WO2018121955A1 - Meisselwechselhalter - Google Patents

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WO2018121955A1
WO2018121955A1 PCT/EP2017/081016 EP2017081016W WO2018121955A1 WO 2018121955 A1 WO2018121955 A1 WO 2018121955A1 EP 2017081016 W EP2017081016 W EP 2017081016W WO 2018121955 A1 WO2018121955 A1 WO 2018121955A1
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chisel
trailing
bit
leading
diamond
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PCT/EP2017/081016
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Karsten Buhr
Andreas Jost
Thomas Lehnert
Sebastian Hofrath
Martin Lenz
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Wirtgen Gmbh
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Publication date
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    • E21C35/18—Mining picks; Holders therefor
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    • E01C23/085—Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for roughening or patterning; for removing the surface down to a predetermined depth high spots or material bonded to the surface, e.g. markings; for maintaining earth roads, clay courts or like surfaces by means of surface working tools, e.g. scarifiers, levelling blades using power-driven tools, e.g. vibratory tools
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    • E21C35/18—Mining picks; Holders therefor
    • E21C35/19—Means for fixing picks or holders

Definitions

  • the invention relates to a chisel change holder, which is fastened to a milling drum of a tillage machine, with a leading chisel receptacle for interchangeable receiving a leading chisel, preferably a round shank chisel and with a trailing chisel, which is held on the chisel change holder, wherein the trailing chisel, based on a Working movement of the chisel change holder when used in the soil tillage machine, is arranged behind the leading chisel holder,
  • the document shows a milling drum with a designed to accommodate two milling bits chisel holder.
  • the chisels are arranged one after the other in the direction of rotation of the milling drum.
  • a front chisel in the direction of rotation is arranged so that its chisel tip is moved over a larger radius about the axis of rotation of the milling drum than the chisel tip of the trailing second chisel.
  • the removal of the soil material takes place first by the engagement of the first bit. After a break of the first
  • Page 1 of 28 Chisel takes over the second chisel the machining task
  • the second chisel thus takes over a backup function, which allows further milling even in, damage or loss of the first bit and at the same time causes protection of the chisel holder and the milling drum.
  • the chisels are aligned parallel to each other. They are interchangeably connected to the bit holder, so that they can be replaced with appropriate wear. In this case, the same chisel or chisel in different lengths, but with the same holding mechanism for attachment to the bit holder and the same structure of the chisel tips, can be provided.
  • the document US 5,582,468 describes a bit holder for a tillage machine, which can be fixed to a milling drum.
  • the bit holder has two holes for receiving two bits.
  • the chisels are arranged one behind the other in the direction of rotation of the milling drum.
  • the holes are aligned obliquely to each of a radial line of the milling drum and pointing in the direction of rotation, so that the chisel impinge on the substrate to be processed at a desired angle.
  • the holes are further arranged at different radii, wherein the further forward in the direction of rotation hole is located at a smaller radius than the rear hole.
  • a tip of a bit received in the rear bore is moved at a greater radius about the axis of rotation of the milling drum than a tip of a similar front bit.
  • the rear chisel takes over the essential part of the material removal. In case of a fracture of the rear chisel, the material removal shifts towards the front chisel.
  • the front chisel is arranged to shield the bore and the outer edge of the rear bore in the direction of movement of the chisels. This protects the rear bit holder from excessive abrasive wear, even if the rear bit is broken or lost.
  • the bits are interchangeably connected to the bit holder so that they can be replaced in case of advanced wear or damage.
  • a chisel tip for a chisel is described, as it can be used for a tillage machine.
  • the tip has a substrate carrying a polycrystalline diamond (PCD).
  • the polycrystalline diamond forms the cutting edge of the chisel tip. Due to the high hardness of the polycrystalline diamond, the chisel has very little wear. As shown in the application, in such an arrangement, the bit holder wears faster than the bit itself. As a result, a bit receptacle in which the bit is held can be exposed and the bit lost. Furthermore, it may happen that a used chisel can not be installed in a new bit holder due to its, albeit small, wear in the connection area. Because of the diamond equipment, the chisels are very expensive to manufacture. With lost or no longer usable chisels, the operating costs of the soil tillage machine increase significantly.
  • the object of the invention is achieved in that the trailing bit is held axially and in its circumferential direction fixed to the bit change holder.
  • the trailing bit may be formed by a special machining tool having an abrasion resistance.
  • Such chisels are particularly sensitive to strong shock loads and vibrations due to their brittle bit tip. It has been shown that a risk of breakage of the trailing bit is significantly reduced by the fixed connection of the trailing bit both in the axial direction and in the circumferential direction.
  • Page 3 of 28 Chisel be extended so that it no longer or only rarely has to be exchanged.
  • the maintenance intervals are thus based solely on the wear of the leading chisel.
  • the leading chisel protects the area in which the trailing chisel is held on the chisel change holder.
  • trailing chisel and the chisel change holder significantly reduced.
  • a loss of trailing chisel can be avoided. Due to the less frequently required maintenance and the avoidance of the loss of the trailing chisel, the operating costs of the tillage machine can be significantly reduced.
  • the trailing chisel tip is at least partially made of a superhard material, in particular a diamond material, a diamond-reinforced material, a silicon carbide material, cubic boron nitride or compounds of at least two of the aforementioned materials ,
  • a superhard material in particular a diamond material, a diamond-reinforced material, a silicon carbide material, cubic boron nitride or compounds of at least two of the aforementioned materials
  • Chisel tips which are at least partially formed of a silicon carbide material or cubic boron nitride, however, are cheaper to produce. In this case, they have, for example, for arrangements and applications in which the trailing chisel tip is exposed to a lower mechanical stress, adapted to the service life of the chisel change life expectancy.
  • the resistance of the trailing bit can be adapted to the expected load.
  • a very high mechanical load capacity of the trailing bit can be obtained by at least a proportion of the diamond material as a monocrystalline diamond or as a polycrystalline diamond or as a chemically deposited diamond or as a physically deposited diamond or as a natural diamond or as an infiltrated diamond or as a diamond layer or as successive diamond layers or is formed as a thermally stable diamond or as a silicon-bonded diamond.
  • the diamond material is a monocrystalline diamond or as a polycrystalline diamond or as a chemically deposited diamond or as a physically deposited diamond or as a natural diamond or as an infiltrated diamond or as a diamond layer or as successive diamond layers or is formed as a thermally stable diamond or as a silicon-bonded diamond.
  • polycrystalline diamonds or chemically or physically deposited diamonds compared to monocrystalline diamonds cheaper to provide.
  • the properties of the chisel tip can be adjusted within a given framework to the expected requirements and loads.
  • the amount of diamond required can be adapted to the actual requirements by adjusting the layer thicknesses and thus the manufacturing costs can be reduced.
  • the properties of the diamond layers can be adapted to the respective requirements by successive diamond layers.
  • an outer diamond layer can be made very hard and thus mechanically resilient, while an inner diamond layer is adapted for a firm and permanent connection to a substrate as part of the bit tip on which the diamond layers are deposited.
  • Thermally stable diamonds allow manufacturing processes for the bit or the bit tip, which require high temperatures, such as soldering processes.
  • silicon-bonded diamond small diamond segments are connected by silicon.
  • the small diamond segments are comparatively inexpensive to produce and can be present for example as monocrystals.
  • Page 5 of 28 Silicon-bonded diamond can be easily adapted to the desired contour of the trailing chisel tip and its cutting edge.
  • a high loadable and at the same time easily and mechanically stable connectable with another workpiece chisel tip can be obtained that the trailing chisel tip from a base support of a hard material, preferably made of hard metal, which is facing the trailing edge facing out of the superhard material , The trailing edge is thus formed by the superhard material.
  • the existing of the hard material base support can be soldered to another portion of the trailing bit, such as a chisel head.
  • a cost-effective production of the trailing bit can be achieved in that the superhard material is formed as a layer.
  • the shape of the trailing chisel tip or the trailing edge can then be predetermined, for example, by the shape of a base support.
  • the superhard material is applied as a layer, whereby a very hard cutting edge is formed.
  • the leading chisel is held axially and is rotatably connected in its circumferential direction with the chisel change holder. Due to the rotatable mounting of the leading chisel, it is rotated about its longitudinal axis upon engagement with the soil material to be removed. This results in a uniform, circumferential wear of the chisel tip and / or the chisel head. The service life of the leading chisel can be increased. Furthermore, self-sharpening of the leading bit occurs due to the uniform circumferential wear. As a result, the leading chisel relatively easily penetrate into the material to be removed, whereby the energy costs for operation of the tillage machine decline.
  • Page 6 of 28 Due to the at least partially greater hardness of the trailing chisel tip, in particular at a trailing chisel tip, which is at least partially made of a super hard material, as well as by the lower mechanical compared to the leading chisel tip mechanical load on the trailing chisel tip, over a long time a virtually unchanged cutting engagement trailing chisel tip can be achieved.
  • the life expectancy of the trailing chisel is therefore within the life expectancy of the chisel change holder.
  • the life expectancy of the lead chisel is lower than that of the trailing chisel and chisel change holder due to its lower hardness and higher mechanical stress during use.
  • the trailing bit is not destructively interchangeable connected to the bit changer and / or that the leading bit is interchangeable connected to the bit change holder.
  • the trailing chisel thus remains connected to it over the entire service life of the chisel change holder.
  • the leading chisel which is much cheaper to produce than the trailing chisel, can be replaced when it reaches its wear limit.
  • the trailing bit is formed from the trailing chisel tip, which is not detachably connected directly to the bit changer, in particular soldered, and / or that the trailing chisel at least from the trailing chisel tip and thus indirectly or directly connected shaft is formed and that the shaft is held in a trailing bit holder of the bit change holder, preferably by means of a cohesive, a frictional or a positive connection.
  • a trailing chisel formed only from the trailing chisel tip can be produced comparatively inexpensively.
  • the trailing chisel from the base support of a hard material preferably made of hard metal, be formed, which is covered to the trailing edge facing out of the superhard material.
  • the base support may be connected directly to the bit carrier. It can be a
  • Page 7 of 28 produce reliable and cost-effective connection, for example by soldering.
  • the base support is dimensioned such that it can be introduced into a production unit for connection to a superhard material.
  • the chisel tip made in this way can be connected directly to the bit carrier. It is also possible to connect the bit tip directly or indirectly, for example via a arranged between the bit tip and the shaft chisel head with a shaft. The shaft can then be connected in the trailing bit holder with the bit carrier.
  • the connection between the shaft and the bit receptacle can be cohesively, for example via soldering or gluing done. Also possible are non-positive connections. Such a frictional connection can be made for example by cold stretching or shrinking of the shaft in the trailing bit holder.
  • the shaft is made with an oversize, cooled and introduced into the trailing bit holder. When warming up, it expands and forms a firm connection to the trailing chisel holder. Accordingly, the connection can be made by shrinking, wherein the bit changer is warmed up and the oversized shaft of the trailing bit is inserted into the extended by the elevated temperature, trailing bit holder. It is also conceivable to provide a screw connection between the shaft and the bit changer.
  • a uniform milling pattern can be obtained by the trailing bit being designed and arranged to rework a milling performed by the leading bit.
  • the milling pattern By post-processing the milling by the trailing chisel, the milling pattern, regardless of the state of wear of the leading chisel remains. This applies in particular to trailing chisels, each with a trailing chisel tip equipped with a super-hard material, which guarantee an almost unchanged cutting engagement over a long period of time.
  • Page 8 of 28 Chisel on the other side can be achieved in that the trailing chisel is designed and arranged to cut a relation to the leading chisel smaller chip volume from the material to be removed.
  • leading chisel and the trailing chisel are formed and arranged on the chisel change holder, that in a mounted on a milling drum tool combination, the leading edge of the leading chisel tip of the leading chisel is arranged on a larger radius to a rotational axis of the milling drum as the trailing edge of the trailing chisel tip of the trailing bit or that the two cutting edges are arranged on substantially equal radii.
  • substantially equal here means in particular to ⁇ 3 mm equal radii.
  • the trailing chisel carries in this arrangement, the chisel tips a significantly smaller chip volume than the leading chisel.
  • a uniform removal of the substrate to be processed can be achieved, resulting in a very uniform and homogeneous milling pattern. This is particularly desirable in fine milling, in which, for example, an upper layer of a roadway is removed.
  • the leading chisel penetrates first into the substrate to be processed, followed by the trailing chisel.
  • the tracks on which the leading cutting edge and the trailing cutting edge are guided by the material to be processed depend on at least the milling depth, the rotational speed of the milling drum and the feed rate of the soil cultivation machine.
  • the volume of material removed by each bit thus depends at least on these machine parameters and on the relative location of the trailing edge of the trailing bit to the leading edge of the leading bit.
  • the spacing of the cutting edges of the bit tips from one another and the radii on which the cutting edges of the bit tips are arranged in a tool combination mounted on a milling drum are such
  • Page 9 of 28 are selected such that at a predetermined feed rate of the tillage machine and a predetermined speed of the milling drum, the trailing chisel has a predetermined penetration depth in the material to be milled. Due to the coordinated machine parameters and arrangement of the cutting can be achieved that the leading chisel cuts a larger volume than the trailing chisel. Thus, for example, the leading chisel may be provided for roughing and the trailing chisel for finishing. By the leading chisel while the largest part of the substrate to be machined is removed, while the desired milling pattern is produced by the trailing chisel.
  • An adaptation to common machine parameters of the soil tillage machine can be achieved in that the distance between the cutting edge of the leading chisel tip and the trailing chisel tip between 45mm and 75mm, preferably between 50mm and 60mm, more preferably 54mm, and / or that the radius on the in a mounted on a milling drum tool combination, the trailing edge of the trailing chisel tip is disposed between 1 mm and 7mm, preferably between 2mm and 5mm, more preferably 3mm, is chosen smaller than the radius on which the leading edge of the leading chisel tip is arranged.
  • trailing chisel (30, 31) is aligned at a smaller angle of incidence (74) with respect to a radial line (72) passing through the trailing cutting edge (35) than the longitudinal axis of the leading chisel receiver (42) of the leading chisel (20) relative to one Longitudinal axis of the leading chisel holder (42) passing through the leading edge (23) extending radial line (72), preferably that the trailing chisel (30, 31) at an angle between 25 ° and 35 ° and the longitudinal axis of the leading chisel receptacle (42) leading chisel (20) at an angle between 35 ° and 45 ° relative to the respective associated radial line (72) are aligned.
  • a joining zone formed between the trailing bit and the bit changer along the working movement of the tool combination at least partially from the leading bit, or a body portion of the bit change holder, or between the bit change holder and the leading bit arranged wear protection element is covered.
  • the leading chisel, the bit change holder or the wear protection element the abraded soil material is thus guided past the joining zone formed between the trailing chisel and the chisel change holder. This avoids excessive wear of the bit change holder in the region of the joining zone. A loss of the trailing chisel can thus be prevented.
  • the mechanical load of the optionally non-destructive interchangeable, trailing bit can be kept low, that the longitudinal axis of the leading bit holder is offset transversely to the working movement of the bit change over the trailing bit tip.
  • the soil material removed by the leading chisel is thus guided past the trailing chisel on the side.
  • the service life of the trailing bit can be significantly increased.
  • the leading chisel is on both sides of the trailing chisel over.
  • Soil preparation machine in the form of a road milling machine
  • Fig. 2 is a side view of a tool combination with a
  • Chisel change holder a leading chisel and a first trailing chisel, in a side view of the tool combination shown in Figure 2, mounted on a base part, in a side view a tool combination with a chisel change holder, a leading chisel and a second trailing chisel.
  • FIG. 6 the tool combination shown in Figures 4 and 5 in a side sectional view.
  • FIG. 1 shows a schematic representation and side view of a soil working machine 10 in the form of a road milling machine.
  • a machine frame 12 is about four lifting columns 16.1, 16.2 adjustable in height of trolleys 1 1 .1, 1 1 .2, for example, chain drives worn.
  • the tilling machine 10 can be operated, starting from a control station 13, via a control 17 arranged in the control station 13. Boxes in a concealed arranged milling a likewise concealed arranged and dashed lines in the illustration milling drum 15 is rotatably mounted about a rotation axis 15.1.
  • a conveyor 14 serves to remove the milled material.
  • the machine frame 12 is moved with an input via the controller 17 feed speed over the substrate to be processed.
  • Page 12 of 28 Figures 2 to 6 shown chisel 20, 30, 31 from the ground.
  • the height position and the rotational speed of the milling drum 15 can be adjusted by the controller 17.
  • the height position of the milling drum 15 is set.
  • the height position of the milling drum can be done depending on the machine type on the height-adjustable lifting columns 16.1, 16.2.
  • the milling drum 15 relative to the machine frame 12 in height adjustable.
  • FIG. 2 shows a side view of a tool combination 50 with a tool change holder 40, a leading chisel 20 and a first trailing chisel 30.
  • the leading chisel 20 has a chisel head 21 and a chisel shaft 24 integrally formed thereon and shown in FIG.
  • the chisel head 21 carries a leading chisel tip 22, consisting of a hard material, such as carbide. At the end, the leading chisel tip 22 forms a leading edge 23.
  • the leading chisel tip 22 is usually soldered to the chisel head 21 along a contact surface.
  • a receptacle 21 .2 incorporated, in which the chisel tip 22 is inserted and soldered.
  • the drill collar 24 carries a longitudinally slotted, cylindrical clamping sleeve 25. This is captive in the direction of the longitudinal extension of the leading bit 22, but freely rotatable in the circumferential direction, held on the drill collar 24.
  • a wear protection disk 26 is arranged in the area between the clamping sleeve 25 and the chisel head 21.
  • the wear plate 26 is supported on a mating surface of the bit changer 40 and the bit changer 40 turned away on the underside of the bit head 21, which is widened in this area by a collar 21 .1 in diameter from.
  • the bit changer 40 is provided with a leading lug 41, in which, as shown in Figure 6, a leading chisel holder 42 is incorporated in the form of a cylindrical bore. In this leading chisel holder 42, the clamping sleeve 25 with its outer circumference on the bore inner wall
  • the leading lug 41 is integrally formed on a base 43 of the chisel change holder 40. Laterally offset and opposite to the leading approach 41, a plug-in projection 44 is integrally connected to the base 43.
  • the plug-in projection 44 can be inserted into a plug-in receptacle of a base part 60 shown in FIG. 3 and clamped there by means of a clamping screw, not shown.
  • the insertion lug 44 has a clamping surface 44.1, shown in FIG. 2, on which the clamping screw engages.
  • the base part 43 Laterally from the plug-in projection 44, the base part 43 has a contact surface 43.1, with which it is mounted under the force of the clamping screw is pressed against the base part 60 shown in FIG.
  • the base part 60 itself is welded on its underside 61 onto a milling roller tube of the milling drum 15 indicated in FIG.
  • the tool combination 50 is moved in accordance with a direction indicated by an arrow working movement 76.
  • a first trailing shoulder 45 is integrally formed on the base 43 of the bit changer 40 behind the leading approach 41.
  • the leading tab 41 and the first trailing tab 45 are joined together along their facing sides.
  • the first trailing projection 45 forms a first front side 45.1.
  • a Lötausnaturalung 45.2 is formed.
  • the first trailing bit 30 is formed in the embodiment shown only from a trailing chisel tip 32.
  • This has a base support 33.
  • the base support is cylindrical. It is made of a hard material, in this case made of hard metal. With the base support 33 is a super hard material 34,
  • Page 14 of 28 in the present case in the form of a polycrystalline diamond.
  • the superhard material 34 forms the base support 33 facing away from a trailing cutting edge 35. He is cone-shaped and adapted to the base support 33 adapted to the outer cylindrical contour. As a result, the base support 33 is completely covered by the superhard material 34 at the end. Opposite the trailing edge 35 of the base support 33 is inserted into the Lötaus Principleung 45.2 of the first trailing approach 45 and soldered to it.
  • FIG. 3 shows, in a side view, the tool combination 50 shown in FIG. 2 mounted on the base part 60.
  • the tool change holder 40 is plugged with its plug projection 44 into a socket of the base part 60 and fixed therein by means of a clamping screw ,
  • the base part 60 is connected along its underside 61 with the not shown in Figure 3 Fräswalzenrohr the milling drum 15 shown in Figure 1, in particular welded.
  • a larger radius 70 and a smaller radius 71 are represented by corresponding arrows.
  • the larger radius 70 denotes a larger cutting circle 70.1 and the smaller radius 71 a smaller cutting circle 71 .1.
  • the leading edge 23 of the leading bit 20 is disposed on the larger radius 70.
  • the trailing cutting edge 35 of the first trailing bit 30 lies on the smaller radius 71.
  • the leading center line 73.1 is aligned along the axis of symmetry of the leading bit 20 in the direction of its longitudinal extent.
  • the trailing center line 73.2 extends along the axis of symmetry of the first trailing bit 30.
  • the leading center line 73.1 indicates the orientation of the leading bit 20, while the trailing center line 73.2 marks the orientation of the first trailing bit 30.
  • the leading chisel 20 and the first trailing chisel 30 are each aligned in a marked by a double arrow angle of attack 74 relative to the associated radial line 72. In this case, the setting angle 74 of the first trailing bit 30 is selected to be smaller than the setting angle 74 of the leading bit 20.
  • FIG. 4 shows a side view of a tool combination 50 with a tool change holder 40, a leading chisel 20 and a second trailing chisel 31.
  • the structure of the leading bit 20 and its attachment to the bit changer 40 correspond to the structure described above or the attachment described above, so that reference is made to this description.
  • the leading approach 41, the base 43 and the plug-in projection 44 correspond to the description of Figures 2, 3 and 6.
  • the second trailing bit 31 has a base 36 which is integrally connected to a shaft 37 shown in FIG. Starting from the cylinder-shaped shaft 37, the base 36 tapers to the diameter of the base support 33 of the trailing chisel tip 32.
  • the base 36 is formed from a hard material, in this case made of hard metal.
  • the base support 33 of the trailing chisel tip 32 is placed on the base 36 and connected thereto, in particular soldered.
  • Opposite the base 36 covers a super hard material 34, in the present case in the form of a polycrystalline diamond, the base support 33 from.
  • the superhard material 34 is firmly connected to the base support 33.
  • the base plate 33 faces away from the superhard material 34 forms the
  • the shaft 37 of the second trailing bit 31 is held in a trailing bit receptacle 46.2.
  • the trailing bit receptacle 46.2 is formed as a bore in a second trailing shoulder 46 of the bit changing holder 40.
  • the trailing bit receptacle 46.2 is formed starting from a second front side 46.1 of the second trailing shoulder 46 in this.
  • the shaft 37 of the second trailing bit 31 is fixed both circumferentially and axially in the trailing bit receptacle 46.2.
  • the non-positive connection between the shaft 37 and the trailing chisel holder 46.2 takes place here by means of cold stretching or shrinking.
  • the shaft 37 is manufactured with an interference fit with respect to the trailing bit receptacle 46.2.
  • the shaft 37 is cooled so far that it can be inserted into the trailing bit holder 46.2. In the subsequent warming up of the shaft 37, this expands due to the thermal expansion, so that a frictional connection between the shaft 37 and the trailing bit holder 46.2 is formed.
  • other non-positive, positive or material connections are conceivable. These can be designed, for example, as a screw connection, as a solder connection, as a welded connection or as an adhesive connection.
  • the shaft 37 is formed of a hard material, in particular of hard metal.
  • the second trailing shoulder 46 is, based on the working movement 76 of the material combination 50, disposed behind the leading lug 41.
  • the second trailing chisel 31 based on the working movement 76, positioned behind the leading chisel 20.
  • the leading edge 23 on the larger radius 70 and the trailing edge 35 of the second trailing bit 31 on the smaller radius 71 are arranged, as shown in FIG. 3 for a tool combination 50 with a first trailing bit 30.
  • Page 17 of 28 31 is also aligned at a smaller angle of incidence 74 (see FIG. 3) with respect to an associated radial line 72 than the leading bit 20.
  • FIG. 5 shows the tool combination 50 shown in FIG. 4 in a plan view. Identical components are the same as previously introduced.
  • a center plane 75 of the tool combination 50 is marked by a dashed line.
  • the center plane 75 refers to the insertion lug 44, the base 43 and the leading lug 41 of the chisel change holder 40 and the leading chisel 20. It therefore runs centrally through the leading chisel tip 22.
  • the second trailing chisel 31 is laterally offset to the center plane 75th arranged.
  • the leading chisel 20 which is mounted so as to be rotatable about its center longitudinal axis, obliquely penetrates into the soil material to be ablated. This causes the leading bit 20 to rotate about its central longitudinal axis and thereby become evenly worn along its circumference.
  • FIG. 6 shows the tool combination 50 shown in FIGS. 4 and 5 in a lateral sectional representation.
  • the leading bit 20 is rotatable on its bit shaft 24 by means of the clamping sleeve 25, but axially blocked, held in the leading bit receptacle 42 of the bit changer 40.
  • the second trailing bit 31 is set with its shaft 37 both circumferentially and axially blocked in the trailing bit receptacle 46.2 of the second trailing approach.
  • leading chisel 20 and the respective trailing chisel 30, 31 are arranged relative to one another such that when mounted on a milling drum 15
  • Page 18 of 28 Tool combination 50 of the trailing chisel 30, 31 is moved along the same milling line as the leading chisel 20.
  • the respective trailing chisel 30, 31 is thus arranged with respect to the working movement 76 of the tool combination 50 behind the leading chisel 20.
  • the trailing chisel 30, 31 is arranged protected by the leading chisel 20.
  • the leading chisel 20 is dimensioned larger than the trailing chisel 30, 31 transversely to the working movement 76, so that it projects beyond it on both sides. As a result, the soil material removed by the leading chisel 20 is guided past the trailing chisel 30, 31 as far as possible. Also, the leading chisel 20 and / or the wear shield 26 and / or the leading lug 41 covers the joining region between the trailing chisel 30, 31 and the trailing lug 45, 46 of the chisel change holder 40 along the working movement 76.
  • the joining region between the trailing chisel 30, 31 and the trailing shoulder 45, 46 of the chisel change holder 40 is thus protected against high abrasive wear. As a result, it can be reliably avoided that the trailing shoulder 45, 46 washes out and the joining surface between the trailing bit 30, 31 and the trailing shoulder 45, 46 is thereby exposed. This avoids that the trailing chisel 30, 31 is lost due to the wear of the chisel change holder 40.
  • the trailing chisel tip 32 of the trailing chisel 30, 31 is at least partially formed of a superhard material.
  • the trailing chisel tip 32 is formed harder compared to the leading chisel tip 22 of the leading chisel 20, which is preferably made of a hard metal.
  • the trailing chisel tip 32 and thus the trailing chisel 30, 31 are thus much more resistant to abrasive wear formed as the leading chisel tip 22 and thus the leading chisel 20.
  • protected arrangement of the trailing chisel 30, 31 has this one significantly longer life than the leading chisel 20 on.
  • the service life of the trailing bit 30, 31 is at
  • the trailing chisel 30, 31 can not be interchangeably connected to the chisel change holder 40, in particular can not be connected to the chisel change holder 40 in a non-destructive, replaceable manner.
  • the leading chisel 20 exposed to strong mechanical wear is fastened to the chisel change holder 40 in an easily replaceable manner. When worn leading chisel 20 this can thus be easily replaced. Since the trailing chisel 30, 31 no longer needs to be replaced due to its long service life, maintenance with corresponding downtime of the tillage machine 10 are only provided for the replacement of the leading chisel 20. As a result, the operating costs of the tillage machine 10 can be kept low.
  • the superhard material is in the present case designed as a polycrystalline diamond. It may be formed according to the present invention as a diamond material, as a diamond-reinforced material, as a silicon carbide material, as a cubic boron nitride or as compounds of at least two of the aforementioned materials. All of these materials or combinations of materials have a greater hardness than the hard metal from which the leading bit is made, and thus greater resistance to wear.
  • the diamond material may also be a monocrystalline diamond, chemically deposited diamond, physically deposited diamond, natural diamond, infiltrated diamond, one or more sequential diamond layers, thermally stable diamond or silicon bonded diamond.
  • the tool combination 50 is moved due to the rotation of the milling drum 15 and the feed of the tillage machine 10 by the soil material to be removed.
  • the trailing cutting edge 35 of the trailing bit 30, 31 is, based on the axis of rotation 15.1 of the milling drum 15, on a smaller radius 71 or a same radius as the leading
  • the trailing chisel 30, 31 is designed and arranged to rework the milling of the leading chisel 20. In this case, in particular of the leading chisel 20 a coarser milling and of the trailing chisel 30, 31 performed a finer milling.
  • the trailing cutting edge 32 of the trailing bit 30, 31 is spatially arranged opposite the leading cutting edge 23 of the leading bit 20, that at given operating parameters of the soil cultivation machine 10 each of the bits 20, 30, 31 has a suitable penetration depth into the soil material for its task ,
  • a penetration depth of less than 15 mm is suitable for the trailing chisel 30, 31.
  • Typical operating parameters of the tillage machine 10 for such a milling process are a rotational speed of the milling drum 15 of 130 revolutions / min, a feed rate of the tillage machine 10 of 20 m / min and a cutting depth of 100 mm.
  • the larger cutting circle 70.1 of the leading edge 23 is for example approximately 980 mm. From the cutting depth of 100 mm and the larger cutting circle 70.1 results in a milling angle of 37.25 °, within which the chisel 20, 30, 31 engage in operated with feed soil cultivation machine 10 in the soil material.
  • the soil tillage machine 10 moves forward about 15 mm.
  • the smaller radius 71, on which the trailing cutting edge 35 of the trailing bit 30, 31 is arranged must therefore be 3 mm be chosen smaller than the larger radius 70 on which the leading edge 23 of the leading bit 20 is arranged.
  • the penetration depth of the trailing bit in the soil material for predetermined operating parameters of the soil working machine 10 are determined and specified.
  • the trailing chisel 30, 31 thus works on the milling of the leading chisel 20 after. He determines the resulting milling image. Due to the very low wear of the trailing bit 30, 31 this milling remains at least largely the same even after a long period of use of the tool combination 50 and high wear of the leading bit 20.
  • the leading chisel 20 is rotatably held about its central longitudinal axis in the leading chisel holder 42 of the chisel change holder 40. Upon engagement of the leading bit 20 in the removed soil material this is rotated about its central longitudinal axis. As a result, the leading chisel 20 is circumferentially worn evenly, which significantly extends its life.
  • the trailing chisel 30, 31, however, is not rotatably connected to the bit changer 40. Due to the very high hardness of the trailing chisel tip 32, only an insignificant wear of the trailing chisel 30, 31 occurs, so that no rotatable mounting of the trailing chisel 30, 31 is required. Due to the rigid connection of the trailing bit 30, 31 with the bit holder 40 oscillations in the trailing bit tip 32 can be avoided. Such vibrations can lead to breakage of the superhard material 34.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Meißelwechselhalter (40), welcher an einer Fräswalze (15) einer Bodenbearbeitungsmaschine (10) befestigbar ist, mit einer vorlaufenden Meißelaufnahme (42) zur auswechselbaren Aufnahme eines vorlaufenden Meißels (20), vorzugsweise eines Rundschaftmeißels und mit einem nachlaufenden Meißel (30, 31), welcher an dem Meißelwechselhalter (40) gehalten ist, wobei der nachlaufende Meißel (30, 31), bezogen auf eine Arbeitsbewegung (76) des Meißelwechselhalters (40) bei Einsatz in der Bodenbearbeitungsmaschine (10), hinter der vorlaufenden Meißelaufnahme (42) angeordnet ist. Bei einem solchen Meißelwechselhalter (40) kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein,dass der nachlaufende Meißel (30, 31) axial und in seiner Umfangsrichtung festliegend an dem Meißelwechselhalter (40) gehalten ist. Wartungsbedingte Stillstandzeiten der Bodenbearbeitungsmaschine können so reduziert und der Verlust von Meißeln zumindest verringert werden.

Description

Meißelwechselhalter
Die Erfindung betrifft einen Meißelwechselhalter, welcher an einer Fräswalze einer Bodenbearbeitungsmaschine befestigbar ist, mit einer vorlaufenden Meißelaufnahme zur auswechselbaren Aufnahme eines vorlaufenden Meißels, vorzugsweise eines Rundschaftmeißels und mit einem nachlaufenden Meißel, welcher an dem Meißelwechselhalter gehalten ist, wobei der nachlaufende Meißel, bezogen auf eine Arbeitsbewegung des Meißelwechselhalters bei Einsatz in der Bodenbearbeitungsmaschine, hinter der vorlaufenden Meißelaufnahme angeordnet ist,
Aus der US 4,342,486 ist eine Werkzeugkombination bekannt. Die Schrift zeigt eine Fräswalze mit einem zur Aufnahme von zwei Fräsmeißeln ausgelegten Meißelhalter. Die Meißel sind in Drehrichtung der Fräswalze nacheinander angeordnet. Dabei ist ein in Drehrichtung vorderer erster Meißel so angeordnet, dass seine Meißelspitze auf einem größeren Radius um die Drehachse der Fräswalze bewegt wird als die Meißelspitze des nachlaufenden zweiten Meißels. Der Abtrag des Bodenmaterials erfolgt zunächst durch den Eingriff des ersten Meißels. Nach einem Bruch des ersten
Seite 1 von 28 Meißels übernimmt der zweite Meißel die Bearbeitungsaufgabe Der zweite Meißel übernimmt somit eine Sicherungsfunktion, welche ein weiteres Fräsen auch bei, Beschädigung oder Verlust des ersten Meißels ermöglicht und gleichzeitig einen Schutz des Meißelhalters und der Fräswalze bewirkt. Die Meißel sind dazu parallel zueinander ausgerichtet. Sie sind austauschbar mit dem Meißelhalter verbunden, so dass sie bei entsprechendem Verschleiß ausgetauscht werden können. Dabei können gleiche Meißel oder Meißel in unterschiedlichen Längen, aber mit gleichem Haltemechanismus zur Befestigung an dem Meißelhalter und gleichem Aufbau der Meißelspitzen, vorgesehen sein.
Die Schrift US 5,582,468 beschreibt einen Meißelhalter für eine Bodenbearbeitungsmaschine, der an einer Fräswalze festgelegt werden kann. Der Meißelhalter weist zwei Bohrungen zur Aufnahme von zwei Meißeln auf. Die Meißel sind in Drehrichtung der Fräswalze hintereinander angeordnet. Die Bohrungen sind schräg zu jeweils einer Radiallinie der Fräswalze und in Drehrichtung weisend ausgerichtet, so dass die Meißel in einem gewünschten Winkel auf den zu bearbeitenden Untergrund auftreffen. Die Bohrungen sind weiterhin auf unterschiedlichen Radien angeordnet, wobei die in Drehrichtung weiter vorne angeordnete Bohrung auf einem geringeren Radius als die hintere Bohrung liegt. Dadurch wird eine Spitze eines in der hinteren Bohrung aufgenommenen Meißels auf einem größeren Radius um die Drehachse der Fräswalze bewegt als eine Spitze eines baugleichen vorderen Meißels. Der hintere Meißel übernimmt den wesentlichen Anteil des Materialabtrages. Bei einem Bruch des hinteren Meißels verlagert sich der Materialabtrag hin zum vorderen Meißel. Der vordere Meißel ist so angeordnet, dass er die Bohrung und den äußeren Rand der hinteren Bohrung in Bewegungsrichtung der Meißel abschirmt. Dadurch wird die hintere Meißelaufnahme auch bei Defekt oder Verlust des hinteren Meißels vor zu hohem abrasiven Verschleiß geschützt. Die Meißel sind austauschbar mit dem Meißelhalter verbunden, so dass sie bei fortgeschrittenem Verschleiß oder bei Beschädigung ausgetauscht werden können.
Seite 2 von 28 In der WO 2013/064433 ist eine Meißelspitze für einen Meißel beschrieben, wie er für eine Bodenbearbeitungsmaschine eingesetzt werden kann. Die Spitze weist ein Substrat auf, welches einen polykristallinen Diamanten (PKD) trägt. Der polykristalline Diamant bildet die Schneide der Meißelspitze. Bedingt durch die große Härte des polykristallinen Diamanten weist der Meißel einen sehr geringen Verschleiß auf. Wie sich in der Anwendung gezeigt hat, verschleißt bei einer solchen Anordnung der Meißelhalter schneller als der Meißel selbst. Dadurch kann eine Meißelaufnahme, in welcher der Meißel gehalten ist, freigelegt werden und der Meißel verlorengehen. Weiterhin kann es vorkommen, dass ein benutzter Meißel auf Grund seines, wenn auch geringen, Verschleißes im Verbindungsbereich nicht mehr in einen neuen Meißelhalter eingebaut werden kann. Wegen der Diamantbestückung sind die Meißel in ihrer Herstellung sehr teuer. Durch verlorengegangene oder nicht mehr zu verwendende Meißel steigen die Betriebskosten der Bodenbearbeitungsmaschine signifikant an.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeug für eine Bodenbearbeitungsmaschine zu schaffen, welches bei langen Wartungsintervallen einen kostengünstigen Betrieb der Bodenbearbeitungsmaschine ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der nachlaufende Meißel axial und in seiner Umfangsrichtung festliegend an dem Meißelwechselhalter gehalten ist.
Bei einem solchen Meißelwechselhalter kann der nachlaufende Meißel von einem speziellen Bearbeitungswerkzeug gebildet sein, der eine Abrasionsbeständigkeit aufweist. Solche Meißel sind aufgrund ihrer spröden Meißelspitze insbesondere empfindlich gegen starke Stoßbelastungen und Vibrationen. Es hat sich gezeigt, dass durch die feste Anbindung des nachlaufenden Meißels sowohl in Achsrichtung als auch in Umfangsrichtung eine Bruchgefahr des nachlaufenden Meißels deutlich reduziert wird. Zudem kann der nachlaufende Meißel im Windschatten des
vorlaufenden Meißels zumindest bereichsweise geschützt untergebracht werden Durch die größere Härte der nachlaufenden Meißelspitze, kombiniert mit der verringerten mechanischen Belastung, kann die Standzeit des nachlaufenden
Seite 3 von 28 Meißels derart verlängert werden, dass er nicht mehr oder nur sehr selten getauscht werden muss. Die Wartungsintervalle richten sich somit alleine nach dem Verschleiß des vorlaufenden Meißels. Weiterhin schützt der vorlaufende Meißel den Bereich, in dem der nachlaufende Meißel an dem Meißelwechselhalter gehalten ist. Damit wird der Verschleiß des Meißelwechselhalters im Fügebereich zwischen dem
nachlaufenden Meißel und dem Meißelwechselhalter maßgeblich reduziert. Ein Verlust des nachlaufenden Meißels kann so vermieden werden. Durch die seltener erforderlichen Wartungen und die Vermeidung des Verlustes der nachlaufenden Meißel können die Betriebskosten der Bodenbearbeitungsmaschine deutlich gesenkt werden.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die nachlaufende Meißelspitze zumindest bereichsweise aus einem superharten Werkstoff, insbesondere aus einem Diamantwerkstoff, einem diamantverstärkten Werkstoff, einem Siliciumcarbid- Werkstoff, aus kubischem Bornitrid oder aus Verbindungen zumindest zweier der vorgenannten Werkstoffe gebildet ist. Durch die Verwendung eines solchen superharten Werkstoffs zur zumindest teilweisen Ausbildung der nachlaufenden Meißelspitze kann die Standzeit des nachlaufenden Meißels auf die Standzeit des Meißelwechselhalters verlängert werden. Ein Austausch des nachlaufenden Meißels ist somit nicht mehr erforderlich und die Wartungsintervalle der Meißel richten sich alleine nach dem Verschleiß des vorlaufenden Meißels. Mit der Verwendung von Diamantwerkstoffen oder diamantverstärkten Werkstoffen können extrem widerstandsfähige Meißel bereitgestellt werden, welche auch bei vergleichsweise hoher mechanischer Belastung des nachlaufenden Meißels eine Standzeit im Bereich der Standzeit des Meißelwechselhalters aufweisen. Meißelspitzen, die zumindest bereichsweise aus einem Siliciumcarbid-Werkstoff oder aus kubischem Bornitrid gebildet sind, sind hingegen kostengünstiger herzustellen. Dabei weisen sie, beispielsweise für Anordnungen und Anwendungen, bei denen die nachlaufende Meißelspitze einer geringeren mechanischen Belastung ausgesetzt ist, eine an die Einsatzdauer des Meißelwechselhalters angepasste Lebenserwartung auf. Durch
Seite 4 von 28 entsprechende Verbindungen der genannten Werkstoffe kann die Beständigkeit des nachlaufenden Meißels an die erwartete Belastung angepasst werden.
Eine sehr hohe mechanische Belastbarkeit des nachlaufenden Meißels kann dadurch erhalten werden, dass der Diamantwerkstoff zumindest anteilig als monokristalliner Diamant oder als polykristalliner Diamant oder als chemisch abgeschiedener Diamant oder als physikalisch abgeschiedener Diamant oder als natürlicher Diamant oder als infiltrierter Diamant oder als Diamantschicht oder als aufeinanderfolgende Diamantschichten oder als thermisch stabiler Diamant oder als siliciumgebundener Diamant ausgebildet ist. Durch den Einsatz monokristalliner Diamanten können Meißelspitzen mit höchster mechanischer Stabilität erhalten werden. Bei der Verwendung polykristalliner Diamanten bzw. chemisch oder physikalisch abgeschiedener Diamanten können Härtegrade der Meißelspitzen erreicht werden, welche zumindest annähernd der Härte monokristalliner Diamanten entspricht. Dabei sind polykristalline Diamanten bzw. chemisch oder physikalisch abgeschiedene Diamanten im Vergleich zu monokristallinen Diamanten kostengünstiger bereitzustellen. Durch infiltrierte Diamanten können die Eigenschaften der Meißelspitze in einem vorgegebenen Rahmen an die erwarteten Anforderungen und Belastungen angepasst werden. Mittels Diamantschichten kann über die Einstellung der Schichtdicken die Menge an benötigtem Diamant an die tatsächlichen Erfordernisse angepasst und damit die Herstell kosten reduziert werden. Dabei können durch aufeinanderfolgende Diamantschichten die Eigenschaften der Diamantschichten an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. So kann beispielsweise eine äußere Diamantschicht sehr hart und damit mechanisch belastbar ausgeführt werden, während eine innere Diamantschicht für eine feste und dauerhafte Verbindung zu einem Substrat als Teil der Meißelspitze, auf dem die Diamantschichten abgeschieden werden, angepasst ist. Thermisch stabile Diamanten ermöglichen Herstellprozesse für den Meißel bzw. die Meißelspitze, welche hohe Temperaturen erfordern, beispielsweise Lötprozesse. Bei siliciumgebundenem Diamant sind kleine Diamantsegmente mittels Silicium verbunden. Die kleinen Diamantsegmente sind vergleichsweise kostengünstig herstellbar und können beispielsweise als Monokristalle vorliegen.
Seite 5 von 28 Siliciumgebundener Diamant kann einfach an die gewünschte Kontur der nachlaufenden Meißelspitze und deren Schneide angepasst werden.
Eine hoch belastbare und gleichzeitig einfach und mechanisch stabil mit einem weiteren Werkstück verbindbare Meißelspitze kann dadurch erhalten werden, dass die nachlaufende Meißelspitze aus einem Basisträger aus einem Hartwerkstoff, bevorzugt aus Hartmetall, gebildet ist, welcher zur nachlaufenden Schneide hin weisend von dem superharten Werkstoff abgedeckt ist. Die nachlaufende Schneide ist somit von dem superharten Werkstoff gebildet. Der aus dem Hartwerkstoff bestehende Basisträger kann mit einem weiteren Abschnitt des nachlaufenden Meißels, beispielsweise einem Meißelkopf, verlötet werden.
Eine kostengünstige Herstellung des nachlaufenden Meißels kann dadurch erreicht werden, dass der superharte Werkstoff als Schicht ausgebildet ist. Die Form der nachlaufenden Meißelspitze bzw. der nachlaufenden Schneide kann dann beispielsweise durch die Form eines Basisträgers vorgegeben werden. Auf diesen ist der superharte Werkstoff als Schicht aufgebracht, wodurch eine sehr harte Schneide gebildet ist.
Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der vorlaufende Meißel axial gehalten und in seiner Umfangsrichtung drehbar mit dem Meißelwechselhalter verbunden ist. Durch die drehbare Lagerung des vorlaufenden Meißels wird dieser bei Eingriff in das abzutragende Bodenmaterial um seine Längsachse gedreht. Dadurch ergibt sich ein gleichmäßiger, umlaufender Verschleiß der Meißelspitze und/oder des Meißelkopfes. Die Standzeit des vorlaufenden Meißels kann so erhöht werden. Weiterhin tritt durch den gleichmäßigen umlaufenden Verschleiß eine Selbstschärfung des vorlaufenden Meißels ein. Dadurch kann der vorlaufende Meißel vergleichsweise einfach in das abzutragende Material eindringen, wodurch die Energiekosten zum Betrieb der Bodenbearbeitungsmaschine sinken.
Seite 6 von 28 Durch die zumindest bereichsweise größere Härte der nachlaufenden Meißelspitze, insbesondere bei einer nachlaufenden Meißelspitze, die zumindest teilweise aus einem superharten Werkstoff hergestellt ist, sowie durch die im Vergleich zur vorlaufenden Meißelspitze geringeren mechanischen Belastung der nachlaufenden Meißelspitze, kann über lange Zeit ein nahezu unveränderter Schneideingriff der nachlaufenden Meißelspitze erreicht werden. Die Lebenserwartung des nachlaufenden Meißels liegt damit im Bereich der Lebenserwartung des Meißelwechselhalters. Die Lebenserwartung des vorlaufenden Meißels ist aufgrund seiner geringeren Härte und seiner höheren mechanischen Belastung während des Einsatzes geringer als die des nachlaufenden Meißels und des Meißelwechselhalters. Daher kann es vorgesehen sein, dass der nachlaufende Meißel nicht zerstörungsfrei auswechselbar mit dem Meißelwechselhalter verbunden ist und/oder dass der vorlaufende Meißel auswechselbar mit dem Meißelwechselhalter verbunden ist. Der nachlaufende Meißel bleibt somit über die gesamte Einsatzdauer des Meißelwechselhalters mit diesem verbunden. Der im Vergleich zum nachlaufenden Meißel deutlich kostengünstiger herzustellende, vorlaufende Meißel kann bei Erreichen seiner Verschleißgrenze ausgetauscht werden.
Gemäß der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der nachlaufende Meißel aus der nachlaufenden Meißelspitze gebildet ist, welche unmittelbar mit dem Meißelwechselhalter nicht lösbar verbunden, insbesondere verlötet, ist und/oder dass der nachlaufende Meißel zumindest aus der nachlaufenden Meißelspitze und einem damit mittelbar oder unmittelbar verbundenen Schaft gebildet ist und dass der Schaft in einer nachlaufenden Meißelaufnahme des Meißelwechselhalters gehalten ist, vorzugsweise mittels einer stoffschlüssigen, einer kraftschlüssigen oder einer formschlüssigen Verbindung. Ein lediglich aus der nachlaufenden Meißelspitze gebildeter, nachlaufender Meißel kann vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden. Dabei kann der nachlaufende Meißel aus dem Basisträger aus einem Hartwerkstoff, bevorzugt aus Hartmetall, gebildet sein, welcher zur nachlaufenden Schneide hin weisend von dem superharten Werkstoff abgedeckt ist. Der Basisträger kann unmittelbar mit dem Meißelträger verbunden sein. Dabei lässt sich eine
Seite 7 von 28 belastbare und kostengünstige Verbindung beispielsweise durch Löten herstellen. Der Basisträger ist derart dimensioniert, dass er in ein Fertigungsaggregat zur Verbindung mit einem superharten Werkstoff eingebracht werden kann. Die so hergestellte Meißelspitze kann unmittelbar mit dem Meißelträger verbunden werden. Ebenfalls möglich ist es, die Meißelspitze unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über einen zwischen der Meißelspitze und dem Schaft angeordneten Meißelkopf, mit einem Schaft zu verbinden. Der Schaft kann dann in der nachlaufenden Meißelaufnahme mit dem Meißelträger verbunden werden. Die Verbindung zwischen dem Schaft und der Meißelaufnahme kann stoffschlüssig, beispielsweise über Löten oder Kleben, erfolgen. Ebenfalls möglich sind kraftschlüssige Verbindungen. Eine solche kraftschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch Kaltdehnen bzw. Einschrumpfen des Schaftes in die nachlaufende Meißelaufnahme hergestellt werden. Dabei wird der Schaft mit einem Übermaß gefertigt, abgekühlt und in die nachlaufende Meißelaufnahme eingeführt. Beim Aufwärmen dehnt er sich aus und bildet so eine feste Verbindung zur nachlaufenden Meißelaufnahme. Entsprechend kann die Verbindung durch Aufschrumpfen hergestellt werden, wobei der Meißelwechselhalter aufgewärmt und der mit einem Übermaß gefertigte Schaft des nachlaufenden Meißels in die durch die erhöhte Temperatur erweiterte, nachlaufende Meißelaufnahme eingesteckt wird. Es ist auch denkbar, eine Schraubverbindung zwischen dem Schaft und dem Meißelwechselhalter vorzusehen.
Ein gleichmäßiges Fräsbild kann dadurch erhalten werden, dass der nachlaufende Meißel dazu ausgebildet und angeordnet ist, eine durch den vorlaufenden Meißel durchgeführte Fräsung nachzubearbeiten. Durch die Nachbearbeitung der Fräsung durch den nachlaufenden Meißel bleibt das Fräsbild, unabhängig vom Verschleißzustand des vorlaufenden Meißels, erhalten. Dies gilt insbesondere für nachlaufende Meißel mit jeweils einer mit einem superharten Werkstoff ausgerüsteten, nachlaufenden Meißelspitze, welche über lange Zeit einen nahezu unveränderten Schneideingriff garantieren.
Ein gleichmäßiges Fräsbild auf der einen Seite und eine vergleichsweise geringe mechanischer Belastung und damit ein geringer Verschleiß des nachlaufenden
Seite 8 von 28 Meißels auf der anderen Seite kann dadurch erreicht werden, dass der nachlaufende Meißel dazu ausgebildet und angeordnet ist, ein gegenüber dem vorlaufenden Meißel kleineres Spanvolumen aus dem abzutragenden Material zu schneiden.
Um die Fräsung des vorlaufenden Meißels durch den nachlaufenden Meißel nachzubearbeiten kann es vorgesehen sein, dass der vorlaufende Meißel und der nachlaufende Meißel derart ausgebildet und an dem Meißelwechselhalter angeordnet sind, dass bei einer an einer Fräswalze montierten Werkzeugkombination die vorlaufende Schneide der vorlaufenden Meißelspitze des vorlaufenden Meißels auf einem größeren Radius zu einer Drehachse der Fräswalze angeordnet ist als die nachlaufende Schneide der nachlaufenden Meißelspitze des nachlaufenden Meißels oder dass die beiden Schneiden auf im Wesentlichen gleichen Radien angeordnet sind. Im Wesentlichen gleich bedeutet dabei insbesondere auf ± 3 mm gleiche Radien. Der nachlaufende Meißel trägt bei dieser Anordnung der Meißelspitzen ein deutlich kleineres Spanvolumen ab als der vorlaufende Meißel. Dadurch kann ein gleichmäßiger Abtrag des zu bearbeitenden Untergrunds erreicht werden, was zu einem sehr gleichmäßigen und homogenen Fräsbild führt. Dies ist insbesondere beim Feinfräsen, bei dem beispielsweise eine obere Schicht einer Fahrbahn abgetragen wird, erwünscht.
Der vorlaufende Meißel dringt zuerst in den zu bearbeitenden Untergrund ein, gefolgt von dem nachlaufenden Meißel. Die Bahnen, auf weichen die vorlaufende Schneide und die nachlaufende Schneide durch das zu bearbeitende Material geführt werden, sind abhängig von zumindest der Frästiefe, der Drehzahl der Fräswalze und der Vorschubgeschwindigkeit der Bodenbearbeitungsmaschine. Das von jedem Meißel abgetragene Materialvolumen hängt somit zumindest von diesen Maschinenparameter sowie von der relativen Anordnung der nachlaufenden Schneide des nachlaufenden Meißels zu der vorlaufenden Schneide des vorlaufenden Meißels ab. Um das gewünschte gleichmäßige Fräsbild zu erhalten kann es vorgesehen sein, dass der Abstand der Schneiden der Meißelspitzen zueinander und die Radien, auf denen bei einer auf einer Fräswalze montierten Werkzeugkombination die Schneiden der Meißelspitzen angeordnet sind, derart
Seite 9 von 28 gewählt sind, dass bei einer vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit der Bodenbearbeitungsmaschine und einer vorgegebenen Drehzahl der Fräswalze der nachlaufende Meißel eine vorgegebene Eindringtiefe in das zu fräsende Material aufweist. Durch die aufeinander abgestimmten Maschinenparameter und Anordnung der Schneiden kann erreicht werden, dass der vorlaufende Meißel ein größeres Volumen als der nachlaufende Meißel schneidet. Damit kann beispielsweise der vorlaufende Meißel zum Schruppen und der nachlaufende Meißel zum Schlichten vorgesehen sein. Durch den vorlaufenden Meißel wird dabei der größte Teil des zu bearbeitenden Untergrunds abgetragen, während durch den nachlaufenden Meißel das gewünschte Fräsbild hergestellt wird.
Eine Anpassung an gängige Maschinenparameter der Bodenbearbeitungsmaschine kann dadurch erreicht werden, dass der Abstand zwischen den Schneiden der vorlaufenden Meißelspitze und der nachlaufenden Meißelspitze zwischen 45mm und 75mm, vorzugsweise zwischen 50mm und 60mm, besonders bevorzugt 54mm, beträgt und/oder dass der Radius, auf dem bei einer auf einer Fräswalze montierten Werkzeugkombination die nachlaufende Schneide der nachlaufenden Meißelspitze angeordnet ist, zwischen 1 mm und 7mm, vorzugsweise zwischen 2mm und 5mm, besonders bevorzugt 3mm, kleiner gewählt ist als der Radius, auf dem die vorlaufende Schneide der vorlaufenden Meißelspitze angeordnet ist.
Eine denkbare Erfindungsvariante ist derart,
dass der nachlaufende Meißel (30, 31 ) in einem kleineren Anstellwinkel (74) gegenüber einer durch die nachlaufende Schneide (35) verlaufenden Radiallinie (72) ausgerichtet ist als die Längsachse der vorlaufenden Meißelaufnahme (42) der vorlaufende Meißel (20) gegenüber einer die Längsachse der vorlaufenden Meißelaufnahme (42) schneidenden durch die vorlaufende Schneide (23) verlaufenden Radiallinie (72), vorzugsweise dass der nachlaufende Meißel (30, 31 ) in einem Anstellwinkel zwischen 25° und 35° und die Längsachse der vorlaufenden Meißelaufnahme (42) der vorlaufende Meißel (20) in einem Anstellwinkel zwischen 35° und 45° gegenüber der jeweils zugeordneten Radiallinie (72) ausgerichtet sind.
Seite 10 von 28 Durch den größeren Anstellwinkel des, entsprechend des Anstellwinkels der vorlaufenden Meißelaufnahme, vorlaufenden Meißels, insbesondere zwischen 35° und 45°, wird eine Selbstschärfung des vorlaufenden Meißels bei allen gängigen Fräsaufgaben erreicht. Durch den kleineren Anstellwinkel des nachlaufenden Meißels, insbesondere in einem Bereich zwischen 25° und 35°, ist dieser in Richtung der resultierenden Kraft, insbesondere beim Feinfräsen, ausgerichtet.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass eine zwischen dem nachlaufenden Meißel und dem Meißelwechselhalter ausgebildete Fügezone entlang der Arbeitsbewegung der Werkzeugkombination zumindest teilweise von dem vorlaufenden Meißel, oder einem Körperbereich des Meißelwechselhalters, oder eine zwischen dem Meißelwechselhalter und dem vorlaufenden Meißel angeordneten Verschleißschutzelement, abgedeckt ist. Durch den vorlaufenden Meißel, den Meißelwechselhalter bzw. das Verschleißschutzelement wird somit das abgetragene Bodenmaterial an der zwischen dem nachlaufenden Meißel und dem Meißelwechselhalter ausgebildeten Fügezone vorbeigleitet. Dadurch wird ein übermäßiger Verschleiß des Meißelwechselhalters im Bereich der Fügezone vermieden. Einem Verlust des nachlaufenden Meißels kann so vorgebeugt werden.
Die mechanische Belastung des gegebenenfalls nicht zerstörungsfrei austauschbaren, nachlaufenden Meißels kann dadurch gering gehalten werden, dass die Längsachse der vorlaufenden Meißelaufnahme quer zur Arbeitsbewegung des Meißelwechselhalters gegenüber der nachlaufenden Meißelspitze versetzt ist. Das von dem vorlaufenden Meißel abgetragene Bodenmaterial wird so seitlich an dem nachlaufenden Meißel vorbeigleitet. Dadurch kann die Standzeit des nachlaufenden Meißels signifikant erhöht werden. Vorzugsweise steht der vorlaufende Meißel beidseitig über den nachlaufenden Meißel über.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Seite 11 von 28 Fig. 1 in schematischer Darstellung und Seitenansicht eine
Bodenbearbeitungsmaschine in Form einer Straßenfräsmaschine,
Fig. 2 in einer Seitenansicht eine Werkzeugkombination mit einem
Meißelwechselhalter, einem vorlaufenden Meißel und einem ersten nachlaufenden Meißel, in einer Seitenansicht die in Fig. 2 gezeigte Werkzeugkombination, montiert auf einem Basisteil, in einer Seitenansicht eine Werkzeugkombination mit einem Meißelwechselhalter, einem vorlaufenden Meißel und einem zweiten nachlaufenden Meißel,
Fig. 5 die in Fig. 4 gezeigte Werkzeugkombination in einer Draufsicht und
Fig. 6 die in den Figuren 4 und 5 gezeigte Werkzeugkombination in einer seitlichen Schnittdarstellung.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung und Seitenansicht eine Bodenbearbeitungsmaschine 10 in Form einer Straßenfräsmaschine. Ein Maschinenrahmen 12 ist über vier Hubsäulen 16.1 , 16.2 höhenverstellbar von Fahrwerken 1 1 .1 , 1 1 .2, beispielsweise Kettenlaufwerken, getragen. Die Bodenbearbeitungsmaschine 10 kann, ausgehend von einem Leitstand 13, über eine in dem Leitstand 13 angeordnete Steuerung 17 bedient werden. In einem verdeckt angeordneten Fräswalzen kästen ist eine ebenfalls verdeckt angeordnete und in der Darstellung gestrichelt gezeichnete Fräswalze 15 um eine Drehachse 15.1 drehbar gelagert. Eine Fördereinrichtung 14 dient dem Abtransport des Fräsgutes.
Im Einsatz wird der Maschinenrahmen 12 mit einer über die Steuerung 17 eingegebenen Vorschubgeschwindigkeit über den zu bearbeitenden Untergrund bewegt. Dabei tragen auf der sich drehenden Fräswalze 15 angeordnete und in den
Seite 12 von 28 Figuren 2 bis 6 gezeigte Meißel 20, 30, 31 den Untergrund ab. Die Höhenposition sowie die Drehzahl der Fräswalze 15 können von der Steuerung 17 aus eingestellt werden. Über die Höhenposition der Fräswalze 15 wird die Frästiefe eingestellt. Die Höhenposition der Fräswalze kann dabei je nach Maschinentyp über die höhenverstellbaren Hubsäulen 16.1 , 16.2 erfolgen. Alternativ kann die Fräswalze 15 relativ zum Maschinenrahmen 12 in der Höhe verstellbar sein.
Figur 2 zeigt in einer Seitenansicht eine Werkzeugkombination 50 mit einem Meißelwechselhalter 40, einem vorlaufenden Meißel 20 und einem ersten nachlaufenden Meißel 30. Der vorlaufende Meißel 20 weist einen Meißelkopf 21 und einen daran einteilig angeformten, in Figur 6 gezeigten Meißelschaft 24 auf. Der Meißelkopf 21 trägt eine vorlaufende Meißelspitze 22, bestehend aus einem Hartwerkstoff, beispielsweise aus Hartmetall. Endseitig bildet die vorlaufende Meißelspitze 22 eine vorlaufende Schneide 23 aus.
Die vorlaufende Meißelspitze 22 ist üblicherweise mit dem Meißelkopf 21 entlang einer Kontaktfläche verlötet. In den Meißelkopf 21 ist dazu eine Aufnahme 21 .2 eingearbeitet, in welche die Meißelspitze 22 eingesetzt und verlötet ist.
Wie in Figur 6 gezeigt, trägt der Meißelschaft 24 eine längs geschlitzte, zylindrische Spannhülse 25. Diese ist in Richtung der Längserstreckung des vorlaufenden Meißels 22 unverlierbar, jedoch in Umfangsrichtung frei drehbar, am Meißelschaft 24 gehalten. Im Bereich zwischen der Spannhülse 25 und dem Meißelkopf 21 ist eine Verschleißschutzscheibe 26 angeordnet. Im montierten Zustand stützt sich die Verschleißschutzscheibe 26 auf einer Gegenfläche des Meißelwechselhalters 40 und dem Meißelwechselhalter 40 abgekehrt an der Unterseite des Meißelkopfes 21 , der in diesem Bereich durch einen Bund 21 .1 in seinem Durchmesser erweitert ist, ab.
Der Meißelwechselhalter 40 ist mit einem vorlaufenden Ansatz 41 ausgestattet, in den, wie in Figur 6 gezeigt ist, eine vorlaufende Meißelaufnahme 42 in Form einer zylindrischen Bohrung eingearbeitet ist. In dieser vorlaufenden Meißelaufnahme 42 ist die Spannhülse 25 mit ihrem Außenumfang an der Bohrungsinnenwandung
Seite 13 von 28 geklemmt gehalten. Die vorlaufende Meißelaufnahme 42 mündet in eine Austreiböffnung 47. Durch diese kann zum Zweck der Demontage des vorlaufenden Meißels 20 ein Austreibdorn (nicht gezeigt) eingeführt werden. Dieser wirkt derart auf das Ende des Meißelschaftes 24 ein, dass unter Überwindung der Spannkraft der Spannhülse 25 der vorlaufende Meißel 20 aus der vorlaufenden Meißelaufnahme 42 ausgeschoben wird.
Der vorlaufende Ansatz 41 ist an eine Basis 43 des Meißelwechselhalters 40 angeformt. Seitlich versetzt und gegenüberliegend zum vorlaufenden Ansatz 41 ist ein Steckansatz 44 einstückig mit der Basis 43 verbunden. Der Steckansatz 44 kann in eine Steckaufnahme eines in Figur 3 gezeigten Basisteils 60 eingeführt und dort mittels einer nicht gezeigten Spannschraube festgeklemmt werden. Dazu weist der Steckansatz 44 eine in Figur 2 gezeigte Klemmfläche 44.1 auf, an welcher die Spannschraube angreift. Seitlich vom Steckansatz 44 weist das Basisteil 43 eine Anlagefläche 43.1 auf, mit der es montiert unter Krafteinwirkung der Spannschraube an das in Figur 3 gezeigte Basisteil 60 anpresst wird. Das Basisteil 60 selbst ist über seine Unterseite 61 auf ein Fräswalzenrohr der in Figur 1 angedeuteten Fräswalze 15 aufgeschweißt.
Durch die Drehung der Fräswälze 15 und den Vorschub der Bodenbearbeitungsmaschine 10 wird die Werkzeugkombination 50 entsprechend einer durch einen Pfeil angedeuteten Arbeitsbewegung 76 bewegt. Bezogen auf diese Arbeitsbewegung 76 ist hinter dem vorlaufenden Ansatz 41 ein erster nachlaufender Ansatz 45 an die Basis 43 des Meißelwechselhalters 40 angeformt. Der vorlaufende Ansatz 41 und der erste nachlaufende Ansatz 45 sind entlang ihrer einander zugewandten Seiten miteinander verbunden. An seinem der Basis 43 abgewandten Ende bildet der erste nachlaufende Ansatz 45 eine erste Vorderseite 45.1 aus. In diese erste Vorderseite 45.1 ist eine Lötausnehmung 45.2 eingeformt. Der erste nachlaufende Meißel 30 ist in der gezeigten Ausführung lediglich aus einer nachlaufenden Meißelspitze 32 gebildet. Diese weist einen Basisträger 33 auf. Der Basisträger ist zylinderförmig ausgebildet. Er ist aus einem Hartwerkstoff, vorliegend aus Hartmetall, hergestellt. Mit dem Basisträger 33 ist ein superharter Werkstoff 34,
Seite 14 von 28 vorliegend in Form eines polykristallinen Diamanten, verbunden. Der superharte Werkstoff 34 bildet dem Basisträger 33 abgewandt eine nachlaufende Schneide 35 aus. Er ist dazu kegelförmig ausgebildet und dem Basisträger 33 zugewandt an dessen äußere zylindrische Kontur angepasst. Dadurch ist der Basisträger 33 endseitig vollständig von dem superharten Werkstoff 34 abgedeckt. Gegenüberliegend zur nachlaufenden Schneide 35 ist der Basisträger 33 in die Lötausnehmung 45.2 des ersten nachlaufenden Ansatzes 45 eingesetzt und mit diesem verlötet.
Figur 3 zeigt in einer Seitenansicht die in Figur 2 gezeigte Werkzeugkombination 50, montiert auf dem Basisteil 60. Dazu ist, wie bereits zu Figur 2 beschrieben, der Meißelwechselhalter 40 mit seinem Steckansatz 44 in eine Steckaufnahme des Basisteils 60 eingesteckt und darin mittels einer Spannschraube festgelegt. Das Basisteil 60 ist entlang seiner Unterseite 61 mit dem in Figur 3 nicht dargestellten Fräswalzenrohr der in Figur 1 gezeigten Fräswalze 15 verbunden, insbesondere verschweißt.
Ausgehend von der in Figur 1 gezeigten Drehachse 15.1 der Fräswalze 15 sind ein größerer Radius 70 und ein kleinerer Radius 71 durch entsprechende Pfeile dargestellt. Der größere Radius 70 kennzeichnet einen größeren Schnittkreis 70.1 und der kleinere Radius 71 einen kleineren Schnittkreis 71 .1 . Die vorlaufende Schneide 23 des vorlaufenden Meißels 20 ist auf dem größeren Radius 70 angeordnet. Die nachlaufende Schneide 35 des ersten nachlaufenden Meißels 30 liegt auf dem kleineren Radius 71 . Bei Drehung der Fräswalze 15 entlang der durch den Pfeil gekennzeichneten Arbeitsbewegung 76 wird somit ohne Vorschub der Bodenbearbeitungsmaschine 10 die vorlaufende Schneide 23 des vorlaufenden Meißels 20 entlang des größeren Schnittkreises 70.1 und die nachlaufende Schneide 35 des ersten nachlaufenden Meißels 30 entlang des kleineren Schnittkreises 71 .1 bewegt.
Ausgehend von der Drehachse 15.1 der Fräswalze 15 sind zwei Radiallinien 72 jeweils durch die vorlaufende Schneide 23 des vorlaufenden Meißels 20 und die
Seite 15 von 28 nachlaufende Schneide 35 des ersten nachlaufenden Meißels 30 geführt. Sie kreuzen dort eine vorlaufende Mittellinie 73.1 des vorlaufenden Meißels 20 bzw. eine nachlaufende Mittellinie 73.2 des ersten nachlaufenden Meißels 30. Die vorlaufende Mittellinie 73.1 ist entlang der Symmetrieachse des vorlaufenden Meißels 20 in Richtung von dessen Längserstreckung ausgerichtet. Entsprechend verläuft die nachlaufende Mittellinie 73.2 entlang der Symmetrieachse des ersten nachlaufenden Meißels 30. Die vorlaufende Mittellinie 73.1 gibt die Ausrichtung des vorlaufenden Meißels 20 an, während die nachlaufende Mittellinie 73.2 die Ausrichtung des ersten nachlaufenden Meißels 30 kennzeichnet. Der vorlaufende Meißel 20 und der erste nachlaufende Meißel 30 sind jeweils in einem durch einen Doppelpfeil gekennzeichneten Anstellwinkel 74 gegenüber der zugeordneten Radiallinie 72 ausgerichtet. Dabei ist der Anstellwinkel 74 des ersten nachlaufenden Meißels 30 kleiner gewählt als der Anstellwinkel 74 des vorlaufenden Meißels 20.
In Fig. 4 ist in einer Seitenansicht eine Werkzeugkombination 50 mit einem Meißelwechselhalter 40, einem vorlaufenden Meißel 20 und einem zweiten nachlaufenden Meißel 31 gezeigt. Der Aufbau des vorlaufenden Meißels 20 sowie dessen Befestigung an dem Meißelwechselhalter 40 entsprechen dem zuvor beschriebenen Aufbau bzw. der zuvor beschriebenen Befestigung, so dass auf diese Beschreibung Bezug genommen wird. Auch der vorlaufende Ansatz 41 , die Basis 43 und der Steckansatz 44 entsprechen der Beschreibung zu den Figuren 2, 3 und 6.
Der zweite nachlaufende Meißel 31 weist einen Sockel 36 auf, der einstückig mit einem in Figur 6 gezeigten Schaft 37 verbunden ist. Ausgehend von dem zylinderförmig ausgeführten Schaft 37 verjüngt sich der Sockel 36 bis auf den Durchmesser des Basisträgers 33 der nachlaufenden Meißelspitze 32. Der Sockel 36 ist aus einem Hartwerkstoff, vorliegend aus Hartmetall, gebildet. Der Basisträger 33 der nachlaufenden Meißelspitze 32 ist auf den Sockel 36 aufgesetzt und mit diesem verbunden, insbesondere verlötet. Gegenüberliegend zum Sockel 36 deckt ein superharter Werkstoff 34, vorliegend in Form eines polykristallinen Diamanten, den Basisträger 33 ab. Der superharte Werkstoff 34 ist dabei fest mit dem Basisträger 33 verbunden. Dem Basisträger 33 abgewandt bildet der superharte Werkstoff 34 die
Seite 16 von 28 nachlaufende Schneide 35 des zweiten nachlaufenden Meißels 31 aus. Wie in Figur 6 dargestellt, ist der Schaft 37 des zweiten nachlaufenden Meißels 31 in einer nachlaufenden Meißelaufnahme 46.2 gehalten. Die nachlaufende Meißelaufnahme 46.2 ist dabei als Bohrung in einen zweiten nachlaufenden Ansatz 46 des Meißelwechselhalters 40 ausgebildet. Dabei ist die nachlaufende Meißelaufnahme 46.2 ausgehend von einer zweiten Vorderseite 46.1 des zweiten nachlaufenden Ansatzes 46 in diesen eingeformt. Der Schaft 37 des zweiten nachlaufenden Meißels 31 ist sowohl in Umfangsrichtung als auch axial in der nachlaufenden Meißelaufnahme 46.2 festgelegt. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Schaft 37 und der nachlaufenden Meißelaufnahme 46.2 erfolgt vorliegend mittels Kaltdehnen bzw. Einschrumpfen. Dazu wird der Schaft 37 mit einer Übermaßpassung gegenüber der nachlaufenden Meißelaufnahme 46.2 gefertigt. Zum Fügen wird der Schaft 37 so weit abgekühlt, dass er in die nachlaufende Meißelaufnahme 46.2 eingeschoben werden kann. Bei dem nachfolgenden Aufwärmen des Schaftes 37 dehnt sich dieser auf Grund der Wärmedehnung aus, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Schaft 37 und der nachlaufenden Meißelaufnahme 46.2 ausgebildet wird. Neben der kraftschlüssigen Verbindung des Schaftes 37 mit der nachlaufenden Meißelaufnahme 46.2 mittels Kaltdehnen bzw. Einschrumpfen sind auch andere kraft-, form- oder stoffschlüssig Verbindungen denkbar. Diese können beispielsweise als Schraubverbindung, als Lötverbindung, als Schweißverbindung oder als Klebeverbindung ausgeführt sein. Vorzugsweise ist auch der Schaft 37 aus einem Hartwerkstoff, insbesondere aus Hartmetall, gebildet.
Der zweite nachlaufende Ansatz 46 ist, bezogen auf die Arbeitsbewegung 76 der Werkstoffkombination 50, hinter dem vorlaufenden Ansatz 41 angeordnet. Damit ist auch der zweite nachlaufende Meißel 31 , bezogen auf die Arbeitsbewegung 76, hinter dem vorlaufenden Meißel 20 positioniert. Bei montierter Werkzeugkombination 50 ist die vorlaufende Schneide 23 auf dem größeren Radius 70 und die nachlaufende Schneide 35 des zweiten nachlaufenden Meißels 31 auf dem kleineren Radius 71 angeordnet, wie dies in Figur 3 für eine Werkzeugkombination 50 mit einem ersten nachlaufenden Meißel 30 gezeigt ist. Der zweite nachlaufende Meißel
Seite 17 von 28 31 ist ebenfalls in einem kleineren Anstellwinkel 74 (siehe Figur 3) gegenüber einer zugeordneten Radiallinie 72 ausgerichtet als der vorlaufende Meißel 20.
Figur 5 zeigt die in Figur 4 gezeigte Werkzeugkombination 50 in einer Draufsicht. Gleiche Bauteile sind dabei wie zuvor eingeführt gleich bezeichnet.
Eine Mittenebene 75 der Werkzeugkombination 50 ist durch eine gestrichelte Linie markiert. Die Mittenebene 75 bezieht sich dabei auf den Steckansatz 44, die Basis 43 und den vorlaufenden Ansatz 41 des Meißelwechselhalters 40 sowie den vorlaufenden Meißel 20. Sie verläuft demnach zentrisch durch die vorlaufende Meißelspitze 22. Der zweite nachlaufende Meißel 31 ist seitlich versetzt zu der Mittenebene 75 angeordnet. Dadurch kann die Werkzeugkombination 50 mit den beiden Meißeln 20, 30, 31 in Richtung der Längserstreckung der Fräswalze 15 schräg geneigt an dieser befestigt werden, wobei der zweite nachlaufende Meißel 31 bei einer Drehung der Fräswalze 15 der Bahn des vorlaufenden Meißels 20 folgt. Durch die schräge Anordnung wird erreicht, dass der um seine Mittellängsachse drehbar gelagerte, vorlaufende Meißel 20 schräg in das abzutragende Bodenmaterial eindringt. Dadurch wird bewirkt, dass sich der vorlaufende Meißel 20 um seine Mittellängsachse dreht und dadurch entlang seines Umfangs gleichmäßig abgenutzt wird.
Figur 6 zeigt die in den Figuren 4 und 5 gezeigte Werkzeugkombination 50 in einer seitlichen Schnittdarstellung. Wie zuvor beschrieben, ist der vorlaufende Meißel 20 an seinem Meißelschaft 24 mittels der Spannhülse 25 drehbar, aber axial blockiert, in der vorlaufenden Meißelaufnahme 42 des Meißelwechselhalters 40 gehalten. Der zweite nachlaufende Meißel 31 ist mit seinem Schaft 37 sowohl in Umfangsrichtung als auch axial blockiert in der nachlaufenden Meißelaufnahme 46.2 des zweiten nachlaufenden Ansatzes festgelegt.
Bei den in den Figuren 2 bis 6 gezeigten Werkzeugkombinationen 50 sind der vorlaufende Meißel 20 und der jeweilige nachlaufende Meißel 30, 31 derart zueinander angeordnet, dass bei einer auf einer Fräswalze 15 montierten
Seite 18 von 28 Werkzeugkombination 50 der nachlaufende Meißel 30, 31 entlang der gleichen Fräslinie bewegt wird wie der vorlaufende Meißel 20. Der jeweilige nachlaufende Meißel 30, 31 ist somit bezogen auf die Arbeitsbewegung 76 der Werkzeugkombination 50 hinter dem vorlaufenden Meißel 20 angeordnet. Dadurch ist der nachlaufende Meißel 30, 31 durch den vorlaufenden Meißel 20 geschützt angeordnet.
Der vorlaufende Meißel 20 ist quer zur Arbeitsbewegung 76 größer dimensioniert als der nachlaufende Meißel 30, 31 , sodass er beidseitig über diesen übersteht. Dadurch wird das von dem vorlaufenden Meißel 20 abgetragene Bodenmaterial an dem nachlaufenden Meißel 30, 31 weitestgehend vorbeigeführt. Ebenfalls deckt der vorlaufende Meißel 20 und/oder die Verschleißschutzscheibe 26 und/oder der vorlaufende Ansatz 41 den Fügebereich zwischen dem nachlaufenden Meißel 30, 31 und dem nachlaufenden Ansatz 45, 46 des Meißelwechselhalters 40 entlang der Arbeitsbewegung 76 ab. Der Fügebereich zwischen dem nachlaufenden Meißel 30, 31 und dem nachlaufenden Ansatz 45, 46 des Meißelwechselhalters 40 ist somit vor hohem abrasiven Verschleiß geschützt. Dadurch kann sicher vermieden werden, dass der nachlaufende Ansatz 45, 46 auswäscht und dabei die Fügefläche zwischen dem nachlaufenden Meißel 30, 31 und dem nachlaufenden Ansatz 45, 46 freigelegt wird. Damit wird vermieden, dass der nachlaufende Meißel 30, 31 aufgrund des Verschleißes des Meißelwechselhalters 40 verloren geht.
Die nachlaufende Meißelspitze 32 des nachlaufenden Meißels 30, 31 ist zumindest teilweise aus einem superharten Werkstoff gebildet. Damit ist die nachlaufende Meißelspitze 32 im Vergleich zur vorlaufenden Meißelspitze 22 des vorlaufenden Meißels 20, die vorzugsweise aus einem Hartmetall hergestellt ist, härter ausgebildet. Die nachlaufende Meißelspitze 32 und damit der nachlaufende Meißel 30, 31 sind somit deutlich beständiger gegenüber abrasiv bewirkten Verschleiß ausgebildet als die vorlaufende Meißelspitze 22 und damit der vorlaufende Meißel 20. Kombiniert mit der zuvor beschriebenen, geschützten Anordnung des nachlaufenden Meißels 30, 31 weist dieser eine deutlich längere Standzeit als der vorlaufende Meißel 20 auf. Die Standzeit des nachlaufenden Meißels 30, 31 liegt bei
Seite 19 von 28 entsprechender Ausführung und Anordnung des nachlaufenden Meißels 30, 31 in der Größenordnung der Standzeit des Meißelwechselhalters 40. Dadurch kann der nachlaufende Meißel 30, 31 nicht auswechselbar mit dem Meißelwechselhalter 40 verbunden werden, insbesondere nicht zerstörungsfrei auswechselbar mit dem Meißelwechselhalter 40 verbunden werden. Der einem starken mechanischen Verschleiß ausgesetzte vorlaufende Meißel 20 ist hingegen leicht auswechselbar an dem Meißelwechselhalter 40 befestigt. Bei verschlissenem vorlaufendem Meißel 20 kann dieser somit leicht ausgetauscht werden. Da der nachlaufende Meißel 30, 31 aufgrund seiner hohen Standzeit nicht mehr ausgetauscht werden muss, sind Wartungen mit entsprechenden Stillstandzeiten der Bodenbearbeitungsmaschine 10 nur noch für den Austausch des vorlaufenden Meißels 20 vorzusehen. Dadurch können die Betriebskosten der Bodenbearbeitungsmaschine 10 gering gehalten werden.
Der superharte Werkstoff ist vorliegend als polykristalliner Diamant ausgeführt. Er kann entsprechend der vorliegenden Erfindung als Diamantwerkstoff, als diamantverstärkter Werkstoff, als Siliciumcarbid-Werkstoff, als kubisches Bornitrid oder als Verbindungen zumindest zweier der vorgenannten Werkstoffe gebildet sein. Alle diese Werkstoffe oder Werkstoffkombinationen weisen eine größere Härte als das Hartmetall, aus dem der vorlaufende Meißel gefertigt ist, und damit eine größere Beständigkeit gegenüber Verschleiß auf. Neben dem polykristallinen Diamanten kann als Diamantwerkstoff auch ein monokristalliner Diamant, chemisch abgeschiedener Diamant, physikalisch abgeschiedener Diamant, natürlicher Diamant, infiltrierter Diamant, eine oder mehrerer aufeinanderfolgende Diamantschichten, thermisch stabiler Diamant oder siliciumgebundener Diamant verwendet sein.
Während eines Fräsprozesses wird die Werkzeugkombination 50 aufgrund der Drehung der Fräswalze 15 und dem Vorschub der Bodenbearbeitungsmaschine 10 durch das abzutragende Bodenmaterial bewegt. Die nachlaufende Schneide 35 des nachlaufenden Meißels 30, 31 ist, bezogen auf die Drehachse 15.1 der Fräswalze 15, auf einem kleineren Radius 71 oder einem gleichen Radius wie die vorlaufende
Seite 20 von 28 Schneide 23 des vorlaufenden Meißels 20 angeordnet. Dadurch und durch die verkleinerte Geometrie des nachlaufenden Meißels 30, 31 gegenüber dem vorlaufenden Meißel 20 schneidet der vorlaufende Meißel 20 ein größeres Volumen als der nachlaufende Meißel 30, 31 . Erfindungsgemäß ist der nachlaufende Meißel 30, 31 dazu ausgelegt und angeordnet, die Fräsung des vorlaufenden Meißels 20 nachzubearbeiten. Dabei wird insbesondere von dem vorlaufenden Meißel 20 eine gröbere Fräsung und von dem nachlaufenden Meißel 30, 31 eine feinere Fräsung durchgeführt. Entsprechend ist die nachlaufende Schneide 32 des nachlaufenden Meißels 30, 31 derart räumlich gegenüber der vorlaufenden Schneide 23 des vorlaufenden Meißels 20 angeordnet, dass bei vorgegebenen Betriebsparametern der Bodenbearbeitungsmaschine 10 jeder der Meißel 20, 30, 31 eine für seine Aufgabe geeignete Eindringtiefe in das Bodenmaterial aufweist.
Zur Durchführung einer Feinfräsung ist beispielsweise eine Eindringtiefe von weniger als 15 mm für den nachlaufenden Meißel 30, 31 geeignet. Typische Betriebsparameter der Bodenbearbeitungsmaschine 10 für einen solchen Fräsprozess sind eine Drehzahl der Fräswalze 15 von 130 Umdrehungen/min, eine Vorschubgeschwindigkeit der Bodenbearbeitungsmaschine 10 von 20 m/min und eine Frästiefe von 100 mm. Der größere Schnittkreis 70.1 der vorlaufenden Schneide 23 beträgt beispielsweise in etwa 980 mm. Aus der Frästiefe von 100 mm und dem größeren Schnittkreis 70.1 ergibt sich ein Fräswinkel von 37,25°, innerhalb dem die Meißel 20, 30, 31 bei mit Vorschub betriebener Bodenbearbeitungsmaschine 10 in das Bodenmaterial eingreifen. Vom Eingriff der Werkzeugkombination in den Boden bis zu deren Austritt aus dem Boden bewegt sich die Bodenbearbeitungsmaschine 10 ca. 15 mm nach vorne. Um eine gewünschte Schnitttiefe des nachlaufenden Meißels 30, 31 von beispielsweise 12 mm zu erhalten, wie sie zur Durchführung einer Feinfräsung geeignet ist, muss der kleinere Radius 71 , auf dem die nachlaufende Schneide 35 des nachlaufenden Meißels 30, 31 angeordnet ist, demnach 3 mm kleiner gewählt sein als der größere Radius 70, auf dem die vorlaufende Schneide 23 des vorlaufenden Meißels 20 angeordnet ist. Durch die geeignete Anordnung der nachlaufenden Schneide 35 des nachlaufenden Meißels 30, 31 , bezogen auf die vorlaufende Schneide 23 des vorlaufenden Meißels 20, kann
Seite 21 von 28 somit die Eindringtiefe des nachlaufenden Meißels in das Bodenmaterial für vorgegebene Betriebsparameter der Bodenbearbeitungsmaschine 10 bestimmt und vorgegeben werden. Dadurch wird es möglich, dass der vorlaufende Meißel 20 zum Beispiel eine grobe Fräsaufgabe, beispielsweise schruppen, ausführt, während der nachlaufende Meißel 30, 31 für eine feine Fräsung, beispielsweise schlichten, ausgelegt ist. Der nachlaufende Meißel 30, 31 arbeitet somit die Fräsung des vorlaufenden Meißels 20 nach. Er bestimmt damit das erhaltene Fräsbild. Aufgrund des sehr geringen Verschleißes des nachlaufenden Meißels 30, 31 bleibt dieses Fräsbild auch nach langer Einsatzdauer der Werkzeugkombination 50 und hohem Verschleiß des vorlaufenden Meißels 20 zumindest weitestgehend gleich.
Der vorlaufende Meißel 20 ist um seine Mittellängsachse drehbar in der vorlaufenden Meißelaufnahme 42 des Meißelwechselhalters 40 gehalten. Bei Eingriff des vorlaufenden Meißels 20 in das abgetragene Bodenmaterial wird dieser um seine Mittellängsachse gedreht. Dadurch wird der vorlaufende Meißel 20 umlaufend gleichmäßig abgenutzt, wodurch sich seine Standzeit deutlich verlängert. Der nachlaufende Meißel 30, 31 ist hingegen nicht drehbar mit dem Meißelwechselhalter 40 verbunden. Aufgrund der sehr großen Härte der nachlaufenden Meißelspitze 32 tritt nur ein unwesentlicher Verschleiß des nachlaufenden Meißels 30, 31 auf, sodass keine drehbare Lagerung des nachlaufenden Meißels 30, 31 erforderlich ist. Durch die starre Verbindung des nachlaufenden Meißels 30, 31 mit dem Meißelwechselhalter 40 können Schwingungen in der nachlaufenden Meißelspitze 32 vermieden werden. Solche Schwingungen können zum Bruch des superharten Werkstoffes 34 führen.
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Claims

Ansprüche
1 . Meißelwechselhalter (40), welcher an einer Fräswalze (15) einer Bodenbearbeitungsmaschine (10) befestigbar ist, mit einer vorlaufenden Meißelaufnahme (42) zur auswechselbaren Aufnahme eines vorlaufenden Meißels (20), vorzugsweise eines Rundschaftmeißels und mit einem nachlaufenden Meißel (30, 31 ), welcher an dem Meißelwechselhalter (40) gehalten ist, wobei der nachlaufende Meißel (30, 31 ), bezogen auf eine Arbeitsbewegung (76) des Meißelwechselhalters (40) bei Einsatz in der Bodenbearbeitungsmaschine (10), hinter der vorlaufenden Meißelaufnahme (42) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der nachlaufende Meißel (30, 31 ) axial und in seiner Umfangsrichtung festliegend an dem Meißelwechselhalter (40) gehalten ist.
2. Meißelwechselhalter (40) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die nachlaufende Meißelspitze (32) des nachlaufenden Meißels (30, 31 ) zumindest bereichsweise aus einem superharten Werkstoff, insbesondere aus einem Diamantwerkstoff, einem diamantverstärkten Werkstoff, einem Siliciumcarbid-Werkstoff, aus kubischem Bornitrid oder aus Verbindungen zumindest zweier der vorgenannten Werkstoffe gebildet ist.
3. Meißelwechselhalter (40) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Diamantwerkstoff zumindest anteilig als monokristalliner Diamant oder als polykristalliner Diamant oder als chemisch abgeschiedener Diamant oder als physikalisch abgeschiedener Diamant oder als natürlicher Diamant oder als infiltrierter Diamant oder als Diamantschicht oder als aufeinanderfolgende Diamantschichten oder als thermisch stabiler Diamant oder als siliciumgebundener Diamant ausgebildet ist.
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4. Meißelwechselhalter (40) nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die nachlaufende Meißelspitze (32) aus einem Basisträger (33) aus einem Hartwerkstoff, bevorzugt aus Hartmetall, gebildet ist, welcher zur nachlaufenden Schneide (35) hin weisend von dem superharten Werkstoff abgedeckt ist.
5. Meißelwechselhalter (40) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der superharte Werkstoff als Schicht ausgebildet ist.
6. Meißelwechselhalter (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der nachlaufende Meißel (30, 31 ) nicht auswechselbar mit dem Meißelwechselhalter (40) verbunden ist.
7. Meißelwechselhalter (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der nachlaufende Meißel (30, 31 ) aus der nachlaufenden Meißelspitze (32) gebildet ist, welche unmittelbar mit dem Meißelwechselhalter (40) nicht lösbar verbunden, insbesondere verlötet, ist und/oder dass der nachlaufende Meißel (30, 31 ) zumindest aus der nachlaufenden Meißelspitze (32) und einem damit mittelbar oder unmittelbar verbundenen Schaft (37) gebildet ist und dass der Schaft (37) in einer nachlaufenden Meißelaufnahme (46.2) des Meißelwechselhalters (40) gehalten ist, vorzugsweise mittels einer stoffschlüssigen, einer kraftschlüssigen oder einer formschlüssigen Verbindung.
8. Meißelwechselhalter (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der nachlaufende Meißel (30, 31 ) dazu ausgebildet und angeordnet ist, eine durch den vorlaufenden Meißel (20) durchgeführte Fräsung nachzubearbeiten.
Seite 24 von 28
9. Meißelwechselhalter (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der nachlaufende Meißel (30, 31 ) dazu ausgebildet und angeordnet ist, ein gegenüber dem vorlaufenden Meißel (20) kleineres Spanvolumen aus dem abzutragenden Material zu schneiden.
10. Meißelwechselhalter (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der vorlaufende Meißel (20) und der nachlaufende Meißel (30, 31 ) derart ausgebildet und an dem Meißelwechselhalter (40) angeordnet sind, dass bei einer an einer Fräswalze (15) montierten Werkzeugkombination (50) die vorlaufende Schneide (23) der vorlaufenden Meißelspitze (22) des vorlaufenden Meißels (20) auf einem größeren Radius (70) zu einer Drehachse (15.1 ) der Fräswalze (15) angeordnet ist als die nachlaufende Schneide (35) der nachlaufenden Meißelspitze (32) des nachlaufenden Meißels (30, 31 ) oder dass die beiden Schneiden auf im Wesentlichen gleichen Radien angeordnet sind.
1 1 . Meißelwechselhalter (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand der Schneiden (23, 35) der Meißelspitzen (22, 32) zueinander und die Radien (70, 71 ), auf denen bei einer auf einer Fräswalze (15) montierten Werkzeugkombination (50) die Schneiden (23, 35) der Meißelspitzen (22, 32) angeordnet sind, derart gewählt sind, dass bei einer vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit der Bodenbearbeitungsmaschine (10) und einer vorgegebenen Drehzahl der Fräswalze (15) der nachlaufende Meißel (30, 31 ) eine vorgegebene Eindringtiefe in das zu fräsende Material aufweist.
12. Meißelwechselhalter (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand zwischen den Schneiden (23, 35) der vorlaufenden Meißelspitze (20) und der nachlaufenden Meißelspitze (32) zwischen 45mm
Seite 25 von 28 und 75mm, vorzugsweise zwischen 50mm und 60mm, besonders bevorzugt 54mm, beträgt und/oder dass der Radius (70, 71 ), auf dem bei einer auf einer Fräswalze (15) montierten Werkzeugkombination (50) die nachlaufende Schneide (35) der nachlaufenden Meißelspitze (32) angeordnet ist, zwischen 1 mm und 7mm, vorzugsweise zwischen 2mm und 5mm, besonders bevorzugt 3mm, kleiner gewählt ist als der Radius (70, 71 ), auf dem die vorlaufende Schneide (23) der vorlaufenden Meißelspitze (22) angeordnet ist.
13. Meißelwechselhalter (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der nachlaufende Meißel (30, 31 ) in einem kleineren Anstellwinkel (74) gegenüber einer durch die nachlaufende Schneide (35) verlaufenden Radiallinie (72) ausgerichtet ist als die Längsachse der vorlaufenden Meißelaufnahme (42) gegenüber einer die Längsachse der vorlaufenden Meißelaufnahme (42) schneidenden Radiallinie (72), vorzugsweise dass der nachlaufende Meißel (30, 31 ) in einem Anstellwinkel zwischen 25° und 35° und die Längsachse der vorlaufenden Meißelaufnahme (42) in einem Anstellwinkel zwischen 35° und 45° gegenüber der jeweils zugeordneten Radiallinie (72) ausgerichtet sind.
14. Meißelwechselhalter (40) (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine zwischen dem nachlaufenden Meißel (30, 31 ) und dem Meißelwechselhalter (40) ausgebildete Fügezone entlang der Arbeitsbewegung (76) der Werkzeugkombination (50) zumindest teilweise von dem vorlaufenden Meißel (20) oder einem Körperbereich des Meißelwechselhalters (40) oder einem zwischen dem Meißelwechselhalter (40) und dem vorlaufenden Meißel (20) angeordneten Verschleißschutzelement abgedeckt ist.
15. Meißelwechselhalter (40) (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Längsachse der vorlaufenden Meißelaufnahme (42) quer zur Arbeitsbewegung (76) des Meißelwechselhalters (40) (50) gegenüber der
Seite 26 von 28 nachlaufenden Meißelspitze (35) des nachlaufenden Meißels (30, 31 ) versetzt ist.
Seite 27 von 28
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