Инструмент и гнездо для приема инструмента к ручным аппаратам - RU2102230C1
Код документа: RU2102230C1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к инструменту, предназначенному для вставки в гнездо под инструмент ручного аппарата для долбления и/или ударного бурения, содержащему хвостовик, снабженный по меньшей мере одной аксиально закрытой фиксирующей канавкой и по меньшей мере двумя поводковыми канавками, аксиально открытыми в направлении свободного конца хвостовика.
из патента DE N 2551125 известны инструменты к ручным аппаратам, хвостовик которых снабжен одной или двумя аксиально закрытыми фиксирующими канавками и одной или двумя поводковыми канавками, аксиально открытыми в направлении свободного конца хвостовика. Гнездо, служащее для приема данного инструмента, снабжено одним или двумя фиксирующими элементами, размещенными с возможностью радиального перемещения, в данном случае выполненными в виде шариков. Кроме того, вместо таких шариков известно выполнение фиксирующих элементов в виде валиков. При взаимодействии данных фиксирующих элементов с аксиально закрытыми фиксирующими канавками образуется соединение инструмента и гнезда с геометрическим замыканием. Путем радиального смещения фиксирующих элементов можно разрушать данное геометрическое замыкание, так что инструмент можно вынимать из гнезда.
Указанные фиксирующие канавки и взаимодействующие с ними фиксирующие элементы не подвержены особенно большой нагрузке, т.к. при эксплуатации размещенный в гнезде инструмент установлен относительно фиксирующих элементов практически плавающе, т. е. при эксплуатации фиксирующие элементы при взаимодействии с фиксирующими канавками не передают значительные силы. Лишь при выведении инструмента из отверстия, выполненного в детали, по фиксирующим канавкам при взаимодействии с фиксирующими элементами передаются определенные силы с тем, чтобы обеспечить соединение между инструментом и гнездом.
Однако чрезвычайно высокой нагрузке подвержены поводковые канавки, открытые в направлении свободного конца хвостика, в которые входят соответствующие поводковые выступы гнезда. Данная высокая нагрузка происходит от вращающего момента, передаваемого гнездом на инструмент. Данный вращательный момент тем больше, чем больше рабочий диаметр конкретного используемого инструмента. Из-за того что ныне изготовляются все больше ручных аппаратов с большим рабочим диаметром, вследствие чрезвычайно высоких вращательных моментов, которые должны передаваться, поводковые канавки подвержены такому износу, что срок службы инструментов значительно сокращается. Такой отказ вследствие износа поводковых канавок может происходить значительное время до того момента, когда произошел бы отказ вследствие обычного износа рабочих зон инструмента.
Выполнение поводковых канавок больших размеров для достижения большей поверхности контакта для передачи вращающего момента невозможно из-за того, что тогда поперечное сечение хвостовика становится слишком слабым и происходит преждевременный отказ инструмента именно вследствие ослабления поперечного сечения. Выполнение дальнейших поводковых канавок также невозможно из-за нехватки места, т.к. часть поверхности хвостовика уже занята аксиально закрытыми фиксирующими канавками, и дальнейшие меры изменения поверхности хвостовика привели бы к значительному ухудшению направления инструмента. Например, инструмент согласно заявке EP N 0355071 содержит хвостовик, поверхность которого снабжена тремя аксиально закрытыми фиксирующими канавками. Вследствие этого в данном известном решении имеется место лишь для одной единственной поводковой канавки, достаточной для инструментов с размером, принятом в прошлом, и дальнейшей поводковой канавки значительно меньшего размера, расположенной с обеих сторон в аксиальном направлении одной из фиксирующих канавок. Таким образом, в данном известном техническом решении величина передаваемого вращательного момента резко ограничена, а качество направления значительно ухудшено из-за фиксирующих канавок, занимающих значительную долю поверхности хвостовика.
В основу изобретения положена задача создать инструмент, обеспечивающий передачу и больших вращающих моментов без износа, в частности при взаимодействии с соответствующим гнездом.
Указанная задача согласно изобретению решается за счет того, что предусмотрена по меньшей мере одна продольная канавка, аксиально открытая в направлении свободного конца хвостовика и размещенная с обеспечением неодинакового расстояния по направлению окружности от смежных с обеих сторон поводковых канавок и с обеспечением положения внахлестку продольной канавки и фиксирующей канавки в своей аксиальной проекции с образованием плеча, отвернутого от задней торцевой поверхности.
Согласно изобретению, кроме поводковых канавок, аксиально открытых в направлении свободного конца хвостовика, для передачи вращающего момента имеется по меньшей мере одна продольная канавка, открытая в направлении свободного конца хвостовика. При этом продольная канавка размещена с обеспечением того, что она ни дополнительно ослабляет хвостовик инструмента, ни значительно уменьшает поверхность хвостовика, служащую для направления инструмента. Таким образом, в предлагаемом инструменте не ухудшается качество направления, хотя размер поверхности контакта, имеющейся для передачи вращающего момента, значительно увеличивается.
Благодаря предлагаемому положению аксиальной проекции фиксирующей и продольной канавок внахлестку образуется плечо, отвернутое от задней торцевой стороны и служащее для аксиальной фиксации при взаимодействии с соответствующими фиксирующими элементами гнезда. При этом под "фиксацией" в данном случае следует понимать вступление инструмента в контакт с гнездом, то есть их взаимное замыкание, необходимое для обеспечения надежного функционирования получаемого узла. Так как не требуется передачи значительных сил в аксиальном направлении, данное плечо совершенно достаточно для выполнения своей функции.
Предпочтительно предусмотрены две продольные канавки, аксиальные проекции которых расположены внахлестку с аксиальными проекциями двух фиксирующих канавок с образованием плеч, отвернутых от задней торцевой стороны. Благодаря этому дополнительно увеличивается общая контактная поверхность, служащая для передачи вращающего момента, без ослабления поперечного сечения хвостовика или значительного уменьшения поверхности хвостовика, служащей для направления инструмента.
Целесообразно обе продольные канавки и фиксирующие канавки, аксиальная проекция которых расположена внахлестку с аксиальной проекцией продольных канавок, расположить в основном диаметрально противоположно друг другу. Таким образом, достигается равномерное распределение сил и, кроме того, это выгодно при производстве инструмента, например, без снятия стружки, как, например, путем штамповки выдавливанием, потому что можно размещать прессы друг напротив друга.
С точки зрения нагрузки вследствие вращающего момента выгодно, если оси симметрии продольных канавок расположены под острым углом относительно осей симметрии фиксирующих канавок. Кроме этих преимуществ, такое размещение приводит к оптимальному пользованию теми участками аксиальных проекций, которые не расположены внахлестку, а именно, в качестве плеч для аксиальной фиксации инструмента. Угол может составлять в основном от 10 до 35o.
Достаточного увеличения общей поверхности контакта, служащей для передачи вращающего момента, достигают именно тогда, если длина продольных канавок с обеих сторон превышает длину фиксирующих канавок. Такой размер продольных канавок по их длине не приводит к дальнейшему ослаблению поперечного сечения хвостовика и, кроме того, содействует оптимальному направлению инструмента.
Ослабление поперечного сечения хвостовика предотвращается, в частности, тогда, если площадь аксиальной проекции продольных канавок меньше площади аксиальной проекции фиксирующих канавок. Такой размер также положительно сказывается на образовании плеч, служащих для аксиальной фиксации инструмента. В частности для предотвращения ослабления поперечного сечения хвостовика целесообразно размещение всей аксиальной проекции продольных канавок внутри аксиальной проекции фиксирующих канавок.
Целесообразно, чтобы кромки продольных и фиксирующих канавок, на которые после фиксации воздействует усилие вращающего момента, совпадали, благодаря чему не имеется перепадов в деформации, вредно сказывающихся на инструменте. Кроме того, такое выполнение выгодно при изготовлении инструмента с точки зрения упрощения используемых для этого устройств, срок службы которых повышается.
Оптимальной передачи вращающего момента достигают тогда, если по меньшей мере та боковая сторона продольных канавок, на которую после фиксации воздействует усилие вращающего момента, по меньшей мере участками расположена в основном радиально. При этом поперечное сечение продольной канавки может иметь любую форму, например форму трапеции или треугольника. Так как продольные канавки проходят через фиксирующие канавки, фиксирующие элементы входят в контакт и с продольными канавками. Для предотвращения образования содействующих износу кромок на переходах между продольными и фиксирующими канавками предпочтительно по меньшей мере та боковая поверхность продольных канавок, на которую после фиксации воздействует усилие вращающего момента, она выполнена прямой и образует касательную ко дну фиксирующих канавок, причем дно фиксирующих канавок выполнено по образцу дуги окружности.
Согласно дальнейшей форме выполнения изобретения та боковая поверхность продольных канавок, на которую после фиксации воздействует усилие вращающего момента, может быть выполнена выпуклой, а дно фиксирующих канавок выполнено по образцу дуги окружности, причем дуги продольных и фиксирующих канавок встречаются в области размещения внахлестку. И благодаря такому выполнению продольной канавки предотвращены перепады в форме, отрицательно сказывающиеся на инструменте.
Для предотвращения перепадов в форме боковая поверхность продольных канавок, на которую после фиксации воздействует усилие вращающего момента, может быть выполнена вогнутой, а дно фиксирующих канавок выполнено по образцу дуги окружности, причем дуги продольных и фиксирующих канавок перекрывают друг друга. Такое выполнение продольных канавок имеет преимущества относительно изготовления предлагаемого инструмента и снижения износа, а также в отношении внешнего вида хвостовика.
Как известно, изготовление предлагаемого инструмента можно осуществлять со снятием стружки или без снятия стружки, например путем выдавливания. В случае обработки со снятием стружки можно выполнять хвостовики с продольными канавками практически любого профиля. В случае изготовления предлагаемого инструмента без снятия стружки, например путем выдавливания, предпочтительно, чтобы боковая поверхность продольных канавок, расположенная напротив боковой поверхности, на которую после фиксации воздействует усилие вращающего момента, выполнялась прямой и образовывала положительный угол раствора с осью симметрии фиксирующих канавок. Благодаря этому не имеется затылочных мест, осложняющих подачу прессовых устройств.
В частности, с точки зрения размера продольных выступов, которыми снабжено гнездо и которые взаимодействуют с продольными канавками, предпочтительно боковую поверхность продольных канавок, расположенную напротив находящейся со стороны поводки боковой поверхности, выполнять выпуклой. При этом целесообразно выполнять обе боковые поверхности симметрично.
Для содействия прочности продольных выступов гнезда, взаимодействующих с продольными канавками, боковая поверхность продольных канавок, расположенная напротив находящейся той боковой поверхности, на которую после фиксации воздействует усилие вращающего момента, может также быть выполнена вогнутой. Это тоже позволяет симметрично выполнять продольные канавки и взаимодействующие с ними продольные выступы гнезда, когда обе боковые поверхности выполнены одинаковым образом вогнутыми.
Вышеописанный предлагаемый инструмент имеет то преимущество, что его можно устанавливать в известном гнезде, например в гнезде согласно патенту DE N 2551125. При этом, однако, не могут передаваться увеличенные вращающие моменты, т. к. продольные канавки не заработают. Предлагаемыми преимуществами, т. е. возможностью повышения передаваемого вращающего момента, можно пользоваться тогда, если предлагаемый инструмент устанавливают в гнезде с приемным отверстием, целесообразно снабженным по меньшей мере одним фиксирующим элементом, взаимодействующим с аксиально закрытыми фиксирующими канавками по меньшей мере двумя поводковыми выступами, взаимодействующими с поводковыми канавками, аксиально открытыми в направлении свободного конца хвостовика, и по меньшей мере одним продольным выступом, взаимодействующим с продольной канавкой, аксиально открытой в направлении свободного конца хвостовика, при этом аксиальная поверхность продольного выступа расположена внахлестку с аксиальной проекцией заходящего в приемное отверстие участка соответствующего фиксирующего элемента и расположено на неодинаковом расстоянии по окружности от смежных с обеих сторон поводковых выступов.
При этом гнездо предпочтительно снабжено двумя расположенными диаметрально друг напротив друга поводковыми выступами, так что передаваемый на инструмент вращательный момент распределен равномерно.
Для равномерного распределения передаваемого вращающего момента предпочтительно имеются два продольных выступа, расположенных диаметрально друг против друга. При этом целесообразно данные продольные выступы сместить относительно фиксирующих элементов так, чтобы их ось симметрии была расположена под острым углом относительно осей симметрии фиксирующих элементов.
Согласно предпочтительной форме выполнения предлагаемого гнезда по меньшей мере та боковая поверхность продольных выступов, на которую после фиксации воздействует усилие вращающего момента, выполнена выпуклой. В частности, с точки зрения изготовления гнезда симметричный профиль продольных выступов имеет определенные преимущества, так что согласно дальнейшей предпочтительной форме выполнения предлагаемого гнезда и боковая поверхность, расположенная напротив той боковой поверхности, на которую после фиксации воздействует усилие вращающего момента, выполнена выпуклой. При этом дуга и той боковой поверхности, на которую после фиксации воздействует усилие вращающего момента, и противоположной ей боковой поверхности могут при этом в основном соответствовать дуге фиксирующих элементов, предпочтительно выполненных в виде шариков или цилиндров.
На фиг. 1 представлен вид хвостовика предлагаемого инструмента; на фиг. 2 разрез через хвостовик согласно фиг. 1 по линии I I; на фиг. 3 вид хвостовика предлагаемого инструмента согласно другой форме выполнения; на фиг. 4 разрез через хвостовик согласно фиг. 3 по линии II II; на фиг. 5 вид хвостовика предлагаемого инструмента согласно дальнейшей форме выполнения; на фиг. 6 разрез через хвостовик согласно фиг. 5 по линии III III; на фиг. 7 продольный разрез через предлагаемое гнездо, схематический вид; на фиг. 8 - разрез через гнездо согласно фиг. 7 по линии IY IY; на фиг. 9, 10 и 11 - дальнейшие формы выполнения предлагаемого инструмента в разрезе.
Согласно фиг. 1 и 2 предлагаемый инструмент содержит хвостовик 1. Последний снабжен двумя поводковыми канавками 2, диаметрально расположенными друг против друга и аксиально открытыми в направлении свободного конца хвостовика 1. Кроме того, хвостовик 1 снабжен двумя аксиально закрытыми фиксирующими канавками 3, диаметрально расположенными друг против друга. Хвостовик 1 также снабжен продольной канавкой 4, с обеих сторон по длине превышающей одну из фиксирующих канавок 3, причем аксиальная проекция продольной канавки 4 расположена внутри аксиальной проекции одной из фиксирующих канавок 3. Та зона фиксирующей канавки 3, с которой аксиальная проекция продольной канавки 4 не расположена внахлестку, образует плечо 5.
Как показывает, в частности, фиг. 2, поперечное сечение продольной канавки 4 имеет в основном V-образную форму, причем боковая поверхность 6 продольной канавки 4, на которую после фиксации воздействует усилие вращающего момента, расположена в основном радиально и тангенциально относительно дна фиксирующей канавки 3. Кроме того, на фиг. 2 видно, что кромка 7 фиксирующей канавки 3 совпадает с кромкой 8 продольной канавки 4.
На фиг. 3 и 4 представлена другая форма выполнения предлагаемого инструмента. Согласно данной форме выполнения его хвостовик снабжен двумя расположенными диаметрально друг против друга продольными канавками 4 с боковыми поверхностями 6, на которые после фиксации воздействует усилие вращающего момента. Аксиальные проекции продольных канавок 4 расположены внахлестку с аксиальными проекциями фиксирующих канавок 3. И согласно данной форме выполнения длина продольных канавок 4 превышает длину фиксирующих канавок 3. Как, в частности, видно на фиг. 4, согласно данной форме выполнения оси симметрии L продольных канавок 4 расположены параллельно осям симметрии V фиксирующих канавок 3.
На фиг. 5 и 6 показана дальнейшая форма выполнения предлагаемого инструмента. В частности на фиг. 6 видно, что в данном случае продольные канавки 4 имеют в основном трапецеидальный профиль, причем оси симметрии L продольных канавок 4 расположены под острым углом α относительно осей симметрии V фиксирующих канавок 3. При этом боковые поверхности продольных канавок 4 выполнены так, что боковые поверхности 6, на которые после фиксации воздействует усилие вращающего момента, в основном образуют касательную относительно дна фиксирующих канавок 3, и боковые поверхности 9, расположенные напротив боковых поверхностей 6, на которые после фиксации воздействует усилие вращающего момента, проходят параллельно оси симметрии V фиксирующих канавок. Таким образом, угол раствора данных боковых поверхностей 9 относительно оси симметрии V фиксирующих канавок 3 равен 0o, т.е. он находится на уровне наиболее низкой величины положительного открывания.
Фиг. 6 дальше показывает, что кромки 8 продольных канавок 4 совпадают в кромками 7 фиксирующих канавок 3. Кроме того, на фиг. 6 видно, что аксиальная проекция продольных канавок 4 расположена внутри аксиальной проекции фиксирующих канавок 3, так что те зоны фиксирующих канавок 3, которые расположены внахлестку с продольными канавками 4, образуют плечи 5.
На фиг. 7 и 8 в упрощенном виде показана часть гнезда под инструмент, например инструмент согласно фиг. 5 и 6. Гнездо содержит направляющую 10, управляющую гильзу 11 и кожух 12. Направляющая 10 снабжена двумя расположенными диаметрально друг против друга поводковыми выступами 13 и двумя также расположенными диаметрально друг против друга продольными выступами 14. Согласно фиг. 5 и 6 поводковые выступы 13 взаимодействуют с поводковыми канавками 2, а продольные выступы 14 с продольными канавками 4. Для взаимодействия с фиксирующими канавками 3, например, в инструменте согласно фиг. 5 и 6 предназначены две расположенные диаметрально друг против друга фиксирующие элементы 15, выполненные в виде шариков. Данные фиксирующие элементы 15 установлены с возможностью радиального перемещения, причем для этого в направляющей 10 выполнены отверстия 16. При повороте или продольном перемещении управляющей гильзы 11 относительно направляющей 10 фиксирующие элементы 15 могут входить в известные, не показанные на чертеже выемки, вследствие чего они выходят из внутренней полости направляющей 10 и одновременно из фиксирующих канавок 3 инструмента согласно фиг. 5 и 6 и освобождают хвостовик 1 для вынимания инструмента из гнезда.
На фиг. 9 11 показаны дальнейшие формы выполнения предлагаемого инструмента, содержащего хвостовик 1, снабженный расположенными диаметрально друг против друга поводковыми канавками 2 и также расположенными диаметрально друг против друга фиксирующими канавками 3.
Согласно фиг. 9 хвостовик 1 снабжен продольными канавками 4, причем те боковые поверхности 6 данных продольных канавок 4, на которые после фиксации воздействует усилие вращающего момента, выполнены выпуклыми. Кроме того, на фиг. 9 видно, что дно фиксирующих канавок 3 выполнено по образцу дуги окружности, причем продольные канавки 4 и фиксирующие канавки 3 расположены так, что их дуги встречаются.
На фиг. 9 дальше видно, что те зоны, которые не расположены внахлестку, образуют плечи 5. Кроме того, видно, что боковая поверхность 9 продольных канавок 4, расположенная напротив той боковой поверхности 6, на которую после фиксации воздействует усилие вращающего момента, выполнена прямой под положительным углом раствора b относительно оси симметрии V фиксирующих канавок 3. Данный угол b может составлять, например, от 2 до 10o.
Согласно представленной на фиг. 10 форме выполнения хвостовик 1 снабжен продольными канавками 4, причем та боковая поверхность 6 продольных канавок 4, на которую после фиксации воздействует усилие вращающего момента, аналогично фиг. 9 выполнена выпуклой. Кроме того, и боковая поверхность 9 продольных канавок 4, расположенная напротив боковой поверхности 6, также выполнена выпуклой, а именно, аналогично боковой поверхности 6. И в данном случае в тех зонах, которые не расположены внахлестку, образованы плечи 5.
Согласно представленной на фиг. 11 форме выполнения продольные канавки 4, которыми снабжен хвостовик 1, имеют вогнутые боковые поверхности 6, 9. Благодаря этому продольные канавки 4 выполнены симметричными, а их ось симметрии L расположена под острым углом a относительно оси симметрии V фиксирующих канавок 3.
В частности, на фиг. 11 видно, что боковая поверхность 6, на которую после фиксации воздействует усилие момента, изогнута таким образом, как и дно фиксирующих канавок 3. Благодаря этому кромки 7 фиксирующих канавок 3 совпадают с кромками 8 продольных канавок. И согласно представленной на фиг. 11 форме выполнения изобретения не расположенные внахлестку зоны продольных 4 и поводковых 3 канавок образуют плечи 5.
Реферат
Объектом изобретения является инструмент, предназначенный для вставки в гнездо к ручным аппаратам для долбления и/или ударного бурения, содержащий хвостовик, снабженный по меньшей мере одной аксиально закрытой фиксирующей канавкой и по меньшей мере двумя поводковыми канавками, аксиально открытыми в направлении свободного конца хвостовика, при этом предусмотрена по меньшей мере одна продольная канавка, аксиально открытая в направлении свободного конца хвостовика и размещенная с обеспечением неодинакового расстояния по направлению окружности от смежных с обеих сторон поводковых канавок и с обеспечением положения внахлестку продольной канавки и фиксирующей канавки в своей аксиальной проекции с образованием плеча, отвернутого от задней торцевой поверхности. Дальнейшим объектом изобретения является гнездо под инструмент. 19 з.п. ф-лы, 11 ил.
