WO2017162623A1 - Meissel - Google Patents

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WO2017162623A1
WO2017162623A1 PCT/EP2017/056617 EP2017056617W WO2017162623A1 WO 2017162623 A1 WO2017162623 A1 WO 2017162623A1 EP 2017056617 W EP2017056617 W EP 2017056617W WO 2017162623 A1 WO2017162623 A1 WO 2017162623A1
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WO
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longitudinal axis
webs
chisel
circumferential direction
web
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/056617
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Zsolt Kosa
Aviral Shrot
Carsten Peters
Attila Kenéz
Original Assignee
Hilti Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti Aktiengesellschaft filed Critical Hilti Aktiengesellschaft
Priority to CN201780018420.4A priority Critical patent/CN108883524B/zh
Priority to US16/084,058 priority patent/US11213939B2/en
Priority to EP17712130.8A priority patent/EP3433057B1/de
Publication of WO2017162623A1 publication Critical patent/WO2017162623A1/de

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a bit for mining mineral building materials, e.g. concrete, in particular a pointed chisel.
  • Pointed point point tools are known, for example, from US 6,981, 496 US 9,221,164, US 9,085,074, CN 201922428 U, DE 184621 1 U, DE 202013003876 U1, DE 19914522 A1, DE 828385 A and DE 463571 A.
  • the chisels are driven by means of a pneumatic or electro-pneumatic chisel hammer into a subsoil.
  • the bit must withstand the impact forces, tensile forces and shear forces that occur.
  • increasing the cross-section or the core diameter increases the stability. However, this also increases the mass of the chisel, which requires a more powerful chisel hammer.
  • the bit according to the invention has a tip, a working portion and a striking surface and a longitudinal axis passing through the tip, the working portion and the striking surface.
  • the working section has a plurality of webs extending along the longitudinal axis and distributed in the circumferential direction about the longitudinal axis. In at least one of the webs, a dimension in the circumferential direction increases by at least one third, for example by at least half, by at least three quarters, with increasing distance to the longitudinal axis.
  • the webs are significantly slimmer ergo outward towards the longitudinal axis significantly wider.
  • a widest point is at least one third wider than the narrowest point.
  • the core contributes less than one third of the mass of the working section, ie its circular area is less than one third of the cross sectional area through the working section.
  • a height of the webs of the webs is preferably at least as large as half the core diameter, ie the ratio of the outer diameter of the Working section to the core diameter is greater than two to one, preferably greater five to two.
  • the running between the webs grooves cut accordingly deep into the chisel.
  • the side surfaces are preferably predominantly circumferential, that is, the solder on the side surfaces and the direction of rotation enclose an angle of less than 45 degrees.
  • the inclined side surfaces may together constitute one third of the entire surface of the web, eg the first side surface may form at least one sixth of the surface of the web and / or the second side surface at least one sixth of the surface of the web.
  • an angular dimension circumferentially about the longitudinal axis may remain the same or increase with increasing distance to the longitudinal axis.
  • the working section has at least three webs.
  • the webs may be arranged distributed at identical angular intervals about the longitudinal axis.
  • One embodiment provides that an inclination of the webs with respect to the longitudinal axis is less than 10 degrees.
  • the webs can rotate around less than 90 degrees about the longitudinal axis.
  • An embodiment provides that the webs are wavy. Averaged over the longitudinal axis slope is preferably less than 5 degrees.
  • An embodiment provides that a groove is arranged between two adjacent webs. The groove has a circumferential dimension decreasing continuously in the direction of the longitudinal axis. The opposite side surfaces of the webs are inclined to each other, preferably inclined at an angle of more than 10 degrees, preferably more than 20 degrees. The webs can be made by rolling or impressing the grooves.
  • FIG. 2 shows a cross-section in the plane II-II.
  • FIG. 3 shows a cross-section in the plane III-III.
  • FIG. 4 shows a cross-section in the plane IV-IV.
  • FIG. 5 shows a cross-section in the plane V-V
  • Fig. 1 shows a side view of an exemplary chisel 1 for removing concrete, rock or other mineral building materials.
  • the chisel 1 has a tip 2 at one end and an impact surface 3 at an end facing away from the tip 2.
  • the chisel 1 is attached with its tip 2 to a base 4.
  • a striking mechanism of a machine tool strikes the striking surface 3 of the bit 1 in a direction of impact 5. In this way, the tip 2 is driven into the ground 4 in the direction of impact 5.
  • a working portion 6 adjoining the tip 2 spreads the substrate 4 radially until the substrate 4 breaks due to the stresses.
  • the chisel 1 as a whole is a substantially rod-shaped body.
  • the chisel 1 has a longitudinal axis 7 which extends through the tip 2 and the striking surface 3.
  • the following room descriptions axial, radial, radial direction and circumferential direction relate to this longitudinal axis 7.
  • the radial direction has its origin in the longitudinal axis 7 and points to the outside.
  • the bit 1 has its largest dimension along the longitudinal axis 7; the dimensions perpendicular to the longitudinal axis 7 are significantly lower.
  • the chisel 1 has, starting from the striking face 3, along the longitudinal axis 7 successively the striking surface 3, a shank 8, a working section 6 and the tip 2.
  • the chisel 1 is described below divided into several parts, which have certain geometrical or functional differences. However, the parts preferably form a monolithic body without joining zones, this is especially true for the base body 9 consisting of the shaft 8 and the working section 6.
  • the base body 9 is made of a steel and the parts are not joined, so neither welded, soldered, screwed , etc.
  • the tip 2 can be made monolithic with the base body 9.
  • the exemplary bit 1 is a so-called pointed chisel.
  • the chisel 1 has exactly one tip 2, which lies on the longitudinal axis 7.
  • the tip 2 is largely in the form of a body of revolution; For example, the tip 2 is conical, dome-shaped or pyramidal.
  • the mutually orthogonal dimensions of the tip 2 in the planes perpendicular to the longitudinal axis 7 are approximately equal. Preferably, the mutually orthogonal dimensions differ by less than a third.
  • the shaft 8 is a rod-shaped body.
  • a longitudinal axis of the shaft 8 coincides with the longitudinal axis 7 of the bit 1, i. the shaft 8 is coaxial with the longitudinal axis 7.
  • the illustrated shaft 8 is prismatic with a hexagonal cross-section.
  • the prismatic shaft 8 may have, inter alia, a square, hexagonal, octagonal, circular or elliptical cross section.
  • the striking surface 3 is formed by an end face of the shaft 8 of the chisel 1.
  • the striking surface 3 is oriented substantially perpendicular to the longitudinal axis 7.
  • the striking surface 3 may be spherical or flat.
  • the insertion end 10 immediately adjoins the striking surface 3.
  • the insertion end 10 is inserted into a tool holder of the machine tool.
  • the insertion end 10 may be provided with structures which serve to secure the bit 1 in the tool holder.
  • the insertion end 10 has one or more locking grooves 11, which are closed on both sides along the longitudinal axis 7.
  • the locking grooves 11, for example, have a length of 1 cm to 4 cm.
  • an annular collar may be provided an annular collar.
  • the working section 6 is a continuous, rod-shaped body.
  • a longitudinal axis of the working portion 6 coincides with the longitudinal axis 7 of the bit 1, ie the working portion 6 is coaxial with the longitudinal axis 7.
  • the working portion 6 is preferably its largest dimension length 12 along the longitudinal axis 7; the dimensions transverse to the longitudinal axis 7 are significantly smaller than the length 12, for example at most one third.
  • the working section 6 has a cylindrical core 13 and a plurality of webs 14.
  • the webs 14 extend over the entire length 12 of the working section 6.
  • the webs 14 are arranged distributed in the circumferential direction 15 around the core
  • a groove 16 is provided in each case between adjacent webs 14 in the circumferential direction 15.
  • the arrangement of the webs 14 results in a star-shaped cross-sectional profile over the entire length 12, as illustrated by way of example with respect to the bit 1 of FIG. 1 in FIGS. 2 to 5.
  • the surface of the working section 6 is composed of the surface 17 of the webs 14.
  • the exemplary illustrated surface is formed by the four webs 14 and their surfaces 17.
  • the webs 14 completely enclose the core 13 located on the longitudinal axis 7.
  • the surface 17 of the web 14 has two mutually remote side surfaces 18, 19 and a back surface 20.
  • the side surfaces 18, 19 and the back surfaces extend along the longitudinal axis 7; i.e. their largest dimension, the side surfaces 18, 19 and the back surface 20 along the longitudinal axis 7.
  • a first of the side surfaces 18 has mainly in the circumferential direction 15; a second of the side surfaces 19 is predominantly against the circumferential direction 15.
  • the back surface 20 has predominantly in the radial direction.
  • a solder on a point of the surface 17 may be usually decomposed into a vector portion in the radial direction and a vector portion in the circumferential direction 15. In this context, predominantly means that the vector component with the larger contribution determines the direction in which the surface 17 points at the point.
  • the surface 17 may have transition surfaces 21, which connect the side surfaces 18, 19 of adjacent webs 14 together.
  • the transition surfaces 21 form the bottom of the grooves 16.
  • the transition surfaces 21 may have predominantly in the radial direction.
  • the webs 14 have a longitudinal axis 7 consistent or largely constant cross-section.
  • the cross section is predetermined by the side surfaces 18, 19 and the back surface 20 of the web 14.
  • the entire surface of the working section 6 is correspondingly predetermined solely by the webs 14.
  • the exemplary web 14 has a largely trapezoidal cross-section.
  • the back surface 20 forms one of the bases; the side surfaces 19 form the legs.
  • the Back surface 20 may be convex.
  • the exemplary side surfaces 19 may be flat.
  • An imaginary foot surface 22, which faces the back surface 20, forms the other of the bases.
  • the foot surfaces 22 connect the lowest points of the grooves 16.
  • the imaginary foot surfaces 22 of the webs 14 enclose the core 13.
  • the core 13 is preferably the largest convex prismatic body which can be disposed within the surface of the working section 6.
  • the core 13 contacts the grooves 16 at their points closest to the longitudinal axis 7, i. at their lowest points.
  • the core 13 is a circular cylinder which contacts all the grooves 16.
  • a radius 23 of the core 13 is equal to the radial distance of the grooves 16 to the longitudinal axis 7.
  • the core diameter is twice the radius 23.
  • the core 13 has a small proportion of the mass of the working portion 6.
  • the core diameter is preferably less than half of the outer diameter 24 of the working portion 6, e.g. less than 40% of the outer diameter 24.
  • the cross-sectional area of the core 13 has a proportion of less than one-third of the total cross-sectional area, e.g. less than a quarter.
  • the webs 14 contribute accordingly to at least two-thirds of the cross-sectional area and the mass of the working portion 6 at.
  • the web 14 has a waist with the smallest dimension 25 in the circumferential direction 15.
  • the waist is preferably close to the core 13.
  • the web 14 is wider starting from the waist with increasing distance 26 to the longitudinal axis 7.
  • the dimension 27 in the circumferential direction 15 preferably increases continuously.
  • the dimension 27 in the circumferential direction 15 in this case refers to the distance, in a measure of length, between the opposite side surfaces 18, 19 in the respective radial distance 26 to the longitudinal axis 7.
  • the ratio of the shoulder to the waist is pronounced.
  • the shoulder is at least a third wider than the waist, preferably by half, for example by three quarters.
  • the increase in the circumferential dimension 15 preferably occurs over a majority of the height 29 (radial dimension) of the web 14, at least over half the height 29.
  • the circumferential dimension 15 may increase from the waist towards the core 13.
  • the side surfaces 18, 19 are inclined to each other and, viewed from the core 13, move away from each other.
  • An imaginary line of intersection of the inclined side surfaces 18, 19 lies on the side of the foot surface 22, preferably within the core 13.
  • the two Side surfaces 18, 19 of the four webs 14 include an angle 30 between 33 degrees and 54 degrees. For example, given a number N of lands 14, the angle 30 may be selected between 75% of 180 / N degrees and 120% of 180 / N degrees.
  • the mutually inclined side surface 18, 19 have a dominant share of the surface 17 of the webs 14.
  • the two side surfaces 18, 19 together form at least half of the entire surface 17.
  • the side surfaces 18, 19 are over a substantial portion of the height 29 of the web 14 inclined to each other in the manner described above.
  • side surfaces 18, 19 for at least half, for example at least three quarters of the height 29 of the web 14 are inclined to each other in such a way.
  • the distance 31 of the waist to the widest point may be greater than half the height 29, for example, greater than three quarters of the height 29th
  • the web 14 is significantly wider at the back surface 20 than at the foot surface 22.
  • the smallest width is for example between 20% to 75% of the largest width.
  • the height 29 denotes the largest dimension in the radial direction of the webs 14.
  • the height 29 can be determined as the difference between the radial distance of the back surface 20 to the longitudinal axis 7 and the radial distance of the groove 16 to the longitudinal axis 7.
  • the height 29 largely corresponds to the radial dimension of the side surfaces 18, 19.
  • the grooves 16 are wider from the core 13 to its opening.
  • a dimension 32 in the circumferential direction 15 of the grooves 16 increases with increasing radial distance 26 from the longitudinal axis 7.
  • Opposing side surfaces 18, 19 of two adjacent webs 14 are inclined relative to each other and, viewed from the core 13, move away from each other.
  • the inclination of the opposite side surfaces 19 is preferably greater than 10 degrees, e.g. greater than 20 degrees, and e.g. less than 45 degrees.
  • the slope promotes efficient rolling and forging processes.
  • the exemplary working section 6 has a fourfold rotational symmetry about the longitudinal axis 7.
  • the four webs 14 are formed identically and each offset by 90 degrees to their respective adjacent webs 14 in the circumferential direction 15. Although a number of four webs 14 are preferred for reasons of stability and manufacturing, the working section 6 may have at least three webs and a maximum of eight webs.
  • the webs 14 are preferably formed identically, in particular in an odd number. In an even number, in particular at four, the webs 14 may be formed in pairs identical.
  • the webs 14 are preferably arranged distributed equidistantly in the circumferential direction 15.
  • the working section 6 can taper in a region 33 adjoining the tip 2.
  • the height 29 of the webs 14 decreases in the direction of impact 5 continuously, for example, to zero adjacent to the top 2.
  • the grooves 16 are thus always flatter.
  • the radius 23 of the core 13 may be the same over the entire length 12 of the working section 6.
  • the core 13 is exposed near the top 2.
  • a length of the conical region 33 can lie between one third and one half of the length 12 of the working section 6.
  • the height 29 of the webs 14 is constant in the other remaining area 34 of the working portion 6.
  • the webs 14 may be parallel to the longitudinal axis 7.
  • the webs 14 may also be inclined by an angle of inclination 35 with respect to the longitudinal axis 7.
  • the inclination 35 can be determined, for example, from the highest point 36 of the back surface 20, the side surfaces 18, 19 or a profile of the centroid 37 in the cross sections along the longitudinal axis 7.
  • the inclination 35 of the web 14 with respect to the longitudinal axis 7 is preferably less than 10 degrees.
  • the web 14 runs over the entire length 12 of the working portion 6 by less than 90 degrees about the longitudinal axis 7.
  • the illustrated webs 14 are wavy.
  • the web 14 has multiple alternating left-handed sections 38 and right-handed sections 39 along the longitudinal axis 7.
  • Within a left-handed section 38 of the web 14 is inclined in a clockwise direction about the longitudinal axis 7; within a clockwise portion 39 of a web 14 is inclined in a counterclockwise direction.
  • the inclination 35 is determined, for example, based on the highest point 36.
  • the inclination 35 of the web 14 with respect to the longitudinal axis 7 can change continuously.
  • the absolute maximum slope 35 of the web 14 with respect to the longitudinal axis 7 is preferably less than 10 degrees.
  • the webs 14 thus have left turning points, for example in level III-III, and right turning points, for example in the level IV-IV.
  • the left turning points are preferably on a straight line parallel to the longitudinal axis 7; the right turning points are preferably on a straight line parallel to the longitudinal axis 7.
  • the deflection in the circumferential direction 15 of the left-handed sections 38 and right-hand sections 39 preferably compensates, ie the deflections are equal in magnitude.
  • the web 14 extends in the middle parallel to the longitudinal axis 7. Averaged over the length 12 of the working portion 6 slope 35 is preferably less than 5 degrees, for example less than 2 degrees, preferably equal to zero.
  • the web 14 is shifted in the left turning points by less than a quarter of its width relative to itself in the right turning points in the circumferential direction 15, for example by less than 15%, preferably by more than 7%.
  • a substantial sector of the grooves 16, for example more than 50% of the cross-sectional area of the groove 16, extends over the entire length 12 of the working portion 6 parallel to the longitudinal axis 7.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Abstract

Der Meißel hat eine Spitze (2), einen Arbeitsabschnitt (6) und eine Schlagfläche (3) und eine durch die Spitze (2), den Arbeitsabschnitt (6) und die Schlagfläche (3) verlaufende Längsachse (7). Der Arbeitsabschnitt (6) hat mehrere längs der Längsachse (7) verlaufende und in Umfangsrichtung (15) um die Längsachse (7) verteilt angeordnet Stege (14). Bei wenigstens einem der Stege (14) nimmt mit zunehmendem Abstand (26) zu der Längsachse (7) eine Abmessung (27) in Umfangsrichtung (15) um wenigstens ein Drittel zu. Die Stege werden nach Außen hin deutlich breiter bzw. werden zur Längsachse hin schlanker.

Description

Hilti Aktiengesellschaft in Schaan
Fürstentum Liechtenstein
Meißel
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Meißel zum Abbau von mineralischen Bauwerkstoffen, z.B. von Beton, insbesondere einen Spitzmeißel.
Spitzmeißel mit einer punktförmigen Spitze sind beispielsweise aus der US 6.981 ,496 US 9.221.164, US 9.085.074, CN 201922428 U, DE 184621 1 U, DE 202013003876 U1 , DE 19914522 A1 , DE 828385 A und DE 463571 A bekannt. Die Meißel werden mittels eines pneumatischen oder elektropneumatischen Meißelhammers in einen Untergrund getrieben. Der Meißel muss den dabei auftretenden Schlagkräften, Zugkräften und Querkräften widerstehen. Ein Vergrößern des Querschnitts oder des Kerndurchmessers erhöht zwar die Stabilität. Allerdings wächst damit auch die Masse des Meißels, wofür ein leistungsstärkerer Meißelhammer erforderlich ist.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Der erfindungsgemäße Meißel hat eine Spitze, einen Arbeitsabschnitt und eine Schlagfläche und eine durch die Spitze, den Arbeitsabschnitt und die Schlagfläche verlaufende Längsachse. Der Arbeitsabschnitt hat mehrere längs der Längsachse verlaufende und in Umfangsrichtung um die Längsachse verteilt angeordnet Stege. Bei wenigstens einem der Stege nimmt eine Abmessung in Umfangsrichtung um wenigstens ein Drittel, beispielsweise um wenigstens die Hälfte, um wenigstens drei Viertel, mit zunehmendem Abstand zu der Längsachse zu. Die Stege werden zur Längsachse hin deutlich schlanker ergo nach Außen hin deutlich breiter. Eine breiteste Stelle ist um wenigstens ein Drittel breiter wie die schmälste Stelle. Der Meißel ermöglicht einen Aufbau mit einem geringen Masse, insbesondere einem kleinen Kern, und erreicht dennoch die geforderte mechanische Stabilität.
Der Kern trägt in einer Ausführung weniger als ein Drittel zu der Masse des Arbeitsabschnitts bei, d.h. seine Kreisfläche ist geringer als ein Drittel der Querschnittsfläche durch den Arbeitsabschnitt. Eine Höhe der Stege der Stege ist vorzugsweise wenigstens so groß wie der halbe Kerndurchmesser, d.h. das Verhältnis des Außendurchmessers der Arbeitsabschnitts zu dem Kerndurchmesser ist größer als zwei zu eins, vorzugsweise größer fünf zu zwei. Die zwischen den Stegen verlaufenden Rillen schneiden entsprechend tief in den Meißel ein. Eine Ausführungsform sieht vor, dass der wenigstens eine Steg eine erste, in eine Umfangsnchtung weisende, Seitenfläche und eine zweite, entgegen die Umfangsnchtung weisende, Seitenfläche aufweist. Die erste Seitenfläche und die zweiten Seitenfläche sind zueinander geneigt und laufen mit zunehmendem Abstand zu der Längsachse auseinander. Die Seitenflächen weisen vorzugsweise vorwiegend in die Umfangsnchtung, d.h. das Lot auf die Seitenflächen und die Umlaufrichtung schließen einen Winkel von weniger als 45 Grad ein. Die geneigten Seitenflächen können zusammen ein Drittel der gesamten Oberfläche des Stegs bilden, z.B. kann die erste Seitenfläche wenigstens ein Sechstel der Oberfläche des Stegs und/oder die zweite Seitenfläche wenigstens ein Sechstel der Oberfläche des Stegs bilden.
Bei dem wenigstens einen Steg kann eine Winkelabmessung in Umfangsnchtung um die Längsachse mit zunehmendem Abstand zu der Längsachse gleich bleiben oder zunehmen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Arbeitsabschnitt wenigstens drei Stege aufweist. Die Stege können in identischen Winkelabständen um die Längsachse verteilt angeordnet sein.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass eine Neigung der Stege gegenüber der Längsachse geringer als 10 Grad ist. Die Stege können um weniger als 90 Grad um die Längsachse umlaufen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Stege wellenförmig sind. Eine über die Längsachse gemittelte Neigung ist vorzugsweise geringer als 5 Grad. Eine Ausführungsform sieht vor, dass zwischen zwei benachbarten Stegen eine Rille angeordnet ist. Die Rille hat eine sich in Richtung zu der Längsachse kontinuierlich verringernde Abmessung in Umfangsnchtung. Die gegenüberliegenden Seitenflächen der Stege sind zueinander geneigt, vorzugsweise mit einem Winkel von mehr als 10 Grad geneigt, vorzugsweise mehr als 20 Grad. Die die Stege können durch Walzen oder Einprägen der Rillen hergestellt werden. KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:
Fig. 1 einen Meißel
Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene II-II Fig. 3 einen Querschnitt in der Ebene III-III Fig. 4 einen Querschnitt in der Ebene IV-IV Fig. 5 einen Querschnitt in der Ebene V-V
Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben. Die Querschnitte sind vierfach größer als Fig. 1 dargestellt. AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht einen beispielhaften Meißel 1 zum Abtragen von Beton, Gestein oder anderen mineralischen Baumaterialien. Der Meißel 1 hat an einem Ende eine Spitze 2 und an einem der Spitze 2 abgewandten Ende eine Schlagfläche 3. Der Meißel 1 wird mit seiner Spitze 2 an einem Untergrund 4 angesetzt. Ein Schlagwerk einer Werkzeugmaschine schlägt in einer Schlagrichtung 5 auf die Schlagfläche 3 des Meißels 1. Hierdurch wird die Spitze 2 in der Schlagrichtung 5 in den Untergrund 4 eingetrieben. Ein an die Spitze 2 angrenzender Arbeitsabschnitt 6 spreizt den Untergrund 4 radial auf, bis der Untergrund 4 aufgrund der Spannungen bricht.
Der Meißel 1 ist insgesamt ein im Wesentlichen stabförmiger Körper. Der Meißel 1 hat eine Längsachse 7, welche durch die Spitze 2 und die Schlagfläche 3 verläuft. Die nachfolgenden Raumbeschreibungen axial, radial, radiale Richtung und Umfangsrichtung beziehen sich auf diese Längsachse 7. Die radiale Richtung hat ihren Ursprung in der Längsachse 7 und weist nach Außen. Typischerweise hat der Meißel 1 seine größte Abmessung längs der Längsachse 7; die Abmessungen senkrecht zu der Längsachse 7 sind deutlich geringer. Der Meißel 1 hat von der Schlagfläche 3 ausgehend längs der Längsachse 7 aufeinanderfolgend die Schlagfläche 3, einen Schaft 8, einen Arbeitsabschnitt 6 und die Spitze 2. Der Meißel 1 wird nachfolgend in mehrere Teile untergliedert beschrieben, welche bestimmte geometrische oder funktionelle Unterschiede aufweisen. Die Teile bilden jedoch vorzugsweise einen monolithischen Körper ohne Fügezonen, dies gilt insbesondere für den Grundkörper 9 bestehend aus dem Schaft 8 und dem Arbeitsabschnitt 6. Der Grundkörper 9 ist aus einem Stahl gefertigt und die Teile sind nicht gefügt, also weder verschweißt, gelötet, verschraubt, etc.. Die Spitze 2 kann monolithisch mit dem Grundkörper 9 gefertigt sein. Der beispielhafte Meißel 1 ist ein sogenannter Spitzmeißel. Der Meißel 1 hat genau eine Spitze 2, welche auf der Längsachse 7 liegt. Die Spitze 2 hat weitgehend die Form eines Rotationskörpers; beispielsweise ist die Spitze 2 kegelförmig, kalottenförmig oder pyramidenförmig. Die zueinander orthogonalen Abmessungen der Spitze 2 in den Ebenen senkrecht zu der Längsachse 7 sind in etwa gleich groß. Vorzugsweise unterscheiden sich die zueinander orthogonalen Abmessungen um weniger als ein Drittel.
Der Schaft 8 ist ein stabförmiger Körper. Eine Längsachse des Schafts 8 fällt mit der Längsachse 7 des Meißels 1 zusammen, d.h. der Schaft 8 ist koaxial zu der Längsachse 7. Der dargestellte Schaft 8 ist prismatisch mit einem hexagonalen Querschnitt. Der prismatische Schaft 8 kann unter anderem einen quadratischen, hexagonalen, oktogonalen, kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweisen.
Die Schlagfläche 3 ist durch eine Stirnseite des Schafts 8 des Meißels 1 gebildet. Die Schlagfläche 3 ist im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 7 orientiert. Die Schlagfläche 3 kann ballig oder eben ausgebildet sein.
Ein Einsteckende 10 schließt sich unmittelbar an die Schlagfläche 3 an. Das Einsteckende 10 wird in einen Werkzeughalter der Werkzeugmaschine eingesetzt. Das Einsteckende 10 kann mit Strukturen versehen sein, welche zum Sichern des Meißels 1 in dem Werkzeughalter dienen. Beispielsweise weist das Einsteckende 10 ein oder mehrere Verriegelungsnuten 11 auf, welche längs der Längsachse 7 beidseitig geschlossen sind. Die Verriegelungsnuten 11 haben beispielsweise eine Länge von 1 cm bis 4 cm. Anstelle oder zusätzlich zu den Verriegelungsnuten 11 kann ein ringförmiger Kragen vorgesehen sein. Der Arbeitsabschnitt 6 ist ein zusammenhängender, stabförmiger Körper. Eine Längsachse des Arbeitsabschnitts 6 fällt mit der Längsachse 7 des Meißels 1 zusammen, d.h. der Arbeitsabschnitt 6 ist koaxial zu der Längsachse 7. Der Arbeitsabschnitt 6 hat vorzugsweise seine größte Abmessung Länge 12 längs der Längsachse 7; die Abmessungen quer zu der Längsachse 7 sind deutlich geringer als die Länge 12, z.B. höchstens ein Drittel.
Der Arbeitsabschnitt 6 hat einen zylindrischen Kern 13 und mehrere Stege 14. Die Stege 14 erstrecken sich über die gesamte Länge 12 des Arbeitsabschnitts 6. Die Stege 14 sind in Umfangsrichtung 15 um den Kern 13 verteilt angeordnet. Zwischen in Umfangsrichtung 15 benachbarten Stege 14 ist jeweils eine Rille 16. Die Anordnung der Stege 14 ergibt über die gesamte Länge 12 ein sternförmiges Querschnittsprofil, wie beispielhaft zu dem Meißel 1 von Fig. 1 in den Fig. 2 bis Fig. 5 dargestellt ist.
Die Oberfläche des Arbeitsabschnitts 6 setzt sich aus der Oberfläche 17 der Stege 14 zusammen. Die beispielhafte dargestellte Oberfläche wird durch die vier Stege 14 und deren Oberflächen 17 gebildet. Die Stege 14 umschließen vollständig den auf der Längsachse 7 liegenden Kern 13.
Die Oberfläche 17 des Stegs 14 hat zwei voneinander abgewandte Seitenflächen 18, 19 und eine Rückenfläche 20. Die Seitenflächen 18, 19 und die Rückenflächen verlaufen längs der Längsachse 7; d.h. ihre größte Abmessung haben die Seitenflächen 18, 19 und die Rückenfläche 20 entlang der Längsachse 7. Eine erste der Seitenflächen 18 weist vorwiegend in die Umfangsrichtung 15; eine zweite der Seitenflächen 19 weist vorwiegend gegen die Umfangsrichtung 15. Die Rückenfläche 20 weist vorwiegend in die radiale Richtung. Ein Lot auf einen Punkt der Oberfläche 17 kann in üblicherweise in einen Vektoranteil in die radiale Richtung und einen Vektoranteil in die Umfangsrichtung 15 zerlegt werden. Vorwiegend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Vektoranteil mit dem betragsmäßig größeren Beitrag vorgibt, in welche Richtung die Oberfläche 17 an dem Punkt weist. Die Oberfläche 17 kann Übergangsflächen 21 aufweisen, welche die Seitenflächen 18, 19 benachbarter Stege 14 miteinander verbinden. Die Übergangsflächen 21 bilden den Boden der Rillen 16. Die Übergangsflächen 21 können vorwiegend in die radiale Richtung weisen.
Die Stege 14 haben einen längs der Längsachse 7 gleichbleibenden oder weitgehend gleichbleibenden Querschnitt. Der Querschnitt wird durch die Seitenflächen 18, 19 und die Rückenfläche 20 des Stegs 14 vorgegeben. Die gesamte Oberfläche des Arbeitsabschnitts 6 wird entsprechend allein durch die Stege 14 vorgegeben.
Der beispielhafte Steg 14 hat einen weitgehend trapezförmigen Querschnitt. Die Rückenfläche 20 bildet eine der Grundseiten; die Seitenflächen 19 bilden die Schenkel. Die Rückenfläche 20 kann konvex gewölbt sein. Die beispielhaften Seitenflächen 19 können eben sein. Eine imaginäre Fußfläche 22, welche der Rückenfläche 20 gegenüberliegt, bildet die andere der Grundseiten. Die Fußflächen 22 verbinden beispielsweise die tiefsten Punkte der Rillen 16. Die imaginären Fußflächen 22 der Stege 14 umschließen den Kern 13.
Der Kern 13 ist vorzugsweise der größte, konvex prismatische Körper, welcher innerhalb der Oberfläche des Arbeitsabschnitts 6 angeordnet werden kann. Der Kern 13 berührt die Rillen 16 an deren der Längsachse 7 nächsten Punkten, d.h. an deren tiefsten Punkten. Bei symmetrischen Anordnungen der Stege 14 ist der Kern 13 ein Kreiszylinder, welcher alle Rillen 16 berührt. Ein Radius 23 des Kerns 13 ist gleich dem radialen Abstand der Rillen 16 zu der Längsachse 7. Der Kerndurchmesser ist das Doppelte des Radius 23.
Der Kern 13 hat einen geringen Anteil an der Masse des Arbeitsabschnitts 6. Der Kerndurchmesser ist vorzugsweise geringer als die Hälfte des Außendurchmessers 24 des Arbeitsabschnitts 6, z.B. geringer als 40% des Außendurchmessers 24. Die Querschnittsfläche des Kerns 13 hat einen Anteil von weniger als einem Drittel an der gesamten Querschnittsfläche, z.B. weniger als ein Viertel. Die Stege 14 tragen entsprechend zu wenigstens zwei Drittel des Querschnittsfläche und der Masse des Arbeitsabschnitts 6 bei.
Der Steg 14 hat eine Taille mit der geringsten Abmessung 25 in Umfangsrichtung 15. Die Taille ist vorzugsweise nahe dem Kern 13. Der Steg 14 wird ausgehend von der Taille mit zunehmendem Abstand 26 zu der Längsachse 7 breiter. Die Abmessung 27 in Umfangsrichtung 15 nimmt vorzugsweise kontinuierlich zu. Die Abmessung 27 in Umfangsrichtung 15 bezeichnet hierbei die Distanz, in einem Längenmaß, zwischen den voneinander abgewandten Seitenflächen 18, 19 in dem jeweiligen radialen Abstand 26 zu der Längsachse 7. Die breiteste Stelle (Schulter) mit der größten Abmessung 28 in Umfangsrichtung 15 grenzt an die Rückenfläche 20 an. Das Verhältnis der Schulter zu der Taille ist deutlich ausgeprägt. Die Schulter ist wenigstens um ein Drittel breiter wie die Taille, vorzugsweise um die Hälfte, z.B. um drei Viertel. Die Zunahme der Abmessung in Umfangsrichtung 15 erfolgt vorzugsweise über einen Großteil der Höhe 29 (radiale Abmessung) des Stegs 14, wenigstens über die Hälfte der Höhe 29. Die Abmessung 27 in Umfangsrichtung 15 kann von der Taille in Richtung zu dem Kern 13 zunehmen. Die Seitenflächen 18, 19 sind zueinander geneigt und entfernen sich, von dem Kern 13 aus betrachtet, voneinander. Eine imaginäre Schnittlinie der geneigten Seitenflächen 18, 19 liegt auf der Seite der Fußfläche 22, vorzugsweise innerhalb des Kerns 13. Die beiden Seitenflächen 18, 19 der vier Stege 14 schließen einen Winkel 30 zwischen 33 Grad und 54 Grad ein. Bei einer Anzahl N von Stege 14 kann der Winkel 30 beispielsweise zwischen 75 % von 180/N Grad und 120 % von 180/N Grad gewählt sein. Die zueinander geneigten Seitenfläche 18, 19 haben einen dominanten Anteil an der Oberfläche 17 der Stege 14. Die beiden Seitenflächen 18, 19 bilden zusammen wenigstens die Hälfte der gesamten Oberfläche 17. Die Seitenflächen 18, 19 sind über einen wesentlichen Anteil der Höhe 29 des Stegs 14 zueinander in der zuvor beschriebenen Weise geneigt. Beispielsweise sind Seitenflächen 18, 19 für wenigstens die Hälfte, z.B. wenigstens drei Viertel der Höhe 29 des Stegs 14 derart zueinander geneigt. Der Abstand 31 der Taille zu der breitesten Stelle kann größer als die Hälfte der Höhe 29 sein, z.B. größer als drei Viertel der Höhe 29.
Der Steg 14 ist an der Rückenfläche 20 deutlich breiter als an der Fußfläche 22. Die geringste Breite liegt beispielsweise zwischen 20 % bis 75 % der größten Breite. Die Höhe 29 bezeichnet die größte Abmessung in radialer Richtung der Stege 14. Die Höhe 29 kann als die Differenz zwischen dem radialen Abstand der Rückenfläche 20 zu der Längsachse 7 und dem radialen Abstand der Rille 16 zu der Längsachse 7 bestimmt werden. Die Höhe 29 entspricht weitgehend der radialen Abmessung der Seitenflächen 18, 19.
Die Rillen 16 werden von dem Kern 13 zu ihrer Öffnung hin breiter. Eine Abmessung 32 in Umfangsrichtung 15 der Rillen 16 nimmt mit zunehmenden radialen Abstand 26 von der Längsachse 7 zu. Einander gegenüberliegende Seitenflächen 18, 19 zweier benachbarter Stege 14 sind entsprechend zueinander geneigt und entfernen sich, von dem Kern 13 aus betrachtet, voneinander. Die Neigung der gegenüberliegenden Seitenflächen 19 ist vorzugsweise größer als 10 Grad, z.B. größer als 20 Grad, und z.B. geringer als 45 Grad. Die Neigung begünstigt effiziente Walz- und Schmiedeverfahren.
Der beispielhafte Arbeitsabschnitt 6 hat eine vierzählige Drehsymmetrie um die Längsachse 7. Die vier Stege 14 sind identisch ausgebildet und jeweils um 90 Grad zu ihren jeweilig benachbarten Stege 14 in Umfangsrichtung 15 versetzt angeordnet. Wenngleich eine Anzahl von vier Stege 14 aus Gründen der Stabilität und der Fertigung bevorzugt sind, kann der Arbeitsabschnitt 6 wenigstens drei Stege und höchstens acht Stege aufweisen. Die Stege 14 sind vorzugsweise identisch ausgebildet, insbesondere bei einer ungeraden Anzahl. Bei einer geraden Anzahl, insbesondere bei vier, können die Stege 14 paarweise identisch ausgebildet sein. Die Stege 14 sind vorzugsweise äquidistant in der Umfangsrichtung 15 verteilt angeordnet. Der Arbeitsabschnitt 6 kann in einem an die Spitze 2 angrenzenden Bereich 33 konisch zulaufen. Die Höhe 29 der Stege 14 nimmt in Schlagrichtung 5 kontinuierlich ab, z.B. bis auf Null angrenzend an die Spitze 2. Die Rillen 16 werden somit immer flacher. Der Radius 23 des Kerns 13 kann über die gesamte Länge 12 des Arbeitsabschnitts 6 gleich sein. Der Kern 13 liegt nahe der Spitze 2 frei. Eine Länge des konischen Bereiches 33 kann zwischen einem Drittel und der Hälfte der Länge 12 des Arbeitsabschnitts 6 liegen. Die Höhe 29 der Stege 14 ist in dem anderen verbleibenden Bereich 34 des Arbeitsabschnitts 6 konstant. Die Stege 14 können parallel zu der Längsachse 7 sein. Die Stege 14 können auch um einen Neigungswinkel 35 gegenüber der Längsachse 7 geneigt sein. Die Neigung 35 kann beispielsweise anhand des höchsten Punkts 36 der Rückenfläche 20, der Seitenflächen 18, 19 oder einem Verlauf des Flächenschwerpunkts 37 in den Querschnitten längs der Längsachse 7 bestimmt werden. Die Neigung 35 des Stegs 14 gegenüber der Längsachse 7 ist vorzugsweise geringer als 10 Grad. Der Steg 14 läuft über die gesamte Länge 12 des Arbeitsabschnitts 6 um weniger als 90 Grad um die Längsachse 7 um.
Die beispielhaft dargestellten Stege 14 sind wellenförmig. Der Steg 14 hat längs der Längsachse 7 mehrfach alternierend linksläufige Abschnitte 38 und rechtsläufige Abschnitte 39. Innerhalb eines linksläufigen Abschnitts 38 ist der Steg 14 in einem Uhrzeigersinn um die Längsachse 7 geneigt; innerhalb eines rechtsläufigen Abschnitt 39 ist der eine Steg 14 in einem Gegenuhrzeigersinn geneigt. Die Neigung 35 ist beispielsweise anhand des höchsten Punkts 36 bestimmt. Die Neigung 35 des Stegs 14 gegenüber der Längsachse 7 kann sich kontinuierlich ändern. Die betragsmäßig maximale Neigung 35 des Stegs 14 gegenüber der Längsachse 7 ist vorzugsweise geringer als 10 Grad. Die Stege 14 haben somit linke Wendepunkte, z.B. in Ebene III-III, und rechte Wendepunkte, z.B. in der Ebene IV-IV. Die linken Wendepunkte liegen vorzugsweise auf einer zu der Längsachse 7 parallelen Gerade; die rechten Wendepunkte liegen vorzugsweise auf einer zu der Längsachse 7 parallelen Gerade. Die Auslenkung in Umfangsrichtung 15 der linksläufigen Abschnitte 38 und rechtsläufigen Abschnitte 39 kompensiert sich vorzugsweise, d.h. die Auslenkungen sind betragsmäßig gleich. Der Steg 14 verläuft im Mittel parallel zu der Längsachse 7. Eine über die Länge 12 des Arbeitsabschnitts 6 gemittelte Neigung 35 ist vorzugsweise geringer als 5 Grad, z.B. geringer als 2 Grad, vorzugsweise gleich Null. Der Steg 14 ist in den linken Wendepunkten um weniger als ein Viertel seiner Breite gegenüber sich selbst in den rechten Wendepunkten in Umfangsrichtung 15 verschoben, z.B. um weniger als 15 %, vorzugsweise um mehr als 7 %. Ein wesentlicher Sektor der Rillen 16, z.B. mehr als 50 % der Querschnittsfläche der Rille 16, verläuft über die gesamte Länge 12 des Arbeitsabschnitts 6 parallel zu der Längsachse 7.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Meißel (1 ), der eine Spitze (2), einen Arbeitsabschnitt (6) und eine Schlagfläche (3) und eine durch die Spitze (2), den Arbeitsabschnitt (6) und die Schlagfläche (3) verlaufende Längsachse (7) aufweist, wobei der Arbeitsabschnitt (6) mehrere längs der Längsachse
(7) verlaufende und in Umfangsrichtung (15) um die Längsachse (7) verteilt angeordnet Stege (14) aufweist, dadurch kennzeichnet, dass
bei wenigstens einem der Stege (14) eine Abmessung (27) in Umfangsrichtung (15) um die Längsachse (7) mit zunehmendem Abstand (26) zu der Längsachse (7) um wenigstens ein Drittel zunimmt.
2. Meißel (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Steg (14) eine erste, in eine Umfangsrichtung (15) weisende Seitenfläche (18) und eine zweite, entgegen die Umfangsrichtung (15) weisende Seitenfläche (19) aufweist, wobei die erste Seitenfläche (18) und die zweiten Seitenfläche (19) zueinander geneigt mit zunehmenden Abstand (26) zu der Längsachse (7) auseinanderlaufen.
3. Meißel (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem wenigstens einen Steg (14) eine Winkelabmessung (30) in Umfangsrichtung (15) um die Längsachse (7) mit zunehmenden Abstand (26) zu der Längsachse (7) gleich bleibt oder zunimmt.
4. Meißel (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seitenfläche (18) wenigstens ein Sechstel der Oberfläche des Stegs (14) bildet und/oder die zweite Seitenfläche (19) wenigstens ein Sechstel der Oberfläche des Stegs (14) bildet.
5. Meißel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsabschnitt (6) wenigstens drei Stege (14) aufweist.
6. Meißel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (14) in identischen Winkelabständen um die Längsachse (7) verteilt angeordnet sind.
7. Meißel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Neigung (35) der Stege (14) gegenüber der Längsachse (7) geringer als 10 Grad ist.
8. Meißel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (14) um weniger als 90 Grad um die Längsachse (7) umlaufen.
9. Meißel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (14) wellenförmig sind.
10. Meißel (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine über die Längsachse (7) gemittelte Neigung (35) geringer als 5 Grad ist.
1 1 . Meißel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei benachbarten Stegen (14) eine Rille (16) angeordnet ist, wobei die Rille (16) eine sich in Richtung zu der Längsachse (7) kontinuierlich verringernde Abmessung (32) in Umfangsrichtung (15) aufweist.
12. Meißel (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (19) benachbarter Stege (14) in Richtung zu der Längsachse (7) aufeinander zulaufend um wenigstens 10 Grad zueinander geneigt sind.
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