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CN100418706C - 用于旋转和冲击工具的工具安装座 - Google Patents

用于旋转和冲击工具的工具安装座 Download PDF

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CN100418706C CNB2004100950640A CN200410095064A CN100418706C CN 100418706 C CN100418706 C CN 100418706C CN B2004100950640 A CNB2004100950640 A CN B2004100950640A CN 200410095064 A CN200410095064 A CN 200410095064A CN 100418706 C CN100418706 C CN 100418706C
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Abstract

本发明涉及一种用于旋转和冲击工具的工具安装座。这种沿一轴线(A)至少部分旋转的和/或冲击的工具(2)的工具安装座(1)包括一在一共轴线的径向基准尺寸(R)情况下全方面敞开的安装套筒(3)。为实现一种可以低磨损地传递高扭矩的短的工具安装座，本申请提出：安装套筒(3)对于共轴线的径向基准尺寸(R)构成为全方面敞开的，并且在径向基准尺寸(R)处确定的各旋转传动槽(5)的旋转槽中心角(α)分别为至少40°。

Description

用于旋转和冲击工具的工具安装座
技术领域
本发明涉及一种用于至少部分旋转的和/或冲击的工具的工具安装座，所述工具例如是用以加工岩石、混凝土或墙体的钻头、钎子或丝锥头。
背景技术
通常，例如按照DE 3941 646 A1，用于由机械旋转式和冲击式驱动的工具的钎柄的工具安装座具有一沿一轴线延伸的、包括内圆柱表面形的导向表面和径向向内凸入的旋转传动接筋的钎柄套筒以及可径向向内偏移的锁定体，后者嵌入工具的配置的钎柄的锁定槽内并限定工具的轴向移动性。由于为传递一给定的转矩到工具上必然产生的高表面压力使得相对导向表面径向向内设置的旋转传动接筋受到高的磨损负荷，其限制工具安装座的使用寿命。特别是在用于建筑业的手工工具机的工具安装座中，工具安装座的微小的磨损对于手工工具机的可靠性是重要的，这种手工工具机加工脆的材料如混凝土和墙体并产生磨损作用的剥离物。
按照DE 3843 465 A1，一种这样的工具安装座具有两个相对导向表面径向向内设置的旋转传动接筋并同时轴向位错的四个相对导向表面径向向外设置的旋转传动槽，旋转槽中心角为45°。特别是强烈磨损的径向向内设置的旋转传动接筋限制工具安装座的使用寿命。并且在四个对称分布的旋转传动槽留下的剩余槽中心角45°没有为可径向偏移的锁定体提供足够的导向空间，由于这个原因轴向位错地设置锁定体，因此不利地加长了工具安装座。
按照DE 1960 42 83 A1，另一种这样的工具安装座除两个相对导向表面径向向内设置的旋转传动接筋外还具有三个径向向外设置的旋转传动槽，其沿圆周对称地分布。必需为部分具有旋转槽中心角小于30°的窄的旋转传动槽相应地配置一具有小于30°的窄的旋转传动叶板的钎柄。根据沿圆周的抗弯刚度对旋转传动叶板的相对比例的依赖性，其弹性/塑性变形将从面接触导向磨损严重的线接触，在这样的窄的旋转传动叶板中限制了表面压力并从而限制了工具安装座的单位面积可传递的转矩。
发明内容
本发明的目的在于，实现一种短的工具安装座，其可以低磨损地传递高的转矩。
为实现上述目的，按本发明提供了这样一种用于沿一轴线至少部分旋转的和/或冲击的工具的工具安装座，包括一在一共轴线的、相当于内半径的径向基准尺寸情况下全方面敞开的安装套筒，该安装套筒具有至少部分地以径向基准尺寸沿该轴线不变地延伸的导向内表面，在其前面轴向延长至少三个在安装套筒内面构成的、一直到向轴向自由端面那边敞开的轴向延伸的旋转传动槽，这些旋转传动槽至少在0°、120°和240°处径向在径向基准尺寸以外延伸，并且包括至少一个通过径向基准尺寸可径向偏移的锁定体，该锁定体沿圆周设置在两相邻的旋转传动槽之间并径向面对第三旋转传动槽，其中在径向基准尺寸处确定的各旋转传动槽的旋转槽中心角分别为至少40°。
通过各旋转传动槽的分别至少40°大的旋转槽中心角，在各旋转传动槽的给定的待传递的转矩和给定的接触面的情况下，始终可插入一钎柄的足够抗弯的旋转传动叶板，其基本上不产生弹性/塑性变形。
这特别通过主要是磨损确定的参数的补充决定关于旋转传动槽或配置的旋转传动叶板的旋转槽中心角，所述参数确定可供转矩传递用的环形定向的接触面。这种说法在下面以比例规则为依据。
在加工岩石时最高转矩M在工具连锁装置中产生在工具的径向外边缘上，从而其在给定的岩石的强度时正比于工具的半径或配置的钎柄的径向基准尺寸R，因此M/R是常数。另一方面在本发明的用于配置的钎柄的工具安装座的横截面的一长度与角度有准确的比例时，不仅径向基准尺寸R而且配置的给定结构长度的旋转传动叶板的接触面正比于比例系数并因此在一线载荷q时传递的转矩M正比于径向基准尺寸R的平方，因此适用：M～qR2。接触面压力的最大线载荷只取决于材料配对。在为低磨损的接触配对所必需的工具安装座的旋转传动槽相对配置的旋转传动叶板的赫兹压力(HERTZ’sche Pressung)的先决条件下，如果将一这样的旋转传动叶板近似视为矩形的径向凸出的整体受载弯梁，其叶板厚度d～R和叶板高度h～R，则借助于线载荷q和弯曲惯性矩l～d3～R3适用于一为避免线接触最大允许的弹性/塑性挠度：y～qh4/l～qR，其为常数。由此利用上述结果得出M～qR2～R，因此同样满足M/R＝常数。这样的所必需的而且可低磨损传递的转矩M相对于径向基准尺寸R的自由比例只在长度与角度精确的横截面比例时得出，并且特别还取决于由三次幂达到的线性：d～R，其确定一恒定的旋转槽中心角。
有利的是，每一旋转传动槽具有一以最好0.8mm的恒定最小间隙尺寸扩大的、基本上正比于径向基准尺寸R的径向旋转传动槽深度，其在R/6至R/3的数值范围内，进一步有利地精确为R/4.5，由此一配置的钎柄具有一叶板高度h，其与可供用于转矩传递的环形定向的接触面作为基本磨损确定参数线性相关，按照关于在工具安装座和受轴向冲击负荷的工具中的材料配对来确定在磨损作用的环境下摩擦学方面适用的数值范围。
有利的是，上述旋转传动槽深度的每一旋转传动槽具有一至少30mm的轴向旋转传动槽长度，由此实际上充分地确定了在赫兹压力作用下可低磨损传递转矩的尺寸。
有利的是，各旋转传动槽的旋转槽中心角分别为最大70°，由此在两沿圆周相邻的旋转传动槽之间保留足够大的套筒部分中心角，用以引导可径向偏移的锁定体，该套筒部分中心角在正好三个旋转传动槽对称等分情况下至少分别为50°。
有利的是，在两沿圆周相邻的旋转传动槽之间的套筒部分中心角在50°与80°之间，借此在径向基准尺寸R处形成一止挡接筋，用于以锁定体直径的基本上填满两旋转传动叶板之间配置的锁定槽的圆弧部分在径向止挡锁定体，保持在其径向内部的位置，所述锁定体直径在1.2R至1.8R的数值范围内，进一步有利的直径为1.4R。
有利地，将锁定体构成为辊形的并且平行于轴线定向，因此轴向具有一较高的抗剪强度。
有利地，设置多个锁定体。最好正好为三个，借此较大的轴向力可从工具安装座传到被锁定的工具上，在从钻孔中拔出时尤其如此。
有利地，在旋转传动槽后面向机侧延长一径向基准尺寸R的导向内表面的沿圆周封闭的内圆柱表面形的导向端部，由此，钎柄在配置的机侧端面的外导向表面可传递高的弯矩。
有利的是，导向端部具有在1R至3R的范围内的、进一步有利地精确为2R的导向长度，借此，在该导向长度内一密封可以防止磨损粉尘进入工具安装座内，进一步有利地借助一密封件例如橡胶唇形密封圈。
附图说明
以下就多个有利的实施例更详细地说明本发明。其中：
图1工具安装座的纵剖面图；
图2工具安装座的横剖面图；
图3一种变型方案
具体实施方式
按照图1，用于沿一轴线A旋转的和冲击的工具2的工具安装座1具有一在一共轴线的径向基准尺寸R情况下全方面敞开的、包括一导向内表面12的安装套筒3，该导向内表面12以径向基准尺寸R不变地沿轴线A延伸。在导向内表面12的机侧的导向端部13的前面轴向延长一在安装套筒3中构成的轴向延伸的旋转传动槽5，其直到轴向自由端面4的那边是敞开的。旋转传动槽5具有40mm的轴向旋转传动槽长度L，在其内设置一成辊形构成的并平行于轴线A定向的、可径向偏移的锁定体6，其径向于旋转传动槽5设置并且在所示的锁定位置不仅在径向基准尺寸R的内部而且在其外部延伸。在旋转传动槽5的后面轴向延长导向内表面12的全方面封闭的内圆柱表面形的机侧的包括2.0R导向长度F的导向端部13，为了密封以防磨损粉尘进入工具安装座1内，为其配置一橡胶唇形密封圈形式的密封装置。
按照图2，工具安装座1正好具有三个内面的旋转传动槽5，其在0°、120°和240°处径向在径向基准尺寸R以外旋转对称地延伸，并且具有一通过径向基准尺寸R可径向偏移的锁定体6，其沿圆周设置在两相邻的旋转传动槽5之间并径向相对第三旋转传动槽5。各旋转传动槽5在径向基准尺寸R处确定的旋转槽中心角α分别为45°。各保留的用于引导可径向偏移的锁定体6的套筒部分中心角为75°。每一旋转传动槽5具有一以恒定的0.8mm最小间隙尺寸S扩大的基本上以1/4.5正比于径向基准尺寸R的径向旋转传动槽深度H。直径D为1.4R的辊形锁定体6在其径向内部的锁定位置止挡在一直延伸到径向基准尺寸R的止挡接筋11上，其中，其在横截面内锁定的圆弧部分基本上填满工具2的钎柄9的两旋转传动叶板8之间配置的锁定槽7。
按照图3，在工具安装座1中沿圆周对称分布三个球形的锁定体6，各自径向面对一个旋转传动槽5设置。各球形的锁定体6在横截面内以其锁定的圆弧部分基本上填满钎柄9的各一个配置的锁定槽7。由于具有相当于径向基准尺寸R的外径的钎柄9不再进入由此形成的自由旋转传动槽5中，在该变型方案中仅仅通过钎柄9的锁定槽7实现旋转传动。

Claims (10)

1. 用于沿一轴线(A)至少部分旋转的和/或冲击的工具(2)的工具安装座，包括一在一共轴线的径向基准尺寸R情况下全方面敞开的安装套筒(3)，该安装套筒具有一至少部分地以径向基准尺寸R沿轴线(A)不变地延伸的导向内表面(12)，在其前面轴向延长至少三个在安装套筒(3)内面构成的、一直到向轴向自由端面(4)那边敞开的轴向延伸的旋转传动槽(5)，这些旋转传动槽(5)至少在0°、120°和240°处径向在径向基准尺寸R以外延伸，并且包括至少一个通过径向基准尺寸R可径向偏移的锁定体(6)，该锁定体沿圆周设置在两相邻的旋转传动槽(5)之间并径向面对第三旋转传动槽(5)，其特征在于，安装套筒(3)对于共轴线的径向基准尺寸R构成为全方面敞开的，并且在径向基准尺寸R处确定的各旋转传动槽(5)的旋转槽中心角(α)分别为至少40°。
2. 按照权利要求1所述的工具安装座，其特征在于，每一旋转传动槽(5)具有一以恒定的最小间隙尺寸(S)扩大的、正比于径向基准尺寸R的径向旋转传动槽深度(H)，其处在R/6至R/3的数值范围内，而最小间隙尺寸(S)为0.8mm。
3. 按照权利要求2所述的工具安装座，其特征在于，每一旋转传动槽(5)具有至少30mm的轴向旋转传动槽长度。
4. 按照上述权利要求之一项所述的工具安装座，其特征在于，各旋转传动槽(5)的旋转槽中心角(α)分别为最大70°。
5. 按照权利要求1至3之一项所述的工具安装座，其特征在于，在两个沿圆周相邻的旋转传动槽(5)之间的套筒部分中心角(β)在50°与80°之间。
6. 按照权利要求1至3之一项所述的工具安装座，其特征在于，锁定体(6)在轴向横截面上是圆形的。
7. 按照权利要求6所述的工具安装座，其特征在于，锁定体(6)构成为辊形的并且平行于轴线(A)定向。
8. 按照权利要求1至3之一项所述的工具安装座，其特征在于，设有多个锁定体(6)。
9. 按照权利要求1至3之一项所述的工具安装座，其特征在于，在旋转传动槽(5)的后面向机侧延长一沿圆周封闭的内圆柱表面形的导向端部(13)。
10. 按照权利要求9所述的工具安装座，其特征在于，导向端部(13)具有在1R至3R的数值范围内的导向长度(F)。
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