專利名稱：旋轉(zhuǎn)和/或沖擊工具的插入端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種至少部分旋轉(zhuǎn)和/或沖擊式驅(qū)動(dòng)的工具的插入端，這種工具如加工巖石、混凝土或上磚墻的鉆頭、鑿子或切割釬頭。
背景技術(shù)：
通常，旋轉(zhuǎn)和/或沖擊式驅(qū)動(dòng)的工具有一個(gè)沿軸線延伸的插入端用于旋轉(zhuǎn)和/或沖擊式手持工具機(jī)。為了能自由選擇使用各式各樣的工具品種，在工具插入端與手持工具機(jī)的工具安裝座之間的交接區(qū)應(yīng)至少在規(guī)定的功率等級(jí)內(nèi)是兼容的。當(dāng)前在沖擊鉆機(jī)系統(tǒng)中世界上最廣泛使用的實(shí)際上已標(biāo)準(zhǔn)化的插入端以及配屬的工具安裝座涉及DE2551125A1和DE3716915A1，它們有一個(gè)在工具側(cè)的圓柱套形導(dǎo)引面、朝自由端方向軸向封閉的閉鎖槽以及朝自由端方向軸向開(kāi)口的梯形旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽，其中，所屬工具安裝座的至少一個(gè)可沿往向錯(cuò)開(kāi)的閉鎖體可插入一個(gè)閉鎖槽內(nèi)以及可限制工具在工具安裝座內(nèi)的軸向運(yùn)動(dòng)能力。
按DE2551125A1的實(shí)際上已標(biāo)準(zhǔn)化的插入端和工具安裝座有一個(gè)導(dǎo)引直徑為10mm，其中正好各兩個(gè)形狀相同沿直徑相對(duì)的閉鎖槽和旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽沿周向?qū)ΨQ分布。在比閉鎖槽略長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽上，在工具側(cè)連接一個(gè)一直延伸到插入端在工具側(cè)端部的導(dǎo)引面，它對(duì)于扭矩傳遞沒(méi)有貢獻(xiàn)。這些插入端本來(lái)設(shè)計(jì)用于直徑至17mm的鉆頭，并因而屬于功率小于650W的小型低功率沖擊鉆機(jī)的范圍。然而，越來(lái)越多大功率手持工具機(jī)，尤其沖擊鉆機(jī)，現(xiàn)在允許按規(guī)定的工作方式給工具傳遞大的扭矩。從那時(shí)起將這種沖擊鉆機(jī)的實(shí)際使用范圍一直擴(kuò)展到鉆頭直徑為30mm。此外，在將工具從工件取出時(shí)，尤其當(dāng)工具被卡緊在鉆孔內(nèi)時(shí)，由使用者借助制動(dòng)的手持工具機(jī)在工具上施加大的扭矩。業(yè)已證明，鉆頭直徑超過(guò)17mm更多地導(dǎo)致破壞，具體導(dǎo)致插入端在閉鎖槽的區(qū)域內(nèi)斷裂和導(dǎo)致工具安裝座內(nèi)部損壞。這種斷裂更令人惱火的是，折斷的端部留在沖擊鉆機(jī)內(nèi)部，以及只能通過(guò)拆卸沖擊鉆機(jī)前部才能從工具安裝座取出。即使在使用直徑較大的鉆頭和沒(méi)有導(dǎo)致斷裂的情況下也在插入端發(fā)生了塑性變形，這種變形導(dǎo)致工具安裝座不尋常的大的磨損，因此工具往往只能非常費(fèi)勁地從工具安裝座中取出。
按DE3716915A1實(shí)際上同樣已標(biāo)準(zhǔn)化的插入端和工具安裝座導(dǎo)引直徑為18mm，其中有正好兩個(gè)沿直徑相對(duì)的同樣形狀的閉鎖槽，在它們之間在一個(gè)半段內(nèi)正好設(shè)一個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽以及在另一個(gè)半段內(nèi)剛好對(duì)稱地設(shè)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽。這些插入端設(shè)計(jì)用于功率較大的大型沖擊鉆機(jī)和傳遞更大的扭矩，在這種情況下那些在上文已說(shuō)明的問(wèn)題在功率等級(jí)或扭矩再大時(shí)同樣發(fā)生。然而導(dǎo)引直徑為18mm但有小得多的小于14mm直徑鉆頭的工具有不良的沖擊脈沖傳遞性能。此外這種不成比例的工具在生產(chǎn)時(shí)也不經(jīng)濟(jì)。
在這里所產(chǎn)生的負(fù)荷組成如下其一是由于沖擊鉆機(jī)的沖擊能量造成的插入端負(fù)荷，另一方面是取決于切削時(shí)產(chǎn)生的扭矩、來(lái)自工具安裝座轉(zhuǎn)鍵的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷，它傳遞到插入端的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽上。當(dāng)例如在鋼筋處鉆孔而導(dǎo)致刀刃卡住時(shí)，這種扭矩負(fù)荷特別大。此外，在卡死在鋼筋內(nèi)的情況下，例如在試圖拔出沖擊鉆機(jī)時(shí)，作為附加的負(fù)荷，還產(chǎn)生一個(gè)從閉鎖體作用在閉鎖槽沿軸向的閉鎖端上的負(fù)荷，這一負(fù)荷危及閉鎖槽的后部橫截面。多年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)表明，這些組合的多軸負(fù)荷尤其危及處于軸向閉鎖端區(qū)域內(nèi)的橫截面。從力學(xué)上分析它們破壞的原因估計(jì)在于在軸向閉鎖端局部特別突出的多軸應(yīng)力狀態(tài)，它通過(guò)橫向收縮造成局部硬化，這種硬化意味著是一種優(yōu)選的裂縫引發(fā)劑，并因而限制了受交變負(fù)荷的插入端的疲勞強(qiáng)度。
按DE4338818，導(dǎo)引直徑較大的設(shè)計(jì)用于安裝在一種同樣適用于導(dǎo)引直徑較小的插入端的工具安裝座內(nèi)的插入端，有極深的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽和閉鎖槽。在此軸向區(qū)內(nèi)極端削弱后的橫截面，如上面已說(shuō)明的那樣，有不良的沖擊脈沖傳遞性能和低的斷裂強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)一種設(shè)計(jì)用于低損傷地傳遞大扭矩和有最佳的沖擊脈沖傳遞性能的插入端。
此目的主要通過(guò)權(quán)利要求1的特征達(dá)到。由從屬權(quán)利要求給出有利的進(jìn)一步發(fā)展。
因此，至少部分沿一條軸線旋轉(zhuǎn)和/或沖擊式驅(qū)動(dòng)的工具的插入端，它在最大導(dǎo)引直徑內(nèi)沿軸線延伸并具有至少一個(gè)在一個(gè)軸向閉鎖端朝自由端方向軸向封閉的閉鎖槽和一些旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽，后者具有一個(gè)槽寬和至少一個(gè)切向力接觸面，所述插入端有至少兩個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽，它們?cè)谝粋€(gè)至少是導(dǎo)引直徑三倍的長(zhǎng)度中在工具側(cè)位于軸向閉鎖端之前，以及設(shè)計(jì)為至少沿一個(gè)至少是導(dǎo)引直徑1.5倍的接觸長(zhǎng)度寬度大于導(dǎo)引直徑的五分之一，有利地大于導(dǎo)引直徑的四分之一。
通過(guò)至少在一個(gè)大的接觸長(zhǎng)度內(nèi)位于工具側(cè)軸向閉鎖端之前的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽，至少扭矩的大部分僅在工具側(cè)由軸向閉鎖端承受。因此在軸向閉鎖端上多軸應(yīng)力狀態(tài)的斷裂為學(xué)臨界軸向區(qū)必然受較低的負(fù)荷，由此可在給定的疲勞強(qiáng)度極限內(nèi)作用更大的扭矩。尤其是，因此可在導(dǎo)引直徑較小的情況下低損傷地承受較大的扭矩，從而改善了小直徑鉆頭的沖擊脈沖特性。
有利地，有導(dǎo)引直徑的工具側(cè)導(dǎo)引端一直到至少兩個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽的工具側(cè)槽端之間的軸向?qū)бL(zhǎng)度小于導(dǎo)引直徑的1.5倍，由此，直至插入端在工具側(cè)的端部附近均可承受一個(gè)扭矩。
有利地，槽端與工具側(cè)閉鎖端沿軸向在工具側(cè)錯(cuò)開(kāi)至少導(dǎo)引直徑的1.5倍，由此，在此軸向區(qū)內(nèi)橫截面沒(méi)有被閉鎖槽削弱，從而提高了扭轉(zhuǎn)剛度以及可低磨損地承受更大的扭矩。
有利地，切向力接觸面至少沿接觸長(zhǎng)度平行于軸線也垂直于軸線延伸，因此，切向力接觸面的平面法線準(zhǔn)確地沿切向定向，以及，在承受扭矩時(shí)減小對(duì)磨損不利的剪力。
有利地，至少沿接觸長(zhǎng)度每個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽的徑向槽深在槽寬的0.5至1.0倍之間，因此，可以在沒(méi)有明顯削弱橫截面以及在工具安裝座插入旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽內(nèi)的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)片有足夠抗彎剛度的情況下承受大的扭矩。
有利地，存在至少三個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽，此外有利地它們鏡像對(duì)稱性布置，因此，可承受更大的扭矩。
有利地，存在兩個(gè)沿直徑錯(cuò)開(kāi)的閉鎖槽，因此，插入端工效學(xué)有利地可按兩個(gè)錯(cuò)開(kāi)180°的定向插入工具安裝座內(nèi)。
有利地，閉鎖槽在工具側(cè)過(guò)渡為旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽，因此，橫截面被小量地削弱。
作為替換方式，有利地，旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽在工具側(cè)與閉鎖槽沿軸向隔開(kāi)距離，因此，功能區(qū)彼此分開(kāi)并因而在工藝上易于制造。
有利地，旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽沿周向與閉鎖槽錯(cuò)開(kāi)，此外有利地沿周向?qū)ΨQ地錯(cuò)開(kāi)，因此，在所屬的工具安裝座內(nèi)存在更多的自由空間用于旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置和閉鎖裝置。
有利地，旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽在機(jī)器側(cè)是開(kāi)口的，因此，旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置可以從插入端的端側(cè)插入旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽內(nèi)。


下面針對(duì)有利的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。包括圖1a表示插入端以及圖1b表示放大的橫截面；圖2表示一種改型；圖3a表示一種改型和圖3b表示放大的橫截面。
具體實(shí)施例方式
按圖1a、圖1b，一個(gè)沿軸線A旋轉(zhuǎn)和沖擊式驅(qū)動(dòng)的工具2的插入端1總是有正好兩個(gè)相同的、沿直徑布置的、在一個(gè)軸向閉鎖端3朝自由端4方向沿軸向封閉的閉鎖槽5和旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽6，后者包括一個(gè)既平行也垂直于軸線A延伸的切向力接觸面7，所述插入端本身沿軸線A以最大導(dǎo)引直徑D延伸。在工具側(cè)具有導(dǎo)引直徑D的導(dǎo)引端12一直到兩個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽6工具側(cè)的槽端13之間，設(shè)計(jì)一個(gè)二分之一導(dǎo)引直徑D的軸向?qū)бL(zhǎng)度F。槽端13與工具側(cè)閉鎖端14沿軸向在工具側(cè)錯(cuò)開(kāi)導(dǎo)引直徑D的兩倍以上。沿導(dǎo)引直徑D兩倍的接觸長(zhǎng)度K設(shè)計(jì)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽6，它們有恒定的槽寬B為導(dǎo)引直徑D的三分之一，以及一直到大于導(dǎo)引直徑D三倍的長(zhǎng)度L在工具側(cè)位于軸向閉鎖端3之前。閉鎖槽5分別在工具側(cè)過(guò)渡為旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽6，其中，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽6的徑向槽深T沿整個(gè)接觸長(zhǎng)度K是槽寬B的一半。
按圖2，槽寬B為導(dǎo)引直徑D三分之一的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽6與兩個(gè)沿直徑相對(duì)的閉鎖槽5在工具側(cè)沿軸向隔開(kāi)距離以及沿周向錯(cuò)開(kāi)90°，其中導(dǎo)引長(zhǎng)度F是導(dǎo)引直徑D的二分之一，接觸長(zhǎng)度K是導(dǎo)引直徑D的兩倍，以及長(zhǎng)度L是導(dǎo)引直徑D的3.5倍。
按圖3a、3b，鏡像對(duì)稱性的插入端1插入圖中表示的一個(gè)配屬的工具安裝座8內(nèi)，它有形式上的三個(gè)沿徑向向內(nèi)伸入、座落于工具側(cè)前的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)片9以及一個(gè)可沿徑向移動(dòng)的形式上的鎖珠10的閉鎖裝置。為此，有恒定的大于導(dǎo)引直徑D五分之一的槽寬B的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽6在機(jī)器側(cè)一直朝自由端4的方向開(kāi)口。三個(gè)鏡像對(duì)稱性排列的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽6與兩個(gè)沿直徑相對(duì)的閉鎖槽5沿周向?qū)ΨQ地錯(cuò)開(kāi)。導(dǎo)引長(zhǎng)度F是導(dǎo)引直徑D的一倍，接觸長(zhǎng)度K是導(dǎo)引直徑D的四倍，以及長(zhǎng)度L是導(dǎo)引直徑D的3.5倍，其中，槽端13與工具側(cè)閉鎖端14沿軸向在工具側(cè)錯(cuò)開(kāi)導(dǎo)引直徑D的兩部。
權(quán)利要求
1.至少部分沿一條軸線(A)旋轉(zhuǎn)和/或被沖擊式驅(qū)動(dòng)的工具(2)的插入端，它在最大導(dǎo)引直徑(D)內(nèi)沿軸線(A)延伸并具有至少一個(gè)在軸向閉鎖端(3)朝自由端(4)方向軸向封閉的閉鎖槽(5)和一些旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽(6)，旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽具有一個(gè)槽寬(B)和至少一個(gè)切向力接觸面(7)，其特征為至少兩個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽(6)在一個(gè)至少是導(dǎo)引直徑(D)三倍的長(zhǎng)度(L)中在工具側(cè)位于軸向閉鎖端(3)之前，以及至少沿一個(gè)至少是導(dǎo)引直徑(D)1.5倍的接觸長(zhǎng)度(K)設(shè)計(jì)為寬度大于導(dǎo)引直徑(D)的五分之一。
2.按照權(quán)利要求1所述的插入端，其特征為具有導(dǎo)引直徑(D)的工具側(cè)的導(dǎo)引端(12)一直到至少兩個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽(6)的一個(gè)工具側(cè)的槽端(13)之間的軸向?qū)бL(zhǎng)度(F)小于導(dǎo)引直徑(D)的1.5倍。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的插入端，其特征為槽端(13)與一個(gè)工具側(cè)的閉鎖端(14)沿軸向在工具側(cè)錯(cuò)開(kāi)至少導(dǎo)引直徑(D)的1.5倍。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的插入端，其特征為切向力接觸面(7)至少沿接觸長(zhǎng)度(K)既平行于軸線(A)也垂直于軸線(A)延伸。
5.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的插入端，其特征為至少沿接觸長(zhǎng)度(K)每個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽(6)的徑向槽深(T)在槽寬(B)的0.5至1.0倍之間。
6.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的插入端，其特征為；具有至少三個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽(6)，它們有選擇地布置成鏡像對(duì)稱。
7.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的插入端，其特征為具有兩個(gè)直徑上錯(cuò)開(kāi)的閉鎖槽(5)。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述的插入端，其特征為閉鎖槽(5)在工具側(cè)過(guò)渡到旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽(6)。
9.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的插入端，其特征為旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽(6)在工具側(cè)與閉鎖槽(5)沿軸向隔開(kāi)距離。
10.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的插入端，其特征為旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽(6)沿周向與閉鎖槽(5)錯(cuò)開(kāi)，有選擇地沿周向?qū)ΨQ地錯(cuò)開(kāi)。
11.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的插入端，其特征為旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽(6)在機(jī)器側(cè)是開(kāi)口的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種至少部分沿一條軸線(A)旋轉(zhuǎn)和/或被沖擊式驅(qū)動(dòng)的工具(2)的插入端，它在最大導(dǎo)引直徑(D)內(nèi)沿軸線(A)延伸并具有至少一個(gè)在軸向閉鎖端(3)朝自由端(4)方向軸向封閉的閉鎖槽(5)和一些旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽(6)，后者具有一個(gè)槽寬(B)和至少一個(gè)切向力接觸面(7)，其中，至少兩個(gè)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)槽(6)在一個(gè)至少是導(dǎo)引直徑(D)三倍的長(zhǎng)度(L)中在工具側(cè)位于軸向閉鎖端(3)之前，以及至少沿一個(gè)至少是導(dǎo)引直徑(D)1.5倍的接觸長(zhǎng)度(K)設(shè)計(jì)為寬度大于導(dǎo)引直徑(D)的五分之一。
文檔編號(hào)B23B31/107GK1623750SQ20041009796
公開(kāi)日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月5日
發(fā)明者克萊內(nèi)·維爾納, 布里特恩·維爾納 申請(qǐng)人:希爾蒂股份公司