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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Bergindustrie-, insbesondere
auf ein Schneidwerkzeug zur Zerstörung mineralischer und künstlicher
Materialien, und kann in Gewinnungsund Vortriebsmaschinenorganen
bei der Gewinnung von nutzbaren Mineralien und bei der Bildung von
Bauen im Boden sowie in Arbeitsorganen von Straßenbaumaschinen beim Straßenbau und
reparieren Verwendung finden.
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Vorangehender Stand der
Technik
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Es
ist ein als Rotationskörper
mit einer Symmetrielängsachse
ausgebildetes Schneidwerkzeug zur Zerstörung mineralischer und künstlicher
Materialien bekannt, das zur Lagerung im Kanal eines Halters frei
drehbar geeignet ist. Das Werkzeug weist einen Arbeitskopf, einen
aus Hartmetall bestehenden und an einer Stirnseite des Arbeitskopfes
befestigten Einsatz und einen mit der anderen Stirnseite des Arbeitskopfes
verbundenen Schaft auf. Der Schaft weist einen ersten an einem Schaftende
arbeitskopfseitig angeordneten Teil, einen zweiten an den ersten
Teil angrenzenden Teil, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser
des ersten Teiles, und einen dritten an den zweiten Teil angrenzenden,
am anderen Schaftende angeordneten Teil, dessen Durchmesser nicht
kleiner ist als der Durchmesser des zweiten Teiles, auf. Eine zylinderförmige aufgeschnittene
Spannhülse
ist am zweiten Schaftteil angebracht und weist ein Sperrelement
auf, das zu deren Fixierung gegen Verschieben entlang der Symmertielängsachse
des Werkzeuges relativ zum Schaft bestimmt ist. Ein Schutzelement
weist eine axiale Durchgangsbohrung auf und ist an der Spannhülse gelagert
(vgl.
DE-OS 196 30 642 , E 21 C 35/18, 05.02.1998).
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Um
den Schaft im axialen Kanal des Halters unterzubringen, wird im
bekannten Werkzeug die Spannhülse
durch Aufbringen einer Schlagbelastung am Werkzeug in Axialrichtung
verformt. Der Nachteil dieser technischen Lösung besteht in einem hohem Arbeitsaufwand
für die
Montage des Werkzeuges im Kanal des Halters, welcher durch Notwendigkeit
der Verformbarkeit der Spannhülse
in geengten Verhältnissen
bedingt ist, und zwar bei Ersatz des ausgefallenen Werkzeuges unmittelbar
am Arbeitsorgan. Darüber
hinaus kann die dynamische Einwirkung auf die Spannhülse bei
der Montage des Werkzeuges zu einer Änderung deren geometrischen
Form führen, was
die Beeinträchtigung
der freien Drehung des Schaftes im Kanal des Halters während des
Betriebes nach sich ziehen kann.
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Es
ist auch ein als Rotationskörper
mit einer Symmetrielängsachse
ausgebildetes Schneidwerkzeug zur Zerstörung mineralischer und künstlicher Materialien
bekannt, das zur Lagerung im Kanal eines Halters frei drehbar geeignet
ist. Das Werkzeug weist einen Arbeitskopf, einen aus Hartmetall
bestehenden und an einer Stirnseite des Arbeitskopfes befestigten
Einsatz und einen mit der anderen Stirnseite des Arbeitskopfes verbundenen
Schaft auf. Der Schaft weist einen ersten an einem Schaftende arbeitskopfseitig
angeordneten Teil, einen zweiten an den ersten Teil angrenzenden
Teil, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des ersten Teiles,
und einen dritten an den zweiten Teil angrenzenden, am anderen Schaftende
angeordneten Teil, dessen Durchmesser nicht kleiner ist als der
Durchmesser des zweiten Teiles, auf. Eine zylinderförmige aufgeschnittene
Spannhülse
ist aus einem elastischen Werkstoff ausgebildet, am zweiten Schaftteil angebracht
und weist ein Sperrelement auf, das zu deren Fixierung gegen Verschieben
entlang der Symmetrielängsachse
des Werk- zeuges relativ zum Schaft bestimmt ist. Ein Schutzelement
weist eine axiale Durchgangsbohrung auf, deren Durchmesser den Durchmesser
des ersten Schaftteiles übersteigt, und
ist an der Spannhülse
zu seiner Anordnung am ersten Schaftteil bei der Montage des Schneidwerkzeuges
im Halter entlang der Hülse
axial verschiebbar gelagert (vgl.
DE-OS 197 20 635 ,
E 21 C 35/18, 19.11.1998).
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Das
vorliegende Werkzeug beseitigt teilweise die Nachteile des vorstehend
beschriebenen Werkzeuges, da es die Notwendigkeit der dynamischen
Einwirkung auf die Spannhülse
bei der Montage des Werkzeuges ausschließt. Im vorliegenden Werkzeug
wird die Spannhülse
bis auf ein Maß verformt,
das deren freie Einführung
in den axialen Kanal des Halters durch Aufsetzen auf diese des Schutzelementes
ermöglicht.
In einem solchen Zustand wird das Werkzeug in den Kanal des Halters
eingesetzt und dann das Schutzelement auf den ersten Schaftteil
verschoben, indem die Spannhülse
freigegeben wird. Unter Einwirkung von Elastizitätskräften erweitert sich die Spannhülse im Kanal
des Halters und fixiert darin das Werkzeug.
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Der
Nachteil dieser technischen Lösung
besteht in der Notwendigkeit einer ausreichend starken Verformung
der Spannhülse,
um einen Durchmesser zu erhalten, der kleiner ist als der Durchmesser
des Kanals des Halters. Nach so einem Zusammendrücken entstehen in der Spannhülse bleibende
Deformationen, die nach der Abnahme des Schutzelementes dazu führen können, dass
die Spannhülse
den Schaft im Kanal des Halters nicht ausreichend sicher halten
wird. Das vorherige Zusammendrücken
bei der Montage des Werkzeuges und die nachfolgende Erweiterung
der Spannhülse
können
zur Beeinträchtigung
deren geometrischen Form und folglich zur Beeinträchtigung
der freien Drehung der Schaftes im Kanal des Halters während des
Betriebes führen.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Schneidwerkzeuges
zur Zerstörung mineralischer
und künstlicher
Materialien, dessen Konstruktion eine sichere Befestigung des Werkzeuges
im Kanal eines Halters bei dessen gleichzeitiger Montagefreundlichkeit
in den Betriebsbedingungen ermöglicht.
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Wesen der Erfindung
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Dieses
Ziel wird dadurch erreicht, dass ein als Rotationskörper mit
einer Symmetrielängsachse ausgebildetes
Schneidwerkzeug zur Zerstörung
mineralischer und künstlicher
Materialien, das zur Lagerung im Kanal eines an einem Arbeitsorgan
befestigten Halters frei drehbar geeignet ist, einen Arbeitskopf,
einen aus Hartmetall bestehenden und an einer Stirnseite des Arbeitskopfes
befestigten Einsatz, einen mit der anderen Stirnseite des Arbeitskopfes
verbundenen Schaft, der einen ersten an einem Schaftende arbeitskopfseitig
angeordneten Teil, einen zweiten an den ersten Teil angrenzenden
Teil, dessen Durchmesser kleiner ist als der. Durchmesser des ersten
Teiles, und einen dritten an den zweiten Teil angrenzenden, am anderen
Schaftende angeordneten Teil, dessen Durchmesser nicht kleiner ist als
der Durchmesser des zweiten Teiles, besitzt, eine aufgeschnittene
Spannhülse,
die aus einem elasti schen Werkstoff ausgebildet ist, am zumindest
zweiten Schaftteil angebracht ist und ein Sperrelement besitzt,
das zu deren Fixierung gegen Verschieben entlang der Symmetrielängsachse
des Werkzeuges relativ zum Schaft bestimmt ist, ein Schutzelement, das
eine axiale Durchgangsbohrung besitzt, deren Durchmesser den Durchmesser
des ersten Schaftteiles übersteigt,
und an der Spannhülse
zu seiner Anordnung am ersten Schaftteil bei der Montage des Schneidwerkzeuges
im Kanal des Halters entlang der Hülse axial verschiebbar gelagert
ist, aufweist. Erfindungsgemäß ist das
Schutzelement in einem Abstand von der dem Arbeitskopf zugewandten Stirnseite
der Spannhülse
angeordnet, der 0,6 bis 0,85 der Länge der Spannhülse in der
Symmetrielängsachse
des Werkzeuges beträgt,
wobei der Durchmesser des ersten Teiles des Schaftes den Durchmesser
dessen dritten Teiles übersteigt.
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Die
beschriebene Konstruktion des Werkzeuges erlaubt es, der in den
Halter einzusetzenden Spannhülse
eine konische Form zu verleihen, was die Verringerung des Arbeitsaufwandes
bei der Montage in den Betriebsbedingungen bei gleichzeitiger Verminderung
der Verformungsgröße der Spannhülse durch
das Schutzelement gewährleistet,
wodurch die Sicherheit sowohl der Werkzeugbauteile als auch der
Befestigung des Schaftes im Halter erhöht wird.
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Der
Durchmesser der Durchgangsbohrung des Schutzelementes kann den Durchmesser
des Kanals des Halters übersteigen.
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In
diesem Fall ist der Durchmesser der Spannhülse vor dem Einsetzen des Werkzeuges
in den Kanal des Halters größer als
der Durchmesser des Kanals des Halters. So eine konstruktive Lösung ist
damit verbunden, dass bei längerem
Lagern der Werkzeuge die aus einem elastischem Werkstoff (z.B. aus
Federstahl) gefertigte und im gespannten Zustand befindliche Spannhülse „müde wird" und nach der Abnahme
des Schutzelementes notwendige geometrische Parameter nicht annehmen
kann. In diesem Fall senkt sich die Sicherheit der Befestigung des
Werkzeuges im Kanal des Halters unzulässig. Diese Konstruktion erhöht die Sicherheit
der Befestigung des Werkzeuges im Halter.
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Das
Schutzelement kann in Form einer ebenen Scheibe ausgebildet sein.
Bei so einer Variante der konstruktiven Ausführung des Schutzelementes senkt
sich der abrasive Verschleiss der Baugruppen des Werkzeuges bei
dessen Arbeit, was die Bedingungen der freien Drehung des Schaftes
im Kanal des Halters verbessert.
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Das
Schutzelement kann in Form einer Scheibe Π-förmigen Querschnitts ausgebildet
sein. Bei so einer Variante der konstruktiven Ausführung des
Schutzelementes wird ein zusätzlicher
Schutz des Halters und der Werkzeugbauteile gegen zerstörtes Material
gewährleistet.
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Das
Schutzelement kann in Form einer teller-förmigen Scheibe ausgebildet
sein. Bei so einer Variante der konstruktiven Ausführung des
Schutzelementes wird das Herabsetzen der dynamischen Belastungen
der Werkzeugbauteile gewährleistet, was
zur Erhöhung
der Betriebssicherheit des Werkzeuges führt.
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Die
Scheibe kann mit einem Ringvorsprung versehen sein, der längs der
axialen Durchgangsbohrung der Scheibe angeordnet, dem dritten Schaftteil
zugewandt und zur Anbringung in entsprechenden Mündung des Kanals des Halters
geeignet ist, was es erlaubt, die Zentrierung des Schaftes relativ zur
Spannhülse
und damit die Bedingungen der Drehung des Schaftes in diesem Kanal
zu verbessern.
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Die
Spannhülse
kann am zweiten und dritten Schaftteil angebracht sein und ihre
Länge in
der Symmetrielängsachse
des Werkzeuges kann die Summenlänge
des zweiten und dritten Schaftteiles in dieser Achse übersteigen,
was ein weiteres Herabsetzen des Arbeitsaufwandes bei der Montage
des Werkzeuges im Kanal des Halters bei gleichzeitiger Verminderung
des Verschleisses des Kanals des Halters gewährleistet.
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Das
Sperrelement kann in Form mindestens eines an der Innenfläche des
Spannhülse
angeordneten Vorsprungs ausgebildet sein und der zweite Schaftteil
kann eine Ringnut zum Eingriff dieses Vorsprungs aufweisen. Bei
so einer Variante der konstruktiven Ausführung erhöht sich die Sicherheit der Verbindung
des Schaftes mit der Spannhülse.
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Das
Sperrelement kann in Form von drei Vorsprüngen ausgebildet sein, die
am Umfang des Querschnitts der Innenfläche der Spannhülse gleichmäßig angeordnet
sind, deren Mittelpunkt auf der Symmetrielängsachse des Werkzeuges angeordnet
ist, was die Bedingungen der freien Drehung des Schaftes im Kanal
des Halters durch Zentrierung des Schaftes relativ zur Spannhülse gewährleistet.
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Der
Vorsprung an der Spannhülse
kann in Form einer konturierten Zunge ausgebildet sein, was es erlaubt,
den Arbeitsaufwand bei der Herstellung des Werkzeuges herabzusetzen.
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Die
Länge der
Spannhülse
in der Symmetrielängsachse
des Werkzeuges kann kleiner sein als die Länge des zweiten Schaftteiles
in dieser Achse, was es erlaubt, den Arbeitsaufwand bei der Montage des
Werkzeuges im Halter weiter herabzusetzen.
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Als
Sperrelement kann eine dem dritten Schaftteil zugewandte Stirnfläche der
Spannhülse dienen,
was es erlaubt, die Konstruktion des Werkzeuges zu vereinfachen.
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Zwei
Oberflächen
der Spannhülse,
die bei deren Aufschneiden gebildet sind, können parallel zur Symmetrielängsachse
des Werkzeuges angeordnet sein. So eine Ausführungsvariante erlaubt es, den
Austritt des zerstörten
Materials aus einem Ringkanal zu verbessern, das von der Innenfläche der Spannhülse und
der Aussenfläche
des Schaftes gebildet ist, was die Bedingungen der freien Drehung des
Schaftes im Kanal des Halters verbessert.
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Zwei
Oberflächen
der Spannhülse,
die bei deren Aufschneiden gebildet sind, können geneigt zu einer durch
die Symmetrielängsachse
des Werkzeuges verlaufenden Ebene angeordnet sein. Das erlaubt es
ebenfalls, den Austritt des zerstörten Materials aus dem Ringkanal
zu verbessern, welches von der Innenfläche der Spannhülse und
der Aussenfläche
des Schaftes gebildet ist, und somit die Bedingungen der freien
Drehung des Schaftes im Kanal des Halters zu verbessern.
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Das
Werkzeug kann gleiche Neigungswinkel der zwei beim Aufschneiden
der Spannhülse
gebildeten Oberflächen
relativ zu der durch die Symmetrielängsachse des Werkzeuges verlaufenden
Ebene aufweisen. Das erlaubt es, den Arbeitsaufwand bei der Herstellung
des Werkzeuges etwas herabzusetzen.
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Jede
beim Aufschneiden der Spannhülse
gebildete Oberfläche
kann schraubenförmig
ausgebildet sein. Das erlaubt es, den Austritt des zerstörten Materials
aus dem Ringkanal zu verbessern, welches von der Innenfläche der
Spannhülse
und der Aussenfläche
des Schaftes gebildet ist, was die Bedingungen der freien Drehung
des Schaftes im Kanal des Halters verbessert.
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Der
Einsatz kann eine am Arbeitskopf befestigte Grundlage, einen an
die Grundlage angrenzenden Zwischenteil, der von einem Rotationskörper mit einer
konkaven Aussenmantelfläche
gebildet ist, und einen an den Zwischenteil angrenzenden Kopfteil aufweisen,
der von einem Rotationskörper
mit einer konvexen Aussenmantelfläche gebildet ist, die sich an
die Aussenmantelfläche
des Zwischenteiles stufenlos anschließt. Bei so einer Variante der
konstruktiven Ausführung
des Einsatzes werden die Bedingungen der freien Drehung des Schaftes
im Kanal des Halters weiter verbessert und wird gleichzeitig die
Stabilität
des Niveaus der Belastungen der Werkzeugbauteile über die
gesamte Betriebsdauer des Werkzeuges eingehalten, was es erlaubt,
dessen Betriebssicherheit zu erhöhen.
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Die
Länge des
Zwischenteiles des Einsatzes in der Symmetrielängsachse des Werkzeuges kann die
Länge des
Kopfteiles des Einsatzes in dieser Achse nicht übersteigen.
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Die
Länge des
Kopfteiles des Einsatzes in der Symmetrielängsachse des Werkzeuges kann
die Länge
des Zwischenteiles des Einsatzes in dieser Achse nicht übersteigen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1: eine erste Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges
zur Zerstörung
mineralischer und künstlicher
Materialien,
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2: eine zweite Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Werkzeuges,
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3: eine dritte Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Werkzeuges,
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4: eine vierte Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Werkzeuges,
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5: eine fünfte Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Werkzeuges,
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6: eine Spannhülse des
Werkzeuges,
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7: eine perspektivische
Ansicht einer anderen Ausführungsvariante
der Spannhülse,
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8: eine Ansicht in Richtung
des Pfeiles A in 6,
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9: ein Schutzelement des
Werkzeuges,
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10: einen Einsatz des Arbeitskopfes
des Werkzeuges,
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11: eine geschnittene Vorderansicht
des Werkzeuges, welches in einem Halter gelagert ist,
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12: eine geschnittene Vorderansicht
des Werkzeuges, welches in einem Halter in einer anderen Ausführungsvariante
gelagert ist.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter
Ausführungsvarianten
der Erfindung
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Das
Schneidwerkzeug zur Zerstörung
mineralischer und künstlicher
Materialien ist in Form eines Rotationskörpers mit einer Symmetrielängsachse ausgebildet
und weist einen Arbeitskopf 1 (1 bis 5)
auf, der eine beliebige geometrische Form, bevorzugt die Form eines
Rotationskörpers,
besitzen kann. An einer Stirnseite 2 des Arbeitskopfes 1 ist
ein aus Hartmetall bestehender Einsatz 3 befestigt. Der
Einsatz 3 ist bevorzugt in Form eines Rotationskörpers ausgebildet
und kann am Arbeitskopf 1 mittels einer beliebigen bekannten
unlösbaren
oder lösbaren
Verbindung, bevorzugt mittels Löten,
befestigt sein.
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Der
Schaft 4 besitzt die Form eines Rotationskörpers und
kann mit dem Arbeitskopf 1 einstöckig ausgebildet oder mit dessen
anderen Stirnseite 5 mittels einer unlösbaren oder lösbaren Verbindung verbunden.
sein. Der Schaft 4 weist einen ersten an einem Ende des
Schaftes 4 arbeitskopfseitig angeordneten Teil 6,
einen zweiten an den ersten Teil 6 angrenzenden Teil 7 sowie
einen dritten an den zweiten Teil 7 angrenzenden und an
einem anderen Ende des Schaftes 4 angeordneten Teil 8 auf.
Der Durchmesser des Teiles 6 ist größer als der Durchmesser der
Teile 7 und 8.
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Zumindest
am Teil 7 (3)
ist eine zylinderförmige
aufgeschnittene Spannhülse 9 angebracht, die
aus einem elastischen Werkstoff, z.B. Stahl, gefertigt ist.
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Die
Hülse 9 weist
ein Sperrelement 10 auf, das zu deren Fixierung gegen Verschieben
in der Symmetrielängsachse
des. Werkzeuges relativ zum Schaft 4 bestimmt ist.
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An
der Spannhülse 9 ist
ein Schutzelement 11 mit einer axialen Durchgangsbohrung 12 axial
verschiebbar gelagert ( 9).
Das Schutzelement 11 ist zur Verringerung des Verschleisses
der einander zugewandten Oberflächen
des Schaftes 4 und eines Werkzeughalters 13 (11, 12) sowie zur Vermeidung der Durchdringung
des zerstörten
Materials in einen von der Innenfläche der Spannhülse 9 und
von der Mantelfläche
des Schaftes 4 gebildeten Ringkanal 14 bestimmt.
Der Durchmesser D der Durchgangsbohrung 12 des Schutzelementes 11 übersteigt
den Durchmesser d des ersten Teiles 6 des Schaftes 4,
d.h. es gilt die Bedingung D > d.
Das Schutzelement 11 ist relativ zur Stirnseite 16 der Spannhülse 9 in
einem Abstand K angeordnet, der nicht weniger als 0,60 und nicht
größer als
0,85 der Länge
M der Spannhülse 9 in
der Symmetrielängsachse 15 beträgt, d.h.
es gilt die Bedingung 0,60 M < K < 0,85 M. Dabei wird
als Bezugspunkt 17, bis zu dem die Größe des Abstandes K bestimmt
wird, ein Punkt des Beginns des Kontaktes des Schutzelementes 11 mit
der Spannhülse 9 arbeitskopfseitig
angenommen. Die erwähnten
Werte des Bereiches der geometrischen Verhältnisse zwischen den Werkzeugbauteilen
sind empirisch ermittelt. Überschreiten die
geometrischen Verhältnisse
die obere Grenze des genannten Bereiches, kann ein selbständiges Abgleiten
des Schutzelementes 11 von der Spannhülse 9 beim Transport
des Werkzeuges oder bei dessen Montage im Halter 13 erfolgen.
Unterschreiten die geometrischen Verhältnisse die untere Grenze des
genannten Bereiches, nimmt die Spannhülse 9 die konische
Form nicht an, welche zur Lagerung der Werkzeu ges im Halter 13 optimal
ist. Der Durchmesser d des ersten Teiles 6 des Schaftes 4 übersteigt
den Durchmesser C dessen dritten Teiles 8, d.h. es gilt
die Bedingung C < d.
Die Erfüllung
dieses Verhältnisses
erlaubt es, der Spannhülse 9 bei
der Montage des Werkzeuges im Halter 13 die Form eines
Kegelstumpfes zu verleihen. Bei Nichterfüllung dieses Verhältnisses
zwischen den Durchmessern des ersten und des dritten Teiles 6 bzw. 8 des
Schaftes 4 verhindert dessen Teil 8 die Bildung
der konischen Form der Spannhülse 9 bei
der Montage des Werkzeuges im Halter 13.
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Das
Schutzelement 11 kann eine beliebige geometrische Form,
vorzugsweise die Form eines Rotationskörpers, besitzen und ermöglicht zusätzlich eine
Verformung des Spannhülse 9,
die die Verleihung der letzteren der vorgegebenen geometrischen Form
bei der Montage des Werkzeuges im Halter 13 gewährleistet.
Am sinnvollsten ist eine Variante der konstruktiven Ausführung des
Schutzelementes 11, bei der es in Form einer ebenen Scheibe
ausgebildet ist (2),
d.h. die Stirnflächen
der Scheibe stellen Ebenen dar. Bei so einer Variante der konstruktiven Ausführung des
Schutzelementes 11 ist es bevorzugt, wenn es mit einem
Ringvorsprung 18 ausgebildet ist (3, 11),
der längs
der axialen Durchgangsbohrung 12 des Schutzelementes 11 angeordnet, dem
dritten Teil 8 des Schaftes 4 zugewandt und zum Anbringen
in einer entsprechenden Mündung 19 eines
Kanals 20 des Halters 13 geeignet ist ( 11, 12). Der Vorsprung 18 und die
entsprechende Mündung 19 können eine
beliebige geometrische Form besitzen.
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Das
Schutzelement 11 kann in Form einer Scheibe Π-förmigen Querschnitts
ausgebildet sein (12).
In diesem Fall ist es am sinnvollsten, wenn diese Scheibe mit dem
Ringvorsprung 18 ausgebildet ist, welcher längs der
Bohrung der Scheibe angeordnet und dem dritten Teil 8 des
Schaftes 4 zugewandt ist, um in der entsprechenden Mündung 19 des
Kanals 20 des Halters 13 angebracht zu sein.
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Das
Schutzelement 11 kann in Form einer teller-förmigen Scheibe
ausgebildet sein (9).
In diesem Fall ist es am sinnvollsten, wenn diese Scheibe ebenfalls
mit dem Ringvorsprung 18 zum Anbringen in der Mündung 19 des
Kanals 20 des Halters 13 ausgebildet ist.
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Es
ist bevorzugt, wenn der Durchmesser der Durchgangsbohrung 12 des
Schutzelementes 11 den Durchmesser des Kanals 20 des
Halters 13 übersteigt,
wie es in 11 und 12 gezeigt ist. So eine Konstruktion
erhöht
die Sicherheit der Befestigung des Werkzeuges im Halter.
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Bei
einer der Varianten der konstruktiven Ausführung der Vorrichtung ist die
Spannhülse 9 am zweiten
und am dritten Teil 7 bzw. 8 des Schaftes 4 angebracht
und deren Länge
M in der Symmetrielängsachse 15 des
Werkzeuges übersteigt
die Summe der Länge
L des zweiten Teiles 7 des Schaftes 4 und der
Länge S
dessen dritten Teiles 8 in derselben Achse 15,
d.h. es gilt die Bedingung M > L
+ S. Das genannte Verhältnis
der geometrischen Parameter der Werkzeugbauteile definiert, dass
das Ende der Spannhülse 9 über die
Stirnseite des Schaftes 4 hinaustritt (1, 2, 11). Bei so einer Variante
der konstruktiven Ausführung
der Spannhülse 9 kann
deren Sperrelement l0 in Form mindestens eines Vorsprungs
ausgebildet sein, der an der Innenfläche der Spannhülse 9 angeordnet
ist, und der Schaft 4 weist eine Nut 21 zum Eingriff
dieses Vorsprungs auf (1, 2, 4, 11).
Der das Sperrelement 10 an der Spannhülse 9 bil dende Vorsprung
kann als separates Bauteil ausgebildet sein, das an der Spannhülse 9 mittels
eines lösbaren
oder unlösbaren
Verbindung befestigt ist, oder kann durch Einprägen eines Abschnitts der Spannhülse 9 gebildet
sein, d.h. er kann mit der Spannhülse 9 einstöckig ausgebildet
sein. Am sinnvollsten ist die Ausbildung des Sperrelementes 10 in
Form von drei Vorsprüngen
(6, 8), die am Umfang des Querschnitts der
Innenfläche
der Spannhülse 9 gleichmäßig angeordnet
sind, deren Mittelpunkt auf der Symmetrielängsachse 15 des Werkzeuges
angeordnet ist. Der das Sperrelement 10 bildende Vorsprung
an der Spannhülse 9 kann
in Form einer konturierten Zunge ausgebildet sein (6). Die konturierte Zunge kann durch
Ausbildung eines Π-förmigen Durchgangsschlitzes
an der Mantelfläche
der Spannhülse 9 erhalten
werden. Dann wird ein vom Πförmigen Durchgangsschlitz
begrenzter Abschnitt der Spannhülse 9 in
deren Innenraum abgebogen.
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Bei
einer anderen Variante der konstruktiven Ausführung der Vorrichtung kann
die Länge
M der Spannhülse 9 in
der Symmetrielängsachse 15 des Werkzeuges
kleiner sein als die Länge
L des zweiten Teiles 7 des Schaftes 4 (3, 12), d.h. es gilt die Bedingung M < L. Das genannte
Verhältnis
der geometrischen Parameter der Werkzeugbauteile definiert, dass
die Spannhülse 9 in
der Umgebung des zweiten Teiles 7 des Schaftes 4 angeordnet
sein kann. Bei so einer Variante der konstruktiven Ausführung der
Spannhülse 9 kann
deren Sperrelement 10 eine Stirnfläche 22 sein (7, 12).
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Die
aufgeschnittene Spannhülse 9 weist Oberflächen 23, 24 auf,
die bei deren Aufschneiden gebildet sind. Beim Aufschneiden der
Spannhülse 9 bildet
sich ein zusätzlicher
Kanal 25 zum Durchtritt des zerstörten Materials. Die Kontur
des zusätzli ches Kanals 25 kann
beliebig sein. Bevorzugt ist es, wenn die beim Aufschneiden der
Spannhülse 9 gebildeten Oberflächen 23, 24 parallel
zur Symmetrielängsachse 15 des
Werkzeuges angeordnet sind. So zeigen 1 und 3 die Spannhülse 9,
deren Oberflächen 23, 24 parallel
zur Symmetrielängsachse 15 des Werkzeuges
angeordnet sind. Eine der Varianten der konstruktiven Ausführung der
Spannhülse 9 sieht vor,
dass die beim Aufschneiden der Spannhülse 9 gebildeten Oberflächen 23, 24 geneigt
zu einer durch die Symmetrielängsachse 15 des
Werkzeuges verlaufenden Ebene angeordnet sind (2, 6).
Dabei können
die Neigungswinkel der Oberflächen 23, 24 zur
genannten Ebene gleich sein. Bei einer anderen Variante der konstruktiven
Ausführung
der Spannhülse 9 kann
jede der beim Aufschneiden der Spannhülse 9 gebildeten Oberflächen 23, 24 schraubenförmig sein.
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Der
Einsatz 3 aus Hartmetall kann einen Kopfteil 26,
eine am Arbeitskopf 1 befestigte Grundlage 27 sowie
einen zwischen dem Kopfteil 26 und der Grundlage 27 angeordneten
Zwischenteil 28 aufweisen (10).
Der Zwischenteil 28 des Einsatzes 3 ist von einem
Rotationskörper
mit einer konkaven Aussenmantelfläche gebildet. Dabei ist der
Kopfteil 26 des Einsatzes 3 von einem Rotationskörper mit
einer konvexen Aussenmantelfläche
gebildet. Die Mantelfläche
des Kopfteils 26 des Einsatzes 3 schließt sich
stufenlos an die Mantelfläche
dessen Zwischenteils 28 an. Bei einer der Varianten der
konstruktiven Ausführung
des Werkzeuges muss die Länge
E des Zwischenteils 28 des Einsatzes 3 in der Symmetrielängsachse 15 des
Werkzeuges die Länge F
des Kopfteils 26 des Einsatzes 3 in derselben
Achse 15 nicht übersteigen;
d.h. es gilt die Bedingung E < F.
In einer anderen Variante muss die Länge F des Einsatzes 3 in
der Symmetrielängsachse 15 des Werkzeuges die
Länge E
des Zwischenteiles 28 des Einsatzes 3 in derselben
Achse 15 nicht übersteigen, d.h.
es gilt die Bedingung F < E.
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Das
Schneidwerkzeug zur Zerstörung
mineralischer und künstlicher
Materialien arbeitet folgenderweise.
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Zunächst wird
die Montage des Werkzeuges im Kanal 20 des Halters 13 vorgenommen,
welcher an einem nicht gezeigten Arbeitsorgan befestigt ist. Dazu
wird die Spannhülse 9 am
Schaft 4 gelagert. Dann wird die Spannhülse 9 bis auf einen
Durchmesser zusammengedrückt,
der kleiner ist, als der Durchmesser D des Schutzelementes 11,
und auf diese wird das Schutzelement 11 aufgesetzt, indem
es in einem bestimmten Abstand K von der dem Arbeitskopf 1 zugewandten
Stirnseite 16 der Spannhülse 9 angeordnet wird.
Sobald das Schutzelement 11 die genannte Position eingenommen
hat, wird die Spannhülse 9 freigegeben
und unter Einwirkung der Elastizitätskräfte erweitert sie sich. Das
Schutzelement 11 verhindert die weitere Erweiterung der Spannhülse 9 und
durch Aufbringen einer von deren Mittelpunkt versetzten, vom Schutzelement 11 erzeugten
Kraft nimmt sie die Form eines Kegelstumpfes an, deren Spitze zum
dritten Teil 8 des Schaftes 4 hin ausgerichtet
ist. Dabei hält
das Schutzelement 11 die Spannhülse 9 im zusammengedrückten Zustand, indem
es bei der Montage des Werkzeuges die vorgegebene Form der Spannhülse 9 gewährleistet. Weiter
wird das Werkzeug in den Kanal 20 des Halters 13 bis
zur Zusammenwirkung des Schutzelementes 11 mit der Stirnseite
des Halters 13. eingesetzt. Dabei sei bemerkt, dass die
Verleihung der Spannhülse 9 der
Form eines Kegelstumpfes deren störungsfreie Einführung in
den Kanal 20 des Halters 13 ermöglicht.
Dann wird auf den Arbeitskopf 1 eine axiale Kraft ausgeübt, unter
deren Einwirkung sich das Schutzelement 11 unter Anlage
an der Stirnseite des Halters 13 über die Spannhülse 9 in
Richtung des Arbeitskopfes 1 verschiebt und der Schaft 4 wird zusammen
mit der Spannhülse 9 in
den Kanal 20 des Halters 13 eingeführt. Die
genannte Einführung
des Schaftes 4 in den Kanal 20 des Halters 13 dauert
so lange, bis das Schutzelement 11 auf den ersten Teil 6 des
Schaftes 4 vollständig
verschoben ist. Wenn das Schutzelement 11 am Teil 6 des
Schaftes 4 angeordnet ist, gibt es die Spannhülse 9 frei,
welche sich unter Einwirkung der Elastizitätskräfte erweitert und an den Wandungen
des Kanals 20 des Halters 13 anliegt. Somit ist
die Spannhülse 9 gegenüber dem
Halter 13 fixiert. Die Verschiebung des Schaftes 4 entlang
der Symmetrielängsachse 15 des
Werkzeuges relativ zur Spannhülse 9 wird
in einer der Varianten der konstruktiven Ausführung des Werkzeuges (1, 2, 11)
durch das Sperrelement 10 verhindert, welches in Form mindestens
eines Vorsprungs ausgebildet ist, der nach der Montage des Werkzeuges
in die Nut 21 des Schaftes 4 eingreift. In einer
anderen Variante der konstruktiven Ausführung des Werkzeuges (3, 12) wird die Verschiebung des Schaftes 4 relativ
zur Spannhülse 9 durch
das Sperrelement 10 verhindert, welches die Stirnfläche 22 der
Spannhülse 9 darstellt,
welche nach der Montage des Werkzeuges mit dem dritten Teil 7 des Schaftes 4 zusammenwirkt.
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Bei
der Bewegung des Arbeitsorgans, an welchem mittels einer lösbaren oder
unlösbaren
Verbindung der Halter 13 befestigt ist, tritt der Arbeitskopf 1 mit
dem Einsatz 3 aus Hartmetall in die Zusammenwirkung mit
dem zu zerstörenden
Material. Aufgrund der Einwirkung von äusseren Kräften, die während der Zusammenwirkung des
Arbeitskopfes 1 und des Einsatzes 3 mit dem zu
zerstörenden
Material entstehen, dreht sich der Schaft 4 frei um die Symmetrielängsachse 15 des
Werkzeuges im Kanal 20 des Halters 13, indem er
somit einen gleichmäßigen Verschleiss
der mit dem zu zerstörenden
Material zusammenwirkenden Werkzeugbauteile gewährleistet. Das Schutzelement 11 sichert
den Halter 13 gegen die Zusammenwirkung mit dem zu zerstörenden Material,
trägt zur
freien Drehung des Werkzeuges im Kanal 20 des Halters 13 bei
sowie setzt den Verschleiss des Arbeitskopfes 1 und des
Halters 13 herab. Nach dem Verschleiss des Einsatzes 3 oder des
Arbeitskopfes 1 oder nach deren Bruch wird das ausgefallene
Werkzeug gegen ein neues ersetzt, dessen Montage auf beschriebene
Weise erfolgt. Es sei bemerkt, dass bei längerem Lagern des Werkzeuges
das Auftreten einer bleibenden Deformation der Spannhülse 9 möglich ist,
d.h. die Spannhülse 9,
welche unter Einwirkung des Schutzelementes 11 die Form
eines Kegelstumpfes annimmt, behält
diese Form teilweise auch nach der Montage des Werkzeuges im Kanal 20 des
Halters 13 bei. Sogar in diesem Fall wird die Sicherung
der Befestigung des Werkzeuges im Halter 13 beibehalten,
da das dem Arbeitskopf 1 zugewandte am größten belastete
Ende der Spannhülse 9 beim
Lagern praktisch unverformt bleibt.
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Zusammenfassung
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Die
Erfindung bezieht sich auf die Bergindustrie, insbesondere auf ein
Schneidwerkzeug zur Zerstörung
mineralischer und künstlicher
Materialien. Das Werkzeug weist einen Arbeitskopf mit einem Hartmetalleinsatz
an dessen einer Stirnseite und einem dreiteiligen Schaft an dessen
anderen Stirnseite auf. Am zweiten Schaftteil ist eine Spannhülse aus
einem elastischen Werkstoff angebracht, die ein Sperrelement zu
deren Fixierung gegen Verschieben entlang der Symmetrielängsachse
des Werkzeuges relativ zum Schaft aufweist. Ein Schutzelement mit einer
axialen Durchgangsbohrung, in der der erste Schaftteil untergebracht
werden kann, ist in einem Abstand von der dem Arbeitskopf zugewandten Stirnseite
der Spannhülse
angeordnet, der 0,6 bis 0,85 der Länge der Spannhülse in der
Symmetrielängsachse
des Werkzeuges beträgt,
wobei der Durchmesser des ersten Teiles des Schaftes den Durchmesser
dessen dritten Teiles übersteigt.
In der Erfindung wird die Sicherheit der Arbeit durch Verminderung
der Verformungsgröße der Spannhülse durch
das Schutzelement erhöht,
indem dieser die konische Form verliehen wird.