CN107614831A - 具有带定心延伸部的支撑元件的刀具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及刀具，特别是圆柄刀具，其具有刀头和刀柄及支撑元件，支撑元件在下侧具有座表面和突出超过座表面的定心延伸部。该定心延伸部具有定心表面，所述定心表面相对于刀具的纵向中心轴线以倾斜的方式延伸，且间接或直接过渡到座表面中，且支撑元件沿纵向中心轴线由用于接收刀柄并具有内直径D的安装孔贯穿。轴环高度配置成使得支撑元件中安装孔内直径D与轴环高度之间比率小于8，和/或轴环高度大于安装在刀具保持器中的刀具的轴向间隙，轴环高度在纵向中心轴线方向上在定心延伸部背离座表面的端部与座表面之间测得或在定心延伸部端部与相对于座表面以凹进方式在支撑元件中形成的凹部的内部终端之间测得。该刀具的特点是磨损减少。

Description

具有带定心延伸部的支撑元件的刀具

技术领域

本发明涉及一种具有刀头和刀柄的刀具，特别是圆柄刀具，所述刀具具有支撑元件，所述支撑元件在其下侧具有座表面和突出超过座表面的定心延伸部，其中定心延伸部具有定心表面，所述定心表面相对于刀具的纵向中心轴线以倾斜的方式延伸，并且间接地或直接地过渡到座表面中，并且其中支撑元件沿着纵向中心轴线由用于接收刀柄的安装孔贯穿，所述安装孔具有内直径D_i。

本发明还涉及一种工具系统，其具有刀具，特别是圆柄刀具，所述刀具具有刀头和刀柄，所述刀具具有支撑元件，所述支撑元件在其下侧具有座表面和突出超过座表面的定心延伸部，其中定心延伸部具有定心表面，所述定心表面相对于刀具的纵向中心轴线以倾斜的方式延伸，并且间接地或直接地过渡到座表面中，其中支撑元件沿着纵向中心轴线由用于接收刀柄的安装孔贯穿，所述安装孔具有内直径D_i，所述刀具具有用于接收刀柄的刀具保持器，其中所述刀具保持器具有面向支撑元件的用于承载座表面的磨损表面和用于接收支撑元件定心延伸部的定心容置部。

背景技术

上述类型的刀具和工具系统从DE102014104040A1已知。从切割元件开始，刀头的直径增加直至与刀柄相邻的凸缘。以圆柱形方式实现的刀柄通过夹持套筒保持在刀具保持器的保持延伸部中的刀具容置部内。通过夹持套筒进行固定允许刀具围绕其纵向中心轴线旋转，同时防止轴向运动。支撑元件布置在刀头和保持延伸部之间，刀柄被引导通过该支撑元件的中心安装孔。支撑元件具有朝向刀头由边沿包围的凹部，所述凹部的底部代表支撑表面，刀头以支承表面搁置于该支撑表面上。支撑元件朝向刀具保持器形成座表面，该座表面朝向支撑元件的中心过渡到相对于刀具的纵向中心轴线倾斜的定心延伸部的定心表面内。在定心表面和座表面之间的过渡区域中，相对于座表面布置有具有至少0.3mm深度的凹槽。刀具保持器的保持延伸部的顶侧朝向刀头形成，以便对应于支撑元件的下侧。刀具保持器具有磨损表面，支撑元件的座表面搁置在该磨损表面上。支撑元件的定心延伸部在保持延伸部的定心容置部中径向引导。作为在具有刀具的工具装置的操作期间磨损表面变得被磨损的结果，在支撑元件中的凹槽区域中在刀具保持器的磨损表面上形成凸筋，所述凸筋接合在凹槽中。作为该接合的结果，实现了对支撑元件的额外侧向引导。与此同时，渗透到刀具部容置部区域中的挖掘材料至少由凹槽和接合到后者即凹槽中的凸筋而减少，结果是保持刀具的转动能力并降低磨损。

为了确保刀头围绕其纵向中心轴线的转动能力，需要刀具在刀具保持器中具有轴向间隙。在这种情况下，较大的刀具与较小刀具相比提供更大的间隙。如果轴向间隙超过定心延伸部的高度，则将丧失定心延伸部对支撑元件的侧向引导。这导致支撑元件和刀具保持器两者的磨损增加。

DE 60209235 T2公开了一种用于可旋转切割刀具的垫圈。该垫圈在其面对刀头的前侧面上具有多个肋状部。所述肋状部可具有弯曲的形状并且以围绕垫圈的圆周规则地分布的方式布置。在相对的后侧，均匀分布的凹部可一体地形成在垫圈中。后侧朝向垫圈中的中心安装孔具有定心延伸部，该定心延伸部具有相对于垫圈的纵向中心轴线以倾斜方式延伸的倾斜边缘。在装配了垫圈的情况下，所述定心延伸部突出到相应的倒角中，该倒角相对于刀具保持器的刀具容置部周向布置，导致对垫圈的侧向引导。作为肋状部和凹部的结果，垫圈的支承面积减小，导致垫圈的转动能力提高。

在这种布置中，也由于安装的刀具的可允许的轴向间隙，定心延伸部对垫圈的侧向引导可能会随着刀具升高到最大程度而丧失，结果是对垫圈本身和对刀具保持器的磨损显著增加。具体地，由此而成为可能的垫圈摆动运动可导致刀具保持器的端侧的不规则磨损，结果是后者即刀具保持器的端侧变得倾斜，从而变得更快地磨损。此外，在端侧倾斜磨损的情况下，刀具的转动能力会受到限制或阻碍，导致刀具的单侧快速磨损。径向取向的肋状部和凹部在这种情况下不会导致对垫圈的任何额外的侧向引导。

发明内容

因此，本发明的目的是提供具有改善磨损性能的刀具。本发明的另一个目的是提供一种具有这种刀具的工具系统。

本发明的涉及该刀具的目的是这样实现的，即轴环高度配置成使得支撑元件中的安装孔内直径D_i与轴环高度之间的比率小于8，和/或轴环高度大于安装在刀具保持器中的刀具的轴向间隙，其中该轴环高度在纵向中心轴线的方向上在定心延伸部的背离座表面的端部与座表面之间测得或在定心延伸部的端部与相对于座表面以凹进方式在支撑元件中一体地形成的凹部的内部终端之间测得。在安装在刀具保持器上之后，支撑元件的座表面位于刀具保持器的磨损表面上。在这种情况下，定心延伸部接合在一体地形成在磨损表面中的定心容置部中，从而导致支撑元件位置的径向稳定。如果凹部一体地形成在座表面中，则刀具保持器的延伸部接合在其中。支撑元件中的安装孔内直径D_i与轴环高度之间的比率小于8确保足以防止支撑元件的任何侧向移动。优选地，在这种情况下，轴环高度选择为大于在刀具的预期寿命期间预期的最大轴向间隙。因此，即使刀具在轴向间隙内最大程度地从刀具容置部撤回的情况下，定心延伸部也导致支撑元件的侧向稳定。结果是，可显著减少对支撑元件的磨损和对刀具保持器的磨损表面的磨损。这特别适用于在支撑元件上施加不规则轴向载荷的情况。在支撑元件的侧向稳定性不足的情况下，这种不规则的轴向载荷导致不对称且因此增加对保持器磨损表面的磨损。由于根据本发明的对支撑元件的改善的侧向引导，导致在支撑元件中的安装孔中引导的刀具的更精确定心，结果是避免或至少降低对磨损表面的不对称磨损。由于对支撑元件和磨损表面的低磨损，并且由于刀具的定心改善，刀具的旋转运动得以稳定。这导致更均匀的损耗，从而增加了刀具的使用寿命。定心延伸部与定心容置部配合导致迷宫式密封。结果，至少减少了挖掘材料和灰尘渗透到刀具容置部和刀柄的区域中的情况。作为在支撑元件的安装孔内直径D_i与轴环高度之间的选定比率小于8的结果，确保了充分的密封，因此没有或仅有少量异物进入刀具容置部和刀柄的区域内而阻止刀具的旋转运动。因此，刀具的磨损减少。

优选地，设置成使得安装孔的内直径D_i和轴环高度之间的比率小于7.5，优选地小于7.0，特别优选地小于6.5。在小于7.5的比率下，甚至在横向力直接作用于支撑元件上的情况下，例如由于碰到挖掘材料而使得横向力直接作用于支撑元件上的情况下，也能实现良好的侧向引导。小于7.0的比率可进一步改善侧向引导，使得即使不规则地分布在支撑元件上的轴向力和径向作用的横向力同时作用也不会导致支撑元件的摆动运动，而由于支撑元件的摆动运动会带来高磨损。在小于6.5的比率下，甚至当支撑元件和刀具的使用寿命结束时，当刀具的轴向间隙可能由于已经发生的磨损而增加时，也能实现足够的侧向引导。

可通过以环绕安装孔的方式布置定心延伸部和/或凹部来实现支撑元件的径向作用引导，从而实现刀具的径向作用引导，同时实现支撑元件和刀具的良好转动能力。

支撑元件的侧向引导可通过下述进一步改善，即在座表面内一体地形成具有相同或不同深度的多个凹部或围绕定心延伸部以螺旋形延伸的至少一个凹部，以及支撑元件中的安装孔内直径D_i与相对于凹部之一或螺旋形凹部中的通道的轴环高度之间的比率，优选地，安装孔的内直径D_i与相对于凹部或通道确定的最大轴环高度的比率小于8。由于多个凹部沿径向彼此并排布置以及刀具保持器的相应延伸部接合在凹部中，保持轴向方向上的突出面积，但是在径向方向上的在刀具保持器和支撑元件之间的接触面积增大。因此，可以吸收更大的横向力。同时，刀具保持器和支撑元件之间的接触面积增大，从而降低表面压力，因此也减少磨损。由于凹部沿彼此并排定位以及延伸部接合在其中，相对于渗透的挖掘材料的密封作用进一步得到显著改善。由于支撑元件中的安装孔内直径D_i与轴环高度之间的比率小于8，即使当支撑元件在轴向间隙的范围内从磨损表面被最大程度地提起时，也能够实现对支撑元件的足够的径向引导从而实现对刀具的足够的径向引导。

通过下述可以实现侧向引导和密封以及因此转动能力和对刀具的磨损方面的进一步改进，即引导肋状部在与定心延伸部相距有距离处突出超过相邻的座表面。在这种情况下，引导肋状部有利地接合在对应于引导肋状部的肋状部容置部中，肋状部容置部进入到刀具保持器的磨损表面。

定心延伸部被有利地接收在整体形成在刀具保持器中的定心容置部中并以可旋转的方式安装在其中。一体地形成在支撑元件的座表面上的引导肋状部然后在刀具的操作期间磨削到刀具保持器的以平面方式实现的磨损表面中。为了在引导肋状部已经将肋状部容置部磨削到刀具保持器内之前实现对支撑元件的足够的侧向引导，可设置成在定心延伸部和引导肋状部之间形成凹部，并且使得定心延伸部相对于相邻座表面的高度大于引导肋状部相对于相邻座表面的高度。

对刀具、对支撑元件以及对刀具保持器的低磨损的必要先决条件是支撑元件和刀具围绕刀具的纵向中心轴线的容易且自由的转动能力。可通过下述来改善转动能力，即在定心表面、座表面、凹部和/或引导肋状部之间的过渡部以直线或圆化的方式延伸。以这种方式避免了防止旋转的尖锐边缘。

可通过下述来产生对支撑元件的良好侧向引导，即凹部相对于座表面的深度大于或等于0.3mm，优选地在0.3mm至2mm之间，特别优选地在0.5mm至1.5mm之间。如果凹部被选择为小于0.3mm，则不会产生足够显著的延伸以使支撑元件足够侧向稳定。深度高达2mm的凹槽在延伸部和凹槽之间产生良好的密封作用(迷宫式密封)。如果凹槽的深度选择在0.5mm至1.5mm之间，则产生在密封和侧向引导之间良好的综合作用。

可通过下述来获得适合于普通刀具尺寸和相关联的刀具保持器的支撑元件，即支撑元件具有内直径D_i为20mm的安装孔并且轴环高度大于2.5mm，和/或支撑元件具有内直径D_i为22mm的安装孔并且轴环高度大于2.75mm，和/或支撑元件具有内直径D_i为25mm的安装孔并且轴环高度大于3.125mm，和/或支撑元件具有内直径为42mm的安装孔并且轴环高度大于5.25mm。对于较小的刀具而言，例如用于精密铣刨的较小刀具，支撑元件分别具有20mm或22mm的安装孔内直径D_i和至少2.5mm或2.75mm的轴环高度是合适的。对于中等尺寸的刀具而言，支撑元件具有25mm的安装孔内直径D_i和3.125mm的轴环高度是合适的。对于大型的刀具和相关联的刀具保持器而言，可以使用具有42mm的安装孔内直径D_i和至少5.25mm的轴环高度的支撑元件。在支撑元件的安装孔内直径D_i和相应的轴环高度之间的比率小于8时，为较大的支撑元件提供相应较高的定心延伸部。这确保在较大刀具的情况下具有所引起的相应较大的力和刀具的更大轴向间隙时，支撑元件具有足够的侧向引导。

与工具系统相关的本发明的目的通过以下实现，即定心高度配置成使得支撑元件中的安装孔内直径D_i与定心高度之间的比率小于8，和/或轴环高度大于安装在刀具保持器中的刀具的轴向间隙，其中定心高度在纵向中心轴线的方向上在定心容置部的背离磨损表面的端部与磨损表面之间测得或在定心容置部的端部与突出超过磨损表面的延伸部的最远点之间测得。

由于支撑元件的安装孔内直径D_i与定心高度之间的比率小于8，所以对接合到定心容置部中的定心延伸部实现了良好的侧向引导。如果轴环高度大于安装在刀具保持器中的刀具的轴向间隙，则即使当刀具在其最大允许的轴向间隙内从刀具保持器拉出时，也能实现良好的侧向引导，并且支撑元件可在轴向方向上在刀头和刀具保持器之间以这种方式形成的间隙范围内进行调节。对于较大的支撑元件并且因此对于较大的工具系统而言，所需的定心高度以相应较大的方式设置。结果，即使在较大工具系统的情况下刀具具有相应较大的所允许的轴向间隙时，也能实现对支撑元件的良好侧向引导。同时，由于支撑元件的定心容置部和接合在其中的定心延伸部，产生显著的迷宫式密封部分，这至少使得异物更难以渗透到到刀具安装的区域中。

可通过下述来改善侧向引导和密封作用两者，即支撑元件以其座表面搁置于刀具保持器的磨损表面上，并且刀具保持器的突出超过磨损表面的至少一个延伸部以下述方式形成，即该延伸部对应于支撑元件中的一体地形成在座表面中的凹部并且突出到所述凹部中。在这种情况下，该延伸部和相应的凹部可以以圆角的方式形成，或者在不同的轮廓部分中以梯形或多级方式形成。

此外，可通过下述来进一步改善侧向引导和密封作用，即支撑元件具有突出超过相邻座表面的引导肋状部，并且刀具保持器具有肋状部容置部，其一体地形成在磨损表面中并对应于引导肋状部，并且引导肋状部突出到肋状部容置部内。还可以设想到各种组合，其中支撑元件的座表面具有至少一个引导肋状部和至少一个凹部两者，并且以与之对应的方式，磨损表面具有至少一个肋状部容置部和至少一个延伸部。

根据本发明的特别优选的设计变型，可设置成使得延伸部和/或肋状部容置部在制造刀具保持器期间通过成形过程施加到磨损表面，并且使得相应的凹部和/或相应的引导肋状部在工具系统的操作期间通过磨耗座表面而形成，和/或使得凹部和/或引导肋状部在制造支撑元件期间通过成形过程施加到座表面，以及相应的延伸部和/或相应的肋状部容置部在工具系统的操作期间通过磨耗磨损表面而形成。在制造过程中，只需以对应的方式形成一个部件，即刀具保持器或支撑元件。在操作过程中，轮廓则磨削到相对的部件中。磨削过程可在更换若干刀具期间进行。有利地，将较硬的部件形成为具有轮廓。特别优选地，在支撑元件的座表面中形成轮廓。然后在操作过程中将相应的延伸部和肋状部容置部磨削到刀具保持器的磨损表面中。磨削有利地在支撑元件的旋转运动期间发生。在这种情况下，支撑元件通过其定心延伸部在刀具保持器的定心容置部中被径向引导。

附图说明

在下文中通过附图中示出的示例性实施例对本发明进行更详细的解释。其中示出了：

图1示出工具系统的侧视图，其具有在刀具保持器上位于其安装位置的刀具；

图2示出图1中由II标记的细节；

图3示出在现有支撑元件的情况下对刀具保持器的磨损表面的磨损的示意图；

图4示出在第一实施例中的支撑元件局部的侧向剖视图；以及

图5至图14分别示出在另外的实施例中的各个支撑元件的局部的示意性侧向剖视图。

具体实施方式

图1示出根据现有技术的工具系统的侧视图，其具有在刀具保持器40上位于其安装位置的刀具10。为圆柄刀具形式的刀具10具有刀头13，该刀头13具有由硬质材料(例如硬质合金)制成的刀尖14。在刀尖14的相对侧，圆柱形定心部分12一体地形成在刀头13上，其通过变窄部分12.1过渡到圆柱形刀柄11。

刀具保持器40具有基部部分41，从底侧突出的插接延伸部42一体地形成在该基部部分41上。基部部分41还支承一体形成的保持延伸部43，刀具容置部46作为圆柱形孔被引入到该保持延伸部43中。在这种情况下，刀具容置部46被实施为在其两个纵向端部都开放的通孔。刀具容置部46的背离插接延伸部42的端部通向保持延伸部43的圆柱形部分44。在保持延伸部43的外圆周处设有圆周环形式的磨损标记45。

刀具10通过刀具保持器40的刀具容置部46中的紧固套筒20保持在其刀柄11上。为此目的，紧固套筒20具有保持元件21，其接合在刀柄11中的周向沟槽15中。此外，紧固套筒20具有夹持槽23。这使得由弹簧弹性材料制成的紧固套筒20能够由于其残余应力而压靠刀具容置部46的壁以及因此抵靠后者固定。刀具10因此可以围绕其纵向轴线旋转，但是保持轴向并固定在刀具容置部46中。在这种情况下，轴向安装实现了刀具10的由双箭头指示的所限定的轴向间隙50，以便实现刀具10的平稳转动能力。

在刀头13和刀具保持器40之间布置有为垫圈形式的支撑元件30，如图2中更详细地所示，其中为垫圈形式的支撑元件30的外部轮廓遵循一定的几何形状和/或任意形状。

为了进行操作，刀具保持器40安装成以其插接延伸部42位于铣刨机的铣刨鼓(未示出)上的对应保持器中。刀具10与支撑元件30一起通过紧固套筒20紧固到刀具保持器40的保持延伸部43。在操作期间，刀具10通过铣刨鼓的旋转运动而被引导通过挖掘材料。在这种情况下，刀具10由于作用力而自动旋转，从而实现刀具10的均匀径向磨损。

图2示出图1中由II标记的根据现有技术的具有刀具10和支撑元件30的工具系统的细节。刀头13在刀柄11的方向上结束于凸缘13.2，所述凸缘13.2形成支承表面13.1。后者即支承表面13.1搁置在支撑元件30的支撑表面32上。支撑表面32形成在支撑元件30顶侧的容置部31内。支撑表面32以对应的方式由边沿31.1在外部界定。在支撑表面32的相对侧，支撑元件30具有座表面33，支撑元件30通过座表面33搁置在保持延伸部43的圆柱形部分44的磨损表面47上。支撑元件30以相对于刀具10的纵向中心轴线(M)基本上旋转对称的方式构成。座表面33经由周向凹部35过渡到定心延伸部34的相对于纵向中心轴线M以倾斜方式延伸的定心表面34.1。如图2清楚地示出的那样，支撑元件30的定心延伸部34插入到刀具保持器40的相应形成的定心容置部48中。

沿着纵向中心轴线(M)，支撑元件30具有安装孔39，安装孔39形成用于引导刀具10的引导区域36。在安装位置，刀柄11的定心部分12被分配到引导区域36。以这种方式，在引导区域36和定心部分12之间产生旋转安装。在这种情况下，应注意确保圆柱形定心部分12的外直径与安装孔39在引导区域36中的内直径D_i相匹配，使得在支撑元件30和定心部分12之间保持自由的转动能力。这两个部件之间的间隙应该被选择为使得产生尽可能少的侧向失准(横向于刀具(10)的纵向中心轴线)。如图1所示，定心部分12在变窄区域12.1之后过渡到圆柱形刀柄11。

刀柄11借助于紧固套筒20保持在刀具保持器40的保持延伸部43中。在其上端部处，紧固套筒20具有倒角22。

在操作期间，刀具10可围绕纵向中心轴线旋转。自由的转动能力确保刀具10在其整个范围内均匀地磨损。在这种情况下，由刀柄12的定心部分12保持的松散施加的支撑元件30也旋转，从而进一步改善刀头10的总体转动能力。作为刀具10的旋转和刀具10上的高机械载荷的结果，也发生对刀具保持器40的磨损，这主要出现在保持延伸部43的上部部分44中。作为载荷的结果，磨损表面47被磨耗。在这种情况下，在保持延伸部43上存在的磨损可通过图1所示的磨损标记45进行评估。

由于支撑元件30和保持延伸部43之间的相对运动，保持延伸部43的在全新状态下为平坦的磨损表面47磨削到支撑元件30中的凹部35内，如图2中所示。通过以对应的方式形成凹部35轮廓的延伸部47.1，支撑元件30接收附加的侧向引导，这对支撑元件30以及因此刀具10的转动能力具有积极效果。定心表面34.1切向过渡到凹部35的表面内，使得不形成阻碍转动能力的边缘。以对应的方式，凹部35的表面经由没有尖锐边缘的圆化部分过渡到座表面33中。通过其径向外表面部分，凹部35抵消径向向内作用于支撑元件30上的力。径向向外引导的力被径向内表面部分抵消。结果是，必须由定心表面34.1吸收的力减小，这导致表面压力降低并且因此减少在该区域中的磨损。此外，该支撑还抵消在支撑元件30的垫圈平面中的摆动运动，导致刀具保持器40的磨损降低。此外，凹部用作迷宫式密封，其中凹部的对应部分从磨损表面47磨削产生。通过该密封进一步防止进入座表面33和磨损表面47之间的挖掘材料进一步渗透，从而仅在减小的程度上进入刀柄11的区域内。

图3示出在现有支撑元件30的情况下以及在支撑元件30上施加不对称载荷的情况下的对刀具保持器40的磨损表面47的磨损的示意图。在所示的实施例中，为垫圈形式的支撑元件30由平面支撑表面32和同样地以平面方式实施的相对座表面33界定。定心延伸部34一体地形成在座表面33上，其定心表面34.1环绕中心安装孔39。安装孔39具有内直径D_i58。在支撑表面32的一侧，安装孔39具有插入倒角36.1。

不对称载荷由不同长度的两个箭头示出，分别表示第一力55.1和较大的第二力55.2。力的不对称引入例如可能是由刀具保持器40相对于铣刨鼓旋转方向的位置而带来的。在支撑元件30的相对较大的侧向运动(径向运动54)的情况下，这种不规则的轴向载荷导致对刀具保持器40的磨损表面47的不对称磨损。这由磨损表面47的轮廓指示，其相对于垂直于纵向中心平面M延伸的平面以磨损角度56倾斜。在对支撑元件30的侧向引导不足的情况下允许径向运动54。由于磨损表面47的这种不对称的磨损，引导刀具10的支撑元件30以与纵向中心轴线M成角度的方式搁置在磨损表面47上。因此，安装孔39不能准确地与刀具容置部46的纵向中心轴线M对准。作为这种失准的结果，可阻止或束缚刀具10的平稳转动能力。

图4示出在第一实施例中根据本发明的支撑元件30的细节的横截面图。

支撑表面32布置在用于安装刀头13的容置部31中。在相对的座表面33中，沟槽状的凹部35在过渡到定心延伸部34的定心表面34.1的过渡部处一体地形成在支撑表面32中。凹部35具有在0.5mm至6mm范围内的第一半径35.1，在当前情况下为1.5mm。凹部35相对于座表面33的深度优选地在0.3mm至2mm之间、优选地在0.5mm至1.5mm之间的范围内，在当前情况下为1.0mm。凹部35经由具有第二半径35.2的圆化区域过渡到座表面33内。从凹部35到定心表面34.1的过渡部以直线方式延伸。因此，避免了定心表面34.1、凹部35和座表面33之间的边缘，结果是安装的支撑元件30围绕纵向中心轴线M的自由转动能力得到改善。

顶点35.5形成凹部35的内部终端53。远离座表面33，定心延伸部34结束于肋状端部34.2。轴环高度52用双箭头表示。在本示例性实施例中，轴环高度52表示在纵向中心轴线M的方向上在中心延伸部34的端部34.2与凹部35的终端53之间测得的距离。

在所示的示例性实施例中，凹部35一体地形成在支撑元件30的座表面33中。在安装状态下，支撑元件30以其座表面33搁置在图2中所示的刀具保持器40的磨损表面47上。如果磨损表面47以平面方式实施为直至其到定心容置部48内的过渡，则延伸部47.1在工具系统的使用过程中以及在支撑元件30围绕纵向中心轴线M的旋转过程中磨削到凹部35内。备选地，也可设置成使得对应于凹部35的延伸部47.1在制造刀具保持器40的过程中已经一体地形成在磨损表面47上。在这种情况下，延伸部47.1可已经具有其与凹部35匹配的最终轮廓。在刀具保持器40的制造期间，延伸部47.1也可以仅与凹部35的轮廓近似地相匹配。然后在工具系统的使用期间产生延伸部47.1的最终轮廓，其中延伸部47.1磨削到凹部35中。根据另一可能的实施例，可以实现不具有一体形成的凹部35的座表面33。相反，延伸部47.1一体地形成在刀具保持器40的磨损表面47上。在操作期间，延伸部47.1现在磨削到支撑元件30的磨损表面33中，从而形成凹部35。

支撑元件30的外直径51和支撑元件30中的安装孔39的内直径58分别用箭头标记。在所示的示例性实施例中，外直径51对应于座表面33的外直径57。

根据本发明，轴环高度52设计成使得支撑元件30的安装孔39的内直径58与轴环高度52之间的比率采用小于8的值。在这种情况下，轴环高度52由定心延伸部34和凹部35的轴向尺寸预先限定。

在支撑元件30的安装孔39的内直径58和轴环高度52之间的比率小于8的情况下，确保对支撑元件30的良好侧向引导从而确保对刀具10的良好侧向引导。具体地，轴环高度52在这种情况下被设计成大于刀具10的轴向间隙50从而大于支撑元件30的轴向间隙50。依赖于支撑元件30的安装孔39的内直径58来确定轴环高度52的尺寸考虑到在较大的工具系统中的更大的允许轴向间隙52。因此，不管工具尺寸如何，始终确保对支撑元件30的足够侧向引导从而始终确保对刀具10的足够侧向引导。

由于定心表面34.1承靠定心容置部48，即使在允许的轴向间隙50内刀具10最大程度地偏离出刀具容置部46的情况下，也能实现对支撑元件30的良好径向引导。通过刀具保持器40的凹部35和接合在其中的延伸部47.1，实现了对支撑元件30的进一步的侧向引导。因此可以可靠地避免支撑元件30的侧向运动或摆动运动。结果是，可显著地降低对支撑元件30和对刀具保持器40的磨损。如关于图2所述的那样，在支撑元件30具有不规则载荷的情况下，可以避免或至少显著减少对磨损表面47的不对称磨损。由于磨损表面47的剩余角度偏移，其作为支撑元件30的支承表面从而作为刀具10的支承表面，实现了刀具10和支撑元件30相对于纵向中心轴线M的一致地良好的旋转。同样地，由于刀柄11的定心部分12承靠支撑元件30的引导区域36而导致对刀具10的精确的侧向引导。由于对支撑元件30的精确侧向引导从而对刀具10的精确侧向引导以及由此导致的对支撑元件30和刀具保持器40的磨损减少，实现了支撑元件30和刀具10两者的旋转运动的稳定。结果，可以减少特别是对刀具10和刀头13的磨损。

此外，在支撑元件30的安装孔39的内直径58与轴环高度52之间的比率小于8时，与具有大于或等于8的比率的工具系统相比，通过支撑元件30和刀具保持器40的保持延伸部43的顶侧的相互接合的轮廓而相对于渗透的异物实现了改进的密封作用。因此，例如，较少的挖掘材料渗透到刀具容置部46的区域中，导致该区域中的磨损减少，并且确保了刀具10的转动能力。

支撑元件30和刀具10的易旋转能力进一步通过定心表面34.1、容置部35和座表面33之间的圆化或直线延伸的以及因此无边缘的过渡部来实现。而尖锐的过渡部容易导致支撑元件30相对于刀具保持器40倾斜并防止旋转。这可通过圆化或直线延伸的过渡部来避免。

图5至图14分别示出在其它实施例中的支撑元件30的细节的示意性侧向剖视图。

在图5至图11以及图13和图14所示的示例性实施例中，支撑元件30具有平面支撑表面32。然而，备选地在每种情况下，可以以与图4中的示例性实施例对应的方式，在支撑元件30的顶侧提供由边沿31.1界定的容置部31。然后，容置部31形成支撑表面32，刀头13以其支承表面13.1搁置在支撑表面32上。在从支撑表面32到引导区域36的过渡部处，布置有插入倒角36.1。备选地，过渡部也可以圆化的方式实现。

在对应于图5至图12的示例性实施例中，支撑元件30的外直径51对应于相应座表面33的外直径57。在对应于图13和图14的示例性实施例中，折边38布置成环绕座表面33。在这些示例性实施例中，支撑元件30的外直径51因此大于相关联的座表面33的外直径57。

在图5中所示的支撑元件30的示例性实施例中，引导肋状部37布置在座表面33上。引导肋状部37在与定心延伸部34相距有距离处延伸。引导肋状部37具有梯形轮廓，其侧表面以与座表面33成角度的方式延伸。引导肋状部37朝向刀具保持器40结束于座表面部分33.1。凹部35形成在定心延伸部34和引导肋状部37之间。凹部35也具有梯形轮廓。凹部35的终端53由支承表面35.3形成。在所示的示例性实施例中，支承表面35.3位于与引导肋状部37侧面的座表面33相同的平面。支承表面35.3朝向纵向中心轴线M过渡到定心延伸部34的以倾斜方式延伸的定心表面34.1中。定心延伸部34朝向刀具保持器40结束于其肋状端部34.2。

轴环高度52在纵向中心轴线的方向上在定心延伸部34的端部34.2与凹部35的终端53之间测得，如双箭头所示。支撑元件30的安装孔39的内直径58与轴环高度52之间的比率选择为小于8，在当前情况下小于6.5。结果，实现了具有所述优点的对支撑元件30的良好侧向引导和相对于异物渗透的良好密封作用。在小于6.5的比率下，当刀具10的轴向间隙50可能由于已经发生的磨损而增加时，也可在支撑元件30和刀具10的使用寿命结束时实现足够的侧向引导。

可以设想到将轴环高度52以纵向延伸范围配置在定心延伸部34处，该纵向延伸范围导致支撑元件30的安装孔39的内直径58和轴环高度52之间的比率大于8。结果，可以实现在刀具容置部46的内表面上对定心表面34.1的改善支撑和/或通过刀柄自由区域的外表面对轴环高度52外表面的改善的支撑。

在安装状态下，引导肋状部37搁置在刀具保持器40的磨损表面47上。由于支撑元件30的旋转，其磨削到磨损表面47中，并因此在刀具保持器40的端面中形成对应的肋状部容置部。结果是，对支撑元件30的侧向引导和密封作用均得以显著改善。

与所示实施例不同，从定心表面34.1到支承表面35.3的过渡部和/或从支承表面35.3到引导肋状部37的相邻侧表面的过渡部和/或从引导肋状部37的相对侧表面到相邻座表面33的过渡部可以是圆化的。类似地，从侧表面到座表面部分33.1的过渡部可以圆化的方式实现。以这种方式，可以避免尖锐的边缘。这使得支撑元件30的转动能力得到改善。

在图6中所示的支撑元件30的情况下，梯形引导肋状部37同样地布置在支撑元件30的面对刀具保持器40的那一侧。形成在引导肋状部37和定心延伸部34之间的凹部35具有为圆角形状的轮廓。在这种情况下，凹部35的半径被选择成使得其表面切向过渡到定心表面34.1中和引导肋状部37的相邻侧表面内。轴环高度52对应于在纵向中心轴线M的方向上在定心延伸部34的端部34.2和为圆角形式的凹部35的顶点35.5之间延伸的距离。由于定心延伸部34、凹部35和引导肋状部37的紧密连续组合，与刀具保持器40的对应地形成的磨损表面47相结合来实现相对于渗透材料的良好密封作用。

图7中所示的支撑元件30的座表面33直接过渡到定心延伸部34的定心表面34.1中。在座表面33的外部区域中，在座表面33中形成沟槽状凹部35。轴环高度52沿着纵向中心轴线M在中心延伸部34的端部34.2与沟槽状凹部35的顶点35.5之间测得。从外部相对较远地布置在支撑元件30上的凹部35导致支撑元件30的旋转运动的特别良好的稳定性。

图8示出具有以多级方式实施的凹部35和引导肋状部37的支撑元件30。定心表面34.1延伸到凹部35中并且在那里过渡到横向于纵向中心轴线M特别是垂直于纵向中心轴线M布置的支承表面35.3。支承表面35.3作为凹部35的另一凹陷部分而与沟槽状区域35.4相邻。沟槽状区域35.4的表面切向地过渡到引导肋状部37的邻接侧表面。梯形的引导肋状部37形成座表面部分33.1，该座部表面部分33.1经由引导肋状部37的外部侧表面连接到另一座表面33。支承表面35.3、座表面部分33.1和外侧座表面33横向地延伸，特别是垂直于纵向中心轴线M延伸。在这种情况下，支承表面35.3以比座表面33更深的方式一体形成在支撑元件30中。轴环高度52在定心延伸部34的端部34.2和作为凹部35的沟槽状区域35.4的终端53的顶点35.5之间测得。

支撑表面33、支撑表面部分33.1和支承表面35.3布置在其中的不同平面都导致支撑元件30的良好侧向引导和良好的密封作用。

在图9中所示的支撑元件30的示例性实施例中，同心布置的凹部35围绕定心延伸部34一体地形成在支撑元件30中。由此形成波浪形轮廓，其表面代表座表面33。与此不同的是，也可设置成通过以螺旋形环绕定心延伸部34的通道来形成凹部35。在定心延伸部34的端部34.2与最内侧凹部35的顶点35.5之间测得轴环高度52。在具有不同深度的相邻凹部35的情况下，优选地将轴环高度52确定为直至最深凹部35的终端53。环绕定心延伸部34布置的凹部35确保支撑元件30的良好转动能力。此外，与刀具保持器40的对应延伸部47.1的接合导致良好的密封作用。作为波浪形轮廓的结果，在轴向方向上投影的面积保持与平面区域相同，使得轴向支撑作用得以保持。径向有效面积通过凹部35的侧向侧面而显著增大。结果是，可以更好地吸收横向力。由于波浪形，图1所示的支撑元件30和刀具保持器40之间的接触面积被扩大。结果是，支撑元件30和刀具保持器40之间的表面压力减小，导致磨损减少并且改善转动能力。

图10示出具有平面座表面33的支撑元件，其中结合有两个同心延伸的沟槽状凹部35。在这种布置中，同样实现了良好的转动能力、良好的侧向稳定性和相对于渗透的挖掘材料的良好密封作用。

图11中所示的支撑元件30具有座表面33，其以直线方式延伸但是与纵向中心轴线M成角度取向。在这种情况下，进入支撑元件30内的最大深度形成在过渡区域中，过渡区域以圆化的方式从定心表面34.1过渡到磨损表面33中。定心表面34.1和磨损表面33两者由于其相对于纵向中心轴线M以角度取向而对支撑元件30的位置具有径向稳定作用。轴环高度52从定心延伸部34的端部34.2到从定心表面34.1到磨损表面33的过渡区域中的终端53测得。

在图12中所示的支撑元件30的情况下，支撑表面32和座表面33都与纵向中心轴线M成角度地延伸。在这种情况下，支撑表面32和座表面33优选地相对于彼此以平面平行的方式布置。在纵向中心轴线M的方向上在定心部分34的端部34.2和座表面33之间测得的最大距离朝向支撑元件30的外边沿产生，因此该距离形成轴环高度52。在该示例性实施例中，定心表面34.1和与纵向中心轴线M成角度取向的座表面33两者同样地以径向稳定方式在支撑元件30上起作用。

图13示出了具有外部折边38的支撑元件30。定心延伸部34的定心表面34.1过渡到以平面方式延伸的支撑表面33内。支撑表面33优选地垂直于纵向中心轴线M取向。座表面33的外直径57被选择为略大于刀具保持器40的磨损表面47的直径。在示出的示例性实施例中以矩形的方式实施的折边38在刀具保持器40的方向上延伸。在安装状态下，该折边接合在保持延伸部43的上部部分44周围，从而导致支撑元件30的额外的侧向稳定性。此外，折边38保护刀具保持器40和支撑元件30之间的区域以免受到渗透材料影响。为了避免支撑元件30倾斜，可以以圆化的方式实现从定心表面34.1到座表面33的过渡以及从座表面33到折边38的过渡。作为定心部分34的端部34.2与座表面33之间距离的轴环高度52用双箭头标记。

图14还示出支撑元件30，其具有围绕刀具保持器40的保持延伸部43接合的折边38。在这种情况下，座表面33以向内弯曲的方式实施。结果是，相比于图13中所示的示例性实施例，实现了改善的侧向引导以及还有围绕支撑元件30的纵向中心轴线M的改善的转动能力。定心延伸部34的端部34.2与座表面33的终端53之间的距离相应于轴环高度52。

在所示的根据本发明的所有示例性实施例中，相应的轴环高度52被设计成大于刀具10的允许轴向间隙50以及因此大于支撑元件30的允许轴向间隙50。结果是，即使在刀具10从刀具容置部46中最大程度地偏转的情况下，也能实现支撑元件30的足够的侧向引导。由于支撑元件30的面对刀具保持器40的那侧以及以对应的方式设计的刀具保持器40的顶侧的不同的可能轮廓，侧向引导和相对于异物渗透的密封可以适应于所适用的要求。在此重要的是，支撑元件30安装孔39的内直径58与相应的轴环高度52之间的比率小于8，因为从该比率开始，支撑元件30的径向运动被阻止，从而排除如由支撑元件30的径向运动导致的磨损增加。

由申请人进行的测试表明，例如，具有中断的外形轮廓的定心延伸部34、引导肋状部37和/或凹部35的构造(例如在外形轮廓上分布的肋状外形轮廓或多个单独的凹部35)对旋转刀具在保持器柄端面上的磨削行为具有积极的影响。观察到的结果是，磨削进入的定心延伸部34在保持器柄的端面上形成所谓的迷宫式密封，以此方式来保护内孔39免受不希望的污染，或以便能够由于刀具的轴向位移而将污染物以定向的方式从在定心延伸部34、引导肋状部37和/或凹部35与保持器柄的端面之间形成的空腔移除。在这种情况下，这种中断可以不同的长度在径向纵向延伸范围内附加地形成，以便进一步改善污染物的移除。

此外，可以改善由于刀具在保持器中的旋转运动而产生的压力释放。

Claims (13)

1.一种刀具(10)，特别是圆柄刀具，其具有刀头(13)和刀柄(11)，所述刀具具有支撑元件(30)，所述支撑元件在其下侧具有座表面(33)和突出超过座表面(33)的定心延伸部(34)，其中定心延伸部(34)具有定心表面(34.1)，所述定心表面相对于刀具(10)的纵向中心轴线(M)以倾斜的方式延伸，并且所述定心表面间接地或直接地过渡到座表面(33)中，并且其中支撑元件(30)沿着纵向中心轴线(M)由用于接收刀柄(11)的安装孔(39)贯穿，所述安装孔具有内直径D_i(58)；

其特征在于，轴环高度(52)配置成使得支撑元件(30)的安装孔(39)的内直径D_i(58)与轴环高度(52)之间的比率小于8，和/或轴环高度(52)大于安装在刀具保持器(40)中的刀具(10)的轴向间隙(50)，其中所述轴环高度(52)在纵向中心轴线(M)的方向上、在定心延伸部(34)的背离座表面(33)的端部(34.2)与座表面(33)之间测得或在定心延伸部(34)的该端部(34.2)与相对于座表面(33)以凹进方式在支撑元件(30)中一体地形成的凹部(35)的内部终端(53)之间测得。

2.根据权利要求1所述的刀具(10)，其特征在于，安装孔(39)的内直径D_i(58)和轴环高度(52)之间的比率小于7.5，优选地小于7.0，特别优选地小于6.5。

3.根据权利要求1或2所述的刀具(10)，其特征在于，定心延伸部(34)和/或凹部(35)以环绕安装孔(39)的方式布置。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的刀具(10)，其特征在于，在座表面(33)内一体地形成具有相同或不同深度的多个凹部(35)或围绕定心延伸部(34)以螺旋形延伸的至少一个凹部(35)，以及支撑元件(30)的安装孔(39)的内直径D_i(58)与相对于凹部(35)之一或螺旋形凹部(51)的通道的轴环高度(52)之间的比率小于8，优选地，安装孔(39)的内直径D_i(58)与相对于凹部(35)或通道确定的最大轴环高度(52)的比率小于8。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的刀具(10)，其特征在于，引导肋状部(37)在与定心延伸部(34)相距有距离处突出超过相邻的座表面(33)。

6.根据权利要求5所述的刀具(10)，其特征在于，在定心延伸部(34)和引导肋状部(37)之间形成凹部(35)，并且定心延伸部(34)相对于相邻座表面(33)的高度大于引导肋状部(37)相对于相邻座表面的高度。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的刀具(10)，其特征在于，在定心表面(34.1)、座表面(33)、凹部(35)和/或引导肋状部(37)之间的过渡部以直线或圆化的方式延伸。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的刀具(10)，其特征在于，凹部(35)相对于座表面(33)的深度大于或等于0.3mm，优选地在0.3mm至2mm之间，特别优选地在0.5mm至1.5mm之间。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的刀具(10)，其特征在于，支撑元件(30)具有内直径D_i(58)为20mm的安装孔(39)并且轴环高度(52)大于2.5mm，和/或支撑元件(30)具有内直径D_i(58)为22mm的安装孔(39)并且轴环高度(52)大于2.75mm，和/或支撑元件(30)具有内直径D_i(58)为25mm的安装孔(39)并且轴环高度(52)大于3.125mm，和/或支撑元件(30)具有内直径D_i(58)为42mm的安装孔(39)并且轴环高度(52)大于5.25mm。

10.一种工具系统，其具有刀具(10)，特别是圆柄刀具，所述刀具(10)具有刀头(13)和刀柄(11)，所述刀具具有支撑元件(30)，所述支撑元件在其下侧具有座表面(33)和突出超过座表面(33)的定心延伸部(34)，其中定心延伸部(34)具有定心表面(34.1)，所述定心表面相对于刀具(10)的纵向中心轴线(M)以倾斜的方式延伸，并且所述定心表面间接地或直接地过渡到座表面(33)中，其中支撑元件(30)沿着纵向中心轴线(M)由用于接收刀柄(11)的安装孔(39)贯穿，所述安装孔具有内直径D_i(58)，所述刀具具有用于接收刀柄(11)的刀具保持器(40)，其中所述刀具保持器(40)具有面向支撑元件(30)的用于承载座表面(33)的磨损表面(47)和用于接收支撑元件(30)的定心延伸部(34)的定心容置部(48)；

其特征在于，定心高度配置成使得支撑元件(30)的安装孔(39)的内直径D_i(58)与定心高度之间的比率小于8，和/或轴环高度(52)大于安装在刀具保持器(40)中的刀具(10)的轴向间隙(50)，其中所述定心高度在纵向中心轴线(M)的方向上、在定心容置部(48)的背离磨损表面(47)的端部与磨损表面(47)之间测得或在定心容置部(48)的端部与突出超过磨损表面(47)的延伸部(47.1)的最远点之间测得。

11.根据权利要求10所述的工具系统，其特征在于，支撑元件(30)以其座表面(33)搁置于刀具保持器(40)的磨损表面(47)上，并且刀具保持器(40)的突出超过磨损表面(47)的至少一个延伸部(47.1)以下述方式形成，即该至少一个延伸部对应于支撑元件(30)中的一体地形成在座表面(33)中的凹部(35)并且突出到所述凹部(35)中。

12.根据权利要求10或11所述的工具系统，其特征在于，支撑元件(30)具有突出超过相邻座表面(33)的引导肋状部(37)，并且刀具保持器(40)具有肋状部容置部，该肋状部容置部一体地形成在磨损表面(47)中并对应于引导肋状部(37)，并且引导肋状部(37)突出到肋状部容置部内。

13.根据权利要求10至12中的任一项所述的工具系统，其特征在于，延伸部(47.1)和/或肋状部容置部在制造刀具保持器(40)期间通过成形过程施加到磨损表面(47)，并且相应的凹部(35)和/或相应的引导肋状部(37)在工具系统的操作期间通过磨耗座表面(33)而形成，和/或凹部(35)和/或引导肋状部(37)在制造支撑元件(30)期间通过成形过程施加到座表面(33)，以及相应的延伸部(47.1)和/或相应的肋状部容置部在工具系统的操作期间通过磨耗磨损表面(47)而形成。

根据权利要求1至13中的任一项所述的工具系统，其特征在于，定心延伸部34、引导肋状部37和/或凹部35具有中断的外形轮廓。

根据权利要求1至14中的任一项所述的工具系统，其特征在于，外形轮廓中的中断具有不同长度的一个或多个径向纵向延伸范围。