JP5409923B2 - ビット、特に丸形シャンクビット - Google Patents

Description

本発明は、ビット、特に丸形シャンクビットであって、ビットヘッドとビットシャンクとが設けられており、該ビットシャンクの領域に固定スリーブが保持されており、さらに、ガイド領域を有する支持エレメントが設けられている形式のものに関する。

ＤＥ３７０１９０５Ｃ１に基づいて公知の上記形式のビットでは、固定スリーブは緊締スリーブとして形成されていて、ばね弾性的な材料、例えばスチールプレートから形成されている。固定スリーブは長手方向スリットを有しており、この長手方向スリットはスリーブ縁部によって画成されている。長手方向スリットを用いて、固定スリーブ直径を変化させることができ、この場合両スリーブ縁部は互いに向かって移動する（小さなスリーブ直径）か、又は互いの間における間隔を増大させる（大きなスリーブ直径）。このようにして種々異なった緊張状態を得ることができる。固定スリーブには、摩耗防止ディスクとして形成された支持エレメントが被せ嵌められている。この支持エレメントは円形横断面を有していて、１つの孔によって貫通されている。この場合孔は、固定スリーブがその弛緩された状態に比べて減じられた外径で、予負荷状態において保持されるように、寸法設定されている。このようにして生ぜしめられた外径は、緊締スリーブが僅かな力で又は力を使わずに、ビットホルダのビット受容部内に押し込まれ得るように、選択されている。この場合押込み運動は支持エレメントを用いて制限される。孔内へのビットシャンクのさらなる挿入時に、支持エレメントは、緊締スリーブによって把持されていないビットシャンク領域内へと移動させられる。この際に固定スリーブは半径方向において拡開し、ビットホルダの孔内において応力をもって緊締される。このようにして丸形シャンクビットは軸方向においては紛失不能となり、しかしながら周方向においては自由回転可能に保持される。ビットはその取外しのために、ビットシャンクの背側に作用する心棒を用いてビット受容部から押し出される。

ビットが部分的に摩耗した場合に、ビットがもはや特定の切削課題のために使用され得ないような使用例がある。このような場合に摩耗したビットは、取り外され、新たな摩耗していないビットが取り付けられる。部分的に摩耗したビットは、しかしながら大雑把な加工課題のためにはなお適している。しかしながら支持エレメントは既に固定スリーブから押し退けられているので、取付けもしくは組立てはこの場合複雑になってしまう。すなわちこの場合、緊締スリーブに強制的に予負荷を加えることができるようにするために、別体の緊締工具が使用される。ビットはこれにより力を用いることなくビット受容部に挿入することができる。緊締工具は、ビットが部分的に挿入された状態において取り外され、次いでビットはハンマによって完全にビット受容部内に打ち込まれる。

ＤＥ１０２００５０４２６６３Ａ１に基づいて別のビットが公知である。この公知のビットにおいても同様に摩耗防止ディスクが支持エレメントとして使用され、この支持エレメントは固定スリーブを予負荷状態において保持する。支持エレメントはビットヘッドに向かって、固定スリーブが半径方向において弾発的に拡開するまで、押し込まれることができる。そして支持エレメントは凸部で固定スリーブの受容部に係合し、これによって固定スリーブと支持エレメントとの間における回動不能な支承部が形成される。しかしながらこのような回動不能な支承部は、それが増大された不均一な摩耗を生ぜしめることに基づいて、不都合であることが分かっている。

ＥＰ１４２７９１３Ｂ１に基づいて公知のビットにおいても同様に、支持エレメントを固定スリーブによって押し退けることができる。支持エレメントはビットヘッドと固定スリーブの自由端部との間に位置する。支持エレメントは固定スリーブに向けられた側に、環状の突出部を有している。ビットの押出し時に緊締スリーブはこの突出部のところでくさび固定され、これによって緊締スリーブは意図せずに拡開されることになる。そしてこれにより取外しは困難になり、大きな力を要することになる。

ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式のビットを改良して、ビットホルダからの取外し後に、簡単な再使用を可能にするビットを提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、支持エレメントはビットヘッドとは反対側に位置する下側領域に、逸らせ区分（Auslenkabschnitt）を有しているようにした。

本発明のように構成されていると、ビット受容部からのビットの取外し時に、固定スリーブを逸らせ区分と作用結合させることができる。これによって固定スリーブは、ガイド領域によって形成された固定スリーブ区分内にもたらされる。固定スリーブはこの場合再び、ビット受容部からのビットの容易な取外しを可能にする緊張状態にある。この緊張状態はしかしながらまた、ビットを再使用時に力なしに又は僅かな力でビット受容部に挿入することをも可能にする。ビットが最初の取付けのために既に、ガイド領域が固定スリーブを緊張状態において保持するような輪郭を有していると、有利である。

本発明の択一的な態様によれば、固定スリーブは逸らせ区分を用いて、弛緩された位置から緊張位置にもたらされ得るようになっている。このような態様は例えば、支持エレメントが固定スリーブから意図せずに押し退けられ、ビットヘッドに向けられた作業位置に位置している場合に、有利である。次いで、支持エレメントを固定スリーブに被せ嵌めることによって、逸らせ区分を用いて簡単に再び取付けポジションを形成することができる。逸らせ区分はまた、固定スリーブを部分緊張位置から緊張位置にもたらすためにも働くことができる。部分緊張位置は通常、ビットがビット受容部内に取り付けられていて、残留応力をもってビット受容部の厚壁に対して作用している場合に生じている。

逸らせ区分への固定スリーブの確実な移行を保証するために、本発明の別の態様では、支持エレメントは、逸らせ区分に間接的に又は直接的に移行する導入領域を有している。この場合には固定スリーブの、支持エレメントに向けられた区分を、導入領域内に挿通し、この導入領域を越えて逸らせ区分へともたらすことができる。このような態様においては、固定スリーブが、導入領域の領域に保持されているガイドを有していると、特に有利であることが分かっている。このようになっていると、既に取付け位置において、支持エレメントに対する固定スリーブの空間的な対応関係を得ることができる。このように固定スリーブと支持エレメントとが互いに重なり合っていることに基づいて、汚れが侵入するおそれを減じるラビリンス状の閉鎖部が得られる。そしてこれにより、ビットと支持エレメントとの間における回転特性が改善される。しかしながらまた、ガイドがビットの軸方向において導入領域に対して間隔をおいて位置しているような態様も可能である。この場合、固定スリーブのガイドが取外し時に確実に導入され得るように、導入領域が寸法設定されていることが望ましい。特にこの場合においてもまた、例えば固定スリーブの、支持エレメントに向けられた領域における、摩耗に基づく変形を考慮しなくてはならない。

本発明の特に有利な態様では、ビットシャンクへのビットヘッドの移行領域に、センタリング区分が配置されていて、該センタリング区分はその外周部において、センタリング区分がガイド領域と一緒に回転支承部を形成するように、形成されている。この回転支承部により、支持エレメントは固定スリーブとは無関係に回転することが可能になる。さらにこの回転支承部によって、支持エレメントに対するビットのセンタリングされた方向付けが可能になり、これによって研削結果を改善すること及び回転摩耗を減じることができる。

本発明によるビットの別の態様では、支持エレメントは、ビットヘッドに向けられた上側に、ガイド領域に間接的に又は直接的に移行する導入拡大部を有している。このような導入拡大部によって、ビットの最初の取付け、つまり初期組立てが簡単になる。この場合最初に固定スリーブがビットシャンクに装着される。次いで支持エレメントは、弛緩された固定スリーブに被せ嵌められ、この場合導入拡大部は挿通補助として働く。

特に単純な構造を得るために有利な態様では、ガイド領域及び導入領域はそれぞれ孔によって形成されており、導入領域を形成する孔は、ガイド領域を形成する孔よりも大きな直径を有している。

ビットにおける構造上の重要な基準は、既に述べたように、摩耗に関して最適化された設計である。つまり、ビットが挿入されている高価なビットホルダにおいては可能な限り僅かな摩耗しか生じないことが望まれている。従って支持エレメントはビットホルダに対して可能な限り僅かしか回転摩耗を加えないようになっていると、有利である。しかしながら同時に、ビットがその全周にわたって均一に摩耗するために、ビットは可能な限り良好に回転することが望ましい。このことを保証するために、本発明の別の態様では、支持エレメントはその上側面に切欠きを有していて、該切欠き内にビットヘッドの、該切欠きに向けられた領域が受容されており、ビットヘッドは載置面で、切欠きの支持面に支持されている。このように構成されていると、切欠きとビットヘッドの、該切欠きに向けられた領域とは、切削屑の侵入を阻止するラビリンス状の閉鎖部を閉鎖する。そしてこれにより、支持エレメントに対するビットの良好な回転可能性を維持することができる。支持エレメントがビットホルダに対して回動不能に固定されていると、好ましくないことが判明している。それというのはこの場合、支持エレメントは衝撃負荷に基づいて、ビットホルダの、支持エレメントに向けられた載置面に不均一に食い込むおそれがあるからである。この理由から、ビットホルダに対する支持エレメントの相対運動可能性を維持することが望ましい。このことを保証するために、本発明の別の態様では、支持エレメントはその半径方向外側に位置する周囲領域に、複数の切欠きを有している。これらの切欠きは、切削された切削屑のための作用領域を形成し、この場合切削屑は周方向の力を支持エレメントに加える。そしてこれにより支持エレメントの回転運動が生ぜしめられる。ビットホルダに対する支持エレメントのセンタリングされた方向付けは、支持エレメントがその下側面に、突出しているセンタリング付加部を有している構成によって、得ることができる。このセンタリング付加部は、ビットホルダのセンタリング受容部内に係合することができる。センタリング付加部とセンタリング受容部との間においては、切削屑の侵入を阻止する一種のシールが形成されている。摩耗防止を最適化するための別のビット設計では、センタリング付加部は、ビットの長手方向中心軸線に対して傾けられて延びるセンタリング面を有していて、該センタリング面は後退した切欠きを介して、長手方向中心軸線に対して半径方向に延びる環状の座面に移行している。後退した切欠きは、応力負荷を軽減する頚部を形成している。さらにこの切欠きは、ビットホルダの、対応配置された縁部領域を解放し、これによって自由な回転可能性が改善される。

本発明によるビットの別の態様では、固定スリーブは、回転支承部を形成するためにビットシャンクの環状の溝に係合する単数又は複数の保持エレメントを有している。このように構成されていると、周方向における固定スリーブに対するビットの自由な回転可能性が保証される。この場合さらに、保持エレメントが、周方向に延びる２つの切離し縁部に沿って固定スリーブから切り離されており、保持エレメントの切離し縁部はそれぞれ、前記溝の溝側縁に向かい合って位置していると、特に有利である。保持エレメントは極めて寸法正確にスリーブ材料から打ち抜くことができ、かつ溝幅に合わせることができる。この場合固定スリーブに対するビットシャンクの僅かな軸方向遊びは許される。切離し縁部はビットの位置に応じて線形の接触縁部を、該切離し縁部に向けられた溝側壁に形成する。この構成はビットシャンクの正確なガイドを可能にし、ひいては回転特性を改善する。

次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

準備された出発位置におけるビットを示す側面図である。 取付け位置における、図１に示したビットを示す側面図である。 図２のＩＩＩで示した領域を拡大して示す図である。 図１〜図３に示した支持エレメントを示す斜視図である。 図１〜図３に示したビットを、ビットホルダにおける取付け位置において示す側面図である。 図５のＶＩで示した領域を拡大して示す図である。

図１には、丸形シャンクビットとして形成されたビット１０が示されている。このビットはビットシャンク１１を有していて、このビットシャンク１１はほぼ円筒形の幾何学形状を成している。ビットシャンク１１には環状の溝１５が形成されている。ビットシャンク１１はセンタリング区分１２を介してビットヘッド１３に接続されている。ビットヘッド１３はビットシャンク１１とは反対側の端部に、例えば硬質合金である硬質材料から成るビット先端１４を有している。そのためにビットヘッド１３の端部には、凹部が一体成形されており、この凹部にビット先端１４はろう接されている。図１から分かるように、ビットヘッド１３はセンタリング区分１２への接続領域にカラー１３.２を有している。このカラー１３.２は、下側に向けられた載置面１３.１を形成している。ビット１０はそのビットシャンク１１、ビットヘッド１３及びビット先端１４と共に、ビット先端１４を通って延びる長手方向中心軸線を中心にして回転対称に形成されている。ビットシャンク１１の領域には固定スリーブ２０が配置されている。この固定スリーブ２０は、例えばスチールプレートのような面状材料から製造されている。この場合、面状材料からは保持エレメント２１が打ち抜かれていて、固定スリーブ２０によって取り囲まれた領域内に押し付けられている。保持エレメント２１はこの場合、固定スリーブ２０の周方向に延びている２つの打抜き縁に沿って切り抜かれる。固定スリーブ２０は、緊締スリット２３を残して円形横断面が生じるように、丸められる。

固定スリーブ２０には支持エレメント３０が被せ嵌められている。この支持エレメント３０は円板状に形成されている。支持エレメント３０の形状については、以下において図３を参照しながら詳しく述べる。図３が示すように、支持エレメント３０はビットヘッド１３に向いた側に、凹部形状の切欠き３１を有しており、この切欠き３１にはビットヘッド１３のカラー１３.２を設置することができる。この場合ビットヘッド１３の載置面１３.１は、切欠き３１の、該載置面に向けられた支持面３１.１の上に平らに置かれる。切欠き３１とは反対の側に支持エレメント３０は、支持面３１.１に対して平面平行に配置された座面３３を有している。この座面３３は切欠き３５を介してセンタリング付加部３４に移行している。切欠き３５はこの場合丸形溝形状に形成されており、これによって応力集中を回避するのに最適な移行部を得ることができる。センタリング付加部３４の、切欠き３５に接続するセンタリング面は、ビット１０の長手方向中心軸線に対して傾けられて配置されていて、座面３３と同様にビット１０の長手方向中心軸線を中心にしてリング形状に延びている。

図３からさらに分かるように、支持エレメント３０には中心に、ガイド領域３６を形成する孔が加工されている。そしてこのガイド領域３６は、丸く面取り加工された導入拡大部３６.３を介して支持面３１.１に移行している。ガイド領域３６には、導入拡大部３６.３とは反対の側において逸らせ区分３６.１が接続している。この逸らせ区分３６.１は、ビット１０の長手方向中心軸線もしくは支持エレメント３０の長手方向中心軸線に対して傾けられて延びている成形傾斜部によって形成される。この傾斜はこの場合直線区分によって形成されていても又は曲線区分によって形成されていてもよい。逸らせ区分３６.１には導入領域３６.２が接続している。この導入領域３６.２は孔によって形成されており、この導入領域３６.２を形成する孔の直径は、ガイド領域３６.２を生ぜしめる孔の直径よりも大きい。逸らせ区分３６.１を介して導入領域３６.２はガイド領域３６へと移行している。

図２及び図３に示された取付け位置において、ビットヘッド１３のカラー１３.２は、支持エレメント３０の切欠き３１内に装入されている。そしてビットシャンク１１のセンタリング区分１２はガイド領域３６に対応配置されている。このようにしてガイド領域３６とセンタリング区分１２との間には回転支承部が形成されている。この場合に注意すべきことは、支持エレメント３０とセンタリング区分１２との間における自由な回転可能性が保たれるように、円筒形のセンタリング区分１２の外径とガイド領域３６の内径とが合わせられていることである。支持エレメント３０とセンタリング区分１２との間における遊びは、可能な限り僅かな横方向へのずれ（ビット１０の長手方向中心軸線に対して垂直な方向におけるずれ）しか生じないように、選択されることが望ましい。

図３に示すように、ビットシャンク１１は丸く面取りされた丸め領域１２.１を有しており、この丸め領域１２.１は、センタリング区分１２の、直径を減じられたシャンク領域から直径を増大された領域へと移行している。直径を減じられた領域内に固定スリーブ２０が配置されている。この固定スリーブ２０は、支持エレメント３０に向けられた端部領域に、端部側のガイド２２を形成している。このガイド２２は、斜面２２.１によって終端している。取付け位置においてガイド２２は導入領域３６.２の範囲に配置されている。この場合対応配置は、固定スリーブ２０の外壁と導入領域３６.２との間に遊びが残されるようになっている。この遊びは、センタリング区分１２とガイド領域３６との間における遊びよりも大きく選択されることが望ましく、そのようになっていると、取付け位置において固定スリーブ２０と支持エレメント３０との間における接触が回避される。そしてこれにより、センタリング区分１２とガイド領域３６とが一義的な回転支承部を引き受けることになる。

図４には支持エレメント３０が単独で示されている。この図４から分かるように、切欠き３１は環状の縁部３１.２によって画成されていて、この環状の縁部３１.２には複数の切欠き３２が加工されている。この場合これらの切欠き３２は半径方向に延びる溝として形成されている。図４から分かるように、支持エレメント３０はその長手方向中心軸線を中心にして回転対称に形成されている。

図５及び図６には、ビット１０とビットホルダ４０との対応配置形式が示されている。図面から分かるように、ビットホルダ４０はベース部分４１を有しており、このベース部分４１には下方に向かって突出する差込み付加部４２が一体成形されている。ベース部分４１はさらに一体に成形された保持付加部４３を有しており、この保持付加部４３には円筒孔としてビット受容部４６が形成されている。この場合ビット受容部４６は貫通孔として形成されていて、長手方向における両端部において開放している。ビット受容部４６の、差込み付加部４２に向けられた端部を通して、エジェクト工具のエジェクト心棒（Austreibdorn）（図示せず）を導入することができる。そしてこのエジェクト心棒は、ビットシャンク１１の自由端部に対して作用する。ビット受容部４６の、差込み付加部４２とは反対側の端部は、保持付加部４３の円筒区分４４において開口している。この円筒区分４４は、支持エレメント３０の座面３３が載置されるリング形状の載置面を有している。図６から明らかなように、支持エレメント３０のセンタリング付加部３４は、ビットホルダ４０の相応に成形されたセンタリング受容部内に挿入されている。

図６にさらに示すように、支持エレメント３０の導入拡大部３６.３は、カラー１３.２とセンタリング区分１２との間における対応する縁部領域が解放されるように（頚部１２.２）、形成されていて、支持エレメント３０に対するビット１０の良好な回転可能性が維持されるようになっている。さらに図６から分かるように、切欠き３５はビットホルダ４０の対応配置された縁部領域を解放しており、これによって座面３３が、ビットホルダ４０の対応配置された支持面に平らに載置されることが保証される。

ビットホルダ４０からビット１０を取り外すためには、既に述べたように、取外し工具を使用することができる。この取外し工具は、前面において支持エレメント３０の縁部３１.２に支持される支持区分を有している。この取外し工具のエジェクト心棒は、背側においてビット受容部４６を貫いて移動させられることができ、これによってエジェクト心棒はビットシャンク１１の自由端部に作用し、ビットシャンク１１をビット受容部４６から押し出す。エジェクト工具の支持区分は、支持エレメント３０をその位置に保持する。これによって固定スリーブ２０のガイド２２は、支持エレメント３０の逸らせ区分３６.１の領域内に押し込まれる。逸らせ区分３６.１は固定スリーブ２０の、ガイド２２によって形成された端部を、半径方向内側に向かって押圧し、この際に少なくともこの領域において固定スリーブ２０の直径が減じられる。ビット１０のさらなる移動によって、固定スリーブ２０の周面領域が支持エレメント３０のガイド領域３６内に達する。この移動もしくはシフト運動は、例えば図１に示された支持エレメント３０の位置が得られるまで、続けることができる。この状態においてビット１０は僅かな力で又は力を要することなしに、ビット受容部４６から取り出すことができる。そして取り外されたビット１０は新たな取付けのために利用することができる。

Claims (12)

1. ビット、特に丸形シャンクビットであって、ビットヘッド（１３）とビットシャンク（１１）とが設けられており、該ビットシャンク（１１）の領域に固定スリーブ（２０）が保持されており、さらに、ガイド領域（３６）を有する支持エレメント（３０）が設けられている形式のものにおいて、
   支持エレメント（３０）はビットヘッド（１３）とは反対側に位置する下側領域に、固定スリーブ（２０）を緊張状態において保持するガイド領域（３６）に比べて大径の導入領域（３６.２）を有し、支持エレメント（３０）はさらにガイド領域（３６）と導入領域（３６.２）との間に、固定スリーブ（２０）を、弛緩された位置から緊張位置に、又は部分緊張位置から緊張位置に移動させる逸らせ区分（３６.１）を有していることを特徴とするビット。
2. 導入領域（３６.２）は、逸らせ区分（３６.１）に間接的に又は直接的に移行する、請求項１記載のビット。
3. 固定スリーブ（２０）はガイド（２２）を有していて、該ガイド（２２）は導入領域（３６.２）の領域に保持されているか、又はビット（１０）の軸方向において導入領域（３６.２）に対して間隔をおいて位置している、請求項２記載のビット。
4. ビットシャンク（１１）へのビットヘッド（１３）の移行領域に、センタリング区分（１２）が配置されていて、該センタリング区分（１２）はその外周部において、センタリング区分（１２）がガイド領域（３６）と一緒に回転支承部を形成するように、形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のビット。
5. 支持エレメント（３０）は、ビットヘッド（１３）に向けられた上側に、ガイド領域（３６）に間接的に又は直接的に移行する導入拡大部（３６.３）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のビット。
6. ガイド領域（３６）及び導入領域（３６.２）はそれぞれ孔によって形成されており、導入領域（３６.２）を形成する孔は、ガイド領域（３６）を形成する孔よりも大きな直径を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のビット。
7. 支持エレメント（３０）はその上側面に切欠き（３１）を有していて、該切欠き（３１）内にビットヘッド（１３）の、該切欠き（３１）に向けられた領域が受容されており、ビットヘッド（１３）は載置面（１３.１）で、切欠き（３１）の支持面（３１.１）に支持されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のビット。
8. 支持エレメント（３０）はその半径方向外側に位置する周囲領域に、複数の切欠き（３２）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のビット。
9. 支持エレメント（３０）はその下側面に、突出しているセンタリング付加部（３４）を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載のビット。
10. センタリング付加部（３４）は、ビット（１０）の長手方向中心軸線に対して傾けられて延びるセンタリング面を有していて、該センタリング面は後退した切欠き（３５）を介して、長手方向中心軸線に対して半径方向に延びる環状の座面（３３）に移行している、請求項９記載のビット。
11. 固定スリーブ（２０）は、回転支承部を形成するためにビットシャンク（１１）の環状の溝（１５）に係合する単数又は複数の保持エレメント（２１）を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載のビット。
12. 単数又は複数の保持エレメント（２１）は、周方向に延びる２つの切離し縁部に沿って固定スリーブ（２０）から切り離されており、保持エレメント（２１）の切離し縁部はそれぞれ、前記溝（１５）の溝側縁に向かい合って位置している、請求項１１記載のビット。

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