R Z E C Z PO SPO L IT A PO LSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 173146 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 311270 (22) Data zgłoszenia: 22.03.1994 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego 22.03.1994, PCT/US94/03078 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: 10.11.1994, WO94/25734, PCT Gazette nr 25/94 (51) IntCl6: E21C 35/18 (54) Nóż wrębowy do prac górniczych i ewentualnie ziemnych (30) Pierwszeństwo: 26.04.1993,US,08/053114 (73) Uprawniony z patentu: KENNAMETAL INC., Latrobe, US (43) Zgłoszenie ogłoszono: 05.02.1996 BUP 03/96 (72) Twórcy wynalazku: Wayne H. Beach, Roaring Spring, US Leroy Den Besten, Valatie, US (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.01.1998 WUP 01/98 ( 74) Pełnomocnik: Szafruga Anna, POLSERVICE PL 173146 B1 ( 5 7 ) 1. Nóż wrębowy do prac górniczych i ewentualnie ziemnych zawierający stożkowy nosek i odpowiedni integralny cylindryczny trzonek, przy czym wspomniany stożkowy nosek zawiera końcówkę z twardą wkładką odporną na zużycie i kołnierzem, usytuowanym pomiędzy końcówką a trzonkiem, i mającym średnicę większą od trzonka, znamienny tym, że kołnierz (24) ma płaską powierzchnię spodnią (30) osadzoną na powierzchni czołowej (32) uchwytu (20), zaś na płaskiej powierzchni spodniej (30) znajduje się co najmniej jedno podcięcie (34), biegnące promieniowo ku środkowi od zewnętrznej powierzchni obwodowej kołnierza (24) na pewną odległość od trzonka (14). FIG. 1
Nóż wrębowy do prac górniczych i ewentualnie ziemnych Zastrzeżenia patentowe 1. Nóż wrębowy do prac górniczych i ewentualnie ziemnych zawierający stożkowy nosek i odpowiedni integralny cylindryczny trzonek, przy czym wspomniany stożkowy nosek zawiera końcówkę z twardą wkładką odporną na zużycie i kołnierzem, usytuowanym pomiędzy końcówką a trzonkiem, i mającym średnicę większą od trzonka, znamienny tym, że kołnierz (24) ma płaską powierzchnię spodnią (30) osadzoną na powierzchni czołowej (32) uchwytu (20), zaś na płaskiej powierzchni spodniej (30) znajduje się co najmniej jedno podcięcie (34), biegnące promieniowo ku środkowi od zewnętrznej powierzchni obwodowej kołnierza (24) na pewną odległość od trzonka (14). 2. Nóż wrębowy według zastrz. 1, znamienny tym, że podcięcie (34) ma kształt łuku z płaską powierzchnią górną (38). 3. Nóż wrębowy według zastrz. 2, znamienny tym, że posiada parę podcięć (34) w pewnej odległości naprzeciwko siebie wokół płaskiej powierzchni spodniej (30) kołnierza (24). 4. Nóż wrębowy według zastrz. 3, znamienny tym, że kołnierz (24) ma obwód kołowy. 5. Nóż wrębowy według zastrz. 1, znamienny tym, że podcięcie (34) składa się z pary podcięć rozmieszczonych parami w pewnej odległości naprzeciwko siebie wokół płaskiej powierzchni spodniej (30) kołnierza (24). 6. Nóż wrębowy według zastrz. 5, znamienny tym, że kołnierz (24) ma obwód kołowy. 7. Nóż wrębowy według zastrz. 6, znamienny tym, że podcięcia (34) biegną promieniowo do środka od zewnętrznej części obwodu płaskiej powierzchni spodniej (30) kołnierza (24), w taki sposób, że powstają podcięcia w kształcie trójkątów, w których przeciwprostokątna (36) pokrywa się z krzywizną obwodu kołnierza (24) i biegnie wzdłuż niej. 8. Nóż wrębowy według zastrz. 7, znamienny tym, że podcięcia (34) zbiegają się ku górze od spodniej powierzchni (30) kołnierza (24) ku stożkowemu noskowi (12). 9. Nóż wrębowy według zastrz. 8, znamienny tym, że podcięcia (34) są zbieżne ku górze pod kątem w przybliżeniu 15 stopni od płaskiej powierzchni spodniej (30) kołnierza (24). 10. Nóż wrębowy według zastrz. 9, znamienny tym, że kołnierz (24) ma w przybliżeniu kształt stożka ściętego wystającego promieniowo na zewnątrz poza końcowkę (26) stożkowego noska (12) i zakończonego płaską powierzchnią spodnią (30). * * * Przedmiotem wynalazku jest nóż wrębowy do prac górniczych i ewentualnie ziemnych. Znane są różnorodne typy obrotowych narzędzi tnących używanych w pracach górniczych i budowlanych. Na przykład, jeden z powszechnie spotykanych typów obrotowych narzędzi tnących, stosowanych w pracach górniczych i budowlanych, ma głowicę roboczą w kształcie w przybliżeniu stożkowym z przylutowaną do szczytu głowicy osiową wkładką ze spiekanego węglika wolframu. W zależności od stożkowego kształtu głowicy roboczej istniej e trzonek wprowadzany do otworu w uchwycie narzędzia skrawającego. Podczas prac górniczych i budowlanych nóż wrębowy używa się w maszynach z napędzanym kołem skrawającym. Koło napędowe jest osadzone na poziomej osi i leży w płaszczyźnie pionowej. Na obwodzie koła znajduje się szereg noży wrębowych zamontowanych w licznych stałych uchwytach przystosownych do osadzania w nich noży z węglików. W uchwytach na noże znajduje się zazwyczaj cylindryczny otwór. Noże wrębowe montuje się zazwyczaj stycznie na obwodzie koła nośnego w taki sposób, że w wyniku obrotu koła wokół osi koronki uderzają w skrawany materiał.
173 146 3 Przykład noża wrębowego i jego uchwytu ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 201 421, w którym przedstawiono nóż wrębowy zawierający cylindryczną sprężystą tuleję ze szczeliną na całej długości, biegnącą w zasadzie wzdłuż całej długości trzonka noża wrębowego. Do otworu w uchwycie wkłada się najpierw trzonek w taki sposób, że sprężysta tuleja sprzęga się ciernie z wewnętrzną ścianką otworu utrzymując nóż wrębowy w położeniu roboczym na obrzeżu koła. Podczas pracy maszyny budowlanej noże wrębowe uderzają o skrawany materiał krusząc go na małe kawałki. W miarę powtarzalnego uderzania noży wrębowych w skrawany materiał, pewna część drobnych kawałków materiału może wchodzić pomiędzy noże wrębowe, a odpowiednie uchwyty, klinując noże w otworach uchwytów i uniemożliwiając im swobodne obracanie się, a następnie wyjmowanie noży wrębowych z uchwytów w razie konieczności. Małe kawałki materiału, wprasowane pomiędzy uchwyty, a noże wrębowe, utrudniają, a nawet uniemożliwiają, wyjmowanie noży z uchwytów, co wiąże się z koniecznością zwiększenia przestojów maszyn i kosztami. Dotychczas wyjmowanie noży polegało na wsuwaniu odpowiedniego przyrządu klinowego pomiędzy stożkową głowicę skrawającą a uchwyt i wybijaniu noża z uchwytu. Jednakże ze względu na silne zakleszczanie się luźnych fragmentów materiału wokół stożkowej głowicy skrawającej i uchwytu, pomiędzy głowicą skrawającą a uchwytem istnieje za mała szczelina, co nie pozwala na wsunięcie pomiędzy nie narzędzia wybijającego. Celem wynalazku jest nóż wrębowy. Nóż wrębowy do prac górniczych i ewentualnie ziemnych zawierający stożkowy nosek i odpowiedni integralny cylindryczny trzonek, przy czym wspomniany stożkowy nosek zawiera końcówkę z twardą wkładką odporną na zużycie i kołnierzem, usytuowanym pomiędzy końcówką a trzonkiem, i mającym średnicę większą od trzonka, według wynalazku charakteryzuje się tym, że kołnierz ma płaską powierzchnię spodnią osadzoną na powierzchni czołowej uchwytu, zaś na płaskiej powierzchni spodniej znajduje się co najmniej jedno podcięcie, biegnące promieniowo ku środkowi od zewnętrznej powierzchni obwodowej kołnierza na pewną odległość od trzonka. Korzystnie podcięcie ma kształt łuku z płaską powierzchnią górną. Korzystnie nóż wrębowy posiada parę podcięć w pewnej odległości naprzeciwko siebie wokół płaskiej powierzchni spodniej kołnierza. Korzystnie kołnierz ma obwód kołowy. Korzystnie podcięcie składa się z pary podcięć rozmieszczonych parami w pewnej odległości naprzeciwko siebie wokół płaskiej powierzchni spodniej kołnierza. Korzystnie kołnierz ma obwód kołowy. Korzystnie podcięcia biegną promieniowo do środka od zewnętrznej części obwodu płaskiej powierzchni spodniej kołnierza, w taki sposób, że powstają podcięcia w kształcie trójkątów, w których przeciwprostokątna pokrywa się z krzywizną obwodu kołnierza i biegnie wzdłuż niej. Korzystnie podcięcia zbiegają się ku górze od spodniej powierzchni kołnierza ku stożkowemu noskowi. Korzystnie podcięcia są zbieżne ku górze pod kątem w przybliżeniu 15 stopni od płaskiej powierzchni spodniej kołnierza. Korzystnie kołnierz ma w przybliżeniu kształt stożka ściętego wystającego promieniowo na zewnątrz poza końcówkę stożkowego noska i zakończonego płaską powierzchnią spodnią. Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania, na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia częściowy rzut z boku noża wrębowego do prac górniczych i ziemnych, według wynalazku, w pierwszym przykładzie wykonania połączonego z uchwytem narzędzia skrawającego; fig. 2 - rzut od czoła noża wrębowego z fig. 1; fig. 3 - rzut izometryczny noża wrębowego z fig. 2; oraz fig. 4 - rzut izometryczny noża wrębowego, w drugim przykładzie wykonania. Na rysunkach podobne części oznaczono takimi samymi numerami. Na fig. 1 przedstawiono zaopatrzony w kołnierz nóż wrębowy 10, według wynalazku, osadzony w otworze 18 uchwy-
4 173 146 tu 20 narzędzia, które może być przymocowane do obrotowej tarczy maszyny górniczej lub budowlanej znanego typu. Nóż wrębowy 10 z kołnierzem zawiera głowicę skrawającą ze stożkowym noskiem 12 i trzonek 14 z odcinkiem o zmniejszonej średnicy, skonstruowany w taki sposób, że można na niego nakładać dzielony sprężysty pierścień ustalający 16 znanego typu. Trzonek 14, noża wrębowego 10 jest tą częścią narzędzia, która wchodzi w otwór 18 w uchwycie 20 narzędzia. Trzonek 14 ma kołowy przekrój poprzeczny i stanowi integralną część odpowiednią dostosowaną do stożkowego noska 12. W trzonku 14 znajduje się pierścieniowy rowek 22 usytuowany pomiędzy tylną częścią noża wrębowego a stożkowym noskiem 12. Dzielony pierścień ustalający 16 otacza pierścieniowy rowek 22 i może wsuwać się do otworu 18 uchwytu 20 narzędzia. Jak pokazano na fig. 1, nóż wrębowy 10 i pierścień ustalający 16 wchodzą całkowicie w otwór 18 uchwytu 20. Sprężysty pierścień ustalający 16 obejmuje luźno trzonek 14 noża wrębowego 10, dzięki czemu utrzymuje jego spodnią powierzchnię na równym poziomie z płaską powierzchnią nośną uchwytu 20. Sprężysty pierścień ustalający 16 jest zablokowany na wewnętrznej powierzchni otworu 18 uniemożliwiając osiowe przesuwanie się noża wrębowego 10 w miarę obracania się opisanej już tarczy skrawającej. W dzielonym sprężystym pierścieniu ustalającym 16 znajduje się podłużna szczelina. Korzystnie, pierścień 16 jest wykonany z materiału sprężystego, na przykład stali sprężynowej AISI 1050 obrobionej termicznie do twardości Rockwella C 45-50. Dzielony pierścień sprężysty 16 powinien mieć odpowiednią sprężystość, dzięki której, podczas ściskania go, powstaje siła wystarczająca do utrzymania go w odpowiednim położeniu, kiedy otacza nóż wrębowy 10 w otworze 18. Jak pokazano na fig. 1-4, na stożkowym nosku 12 noża wrębowego 10 jest umieszczony kołnierz 24 i końcówka 26. Stożkowy nosek 12 noża wrębowego 10 rozszerza się ku tyłowi od końcówki 26 w kierunku kołnierza 24, znajdującego się pomiędzy końcówką stożkowego noska 12 a trzonkiem 14. W końcówce 26 noża wrębowego 10 jest osadzona wkładka 28. Korzystnie, wkładka 28 jest wykonana z węglika spiekanego, na przykład z węglika kobaltu i wolframu, ale można jąrównież wykonać z innego materiału nadającego się do prac, do jakich służy nóż wrębowy 10. Kształt wkładki 28 może być taki jak na rysunkach, albo też dowolny inny, zgodnie z przykładami, jakie podano w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 4 725 098; 4 497 520; 4 859 543. Kołnierz 24 noża wrębowego 10 ma w przybliżeniu kształt stożka ściętego wybiegającego w kierunku promieniowym poza końcówkę 26 stożkowego noska 12 i kończącego się płaską po wierzchnią spodnią 30. Należy rozumieć, że kołnierz 24 noża wrębowego 10 chroni powierzchnię czołową 32 uchwytu 20 narzędzia przed przedwczesnym zużyciem wskutek tarcia o obrabiane powierzchnie. W płaskiej powierzchni spodniej 30 kołnierza 24 znajdują się podcięcia 34 na zęby rozdwojonego widelca, stanowiącego część znanego typu narzędzia do wyjmowania noża wrębowego z uchwytu. Wynalazek przedstawiono na przykładzie noża wrębowego 10 z kołnierzem 24 wyposażonego w dzielony pierścień ustalający 16, ale z równym powodzeniem można go zastosować do innych typów noży wrębowych z innymi elementami mocującymi. Przykładowo, koncepcję według niniejszego wynalazku można również zastosować do noży wrębowych typu U94KHD z krótkim elementem ustalającym. W związku z tym, niniejszy wynalazek nie dotyczy wyłącznie tego typu elementu ustalającego do mocowania noża wrębowego z kołnierzem w uchwycie narzędzia ani tego typu noża wrębowego z kołnierzem. Podcięcia 34 mogą mieć dowolny kształt i wymiary dobrane w taki sposób, że po osadzeniu noża wrębowego w uchwycie 20 narzędzia, pomiędzy płaską powierzchnią spodnią 30 kołnierza 24 noża wrębowego 10 z kołnierzem, a powierzchnią czołową 32 uchwytu 20 narzędzia powstaje odpowiedni otwór. Jak pokazano na fig. 1-3, podcięcia 34 są usytuowane w kierunku promieniowym od zewnętrznego obwodu spodniej powierzchni 30 kołnierza 24 ku środkowi, w wyniku czego uzyskują kształt trójkątów, w których przeciwprostokątna 36 trójkąta pokrywa się i biegnie wzdłuż krzy-
173 146 5 wizny obwodu kołnierza 24. Górna powierzchnia 38 podcięć 34 zbiega się ku górze od płaskiej powierzchni spodniej 30 kołnierza 24 ku stożkowemu noskowi 12 noża wrębowego 10. Podcięcia 34 mogą zbiegać się ku górze pod kątem około 15 stopni od płaskiej powierzchni spodniej 30 noża wrębowego 10. Dzięki stożkowemu kształtowi podcięcia 34, po włożeniu zęba narzędzia do wyjmowania noża wrębowego do otworu utworzonego pomiędzy uchwytem 20 narzędzia a nożem wrębowym 10, pomiędzy podcięciem 38 a powierzchnią czołową 32 uchwytu 20 narzędzia powstaje zmienna powierzchnia oporowa. W pokazanym na fig. 4 drugim przykładzie wykonania narzędzia według wynalazku, podcięcie 34 może mieć w przybliżeniu kształt łuku z płaską powierzchnią górną 38. Podcięcia 34 leżą na obwodzie spodniej powierzchni 30 kołnierza 24 w taki sposób, że pole powierzchni wystarcza od równomiernego osadzenia obracającego się noża wrębowego 10 na powierzchni oporowej 32 uchwytu 20 narzędzia w miarę jak nóż wrębowy obrabia powierzchnię. Jak pokazano na fig. 3 i 4, podcięcia 34 są rozmieszczone parami w pewnej odległości od siebie wokół spodniej powierzchni kołnierza 24 noża wrębowego 10. Po włożeniu noża wrębowego 10 do otworu 18 w uchwycie 20 narzędzia, płaska powierzchnia spodnia 30 kołnierza 24 trwale opiera się o powierzchnię czołową 32 uchwytu 20 narzędzia. Podcięcia 34 łącznie z powierzchnią czołową 32 uchwytu 20 tworzą otwór, przez który można swobodnie wkładać zęby narzędzia do wyjmowania noża z uchwytu, w którym jest osadzony, bez szkody dla jej gniazda lub głowicy.
173 146
173 146 FIG. 3 FIG. 4
173 146 FIG. 1 FIG. 2 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł.