DE3123963A1

DE3123963A1 - "gesteinsschneidkopf fuer einen schneidkopf-saugbagger"

Info

Publication number: DE3123963A1
Application number: DE19813123963
Authority: DE
Inventors: Rütger Dipl.-Ing. Dr. 4300 Essen Berchem
Original assignee: Berchem and Schaberg GmbH
Current assignee: Berchem and Schaberg GmbH
Priority date: 1981-06-19
Filing date: 1981-06-19
Publication date: 1983-01-13
Also published as: US4461513A; NL8202494A; GB2100776B; GB2100776A; DE3123963C2; JPS5844180A

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen Gesteinsschneidkopf für einen Schneidkopf-Saugbagger, - mit

um eine Saugrohrachse rotierbarem Werkzeugträger,

auf der Werkzeugträgerunterseite angeordneten Befestigungseinrichtungen und

daran befestigten Schneidzähnen,

wobei die Schneidzähne ein im Grundriß im wesentlichen rechteckiges Schneidenteilstück mit angeformter Schneide aufweisen, welche Schneide mit einem vorgegebenen Schneidwinkel in bezug auf eine Tangente an den zugeordneten Rotationskreis angeordnet ist. Der Schneidkopf eines Schneidkopf-Saugbaggers arbeitet üblicherweise unter Wasser. Abgesaugt wird ein Gestein/Wasser-Gemisch. Der Schneidvorgang wird in der Praxis auch als Schälvorgang bezeichnet. Der Werkzeugträger wird mit entsprechender Andrückkraft auf das abzutragende Gestein aufgesetzt. Die Schneidenζahne erfahren beim schneidenden oder schälenden Abtragen des Gesteins sehr häufig eine beachtliche Erwärmung, da die Wärmeabführung mangelhaft ist.

Bei den (aus der Praxis) bekannten Gesteinsschneidköpfen arbeiten praktisch nur die Schneiden abtragend. Die Abtragleistung (anders ausgedrückt der Wirkungsgrad) ist gering. Die Verschleißbeanspruchung der Schneiden und Schneidenteilstücke der Schneidzähne ist erheblich, die Standzeit der Werkzeuge folglich gering. Grundsätzlich ist es bekannt, bei Gesteinsschneidwerkzeugen mit einer Hartmetallbestückung zu arbeiten, und zwar als Schneiden Hartmetallplättchen einzusetzen, die zumeist aufgelötet sind. Das läßt zwar eine Ver-

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besserung der Standzeit zu, trägt jedoch zu einer Verbesserung der Abtragleistung praktisch nichts bei. Die als Hartmetallplättchen ausgeführte Hartmetallbestückung wird häufig abgerissen, und zwar insbesondere dann, wenn bei dem schneidenden oder schälenden Abtragen des Gesteins erhebliche Erwärmungen der Schneidwerkzeuge in Kauf genommen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Geste ins schneidkopf so weiter auszubilden, daß eine wesentlich verbesserte Abtragleistung erreichbar ist, und zwar bei hoher Standzeit der Werkzeuge.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Schneidenteilstück der Schneidzähne oberhalb der Schneide eine angeformte Brechfläche aufweist, die mit Hartmetallstiften bestückt ist, und daß die Hartmetallstifte kegelförmige oder pyramidenförmige Spitzen aufweisen, die in einer Projektion in Richtung der Schneidzahnachse in Rotationsrichtung über die Schneide vorstehen. - Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine beachtliche Erhöhung der Abtragleistung bei gattungsgemäßen Gesteinsschneidköpfen möglich ist, wenn zusätzlich zu der durch die Schneiden bewirkten Schneid- oder Schälarbeit Brecharbeit geleistet wird. Die Erfindung gibt an, wie der Schneidkopf dazu weiter auszubilden ist. Die Hartmetallstifte mit ihren Spitzen erzeugen hohe Flächenpressungen und zerdrücken das Gestein oberhalb der Schneiden. Dadurch wird die Abtragsleistung erhöht. Es versteht sich, daß die Hartmetallstifte sich zweckmäßigerweise über die gesamte Schneidentiefe und Zahnbreite erstrecken.

Die Form der Hartmetallstifte ist im Rahmen der Erfindung weit-

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gehend beliebig. Die Hartmetallstifte können kreisförmig im Grundriß oder auch polygonalen bzw. rechteckigen oder quadratischen Grundriß aufweisen. Insbesondere können die Hartmetallstifte so gestaltet sein, daß sie gleichzeitig eine Leitfunktion in bezug auf die Abführung des hereingewonnenen Gesteins übernehmen und dazu beitragen, daß das Schneidenteilstück überall gleichzeitig abgetragen wird, was zu einer Erhöhung der Standzeit der Werkzeuge beiträgt. Auch die Befestigung der Hartmetallstifte auf dem Schneidenteilstück ist weitgehend beliebig. Sicher gehalten sind die Hartmetallstifte bei einem erfindungsgemäßen Gesteinsschneidkopf bei allen Beanspruchungen, wenn sie mit einem Stiftfuß in eine Aufnahmebohrung des Schneidenteilstückes eingesetzt sind. In eine solche Aufnahmebohrung können die Hartmetallstifte eingelötet sein. Einfacher ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die Hartmetallstifte dadurch gehalten sind, daß sie mit ihrem Stiftfuß in der zugeordneten Aufnahmebohrung eingespannt sind. Die Hartmetallstifte können auch drehbar in den Aufnahmebohrungen gehalten sein. Besonders bewährt hat sich, bei Verwendung der üblichen Hartmetallegierungen für die Hartmetallstifte, daß die Schneidzähne oder zumindest das Schneidenteilstück mit dem Bereich der angeformten Brechfläche aus 'einem Werkstoff vom Typ Mn-Cr-Mo-Ni, Richtanalyse 0,7 - 1,0 % Mn, 0,7 - 2,2 % Cr, 0,3 - 0,6 % Mo, 0,5 - 2,2 % Ni bei max 0,45 C, Rest Fe, aufge-

2 baut ist, der auf eine Festigkeit von 140 bis 200 kp/mm , vor-

2 zugsweise auf eine Festigkeit von 180 kp/mm , bei einer Dehnung von über 6 %, vorzugsweise von mindestens 8 % vergütet ist, und daß darin die Aufnahmebohrungen für die Hartmetallstifte eingebracht sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Aus-

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führungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Gesteinsschneidkopf von unten/

Fig. 2 in Seitenansicht teilweise aufgebrochen einen Schneidzahn aus dem Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 2 aus Richtung des Pfeiles A,

Fig. 4 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 2 aus Richtung des Pfeiles B.

Der in den Figuren dargestellte Gesteinsschneidkopf ist für
einen Schneidkopf-Saugbagger bestimmt. Zum grundsätzlichen
Aufbau gehören ein um eine Saugrohrachse 1 rotierbaren Werkzeugträger 2. Auf der in Fig. 1 dargestellten Werkzeugträgerunterseite erkennt man Befestigungseinrichtungen 3 für Schneidzähne 4' und daran befestigte Schneidzähne 4. Die Befestigungseinrichtungen 3 und ihre Schneidzähne 4 definieren insgesamt .gleichsam Leitflächen, die bei der durch den Bogenpfeil 5
angedeuteten Rotation des Werkzeugträgers 2 das gelöste Gestein als Gestein/Wasser-Gemisch in Richtung der eingezeichneten
Pfeile 6 zum Saugrohr fördern. Die Schneidzähne 4 weisen ein im Grundriß im wesentlichen rechteckiges Schneidenteilstück mit einer angeformten Schneide 8 auf, wie man insbesondere
in Fig. 2 erkennt. Dort erkennt man auch, daß die Schneide 8 mit vorgegebenem Schneidwinkel a in bezug auf eine Tangente T an den zugeordneten Rotationskreis 9 angeordnet ist. Aus einer vergleichenden Betrachtung der.Figuren 2 bis 4 entnimmt man, daß das Schneidenteilstück 7 der Schneidzähne 4 oberhalb der

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Schneide 8 eine angeformte Brechfläche 10 aufweist. Diese ist mit Hartmetallstiften 11, 12, 13 besetzt. Aus den Figuren 2 und 4 entnimmt man, daß die Hartmetallstifte eine Spitze 11 aufweisen, die in einer Projektion in Richtung der Schneidzahnachse in Rotationsrichtung über die Schneide 8 vorsteht. Dadurch erfüllen die Hartmetallstifte 11, 12, 13 beim Arbeiten des erfindungsgemäßen Gesteinsschneidkopfes gleichsam unmittelbar vor der Schneide 8 eine Brecharbeit, die die Schälleistung beachtlich erhöht.

Die Hartmetallstifte sind im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kreisförmige Stifte mit kegelförmigem Kopf 12. Sie können aber auch rechteckig oder quadratisch ausgeführt sein und Leitflächen zum Abfördern des gelösten Gesteins aufweisen. Jedenfalls sind sie im Ausführungsbeispiel nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung mit einem Stiftfuß 13 in Aufnahmebohrungen 14 des Schneidenteilstückes 7 eingesetzt. Sie sind in diese Aufnahmebohrungen 14 eingespannt. Im Ausführungsbeispiel mögen die Schneidzähne 4 aus einem Werkstoff vom Typ Mn-Cr-Mo-Ni, Richtanalyse 0,7 - 1,0 % Mn, 0,7 - 2,2 % Cr, 0,3 - 0,6 % Mo, 0,5 - 2,2 % Ni bei max 0,45 C, Rest Fe, aufgebaut sein,

der auf eine Festigkeit von 140 bis 200 kp/mm , vorzugs-

2 weise auf eine Festigkeit von 180 kp/mm , bei einer Dehnung von über 6 %, vorzugsweise von mindestens 8 % vergütet ist, wobei darin die Aufnahmebohrungen (14) für die Hartmetallstifte (11, 12, 13) eingebracht sind. Insbesondere bei Verwendung dieses Werkstoffes ist sichergestellt, daß sogenannte Auswaschungen um die Hartmetallstifte 11, 12, 13 herum nicht auftreten. Die Matrix des Grundmaterials behält in der Umgebung der Hartmetallstifte 11, 12, 13 die konstruktiv vorgegebene Form.

Leerseite

Claims

Andrejewski, Honke & Partner

Diplom-Physiker

Dr, Waiter Diplom-Sngenieur Dr.-lrsg. Manfred! Diplom-Physiker Dr. !Karl

Anwaltsakte:

I 56 756/En-

! Patentanmeldung

j Berchem & Schaberg GmbH

Am Dördelmannshof 5
. .46.5.0. Ge.ls.enk.irchen. . . - .

4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 100254

16. März 1981

".Ges.te.ins.s.chne.idko.p.f für. einen Sehneidkopf-Saugbagger"

Patentansprüche:

T. Gesteinsschneidkopf für einen Schneidkopf-Saugbagger mit um eine Saugrohrachse rotierbarem Werkzeugträger,

auf der Werkzeugträgerunterseite angeordneten Befestigungseinrichtung und

daran befestigten Schneidzähnen,

wobei die Schneidzähne ein im Grundriß im wesentlichen rechteckiges Schneidenteilstück mit angeformter Schneide aufweisen,

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welche Schneide mit einem vorgegebenen Schneidwinkel in bezug auf eine Tangente an den zugeordneten Rotationskreis angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidenteilstück (7) der Schneidzähne (4) oberhalb der Schneide (8) eine angeformte Brechfläche (10) aufweist, die mit Hartmetallstiften (11, 12, 13) bestückt ist, und daß die Hartmetallstifte kegelförmige oder pyramidenförmige Spitzen (11) aufweisen, die in eine Projektion in Richtung der Schneidzahnachse in Rotationsrichtung über die Schneide (8) vorstehen.
2. Gesteinsschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallstifte (11, 12, 13) mit einem Stiftfuß (13) in eine Aufnahmebohrung (14) des Schneidenteilstückes (7) eingesetzt sind.

3. Gesteinsschneidkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallstifte (11, 12, 13) mit ihrem Stiftfuß (13) in der zugeordneten Aufnahmebohrung (14) eingespannt sind.

4. Gesteinsschneidkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallstifte (11, 12, 13) in ihren Aufnahmebohrungen (14) drehbar gehalten sind.

5. Gesteinsschneidkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidzähne oder zumindest das Schneideteilstück (7) aus einem Werkstoff vom Typ Mn-Cr-Mo-Ni, Richtanalyse 0,7 - 1,0 % Mn, 0,7 - 2,2 % Cr, 0,3 - 0,6 % Mo, 0,5 - 2,2 % Ni bei max 0,45 C, Rest Fe, aufgebaut, der auf

2 eine Festigkeit von 140 bis 200 kp/mm , vorzugsweise auf eine

Festigkeit von 180 kp/mm², bei einer Dehnung von über 6 %,

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vorzugsweise von mindestens 8 % vergütet ist, und darin die Aufnahmebohrungen (14) für die Hartmetallstifte (11, 12, 13) eingebracht sind.