EP3545169B1

EP3545169B1 - Hartmetalleinsatz fuer einen rundschaftmeissel

Info

Publication number: EP3545169B1
Application number: EP17811866.7A
Authority: EP
Inventors: Gerd Elfgen
Original assignee: Individual
Current assignee: Krueger Susanne
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2037-11-22
Also published as: EP3545169A1; CN110249110B; DE102016122693A1; WO2018095955A1; CN110249110A

Description

Die Erfindung betrifft einen Hartmetalleinsatz für einen Rundschaftmeißel an einer rotierbaren Walze einer Fräsmaschine, mit einem zylindrischen Korpus, einer konischen Spitze an dem Korpus und einer quer zu einer Längsrichtung des Korpus angeordneten Lötfläche an einem Fuß des Korpus, und mit radial aus einer Mantelfläche des Korpus vorstehenden, sich in der Längsrichtung erstreckenden Rippen, wobei eine Höhe der Rippen über dem Korpus in der Längsrichtung zu dem Fuß hin ansteigt und eine radial nach Außen weisende Stegfläche der Rippen in der Längsrichtung zu dem Fuß hin stetig schmaler wird.
Solche Hartmetalleinsätze kommen in Rundschaftmeißeln zum Einsatz, die einen zylindrischen Schaft und einen konischen Kopf aufweisen, wobei der Hartmetalleinsatz mit der Lötfläche auf einer ebenen Aufnahmefläche an dem Kopf anliegt und an der Aufnahmefläche mit dem Kopf verlötet ist. Diese Rundschaftmeißel werden in Meißelhalter auf rotierbaren Walze für eine Fräsmaschine formschlüssig eingesetzt. Solche Fräsmaschinen werden zur abrasiven Bearbeitung beispielsweise von Asphalt- oder Betonflächen eingesetzt.
US 5,484,191 A offenbart einen solchen Hartmetalleinsatz aus Wolframkarbid, wobei die Spitze aus einem härteren Material geformt ist als eine zylindrische Bodenplatte mit seitlichen Rippen. Die Spitze und die Bodenplatte mit den Rippen werden separat gefertigt, zusammengefügt und mit der an der Unterseite der Bodenplatte angeordneten Lötfläche auf den Rundschaftmeißel gelötet.
US 6,019,434 A offenbart im Hintergrund der Erfindung einen Rundschaftmeißel mit einem Hartmetalleinsatz in Form eines neunflächigen, konischen Prismas anstelle zum Fuß schmaler werdender Rippen.
Weitere Hartmetalleinsätze sind aus US 5,131,725 A und US 5,551,760 A bekannt. Die nach Außen weisenden Stegflächen der Rippen der bekannten Hartmetalleinsätze weisen in der Längsrichtung eine mindestens konstante Breite auf. Die Rippen teilen das im Betrieb der Fräsmaschine abgetragene Material und leiten es in der Längsrichtung an dem Hartmetalleinsatz entlang.
Die US 5,324,098 A offenbart einen Rundschaftmeißel mit einem Hartmetalleinsatz am Meißelkopf, der an seinem der Spitze abgewandten unteren Ende eine wellenförmige, sanft gerundete Außenkontur aufweist. Die Dicke des Hartmetalleinsatzes nimmt von der Spitze bis zum unteren Ende - abgesehen von einem im Durchmesser reduzierten Verbindungsnocken am Einsatzfuß - zu und weist nur im Bereich von Ausnehmungen in einem Mittelabschnitt einen konstanten Durchmesser, der allerdings recht groß bemessen ist, auf. Bei dem bekannten Hartmetalleinsatz ist der Materialaufwand entsprechend groß und die Spalteigenschaften sind unbefriedigend.
Außerdem sind aus der EP 1 956 186 A diverse Hartmetalleinsätze bekannt, die an einem unteren, sich konisch erweiternden Abschnitt, mit radial nach außen vorstehenden und verteilt über den Umfang angeordneten warzenförmigen Leitelementen angeordnet sind. Die Leitelemente besitzen unterschiedliche geometrische Formen wie beispielsweise im Querschnitt eine Dreiecks-, Trapez- oder abgerundete Rechteckform. Die Leitelemente können darüber hinaus auch an einem separaten Leitelementring angeordnet sein, durch den hindurch sich der übrige Hartmetalleinsatz erstreckt. Die Verbindung der Leitelemente mit dem übrigen Hartmetalleinsatz bzw. dem Leitelementring ist allerdings nicht hinreichend organisch, so dass Brüche von Leitelementen nicht auszuschließen sind.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Materialbedarf des Hartmetalleinsatzes zu verringern

Lösung

Ausgehend von den bekannten Hartmetalleinsätzen wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass die Rippen eines erfindungsgemäßen Hartmetalleinsatzes sich in der Längsrichtung bis zu der Lötfläche erstrecken. Das abgetragene Material verschleißt dann im Betrieb der Fräsmaschine den Kopf des Rundschaftmeißels unterhalb des Hartmetalleinsatzes derart, dass sich die Rippen in den Kopf des Rundschaftmeißels fortsetzen. Der erfindungsgemäße Hartmetalleinsatz erspart im Vergleich zu dem bekannten Hartmetalleinsatz diejenigen Abschnitte der (weicheren) Bodenplatte, die in der Längsrichtung nach oben frei bleiben und im Fräseinsatz ohnehin schnell abgetragen werden.
Vorzugsweise erstrecken sich die Rippen eines erfindungsgemäßen Hartmetalleinsatzes in der Längsrichtung bis zu der Spitze. Die Rippen leiten so im Betrieb der Fräsmaschine bereits frühzeitig das abzutragende Material in die Zwischenräume zwischen den Rippen.
Vorzugsweise ist die Höhe der Rippen eines erfindungsgemäßen Hartmetalleinsatzes in der Längsrichtung ausgehend von der Spitze zu dem Fuß hin in einem ersten Bereich des Korpus konstant und steigt in einem anschließenden zweiten Bereich bis zu der Lötfläche an, wobei der zweite Bereich zwei- bis viermal länger als der erste Bereich ist. Ein solcher Hartmetalleinsatz dringt leichter in zähes Material ein.
Vorzugsweise ist ein erfindungsgemäßer Hartmetalleinsatz in der Längsrichtung radiärsymmetrisch (auch: drehsymmetrisch). Durch die Symmetrie wird der Hartmetalleinsatz im Betrieb der Fräsmaschine gleichmäßig beansprucht und weist dadurch eine besonders hohe Standzeit auf.
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik weist ein erfindungsgemäßer Rundschaftmeißel einen erfindungsgemäßen Hartmetalleinsatz auf. Ein solcher Rundschaftmeißel zeichnet sich gleichermaßen durch die vorstehend genannten Vorteile des erfindungsgemäßen Hartmetalleinsatzes aus.
Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßer Rundschaftmeißel eine den Schaft umgreifende Spannhülse aus Federstahl auf. Die Spannhülse hält einerseits axial den Rundschaftmeißel und erlaubt andererseits eine Rotation des Rundschaftmeißels um seine Längsachse im Meißelhalter.
Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßer Rundschaftmeißel einen um die Aufnahmefläche umlaufenden, die Aufnahmefläche in der Längsrichtung überragenden Steg auf. Der umlaufende Steg zentriert den Hartmetalleinsatz zum Löten auf der Aufnahmefläche.
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik weist eine erfindungsgemäße Walze für eine Fräsmaschine erfindungsgemäße Rundschaftmeißel auf. Eine solche Walze zeichnet sich gleichermaßen durch die vorstehend genannten Vorteile des erfindungsgemäßen Rundschaftmeißels aus.
Solche Fräsmaschinen mit rotierenden zylindrischen Fräswalzen kommen insbesondere zur abrasiven Bearbeitung beispielsweise von Asphalt- oder Betonflächen zum Einsatz: Die Rundschaftmeißel sind mit der Spitze nach Außen weisend auf der Mantelfläche der Fräswalze und gegen eine Radialrichtung der Walze am Ort der Montage derart geneigt ausgerichtet, dass die Längsachse mit einer Umfangsrichtung der Walze an diesem Ort einen Winkel zwischen fünf und 45 Winkelgrad und mit einer Umfangsebene durch einen Umkreis der Walze einen Winkel von etwa sieben Winkelgrad einschließt.
Infolge der Neigung gegenüber der Umfangsebene wälzt die Hartmetallspitze beim Eingriff in das Material mit einem Bewegungsanteil in Umfangsrichtung des Rundschaftmeißels auf dem Material ab, so dass der Rundschaftmeißel um seine Längsachse in Rotation versetzt wird. Die Rotation des Rundschaftmeißels gewährleistet eine gleichmäßige Abnutzung und damit eine hohe Standzeit der Hartmetallspitze.
Die Drehung um seine Längsachse wird dem Rundschaftmeißel in Form eines Drehmoments beim Abwälzen der Hartmetallspitze durch das abzugetragene Material aufgeprägt. Dieses Drehmoment entsteht durch eine an der Hartmetallspitze in ihrer Umfangsrichtung ansetzende Kraft, nämlich durch einen in der Umfangsrichtung der Hartmetallspitze wirkenden Anteil einer insgesamt in der Vortriebsrichtung der Fräswalze, also in einer Umfangsrichtung der Fräswalze an der Hartmetallspitze angreifenden Kraft, die aus der Haftreibung im Kontakt mit dem abzutragenden Material resultiert.
Vorzugsweise bestehen die Meißelhalter einer erfindungsgemäßen Walze jeweils aus einem mit der Walze verschweißten Grundhalter und einem in den Grundhalter formschlüssig eingesetzten Wechselhalter, in den die Rundschaftmeißel eingesetzt sind. An einer solchen Walze lassen sich verschlissene Wechselhalter einfach auswechseln.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen

Fig. 1a: einen ersten erfindungsgemäßen Hartmetalleinsatz und
Fig. 1b: einen Halter für diesen Hartmetalleinsatz,
Fig. 2a/b: einen ersten erfindungsgemäßen Rundschaftmeißel,
Fig. 3a/b: eine erste erfindungsgemäße Walze,
Fig. 4a/b: ein Verschleißbild des ersten Rundschaftmeißels,
Fig. 5a/b: einen zweiten erfindungsgemäßen Hartmetalleinsatz,
Fig. 6a/b: einen zweiten erfindungsgemäßen Rundschaftmeißel und
Fig. 7a/b: ein Verschleißbild des zweiten Rundschaftmeißels,
Fig. 8a/b: einen dritten erfindungsgemäßen Hartmetalleinsatz,
Fig. 9a/b: einen dritten erfindungsgemäßen Rundschaftmeißel und
Fig. 10a/b: ein Verschleißbild des dritten Rundschaftmeißels,

Der in Figur 1a gezeigte erste erfindungsgemäße Hartmetalleinsatz 1 ist pulvermetallurgisch gefertigt und weist einen zylindrischen Korpus 2, eine konische Spitze 3 an dem Korpus 2 und eine quer zu einer Längsrichtung 4 des Korpus 2 angeordnete Lötfläche 5 am Fuß 6 des Korpus 2 auf. Der erste Hartmetalleinsatz 1 ist in der Längsrichtung 4 radiärsymmetrisch.
Aus einer Mantelfläche 7 des Korpus 2 stehen radial zur Längsrichtung 4 sechs Rippen 8 hervor, die sich in der Längsrichtung 4 bis zu der Lötfläche 5 erstrecken. In der Längsrichtung 4 zu dem Fuß 6 hin steigt eine Höhe 9 der Rippen 8 an, während eine radial nach Außen weisende Stegfläche 10 der Rippen 8 stetig schmaler wird.
In der Längsrichtung 4 sind ausgehend von der Spitze 3 zu dem Fuß 6 hin in einem ersten Bereich 11 des Korpus 2 die Rippen 8 nicht ausgebildet. In einem zweiten, dreimal längeren Bereich 12 steigt die Höhe 9 stetig an.
Der in Figur 1b gezeigte Halter 13 aus Baustahl weist einen zylindrischen Schaft 14 auf, den eine Spannhülse 15 aus Federstahl umgreift. An einem konischen Kopf 16 des Halters 13 ist eine ebene Aufnahmefläche 17 ausgebildet, um die ein Steg 18 umläuft, der die Aufnahmefläche 17 in der Längsrichtung 4 überragt.
Der erste Hartmetalleinsatz 1 wird mit seiner Lötfläche 5 mittels des Stegs 18 auf der Aufnahmefläche 17 zentriert eingesetzt und zwischen Lötfläche 5 und Aufnahmefläche 17 mit dem Halter 13 zu dem in den Figuren 2a/b gezeigten ersten erfindungsgemäßen Rundschaftmeißel 19 hartverlötet.
Solche erfindungsgemäßen Rundschaftmeißel 19 werden - wie in den Figuren 3a/b schematisch dargestellt - zunächst mittels der Spannhülse 15 in Wechselhalter 20 eingepresst und mit dem Wechselhalter 20 formschlüssig in einen auf einer Mantelfläche 21 einer erfindungsgemäßen Walze 22 verschweißten Grundhalter 23 eingesetzt. In der montierten Position weisen die Rundschaftmeißel 19 mit ihrer Spitze 3 nach Außen. Die Längsrichtungen 4 der Hartmetalleinsätze 1 und der Rundschaftmeißel 19 schließen mit einer Umfangsrichtung 24 der Walze 22 jeweils einen Winkel 25 zwischen 5 und 45 Winkelgrad und mit einer Umfangsebene 26 durch einen Umkreis der Walze einen Winkel "/ von etwa 7 Winkelgrad ein.
Im Betrieb der erfindungsgemäßen Walze 22 auf einer (nicht dargestellten) Fräsmaschine teilen die Rippen 8 des Hartmetalleinsatzes 1 das abgetragene Material (beispielsweise Beton oder Asphalt) und leiten es in der Längsrichtung 4 an dem Hartmetalleinsatz 1 entlang in den Zwischenräumen 28 zwischen den Rippen 8 zu dem Kopf 16 des Halters 13.
Die Figuren 4a/b zeigen ein typisches Verschleißbild des ersten Rundschaftmeißels 19: Das an dem Hartmetalleinsatz 1 entlang strömende abgetragene Material trifft auf den deutlich weicheren Kopf 16 des Halters 13 und trägt dessen Aufnahmefläche 17 und den dort umlaufenden Steg 18 sowie das darunter liegende Material derart ab, dass sich die Rippen 8 und die Zwischenräume 28 zwischen diesen im Halter 13 nahtlos fortsetzen.
Der in den Figuren 5a/b dargestellte zweite erfindungsgemäße Hartmetalleinsatz 29 weist drei Rippen 30 auf. Der in den Figuren 6a/b dargestellte zweite erfindungsgemäße Rundschaftmeißel 31 weist den zweiten Hartmetalleinsatz 29 auf. Darüber hinaus entspricht der zweite Hartmetalleinsatz 29 dem ersten Hartmetalleinsatz 1 und der zweite Rundschaftmeißel 31 dem ersten Rundschaftmeißel 19. Die Figuren 7a/b zeigen ein typisches Verschleißbild des zweiten Rundschaftmeißels 31.
Die Rippen 32 und die Zwischenräume 33 zwischen den Rippen 32 erstrecken sich an dem in den Figuren 8a/b dargestellten dritten erfindungsgemäßen Hartmetalleinsatz 34 über den ersten Bereich 35 mit konstanter Höhe 36 bis zu dessen Spitze 37. Der in den Figuren 9a/b dargestellte dritte erfindungsgemäße Rundschaftmeißel 38 weist den dritten Hartmetalleinsatz 34 auf. Darüber hinaus entspricht der dritte Hartmetalleinsatz 34 dem ersten Hartmetalleinsatz 1 und der dritte Rundschaftmeißel 38 dem ersten Rundschaftmeißel 19. Die Figuren 10a/b zeigen ein typisches Verschleißbild des dritten Rundschaftmeißels 38. Der dritte Hartmetalleinsatz 34 zeichnet sich durch eine verbesserte Spitzenbildung beim Fräsen aus.
In den Figuren sind

1: Hartmetalleinsatz
2: Korpus
3: Spitze
4: Längsrichtung
5: Lötfläche
6: Fuß
7: Mantelfläche
8: Rippe
9: Höhe
10: Stegfläche
11: erster Bereich
12: zweiter Bereich
13: Halter
14: Schaft
15: Spannhülse
16: Kopf
17: Aufnahmefläche
18: Steg
19: Rundschaftmeißel
20: Wechselhalter
21: Mantelfläche
22: Walze
23: Grundhalter
24: Umfangsrichtung
25: Winkel
26: Umfangsebene
27: Winkel
28: Zwischenraum
29: Hartmetalleinsatz
30: Rippe
31: Rundschaftmeißel
32: Rippe
33: Zwischenraum
34: Hartmetalleinsatz
35: erster Bereich
36: Höhe
37: Spitze
38: Rundschaftmeißel

Claims

Hartmetalleinsatz (1, 29, 34) für einen Rundschaftmeißel (19, 31, 38) an einer rotierbaren Walze (22) einer Fräsmaschine, mit einem zylindrischen Korpus (2), einer konischen Spitze (3, 33) an dem Korpus (2) und einer quer zu einer Längsrichtung (4) des Korpus (2) angeordneten Lötfläche (5) an einem Fuß (6) des Korpus (2), und mit radial aus einer Mantelfläche (7) des Korpus (2) vorstehenden, sich in der Längsrichtung (4) erstreckenden Rippen (8, 30, 32), wobei eine Höhe (9) der Rippen (8, 30, 32) über dem Korpus (2) in der Längsrichtung (4) zu dem Fuß (6) hin ansteigt und eine radial nach Außen weisende Stegfläche (10) der Rippen (8, 30, 32) in der Längsrichtung (4) zu dem Fuß (6) hin stetig schmaler wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (8, 30, 32) sich in der Längsrichtung (4) bis zu der Lötfläche (5) erstrecken.
Hartmetalleinsatz (34) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (32) sich in der Längsrichtung (4) bis zu der Spitze (33) erstrecken.
Hartmetalleinsatz (34) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (36) der Rippen (32) in der Längsrichtung (4) ausgehend von der Spitze (33) zu dem Fuß (6) hin in einem ersten Bereich (11) des Korpus (2) konstant ist und in einem anschließenden zweiten Bereich (12) bis zu der Lötfläche (5) ansteigt, wobei der zweite Bereich (12) zwei- bis viermal länger als der erste Bereich (11) ist.
Hartmetalleinsatz (1, 29, 34) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartmetalleinsatz (1, 29, 34) in der Längsrichtung (4) radiärsymmetrisch ist.
Rundschaftmeißel (19, 31, 38) mit einem zylindrischen Schaft (14) und einem konischen Kopf (16), und mit einem Hartmetalleinsatz (1, 29, 34) nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Hartmetalleinsatz (1, 29, 34) mit der Lötfläche (5) auf einer ebenen Aufnahmefläche (17) an dem Kopf (16) anliegt und an der Aufnahmefläche (17) mit dem Kopf (16) verlötet ist.
Rundschaftmeißel (19, 31, 38) nach dem vorgenannten Anspruch, gekennzeichnet durch eine den Schaft (14) umgreifende Spannhülse (15) aus Federstahl.
Rundschaftmeißel (19, 31, 38) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen um die Aufnahmefläche (17) umlaufenden, die Aufnahmefläche (17) in der Längsrichtung (4) überragenden Steg (18).
Rotierbare Walze (22) für eine Fräsmaschine mit Meißelhaltern, in die Rundschaftmeißel (19, 31, 38) nach einem der Ansprüche 6 bis 8 formschlüssig eingesetzt sind.
Rotierbare Walze (22) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Meißelhalter jeweils aus einem mit der Walze (22) verschweißten Grundhalter (23) und einem in den Grundhalter (23) formschlüssig eingesetzten Wechselhalter (20) bestehen, in den die Rundschaftmeißel (19, 31, 38) eingesetzt sind.