EP1776506A1 - Sandwich-Räumleiste mit Hartmetallkern - Google Patents

Sandwich-Räumleiste mit Hartmetallkern

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EP1776506A1
EP1776506A1 EP05752722A EP05752722A EP1776506A1 EP 1776506 A1 EP1776506 A1 EP 1776506A1 EP 05752722 A EP05752722 A EP 05752722A EP 05752722 A EP05752722 A EP 05752722A EP 1776506 A1 EP1776506 A1 EP 1776506A1
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EP
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steel
sandwich
hard metal
sandwich scraper
metal core
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Roland KÜPER
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Gummi Kueper GmbH and Co KG
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Gummi Kueper GmbH and Co KG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H5/00—Removing snow or ice from roads or like surfaces; Grading or roughening snow or ice
    • E01H5/04—Apparatus propelled by animal or engine power; Apparatus propelled by hand with driven dislodging or conveying levelling elements, conveying pneumatically for the dislodged material
    • E01H5/06—Apparatus propelled by animal or engine power; Apparatus propelled by hand with driven dislodging or conveying levelling elements, conveying pneumatically for the dislodged material dislodging essentially by non-driven elements, e.g. scraper blades, snow-plough blades, scoop blades
    • E01H5/061—Apparatus propelled by animal or engine power; Apparatus propelled by hand with driven dislodging or conveying levelling elements, conveying pneumatically for the dislodged material dislodging essentially by non-driven elements, e.g. scraper blades, snow-plough blades, scoop blades by scraper blades

Definitions

  • the present invention relates to a sandwich scraper blade for the snow blade of a snow plow, which is provided at the top with a steel mounting neck, on which a rubber body is vulcanized with at least one embedded hard material body.
  • a sandwich scraper is known from DE 34 04 030 C1.
  • the hard material bodies of the aforementioned sandwich scraper are rod-shaped or plate-shaped molded bodies, which preferably consist of sintered or cast corundum. Such sandwich scrapers have proven to be excellent.
  • a scraper blade for a construction machine or snow plow shield which has a steel scraper bar on the underside of which a plurality of steel segments are screwed.
  • the steel segments are preferably forged from a tool steel having a higher wear resistance than the steel of the scraper. In the area of the wear surface facing the ground, V-shaped cemented carbide cores are inserted into the steel segments.
  • the present invention has for its object to provide a scraper, which is exposed to low wear, has a correspondingly long service life, does not damage the road surface and is also suitable for blackout of the road.
  • the hard metal core must be firmly anchored in the steel shell. This can be non-positively - such as by shrinking - and / or cohesively - such as by soldering - done.
  • a further advantage of the use according to the invention of a steel jacket is better heat distribution.
  • the rubbing of the carbide core on the asphalt produces a lot of heat, which is transferred from the steel to the rubber via large surface areas.
  • local overheating of the rubber is avoided, resulting in significantly less wear than when directly embedding hard metal cores in the rubber.
  • Carbides are comparatively expensive materials.
  • the cost of the sandwich scraper can be significantly reduced by using carbide cores made from recycled carbide. This is processed waste material from worn tools of machining.
  • the steel shell or the hard metal core is formed as a rod-shaped or plate-shaped molded body, which extends at best over the entire wear height of the sandwich scraper.
  • Carbide core and steel jacket should together occupy a high surface area of the wear surface of the rubber body. Their area share should amount to at least 20%.
  • the sandwich scraper bar is particularly stiff and removes even stuck and verharschten snow residue from the asphalt surface.
  • the rubber body of the sandwich scraper is covered from both sides with steel plates, it is recommended for reasons of weight, to dispense with a separate mounting neck and instead to use at least one of the two steel plates at the same time as a mounting neck.
  • the wear surface is composed in cross section of a seven-layer sandwich.
  • the individual layers are - contrary to the direction of advance of the plow blade - the steel of the rear steel plate, the rubber of the rubber body, the steel of the steel shell, the hard metal of the hard metal core, the steel of the steel shell, the rubber of the rubber body and the steel of the front steel plate.
  • the sandwich is therefore symmetrical and effectively protects the brittle core against impacts.
  • Fig. 1 sandwich scraper in cross section
  • Fig. 2 sandwich scraper with steel plates on both sides in cross section Q
  • Fig. 3 Sandwich scraper with steel plates on both sides in front view.
  • the sandwich scraper 0 shows a first embodiment of the sandwich scraper strip 0 according to the invention in cross-section, ie substantially transversely to the direction of travel, or to the feed direction V.
  • the sandwich scraper 0 comprises a steel attachment collar 1, via which it is attached to a not shown Dozer blade of a snow plow, also not shown, can be attached.
  • the attachment is usually by Screw connections or by means of clamping claws; Further joining techniques are conceivable.
  • the sandwich scraper 0 comprises a rubber body 4, which is vulcanized to the mounting neck 1. Rubber has proven itself as a material, but it is nevertheless possible to substitute it with a suitable plastic.
  • a steel shell 5 is embedded, which surrounds one or more hard metal cores 6.
  • Both the steel jacket 5 and the hard metal cores 6 can extend continuously over the entire length of the sandwich scraper bar 0. Preferably, however, they are interrupted in sections.
  • the hard metal cores 6 each extend at least over the wear height h of the scraper blade 0.
  • Steel jacket 5 and hard metal core 6 together make up at least one fifth of the wear surface 7 of the rubber body 4.
  • the hard metal cores 6 are preferably made of tungsten carbide, titanium carbide or titanium nitride. These materials can also be used as recyclate.
  • the hard metal cores 6 is either shrunk into the steel shell 5 and / or soldered to it.
  • the steel jacket 5 is, however, vulcanized into the rubber body 4.
  • the sandwich scraper 0 is formed by a five-ply, symmetrical sandwich.
  • the sandwich consists of the materials rubber, steel, carbide, steel, rubber.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the sandwich scraper strip 0 according to the invention according to claim 8 in a cross-section Q. It comprises two steel plates 2, 3 which cover the rubber body 4 at its front side and at its rear side. The front steel plate 2 is largely flat, the rear steel plate 3 is cranked. Both steel plates 2,3 are connected by vulcanization with the rubber body 4 and also serve as a fastening neck 1. For this reason, they have in the upper part of holes 8, through which bolts, not shown, are inserted for attachment to the dozer blade.
  • the sandwich scraper blade 0 is constituted by a seven-layer symmetrical sandwich.
  • the sandwich consists of the materials steel, rubber, steel, carbide, steel, rubber, steel.

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Description

Sandwich-Räumleiste mit Hartmetallkern
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sandwich-Räumleiste für den Räumschild eines Schneepfluges, die oben mit einem stählernen Befestigungshals versehen ist, an welchem ein Gummikörper mit mindestens einem eingebetteten Hartstoffkörper anvulkanisiert ist. Eine solche Sandwich-Räumleiste ist aus der DE 34 04 030 C1 bekannt.
Bei den Hartstoffkörpern der vorgenannten Sandwich-Räumleiste handelt es sich um stab- oder plattenförmige Formkörper, die vorzugsweise aus gesintertem oder gegossenem Korund bestehen. Solche Sandwich-Räumleisten haben sich hervorragend bewährt.
Aus der US 3 934 654 ist eine Räumleiste für den Schild einer Baumaschine bzw. für einen Schneepflug bekannt, die eine stählerne Schürfleiste aufweist, an deren Unterseite eine Mehrzahl von Stahlsegmenten angeschraubt sind. Die Stahlsegmente sind vorzugsweise aus einem Werkzeugstahl geschmiedet, der eine höhere Verschleißfestigkeit als der Stahl der Schürfleiste aufweist. Im Bereich der zum Boden gewandten Verschleißfläche sind V-förmige Hartmetallkerne in die Stahlsegmente eingesetzt.
Im Gegensatz zu den eingangs beschriebenen Sandwich-Räumleisten ist die mit Hartmetallkernen versehene, vollmetallische Räumleiste amerikanischer Bauart für deutsche Straßen zu aggressiv. Bei der in Deutschland üblichen Schwarzräumung würden die Hartmetallkante die Asphaltoberfläche beschädigen. Um dem vorzubeugen, müsste eine Weißräumung erfolgen, bei der eine dünne Schneeschicht auf der Straße zurückgelassen wird. Dies entspricht allerdings nicht den Vorgaben des deutschen Winterdienstes.
Darüber hinaus ist die nach unten vorstehende Kante des Hartmetallkerns Schlägen ungeschützt ausgesetzt. So besteht die Gefahr, dass eine nur geringfügig über die Straßenoberfläche hervorstehende Schachtabdeckung oder Brückenfuge gegen den spröden Hartmetallkern stößt und Teile von ihm herausbricht. Abgesehen von diesen Nachteilen weisen Vollstahl-Räumleisten mit Hartmetallkern ein gutes Verschleißverhalten auf.
Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der vor- liegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Räumleiste anzugeben, die einem geringen Verschleiß ausgesetzt ist, eine entsprechend hohe Standzeit aufweist, die Straßendecke nicht beschädigt und sich auch zur Schwarzräumung der Straße eignet.
Dies gelingt mit einer Sandwich-Räumleiste der eingangs genannten Art, bei der als Hartstoffkörper ein Hartmetallkern vorgesehen wird, der von einem Stahlmantel umgeben ist.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die in der Räumleiste gemäß der Erfindung verwendeten Hartmetallkerne mit einer allseitigen Stahlarmierung ein deutlich besseres Verschleißverhalten zeigen, als die bisher erfolgreich ein- gesetzten Hartstoffkörper aus Korund. Dies kann damit erklärt werden, dass der spröde Korund trotz des dämpfenden Gummikörpers Schlägen ausgesetzt ist, die Teile des Hartstoffkörpers ausbrechen lassen. Dies gilt insbesondere für die Grenzbereiche zwischen Gummi und Korund.
Die schlagempfindlichen Kanten des Hartmetalls hingegen werden bei der erfin- dungsgemäßen Sandwich-Räumleiste von der zähen Stahlummantelung geschützt, die ihrerseits wiederum von dem dämpfenden Gummikörper umgeben ist. Erste Prüfstand-Versuche zeigen, dass die Laufleistung einer erfindungsgemäßen Sandwich-Räumleiste erheblich höher liegt als eine herkömmliche Sandwich-Räumleiste mit einem Hartstoffkörper aus Korund. Anders als bei Vollstahl-Räumleisten wird die Asphaltoberfläche von erfindungsgemäßen Sandwich-Räumleisten mit Hartmetallkern nicht merklich beschädigt.
Selbstverständlich muss der Hartmetallkern fest in dem Stahlmantel verankert werden. Dies kann kraftschlüssig - wie beispielsweise durch Einschrumpfen - und/oder stoffschlüssig - wie beispielsweise durch Löten - erfolgen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung eines Stahlmantels steht indessen besserer Wärmeverteilung. Durch das Reiben des Hartmetallkerns auf dem Asphalt entsteht viel Wärme, die über großflächige Grenzflächen vom Stahl in den Gummi übertragen werden. Da somit örtliche Überhitzungen des Gummis vermieden werden, entsteht deutlich weniger Verschleiß als beim direkten Einbetten von Hartmetallkernen in den Gummi.
Hartmetalle sind vergleichsweise teure Werkstoffe. Die Kosten der Sandwich- Räumleiste können erheblich gesenkt werden, indem man Hartmetallkerne aus rezykliertem Hartmetall verwendet. Dabei handelt es sich um aufbereitetes Altmaterial von verschlissenen Werkzeugen der spanenden Bearbeitung. So lassen sich beispielsweise Hartmetall-Wendeplatten, die in Drehmeißeln oder Fräsköpfen eingesetzt werden, nach Ablauf ihrer Standzeit in der spanenden Bearbeitung in der erfindungsgemäßen Sandwich-Räumleiste als Hartmetallkern wiederverwerten.
Vorzugsweise wird der Stahlmantel bzw. der Hartmetallkern als ein stab- oder plattenförmiger Formkörper ausgebildet, der sich günstigenfalls über die gesamte Verschleißhöhe der Sandwich-Räumleiste erstreckt.
Hartmetallkern und Stahlmantel sollen gemeinsam einen hohen Flächenanteil der Verschleißfläche des Gummikörpers einnehmen. Ihr Flächenanteil soll mindestens 20 % betragen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, den Gummikörper an seiner Vorderseite und an seiner Rückseite mit Stahlplatten abzudecken. Hierdurch wird die Sandwich-Räumleiste besonders steif und nimmt selbst festgefahrenen und verharschten Schnee rückstandslos von der Asphaltdecke ab.
Sofern der Gummikörper der Sandwich-Räumleiste von beiden Seiten mit Stahlplatten abgedeckt ist, empfiehlt es sich aus Gewichtsgründen, auf einen gesonderten Befestigungshals zu verzichten und statt dessen zumindest eine der beiden Stahlplatten zugleich als Befestigungshals zu nutzen.
Die beste Funktionalität entfaltet eine Räumleiste, deren Verschleißfläche sich im Querschnitt aus einem siebenlagigen Sandwich zusammensetzt. Die einzelnen Lagen sind - entgegen der Vorschubrichtung des Räumschildes gesehen - der Stahl der hinteren Stahlplatte, der Gummi des Gummikörpers, der Stahl des Stahlmantels, das Hartmetall des Hartmetallkerns, der Stahl des Stahlmantels, der Gummi des Gummikörpers und der Stahl der vorderen Stahlplatte. In Bezug auf den Hartmetallkern ist das Sandwich also symmetrisch aufgebaut und schützt den spröden Kern wirksam vor Schlägen.
Die vorliegende Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Hierzu zeigen:
Fig. 1 : Sandwich-Räumleiste im Querschnitt;
Fig. 2: Sandwich-Räumleiste mit beidseitigen Stahlplatten im Querschnitt Q; Fig. 3: Sandwich-Räumleiste mit beidseitigen Stahlplatten in Vorderansicht.
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sandwich- Räumleiste 0 im Querschnitt, also im Wesentlichen quer zur Fahrt-, bzw. zur Vorschubrichtung V. An ihrer Oberseite umfasst die Sandwich-Räumleiste 0 einen stählerner Befestigungshals 1 , über welchen sie an einem nicht dargestellten Räumschild eines ebenfalls nicht dargestellten Schneepfluges befestigt werden kann. Die Befestigung erfolgt in der Regel durch Verschraubungen oder mittels Klemmpratzen; weitere Fügetechniken sind denkbar.
Des Weiteren umfasst die Sandwich-Räumleiste 0 einen Gummikörper 4, der an dem Befestigungshals 1 anvulkanisiert ist. Gummi hat sich als Werkstoff bewährt, allerdings ist es gleichwohl möglich, ihn durch einen geeigneten Kunststoff zu substituieren.
In den Gummikörper 4 ist ein Stahlmantel 5 eingebettet, der einen oder mehrere Hartmetallkerne 6 umgibt. Sowohl der Stahlmantel 5, als auch die Hartmetallkerne 6 können sich durchgehend über die gesamte Länge der Sandwich- Räumleiste 0 erstrecken. Vorzugsweise sind sie jedoch abschnittsweise unterbrochen. Die Hartmetallkerne 6 erstrecken sich jeweils mindestens über die Verschleißhöhe h der Räumleiste 0. Stahlmantel 5 und Hartmetallkern 6 machen zusammen mindestens ein Fünftel der Verschleißfläche 7 des Gummikörpers 4 aus.
Die Hartmetallkerne 6 bestehen bevorzugt aus Wolframcarbid, Titancarbid oder Titannitrid. Diese Werkstoffe können auch als Rezyklat verwendet werden. Die Hartmetallkerne 6 wird entweder in den Stahlmantel 5 eingeschrumpft und/oder mit ihm verlötet. Der Stahlmantel 5 wird indes in den Gummikörper 4 einvulkanisiert.
In der zur Straßenoberfläche gewandten Verschleißfläche 7 des Gummikörpers 4 wird die Sandwich-Räumleiste 0 von einem fünflagigen, symmetrischen Sandwich gebildet. Das Sandwich besteht aus den Werkstoffen Gummi, Stahl, Hartmetall, Stahl, Gummi.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sandwich- Räumleiste 0 gemäß Anspruch 8 in einen Querschnitt Q. Sie umfasst zwei Stahlplatten 2, 3, die den Gummikörper 4 an seiner Vorderseite bzw. an seiner Rückseite abdecken. Die vordere Stahlplatte 2 ist weitestgehend plan, die hintere Stahlplatte 3 ist gekröpft. Beide Stahlplatten 2,3 sind durch Vulkanisation mit dem Gummikörper 4 verbunden und dienen zugleich als Befestigungshals 1. Aus diesem Grunde weisen sie im oberen Bereich Bohrungen 8 auf, durch welche nicht dargestellte Schraubbolzen zwecks Befestigung an dem Räumschild gesteckt werden.
In der zur Straßenoberfläche gewandten Gesamt-Verschleißfläche (d.h. die Verschleißfläche 7 des Gummikörpers 4 zuzüglich der Verschleißflächen der äußeren Stahlplatten 2, 3) wird die Sandwich-Räumleiste 0 gemäß Anspruch 8 von einem siebenlagigen, symmetrischen Sandwich gebildet. Das Sandwich besteht aus den Werkstoffen Stahl, Gummi, Stahl, Hartmetall, Stahl, Gummi, Stahl.
In der teilweise aufgebrochenen Vorderansicht der zweiten Ausführungsform gemäß Anspruch 8 (Figur 3) ist erkennbar, dass mehrere plattenförmige Stahlmäntel 5 unter Einhaltung eines gewissen Abstandes d nebeneinander angeordnet sind. In jedem Stahlmantel 5 sind jeweils drei quaderförmige Hartmetallkerne 6 eingeschrumpft.

Claims

Patentansprüche
1. Sandwich-Räumleiste für den Räumschild eines Schneepfluges, die oben mit einem stählernen Befestigungshals versehen ist, an welchem ein Gummikörper mit mindestens einem eingebetteten Hartstoffkörper anvulkanisiert ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Hartstoffkörper ein von einem Stahlmantel (5) umgebener Hartmetallkern (6) ist.
2. Sandwich-Räumleiste nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hartmetallkern (6) kraftschlüssig in dem Stahlmantel (5) gehalten ist.
3. Sandwich-Räumleiste nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hartmetallkern (6) stoffschlüssig in dem Stahlmantel (5) gehalten ist.
4. Sandwich-Räumleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartmetallkern (6) aus rezykliertem Hartmetall besteht.
5. Sandwich-Räumleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlmantel (5) als ein stab- oder plattenförmiger Formkörper ausgebildet ist, der sich mindestens über die gesamte Verschleißhöhe (h) der Sandwich-Räumleiste (0) erstreckt.
6. Sandwich-Räumleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartmetallkern (6) als ein stab- oder plattenförmiger Formkörper ausgebildet ist, der sich mindestens über die gesamte Verschleißhöhe (h) der Sandwich-Räumleiste (0) erstreckt.
7. Sandwich-Räumleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Flächenanteil des Stahlmantels (5) und des Hartmetallkems (6) mindestens 20 % der Verschleißfläche (7) des Gummikörpers (4) ausmacht.
8. Sandwich-Räumleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummikörper (4) an seiner Vorderseite und an seiner Rückseite mit Stahlplatten (2, 3) abgedeckt ist.
9. Sandwich-Räumleiste nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Stahlplatten (2, 3) zugleich als Befestigungshals (1) dient.
10. Sandwich-Räumleiste nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sandwich-Räumleiste (0) mindestens einen Querschnitt (Q) aufweist, in welchem an der Gesamt-Verschleißfläche die nachfolgenden Werkstoffe in Vorschubrichtung des Schneepfluges ein siebenlagiges Sandwich bilden: a) Stahl der hinteren Stahlplatte (3) der beiden Stahlplatten (2, 3); b) Gummi des Gummikörpers (4); c) Stahl des Stahlmantels (5); d) Hartmetall des Hartmetallkems (6); e) Stahl des Stahlmantels (5); f) Gummi des Gummikörpers (4); g) Stahl der vorderen Stahlplatte (2) der beiden Stahlplatten (2, 3).
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