SE522997C2 - Verktygshuvud och verktyg - Google Patents

Description

25 30 522 997 r 1l648SE 2001/02/20 2 Fig. 1A visar ett verktyg enligt föreliggande uppfinning i delvis snittad sidovy. Fig. 1B visar verktyget i ytterligare en sidovy. Fig. 1C visar verktyget i en ändvy. Fig. 2A visar ett verktygshuvud enligt föreliggande uppfinning i sidovy.

Fig. 2B visar verktygshuvudet i en ändvy. Fig. 3A visar en planvy av en maskin för brytning av bergmaterial. Fig. 3B visar maskinen i perspektivvy Detalierad beskrivninq av en föredragen utföringsform av uppfinningen Fig. 1A-1C visar ett verktyg 10 för brytning av bergmaterial medelst underskärning. Verktyget innefattar ett rektangulärt, avlångt fäste 11 och en rulle 12. En Iagertapp 13 är utformad integrerad med fästet 11, varvid rullen 12 är monterad på tappen 13. Rullen 12 uppvisar ett antal bergavverkande organ, företrädesvis i form av hårdmetallstift 14, anordnade i en rad på avstånd från varandra i omkretsled. Nämnda avstånd är åtminstone dubbelt så stort som stiftets 14 diameter. Med uttrycket "hårdmetall" menas en metallkarbid, såsom volfram eller dylikt, sintrad tillsammans med en bindefas, såsom kobolt eller nickel. Mellan rullen 12 och tappen 13 är ett antal lagerarrangemang utformade, varigenom rullen 12 är symmetrisk och roterbar relativt tappen 13 runt en rotationsaxel CL.

Sålunda är ett radiellt baslager anordnat i anslutning till en rullens 12 öppna ände, varvid sagda radiella baslager innefattar ett antal cylindriska första lagerrullar 15, vilka samverkar dels med en första lagerbana 16 på tappen dels med en andra lagerbana 17 på rullens 12 insida i anslutning till dess öppna ände.

Ett radiellt topplager är anordnat närmare en tappens 13 fria ände än baslagret, varvid' sagda topplager likaså innefattar ett antal cylindriska andra lagerrullar 18, vilka normalt har en mindre diameter än baslagrets lagerrullar 15 och samverkar dels med en tredje lagerbana 19 på tappen 13 dels med en fjärde lagerbana 20 på rullens 12 insida.

Som ett första axiallager är en första och en andra stödplatta 21 respektive 22 anordnande i området för tappens 13 främre, fria ände. Den första stödplattan 21 är upptagen ien första försänkning i rullen 12, varvid sagda första stödplatta 21 är räfflad utefter sin omkrets för säkrare förankring i sagda första 10 15 20 25 30 522 997 l l648SE 2001/02/20 3 försänkning. Materialet i den första stödplattan 21 är företrädesvis snabbstål.

Den andra stödplattan 22 är upptagen i en andra försänkning i tappens 13 fria ände, varvid den andra försänkningen normalt är cirkulär medan den andra stödplattan 22 är sex- eller åttkantig, varigenom förhindras att den andra stödplattan 22 roterar relativt tappen 13. Materialet i den andra stödplattan 22 är företrädesvis hårdmetall.

Ett system av kullager är anordnat mellan baslagret och topplagret.

För införande av kullagerkulorna 23 är lagertappen 13 försedd med en kanal 25, i vilken en plugg 24 är upptagen för att kvarhålla de separata kulorna 23.

Kanalen 25 är förseglad medelst en svets. Det cylindriska rullagret 15 upptar en stor del av reaktionskraften från berget medan kulornas 23 huvudsakliga uppgift är att kvarhålla rullen 12 på tappen 13. Rullen har skuldror 26 och 28 att ansättas mot ansatser 27 respektive 29 på tappen för upptagning av axialkrafter, vilka ej upptas av stödplattans 21 samverkan med tappens stödplatta 22. Skuldrorna och ansatserna 26-29 bildar rät vinkel med rotationsaxeln CL. Ansatsen 29 är anordnad på en cylindrisk bas 36 ansluten till fästet 11. Skuldran 28 bildar med ansatsen 29 ett första skydd mot inträngande bergdamm. En O-ring 34 är införd i en hålighet, mellan nämnda första skydd och nämnda första lagerrullar 15, som ett andra skydd mot inträngande bergdamm. De ovan nämnda lagren kan vara smorda medelst ett smörjmedelssystem integrerat med verktyget 10. I stället för rullagret 18 kan ett glidlager anordnas på i huvudsak motsvarande position enligt Fig. 1A.

Stiften 14 av hårdmetall är infästa längs ett runtomlöpande utsprång 30 på rullen 12. Varje stifts centrumlinje CL2 bildar en vinkel ot med rullens rotationsaxel CL. Vinkeln u är 60 till 80°, företrädesvis kring 75°. Samtliga stift skär ett plan P. Planet P är anordnat axiellt bortom närmaste lager 21, 22. Rullen 12 innefattar en i huvudsak plan ändyta 31, vilken är parallell med planet P och vilken ansluter till en i huvudsak konisk periferiyta 32. Den plana ändytan är solid vilket medför att damm ej kan leta sig in mot lagren den vägen. Periferiytan 32 innefattar hål vilka håller stiften 14. Periferiytan ansluter vidare till en axiellt bakåt avsmalnande yta 33, vilken vid sega bergarter har en brytande funktion. Ytan 33 kan innefatta slitskydd i form av en hårdsvets eller ett antal hårdmetallstift 35. 10 15 20 25 30 522 997 l]648SE 2001/02/20 4 Ytan 33 ansluter vidare till en cylindrisk mantelyta hos rullen 12. Nämnda mantelyta ligger i linje med den cylindriska basens 36 mantelyta.

Fästet 11 har fyra genomgående, ej gängade, hål 37, vilka sträcker sig vinkelrätt mot rotationsaxeln CL. Hålen är avsedda att uppta gängade skruvar för fastspänning till en hållare 38. Hållaren 38 har en polygonal, företrädesvis hexagonal, grundform. Hållaren 38 har en rotationsaxel CL3 samt ett antal, företrädesvis sex, urtagningar 39 anpassade att uppta fästen 11. Urtagningarna är således rektangulära och öppna utåt i hållarens radiella riktning samt är spridda med 60°:s delning. Varje urtagnings 39 botten 40 är väsentligen plan och parallell med rotationsaxeln CL3 och innefattar fyra gängade bottenhål 41.

Hållaren 38 har ett centrumhål 42 avsett att vridsåkert fästas vid en maskindriven axel via till exempel ett splinesförband för att roteras under drift. Alternativt kan rullens rotationsaxel bilda en spetsig vinkel med rotationsaxeln CL3, vilken vinkel väljs i intervallet 1 till 30°, företrädesvis 5 till 15°. Nämnda vinkel erhålls enklast genom att urtagningens 39 botten lutas nedåt så att dess imaginära förlängningslinje skär axel CL3 på den sida om huvudet som rullarna befinner sig. Genom att luta verktyget på det sättet erhålls en större släppning för ej aktiva delar av verktyget samt en gynnsammare angreppsvinkel för stiften i ingrepp.

Verktyget 10 monteras till hållaren 38 genom att fästet 11 inplaceras i urtagningen 39 så att de fyra hålen 37 hos fästet linjeras med de fyra gängade hålen 41 i urtagningens botten 40. Skruvar införs genom hålen 37 och inskruvas i hålen 41. Därmed fixeras fästets undersida 11A mot bottnen 40. Proceduren upprepas tills att alla urtagningar innefattar var sitt verktyg. Fästets ovansida 11B hamnar då i huvudsak i linje med hållarens mantelyta för att minimera eventuella slag mot hållaren. Verktygshuvudet som bildas av hållaren 38 och verktygen 10 definieras med siffran 46.

Hållaren är i sin tur avsedd att monteras till en maskin 43, se Fig. 3A och 3B. Maskinen 43 har en fram och åter svängbar arm 44, vilken drivs via hydrauldon 45. Armen 44 innefattar en driven axel, ej visad, vilken monteras till hålet 42 i hållaren. Armen svänger kring en axel A så att Verktygshuvudet 46, vars centrumlinje är anordnat något framför axeln i utgångsläget, följer en väsentligen bågformad bana med radien R under kontinuerlig rotation i riktningen 10 15 20 25 522 997 11648SE 2001/02/20 5 R1 av verktygshuvudet 46. Verktygens 10 rotation R2 blir motriktad verktygshuvudets rotation R1 på grund av att den del av varje verktygs periferi som ärfrämst i banans riktning bearbetar berget. Maskinen är främst avsedd att bearbeta malm såsom platinamalm, där malmen liggeri smala stråk i berget.

Maskinens bygghöjd är därför avpassad till att ej överstiga vertygshuvudets största diameter.

Såsom framgår av Fig. 3A och 3B är maskinens 43 utgångsläge att armen 44 är vinkelrät mot maskinens rörelseriktning F. När maskinen fixerats via ej visade organ i detta läge startas rotationen av den drivna axeln, ej visad, så att verktygshuvudet 46 bringas till rotation i riktningen R1. Därefter börjar armen 44 att svängas kring axeln A varvid en del av minst ett verktygs 10 periferi, det vill säga några stift 14 kommer i kontakt med berget. Därmed uppstår en rotation av verktyget i riktningen R2 på grund av reaktionskrafter, varvid stiften pulvriserar berget med kontinuerligt ökande skärdjup. Efter ett visst antal graders svängning av armen 44 kommer skårdjupet att överstiga respektive stifts diameter. Därmed uppstår underskärning av berget det vill säga en tunga av ej bearbetat material kommer till anliggning mot den koniskt avsmalnande ytan 33 hos verktyget 10 eller mot sidan på stiftets topp varefter tungan enkelt bryts av såsom visas med streckade linjer i Fig. 3A. Ofta är tre stift i ingrepp samtidigt vilket ger ett stort yttryck per hårdmetallstift i förhållande till yttrycket vid stålskivor enligt känd teknik. Detta ger god inträngning per stift och kräver mindre energi samtidigt som kaxet ej komprimeras i det bildade spåret utan finner utrymme mellan stiften, vilket medför god livslängd för verktyget. De momentant passiva verktygen erhåller en slåppning relativt den bearbetade ytan.

När armen har svångt cirka 120° iförhållande till utgångsläget avstannas svängningen och armen återvänder till nämnda läge. Därmed har verktygshuvudet skurit undan material tillräckligt för att maskinen skall kunna avancera i riktningen F ytterligare ett stycke, till exempel 6 cm. Maskinen kan förses med en anordning för att skjuta undan den lösgjorda malmen.

Claims (1)

1. 522 997 1l648SE 2003/11/12 6 Patentkrav 10 15 20 25 30 . Verktyg för brytning av bergmaterial medelst underskärning, varvid verktyget innefattar en rulle (12) roterbart lagrad via lagerorgan (15,18,23) till ett fäste (11), k ä n n e t e c k n at av att rullen (12) uppvisar ett antalhårdmetallstift (14) anordnade i en rad längs periferin hos rullen och av att hårdmetallstiften (14) är i huvudsak vända från fästet (11) och av att stiften (14) bildar en vinkel (oi) med en rullens rotationsaxel (CL), varvid vinkeln (u) företrädesvis är 60 till 80°. Verktyget enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av att vinkeln (oi) är kring 75°. . Verktyget enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at av att samtliga stift (14) skär ett plan (P), vilket är anordnat axiellt bortom närmaste lager (21, 22). . Verktyget enligt krav 3, k ä n n e t e c k n at av att rullen (12) innefattar en_i huvudsak plan ändyta (31), vilken är parallell med planet (P). . Verktyget enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n at av att rullen (12) är anordnad på en Iagertapp (13), vilken är utformad integrerad med fästet (11), varvid rullen och lagertappen innefattar ett första skydd (28,29) mot inträngande bergdamm. . Verktyget enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av rullen (12) och lagertappen (13) innefattar ett andra skydd (34) mot inträngande bergdamm. . Verktygshuvud för brytning av bergmaterial medelst underskärning, varvid verktygshuvudet (46) innefattar en hållare (38) och ett antal verktyg (10) anordnade vid hållarens periferi, k ä n n e t e c k n at av att varje verktyg (10) innefattar en rulle (12) roterbart lagrad via lagerorgan (15,18,23) till ett fäste (11) och att rullen (12) uppvisar ett antal hårdmetallstift (14) anordnade i en rad längs periferin hos rullen och av att hårdmetallstifien (14) äri 10 522 997 II648SE 2003/11/12 7 huvudsak vända från fästet (11) och av att Verktygshuvudet och verktygen har motsatta rotationsriktningar under bearbetning och av att stiften (14) bildar en vinkel (a) med en rullens rotationsaxel (CL), varvid vinkeln (a) företrädesvis är 60 tili 80°. 8. Verktygshuvudet enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att vinkeln (oi) är kring 75°. 9. Verktygshuvudet enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e c k n at av att samtliga stift ( 14) skär ett plan (P), vilket är anordnat axiellt bortom närmaste lager (21, I 22). 10. Verktygshuvudet enligt krav 9, k ä n n e t e c k n at av att rullen (12) innefattar en i huvudsak plan ändyta (31), vilken är parallell med planet (P).