ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
TOOLING DEVICE

Посредством настоящей ссылки полное содержание приоритетной заявки DE 20 2013 006920.1 становится составной частью настоящей заявки.
Настоящее изобретение касается инструментального устройства, которое пригодно для того, чтобы применяться, в частности с ручной, инструментальной машиной, имеющей устройство привода, создающее движение вокруг приводной оси.
Ниже изобретение описывается преимущественно на примере инструментального устройства, которое предусмотрено для того, чтобы применяться, в частности с ручной, инструментальной машиной, имеющей устройство привода, совершающее осциллирующее движение вокруг приводной оси. Но это ограничение формулировки не должно пониматься как ограничение возможностей применения такого инструментального устройства.
Вместо термина «инструментальное устройство» ниже, для упрощения, используется также термин «инструмент». Но это также не должно пониматься как ограничение.
Инструментальная машина представляет собой устройство, которое имеет один или несколько приводных двигателей и при необх. одно или несколько передаточных устройств. Устройство привода инструментальной машины представляет собой конструктивный элемент или, соответственно, представляет собой конструктивные элементы, с помощью которых вращающий момент передается на инструмент, то есть обычно приводной/выходной вал, приводной/выходной шпиндель или тому подобное.
Ручная инструментальная машина имеет устройство для переноски, в частности ручки и тому подобное, с помощью которых обслуживающий персонал может носить и направлять инструментальную машину с закрепленным на ней инструментом. Обычно ручные инструментальные машины снабжены электрическим приводным двигателем, но известны также другие конструкции, такие как, напр., инструментальные машины гидравлического или пневматического действия или работающие за счет мышечной силы.
В уровне техники известно множество инструментов, которые предусмотрены для того, чтобы использоваться с инструментальной машиной, имеющей вращающееся устройство привода. Такими инструментальными устройствами являются, например, сверла, шлифовальные и отрезные диски, круглые пилы и пр. Эти инструменты закреплены на выходном устройстве, которое, в зависимости от применения, инструмента и машины, вращается с частотой вращения от близкой к 0 до нескольких 1000 оборотов/мин, а в экстремальных случаях даже значительно выше. При эксплуатации инструмент с более или менее высоким давлением прижатия приводится в контакт с заготовкой, на которой он затем выполняет соответствующий обрабатывающий процесс. Обрабатывающие силы, возникающие при этом на расстоянии от оси вращения, то есть, например, силы резания или шлифования, вызывают момент вращения вокруг приводной оси, который компенсируется приводным моментом, передаваемым от инструментальной машины на инструментальное устройство. Передача этого приводного момента на инструмент осуществляется через присоединительное устройство инструмента, с помощью которого этот инструмент закреплен на устройстве привода. Таким образом, у инструмента, который при обработке по существу всегда вращается в одном и том же направлении, во время использования инструмента возникают силы, действующие на присоединительное устройство по существу в одном и том же направлении, но различные по величине.
В уровне техники известны также инструментальные машины, имеющие осциллирующее устройство привода. Под осциллирующим приводом инструментального устройства здесь понимается вращательно-осциллирующий привод, а не возвратно-поступательный осциллирующий привод, который, в частности, известен по ножовочным устройствам. Под ножовочным устройством следует, в частности, понимать узкое ножовочное, саблевидное ножовочное или столярное ножовочное устройство или тому подобное. То есть под инструментальной машиной, имеющей осциллирующее устройство привода, здесь понимается инструментальная машина с движением устройства привода, при котором устройство привода движется, начиная от среднего положения, в первом направлении вращения, затормаживается до останова и затем движется в обратном направлении вращения снова до останова.
Угловое расстояние от среднего положения до соответствующего конечного положения может обычно составлять до 5°, однако у существующих машин чаще всего приняты меньшие углы от 1° до 2,5°, что соответствует общему угловому движению (от 1-го до 2-го конечного положения) от 2° до 5°. Это осциллирующее движение обычно совершается от 5000 до 50000 раз в минуту, однако возможны более низкие, а также более высокие частоты осцилляции (здесь выраженные в количестве колебаний/мин.).
Изменение направления вращения на противоположное приводит к тому, что также обрабатывающие силы инструмента, которые, как известно, всегда действуют против направления движения или, соответственно, здесь против направления вращения, тоже изменят свое направление. От изменяющих свое направление обрабатывающих сил соответственно плечу рычага, т.е. расстоянию от точки обработки инструмента до оси вращения, получается вращающий момент, который при осцилляции изменяет направление на противоположное. На вращающий момент, обусловленный обрабатывающими силами, накладывается другой момент, который действует как во время обработки, так и во время холостого хода, то есть вращающий момент, обусловленный моментом инерции массы инструмента, для затормаживания инструмента после его максимальной скорости (напр., соответствующего максимума амплитуды синусоиды при синусоидальном изменении скорости вращения устройства привода) и повторного ускорения инструмента в противоположном направлении, осуществляющегося после изменения направления вращения на противоположное.
Вращающие моменты, которые возникают вследствие обрабатывающих сил и вследствие кинематических условий осциллирующего привода, создаются по существу инструментальной машиной и через устройство привода вводятся в инструментальное устройство.
В основе настоящего изобретения лежит задача, выполнить инструментальное устройство так, чтобы надежно воспринимался вращающий момент, вводимый через устройства привода.
Эта задача решается с помощью предмета п.1 формулы изобретения.
Предпочитаемые усовершенствования изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
В соответствии с изобретением инструментальное устройство имеет присоединительное устройство, с помощью которого инструментальное устройство может крепиться на инструментальной машине так, чтобы его приводная ось и ось вращения инструмента по существу совпадали. При этом термин «приводная ось» и «ось вращения инструмента» обозначает геометрическую ось вращения инструментальной машины или, соответственно, инструментального устройства.
Кроме того, предусмотрены по меньшей мере две расположенные на расстоянии от этой оси вращения инструмента области приводных поверхностей, которые имеют каждая множество точек поверхности. Термин «область приводной поверхности» (ниже также иногда обозначаемый только как «приводная поверхность») обозначает поверхность, которая по меньшей мере частично опосредствованно или непосредственно находится в контакте с выходным устройством инструментальной машины, чтобы воспринимать вращающий момент от инструментальной машины. Термин «точка поверхности» подразумевает при этом точки на верхней стороне этих приводных поверхностей и должен пониматься геометрически.
Этот термин используется, чтобы характеризовать геометрическую точку, в которой касательная плоскость прилегает к некоторой поверхности. Вектор к точке поверхности перпендикулярно касательной плоскости описывает ориентацию поверхности в этой точке в пространство, которое, напр., задано трехмерной системой координат или другими исходными плоскостями или исходными поверхностями.
Поверхность имеет бесконечно много точек поверхности, так как каждая точка этой поверхности одновременно является также точкой поверхности в данном смысле. Однако чтобы описать на практике поверхность, искривленную в одном направлении или в нескольких направлениях, достаточно некоторого конечного количества точек поверхности. Под термином «искривленная в одном направлении» следует понимать поверхность, искривленную в каждой точке только в одном направлении, напр., цилиндрическую поверхность, под термином «искривленная в нескольких направлениях» - поверхность, искривленную по меньшей мере в одной точке в нескольких направлениях, напр., сферическую поверхность.
Плоская поверхность имеет только одну касательную плоскость, которая совпадает с самой поверхностью. Чтобы характеризовать плоскую поверхность, достаточно, таким образом, одной отдельной точки поверхности, причем это может быть каждая произвольная точка плоской поверхности.
Так как точки поверхности представляют собой геометрические точки, на поверхности они невидимы.
Для касательных плоскостей в этих точках поверхности действуют особые геометрические условия. Касательные плоскости, как вообще принято в геометрии, представляют собой плоскости, которые выполнены перпендикулярно нормальным векторам точек поверхности и касаются поверхности в точке поверхности. При этом термин «нормальный вектор» подразумевает вектор, который в этой точке поверхности ориентирован точно перпендикулярно поверхности.
Касательные плоскости в этих точках поверхности наклонены в двух направлениях. Во-первых, касательные плоскости наклонены относительно осевой плоскости, которая включает в себя ось вращения инструмента. Кроме того, эти касательные плоскости наклонены относительно радиальной плоскости, которая распространяется перпендикулярно оси вращения инструмента.
При этом расположение упомянутых приводных поверхностей иное, чем у инструментальных устройств для осциллирующих машин, известных в уровне техники.
У известных инструментальных устройств, которые, например, представлены в немецких заявках на патент DE 10 2011 005 818 A1 и в немецкой заявке на полезный образец DE 296 05 728 U1, инструменты в соединительной области с устройством привода инструментальной машины выполнены по существу плоскими, т.е. в этой области они распространяются в плоскости, которая расположена перпендикулярно оси вращения инструмента.
Уже сейчас следует заметить, что в одном из предпочтительных вариантов осуществления приводная поверхность является по существу плоской, т.е. что нормальные векторы всех точек поверхности ориентированы параллельно друг другу, и при этом приводная поверхность имеет всего только одну единственную касательную плоскость. Но в рамках изобретения возможно также, чтобы приводные поверхности были искривлены в одном направлении или в двух направлениях; тогда в этом случае нормальные векторы уже не параллельны друг другу.
В основе изобретения лежат следующие рассуждения.
Вследствие осциллирующего движения область инструмента, в которой вводится вращающий момент, подвергается знакопеременной изгибающей нагрузке. У металлических материалов, из которых обычно изготавливаются устройства для посадки инструмента и инструменты, о которых здесь идет речь, эти нагрузки особенно проблематичны. Металлы имеют кристаллическую структуру. Если в некоторой области металлического конструктивного элемента возникают локальные избыточные нагрузки, т.е. действующие в этом конструктивном элементе напряжения в этом месте выше, чем напряжения, выдерживаемые этим конструктивным элементом, то между отдельными зернами металлической структуры возникают микротрещины. Они ухудшают прочность конструктивного элемента в двух отношениях. Во-первых, в области, в которой возникли микротрещины, в конструктивном элементе не могут передаваться напряжения. Это означает, что вследствие образования трещин нагрузки внутри этой области повышаются, так как эффективная поверхность для передачи силы уменьшается.
Во-вторых, возникает феномен, который в машиностроении обычно называется «влиянием надреза». Это название связано с тем, что в области надреза, в частности, когда надрез имеет острые кромки, возникает локальная концентрация напряжений, которая приводит к напряжениям сдвига в области материала, окружающего надрез, превышающим напряжения сдвига в областях конструктивного элемента, не подверженным влиянию такой геометрии.
Эти повышенные нагрузки приводят к тому, что образование трещин прогрессирует и в итоге приводит к выходу из строя этого конструктивного элемента.
Этот процесс, который, например, задокументирован в работах Палмргена и Майнера, называется накоплением повреждений.
Свойство материала или, соответственно, конструктивного элемента, выдерживать колеблющиеся нагрузки и, в частности, знакопеременные изгибающие нагрузки, обычно представляется так называемой линией Велера этого конструктивного элемента. В основе линии Велера лежит тот обнаруженный факт, что знакопеременная нагрузка (при испытании Велера речь идет о цикле нагружения, в частности о конструктивном элементе, состоящем из стали) во многих случаях может длительно выдерживаться тогда, когда этот конструктивный элемент переносит от 2 млн. до 6 млн. (в зависимости от материала) таких циклов нагружения при этой нагрузке без повреждения. Тогда в машиностроении говорят о так называемой усталостной прочности материала или, соответственно, конструктивного элемента.
Инструмент, приводимый в осциллирующее движение, колеблется, как указывалось выше, напр., с частотой 20000 колебаний/мин. На языке эксплуатационно-прочного исполнения конструктивного элемента это означает 20000 циклов нагружения/мин или 1,2 млн циклов нагружения/ч.
То есть нижний предел усталостной прочности из опыта Велера, составляющий 2 млн. циклов нагружения, превышается уже через 2 часа времени эксплуатации инструмента.
r
Благодаря предлагаемому изобретением исполнению нагрузка от вращающего момента, которую может выдерживать инструмент, повышается. Это достигается в первую очередь за счет того, что приводные поверхности расположены на расстоянии от оси вращения. Потому что воспринимаемая инструментом сила определяется как частное вращающего момента и расстояния (F=M/r, где M-вращающий момент, измеренный в Нм (Ньютон*метр), F - сила в месте r в Н, а r - расстояние от точки приложения силы до оси вращения инструмента в м).
Увеличение расстояния до точки приложения силы наружу, т.е. от оси инструмента, снижает вращающий момент.
Наклон приводных поверхностей приводит также к тому, что расстояние до точки приложения силы, в частности, увеличивается, вследствие чего локальная нагрузка понижается и, при соответствующем исполнении, ввод силы в остальные области инструмента улучшается.
Часть инструментальных устройств, применяемых обычно в осциллирующих машинах, имеет рабочую область, которая расположена в окружном направлении, как, например, пильные и режущие инструменты. То есть рабочая область этих инструментов распространяется по существу в одной плоскости перпендикулярно оси вращения инструмента.
У таких инструментов в уровне техники обычно присоединительная область тоже выполнена плоско. Тогда приводной момент вводится в виде силы в направлении, перпендикулярном плоскости инструмента, напр., с помощью штифтов, приводной звездочки или тому подобного. Но в плоскости инструмента инструмент является особенно жестким, так что ввод силы осуществляется только через относительно малую область. Тогда в этой области могут возникать более высокие локальные нагрузки, которые приводят к снижению эксплуатационной прочности инструмента.
В соответствии с настоящим изобретением у такого инструмента передача силы осуществляется сначала от наклонной поверхности в плоскую поверхность, вследствие чего, при соответствующем исполнении, поверхность передачи силы увеличивается, и за счет этого уменьшается локальная нагрузка.
В этом месте следует заметить, что важно именно снижать пиковые нагрузки. Так как износ вплоть до разрушения инструмента возникает и прогрессирует именно вследствие описанных выше концентраций нагрузки, которые приводят к микротрещинам, путем снижения этих пиковых нагрузок удается достигать значительного продления срока службы инструмента.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления есть по меньшей мере одна область приводной поверхности, для которой ни в какой точке поверхности нормальный вектор к этой точке поверхности не лежит на прямой, проходящей через ось вращения инструмента. То есть такая область приводной поверхности ни в одной точке поверхности не ориентирована в направлении оси вращения инструмента, а эта область приводной поверхности «повернута» относительно оси вращения инструмента. Благодаря этому приводные силы от инструментальной машины ни в одной точке поверхности не вводятся в эту область приводной поверхности по касательной, благодаря чему дополнительно улучшается передача вращающего момента.
Как уже указывалось, приводные поверхности предпочтительно выполнены по существу плоскими. Это означает, что приводные поверхности имеют плоскую область, имеющую по существу такую же касательную плоскость, однако они могут быть ограничены кромками, искривленными в одну сторону или в несколько сторон поверхностями и пр., или, соответственно, через кромки или через изогнутые области могут переходить в другие области инструментального устройства.
Преимущество плоских приводных поверхностей заключается в том, что благодаря этому может создаваться инструментальное устройство, которое, с одной стороны, закреплено на устройстве привода инструментальной машины, если оно выполнено соответствующим образом, без зазора, и у которого, при соответствующих допусках и свойствах материала, таких как упругость и пр., возможно поверхностное соприкосновение между инструментальной машиной и устройством привода, благодаря чему увеличивается область передачи силы.
По другому предпочтительному варианту осуществления приводные поверхности по меньшей мере на отдельных участках искривлены. При этом кривизна может быть выполнена как в одном направлении, так и в двух направлениях, выпукло, вогнуто с постоянным или изменяющимся радиусом кривизны.
Искривленные поверхности могут быть также выполнены так, чтобы они вследствие приданной им формы и упругости материала обладали упругостью, благодаря которой кривизна изменяется и, в частности, благодаря которой эта кривизна, начиная с определенной нагрузки, по существу исчезает, т.е., следовательно, тогда имеется по существу плоская приводная поверхность.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления инструментальное устройство имеет в области присоединительного устройства по меньшей мере одну первую верхнюю ограничительную плоскость и по меньшей мере одну вторую нижнюю ограничительную плоскость. Причем эти ограничительные плоскости расположены по существу перпендикулярно упомянутой оси вращения инструмента. Также предпочтительно эти две ограничительные плоскости удалены друг от друга. Предпочтительно каждая из упомянутых областей приводных поверхностей расположена между одной из этих первых верхних ограничительных областей и одной из этих вторых нижних ограничительных областей, причем предпочтительно так, что область приводной поверхности касается соответствующей ограничительной плоскости, но не пересекает ее. В частности, благодаря расположению по меньшей мере одной области приводной поверхности между этими ограничительными плоскостями достижима особенно обширная область приводной поверхности, и нагрузка на эту область приводной поверхности является соответственно низкой. Предпочтительно первая группа областей приводных поверхностей, а по меньшей мере одна область приводной поверхности, расположена между одной из этих первых верхних ограничительных плоскостей и одной из этих вторых нижних ограничительных плоскостей, и также предпочтительно вторая группа областей приводных поверхностей расположена между другой первой верхней и другой второй нижней ограничительной плоскостью. В частности, благодаря группированию нескольких областей приводных поверхностей и распределению их соответственно ограничительным плоскостям, с одной стороны, становится возможным простое изготовление инструментального устройства, а с другой стороны, достигается особенно ровный ввод вращающего момента в инструментальное устройство.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления множество областей приводных поверхностей распространяется между одной единственной первой верхней и одной единственной второй нижней ограничительной плоскостью. Также предпочтительно все эти области приводных поверхностей распространяются между одной единственной первой верхней и одной единственной второй нижней ограничительной плоскостью. В частности, благодаря распространению этих областей приводных поверхностей между одной единственной первой верхней и одной единственной второй нижней ограничительной плоскостью может изготавливаться инструментальное устройство, занимающее небольшое конструктивное пространство и, кроме того, имеющее низкий необходимый расход материала. Также предпочтительно, в частности благодаря этому виду исполнения областей приводных поверхностей, что вращающий момент передается на инструментальное устройство особенно равномерным и вместе с тем щадящим материал образом.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления по меньшей мере одна первая и одна вторая ограничительная плоскость расположены, будучи удалены друг от друга на расстояние T. Предпочтительно инструментальное устройство, в частности в области присоединительного устройства, имеет по существу толщину t стенки. Также предпочтительно расстояние T относительно толщины t стенки выбрано из некоторого заданного диапазона. Выяснилось, что предпочтительно ставить в зависимость расстояние T и толщину t стенки, в частности при этом достижимы благоприятные условия жесткости в присоединительной области инструментального устройства и вместе с тем достижим благоприятный ввод вращающего момента от инструментальной машины в инструментальное устройство. Предпочтительно расстояние T выбрано из некоторого диапазона, при этом T предпочтительно больше, чем однократное t, предпочтительнее больше, чем двукратное t и особенно предпочтительно больше трехкратного t, и также предпочтительно расстояние T меньше, чем 20-кратное t, предпочтительнее меньше, чем 10-кратное t и особенно предпочтительно меньше, чем 5-кратное t. Особенно предпочтительно расстояние T, в частности, когда толщина t стенки находится в диапазоне от 0,75 до 3 мм, предпочтительнее от 1 до 1,5 мм, соответствует по существу 3,5-кратному t. При этом в настоящем случае имеется в виду по существу t(+/-0,75). В частности, благодаря условиям жесткости, достижимым с помощью этой зависимости между расстоянием T и толщиной t стенки, в области присоединительного устройства инструментального устройства достижим особенно благоприятный ввод вращающего момента в инструментальное устройство и вместе с тем большой срок службы инструментального устройства.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления инструментальное устройство имеет множество областей приводных поверхностей. Предпочтительно это множество областей приводных поверхностей вращательно-симметрично расположено вокруг оси вращения инструмента.
«Вращательно-симметрично вокруг оси вращения инструмента» в смысле настоящей заявки должно означать, что множество областей приводных поверхностей путем вращения вокруг оси вращения инструмента по меньшей мере на угол, который больше 0° и меньше 360°, или же на каждый произвольный угол, если смотреть геометрически, переходит само в себя. В частности, один из этих углов составляет 360°/n, где n - натуральное число больше 1.
В частности, благодаря вращательно-симметричному расположению областей приводных поверхностей стало возможным сокращение дополнительных нагрузок на инструментальное устройство или, соответственно, равномерное нагружение областей приводных поверхностей и вместе с тем, в частности, достижение увеличенного срока службы. Также предпочтительно при вращательно-симметричной ориентации областей приводных поверхностей возможна посадка инструментального устройства на инструментальной машине в различных угловых положениях относительно оси вращения инструмента. Предпочтительно возможен поворот инструментального устройства на дискретные угловые шаги вокруг оси вращения инструмента и посадка на инструментальной машине.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления по меньшей мере по две из этих областей приводных поверхностей расположены симметрично относительно некоторой плоскости симметрии. Предпочтительно больше двух этих областей приводных поверхностей, предпочтительнее четыре, расположены симметрично относительно некоторой плоскости симметрии. Причем в этой плоскости симметрии лежит, в частности, ось вращения инструмента. Также предпочтительно эти области приводных поверхностей расположены по существу впритык друг к другу. При этом под расположением впритык друг к другу в смысле изобретения следует понимать, в частности, также такое расположение, когда области приводных поверхностей соединены друг с другом переходной областью. Предпочтительно такая переходная область может быть образована областью поверхности, проходящей искривленно или по меньшей мере на отдельных участках плоско. Также предпочтительно такая переходная область по касательной присоединяется по меньшей мере к одной, предпочтительнее к обеим этим областям приводных поверхностей. В частности, благодаря симметричному и также впритык друг к другу расположению областей приводных поверхностей достижима особенно высокая стабильность этих областей приводных поверхностей и вместе с тем хорошая передача силы на инструментальное устройство.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления присоединительное устройство имеет боковую стенку. Предпочтительно эта боковая стенка проходит радиально удаленно от оси вращения инструмента. Также предпочтительно эта боковая стенка распространяется между первой верхней и второй нижней ограничительной плоскостью. Предпочтительнее эта боковая стенка содержит эти области приводных поверхностей. В частности, благодаря этому исполнению присоединительного устройства, возникает по существу полый конический участок внутри присоединительного устройства, однако этот полый конический участок имеет не круглое поперечное сечение, а поперечное сечение с изменяющимся расстоянием от боковой стенки до оси вращения инструмента в плоскости, ортогональной этой оси вращения инструмента. В частности, благодаря описанному виду исполнения присоединительного устройства достижимо особенно стабильное присоединительное устройство и вместе с тем хороший ввод вращающего момента в инструментальное устройство.
1
1
В одном из предпочтительных вариантов осуществления боковая стенка имеет по существу среднюю толщину t стенки. Предпочтительно эта средняя толщина t стенки по существу соответствует толщине t стенки. Причем эта толщина t или, соответственно, t стенки предпочтительно выбрана из некоторого заданного диапазона, причем эта толщина стенки предпочтительно больше или равна 0,2 мм, предпочтительнее больше, чем 0,5 мм, и особенно предпочтительно больше 0,8 мм, также предпочтительно толщина стенки меньше или равна 4 мм, предпочтительнее меньше, чем 2 мм, и особенно предпочтительно меньше, чем 1,5 мм. Особенно предпочтительно толщина t стенки равна по существу 1 мм или 1,5 мм или предпочтительнее также величине от 1 мм до 1,5 мм. В частности, путем выбора надлежащей толщины стенки из вышеназванного диапазона обеспечена возможность получения с одной стороны легкого, и вместе с тем имеющего низкий момент инерции инструмента, а с другой стороны, достаточно стабильного инструмента.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления эта боковая стенка проходит по существу радиально непрерывно вокруг оси вращения инструмента. В другом варианте осуществления боковая стенка по своему ходу вокруг оси вращения инструмента имеет выемки или, соответственно, прерывания. В частности, при непрерывно проходящей по окружности боковой стенке достижимо особенно стабильное присоединительное устройство; при прерывающейся или имеющей выемки боковой стенки достижимо, в частности, особенно легкое и имеющее низкий момент инерции присоединительное устройство.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления присоединительное устройство имеет участок верхней поверхности. Предпочтительно этот участок верхней поверхности опосредствованно или непосредственно присоединяется к по меньшей мере одной из упомянутых областей приводных поверхностей. При этом под опосредствованным соединением участка верхней поверхности с одной из этих областей приводных поверхностей следует, в частности, понимать, что этот участок верхней поверхности и эта область приводной поверхности соединены друг с другом соединительной областью. При этом такая соединительная область может предпочтительно пониматься как искривленные или по меньшей мере на отдельных участках прямо проходящие стенки. Предпочтительно под непосредственным присоединением участка верхней поверхности к по меньшей мере одной из этих областей приводных поверхностей следует понимать, что этот участок верхней поверхности отделен от этой области приводной поверхности только технологически обусловленным промежуточным участком или прямо примыкает к нему. Под таким технологически обусловленным промежуточным участком следует, в частности, понимать радиус изгиба, литейный уклон или тому подобное. Предпочтительно протяженность этого участка верхней поверхности имеет по меньшей мере одну компоненту поверхности, перпендикулярную оси вращения инструмента. Также предпочтительно участок верхней поверхности распространяется по меньшей мере на отдельных участках по существу перпендикулярно упомянутой оси вращения инструмента. В частности, благодаря этому исполнению участка верхней поверхности достижима дополнительная стабилизация областей приводных поверхностей.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления участок верхней поверхности расположен по существу в области одной из упомянутых первых верхних ограничительных плоскостей. Предпочтительно присоединительное устройство в той области, в которой расположен участок верхней поверхности, имеет особенно малую протяженность. Также предпочтительно участок верхней поверхности расположен по существу в области одной из упомянутых первых нижних ограничительных плоскостей, также предпочтительно между одной из этих первых верхних и одной из этих вторых нижних ограничительных плоскостей. В частности, расположение участка верхней поверхности в области этой первой верхней ограничительной плоскости осуществимо технологически просто и может, в частности, способствовать дополнительной стабилизации присоединительного устройства.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления участок верхней поверхности распространяется в радиальном направлении радиально снаружи к оси вращения инструмента. Также предпочтительно этот участок верхней поверхности имеет по меньшей мере одну выемку. Также предпочтительно этот участок верхней поверхности имеет несколько, предпочтительно множество выемок. В частности, с помощью этих выемок может снижаться момент инерции вращения инструментального устройства и вместе с тем нагрузка на него.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления по меньшей мере одна из этих выемок расположена по существу в области оси вращения инструмента. Также предпочтительно несколько этих выемок расположены по существу в области оси вращения инструмента. При этом под «по существу в области оси вращения инструмента» следует, в частности, понимать, что одна из этих выемок содержит ось вращения инструмента или по меньшей мере одна из этих выемок непосредственно примыкает к оси вращения инструмента или находится только на небольшом расстоянии от нее. В частности, благодаря одной или нескольким выемкам в области оси вращения инструмента достижимо простое крепление инструментального устройства на инструментальной машине и вместе с тем хорошая передача силы от инструментальной машины на инструментальное устройство.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления одна или несколько этих выемок расположены вращательно-симметрично относительно оси вращения инструмента. Также предпочтительно все эти выемки расположены вращательно-симметрично относительно этой оси вращения инструмента. В частности, благодаря этому виду ориентации выемок возможно предотвращение или уменьшение дисбалансов при движении инструментального устройства, при этом достижимо усовершенствованное инструментальное устройство.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления один из нормальных векторов к одной из упомянутых касательных плоскостей ориентирован в радиальном направлении от оси вращения инструмента. Предпочтительно нормальные векторы нескольких, предпочтительнее всех этих касательных плоскостей в радиальном направлении ориентированы от оси вращения инструмента. В частности, благодаря этой ориентации касательной плоскости присоединительное устройство, в отличие от традиционного соединения вала и ступицы, представляет собой часть вала. Это исполнение присоединительного устройства предоставляет, в частности, возможность простого изготовления, или, соответственно, приводные силы могут особенно равномерно передаваться от инструментальной машины на инструментальное устройство.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления один из нормальных векторов к одной из этих касательных плоскостей ориентирован в радиальном направлении к оси вращения инструмента. Предпочтительно нормальные векторы нескольких, предпочтительнее всех этих касательных плоскостей ориентированы в радиальном направлении к оси вращения инструмента. В частности, благодаря этой ориентации касательных плоскостей присоединительное устройство, в отличие от традиционного соединения вала и ступицы, представляет собой часть ступицы. При таком исполнении присоединительного устройства приводные силы передаются через внутреннюю поверхность (часть ступицы), в частности такие поверхности хорошо защищены от загрязнения и повреждения.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления инструментальное устройство имеет по меньшей мере одну рабочую область, по меньшей мере одну присоединительную область и по меньшей мере одну соединительную область. Предпочтительно рабочая область предназначена для того, чтобы воздействовать на систему заготовок или на заготовку. Под заготовкой или системой заготовок следует понимать, в частности, полуфабрикат, деталь машины, конструктивный элемент, систему из нескольких вышеназванных элементов, машину, предпочтительно конструктивный элемент автомобиля, строительный материал, постройку или тому подобное. Предпочтительно под рабочей областью следует понимать режущее, шлифовальное, отрезное, шевинговальное, рычажное (строгальное?) устройство или тому подобное. Также предпочтительно под соединительной областью следует понимать участок инструментального устройства, с помощью которого приводные силы от присоединительной области, в которой приводные силы вводятся от инструментальной машины в инструментальное устройство, передаются к рабочей области. Также предпочтительно соединительная область представляет собой плоский, сводчатый, ребристый или изогнутый участок. Также предпочтительно эта соединительная область выполнена цельно по меньшей мере с этой рабочей областью или по меньшей мере с этим присоединительным устройством, предпочтительно эта соединительная область может состоять из того же или из другого материала, что и эта рабочая область или это присоединительное устройство, и быть соединена с ними. Предпочтительно это соединение представляет собой соединение с геометрическим, с силовым замыканием или посредством материала или предпочтительнее комбинацией из нескольких этих видов соединения, особенно предпочтительно посредством сварки, клепки, чеканки или привертывания. Также предпочтительно между этим присоединительным устройством и каждой из этих рабочих областей расположена одна единственная соединительная область. В частности, благодаря описанному исполнению инструментального устройства, имеющего присоединительное устройство, рабочую область и соединительную область, обеспечена возможность предпочтительной передачи приводных сил от присоединительного устройства на рабочую область.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления по меньшей мере одна из этих соединительных областей расположена в определенной области присоединительного устройства. Предпочтительно по меньшей мере одна из этих соединительных областей расположена по существу в области одной из упомянутых вторых нижних ограничительных плоскостей, которая дальше удалена от инструментальной машины, в которой осуществляется посадка, чем верхняя, предпочтительнее в области одной из упомянутых первых верхних ограничительных плоскостей и особенно предпочтительно между этими ограничительными плоскостями. Также предпочтительно по меньшей мере одна из этих соединительных областей по существу совпадает с одной из этих вторых нижних ограничительных плоскостей. Также предпочтительно все соединительные области расположены вышеописанным образом. Также предпочтительно участок верхней поверхности и предпочтительнее одна, особенно предпочтительно все соединительные области расположены на присоединительном устройстве зеркально, т.е. если участок верхней поверхности расположен в области одной из первых верхних ограничительных плоскостей, то по меньшей мере одна или предпочтительно все соединительные области расположены в области второй нижней ограничительной плоскости, или наоборот. В частности, благодаря описанному виду исполнения и расположения соединительных областей достижимо особенно стабильное инструментальное устройство и вместе с тем равномерный ввод вращающего момента в инструментальное устройство.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления между одной из упомянутых касательных плоскостей и упомянутой радиальной плоскостью, причем эта радиальная плоскость расположена перпендикулярно оси вращения инструмента, заключен угол α. Предпочтительно угол α выбран из определенного диапазона, при этом угол α предпочтительно равен или меньше 90°, предпочтительнее меньше 80° и особенно предпочтительно меньше 75°, также предпочтительно угол α больше 0°, предпочтительнее больше 45° и особенно предпочтительно больше 60°. Также предпочтительно угол α находится в диапазоне от 62,5° до 72,5°. Предпочтительно угол α выбирается в вышеназванном диапазоне с учетом свойств конструктивных элементов (в частности, геометрии, толщины стенки, модуля упругости, прочности и тому подобного) инструментального устройства в области присоединительного устройства или предпочтительнее с учетом возникающих сил. В частности, благодаря описанному выше выбору угла α из названного диапазона, с одной стороны, достижимо стабильное присоединительное устройство, а с другой стороны, равномерный ввод приводных сил в инструментальное устройство. Как правило, следует предпочитать выбор угла α меньше 70°, так как тогда опасность заклинивания меньше. При этом термин «заклинивание» следует толковать как невозможность запланированного извлечения инструментального устройства из инструментальной машины, то есть, в частности, невозможность без дополнительного силового воздействия. Эффекты, аналогичные этому «заклиниванию», известны в механике, в частности, как самоблокировка. Предпочтительно угол α, выбранный из названного диапазона (α>=70°), приводит к особенно малому занимаемому конструктивному пространству. Также предпочтительно благодаря меньшему углу α (α<70°) может уменьшаться эта склонность к заклиниванию инструментального устройства. Особенно предпочтительным диапазоном угла α оказался диапазон около 60°(+/-5°), так как при этом достижимо относительно малое занимаемое конструктивное пространство и может уменьшаться или предотвращаться нежелательное заклинивание инструментального устройства.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления между одной из упомянутых касательных плоскостей и упомянутой осевой плоскостью, причем в этой осевой плоскости лежит ось вращения инструмента, заключен угол β. Предпочтительно этот угол β выбран из определенного диапазона, при этом угол β предпочтительно равен или меньше 90°, предпочтительнее меньше 70° и особенно предпочтительно меньше 65°, и также предпочтительно угол β больше 0°, предпочтительнее больше 15° и особенно предпочтительно больше 30°. Также предпочтительно угол β по существу равен 30°, 45° или 60°. Также предпочтительно угол β только незначительно отличается от одного из вышеназванных трех значений угла, при этом под «незначительно» предпочтительно следует понимать диапазон предпочтительно +/-7,5°, предпочтительнее +/-5° и особенно предпочтительно +/-2,5°. В частности, благодаря описанному выбору угла β из названного диапазона достижимо особенно стабильное инструментальное устройство и вместе с тем равномерный ввод вращающего момента от инструментальной машины в инструментальное устройство. Передаваемый вращающий момент возрастает, в частности, с уменьшающимся углом β, предпочтительно угол β, в частности для расчетов, при которых на переднем плане стоит высокий передаваемый вращающий момент, выбирается из диапазона, для которого выполняется 0°<β<30°. Занимаемое конструктивное пространство уменьшается, в частности, с возрастающим углом β, предпочтительно угол β, в частности при расчетах, для которых на переднем плане стоит малое занимаемое конструктивное пространство, выбирается из диапазона, для которого выполняется 60°<β<90°. В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления, при котором, в частности, может передаваться высокий вращающий момент и возникает малое занимаемое конструктивное пространство, угол β составляет по существу 60°.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления инструментальное устройство имеет четное количество областей приводных поверхностей. Предпочтительно инструментальное устройство имеет 4 или больше, предпочтительнее 8 или больше и особенно предпочтительно 16 или больше областей приводных поверхностей. Особенно предпочтительно количество областей приводных поверхностей, равное 24. Также предпочтительно инструментальное устройство имеет 64 или меньше, предпочтительнее 48 или меньше и особенно предпочтительно 32 или меньше областей приводных поверхностей. Также предпочтительно инструментальное устройство имеет нечетное количество областей приводных поверхностей. Предпочтительно количество областей приводных поверхностей зависит от размера присоединительного устройства инструментального устройства. Также предпочтительно большие инструментальные устройства, имеющие соответственно большое присоединительное устройство, могут также иметь более высокие количества областей приводных поверхностей, чем указанные здесь. При этом под большим инструментальным устройством следует, в частности, понимать инструментальное устройство, у которого присоединительное устройство по существу имеет диаметр больше 50 мм или больше мм. В частности, при четном количестве областей приводных поверхностей приводные силы могут попарно передаваться от инструментальной машины на инструментальное устройство. При этом оказалось, что, в частности, при этом попарном вводе приводных сил в инструментальное устройство достижимо особенно долговечное и при этом усовершенствованное инструментальное устройство.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления области приводных поверхностей расположены по существу звездообразно. Предпочтительно области приводных поверхностей расположены по существу звездообразно вокруг оси вращения инструмента. Также предпочтительно областями приводных поверхностей описывается трехмерное тело, которое, будучи рассечено плоскостью, ортогональной оси вращения инструмента, имеет по существу поверхность основания звездообразного многоугольника.
Под термином «многоугольник» в смысле настоящего изобретения понимается не только математически точная форма, имеющая прямые, тупые или острые углы, но и форма, у которой углы закруглены.
Также предпочтительно эти звездообразно расположенные области приводных поверхностей выглядят подобно шлицевому валу традиционного соединения вала и ступицы, причем этот вал вследствие двойного наклона областей приводных поверхностей имеет коническую основную форму. В частности, вследствие звездообразного расположения этих областей приводных поверхностей обеспечена возможность расположения множества областей приводных поверхностей в небольшом конструктивном пространстве и, таким образом, надежной передачи больших приводных сил от инструментальной машины на инструментальное устройство.
Конструктивный ряд предлагаемых изобретением инструментальных устройств включает в себя по меньшей мере два этих инструментальных устройства. При этом такое инструментальное устройство имеет, в частности, исходную плоскость, эта исходная плоскость расположена перпендикулярно оси вращения инструмента. Эта исходная плоскость имеет по меньшей мере один базовый диаметр или другой базовый размер длины этих областей приводных поверхностей. При этом первое расстояние Δ от первой поверхности упомянутого участка верхней поверхности до этой исходной плоскости для различных инструментальных устройств одного конструктивного ряда находится между первой нижней предельной величиной и второй верхней предельной величиной.
В смысле изобретения под исходной плоскостью следует понимать плоскость, положение которой в осевом направлении оси вращения инструмента определяется тем, что она содержит одинаковый базовый диаметр для первого и по меньшей мере одного другого инструмента этого конструктивного ряда. При этом осевое положение этой исходной плоскости в осевом направлении вследствие двойного наклона областей приводных поверхностей первого и по меньшей мере одного второго инструмента этого конструктивного ряда может отличаться. Этой исходной плоскостью определяется, в частности, осевое положение базового диаметра для инструментального устройства. Благодаря этому получается, в частности в осевом направлении, жесткая исходная точка для нескольких инструментальных устройств одного общего конструктивного ряда. Выражаясь фигурально, этот метод может, в частности, пониматься так, что воображаемое кольцо (базовый диаметр, базовый размер длины) в осевом направлении нанизывается на область приводной поверхности, и оно задает определенное осевое положение, которое у различных инструментальных устройств может быть различным. В частности, путем указания нижней и верхней предельной величины обеспечена возможность учета неизбежных допусков при изготовлении инструментального устройства. Предпочтительно эти предельные величины выбраны из диапазона в несколько десятых или несколько сотых мм.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления этого конструктивного ряда расстояние Δ для по меньшей мере двух различных инструментальных устройств этого конструктивного ряда по существу постоянно. Предпочтительно под «постоянным» следует понимать, что расстояние Δ от указанного по меньшей мере одного первого инструментального устройства и указанного по меньшей мере одного второго инструментального устройства или нескольких вторых инструментальных устройств находится между этими предельными величинами. В частности, благодаря тому, что расстояние Δ внутри одного конструктивного ряда инструментов движется в узком поле допусков, обеспечена возможность, что инструментальные устройства одного конструктивного ряда в осевом направлении позиционируются одинаково, и при этом обеспечивают надежный ввод в них вращающего момента.
1
В одном из предпочтительных вариантов осуществления конструктивного ряда из по меньшей мере двух инструментальных устройств по меньшей мере два инструментальных устройства этого конструктивного ряда имеют различные средние толщины t или, соответственно, t стенок. В частности, благодаря инструментальным устройствам, имеющим различные толщины стенок, обеспечена возможность выполнения инструментальных устройств в соответствии с нагрузкой, потому что на инструменты, которые предусмотрены для различных целей применения, например, пилы или шлифовальные инструменты, воздействуют различные силы, и эти различные силы могут, в частности, учитываться с помощью различных толщин стенок.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления конструктивный ряд включает в себя по меньшей мере два инструментальных устройства, которые имеют кодирующую область, расположенную по существу одинаково по своему положению по отношению к оси вращения инструмента и упомянутым приводным поверхностям. Также предпочтительно каждое инструментальное устройство имеет такую кодирующую область и предпочтительно каждое из этих инструментальных устройств отличается по меньшей мере одним эксплуатационным параметром, таким как, в частности, предпочитаемая мощность привода. Также предпочтительно такой эксплуатационный параметр может также учитывать вид инструмента, марку изготовителя или другие параметры инструментальной машины или также предпочтительно мощность, необходимую для привода инструментального устройства. Предпочтительно эта кодирующая область имеет по меньшей мере одно кодирующее устройство. Предпочтительно это кодирующее устройство характерно для по меньшей мере одного из этих эксплуатационных параметров. В частности, благодаря описанному исполнению кодирующей области обеспечена возможность, резервировать различные инструменты конструктивного ряда для различных областей применения и тем самым с самого начала противостоять перегрузкам инструментальных устройств.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления конструктивного ряда из по меньшей мере двух инструментальных устройств по меньшей мере первое инструментальное устройство имеет первое кодирующее устройство. Предпочтительно это первое кодирующее устройство предусмотрено для того, чтобы взаимодействовать с первым кодирующим элементом, который предпочтительно расположен на инструментальной машине. Также предпочтительно по меньшей мере одно второе инструментальное устройство этого конструктивного ряда имеет второе кодирующее устройство. Также предпочтительно это второе кодирующее устройство предусмотрено для того, чтобы взаимодействовать со вторым кодирующим элементом. Предпочтительно первый кодирующий элемент расположен на первой инструментальной машине, и также предпочтительно этот второй кодирующий элемент расположен на второй инструментальной машине. Предпочтительно эти кодирующие устройства и эти кодирующие элементы выполнены так, что первый кодирующий элемент может взаимодействовать с первым и вторым кодирующим устройством. Предпочтительнее второй кодирующий элемент выполнен так, что он может взаимодействовать только со вторым кодирующим устройством, но не с первым кодирующим устройством. В частности, благодаря этому исполнению кодирующих устройств обеспечена возможность резервирования определенных инструментов для определенных инструментальных машин. При этом с одной стороны, может достигаться, чтобы, в частности, не осуществлялась посадка инструментального устройства, имеющего присоединительную область, предусмотренную для малых приводных сил, на инструментальной машине, создающей приводные силы, которые могут повредить эту присоединительную область. С другой стороны, может достигаться, чтобы не могла осуществляться посадка инструментальных устройств, которые требуют высоких приводных сил или имеют высокий момент инерции, на не предназначенной для этого инструментальной машине. Таким образом может предупреждаться повреждение инструментальной машины.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления конструктивного ряда из по меньшей мере двух инструментальных устройств форма поверхности основания по меньшей мере одного, предпочтительно всех кодирующих устройств выбрана из некоторой группы форм. Предпочтительнее эта группа включает в себя по меньшей мере один из следующих элементов:
- многоугольник, имеющий множество углов, предпочтительно 3, 4, 5, 6, 7, 8 или больше,
- круг,
- эллипс,
- дугу, имеющую изменяющийся или постоянный радиус, или
- комбинацию из нескольких названных форм.
В частности, благодаря этому исполнению кодирующего устройства оно может адаптироваться к соответствующим требованиям к инструментальному устройству, и, таким образом, достижим усовершенствованный конструктивный ряд инструментальных устройств.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления конструктивный ряд из по меньшей мере двух инструментальных устройств включает в себя по меньшей мере два инструментальных устройства, имеющих каждое одно из этих кодирующих устройств, причем эти кодирующие устройства имеют одинаковую геометрическую форму, но различный размер. Предпочтительнее все инструментальные устройства имеют кодирующее устройство, имеющее одинаковую геометрическую форму, но по меньшей мере частично различные размеры.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления конструктивный ряд из по меньшей мере двух инструментальных устройств включает в себя по меньшей мере одно инструментальное устройство, у которого кодирующее устройство выполнено в виде области, возвышенной относительно кодирующей исходной поверхности. Предпочтительно под кодирующей исходной поверхностью следует понимать плоскость, перпендикулярную оси вращения инструмента. Также предпочтительно эта кодирующая исходная поверхность расположена по существу в области участка верхней поверхности или совпадает с ним. Также предпочтительно этот конструктивный ряд включает в себя второе инструментальное устройство, имеющее вторую возвышенную кодирующую область. Предпочтительнее по меньшей мере одна первая протяженность одного кодирующего устройства больше, чем сравнимая протяженность второго кодирующего устройства. Предпочтительно первое инструментальное устройство предусмотрено для инструментальных машин с высокой мощностью привода, и также предпочтительно второе инструментальное устройство предусмотрено для инструментальных машин с низкой мощностью привода. При этом под высокой мощностью привода первой инструментальной машины следует понимать, что эта мощность привода больше, чем мощность привода второй инструментальной машины. Предпочтительно сравнимая первая протяженность на первом инструментальном устройстве больше, чем такая же протяженность кодирующего устройства на втором инструментальном устройстве. При этом, в частности, высокопроизводительные инструменты могут резервироваться для машин, которые предусмотрены для профессионального применения в промышленных и мелких производственных предприятиях (профессиональные машины), а инструментальные устройства для более низких требований к мощности могут применяться как на профессиональных машинах, так и в машинах DIY (Do-it-youself- англ. «сделай сам»), которые предусмотрены для бытового употребления. Благодаря этому, в частности, обеспечивается возможность согласования инструментальных устройств с данной мощностью привода, при этом достижимо усовершенствованное инструментальное устройство.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления конструктивного ряда из по меньшей мере двух инструментальных устройств по меньшей мере одно из этим кодирующих устройств выполнено в виде выемки. Предпочтительно все эти кодирующие устройства в этом конструктивном ряду выполнены в виде выемок. Также предпочтительно эти кодирующие устройства расположены в области одной кодирующей исходной поверхности. Предпочтительнее по меньшей мере одна протяженность одного кодирующего устройства больше, чем сравнимая протяженность другого кодирующего устройства. В частности, инструментальное устройство, которое предусмотрено для профессиональной машины, имеющей высокую мощность привода, имеет малое кодирующее устройство. Второе инструментальное устройство того же конструктивного ряда, которое, в частности, предусмотрено для машины DIY, имеет большое кодирующее устройство по сравнению с первым кодирующим устройством. При этом в частности, считается, что профессиональная машина имеет более высокую мощность привода по сравнению с машиной DIY. Предусмотренный для машины DIY инструмент подходит, таким образом, как к профессиональной машине, так и к машине DIY, в то время как профессиональный инструмент не может монтироваться на машину DIY. Тем самым предотвращается повреждение машин DIY инструментальными устройствами, которые предусмотрены для более высоких мощностей привода. В частности, благодаря тому, что кодирующее устройство (выемка) для профессиональной машины меньше, чем кодирующее устройство для машины DIY, достижимо особенно стабильное инструментальное устройство для большой мощности привода.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления конструктивный ряд из по меньшей мере двух инструментальных устройств имеет кодирующие области, которые расположены в области упомянутого участка верхней поверхности. В частности, когда эти участки верхней поверхности расположены в области верхней ограничительной плоскости, кодирующие области особенно легкодоступны, и при этом достижимо усовершенствованное инструментальное устройство.
Способ изготовления предлагаемого изобретением инструментального устройства для изготовления по меньшей мере одной области приводной поверхности включает в себя исходный формообразующий, деформирующий или генерирующий шаг способа. Предпочтительно способ изготовления по меньшей мере одной области приводной поверхности включает в себя комбинацию из нескольких вышеназванных шагов способа. При этом способы изготовления по меньшей мере одной области приводной поверхности выбраны из группы способов изготовления, которая включает в себя по меньшей мере следующие способы изготовления:
ковку, выдавливание, вальцевание, экструзию, сгибание, глубокую вытяжку, закатку буртика, отбортовку, правку, гибку, растяжение, высадку, агломерацию, литье, послойное нанесение или тому подобное.
Предпочтительнее способ изготовления для изготовления контура инструмента этого инструментального устройства включает в себя разделяющий шаг способа, предпочтительнее термически разделяющий, особенно предпочтительно механически разделяющий шаг способа или комбинацию из нескольких таких шагов способа. Также предпочтительно шаги способа для изготовления контура инструмента выбраны из группы, которая включает в себя по меньшей мере следующие способы:
пиление, шлифование, фрезерование, штамповку, разрезание, корпускулярно-лучевую резку, электронно-лучевую резку, лазерно-лучевую резку, плазменную резку, газовую резку, искровую эрозионную резку.
Предпочтительно инструментальное устройство, а по меньшей мере его внешняя форма, полностью или в сильно преобладающей степени созданы посредством генерирующего способа изготовления.
В частности, с помощью названных способов изготовления обеспечена возможность изготовления особенно точной области приводной поверхности и при этом обеспечения равномерного ввода приводных сил в инструментальное устройство.
Приведенные ниже фигуры показывают разные признаки и варианты осуществления изобретения и частично схематизированы, при этом возможна также комбинация отдельных признаков и вариантов осуществления, выходящая за рамки этих фигур.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления посадка инструментального устройства на выходном шпинделе инструментальной машины осуществляется так, что между торцевой поверхностью этого выходного шпинделя и противоположной ей поверхностью на инструментальном устройстве получается небольшое расстояние υ, когда инструментальное устройство посажено в инструментальной машине. Предпочтительно это расстояние по существу одинаково по меньшей мере в двух точках, расположенных симметрично относительно оси вращения инструмента, предпочтительнее в нескольких точках. Предпочтительно под небольшим расстоянием в этом контексте следует понимать расстояние υ, находящееся в некотором диапазоне, который предпочтительно меньше 5 мм, предпочтительнее меньше 2,5 мм и особенно предпочтительно меньше 1,5 мм, и совсем особо предпочтительно меньше 0,8 мм, и также предпочтительно больше 0,0 мм, предпочтительно больше 0,25 мм и особо предпочтительно больше 0,5 мм. Благодаря небольшому расстоянию υ, в частности при перегрузке, может предпочтительно достигаться опора инструментального устройства на выходной шпиндель, и предотвращение или уменьшение опрокидывания инструментального устройства, также предпочтительно может достигаться невозможность посадки инструментального устройства при вводе в инструментальную машину, в частности, со значительным перекосом.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления инструментальное устройство имеет пониженные области приводных поверхностей, причем эти пониженные области приводных поверхностей по смыслу следует понимать как области приводных поверхностей или области приводных поверхностей инструмента, и их варианты осуществления могут переноситься на пониженные области приводных поверхностей. Под «пониженным» в смысле изобретения предпочтительно следует понимать, что эти области приводных поверхностей понижены относительно боковой стенки инструментального устройства. В противоположность не пониженным областям приводных поверхностей эти области приводных поверхностей предпочтительно расположены не на или в боковой стенке инструментального устройства, а предпочтительнее понижены относительно них, предпочтительно радиально понижены, в частности радиально удалены от них.
Предлагаемое изобретением соединительное устройство предназначено для соединения инструментального устройства, в частности с ручной, инструментальной машиной. Предпочтительно устройство привода инструментальной машины осуществляет привод, в частности во вращательно-осциллирующее движение, приводной оси. Соединительное устройство имеет первую соединительную область и вторую соединительную область. Первая соединительная область предназначена для соединения соединительного устройства с инструментальной машиной, при этом соединительное устройство может соединяться с инструментальной машиной так, чтобы приводная ось и соединительная ось вращения по существу совпадали. Вторая соединительная область предназначена для соединения соединительного устройства с инструментальным устройством. При этом по меньшей мере одна из этих соединительных областей имеет присоединительное устройство, причем это присоединительное устройство имеет по меньшей мере две области приводных поверхностей.
Кроме того, предусмотрены по меньшей мере области приводных поверхностей, расположенные на расстоянии от этой соединительной оси вращения, которые имеют каждая множество точек поверхности. Термин «приводная поверхность» обозначает поверхность, которая по меньшей мере частично опосредствованно или непосредственно может находиться в контакте с выходным устройством инструментальной машины, чтобы воспринимать вращающий момент от инструментальной машины. Термин «точка поверхности» подразумевает при этом точки на верхней стороне этих приводных поверхностей в смысле уже данного определения.
Для касательных плоскостей в этих точках поверхности действуют особые геометрические условия. Касательные плоскости, как вообще принято в геометрии, представляют собой плоскости, которые выполнены перпендикулярно нормальным векторам точек поверхности и касаются поверхности в точке поверхности. При этом термин «нормальный вектор» подразумевает вектор, который в этой точке поверхности ориентирован точно перпендикулярно поверхности.
Касательные плоскости в этих точках поверхности наклонены в двух направлениях. Во-первых, они наклонены относительно осевой плоскости, которая включает в себя ось вращения инструмента. Кроме того, эти касательные плоскости наклонены относительно радиальной плоскости, которая распространяется перпендикулярно оси вращения инструмента.
Присоединительное устройство соединительного устройства и вместе с тем его приводные поверхности или области приводных поверхностей соответствуют при этом по смыслу предпочтительно областям приводных поверхностей инструментального устройства.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления соединительное устройство имеет первую соединительную область, которая расположена вращательно-симметрично относительно соединительной оси вращения инструмента. При этом предпочтительно под соединительной осью вращения, в смысле инструментального устройства, следует понимать ось вращения инструмента. Предпочтительно посадка соединительного устройства с его присоединительным устройством на инструментальной машине осуществляется так, что соединительное устройство может приводиться предпочтительно во вращательно-осциллирующее или вращательное движение вокруг соединительной оси вращения. Также предпочтительно соединительная ось вращения и первая удерживающая ось совпадают, параллельны друг другу или расположены наискосок друг к другу. Благодаря такому расположению соединительной области осуществимо соединительное устройство, в частности, имеющее незначительные дисбалансы.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления вторая соединительная область расположена вращательно-симметрично относительно соединительной оси вращения. Благодаря такому расположению соединительная область, в частности при небольшом конструктивном размере, может располагаться в области низкой нагрузки.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления вторая соединительная область расположена вращательно-симметрично относительно соединительной оси вращения. Благодаря такому расположению возможна посадка инструментального устройства на соединительном устройстве таким образом, чтобы ось вращения этого инструментального устройства и соединительная ось вращения по существу совпадали друг с другом, и, таким образом, дисбалансы были незначительными.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления соединительное устройство имеет первое удерживающее устройство. Предпочтительно это первое удерживающее устройство предназначено для взаимодействия по меньшей мере с упомянутой первой соединительной областью и инструментальной машиной. Предпочтительно удерживающее устройство имеет винтовое устройство, также предпочтительно крюковое, защелкивающееся крюковое или особенно предпочтительно стопорное устройство.
В частности, посредством удерживающего устройства, имеющего винтовое устройство, достижима особенно простая посадка соединительного устройства на инструментальной машине.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления соединительное устройство имеет по меньшей мере одно второе удерживающее устройство. Предпочтительно это второе удерживающее устройство предназначено для взаимодействия с упомянутой второй соединительной областью и инструментальным устройством. Предпочтительно это инструментальное устройство посажено на соединительном устройстве посредством материала, предпочтительнее с геометрическим замыканием и особенно предпочтительно с силовым замыканием или в комбинации названных способов. Предпочтительно второе удерживающее устройство имеет винтовое устройство, также предпочтительнее крюковое или защелкивающееся крюковое устройство, и особенно предпочтительно стопорное устройство.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления первое удерживающее устройство имеет первую удерживающую ось. При этом в смысле изобретения под первой удерживающей осью следует понимать ось, по которой проходит направление действия удерживающей силы, которая может создаваться этим удерживающим устройством. Предпочтительно у винтового устройства под удерживающей осью следует понимать его линию симметрии. Также второе удерживающее устройство имеет вторую удерживающую ось, при этом предпочтительно вторая удерживающая ось по смыслу соответствует первой удерживающей оси. Предпочтительно эта первая и эта вторая удерживающая ось расположены по существу параллельно, в частности конгруэнтно друг другу. Предпочтительно соединительная ось вращения совпадает с первой удерживающей осью. При этом в смысле изобретения «конгруэнтно» может пониматься как «коаксиально». Благодаря такому расположению удерживающего устройства, в частности, достижима возможность особенно простой посадки соединительного устройства на инструментальной машине и инструментального устройства на соединительном устройстве, в частности за один рабочий ход.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления первое удерживающее устройство имеет первую удерживающую ось, а второе удерживающее устройство - вторую удерживающую ось. Предпочтительно первая и вторая удерживающая ось расположены наискосок друг к другу, в частности скрещиваясь. При этом под «скрещиванием» в смысле изобретения может пониматься, что эти две удерживающие оси, с одной стороны, не параллельны друг другу, а с другой стороны, не пересекаются в пространстве. Благодаря такому расположению достижимо исполнение соединительного устройства, наиболее соответствующее нагрузке.
При этом показано:
фиг.1: вид сбоку (фиг.1a) и вид в плане (фиг.1b) инструментального устройства, имеющего две области приводных поверхностей;
фиг.2: вид сбоку нескольких областей приводных поверхностей, которые распространяются каждая между одной верхней и одной нижней ограничительной плоскостью;
фиг.3: вид сбоку нескольких областей приводных поверхностей, которые распространяются между одной общей верхней и одной общей нижней ограничительной плоскостью;
фиг.4: изображение сечения фрагмента инструментального устройства;
фиг.5: вид в плане (фиг.5a) и вид сбоку (фиг.5b) двух областей приводных поверхностей, расположенных впритык друг к другу;
фиг.6: вид в плане (фиг.6a) и вид сбоку (фиг.6b) нескольких областей приводных поверхностей, расположенных впритык друг к другу, при этом они расположены, проходя вокруг оси вращения инструмента;
фиг.7: изображение сечения фрагмента инструментального устройства, включающее в себя участок верхней поверхности;
фиг.8: вид в плане (фиг.8a) и вид сбоку (фиг.8b) инструментального устройства, включающий в себя рабочую область, соединительную область и присоединительную область;
фиг.9: изображение сечения инструментального устройства,
включающее в себя касательную плоскость в точке поверхности приводной области с углом α наклона;
фиг.10: вид в плане отдельной области инструментального устройства, включающий в себя касательную плоскость в точке поверхности приводной области и угол α наклона;
фиг.11: вид сечения (фиг.11a) и вид в плане (фиг.11b) инструментального устройства, включающий в себя исходную плоскость и кодирующее устройство;
фиг.12: изображение сечения (фиг.12a) и вид в плане (фиг.12b) инструментального устройства того же конструктивного ряда, который изображен на фиг.11, однако с другим кодирующим устройством;
фиг.13: два изображения сечений различных видов кодирующих устройств инструментального устройства;
фиг.14: виды в перспективе различно искривленных областей приводных поверхностей;
фиг.15: вид сбоку инструментальной машины, имеющей инструментальное устройство;
фиг.16: вид в плане области инструментального устройства;
фиг.17: изображение сечения области инструментального устройства;
фиг.18: изображение сечения области выходного шпинделя и инструментального устройства, которое посажено в инструментальной машине;
фиг.19: соответственно изображение сечения (фиг.19a/b) и виды в плане (фиг.19c/d) двух вариантов осуществления инструментальных устройств, имеющих пониженную область приводной поверхности;
фиг.20: изображение сечения (фиг.20a) и вид в плане (фиг.20b) другого инструментального устройства, имеющего пониженную область приводной поверхности;
фиг.21: изображение сечения (фиг.21a) и вид в плане (фиг.21b) инструментального устройства, имеющего возвышенную область приводной поверхности;
фиг.22: изображение сечения инструментального устройства, выходного шпинделя и соединительного устройства, имеющего первую и вторую соединительную область;
фиг.23: изображение сечения инструментального устройства, выходного шпинделя и другого варианта осуществления соединительного устройства;
фиг.24: изображение сечения другого варианта осуществления соединительного устройства, здесь с передачей вращающего момента от соединительного устройства на инструментальное устройство с фрикционным замыканием;
фиг.25: два изображения сечений других вариантов осуществления соединительного устройства с передачей вращающего момента с геометрическим замыканием (фиг.25a - полое тело; фиг.25b - цельное тело).
На фиг.1 показаны два вида (фиг.1a - вид спереди, фиг.1b - вид в плане) одного инструментального устройства. Оно имеет две области 2 приводных поверхностей. При этом область 2 приводной поверхности имеет множество точек 3 поверхности. Каждой из этих точек 3 поверхности в областях 2 приводных поверхностей может ставиться в соответствие касательная плоскость 4. Эти касательные плоскости 4 наклонены относительно радиальной плоскости 6 и относительно осевой плоскости 7. При этом радиальная плоскость 6 расположена ортогонально оси 5 вращения инструмента, а осевая плоскость 7 включает в себя эту ось 5 вращения инструмента. Инструментальное устройство 1 предусмотрено для вращательно-осциллирующего привода на ручной инструментальной машине (не изображена). Когда инструментальная машина осуществляет привод инструментального устройства 1, то инструментальное устройство 1 приводится во вращательно-осциллирующее движение вокруг оси 5 вращения инструмента. Благодаря двойному наклону областей 2 приводных поверхностей может достигаться посадка инструментального устройства 1 в инструментальной машине без зазора. Это особенно предпочтительно для пильных и шлифовальных работ или тому подобного, так как здесь знакопеременные нагрузки воздействуют на инструментальное устройство 1, относительно оси 5 вращения инструмента, и соединение с зазором между инструментальной машиной и инструментальным устройством 1 может приводить к выбиванию соединения, то есть, в частности, к повреждению инструментального устройства 1.
На фиг.2 показан вид инструментального устройства 1, на котором видно, что область 2 приводной поверхности распространяется в каждом случае между верхней и нижней ограничительными плоскостями 8a/8b. Эти ограничительные плоскости 8 предпочтительно расположены ортогонально к оси 5 вращения инструмента. При этом каждая область 2 приводной поверхности распространяется, начинаясь от верхней ограничительной плоскости 8a, к нижней ограничительной плоскости 8b или наоборот. Предпочтительно здесь нижняя расположена на высоте рабочей области 13. При этом под рабочей областью следует понимать, например, систему зубьев пильного полотна или тому подобное. Благодаря тому, что нижняя ограничительная плоскость 8b расположена по существу на высоте рабочей области 13, возможна особенно устойчивая к деформации передача приводных сил от областей 2 приводных поверхностей на рабочую область 13. Благодаря различным ограничительным плоскостям 8 и вместе с тем различным протяженностям областей 2 приводных поверхностей имеется возможность особенно хорошей адаптации к требованиям инструментального устройства, в частности в отношении занимаемого пространства, отсутствия зазора и передачи вращающего момента. В настоящем случае нижние ограничительные плоскости 8b совпадают в одной общей нижней ограничительной плоскости 8b. Верхние ограничительные плоскости 8a в этом варианте осуществления не совпадают, получаются области 2 приводных поверхностей, имеющие различную высоту.
На фиг.3 показан вид инструментального устройства 1, на котором все области 2 приводных поверхностей ограничены одной единственной нижней ограничительной областью 8b и одной единственной верхней ограничительной плоскостью 8a. Эти ограничительные плоскости 8 расположены ортогонально (фиктивной геометрической) оси 5 вращения инструмента. Нижняя ограничительная плоскость 8b расположена по существу на высоте рабочей области 13. Верхняя ограничительная плоскость 8a удалена от нижней ограничительной плоскости 8b в направлении оси 5 вращения инструмента. Когда все области 2 приводных поверхностей распространяются между одной единственной верхней ограничительной плоскостью 8a и одной единственной нижней ограничительной плоскостью 8b, то обеспечена возможность особенно простого изготовления инструментального устройства, и также особенно равномерной передачи приводных сил от инструментальной машины (не изображена) на инструментальное устройство 1.
На фиг.4 показана часть инструментального устройства 1 на изображении в сечении. Инструментальное устройство имеет (фиктивную геометрическую) ось 5 вращения инструмента. Вокруг нее инструментальное устройство 1 может приводиться во вращательно-осциллирующее движение. Область 2 приводной поверхности расположена удаленно от оси 5 вращения инструмента и распространяется в направлении оси 5 вращения инструмента между нижней 8a и верхней 8b ограничительной плоскостью. Эта верхняя 8a и эта нижняя 8b ограничительная плоскость удалены друг от друга на расстояние T. Причем это расстояние T зависимо от толщины t стенок, которые также содержат области 2 приводных поверхностей. Благодаря этой зависимости достигается особенно благоприятная зависимость между жесткостью областей приводных поверхностей и их конструктивным размером.
На фиг.5 показаны различные отдельные виды (фиг.5a - вид в плане; фиг.5b - вид спереди) инструментального устройства 1. Инструментальное устройство 1 имеет ось 5 вращения инструмента. Области 2 приводных поверхностей расположены симметрично относительно плоскости 9 симметрии, причем эта плоскость 9 симметрии содержит ось 5 вращения инструмента. Области 2 приводных поверхностей расположены впритык друг к другу и встречаются в переходной области 17. Эта переходная область 17 выполнена в зависимости от процесса изготовления или от нагрузки при передаче силы на инструментальное устройство 1, и может иметь некоторый радиус. Области 2 приводных поверхностей распространяются между нижней 8b и верхней 8a ограничительной плоскостью и удалены от оси 5 вращения инструмента. Симметричное и, в частности, впритык друг к другу расположение областей 2 приводных поверхностей обеспечивает возможность выполнения особенно стабильного инструментального устройства 1, так как области 2 приводных поверхностей могут опираться друг на друга.
На фиг.6 показано несколько отдельных видов (фиг.6a - вид в плане; фиг.6b - вид спереди) инструментального устройства 1. Инструментальное устройство 1 имеет ось 5 вращения инструмента, а также несколько областей 2 приводных поверхностей, они распространяются между верхней 8a и нижней 8b ограничительной плоскостью. Области 2 приводных поверхностей расположены, соответственно присоединяясь друг к другу, и образуют боковую стенку, проходящую радиально непрерывно вокруг оси 5 вращения инструмента. Области 2 приводных поверхностей наклонены каждая относительно радиальной плоскости 6 и соответствующих осевых плоскостей 7. Посредством такой непрерывно проходящей по окружности боковой стенки достижимо, с одной стороны, особенно стабильное инструментальное устройство, а с другой стороны, особенно равномерный ввод приводных сил от инструментальной машины (не изображена) на инструментальное устройство 1.
На фиг.7 показан фрагмент инструментального устройства 1 на изображении в сечении. Инструментальное устройство 1 имеет ось 5 вращения инструмента, область 2 приводной поверхности, а также участок 10 верхней поверхности. Инструментальное устройство 1 может приводиться во вращательно-осциллирующее движение вокруг оси вращения инструмента. Из фиг.7 видно, что эта область 2 приводной поверхности наклонена относительно радиальной плоскости 6. Область 2 приводной поверхности распространяется между нижней 8b и верхней ограничительной плоскостью 8a. К области 2 приводной поверхности в области верхней ограничительной плоскости 8a присоединяется, по существу непосредственно, участок 10 верхней поверхности. Посредством расположенного таким образом участка 10 верхней поверхности может достигаться дополнительная стабилизация областей 2 приводных поверхностей, и при одинаковом размере этих областей 2 приводных поверхностей могут передаваться более высокие приводные силы, чем без этого участка 10 верхней поверхности.
На фиг.8 показано несколько отдельных видов (фиг.8a - вид в плане; фиг.8b - вид спереди) инструментального устройства 1. Это инструментальное устройство 1 имеет (фиктивную геометрическую) ось 5 вращения инструмента, несколько областей 2 приводных поверхностей, а также участок 10 верней поверхности. Рабочая область 13 инструментального устройства 1 предусмотрена для того, чтобы воздействовать на заготовку или на систему заготовок (не изображено). При этом каждые две области 2 приводных поверхностей расположены впритык друг к другу и посредством соединительной области 11 соединены с другой парой областей 2 приводных поверхностей. Области 2 приводных поверхностей расположены вращательно-симметрично и распространяются в направлении оси 5 вращения инструмента между верхней ограничительной плоскостью 8a и нижней ограничительной плоскостью 8b. Области 2 приводных поверхностей наклонены относительно радиальной плоскости 6 и каждая относительно соответствующих осевых плоскостей 7. Вместе с соединительными областями 11 области 2 приводных поверхностей образуют боковую стенку, непрерывно проходящую вокруг оси 5 вращения инструмента. Посредством изображенного вращательно-симметричного расположения областей 2 приводных поверхностей инструментальное устройство 1 может смещаться в инструментальной машине (не изображена), при условии ее соответствующего исполнения, при этом с помощью инструментального устройства могут также обрабатываться труднодоступные заготовки или системы заготовок (не изображено).
На фиг.9 показан фрагмент инструментального устройства 1 на изображении в сечении. Инструментальное устройство 1 имеет ось 5 вращения инструмента, а также область 2 приводной поверхности. Эта область 2 приводной поверхности имеет множество точек 3 поверхности. Этим точкам 3 поверхности может ставиться в соответствие по одной касательной плоскости 4. Ортогонально оси 5 вращения инструмента расположена радиальная плоскость 6. Радиальная плоскость 6 составляет с касательной плоскостью 4 острый угол α. Благодаря этому углу α и вместе с тем наклону касательной плоскости 4 относительно радиальной плоскости 6 особенно просто обеспечена возможность посадки инструментального устройства 1 на инструментальной машине без зазора, в частности тогда, когда инструментальное устройство 1 удерживается на инструментальной машине (не изображена) с зажимной силой 18 в направлении оси вращения инструмента.
На фиг.10 показан фрагмент инструментального устройства 1 на виде в плане, поэтому ось 5 вращения инструмента видна только в виде точки. Осевая плоскость 7 содержит ось 5 вращения инструмента и на фиг.10 видна в виде прямой. Точке 3 поверхности области 2 приводной поверхности может ставиться в соответствие касательная плоскость 4. Области 2 приводных поверхностей расположены впритык друг к другу и радиально удалены от оси 5 вращения инструмента. Касательная плоскость 4 составляет с осевой плоскостью 7 острый угол β. С помощью угла β в сочетании с углом α обеспечена возможность центрирования инструментального устройства 1 относительно инструментальные устройства относительно инструментальной машины (не изображена), когда осуществляется его посадка на инструментальной машине.
На фиг.11 показано несколько видов (фиг.11a - изображение сечения; фиг.11b - вид в плане) инструментального устройства 1. Инструментальное устройство 1 имеет ось 5 вращения инструмента и несколько областей 2 приводных поверхностей, которые расположены радиально удаленно от нее. Области 2 приводных поверхностей по существу плоские. Они расположены также впритык друг к другу и образуют боковую стенку, непрерывно проходящую вокруг оси 5 вращения инструмента. Области 2 приводных поверхностей распространяются в направлении оси 5 вращения инструмента между верхней 8a и нижней 8b ограничительной плоскостью. В области верхней 8a ограничительной плоскости расположен участок 10 верхней поверхности. Участок 10 верхней поверхности имеет предпочтительно кодирующее устройство 16. Кодирующее устройство 16 предпочтительно расположено в виде круглой выемки в области оси вращения инструмента. Эта круглая выемка имеет первый кодирующий диаметр Kd_1. Другие инструментальные устройства (не изображено) того же конструктивного ряда, которые, впрочем, предусмотрены для других мощностей привода, могут иметь другие кодирующие диаметры (Kd_2 и т.д.), которые отличны от Kd_1. Kd_1 обозначает, например, инструментальные устройства для профессионального применения, Kd_2 (не изображено) - инструментальные устройства для применения «сделай сам» (DIY). Также нижний участок участка 10a верхней поверхности находится на расстоянии Δ от исходной плоскости 14. При этом положение исходной плоскости 14 задано так, что она содержит определенный базовый диаметр (номинальный наружный, средний, внутренний диаметр или тому подобное). У различных инструментальных устройств одного конструктивного ряда, в частности, при различных толщинах t стенок или же вследствие неизбежных допусков при изготовлении инструментальных устройств будут получаться различные положения, в отношении положения в направлении оси 5 вращения инструмента, для номинально одинаковых базовых диаметров 15. Начиная с этого положения исходной плоскости 14 в направлении оси 5 вращения инструмента инструментальные устройства имеют практически постоянное расстояние Δ от нижнего участка 10a верхней поверхности до этой исходной плоскости 14. Благодаря тому, что несколько инструментальных устройств одного конструктивного ряда имеют по существу постоянное расстояние Δ между нижним участком 10a верхней поверхности и исходной плоскостью 14, обеспечена возможность особенно простой и надежной посадки различных инструментальных устройств 1 на инструментальной машине (не изображена).
На фиг.12 показаны те же изображения инструментального устройства 1, что и на фиг.11. Однако на фиг.12 изображено другое инструментальное устройство 1 того же конструктивного ряда, что и изображенное на фиг.11 инструментальное устройство 1. Поэтому ниже подробно остановимся преимущественно на различиях между инструментальным устройством 1, изображенным на фиг.11 и фиг.12. В участке 10 верхней поверхности в области оси 5 вращения инструмента расположено кодирующее устройство 16 в виде выемки. Это кодирующее устройство 16 имеет кодирующий диаметр Kd_2, причем этот кодирующий диаметр Kd_2 меньше, чем кодирующий диаметр Kd_1 (фиг.11). Кодирующее устройство 16 предназначено для того, чтобы взаимодействовать со вторым кодирующим элементом (не изображено), который расположен на инструментальной машине (не изображена). С помощью такого исполнения кодирующих устройств 16 в одном конструктивном ряду инструментальных устройств обеспечена возможность резервирования определенных инструментальных устройств 1 для определенных инструментальных машин и при этом обеспечения их надежной эксплуатации.
На фиг.13 показаны разные изображения различных инструментальных устройств 1, в частности в отношении кодирующего устройства 16. На фиг.13a показан фрагмент инструментального устройства 1, имеющего возвышенное кодирующее устройство 16a. На фиг.13b показано инструментальное устройство 1, имеющее кодирующее устройство 16b, которое выполнено в виде выемки. Общим для двух кодирующих устройств 16a/b является, что они расположены в области участка 10 верхней поверхности инструментального устройства 1. Инструментальное устройство 1 имеет множество областей 2 приводных поверхностей, они расположены удаленно от оси 5 вращения инструмента.
I
I
I
I
I
I
II
I
I
II
II
I
II
I
II
I
II
I
I
Ia
Ia
Ia
II
На фиг.14 показаны различные фрагменты области 2 приводной поверхности инструментального устройства. Не изображена плоская область приводной поверхности, таковая также предпочтительно возможна. На фиг.14a показан искривленный в одном направлении участок области 2 приводной поверхности. Этот участок области 2 приводной поверхности может описываться посредством прямых линий a координатной сетки и искривленных линий b координатной сетки. Искривленные линии b координатной сетки имеют постоянный радиус R кривизны. Такая область 2 приводной поверхности соответствует на отдельных участках боковой поверхности цилиндра, если предусмотрены несколько различных радиусов R кривизны, она соответствует боковой поверхности конуса (не изображено). При этом величина радиуса R кривизны может быть выбрана так, чтобы область 2 приводной поверхности при передаче приводных сил на отдельных участках изменялась, превращаясь в плоскость, или сопрягалась с ответной поверхностью (не изображено), с которой она взаимодействует для передачи приводных сил. На фиг.14b показан участок области 2 приводной поверхности, имеющий кривизну в двух направлениях. Этот участок области 2 приводной поверхности может описываться посредством искривленных линий b координатной сетки и искривленных линий b координатной сетки. Линии b координатной сетки имеют постоянный радиус R кривизны, а линии b координатной сетки имеют постоянный радиус R кривизны. Такая область 2 приводной поверхности, в том особом случае, когда первый радиус R кривизны и второй радиус R кривизны равны, соответствует сферической поверхности. На фиг.14b изображена область 2 приводной поверхности, имеющая различные радиусы R и R кривизны. При этом величина радиусов R и R кривизны может быть выбрана так, чтобы область 2 приводной поверхности при передаче приводных сил по меньшей мере на отдельных участках изменялась, превращаясь в плоскость, или сопрягалась с ответной поверхностью (не изображено), с которой она взаимодействует для передачи приводных сил. На фиг.14c показан участок области 2 приводной поверхности, имеющий кривизну в двух направлениях. Этот участок области 2 приводной поверхности может описываться посредством линий b координатной сетки, имеющих постоянный радиус R кривизны, и линий b координатной сетки, имеющих изменяющийся радиус R кривизны. При такой области 2 приводной поверхности все линии координатной сетки могут также иметь изменяющийся радиус кривизны (не изображено). Величина радиусов R и R кривизны может быть выбрана так, чтобы область 2 приводной поверхности при передаче приводных сил по меньшей мере на отдельных участках изменялась, превращаясь в плоскость, или сопрягалась с ответной поверхностью (не изображено), с которой она взаимодействует для передачи приводных сил. На фиг.14 изображены вогнуто искривленные области 9a приводных поверхностей; изложенные рассуждения могут соответственно переноситься на выпукло искривленные области 2 приводных поверхностей.
На фиг.15 показано инструментальное устройство 1, которое посажено в инструментальной машине 22. Инструментальное устройство 1 имеет присоединительное устройство 12, с его помощью оно соединяется с инструментальной машиной 22. Инструментальная машина 22 имеет выходной шпиндель 22a, он направляет приводные силы на инструментальное устройство 1, в частности его присоединительное устройство 12. Выходной шпиндель 22a движется вокруг оси 22c вращения инструментальной машины, в частности совершая вращательно-осциллирующее движение, при этом также инструментальное устройство 1 приводится в такое же движение. Инструментальное устройство 1 имеет рабочую область 13, она предназначена для того, чтобы воздействовать на заготовку или систему заготовок (не изображено). Приводные силы инструментальной машины 22 посредством соединительной области 11 инструмента передаются от присоединительного устройства 12 на рабочую область 13. Инструментальная машина 22 имеет манипуляционный рычаг 22b, он предназначен для того, чтобы обеспечивать возможность замены инструментального устройства 1.
На фиг.16 и фиг.17 показано инструментальное устройство 1 на различных видах. На фиг.16 показан вид в плане, а на фиг.17 показано изображение сечения вида сбоку инструментального устройства 1. Изображенное присоединительное устройство 12 инструментального устройства 1 на фиг.16 и 17 изображено в виде звездообразного многоугольника, имеющего закругленные углы (соединительные области 11), при этом изложенные ниже взаимосвязи по меньшей мере по смыслу могут также переноситься на другие формы такого присоединительного устройства 12.
На виде в плане, фиг.16, видны закругленные углы (соединительные области 11) многоугольника. При этом так называемая сторона многоугольника образуется двумя областями 2 приводных поверхностей и одной соединительной областью 11. Отдельные стороны многоугольника смещены каждая друг относительно друга на равноотстоящий угол k12. Предпочтительно этот, предпочтительно равноотстоящий угол k12 получается из зависимости: полная окружность/(количество сторон)=k12; в настоящем случае 360°/12=30°. Предпочтительно благодаря равноотстоящему углу k12 обеспечена возможность посадки инструментального устройства в различных положениях поворота в инструментальной машине, в настоящем случае инструментальное устройство может смещаться относительно инструментальной машины дискретными шагами в 30° (не изображено).
Инструментальное устройство 1 имеет в своем участке 10 верхней поверхности предпочтительно круглую выемку, имеющую диаметр k10, также предпочтительно для этой выемки возможны и формы, отличающиеся от круглой формы.
Предпочтительно эта выемка имеет по существу круглую форму и может дополнительно иметь выемки в виде многоугольника или предпочтительно в виде сплайна, которые распространяются, начиная от круглой выемки, предпочтительно радиально наружу. Предпочтительно благодаря этим выемкам получается звездообразный многоугольник, имеющий предпочтительно круглые участки. Особенно предпочтительно такие выемки могут применяться для инструментальных устройств, которые, в частности, предусмотрены для высоких нагрузок, в частности у врезных пильных полотен или тому подобных.
Также предпочтительно диаметр k10 соответствует одному из диаметров kd_1 или kd_2, для инструментальных устройств одного конструктивного ряда из по меньшей мере двух инструментов. Эта выемка в участке 10 верхней поверхности предпочтительно предназначена для того, чтобы инструментальное устройство 1 удерживалось на инструментальной машине, предпочтительно эта выемка должна пониматься как проходная выемка/отверстие удерживающего устройства (не изображено), в частности винтового устройства. При этом выбор диаметра k10 может зависеть от разных параметров, предпочтительно от размеров удерживающего устройства (не изображено) инструментальной машины. Это удерживающее устройство в частности, выполнено с такими размерами, что инструментальное устройство 1 надежно удерживается на инструментальной машине.
Диаметры k2 и k3 описывают наружный диаметр присоединительного устройства. В одном из предпочтительных вариантов осуществления наружный диаметр k2 предпочтительно выбран из диапазона от 30 мм до 36 мм, предпочтительнее от 32 мм до 34 мм, особенно предпочтительно наружный диаметр k2 по существу равен 33,35 мм (+/-0,1 мм).
В одном из предпочтительных вариантов осуществления наружный диаметр k3 предпочтительно выбран из диапазона от 22 мм до 27 мм, предпочтительнее от 24 мм до 26 мм, особенно предпочтительно наружный диаметр k3 по существу равен 25 мм (+/-0,1 мм).
Расстояние k1 задает расстояние между двумя областями 2 приводных поверхностей, которые на этом виде расположены параллельно друг напротив друга (при пространственном рассмотрении эти области 2 приводных поверхностей также наклонены друг относительно друга). При сравнении с головкой винта (например, шести- или четырехгранником) расстояние k1 соответствует размеру ключа.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления этот размер k1 ключа выбран предпочтительно из диапазона от 26 до 30 мм, предпочтительнее из диапазона от 27 до 29 мм, особенно предпочтительно размер ключа по существу равен 28,4 мм (+/-0,1 мм).
Диаметр 15 указывает базовый диаметр для присоединительного устройства 12 инструментального устройства 1. В одном из предпочтительных вариантов осуществления базовый диаметр 15 предпочтительно выбран из диапазона от 31 мм до 33 мм, предпочтительнее из диапазона от 31,5 мм до 32,5 мм и особенно предпочтительно базовый диаметр 15 по существу равен 32 мм (+/-0,1 мм). При этом базовый диаметр 15 также предпочтительно отличается тем, что он у по меньшей мере двух инструментальных устройств одного конструктивного ряда инструментов, если смотреть в направлении оси 5 вращения инструмента, лежит по существу на одинаковой высоте (+/-0,1 мм).
1
1
1
На изображении сечения (фиг.17) особенно хорошо видна поверхность поперечного сечения присоединительного устройства 12. Инструментальное устройство 1 имеет в области присоединительного устройства 12 в одном из предпочтительных вариантов осуществления предпочтительно по существу постоянную толщину t стенки. Также предпочтительно эта толщина t стенки выбрана из диапазона от 0,75 мм до 1,75 мм, предпочтительнее из диапазона от 1 мм до 1,5 мм, и особенно предпочтительно толщина t стенки соответствует по существу 1,25 мм (+/-0,1 мм).
Оказалось, что, в частности, долгий срок службы для инструментального устройства 1 достижим, когда определенные переходы к присоединительному устройству 12 инструментального устройства 1 закруглены (предпочтительно радиусы: k6, k7, k8, k9).
1
1
В одном из предпочтительных вариантов осуществления по меньшей мере один из радиусов k6, k7, k8 и k9, предпочтительнее несколько, особенно предпочтительно все, ориентированы на толщину t стенки. При этом предпочтительно из большей толщины t стенки следует увеличение этих радиусов, предпочтительно по меньшей мере радиусов k7 и k9.
1
В одном из предпочтительных вариантов осуществления (толщина t стенки = 1,25 мм) радиус k6 предпочтительно выбран из диапазона от 1 мм до 2,5 мм, предпочтительнее из диапазона от 1,5 мм до 2,1 мм, особенно предпочтительно радиус k6 по существу равен 1,8 мм (+/-0,1 мм).
1
В одном из предпочтительных вариантов осуществления (t=1,25 мм) радиус k7 выбран из диапазона от 0,5 мм до 1,5 мм, предпочтительно из диапазона от 0,8 мм до 1,2 мм, особенно предпочтительно радиус k7 по существу равен 1 мм (+/-0,1 мм).
1
В одном из предпочтительных вариантов осуществления (t=1,25 мм) радиус k8 выбран из диапазона от 0,2 мм до 0,6 мм, предпочтительно из диапазона от 0,3 мм до 1,5 мм, особенно предпочтительно радиус k8 по существу равен 0,4 мм (+/-0,05 мм).
1
В одном из предпочтительных вариантов осуществления (t=1,25 мм) радиус k9 выбран из диапазона от 2 мм до 3,5 мм, предпочтительно из диапазона от 2,4 мм до 3 мм, особенно предпочтительно радиус k9 по существу равен 2,7 мм (+/-0,1 мм).
Области 2 приводных поверхностей на изображении фиг.17 наклонены на угол k13 относительно воображаемой вертикали (параллельной оси 5 вращения инструмента). В одном из предпочтительных вариантов осуществления этот угол выбран из диапазона от 10° до 30°, предпочтительно из диапазона от 17,5° до 22,5°, и особенно предпочтительно угол k13 равен по существу 20° (+/-0,5°).
1
1
Также предпочтительно от толщины t стенки зависят другие размеры инструментального устройства, также предпочтительно по меньшей мере радиусы k6, k7, k8 и k9, при этом тенденция такова, что увеличение толщины t стенки приводит к увеличению радиусов k6, k7, k8 и k9, предпочтительно по меньшей мере к увеличению радиусов k9 и k6.
Диаметр k2 характеризует предпочтительно ту область областей 2 приводных поверхностей, начиная от которой они проходят прямолинейно. После этого прямолинейного прохождения области приводных поверхностей переходят предпочтительно в радиус k9 и после этого в участок 10 верхней поверхности.
Предпочтительно размер k5 и радиус k7 зависят друг от друга. Также предпочтительно размер k5 выбран из диапазона от 0,1 мм до 1 мм, предпочтительнее из диапазона от 0,3 мм до 0,7 мм, и особенно предпочтительно размер k5 по существу равен 0,5 мм (+/-0,1 мм).
Радиус k6 предпочтительно находится напротив радиуса k7 и превышает его. Также радиус k9 и k8 находятся предпочтительно друг напротив друга, также предпочтительно радиус k8 меньше, чем радиус k9.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления области 2 приводных поверхностей на некоторой высоте (направление, параллельное оси вращения инструмента) по меньшей мере для размера k14 по существу прямолинейно, при этом под «прямолинейным» в смысле изобретения следует понимать, что они не имеют существенной кривизны, предпочтительно в ненагруженном состоянии, также предпочтительно в нагруженном состоянии. Предпочтительно размер k14 выбран из диапазона от 1 мм до 3,5 мм, предпочтительнее из диапазона от 1,5 мм до 2,5 мм, особенно предпочтительно размер k14 по существу равен 2 мм (+/-0,25 мм). Предпочтительно под размером k14 следует понимать кратчайшее прямолинейное прохождение одной из областей 2 приводных поверхностей.
Выемка в участке 10 верхней поверхности, которая предпочтительно предназначена для того, чтобы взаимодействовать с удерживающим устройством (не изображено) инструментальной машины (не изображена), имеет диаметр k10. Выемка, имеющая диаметр k10, не обязательно представляет собой круглую выемку, как изображено на фиг.16 и фиг.17, более того, эта выемка, независимо от того, как выглядит остальное инструментальное устройство 1, может также иметь другую форму (многоугольник или тому подобное).
В одном из предпочтительных вариантов осуществления присоединительная область 12 имеет глубину k11, также предпочтительно глубина k11 выбрана из диапазона от 3,5 мм до 6 мм, предпочтительнее из диапазона от 4,5 мм до 5 мм и особенно предпочтительно глубина k11 по существу равна 4,7 мм (+/-15 мм).
В одном из предпочтительных вариантов осуществления присоединительная область 12 имеет высоту k15, также предпочтительно высота k12 выбрана из диапазона от 4,5 мм до 7,5 мм, предпочтительнее из диапазона от 5,5 мм до 6,5 мм и особенно предпочтительно высота k15 по существу равна 6 мм (+/-0,2 мм).
На фиг.18 показано инструментальное устройство 1, которое закреплено на выходном шпинделе 22a инструментальной машины посредством винтового устройства (крепежный винт 9d, подкладная шайба 9e, гаечная часть 9f). Инструментальное устройство 1 имеет рабочую область 13 для воздействия на заготовку или систему заготовок. От области 2 приводной поверхности инструмента приводные силы передаются на эту рабочую область 13. При этом инструментальное устройство 1 посредством крепежного винта 9d, который оказывает свое силовое воздействие на инструментальное устройство 1 посредством подкладной шайбы 9e, удерживается на инструментальной машине. Передача приводных сил от инструментальной машины на инструментальное устройство 1 достигается по существу за счет взаимного сцепления с геометрическим замыканием областей 2 приводных поверхностей с ответными поверхностями выходного шпинделя 22a. Выходной шпиндель 22a приводится во вращательно-осциллирующее движение вокруг оси 22c вращения инструментальной машины и передает это движение на инструментальное устройство 1, так что оно совершает вращательно-осциллирующее движение вокруг оси 5 вращения инструмента. Инструментальное устройство 1 удерживается на инструментальной машине так, что ось 5 вращения инструмента и ось 22c вращения инструментальной машины по существу совпадают.
На фиг.19 показаны два варианта инструментального устройства 1, имеющего пониженные области 2a приводных поверхностей инструмента. Эти области 2a приводных поверхностей расположены над участком 10 верхней поверхности и предпочтительно соединены с ним без возможности вращения, предпочтительно с геометрическим замыканием или посредством материала, особенно предпочтительно посредством сварки, клепки, привертывания или тому подобного. При этом на фиг.19 a) и b) показано соответственно изображение сечения, на фиг.19 c) и d) показан соответственно вид такого инструментального устройства 1 в плане сверху. Изображение инструментального устройства 1 на фиг.19 по существу опирается на изображение фиг.18, однако не ограничено им, поэтому ниже подробно остановимся по существу на различиях между ними.
У инструментального устройства 1, которое изображено на фиг.19 a) и c), угол α по существу равен 90°, благодаря этому предпочтительно обеспечена возможность простого изготовления инструментального устройства. У инструментального устройства 1, которое изображено на фиг.19 b) и d), угол α по существу меньше 90°, благодаря этому предпочтительно достижима увеличенная передаточная поверхность для передачи вращающего момента.
Также на фиг.19 показано, как инструментальное устройство 1, предпочтительно посредством винтового устройства (крепежный винт 9d, подкладная шайба 9e, гаечная часть 9f), закреплено на выходном шпинделе 22a инструментальной машины. При этом инструментальное устройство 1 имеет рабочую область 13 для воздействия на заготовку или систему заготовок. Посредством крепежного устройства между инструментальным устройством 1 и выходным шпинделем 22a, здесь предпочтительно выполненного в виде винтового устройства (крепежный винт 9d, подкладная шайба 9e, гаечная часть 9f), осуществляется посадка инструментального устройства 1 на инструментальной машине и создается сила в направлении оси 5 вращения инструмента.
Между обращенной к выходному шпинделю 22a поверхностью инструментального устройства 1 и торцевой поверхностью 22d выходного шпинделя 22a получается, когда инструментальное устройство запланированным образом посажено на инструментальной машине, небольшое расстояние υ. Предпочтительно под небольшим расстоянием следует понимать расстояние υ, которое находится в некотором диапазоне, предпочтительно оно меньше 5 мм, предпочтительнее меньше 2,5 мм и особенно предпочтительно меньше 1,5 мм, предпочтительнее меньше 2,5 мм и особо предпочтительно меньше 0,8 мм, и также предпочтительно этот диапазон больше 0,0 мм, предпочтительно больше 0,25 мм и особенно предпочтительно больше 0,5 мм.
От пониженных областей 2a приводных поверхностей приводные силы передаются на рабочую область 13. При этом инструментальное устройство 1 посредством крепежного винта 9d, который оказывает свое силовое воздействие на инструментальное устройство 1 посредством подкладной шайбы 9e, удерживается на инструментальной машине. Передача приводных сил от инструментальной машины на инструментальное устройство 1 достигается по существу за счет взаимного сцепления с геометрическим замыканием (соединение с геометрическим замыканием) пониженных областей 2a приводных поверхностей с ответными поверхностями в выходном шпинделе 22a. Выходной шпиндель 22a приводится во вращательно-осциллирующее движение вокруг оси 22c вращения инструментальной машины и передает это движение на инструментальное устройство 1, так что оно совершает вращательно-осциллирующее движение вокруг оси 5 вращения инструмента. Инструментальное устройство 1 удерживается на инструментальной машине так, что ось 5 вращения инструмента и ось 22c вращения инструментальной машины по существу совпадают.
На фиг.20 показан другой вариант инструментального устройства 1, имеющего пониженные области 2a приводных поверхностей инструмента. Эти области 2a приводных поверхностей предпочтительно расположены по существу над, предпочтительно непосредственно над рабочей областью 13, в направлении выходного шпинделя 22a, или, соответственно, предпочтительно на поверхности инструментального устройства 1. Также предпочтительно эта поверхность инструментального устройства предназначена для того, чтобы находиться напротив торцевой поверхности 22d выходного шпинделя 22a, когда инструментальное устройство посажено в инструментальной машине. Области 2a приводных поверхностей предпочтительно соединены с инструментальным устройством 1 без возможности вращения, предпочтительно с геометрическим замыканием или посредством материала, особенно предпочтительно посредством сварки, клепки, привертывания или тому подобного, или особенно предпочтительно цельно. При этом на фиг.20 a) показано изображение сечения, на фиг. 20 b) - вид в плане сверху такого инструментального устройства 1. При этом на виде в плане (на фиг.20b) видно, что пониженные области 2a приводных поверхностей звездообразно распределены вокруг оси вращения инструмента. Изображение инструментального устройства 1 на фиг.20 по существу опирается на изображение фиг.18 и фиг.19, однако не ограничено ими, поэтому ниже подробно остановимся по существу на различиях между ними.
Также на фиг.20 показано, как инструментальное устройство 1, предпочтительно посредством винтового устройства (крепежный винт 9d, подкладная шайба 9e, гаечная часть 9f), закреплено на выходном шпинделе 22a инструментальной машины. При этом инструментальное устройство 1 имеет рабочую область 13 для воздействия на заготовку или систему заготовок. Посредством крепежного устройства между инструментальным устройством 1 и выходным шпинделем 22a, здесь предпочтительно выполненного в виде винтового устройства (крепежный винт 9d, подкладная шайба 9e, гаечная часть 9f), осуществляется посадка инструментального устройства 1 з на инструментальной машине и создается сила в направлении оси 5 вращения инструмента.
Между обращенной к выходному шпинделю 22a поверхностью инструментального устройства 1 и торцевой поверхностью 22d выходного шпинделя 22a, когда инструментальное устройство запланированным образом посажено на инструментальной машине, получается небольшое расстояние υ. При этом расстояние υ предпочтительно находится в диапазоне, предложенном в примере осуществления фиг.19.
Удерживание инструментального устройства, а также передача приводных сил на инструментальное устройство происходят таким же образом, как и в примере осуществления, показанном на фиг.19.
В другом варианте осуществления по меньшей мере одна пониженная область 2a приводной поверхности может быть расположена под участком верхней поверхности (фиг.19) и над поверхностью инструмента (фиг.20), которая обращена к инструментальной машине в области выходного шпинделя 22c (22a?), предпочтительно эта пониженная область 2a передачи вращающего момента расположена, будучи удалена как вниз от участка верхней поверхности, так и вверх от вышеупомянутой области поверхности инструмента. Этот вариант осуществления может графически толковаться как промежуточный вариант между вариантами осуществления, изображенными на фиг.19 и фиг.20. Также предпочтительно пониженная область 2a приводной поверхности может быть выполнена цельно по меньшей мере с одной частью инструментального устройства 1 или предпочтительнее в виде самостоятельного конструктивного элемента, как это показано также на фиг.19 и фиг.20, быть соединена с инструментальным устройством 1. Пониженная область передачи вращающего момента и инструментальное устройство при таком соединении предпочтительно соединены посредством материала, с силовым замыканием или с геометрическим замыканием, предпочтительнее сварены, спаяны, склепаны, привернуты или склеены.
На фиг.21 показан один из вариантов осуществления инструментального устройства 1, имеющего возвышенные области 2b приводных поверхностей. На фиг.21 a) показано изображение сечения такого инструментального устройства, на фиг.21 b) - соответствующий вид сверху инструментального устройства 1. Эти возвышенные области 2b приводных поверхностей могут предпочтительно иметь цилиндрические участки, как изображено на фиг.21. Также предпочтительно альтернативно они могут быть выполнены в виде усеченных конусов или предпочтительнее в виде участков, имеющих многоугольное поперечное сечение. При этом форма возвышенных областей 2b приводных поверхностей предпочтительно независима от остального исполнения инструментального устройства.
Эти области 2b приводных поверхностей расположены предпочтительно по существу над рабочей областью 13, в направлении выходного шпинделя 22a, или, соответственно, предпочтительно на поверхности инструментального устройства 1. Также предпочтительно эта поверхность инструментального устройства предназначена для того, чтобы находиться напротив торцевой поверхности 22d выходного шпинделя 22a, когда инструментальное устройство посажено в инструментальной машине. Области 2a приводных поверхностей предпочтительно соединены с инструментальным устройством 1 без возможности вращения, предпочтительно с геометрическим замыканием или посредством материала, особенно предпочтительно посредством сварки, клепки, привертывания или тому подобного или особенно предпочтительно цельно. При этом на виде в плане (фиг.21b) видно, что возвышенные области 2b приводных поверхностей предпочтительно вращательно-симметрично, также предпочтительно с равным расстоянием или с целым кратным равного расстояния распределены вокруг оси вращения инструмента. Изображение инструментального устройства 1 на фиг.21 по существу опирается на изображение фиг.18-фиг.20, однако не ограничено ими.
Также на фиг.21 показано, как инструментальное устройство 1, предпочтительно посредством винтового устройства (крепежный винт 9d, подкладная шайба 9e, гаечная часть 9f), закреплено на выходном шпинделе 22a инструментальной машины. При этом инструментальное устройство 1 имеет рабочую область 13 для воздействия на заготовку или систему заготовок. Посредством крепежного устройства между инструментальным устройством 1 и выходным шпинделем 22a, здесь предпочтительно выполненного в виде винтового устройства (крепежный винт 9d, подкладная шайба 9e, гаечная часть 9f), осуществляется посадка инструментального устройства 1 на инструментальной машине и создается сила в направлении оси 5 вращения инструмента.
Между обращенной к выходному шпинделю 22a поверхностью инструментального устройства 1 и торцевой поверхностью 22d выходного шпинделя 22a, когда инструментальное устройство запланированным образом посажено на инструментальной машине, получается небольшое расстояние υ. При этом расстояние υ предпочтительно находится в диапазоне, предложенном в примере осуществления фиг.19.
Удерживание инструментального устройства происходит таким же образом, как и в примере осуществления, показанном на фиг.19. В этом примере осуществления (фиг.21), имеющем возвышенные области 2b приводных поверхностей, эти области сцепляются с соответствующими ответными поверхностями на инструментальной машине, и передача приводных сил на инструментальное устройство происходит с геометрическим замыканием.
На фиг.22 показано изображение сечения соединительного устройства 1a для соединения третьего инструментального устройства 1b с выходным шпинделем 22a инструментальной машины. При этом соединительное устройство 1a посредством первого удерживающего устройства 30 удерживается на выходном шпинделе 22a и вместе с тем на инструментальной машине. Удерживающее устройство 30 включает в себя предпочтительно крепежный винт 9d, подкладную шайбу 9e, в выходном шпинделе 22a расположена гаечная часть 9f. Посадка соединительного устройства 1a на выходном шпинделе 22a осуществляется так, что между торцевой поверхностью 22d выходного шпинделя 22a и обращенной к инструментальной машине поверхностью соединительного устройства, предпочтительно поверхностью, находящейся напротив торцевой поверхности 22d, получается небольшое расстояние υ. Благодаря этому небольшому расстоянию υ достижима надежная посадка соединительного устройства 1a на выходном шпинделе 22a. На соединительном устройстве 1a посредством второго удерживающего устройства 31 может устанавливаться третье инструментальное устройство 1b. Второе удерживающее устройство 31 имеет вторую удерживающую ось 31a, первое удерживающее устройство 30a (30?) имеет вторую удерживающую ось 30a. Первая удерживающая ось 30a по существу совпадает с соединительной осью вращения 30a. Первая удерживающая ось 30a и вторая удерживающая ось 31a расположены наискосок друг к другу. Третье инструментальное устройство 1b имеет рабочую область 13, эта рабочая область предназначена для воздействия на систему заготовок.
Для передачи вращающего момента с геометрическим замыканием соединительное устройство 1a имеет присоединительное устройство, имеющее области 2 приводных поверхностей. Эти области 2 приводных поверхностей сцепляются с ответными поверхностями в выходном шпинделе 22a. За счет этого геометрического замыкания приводные силы от выходного шпинделя 22a, приводимого во вращательно-осциллирующее движение вокруг оси 22c вращения инструментальной машины, надежно передаются на соединительное устройство 1a и вместе с тем на второе инструментальное устройство.
Соединительное устройство 1a соединено в первой соединительной области 32a с инструментальной машиной, при этом предпочтительно осуществляется удерживающее силовое воздействие в направлении первой удерживающей оси 30a на соединительное устройство 1a, или, соответственно, по меньшей мере частично предотвращается движение соединительного устройства 1a в направлении первой удерживающей оси. Также третье инструментальное устройство 1b во второй соединительной области 32b может соединяться с соединительным устройством 1a. Причем это соединение может быть предпочтительно с геометрическим замыканием, предпочтительнее посредством материала или особенно предпочтительно с силовым замыканием. Предпочтительно в направлении второй удерживающей оси 31a осуществляется удерживающее силовое воздействие на инструментальное устройство 1b или, соответственно, на соединительное устройство 1a. Предпочтительно второе удерживающее устройство 31 имеет винтовое устройство, также предпочтительно для осуществления этого удерживающего силового воздействия.
На фиг.23 показано изображение сечения соединительного устройства 1a, которое похоже на соединительное устройство, изображенное на фиг.22, так что ниже подробно остановимся преимущественно на различиях между этими двумя соединительными устройствами.
Третье инструментальное устройство 1b посредством второго удерживающего устройства 31 удерживается на соединительном устройстве 1a. При этом второе удерживающее устройство 31 создает в направлении второй удерживающей оси 31a удерживающее силовое воздействие на третье инструментальное устройство 1b и предпочтительно также на соединительное устройство 1a. Инструментальное устройство 1b через вторую соединительную область 32b соединено с соединительным устройством 1a. Причем это соединение может быть предпочтительно с геометрическим замыканием, предпочтительнее посредством материала или особенно предпочтительно с силовым замыканием. Вторая удерживающая ось 31a ориентирована по существу параллельно первой удерживающей оси 30a, также предпочтительно первая и вторая удерживающая ось расположены удаленно друг от друга.
На фиг.24 показано изображение сечения соединительного устройства, которое по существу соответствует соединительному устройству, изображенному на фиг.22, а также на фиг.23. Поэтому ниже подробно остановимся на различиях между названными вариантами осуществления.
Третье инструментальное устройство 1b посредством первого удерживающего устройства 30 и второй соединительной области 32b удерживается на соединительном устройстве 1a. При этом первое удерживающее устройство 30 создает в направлении первой удерживающей оси 30a удерживающее силовое воздействие на третье инструментальное устройство 1b и предпочтительно также на соединительное устройство 1a. Соединение между инструментальным устройством 1b и соединительным устройством может быть предпочтительно с геометрическим замыканием, предпочтительнее посредством материала или особенно предпочтительно с силовым замыканием. Также предпочтительно третье инструментальное устройство имеет выемки, а соединительное устройство - возвышенные участки, предпочтительно эти возвышенные участки находятся в сочетании с этими выемками предназначены для передачи вращающего момента от соединительного устройства 1a на третье инструментальное устройство 1b с геометрическим замыканием.
На фиг.25a показано изображение сечения соединительного устройства с передачей вращающего момента от соединительного устройства на инструментальное устройство с геометрическим замыканием. Соединительное устройство по меньшей мере на отдельных участках выполнено в виде полого тела и имеет, в частности благодаря этому, низкий момент инерции. Вариант осуществления, изображенный как на фиг.25a, так и на фиг.25b аналогичны описанным выше вариантам осуществления соединительных устройств, так что здесь по существу подробно остановимся на различиях между ними.
Инструментальное устройство 1 удерживается на выходном шпинделе 22a инструментальной машины посредством первого удерживающего устройства 30, которое включает в себя, в частности, крепежный винт 9d, подкладную шайбу 9e, гаечную часть 9f. Передача вращающего момента от соединительного устройства на инструментальное устройство 1 по меньшей мере частично достигается посредством элементов 33 геометрического замыкания. Элементы 33 геометрического замыкания могут быть выполнены предпочтительно цельно с соединительным устройством или предпочтительнее вставлены в него или, соответственно, закреплены на нем в виде самостоятельных конструктивных элементов.
Соединительное устройство в осевом направлении, то есть в направлении оси 22c вращения инструментальной машины, посажено так, что получается небольшое расстояние υ, благодаря этому достижима возможность опоры соединительного устройства на инструментальную машину, когда инструментальное устройство подвергается сильной нагрузке, в частности от изгибающих моментов перпендикулярно оси вращения инструмента. В частности, благодаря этой опоре возможно противодействие опрокидыванию инструментального устройства, и может осуществляться особенно надежная посадка соединительного устройства и вместе с ним инструментального устройства на инструментальной машине.
Соединительное устройство может предпочтительно состоять из нескольких частей, особенно предпочтительно его основная часть состоит из двух частей 34, 35. Благодаря этому достижимо, что соединительное устройство, с одной стороны, имеет малый вес (полое тело), а с другой стороны, состоит из частей, относительно простых в изготовлении.
Также предпочтительно эти несколько частей могут быть соединены друг с другом посредством материала в одном или нескольких местах 36 соединения. Благодаря такому исполнению соединительного устройства осуществимо особенно легкое соединительное устройство, которое, в частности, вследствие низких сил инерции массы создает только небольшую нагрузку.
Также посредством соединительного устройства может осуществляться посадка инструментального устройства 1 на выходном шпинделе 22a так, чтобы ось 5 вращения инструмента и ось 22c вращения инструментальной машины по существу совпадали. Соединительное устройство в первой соединительной области 32a соединено с выходным шпинделем 22a инструментальной машины, также инструментальное устройство 1 во второй соединительной области 32b соединено с соединительным устройством. При этом выходной вращающий момент от инструментальной машины посредством областей 2 приводных поверхностей с геометрическим замыканием передается на соединительное устройство (первая соединительная область 32a).
Элементы 33 (фиг.25a/b) геометрического замыкания расположены предпочтительно удаленно от оси 5 вращения инструмента. Также они предпочтительно смещены вокруг оси вращения инструмента на равноотстоящий угол или на целое кратное такого угла. Также предпочтительно элементы 33 геометрического замыкания или несколько групп элементов геометрического замыкания вращательно-симметрично расположены вокруг оси вращения инструмента.
Инструментальное устройство 1 имеет рабочую область 13, которая предназначена для того, чтобы воздействовать на заготовку или систему заготовок (не изображено).
На фиг.25b показано изображение сечения соединительного устройства с передачей вращающего момента от соединительного устройства на инструментальное устройство 1 с геометрическим замыканием (вторая соединительная область 32b), при этом соединительное устройство, в противоположность варианту осуществления, изображенному на фиг.25a, выполнено по существу в виде цельного тела и обладает, в частности благодаря этому, высокой стабильностью формы и, в частности, является простым в изготовлении. Изображенный на фиг.25b вариант осуществления по основным пунктам соответствует варианту осуществления, изображенному на фиг.25a, так что ниже подробно остановимся преимущественно на различиях между этими вариантами осуществления.
Инструментальное устройство 1 удерживается на выходном шпинделе 22a инструментальной машины посредством первого удерживающего устройства 30, которое включает в себя, в частности, крепежный винт 9d, подкладную шайбу 9e и гаечную часть 9f. Передача вращающего момента от соединительного устройства на инструментальное устройство 1 по меньшей мере частично достигается посредством элементов 33 геометрического замыкания.
Соединительное устройство в осевом направлении, то есть в направлении оси 22c вращения инструментальной машины, посажено так, что получается небольшое расстояние υ, благодаря чему осуществима особенно надежная посадка инструментального устройства на инструментальной машине.
Соединительное устройство, в частности его основная часть, может быть предпочтительно выполнено цельно, предпочтительно по меньшей мере основная часть соединительного устройства изготовлена технологическим способом исходного формообразования или технологическим способом деформации, которые уже описаны в связи с изготовлением инструментального устройства, предпочтительно технологическим способом ковки, агломерации, генерирующим или тому подобным.
Посредством соединительного устройства осуществляется посадка инструментального устройства 1 на выходном шпинделе 22a так, что ось вращения инструмента и ось вращения инструментальной машины по существу совпадают. Соединительное устройство в первой соединительной области 32a соединено с выходным шпинделем 22a, также инструментальное устройство 1 во второй соединительной области 32b соединено с соединительным устройством. При этом также приводной вращающий момент от инструментальной машины посредством областей 2 приводных поверхностей с геометрическим замыканием передается на соединительное устройство.
Инструментальное устройство 1 имеет рабочую область 13, которая предназначена для того, чтобы воздействовать на заготовку или систему заготовок (не изображено).
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Инструментальное устройство
1a Соединительное устройство
1b Второе инструментальное устройство
2 Область приводной поверхности/область приводной поверхности инструмента
2a Пониженная область приводной поверхности
2b Возвышенная область приводной поверхности
3 Точка поверхности
4 Касательная плоскость
5 Ось вращения инструмента
6 Радиальная плоскость
7 Осевая плоскость
8 Ограничительная плоскость
8a Верхняя ограничительная плоскость
8b Нижняя ограничительная плоскость
9 Плоскость симметрии
9d Крепежный винт
9e Подкладная шайба
9f Гаечная часть
9g Стяжное болтовое устройство
10 Участок верхней поверхности
10a Нижний участок участка верхней поверхности
11 Соединительная область
12 Присоединительное устройство
13 Рабочая область
14 Исходная плоскость
15 Базовый диаметр
16 Кодирующее устройство
16a Возвышенное кодирующее устройство
16b Кодирующее устройство, имеющее выемку
17 Переходная область
22 Инструментальная машина
22a Выходной шпиндель
22b Манипуляционный рычаг
22c Ось вращения инструментальной машины
22d Торцевая поверхность выходного шпинделя
30 Первое удерживающее устройство
30a Первая удерживающая ось
31 Второе удерживающее устройство
31a Вторая удерживающая ось
32a Первая соединительная область
32b Вторая соединительная область
33 Элемент геометрического замыкания
34 Первый отдельный элемент соединительного устройства
35 Второй отдельный элемент соединительного устройства
36 Соединительная область между 34 и 35
α Первый угол наклона
β Второй угол наклона
t Толщина боковой стенки
T Протяженность области приводной поверхности
I
R Первый радиус кривизны области приводной поверхности
Ia
R Изменяющийся радиус кривизны области приводной поверхности
II
R Второй радиус кривизны области приводной поверхности
a Прямо проходящая линия координатной сетки области приводной поверхности
I
b Первая искривленная линия координатной сетки области приводной поверхности
II
b Вторая искривленная линия координатной сетки области приводной поверхности
Ia
b Третья, имеющая изменяющуюся кривизну, линия координатной сетки области приводной поверхности
Δ Расстояние до 14
υ Расстояние от инструментального устройства до выходного шпинделя в направлении 5
k1 Размер ключа, расстояние между параллельными областями приводных поверхностей
k2 Первый наружный диаметр присоединительного устройства
k3 Второй наружный диаметр присоединительного устройства
k4 Базовый диаметр
k5 Область закругления
k6 Первый радиус закругления
k7 Второй радиус закругления
k8 Третий радиус закругления
k9 Четвертый радиус закругления
k10 Диаметр выемки
k11 Глубина присоединительного устройства
k12 Угол многоугольника
k13 Угол наклона