JP2000501031A - 穿孔運転および/または打撃運転を行う電気的な機械に用いられる挿入工具および工具ホルダ - Google Patents
穿孔運転および/または打撃運転を行う電気的な機械に用いられる挿入工具および工具ホルダInfo
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Abstract
(57)【要約】
穿孔機械、特にドリルハンマに用いられる挿入工具および工具ホルダにおいて、挿入工具の工具シャンク11のコア横断面1に沿って複数の長手方向ウェブ6が設けられており、これらの長手方向ウェブ6が、軸方向のガイド、回転力伝達ならびに工具ホルダの工具収容部における係止を引き受ける。
Description
【発明の詳細な説明】
穿孔運転および/または打撃運転
を行う電気的な機械に用いられる
挿入工具および工具ホルダ
背景技術
本発明は、請求項1の上位概念部に記載の形式の挿入工具および工具ホルダか
ら出発する。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第4317273号明細書に基づき、挿入工具
の回転連行部を改良するための構成が既に公知である。この公知の構成では、工
具シャンクに設けられた回転連行溝に対して付加的に工具シャンクの周面にさら
に回転連行条片が配置されている。これにより、たしかに回転連行面は増大し、
ひいては摩耗も減じられるが、しかし回転連行溝と係止凹部によって工具シャン
クのコア横断面が弱められているので、打撃運転時では機械の打撃ピンから工具
シャンクへ導入される衝撃波が工具先端部へ最適に案内されなくなる。さらに、
回転連行溝の底部にはノッチ効果が発生する。大きな回転負荷が生じたり、もし
くははつり工具がひっかかりを起こして跳ね返り衝撃が生じた場合には、このノ
ッチ効果により、シャンクの破壊が生じる恐れがある。したがって、このような
公知の構成は比較的軽量な機械や比較的軽量な挿入工
具のためにしか十分に安定的でかつ耐摩耗性とならない。
さらにスイス国特許第429630号明細書に基づき、大きな穿孔器具のため
に、穿孔ロッドの端部に挿入工具として設けられた打撃穿孔へッドが公知である
。この公知の挿入工具の工具シャンクはスプライン軸として形成されているが、
しかし軸方向係止のためには、穿孔ヘッドホルダに挿入された係止体を収容する
ための円の弦状の切欠きが設けられており、このような切欠きがシャンクのコア
を弱めている。この公知の構成に基づき、やはり穿孔へッドは弱められ、かつ運
転時の衝撃波も損なわれる。
本発明の構成では、中量クラスの機械のために、高い打撃強度を有し、しかも
僅かな摩耗しか生じないような挿入工具および工具ホルダを構成することが目標
とされる。
発明の利点
このことは本発明による挿入工具に関する請求項1の特徴部に記載の構成によ
って達成される。本発明によれば、打撃ピンからシール・ガイド範囲を介して差
込みシャンクのコア横断面およびドリルビットコアもしくははつりビット直径に
まで到るほぼ一定のシステム横断面により、スムーズでかつ最適の衝撃伝播が可
能となるという利点が得られる。このシステム横断面はいかなる個所でも減じら
れたり、弱められたりしな
い。システム横断面は場合によっては機械に設けられた打撃体つばによって、あ
るいは差込みシャンクに設けられた長手方向ウェブによって、場合によってはシ
ール・ガイド範囲によって、あるいはドリル螺旋体によって単に拡張されるに過
ぎない。この場合、長手方向ウェブは回転連行、跳ね返り衝撃発生時もしくは工
具のひっかかり発生時の相対回動防止ならびに軸方向係止の役目を引き受ける。
このような構造に基づき、規定された打撃ピン直径を有する既存の機械におい
て、著しく高められた強度および適当な摩耗特性を有する挿入工具の差込みシャ
ンクを実現することができる。
挿入工具の差込みシャンクの範囲における円形のコア横断面はできるだけ良好
なセンタリングを保証する。このセンタリングは、たとえばはつり作業における
できるだけ純然な軸方向の運動を実施し、かつ衝撃の伝播を調整するための前提
条件である。このような軸方向の運動および衝撃伝播調整は、最適の作業進行、
ひいては最小の衝撃損失および撓みを達成するための前提条件となる。撓み負荷
を回避することは、第1に破断危険を減少させ、第2に騒音発生を減少させる。
請求項2以下に記載の構成により、請求項1に記載の構成の有利な改良が可能
となる。すなわち、特に打撃ピンから挿入工具への移行範囲におけるできるだけ
一定のシステム横断面は、衝撃波のスムーズな伝播の
ために特に有利である。したがって工具シャンクの後端部には、衝撃を最適に導
入するための工具シャンクの純然たるコア横断面を有する区分が設けられており
、その後に回転連行のための長手方向ウェブを備えた範囲が続いている。この後
側の区分は衝撃波のための導入機能の他にシャンクガイドを引き受けるためにも
有利である。さらにこの区分を種々異なる長さに形成されるか、または完全に除
去することもできる。その場合、この区分は、打撃運転のためには不適当な挿入
工具をコード化するために役立つ。短くされた後側の区分または除去された後側
の区分により、機械の打撃ピンはもはや挿入工具のシャンクには衝突しなくなる
ことが確保される。
コア横断面と長手方向ウェブもしくはシール・ガイド範囲との間での緩やかな
移行部、たとえば曲率半径または凹面状の形状を描く移行部により、衝撃はでき
るだけスムーズに伝播する。
工具収容部と工具シャンクとの間での軸方向係止および回転力伝達、という2
つの機能は、直列の配置形式において単に1つの係止エレメントによって実現す
ることができる。すなわち、このためには場合によっては、前側の端面を有する
1つの長手方向ウェブしか必要とされない。この係止エレメントは周面において
複数個使用することもでき、これにより挿入工具を複数の所定の位置で、係止可
能な1つの係止体しか備え
ていない工具ホルダ内に挿入することができるようになる。この場合、これらの
2つの機能は軸方向で相前後して配置されている。しかし、軸方向係止および回
転力伝達の2つの機能はシャンク周面に相並んで配置されてもよい。この場合に
は、1つの長手方向ウェブに設けられた係止切欠きに並んで、もしくは短くされ
た1つの長手方向ウェブに並んで、係止切欠きを有しない長手方向ウェブが両側
で隣接して位置している。これによって両機能を軸方向の短い区分に収納するこ
とができる。
長手方向ウェブおよび係止エレメントの直列配置と並列配置とを組み合わせる
ことにより、差込みシャンクを最適に利用した、スペース節約型の機能配置が可
能となる。短い方のウェブは工具シャンクの同じ軸方向区分において軸方向係止
を可能にし、それに対して、短い方のウェブに直接隣接する長い方のウェブは、
相応して大きな側面面積を有していて、回転力伝達を引き受ける。シール・ガイ
ド範囲にまで一貫して延びる長手方向ウェブは挿入工具のガイドや衝撃伝播を助
成し、さらに過比例的に断面二次モーメントもしくは抵抗モーメントを助成し、
ひいては工具シャンクの破断防止性を助成する。軸方向係止機能とトルク伝達機
能の組合せの配置が、比較的小さな周面区分において選択されると、この組合せ
を全周にわたって比較的高い頻度で反復させることができる。これにより、工具
収容部に工具シャンクを差し込むための適正な位置決めを得るために最大限必要
とされる小さな回動角度が達成される。摩耗を最適化するためには、長手方向ウ
ェブの幅が各長手方向ウェブの間に位置する溝もしくは間隙と比較してほぼ同じ
大きさに分配されるように配慮されると望ましい。これにより、挿入工具と工具
ホルダとは均一に負荷されるようになり、挿入工具および工具ホルダの摩耗も減
じられる。
請求項13に記載の工具ホルダにおいては、収容スリーブの前側のシール・ガ
イド範囲の背後で2つの長手方向条片の間に係止体が配置されているので、この
係止体は工具シャンクのコア横断面には係合しないという利点が得られる。さら
に、機械の打撃ピンが挿入工具のシャンク後端部に対して最適にガイドされ、こ
れによって衝撃波をできるだけスムーズに工具先端部にまで伝播させることがで
きる、という利点も得られる。工具ホルダに設けられた収容孔の後側の区分に打
撃ピンとシャンク後端部とが収容されることに基づき、挿入工具および工具ホル
ダのためには、請求項16に記載されているように工具ホルダの打撃ピンとシャ
ンク後端部と、挿入工具のコア横断面と、挿入工具のドリルビットコアもしくは
はつりビット直径とが、ほぼ一定のシステム横断面を有しているような差込みシ
ステムが得られるので有利である。
図面
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。第1図は第1実施例と
して、一貫して延びるコア横断面を備えた挿入工具を示しており、第2図は第2
実施例として穿孔用の挿入工具を示しており、第3図は第3実施例としてはつり
用の挿入工具を示しており、第4図〜第11図はさらに別の実施例として挿入工
具のシャンク後端部を示しており、第12図は第13図に示した工具ホルダのた
めに適した工具シャンクを示している。
実施例の説明
第1図には第1実施例として、穿孔機械または特にドリルハンマにおける差込
みシャンクとして働く工具シャンク11を備えた挿入工具2として形成された打
撃穿孔ドリルが示されている。工具シャンク11には複数の長手方向ウェブ6が
設けられている。これらの長手方向ウェブ6は軸方向のガイドと、回転力伝達と
、工具に跳ね返り衝撃またはひっかかりが発生した際の相対回動防止と、軸方向
の係止とを引き受ける。回転連行もしくは相対回動防止は機械の工具ホルダ(第
13図)を介して行われ、打撃は打撃ピン24によって実施される。この打撃ピ
ン24は機械に設けられた、駆動されるスピンドルスリーブ内で往復運動させら
れる。打撃ピン24は第1図では別個に図示されている。工具シャンク11はシ
ャンク終端部にまで達する、弱められていないコア横断面1を有しており、この
コア横断面1は有利には10mmの直径を有している。コア横断面1は機械に設
けられた打撃ピン24と、シール・ガイド範囲4と、ドリルビットコア5とのほ
ぼ同じ横断面と共にほぼ一定のシステム横断面を形成している。コア横断面1に
は4つの長手方向ウェブ6が均一に分配されて配置されている。円セグメントと
して形成されたウェブ外側輪郭7は14mmの直径を有していると有利である。
各長手方向ウェブ6のウェブ側面12は互いに接近する方向に傾けられて延びて
いるので、長手方向ウェブ6は基部に向かって徐々に広幅になっている。このこ
とは非切削加工による製造において容易な離型を可能にする。ウェブ側面12お
よびウェブ端面8の形状はたとえば凹面状に湾曲させられているので、コア横断
面から長手方向ウェブ6による拡張部への緩やかな移行が達成される。ウェブ側
面12およびウェブ端面8から外側輪郭への移行部は丸く面取りされているか、
または尖ったエッジを成していてもよい。1つのウェブ側面から間隙15を介し
て次のウェブ側面に移行する際の形状は円形もしくは凹面状に形成されている。
この場合、互いに隣接した長手方向ウェブ6のウェブ側面12同士は、コア横断
面1にまで達した凹面状の範囲14を介して互いに接続されている。この挿入工
具2は作業範囲に向かってシール・ガイド範囲4を有している。最適な衝撃経過
を得るために、このシール・ガイド範囲4はコア横
断面1と同じ直径を有している。長手方向ウェブ6は工具シャンク11の軸方向
に延びている。これらの長手方向ウェブ6はシャンク後端部に向かって、斜めに
延びかつ丸く面取りされた後側の端面8bを有していて、さらに工具先端部に向
かって凹面状に延びる前側の端面8aを有している。この前側の端面8aは工具
シャンク11を軸方向で係止する目的で、穿孔機械の第13図に示した工具ホル
ダ内に係止可能な係止体を係合させるために働く。係止体によって許される工具
シャンク11の軸方向運動のためには範囲13が設けられており、この範囲13
には工具先端部に向かってシール・ガイド範囲4が続いている。この場合、図示
の実施例ではシール・ガイド範囲4と範囲13とがコア横断面1を有している。
長手方向ウェブ6はシャンク後端部の手前でコア横断面1に移行しているので、
シャンク後端部は工具シャンク11のコア横断面1を有する円筒状の区分3を形
成している。周面に均一に分配された4つの同じ長手方向ウェブ6が、凹面状に
傾けられた前側の端面8aを有していることに基づき、工具シャンク11はそれ
ぞれ90゜だけずらされた4つの位置において機械の工具ホルダ内に挿入可能で
かつ係止可能となる。
第2図には打撃ドリルの別の実施例が示されており、この場合、シール・ガイ
ド範囲4の直径はコア横断面1の直径よりも大きく形成されていて、しかも長手
方向ウェブ6の外径と同じ大きさに形成されている。2つの互いに向かい合って
位置する長手方向ウェブ6に凹面状の前側の端面8aを形成するためには、これ
ら2つの長手方向ウェブ6が、コア横断面1にまで達する長手方向切欠き13を
備えている。この長手方向切欠き13には機械の工具ホルダに設けられた係止体
を軸方向で摺動可能に係合させることができる。このためには別の2つの長手方
向ウェブ6が90゜だけずらされて配置されている。これら2つの長手方向ウェ
ブ6は軸方向係止のための長手方向切欠きを有しておらず、工具シャンク11の
シール・ガイド範囲4に直接移行している。このような構成では、互いに隣接し
合う長手方向ウェブ6が互いに異なる幅を有しており、各長手方向ウェブ6の間
の長手方向溝として形成された隣接した間隙15は互いに異なるずれ量を有して
いる。すなわち、幅の小さい方の2つの長手方向ウェブ6と、隣接した間隙15
の中心との間の角度αは、均一に分配された場合に得られる45゜ではなく、5
0゜である。この場合には全ての長手方向ウェブ6が係止機能を有しているわけ
ではないので、各長手方向ウェブ6の間の間隙のずれ量を互いに異ならせること
により、誤係止、つまり中断されていない方の長手方向ウェブ6が工具ホルダに
おいて第13図に示した係止体を備えた長手方向溝内に誤って係合してしまうこ
とは阻止される。
第3図には挿入工具として、はつり用工具が示されている。このはつり用工具
では、長手方向ウェブ6とシャンク後端部3とが第1図に示した工具シャンクと
同様に形成されている。しかし第3図の実施例では、工具シャンク11のシール
・ガイド範囲4がコア横断面1よりも大きく形成されており、このシール・ガイ
ド範囲4と長手方向ウェブ6との間には、工具シャンク11の全周にわたって、
係止体を係合させるための、コア横断面1にまで減じられた範囲13が設けられ
ている。
第4図にはさらに別の実施例が示されており、この場合、挿入工具の工具シャ
ンク11に設けられた長手方向ウェブ6は、第2図に示した長手方向ウェブ6と
同様に形成されているが、ただし第4図の実施例では上側の長手方向ウェブ6だ
けが、係止体を係合させるための長手方向切欠き13を有している。したがって
、この工具シャンク11は1つの位置でのみ、第13図に示した係止体を備えた
工具ホルダに挿入され得る。
第5図に示したさらに別の実施例では、工具シャンクが第1図の実施例の場合
とほぼ同様に形成されているが、ただし第5図の実施例では、同一幅を有する4
つの長手方向ウェブ6のうちの2つが別の2つの長手方向ウェブ6よりも長尺に
形成されていて、シール・ガイド範囲4においてはじめてコア横断面1に移行し
ている。したがって、この工具シャンク11は180゜だけ互いにずらされた位
置においてのみ工具収容部に挿入され得る。
第6図に示したさらに別の実施例では、工具シャンク11が2つの長手方向ウ
ェブ6しか備えていない。両長手方向ウェブ6は互いに180゜だけずらされて
工具シャンク11のコア横断面1に配置されている。
第7図に示したさらに別の実施例では、工具シャンク11が第2図に示した実
施例の場合とほぼ同様に形成されているが、ただし第7図の実施例では、互いに
向かい合って位置する2つの、幅の広い方の長手方向ウェブ6のそれぞれ中央に
軸方向係止のための長手方向切欠き13が設けられている。
第8図に示したさらに別の実施例では、工具シャンク11が第3図の実施例の
場合と同様に形成されているが、ただし第8図の実施例では、長手方向ウェブ6
の後端部がそれぞれくさび状に形成されており、これにより対応する工具収容部
内への導入が容易になる。さらに第8図の実施例では、シール・ガイド範囲4の
直径がコア横断面1の直径よりも大きく形成されているが、ただし長手方向ウェ
ブ6の外径ほどは大きくない。
第9図に示した工具シャンク11ではコア横断面1に、軸方向係止のための各
1つの長手方向切欠き13を備えた、互いに向かい合って位置する位置する2つ
の同じ長手方向ウェブ6が設けられている。さらに、コア横断面1にはこれらの
長手方向ウェブ6に対してずらされて、別の長手方向ウェブ6の互いに向かい合
って位置する各2つのペア6aが配置されている。この場合、両ぺア6aは各1
つの台形の長手方向溝16によって互いに分離されている。シール・ガイド範囲
4はこの場合、第8図の実施例の場合と同様に、コア横断面の直径と長手方向ウ
ェブ6の外径との間にある直径を有している。
第10図に示した実施例では、工具シャンク11の後端部に設けられた後側の
区分3だけがコア横断面1を形成しており、それに対してシール・ガイド範囲や
、各長手方向ウェブ6の間の工具シャンク範囲は、コア横断面1よりも大きな直
径を有している。機械に設けられた工具収容部内での挿入工具のガイドは、工具
シャンクの全軸方向長さにわたって行うことができる。この工具シャンクが型に
より(非切削加工により)製造される場合、ガイドのための後側の区分3を除い
て素材料の直径が維持される。長手方向ウェブ6は、長手方向凹部15aをコア
横断面1の直径にまで押込み成形することによって長手方向凹部15aの両側に
材料を押しのけることにより形成される。工具シャンクをシールしかつガイドす
るためのシール・ガイド範囲4のジオメトリはこの製造方法によって変化させら
れることはない。したがってシール・ガイド範囲4は
基準となる初期許容誤差を維持する。回転力伝達および係止のための長手方向ウ
ェブ6を備えた工具シャンクの中間範囲だけが変化させられる。
型による製造は、第8図および第9図に示した工具シャンクにおいても可能で
ある。なぜならば、第8図および第9図の長手方向ウェブは、プレス工具から離
型され得るように形成されているからである。すなわち、長手方向ウェブの側面
が離型用斜面を有しており、しかも長手方向ウェブの端部がアンダカット部を有
しないからである。この場合、長手方向ウェブは、工具シャンクが成形加工時に
おけるそのピッチに応じてプレス工具に対して相対的に回動させられて加工され
得るように、すなわち1つの工具型が工具シャンクの周面に沿って分割頻度に応
じた、つまりピッチ数に応じた回数だけ、つまり第8図の実施例では4回、第9
図および第10図の実施例では各シャンク半部につきそれぞれ1回転写されるよ
うに形成されている。オーバフロー部または離型縁部は工具シャンクにおいて、
軸方向のガイドおよび回転力伝達ならびに係止のための機能範囲に位置するので
はなく、これらの機能範囲の間の間隙15に位置する。長手方向ウェブ6の間の
間隙は、シール・ガイド範囲4において不変に維持される素材料直径よりも内側
に位置しており、材料押しのけによって形成された長手方向ウェブ6はこの素材
料直径よりも外側に位置している。第1図〜第7図に
示した工具シャンクを型なしの切削加工により製造する場合には、素材料直径か
ら出発して長手方向ウェブ6の間の全ての間隙15と係止範囲13とを、ならい
フライス工具によって形成することができる。
第11図に示した実施例では第7図に示した実施例を変化させた形で、長手方
向ウェブ6の横断面が対称的に形成されているのではなく、長手方向ウェブ6が
非対称的な横断面を有している。長手方向ウェブ6の回転連行のために働く方の
側面12aはこの場合、ほぼ半径方向に延びるように形成されているが、それに
対して回転連行部によって負荷されない方の後側の側面12bは円の弦状に延び
ている。これにより、各長手方向ウェブ6の間の間隙15はくさび状に形成され
ており、この場合、半径方向に延びる側面12aは回転連行モーメントを最適に
受け止めることができるようになり、この半径方向の側面12aに対してほぼ直
角に延びる、それぞれ隣接した長手方向ウェブの後側の側面12bは、側面12
aよりも著しく大きな面積を有することになり、これにより場合によっては、は
つり工具がひっかかった場合に生じる跳ね返り衝撃を一層良好に吸収することが
できるようになる。これら2つの側面の間の移行部は尖ったエッジ状に形成され
ているか、または丸く面取りされていてよい。このような非対称的な側面形状に
基づき、工具シャンク11の各長手方向ウェブ6の間隙15に係合する、工具ホ
ルダに設けられた長手方向条片のために、くさび状の横断面が可能となることに
より、このような非対称的な側面形状はトルク伝達の機能を助成する。これによ
ってさらに、工具が衝撃に対して付加的にトルク伝達によって負荷される場合に
工具のひっかかりが生じることも阻止される。さらに、非対称的な側面形状に基
づき、くさび状の間隙15が、汎用の正方形のリバーシブル切削プレートを備え
た平フライス(Walzenfraeser)の使用を可能にすることにより、
工具シャンクの経済的な製作も可能となる。非対称的な長手方向ウェブ6は機械
の右回転に合わせて設計されていて、かつ右回転に合わせて最適化されている。
場合によっては、穿孔された孔から挿入工具を取り出す場合にのみ、逆の回転方
向が必要となる。
第12図に示した実施例では、第13図に示した工具ホルダ20内に取り付け
るための工具シャンク11が示されている。挿入工具2の工具シャンクは長手方
向ウェブ6の構成に関しては第9図に示した実施例に相当しているが、ただしこ
の場合、シール・ガイド範囲4は、長手方向ウェブ6の外径に等しい直径を有し
ている。
第13図には、第12図に示した工具シャンクを収容するための工具ホルダ2
0の縦断面図および横断面図が示されている。この工具ホルダ20は収容スリー
ブ21を備えた管状の工具収容部を有している。工具
収容部の前側の範囲の孔直径は工具シャンク11のシール・ガイド範囲4の直径
に相当している。工具収容部の中央の範囲では工具収容部が、工具シャンク11
の長手方向ウェブ6の範囲の成形横断面に対応して、第13図のb)に認められ
る差込み横断面を有している。工具収容部のこの範囲では、収容スリーブ21の
内径が長手方向条片25の高さ分だけ減じられる。これらの長手方向条片25は
トルク伝達の目的で内方に向かって、工具シャンクに設けられた長手方向溝16
と、各長手方向ウェブ6のウェブ側面の間の間隙15とに突入する。これらの長
手方向条片25の間の内側寸法により、工具シャンク11のコア直径にほぼ相当
する内径22が形成される。これらの長手方向条片25はトルク伝達機能を果た
すために必要となり、かつ軸方向ガイドのためにも働く。長手方向条片25の長
さは、トルク伝達のための十分な面積が提供されるように設定されている。長手
方向条片25は前方に向かって係止範囲にまで延びている。挿入工具を軸方向で
係止するためには、前側の範囲において2つの長手方向条片25の間に係止体、
たとえば球体23が、収容スリーブに設けられた開口に挿入される。この球体2
3は、工具シャンクが導入されると半径方向外側に向かって移動し得るようにな
り、引き続きばね力によって係止され得る。しかし工具シャンクを取り外すため
には、係止体が手で解除されなければならない。この
ことは、球体23を係止位置に押圧しているばね28のばね力に抗して、リング
27を備えた操作スリーブ26を引き戻すことによって行われる。工具収容部に
設けられた長手方向条片25の間には、それぞれ溝が設けられており、これらの
溝は工具収容部の後側の区分において、打撃ピン24のためのガイド範囲の始端
部にまで延びている。この範囲には、工具ホルダ20に挿入された工具シャンク
11の後側の区分3も案内される。この範囲はほぼコア横断面の直径を有してお
り、この直径は打撃ピン24の直径とも合致する。しかし挿入工具は主として収
容スリーブ21の前側の範囲で案内される。この前側の範囲では、汚れ等に対す
るシールのためにも工具ホルダ20にシールリップ29が取り付けられている。
工具ホルダ20は機械の駆動スピンドル33に取外し可能に固定されている。
工具ホルダ20の取外し時では、組付けスリーブ30を前方へ引っ張ることによ
って係止球体32が外方に向かって位置固定リング31の背後へ移動し得るよう
になり、これによって工具ホルダとの係止を解除することができる。工具ホルダ
20を駆動スピンドル33に押し被せる場合には、自動的な係止が行われる。挿
入時にはまず工具ホルダ20が係止球体32に到達し、それから位置固定リング
31が係止球体32に到達するので、係止球体32は外方に向かって係止解除位
置へ運動する。この係止解
除位置において、引き続き工具ホルダ20がさらに押し被されると、係止球体3
2は位置固定リング31を押し戻し、その後でこの係止球体は、工具収容部の外
周面に設けられた所定のざる底球面において再び内方に向かって移動して、この
ざる底球面に係合する。そのときに位置固定リング31はばね力によって係止球
体32に乗り上げ、こうして駆動スピンドルにおける工具ホルダの装着を確保す
る。操作スリーブ26と組付けスリーブ30とは、自由に回転することができる
ので、操作スリーブ26と組付けスリーブ30は運転中に縁部に触れられると、
工具ホルダが回転しているにもかかわらず停止したままとなる。このことは使用
者のための一層高い安全性を意味する。なぜならば、これによって機械が反動モ
ーメントを吸収しなくなるからである。
第13図に示した工具ホルダに挿入される第12図に示した工具シャンクでは
、本発明による差込みシステムが得られる。この場合、工具ホルダ20に設けら
れた打撃ピン24と、シャンク終端部3と、コア横断面1と、挿入工具2のドリ
ルビットコア5もしくははつりビット直径とが、ほぼ一定のシステム横断面を有
している。
しかし、本発明は図示の実施例に限定されるものではない。なぜならば、図示
の実施例とは異なる変化実施例も、請求項15に記載した、差込み工具のための
差込みシステムに関する本発明の思想から逸脱しないからである。すなわち、た
とえば工具シャンクに設けられたウェブ側面は半径方向に形成されているか、ま
たは互いに非対称的に形成されていてもよい。長手方向ウェブは、たとえばくさ
び体、1/4円体または半円体を成していてよい。また、長手方向ウェブは軸線
に対して斜めに延びていてもよい。また、軸方向で複数の長手方向ウェブが相前
後して配置されているか、または互いにずらされて配置されていてもよい。軸方
向係止のために長手方向ウェブに設けられた長手方向切欠きは、必ずしもコア横
断面にまで案内されている必要はない。シール・ガイド範囲は長手方向ウェブの
外側輪郭よりも大きな直径を有していてもよい。シャンク後端部3の長さを種々
に異ならせることにより、挿入工具のコード化を行うこともできる。シール・ガ
イド範囲および長手方向ウェブの、コア横断面への減径部は円錐状または凹面状
に延びていてもよい。長手方向ウェブが長手方向溝を備えているか、または長手
方向ウェブの間隙が別のウェブを備えていてもよい。機械の打撃ピン直径が工具
シャンクのコア横断面よりも小さい場合には、工具シャンクの端面側の横断面が
打撃ピンの横断面に等しくなるようにシャンク後端部に円錐状の減径部を設ける
ことができる。長手方向ウェブ6が十分な幅を有している場合、軸方向係止のた
めの長手方向切欠き13が長手方向ウェブの全幅にわ
たって延びているのではなく、幅の一部にわたってのみ延びていると有利である
。これにより、長手方向ウェブの少なくともトルク伝達側の側面が長手方向切欠
きの範囲にも維持されることを達成することができる。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1997年4月24日(1994.4.24)
【補正内容】
明 細 書
穿孔運転および/または打撃運転
を行う電気的な機械に用いられる
挿入工具および工具ホルダ
背景技術
本発明は、請求項1の上位概念部に記載の形式の挿入工具および工具ホルダか
ら出発する。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第4317273号明細書に基づき、挿入工具
の回転連行部を改良するための構成が既に公知である。この公知の構成では、工
具シャンクに設けられた回転連行溝に対して付加的に工具シャンクの周面にさら
に回転連行条片が配置されている。これにより、たしかに回転連行面は増大し、
ひいては摩耗も減じられるが、しかし回転連行溝と係止凹部によって工具シャン
クのコア横断面が弱められているので、打撃運転時では機械の打撃ピンから工具
シャンクヘ導入される衝撃波が工具先端部へ最適に案内されなくなる。さらに、
回転連行溝の底部にはノッチ効果が発生する。大きな回転負荷が生じたり、もし
くははつり工具がひっかかりを起こして跳ね返り衝撃が生じた場合には、このノ
ッチ効果により、シャンクの破壊が生じる恐れがある。したがって、このような
公知の構成は比較的軽量な機械や比較的軽量な挿入工
具のためにしか十分に安定的でかつ耐摩耗性とならない。
さらにスイス国特許第429630号明細書に基づき、大きな穿孔器具のため
に、穿孔ロッドの端部に挿入工具として設けられた打撃穿孔へッドが公知である
。この公知の挿入工具の工具シャンクはスプライン軸として形成されているが、
しかし軸方向係止のためには、穿孔へッドホルダに挿入された係止体を収容する
ための円の弦状の切欠きが設けられており、このような切欠きがシャンクのコア
を弱めている。この公知の構成に基づき、やはりコア横断面は弱められ、かつ運
転時の衝撃波も損なわれる。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第3606331号明細書に基づき、挿入工具
のシャンクが、シャンク端部に配置されかつ直径方向で互いに向かい合って位置
する、軸方向に延びる2つの回転連行条片を備えていることが公知である。両回
転連行条片は工具機械に設けられた工具収容部において、収容スリーブに設けら
れた軸方向に延びかつ直径方向で互いに向かい合って位置する2つの回転連行溝
と協働する。収容スリーブには係止体が半径方向に運動可能に配置されており、
この場合、工具シャンクは軸方向で係止されて引出し防止される。工具シャンク
は、回転連行条片の数に対応する複数の位置で工具収容部に押し込むことができ
る。この公知の構成では、軸方向係止部が回転連行条
片の背後に配置されているので、比較的短い回転連行条片しか形成することがで
きない。このことは、このような回転連行部の摩耗や負荷の点で極めて不都合で
ある。しかし、工具の安定性を高める目的で、周面に均一に分配されかつ軸方向
で延長された別の回転連行条片を配置すると、誤係止の危険が生ぜしめられる。
本発明の構成では、中量クラスの機械のために、高い打撃強度を有し、しかも
僅かな摩耗しか生じないような挿入工具および工具ホルダを構成し、かつ誤係止
を防止することが目標とされる。
発明の利点
このことは本発明による挿入工具に関する請求項1の特徴部に記載の構成によ
って達成される。本発明によれば、打撃ピンからシール・ガイド範囲を介して差
込みシャンクのコア横断面およびドリルビットコアもしくははつりビット直径に
まで到る、弱められていないシステム横断面により、スムーズでかつ最適の衝撃
伝播が可能となるという利点が得られる。このシステム横断面はいかなる個所で
も減じられたり、弱められたりしない。システム横断面は場合によっては機械に
設けられた打撃体つばによって、あるいは差込みシャンクに設けられた長手方向
ウェブによって、場合によってはシール・ガイド範囲によって、あるいはドリル
螺旋体によって単に拡張されるに過ぎない。この場合、長手方向ウェブは回転連
行、跳ね返り衝撃発生時も
しくは工具のひっかかり発生時の相対回動防止ならびに軸方向係止の役目を引き
受ける。
このような構造に基づき、規定された打撃ピン直径を有する既存の機械におい
て、高い強度および適当な摩耗特性を有する挿入工具の差込みシャンクを実現す
ることができる。
挿入工具の差込みシャンクの範囲における円形のコア横断面はできるだけ良好
なセンタリングを保証する。このセンタリングは、たとえばはつり作業における
できるだけ純然な軸方向の運動を実施し、かつ衝撃の伝播を調整するための前提
条件である。このような軸方向の運動および衝撃伝播調整は、最適の作業進行、
ひいては最小の衝撃損失および撓みを達成するための前提条件となる。撓み負荷
を回避することは、第1に破断危険を減少させ、第2に騒音発生を減少させる。
請求項2以下に記載の構成により、請求項1に記載の構成の有利な改良が可能
となる。すなわち、特に打撃ピンから挿入工具への移行範囲におけるできるだけ
一定のシステム横断面は、衝撃波のスムーズな伝播のために特に有利である。し
たがって工具シャンクの後端部には、衝撃を最適に導入するための工具シャンク
の純然たるコア横断面を有する区分が設けられており、その後に回転連行のため
の長手方向ウェブを備えた範囲が続いている。この後側の区分は衝撃波のための
導入機能の他にシャンクガイドを引き受けるためにも
有利である。さらにこの区分を種々異なる長さに形成されるか、または完全に除
去することもできる。その場合、この区分は、打撃運転のためには不適当な挿入
工具をコード化するために役立つ。短くされた後側の区分または除去された後側
の区分により、機械の打撃ピンはもはや挿入工具のシャンクには衝突しなくなる
ことが確保される。
コア横断面と長手方向ウェブもしくはシール・ガイド範囲との間での緩やかな
移行部、たとえば曲率半径または凹面状の形状を描く移行部により、衝撃はでき
るだけスムーズに伝播する。
工具収容部と工具シャンクとの間での軸方向係止および回転力伝達、という2
つの機能は、直列の配置形式において単に1つの係止エレメントによって実現す
ることができる。すなわち、このためには場合によっては、前側の端面を有する
1つの長手方向ウェブしか必要とされない。この係止エレメントは周面において
複数個使用することもでき、これにより挿入工具を複数の所定の位置で、係止可
能な1つの係止体しか備えていない工具ホルダ内に挿入することができるように
なる。この場合、これらの2つの機能は軸方向で相前後して配置されている。し
かし、軸方向係止および回転力伝達の2つの機能はシャンク周面に相並んで配置
されてもよい。この場合には、1つの長手方向ウェブに設けられた係止切欠きに
並んで、もしくは短くされ
た1つの長手方向ウェブに並んで、係止切欠きを有しない長手方向ウェブが両側
で隣接して位置している。これによって両機能を軸方向の短い区分に収納するこ
とができる。
長手方向ウェブおよび係止エレメントの直列配置と並列配置とを組み合わせる
ことにより、差込みシャンクを最適に利用した、スペース節約型の機能配置が可
能となる。短い方のウェブは工具シャンクの同じ軸方向区分において軸方向係止
を可能にし、それに対して、短い方のウェブに直接隣接する長い方のウェブは、
相応して大きな側面面積を有していて、回転力伝達を引き受ける。シール・ガイ
ド範囲にまで一貫して延びる長手方向ウェブは挿入工具のガイドや衝撃伝播を助
成し、さらに過比例的に断面二次モーメントもしくは抵抗モーメントを助成し、
ひいては工具シャンクの破断防止性を助成する。軸方向係止機能とトルク伝達機
能の組合せの配置が、比較的小さな周面区分において選択されると、この組合せ
を全周にわたって比較的高い頻度で反復させることができる。これにより、工具
収容部に工具シャンクを差し込むための適正な位置決めを得るために最大限必要
とされる小さな回動角度が達成される。摩耗を最適化するためには、長手方向ウ
ェブの幅が各長手方向ウェブの間に位置する溝もしくは間隙と比較してほぼ同じ
大きさに分配されるように配慮されると望ましい。これにより、挿入工具と工具
ホルダとは均一に負荷されるようになり、挿入工具および工具ホルダの摩耗も減
じられる。
請求項12に記載の工具ホルダにおいては、収容スリーブの前側のシール・ガ
イド範囲の背後で2つの長手方向条片の間に係止体が配置されているので、この
係止体は工具シャンクのコア横断面には係合しないという利点が得られる。さら
に、機械の打撃ピンが挿入工具のシャンク後端部に対して最適にガイドされ、こ
れによって衝撃波をできるだけスムーズに工具先端部にまで伝播させることがで
きる、という利点も得られる。工具ホルダに設けられた収容孔の後側の区分に打
撃ピンとシャンク後端部とが収容されることに基づき、挿入工具および工具ホル
ダのためには、請求項16に記載されているように工具ホルダの打撃ピンとシャ
ンク後端部と、挿入工具のコア横断面と、挿入工具のドリルビットコアもしくは
はつりビット直径とが、ほぼ一定のシステム横断面を有しているような差込みシ
ステムが得られるので有利である。
図面
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。第1図は第1実施例と
して、一貫して延びるコア横断面を備えた挿入工具を示しており、第2図は第2
実施例として穿孔用の挿入工具を示しており、第3図は第3実施例としてはつり
用の挿入工具を示しており、第4図〜第10図はさらに別の実施例として挿入工
具のシャンク後端部を示しており、第11図は第12図に示した工具ホルダのた
めに適した工具シャンクを示している。
実施例の説明
第1図には第1実施例として、穿孔機械または特にドリルハンマにおける差込
みシャンクとして働く工具シャンク11を備えた挿入工具2として形成された打
撃穿孔ドリルが示されている。工具シャンク11には複数の長手方向ウェブ6が
設けられている。これらの長手方向ウェブ6は軸方向のガイドと、回転力伝達と
、工具に跳ね返り衝撃またはひっかかりが発生した際の相対回動防止と、軸方向
の係止とを引き受ける。回転連行もしくは相対回動防止は機械の工具ホルダ(第
12図)を介して行われ、打撃は打撃ピン24によって実施される。この打撃ピ
ン24は機械に設けられた、駆動されるスピンドルスリーブ内で往復運動させら
れる。打撃ピン24は第1図では別個に図示されている。工具シャンク11はシ
ャンク終端部にまで達する、弱められていないコア横断面1を有しており、この
コア横断面1は有利には10mmの直径を有している。コア横断面1は機械に設
けられた打撃ピン24と、シール・ガイド範囲4と、ドリルビットコア5とのほ
ぼ同じ横断面と共にほぼ一定のシステム横断面を形成している。コア横断面1に
は4つの長手方向ウェブ6が均一に分配されて配置されている。円セグメントと
して形成されたウェブ外側輪郭7は14mmの直径を有していると有利である。
各長手方向ウェブ6のウェブ側面12は互いに接近する方向に傾けられて延びて
いるので、長手方向ウェブ6は基部に向かって徐々に広幅になっている。このこ
とは非切削加工による製造において容易な離型を可能にする。ウェブ側面12お
4よびウェブ端面8の形状はたとえば凹面状に湾曲させられているので、コア横
断面1から長手方向ウェブ6による拡張部への緩やかな移行が達成される。ウェ
ブ側面12およびウェブ端面8から外側輪郭への移行部は丸く面取りされている
か、または尖ったエッジを成していてもよい。1つのウェブ側面から間隙15を
介して次のウェブ側面に移行する際の形状は円形もしくは凹面状に形成されてい
る。この場合、互いに隣接した長手方向ウェブ6のウェブ側面12同士は、コア
横断面1にまで達した凹面状の範囲14を介して互いに接続されている。この挿
入工具2は作業範囲に向かってシール・ガイド範囲4を有している。最適な衝撃
経過を得るために、このシール・ガイド範囲4はコア横断面1と同じ直径を有し
ている。長手方向ウェブ6は工具シャンク11の軸方向に延びている。これらの
長手方向ウェブ6はシャンク後端部に向かって、斜めに延びかつ丸く面取りされ
た後側の端面8bを有していて、さらに工具先端部に向かって凹面状に延びる前
側の端面8aを有している。この前側の端面8aは工具
シャンク11を軸方向で係止する目的で、穿孔機械の第12図に示した工具ホル
ダ内に係止可能な係止体を係合させるために働く。係止体によって許される工具
シャンク11の軸方向運動のためには範囲13が設けられており、この範囲13
には工具先端部に向かってシール・ガイド範囲4が続いている。この場合、図示
の実施例ではシール・ガイド範囲4と範囲13とがコア横断面1を有している。
長手方向ウェブ6はシャンク後端部の手前でコア横断面1に移行しているので、
シャンク後端部は工具シャンク11のコア横断面1を有する円筒状の区分3を形
成している。周面に均一に分配された4つの長手方向ウェブ6が、凹面状に傾け
られた前側の端面8aを有していることに基づき、工具シャンク11は、互いに
ずらされた種々の位置において機械の工具ホルダ内に挿入可能でかつ係止可能と
なる。
第2図には打撃ドリルの別の実施例が示されており、この場合、シール・ガイ
ド範囲4の直径はコア横断面1の直径よりも大きく形成されていて、しかも長手
方向ウェブ6の外径と同じ大きさに形成されている。2つの互いに向かい合って
位置する長手方向ウェブ6に凹面状の前側の端面8aを形成するためには、これ
ら2つの長手方向ウェブ6が、コア横断面1にまで達する長手方向切欠き13を
備えている。この長手方向切欠き13には機械の工具ホルダに設けられた係止体
を軸方向で摺動可能に係合させることができる。このためには別の2つの長手方
向ウェブ6が90゜だけずらされて配置されている。これら2つの長手方向ウェ
ブ6は軸方向係止のための長手方向切欠きを有しておらず、工具シャンク11の
シール・ガイド範囲4に直接移行している。このような構成では、互いに隣接し
合う長手方向ウェブ6が互いに異なる幅を有しており、各長手方向ウェブ6の間
の長手方向溝として形成された隣接した間隙15は互いに異なるずれ量を有して
いる。すなわち、幅の小さい方の2つの長手方向ウェブ6と、隣接した間隙15
の中心との間の角度αは、均一に分配された場合に得られる45゜ではなく、4
0゜である。この場合には全ての長手方向ウェブ6が係止機能を有しているわけ
ではないので、各長手方向ウェブ6の間の間隙のずれ量を互いに異ならせること
により、誤係止、つまり中断されていない方の長手方向ウェブ6が工具ホルダに
おいて第13図に示した係止体を備えた長手方向溝内に誤って係合してしまうこ
とは阻止される。
第3図には挿入工具として、はつり用工具が示されている。このはつり用工具
では、長手方向ウェブ6とシャンク後端部3とが第1図に示した工具シャンクと
同様に形成されている。しかし第3図の実施例では、工具シャンク11のシール
・ガイド範囲4がコア横断面1よりも大きく形成されており、このシール・ガイ
ド範囲4と長手方向ウェブ6との間には、工具シャンク11の全周にわたって、
係止体を係合させるための、コア横断面1にまで減じられた範囲13が設けられ
ている。
第4図にはさらに別の実施例が示されており、この場合、挿入工具の工具シャ
ンク11に設けられた長手方向ウェブ6は、第2図に示した長手方向ウェブ6と
同様に形成されているが、ただし第4図の実施例では上側の長手方向ウェブ6だ
けが、係止体を係合させるための長手方向切欠き13を有している。したがって
、この工具シャンク11は1つの位置でのみ、第13図に示した係止体を備えた
工具ホルダに挿入され得る。
第5図に示したさらに別の実施例では、工具シャンクが第1図の実施例の場合
とほぼ同様に形成されているが、ただし第5図の実施例では、4つの長手方向ウ
ェブ6のうちの2つが別の2つの長手方向ウェブ6よりも長尺に形成されていて
、シール・ガイド範囲4においてはじめてコア横断面1に移行している。したが
って、この工具シャンク11は180゜だけ互いにずらされた位置においてのみ
工具収容部に挿入され得る。
第6図に示したさらに別の実施例では、工具シャンク11が第2図に示した実
施例の場合とほぼ同様に形成されているが、ただし第6図の実施例では、互いに
向かい合って位置する2つの、幅の広い方の長手方向ウェブ6のそれぞれ中央に
軸方向係止のための長手方向切欠き13が設けられている。
第7図に示したさらに別の実施例では、工具シャンク11が第3図の実施例の
場合と同様に形成されているが、ただし第7図の実施例では、長手方向ウェブ6
の後端部がそれぞれくさび状に形成されており、これにより対応する工具収容部
内への導入が容易になる。さらに第7図の実施例では、シール・ガイド範囲4の
直径がコア横断面1の直径よりも大きく形成されているが、ただし長手方向ウェ
ブ6の外径ほどは大きくない。
第8図に示した工具シャンク11ではコア横断面1に、軸方向係止のための各
1つの長手方向切欠き13を備えた、互いに向かい合って位置する位置する2つ
の同じ長手方向ウェブ6が設けられている。さらに、コア横断面1にはこれらの
長手方向ウェブ6に対してずらされて、別の長手方向ウェブ6の互いに向かい合
って位置する各2つのぺア6aが配置されている。この場合、両ぺア6aは各1
つの台形の長手方向溝16によって互いに分離されている。シール・ガイド範囲
4はこの場合、第7図の実施例の場合と同様に、コア横断面の直径と長手方向ウ
ェブ6の外径との間にある直径を有している。
第9図に示した実施例では、工具シャンク11の後
端部に設けられた後側の区分3だけがコア横断面1を形成しており、それに対し
てシール・ガイド範囲や、各長手方向ウェブ6の間の工具シャンク範囲は、コア
横断面1よりも大きな直径を有している。機械に設けられた工具収容部内での挿
入工具のガイドは、工具シャンクの全軸方向長さにわたって行うことができる。
この工具シャンクが型により(非切削加工により)製造される場合、ガイドのた
めの後側の区分3を除いて素材料の直径が維持される。長手方向ウェブ6は、長
手方向凹部15aをコア横断面1の直径にまで押込み成形することによって長手
方向凹部15aの両側に材料を押しのけることにより形成される。工具シャンク
をシールしかつガイドするためのシール・ガイド範囲4のジオメトリはこの製造
方法によって変化させられることはない。したがってシール・ガイド範囲4は基
準となる初期許容誤差を維持する。回転力伝達および係止のための長手方向ウェ
ブ6を備えた工具シャンクの中間範囲だけが変化させられる。
型による製造は、第7図および第8図に示した工具シャンクにおいても可能で
ある。なぜならば、第7図および第8図の長手方向ウェブは、プレス工具から離
型され得るように形成されているからである。すなわち、長手方向ウェブの側面
が離型用斜面を有しており、しかも長手方向ウェブの端部がアンダカット部を有
しないからである。この場合、長手方向ウェブは、工
具シャンクが成形加工時におけるそのピッチに応じてプレス工具に対して相対的
に回動させられて加工され得るように、すなわち1つの工具型が工具シャンクの
周面に沿って分割頻度に応じた、つまりピッチ数に応じた回数だけ、つまり第7
、第8図および第9図の実施例では各シャンク半部につきそれぞれ1回転写され
るように形成されている。オーバフロー部または離型縁部は工具シャンクにおい
て、軸方向のガイドおよび回転力伝達ならびに係止のための機能範囲に位置する
のではなく、これらの機能範囲の間の間隙15に位置する。長手方向ウェブ6の
間の間隙は、シール・ガイド範囲4において不変に維持される素材料直径よりも
内側に位置しており、材料押しのけによって形成された長手方向ウェブ6はこの
素材料直径よりも外側に位置している。第1図〜第6図に示した工具シャンクを
型なしの切削加工により製造する場合には、素材料直径から出発して長手方向ウ
ェブ6の間の全ての間隙15と係止範囲13とを、ならいフライス工具によって
形成することができる。
第10図に示した実施例では第6図に示した実施例を変化させた形で、長手方
向ウェブ6の横断面が対称的に形成されているのではなく、長手方向ウェブ6が
非対称的な横断面を有している。長手方向ウェブ6の回転連行のために働く方の
側面12aはこの場合、ほぼ半径方向に延びるように形成されているが、それに
対して回転連行部によって負荷されない方の後側の側面12bは円の弦状に延び
ている。これにより、各長手方向ウェブ6の間の間隙15はくさび状に形成され
ており、この場合、半径方向に延びる側面l2aは回転連行モーメントを最適に
受け止めることができるようになり、この半径方向の側面12aに対してほぼ直
角に延びる、それぞれ隣接した長手方向ウェブの後側の側面12bは、側面12
aよりも著しく大きな面積を有することになり、これにより場合によっては、は
つり工具がひっかかった場合に生じる跳ね返り衝撃を一層良好に吸収することが
できるようになる。これら2つの側面の間の移行部は尖ったエッジ状に形成され
ているか、または丸く面取りされていてよい。このような非対称的な側面形状に
基づき、工具シャンク11の各長手方向ウェブ6の間隙15に係合する、工具ホ
ルダに設けられた長手方向条片のために、くさび状の横断面が可能となることに
より、このような非対称的な側面形状はトルク伝達の機能を助成する。これによ
ってさらに、工具が衝撃に対して付加的にトルク伝達によって負荷される場合に
工具のひっかかりが生じることも阻止される。さらに、非対称的な側面形状に基
づき、くさび状の間隙15が、汎用の正方形のリバーシブル切削プレートを備え
た平フライス(Walzenfraeser)の使用を可能にすることにより、
工具シャンクの経済的な製作も可能となる。非対称的
な長手方向ウェブ6は機械の右回転に合わせて設計されていて、かつ右回転に合
わせて最適化されている。場合によっては、穿孔された孔から挿入工具を取り出
す場合にのみ、逆の回転方向が必要となる。
第11図に示した実施例では、第12図に示した工具ホルダ20内に取り付け
るための工具シャンク11が示されている。挿入工具2の工具シャンクは長手方
向ウェブ6の構成に関しては第8図に示した実施例に相当しているが、ただしこ
の場合、シール・ガイド範囲4は、長手方向ウェブ6の外径に等しい直径を有し
ている。
第12図には、第11図に示した工具シャンクを収容するための工具ホルダ2
0の縦断面図および横断面図が示されている。この工具ホルダ20は収容スリー
ブ21を備えた管状の工具収容部を有している。工具収容部の前側の範囲の孔直
径は工具シャンク11のシール・ガイド範囲4の直径に相当している。工具収容
部の中央の範囲では工具収容部が、工具シャンク11の長手方向ウェブ6の範囲
の成形横断面に対応して、第12図のb)に認められる差込み横断面を有してい
る。工具収容部のこの範囲では、収容スリーブ21の内径が長手方向条片25の
高さ分だけ減じられる。これらの長手方向条片25はトルク伝達の目的で内方に
向かって、工具シャンクに設けられた長手方向溝16と、各長手方向ウェブ6の
ウェブ側面の間の間隙15
とに突入する。これらの長手方向条片25の間の内側寸法により、工具シャンク
11のコア直径にほぼ相当する内径22が形成される。これらの長手方向条片2
5はトルク伝達機能を果たすために必要となり、かつ軸方向ガイドのためにも働
く。長手方向条片25の長さは、トルク伝達のための十分な面積が提供されるよ
うに設定されている。長手方向条片25は前方に向かって係止範囲にまで延びて
いる。挿入工具を軸方向で係止するためには、前側の範囲において2つの長手方
向条片25の間に係止体、たとえば球体23が、収容スリーブに設けられた開口
に挿入される。この球体23は、工具シャンクが導入されると半径方向外側に向
かって移動し得るようになり、引き続きばね力によって係止され得る。しかし工
具シャンクを取り外すためには、係止体が手で解除されなければならない。この
ことは、球体23を係止位置に押圧しているばね28のばね力に抗して、リング
27を備えた操作スリーブ26を引き戻すことによって行われる。工具収容部に
設けられた長手方向条片25の間には、それぞれ溝が設けられており、これらの
溝は工具収容部の後側の区分において、打撃ピン24のためのガイド範囲の始端
部にまで延びている。この範囲には、工具ホルダ20に挿入された工具シャンク
11の後側の区分3も案内される。この範囲はほぼコア横断面の直径を有してお
り、この直径は打撃ピン24の直径とも合致する。し
かし挿入工具は主として収容スリーブ21の前側の範囲で案内される。この前側
の範囲では、汚れ等に対するシールのためにも工具ホルダ20にシールリップ2
9が取り付けられている。
工具ホルダ20は機械の駆動スピンドル33に取外し可能に固定されている。
工具ホルダ20の取外し時では、組付けスリーブ30を前方へ引っ張ることによ
って係止球体32が外方に向かって位置固定リング31の背後へ移動し得るよう
になり、これによって工具ホルダとの係止を解除することができる。工具ホルダ
20を駆動スピンドル33に押し被せる場合には、自動的な係止が行われる。挿
入時にはまず工具ホルダ20が係止球体32に到達し、それから位置固定リング
31が係止球体32に到達するので、係止球体32は外方に向かって係止解除位
置へ運動する。この係止解除位置において、引き続き工具ホルダ20がさらに押
し被されると、係止球体32は位置固定リング31を押し戻し、その後でこの係
止球体は、工具収容部の外周面に設けられた所定のざる底球面において再び内方
に向かって移動して、このざる底球面に係合する。そのときに位置固定リング3
1はばね力によって係止球体32に乗り上げ、こうして駆動スピンドルにおける
工具ホルダの装着を確保する。操作スリーブ26と組付けスリーブ30とは、自
由に回転することができるので、操作スリーブ26と組付けスリーブ30は運転
中に縁部に触れられると、工具ホルダが回転しているにもかかわらず停止したま
まとなる。このことは使用者のための一層高い安全性を意味する。なぜならば、
これによって機械が反動モーメントを吸収しなくなるからである。
第12図に示した工具ホルダに挿入される第11図に示した工具シャンクでは
、本発明による差込みシステムが得られる。この場合、工具ホルダ20に設けら
れた打撃ピン24と、シャンク終端部3と、コア横断面1と、挿入工具2のドリ
ルビットコア5もしくははつりビット直径とが、ほぼ一定のシステム横断面を有
している。
しかし、本発明は図示の実施例に限定されるものではない。なぜならば、図示
の実施例とは異なる変化実施例も、請求項15に記載した、差込み工具のための
差込みシステムに関する本発明の思想から逸脱しないからである。すなわち、た
とえば工具シャンクに設けられたウェブ側面は半径方向に形成されているか、ま
たは互いに非対称的に形成されていてもよい。長手方向ウェブは、たとえばくさ
び体または1/4円体を成していてよい。また、長手方向ウェブは軸線に対して
斜めに延びていてもよい。また、軸方向で複数の長手方向ウェブが相前後して配
置されているか、または互いにずらされて配置されていてもよい。軸方向係止の
ために長手方向ウェブに設けられた長手方向切欠きは
、必ずしもコア横断面にまで案内されている必要はない。シール・ガイド範囲は
長手方向ウェブの外側輪郭よりも大きな直径を有していてもよい。シャンク後端
部3の長さを種々に異ならせることにより、挿入工具のコード化を行うこともで
きる。シール・ガイド範囲および長手方向ウェブの、コア横断面への減径部は円
錐状または凹面状に延びていてもよい。長手方向ウェブが長手方向溝を備えてい
るか、または長手方向ウェブの間隙が別のウェブを備えていてもよい。機械の打
撃ピン直径が工具シャンクのコア横断面よりも小さい場合には、工具シャンクの
端面側の横断面が打撃ピンの横断面に等しくなるようにシャンク後端部に円錐状
の減径部を設けることができる。長手方向ウェブ6が十分な幅を有している場合
、軸方向係止のための長手方向切欠き13が長手方向ウェブの全幅にわたって延
びているのではなく、幅の一部にわたってのみ延びていると有利である。これに
より、長手方向ウェブの少なくともトルク伝達側の側面が長手方向切欠きの範囲
にも維持されることを達成することができる。
請 求 の 範 囲
2.長手方向ウェブ(6)の後側の端面(8b)が、シャンク後端部に向かっ
て斜めに、特に凹面状に傾けられており、少なくとも1つの長手方向ウェブ(6
)が、斜めに、特に凹面状に傾けられた、軸方向係止のための前側の端面(8a
)を有しており、該前側の端面(8a)が、該端面(8a)の手前に配置された
工具シャンク(11)の円形のシール・ガイド範囲(4)に対して、機械の工具
ホルダ(20)内で係止可能な係止体(23)を係合させるための所定の間隔(
13)を有している、請求項1記載の挿入工具。
3.コア横断面(1)が、ドリルビットもしくははつりビット軸部のビットコ
ア(5)の横断面と少なくとも同じ大きさに形成されており、シール・ガイド範
囲(4)の横断面が、コア横断面(1)と少なくとも同じ大きさに形成されてい
る、請求項1または2記載の挿入工具。
4.長手方向ウェブ(6)が、シャンク後端部を形成する円筒状の区分(3)
の手前でコア横断面(1)に移行している、請求項1から3までのいずれか1項
記載の挿入工具。
5.周面に不均一に分配された複数の同じ長手方向ウェブ(6)が、斜めに、
特に凹面状に傾けられた前側の端面(8a)を有していて、工具シャンク(11
)が、互いに向かい合って位置する単に2つの位置で、機械の工具ホルダ(20
)に挿入可能である、請求項1から4までのいずれか1項記載の挿入工具。
6.シール・ガイド範囲(4)の直径が、コア横断面(1)の直径よりも大き
く形成されており、軸方向係止のための段部(8a)を有しない少なくとも幾つ
かの長手方向ウェブ(6)が、シール・ガイド範囲(4)に直接移行している、
請求項1から5までのいずれか1項記載の挿入工具。
7.特に凹面状の前側の端面(8a)を形成するために、少なくとも1つの長
手方向ウェブ(6)が、有利にはコア横断面(1)にまで達する長手方向切欠き
(13)を有しており、該長手方向切欠き(13)に、機械の工具ホルダ(20
)に設けられた係止体(23)が係合するようになっていて、工具シャンク(1
1)が工具ホルダ(20)内に、制限された移動量で軸方向に移動可能に収容可
能である、請求項1から6までのいずれか1項記載の挿入工具。
8.互いに隣接した長手方向ウェブ(6)のウェブ側面(12)が、コア横断
面(1)にまで達する凹面状の範囲(14)を介して互いに接続されている、請
求項1から7までのいずれか1項記載の挿入工具。
9.長手方向ウェブ(6)の軸平行に延びる両ウェブ側面が、長手方向ウェブ
(6)がその基部に向かって徐々に拡幅されるようにそれぞれ互いに接近する方
向に傾けられている、請求項1から8までのいずれか1項記載の挿入工具。
10.工具シャンク(11)のコア横断面(1)に、軸方向係止のための各1
つの長手方向切欠き(13)を備えた、互いに向かい合って位置する2つの同じ
長手方向ウェブ(6)と、該長手方向ウェブ(6)に対してずらされて互いに向
かい合って位置する、長手方向ウェブ(6)の各2つのぺア(6a)とが配置さ
れており、該ぺア(6a)が、それぞれ有利には台形状の長手方向溝(16)に
よって互いに分離されている、請求項1から9までのいずれか1項記載の挿入工
具。
11.長手方向ウェブ(6)の回転連行のために働く方のウェブ側面(12a
)が、ほぼ半径方向に延びており、回転連行部によって負荷されない方のウェブ
側面(12b)がほぼ円の弦状に延びている、請求項1から7までのいずれか1
項記載の挿入工具。
12.穿孔運転および/または打撃運転を行う電気的な機械、特に手持ち式工
作機械の工具ホルダ(20)であって、請求項1に記載の挿入工具(2)の工具
シャンク(11)のための収容スリーブ(21)と打撃ピン(24)とが設けら
れている形式のものにおいて、収容スリーブ(21)の前側の区分(21a)が
、シールおよびガイドのために平滑に形成されており、前側の区分(21a)の
背後に位置する区分(21
b)が、工具を回転連行するための、半径方向内側に向かって突出した複数の長
手方向条片(25)を有しており、互いに隣接した2つの長手方向条片(25)
の間に全幅にわたって、半径方向外側に向かって係止解除可能な少なくとも1つ
の係止体(23)が配置されていることを特徴とする、穿孔運転および/または
打撃運転を行う電気的な機械の工具ホルダ。
13.長手方向条片(25)を有する前記区分(21b)が、収容スリーブ(
21)の中央の区分を形成しており、収容スリーブ(21)の後側の区分(21
c)が、打撃ピン(24)を収容しかつガイドするために平滑に形成されていて
、かつ挿入工具(2)のコア横断面(1)の直径にほぼ等しい直径を有している
、請求項12記載の工具ホルダ。
14.収容スリーブ(21)の前側の区分(21b)の直径が、挿入工具(2
)の長手方向ウェブ(6)の外径と少なくとも同じ大きさに形成されており、収
容スリーブ(21)の後側の区分(21c)に挿入工具(2)のシャンク後端部
(3)が収容されて、ガイドされている、請求項12記載の工具ホルダ。
15.穿孔運転および/または打撃運転を行う電気的な機械、特に手持ち式工
作機械の、請求項12に記載の工具ホルダ(20)に差し込まれた、請求項1に
記載の挿入工具のための差込みシステムにおいて、打撃ピン(24)と、シャン
ク後端部(3)と、コア横
断面(1)と、有利にはドリルビットコア(5)もしくははつりビット直径と、
挿入工具(2)のシール・ガイド範囲(4)とが、ほぼ一定のシステム横断面を
有していることを特徴とする、穿孔運転および/または打撃運転を行う電気的な
機械の工具ホルダに差し込まれた差込み工具のための差込みシステム。
【図1】【図2】【図3】【図4】
【図5】【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1997年8月11日(1997.8.11)
【補正内容】
請 求 の 範 囲
1.穿孔運転および/または打撃運転を行う電気的な機械、特に手持ち式工作
機械に用いられる挿入工具(2)であって、機械の各工具ホルダ(20)に挿入
可能な工具シャンク(11)が、回転連行および軸方向係止のための手段(6,
8)を有しており、工具シャンク(11)が、該工具シャンクの端面にまで達す
る、弱められていない円形のコア横断面(1)を有しており、該コア横断面(1
)の周面に複数の長手方向ウェブ(6)が対称的に分配されて配置されており、
該長手方向ウェブ(6)が、回転連行のための力伝達もしくは相対回動防止のた
めに働き、前記長手方向ウェブ(6)のうちの少なくとも1つが、軸方向係止の
ための段部(8a)を有している形式のものにおいて、互いに隣接した長手方向
ウェブ(6)が互いに異なる幅を有しており、かつ/または長手方向ウェブ(6
)の間の互いに隣接した間隙(16)が互いに異なるずれ量(α)を有している
ことを特徴とする、穿孔運転および/または打撃運転を行う電気的な機械に用い
られる挿入工具。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),BR,CN,JP,K
R,RU,US
(72)発明者 ヴィンツェンツ ヘルレ
ドイツ連邦共和国 D−72654 ネッカー
テンツリンゲン アハルムシュトラーセ
5/1
(72)発明者 スフェン カーゲラー
ドイツ連邦共和国 D−71111 ヴァルデ
ンブーフ リーベンエッカーヴェーク 27
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.穿孔運転および/または打撃運転を行う電気的な機械、特に手持ち式工作 機械に用いられる挿入工具(2)であって、機械の各工具ホルダ(20)に挿入 可能な工具シャンク(11)が、回転連行および軸方向係止のための手段(6, 8)を有している形式のものにおいて、工具シャンク(11)が、該工具シャン クの端面にまで達する、弱められていない円形のコア横断面(1)を有しており 、該コア横断面(1)の周面に複数の長手方向ウェブ(6)が均一に分配されて 配置されており、該長手方向ウェブ(6)が、軸方向のガイド、回転連行のため の力伝達もしくは相対回動防止のために働き、前記長手方向ウェブ(6)のうち の少なくとも1つが、軸方向係止のための段部(8b)を有していることを特徴 とする、穿孔運転および/または打撃運転を行う電気的な機械に用いられる挿入 工具。 2.長手方向ウェブ(6)の後側の端面(8b)が、シャンク後端部に向かっ て斜めに、特に凹面状に傾けられており、少なくとも1つの長手方向ウェブ(6 )が、斜めに、特に凹面状に傾けられた、軸方向係止のための前側の端面(8a )を有しており、該前側の端面(8a)が、該端面(8a)の手前に配置された 工具シャンク(11)の円形のシール・ガイド範囲( 4)に対して、機械の工具ホルダ(20)内で係止可能な係止体(23)を係合 させるための所定の間隔(13)を有している、請求項1記載の挿入工具。 3.コア横断面(1)が、ドリルビットもしくははつりビット軸部のビットコ ア(5)の横断面と少なくとも同じ大きさに形成されており、シール・ガイド範 囲(4)の横断面が、コア横断面(1)と少なくとも同じ大きさに形成されてい る、請求項1または2記載の挿入工具。 4.長手方向ウェブ(6)が、シャンク後端部を形成する円筒状の区分(3) の手前でコア横断面(1)に移行している、請求項1から3までのいずれか1項 記載の挿入工具。 5.周面に均一に分配された複数の同じ長手方向ウェブ(6)が、斜めに、特 に凹面状に傾けられた前側の端面(8a)を有していて、工具シャンク(11) が、同じ円周ピッチを有する複数の位置で、機械の工具ホルダ(20)に挿入可 能である、請求項1から4までのいずれか1項記載の挿入工具。 6.シール・ガイド範囲(4)の直径が、コア横断面(1)の直径よりも大き く形成されており、少なくとも幾つかの長手方向ウェブ(6)が、シール・ガイ ド範囲(4)に直接移行している、請求項1から5までのいずれか1項記載の挿 入工具。 7.特に凹面状の前側の端面(8a)を形成するた めに、少なくとも1つの長手方向ウェブ(6)が、有利にはコア横断面(1)に まで達する長手方向切欠き(13)を有しており、該長手方向切欠き(13)に 、機械の工具ホルダ(20)に設けられた係止体(23)が係合するようになっ ていて、工具シャンク(11)が工具ホルダ(20)内に、制限された移動量で 軸方向に移動可能に収容可能である、請求項lから6までのいずれか1項記載の 挿入工具。 8.互いに隣接した長手方向ウェブ(6)のウェブ側面(12)が、コア横断 面(1)にまで達する凹面状の範囲(14)を介して互いに接続されている、請 求項1から7までのいずれか1項記載の挿入工具。 9.長手方向ウェブ(6)の軸平行に延びる両ウェブ側面が、長手方向ウェブ (6)がその基部に向かって徐々に拡幅されるようにそれぞれ互いに接近する方 向に傾けられている、請求項1から8までのいずれか1項記載の挿入工具。 10.互いに隣接した長手方向ウェブ(6)が互いに異なる幅を有しており、 かつ/または長手方向ウェブ(6)の間の互いに隣接した間隙(16)が互いに 異なるずれ量を有している、請求項1から9までのいずれか1項記載の挿入工具 。 11.工具シャンク(11)のコア横断面(1)に、軸方向係止のための各1 つの長手方向切欠き(13)を備えた、互いに向かい合って位置する2つの同じ 長手方向ウェブ(6)と、該長手方向ウェブ(6)に対してずらされて互いに向 かい合って位置する、長手方向ウェブ(6)の各2つのぺア(6a)とが配置さ れており、該ぺア(6a)が、それぞれ有利には台形状の長手方向溝(16)に よって互いに分離されている、請求項1から10までのいずれか1項記載の挿入 工具。 12.長手方向ウェブ(6)の回転連行のために働く方のウェブ側面(12a )が、ほぼ半径方向に延びており、回転連行部によって負荷されない方のウェブ 側面(12b)がほぼ円の弦状に延びている、請求項1から7までのいずれか1 項記載の挿入工具。 13.穿孔運転および/または打撃運転を行う電気的な機械、特に手持ち式工 作機械の工具ホルダ(20)であって、請求項lに記載の挿入工具(2)の工具 シャンク(11)のための収容スリーブ(21)と打撃ピン(24)とが設けら れている形式のものにおいて、収容スリーブ(21)の前側の区分(21a)が 、シールおよびガイドのために平滑に形成されており、前側の区分(2la)の 背後に位置する区分(21b)が、工具を回転連行するための、半径方向内側に 向かって突出した複数の長手方向条片(25)を有しており、互いに隣接した2 つの長手方向条片(25)の間に、半径方向外側に向かって係止解除可能な少な くとも1つの係止体(23)が配置されていることを 特徴とする、穿孔運転および/または打撃運転を行う電気的な機械の工具ホルダ 。 14.長手方向条片(25)を有する前記区分(21b)が、収容スリーブ( 21)の中央の区分を形成しており、収容スリーブ(21)の後側の区分(21 c)が、打撃ピン(24)を収容しかつガイドするために平滑に形成されていて 、かつ挿入工具(2)のコア横断面(1)の直径にほぼ等しい直径を有している 、請求項13記載の工具ホルダ。 15.収容スリーブ(21)の前側の区分(21b)の直径が、挿入工具(2 )の長手方向ウェブ(6)の外径と少なくとも同じ大きさに形成されており、収 容スリーブ(21)の後側の区分(21c)に挿入工具(2)のシャンク後端部 (3)が収容されて、ガイドされている、請求項13記載の工具ホルダ。 16.穿孔運転および/または打撃運転を行う電気的な機械、特に手持ち式工 作機械の、請求項13に記載の工具ホルダ(20)に差し込まれた、請求項1に 記載の挿入工具のための差込みシステムにおいて、打撃ピン(24)と、シャン ク後端部(3)と、コア横断面(1)と、有利にはドリルビットコア(5)もし くははつりビット直径と、挿入工具(2)のシール・ガイド範囲(4)とが、ほ ぼ一定のシステム横断面を有していることを特徴とする、穿孔運転および/また は打撃運転を行う電気的な機械の工具ホルダに差し込 まれた差込み工具のための差込みシステム。
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