EP1413403A1 - Spitzmeissel - Google Patents

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EP1413403A1
EP1413403A1 EP03103506A EP03103506A EP1413403A1 EP 1413403 A1 EP1413403 A1 EP 1413403A1 EP 03103506 A EP03103506 A EP 03103506A EP 03103506 A EP03103506 A EP 03103506A EP 1413403 A1 EP1413403 A1 EP 1413403A1
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EP
European Patent Office
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area
shank
pointed chisel
axial grooves
diameter
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Withdrawn
Application number
EP03103506A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jozsef Szendrovari
Werner Britten
Jozsef Varaga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D17/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D17/02—Percussive tool bits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/211—Cross-sections of the tool
    • B25D2250/215—Narrowing cross-sections

Definitions

  • the invention relates to a pointed chisel driven by a machine tool, in particular for processing rock and concrete.
  • Such pointed chisels have an elongated shank with an insertion end on the machine side for receiving the axially limited movement in the striking machine tool and a working area which tapers to a point on the workpiece and ends in an abrasively effective tip.
  • the abrasive wear of this tip when used appropriately shortens the area of use tapering to the point of the workpiece, which increases the abrasive cross-section of the shaft and blunts the pointed chisel.
  • Shaft cross sections in the form of a concave polygon have a self-sharpening effect, which improves the mining performance.
  • the area of use forms a prismatic core diameter and the shaft cross-section forms a concave polygon with six axial grooves.
  • the concave polygon only extends radially beyond the prismatic core diameter, which means that the self-sharpening effect is only effective in the middle and late partial use area if the area of use has already become dull. In the early part-use area, however, only the prismatic core diameter without self-sharpening effect is effective.
  • the object of the invention is to realize a pointed chisel which has a particularly high removal rate in the early area of use.
  • a pointed chisel that can be driven by a machine tool has an elongated shaft with an insertion end on the machine side and a use area on the workpiece side, which has an enveloping circle diameter that tapers on the workpiece side and a shank cross section that is designed as a concave polygon with axial grooves up to a core diameter, the narrow diameter of the workpiece decreasing ,
  • the core diameter tapering in addition to the enveloping circle diameter on the workpiece side, a shank cross section formed as a concave polygon is always formed, as a result of which the self-sharpening effect is always substantially effective.
  • the tapered envelope diameter combined with a correspondingly tapered core diameter enables a particularly high removal rate to be achieved.
  • the enveloping circle diameter is advantageously tapered convexly on the workpiece side, as a result of which the removal power only decreases degressively with increasing service life.
  • the shaft cross-section is advantageously similar in terms of different, arbitrarily selectable positions of the shaft within the area of use, as a result of which the shape of the concave polygon is retained over the period of use and the self-sharpening effect always contributes to the same extent to the degradation performance.
  • the area of use advantageously has exactly 2 n- numbered axial grooves, where n is a natural number, as a result of which the axial grooves can be produced in a technologically simple manner by means of cross-section-preserving forming processes such as cold presses.
  • the area of use advantageously has exactly four, further advantageously offset between 75 ° and 105 °, axial grooves, as a result of which the pointed chisel is particularly suitable for enveloping circle diameters in the range from 12 mm to 40 mm.
  • the area of use has exactly eight axial grooves, further advantageously offset by 45 °, as a result of which the pointed chisel is particularly suitable for enveloping circle diameters in the range from 35 mm to 50 mm.
  • the shaft cross-sectional area is advantageously reduced from 40-60% of the area of use on the workpiece side to 80% to 70%, as a result of which the wave resistance increases on the workpiece side and thus the impact pulse voltage is increased.
  • the enveloping circle diameter of the area of use with the axial grooves is advantageously greater than the shaft diameter of the rest of the shaft, as a result of which the change in the cross-sectional area of the shaft in the transition region is only slight.
  • the cross-sectional areas of the shank advantageously remain the same in the transition region, as a result of which there is a low-reflection impact pulse transmission.
  • a pointed chisel which can be driven in a striking manner has an elongated shaft 1 with an insertion end 2 on the machine side and a use area 3 on the workpiece, which extends from an early partial use area A via the central partial use area B to the late partial use area C.
  • an enveloping circle diameter H that tapers convexly on the workpiece side
  • the core diameter K tapers on the workpiece side and the shaft cross-section 5 tapered to 75% on the workpiece side from 50% of the area of use 3 is self-similar with regard to different positions I, II, III, IV, V.
  • the enveloping circle diameter H of the use area 3 with the axial grooves 4 is larger than the shaft diameter S of the rest of the shaft 1, the shaft cross-sectional areas A ', A "remaining the same in the transition area.
  • the shaft cross-section 5 has exactly two axial grooves 4 offset by 180 °.
  • the shaft cross section 5 has exactly eight axial grooves 4, alternately offset by 35 ° and 55 °, which alternately form a groove web 6 with the enveloping circle diameter H and a radially smaller intermediate groove web 7 with the enveloping circle diameter h between circumferentially adjacent axial grooves 4.

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Abstract

Ein Spitzmeissel mit einem länglichen Schaft (1) mit einem maschinenseitigen Einsteckende (2) zur Aufnahme in einer Werkzeugmaschine und einem werkstückseitigen Nutzungsbereich (3), welcher einen sich werkstückseitig verjüngenden Hüllkreisdurchmesser (H) und einen mit Axialnuten (4) bis zu einem Kerndurchmesser (K) als konkaves Polygon ausgebildeten Schaftquerschnitt (5) aufweist, wobei sich der Kerndurchmesser (K) werkstückseitig verjüngt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezeichnet einen von einer Werkzeugmaschine schlagend angetriebenen Spitzmeissel, insbesondere zur Bearbeitung von Gestein und Beton.
  • Derartige Spitzmeissel weisen einen länglichen Schaft mit einem maschinenseitigen Einsteckende zur axial begrenzt beweglichen Aufnahme in die schlagende Werkzeugmaschine und einen werkstückseitig spitz zulaufenden Nutzungsbereich auf, welcher in einer abrasiv wirksamen Spitze endet. Durch den bei zweckentsprechender Benutzung abrasiven Verschleiss dieser Spitze verkürzt sich stetig der werkstückseitig spitz zulaufende Nutzungsbereich, wodurch sich der abrasiv wirksame Schaftquerschnitt vergrössert und der Spitzmeissel abstumpft. Schaftquerschnitte in der Form eines konkaven Polygons weisen einen Selbstschärfungseffekt auf, welcher die Abbauleistung verbessert.
  • Nach der EP0156789A1 ist ein von einer Werkzeugmaschine schlagend angetriebener Spitzmeissel mit einem länglichen Schaft, einem maschinenseitigen Einsteckende, einem sich werkstückseitig konvex verjüngenden Hüllkreisdurchmesser und einem als konkaves Polygon mit zwei bzw. vier Axialnuten ausgebildeten Schaftquerschnitt ausgebildet, wobei der Nutzungsbereich einen prismatischen Kerndurchmesser aufweist. Nach der DE19914522A1 bildet der Nutzungsbereich einen prismatischen Kerndurchmesser und der Schaftquerschnitt ein konkaves Polygon mit sechs Axialnuten aus. Das konkave Polygon erstreckt sich jeweils nur radial über den prismatischen Kerndurchmesser hinaus, wodurch der Selbstschärfungseffekt im Wesentlichen nur bei bereits abrasiv abgestumpftem Nutzungsbereich im mittleren und späten Teilnutzungsbereich wirksam wird. Im frühen Teilnutzungsbereich ist hingegen nur der prismatische Kerndurchmesser ohne Selbstschärfungseffekt wirksam.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Realisierung eines Spitzmeissels, welcher im frühen Nutzungsbereich eine besonders hohe Abbauleistung aufweist.
  • Die Aufgabe wird im Wesentlichen durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Im Wesentlichen weist ein von einer Werkzeugmaschine schlagend antreibbarer Spitzmeissel einen länglichen Schaft mit einem maschinenseitigen Einsteckende und einem werkstückseitigen Nutzungsbereich auf, welcher einen sich werkstückseitig verjüngenden Hüllkreisdurchmesser und einen mit Axialnuten bis zu einem Kerndurchmesser als konkaves Polygon ausgebildeten Schaftquerschnitt aufweist, wobei sich der Kerndurchmesser werkstückseitig verjüngt.
  • Durch den sich neben dem Hüllkreisdurchmesser werkstückseitig verjüngenden Kerndurchmesser bildet sich stets ein als konkaves Polygon ausgebildeter Schaftquerschnitt aus, wodurch der Selbstschärfungseffekt stets wesentlich wirksam ist. Insbesondere im frühen Teilnutzungsbereich ist durch den verjüngten Hüllkreisdurchmesser verbunden mit einem entsprechend verjüngten Kerndurchmesser eine besonders hohe Abbauleistung erzielbar.
  • Vorteilhaft ist im Nutzungsbereich der Hüllkreisdurchmesser werkstückseitig konvex verjüngt, wodurch die Abbauleistung mit steigender Nutzungsdauer nur degressiv abnimmt.
  • Vorteilhaft ist der Schaftquerschnitt bezüglich verschiedener, beliebig wählbarer Positionen des Schafts innerhalb des Nutzungsbereiches selbstähnlich, wodurch die Form des konkaven Polygons über die Nutzungsdauer erhalten bleibt und der Selbstschärfungseffekt stets zu gleichen Anteilen zur Abbauleistung beiträgt.
  • Vorteilhaft weist der Nutzungsbereich genau 2n-zahlige Axialnuten auf, wobei n eine natürliche Zahl ist, wodurch die Axialnuten technologisch einfach über querschnittserhaltende Umformverfahren wie Kaltpressen herstellbar sind.
  • Vorteilhaft weist der Nutzungsbereich genau vier, weiter vorteilhaft zwischen 75° und 105° versetzte, Axialnuten auf, wodurch sich der Spitzmeissel besonders für Hüllkreisdurchmesser im Bereich von 12 mm bis 40 mm eignet.
  • Alternativ vorteilhaft weist der Nutzungsbereich genau acht, weiter vorteilhaft um 45° versetzte, Axialnuten auf, wodurch sich der Spitzmeissel besonders für Hüllkreisdurchmesser im Bereich von 35 mm bis 50 mm eignet.
  • Vorteilhaft verringert sich die Schaftquerschnittsfläche ab 40-60% des Nutzungsbereiches werkstückseitig auf 80% bis 70%, wodurch werkstückseitig der Wellenwiderstand steigt und somit die Schlagimpulsspannung verstärkt wird.
  • Vorteilhaft ist der Hüllkreisdurchmesser des Nutzungsbereiches mit den Axialnuten grösser als der Schaftdurchmesser des restlichen Schafts, wodurch die Änderung der Schaftquerschnittsfläche im Übergangsbereich nur gering ist.
  • Vorteilhaft bleiben im Übergangsbereich die Schaftquerschnittsflächen gleich, wodurch eine reflektionsarme Schlagimpulsübertragung gegeben ist.
  • Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:
    • Fig. 1
    als Spitzmeissel
    Fig. 1a - 1f
    als Querschnitte gemäss den Positionen I, II, III, IV, V und VI in Fig. 1
    Fig. 2
    als Variante des Schaftquerschnitts
    Fig. 3
    als Variante des Schaftquerschnitts
  • Nach Fig. 1 weist ein schlagend antreibbarer Spitzmeissel einen länglichen Schaft 1 mit einem maschinenseitigen Einsteckende 2 und einem werkstückseitigen Nutzungsbereich 3 auf, der sich von einem frühen Teilnutzungsbereich A über den mittleren Teilnutzungsbereich B zum späten Teilnutzungsbereich C erstreckt. Bei einem sich werkstückseitig konvex verjüngenden Hüllkreisdurchmesser H sind genau vier, zu 90° versetzte Axialnuten 4 vorhanden, die mit steilen Nutflanken radial bis zu einem Kerndurchmesser K hineinragen und einen Schaftquerschnitt 5 in Form eines konkaven Polygons bilden. Der Kerndurchmesser K verjüngt sich werkstückseitig und der ab 50% des Nutzungsbereiches 3 werkstückseitig auf 75% verjüngte Schaftquerschnitt 5 ist bezüglich verschiedener Positionen I, II, III, IV, V selbstähnlich. Der Hüllkreisdurchmesser H des Nutzungsbereiches 3 mit den Axialnuten 4 ist grösser als der Schaftdurchmesser S des restlichen Schafts 1, wobei die Schaftquerschnittsflächen A', A" im Übergangsbereich gleich bleiben.
  • Nach Fig. 2 weist der Schaftquerschnitt 5 genau zwei, zu 180° versetzte Axialnuten 4 auf.
  • Nach Fig. 3 weist der Schaftquerschnitt 5 genau acht, alternierend zu 35° und 55° versetzte Axialnuten 4 auf, welche zwischen umlaufend benachbarten Axialnuten 4 alternierend einen Nutensteg 6 mit dem Hüllkreisdurchmesser H und einen radial kleineren Zwischennutensteg 7 mit dem Hüllkreisdurchmesser h ausbilden.

Claims (9)

  1. Spitzmeissel mit einem länglichen Schaft (1) mit einem maschinenseitigen Einsteckende (2) zur Aufnahme in einer Werkzeugmaschine und einem werkstückseitigen Nutzungsbereich (3), welcher einen sich werkstückseitig verjüngenden Hüllkreisdurchmesser (H) und einen mit Axialnuten (4) bis zu einem Kerndurchmesser (K) als konkaves Polygon ausgebildeten Schaftquerschnitt (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kerndurchmesser (K) werkstückseitig verjüngt.
  2. Spitzmeissel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Nutzungsbereich (3) der Hüllkreisdurchmesser (H) werkstückseitig konvex verjüngt ist.
  3. Spitzmeissel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftquerschnitt (5) bezüglich verschiedener Positionen (I, II, III, IV, V) selbstähnlich ist.
  4. Spitzmeissel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzungsbereich (3) genau 2n Axialnuten (4) aufweist.
  5. Spitzmeissel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzungsbereich (3) genau vier Axialnuten (4) aufweist, welche optional zwischen 75° und 105° versetzt sind.
  6. Spitzmeissel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzungsbereich (3) genau acht Axialnuten (4) aufweist, welche optional um 30 bis 55° versetzt sind.
  7. Spitzmeissel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schaftquerschnittsfläche (A', A") vom maschinenseitigen Stirnende ausgehend über 40-60% des Nutzungsbereiches (3) werkstückseitig auf 80% bis 70% verringert.
  8. Spitzmeissel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hüllkreisdurchmesser (H) des Nutzungsbereiches (3) mit den Axialnuten (4) grösser als der Schaftdurchmesser (S) des restlichen Schafts (1) ist.
  9. Spitzmeissel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaftquerschnittsfläche (A', A") im Übergang vom Nutzungsbereich (3) zum restlichen Schaft (1) gleich bleibt.
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