專(zhuān)利名稱(chēng)：用于旋轉(zhuǎn)式和沖擊式刀具的插接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于至少部分旋轉(zhuǎn)和/或沖擊式刀具的插接頭，如加工巖石、水泥或墻體的鏜刀、鑿或空心切削鉆的插接頭。
背景技術(shù)：
根據(jù)DE3941646A1已知，一種旋轉(zhuǎn)式和沖擊式刀具通常具有比如一個(gè)沿一根軸延伸的插接頭、圓柱外周面形狀的導(dǎo)引面、朝向自由端的軸向封閉的鎖定槽以及軸向開(kāi)口的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)槽，其中軸向移動(dòng)的鎖定體將相配的刀具夾咬合在鎖定槽中并限制刀具的軸向運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)DE19604283A1，已知有另外一種插接頭，它具有三個(gè)延伸至自由端的、圓周向配置在槽之間的附加接片。根據(jù)圓柱外周面形狀的導(dǎo)引面的直徑徑向內(nèi)置的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)面由于其較小的徑向軸距，因而要求有高的接觸面壓力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，因此會(huì)使這些帶動(dòng)面很快磨損。通過(guò)切削加工將這種槽引入先前為圓形的插接頭中將因此在軸向減少用于傳遞沖擊力的截面積，由此則會(huì)產(chǎn)生影響脈沖力傳遞的干擾性反射。
如DE3413432A1所述的插接頭具有三個(gè)圓周向?qū)ΨQ(chēng)分布的、軸向兩側(cè)封閉的槽，它們通過(guò)成型技術(shù)無(wú)切削地徑向沖壓在一個(gè)線(xiàn)材毛坯中，且在切向的槽邊緣上形成徑向的凸起，由此能稍稍增大用于旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)的插接頭外徑，該外徑具有專(zhuān)門(mén)的導(dǎo)引面形狀，用于將不同直徑的插接頭接收進(jìn)一個(gè)專(zhuān)門(mén)的三爪卡盤(pán)中。由于導(dǎo)引面最終由形成在切向槽邊緣上的凸起所形成，因此它們不適合用于強(qiáng)磨損的大轉(zhuǎn)矩傳遞場(chǎng)合。
根據(jù)DE8433275U1的插接頭具有三個(gè)圓周向?qū)ΨQ(chēng)分布的、軸向兩側(cè)封閉的槽，它們通過(guò)成型技術(shù)無(wú)切削地徑向沖壓在一個(gè)線(xiàn)材毛坯中，且形成有徑向凸棱。其中的中心凹槽角始終小于等于中心凸棱角。采用合適的、能抑止成型時(shí)產(chǎn)生的線(xiàn)材毛坯縱向伸長(zhǎng)的成型工具，便能夠?qū)崿F(xiàn)材料徑向向外的等截面擠出，由此則能夠相應(yīng)地增大用于旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)的插接頭外徑。在一種替補(bǔ)可允許的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)場(chǎng)合，插接頭的外徑約等于線(xiàn)材毛坯的外徑。在這種寬成型的徑向凸棱情況下，這種用于成型工藝的材料對(duì)于提高轉(zhuǎn)矩的傳遞來(lái)說(shuō)便不是最優(yōu)的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)是，實(shí)現(xiàn)一種用于旋轉(zhuǎn)和/或沖擊式刀具的插接頭，該插接頭能夠低磨損地傳遞大轉(zhuǎn)矩并具有好的脈沖響應(yīng)。本發(fā)明的另一方面是能夠在時(shí)間和材料上高效地制造該插接頭。
該任務(wù)是通過(guò)權(quán)利要求1的特征來(lái)解決的。從屬權(quán)利要求給出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式。
因此，本發(fā)明提出一種至少部分地沿一根軸旋轉(zhuǎn)和/或沖擊式驅(qū)動(dòng)的刀具的插接頭，它具有一個(gè)恒定地、至少部分地沿軸向延伸的徑向基準(zhǔn)尺寸，其中，在一個(gè)鎖定區(qū)域內(nèi)，在一個(gè)截面中，相對(duì)于所述軸具有至少三個(gè)在徑向基準(zhǔn)尺寸內(nèi)在0°、120°和240°位置上構(gòu)成的凹槽，其中至少一個(gè)在軸向上朝自由端那邊封閉，并且在該徑向基準(zhǔn)尺寸之外具有至少一個(gè)在圓周上配置在兩相鄰凹槽之間的凸棱，其中，一個(gè)在所述截面中在各凹槽的徑向基準(zhǔn)尺寸上得到的中心凹槽角的總和至少為150°，以及一個(gè)在所截面中在各凸棱的徑向基準(zhǔn)尺寸上得到的中心凸棱角的總和小于150°，且其總和之差至少為15°。
由于中心凹槽角的總和之差至少比中心凸棱角的總和之差大15°，因此在一個(gè)由一根徑向基準(zhǔn)尺寸的線(xiàn)材毛坯至少部分成型加工形成的鎖定區(qū)域中，通過(guò)在其中被擠出的材料，使得一個(gè)有著一個(gè)分別用反向半徑所加長(zhǎng)的凹槽尺寸的凹槽在圓周范圍上造成一個(gè)更大的徑向凸棱尺寸，該尺寸在將轉(zhuǎn)矩傳遞到刀具上時(shí)，通過(guò)一種徑向咬合在凸棱外側(cè)的、單側(cè)切向的夾緊作用達(dá)到較低的接觸面壓力和對(duì)插接頭很小的磨損。
有利的是，所述至少三個(gè)凹槽的中心凹槽角分別大于60°，這樣在這些凹槽的每一個(gè)中，一個(gè)徑向咬合的鎖定元件，尤其是一種鎖定球，能夠足夠深地咬合住刀具夾來(lái)達(dá)到軸向鎖定。
有利的是，中心凹槽角的總和與中心凸棱角的總和的比值為1.2-2.0，進(jìn)一步有利的是相對(duì)于每個(gè)凸棱角和至少三個(gè)凹槽角，通過(guò)它們形成由一個(gè)僅輕微凹陷彎曲的凹槽截面輪廓，具有一個(gè)至少為最大凸棱尺寸和最大凹槽尺寸之和的最小彎曲半徑，該截面輪廓在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)使凸棱在所受交變載荷方面顯示出小的應(yīng)力集中系數(shù)，且因此避免了材料因應(yīng)力集中產(chǎn)生的疲勞。
有利的是，一個(gè)分別相對(duì)于徑向基準(zhǔn)尺寸所確定的最大凸棱尺寸和最大凹槽尺寸之比為0.65-1.20范圍內(nèi)的一個(gè)數(shù)值，優(yōu)選相對(duì)于所述至少三個(gè)凹槽中的每一個(gè)，由此在這樣一種截面輪廓時(shí)，能夠保持一種足夠大的、對(duì)沖擊脈沖的傳遞是實(shí)質(zhì)性的軸向內(nèi)核直徑。
有利的是，所述截面面積與基準(zhǔn)尺寸的圓面積之比為0.9-1.0，由此，一個(gè)由一個(gè)徑向基準(zhǔn)尺寸的線(xiàn)材毛坯至少部分成型鎖定區(qū)域的截面積優(yōu)選地在插接頭長(zhǎng)度方向上能保持相同，且因此能消除降低功效的、導(dǎo)致沖擊波反射的聲阻抗跳變。
有利的是，截面輪廓構(gòu)成一個(gè)從凹槽到凸棱的光滑過(guò)渡，這樣能夠避免產(chǎn)生對(duì)于磨蝕性灰塵堆積來(lái)說(shuō)固有的堆積點(diǎn)以及對(duì)于所屬的刀具夾裝置來(lái)說(shuō)是易磨損的局部壓力點(diǎn)。
有利的是，在鎖定區(qū)域中圓周向位于一個(gè)凹槽和一個(gè)凸棱之間，配置有一個(gè)軸向延伸的導(dǎo)引面，它進(jìn)一步優(yōu)選地設(shè)計(jì)成圓柱外周面形狀，由此能實(shí)現(xiàn)一種導(dǎo)使刀具旋轉(zhuǎn)的低磨損表面支撐層。
有利的是，具有配置在鎖定區(qū)域的軸向兩側(cè)上的、軸向展開(kāi)的導(dǎo)引面，它優(yōu)選設(shè)計(jì)成圓柱外周面形狀，由此能低磨損地將大的軸向彎矩傳遞到刀具上。此外也因此能夠得到一個(gè)好的刀具回轉(zhuǎn)性。
有利的是，一個(gè)朝自由端那邊配置的導(dǎo)引面的軸向長(zhǎng)度至少為徑向基準(zhǔn)尺寸的1.0倍，由此當(dāng)在自由端有軸向沖擊載荷時(shí)，也能提供足夠的軸向密封面。
有利的是，正好三個(gè)凹槽在軸向上兩側(cè)封閉，這樣，這三個(gè)凹槽的每一個(gè)在一個(gè)相配的刀具夾中用作為單獨(dú)的軸向鎖定裝置。
有利的是，設(shè)有多個(gè)凸棱，更優(yōu)選地為正好三個(gè)，這樣，在允許的接觸面壓力情況下能低磨損地成倍增加所傳遞的轉(zhuǎn)矩。
有利的是，在截面中具有正好三個(gè)凹槽和正好三個(gè)凸棱，其中更優(yōu)選地每一個(gè)凸棱徑向配置在每一個(gè)凹槽對(duì)面，這樣，采用一種手動(dòng)能操作的+/-60°的刀具轉(zhuǎn)動(dòng)，便能夠始終實(shí)現(xiàn)到一個(gè)導(dǎo)入到相配刀具夾中的運(yùn)動(dòng)。
有利的是，每一個(gè)凸棱具有一個(gè)小于50°的凸棱角，由此，一個(gè)轉(zhuǎn)矩傳遞所允許的磨損尺寸首先被在插接頭上因凸棱角而變得細(xì)長(zhǎng)的凸棱尺寸所超過(guò)，從而降低了刀具夾中的切向接觸面壓力，而不是通過(guò)一個(gè)盡可能長(zhǎng)壽命的刀具夾的相配的寬尺寸轉(zhuǎn)矩傳遞手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。
有利的是，凹槽和凸棱在整個(gè)鎖定區(qū)域上軸向延伸，由此在成型加工時(shí)由凹槽產(chǎn)生的擠出材料能實(shí)質(zhì)性地徑向流入凸棱中。


以下根據(jù)多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，附圖中圖1a 一種插接頭的側(cè)視圖。
圖1b 圖1a所示的插接頭根據(jù)圖1a的Ib-Ib面所做的縱剖圖。
圖1c 圖1a所示的插接頭根據(jù)圖1b的Ic-Ic面所做的截面圖。
圖2、 圖3、圖4、圖5和圖6本發(fā)明的插接頭的其他實(shí)施例，分別在所述截面中和放大比例的視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1a、1b和1c所示，一個(gè)沿一軸A被旋轉(zhuǎn)和沖擊式驅(qū)動(dòng)的、形式為一個(gè)鉆頭或鑿的刀具1朝向其自由端方向上具有一個(gè)插接頭2，它具有一個(gè)徑向基準(zhǔn)尺寸R和一個(gè)軸向鎖定區(qū)域3。在鎖定區(qū)域3的軸向兩側(cè)配置有兩個(gè)圓柱外周面形狀的導(dǎo)引面4a、4b，它們沿軸A以恒定的徑向基準(zhǔn)尺寸R延伸并且分別在軸向兩側(cè)封閉了三個(gè)在軸向鎖定區(qū)域3之中構(gòu)成的凹槽5。朝插接頭2的自由端那邊配置的導(dǎo)引面4a具有一個(gè)軸向長(zhǎng)度F，它具有兩倍于徑向基準(zhǔn)尺寸R的長(zhǎng)度。三個(gè)凹槽5相對(duì)于徑向基準(zhǔn)尺寸R徑向內(nèi)置，在圓周范圍上與之相互交替相鄰地配置有三個(gè)徑向外置形式的凸棱6。在位于鎖定區(qū)域3的一個(gè)截面Ic-Ic中，三個(gè)凹槽5被精確配置在0°、120°和240°位置上，并與在圓周上相互交替的凸棱6形成一個(gè)三出的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)形式或鏡面對(duì)稱(chēng)形式。每個(gè)凸棱6精確地與每個(gè)凹槽5徑向相對(duì)。凹槽5和凸棱6分別軸向延伸在長(zhǎng)度V的整個(gè)鎖定區(qū)域3上。一個(gè)與插接頭2相配的、圖中未畫(huà)出的刀具夾的一個(gè)點(diǎn)劃線(xiàn)畫(huà)出的、徑向位移的鎖定球7徑向咬合在鎖定區(qū)域3的分別在軸向兩側(cè)封閉的凹槽5的一個(gè)中，且軸向鎖定了刀具1。
根據(jù)圖2的實(shí)施例，它具有小的凸棱6和扁平的凹槽5用于傳遞特別高的沖擊能量，一個(gè)在三個(gè)凹槽5的徑向基準(zhǔn)尺寸R上組成的中心凹槽角α分別為75°而總和為225°，而一個(gè)在三個(gè)凸棱6的徑向基準(zhǔn)尺寸R上組成的中心凸棱角β分別為45°而總和為135°。中心凹槽角α對(duì)中心凸棱角β的比值，無(wú)論是其總和還是單個(gè)值，因此都是為1.66。一個(gè)分別由徑向基準(zhǔn)尺寸R所確定的最大凸棱尺寸Xa和最大凹槽尺寸Xe的比值對(duì)三個(gè)凹槽5和三個(gè)凸棱6的每一個(gè)來(lái)說(shuō)都為1.0。凹槽5的截面輪廓S稍稍?xún)?nèi)凹，其中它的最小彎曲半徑K，該彎曲半徑對(duì)應(yīng)于咬合鎖定球7的半徑，要大于最大凸棱尺寸Xa和最大凹槽尺寸Xe的兩者之和，因?yàn)樽畲笠Ш系逆i定球7的中點(diǎn)M位于一個(gè)徑向上在外部限定凸棱6的邊界的圓周U之外。在截面Ic-Ic中形成的截面積Q與一個(gè)基準(zhǔn)尺寸R的圓面積π-R2之比為0.95。在從一個(gè)凹槽5到一個(gè)相鄰?fù)估?的過(guò)渡中，截面輪廓S具有一個(gè)內(nèi)凹的拐點(diǎn)8。
根據(jù)圖3所示的實(shí)施例，它具有深的凹槽5和大而窄的凸棱6用于傳遞特別大的轉(zhuǎn)矩，一個(gè)形成在截面Ic-Ic中的截面輪廓S具有一個(gè)數(shù)學(xué)上光滑的、無(wú)拐點(diǎn)的從凹槽5到凸棱6的過(guò)渡。一個(gè)在三個(gè)凹槽5的徑向基準(zhǔn)尺寸R上形成的中心凹槽角α分別為77°而總和為231°，而一個(gè)在三個(gè)凸棱6的徑向基準(zhǔn)尺寸R上組成的中心凸棱角β分別為43°而總和為129°。中心凹槽角α對(duì)中心凸棱角β的比值，無(wú)論是其總和還是單個(gè)值，因此都是1.79。一個(gè)分別由徑向基準(zhǔn)尺寸R所確定的最大凸棱尺寸Xa和最大凹槽尺寸Xe的比值對(duì)三個(gè)凹槽5和三個(gè)凸棱6的每一個(gè)來(lái)說(shuō)都為1.0。
根據(jù)圖4所示的實(shí)施例，截面輪廓S的內(nèi)凹拐點(diǎn)8配置在一個(gè)具有直臂段9的臂形設(shè)計(jì)的凹槽5之中。
根據(jù)圖5所示的實(shí)施例，三個(gè)相同的、沖壓分布在約為0°、120°和240°位置上的、具有一個(gè)各為55°的中心凹槽角α的凹槽5不具有三出的的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)和鏡面結(jié)構(gòu)形式。單個(gè)大凸棱6的由徑向基準(zhǔn)尺寸R所確定的最大凸棱尺寸Xa和各個(gè)最大凹槽尺寸Xe的比值為1.2。
根據(jù)圖6所示的實(shí)施例，圓周上分布有兩個(gè)寬凹槽5具有一個(gè)55°的中心凹槽角α和兩個(gè)窄的、中心凹槽角α各為30°的凹槽5，它們沒(méi)有三出的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)形式和鏡面對(duì)稱(chēng)形式。兩個(gè)凸棱6之一配置在一個(gè)窄的凹槽5和一個(gè)寬的凹槽5之間，其中在該凸棱6和兩個(gè)圓周相鄰的凹槽5之間形成有一個(gè)軸向延伸的、徑向基準(zhǔn)尺寸為R的圓柱形導(dǎo)引面4c。截面輪廓S在從導(dǎo)引面4c到凸棱6的過(guò)渡中具有一個(gè)內(nèi)凹拐點(diǎn)8，且在到凹槽5的過(guò)渡中分別具有一個(gè)外凸的拐點(diǎn)8。在兩種凸棱6的情況下，徑向外截面輪廓S都形成為具有鈍角10的扁平形狀。
權(quán)利要求
1.一種至少部分地沿一根軸(A)旋轉(zhuǎn)和/或沖擊式驅(qū)動(dòng)的刀具(1)的插接頭，它具有一個(gè)恒定地、至少部分地沿軸(A)延伸的徑向基準(zhǔn)尺寸(R)，其中，在一個(gè)鎖定區(qū)域(3)內(nèi)，在一個(gè)截面(Ic)中，相對(duì)于所述軸(A)具有至少三個(gè)在徑向基準(zhǔn)尺寸(R)內(nèi)在0°、120°和240°位置上構(gòu)成的凹槽(5)，其中至少一個(gè)在軸向上朝自由端那邊封閉，并且在該徑向基準(zhǔn)尺寸(R)之外具有至少一個(gè)在圓周上配置在兩個(gè)相鄰凹槽(5)之間的凸棱(6)，其中，一個(gè)在所述截面(Ic-Ic)中在各凹槽(5)的徑向基準(zhǔn)尺寸(R)上得到的中心凹槽角(α)的總和至少為150°，其特征為一個(gè)在該截面中在各凸棱(6)的徑向基準(zhǔn)尺寸(R)上得到的中心凸棱角(β)的總和小于150°，且其總和之差至少為15°。
2.如權(quán)利要求1所述的插接頭，其特征為所述至少三個(gè)凹槽(5)的中心凹槽角(α)分別大于60°。
3.如權(quán)利要求1或2所述的插接頭，其特征為中心凹槽角(α)的總和與中心凸棱角(β)的總和的比值為1.2-2.0，優(yōu)選相對(duì)于每個(gè)凸棱角(β)與所述至少三個(gè)凹槽角(α)中的每一個(gè)。
4.如上述權(quán)利要求之一所述的插接頭，其特征為一個(gè)分別相對(duì)于徑向基準(zhǔn)尺寸(R)所確定的最大凸棱尺寸(Xa)和最大凹槽尺寸(Xe)的比值為0.65-1.20范圍內(nèi)的一個(gè)數(shù)值，優(yōu)選相對(duì)于所述至少三個(gè)凹槽(5)中的每一個(gè)。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的插接頭，其特征為截面面積(Q)與一個(gè)基準(zhǔn)尺寸(R)的圓面積之比為0.9-1.0。
6.如上述權(quán)利要求之一所述的插接頭，其特征為在所述凹槽(5)和凸棱(6)之間的截面輪廓(S)分別構(gòu)成一個(gè)光滑過(guò)渡。
7.如權(quán)利要求1-5之一所述的插接頭，其特征為在鎖定區(qū)域(3)中，圓周上在一個(gè)凹槽(5)和一個(gè)凸棱(6)之間配置有一個(gè)軸向延伸的導(dǎo)引面(4c)，它優(yōu)選設(shè)計(jì)成圓柱外周面形狀。
8.如上述權(quán)利要求之一所述的插接頭，其特征為設(shè)有在軸向上在鎖定區(qū)域(3)兩側(cè)設(shè)置的、軸向延伸的導(dǎo)引面(4a、4b)，它們優(yōu)選設(shè)計(jì)成圓柱外周面形狀。
9.如上述權(quán)利要求8所述的插接頭，其特征為朝自由端那邊設(shè)置的導(dǎo)引面(4a)具有一個(gè)至少為徑向基準(zhǔn)尺寸(R)1.0倍的軸向長(zhǎng)度F。
10.如上述權(quán)利要求之一所述的插接頭，其特征為正好三個(gè)凹槽(5)在軸向上兩側(cè)封閉，且優(yōu)選正好三個(gè)凹槽(5)在圓周上對(duì)稱(chēng)分布。
11.如上述權(quán)利要求之一所述的插接頭，其特征為設(shè)有多個(gè)凸棱(6)，優(yōu)選正好為三個(gè)。
12.如上述權(quán)利要求之一所述的插接頭，其特征為在截面(Ic)中具有正好三個(gè)凹槽(5)和正好三個(gè)凸棱(6)，其中優(yōu)選每一個(gè)凸棱(6)徑向配置在每一個(gè)凹槽(5)的對(duì)面。
13.如上述權(quán)利要求之一所述的插接頭，其特征為每單個(gè)凸棱(6)具有一個(gè)小于50°的中心凸棱角(β)。
14.如上述權(quán)利要求之一所述的插接頭，其特征為所述凹槽(5)和凸棱(6)在整個(gè)鎖定區(qū)域(3)上軸向延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種至少部分地沿一根軸(A)旋轉(zhuǎn)和/或沖擊式驅(qū)動(dòng)的刀具(1)的插接頭(2)，為傳遞大轉(zhuǎn)矩，它具有一個(gè)恒定地、至少部分地沿軸(A)延伸的徑向基準(zhǔn)尺寸(R)，其中，在一個(gè)鎖定區(qū)域(3)內(nèi)，在一個(gè)截面(Ic)中，相對(duì)于所述軸(A)具有至少三個(gè)在徑向基準(zhǔn)尺寸(R)內(nèi)在0°、120°和240°位置上構(gòu)成的凹槽(5)，其中至少一個(gè)在軸向上朝自由端那邊封閉，并且在該徑向基準(zhǔn)尺寸(R)之外具有至少一個(gè)在圓周上配置兩個(gè)相鄰凹槽(5)之間的凸棱(6)，其中，一個(gè)在所述截面(Ic－Ic)中在各凹槽(5)的徑向基準(zhǔn)尺寸(R)上得到的中心凹槽角(α)的總和至少為150°，并且，一個(gè)在截面中在各凸棱(6)的徑向基準(zhǔn)尺寸(R)上得到的中心凸棱角(β)的總和小于150°，且其總和之差至少為15°。
文檔編號(hào)B23B31/00GK1583369SQ20041005678
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月22日
發(fā)明者克萊內(nèi)·維爾納, 布里滕·維爾納 申請(qǐng)人:希爾蒂股份公司