NO800272L - Skjaereverktoey. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en forbedret skjærinnrétning

for et skjæreverktøy og en forbedret fremgangsmåte for å fast-

holde en skjæreverktøyinnsats i et spor anordnet i et metallisk skjærehode. e.l. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen en fjellbor-skjærinnretning som har en karbidinnsats som holdes i et spor i et skjærehode ved hjelp av en avsmalnende pinne som er an-

ordnet i ikke-ettergivende friksjonsinngrep med bunnflaten av karbidinnsatsen..

Fra tidligere er det kjent mange forskjellige eksempler på skjæreverktøyer. I noen anvendelser, f.eks. i bergverksdrift,

har man funnet det hensiktsmessig å innlemme skjærespisser, så

som karbidinnsatser, ved skjæreverktøyenes skjærepunkter. Eksempelvis U3 patent nr. 3 820 849 viser bruk av karbidspisser

i fjellboremaskiner. Slike karbidspisser er ytterligere omtalt

, i "Fullfacer Tunnelling Machines", Atlas Copco, juni 1975, s. 10. Denne brosjyre viser en fremgangsmåte for fastholdelse av en karbidspiss eller en innsats på plass på et fjellboreskjær ved hjelp av slaglodding.

Teknikkens stand viser mange alternative metoder og anordninger

for fastholdelse av skjærespisser på plass på skjæreverktøyer.

US patent nr. 1 14 3 27 5 viser bruk av en klemanordning. US patent nr. 2 326 908 viser skruer eller bolter som kan benyttes til å holde skjæresegmenter for borskjær på plass. US patent.nr.

3 143 177 viser et karbidskjær sementert til en flate på et verk-tøy. US patent nr. 3 271 080 viser bruk av. en fjærbelasted klemme for. å utøve en holdekraft mot et skjærstål, samt bruk av en pinne for å motvirke slik kraft når det er ønskelig å bytte

ut eller forskyve skjærstålet. US patent nr. 4 057 294 viser generell bruk av et labbelement som sideveis tvinges til riktig ' stilling i en basisdel ved hjelp av en sylindrisk pinne.

Holdeanordningene og apparatene som tidligere er kjent savner

den enkelhet som er nødvendig for å kunne muliggjøre rask utskifting av skjæreinnsatser. Videre krever slike tidligere kjente anordninger hjelpeoperasjoner så som klemming, bolting, fjærbe-lasting ;og gjenging, noe som ikke bare er tidkrevende, men som også krever ytterligere produksjonsomkostninger. Disse og andre

tidligere kjente anordninger krever bruk av nøkler, skrunøkler, skrutrekkere og annet hjelpeverktøy som kan være vanskelig å

bringe på plass, bruke og dreie, spesielt i det bruksmiljø som skjæreverktøyene benyttes i.

Det er også ganske klart at forbedrede konstruksjoner og tekno-logisk utvikling når det gjelder maskineri for bergverksdrift og fjellboring fører til bruk av større verktøy. Denne tendens mot større og sterkere verktøy forventes å fortsette i fremtiden. Av denne grunn vil raskt utskiftbare og effektive spissinnretninger ha meget store fordeler for større verktøy i fremtiden.

Det. er således ønskelig med en ny og forbedret spiss for. et skjæreverktøy som sikrer en skjæreverktøyinnsats<1>stilling med

en avsmalnende pinne av relativt enkel konstruksjon og som til-later, rask utskifting av slike innsatser, samt likeledes til-

later utskifting av skjærespisser.på bruksstedet.

Foreliggende oppfinnelse kan sammenfattes ved at den tilveiebringer et skjær for et skjæreverktøy omfattende et metallisk skjære-legeme som har et øvre legemsparti med et spor derigjennom, en skjæreverktøyinnsats som er anordnet i sporet, og en avsmalnende pinne som er anordnet i en avsmalnende åpning i skjærehodet i ikke-ettergivende friksjonsinngrep med en bunnflate på innsatsen.

Blandt de fordeler foreliggende oppfinnelse oppviser er en ny

og forbedret skjærinnretning for et skjæreverktøy som erkarakterisert vedsin enkle konstruksjon.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en

ny skjærinnretning for et skjæreverktøy i hvilket en skjæreinn-sats holdes i stilling uten bruk av bolter, gjengede tapper, kleminnretnihger, fjærer, skruer e.1.,■men som istedenfor holdes i stilling av det ikke-ettergivende friksjonsinngrep mellom en enkelt avsmalnende pinne og innsatsen.

En fordel ved foreliggende oppfinnelse er at den tilveiebringer

én skjærinnretning hvor en karbidinnsats lett og effektivt kan installeres og fjernes ved å drive inn og fjerne en avsmalnende

pinne i og ut av friksjonsinngrep med en bunnflate på innsatsen. Slik installasjon og fjerning kan lett oppnås ved. å bruke en hammer e.l. anordning for å utøve en kraft mot pinnens større ende ved installasjon og mot dens mindre ende for fjerning.

En annen fordel med foreliggende oppfinnelse er at den i sammen-ligning med tidligere kjente anordninger med hjelpelåsemekanismer så som klemmer, bolter og skruer må renses for å kunne tillate anbringelse av en skrunøkkel, skrutrekker e.l. for å muliggjøre fjerning av den fastklemte eller fastboltede gjenstand, krever pinneinnretningen ifølge foreliggende oppfinnelse ikke rensing forut for fjerning av spissen.

En ytterligere fordel ved foreliggende oppfinnelse er at den tilveiebringer en skjærinnretning for et skjæreverktøy som til-later utskifting av skjæreinnsatser på bruksstedet.

Disse og andre formål og fordeler vil forstås bedre av følgende beskrivelse av de utførelseseksempler som er vist på vedføyedé tegninger. Fig. 1 er en perspektivisk skisse, delvis r snitt, av et verk-tøyskjær ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et sideriss, delvis i snitt, av verktøyskjæret vist på fig. 1. Fig. 3 er et frontriss, delvis i snitt, av verktøyskjæret vist på fig. 1. Fig. 4-6 er perspektiviske skisser av alternative former av avsmalnende pinner ifølge foreliggende oppfinnelse.. Fig. 1-3 viser en foretrukket utførelsesform av en sammen-stilling av et skjæreverktøy og et skjær ifølge foreliggende oppfinnelse. Det skal påpekes at mange forskjellige fjellskjære-verktøyer og bergverksverktøyer kan benytte anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse. Oppfinnelsen er således ikke ment å skulle være begrenset på noen måte til det verktøy som er vist

på tegningene. Tegningene viser at skjæreverktøyet omfatter et skjærehode som er generelt betegnet.med. henvisningstall 10. Skjærehodet 10 er typisk av metall og er fortrinnsvis fremstilt av smidd stål som er maskinert til nødvendig dimensjon. Skjær-hodet 10 er typisk forsynt med et øvre legemsparti 12 og et forankringsparti 14 integrert med dette. Forankringspartiet 14

er konstruert for montering på en skjæreskive med stor diameter for en spesiell skjæremaskin. Forskjellige forankringer.inklusive den viste T-forankring, er tidligere kjent.

Det øvre legemsparti 12 av skjærehodet iO vist på tegningene, strekker seg oppad i forhold til forankringspartiet 14 i stort sett rektangulær form og består av en fremre endevegg 16, en bakre vegg 18, en toppendevegg 20 og sidevegger 22.

Ved eller nær forbindelsen mellom toppendeveggen 2 0 og frontendeveggen 16 er det et spor 24. Sporet 24. er åpent i det minste på en av sideveggene 22, og i en foretrukket utførelse strekker det seg fra den ene sidevegg 22 gjennom det øvre legemsparti 12

av skjærehodet 10 til den andre sidevegg 22. Sporet dannes av en bunn 28, en øvre innvendig flate 30 og en nedre innvendig flate 32. Fortrinnsvis er bunnen 28 og de innvendige flater 30

og 32 av sporet stort sett plane.

Sporet 24 er avsmalnende i skjæreverktøyinnretningen ifølge oppfinnelsen. Ved avsmalnende menes det her at en åpning 26 som danner avstanden mellom toppendeveggen 2 0 og den fremre endevegg 16 ved sporet 24, er mindre enn bredden av bunnpartiet av sporet

24. I den foretrukne utførelse vist på tegningene er sporet 24

utført avsmalnende ved å la verktøyskjærinnretningen ha en vinkel a eller b på mindre enn 90° mellom bunnen 28 og hver av

de innvendige flater 30 og 32. Man har funnet at ved å gi

. disse vinkler a eller b en størrelse på fra 70 til mindre enn

90°, får man tilstrekkelig sterke fjellboreskjær o.l., og vinkler mellom 80 og 85°er å foretrekke. Fagmannen'vil forstå at krumme innerflater (ikke vist) også kan benyttes for å danne et avsmalnende spor ifølge oppfinnelsen, forutsatt at slike krumme flater danner en åpning 2 6 som har mindre bredde énh bunnen av sporet 24. Bunnen av sporet kan sies å omfatte ethvert

parti under åpningen 2 6 og skal ikke nødvendigvis være begrenset til det nederste parti av sporet 24.

I et sentralt parti av skjærehodet 10 ifølge foreliggende oppfinnelse befinner det seg en åpning 34 som strekker seg fra en endevegg så som den fremre endevegg 16.og/eller toppendeveggen 20. I den foretrukne konstruksjon vist på tegningene begynner åpningen 3 4 ved frontendeveggen 16 og avsmalner jevnt innad fra denne til toppendeveggen 20. Det vil forstås at endringer her kan gjøres slik at åpningen avsmalner. innad fra toppendedeveggen 20 mot frontendeveggen 16. Avsmalningsvinkelen c for åpningen

34 er mindre enn 5°,. og er fortrinnsvis mellom 1 og 3°. Lengdeaksen av den avsmalnende åpning bør være hovedsakelig parallell med den plane bunn 28 av spalten 24. Fortrinnsvis er lengdeaksen av den avsmalnende åpning 34 og den plane bunn 28 av spalten 24 mindre enn 15 min. ut av parallellitet. Åpningen 34 som. smalner innad gjennom et sentralt parti av verktøyskjærinnretningen ifølge foreliggende oppfinnelse, skjærer i det minste et sentralt parti av den plane biinn av spalten 24. Således skjærer åpningen 34 og sporet 24 hverandre ved sporet 24 bunn 28 for å gi et middel for fysisk forbindelse mellom disse av grunner som skal forklares i detalj nedenfor.

En skjæreverktøyinnsats.40, så som en karbidinnsats er anordnet

i sporet 24 av skjærinnretningen ifølge oppfinnelsen. Sporet 24 og innsatsen 40 er konstruert med tilsvarende dimensjoner,

slik det er vanlig innen dette tekniske felt, for å gi en trang passning. For å plassere innsatsen 40 i det avsmalnende spor

24, vil det forstås at innsatsen 40 må skyves sideveis inn på plass slik at bunnplaten 42 av innsatsen 40 anbringes mot bunnen 28 av sporet 24, at en første vegg 44 anbringes mot den øvre innvendige flate 30v av sporet 24, og at en andre vegg 4 6 anbringes mot den nedre innvendige flate 32 av sporet 24. I en foretrukket utførelse er innsatsens 4 0 og. sporets 28 ovennevnte flater stort sett plane. Som vanlig er for slike skjæreverktøyinnsaster 40, strekker den første og andre vegg 4 0 og 46 på innsatsen 40 seg utad i forhold til sporet 24 gjennom sporåpningen 2 6 og ført sammen for å danne en skjæréegg 48. Sideveggene 52 og 54 på innsatsen

40 er fortrinnsvis plane og ligger hovedsakelig i forlengelsen av, eller omtrentlig i samme plan som sideveggene 22 av det øvre legemsparti 12 av skjærehodet 10. •Eh avsmalnende pinne 60, fortrinnsvis av sylindrisk konstruksjon, er anordnet i åpningen 34 i skjærehodet 10. Denne pinne 60 er forsynt med en avsmalningsvinkel på mindre enn 5°. Som det vil forstås, er den avsmalnende pinne 60 fortrinnsvis.konstruert med en vinkel og et tverrsnitt som stort sett er lik den avsmalnende åpnings 34 dimensjoner. Selv om slike sylindriske konstruksjoner er å foretrekke, vil det forstås at forskjellige polygonale tverrsnitts-konfigurasjoner forsynt med en langsg<å>ende .avsmalning på mindre enn 5°, også kan benyttes både for åpningen 34 og" pinnen 60 ifølge foreliggende oppfinnelse. Alternative pinne-former er vist på fig. 4-6. Det vil forstås at fasongen av åpningen 34 og pinnen 60 må passe til hverandre i hvert enkelt tilfelle.

Pinnen 60, som er plassert i åpningen 34, kan drives til ikke-ettergivende friksjonsinngrep med i det minste omtrent 50% av

den eksponerte bunnflate 42 på innsatsen 40. Sådant inngrep kan lett tilveiebringes ved hjelp av et verktøy så som en hammer.

Ved å slå mot hodet 62 av pinnen 60 i den avsmalnende retning, blir pinnen 60 sittende fast i åpningen 34 i verktøyskjærinn-retningen. Samtidig drives pinnen 60 til kontakt med den eksponerte bunnflate 42 på innsatsen 40, slik at når pinnen 60 låses

i stilling i åpningen 34, tvinges innsatsen 40 oppad og utad mot

øvre og nedre innvendige flate 30 og 32 av sporet .24. Anbringelse av'pinnen 6 0 i åpningen på denne måte har vist seg tilstrekkelig til å holde innsatsen 40 i riktig stilling uten at den kan fjernes derfra i innsatsens 40 levetid. Mer spesielt tilveiebringer

verktøyskjærinnretningen ifølge foreliggende oppfinnelse en låse-mekanisme med en avsmalnende pinne som ikke krever slaglodding av innsatsen i stilling på skjærehodet. Det vil forstås at en slik.låsemekanisme krever betydelig mindre tid og omkostninger for installasjon og utskifting.

Ved innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse blir den avsmalnende pinne 60 effektivt fastholdt i åpningen 34 og.mot bunn flaten 42 av innsatsen 40, eller, som i en foretrukket utførelse, mot et spor 50 anordnet i bunnflaten 42 av innsatsen 40. En

slik pinne, som-drives til ikke-ettergivende friksjonsinngrep med innsatsen 40, forblir i stilling til tross for.alle påvirkende krefter, med eneste unntak av en kraft rettet langsetter pinnens akse i retning fra den indre diameter enn 63 mot det større hode 62- av pinnen 60. Ved bruk av skjæreverktøyet kan de krefter som, utøves mot innsatsen 40 være meget store. Imidlertid er slike krefter rettet mot flatene på innsatsen 40, typisk den flate som ligger hovedsakelig i ett med frontendeveggen 16 på skjæreverktøyet. Slike krefter absorberes av skjæreverktøyets legeme og innvirker ikke uheldig på plasseringen av den avsmalnende pinne 60 som låser innsatsen 40 i stilling.

Fjerning og utskifting av innsatsen 40 i verktøyskjæret ifølge foreliggende oppfinnelse er enklere enn i den kjente teknikk. Siden innsatsen 40 ikke behøver slagloddes i stilling, er utskifting mulig på en enkel måte. Ved å slå mot den avsmalnende pinne 60 ved dens minste diameter motsatt hodet 62, vil pinnen løsnes i åpningen 34. I en foretrukket utførelse er pinnen 60 konstruert med tilstrekkelig lengde til at enden 63 med minst diameter rager noe ut av toppendeveggen 20 for å lette fjerning av pinnen 60. I en alternativ utførelse kan et utbankingsverktøy måtte benyttes for å nå den smaleste enden av pinnen 60 beliggende innenfor toppendeveggen 20. Ved å slå mot den smale ende av pinnen 6 0 med en hammer elleir et hjelpe verktøy, løsnes pinnen 60, og innsatsen 40 frigjøres fra sitt ikke-ettergivende friksjonsinngrep med denne.

Det vil således forstås at verktøyskjærinnretningen ifølge foreliggende oppfinnelse muliggjør utskifting av karbidinnsatser 40 på arbeidsstedet, så som i gruver eller tunneler. Således behøver hele verktøyskjæret ifølge oppfinnelsen ikke å kastes når det kun er nødvendig a skifte ene innsats 40. I de fleste anvendelser behøver man ikke å fjerne verktøyskjæret fra skjære-skiven, og heller ikke behøver man å bevege skjæremaskinen eller verktøyet bort fra arbeidsstedet for å kunne bytte ut innsatsen 40. Denne forenklede konstruksjon av låsemekanismen sammen méd dens beviste pålitelighet i verktøyskjærinnretningen ifølge

oppfinnelsen, er en betydelig fordel for angjeldende bransje.

I en foretrukket utførelse av verktøysk jærinn.rétningen. ifølge . oppfinnelsen, kan et parti av bunnflaten 42 på innsatsen.40

være fjernet slik at det dannes et spor 50 i innsatsen 40 som hovedsakelig tilsvarer fasongen av pinnen 60, og som gir et profilert sete for denne. Det vil forstås at et slikt spor 50

kan gi øket beskyttelse mot sideveis bevegelse av innsatsen 40 under bruk i visse skjære- eller mineringsanvendelser. Når e't slikt spor 50 er tilveiebragt, bør et øvre parti av åpningen 34 ligge hovedsakelig i. samme horisontale og vertikale plan som sporet 50.

Det utførelseseksempel som er beskrevet i det foregående, er

det som antas å være den mest fordelaktige utførelse av oppfinnelsen.. For fagmannen vil det imidlertid være klart at mange variasjoner av de illustrerte detaljer kan utføres uten å avvike fra oppfinnelsen..

Claims (14)

1. Anordning ved et øvre legemsparti for et skjæreverktøy, karakterisert ved at det omfatter: ' et spor (2 4) som har en bunn (28), en første innvendig flate (3 0) og en andre innvendig flate (32) som hver strekker seg bunnen og danner vinkler med denne på mindre enn 90°, hvilket spor: strekker seg fra.en sidevegg av det øvre legemsparti (12) til den andre sidevegg, og hvilket spor (24) er åpent motsatt bunnen (28), og en hovedsakelig sylindrisk åpning som strekker seg frå en vegg av det øvre legemsparti, hvilken åpning (34) avsmalner innad med en vinkel på mindre enn 5°, idet lengdeaksen av den avsmalnende åpning er stort sett parallell med sporets bunn (28), og idet i det minste et øvre parti av nevnte åpning skjærer et sentralt parti av bunnen (28) av sporet, en innsats (40) anordnet i sporet (24), hvilken innsats har en bunnflate (42) anordnet mot bunnen (28) av sporet," en første vegg (46) anordnet mot den første innvendige flate (30) av sporet, og en andre vegg (44) anordnet mot den andre innvendige flate-(32) av sporet, idet nevnte første og andre vegger av innsatsen strekker seg.utad fra sporet (24) gjennom sporets åpning og konvergerer for å danne en skjæreegg (48), og en pinne (60) som avsmalner mindre enn omtrent 5° i forhold til sin lengdeakse, hvilken avsmalning er hovedsakelig lik avsmalningen av åpningen (34), hvilken pinne har en tverrsnitts-dimensjon som stort sett tilsvarer tverrsnittsdimensjonen av åpningen, idet pinnen (60) er anordnet i åpningen (34) i ikke-ettergivende friksjonsinngrep langs i det minste 50% av bunnflaten (42) av innsatsen (40) som står i forbindelse med åpningen (34) ved skjæringen mellom åpningen (34) og bunnen (28) av sporet (24).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at åpningen (34) og pinnen (60) avsmalner med en vinkel på mellom 1 og 3°.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at lengdeaksen av den avsmalnende åpning (34) og den plane bunn (28). av sporet (24) ligger mindre enn 15.min. ut av. parallellitet.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at innsatsen (40) er av karbid..

5.. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at innsatsen (40) er forsynt med et langsgående spor (50) i og langs bunnflaten, i hvilket spor pinnen (60) er anordnet i ikke-ettergivende friksjonsinngrep.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at skjæreverktøyet har et forankringsparti (14) for montering på en skjæreskive.

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at forankringspartiet (14) er integrert med det øvre legemsparti (12) for skjæreverktøyet.

8. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at sideveggene (52, 54) av innsatsen (40) forløper stort sett i forlengelsen av sideveggene (22) av det øvre parti (12) av skjæreverktøyet.

9. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved' at vinklene mellom bunnen (28) og hver av dé innvendige flater (30, 32) av sporet (24) er mellom 7 0 og mindre enn 90°.

10. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at vinklene mellom bunnen (28) og hver av de innvendige flater (30, 32) av sporet (24) er mellom 80 og 85°.

11. Anordning ifølge krav 5, karakterisert v e> d at det langsgående spor (50) anordnet i og langs bunnflaten (42) av innsatsen (40) ligger hovedsakelig samme vertikale og horisontale plan som et øvre parti av åpningen (34).

12. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den avsmalnende åpning (34) strekker seg full-stendig, gjennom det øvre legemsparti (12) av skjæreverktøyet.

13. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at den smaleste ende av den avsmalnende pinne (60) rager ut fra det øvre legemsparti (12) av skjæreverktøyet.

14. Skjærinnretning for et skjæreverktøy, karakterisert ved at det omfatter: a) et metallisk skjærehode (10) som har et øvre legemsparti (12) som omfatter: en fremre endevegg (16), en bakre vegg (18), en toppendevegg (20), sidevegger (22), et spor (24) som strekker seg fra en sidevegg (22) mot den andre (22), hvilket spor er åpen ved forbindelsen mellom toppendeveggen (20) og f rontendeveggen (1.6) , hvilket spor defineres av en bunn (28), en øvre innvendig flate (30), en nedre innvendig flate (32), idet vinklene som dannes mellom bunnen (28) og hver av de innvendige flater (30, 32) hver er mindre enn 90°, og en stort sett sylindrisk åpning (34) som strekker seg fra en endevegg (16) gjennom et sentralt parti av det øvre i-legemsparti (12), hvilken åpning avsmalner innad med en vinkel på mindre enn 5°, idet lengdeaksen av den avsmalnende åpning (34) er stort sett parallell med bunnen (28) av spOrét (24), og idet i det minste et øvre parti av åpningen (34) skjærer et sentralt parti av bunnen (28) av sporet, b) en skjæreverktøyinnsats (40) anordnet i sporet (24), hvilken innsats har en bunnflate (42) anbragt mot bunnen (28) av sporet, en første vegg (46) anbragt mot den øvre sideflate (30). av sporet, en andre vegg (44) anbragt mot den nedre Innvendige flate (32) av sporet, idet de første -og andre vegger av innsatsen strekker seg utad fra sporet gjennom sporets åpning (26) og konvergerer slik at de.danner en skjære-kant (48) , og c) en pinne (60) som avsmalner med mindre enn omtrent 5° i forhold til sin lengdeakse, hvilken avsmalning stort sett er lik avsmalningen av åpningen (34), og hvilken pinne (60) har tverrsnittsdimensjoner som stort sett er lik tverrsnittsdimen-sjonene av åpningen (34), hvilken pinne (60) er anordnet i åpningen (34) i ikke-ettergivende friksjonsinngrep langs I det minste- 50% av den bunnflate av skjæreverktøyinnsatsen som står i forbindelse med åpningen ved skjæringen mellom.åpningen og' bunnen av sporet.