專利名稱:機動工具的制作方法
發(fā)明涉及一種機動工具，用于破碎諸如混凝土、基巖、硅巖或石英巖等硬質(zhì)巖石狀材料。該工具由一個借助于一臺動力裝置可驅(qū)動的傳動軸和一個繞該軸旋轉(zhuǎn)的并帶有徑向支撐釬頭或類似構(gòu)件的刀具組成。
這種機動工具相對于已有技術(shù)來說是已知的。可以稱為這類工具的諸如有齒輪鉆頭，園盤銑刀或類似的工具。
這類已知工具本來均是可用的，并且在生產(chǎn)實踐證明是適用的。但是，這類工具特別是對于很硬的巖石狀材料加工只能是有限地在實際上取得使用，因為刀具在高速運轉(zhuǎn)時磨損或退火很快，但是另一方面在低速運轉(zhuǎn)時卻不能使相應(yīng)的材料受到破碎。
因此發(fā)明所依據(jù)的任務(wù)是創(chuàng)制一種合適的工具，使該工具在功率消耗很小時能有一個長的使用壽命和一個高的出料量。
上述任務(wù)的解決，在工具傳動軸上固定地配置一個偏心輪，而刀具在偏心輪上，并且是以轉(zhuǎn)動支承的。
通過按照發(fā)明的結(jié)構(gòu)獲得一種工作方式，即有旋轉(zhuǎn)的并有徑向沖擊的工具，它既是一個齒輪鉆，又是一個鋸齒狀切割刀具。
根據(jù)按照發(fā)明的結(jié)構(gòu)在硬的巖石或類似物料內(nèi)加壓較低時仍有高的鑿巖進度和高的碎料性能。
可以單獨地使工具作滾動運轉(zhuǎn)，或者也可以通過另一個機動裝置附加地使之旋轉(zhuǎn)，屆時，傳動軸上作為傳動元件轉(zhuǎn)動支承著一個齒輪和一個齒環(huán)，而齒環(huán)環(huán)繞齒輪;傳動元件之一支承在由緊固軸固定的偏心輪上，此時齒輪的直徑小于齒環(huán)的內(nèi)徑，其值相當于偏心輪的升程;另一個傳動元件是由緊固座固定的，并且由偏心旋轉(zhuǎn)的傳動元件支承徑向通過傳動元件的破碎工具，特別是鉆具和/或切割工具。因此，具有某種切割工作方式是可能的。用這種工具可以制作孔或槽，此時不言而喻這些傳動元件，固定件和外殼均均需小于刀具的直徑，以便使工具能伸進到由碎料形成的縫槽或鉆孔內(nèi)。
作為可能實施方案的可能性，或是齒輪或是齒環(huán)是由緊固座固定的。只要齒環(huán)是緊固座固定的，齒輪就作為刀具架，此時刀具可以圓盤銑刀或類似件的方式通過適當?shù)墓潭馨惭b在齒輪上，因此刀具架沿徑向突出于整個傳動元件。相應(yīng)刀具的固定架此時可以沿軸向固定在齒輪體內(nèi)，并有向外突出的隔板，因此在這種結(jié)構(gòu)型式下，齒環(huán)配置成由緊固座固定的，而齒輪則是旋轉(zhuǎn)的。從而齒輪使刀具作一個和傳動軸轉(zhuǎn)向相反的，并且轉(zhuǎn)速度大大減小的運。例如偏心輪升程為3毫米和傳動軸轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分時，齒輪轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分。由按發(fā)明形成的結(jié)構(gòu)，使齒輪從而再使刀具不僅作旋轉(zhuǎn)運動，而且還有一個帶沖擊的沿徑向朝外的運動和一個沿切線方向作破碎或類似操作的運動。
另一個可能實施方案的齒輪是由緊固座固定的，而齒環(huán)則是配置成繞齒輪旋轉(zhuǎn)的。在這種情況下，齒環(huán)作為刀具架，此時可將刀具重新例如以圓盤銑刀形式沿徑向安裝在齒環(huán)的外面。在該實施方案中，刀具和齒環(huán)沿傳動軸以同樣的旋轉(zhuǎn)方向運動，此時減速比當然和上述情況相同。顯然偏心輪升程須與齒輪外徑和齒環(huán)內(nèi)徑在直徑上的差值是一致的，因此使齒輪和齒環(huán)在不斷交換的嚙合面內(nèi)有固定的接觸。
此外有可能使整個由齒輪和齒環(huán)連同傳動軸組成的傳動部件附加處于強制性轉(zhuǎn)動中，因此刀具不僅作由于偏心輪強加的轉(zhuǎn)動沖擊運動而且還附加地使整個部件繞傳動軸作轉(zhuǎn)動。
在實例中，可優(yōu)先考慮上述由緊固座固定的另一個傳動元件同心地支承在驅(qū)動軸上。而齒環(huán)的內(nèi)齒和齒輪周緣(外齒)的一部分相互嚙合，以及驅(qū)動軸上連續(xù)地間隔配置若干個偏心輪，有時還有分別由齒輪和齒環(huán)組成的元件以及刀具，這些都是有利的實例。
存在至少兩個偏心輪時，傳動對的偏心距是相互調(diào)好平衡地配置的。
當傳動對的各個相同的傳動元件(齒輪或齒環(huán))均做成偏心旋轉(zhuǎn)的刀具架時，這種機動工具可保證刀具同步操作，而傳動對的各個可變換的不同傳動元件(齒輪或齒環(huán))均做成偏心旋轉(zhuǎn)的刀具架時，可使刀具得到一個反向旋轉(zhuǎn)。
當兩個傳動對(齒輪或齒環(huán))互相嚙合成使其兩個偏心旋轉(zhuǎn)的傳動組件懸空支承，相互間以剛性連接，而兩個偏心輪則有相同振幅和相同質(zhì)量，同時相互成180配置。然而這兩個傳動對實際上可不平衡地工作。
此外還可附加設(shè)置措施，使整個機組可作直線移動或是繞緊固座固定的運動點作彈性或彈跳運動，因此可附加地疊加一個直線沖擊運動。由于反向旋轉(zhuǎn)的刀具與彼此相對處于180°配置的偏心距相結(jié)合，而且是在機組沿軸向相互隔置的情況下，使刀具的基本運動疊加一個附加的直線沖擊。
對加工鉆孔或類似孔可采用這樣的機動工具，其驅(qū)動軸是通過一個同心配置在軸上的傳動電機來驅(qū)動的，而在兩個軸端則各配置一個傳動對。若其偏心輪或做成兩段的軸，其中彼此相對的軸配置成輕微折轉(zhuǎn)伸展時，就沒有必要設(shè)置輔助鉆孔。鉆孔時，使用的刀具做成半球形時，工具更具優(yōu)越性。
在實際使用中，發(fā)展了新的結(jié)構(gòu)，垂直于軸線固定有一個由傳動電機或由該軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的第二軸，該軸與一個制動裝置相連接，通過該制動裝置至少可局部地制動第二軸的轉(zhuǎn)動，于是致使動力裝置連同軸、傳動組件和刀具一起圍繞第二軸的縱軸線旋轉(zhuǎn)，從而使刀具作切割。
在這種情況下，安裝一個附加的，基本上垂直于上述傳動軸配置的軸，就可以同樣地通過傳動元件的傳動軸或通過其傳動電機使該軸旋轉(zhuǎn)，為此用到一些適宜的傳動元件(齒輪，傳動皮帶或類似件)。
對該結(jié)構(gòu)的設(shè)置是在垂直于傳動組件運動軸配置的第二軸裝上一個制動裝置，因此制動該軸時就使整個支承刀具的裝置完成一個轉(zhuǎn)動。
因此通過發(fā)明創(chuàng)制一種機械旋轉(zhuǎn)工具，該工具可作旋轉(zhuǎn)，沿徑向帶沖擊和有時作切向切割的運動。此時可以通過適當?shù)嘏渲酶郊淤|(zhì)量來使偏心距的重量達到平衡一種可能的結(jié)構(gòu)型式借助于一個實施例說明如下。
帶偏心輪的傳動軸轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，與偏心輪振幅為3毫米以及齒輪和齒環(huán)直徑相當于適宜時刀具沖擊4000次/分，所驅(qū)動的切割轉(zhuǎn)速約為200轉(zhuǎn)/分。可以按照要求加工的材料對各個偏心輪以及相適應(yīng)的齒環(huán)直徑或齒輪作出選擇。
按照發(fā)明還可以通過附加的直線或徑向不平衡或其它由外界所施加的沖擊動量來疊加和/或加強這些沖擊。為提高阻力矩或沖擊力，快速運動的偏心輪和/或低速動運的刀具可以附加地裝上附加回轉(zhuǎn)或荷重的物質(zhì)。
附圖內(nèi)示有發(fā)明的一些實施方案。
附圖有圖1，表示一個按照發(fā)明工具的局部剖切側(cè)視圖，圖2，表示同一視圖的一個方案，圖3，表示另一個方案的側(cè)視圖，圖4，表示同一視圖的另一個方案，圖5，表示另一方案的局部剖切側(cè)視圖，圖6，表示方案的視圖。
機動工具用于切槽、鉆孔或類似作業(yè)、特別是在硬的巖石料中用于進行上述作業(yè)使用，該工具基本上由一個借助于一個未示出傳動電機驅(qū)動的傳動軸4和一個繞該軸旋轉(zhuǎn)的鉆具或切割刀具1a、1b、1c、9、10、13、14所組成，其上有時附帶硬質(zhì)金屬鑲邊15。傳動軸4上作為傳動元件設(shè)有一個帶外齒的齒輪5或18，以及一個帶內(nèi)齒的齒環(huán)7或19。兩個傳動元件均相對于傳動軸4以軸承20、21轉(zhuǎn)動支承在傳動軸上。此時齒環(huán)7或19每次環(huán)繞齒輪5或18，當然齒輪也可以做成齒環(huán)，而那時就帶有外齒。在按照圖1和圖5所示的結(jié)構(gòu)型式中，齒輪5是由緊固架固定的，因此當傳動軸4作相應(yīng)轉(zhuǎn)動時，齒環(huán)7就繞齒輪5緩慢地轉(zhuǎn)動，同時朝徑向作運動，該運動由齒環(huán)偏心配置所形成，還有通過由傳動裝置強制傳動形成的切向采掘運動。
在圖1和圖5的實施例中偏心配置是通過一個由緊固軸固定的偏心輪2來進行的。此時偏心輪升程適應(yīng)于齒輪和齒環(huán)的內(nèi)徑或外徑，因此齒輪5與齒輪7總是在某個部位上進行嚙合。該結(jié)構(gòu)型式刀具的轉(zhuǎn)動如同齒環(huán)7一樣，其轉(zhuǎn)動方向則和傳動軸4相同。
仍要說明的是，切割刀具1a可適用于在一個工作程序中挖掘兩個互相隔開的槽縫。
刀具1b與此相對，可清除由刀具1a所形成的留在槽縫之間的殘余料。
按照圖2的實施例，左側(cè)具有內(nèi)齒的齒環(huán)19是由緊固座固定的。與此相對的齒輪18在該處是懸空支承的，而刀具9、10或13、14則是浮動地配置在偏心輪上。其中(左側(cè))一個與齒輪18是固定連接的。齒輪18由傳動軸4經(jīng)過較大的減速來驅(qū)動，并且由于其在齒環(huán)19內(nèi)的偏心配置，所以形成一個偏心運動，從而使刀具獲得所要求的轉(zhuǎn)動和沖擊運動。軸承座11、12可以是剛性連接的，也可以是整個或單獨作有彈性的彈性固定。
刀具13、14采用硬質(zhì)金屬鑲塊15來形成一個退刀槽。只要在17處帶刀具的偏心輪之間形成一個剛性連接，則旋轉(zhuǎn)刀具的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)速必然是相同的。但是這樣做還是有可能的，將圖2左側(cè)所示的傳動機構(gòu)同時配置在圖2的右側(cè)。此外，圖上右側(cè)所示刀具的反向運轉(zhuǎn)或同步運轉(zhuǎn)也可以通過一個直通的空心軸來驅(qū)動，該空心軸也由來自左側(cè)的傳動軸4來驅(qū)動。刀具的出料運動與傳動軸4的轉(zhuǎn)動方向是相反的。
不言而喻，密封件，例如以某種具有密封唇邊的密封墊6形式可以設(shè)置在傳動組件適當?shù)牟课簧?，以保持傳動軸支座沒有巖塵或類似物。
按照圖2所示的實施方案，右側(cè)刀具9或13不用中間連接傳動組件就直接轉(zhuǎn)動，并支承在由緊固軸固定的或甚至與軸做成整體的偏心輪上。傳動軸4的轉(zhuǎn)動(右側(cè))同時通過偏心輪產(chǎn)生一個沿徑向朝外的諸如類似齒輪刀具9那樣的沖擊運動，此時刀具逆軸傳動方向作出緩慢的轉(zhuǎn)動，致使不斷變換的齒作為沖擊刀具與其周圍的巖石或類似料相嚙合，因此在好的回來能力下刀具磨損很小。
要使刀具沖擊工作面能作多切割加工，則有必要采用按照其它實施方案的傳動組件。
按照圖3所示的實施例，刀具做成半球21。此外該結(jié)構(gòu)型式的未示出傳動軸4是平行于所示凸輪軸配置的并與另一個轉(zhuǎn)動軸20相嚙合。傳動軸22在圖的下方有一個錐頭或類似部件，按該結(jié)構(gòu)型式錐頭在一個切割鉆孔內(nèi)起到引導(dǎo)整個機組的作用。有時轉(zhuǎn)動軸20或還有傳動軸22也可作為驅(qū)動軸，又要使與刀具傳動軸以半球方式嚙合的轉(zhuǎn)動軸20制動住，這方面可以通過一個未示出的例如配置在圖上方的制動器來達到，從而可使由半球21組成的刀具作切割轉(zhuǎn)動，因為所驅(qū)動的半球在鉆孔基巖上隨著空轉(zhuǎn)而下降，所以作強制制動時就開始實際上的切割。不作制動時，基本上只有鉆頭的沖擊運動。
按照圖4所示的實施例一個基體或一個軸23，該軸類似于按照圖3設(shè)置的軸20，該軸與半球狀的刀具傳動軸相配合，在此半球用24符號表示。半球軸是彼此相對輕微折轉(zhuǎn)的，因此沿掘進方向位于前面的剖面線幾乎是無接縫地伸展。因此鉆孔底要做成弧形的，這就是說底要做成半園的。所以，為了引導(dǎo)而開切割鉆孔就不需要了，借助于該設(shè)備就可以單獨地制作一個鉆孔。
設(shè)備不僅適合于制作一個軸向孔，而且還可作側(cè)面向上的破碎，因此例如也可以破碎在26處所示的材料。
按照圖5的實施方案示有圖6的視圖。此時刀具1C借助于擰緊在一個基體22上的夾盤23、24來夾緊。此外基體22固定帶有內(nèi)齒的齒環(huán)7，并且通過一個軸承20轉(zhuǎn)動支承在偏心輪2上，偏心輪2與軸4是做成整體的。還有可能在軸4上做出一個雙偏心輪，此時在第二偏心輪上就支承另一個刀具，該刀具可以做成如圖5和圖6所示的那種結(jié)構(gòu)。
但是也可以構(gòu)成組合式的，由按照圖5和圖6或圖1的刀具，以及按照圖2左側(cè)(從動的)或圖2右側(cè)(無傳動裝置的)的刀具來組成。
權(quán)利要求
1.機動工具用于破碎諸如混凝土、基巖、硅巖或石英巖等硬質(zhì)巖石狀材料，該工具由一個借助于一臺動力裝置可驅(qū)動的傳動軸和一個繞該軸旋轉(zhuǎn)的并帶有徑向支撐釬頭或類似構(gòu)件的刀具組成，其特征在于，傳動軸上固定地配置一個偏心輪，而刀具在偏心輪上，并且是以轉(zhuǎn)動支承的。
2.按權(quán)利要求
1所述的工具，其特征在于，傳動軸上配置有兩個具有相互對向凸輪和相同質(zhì)量的偏心輪，而在每個偏心輪上則轉(zhuǎn)動支撐著一個刀具。
3.按權(quán)利要求
1或2所述的工具，其特征在于，傳動軸上作為傳動元件轉(zhuǎn)動支承著一個齒輪和一個齒環(huán)，此時齒環(huán)環(huán)繞齒輪;傳動元件之一支承在由緊固軸固定的偏心輪上，此時齒輪的直徑小于齒環(huán)的內(nèi)徑，其值相當于偏心輪的升程;另一個傳動元件是由緊固座固定的，并且由偏心旋轉(zhuǎn)的傳動元件支承徑向通過傳動元件的破碎刀具，特別是鉆具和/或切割刀具。
4.按權(quán)利要求
1-3所述的工具，其特征在于，另一個傳動元件是同心地支承在軸上的。
5.按權(quán)利要求
1-4所述的工具，其特征在于，齒輪設(shè)有外齒，而齒環(huán)設(shè)有內(nèi)齒，這些齒各與齒輪周緣的一部分相互嚙合。
6.按權(quán)利要求
1-5之一所述的工具，其特征在于，在軸上連續(xù)地間隔配置有若干個偏心輪，有時還有分別由齒輪和齒環(huán)組成的元件以及刀具。
7.按權(quán)利要求
1-6之一所述的工具，其特征在于，至少兩個傳動對的偏心距是相互調(diào)好平衡地配置的。
8.按權(quán)利要求
1-7之一所述的工具，其特征在于，傳動對的各個相同的傳動元件(齒輪或齒環(huán))均做成偏心旋轉(zhuǎn)的刀具架。
9.按權(quán)利要求
1-8乏一所述的工具，其特征在于，傳動對的各個可變換的不同傳動元件(齒輪或齒環(huán))均做成偏心旋轉(zhuǎn)的刀具架。
10.按權(quán)利要求
1-9之一所述的工具，其特征在于，兩個傳動對(齒輪或齒環(huán))互相嚙合成使其兩個偏心旋轉(zhuǎn)的傳動組件懸空支承，相互問以剛性連接，而兩個偏心輪則有相同振幅和相同質(zhì)量，同時相互成180°配置。
11.按權(quán)利要求
1-10之一所述的工具，其特征在于，軸是通過一個同心配置在軸上的傳動電機來驅(qū)動的，而在兩個軸端上則各配置一個傳動對。
12.按權(quán)利要求
11所述的工具，其特征在于，偏心輪或做成兩段的軸，其中彼此相對的軸配置成輕微折轉(zhuǎn)伸展的。
13.按權(quán)利要求
1-12之一所述的工具，其特征在于，刀具是做成半球形的。
14.按權(quán)利要求
11-13之一所述的工具，其特征在于，垂直于軸線固定有一個由傳動電機或由該軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的第二軸，該軸與一個制動裝置相連接，通過該制動裝置至少可局部地制動第二軸的轉(zhuǎn)動，于是致使動力裝置連同軸、傳動組件和刀具一起圍繞第二軸的縱軸線旋轉(zhuǎn)，從而使刀具作切割。
專利摘要
一種機動工具用于銑削、石頭或巖石類材料，例如混凝土、石頭、石英巖或石英石。包含一個由電機驅(qū)動的驅(qū)動軸和一個圍繞驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)的刀具，刀具有徑向伸出的割刀或類似物。一個偏心塊裝在軸上，而刀具裝在偏心塊上因而能旋轉(zhuǎn)。最好是由兩個偏心塊相反方向伸出和重量相同地安排在驅(qū)動軸上，而每一個偏心塊上裝有刀具并使之能旋轉(zhuǎn)。
文檔編號E21B10/08GK86104793SQ86104793
公開日1987年10月28日 申請日期1986年6月10日
發(fā)明者漢斯·迪特爾·倫曾, 烏爾里克·貝克姆, 克勞斯·貝克姆, 菲利普·貝克姆 申請人:漢內(nèi)洛雷·賽勒·貝克姆導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan