CN1623750A - 旋转和/或冲击工具的插入端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种至少部分沿一条轴线(A)旋转和/或被冲击式驱动的工具(2)的插入端，它在最大导引直径(D)内沿轴线(A)延伸并具有至少一个在轴向闭锁端(3)朝自由端(4)方向轴向封闭的闭锁槽(5)和一些旋转传动槽(6)，后者具有一个槽宽(B)和至少一个切向力接触面(7)，其中，至少两个旋转传动槽(6)在一个至少是导引直径(D)三倍的长度(L)中在工具侧位于轴向闭锁端(3)之前，以及至少沿一个至少是导引直径(D)1.5倍的接触长度(K)设计为宽度大于导引直径(D)的五分之一。

Description

旋转和/或冲击工具的插入端
技术领域
本发明涉及一种至少部分旋转和/或冲击式驱动的工具的插入端，这种工具如加工岩石、混凝土或上砖墙的钻头、凿子或切割钎头。
背景技术
通常，旋转和/或冲击式驱动的工具有一个沿轴线延伸的插入端用于旋转和/或冲击式手持工具机。为了能自由选择使用各式各样的工具品种，在工具插入端与手持工具机的工具安装座之间的交接区应至少在规定的功率等级内是兼容的。当前在冲击钻机系统中世界上最广泛使用的实际上已标准化的插入端以及配属的工具安装座涉及DE2551125A1和DE3716915A1，它们有一个在工具侧的圆柱套形导引面、朝自由端方向轴向封闭的闭锁槽以及朝自由端方向轴向开口的梯形旋转传动槽，其中，所属工具安装座的至少一个可沿往向错开的闭锁体可插入一个闭锁槽内以及可限制工具在工具安装座内的轴向运动能力。
按DE2551125A1的实际上已标准化的插入端和工具安装座有一个导引直径为10mm，其中正好各两个形状相同沿直径相对的闭锁槽和旋转传动槽沿周向对称分布。在比闭锁槽略长的旋转传动槽上，在工具侧连接一个一直延伸到插入端在工具侧端部的导引面，它对于扭矩传递没有贡献。这些插入端本来设计用于直径至17mm的钻头，并因而属于功率小于650W的小型低功率冲击钻机的范围。然而，越来越多大功率手持工具机，尤其冲击钻机，现在允许按规定的工作方式给工具传递大的扭矩。从那时起将这种冲击钻机的实际使用范围一直扩展到钻头直径为30mm。此外，在将工具从工件取出时，尤其当工具被卡紧在钻孔内时，由使用者借助制动的手持工具机在工具上施加大的扭矩。业已证明，钻头直径超过17mm更多地导致破坏，具体导致插入端在闭锁槽的区域内断裂和导致工具安装座内部损坏。这种断裂更令人恼火的是，折断的端部留在冲击钻机内部，以及只能通过拆卸冲击钻机前部才能从工具安装座取出。即使在使用直径较大的钻头和没有导致断裂的情况下也在插入端发生了塑性变形，这种变形导致工具安装座不寻常的大的磨损，因此工具往往只能非常费劲地从工具安装座中取出。
按DE3716915A1实际上同样已标准化的插入端和工具安装座导引直径为18mm，其中有正好两个沿直径相对的同样形状的闭锁槽，在它们之间在一个半段内正好设一个旋转传动槽以及在另一个半段内刚好对称地设两个旋转传动槽。这些插入端设计用于功率较大的大型冲击钻机和传递更大的扭矩，在这种情况下那些在上文已说明的问题在功率等级或扭矩再大时同样发生。然而导引直径为18mm但有小得多的小于14mm直径钻头的工具有不良的冲击脉冲传递性能。此外这种不成比例的工具在生产时也不经济。
在这里所产生的负荷组成如下：其一是由于冲击钻机的冲击能量造成的插入端负荷，另一方面是取决于切削时产生的扭矩、来自工具安装座转键的扭转负荷，它传递到插入端的旋转传动槽上。当例如在钢筋处钻孔而导致刀刃卡住时，这种扭矩负荷特别大。此外，在卡死在钢筋内的情况下，例如在试图拔出冲击钻机时，作为附加的负荷，还产生一个从闭锁体作用在闭锁槽沿轴向的闭锁端上的负荷，这一负荷危及闭锁槽的后部横截面。多年来的经验已经表明，这些组合的多轴负荷尤其危及处于轴向闭锁端区域内的横截面。从力学上分析它们破坏的原因估计在于在轴向闭锁端局部特别突出的多轴应力状态，它通过横向收缩造成局部硬化，这种硬化意味着是一种优选的裂缝引发剂，并因而限制了受交变负荷的插入端的疲劳强度。
按DE4338818，导引直径较大的设计用于安装在一种同样适用于导引直径较小的插入端的工具安装座内的插入端，有极深的旋转传动槽和闭锁槽。在此轴向区内极端削弱后的横截面，如上面已说明的那样，有不良的冲击脉冲传递性能和低的断裂强度。
发明内容
本发明的目的在于实现一种设计用于低损伤地传递大扭矩和有最佳的冲击脉冲传递性能的插入端。
此目的主要通过权利要求1的特征达到。由从属权利要求给出有利的进一步发展。
因此，至少部分沿一条轴线旋转和/或冲击式驱动的工具的插入端，它在最大导引直径内沿轴线延伸并具有至少一个在一个轴向闭锁端朝自由端方向轴向封闭的闭锁槽和一些旋转传动槽，后者具有一个槽宽和至少一个切向力接触面，所述插入端有至少两个旋转传动槽，它们在一个至少是导引直径三倍的长度中在工具侧位于轴向闭锁端之前，以及设计为至少沿一个至少是导引直径1.5倍的接触长度宽度大于导引直径的五分之一，有利地大于导引直径的四分之一。
通过至少在一个大的接触长度内位于工具侧轴向闭锁端之前的旋转传动槽，至少扭矩的大部分仅在工具侧由轴向闭锁端承受。因此在轴向闭锁端上多轴应力状态的断裂为学临界轴向区必然受较低的负荷，由此可在给定的疲劳强度极限内作用更大的扭矩。尤其是，因此可在导引直径较小的情况下低损伤地承受较大的扭矩，从而改善了小直径钻头的冲击脉冲特性。
有利地，有导引直径的工具侧导引端一直到至少两个旋转传动槽的工具侧槽端之间的轴向导引长度小于导引直径的1.5倍，由此，直至插入端在工具侧的端部附近均可承受一个扭矩。
有利地，槽端与工具侧闭锁端沿轴向在工具侧错开至少导引直径的1.5倍，由此，在此轴向区内横截面没有被闭锁槽削弱，从而提高了扭转刚度以及可低磨损地承受更大的扭矩。
有利地，切向力接触面至少沿接触长度平行于轴线也垂直于轴线延伸，因此，切向力接触面的平面法线准确地沿切向定向，以及，在承受扭矩时减小对磨损不利的剪力。
有利地，至少沿接触长度每个旋转传动槽的径向槽深在槽宽的0.5至1.0倍之间，因此，可以在没有明显削弱横截面以及在工具安装座插入旋转传动槽内的旋转传动片有足够抗弯刚度的情况下承受大的扭矩。
有利地，存在至少三个旋转传动槽，此外有利地它们镜像对称性布置，因此，可承受更大的扭矩。
有利地，存在两个沿直径错开的闭锁槽，因此，插入端工效学有利地可按两个错开180°的定向插入工具安装座内。
有利地，闭锁槽在工具侧过渡为旋转传动槽，因此，横截面被小量地削弱。
作为替换方式，有利地，旋转传动槽在工具侧与闭锁槽沿轴向隔开距离，因此，功能区彼此分开并因而在工艺上易于制造。
有利地，旋转传动槽沿周向与闭锁槽错开，此外有利地沿周向对称地错开，因此，在所属的工具安装座内存在更多的自由空间用于旋转传动装置和闭锁装置。
有利地，旋转传动槽在机器侧是开口的，因此，旋转传动装置可以从插入端的端侧插入旋转传动槽内。
附图说明
下面针对有利的实施例详细说明本发明。包括：
图1a表示插入端以及图1b表示放大的横截面；
图2表示一种改型；
图3a表示一种改型和图3b表示放大的横截面。
具体实施方式
按图1a、图1b，一个沿轴线A旋转和冲击式驱动的工具2的插入端1总是有正好两个相同的、沿直径布置的、在一个轴向闭锁端3朝自由端4方向沿轴向封闭的闭锁槽5和旋转传动槽6，后者包括一个既平行也垂直于轴线A延伸的切向力接触面7，所述插入端本身沿轴线A以最大导引直径D延伸。在工具侧具有导引直径D的导引端12一直到两个旋转传动槽6工具侧的槽端13之间，设计一个二分之一导引直径D的轴向导引长度F。槽端13与工具侧闭锁端14沿轴向在工具侧错开导引直径D的两倍以上。沿导引直径D两倍的接触长度K设计两个旋转传动槽6，它们有恒定的槽宽B为导引直径D的三分之一，以及一直到大于导引直径D三倍的长度L在工具侧位于轴向闭锁端3之前。闭锁槽5分别在工具侧过渡为旋转传动槽6，其中，两个旋转传动槽6的径向槽深T沿整个接触长度K是槽宽B的一半。
按图2，槽宽B为导引直径D三分之一的旋转传动槽6与两个沿直径相对的闭锁槽5在工具侧沿轴向隔开距离以及沿周向错开90°，其中导引长度F是导引直径D的二分之一，接触长度K是导引直径D的两倍，以及长度L是导引直径D的3.5倍。
按图3a、3b，镜像对称性的插入端1插入图中表示的一个配属的工具安装座8内，它有形式上的三个沿径向向内伸入、座落于工具侧前的旋转传动片9以及一个可沿径向移动的形式上的锁珠10的闭锁装置。为此，有恒定的大于导引直径D五分之一的槽宽B的旋转传动槽6在机器侧一直朝自由端4的方向开口。三个镜像对称性排列的旋转传动槽6与两个沿直径相对的闭锁槽5沿周向对称地错开。导引长度F是导引直径D的一倍，接触长度K是导引直径D的四倍，以及长度L是导引直径D的3.5倍，其中，槽端13与工具侧闭锁端14沿轴向在工具侧错开导引直径D的两部。

Claims (11)

1.至少部分沿一条轴线(A)旋转和/或被冲击式驱动的工具(2)的插入端，它在最大导引直径(D)内沿轴线(A)延伸并具有至少一个在轴向闭锁端(3)朝自由端(4)方向轴向封闭的闭锁槽(5)和一些旋转传动槽(6)，旋转传动槽具有一个槽宽(B)和至少一个切向力接触面(7)，其特征为：至少两个旋转传动槽(6)在一个至少是导引直径(D)三倍的长度(L)中在工具侧位于轴向闭锁端(3)之前，以及至少沿一个至少是导引直径(D)1.5倍的接触长度(K)设计为宽度大于导引直径(D)的五分之一。
2.按照权利要求1所述的插入端，其特征为：具有导引直径(D)的工具侧的导引端(12)一直到至少两个旋转传动槽(6)的一个工具侧的槽端(13)之间的轴向导引长度(F)小于导引直径(D)的1.5倍。
3.按照权利要求1或2所述的插入端，其特征为：槽端(13)与一个工具侧的闭锁端(14)沿轴向在工具侧错开至少导引直径(D)的1.5倍。
4.按照权利要求1至3之一所述的插入端，其特征为：切向力接触面(7)至少沿接触长度(K)既平行于轴线(A)也垂直于轴线(A)延伸。
5.按照前列诸权利要求之一所述的插入端，其特征为：至少沿接触长度(K)每个旋转传动槽(6)的径向槽深(T)在槽宽(B)的0.5至1.0倍之间。
6.按照前列诸权利要求之一所述的插入端，其特征为；具有至少三个旋转传动槽(6)，它们有选择地布置成镜像对称。
7.按照前列诸权利要求之一所述的插入端，其特征为：具有两个直径上错开的闭锁槽(5)。
8.按照权利要求1至7之一所述的插入端，其特征为：闭锁槽(5)在工具侧过渡到旋转传动槽(6)。
9.按照前列诸权利要求之一所述的插入端，其特征为：旋转传动槽(6)在工具侧与闭锁槽(5)沿轴向隔开距离。
10.按照前列诸权利要求之一所述的插入端，其特征为：旋转传动槽(6)沿周向与闭锁槽(5)错开，有选择地沿周向对称地错开。
11.按照前列诸权利要求之一所述的插入端，其特征为：旋转传动槽(6)在机器侧是开口的。
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