鑽和/或鑿工具的製作方法

2023-06-01 20:03:31 2

專利名稱：鑽和/或鑿工具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述的鑽和／或鑿工具。本發明還涉及一種鑽和／或鑿機用於按本發明設計的鑽和／或鑿工具的工具安裝座。
為了在巖石中製成深孔，通常使用鑽和／或鑿機，它們有氣動或液壓驅動裝置。與此機器結合使用的鑽和／或鑿工具例如有六邊形的插入端，用於鑽和／或鑿機中相應設計的工具安裝座。還已知一些工具，它們有一個帶多個縱向槽的插入端。這些槽有一種大體為梯形的橫截面並在鑽和／或鑿機的工具安裝座內與沿軸向延伸的條狀帶轉體配合工作，後者設計在工具安裝座的內壁上。這些已知的鑽和／或鑿工具的軸向制動藉助於裝在機器上的弓形夾實現，它可以向內擺動並從後面扣住設在鑽和／或鑿工具上的凸緣或類似結構。
在巖石中製造深孔時，鑽和／或鑿工具受到大的扭矩，它們尤其會導致在工具的帶轉槽或帶轉面的區域內以及在鑽和／或鑿機的工具安裝座區域中的帶轉件嚴重磨損。這種磨損由於挖掘磨蝕性的產物而越發嚴重。
因此本發明的目的是克服先有技術的這些缺點創造一種壽命更長的鑽和／或鑿工具。這種鑽和／或鑿工具還應設計用於與具有電動氣動衝擊機構的可電驅動的鑽和／或鑿機結合使用。本發明還應創造一種用於鑽和／或鑿機的工具安裝座，它不容易被磨損。
通過一種具有權利要求1特徵部分中所述特徵的鑽和／或鑿工具達到此目的。本發明有利的方案和／或優選的實施例是從屬權利要求的內容。鑽和／或鑿機的一種與按本發明的鑽和／或鑿工具匹配的工具安裝座同樣是從屬權利要求的內容。按本發明的鑽和／或鑿工具包括柄和與柄連接的制有至少一個設計為朝插入端外輪廓和自由端方向開口的細長槽的圓柱形插入端。在柄與插入端之間設一凸緣，它至少部分地圍繞工具延伸並至少局部沿徑向伸出柄和插入端。圓柱形插入端的直徑等於或大於18mm，優選大於22mm。此至少一個的槽有一個設計為垂直於工具的縱向中心線延伸並朝外輪廓方向擴寬基本上部分圓形的橫截面。
在規定大直徑插入端的先有技術的鑽和／或鑿工具中通常有一個設計為六邊形的插入端，在插入端向柄的過渡區有一環形凸緣；而按本發明的鑽和／或鑿工具從一個基本上圓柱形的插入端出發，插入端有至少一個槽，它沿縱向延伸並設計為朝自由端和朝周邊方向開口。出自於對稱性的考慮和為了更好地傳力，此至少一個的槽有一種垂直於工具縱向中心線延伸的橫截面，這種橫截面設計為基本上是部分圓形。此至少一個的槽用作帶轉槽。與鑽和／或鑿機的工具安裝座內相應設計的帶轉體相結合，在這裡設計為圓形槽的帶轉槽，由於其橫截面形狀，在傳遞扭矩時產生的磨損比先有技術的工具插入端的磨損小。圓形槽朝插入端自由端方向開口的設計便於工具位置準確地插入。尤其是按本發明的鑽和／或鑿工具還準備與可電驅動的鑽和／或鑿機結合使用，這些鑽和／或鑿機具有由先有技術已知的衝擊鑽機有利的電動氣動衝擊機構技術和經過考驗的驅動技術，它們設計用於具有至18mm插入端的工具並例如也由本申請人經銷。
按本發明的一種有利的設計方案，槽的曲率半徑為插入端直徑的約0．1倍至約0．35倍。考慮到給定的插入端最小直徑，此所選擇的設計為圓形槽的槽曲率半徑範圍並結合相應設計的帶轉體可導致一種面接觸，這種面接觸對於槽和／或帶轉體的磨損起有利的作用。
為了能傳遞足夠大的扭矩，業已證明恰當的是槽相對於外輪廓沿徑向測量的深度約為設計成圓形槽的槽曲率半徑的50％至100％。
在按本發明的鑽和／或鑿工具的一種特別適用的實施方案中，插入端有四個均勻地分布在插入端圓周上的槽。較多數量的槽允許傳遞較大的扭矩。通過沿圓柱形插入端圓周均勻地布置設計一致的槽，使工具可在四個位置下插入，並在裝入相應設計的工具安裝座內時只須旋轉一個最多約90°的小的角度，以便使一個或多個帶轉體能滑入一個或多個槽內。
為了保證相應設計的帶轉體在工作中當工具處於任何軸向位置時儘可能沿其全部軸向長度與槽面接觸，業已證實有利的是它們各有一個等於插入端直徑約2倍至約4倍的長度。
鑽和／或鑿工具的軸向保險通過可擺入的弓形夾或類似結構實現，它從後面扣住從柄到插入端的過渡區內的凸緣。為保證即使工具在硬質材料中使用時可靠地軸向固定以及不會由於作用在插入端後部自由端上的軸向衝擊而無意中掉出工具安裝座，凸緣的外徑為插入端直徑的約1．25倍至約1．5倍。
插入端的長度定義為凸緣離插入端自由端的距離。為保證有足夠大的長度用於軸向槽，業已證實有利的是凸緣離插入端自由端的距離為插入端直徑的約7倍至約9倍。
用於與按本發明的鑽和／或鑿工具共同工作的鑽和／或鑿機的工具安裝座包括一個帶有至少一個輥狀帶轉體的工具安裝座。帶轉體沿軸向和徑向固定在制在工具安裝座內壁中的槽內。在這裡，槽按這樣的方式設計，即，使至少一個的輥狀帶轉體可在槽中繞其軸線轉動。由於帶轉體的這種可轉動地安裝，使得帶轉體的整個表面與工具插入端內的槽接觸。因此磨損現象分散在帶轉體的全部表面上並延長了其使用壽命。帶轉體的配置有利地選擇為使其最大直徑的約30％至約47％從工具內壁伸出。
為使至少一個的帶轉體在鑽和／或鑿工具插入端內的槽中獲得特別好的面接觸，令至少一個的帶轉體的曲率半徑與插入端內的槽的曲率半徑一致。
為了使按本發明的鑽和／或鑿工具插入端內的槽均勻受載以及為了能傳遞大的扭矩，有利的是在工具安裝座內的帶轉體數量與在鑽和／或鑿工具插入端內的槽的數量一致。在這種情況下帶轉體優選地沿工具安裝座內壁的圓周均勻分布。考慮到空間位置及由於簡單的對稱性，例如採用四個帶轉體。
為了使每一個帶轉體在鑽和／或鑿機工作時在工具的任何位置儘可能大面積地與工具插入端內每個相應的槽接觸，業已證實有利的是，每個帶轉體的軸向長度為在鑽和／或鑿工具插入端內的槽的軸向長度的約25％至約70％。
為保證能非常方便地維護和更換工具安裝座及尤其帶轉體，帶轉體藉助可拆除的固定套沿徑向固定，固定套可固定在工具安裝座背對內壁的外側上。下面參見圖中表示的實施例進一步說明本發明。附圖中以不成比例的示意的方式表示

圖1按本發明的鑽和／或鑿工具插入端透視圖；圖2圖1所示插入端側視圖；圖3垂直於工具軸線通過插入端的剖面；以及圖4用於按本發明的鑽和／或鑿工具的鑽和／或鑿機工具安裝座軸向剖面。
在圖1-3中用不同視圖或剖面表示的鑽和／或鑿工具的實施例其總體用標號1表示。它包括柄2和與之連接的插入端4。從柄2到插入端4的過渡區內設有環形凸緣3，它沿徑向伸出插入端4和柄2。柄2與插入端處於相對位置的端部設鑽頭。圖中沒有畫出鑽頭，因為它對於本發明沒有其他意義。插入端4的直徑用標號d表示(圖2)並選擇為等於或大於18mm，優選地大於22mm。例如，插入端的直徑為23mm或25mm。凸緣3有外徑o，它為插入端直徑d的約1．25倍至約1．5倍(圖2)。凸緣3離插入端4的自由端9的距離用a表示並為插入端4直徑d的約7倍至約9倍(圖2)。
插入端4制有一定數量的細長槽5-8，它們設計為朝插入端4外輪廓和自由端9方向開口。按圖中表示的工具1的實施例，插入端4有四個細長槽5-8，它們彼此按相等的角向距離沿插入端4的圓周布置。槽5-8的軸向長度為1，它等於插入端4直徑d的約2倍至約4倍(圖2)。槽5-8有一個設計為垂直於工具1縱向中心線延伸並朝外輪廓方向擴寬基本上部分圓形的橫截面。在這裡，部分圓形的槽5-8的曲率半徑r為插入端4直徑d的約0．1倍至約0．35倍(圖3)。圖3中在兩個沿直徑彼此相對的槽6和8中分別表示了一個虛線的圓，以便用圖說明槽的部分圓的結構。槽5-8相對於外輪廓有一個沿徑向測量的深度t，它為其曲率半徑r的約50％至100％(圖3)。
圖4表示鑽和／或鑿機工具安裝座13的一種實施例的軸向剖面，此工具安裝座與按本發明設計的鑽和／或鑿工具相匹配。工具安裝座13裝在機殼10沿軸向伸出的前段中。用標號11表示設在機殼10內部的旋轉軸。圖中還表示了衝頭12，它是優選地電動氣動式衝擊機構的組成部分，並用於將軸向衝擊傳遞給裝在工具安裝座13內的鑽和／或鑿工具1的後部自由端9上。裝在機殼10前段內的工具安裝座13與旋轉軸11可拆式地傳扭連接。在工具安裝座13內設輥狀帶轉體15、16，它們沿軸向和徑向固定在工具安裝座13內的槽21中。在這裡，槽21設計為使輥狀帶轉體15、16在工作中能繞其自身的軸線轉動。帶轉體15、16的徑向固定藉助於圓柱形固定套17實現，固定套可安裝在工具安裝座的外側19上並用夾環18固定。輥狀帶轉體15、16按這樣的方式布置在槽21內，即，它們以其最大直徑g的約30％至約47％相對於工具安裝座13的內壁14伸出。輥狀帶轉體15、16的曲率半徑優選地等於工具插入端內設計為部分圓形的槽的曲率半徑。輥狀帶轉體15、16的長度為按本發明的鑽和／或鑿工具1插入端4內的細長槽6、8軸向長度的約25％至約70％。採用這種長度關係保證帶轉體15、16始終沿其全部軸向長度保持與工具1插入端4內的槽6、8面接觸。為了用圖說明這種真實情況，圖4的上半部和下半部分別表示已裝入工具安裝座13中的鑽和／或鑿工具1處於兩個不同的極端位置。圖4的下半部表示工具處於其起始位置，此時插入端4的自由端9靠在衝頭12上。圖4的上半部表示工具1在工具安裝座13內最大可能的軸向移動。軸向移動的限制藉助弓形夾20實現，它鉸接在機殼10的前段上並可向內擺動，使它從後面扣住在從柄2到插入端4的過渡區中的環形凸緣3。
圖4中只畫了兩個帶轉體15、16。優選地帶轉體的數量與在鑽和／或鑿工具插入端內的槽的數量一致。
權利要求
1．鑽和／或鑿工具，包括柄(2)、與柄(2)連接的制有至少一個設計為朝插入端外輪廓和朝插入端自由端(9)的方向開口的細長槽(5-8)的圓柱形插入端(4)、以及設在柄(2)與插入端(4)之間的凸緣(3)，凸緣(3)至少部分地圍繞工具(1)延伸並至少局部沿徑向伸出柄(2)和插入端(4)，其特徵為插入端的直徑等於或大於18mm，優選大於22mm，以及，槽(5-8)有一個設計為垂直於工具(1)縱向中心線延伸並朝外輪廓方向逐漸擴寬基本上局部圓形的橫截面。
2．按照權利要求1所述的鑽和／或鑿工具，其特徵為槽(5-8)有一個曲率半徑(r)，它為插入端(4)直徑(d)的約0．1倍至約0．35倍。
3．按照權利要求2所述的鑽和／或鑿機，其特徵為槽(5-8)有一個相對於外輪廓沿徑向測量的深度(t)，它約為槽(5-8)曲率半徑(r)的50％至100％。
4．按照前列諸權利要求之一所述的鑽和／或鑿機，其特徵為插入端(4)有四個槽(5、6、7、8)，它們彼此按等角向間距地布置在插入端(4)的圓周上。
5．按照權利要求4所述的鑽和／或鑿機，其特徵為槽(5-8)各有一個長度(1)，它為插入端(4)直徑的約2倍至約4倍。
6．按照前列諸權利要求之一所述的鑽和／或鑿機，其特徵為凸緣(3)的外徑(o)為插入端(4)直徑的約1．25倍至約1．5倍。
7．按照權利要求6所述的鑽和／或鑿機，其特徵為凸緣(3)離插入端(4)自由端(9)的距離(a)為插入端(4)直徑的約7倍至約9倍。
8．用於與按前列諸權利要求之一所述的鑽和／或鑿工具共同工作的鑽和／或鑿機，其特徵在於一工具安裝座(13)，工具安裝座帶有至少一個輥狀帶轉體(15、16)，它沿軸向和徑向固定在制在工具安裝座(13)內壁(14)中的槽(21)內並可繞其軸線轉動以及以其最大直徑(g)的約30％至約47％從工具安裝座(13)的內壁(14)伸出。
9．按照權利要求8所述的鑽和／或鑿機，其特徵為此至少一個的帶轉體的曲率半徑與在要插入的鑽和／或鑿工具(1)插入端(4)內的槽(5-8)的曲率半徑一致。
10．按照權利要求8或9所述的鑽和／或鑿機，其特徵為在工具安裝座(13)內的帶轉體(15、16)的數量與在鑽和／或鑿工具(1)插入端(4)內的槽(5-8)數量一致。
11．按照權利要求10所述的鑽和／或鑿工具，其特徵為帶轉體沿工具安裝座的內壁的圓周均勻分布。
12．按照權利要求11所述的鑽和／或鑿工具，其特徵為工具安裝座有四個帶轉體。
13．按照權利要求8-12之一所述的鑽和／或鑿機，其特徵為在工具安裝座(13)內的帶轉體(15、16)的軸向長度(K)為在鑽和／或鑿工具(1)插入端(4)內的槽(5-8)軸向長度(1)的約25％至約70％。
14．按照權利要求8-13之一所述的鑽和／或鑿機，其特徵為此至少一個的帶轉體(15、16)藉助可拆除的圓柱形固定套(17)沿徑向固定，固定套(17)可固定在工具安裝座(13)的外側(19)上。
全文摘要
本發明涉及一種鑽和/或鑿工具(1),它包括柄(2)和與柄(2)連接的制有至少一個設計為朝插入端(4)外輪廓和朝插入端(4)自由端(9)的方向開口的細長槽(5—8)的圓柱形插入端(4)。在柄(2)與插入端(4)之間設一凸緣(3),它至少部分地圍繞工具(1)延伸並至少局部沿徑向伸出柄(2)和插入端(4)。圓柱形插入端(4)的直徑等於或大於18mm,優選大於22mm。此至少一個的槽(5—8)有一個設計為垂直於工具(1)縱向中心線延伸並朝外輪廓方向擴寬基本上部分圓形的橫截面。本發明還說明了鑽和/或鑿機的一個與此插入端匹配的工具安裝座。
文檔編號B23B45/16GK1294961SQ00131659
公開日2001年5月16日 申請日期2000年10月24日 優先權日1999年10月29日
發明者豪普特曼·尤杜, 裡西特·馬丁, 阿特曼·克納德 申請人:希爾蒂股份公司