DEVICE FOR THE MINING OF ROCK, AND ROUND SHANK PICK FOR THIS DEVICE

Abstract: 1. Device for the mining of rock, ores, or the like, in particular a cutting machine, with a plurality of pick holders (1) which are arranged fixedly on a tool holder and which have a substantially cylindrical recess (2) in which there is arranged, rotatably and slidably, an at least partially cylindrical pick shank (4) of a round shank pick (3) ; with jets (12) preferably in the pick holder (1), with fluid supply ducts (10) and with valves (9) arranged therein which are controllable via the pick (3), preferably via the end region (6) of the end of the pick shank (4) which faces away from being engageable with the rock, and via a valve actuating member (7a), characterised in that the operating region, in particular the end region (6), of the pick shank (4) and/or the region of the valve actuating member (7a) engageable with the operating region, is/are constructed from at least two materials which are different from one another and which are metallically joined together, in particular by forging and/or welding or the like, the hardness of the operating region of the pick being at least 5 HRC less than the region of the valve actuating member (7a) which is engageable with the pick shank (4).

Description: Vorrichtung zum Abbau von Gestein und Rundschaftmeissel für diese Vorrichtung Für grosse Abbauleistungen von Gestein, Erzen od. dgl., sei es zum Bau von Tunnels, Ober- oder Untertagebau, haben sich Schrämmaschinen besonders bewährt. Bei diesen Schräm- maschinen ist auf einem rotierenden und schwenkbaren Arbeitskopf eine Vielzahl von Meisseln vorgesehen. Diese Mei ssel sind in ihren Meisselhaltern derart angeordnet, dass sie bei Ineingriffkommen mit dem Gestein eine Drehbewegung ausüben. Diese Drehbewegung des Meissels sorgt für eine gleichmässige Abnützung desselben, wobei auch der zentrisch angeordnete Hartmetallstift einer gleichmässigen Abtragung unterliegt. Um die Lebensdauer derartiger Schräm- meissel oder Rundschaftmeissel zu erhöhen, ist es bereits bekannt geworden, auf die Meisselspitze bzw. auf das im Bereich der Meisselspitze abzubauende bzw. abgebaute Material einen Wasserstrahl zu richten. Dieser Wasserstrahl hat verschiedene Aufgaben, so kann die Temperatur des Meissels gesenkt werden, das abzubauende Material gelockert bzw. eine unnötige Staubentwicklung und damit die Ablagerung einer Zwischenschichte zwischen abzubauenden Gestein und Meissel verhindert werden. Um keinen unnötig grossen Bedarf an Flüssigkeit, z.B. Wasser, zu haben, ist es bereits bekannt geworden, zwischen der Düse, aus welcher der Flüssigkeitsstrahl austritt und welche im Meisselhalter oder auch im Rundschaftmeissel selbst vorgesehen sein kann, und dem Druckmediumreservoir ein Ventil vorzusehen, das mit Beaufschlagung des bzw. der entsprechenden Rundschaftmeissel mit dem Gestein geöffnet wird, und nach In-Eingriff-Stehen wieder geschlossen wird. Diese Betätigung des Ventiles lässt sich auf sehr einfache Weise dadurch verwirklichen, dass der Rundschaftmeissel neben seiner Rotationsbewegung um seine eigene Achse eine Axialbewegung durchführt, wenn er mit dem Gestein in Eingriff kommt, wodurch ein Ventilbetätigungsorgan betätigt wird. Eine derartige Vorrichtung erlaubt es nun, dass der Wasserstrahl nur dann gegen das abzubauende Material bzw. gegen die Rundschaftmeisselspitze gerichtet wird, wenn dieselbe in Eingriff mit dem abzubauenden Material ist. Dieses In-Eingriff-Stehen kann jedoch auch bei in Arbeitsposition befindlichem Rundschaftmeissel alternierend auftreten, wenn beispielsweise Hohlräume im Gestein - sei es von Natur aus oder durch Herausbrechen entsprechender Gesteinsbrocken - durch den vorgeschalteten Rundschaftmeissel bereits bedingt sind. Wie aus diesen Ausführungen zu entnehmen, kommt es zu einer hohen periodischen Beanspruchung der Rundschaftmeissel, wenn der Schaft zur Steuerung von Ventilen verwendet werden soll. Wesentlich für die Funktion derartiger Rundschaftmeissel und damit für die gleichmässige Abnutzung des Meissels ist, dass sich derselbe im Meisselhalter drehen kann. Durch die Werkstoffpaarung Meisselhalter und Meisselschaft z.B. identes Material, und durch ein möglichst geringes Spiel zwischen diesen beiden ist eine derartige optimale Drehbewegung gewährleistet. Weiters ist es erforderlich, dass sowohl der Schaft des Meissels als auch der Meisselhalter aus einem Material aufgebaut sind, das entsprechend schlagunempfindlich ist, wobei gleichzeitig eine hohe Massgenauigkeit und ein hoher Formveränderungswiderstand vorhanden sein sollen, dass auch bei Temperaturerhöhungen, z.B. durch Reibungswärme des Schaftes im Meisselhalter, durch zusätzliche externe Wärmebeaufschlagung und dgl. kein Verziehen bzw. Verspannen auftritt. Anderseits soll der Meissel so aufgebaut sein, dass die Kooperationsflächen zwischen Ventilbetätigungsorgan und jenem Bereich des Meissels, welcher mit dem Ventilbetätigungsorgan kooperiert, einem besonders geringen Verschleiss unterliegt. Aus diesem Grunde ist es bereits bekannt geworden, Hartmetalleinsätze auf dem Ventilbetätigungsorgan vorzusehen, was zu einer besonders raschen Zerstörung des Schaftendes führt, womit keinerlei sichere Funktion der Ventile und auch der Drehbewegung des Meissels im Meisselhalter gewährleistet ist. Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine gleichmässige bzw. gleichzeitige Abnutzung des Schaftendes bzw. des Ventilbetätigungsbereiches des Meissels und des schneidenden Teiles des Meissels ermöglicht, wobei eine höhere Lebensdauer des Ventilbetätigungsorganes gewährleistet sein soll, bei welcher weiters sichergestellt ist, dass keine unnötige Erhöhung der Masse des Meissels bedingt ist, und eine freie Drehbewegung des Meisselschaftes im Meisselhalter auch bei Wärmebeanspruchung gewährleistet ist. Die Erfindung geht von einem Stand der Technik, wie er durch die AT-PS 358.510 gebildet ist, aus, in welcher eine Vorrichtung zum Abbau von Gestein, Erzen od. dgl., insbesondere Vortriebsmaschine mit einer auf einem Werkzeugträger fest angeordneten Vielzahl von Meisselhaltern, die eine im wesentlichen zylindrische Ausnehmung aufweisen, in welcher ein zumindest teilweise zylindrischer Meisselschaft eines Rundschaftmeissels dreh- und schiebbar angeordnet ist, Düsen, vorzugsweise im Meisselhalter mit Flüssigkeitszuleitungen und in diesen angeordneten Ventilen, die über den Meissel, vorzugsweise den Endbereich, des mit dem Gestein in Eingriff bringbaren abgewandten Endes des Meisselschaftes und einem Ventilbetätigungsorgan steuerbar sind, beschrieben ist. Die Erfindung besteht nun im wesentlichen darin, dass der Betätigungsbereich, insbesondere der Endbereich des Meisselschaftes und/oder der mit dem Betätigungsbereich in Eingriff bringbare Bereich des Ventilbetätigungsorganes zumindest mit zwei voneinander unterschiedlichen Werkstoffen aufgebaut ist/sind, die metallisch miteinander, insbesondere durch Schmieden oder Schweissen od. dgl. verbunden sind, wobei vorzugsweise die Härte des Betätigungsbereiches des Meissels um zumindest 5 HRC geringer ist, als der mit dem Meisselschaft in Eingriff bringbare Bereich des Betätigungsorganes. Mit einer derartigen Vorrichtung ist sichergestellt, dass der Rundschaftmeissel im Meisselhalter frei bewegt werden kann, da aufgrund der metallischen, also metallurgischen und nicht gelöteten Verbindung, zwischen den beiden unterschiedlichen Werkstoffen ein Spannungsausgleich gegeben ist, sodass es zu keinem Verziehen des Rundschaftmeissels auch bei höheren thermischen Beanspruchungen kommen kann, wobei gleichzeitig keine Gewichtserhöhung, wie dies beispielsweise durch Einsetzen, z.B. Einlöten eines Schwermetallstiftes gegeben wäre, bedingt sein muss, sodass die Ansprechzeit des Ventiles kurz gehalten wird, aufgrund der geringen Masseträgheit des Mei ssels, wobei durch die Einhaltung der angegebenen Härtedifferenz einerseits die Standzeit des Rundschaftmeissels mit der Einsatzzeit des Hartmetallstiftes, welcher im schneidenden Einsatz im Gestein steht, in Übereinstimmung gebracht wurde, und anderseits die erforderlichen hohen Standzeiten des Ventilbetätigungsorganes, z.B. eines Ventilstössels, ebenfalls gewährleistet sind. Der erfindungsgemässe Rundschaftmeissel besteht im wesentlichen darin, dass der Meissel an seinem Ventilbetätigungsbereich, insbesondere an seinen dem mit dem Gestein in Eingriff bringbaren Ende abgewandten Endbereichen eine metallisch verbundene, insbesondere durch Schweissen und/oder Schmieden od.dgl. verbundene Schicht aus einem harten Material, insbesondere zumindest 55 HRC aufweisenden Material, versehen ist. Bei einem derartigen Rundschaftmeissel ist sichergestellt, dass die Standzeit des Ventilbetätigungsbereiches mit der Standzeit der Schneidorgane abgestimmt ist, wobei der Ventilstössel od. dgl. eine grössere Härte mit erforderlicher Zähigkeit des Materials noch aufweisen kann. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Rundschaftmeissels besteht darin, dass die metallische Schicht in einer im wesentlichen zentrischen Ausnehmung im Endbereich vorgesehen ist. Ein besonders einfach herzustellender Rundschaftmeissel wird dadurch erhalten, dass die metallische Schicht durch Auftragschweissen aufgebracht ist. Gemäss einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung weist die metallische Schicht am Rundschaftmeissel und/oder Ventilbetätigungsorgan zwischen 0,3 bis 3,1 Gew.-% Kohlenstoff, zwischen 0,7 und 2,5 Gew.-% Silizium, zwischen 5,0 und 33,0 Gew.-% Chrom, bis 2,5 Gew.- Mangan und bis 2,0 Gew.-% Molybdän auf. Eine derartige Legierung weist sowohl die erforderliche Härte als auch- Korrosions- und Abriebbeständigkeit auf, um entsprechende Standzeiten zu gewährleisten. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Meisselhalter mit Meissel- und Ventilbetätigungseinrichtung teilweise im Schnitt und Fig. 2 Ausführungsformen von Rundschaftmeisseln. Der in Fig. 1 dargestellte Meisselhalter 1 weist eine im wesentlichen zylindrische Ausnehmung 2 auf, in welcher ein Rundschaftmeissel 3 über seinen zylindrischen Schaftbereich 4 angeordnet ist. Die zylindrische Ausnehmung 2 weist eine Verengung 5 auf, durch welche der verjüngte Schaft mit seinem Endbereich 6 ragt. In der zylindrischen Ausnehmung 2, und zwar vor seiner Verengung, liegen zwei Tellerfedern 7, durch welche der Rundschaftmeissel im unbelasteten Zustand in seine Lage gedrückt wird. Der Endbereich 6, welcher den Betätigungsbereich für das Ventilbetätigungsorgan 7a dargestellt, kooperiert mit diesem. Das Ventilbetätigungsorgan 7a wird durch eine Zugfeder 8 in der Geschlossenstellung gehalten. Das Ventil 9 weist eine Zuleitung 10 und eine Ventilsitz 11 auf. Das Ventil mündet in eine im Meisselhalter vorgesehene Düse 12. Die Funktion ist nun folgendermassen: Kommt der Rundschaftmeissel mit dem Gestein in Eingriff, so wird die Feder 7 zusammengedrückt, und es kommt der Betätigungsbereich 6 des Rundschaftmeissels mit dem Betätigungsbereich mit dem Ventilbetätigungsorgan 7a in Eingriff, wodurch die Zugfeder 8 gespannt und der Ventilsitz 11 freigegeben wird. Es kann somit Druckmedium von der Zuleitung 10 zur Düse 12 gelangen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann der Rundschaftmeissel an seinem Betätigungsbereich eine durch Schmieden verbundene Scheibe 15 aus einem Stahl folgender Zusammensetzung in Gew.-% C 2,1, Si 0,3, Mn 0,3, C r 12,0, W 0,7 mit einer HRC 50 aufweisen, wobei als Material für das Rundschaftmeissel 42CrMo4, HRC 45 dient. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass im Betätigungsbreich eine Ausnehmung 13 vorgesehen wird, in welcher z.B. durch Schweissen oder Elektroschlackeumschmelzen ein kegeliger Einsatzkörper 14 aufgebaut wird. Geeignete Elektroden weisen z.B. folgende Zusammensetzung in Gew.-% auf: 1) C 0,5, Si 2,3, Mn 0,4, Cr 9,0, HRC 56 2) C 0,5, Si 0,8, Mn 1,3, Cr 6,9, Mo 1,3, Nb 0,5 HRC 58 3) C 3,0, Si 1,1, Mn 0,8, Cr 30,5, Mo 0,6, HRC 60 4) C 0,36, Si 1,1, Mn 0,4, Cr 5,2, Mo 1,4, W 1,3, V 0,3, HRC 57,5. Beispiele für Werkstoffe für den Betätigungsbereich des Ventilbetätigungsorganes und/oder des Rundschaftmeissels sind ein Hartmetall mit Wolframkarbid und ca. 12 - 15 Gew.-% Kobalt; ein Schnellstahl mit in Gew.-% C 0,85, Si 0,4, Mn 0,4, Cr 4,5, W 6,7, Mo 5,6, V 2,0 Rest Eisen, einer Härte HRC 66, Manganhartstahl mit in Gew.- C 1,2, Si 0,4, Mn 12, Rest Eisen.

Claims: Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Abbau von Gestein, Erzen od. dgl., insbesondere Vortriebsmaschine mit einer auf einem Werkzeugträger fest angeordneten Vielzahl von Meisselhaltern (1), die eine im wesentlichen zylindrische Ausnehmung (2) aufweisen, in welcher ein, zumindest teilweise zylindrischer Meisselschaft (4) eines Rundschaftmeissels (3) dreh- und schiebbar angeordnet ist, Düsen (12), vorzugsweise im Mei sselhalter (1), mit Flüssigkeitszuleitungen (10) und in diesen angeordneten Ventilen (9), die über den Meissel (3), vorzugsweise den Endbereich (6), des mit dem Gestein in Eingriff bringbaren abgewandten Endes des Meisselschaftes (4) und einem Ventilbetätigungsorgan (7a) steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsbereich, insbesondere der Endbereich (6) des Meisselschaftes (4) und/oder der mit dem Betätigungsbereich in Eingriff bringbare Bereich des Ventilbetätigungsorganes (7a) zumindest mit zwei voneinander unterschiedlichen Werkstoffen aufgebaut sind, die metallisch miteinander, insbesondere durch Schmieden und/oder Schweissen od. dgl. verbunden ist/sind, wobei vorzugsweise die Härte des Betätigungsbereiches des Meissels zumindest um 5 HRC geringer ist, als der mit dem Meisselschaft (6) in Eingriff bringbare Bereich des Ventilbetätigungsorganes (7a). 2. Rundschaftmeissel für die Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Meissel (3) an seinem Ventilbetätigungsbereich (6) eine metallisch verbundene, insbesondere durch Schweissen und/oder Schmieden verbundene Schicht (15) aus einem harten Material, insbesondere zumindest 55 HRC aufweisenden Material, aufweist. 3. Rundschaftmeissel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht (14) in einer im wesentlichen zentrischen Ausnehmung (13) im Endbereich (6) vorgesehen ist. 4. Rundschaftmeissel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht durch Auftragsschweissen aufgebracht ist. 5. Rundschaftmeissel nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht zumindest 0,3 bis 3,1 Gew.-% Kohlenstoff, 0,7 bis 2,5 Gew.-% Silizium, 5,0 bis 33,0 Gew.-% Chrom, bis 2,5 Gew.-% Mangan, und bis 2,0 Gew.-% Molybdän aufweist.

Inventors: BRENNSTEINER, ERNST, DR., KOMAZ, JOHANN
Applicants: VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AKTIENGESELLSCHAFT (VEW)
Application year: 1985
Main classification: E21C35
IPC codes: E21C35