DE3431888A1 - Schneidwerkzeug fuer eine bergbaumaschine oder dergleichen - Google Patents
Schneidwerkzeug fuer eine bergbaumaschine oder dergleichenInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
dr. V. SCHMIED-KOWARZIK · dr. P. WEINHOLD · dr. P. BARZ ■ moncken
DIPL.-ING. G. DANNENBERG · dr. D. GUDEL- dipl-ing. S. SCHUBERT · Frankfurt
ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT
GROSSE ESCHENHEIMER STR. 39 6OOO FRANKFURTAM MAIN 1
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TELEX: 413 110
28. August 1984 Gu/IS
JFF/D 1091
De Beers Industrial Diamond
Division (Proprietary) Limited
8th Floor, 45 Main Street
Johannesburg, South Africa
Division (Proprietary) Limited
8th Floor, 45 Main Street
Johannesburg, South Africa
Schneidwerkzeug für eine Bergbaumaschine
oder dergleichen
oder dergleichen
3431868
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug für eine Bergbaumaschine
oder dergleichen, mit der verschiedene verhältnismäßig weiche Materialien, beispielsweise Kohle,
geschnitten werden können.
Bei Bergbaumaschinen dieser Art sind mehrere Schneidwerkzeuge oder Schneidelemente vorgesehen, die beispielsweise
an einer Fläche einer Trommel in einer Schneidrichtung bewegt werden, und zwar gegen die abzutragende Fläche.
Jedes Werkzeug weist einen Halteansatz und einen Einsatz auf, der üblicherweise in einer Buchse im Ansatz befestigt
ist.
Bei den bekannten derartigen Maschinen besteht die Schneidspitze des Einsatzes aus Sinterhartmetall, beispielsweise
aus gesintertem Wolframkarbid. Es wurde auch schon vorgeschlagen, derartige Einsätze oder zusammengesetzte Einsätze
aus abtragendem Material als Einsätze für derartige Schneidwerkzeuge zu verwenden.
Preßlinge aus abtragendem Material sind ebenfalls bekannt und werden üblicherweise sehr häufig in der Industrie zum
Abtragen verschiedener Werkstücke verwendet. Sie bestehen im wesentlichen aus einer Masse von abtragenden Teilchen,
die in einem Betrag von wenigstens 70 %, vorzugsweise zwischen 80 und 90 % (Volumenprozent) des Preßlings vorhanden
sind, der zu einem harten Konglomerat verbunden ist. Preßlinge sind polykristalline Massen und können einzelne,
große Kristalle ersetzen. Die Teilchen aus abtragendem Material der Preßlinge sind dauerhaft ultraharte
abtragende Teilchen, beispielsweise Diamant oder kubisches Bornitrid.
Preßlinge aus abtragendem Material enthalten im allgemeinen eine zweite Phase oder eine Bindematrix, die einen Katalysator
enthält, der auch als Lösungsmittel bekannt ist. Dieser dient zum Synthetisieren der Teilchen. Bei kubischem
Bornitrid werden als Katalysatoren Alumium oder Aluminiumlegierungen
mit Nickel, Kobalt, Eisen, Mangan oder Chrom verwendet. Bei Diamanten werden als Katalysatoren Metalle
der Gruppe VIII des Periodischen Systems verwendet, beispielsweise Kobalt, Nickel, Eisen oder eine Legierung mit
diesen Metallen.
Preßlinge aus Diamanten und kubischem Bornitrid werden unter Temperaturen und Drücken hergestellt, bei denen die
abtragenden Teilchen kristallographisch stabil sind. Die Preßlinge schließen also einen beträchtlichen Anteil
ein, bei dem die Teilchen direkt miteinander verbunden sind.
Preßlinge aus abtragendem Material können direkt mit einem Werkzeug oder einem Bohrstahl verbunden werden. Alternativ
können sie auch mit einer Unterlage verbunden werden, beispielsweise mit Sinterhartmetall oder Sinterkarbid (cemented
carbide), und zwar bevor sie in ein Werkzeug eingesetzt werden. Preßlinge aus abtragenden Teilchen, die mit Trägern
aus Sinterhartmetall verbunden sind, sind ebenfalls bekannt, und zwar als sogenannte zusammengesetzte Preßlinge aus
abtragenden Teilchen. Das Verbinden des Preßlings mit der Unterlage erfolgt entweder direkt oder mit Hilfe einer
metallischen Bindeschicht. Die folgenden US-Patentschriften beschreiben Beispiele für derartige Preßlinge und ihre
Herstellung: 3 743 489, 3 767 371, 4 063 909 und 3 745 623.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schneidwerkzeug
für eine Bergbaumschine oder dergleichen vorzuschlagen, das sich durch eine verlängerte Lebensdauer, insbesondere
des Halteansatzes auszeichnet.
zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung gekennzeichnet
durch einen Halteansatz, dessen eines Ende an einer Arbeitsfläche der Maschine befestigbar ist und dessen anderes
Arbeitsende mit einer Buchse versehen ist, in die ein '-. Schneideinsatz eingesetzt ist, der mit dem Ansatz verbunden
ist, wobei der Schneideinsatz einen länglichen Stift aufweist, dessen eines Ende in die Buchse eingesetzt ist und
mit dessen anderem Ende ein Preßling aus einem abtragenden Material mit einer gebogenen Schneidfläche verbunden ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige
Merkmale ergeben. Es zeigt:
Fig. 1 - perspektivisch ein Schneidwerkzeug nach der Erfindung;
Fig. 2 - in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht das Schneidwerkzeug nach Fig. 1;
Fig. 3 - einen Längschnitt durch den Schneideinsatz
dieses Werkzeugs;
Fig. 4 - eine abgeänderte Ausführungsform des Schneideinsatzes;
Fig. 5 - eine abermals abgeänderte Ausführungsform des Schneideinsatzes.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung hat das kompakte Ende des Stiftes eine halbkugelige Form und eine dünne
Haut aus abrasivem Material ist mit dieser Fläche verbunden zwecks Ausbildung einer halbkugeligen Schneidfläche.
Bei einer anderen Ausführungsform ist der Stift kreisförmig-zylindrisch
und ein Preßling aus abtragendem Material mit einer halbkugelförmigen Schneidfläche ist mit einem
Ende des Stiftes verbunden.
Bei einer.weiteren Ausführungsform hat der Stift eine kreisförmig-zylindrische
Form und eine Preßling aus abtragendem Material mit einer konischen Schneidfläche ist mit einem
Ende des Stiftes verbunden.
Die Buchse zur Aufnahme des länglichen Stiftes kann in einem Schutzeinsatz aus Sinterhartmetall im Arbeitsende
des Ansatzes ausgebildet sein. Der Schutzeinsatz hat Flächen, die sich von der Buchse hinweg und hinter die
Buchse erstrecken. Dadurch wird ein Schutz für dasjenige Ende des Ansatzes hinter diesen Flächen ausgebildet,
wodurch dieser Teil vor den beim Arbeiten abgelösten Teilchchen geschützt werden, die dort umherfliegen. Dieser
Schutz besteht aus einem widerstandsfähigem Material.
Der Preßling aus abtragendem Material kann in bekannter Art und Weise zusammengesetzt sein; bevorzugt besteht er
aus Teilchen aus Diamant.
Der längliche Stift besteht vorzugsweise aus Sinterhartmetall (Sinterkarbid). Diese Materialien sind bekannt.
Als bevorzugtes Sinterhartmetall wird Wolfram-Sinterhartmetall verwendet.
Im folgenden wird weiter auf die Ausführungsformen eingegangen, die zeichnerisch dargestellt sind.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Schneidwerkzeug für eine Bergbaumaschine mit einem Halteansatz 10, dessen eines Ende
12 so geformt ist, daß es in der Fläche einer Trommel einer herkömmlichen Bergbaumschine oder auch Tagebaumaschine
eingesetzt werden kann. Das andere Ende 14 ist als Arbeitsende ausgebildet. Dort ist eine Buchse 16 vorgesehen. Die
Buchse 16 ist in einem Einsatz 18 geformt, der im wesentliehen pilzförmig geformt ist und der am Arbeitsende 14
des Halteansatzes vorgesehen ist.
In die Buchse 16 ist ein Schneideinsatz eingesetzt, der in Fig. 3 gezeigt ist. Der Schneideinsatz besteht aus einem
so länglichen Stift 20 von kreisförmig-zylindrischer Form,
wobei ein Preßling 22 aus abtragendem Material mit einem Ende 24 des Stiftes verbunden ist. Der Preßling hat eine
im wesentlichen halbkugelförmige Schneidfläche 26.
Die Fig. 1 und 2 zeigen, daß der Schneideinsatz sich in der Buchse 16 so befindet, daß der Stift 20 aus Sinterhartmetall
sich vollständig innerhalb der Buchse 16 befindet, wobei der Preßling 22 mit dem abtragenden Material dort
vorsteht. Der Stift 20 kann in der Buchse 16 auf herkömmliehe Art und Weise befestigt sein, beispielsweise durch
Löten, Hartlöten oder Schweißen. Man kann eine Lötverbindung mit niedriger oder hoher Temperatur verwenden. Wird
das Material hocherhitzt, so muß Sorge dafür getragen werden, daß der Preßling darunter nicht leidet. Verfahren
hierzu sind bekannt.
Der Ansatz 10 besteht im wesentlichen aus gehärtetem Stahl. Beim Schneidvorgang tritt eine Abtragung in dem Gebiet
auf, das den Einsatz umgibt. Bei herkömmlichen Schneidwerkzeugen wird dieses Gebiet also hinterschnitten bzw.
abgetragen. Dadurch wird die Lebenszeit des Werkzeugs begrenzt. Erfindungsgemäß ist der Einsatz 18 im wesentlichen
pilzförmig geformt und betsteht aus abtragungsfestem Material, nämlich Sinterhartmetall, wordurch dieses
Problem fühlbar verringert wird. Die sich neigenden Flächen 28 des Einsatzes 18 ergeben nämlich eine schützende Schulter,
die dieses Ende des Halteansatzes umgibt. Der Einsatz befindet sich in einer komplimentär geformten Aufnahme
oder Buchse und kann darin durch Löten, Schweißen, Kleben oder durch mechanische Mittel, bzw. durch Kombinationen
dieser Maßnahmen befestigt sein.
fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Schneideinsatzes.
Dieser besteht aus einem länglichen Stift 30 aus Sinterhartmetall mit einem halbkugelförmigen Ende 32.
Mit diesem Ende 32 des Stiftes ist eine dünne Haut 34 aus einem Preßling aus abtragendem Material verbunden. Dieser
Preßling ergibt eine im wesentlichen halbkugelförmige Schneidfläche 36. Der Schneideinsatz kann bei dem Schneid- j
werkzeug nach Fig. 1 und 2 genauso verwendet werden, wie der Schneideinsatz nach Fig. 3.
Fig. 5 erläutert eine weitere Ausführungsform. Dort ist ein
Halteansatz 40 mit einem schützenden Einsatz 42 vorgesehen, der aus Sinterhartmetall besteht. Der Einsatz ist mit einem
Ende des Ansatzes fest verbunden. Der Einsatz 42 hat eine Aufnahme 44 zur Aufnahme länglichen Stiftes 46 aus Sinterhartmetall.
Mit dem Ende 48 des Stiftes 46 ist ein Preßling 50 aus abtragendem Material fest verbunden, der eine
konusförmige Schneidfläche 52 ausbildet. Die geneigten Flächen 54 des schützenden Einsatzes vervollständigen die
AO
konische Form des Preßlings aus abtragendem Material und ergeben daher für den Ansatz ein Arbeitsende, welches im
wesentlichen konisch geformt ist.
Claims (8)
1. Schneidwerkzeug für eine Bergbaumaschine oder
dergleichen,
gekennzeichnet durch einen Halteansatz (10; 40), dessen eines Ende (12)
an einer Arbeitsfläche der Maschine befestigbar ist und dessen anderes Arbeitsende (14) mit einer Buchse
(16) versehen ist, in die ein Schneideinsatz (18) eingesetzt ist, der mit dem Ansatz (10; 40) verbunden
ist, wobei der Schneideinsatz (18) einen länglichen Stift (30) aufweist, dessen eines Ende in die Buchse
(16) eingesetzt ist und mit dessen anderem Ende ein Preßling (22; 34; 50) aus einem abtragenden Material
mit einer gebogenen Schneidfläche (26; 36; 52) verbunden ist.
2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das zum Preßling weisende Ende des Stiftes (30) im wesentlichen halbkugelförmig geformt ist und eine
Haut aus dem abtragenden Material trägt, die mit dieser Oberfläche fest verbunden ist und die eine halbkugelförmige
Schneidfläche (36) ausbildet.
3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stift (20) kreisförmig-zylindrisch ist und daß ein Preßling (22) aus abtragendem Material mit einer
halbkugelförmigen Schneidfläche (26) mit einem Ende des Stiftes fest verbunden ist.
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4. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stift kreisförmig-zylindrisch ist und daß ein Preßling (50) aus abtragendem Material mit einer
konischen Schneidfläche(52)fest mit einem Ende des
Stiftes verbunden ist.
5. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Buchse (16) in einem schützenden Einsatz (18) aus einem Sinterhartmetall geformt ist, der im Arbeitsende
(14) des Ansatzes (10) ausgebildet ist.
6. Schneidwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schutzeinsatz (18) Oberflächen hat, die von der Buchse (16) hinweg geneigt sind und sich hinter die
Buchse erstrecken.
7. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Preßling aus dem abtragenden Material aus
Diamantsplittern besteht.
8. Schneidwerkzeug.nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der längliche Stift (20) aus Sinterhartmetall besteht.
Der Patentanwalt: 3S
Dr. D. Gudel
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