DE3442747A1 - Aus zahn und adapter bestehender werkzeugsatz - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen aus Zahn und
• Adapter bestehenden Werkzeugsatz für den Saugkopf von Saugbaggern, - mit außenkonischem Adapterkopf und angepaßter, innenkonischer Adapterkopfaufnahme im Zahn, wobei der Zahn einerseits, der Adapter andererseits, im Bereich des Zahnrandes und damit im Bereich des Adapterfußes einander zugeordnete, orthogonal zur Werkzeugachse verlaufende Bohrungen aufweisen, in die zumindest ein Verbindungselement eingesetzt ist, wobei der Adapterkopf sowie der Zahn an umlaufenden Tragflächen gegeneinander abgestützt sind, die einerseits im Bereich der Spitze des Adapterkopfes, andererseits oberhalb der Bohrung für das Verbindungselement angeordnet sind, und wobei der Zahn eine an den Bereich der Adapterkopfaufnahme anschließende, pyramidenförmige Zahnspitze aufweist, die mit ihrer frontseitigen Pyramidenfläche in Umlaufrichtung weist. Derartige Werkzeugsätze werden insbesondere bei Saugbaggern mit seitlichem Saugarm, sogenannten Hoppern, eingesetzt. Der Zahn wird auch als Hopper-Zahn bezeichnet.
• Dic (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Werkzeugsätze besitzen Zähne, die als Stahlgußbauteile ausgeführt sind. Die Pyramidenflächen bilden einen Basiswinkel von etwa 25 bis 300. Sie besitzen keine besondere Struktur. Je nach dem eingesetzten Werkstoff ist die Standzeit einerseits des Zahnes, aber auch des Werkzeugsatzes aus Zahn und Adapter insgesamt, ausreichend, und zwar auch irn Bereich der Tragflächen zwischen Adapter und Zahn. Die Zähne der bekannten Werkzeugsätze sind jedoch nicht in der Lage, festes Material zu lösen. Ein ausreichend gleichmäßiger Bodeneingriff findet nicht statt, auch das Verschleißbild am Zahn ist ungleichmäßig.
• Andererseits wird in zunehmendem Maße verlangt, daß auch festes Material, z. b. kalkhaltige maritime Gesteine, gelöst und hereingewonnen werden können. Bei extremen Beanspruchungen in festem Material werden jedoch im Bereich der Tragflächen zwischen Adapter und Zahn und an der Zahnspitze häufig Sprödbrucherscheinungen beobachtet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Werkzeugsatz so weiterauszubilden, daß mit dem Werkzeugsatz auch ein Loslösen von festem Material, z. B. von kalkhaltigern maritimen Gestein, möglich ist, wobei alle Beanspruchungen mit langer Standzeit aufgenommen werden. Im Detail soll die Anordnung so getroffen werden, daß der Werkzeugsatz gegen Sprödbruch unempfindlich ist, daß der Zahn in die abzutragende Gesteinsformation mit verhältnismäßig geringem Widerstand bei großer Lösearbeit eindringt, und zwar mit gleichmäßigem Bodeneingriff, so daß im Ergebnis auch ein gleichmäßiger Verschleiß und eine Selbstschärfung des Zahns erfolgt.
• Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß zumindest der Zahn als Gesenkschmiedestück ausgeführt und so geschrniedet ist, daß die frontseitige Pyramidenfläche der Zahnspitze eine in der Mitte der Pyramidenfläche verlaufende Druckrippe aufweist, an die zum Bereich des Adapterkopfes hin breiter und tiefer werdende Vertiefungen anschließen, welche die seitlichen Pyramidenflächen anschneiden, und daß die gegenüberliegende Pyramidenfläche zwischen rahmenartigen Randbereichen eine zentrale Vertiefung besitzt, die zum Bereich des Adapterkopfes hin breiter und tiefer wird. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besitzt die Zahnspitze eine Länge von etwa 180 rnm und im Bereich der Adapteraufnahme einen quadratischen Querschnitt mit einer Breite von etwa 80 mm. Für den Zahn können die verschiedensten Werkstoffe eingesetzt werden, die ein erhöhtes Festigkeits-Zähigkeitsverhältnis aufweisen und für eine Formgebung durch Gesenkschmieden geeignet sind. Insbesondere können mikrolegierte Stähle eingesetzt werden. Nach bevorzugter Ausführurlgsforrll der Erfindung besteht der Zahn aus einem Stahl der Qualität Mn-Cr-Mo-Ni, und zwar mit einer Richtanalyse von 0,7 bis 1,0 't Mn, 0,7 bis 2,2 % Cr, 0,3 bis 0,6 % Mo, 0,5 bis 2,2 % Ni, max. 0.45 % C, Rest Eisen und übliche Beimengungen.
• Im allgemeinen wird man den Zahn auf eine Festigkeit von 140 bis 200 kp/mrn2, vorzugsweise auf eine Festigkeit von 180 kp/mm2, bei einer Dehnung von über 6 °O, vorzugsweise von mindestens 8 %, vergüten.
• Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeugsatz erreicht man schon durch die beschriebene Gestaltung und werkstoffmäßige Einrichtung des Zahnes besondere Vorteile, weil. auch festes Material hereingewonnen werden kann. Dabei kann in werkstoffmäßiger Hinsicht und in bezug auf die konstruktive Gestaltung mit den verschiedensten Adaptern gearbeitet werden, weil schon die beschriebene Gestaltung des Zahnes liebe Standzeit, auch im Anschlußbereich Adaper/Zahn, sicherstellt.
• imine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in diesem Zusammenhang dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter aus einem schweißbaren MnV-Stahl mit einer Richtanalyse von 1,6 bis 2,0 % Mn, 0,6 bis 1,5 9Ó V, 0,35 bis 0,5 % C, Rest Eisen und übliche Beimengungen, besteht und auf eine Festigkeit über 100 kp/mn-l2, vorzugsweise von mindestens 120 kp/mm2, vergütet ist.
• Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei Verwendung des erfindungsgemäßen Werkzeugsatzes bei einem Saugkopfbagger, insbesondere bei einem Saugbagger mit seitlichem Saugaril, ohne Schwierigkeiten auch festes Material, z. B. kalkhaltiges maritimes Gestein, gelöst werden kann. Die Kraft der Bewegung des Saugarmes kann auf wenige Zahnspitzen konzentriert werden, die in das abzutragende Gestein leicht eindringen und große Lösearbeit bewirken. Dabei erfolgt ein sehr gleichmäßiger Bodeneingriff wegen der beschriebenen Gestaltung der Zahnspitze und im Ergebnis auch ein gleichmäßiges Verschleißbild mit Selbstschärfung des Zahnes. Darüber hinaus zeigt der Werkzeugsatz eine wesentlich verbesserte Standzeit. Sprödbrucherscheinungen treten nicht mehr auf. Tatsächlich erreicht man dadurch, daß der Zahn als Gesenkschmiedestück ausgeführt wird, bei der beschriebenen geometrischen Gestaltung mit Druckrippe und rahmenartigen Randbereichen bei zugeordneten Vertiefungen in der Zahnspitze und im Ubergangsbereich zwischen Zahnspitze und Adapteraufnahme einen sehr günstigen Faserverlauf, der in beachtlichem Maße zur Erhöhung der Standzeit beiträgt.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 teilweise im Längsschnitt eine Seitenansicht des Zahnes eines erfindungsgemäßen Werkzeugsatzes in der Verbindung mit einem Adapter, Fig. 2 einen um 90" versetzten Schnitt durch den Gegenstand der Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles A, Fig. 4 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles ß, Fig. 5 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 2 aus Richtung des Pfeiles C und Fig. 6 einen Schnitt in Richtung D-D durch den Gegenstand der Fig. 2.
• IJer in den Figuren dargestellte Werkzeugsatz besteht aus einem Zahn 1 und einem Adapter 2. Er ist für den Saugkopf eines Saugkopfbaggers, insbesondere für einen Saugkopfbagger mit seitlichem Saugarm, bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören im übrigen ein außenkonischer Adapterkopf 3 und eine angepaßte, innenkonische Adapterkopfaufnahme 4 im Zahn 1..
• Insbesondere aus den Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß der Zahn 1 einerseits, der Adapter 2 andererseits, im Bereich des Zahnrandes und damit im Bereich des Adapterfußes einander zugeordnete, orthogonal zur Werkzeugachse verlaufende Bohrungen 5 bis 6 aufweisen, in die ein Verbindungskeil und/oder eine elastische Einlage einsetzbar sind, wobei der Adapter 2 sowie der Zahn 1 durch die elastische Einlage unter Vorspannung an umlaufenden Tragflächen 7 bzw. 8 gegeneinander abgestützt sind, die einerseits irn Bereich der Spitze 2a des Adapterkopfes 3, andererseits oberhalb der Bohrungen 6 angeordnet sind. Der Zahn 1 besitzL eine an den i3ereicii der Adapterkopfaufnahme 4 anschließende, pyramidenförmige Spitze 9, dieA mit ihrer frontseitigen Pyramidenfläche 10 in Umlaufrichtung weist.
• Die Umlaufrichtung wurde in Fig. 1 durch einen Pfeil angedeutet.
• Zumindest der Zahn 1 ist als Gesenkschrniedestück ausgeführt und besitzt eine besondere, durch den Schmiedevorgang erzeugte Struktur: Die frontseitige Pyramidenfläche 10 der Zahnspitze 9 besitzt eine in der Mitte der Pyramidenfläche 10 verlaufende Druckrippe 11, an die zum Bereich des Adapterkopfes 3 hin breiter und tiefer werdende Vertiefungen 12 anschließen. Insoweit wird auf eine vergleichende Betrachtung der Fig. 1, 2, 4 und 6 verwiesen.
• Die Vertiefungen 12 schneiden die seitlichell Pyramidenflächen 13 all, wie man insbesondere in der Fig. 6 erkennt. Die gegenüberliegende Pyramidenfläche 14 weist zwischen rahmenartigen Randbereichen 15 eine zentrale Vertiefung 16 auf, die zum Bereich des Adapterkopfes 3 hin ebenfalls breiter und tiefer wird. Insoweit wird insbesondere auf die Fig. 1, 3 und 6 verwiesen.
• Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besitzt die 7ahnspitze 9 eine Länge von etwa 180 mm und im Bereich der Adapterkopf aufn ahme 4 einen quadratischen Querschnitt mit einer Breite von etwa 80 mm. Die Druckrippe 11 sowie (lie rahmenartigen Randbereiche 15 besitzen eine Breite von 15 bis 20 mm, die im Ausführungsbeispiel bei 17 mm liegen mag. - Zur werkstoffmäßigen Auslegung wird auf die Ansprüche 3 bis 5 verwiesen.
• - L e e r s e i t e

Claims (5)

1. "Aus Zahn und Adapter bestehender Werkzeugsatz" P atentansprüche: 1. Aus Zahn und Adapter bestehender Werkzeugsatz für den Saugkopf von Saugbaggern, - mit außenkonischem Adapterkopf und angepaßter, innenkonischer Adapterkopfaufnahme im Zahn, wobei der Zahn einerseits, der Adapter andererseits, im Bereich des Zahnrandes und damit im Bereich des Adapterfußes einander zugeordnete, orthogonal zur Werkzeugachse verlaufende Bohrungen aufweisen, in die zumindest ein Verbindungselement eingesetzt ist, wobei der Adapterkopf sowie der Zahn an umlaufenden Tragflächen gegeneinancler abgestützt sind, die einerseits im Bereich der Spitze des Adapterkopfes, andererseits oberhalb der Bohrung für das Verbin-(lungselernent angeordnet sind, und wobei der Zahn eine an den Bereich der Adapterkopfaufnahme anschließende, pyramidenförmige Zahnspitze aufweist, die mit ihrer frontseitigen Pyramidenfläche in Umlaufrichtung weist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß zumindest der Zahn (1) als Gesenkschmiedestück ausgeführt und so geschmiedet ist, daß die frontseitige Pyramidenfläche (10) der Zahnspitze (9) eine in der Mitte der Pyramidenfläche (10) verlaufende Druckrippe (11) aufweist, an die zurn Bereich des Adapterkopfes (3) hin breiter und tiefer werdende Vertiefungen (12) anschließen, welche die seitlichen Pyramidenflächen (13) anschneiden, ind daß die gegenüberliegende Pyramidenfläche (14) zwischen rahrrlenartigenn Randbereichen (15) eine zentrale Vertiefung (16) besitzt, die zum Bereich des Adapterkopfes (3) hin breiter und tiefer wird.
2. 2. Werkzeugsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnspitze (9) eine Länge von etwa 180 mm sowie im Bereich der Adapterkopfaufnahme (4) einen quadratischen Querschnitt mit einer Breite von etwa 80 mm aufweist, und daß die Druckrippe (11) sowie die rahmenartigen Randbereiche (15) eine Breite zwischen 15 und 20 mm, vorzugsweise von etwa 17 mm, besitzen.
3. 3. Werkzeugsatz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahn (1) aus einem Stahl der Qualität Mn-Cr-Mo-Ni besteht, und zwar mit einer Richtanalyse von 0,7 bis 1,0 % Mn, 0,7 bis 2,2 % Cr, 0,3 bis 0,6 % Mo, 0,5 bis 2,2 % Ni, max. 0,45 % C, Rest Eisen und übliche Beimengtingen.
4. 4. Werkzeugsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahn (1) auf eine Festigkeit von 140 bis 200 kp/mm2, vorzugsweise auf eine Festigkeit von etwa 180 kp/mm2, bei einer Dehnung von über 6 %, vorzugsweise von mindestens 8 %, vergütet ist.
5. 5. Werkzeugsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination dazu der Adapter (2) aus einem schweißbaren MnV-Stahl mit einer Richtanalyse von 1,6 bis 2,0 % Mn, 0,6 bis 1,5 b V, 0,35 bis 0,5 Qõ C, Rest Eisen und übliche Beimengungen, besteht und auf eine Festigkeit über 100 kp/mm2, vorzugsweise von mindestens 120 kp/mm2, vergütet ist.