用于地面铣床的凿削装置以及防磨凿的制作方法
【专利说明】用于地面铣床的凿削装置以及防磨凿
[0001]本发明涉及用于地面铣床的包括防磨凿子的凿削装置和凿子。
[0002]使用这种凿削装置和凿子的工程机械特别是地面铣床(例如路面铣刨机、反复循环器、稳定装置或者露天采矿机)常常用于道路建筑或者路径建筑或者用于天然资源的表面开采。它们包括机器框架、操作者平台、多个履带以及驱动发动机(通常是柴油机)。地面铣床的关键元件为铣刨滚筒，通常安装为在铣刨滚筒箱中旋转。通常来说，这样的铣刨滚筒的特征在于支撑管的形状为中空柱状，在其柱形外表面上设置有多个铣削工具。这些铣削工具常常设计为凿削装置，每一个凿削装置都包括至少一个连接到支撑管的凿子保持器和一个安装在所述凿子保持器中的铣削凿。在地面铣床工作期间，铣削工具通过铣削滚筒的旋转而被驱动作用于地面，因此地面材料被铣削到所需的铣削深度。铣削掉的材料随后例如通过排放传送带而沿向前方向或者相反于向前方向传递到输送车辆并被运走。
[0003]操作期间，铣削凿子自然特别地承受到了高度应力，且因此具有相对较快的磨损速度。因此需要常常更换。为了最小化由此造成的成本，需要铣削凿子在高度简化和可负担的设计的同时具有最大化的使用寿命。
[0004]通用凿子装置包括凿子保持器和凿子，特别是圆轴凿。该凿保持器安装在(比如焊接到)铣削滚筒的柱状外表面上，且铣削凿子插入到凿保持器的安装孔之中，并以这样的方式保持在其中:当磨损的时候，其可以由操作者尽快直接拆除，从而替换新的铣削凿。不同于一体式变形，凿子保持器也可以包括多个(特别为两个)子单元，比如一个基础保持器和一个快换工具保持器。在这种情况下，基础保持器安装在铣削滚筒上。快换工具保持器可分离地固定到基础保持器上，铣削凿子由快换工具保持器保持住。在所述结构中，铣削凿子和快换工具保持器可以在发生磨损的情况下快速并轻易更换。
[0005]铣削凿子通常包括特别为均质材料(例如钢)制成的基础主体，且其包括轴和头部。铣削凿子的头部通常变成尖部。尖部可由不同材料制成(例如硬质合金)且铜焊到基础主体上。在工具前进方向上，尖部至少部分地位于基础主体的前方。地面铣床的操作期间，铣削凿子通过所述尖部接合地面，并铣削地面。工具前进方向因此是铣削凿接合待磨削的地面并被驱动进入到地面中的方向。为了简化，可以指出，工具前进方向平行于铣削凿子的纵轴线，并从轴朝着尖部运行。在圆轴凿的情况下，横向轴线与圆轴凿子的对称轴线一致。铣削后的材料从地面移除，并经过凿子头部以及部分凿子保持器。为了使得凿子上的磨损尽可能均匀，凿子常常设计为这样的方式:它们在操作期间绕着其自身轴线旋转。根据这个功能，凿子可以分为两个区域。工具区域为凿子从凿保持器凸起的部分，且其包括头部、尖部，并进一步包括位于铣削凿上的装置。铣削凿的这个部分直接与铣削的材料接触，使得大量应力和磨损发生在材料上(特别在这个区域)。换句话说，工具区域限定了操作期间从凿保持器上凸起的铣削凿区域，或者更特别地，在这个位置其插入到凿保持器中。第二个区域为轴区域，或者更特别是保持器区域，大体上包括铣削凿轴，且在澡作期间由凿保持器围绕并由保持器从外部盖住。
[0006]通用凿子已被例如DE3112459A1公开。其中公开的凿子包括了钢制的支撑主体，以及包含了陶瓷材料制成的尖部的凿套体。设置陶瓷材料是为了在铣削操作期间引起较少的火花(这在有爆炸尘/空气混合物或者气体的采矿条件下特别相关)。采用通用的地面铣床时，不会设置陶瓷凿，因为它们的制造成本比硬质合金要高得多。此外，具有硬质合金尖部的铣削凿也已被公开，比如在DE4039217A1中。除了尖部之外，耐磨层涂覆到凿子头部以防止头部裂开。然而这种方法也不会使得铣削凿的寿命令人满意。
[0007]已经发现，很多凿子磨损不是因为硬质合金尖部的磨损，而是因为钢制凿子头部的磨损，因此有必要对其更换。铣削后的材料移动经过头部，导致在凿子头部处材料连续损失到以下可能的程度:硬质合金尖部(尽管仍能完全实现功能)在凿子头部失去保持。换句话说，尖部的保持材料在操作期间被侵蚀。这意味着，相对较贵的硬质合金尖部不能在其整个寿命使用，相反，整个凿子变得需要较早替换，尽管尖部的寿命丝毫没有用尽。此外，与此同时对凿保持器的损害常因为这样的破损发生，使得凿保持件也必须替换，也进一步增加了成本。此外，现有技术里面的尖部由于所发生的剪切载荷而不能粘到铣削凿，而是必须焊接到铣削凿的相关支撑部上。焊接引起热量进入材料之中，改变了基础主体的结构。为了获得稳定的最终产品，这样的改变必须通过焊接之后进行进一步的热处理而得到补偿，这进一步地使得生产复杂化并增加生产成本。
[0008]因此本发明的目的在于提拱一种地面铣床的凿削装置，以及用于所述铣削装置的铣削凿子，该装置可以低成本制造并且具有延长寿命的特征。特别地，需要防止依然具有功能的硬质合金尖部在凿子头部区域中发生断裂。
[0009]该目的通过根据独立权利要求的凿削装置和铣削凿而获得。其优选的进一步改进在从属权利要求中揭示。
[0010]这个目的通过用于地面铁床的通用凿削装置而获得。凿子装置的必要元件是包含了安装孔的凿保持器和铣削凿子。铣削凿包括特别地由均质材料制成的基础主体，其基本被分为轴区域(更特别是保持区域)以及工具区域。在地面铣床操作期间，或者更特别是在凿削装置操作期间，轴位于凿保持器的安装孔中，而工具区域则从此处凸起。铣削凿的轴区域(更特别是保持区域)在安装的时候由此被凿保持器保持并与外侧隔开。相反，基础主体的工具区域以及整个铣削凿的工具区域是当插在凿保持器之中的时候从凿保持器凸起的区域。铣削凿进一步包括硬质合金防磨盖，其包括尖部和保护套。防磨盖的尖部构成的区域制成例如锥形(在工具前进方向上)，而整个保护套被设计为在相对于凿子纵轴线的径向上工具区域至少部分地遮盖。根据本发明，防磨盖被设计为:当其在工具区域上就位之时，盖住工具区域外表面的至少70%。这特别地使得可以有效地保护凿基础主体不受磨损。因此，操作周期可以大大延长，而硬质合金盖的整个磨损潜力得以利用。此外，铣削凿相对来说设计简单，理想地仅由两个部件构成，而使得生产升本也相对较低。
[0011]这里的术语“均质材料”是指，凿的基础主体基本仅由一种材料构成，比如钢。此夕卜，基础主体理想地由单个固体件组成。已经安装在铣削凿的工具区域中的防磨盖沿工具前进方向设置在前方，且用作铣削凿(特别是用于铣削凿头部)的防磨，且更特别地用于基础主体的防磨。“防磨”不是说磨损完全消除。由于铣削操作期间有大量的应力施加，这是不可能的。防磨仅仅旨在减缓铣削凿上磨损的进程，且最特别地减缓基础主体的由防磨盖覆盖的部分的磨损。在这个进程中，硬质合金防磨盖自身也承受了磨损。因此其同时发挥两种用途。首先，其用作铣削凿的工作部，并且切割(或更特别地直接铣削)地面，其次，其保护了由其覆盖的铣削凿部分不受到所铣削的材料的直接影响，由此引起的磨削得以减少。在下列情况下，特别长的寿命得以获得:当防磨盖设计为被覆盖的铣削凿的表面足够大而可以减缓磨损，并由此防止凿子基础主体材料发生损失而导致在尖部寿命尾声之前操作期间尖部从基础主体脱离，或者在硬质合金尖部磨损量充分之前至少防止铣削凿过早更换的必要性。防磨盖的进一步优势在于，作用在其上的剪切力以有利的方式传输到芯部，这样，防磨盖可以粘合到凿子芯部，因此与铜焊和相关热处理相比，得到更有成本效益的产品。
[0012]为了最小化磨损，优选地以这样的方式设计铣削凿的防磨盖:其盖住基础主体工具区域的外表面至少80 %的程度，优选是至少90%，且更优选是当安装在基础主体工具区域上的时候基本完全覆盖。铣削凿基础主体工具区域的外表面被覆盖的程度越大，基础主体凿子头部上磨损的减缓程度(更特别是磨损的防止程度)越大，这样，防磨盖的最大寿命可以得到最大利用。“基本完全”在此是指防磨盖盖住基础主体工具区域外表面的100%，或者防磨盖盖住基础主体工具区域(除了与铣削凿(特别是基础主体)接合凿保持器的区域直接相邻的较小比例区域之外)。在工具区域的较小比例未被防磨盖覆盖的情况下，优选是所述部分相对于横向于工具前进方向的防磨盖而沿径向向内偏移，因此被定位在所谓的防磨盖滑流之中。这种情况下