Meißelhalter und Werkzeugunterteil für einen Meißelhalter
Die Erfindung betrifft einen Meißelhalter mit einem Steckansatz und mit einer boh- rungsförmigen Meißelaufnahme, die eine Mittellängsachse aufweist, wobei an einem Basisteil eine konvex gewölbte Stützfläche vorgesehen ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Werkzeugunterteil zur Aufnahme eines Meißelhalters.
Aus der DE 298 22 369 U1 ist eine Werkzeugkombination, bestehend aus Werkzeugunterteil und Meißelhalter, bekannt. Solche Werkzeuge werden üblicherweise auf Straßenfräsmaschinen, Recyclern, Bodenstabilisierern etc. eingesetzt. Dabei ist das Werkzeugunterteil auf der Umfangsfläche eines Schneidwalzenrohrs aufgeschweißt. Eine Vielzahl von Werkzeugunterteilen ist auf der Schneidrohr-Oberfläche derart einander zugeordnet, dass sich abstehende Schneid- und Transportwendeln ergeben. In Steckaufnahmen der Werkzeugunterteile können die Meißelhalter aus-
wechselbar eingesetzt werden. Die Meißelhalter selbst nehmen wieder auswechselbar mindestens einen Meißel, üblicherweise einen Rundschaftmeißel, auf. Während des Werkzeugeinsatzes werden zum Teil erhebliche Kräfte von dem Meißel aufgenommen und über den Meißelhalter in das Werkzeugunterteil übertragen. Für eine lange Lebensdauer des Werkzeugsystems ist daher eine gute Abstützung des Meißelhalters gegenüber dem Werkzeugunterteil von besonderer Bedeutung.
Die DE 298 22 369 U1 schlägt eine kegelstumpfförmige Verbindung zwischen dem Werkzeugunterteil und dem Meißelhalter vor. Hierzu weist ein Basisteil des Werkzeugunterteils einen stumpfkegelförmigen Ansatz auf, der in eine Kegelaufnahme des Werkzeugunterteils eingesetzt ist. An das Basisteil ist dem stumpfkegelförmigen Ansatz abgekehrt ein Halteteil angeschweißt. Dieses ist von einer zylindrischen Bohrung durchdrungen, in die der Schaftmeißel mit seinem Schaft eingesetzt werden kann. Bei starken Werkzeugbeanspruchungen kann es vorkommen, dass zwar die Kegelverbindung die Kräfte sicher überträgt, jedoch der angeschweißte Ansatz abreißen kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Meißelhalter bzw. ein Werkzeugunterteil bereitzustellen, mit dem bei kompakter Bauweise hohe Werkzeugbeanspruchungen zuverlässig abgetragen werden können.
Die den Meißelhalter betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Mittellängsachse der Meißelaufnahme die Stützfläche schneidet. Während des Werkzeugeinsatzes werden die über den Meißel aufgenommenen Kräfte damit unmittelbar in die Stützfläche abgetragen. Auf diese Weise wird eine stabile Konstruktion möglich, die auch hohen Beanspruchungen zuverlässig widersteht. Zudem wird mit dieser Maßnahme eine kompakte Bauweise erreicht, sodass der Meißel relativ dicht an der Oberfläche des Fräswalzenrohres geführt werden kann. Damit lassen sich die einwirkenden Drehmomente reduzieren.
Gemäß einer Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Stützfläche eine sphärische Oberflächenkontur aufweist. Über diese sphärische Oberflächenkontur lässt sich ein Kugelgelenk zwischen dem Meißelhalter und dem Werkzeugunterteil ausbilden. Während des Werkzeugeinsatzes variiert der Schnittkraftverlauf. Über die großflächige kugelgelenkartige Verbindung wird für diesen variierenden Kraftverlauf stets eine zuverlässige Abstützung des Meißelhalters gegenüber dem Werkzeugunterteil geboten. Infolge der durch die sphärische Oberflächengestalt gebotenen, im Vergleich zu einer ebenen Fläche relativ größeren Oberfläche, lassen sich die Flächenpressungen zugunsten einer längeren Laufzeit verringern.
Dabei ergibt sich insbesondere eine kompakte Bauweise, wenn vorgesehen ist, dass das Basisteil im Anschlussbereich an den Steckansatz angeordnet ist.
Es hat sich gezeigt, dass der Wölbungsradius der Stützfläche größer oder gleich 50 mm sein sollte, um dem variierenden Kraftverlauf entsprechen zu können. Bei Verwendung des Meißelhalters bzw. des Werkzeugunterteils für Straßenfräsmaschinen eignet sich ein Wölbungsradius im Bereich zwischen 70 mm und 90 mm. Bei dieser Anwendung werden Fahrbahnbeläge abgefräst, wobei unterschiedliche Frästiefen gefordert sind. Mit den unterschiedlichen Frästiefen variieren sowohl die Kräfte als auch die Kraftrichtungen. Es hat sich gezeigt, dass sich mit dem vorgenannten Wölbungsradius-Bereich für diese unterschiedlichen Frästiefen besonders gute Standzeiten ergeben.
Gemäß einer bevorzugten Erfindungsvariante kann es vorgesehen sein, dass die Mittellängsachse des Steckansatzes gegenüber dem Mittelpunkt, um den die Stützfläche gewölbt ist, im Bereich zwischen 1 mm und 20 mm beträgt.
Hierdurch können die jeweils beidseitig des Steckansatzes angeordneten , für die Stützwirkung verantwortlichen, Flächenteile nach Anwenderwunsch variiert werden
und es wird über die Beabstandung ein Hebelarm gebildet, über den Drehmomente abgefangen werden können.
Eine denkbare Erfindungsvariante ist derart gestaltet, dass das Basisteil eine frontseitige Schürze aufweist und die Stützfläche zumindest bereichsweise die Unterseite der Schürze bildet. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass sich seitlich an das Basisteil Seitenteile anschließen, und dass die Stützfläche zumindest bereichsweise die Unterseite der Seitenteile bildet. Die Schürze bzw. die Seitenteile bilden somit eine Vergrößerung der Stützfläche und tragen zur Reduzierung der Flächenpressungen bei. Weiterhin haben die Schürze und die Seitenteile eine Schutzfunktion, da sie derart ausgelegt werden können, dass sie das Werkzeugunterteil abdecken und dieses vor dem aggressiven Angriff des abgetragenen Gutes schützen.
Eine besonders bevorzugte Erfindungsvariante ist derart, dass im Übergangsbereich des Steckansatzes zu der Stützfläche eine umlaufende Nut angeordnet ist. Diese Nut kann so ausgelegt werden, dass sie als Sollbruchstelle dient. Bei einer unzulässigen Überlastung des Meißelhalters kann dieser dann definiert abbrechen, sodass das teure Werkzeugunterteil keinen Schaden nimmt. Zusätzlich oder alternativ kann die umlaufende Nut auch eine Dichtelementaufnahme bilden, in die ein Dichtelement eingesetzt ist. Das Dichtelement dichtet somit den Eintrittsbereich in die Steckaufnahme des Werkzeugunterteils ab, in die der Steckansatz des Meißelhalters eingesetzt ist. Damit ist verhindert, dass feine Partikel des abgetragenen Gutes in den Bereich der Steckaufnahme des Werkzeugunterteils eindringen und dort eine Verklemmung des Steckansatzes in der Steckaufnahme bewirken würde.
Die Gestaltung des Meißelhalters kann derart sein, dass der Steckansatz zwei Bereiche mit unterschiedlich großem Querschnitt aufweist, wobei der Bereich mit dem größeren Querschnitt der Stützfläche näher zugeordnet ist, als der Bereich mit dem kleineren Querschnitt. Hierdurch wird eine leichtere Montage und Demontage möglich.
Ein erfindungsgemäßer Meißelhalter kann auch derart sein, dass die Meißelaufnahme eine quer zur Mittellängsachse verlaufende Austragöffnung aufweist, die die Meißelaufnahme seitlich zur Umgebung hin öffnet, und dass die Austragöffnung zu der Stützfläche hin geöffnet ist. Dabei ist die Austragöffnung vorzugsweise radial nach außen geöffnet und entgegengesetzt zur Werkzeugvorschubrichtung V rückseitig am Meißelhalter vorgesehen. Während des Werkzeugeinsatzes kann Abraummaterial, das im Bereich zwischen dem Schaftmeißel und dem Meißelhalters eindringt, über die Austragöffnung ausgefördert werden.
Ein besonders einfache Fertigung wird dann möglich, wenn der Steckansatz einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, und dass der Steckansatz oder das Basisteil eine Verdrehsicherung in Form eines Ansatzes oder einer Aufnahme aufweist. Der kreisförmige Steckansatz kann einfach hergestellt, beispielsweise gedreht werden.
Hierbei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass am Bereich des größeren Querschnitts und/oder des kleineren Querschnitts des Steckansatzes ein Ansatz o- der eine Aufnahme, insbesondere eine Abflachung, angeordnet ist. Der Ansatz oder die Aufnahme kann als Verdrehsicherung dienen. Darüberhinaus können diese Bauteile auch zur verbesserten Kraftübertragung und Minimierung der Flächenpressungen genutzt werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch mit einem Werkzeugunterteil gelöst, das zur Aufnahme eines Meißelhalters gemäß dem Schutzanspruch 1 ausgebildet ist. Insbesondere kann das Werkzeugunterteil auch eine Gegenfläche aufweisen, die die Stützfläche des Meißelhalters aufnimmt und die eine zur Stützfläche entsprechende Gegenkontur bildet. Dabei kann die Gegenfläche insbesondere sphärisch und konkav ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist die Gegenfläche von der Eintrittsöffnung einer Steckaufnahme durchdrungen. In die Steckaufnahme kann der Steckansatz des Meißelhalters eingeschoben werden. Wenn vorgesehen ist, dass die Steck-
aufnähme über eine als Querschnittserweiterung ausgebildete Dichtungsaufnahme in die Gegenfläche übergeht, dann kann der Eintrittsbereich der Steckaufnahme auf einfache Weise abgedichtet werden, wobei die Kombination der Stützfläche mit der Gegenfläche einen mechanischen Schutz für die Dichtung bildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Gegenfläche von einer rückwärtigen Öffnung durchbrochen ist. Diese Öffnung schafft Zugang zu der Meißelaufnahme im Meißelhalter, sodass ein entsprechend ausgestaltetes Austreibwerkzeug eingesetzt und mit diesem der Schaftmeißel ausgetrieben werden kann. Diese Öffnung kann der Gegenfläche abgekehrt in eine im Querschnitt erweiterte Ausnehmung übergehen. Die Ausnehmung bietet einen großzügigen Zugang zu der Öffnung. Dies hat insbesondere dann Vorteile, wenn sich abgetragenes Gut im Bereich der Öffnung angesammelt hat. Es lässt sich dann einfach abreinigen, um den Zugang zu dem Schaftmeißel wieder herzustellen.
Wenn vorgesehen ist, dass die Öffnung oder die Ausnehmung zumindest teilweise im Bereich des Eintritts einer Gewindeaufnahme angeordnet ist, die in die Steckaufnahme mündet, dann wird auch ein erleichterter Zugang zu der Gewindeaufnahme geboten und eine Befestigungsschraube zur Fixierung des Meißelhalters im Werkzeugunterteil kann einfach eingedreht bzw. demontiert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Meißelhalterwechselsystem mit einem Werkzeugunterteil und einem
Meißelhalter in Seitenansicht,
Figur 2 das Meißelhalterwechselsystem gemäß Figur 1 in Ansicht von hinten,
Figur 3 der in der Figur 2 mit III-III markierte Schnittverlauf,
Figur 4 das Werkzeugunterteil gemäß Figur 1 in perspektivischer Ansicht von hinten,
Figur 5 das Werkzeugunterteil gemäß Figur 4 in perspektivischer Ansicht von vorne,
Figur 6 der Meißelhalter gemäß Figur 1 in Alleindarstellung und Seitenansicht,
Figur 7 eine perspektivische Frontansicht auf ein Werkzeugunterteil in variierter
Ausführung und
Figur 8 eine perspektivische Bodenansicht auf einen Meißelhalter, der zur Montage in dem Werkzeugunterteil gemäß Figur 7 geeignet ist.
Figur 1 zeigt ein Werkzeugwechselsystem mit einem Werkzeugunterteil 20 und einem Meißelhalter 10.
Figuren 4 und 5 zeigen die Gestaltung des Werkzeugunterteils 20 näher im Detail.
Wie aus diesen Darstellungen hervorgeht, besitzt das Werkzeugunterteil 20 eine untere Sitzfläche 21 , die konkav ausgebildet ist und zur Positionierung des Werkzeugunterteils 20 auf der Außenkontur eines Fräswalzenrohres dient. Das Werkzeugunterteil 20 kann in den an die Sitzfläche 21 anschließenden Seitenbereichen mittels Schweißverbindungen mit dem Fräswalzenrohr verbunden werden.
Figur 5 lässt erkennen, dass in das Werkzeugunterteil 20 eine zylindrische Bohrung eingebracht ist, die als Steckaufnahme 26 dient. Die Steckaufnahme 26 geht über eine Bohrungserweiterung, die als Dichtungsaufnahme 24 dient in eine Gegenfläche 22 über. Die Gegenfläche 22 ist konkav in die Oberfläche des Werkzeugunterteils 20
eingemuldet und weist eine sphärische Geometrie auf. Die Gegenfläche 22 ist von einer Öffnung 23 durchbrochen.
Wie Figur 4 erkennen lässt, läuft die Öffnung 23 in einer Ausnehmung 25 aus. In die Ausnehmung 25 ist eine Gewindeaufnahme 28 eingebracht. Die Gewindeaufnahme 28 mündet in die Steckaufnahme 26, wie dies bspw. die Figur 3 erkennen lässt.
Figur 6 zeigt den Meißelhalter 10 in Einzeldarstellung. Wie diese Zeichnung detailliert, weist der Meißelhalter 10 ein Basisteil 1 1 auf, an das ein Ansatz 12 angeformt ist. Der Ansatz 12 geht in einen zylindrischen Vorsprung 13 über. Dieser zylindrische Vorsprung 13 bildet eine plane Auflagefläche 13.1 . Seitlich sind in den Vorsprung 13 umlaufende Nuten eingearbeitet, die als Verschleißmarkierungen 13.2 dienen. Diese Nuten verlaufen parallel beabstandet zu der Auflagefläche 13.1 . Der Ansatz 12 geht über Rundungsübergänge 14.1 in Seitenteile 14 über. Die Seitenteile 14 laufen frontseitig in einer Schürze 15 aus. In Werkzeugvorschubrichtung V vorne ist die Schürze 15 mit einem Frontabschnitt 16 abgeschlossen. Dieser Frontabschnitt 16 wird von zueinander winklig angestellten Flankenflächen gebildet und an der Unterseite des Basisteils 1 1 ist ein Steckansatz 18 angeformt. Der Steckansatz 18 weist im Wesentlichen einen zylindrischen Querschnitt auf. Dabei ist die maßliche Auslegung des Steckansatzes 18 so gewählt, dass er in die Steckaufnahme 26 des Werkzeugunterteils 20 eingeführt werden kann. Im Übergangsbereich zwischen dem Steckansatz 18 und dem Basisteil 1 1 ist eine umlaufende Nut 17 eingearbeitet. Diese Nut 17 schließt sich unmittelbar an eine nach unten gerichtete Stützfläche 10.1 des Basisteils 1 1 an. Die Stützfläche 10.1 ist sphärisch konvex gewölbt. Dabei ist die maßliche Auslegung so gewählt, dass die Stützfläche 10.1 plan auf die Gegenfläche 22 des Werkzeugunterteils 20 aufgesetzt werden kann, wenn der Steckansatz 18 in die Steckaufnahme 26 eingesteckt ist.
Figur 6 lässt weiter erkennen, dass von dem Steckansatz 18 ein Absatz 18.1 ausgenommen ist, der eine Druckfläche 18.2 bildet. Vorderseitig ist der Steckansatz 18 mit einer Abfräsung versehen, die eine Verdrehsicherung 19 bildet.
Figur 3 lässt die Zusammenbaudarstellung des Meißelhalterwechselsystems erkennen. Wie diese Zeichnung veranschaulicht, kann der Meißelhalter 10 mit seinem Steckansatz 18 in die Steckaufnahme 26 eingeschoben werden. Die Einsetzbewegung des Meißelhalters 10 wird durch die Stützfläche 10.1 begrenzt, die auf der Gegenfläche 22 zum liegen kommt. Auf den Steckansatz 18 ist eine umlaufende Dichtung in Form eines O-Rings aufgezogen, der in der Nut 17 zum liegen kommt. Im montierten Zustand des Meißelhalters 10 ist diese Dichtung in der Dichtungsaufnahme 24 eingesetzt und der Eintrittsbereich in die Steckaufnahme 26 um den Steckansatz 18 herum abgedichtet ist. Zur Fixierung des Meißelhalters 10 in dem Werkzeugunterteil 20 ist eine Druckschraube 29 verwendet. Diese wird mit ihrem Außengewinde in das Gewinde 28 des Werkzeugunterteils 20 eingeschraubt. Die Druckschraube 29 weist ein Druckstück 29.1 auf, das mit einer planen Endfläche auf die Druckfläche 18.2 des Absatzes 18.1 trifft. Beim Anziehen der Druckschraube 29 wird eine Ein- zugkraft in den Steckansatz 18 eingebracht. Diese Einzugkraft bewirkt, dass die Stützfläche 10.1 mit Vorspannung auf der Gegenfläche 22 aufgepresst wird. Nachdem die Druckschraube 29 mit einem vorbestimmten Drehmoment angezogen ist, kann die Werkzeugaufnahme der Druckschraube 29 (Innensechskant) mittels einer Abdeckscheibe 29.2 abgedeckt werden, sodass sie nicht verschmutzen kann.
Im montierten Zustand steht, wie dies Figur 2 erkennen lässt die Öffnungen 23 des Werkzeugunterteils 20 mit einer Austragöffnung 1 1 .1 des Meißelhalters 10 in räumlicher Verbindung. Die Gestaltung der Austragöffnung 1 1 .1 lässt sich näher der Figur 3 entnehmen. Wie diese Darstellung erkennen lässt, bietet die Austragöffnung 1 1 .1 entgegen der Werkzeugvorschubrichtung V Zugang zu einer Meißelaufnahme 10.2, die in Form einer zylindrischen Bohrung in den Meißelhalter 10 eingebracht ist. Figur 3 lässt weiter erkennen, dass die Mittellängsachse M der Meißelaufnahme 10.2 er-
findungsgemäß so angeordnet ist, dass sie die Stützfläche 10.1 und damit die Gegenfläche 22 schneidet. Weiterhin ist dieser Schnittpunkt so gewählt, dass die Stützfläche 10.1 in Radialrichtung senkrecht zur Werkzeugvorschubrichtung V, also in der Bildebene gemäß Figur 3 nach oben zumindest bereichsweise über die Meißelaufnahme 10.2 gezogen ist. Damit ergibt sich ein rückseitiger Stützbereich über den auch schlagartige Werkzeugbeanspruchungen zuverlässig abgetragen werden können, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Ansatz 12 abreist. In die Meißelaufnahme 10.2 kann ein Schaftmeißel 30 vorliegend ein Rundschaftmeißel eingesetzt werden. Der Schaftmeißel 30 weist einen Meißelkopf 31 mit einer eingelöteten Meißelspitze 32 aus Hartwerkstoff auf. An den Meißelkopf 31 ist ein Schaft 33 angeformt. Der Schafft 33 trägt eine Spannhülse 34. Diese Spannhülse 34 hält den Schaftmeißel 30 in der Meißelaufnahme verklemmt derart, dass der Schaft 33 in Um- fangsrichtung frei drehbar jedoch in Richtung der Mittellängsachse M unverlierbar gehalten ist. Der Meißelkopf 31 stützt sich unter Zwischenlage einer Verschleißschutzscheibe 35 auf der Auflagefläche 13.1 ab. Damit schützt die Verschleißschutzscheibe 35 den Ansatz 12 vor dem drehenden Verschleiß des Meißelkopfs 31 .
Um zu verhindern, dass der zylindrische Steckansatz 18 in der Steckaufnahme 26 des Werkzeugunterteils 20 verdreht werden kann, kann die Verdrehsicherung 19 Verwendung finden. Diese kann bspw. an einer dafür vorgesehenen Formfläche in der Steckaufnahme 26 anliegen und so den Meißelhalter 17 unverdrehbar festlegen.
Vorliegend besteht die Verdrehsicherung 19 aus zwei aneinander liegenden Abflachungen, die jeweils am Steckansatz 18 und in der Steckaufnahme 26 vorgesehen sind.
In den Figuren 7 und 8 ist eine alternative Ausgestaltungsvariante einer Verdrehsicherung 19 gezeigt. Wie diese Darstellung erkennen lässt, entspricht das Werkzeugunterteil 20 im Wesentlichen der Gestaltung des Werkzeugunterteils 20 gemäß Figur 4 und 5. Der in Figur 8 dargestellte Meißelhalter 1 0 entspricht im Wesentlichen dem
in den Figuren 1 bis 3 und 6 gezeigten Meißelwechselhalter 10. Nachfolgend muss daher lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden. Dementsprechend weist das Werkzeugunterteil 20 im Bereich der Gegenfläche 22 eine Erhebung auf, die ein Formstück 26.1 bildet. Vorliegend kann als Formstück 26.1 ein Bolzen oder eine Hülse, insbesondere ein Schwerspannstift oder ein Kerbstift, verwendet, der in eine Bohrung, welche in die Gegenfläche 22 eingebracht ist, eingepresst ist. Im montierten Zustand setzt sich das Formstück 26.1 in eine Bohrung hinein, die in die Stützfläche 10.1 des Meißelhalters 10 eingebracht ist und die als Verdrehsicherung 19 dient. Diese Anordnung der Verdrehsicherung 19 im Bereich der Stützfläche 10.1 ist besonders vorteilhaft, da sie dort vor dem aggressiven Angriff des abgetragenen Materials geschützt ist.
Die in den Zeichnungen dargestellten Meißelhalter 10 sind besonders fertigungsgünstig konstruiert. Dementsprechend lässt sich die Kontur, welche die Stützfläche 10.1 und die zylindrische Außengeometrie des Steckansatzes 18 bildet in einer Spannung drehen, sodass keine zeitaufwendigen Umspannvorgänge notwendig sind.
In dem Ausführungsbeispiel ist die Stützfläche 10.1 am Basisteil 1 1 vorgesehen und dieses einteilig mit dem Steckansatz 18 verbunden.
Alternativ kann im Rahmen der Erfindung auch die Stützfläche 10.1 an einem Basisteil 1 1 des Meißelhalters 10 vorgesehen sein, das getrennt von dem Steckansatz 18 und/oder dem Ansatz 12 angeordnet ist.