专利名称：钻和/或凿工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的钻和／或凿工具。本发明还涉及一种钻和／或凿机用于按本发明设计的钻和／或凿工具的工具安装座。
为了在岩石中制成深孔，通常使用钻和／或凿机，它们有气动或液压驱动装置。与此机器结合使用的钻和／或凿工具例如有六边形的插入端，用于钻和／或凿机中相应设计的工具安装座。还已知一些工具，它们有一个带多个纵向槽的插入端。这些槽有一种大体为梯形的横截面并在钻和／或凿机的工具安装座内与沿轴向延伸的条状带转体配合工作，后者设计在工具安装座的内壁上。这些已知的钻和／或凿工具的轴向制动借助于装在机器上的弓形夹实现，它可以向内摆动并从后面扣住设在钻和／或凿工具上的凸缘或类似结构。
在岩石中制造深孔时，钻和／或凿工具受到大的扭矩，它们尤其会导致在工具的带转槽或带转面的区域内以及在钻和／或凿机的工具安装座区域中的带转件严重磨损。这种磨损由于挖掘磨蚀性的产物而越发严重。
因此本发明的目的是克服先有技术的这些缺点创造一种寿命更长的钻和／或凿工具。这种钻和／或凿工具还应设计用于与具有电动气动冲击机构的可电驱动的钻和／或凿机结合使用。本发明还应创造一种用于钻和／或凿机的工具安装座，它不容易被磨损。
通过一种具有权利要求1特征部分中所述特征的钻和／或凿工具达到此目的。本发明有利的方案和／或优选的实施例是从属权利要求的内容。钻和／或凿机的一种与按本发明的钻和／或凿工具匹配的工具安装座同样是从属权利要求的内容。按本发明的钻和／或凿工具包括柄和与柄连接的制有至少一个设计为朝插入端外轮廓和自由端方向开口的细长槽的圆柱形插入端。在柄与插入端之间设一凸缘，它至少部分地围绕工具延伸并至少局部沿径向伸出柄和插入端。圆柱形插入端的直径等于或大于18mm，优选大于22mm。此至少一个的槽有一个设计为垂直于工具的纵向中心线延伸并朝外轮廓方向扩宽基本上部分圆形的横截面。
在规定大直径插入端的先有技术的钻和／或凿工具中通常有一个设计为六边形的插入端，在插入端向柄的过渡区有一环形凸缘；而按本发明的钻和／或凿工具从一个基本上圆柱形的插入端出发，插入端有至少一个槽，它沿纵向延伸并设计为朝自由端和朝周边方向开口。出自于对称性的考虑和为了更好地传力，此至少一个的槽有一种垂直于工具纵向中心线延伸的横截面，这种横截面设计为基本上是部分圆形。此至少一个的槽用作带转槽。与钻和／或凿机的工具安装座内相应设计的带转体相结合，在这里设计为圆形槽的带转槽，由于其横截面形状，在传递扭矩时产生的磨损比先有技术的工具插入端的磨损小。圆形槽朝插入端自由端方向开口的设计便于工具位置准确地插入。尤其是按本发明的钻和／或凿工具还准备与可电驱动的钻和／或凿机结合使用，这些钻和／或凿机具有由先有技术已知的冲击钻机有利的电动气动冲击机构技术和经过考验的驱动技术，它们设计用于具有至18mm插入端的工具并例如也由本申请人经销。
按本发明的一种有利的设计方案，槽的曲率半径为插入端直径的约0．1倍至约0．35倍。考虑到给定的插入端最小直径，此所选择的设计为圆形槽的槽曲率半径范围并结合相应设计的带转体可导致一种面接触，这种面接触对于槽和／或带转体的磨损起有利的作用。
为了能传递足够大的扭矩，业已证明恰当的是槽相对于外轮廓沿径向测量的深度约为设计成圆形槽的槽曲率半径的50％至100％。
在按本发明的钻和／或凿工具的一种特别适用的实施方案中，插入端有四个均匀地分布在插入端圆周上的槽。较多数量的槽允许传递较大的扭矩。通过沿圆柱形插入端圆周均匀地布置设计一致的槽，使工具可在四个位置下插入，并在装入相应设计的工具安装座内时只须旋转一个最多约90°的小的角度，以便使一个或多个带转体能滑入一个或多个槽内。
为了保证相应设计的带转体在工作中当工具处于任何轴向位置时尽可能沿其全部轴向长度与槽面接触，业已证实有利的是它们各有一个等于插入端直径约2倍至约4倍的长度。
钻和／或凿工具的轴向保险通过可摆入的弓形夹或类似结构实现，它从后面扣住从柄到插入端的过渡区内的凸缘。为保证即使工具在硬质材料中使用时可靠地轴向固定以及不会由于作用在插入端后部自由端上的轴向冲击而无意中掉出工具安装座，凸缘的外径为插入端直径的约1．25倍至约1．5倍。
插入端的长度定义为凸缘离插入端自由端的距离。为保证有足够大的长度用于轴向槽，业已证实有利的是凸缘离插入端自由端的距离为插入端直径的约7倍至约9倍。
用于与按本发明的钻和／或凿工具共同工作的钻和／或凿机的工具安装座包括一个带有至少一个辊状带转体的工具安装座。带转体沿轴向和径向固定在制在工具安装座内壁中的槽内。在这里，槽按这样的方式设计，即，使至少一个的辊状带转体可在槽中绕其轴线转动。由于带转体的这种可转动地安装，使得带转体的整个表面与工具插入端内的槽接触。因此磨损现象分散在带转体的全部表面上并延长了其使用寿命。带转体的配置有利地选择为使其最大直径的约30％至约47％从工具内壁伸出。
为使至少一个的带转体在钻和／或凿工具插入端内的槽中获得特别好的面接触，令至少一个的带转体的曲率半径与插入端内的槽的曲率半径一致。
为了使按本发明的钻和／或凿工具插入端内的槽均匀受载以及为了能传递大的扭矩，有利的是在工具安装座内的带转体数量与在钻和／或凿工具插入端内的槽的数量一致。在这种情况下带转体优选地沿工具安装座内壁的圆周均匀分布。考虑到空间位置及由于简单的对称性，例如采用四个带转体。
为了使每一个带转体在钻和／或凿机工作时在工具的任何位置尽可能大面积地与工具插入端内每个相应的槽接触，业已证实有利的是，每个带转体的轴向长度为在钻和／或凿工具插入端内的槽的轴向长度的约25％至约70％。
为保证能非常方便地维护和更换工具安装座及尤其带转体，带转体借助可拆除的固定套沿径向固定，固定套可固定在工具安装座背对内壁的外侧上。下面参见图中表示的实施例进一步说明本发明。附图中以不成比例的示意的方式表示
图1按本发明的钻和／或凿工具插入端透视图；图2图1所示插入端侧视图；图3垂直于工具轴线通过插入端的剖面；以及图4用于按本发明的钻和／或凿工具的钻和／或凿机工具安装座轴向剖面。
在图1-3中用不同视图或剖面表示的钻和／或凿工具的实施例其总体用标号1表示。它包括柄2和与之连接的插入端4。从柄2到插入端4的过渡区内设有环形凸缘3，它沿径向伸出插入端4和柄2。柄2与插入端处于相对位置的端部设钻头。图中没有画出钻头，因为它对于本发明没有其他意义。插入端4的直径用标号d表示(图2)并选择为等于或大于18mm，优选地大于22mm。例如，插入端的直径为23mm或25mm。凸缘3有外径o，它为插入端直径d的约1．25倍至约1．5倍(图2)。凸缘3离插入端4的自由端9的距离用a表示并为插入端4直径d的约7倍至约9倍(图2)。
插入端4制有一定数量的细长槽5-8，它们设计为朝插入端4外轮廓和自由端9方向开口。按图中表示的工具1的实施例，插入端4有四个细长槽5-8，它们彼此按相等的角向距离沿插入端4的圆周布置。槽5-8的轴向长度为1，它等于插入端4直径d的约2倍至约4倍(图2)。槽5-8有一个设计为垂直于工具1纵向中心线延伸并朝外轮廓方向扩宽基本上部分圆形的横截面。在这里，部分圆形的槽5-8的曲率半径r为插入端4直径d的约0．1倍至约0．35倍(图3)。图3中在两个沿直径彼此相对的槽6和8中分别表示了一个虚线的圆，以便用图说明槽的部分圆的结构。槽5-8相对于外轮廓有一个沿径向测量的深度t，它为其曲率半径r的约50％至100％(图3)。
图4表示钻和／或凿机工具安装座13的一种实施例的轴向剖面，此工具安装座与按本发明设计的钻和／或凿工具相匹配。工具安装座13装在机壳10沿轴向伸出的前段中。用标号11表示设在机壳10内部的旋转轴。图中还表示了冲头12，它是优选地电动气动式冲击机构的组成部分，并用于将轴向冲击传递给装在工具安装座13内的钻和／或凿工具1的后部自由端9上。装在机壳10前段内的工具安装座13与旋转轴11可拆式地传扭连接。在工具安装座13内设辊状带转体15、16，它们沿轴向和径向固定在工具安装座13内的槽21中。在这里，槽21设计为使辊状带转体15、16在工作中能绕其自身的轴线转动。带转体15、16的径向固定借助于圆柱形固定套17实现，固定套可安装在工具安装座的外侧19上并用夹环18固定。辊状带转体15、16按这样的方式布置在槽21内，即，它们以其最大直径g的约30％至约47％相对于工具安装座13的内壁14伸出。辊状带转体15、16的曲率半径优选地等于工具插入端内设计为部分圆形的槽的曲率半径。辊状带转体15、16的长度为按本发明的钻和／或凿工具1插入端4内的细长槽6、8轴向长度的约25％至约70％。采用这种长度关系保证带转体15、16始终沿其全部轴向长度保持与工具1插入端4内的槽6、8面接触。为了用图说明这种真实情况，图4的上半部和下半部分别表示已装入工具安装座13中的钻和／或凿工具1处于两个不同的极端位置。图4的下半部表示工具处于其起始位置，此时插入端4的自由端9靠在冲头12上。图4的上半部表示工具1在工具安装座13内最大可能的轴向移动。轴向移动的限制借助弓形夹20实现，它铰接在机壳10的前段上并可向内摆动，使它从后面扣住在从柄2到插入端4的过渡区中的环形凸缘3。
图4中只画了两个带转体15、16。优选地带转体的数量与在钻和／或凿工具插入端内的槽的数量一致。
权利要求
1．钻和／或凿工具，包括柄(2)、与柄(2)连接的制有至少一个设计为朝插入端外轮廓和朝插入端自由端(9)的方向开口的细长槽(5-8)的圆柱形插入端(4)、以及设在柄(2)与插入端(4)之间的凸缘(3)，凸缘(3)至少部分地围绕工具(1)延伸并至少局部沿径向伸出柄(2)和插入端(4)，其特征为插入端的直径等于或大于18mm，优选大于22mm，以及，槽(5-8)有一个设计为垂直于工具(1)纵向中心线延伸并朝外轮廓方向逐渐扩宽基本上局部圆形的横截面。
2．按照权利要求1所述的钻和／或凿工具，其特征为槽(5-8)有一个曲率半径(r)，它为插入端(4)直径(d)的约0．1倍至约0．35倍。
3．按照权利要求2所述的钻和／或凿机，其特征为槽(5-8)有一个相对于外轮廓沿径向测量的深度(t)，它约为槽(5-8)曲率半径(r)的50％至100％。
4．按照前列诸权利要求之一所述的钻和／或凿机，其特征为插入端(4)有四个槽(5、6、7、8)，它们彼此按等角向间距地布置在插入端(4)的圆周上。
5．按照权利要求4所述的钻和／或凿机，其特征为槽(5-8)各有一个长度(1)，它为插入端(4)直径的约2倍至约4倍。
6．按照前列诸权利要求之一所述的钻和／或凿机，其特征为凸缘(3)的外径(o)为插入端(4)直径的约1．25倍至约1．5倍。
7．按照权利要求6所述的钻和／或凿机，其特征为凸缘(3)离插入端(4)自由端(9)的距离(a)为插入端(4)直径的约7倍至约9倍。
8．用于与按前列诸权利要求之一所述的钻和／或凿工具共同工作的钻和／或凿机，其特征在于一工具安装座(13)，工具安装座带有至少一个辊状带转体(15、16)，它沿轴向和径向固定在制在工具安装座(13)内壁(14)中的槽(21)内并可绕其轴线转动以及以其最大直径(g)的约30％至约47％从工具安装座(13)的内壁(14)伸出。
9．按照权利要求8所述的钻和／或凿机，其特征为此至少一个的带转体的曲率半径与在要插入的钻和／或凿工具(1)插入端(4)内的槽(5-8)的曲率半径一致。
10．按照权利要求8或9所述的钻和／或凿机，其特征为在工具安装座(13)内的带转体(15、16)的数量与在钻和／或凿工具(1)插入端(4)内的槽(5-8)数量一致。
11．按照权利要求10所述的钻和／或凿工具，其特征为带转体沿工具安装座的内壁的圆周均匀分布。
12．按照权利要求11所述的钻和／或凿工具，其特征为工具安装座有四个带转体。
13．按照权利要求8-12之一所述的钻和／或凿机，其特征为在工具安装座(13)内的带转体(15、16)的轴向长度(K)为在钻和／或凿工具(1)插入端(4)内的槽(5-8)轴向长度(1)的约25％至约70％。
14．按照权利要求8-13之一所述的钻和／或凿机，其特征为此至少一个的带转体(15、16)借助可拆除的圆柱形固定套(17)沿径向固定，固定套(17)可固定在工具安装座(13)的外侧(19)上。
全文摘要
本发明涉及一种钻和/或凿工具(1),它包括柄(2)和与柄(2)连接的制有至少一个设计为朝插入端(4)外轮廓和朝插入端(4)自由端(9)的方向开口的细长槽(5—8)的圆柱形插入端(4)。在柄(2)与插入端(4)之间设一凸缘(3),它至少部分地围绕工具(1)延伸并至少局部沿径向伸出柄(2)和插入端(4)。圆柱形插入端(4)的直径等于或大于18mm,优选大于22mm。此至少一个的槽(5—8)有一个设计为垂直于工具(1)纵向中心线延伸并朝外轮廓方向扩宽基本上部分圆形的横截面。本发明还说明了钻和/或凿机的一个与此插入端匹配的工具安装座。
文档编号B23B45/16GK1294961SQ00131659
公开日2001年5月16日 申请日期2000年10月24日 优先权日1999年10月29日
发明者豪普特曼·尤杜, 里西特·马丁, 阿特曼·克纳德 申请人:希尔蒂股份公司