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Rundschaftmeißel
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Die Erfindung betrifft einen starren Rundschaftmeißel gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Die Drehlagerung des Schaftes des Rundschaftmeißels hat den Zweck,
damit sich durch die Selbstrotation dieses Rundschaftmeißels im Betrieb seine Abnutzung
gleichmäßig gestaltet.
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Bei einem bekannten Rundschaftmeißel dieser Art (US-PS 3,397,012)
ist der Kragen ausschließlich reibungsschlüssig auf dem Schaft gehalten, welcher
einen bikonischen Kopf hat, der von einem hierzu komplementären, hohlen, konstante
Wandstärke aufweisenden Abschnitt des Kragens reibungsschlüssig umfaßt ist. Diese
reibungsschlüssige Halterung des Kragens auf dem Schaft kann sich leicht lockern
und es kann sich dann der Kragen auf dem Schaft drehen, wie es in dieser Vorveröffentlichung
als ebenfalls möglich beschrieben ist. Diese Anordnung des
Kragens
auf dem Schaft, sei sie reibungsschlüssig oder otiecen des Kragens auf dem Schaft
zulassend, verträg jedoch keine hohen Dauerbelastungen.
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Die in der Praxis bisher üblichen, in einer Hülse oder einem Auf schweißhalter
oder sonstigen Meißelhalter drehbar lagerbaren Rundschaftmeißel waren deshalb zweiteilig
(z. B. US-PS 3,498,677) und man verwendete bisher für deren den Schaft bildenden
und die Hartmetallspitze allein tragenden einstückigen Hauptkörper niedriglegierte
Baustähle.
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Dies war notwendig, damit sich die Hülse oder der Aufschweißhalter
oder sonstige Meißelhalter, in welcher bzw.
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in welchem der Rundschaftmeißel zwecks gleichmäßiger Abnutzung im
Betrieb drehbar gelagert war, nicht rasch abnutzt, d. h., öfteres Auswechseln des
Rundschaftmeißels aushielt, ohne selbst ausgetauscht werden zu müssen. Wenn diese
niedriglegierten Baustähle durch entsprechendes Härten auf hohe Festigkeit vergütet
werden, besteht jedoch bei schlagartiger Beanspruchung Bruchgefahr. Werden sie dagegen
so gehärtet, daß sich bei geringer Festigkeit eine größere )liGit crqibt, so besteht
in dem die Hartmetallspitze tragenden freien Endbereich die Gefahr anomal hohen
abrasiven Verschleißes. In beiden Fällen geht die Hartmetallspitze, die einen beträchtlichen
Teil der Kosten des Meißels bedingt, vorzeitig verloren.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen Rundschaftmeißel
der eingangs genannten Art zu schaffen, der die erwähnten Nachteile nicht aufweist
und der dennoch kostengünstig herstellbar ist. Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch
1 angegebene Erfindung gelöst.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß der Bereich
des Rundschaftmeißels, welcher durch das von ihm bearbeitete Gestein oder dergleichen
auf besonders hohen Verschleiß beansprucht ist, durch den hochverschleißfesten Werkzeugstahl
des Kragens gebildet ist.
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Ein solcher hochlegierter-, hochverschleißfester Werkzeugstahl hat
bei der Bruchgefahr begegnender ausreichender Zähigkeit eine mehrfach höhere Verschleißfestigkeit
als niedriglegierter Baustahl. Andererseits ist der Schaft dieses Rundschaftmeißels
welcher in einer Hülse, einem Aufschweißhalter oder einem sonstigen Meißelhalter
drehbar gelagert ist, aus unlegiertem oder niedriglegiertem Baustahl hergestellt,
so daß diese Hülse bzw. der Meißelhalter durch den Baustahl trotz der Rotation des
Rundschaftmeißels im Betrieb nicht stark auf Verschleiß bcnsrucht wird und so ihre
Standzeit nicht reduziert wird, obwohl die Standzeit des Rundschaftmeißels durch
die Erfindung ganz erheblich erhöht wird. Auch kann der Baustahl des Schaftes ohne
Nachteil stets auf Bruchgefahr begegnender Zähigkeit gehärtet sein.
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Trotzdem der für den Kragen benötigte Werkzeugstahl erheblich teurer
als legierter oder niedrig legierter Baustahl ist, ist der erfindungsgemäße Rundschaftmeißel
kostengünstig, weil das Volumen des Kragens viel kleiner als das Volumen des Schafts
ist, so daß die Mehrkosten für den Werkzeugstahl sich in niedrigen Grenzen halten.
Auch wird durch das Verlöten der drei Teile dieses Rundschaftmeißels eine dauerhafte,
feste Verbindung erreicht, so daß auch keine Gefahr des Lockerwerdens des Kragens
auf dem Schaft besteht.
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Dieser erfindungsgemäße Rundschaftmeißel zeichnet sich folglich durch
besonders hohe Standzeiten und dennoch kostengünstige Herstellung aus. Seine Gestalt
und Größe kann der jeweiligen speziellen Anwendung angepaßt sein.Dabei bildet der
Kragen dieAenicre an die Hartmetallspitze anschließende Rundschattmeißels1 Umfangsfläche
des / die im Betrieb starkem Verschleiß durch das durch diesen Meißel abzutragende
Gestein oder dergleichen ausgesetzt ist.
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Als unlegierte oder niedriglegierte Baustähle können beispielsweise
zweckmäßig verwendet werden: C 45 (unlegiert) CK 60 (unlegiert) 42 CrMo 4 (niedriglegiert)
Als hochlegierte, hochverschleißfeste Werkzeugstähle für den Kragen können beispielsweise
zweckmäßig verwendet werden: 35 NiCrMo 16 X 32 CrMoV 33 Als Lote für die Lotverbindung
der drei Teile des Rundschaftmeißels kommen insbesondere Hartlote infrage, beispielsweise
silber- und kupferhaltige Hartlote mit Schmelzpunkten von 720 bis 1060°C (993 -
1333° K).
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Der Kragen und der Schaft können besonders zweckmäßig gemeinsam gehärtet
werden.Die Härtung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß man unter Einfügung
des für das Löten erforderlichen Hartlotes den Schaft, den Kragen und die Hartmetallspitze
zusammensteckt und dann diesen 3-teiligen Meißel bis zum Erreichen der Löttemperatur
(bspw. 8600c (11330 K) erwärmt und ihn dann in seiner endgültigen Gestalt im ölbad
abschreckt und anschließend noch bei etwa 400 bis 6C00 C (673 bis 8730 K) anläßt.
Anschließend kann er durch Sandstrahlen von Zunder und dergleichen gereinigt werden.
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In den Unteransprüchen sind einige vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung beschrieben.
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Die Maßnahme nach Anspruch 2 ergibt u. a. den Vorteil, daß praktisch
die gesamte Fläche des aus Schaft und Kragen bestehenden Körpers, die besonders
starkem Verschleiß ausgesetzt ist, durch den Kragen gebildet ist. Doch kann in manchen
Fällen auch vorgesehen sein, daß der Schaft einen unteren Teilbereich dieser sich
verjüngenden Fläche bildet.
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Die Ausbildung nach Anspruch 3 ergibt u. a. besonders geringes Volumen
des Kragens.
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Die Maßnahme nach Anspruch 4 eignet sich meist besonders gut für extrem
hochbelastete Rundschaftmeißel.
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Die Maßnahme nach Anspruch 10 stellt bei vorteilhafter Meißelgestalt
besonders einfach sicher, daß der Schaft keinem starken Verschleiß ausgesetzt ist.
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Die Maßnahme nach Anspruch 5 ergibt eine in vielen Fällen besonders
vorteilhafte Gestaltung des Kragens, doch kommen je nach Anordnungsfall auch andere
Umfangsgestaltungen des Kragens infrage. Eine solch andere, oft besonders vorteilhafte
Gestaltung ist in Unteranspruch 6 beschrieben. Die Maßnahme nach Anspruch 7 verbessert
bei gegebener Außengestalt des Kragens dessen Festigkeit und vereinfacht auch die
Herstellung. Die Maßnahme nach Anspruch 8 ergibt ganz besonders starke Belastbarkeit
des Rundschaftmeißels und ermöglicht auch bündigen Übergang vom Kragen zum Schaft.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 - 3 je einen rotationssymmetrischen Rundschaftmeißel in teilweise
längsgeschnittener Seitenansicht.
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Den in den Fig. 1 - 3 dargestellten rotationssymmetrischen starren
Rundschaftmeißeln 10, 10', 10" ist gemeinsam, daß sie einen einstückigen Schaft
11 mit einem einstückig mit anceformten Zapfen 12,12' aufweisen, der in eine Ausnehmung
eines einstückigen Kragens 13 formschlüssig eingesetzt ist, welcher Kragen 13 mit
einer Hartmetallspitze 14 versehen ist, die über ihn vorsteht. Diese drei Teile
11, 13, 14 sind jeweils rotationssymmetrisch ausgebildet und zueinander
gleichachsig
angeordnet. Die Schäfte 11 und die Kragen 13 sind unterschiedlich ausgebildet.
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Die Schäfte nach den Fig. 1 und 2 sind zum drehbaren Einsetzen in
nicht dargestellte Meißelhalter ohne Zwischenf;xsung einer auf ihnen und im Meißelhalter
drehbaren Hülse bestimmt. Dagegen ist auf den im Durchmesser verkleinerten Abschnitt
des Schaftes 1 des Meißels 10'' nach Fig. 3 eine nicht dargestellte, in einem ebenfalls
nicht dargestellten Nei!3elhalter drehbar gelagerte Hülse drehbar aufsetzbar, welche
diesen Rundschaftmeißel auch gegen Verschieben in axialer Richtung im Meißelhalter
sichert.
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Pir! scfläfte 11 der dargestellten Rundschaftmeißel 10, 10', 10''
zum unlegiertem oder niedriglegiertem Baustahl, welcher so gehärtet ist, daß Bruchgefahr
vermeidende Zähigkeit erhalten ist. Dies ist ohne weiteres möglich, weil der Schaft
11 dank des Kragens 13 keinem starken Verschleiß ausgesetzt ist.
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Die Kragen 13 bestehen in den Fig. 1 - 3 jeweils aus hochlegiertem,
hochverschleißfestem Werkzeugstahl, welcher ebenfalls zweckmäßig gehärtet sein kann.
Dieser Werkzeugstahl ist ausreichend zäh, um Bruchgefahr im Betrieb zu begegnen.
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Infolge der hohen Verschleißfestigkeit der Kragen 13 haben diese Rundschaftmeißel
10, 10', 10'' gegenüber den derzeit in der Praxis üblichen Rundschaftmeißeln dieser
Art stark erhöhte Standzeiten. Dabei ist die Herstellung der
neuartigen
Rundschaftmeißel weiterhin kostengünstig und die Mehrkosten für das Material der
Kragen 13 fallen nicht störend ins Gewicht, weil diese Kragen 13 nur einen verhältnismäßig
kleinen Volumenanteil am Gesamtvolumen des Rundschaftmeißel haben.
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Die Hartmetallspitzen 14 bestehen aus für derartige Spitzen üblichem
Hartmetall. Ihr Verschleiß ist sehr gering.
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Die drei Teile 11, 13, 14 dieser Rundschaftmeißel 10, 10', 10'' sind
durch Hartlöten miteinander verbunden, wobei wie erwähnt, das Löten zweckmäßig in
Verbindung mit dem Härten des Kragens 13 und des Schaftes 11 vorgenommen werden
kann, was die Herstellung noch verbilligt.
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Bei dem Rundschaftmeißel 10 nach Fig. 1 weist der Schaft 11 eine ebene
Ringschulter 15 auf, in deren Höhe der kegelstumpfförmige Zapfen 12 beginnt, der
koaxial zum Meißel 10 ist.Dieser Zapfen 12 ist bis zu einem schmalen endseitigen
Hohlraum 22' formschlüssig in eine entsprechend kegelstumpfförmige Eohrung 16 des
Kragens 13 eingesetzt und hartverlötet. Die Umfangsfläche des Kragens 13 schließt
an die kreiszylindrische freie Umfangsfläche 17 des Schaftes mit einem kreiszylindrischen
Abschnitt 19 gleichen Durchmessers bündig an und verjüngt sich dann ab etwa einem
Drittel der axialen Länge des Kragens 13 stetig und in der Kontur schwach konvex
gekrümmt (Abschnitt 19') bis zum freien Stirnende 20 des Kragens 13, in welches
eine Sackbohrung 21 eingelassen ist, in die die Hartmetallspitze 14
formschlüssig
eingesetzt ist. Diese Sackbohrung 21 hat einen zylindrischen Bereich 21', an den
ein kegelförmiger Endbereich 21 " anschließt. Die Hartmetallspitze 14 paßt in diese
Sackbohrung 21 formschlüssig hinein und hat nur gegenüber dem unteren Ende des kegelförmigen
Endbereiches 21'' keinen Formschluß, da hier die Hartmetallspitze 14 aus fertigungstechnischen
Gründen abgeflacht ist, so daß ein kleiner Hohlraum 22 entsteht.
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Die Hartmetallspitze 14 steht mit ihrem kreiszylindrischen Bereich
14' geringfügig über die Stirnfläche 20-des Kragens 13 über und läuft im Abschnitt
14''' nach oben kegelförmig aus.
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Die Hartmetallspitzen 14 der Rundschaftmeißel nach den Fig. 2 u. 3
sind wie im Falle der Fig. 1 ausgebildet und werden deshalb nicht weiter erläutert.
Bei Fig. 2 und 3 ist die IIartmetallspitze jeweils in eine kreiszylindrische Durchgangsbohrung
25 des Kragens eingesetzt und liegt mit der vollen Fläche ihres kegelstumpfförmigen
unteren Endes 14'' an einer im Querschnitt kegelförmigen Sackbohrung 21a eines kreiszylindrischen
Zapfens 12' des Schaftes 11 an, welcher zur Längsachse dieses Meißels gleichachsig
ist.
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In den Fig. 1 - 3 haben die Kragen 13 jeweils eine obere freie sehr
schmale ebene Stirnfläche 20. Die jeweils untere Stirnfläche 31 der Kragen 13 in
den Fig. 1 - 3 ist ebenfalls eben,jedoch wesentlich breiter und liegt auf ihrer
vollen Fläche auf der gleichgroßen ebenen Schulter 15 des Schaftes 11 auf.
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In Fig. 2 setzt sich die Umfangsfläche des Kragens 13 von oben nach
unten zusammen aus einem ersten, kegelstumpfförmigen Abschnitt 30 und einem zweiten
Abschnitt 30', der ebenfalls kegelstumpfförmig, jedoch steiler ausgebildet ist.
Der Durchmesser dieses Abschnitts 30' vergrößert sich auf dem größten Teil der axialen
Lunge von oben nach unten.
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Der Außendurchmesser der unteren Stirnfläche 13 des Kragens entspricht
in den Fig. 1 - 3 dem Außendurchmesser der Schulter 15, auf der diese Stirnfläche
31 aufsitzt.
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Bei allen Ausführungsbeispielen ändert sich die Wandstärke der Kragen
im axialen Bereich der Kragenbohrungen, was u. a. aus Festigkeits- und Herstellungsgründen
zweckmäßig ist, Bei dem Meißel 10" nach Fig. 3 hat der Kragen 13 eine durchgeherld
kegelstumpEförmige Umfangswandung 32, die sich zur Hartmetallspitze 14 zu verjüngt.
Auch bei den Meißeln 10, 10' verjüngen sich die Kragen 13 zu den Hartmetallspitzen
14 hin. Die Kragen bilden in allen Ausführungsbeispielen die gesamten Umfangsflächen
der vorderen, sich zu den Hartmetallspitzen 14 hin verjüngenden vorderen Endbereiche
des aus Kragen 13 und Schaft 11 bestehenden Körpors. An die Kragen 13 schließen
nach unten jeweils kreiszylindrische
Umfangsflächen 17, 17' bzw.
17'' der Schäfte 11 an.
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Obwohl alle dargestellten Meißel rotationssymmetrisch sind, können
in manchen Fällen auch Abweichungen von der Rotationssymmetrie vorgesehen sein,
beispielsweise die Schäfte mit Fasen versehen sein.
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