CN103702790A - 具有嵌入式刀片的剪切刀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于剪切工具(1)的剪切刀(2),该剪切刀包括:具有刀座(11)的基体(3);和设置在所述刀座(11)上的构成剪切楔(8)的嵌入式刀片(4),其中,所述剪切楔(8)通过切削表面(9)和与该切削表面成角度的压力面(10)而构成刀刃(6)。其中,所述刀座(11)具有沿横向于切削表面(9)的方向起作用的至少一个侧凹面(13,28),该至少一个侧凹面在嵌入式刀片(4)嵌入的情况下与构造在该嵌入式刀片上的至少一个形锁合面(16,27)共同作用并且在此形成横向于切削表面(9)作用的形锁合。所述嵌入式刀片(4)借助销轴状的至少一个插拔连接元件(5)而紧固在所述基体(3)上,该至少一个插拔连接元件横向于切削表面(9)定向且设置在基体(3)中的和该嵌入式刀片(4)中的对准的孔(18,19)中。
Description
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的剪切刀。
背景技术
在剪切工具中一种已知的实施方式在于:如此地构造剪切刀,使这些剪切刀包括剪切刀基体和设置在或嵌在该剪切刀基体上的嵌入式刀片。特别是在用于救助任务或拆除工作的剪切工具中,剪切刀遭受恶劣的使用条件。因此剪切刀基体优选由韧性的材料制成,而嵌入式刀片则优选由硬的、剪切效果好且磨损小的材料构成。在刀刃损坏的情况下,在这样的结构中不必更换整个剪切刀,而更换损坏的嵌入式刀片就足够了。仅仅更换嵌入式刀片比更换整个剪切刀产生明显较少的费用,因此这种剪切刀是经济上有益的结构。
例如由DE202004011263U1或GB2254580A已知了一种具有由剪切刀基体和嵌入该剪切刀基体中的嵌入式刀片构成的剪切刀的救助工具。在这些剪切刀中,嵌入式刀片借助五个或者三个紧固螺栓固定在基体上。然而嵌入式刀片的这种固定方式相对昂贵,这是因为在基体中或在嵌入式刀片中必须设置内螺纹,并且另外这种嵌入式刀片的更换既繁琐又耗时,特别是在所需的工具由于使用中的脏污或机械损坏不能无问题地装配在紧固螺栓上时。
发明内容
本发明的目的是,如此改善嵌入式刀片在剪切刀基体中的固定,从而不仅简化各个组成部分的制造而且简化刀片元件的更换。
本发明的目的通过具有权利要求1的特征部分的特征的那类剪切刀得以实现。
刀座具有沿横向于切削表面的方向起作用的侧凹面,该侧凹面在嵌入式刀片嵌入的情况下与构造在该嵌入式刀片上的形锁合面(Formschlussflaeche)共同作用并且在此产生横向于所述切削表面作用的形锁合,并且所述嵌入式刀片借助横向于切削表面定向的、设置在基体中的和该嵌入式刀片中的对准的孔中的销轴状的插拔连接元件紧固在所述基体上,由此在该基体上形成嵌入式刀片的稳固的刀座,该刀座可以不使用螺纹连接而被固定并且结构简单。
在此,基体上的至少一个侧凹面和/或嵌入式刀片上的至少一个形锁合面可以在该嵌入式刀片的整个边缘上或者基体中的刀座的整个边缘上延伸或也可以区段性地构造。插拔连接元件可以由容易得到且经济便宜的标准构件构成,另外可以既在基体上也在嵌入式刀片上低耗费地制造用于容纳所述插拔连接元件的孔。因为横向于切削表面的力主要在形锁合面与侧凹面之间传递,所以插拔连接元件只能传递微小的拉力不是缺点,并且数量少的这样的插拔连接元件足够将嵌入式刀片可靠地固定在剪切刀中。优选嵌入式刀片利用仅仅两个插拔连接元件固定在基体上。为了插入插拔连接元件,优选基体上的孔从刀座延伸直到该基体的外侧并且插拔连接元件穿过基体被插入到该基体中以及嵌入式刀片中。
如果嵌入式刀片的端部区段或者端面具有与基体上的侧凹面共同作用的形锁合面,那么作为背侧的备选或补充,嵌入式刀片还可以在其端部处为了防止被从刀座中拉出而横向于切削表面地固定在基体上。需由插拔连接元件传递的力与此相应地减小。
特别地,用于嵌入式刀片的端部区段的侧凹面与用于嵌入式刀片的中间部分的侧凹面的横截面可以具有相同的轮廓。因此可以用唯一的刀具在一次夹紧中制成用于嵌入式刀片的中间部分的和用于该嵌入式刀片的端部区段的、基体上的刀座的侧凹部。
一种有利的实施方式在于:侧凹面由基体中的半个燕尾槽构成,并且嵌入的嵌入式刀片具有类似平行四边形的横截面,并且形锁合面与大致平行于切削表面的贴合面共同构成与刀刃对置的、锐角的形锁合楔,该形锁合楔嵌接到燕尾槽中并且在此反扣(hintergreifen)侧凹面。嵌入式刀片与基体之间的由燕尾状连接构成的形锁合在加工技术方面能简单制造,并且形锁合楔在基体中具有稳固的刀座并且防拉出地、垂直于或横向于切削表面得到良好固定。通过定向偏离侧凹面的方向的插拔连接元件可靠地防止嵌入式刀片滑出。
如果形锁合楔具有45°与80°之间的楔角,那么产生对嵌入式刀片与基体之间的力传递有益的情况(Verhaeltnis)。
通过如下方式产生刀座的一种备选的实施方式:侧凹面由基体中的半个T型槽构成,并且嵌入式刀片上的形锁合面由反扣该T型槽的咬合凸缘(Falzansatz)构成。这种实施方式在加工技术方面也可以相对简单地制造,并且嵌入式刀片在插拔连接元件嵌入的情况下不会相对基体横向于切削表面移动。
如果嵌入式刀片中的用于容纳插拔连接元件的孔延伸直到切削表面,那么为了更换嵌入式刀片可以以简单的方式将该插拔连接元件从切削表面排出。
为了防止插拔连接元件的端部在使用期间中可能意外地穿过切削表面而从嵌入式刀片中出来,有益的是:嵌入式刀片中的孔在切削表面的区域中具有较小的、阶梯状缩进(abgesetzt)的直径或在孔的横截面中的其它变窄部。
在实际中加固的且经济的实施方式在于:插拔连接元件由中空的、纵向开缝的销轴形式的夹紧销构成。这样的夹紧销通过其沿直径方向的柔性可以补偿构件尺寸公差并且是将嵌入式刀片固定在刀座上的一种结构上简单而可靠的解决方案。另外,插拔连接元件可以由螺旋夹紧销、刻槽销或圆柱销构成,所有这些实施变型均允许省去构件上的内螺纹。
如果夹紧销通过插入其中空内部的另外的插拔连接元件得到加强,那么实现对稳定性的进一步提高。该另外的插拔连接元件可以是与外部插拔连接元件相同的结构或也可以是不同的结构。
如果插拔连接元件的中轴线垂直于切削表面定向,那么获得在加工技术上能简单制造的实施方式。因此插拔连接元件无论如何与侧凹面成角度并且因此负责对嵌入式刀片的必要的固定。同时插拔连接元件可以将可能出现的横向于该插拔连接元件的中轴线的剪切力向所有的方向传递。
如果基体上的刀座对背侧而言或对嵌入式刀片的背侧而言基本上由平坦的面构成,那么实现嵌入式刀片与基体之间的均匀的力传递。刀座的这样的实施形式可以通过一个相应的铣刀的直线铣削运动制成并且由此在嵌入式刀片的中间部分中保障了均匀的接触和在基体上的稳固、平面的支撑。
如果插拔连接元件的中轴线的方向与侧凹面的方向相差至少10°的角,那么因为通过插拔连接元件的剪切阻力防止平行于侧凹面的位移,获得嵌入式刀片在刀座中的充分固定。
附图说明
为了更好地理解本发明,参照下面的附图来进一步阐述本发明。
在大大示意性简化的视图中:
图1为具有两个共同作用的剪切刀的剪切工具,所述剪切刀包括可更换的嵌入式刀片;
图2为具有嵌入式刀片的剪切刀的第一实施方式沿图3中的线II-II的横剖视图;
图3为剪切刀沿图2中的方向III的视图;
图4为具有嵌入式刀片的剪切刀的另一实施方式沿图5中的线IV-IV的横剖视图;
图5为剪切刀沿图4中的方向V的视图;
图6为嵌入式刀片的切削表面区域中的插拔连接元件的细节图;
图7为具有嵌入式刀片的剪切刀的另一种可能的实施方式;
图8为具有嵌入式刀片的剪切刀的另一种可能的实施方式。
具体实施方式
作为引言首先要说明的是:在不同描述的实施方式中,为相同的部件设置相同的附图标记或者相同的构件名称,其中在整个说明书中所包含的公开内容都可以按照意义转用到具有相同的附图标记或者相同的构件名称的相同的部件上。还有在说明书中所选的方位说明,例如上部的、下部的、侧向的等,与直接描述以及示出的附图相关并且在方位改变时可以按照意义转移到新的方位上。另外,来自示出的和描述的不同实施例的各个单独特征或特征组合也可以构成独立的、本发明的或根据本发明的解决方案。
图1示出的是剪切工具1的斜视图,例如其经常用于将遭遇事故的人员从车辆中救出或还用于其它目的,诸如拆除工作。这个剪切工具包括两个由一个未示出的驱动装置、例如一个液压缸驱动的剪切刀2,这些剪切刀铰接地设置在剪切工具1的支架上并且用于通过剪切来切开各种各样的材料。在此,剪切刀2包括带有刀座的基体3,在该刀座上设置有或者嵌有嵌入式刀片4。该刀座在此具有特殊的借助另外的附图加以说明的实施方式,其带有侧凹部,该侧凹部形成嵌入式刀片4与基体3之间的形锁合,并且嵌入式刀片4借助销轴状的插拔连接元件5紧固在基体3上。
在所示出的实施例中,嵌入式刀片4或者剪切刀2具有弯曲的刀刃6,这会有益于剪切过程。嵌入式刀片4的背侧7相反是直线的,由此实现可靠、均匀地贴靠在基体3上。嵌入式刀片4优选如下地嵌入到基体3中,使得产生到基体3的齐平的过渡。
剪切刀2的基体3优选由韧性钢构成,该钢还能够经受住强烈的冲击载荷。然而也可考虑由轻于钢的金属构成的基体的节省重量的实施形式。这样的剪切刀2的嵌入式刀片4相反由具有良好剪切性能的、尽可能坚硬的材料构成,由此还能够实现对较硬材料的剪切。
图2部分地示出剪切刀2沿图3中的线II-II的横剖视图,在该剪切刀中,嵌入式刀片4嵌入基体3。在沿图2中的箭头III观察的图3中示出的剪切刀2可以涉及与在图2中的剪切刀2相同的实施方式,然而也可以是在嵌入式刀片4的背侧7上没有设置侧凹部的实施方式。同样地,图2示出的可以是如下的实施方式,在该实施方式中只在背侧7上设置有侧凹部,而在嵌入式刀片4的端部上没有设置侧凹部。
刀刃6由剪切楔8构成,该剪切楔本身由切削表面9与压力面10拼合构成。在剪切过程中,在图2中上指的剪切刀2与未示出的第二剪切刀共同作用,其中,切削表面9相对彼此以微小的距离互相靠紧地经过地运动。在此,剪切楔8进入未示出的、需切开的物体中,其中,压力面10压到该物体的表面上并且结果完成物体的分开。
嵌入式刀片4与基体3在其上接触的面构成刀座11,在图2所示出的实施例中刀座11包括与切削表面9大致平行的贴合面12和与该贴合面成锐角设置的侧凹面13。在图2中刀座11相当于半个燕尾槽14。嵌入式刀片4的横截面大致呈平行四边形并且以大致平行于切削表面9的贴合面15贴靠在基体的贴合面12上并且以形锁合面16贴靠在燕尾槽14的侧凹面13上。嵌入式刀片4上的形锁合面16与贴合面15共同构成与刀刃6大致对置的、锐角的形锁合楔17,该形锁合楔嵌接到燕尾槽14中。形锁合楔17当然可以具有与剪切楔8不同的楔角,但是45°与80°之间的角、例如60°已被证明是有益的。嵌入式刀片4的横截面不必如所示出的那样为平行四边形,而当然也可以具有与其不同的轮廓,如果基体3中的刀座11被相应地构造。
此外,嵌入在刀座11中的嵌入式刀片4与基体3通过插拔连接元件5连接,该插拔连接元件设置在基体3中的孔18中以及嵌入式刀片4中的与这个孔对准的孔19中。在所示出的实施例中,插拔连接元件5的中轴线20与切削表面9成直角地定向,但是也可以具有与此不同的定向。然而,为了实现嵌入式刀片4在基体3中的可靠的形锁合重要的是:插拔连接元件5的中轴线20与侧凹面13的方向相差至少20°的角。
插拔连接元件5通过压配合固定在孔18和19中,为此插拔连接元件5在未装配状态中具有略微大于孔18或者19的直径。在所示出的实施例中,插拔连接元件5构造成夹紧销21,该夹紧销具有中空的、纵向开缝的销轴的形式。通过纵向缝隙,该夹紧销沿径向方向具有一定的弹性,该弹性即使在各孔的中轴线由于制造公差而不精确对准的情况下也简化或者允许到孔18、19中的压入。
优选从剪切刀2的背侧22将插拔连接元件5压入,为此孔18从背侧22直到刀座11或者直到贴合面12完全贯通基体3。为了能够实现嵌入的插拔连接元件5的简单拆卸,孔19完全贯通嵌入式刀片4,由此插拔连接元件5能够容易地被重新排出。
插拔连接元件5的中轴线20从侧凹面13的方向23偏移一个角24,该角优选至少为10°、例如约为30°。
图2示出的是在各插拔连接元件5之间的中间部分25的区域中的嵌入式刀片4的横剖视图。图3示出的是:作为补充或备选,嵌入式刀片4的端部区段26可以具有形锁合面27,这些形锁合面与基体3上的侧凹面28共同作用。嵌入式刀片4的端部区段26或者端部由此具有沿横向于切削表面9的方向的形锁合,该形锁合在所示出的实施例中如同在图2的实例中那样也通过形锁合楔17与燕尾槽14共同作用而产生。优选用于端部区段26的侧凹面28的横截面具有与用于嵌入式刀片4的中间部分25的侧凹面13相同的轮廓,因此基体3中的刀座11可以在唯一的夹紧中利用唯一的铣刀加工而成。在这个情况中,嵌入式刀片4的背侧7与其端部之间的过渡部是倒圆的。
图4和5示出的是剪切刀2的另一种且必要时独立的实施方式,其中,为与在前述图1至3中相同的部件再次使用相同的附图标记或者构件名称。为了避免不必要的重复,引用或者参考前述图1至3中的详细说明。
图4和5所示的剪切刀2的实施方式与在图2或者3中示出的实施方式相似,并且在此嵌入式刀片4在基体3中也具有横向于切削表面9的形锁合。基体3上的刀座11为了这个目的具有半个T型槽29,在嵌入式刀片4嵌入的情况下咬合凸缘30嵌接到该半个T型槽中。在此,T型槽29构成侧凹面13,该侧凹面被处于嵌接中的咬合凸缘30的形锁合面16反扣(hintergreifen)。在如图4所示的实施例中,侧凹面13和形锁合面16构造成与切削表面9平行,当然也可以具有与其偏离的角。有益的是:如在图5中可以看到的那样,在嵌入式刀片4的端部区段26上也形成在基体3中的形锁合,并且嵌入式刀片4不仅在其背侧7上、而且还在其端部区段26的端面上形锁合地固定在基体3中。图5示出:作用在嵌入式刀片4的端侧上的形锁合面27或者基体3中的具有侧凹面28的刀座11可以具有与图4所示的、具有嵌入式刀片4的中间部分25中的形锁合面16或者侧凹面13的横截面相同的横截面,由此可以在唯一的夹紧中铣削刀座11。
嵌入式刀片4在基体3中横向于切削表面9的形锁合优选不仅在背侧7上而且还在端部区段26上或者在这些端部区段的沿着刀刃的方向间隔开的端面上,然而也可以仅仅在嵌入式刀片4的端部区段26上或仅仅在背侧7上设置形锁合。
如果既在背侧7上也在端部区段26上设置有这样的形锁合,那么如已经阐述的那样有益的是:刀座11上的在此起作用的侧凹面13、28具有同样的横截面轮廓,但是也可以在背侧7上为刀座11选择不同于端部区段26处的横截面。
因此如果形锁合仅限于背侧7或仅限于端部区段26,那么图4与5可以如图2与3那样相应地被视为不同的实施方式。
又通过横向于切削表面9定向的插拔连接元件5将嵌入式刀片固定在刀座11中。如此前已经述及的那样,插拔连接元件5可以由夹紧销21构成,然而也可以如示出的那样由简单的圆柱销、螺旋夹紧销、刻槽销或类似的无螺纹的连接元件构成。
图6示出的是嵌入在嵌入式刀片4中的孔19中的插拔连接元件5的细节部分,该插拔连接元件例如由夹紧销21构成。为了防止插拔连接元件5在使用期间穿过孔19在切削表面9上出来,在所有此前阐述的实施形式中还可以使孔19在切削表面9的区域中具有阶梯状缩进的、比孔19小的直径31,其中如此选择直径差,使得可靠地防止插拔连接元件5在切削表面9上出来,但是可以将插拔连接元件5从切削表面9中排出并且由此能够容易地更换嵌入式刀片4。作为所示出的缩小直径的备选方案,也可以在切削表面9的区域中设置与孔19略微错开的开口,通过这种方式同样防止插拔连接元件5出来,然而却可以将销轴压出。
图7示出的是剪切刀2的另一种可能的实施方式,其具有嵌入式刀片4的横向于切削表面9的形锁合。在这个实施例中,刀座11在基体3的整个厚度上延伸并且嵌入式刀片4具有与基体3同样的厚度。形锁合在此由基体3上的半个T形槽29以及嵌入式刀片4上的咬合凸缘30构成,并且与此相关的内容参照对图4和5的说明。形式为夹紧销21的插拔连接元件5如在图7中所示出的那样可以通过另一插拔连接元件32得到加强,该另一插拔连接元件后来被压入到已经嵌入的夹紧销21中。以这种方式可以进一步改善嵌入式刀片在基体中的固定,其中夹紧销21的有益于装配的柔性后来通过压入该夹紧销的中空内部的插拔连接元件32而降低。
图8示出的是剪切刀2的另一个实施例,在该实施例中嵌入式刀片4构成基体3的面齐平的延续部,并且形锁合由嵌入式刀片上的半个燕尾槽14和基体上的形锁合楔17构成。通过可以按照所有前述实施变型构造的插拔连接元件5对套装的嵌入式刀片4进行固定。在这个实施例中,插拔连接元件5或者该插拔连接元件的中轴线20比形锁合面16或者侧凹面13具有至刀刃6更大的距离,因此在在图8中,在剪切楔8上具有向右的力的情况下产生对嵌入式刀片4有利的支撑力矩并且插拔连接元件5上的拉力载荷得到进一步减小。
各实施例示出剪切刀2的可能的实施变型,其中在此需要指出的是:本发明不限于专门示出的实施例变型本身,而更确切地说各个实施变型彼此之间可以进行不同的组合并且变型可能性基于本发明技术手段的教导落入本领域技术人员的能力范围内。通过所示出的和所描述的实施变型的各个细节的组合而可能实现的所有可想到的实施变型也可以是分开的专利权申请的主题。
最后为了条理性需要指出的是:为了更好地理解剪切刀的结构,局部不符合比例地和/或放大和/或缩小地示出该剪切刀或者其组成部分。
基于独立的、本发明的解决方案的目的可以从说明中获得。
特别地,在图1、2、3、4、5、6、7、8中示出的各个实施形式能够构成根据本发明的独立的方案的主题。可以从这些附图的详细说明中获得与此相关的根据本发明的目的和解决方案。
具体说明中的所有关于数值范围的说明应该如此理解,即这些说明包括出自它们的任意的和所有的部分范围,例如说明1至10应该如此理解,即所有从下限1和上限10起的部分范围均包括在内,就是说所有以下限1或更大开始并且以上限10或更小结束的部分范围均包括在内,例如1至1.7,或3.2至8.1或5.5至10。
附图标记列表
1 剪切工具 17 形锁合楔
2 剪切刀 18 孔
3 基体 19 孔
4 嵌入式刀片 20 中轴线
5 插拔连接元件 21 夹紧销
6 刀刃 22 背侧
7 背侧 23 方向
8 剪切楔 24 角
9 切削表面 25 中间部分
10 压力面 26 端部区段
11 刀座 27 形锁合面
12 贴合面 28 侧凹面
13 侧凹面 29 T形槽
14 燕尾槽 30 咬合凸缘
15 贴合面 31 直径
16 形锁合面 32 插拔连接元件
Claims (13)
1.用于剪切工具(1)的剪切刀(2),该剪切刀包括:具有刀座(11)的基体(3);和设置在所述刀座(11)上的构成剪切楔(8)的嵌入式刀片(4),其中,所述剪切楔(8)通过切削表面(9)和与该切削表面成角度的压力面(10)而构成刀刃(6),其特征在于:所述刀座(11)具有沿横向于切削表面(9)的方向起作用的至少一个侧凹面(13,28),该至少一个侧凹面在嵌入式刀片(4)嵌入的情况下与构造在该嵌入式刀片上的至少一个形锁合面(16,27)共同作用并且在此形成横向于切削表面(9)作用的形锁合,并且所述嵌入式刀片(4)借助销轴状的至少一个插拔连接元件(5)而紧固在所述基体(3)上,该至少一个插拔连接元件横向于切削表面(9)定向且设置在基体(3)中的和该嵌入式刀片(4)中的对准的孔(18,19)中。
2.如权利要求1所述的剪切刀(2),其特征在于:形锁合面(27)设置在嵌入式刀片(4)的端部区段(26)上并且与基体(3)中的侧凹面(28)共同作用。
3.如权利要求1或2所述的剪切刀(2),其特征在于:用于嵌入式刀片(4)的端部区段(26)的侧凹面(28)与用于该嵌入式刀片(4)的中间部分(25)的侧凹面(13)的横截面具有相同的轮廓。
4.如前述权利要求之任一项所述的剪切刀(2),其特征在于:侧凹面(13,28)由基体(3)中的半个燕尾槽(14)构成,并且嵌入的嵌入式刀片(4)具有类似平行四边形的横截面,并且侧凹面(13,28)与大致平行于切削表面(9)的贴合面(15)共同构成与刀刃(6)对置的锐角的形锁合楔(17),该形锁合楔嵌接到燕尾槽(14)中并且在此反扣所述侧凹面(13,28)。
5.如权利要求4所述的剪切刀(2),其特征在于:形锁合楔(17)具有45°与75°之间的楔角。
6.如前述权利要求之任一项所述的剪切刀(2),其特征在于:侧凹面(13,28)由基体(3)中的半个T形槽(29)构成,并且嵌入式刀片(4)上的形锁合面(16,27)由反扣所述T形槽(29)的咬合凸缘(30)构成。
7.如前述权利要求之任一项所述的剪切刀(2),其特征在于:嵌入式刀片(4)中的用于容纳插拔连接元件(5)的孔(19)延伸直到切削表面(9)。
8.如权利要求7所述的剪切刀(2),其特征在于:嵌入式刀片(4)中的孔(19)在切削表面(9)的区域中具有减小的横截面或较小的阶梯状缩进的直径(31)。
9.如前述权利要求之任一项所述的剪切刀(2),其特征在于:插拔连接元件(5)由中空的、纵向开缝的销轴形式的夹紧销(21)、螺旋夹紧销、刻槽销或圆柱销构成。
10.如前述权利要求之任一项所述的剪切刀(2),其特征在于:夹紧销(21)或别的中空的插拔连接元件(5)通过嵌入其中空内部的另外的插拔连接元件(32)得到加强。
11.如前述权利要求之任一项所述的剪切刀(2),其特征在于:插拔连接元件(5)的中轴线(20)与切削表面(9)成直角地定向。
12.如前述权利要求之任一项所述的剪切刀(2),其特征在于:基体(3)上的刀座(11)为了嵌入式刀片(4)的背侧(7)而基本上由平坦的面构成。
13.如前述权利要求之任一项所述的剪切刀(2),其特征在于:插拔连接元件(5)的中轴线(20)的方向与侧凹面(13,28)的方向(23)相差至少10°的角(24)。
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