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Dokumentenidentifikation DE102005039036B3 16.11.2006
Titel Rollenmeißel, insbesondere für Tunnelbohrmaschinen
Anmelder HOCHTIEF Construction AG, 45127 Essen, DE
Erfinder Gutberlet, Fred, Dipl.-Ing., 44892 Bochum, DE
Vertreter Andrejewski, Honke & Sozien, 45127 Essen
DE-Anmeldedatum 18.08.2005
DE-Aktenzeichen 102005039036
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.11.2006
IPC-Hauptklasse E21D 9/10(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B22F 7/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Rollenmeißel, insbesondere für Tunnelbohrmaschinen, mit einem Trägerkörper und mit einem über den Umfang des Trägerkörpers umlaufenden Schneidring, wobei der Schneidring aus einer Stahlmatrix und darin verteilten Hartmetallteilchen besteht. Die Hartmetallteilchen bestehen zu mindestens 70 Vol.-% aus Wolframcarbid und zusätzlich aus zumindest einem Bindemittel.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Rollenmeißel, insbesondere für Tunnelbohrmaschinen, mit Trägerkörper und mit einem über den Umfang des Trägerkörpers umlaufenden Schneidring. Derartige Rollenmeißel werden auch als Diskenmeißel bezeichnet.

Rollenmeißel sind die Hauptschneidwerkzeuge eines Schneidrades einer Tunnelbohrmaschine (TBM). Die Rollenmeißel weisen in der Regel einen zylinderförmigen Trägerkörper auf und über den Umfang dieses Trägerkörpers läuft der Schneidring um. Der Schneidring besteht regelmäßig aus einem harten Werkstoff und in der Praxis sind insbesondere Schneidringe aus legierten Stählen mit hohem Kohlenstoffgehalt bekannt, aber auch Schneideringe mit Hartmetalleinlagen. Die aus der Praxis bekannten Schneidringe unterliegen einem unerwünscht hohen Verschleiß, so dass die betreffenden Rollenmeißel nach verhältnismäßig kurzen Zeitspannen ausgetauscht werden müssen. Ein solcher Austausch von Rollenmeißeln ist sehr aufwendig und es müssen insbesondere nachteilhafte Vortriebsunterbrechungen beim Vortrieb der Tunnelbohrmaschine in Kauf genommen werden.

Aus DE 697 22 677 T2 und US 3 679 009 A sind Rollenmeißel, insbesondere für Tunnelbohrmaschinen, mit Trägerkörper und mit einem über den Umfang des Trägerkörpers umlaufenden Schneidring bekannt. Der Schneidring besteht aus Stahl mit aus Wolframcarbid bestehenden Hartmetallteilchen. – Aus DE 1 558 979 B ist es bekannt, für ein Rollenbohrwerkzeug Hartmetallauflagen aus in einer Stahlmatrix verteilten Wolframcarbidteilchen zu verwenden, wobei der Anteil an Wolframcarbid 60 bis 70 Gew.-% ausmacht und der Rest aus einem Bindemittel besteht.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen Rollenmeißel der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Schneidring eine hohe Widerstandsfähigkeit und einen relativ geringen Verschleiß aufweist und somit eine hohe Standzeit erreicht.

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung einen Rollenmeißel, insbesondere für Tunnelbohrmaschinen, mit einem Trägerkörper und einem über den Umfang des Trägerkörpers umlaufenden Schneidring, wobei der Schneidring aus einer Stahlmatrix und darin verteilten Hartmetallteilchen besteht und wobei die Hartmetallteilchen zu mindestens 70 Vol.-% aus Wolframcarbid und zusätzlich aus einem Bindemittel bestehen.

Vorzugsweise bestehen dabei die Hartmetallteilchen zu mindestens 70 Vol.-% aus Wolframcarbid und der Rest besteht ausschließlich aus zumindest einem Bindemittel. Wenn also beispielsweise die Hartmetallteilchen 90 Vol.-% Wolframcarbid aufweisen, bestehen sie zu 10 Vol.-% aus Bindemittel. Mit dem Begriff Hartmetallteilchen sind im Rahmen der Erfindung im Übrigen definierte Teilchen gemeint, die aus einem anderen Material bestehen als die Stahlmatrix des Schneidringes.

Der Schneidring umgibt den Trägerkörper ringförmig bzw. mit kreisförmigem Querschnitt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Schneidring aus einer Mehrzahl von entlang des Schneidringes bzw. über den Umfang des Trägerkörpers hintereinander angeordneten Schneidringsegmenten besteht. Es handelt sich dabei zweckmäßigerweise um gebogene Schneidringsegmente, die sich auf dem Trägerkörper zum Schneidring ergänzen. Vorzugsweise ist zwischen zwei Schneidringsegmenten ein Spalt bzw. eine Lücke vorgesehen. Durch die Verwirklichung solcher Lücken zwischen den Schneidringsegmenten können insbesondere temperaturschwankungsbedingte Zwänge vermieden werden. Die Länge eines Schneidringsegmentes entspricht vorzugsweise 1/5 bis 1/15, bevorzugt 1/8 bis 1/12 des Umfanges des Schneidringes. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel entspricht die Länge eines Schneidringsegmentes 1/10 bzw. in etwa 1/10 des Umfanges des Schneidringes. Es ist noch darauf hinzuweisen, dass insbesondere Rollenmeißel mit Rollenmeißeldurchmessern von 10 bis 20 Zoll eingesetzt werden, die die vorgenannten Schneidringsegmente aufweisen.

Nach sehr bevorzugter Ausführungsform, der im Rahmen der Erfindung ganz besondere Bedeutung zukommt, ist der Schneidring auf den Trägerkörper aufgeschweißt bzw. sind die Schneidringsegmente auf den Trägerkörper aufgeschweißt. Der Trägerkörper besteht zweckmäßigerweise aus Stahl bzw. aus einer Stahllegierung, die sich wesentlich unterscheidet von den gebräuchlichen Stahllegierungen, die zurzeit zur Anwendung kommen. Die Stahlmatrix des Schneidringes bzw. der Schneidringsegmente wird mit dem Trägerkörper verschweißt. Die Verschweißung des Schneidringes bzw. der Schneidringsegmente mit dem Trägerkörper ist im Rahmen der Erfindung wesentlich und vorteilhaft. Hierdurch wird ein sehr fester Verbund des erfindungsgemäßen Schneidringes bzw. der erfindungsgemäßen Schneidringsegmente mit dem Trägerkörper erzielt. Nach sehr bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist ein aufzuschweißendes Schneidringsegment trägerkörperseitig zwei im Querschnitt (quer zur Längsrichtung des Schneidringsegmentes) schräg zur Mitte des Schneidringsegmentes und zum Trägerkörper hin aufeinander zulaufende Schweißflächen auf. Zweckmäßigerweise weist ein Schneidringsegment einen im Querschnitt dreieckförmigen oder in etwa dreieckförmigen tulpenförmigen trägerkörperseitigen Abschnitt bzw. Schweißabschnitt auf. Die Dreieckspitze ist dabei trägerkörperseitig angeordnet. Vorzugsweise weist dann der dem aufzuschweißenden Schneidringsegment zugeordnete Trägerkörperabschnitt schneidringsegmentseitig ebenfalls zwei im Querschnitt schräg zur Mitte des Trägerkörpers und zum Schneidringsegment hin aufeinander zulaufende Schweißflächen auf. Zweckmäßigerweise weist dieser Trägerkörperabschnitt einen im Querschnitt dreieckförmigen oder in etwa dreieckförmigen oder tulpenförmigen schneidringsegmentseitigen Abschnitt bzw. Schweißabschnitt auf. Die Dreieckspitze ist dabei schneidringsegmentseitig angeordnet. Schneideringsegment und zugeordneter Trägerkörperabschnitt werden dann so verschweißt, dass sich die beiden Dreieckspitzen gegenüberliegen. Die Dreieckspitzen können abgeflacht ausgebildet sein. Außerdem können die Dreieckseiten auch mehr oder weniger gebogen ausgebildet sein, so dass sich insbesondere der bereits genannte tulpenförmige Querschnitt ergeben kann. An den beiden Seiten der gegenüberliegenden Dreieckspitzen wird jeweils ein im Querschnitt keilförmiger Schweißspalt gebildet, in den die Schweißnaht eingebracht wird. Nach besonders bevorzugter Ausführungsform wird beim Verschweißen im Bereich der Dreieckspitzen die Wurzellage durchgeschweißt.

Bei der Stahlmatrix des Schneidringes handelt es sich zweckmäßigerweise um einen hochlegierten Stahl. Die Stahlmatrix des Schneidringes enthält zweckmäßigerweise 0,34 bis 0,39 Gew.-%, vorzugsweise 0,34 bis 0,38 Gew.-% und bevorzugt 0,35 bis 0,37 Gew.-% Kohlenstoff sowie zweckmäßigerweise 0,85 bis 1,80 Gew.-%, vorzugsweise 0,9 bis 1,75 Gew.-% und bevorzugt 0,95 bis 1,70 Gew.-% Chrom. Fernerhin enthält die Stahlmatrix zweckmäßigerweise 1,0 bis 1,7 Gew.-%, vorzugsweise 1,1 bis 1,65 Gew.-% und bevorzugt 1,15 bis 1,60 Gew.-% Silicium sowie 1,2 bis 4,0 Gew.-%, vorzugsweise 1,25 bis 3,95 Gew.-% und bevorzugt 1,35 bis 3,90 Gew.-% Nickel. Weiterhin enthält diese Stahlmatrix zweckmäßigerweise 0,18 bis 0,33 Gew.-%, vorzugsweise 0,20 bis 0,31 Gew.-% und bevorzugt 0,21 bis 0,30 Gew.-% Molybdän sowie zweckmäßigerweise 0,38 bis 1,65 Gew.-%, vorzugweise 0,40 bis 1,60 Gew.-% und bevorzugt 0,43 bis 1,55 Gew.-% Mangan. Außerdem enthält diese Stahlmatrix zweckmäßigerweise 0,02 bis 0,18 Gew.-%, vorzugsweise 0,02 bis 0,16 Gew.-% und bevorzugt 0,03 bis 0,15 Gew.-% Aluminium sowie zweckmäßiger 0,01 bis 0,05 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 0,04 Gew.-% und bevorzugt 0,01 bis 0,03 Gew.-% Vanadium. Der Rest der Stahlmatrix besteht aus Eisen und die Gew.-%-Angaben für Kohlenstoff, Chrom, Silicium, Nickel, Molybdän, Mangan, Aluminium, Vanadium und Eisen müssen sich für eine bestimmte Zusammensetzung der Stahlmatrix zu 100 Gew.-% addieren.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Stahlmatrix die oben angegebenen Gew.-%-Werte für Kohlenstoff, Molybdän und Vanadium und diese Stahlmatrix enthält zweckmäßigerweise 0,8 bis 1,2 Gew.-%, vorzugsweise 0,8 bis 1,1 Gew.-%, bevorzugt 0,9 bis 1,05 Gew.-% Chrom sowie zweckmäßigerweise 1,3 bis 1,8 Gew.-%, vorzugsweise 1,4 bis 1,7 Gew.-% und bevorzugt 1,5 bis 1,6 Gew.-% Silicium und weiterhin zweckmäßigerweise 1,2 bis 2,0 Gew.-%, vorzugsweise 1,2 bis 1,9 Gew.-%, bevorzugt 1,3 bis 1,75 Gew.-% Nickel. Die Stahlmatrix nach dieser ersten Ausführungsform enthält weiterhin zweckmäßigerweise 1,1 bis 1,8 Gew.-%, vorzugsweise 1,2 bis 1,7 Gew.-%, bevorzugt 1,3 bis 1,6 Gew.-% Mangan sowie 0,01 bis 0,08 Gew.-%, vorzugsweise 0,02 bis 0,07 Gew.-%, bevorzugt 0,03 bis 0,06 Gew.-% Aluminium und der Rest der Stahlmatrix dieser ersten Ausführungsform besteht aus Eisen. Auch hier müssen sich die Gew.-%-Angaben jeweils zu 100 Gew.-% addieren.

Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Stahlmatrix ebenfalls die oben angegebenen Gew.-%-Werte für Kohlenstoff, Molybdän und Vanadium sowie 1,3 bis 1,9 Gew.-%, vorzugsweise 1,45 bis 1,8 Gew.-%, bevorzugt 1,55 bis 1,75 Gew.-% Chrom und weiterhin 0,8 bis 1,4 Gew.-%, vorzugsweise 0,9 bis 1,3 Gew.-%, bevorzugt 1,05 bis 1,25 Gew.-% Silicium. Außerdem enthält die Stahlmatrix gemäß dieser zweiten Ausführungsform 3,5 bis 4,2 Gew.-%, vorzugsweise 3,6 bis 4,1 Gew.-%, bevorzugt 3,75 bis 4,0 Gew.-% Nickel sowie 0,25 bis 0,65 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 0,6 Gew.-%, bevorzugt 0,35 bis 0,55 Gew.-% Mangan. Zusätzlich enthält die Stahlmatrix der zweiten Ausführungsform 0,1 bis 0,18 Gew.-%, vorzugsweise 0,11 bis 0,17 Gew.-%, bevorzugt 0,12 bis 0,16 Gew.-% Aluminium und der Rest der Stahlmatrix besteht aus Eisen. Es versteht sich, dass sich die Gew.-%-Angaben auch hier zu 100 Gew.-% addieren müssen.

Die Härte der Stahlmatrix des Schneidringes beträgt vorzugweise 450 bis 600 HV. Härte der Stahlmatrix meint hier die Härte der Stahlmatrix allein, d. h. ohne Hartmetallteilchen.

Eine sehr bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlmatrix des Schneidringes mit den Hartmetallteilchen vergossen ist. Gemäß dieser Ausführungsform erfolgt die Herstellung des Schneidringes also durch Gießen. Die Hartmetallteilchen werden dabei gleichsam in die Stahlmatrix eingegossen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Gießen der Stahlmatrix mit der Maßgabe, dass Hartmetallteilchen nur oder hauptsächlich in den verschleißbeaufschlagten Oberflächen der Stahlmatrix des Schneidringes vorhanden sind.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Anteil an Hartmetallteilchen im Schneidring bzw. in einem Schneidringsegment mehr als 25 Vol.-%, vorzugsweise mehr als 30 Vol.-% und bevorzugt mehr als 35 Vol.-% beträgt. Der Rest des Schneidringes bzw. des Schneidringsegmentes wird dabei jeweils durch die Stahlmatrix gebildet. Vorzugsweise sind insbesondere in der trägerkörperabgewandten bzw. in der schweißnahtabgewandten Hälfte des Schneidringes bzw. des Schneidringsegmentes mehr als 40 Vol.-%, bevorzugt mehr als 50 Vol.-% an Hartmetallteilchen enthalten.

Zweckmäßigerweise bestehen die Hartmetallteilchen zu mindestens 80 Vol.-%, vorzugsweise zu mindestens 85 Vol.-% und bevorzugt zu mindestens 87 Vol.-% aus Wolframcarbid, Rest Bindemittel. Rest Bindemittel meint dabei, dass der restliche Vol.-%-Gehalt von zumindest einem Bindemittel gebildet wird. Wenn also nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Hartmetallteilchen aus 90 Vol.-% bzw. aus ca. 90 Vol.-% Wolframcarbid bestehen, so bestehen sie zu 10 Vol.-% bzw. zu ca. 10 Vol.-% aus zumindest einem Bindemittel. Mit dem Begriff Wolframcarbid ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung lediglich eigentliches Wolframcarbid mit der chemischen Formel WC gemeint. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung meint der Begriff Wolframcarbid auch Wolframschmelzcarbide (WSC, WC/W2C). Vorzugsweise besteht das Bindemittel für die Hartmetallteilchen aus Kobalt oder im wesentlichen aus Kobalt.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Hartmetallteilchen als Hartmetallgranulat in die Stahlmatrix des Schneidringes eingebracht, vorzugsweise eingegossen werden. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße der Hartmetallteilchen 1 bis 10 mm, vorzugsweise 2 bis 8 mm, bevorzugt 2,5 bis 7 mm und sehr bevorzugt 3 bis 6 mm beträgt. Nach ganz besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung beträgt die Korngröße der Hartmetallteilchen 3,5 bis 5,5 mm. Die Härte der Hartmetallteilchen beträgt zweckmäßigerweise 800 bis 1800 HV, vorzugsweise 1000 bis 1600 HV und bevorzugt 1400 bis 1600 HV. Es versteht sich, dass die Komponenten bzw. die Zusammensetzung der Hartmetallteilchen so ausgewählt wird, dass die vorstehend angegebenen Härten eingestellt werden können.

Die Art des erfindungsgemäß hergestellten Materials für den Schneidring nennt man im englischsprachigen Raum "Metal Matrix Composites (MMC)". In Deutschland verwendet man den Begriff "Hartstoff-Matrix-Verbundwerkstoff". Bei einem solchen Material werden die "guten" Eigenschaften von mindestens zwei oder mehr verschiedenen Werkstoffen miteinander kombiniert.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein erfindungsgemäßer Rollenmeißel bzw. der Schneidring eines erfindungsgemäßen Rollenmeißels einem überraschend geringen Verschleiß unterliegt. Dementsprechend muss ein Werkzeugwechsel erst nach relativ langen Zeitspannen vorgenommen werden und insoweit werden beachtliche Vorteile im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Rollenmeißeln erzielt. Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass der Schneidring eines Rollenmeißels nicht nur eine hohe Härte, sondern auch eine ausreichende Zähigkeit aufweisen muss. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schneidringes wird ein optimaler Kompromiss zwischen der erforderlichen Härte und der notwendigen Zähigkeit des Schneidringes erreicht. Weiterhin lässt sich ein erfindungsgemäß ausgebildeter Schneidring bzw. ein erfindungsgemäß ausgebildetes Schneidringsegment in überraschend festen Verbund mit dem Trägerkörper bringen. Das gilt insbesondere für die sehr bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der der Schneidring bzw. die Schneidringsegmente auf den Trägerkörper aufgeschweißt werden. Es muss auch betont werden, dass die Herstellung des Verbundes zwischen dem erfindungsgemäßen Schneidring und dem Trägerkörper auf einfache Weise möglich ist. Weiterhin ist hervorzuheben, dass der Trägerkörper eines erfindungsgemäßen Rollenmeißels immer wieder verwendet werden kann, indem nach längerem Betrieb und entsprechendem Verschleiß ein neuer Schneidring bzw. neue Schneidringsegmente einfach auf den Trägerkörper aufgeschweißt werden können. Auch das ist ein beachtlicher Vorteil gegenüber bekannten Rollenmeißeln, die nach Auftreten von Verschleißerscheinungen in der Regel vollständig ausgewechselt werden müssen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rollenmeißels,

2 ein einzelnes Schneidringsegment in einer Seitenansicht,

3 das Schneidringsegment gemäß 2 im Querschnitt und ein zugeordneter Trägerkörperabschnitt im Querschnitt (vor der Verschweißung) und

4 Schneidringsegment und zugeordneter Trägerkörperabschnitt im Querschnitt nach der Verschweißung.

Die Figuren zeigen einen Rollenmeißel für Tunnelbohrmaschinen. Dieser Rollenmeißel weist einen Trägerkörper 1 und einen über den Umfang des Trägerkörpers 1 umlaufenden Schneidring 2 auf. Der Schneidring 2 besteht aus einer Stahlmatrix 3 und darin verteilten Hartmetallteilchen 4. Die Hartmetallteilchen 4 bestehen vorzugsweise zu ca. 90 Vol.-% aus Wolframcarbid sowie zu ca. 10 Vol.-% aus einem Bindemittel in Form von Kobalt.

Nach sehr bevorzugter Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel besteht der Schneidring 2 aus einer Mehrzahl von über den Umfang des Trägerkörpers 1 hintereinander angeordneten Schneidringsegmenten 5. In der 1 wurde angedeutet, dass zwischen den Schneidringsegmenten 5 vorzugsweise Lücken 6 ausgebildet sind. 2 zeigt, dass ein Schneidringsegment 5 gebogen ausgebildet ist und formschlüssig an den Umfang des Trägerkörpers 1 angepasst ist. Die Länge eines Schneidringsegmentes 5 entspricht vorzugsweise 1/10 bzw. etwa 1/10 des Umfanges des Schneidringes 2.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass Schneidringsegmente 5 auf den Trägerkörper 1 aufgeschweißt werden. 3 zeigt einerseits ein Schneidringsegment 5 und andererseits den entsprechend zugeordneten Abschnitt des Trägerkörpers 1 vor der Herstellung der Schweißverbindung. Es ist erkennbar, dass das aufzuschweißende Schneidringsegment 5 trägerkörperseitig zwei im Querschnitt schräg zur Mitte des Schneidringsegmentes 5 und zum Trägerkörper 1 hin aufeinander zulaufende Schweißflächen 7 aufweist. Dementsprechend weist der dem aufzuschweißenden Schneidringsegment 5 zugeordnete Abschnitt des Trägerkörpers 1 schneidringsegmentseitig ebenfalls zwei im Querschnitt schräg zur Mitte des Trägerkörpers 1 und zum Schneidringsegment 5 hin aufeinander zulaufende Schweißflächen 8 auf. Schneidringsegment 5 und zugeordneter Trägerkörperabschnitt haben jeweils einen im Querschnitt etwa dreieckförmigen bzw. tulpenförmigen Schweißabschnitt 10, 11. Sie werden mit gegenüberliegenden Dreieckspitzen miteinander verschweißt. Zwischen den Schweißflächen 7 und 8 wird die Schweißnaht 9 hergestellt. 4 zeigt die fertiggestellte Schweißverbindung zwischen Schneidringsegment 5 und Trägerkörper 1 mit der Schweißnaht 9 zwischen den Schweißflächen 7, 8. Bei der Herstellung dieser Schweißverbindung wird zweckmäßigerweise die Wurzellage im Bereich der Dreieckspitzen durchgeschweißt, was in 4 angedeutet wurde. Es ist im Übrigen darauf hinzuweisen, dass zweckmäßigerweise der trägerkörperseitige – im Ausführungsbeispiel im Querschnitt dreieckförmige – Schweißabschnitt 10 des Schneidringsegmentes 5 aus einem anderen Stahl besteht als die Stahlmatrix 3, die die Hartmetallteilchen 4 aufnimmt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Schweißabschnitt 10 aus einem schweißbaren Stahl bzw. aus einem gut schweißbaren Stahl besteht.

In den 3 und 4 ist im Übrigen erkennbar, dass Hartmetallteilchen 4 homogen im gesamten verschleißbeaufschlagten Bereich des Schneidringsegmentes 5 vorhanden sind. Grundsätzlich können die Hartmetallteilchen 4 aber auch nur im oberen Verschleißbereich des Schneidringsegmentes 5 verteilt sein. Prinzipiell werden die Hartmetallteilchen 4 in dem verschleißbeaufschlagten Bereich des Schneidringsegmentes 5 angeordnet. Es liegt dann im Rahmen der Erfindung, dass in diesem Bereich vorzugsweise mehr als 40 Vol.-%, bevorzugt mehr als 50 Vol.-% Hartmetallteilchen 4 in dem Schneidringsegment 5 vorliegen. Der Rest besteht dann jeweils aus der Stahlmatrix 3. Die Hartmetallteilchen 4 werden nach sehr bevorzugter Ausführungsform in der Stahlmatrix 3 mit der Maßgabe angeordnet, dass die Hartmetallteilchen 4 möglichst keinen direkten Kontakt miteinander haben bzw. dass entsprechende von der Stahlmatrix ausgefüllte Abstände zwischen den Hartmetallteilchen 4 vorhanden sind. Nach besonders bevorzugter Ausführungsform werden die Hartmetallteilchen 4 mit der Maßgabe in die Stahlmatrix 3 eingebracht, dass zumindest 90 %, vorzugsweise zumindest 95 % der Hartmetallteilchen 4 keinen direkten Kontakt miteinander haben.


Anspruch[de]
Rollenmeißel, insbesondere für Tunnelbohrmaschinen, mit Trägerkörper (1) und mit einem über den Umfang des Trägerkörpers (1) umlaufenden Schneidring (2),

wobei der Schneidring (2) aus einer Stahlmatrix (3) und darin verteilten Hartmetallteilchen (4) besteht

und wobei die Hartmetallteilchen (4) zu mindestens 70 Vol.-% aus Wolframcarbid und aus zumindest einem Bindemittel bestehen.
Rollenmeißel nach Anspruch 1, wobei der Schneidring (2) aus einer Mehrzahl von über den Umfang des Schneidringes (2) hintereinander angeordneten Schneidringsegmenten (5) besteht. Rollenmeißel nach Anspruch 2, wobei die Schneidringsegmente (5) auf den Trägerkörper (1) aufgeschweißt sind. Rollenmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Stahlmatrix (3) des Schneidringes (2) aus 0,35 bis 0,37 Gew.-% Kohlenstoff, 0,95 bis 1,70 Gew.-% Chrom, 1,15 bis 1,60 Gew.-% Silicium, 1,35 bis 3,9 Gew.-% Nickel, 0,21 bis 0,30 Gew.-& Molybdän, 0,43 bis 1,55 Gew.-% Mangan, 0,03 bis 0,15 Gew.-% Aluminium und 0,01 bis 0,03 Gew.-% Vanadium sowie aus Eisen besteht. Rollenmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Stahlmatrix (3) mit den Hartmetallteilchen (4) vergossen ist. Rollenmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Anteil an Hartmetallteilchen (4) im Schneidring (2) mehr als 25 Vol.-%, vorzugsweise mehr als 30 Vol.-% und bevorzugt mehr als 35 Vol.-% beträgt. Rollenmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Hartmetallteilchen (4) zu mindestens 80 Vol.-%, vorzugsweise zu mindestens 85 Vol.-% und bevorzugt zu mindestens 87 Vol.-% aus Wolframcarbid, Rest Bindemittel, bestehen. Rollenmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Bindemittel der Hartmetallteilchen (4) aus Kobalt besteht. Rollenmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Korngröße der Hartmetallteilchen (4) 1 bis 10 mm, vorzugsweise 2 bis 8 mm und bevorzugt 2,5 bis 7 mm beträgt. Rollenmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Härte der Hartmetallteilchen (4) 800 bis 1800 HV, vorzugsweise 1000 bis 1600 HV, bevorzugt 1400 bis 1600 HV beträgt.






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