Baggerzahn

Abstract

 Ein Baggerzahn (2) für Baggerschaufeln weist auf der Span­fläche (3) einen Hartmaterialauftrag (5) auf, wogegen die Freifläche (4) aus dem Grundmaterial des Baggerzahnes (2) ausgebildet und von Hartmaterialbeschichtungen freigehalten ist. (Fig. 2)

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Baggerzahn für Bagger­schaufeln, insbesondere Schaufelradbagger.

[0002] Baggerschaufeln und Schaufelräder greifen mit ihren Zähnen in das abzubauende bzw. abzufördernde Material ein, wobei die Anordnung und Ausbildung der Baggerzähne jeweils dahingehend angepaßt ist, daß die Schaufel bzw. das Schaufelrad freige­schnitten wird. Bei der Anordnung und Ausbildung der Bagger­zähne werden Orientierungen bevorzugt, bei welchen sich ein möglichst geringer Verschleiß ergibt. Nach entsprechendem Verschleiß von Baggerzähnen werden diese ausgetauscht, wofür bereits vorgeschlagen wurde, die Baggerzähne lösbar mit den Schaufeln zu verbinden, um die Montagezeiten sowie Wartungszeiten zu verkürzen.

[0003] Baggerzähne weisen eine spanseitige Flanke bzw. Fläche, auf welcher das abzubauende bzw. abzufördernde Material aufläuft, und an der der spanseitigen Fläche gegenüberliegenden Seite eine Freifläche auf, welche beim Eintritt in das abzubauende Material besonders hohem Verschleiß unterliegt. Die Baggerzähne werden üblicherweise aus vergütetem Schmiede­stahl, beispielsweise einem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,3 %, ausgebildet und derartiger vergüteter Schmiedestahl führt bei einem Verschleiß des Baggerzahnes, welcher in erster Linie die Freifläche betrifft, bei homogener Ausbildung des Baggerzahnes aus einem derartigen Material zu einem Selbstschärfen der Baggerzahnspitze bei entsprechender Wahl von Freischneidwinkel und Anstellwinkel des Zahnes. Nach Erreichen eines zulässigen Höchstausmaßes der Verschleißes muß aber auch ein derartiger Baggerzahn getauscht werden, wobei allerdings aufgrund des Selbst­schärfeffektes die Kraft für das Eintreiben des Baggerzahnes in das abzubauende oder zu räumende Material während der Standzeit des Baggerzahnes keinen allzu großen Schwankungen unterliegt. Baggerzähne, die während des Betriebes stumpf werden, würden dazu führen, daß die Kraft für das Eintreiben des Zahnes mit zunehmender Abstumpfung größer wird und daß ein wirtschaftliches Fördern bzw. Abbauen nach Erreichen einer maximal zulässigen Spitzenverbreiterung nicht mehr gewährleistet ist.

[0004] Die Erfindung zielt nun darauf ab, die Standzeit derartiger Baggerzähne zu erhöhen, und schlägt zur Lösung dieser Aufgabe vor, daß ausschließlich die spanseitige Fläche des Bagger­zahnes eine Hartmaterialaufpanzerung, insbesondere eine Hartmetallaufpanzerung, aufweist und daß die Freifläche aus dem Grundmaterial des Baggerzahnes ausgebildet ist. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß, wenn ausschließlich die spanseitige Fläche des Baggerzahnes eine Hartmaterial­aufpanzerung erhält, der Selbstschärfeffekt aufrechterhalten werden kann und dadurch bei zunehmendem Verschleiß die aufzuwendenden Kräfte nicht wesentlich vergrößert werden. Versuche, bei welchen die Freifläche des Baggerzahnes mit Hartmaterialaufpanzerungen versehen wurden, haben ebenso wie Versuche, bei denen sowohl die Freifläche als auch die spanseitige Fläche mit Aufpanzerungen versehen wurden, zu nachteiligen Effekten geführt, wobei insbesondere bei beid­seitigem Auftragen einer Hartmaterialaufpanzerung sowohl auf der spanseitigen Fläche als auch auf der Freifläche der Selbstschärfeffekt verloren ging. Ebenso ging der Selbstschärfeffekt bei einem freiflächenseitigen Auftrag verloren. Der Verschleiß ist freiflächenseitig am größten. Ein Auftrag einer Aufpanzerung sowohl auf der Freifläche als auch auf der spanseitigen Fläche hat zu einer unzulässigen Verbreiterung der Baggerzahnspitze nach kurzer Betriebszeit geführt, welche in der Folge zum Ausbrechen von Teilen der Hartmaterialauflage geführt hat. Die Beschränkung der Hartmaterialaufpanzerung auf der spanseitige Fläche des Baggerzahnes hingegen führte zu einem Beibehalten der selbstschärfenden Eigenschaften des Baggerzahnes und gleichzeitig zu einer erheblichen Verlängerung der Standzeit.

[0005] Der Baggerzhan unterliegt auf seiner Freifläche einem zu­nehmendem Verschleiß und die Ausbildung ist erfindungsgemäß mit Vorteil so getroffen, daß die Längserstreckung der Aufpanzerung der spanseitigen Fläche des Zahnes wenigstens gleich der bei Verschleiß zulässigen Verkürzung des Baggerzahnes in Richtung der Mittelachse des Baggerzahnes ist. Auf diese Weise werden die vorteilhaften Eigenschaften der Aufpanzerung auf der Spanseite über die gesamte Betriebsdauer des Baggerzahnes aufrechterhalten, da auch bei zunehmendem Verschleiß ausgehend von der Freiflächenseite des Baggerzahnes eine Aufpanzerung auf der spanseitigen Fläche zur Verfügung steht. Mit Vorteil wird relativ hoch gekohlter Warmarbeitsstahl oder hochlegierter Stahl, insbesondere durch Fülldrahtschweißung, aufgebracht, wobei die Aufpanzerung eine Stärke von 3 bis 15 mm erreichen kann. Im Rahmen der Erfin­dung wurden Stähle mit 6 % Kohlenstoff und 30 % Chrom ebenso wie Warmarbeitsstähle, beispielsweise ein Stahl mit 1,1 % Kohlenstoff, 4,5 % Chrom, 1,2 % Molybdän, 5,1 % Wolfram und 2,6 % Titan, sowie Stahllegierungen mit 5,5 % Kohlenstoff, 22 % Chrom und 7 % Niob, übereutektische Eisenborlegierungen und Stähle mit 1,9 % Kohlenstoff, 7 % Chrom, 5 % Titan, 1,4 % Molybdän mit Erfolg bei deutlicher Verlängerung der Standzeit als Material für die Aufpanzerung herangezogen.

[0006] Die Erfinding wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 schematisch ein Vorderende eines Bagger­zahnes beim Eingriff in abzutragendes Material, Fig. 2 eine Seitenansicht einer Darstellung eines Baggerzahnes und Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2.

[0007] In Fig. 1 ist schematisch die Spitze 1 eines Baggerzahnes 2 dargestellt, welcher in abzubauendes Material eingreift. Die spanseitige Fläche dieses Baggerzahnes 2 ist mit 3 bezeichnet und unter einem Anstellwinkel α zur Bodennormalen angestellt. Die Freifläche 4, die dieser spanseitigen Fläche gegenüber­liegt, hebt unter einem Freiwinkel γ von dem geschnittenen Material ab und unterliegt beim Eintreiben des Baggerzahnes 2 in das abzubauende Material dem größten Verschleiß.

[0008] Aus der Darstellung nach Fig. 2 ergibt sich nun, daß die Spanfläche 3 einen Hartmaterialauftrag 5 aufweist, wohingegen die Freifläche 4 von derartigen Hartmaterialbeschichtungen freigehalten ist. Der in Fig. 2 dargestellte Baggerzahn 2 verschleißt im Zuge des Betriebes entsprechend der mit 6 angedeuteten Verschleißkontur in zu dieser Verschleißkontur parallelen Ebenen, wobei die mit 6 angedeutete Ver­schleißkontur den maximalen Verschleiß darstellt, bei welchem der Baggerzahn 2 gewechselt werden muß. Um bei zunehmendem Verschleiß die dem Verschleiß unterliegende Freifläche 4 und damit den Antriebsaufwand für das Eingraben der Baggerzähne gering zu halten, weist der Baggerzahn an seiner Frei­flächenseite eine Ausnehmung 7 auf, welche die Länge der in Eingriff gelangenden Freifläche 4 über die gesamte Be­triebsdauer bis zum Erreichen der Verschleißkontur 6 an­nähernd konstant hält. Die axiale Länge der Hartmaterialbe­schichtung 5, welche mit a bezeichnet ist, ist hiebei größer als die maximale Verkürzung des Baggerzahnes 2 bis zum Erreichen der Verschleißkontur 6.

[0009] Die Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Spanflächenseite des Baggerzahnes nach Fig. 3, wobei die Bezugszeichen der Fig. 2 beibehalten wurden.

Ansprüche

1. Baggerzahn für Baggerschaufeln, insbesondere Schaufelrad­bagger, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich die spanseitige Fläche (3) des Baggerzahnes (2) eine Hart­materialaufpanzerung (5) , insbesondere eine Hartmetall­aufpanzerung, aufweist und daß die Freifläche (4) aus dem Grundmaterial des Baggerzahnes (2) ausgebildet ist.

2. Baggerzahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längserstreckung der Aufpanzerung (5) der spanseitigen Fläche (3) des Zahnes (2) wenigstens gleich der bei Ver­schleiß zulässigen Verkürzung des Baggerzahnes (2) in Richtung der Mittelachse des Baggerzahnes (2) ist.

3. Baggerzahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufpanzerung (5) an der Spanseite (3) eine Stärke von 3 bis 15 mm aufweist.

Zeichnung