WO2004109059A1

WO2004109059A1 - HALTEELEMENT FÜR EIN RUNDSCHAFTMEIβEL EINER FRÄSVORRICHTUNG

Info

Publication number: WO2004109059A1
Application number: PCT/DE2004/001131
Authority: WO
Inventors: Gerd Elfgen
Original assignee: Gerd Elfgen
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2004-12-16
Also published as: EP1631733A1; DE10325253A1; EP1631733B1; DE502004005566D1

Abstract

Offenbart ist ein Halteelement (18) für einen Rundschaftmeißel (1) einer Fräsvorrichtung, die eine Mehrzahl von Rundschaftmeißeln (1) aufweist, die jeweils entlang einer Meißelachse (2) einen Meißelkopf (3), einen Meißelschaft (4) und mindestens ein Halteelement (18) aufweisen, wobei die Meißelschäfte jeweils entlang ihrer Meißelachse (2) in eine Bohrung (12) in an der Fräsvorrichtung angebrachten Meißelhaltern (13) derart einschiebbar sind, dass die Meißelköpfe mit einem jeweils radial vorstehenden Bund (5) an den Meißelhaltern (13) anliegen, wobei die Halteelemente (18) auf einer Mantelfläche (17) der Meißelschäfte angeordnet und die Rundschaftmeißel (1) mittels der Halteelemente (18) in den Bohrungen (12) halterbar sind, und wobei mittels der Fräsvorrichtung eine Oberfläche eines Materials in einer parallel zu der Oberfläche verlaufenden Fräsrichtung derart fräsbar ist, dass die Meißelköpfe in Fräsrichtung neben- und hintereinander in das Material eingreifen. Um das Spiel zwischen Rundschaftmeißel (1) und Meißelhalter (13) und mittelbar den Verschleiß am Meißelhalter (13) zu minimieren, wird vorgeschlagen, dass das Halteelement (18) aus einem Elastomer gefertigt ist.

Description

Halteelement für einen Rundschaftmeißel einer Fräsvorrichtung

Einleitung

Die Erfindung betrifft ein Halteelement für einen Rundschaftmeißel einer Fräsvorrichtung, die eine Mehrzahl von Rundschaftmeißeln aufweist, die jeweils um eine Meißelachse rotierbar gelagert sind und entlang der Meißelachse einen Meißelkopf, einen Meißelschaft und mindestens ein Halteelement aufweisen, wobei die Meißelschäfte jeweils entlang ihrer Meißelachse in eine Bohrung in an der Fräsvorrichtung angebrachten Meißelhaltern derart einschiebbar sind, dass die Meißelköpfe mit einem jeweils radial vorstehenden Bund an den Meißelhaltern anliegen, wobei die Halteelemente auf einer Mantelfläche der Meißelschäfte angeordnet und die Rundschaftmeißel mittels der Halteelemente in den Bohrungen halterbar sind, und wobei mittels der Fräsvorrichtung eine Oberfläche eines Materials in einer parallel zu der Oberfläche verlaufenden Fräsrichtung derart fräsbar ist, dass die Meißelköpfe in Fräsrichtung^* neben- und hintereinander in das Material eingreifen. •

Solche Fräsvorrichtungen werden zum Abtragen von Materialien eingesetzt, in die ein Meißelkopf mindestens zu Beginn des Fräsvorgangs eindringen kann. Der Fräsvorgang ist in diesem Moment eher als Schneiden des Materials zu beschreiben, erst gegen Ende wird der einzelne Span durch Sprödbrach von dem Material getrennt. Solche Materialien sind zum Beispiel Straßenbeläge auf Asphaltbasis oder Betonflächen, die im Rahmen von War- tungs- oder Reparaturarbeiten abgetragen werden, aber auch natürliche Gesteine, Erden und Kohle, die im Bergbau gewonnen werden.

Im Vergleich zu rein sprödem Material werden derartige Materialien als „viskoelastisch" bezeichnet, da sie sowohl elastische Dämpfungseigenschaften als auch Absorptionsverhalten zeigen. Im Unterschied zur idealen Elastizität reagiert ein viskoelastisches Material zeitlich verzögert auf eine Belastung und erreicht erst nach einer mehr oder weniger langen Zeit einen neuen Gleichgewichtszustand. Auch die meisten Kunststoffe weisen viskoelasti- sche Eigenschaften auf.

Die bekannten Fräsvorrichtungen weisen zumeist eine rotierbare Walze auf, auf deren Mantelfläche di Rundschaftmeißel angebracht sind. Die Meißelachsen sind hierbei aus der radialen Richtung im wesentlichen in Rotationsrichtung geneigt. Im Fräsbetrieb wird die rotierende Walze senkrecht zu ihrer Rotationsachse im wesentlichen entlang einer Ma- terialoberfläche verfahren, wobei die Rotationsrichtung der Rollrotation einer auf der O- berfläche abrollenden Walze entgegengesetzt ist.

Die Meißelköpfe greifen um den Betrag der Schichtdicke unterhalb der Materialoberfläche in das abzutragende Material ein. Der Eingriff beginnt zu einem Zeitpunkt, in dem sich der einzelne Meißelköpf bezogen auf die Oberfläche im wesentlichen lotrecht unter der Rotationsachse der Walze befindet. Die Rotation der Walze und dies Verfahrgeschwindigkeit der Fräsvorrichtung addieren sich zu einem Vorschub des Meißelkopfes zunächst im wesentlichen parallel zur Oberfläche in Fräsrichtung.

Im weiteren Verlauf des Fräsvorgangs vergrößert sich an dem betrachteten Meißelkopf der Winkel zwischen einer Radialrichtung durch den Meißelkopf und dem Lot durch die Rotationsachse auf die Materialoberfläche, so dass der Meißelkopf auf einer zunehmend steiler zur Oberfläche ansteigenden Bahn und schließlich aus dem Material heraus geführt wird. Durch diesen typischen Bewegungsablauf bildet sich eine charakteristische Spanform, der sogenannte „Komma-Span" aus.

Die Meißelköpfe derartiger Fräsvorrichtungen unterliegen aufgrund der dynamischen Belastung beim Fräsvorgang einem hohen Verschleiß und müssen regelmäßig erneuert werden. Rundschaftmeißel weisen einen Meißelschaft auf, der in eine Bohrung eines Meißel- ^! halters einschiebbar ist. Der Meißelkopf mit einer Hartmetallspitze ragt aus der Bohrun . heraus und liegt mit einem radial aus der Meißelachse vorstehenden Bund an dem Meißelhalter an. Auf der zylindrischen Mantelfläche des Meißelschafts weist ein solcher Rundschaftmeißel ein Halteelement auf, mit dem der Rundschaftmeißel in der Bohrung halterbar ist.

Die DE 3630444 AI offenbart einen Rundschaftmeißel, der zwischen dem Bund am Meißelkopf und der korrespondierenden Anlagefläche am Meißelhalter ein Elastomerelement aufweist um die Materialbelastung an dieser Stelle zu verringern. Als Halteelement wird in dieser Schrift einerseits ein Sicherungsring (ein sogenannter „Sprengring") am freien Ende des Meißelschafts vorgeschlagen, der den Rundschaftmeißel in axialer Richtung an einer korrespondierenden Anlagefläche am Meißelhalter abstützt. Alternativ wird vorgeschlagen, auf der äußeren Mantelfläche des Meißelschafts eine Nut vorzusehen, in die tangential ein in den Meißelhalter eingesetzter Stift eingreift. Die DE 37 01 905 Cl offenbart einen weiteren Rundschaftmeißel, der als Halteelement eine stählerne Spannhülse aufweist, die den Meißelschaft umschließt. Die Spannhülse wird von einem Ring als Montagehilfe radial zusammen gepresst. Bei der Montage des Meißelschafts in der Bohrung wird der Ring in Richtung der Meißelachse an den Bund verschoben, die Spannhülse wird entspannt, legt sich an die innere Mantelfläche der Bohrung an und fixiert den Meißelschaft gegen eine Verschiebung in Richtung der Meißelachse.

Die bekannten Rundschaftmeißel weisen prinzipbedingt im montierten Zustand sowohl in radialer als auch in axialer Richtung bezogen auf die Meißelachse mindestens ein leichtes Spiel auf. Dieses Spiel wird bei dem Rundschaftmeißel nach der DE 37 01 905 Cl mit der zusätzlich am Umfang umlaufenden Fuge zwischen Spannhülse und Meißelschaft noch verstärkt. Bedingt durch dieses Spiel verkantet der Meißelschaft des Rundschaftmeißels im Betrieb in der Bohrung des Meißelhalters und stützt sich im Endeffekt nur an zwei definierten Punkten - an dem Bund des Meißelkopfes und am Ende des Meißelschafts - an dem Meißelhalter ab.

Die extreme Punktbelastung führt zu Fließvorgängen an beiden Stellen, und schließlich zu einem keulenförmigen Verschleiß der Bohrung. Mit fortschreitendem Verschleiß und somit vergrößertem Spiel wird das Verkanten des Meißelschafts und hiermit die Asymmetrie der Belastung noch vergrößert, so dass sich der Verschleißprozess zusätzlich selbst verstärkt. Durch den Verschleiß der Bohrung vergrößert sich auch das Spiel zwischen dem Bund am Meißelkopf und der korrespondierenden Anlagefläche am Meißelhalter, so dass auch hier ein progressiver Verschleißprozess zu beobachten ist.

Die extreme statische und dynamische Belastung der Rundschaftmeißel und der Meißelhalter wird im Betrieb der bekannten Fräsvorrichtungen noch verstärkt durch das Bestreben des Bedienpersonals, einerseits die Vorschubgeschwindigkeit und andererseits die in einem Fräsvorgang abzutragende Schichtdicke zu maximieren und so die Maschinen- und Bedienerzeiten zu minimieren.

Diesem im Akkord- und Kostendruck begründeten Bestreben tragen die Hersteller mit ständig neuen Rekorden bezüglich der Leistungsdaten der angebotenen Fräsvorrichtungen Rechnung. Da nun auch diese neu entwickelten Fräsvorrichtungen im Betrieb wieder bis an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit - und darüber hinaus - gefahren werden, wird die Materialbelastung zwischen Rundschaftmeißel und Meißelhalter allgemein als extrem kritisch angesehen. Aus diesem Grund kommen hier - insbesondere am Meißelschaft und in der Bohrung des Meißelhalters - tendenziell hochwertige, harte Stahlwerkstoffe zum Einsatz.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halteelement vorzuschlagen, das das Spiel zwischen Rundschaftmeißel und Meißelhalter und mittelbar den Verschleiß am Meißelhalter minimiert und dabei eine leichte Montage und Demontage des Rundschaftmeißels ermöglicht.

Lösung

Der Erfindung liegt die einfache Erkenntnis zugrunde, dass die typische Punktbelastung zwischen Meißelschaft und Bohrung des Meißelhalters durch die traditionelle Verwendung möglichst harter Werkstoffe zwar in ihrer Verschleißwirkung gemindert, aber nicht tatsächlich vermieden wird. Solange die Verwendung eines Halteelements zwischen Bohrung und Meißelschaft ein Spiel bedingt, wird sich der Meißelschaft in der Bohrung verkanten. Die Punktbelastung selbst bleibt dann prinzipbedingt immer erhalten.

Ausgehend von den bekannten Halteelementen wird zur Lösung der Aufgabe nach der Erfindung daher vorgeschlagen, dass das Halteelement aus einem Elastomer gefertigt ist. Das erfindungsgemäße Halteelement kann passgenau zwischen die korrespondierenden Oberflächen von Meißelschaft und Bohrung eingebracht werden, so dass zwischen diesen im Betrieb kein Spiel auftritt. Allein durch die Wahl eines Elastomermaterials wird gegenüber den bekannten Halteelementen die Hauptursache des Verschleißes zwischen den bekannten Rundschaftmeißeln und Meißelhaltern vermieden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Montage und Demontage der Meißel in der Regel werkzeuglos durch Drehen des Meißels um seine Achse möglich ist. Die Notwendigkeit, verschlissene Meißel mittels einer Vielzahl von Hammerschlägen auszutreiben, entfällt daher ebenso wie die Gefahr, sich bei derartigen Hammerarbeiten zu verletzen, z.B. durch Fehlschläge bzw. splitternde Hartmetallelemente. Auch Sehnenscheidentzündungen, die beim konventionellen Wechsel häufig auftreten, werden bei der Handmontage durch Drehen und Drücken bzw. Schieben wirkungsvoll vermieden. Darüber hinaus ist die Haftreibung zwischen dem Elastomermaterial des erfindungsgemäßen Halteelements und den korrespondierenden Oberflächen von Meißelschaft und Bohrung gegenüber den bekannten Halteelementen aus Stahlwerkstoffen signifikant erhöht. Eine Verschiebung des erfindungsgemäßen Halteelements gegenüber den korrespondierenden Oberflächen von Meißelschaft und Bohrung wird dadurch erschwert. Wiederum allein durch die Wahl eines Elastomers anstelle - wie bei den bekannten Halteelementen - eines Stahlwerkstoffs wird so die Halterung des Rundschaftmeißels in dem Meißelhalter als primärer Zweck des Halteelements signifikant verbessert.

Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßes Halteelement gegenüber einer Bohrung eines Meißelhalters ein radiales Übermaß auf. Bei der Montage in die Bohrung wird das Halteelement dann radial elastisch gestaucht und übt auf die korrespondierende Oberfläche der Bohrung eine Flächenpressung aus. So wird die Haftreibung weiter erhöht und die Halterung des Rundschaftmeißels in dem Meißelhalter weiter verbessert.

Um trotz des Übermaßes eine einfache Montage und Demontage des Meißels - möglichst ohne Werkzeugeinsatz - zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das radiale Übermaß zwischen 2% und 4% des Bohrungsdurchmessers des Meißelhalters beträgt. Die Gefahr eines Abscherens des elastomeren Halteelements wird hierdurch ebenfalls wirksam vermieden. Es ist zu beachten, dass das wirksame radiale Übermaß durch eine Aufdehnung des Halteelements über dem Schaftdurchmesser im Montagebereich ebenso erreicht werden kann, wie durch ein Übermaß des Halteelements als solches, bevor dieses auf dem Meißelschaft montiert ist.

Ein erfindungsgemäßes Halteelement kann vorteilhafter Weise eine Außenverzahnung mit bezogen auf die Meißelachse in Umfangsrichtung verlaufenden Zähnen aufweisen, die mit einer Innenverzahnung in einer Bohrung eines Meißelhalters in Eingriff bringbar sind. Die Verzahnung wirkt dann insbesondere einer Verschiebung des erfindungsgemäßen Halteelements in Richtung der Meißelachse gegenüber der korrespondierenden Oberfläche der Bohrung entgegen.

Ein solches erfindungsgemäßes Halteelement kann auch mit lediglich geringem (oder sogar ohne) Übermaß gegenüber der Bohrung eingesetzt werden. So wird die Beweglichkeit des Halteelements in Umfangsrichtung gegenüber der Oberfläche der Bohrung erleichtert. Insbesondere wird die Rotation eines Rundschaftmeißels in der Bohrung um die Meißelachse nicht behindert. Eine Möglichkeit besteht darin, dass das Halteelement hülsenförmig und in Umfangsrichtung geschlossen ist. Hierdurch wird verhindert, dass Abrieb des zu zerspanenden Materials, insbesondere vermischt mit Wasser zu einem abrasiv wirksamen Brei, in dem Bereich hinter das Halteelement eindringen kann, wie dies bei axial geschlitzten Spannhülsen aus Metall der Fall ist.

Alternativ weist ein erfindungsgemäßes Halteelement eine bezogen auf die Meißelachse axial verlaufende Nut auf, in die ein Schaft eines Rundschaftmeißels clipsbar ist. Eine solche Nut kann beispielsweise - ähnlich der Form der bekannten stählernen Spannelemente nach der DE 37 01 905 Cl - durch einen axialen Schnitt durch ein rohrförmiges Halteelement ausgeführt sein. Ein solches erfmdungsgemäßes Halteelement kann insbesondere als Ersatz für ein beschädigtes Halteelement manuell auf den Meißelschaft geklippt werden.

Generell ist die Montage eines solchen erfindungsgemäßen Halteelements gegenüber einem Halteelement mit einem geschlossen ringförmigen Querschnitt signifikant erleichtert. Insbesondere ist so die Montage eines vergleichsweise dünnwandigen und langgestreckt rohrförmigen Halteelements auf dem Meißelschaft auch dann ermöglicht, wenn das freie Ende des Meißelschafts gegenüber der Anlagefläche des Halteelements radial verdickt ist.

Vorteilhafter Weise kann ein O-Ring als erfindungsgemäßes Halteelement verwendet wer- , den. O-Ringe sind in einer Vielzahl von Größen, Querschnittsformen und Elastomermale- rialien mit einer Vielzahl an Eigenschaften als Massenartikel preiswert am Markt verfügbar. Die erfindungsgemäße Verwendung eines O-Rings stellt damit eine besonders preiswerte und ohne aufwändige Vorarbeiten zu realisierende Ausführung der Erfindung dar. Vorzugsweise ist der verwendete O-Ring schräg geschlitzt, um die Montage zu vereinfachen.

Die Erfindung wird auch ausgeführt durch einen Rundschaftmeißel für eine Fräsvorrichtung, die eine Mehrzahl von Rundschaftmeißeln aufweist, die jeweils entlang einer Meißelachse einen Meißelkopf, einen Meißelschaft und mindestens ein Halteelement aufweisen, wobei die Meißelschäfte jeweils entlang ihrer Meißelachse in eine Bohrung in an der Fräsvorrichtung angebrachten Meißelhaltern derart einschiebbar sind, dass die Meißelköpfe mit einem jeweils radial vorstehenden Bund an den Meißelhaltern anliegen, wobei die Halteelemente auf einer Mantelfläche der Meißelschäfte angeordnet und die Rundschaftmeißel mittels der Halteelemente in den Bohrungen halterbar sind, und wobei mittels der Fräsvorrichtung eine Oberfläche eines Materials in einer parallel zu der Oberfläche verlau- fenden Fräsrichtung derart fräsbar ist, dass die Meißelköpfe in Fräsrichtung neben- und hintereinander in das Material eingreifen, wobei der Rundschaftmeißel ein erfihdungsge- mäßes Halteelement aufweist.

Insbesondere kann ein erfindungsgemäßer Rundschaftmeißel eine Mehrzahl von Halteelementen aufweisen. Hierbei können mit einem erfindungsgemäßen Halteelement gleichartige und verschiedenartige erfindungsgemäße und nicht erfindungsgemäße Halteelemente kombiniert werden. So werden die Vorteile der verschiedenen Varianten von Halteelementen in einem Rundschaftmeißel kombiniert.

Bevorzugt weist ein solcher erfindungsgemäßer Rundschaftmeißel ein (nicht erfindungsgemäßes) Halteelement auf, das eine metallische Spannhülse ist. Durch die Kombination mit einem erfindungsgemäßen Halteelement aus einem Elastomermaterial werden die zwischen einer metallischen Spannhülse und den korrespondierenden Oberflächen an Meißelschaft und Bohrung prinzipbedingt auftretenden Spalte gefüllt und das Spiel im Betrieb des erfmdungsgemäßen Rundschaftmeißels reduziert ohne die Haltewirkung zu beeinträchtigen.

An einem erfindungsgemäßen Rundschaftmeißel kann der Meißelschaft an seinem dem Meißelkopf abgewandten hinteren Ende einen radial vorstehenden Bund aufweisen. Ein solcher Bund dient an einem solchen Rundschaftmeißel zur axialen Abstützung eines anliegenden Halteelements. Das Halteelement - beispielsweise ein metallisches Spannelement oder ein erfindungsgemäßes Halteelement aus einem Elastomer - ist an der inneren Mantelfläche in der Bohrung derart abgestützt, dass eine Verschiebung in axialer Richtung behindert ist.

Im Betriebsfall ist der Rundschaftmeißel dynamisch stark schwankenden Lasten ausgesetzt. Insbesondere entfällt im Moment des Sprödbruchs des „Kommaspans" schlagartig die axiale Last. Der Rundschaftmeißel und der Meißelhalter werden entspannt und stellen sich elastisch - wenn auch nur über Bruchteile von Millimetern - in ihre Ausgangslage zurück. Durch diese Rückstellung wird der Rundschaftmeißel in axialer Richtung aus der Bohrung des Meißelhalters heraus beschleunigt. Diese axiale Bewegung des Rundschaftmeißels wird durch die Abstützung mittels des beschriebenen Bundes an dem Spannelement abgefangen. Ist das dem Bund benachbarte Halteelement an einem solchen Rundschaftmeißel ein erfindungsgemäßes Halteelement aus einem Elastomer, so bewirkt die axiale Abstützung zugleich eine axiale Stauchung des Halteelements. Die führt zu einer radialen Aufweitung des Halteelements, hieraus resultierend zu einer verstärkten Anpresskraft an die korrespondieren Oberflächen der Bohrung und des Meißelschafts und verstärkt damit die Haltewirkung des Halteelements.

Der Bund an einem solchen erfindungsgemäßen Rundschaftmeißel kann derart gestaltet sein, dass er einen größten Durchmesser aufweist, der nahezu einem kleinsten Durchmesser einer Bohrung eines Meißelhalters entspricht. Ein solcher Bund kann zur radialen Abstützung des Meißelschafts an der inneren Mantelfläche der Bohrung dienen. Der Bund weist hierzu einen gegenüber dem benachbarten, an der inneren Oberfläche der Bohrung anliegenden Halteelement verringerten Radius auf, so dass im Regelfall das Halteelement die radiale Abstützung leistet. Der Bund verhindert dann bei extremer Belastung eine ü- bermäßige Verkantung des Rundschaftmeißels in dem Meißelhalter.

Ein erfindungsgemäßer Rundschaftmeißel ist bevorzugt derart gestaltet, dass sich der Meißelschaft zu seinem dem Meißelkopf abgewandten Ende konisch verdickt. So wird an dem freien Ende des Meißelschafts eine konische Anlagefläche für das Haltelement geschaffen, die im Falle einer axialen Verschiebung des Rundschaftmeißels in dem Meißelhalter eine radiale Aufweitung, d.h. Normalkraft, und daher eine axiale Reibkraft auf das benachbarte Halteelement bewirkt. Insbesondere wenn dieses ein erfindungsgemäßes Halteelement aus einem Elastomer ist, wird das Halteelement radial aufgeweitet. Das Halteelement stützt sich dadurch verstärkt an der korrespondierenden Oberfläche der Bohrung ab, wodurch wiederum die Haltewirkung des Halteelements verbessert wird. Der Konuswinkel α beträgt vorzugsweise zwischen 10° und 30°.

Ein Meißelhalter für den erfmdungsgemäßen Rundschaftmeißel weist vorzugsweise im Bereich des Haltelements eine rein zylindrische Bohrung auf, die sich sehr einfach passgenau und günstig fertigen lässt. Die Notwendigkeit, irgendwelche Nuten oder Einstiche in der Halterbohrung vorzusehen, entfällt aufgrund des Reibschluss-Haftprinzips zwischen der äußeren Mantelfläche des vorzugsweise leicht vorgespannten Halteelements und der Mantelfläche der Halterbohrung. Bei einem Verschleiß des Anschlagbundes des Rundschaftmeißels bzw. der damit korrespondierenden Anschlagfläche des Meißelhalters ergeben sich aufgrund der bloßen Zylinderform der Halterbohrung keine Passprobleme. Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen ersten erfindungsgemäßen Rundschaftmeißel,

Fig. 2 das Halteelement des ersten Rundschaftmeißels,

Fig. 3 einen zweiten erfindungsgemäßen Rundschaftmeißel,

Fig.4 einen dritten erfmdungsgemäßen Rundschaftmeißel,

Fig. 5 einen vierten erfindungsgemäßen Rundschaftmeißel

Fig. 6 einen fünften erfindungsgemäßen Rundschaftmeißel.

Der in Figur 1 dargestellte Rundschaftmeißel 1 weist entlang einer Meißelachse 2 einen Meißelkopf 3 und einen Meißelschaft 4 auf. Der Meißelkopf 3 weist einen radial vorstehenden Bund 5 und eine eingelötete konkave Hartmetallspitze 6, auf. Der Rundschaftmeißel 1 ist damit gegenüber der in dieser Baugröße üblichen Länge um ca. 20 % bis 30 % verlängert. Der Meißelschaft 4 weist einen Durchmesser 10 und der Bund 5 einen Durchmesser 11 auf.

Figur 1 zeigt einen manuell vormontierten Zustand. Der Meißelschaft 4 ist in eine durchgehende Bohrung 12 eines lediglich angedeuteten Meißelhalters 13 in Richtung der Meißelachse 2 teilweise eingeschoben. Die Bohrung 12 des Meißelhalters 13 weist einen Durchmesser 14 von ca. 20 bis 80 mm und eine Länge 15 von ca. 40 bis 200 mm auf. Im montierten Zustand liegt der Meißelschaft 4 also mit einem leichten radialen Spiel in der Bohrung 12.

Die Montage wird ausgehend von dem vormontierten Zustand ausgeführt, indem der Rundschaftmeißel 1 durch Schläge mit einem nicht dargestellten Kupferhammer auf die Hartmetallspitze 6 in Richtung der Meißelachse 2 in die Bohrung 12 getrieben wird. Im (nicht dargestellten) fertig montierten Zustand liegt der Bund 5 des Rundschaftmeißels 1 an einer senkrecht zur Meißelachse 2 ausgebildeten Anlagefläche 16 an dem Meißelhalter 13 an.

Eine Vielzahl von Meißelhaltern 13 mit Rundschaftmeißeln 1 ist auf einer rotierbaren Fräswalze einer Fräsvorrichtung angebracht. Die Fräsvorrichtung ist zum Fräsen einer O- berfläche eines Betonbauwerks oder von Straßenbelägen in einer parallel zu der Oberfläche verlaufenden Fräsrichtung eingerichtet. Die Meißelachse 2 des Rundschaftmeißels 1 ist gegenüber einer Radialrichtung der Fräswalze in deren Rotationsrichtung geneigt. Die Fräswalze und deren Radial- und Rotationsrichtungen, die Fräs Vorrichtung und das Betonbauwerk bzw. der Straßenbelag sowie die Fräsrichtung sind nicht dargestellt. Beim Fräsen greifen die Meißelköpfe in Fräsrichtung neben- und hintereinander in den Beton bzw. Asphalt ein und tragen dessen Oberfläche in den für dieses Verfahren typischen „Komma- Spänen" ab.

Auf der Mantelfläche 17 des Meißelschafts 4 ist ein - in Figur 2 einzeln dargestelltes Halteelement 18 aus einem glasfaserverstärkten Polyurethan-Kautschuk angeordnet. Das Halteelement 18 ist in Richtung der Meißelachse 2 rohrförmig ausgebildet und weist eine Länge 19 von ca. 5 bis 50 mm auf.

Der Meißelschaft 4 ist in einer polierten Anlagefläche 22 für das Halteelement 18 über eine Länge 23 auf einen Durchmesser 24 reduziert. An ihrem dem Meißelkopf 3 abgewandten Ende 25 ist die Anlagefläche 22 konisch verdickt. Der Meißelschaft 4 weist an seinem freien Ende 8 einen radial vorstehenden Bund 26 (mit dem Durchmesser 10 des. Meißelschafts 4) auf.

Das Halteelement 18 weist eine in Richtung der Meißelachse 2 verlaufende Trennfuge 27 auf. Nach Aufweiten dieser Trennfuge 27 in Umfangsrichtung 28 des Halteelements 18 ist der Meißelschaft 4 des Rundschaftmeißels 1 in die Nut 29 in dem Halteelement 18 clipsbar. Im auf den Meißelschaft 4 montierten Zustand weist das Halteelement 18 gegenüber der Bohrung 12 damit ein leichtes radiales Übermaß auf.

Zur Montage des mit dem Halteelement 18 versehenen Rundschaftmeißels 1 wird dieser von Hand oder mit dem Kupferhammer bis zur Anlage des Bundes 5 an der Anlagefläche 16 in die Bohrung 12 des Meißelhalters 13 eingetrieben. Durch das leichte Übermaß wird das Halteelement 18 bei der Montage radial gestaucht und so zwischen der Anlagefläche 22 an dem Meißelschaft 4 und der Bohrung 12 verspannt. Die radialen Toleranzen der Anlagefläche 22, der Bohrung 12 und des Halteelements 18 sind so bemessen, dass die Rotation des Rundschaftmeißels 1 um die Meißelachse 2 beim Fräsvorgang nicht behindert ist.

Durch das großflächig an dem Meißelschaft 4 und in der Bohrung 12 anliegende Halteelement 18 werden radial auf den Rundschaftmeißel 1 wirkende Kräfte und Momente großflächig auf den Meißelhalter 13 übertragen. Lokale Kraft- und Spannungsspitzen zwischen Rundschaftmeißel 1 und Meißelhalter 13 werden wirksam vermieden. Darüber hinaus ver- hindert das Halteelement 18 durch seine elastischen Eigenschaften auch ein dauerhaftes Verkanten und dämpft radiale Schläge des Meißelschafts 4 in der Bohrung 12 bei wechselnden radialen Lasten.

Die Verlängerung des Meißelschafts 4 gegenüber den sonst üblichen Maßen bewirkt bei Verkantung des Rundschaftmeißels 1 unter einem radialen Moment gleichfalls eine Verringerung der radialen Stützlasten an der Bohrung 12. Eine Länge 9 des Meißelschafts 4 bis zu etwa zwei Drittel der Länge 7 des Rundschaftmeißels 1 stellt in der Praxis einen noch tragbaren Kompromiss bezüglich Minimierung der Baugröße einerseits und Minimierung der Stützlasten andererseits dar.

Eine schlagartige Entspannung des Rundschaftmeißels 1 von einer Last in Richtung der Meißelachse 2 bewirkt - wie oben beschrieben - durch die elastischen Eigenschaften des Meißelhalters 13 und des Rundschaftmeißels 1 eine Beschleunigung des Rundschaftmeißels 1 in Richtung der Meißelachse 2 aus der Bohrung 12 heraus. Durch die Verschiebung des Meißelschafts 4 in dem Halteelement 18 greift zunächst das konisch verdickte Ende 25 der Anlagefläche 22 an dem Halteelement 18 an und verstärkt dessen Verspannung gegen die Bohrung 12.

Schreitet die Verschiebung des Rundschaftmeißels 1 weiter fort, so greift der Bund 26 am Ende 8 des Meißelschafts 4 an dem Halteelement 18 an. Hierdurch wird das Halteelement 18 in Richtung der Meißelachse 2 gestaucht und zugleich radial aufgeweitet. So wird erneut die Verspannung in der Bohrung 12 des Meißelhalters 13 verstärkt und die axiale Verschiebung des Rundschaftmeißels 1 in dem Meißelhalter 13 verhindert.

Insgesamt ist so an dem Rundschaftmeißel 1 mit dem Halteelement 18 gegenüber den bekannten Konfigurationen die Belastung und der Verschleiß zwischen Rundschaftmeißel 1 und Meißelhalter 13 signifikant reduziert.

Der in Figur 3 dargestellte erfindungsgemäße Rundschaftmeißel 30 unterscheidet sich von dem Rundschaftmeißel 1 gemäß Figur 1 lediglich durch den fehlenden Bund am freien Ende 31 des Meißelschafts 32. Die Länge 33 des Meißelschafts 32 beträgt ca. das l,5fache der Länge des Meißelkopfes (ohne Spitze). Der Rundschaftmeißel 30 ist vorteilhaft einsetzbar in Betriebsfällen, wenn die radialen Lasten im Betrieb voraussichtlich eher gering sind. Der in Figur 4 dargestellte erfindungsgemäße Rundschaftmeißel 34 weist zwei Halteelemente 35, 36 auf. Die Länge 37 und der Durchmesser 38 des Meißelschafts 39 entsprechen dem Rundschaftmeißel 30 gemäß Figur 3. Auf der Mantelfläche 40 des Meißelschafts 39 ist eine Anlagefläche 41 mit einem Durchmesser 42 und einer Länge 43 ausgebildet. An seinem freien Ende 44 weist der Meißelschaft 39 wie der Rundschaftmeißel 1 gemäß Figur 1 einen Bund 45 auf.

Das erste Halteelement 35 ist eine metallische Spannhülse 46 mit Haltering 47, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Spannhülse 46 weist ungespannt einen Durchmesser auf, der größer als der Durchmesser der Bohrung in dem Meißelhalter ist.

Als zweites Halteelement 36 ist in der Anlagefläche 41 des Rundschaftmeißels 34 angrenzend an den Bund 45 ein handelsüblicher O-Ring eingelegt. Bei einer axialen Verschiebung des Rundschaftmeißels 34 läuft das Halteelement 36 auf das konisch verdickte Ende 48 der Anlagefläche 41 auf und wird zwischen dieser und der Bohrung 12 verspannt. Die konische Fläche bewirkt die Umsetzung einer axial nach vorne gerichteten Bewegung des Rundschaftmeißels 34 in eine radiale elastische Aufweitung des Halteelements 36, wodurch die Axialverschiebung wirkungsvoll verhindert wird. Wie mit dem erfindungsgemäßen Halteelement 18 gemäß Figur 1 weist auch der Rundschaftmeißel 34 eine deutlich verringerte Neigung zum Verkanten in der Bohrung 12 des hier nicht dargestellten Meißelhalters 13 und einen signifikant geringeren Verschleiß in den Kontaktflächen auf.

Fig. 5 zeigt ausschnittsweise einen weiteren Rundschaftmeißel 51, der in der Bohrung 12 des Meißelhalters 13 gelagert ist. Das hülsenförmige Halteelement 55 aus einem gummielastischen Material besitzt an seiner äußeren Mantelfläche eine in Umfangsrichtung verlaufende Verzahnung 52, die der Anschaulichkeit halber vergrößert dargestellt ist. Die Verzahnung 52 greift in eine entsprechende Verzahnung in der inneren Mantelfläche 53 des Meißelhalters 13 ein. Bei einer axialen nach rechts gerichteten Bewegung des Rundschaf tmeißels 51, weitet dessen konische Fläche 49 das Halteelement 55 radial nach außen auf, wodurch eine besonders intensive Verkrallung im Meißelhalter 13 erreicht wird. Das Halteelement 55 kann ringförmig geschlossen oder - der einfacheren Montage halber - mit einem in axiale Richtung verlaufenden Schlitz versehen sein. Des Weiteren ist es möglich, dass dem Meißelkopf abgewandte Ende des Halteelements 55 im Bereich der inneren Mantelfläche ebenfalls konisch zu gestalten und insofern an die konische Hache 42 des Rundschaftmeißels 51 anzupassen. Der in Figur 6 gezeigte Rundschaftmeißel 50 besitzt einen Bund 51, dessen Durchmesser auf ca. 50 mm vergrößert ist, um eine einfache Handmontage zu ermöglichen. Der Meißelschaft 52 besitzt eine in Richtung der Meißelachse 2 lediglich eine geringe Länge aufweisende Nut 53 zur Aufnahme eines gestrichelt angedeuteten O-Rings, der schräg geschlitzt ist, als Halteelement 54. Der Durchmesser des O-Rings im Zustand, in dem dieser auf dem Meißelschaft 52 montiert ist, ist um ca. 4% größer als der Innendurchmesser der nicht gezeigten Bohrung des Meißelhalters, in den der Rundschaftmeißel 50 einschiebbar ist. Der Meißelschaft 52 weist im Bereich der Nut 53 einen konischen hinteren Bereich 55 auf, dessen Konuswinkel α ca. 20° beträgt und daher eine Aufspreizung des Halteelements 54 und somit eine sichere Fixierung des Rundschaftmeißels 50 im Meißelhalter bewirkt.

In den Figuren sind

1 Rundschaftmeißel

2 Meißelachse

3 Meißelkopf

4 Meißelschaft

5 Bund

6 Hartmetallspitze

7 Länge

8 Ende

9 Länge

10 Durchmesser

11 Durchmesser

12 Bohrung

13 Meißelhalter

14 Durchmesser

15 Länge

16 Anlagefläche

17 Mantelfläche

18 Halteelement

19 Länge

20 Durchmesser

21 Dicke

22 Anlagefläche

23 Länge Durchmesser

Ende

Bund

Trennfuge

Umfangsrichtung

Nut

Rundschaftmeißel

Ende

Meißelschaft

Länge

Rundschaftmeißel

Halteelement

Länge

Durchmesser

Meißelschaft

Mantelfläche

Anlagefläche

Durchmesser

Länge

Ende

Bund

Spannhülse

Haltering

Ende

Konische Fläche

Rundschaftmeißel

Bund

Meißelschaft

Nut

Halteelement hinterer Breich

Claims

Patentansprüche

1. Halteelement (18, 36, 54) für einen Rundschaftmeißel (1, 30, 34, 50) einer Fräsvorrichtung, die eine Mehrzahl von Rundschaftmeißeln (1, 30, 34, 50) aufweist, die jeweils um ihrer Meißelachse rotierbar gelagert sind und die jeweils entlang der Meißelachse (2) einen Meißelkopf (3), einen Meißelschaft (4, 32, 39, 52) und mindestens ein Halteelement (18, 35, 36, 54) aufweisen, wobei die Meißelschäfte (4, 32, 39, 52) jeweils entlang der Meißelachse (2) in eine Bohrung (12) in an der Fräsvorrichtung angebrachten Meißelhaltern (13) derart einschiebbar sind, dass die Meißelköpfe (3) mit einem jeweils radial vorstehenden Bund (5, 51) an den Meißelhaltern (13) anliegen, wobei die Halteelemente (18, 35, 36, 54) auf einer Mantelfläche (17, 40) der Meißelschäfte (4, 32, 39, 52) angeordnet und die Rundschaftmeißel (1, 30, 34, 50) mittels der Halteelemente (18, 35, 36, 54) in den Bohrungen (12) halterbar sind, und wobei mittels der Fräsvorrichtung eine Oberfläche eines Materials in einer parallel zu der Oberfläche verlaufenden Fräsrichtung derart fräsbar ist, dass die Meißelköpfe (3) in Fräsrichtung neben- und hintereinander in das Material eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (18, 36, 54) aus einem Elastomer gefertigt ist.

2. Halteelement (18, 36, 54) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (18, 36, 54) gegenüber einer Bohrung (12) eines Meißelhalters (13) ein radiales Übermaß aufweist.

5. Halteelement (18, 36 54) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Übermaß in dem Zustand, in dem das Halteelement (18, 36 54) auf dem Meißelschaft (4, 32, 39) montiert ist, zwischen 2% und 6% des Durchmessers der Bohrung (12) des Meißelhalters (13) beträgt.

4. Halteelement (18, 36) nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Außenverzahnung mit bezogen auf die Meißelachse in Umfangsrichtung verlaufenden Zähnen, die mit einer Innenverzahnung in einer Bohrung eines Meißelhalters in Eingriff bringbar sind.

5. Halteelement (18, 36, 54) nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch eine bezogen auf die Meißelachse (2) axial verlaufende Nut (29), in die ein Meißelschaft (4, 32, 52) eines Rundschaftmeißels (1, 30) clipsbar ist.

6. Halteelement (54) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut unter einem Winkel zu der radialen Richtung verläuft.

7. Verwendung eines O-Ringes als Halteelement (18, 36, 54) nach einem der vorgenannten Ansprüche.

8. Rundschaftmeißel (1, 30, 34, 50) für eine Fräsvorrichtung, die eine Mehrzahl von Rundschaftmeißeln (1, 30, 34, 50) aufweist, die jeweils um eine Meißelachse (2) rotierbar gelagert sind und entlang der Meißelachse (2) einen Meißelkopf (3), einen Meißelschaft (4, 32, 39, 52) und mindestens ein Halteelement (18, 35, 36, 54) aufweisen, wobei die Meißelschäfte (4, 32, 39, 52) jeweils entlang ihrer Meißelachse (2) in eine Bohrung (12) in an der Fräsvorrichtung angebrachten Meißelhaltern (13) derart einschiebbar sind, dass die Meißelköpfe (3) mit einem jeweils radial vorstehenden Bund (5) an den Meißelhaltern (13) anliegen, wobei die Halteelemente (18, 35, 36, 54) auf einer Mantelfläche (17, 40) der Meißelschäfte (4, 32, 39, 52) angeordnet und die Rundschaftmeißel (1, 30, 34, 50) mittels der Halteelemente (18, 35, 36, 54) in den Bohrungen (12) halterbar sind, und wobei mittels der Fräsvorrichtung eine Oberfläche eines Materials in einer parallel zu der Oberfläche verlaufenden Fräsrichtung derart fräsbar ist, dass die Meißelköpfe in Fräsrichtung neben- und hintereinan- der in das Material eingreifen, gekennzeichnet durch ein Halteelement (18, 36, 54) nach einem der vorgenannten Ansprüche.

9. Rundschaftmeißel (34) nach dem vorgenannten Anspruch, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Halteelementen (18, 35, 36, 54).

10. Rundschaftmeißel (34) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halteelement (35) eine metallische Spannhülse (46) ist.

11. Rundschaftmeißel (1, 34, 50) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Meißelschaft (4, 39, 52) an seinem, dem Meißelkopf (3) abgewandten freien Ende (8, 44) einen radial vorstehenden Bund (26, 45) aufweist.

12. Rundschaftmeißel (1, 34, 50) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (26, 45) am freien Ende (8, 44) des Meißelschafts (4, 39) einen größten Durchmesser (10, 38) aufweist, der nahezu einem kleinsten Durchmesser (14) einer Bohrung (12) eines Meißelhalters (13) entspricht.

13. Rundschaftmeißel (1, 30, 34, 50) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Anlagefläche (22, 41), in der das Halteelement (18, 36, 54) auf der Mantelfläche (17, 40) des Meißelschafts (4, 32, 39, 52) anliegt, zu ihrem dem Meißelkopf (3) abgewandten Ende (25) konisch verdickt.

14. Rundschaftmeißel (1, 34, 50) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel α zwischen 10° und 30° beträgt.

15. Meißelhalter (13) einer Fräsvorrichtung, die eine Mehrzahl von Rundschaftmeißeln (1, 30, 34, 50) aufweist, die jeweils um eine Meißelachse (2) rotierbar gelagert sind und entlang der Meißelachse (2) einen Meißelkopf (3), einen Meißelschaft (4, 32, 38) und mindestens ein aus Elastomer bestehendes Halteelement (18, 35, 36 54) aufweist, wobei die Meißelschäfte (4, 32, 39) jeweils entlang ihrer Meißelachse (2) in eine Bohrung (12) in den Meißelhalter (13) derart einsetzbar sind, dass die Meißelköpfe (3) jeweils mit einem radial vorstehenden Bund (5) an dem Meißelhalter (5) anliegen, wobei die Halteelemente (18, 35, 36) auf einer Mantelfläche (17, 40) der Meißelschächte (4, 32, 39) angeordnet sind und wobei die Bohrung (12) in den Meißelhaltern (13) im Bereich der Halteelemente (18, 35, 36) zylindrisch ist.

16. Fräseinrichtung mit mindestens einem Meißelhalter (13) gemäß dem vorgenannten Anspruch und mindestens einem Rundschaftmeißel gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14.