專(zhuān)利名稱(chēng)：鉆機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆機(jī)，更具體地說(shuō)，涉及一種巖心鉆機(jī)，包括機(jī)座，刀架在其上被引導(dǎo)，刀架通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置可以沿導(dǎo)軌在工作方向移動(dòng)，其中鉆孔單元被支撐在刀架上，該鉆孔單元包括由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的主軸，用于驅(qū)動(dòng)鉆孔刀具。
背景技術(shù)：
從DE-A-4 019 515中已知一種磁性機(jī)座鉆孔單元，其包括框架和磁性連接于工件的磁性機(jī)座，還包括具有鉆孔電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)的電動(dòng)的鉆機(jī)，其中進(jìn)給電機(jī)設(shè)計(jì)為直流電機(jī)并且支撐在框架上用于向工件進(jìn)給鉆頭并和從那里返回，其中設(shè)置控制裝置，其包括用于感應(yīng)在工件上孔的鉆孔運(yùn)行完成的感應(yīng)裝置，還包括用于反轉(zhuǎn)進(jìn)給電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向的進(jìn)給雙向電機(jī)，以及用于當(dāng)感應(yīng)到過(guò)載狀態(tài)時(shí)停止鉆孔電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)的安全轉(zhuǎn)換裝置。
通過(guò)使用這樣的控制，能夠避免過(guò)載狀態(tài)，但是該設(shè)計(jì)是相當(dāng)昂貴和復(fù)雜的。
在從DE-A-3 708 038中已知一種鉆機(jī)中設(shè)有鉆頭，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與用于驅(qū)動(dòng)運(yùn)行的鉆頭結(jié)合，用于向驅(qū)動(dòng)電機(jī)供應(yīng)能量的電源裝置，和設(shè)計(jì)為串激電機(jī)用于相對(duì)于工件移動(dòng)鉆頭的進(jìn)給電機(jī)。
此外，為了避免過(guò)載狀態(tài)設(shè)置控制單元，其具有用于感應(yīng)供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流的傳感裝置，當(dāng)鉆頭沒(méi)有與工件接合時(shí)用于存儲(chǔ)被感應(yīng)到的電路電平的存儲(chǔ)裝置，并且還包括依據(jù)實(shí)際的電流電平和存儲(chǔ)的電流電平用于確定鉆孔運(yùn)行是否完成的傳感裝置。
同樣該鉆機(jī)的設(shè)計(jì)是相當(dāng)昂貴和復(fù)雜的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改進(jìn)前面所述的鉆機(jī)，以便能夠以相當(dāng)簡(jiǎn)單的裝置避免由過(guò)高進(jìn)給操作導(dǎo)致的鉆孔單元的過(guò)載狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在上文所述鉆機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置中包括步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)上述目的。
因此，本發(fā)明的目的完全實(shí)現(xiàn)。
通過(guò)使用步進(jìn)電機(jī)，以極其簡(jiǎn)單的方式避免由于太快的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的過(guò)載。與串激電機(jī)相反，由于它的設(shè)計(jì)，進(jìn)給電機(jī)的過(guò)載狀態(tài)是不可能的。相反，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的阻抗時(shí)步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)受到限制，因此，同樣鉆孔單元的驅(qū)動(dòng)不會(huì)因過(guò)快的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)而過(guò)載。
根據(jù)本發(fā)明有利的改進(jìn)，將驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)成周期性中斷進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
另外，該特征可以進(jìn)一步改進(jìn)，其中將驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)成反向于工作方向周期性回退刀架。
通過(guò)這些措施，在金屬鉆孔期間產(chǎn)生的屑片被不時(shí)弄斷并且從巖心鉆孔中放出。以這種方式可改進(jìn)鉆孔操作并且避免由鋒利的屑片產(chǎn)生的問(wèn)題和危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)，驅(qū)動(dòng)裝置能夠與中間軸結(jié)合，通過(guò)該中間軸刀架被驅(qū)動(dòng)。
優(yōu)選地，為此設(shè)置蝸輪副，通過(guò)蝸輪副步進(jìn)電機(jī)能夠與中間軸結(jié)合。
通過(guò)這些特征，保證進(jìn)給操作的適當(dāng)減小并且可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。
根據(jù)該設(shè)計(jì)的另一個(gè)改進(jìn)，蝸桿副能夠經(jīng)過(guò)中間軸與小齒輪結(jié)合，該小齒輪與設(shè)置在機(jī)座上的齒桿嚙合。
這樣，步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)能夠以合適的方式轉(zhuǎn)換為刀架沿著機(jī)座的進(jìn)給操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一改進(jìn)，在中間軸上設(shè)置柱塞，其可在第一位置和第二位置之間軸向移動(dòng)，在第一位置中將驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)柱塞傳遞到中間軸上，而在第二位置中不傳遞從驅(qū)動(dòng)裝置到中間軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
在此優(yōu)選地，控制桿與中間軸結(jié)合以允許中間軸的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
因此，除了由步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)之外，可以允許刀架向鉆孔位置的快速手動(dòng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其后，通過(guò)控制桿，在手動(dòng)和由步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生的自動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換能夠通過(guò)軸向移動(dòng)柱塞而實(shí)現(xiàn)。
為此，控制桿可以配置為具有三個(gè)鉸接的互相偏移120°的把手部分的星形手輪，把手部分的端部與柱塞的端部接合從而通過(guò)傾斜把手部分使得柱塞在第一位置和第二位置之間軸向轉(zhuǎn)換。
在此優(yōu)選地，蝸桿副包括由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)并且與蝸輪嚙合的蝸桿，其中蝸輪可以與中間軸結(jié)合，用于通過(guò)輥體旋轉(zhuǎn)中間軸。
在此優(yōu)選地，在柱塞和中間軸之間保持一個(gè)壓力片，通過(guò)該壓力片輥體被偏置，用于與設(shè)置在蝸輪上的止擋凹陷接合。
通過(guò)這些措施，在經(jīng)過(guò)控制桿手動(dòng)產(chǎn)生的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和由步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生的自動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間進(jìn)行簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換。僅僅為了轉(zhuǎn)換，控制桿或者控制桿的把手部分中的一個(gè)分別必須是傾斜的。
根據(jù)該設(shè)計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn)，柱塞包括軸環(huán)，輥體通過(guò)軸環(huán)可在用于止擋中間軸的第一位置和在第二位置之間移動(dòng)，其中在第二位置中中間軸沒(méi)有被驅(qū)動(dòng)裝置一起帶動(dòng)。
在此，在軸環(huán)和在中間軸上的限位表面之間可以保持彈簧元件，用于將柱塞偏置到第二位置中。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)，鉆孔單元包括用于驅(qū)動(dòng)鉆孔刀具的三速齒輪。
從而相對(duì)于不同的操作情況可以對(duì)鉆孔刀具進(jìn)行改進(jìn)適應(yīng)。
可以理解，在不超過(guò)本發(fā)明的范圍的情況下，本發(fā)明的上述特征和下文將要描述的特征不僅用于給定的組合中，而且也用于其他的組合或者它們自己。


當(dāng)參考附圖時(shí)，從本發(fā)明的優(yōu)選的示范實(shí)施例的下列描述中，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將是明顯的。在附圖中示出圖1示出根據(jù)本發(fā)明的鉆機(jī)的透視圖，其中為了更容易理解，在用于將進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到刀架上的中間軸區(qū)域中切掉外面部分；圖2示出在蝸桿副的區(qū)域中的中間軸和與之相連的、用于手動(dòng)驅(qū)動(dòng)操作的控制桿的把手部分的放大的部分剖視圖；圖3示出在蝸桿副的區(qū)域中的中間軸的放大剖視圖，在相對(duì)于圖2的設(shè)計(jì)的修改設(shè)計(jì)中，示出在蝸桿副和中間軸之間沒(méi)有傳輸(entrainment)的位置；以及圖4是根據(jù)圖3的實(shí)施例的改變的位置，其中在蝸桿副和中間軸之間存在傳輸。
具體實(shí)施例方式
在圖1中根據(jù)本發(fā)明的鉆機(jī)用標(biāo)號(hào)10總體表示。
根據(jù)本發(fā)明的鉆機(jī)10配置為包括機(jī)座12的巖心鉆機(jī)(core drillingmachine)，其中鉆孔單元16接納在刀架14上，該刀架能夠通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置30沿導(dǎo)軌28移動(dòng)。
鉆孔單元16包括設(shè)計(jì)為通用式電機(jī)的電機(jī)18，其通過(guò)三速齒輪24驅(qū)動(dòng)主軸22以便驅(qū)動(dòng)鉆孔刀具20。為了調(diào)節(jié)不同的齒輪齒數(shù)比，選擇桿26可旋轉(zhuǎn)地接納在鉆孔單元16的外殼上。
為了分別進(jìn)給鉆孔單元16或刀架14，在刀架14上接納齒桿34，其能夠通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)地接納在機(jī)座12上的小齒輪36驅(qū)動(dòng)，這將在下文中詳細(xì)地說(shuō)明。
小齒輪36能夠通過(guò)包括步進(jìn)電機(jī)32的驅(qū)動(dòng)裝置30自動(dòng)地驅(qū)動(dòng)，或者能夠通過(guò)星形手輪46手動(dòng)地驅(qū)動(dòng)。為了允許在通過(guò)步進(jìn)電機(jī)32自動(dòng)進(jìn)給操作和通過(guò)星形手輪46手動(dòng)進(jìn)給操作之間的轉(zhuǎn)換，一個(gè)軸向可移動(dòng)的柱塞(plunger)62與中間軸38結(jié)合。星形手輪46包括三個(gè)互相偏離120°設(shè)置的把手部分48，它們?cè)O(shè)置成可樞轉(zhuǎn)并且與用于與之共同旋轉(zhuǎn)的中間軸38結(jié)合。從圖2中能夠看出，把手部分48、52通過(guò)在它們端部49和53的銷(xiāo)56可樞轉(zhuǎn)地分別保持在相關(guān)的支撐件54上。把手部分48和52各自的端部49和53分別與柱塞62的軸向端部70協(xié)作。通過(guò)傾斜把手部分48、50、52中一個(gè)，柱塞62能夠在第一位置和如圖2所示的第二位置之間軸向轉(zhuǎn)換，如雙箭頭64所示。在兩個(gè)位置中，星形手輪46的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或者各個(gè)把手部分48、50、52各自的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到中間軸38上，并且因此轉(zhuǎn)換為鉆孔單元16的位移。然而在圖2所示的柱塞62的第二位置中，由步進(jìn)電機(jī)32產(chǎn)生的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不傳遞到中間軸38，相反，在第一位置中當(dāng)步進(jìn)電機(jī)32運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，中間軸38被一起帶動(dòng)。
步進(jìn)電機(jī)32通過(guò)蝸桿副40能夠與中間軸38結(jié)合。為此，由步進(jìn)電機(jī)32驅(qū)動(dòng)蝸桿(worm gear screw)42，蝸桿42與可旋轉(zhuǎn)地保持在中間軸38上的蝸輪(worm gear wheel)44嚙合。為了將蝸輪44的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到中間軸38上，蝸輪44包括止擋凹陷76，其由設(shè)計(jì)為球的輥體66接合，用于在蝸輪44和中間軸38之間提供可靠連接。雖然輥體66在根據(jù)圖2的第二位置中僅在柱塞62的外圍槽上轉(zhuǎn)動(dòng)，但是在柱塞62的第一位置中輥體66能夠通過(guò)彈簧偏壓片78徑向地壓到外面，直到它們通過(guò)用于與中間軸38可靠接合的蝸輪44的止擋凹陷76被一起帶動(dòng)。因此，如果柱塞62在第一位置中，那么由步進(jìn)電機(jī)32施加的并且傳遞到蝸輪44上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)化到中間軸38的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)32被驅(qū)動(dòng)時(shí)，星形手輪46也旋轉(zhuǎn)。
相反，當(dāng)柱塞62在它的第二位置中時(shí)，那么中間軸38能夠僅僅通過(guò)星形手輪46手動(dòng)地旋轉(zhuǎn)，因此用于允許鉆孔單元16的手動(dòng)調(diào)節(jié)，并且，特別是允許朝向要被鉆孔的工件的手動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其后，通過(guò)樞轉(zhuǎn)把手部分48、50、52中一個(gè)，將柱塞62移動(dòng)到第一位置中，直到輥體66通過(guò)偏壓片78向止擋凹陷76偏置并且能夠與之接合用于一起帶動(dòng)中間軸38和由此帶動(dòng)小齒輪36。
用于自動(dòng)進(jìn)給鉆孔單元16的、設(shè)計(jì)為步進(jìn)電機(jī)32的驅(qū)動(dòng)裝置在沒(méi)有任何過(guò)載的狀態(tài)下允許鉆孔單元16的自動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
從圖2中還能看出，柱塞62通過(guò)兩個(gè)軸承58、60經(jīng)過(guò)在外殼部分74上的中間部分72可旋轉(zhuǎn)地保持，該外殼部分與機(jī)座12相連并且連接于步進(jìn)電機(jī)32。
在圖3和4中，鉆機(jī)的修改實(shí)施例部分示出并且用10a總體表示。在這里對(duì)相應(yīng)的部分使用相同的標(biāo)號(hào)。
在傳輸位置和沒(méi)有傳輸?shù)奈恢弥g的轉(zhuǎn)換的原理保持不變，其中在傳輸位置中，蝸桿副的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為中間軸38的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。與根據(jù)圖1和2的實(shí)施例相反，現(xiàn)在用于朝向蝸桿副40另一側(cè)偏置中間軸38的彈簧元件68保持在中間軸38遠(yuǎn)離小齒輪36的限位表面82與中間軸38的軸環(huán)80之間。彈簧元件68偏置柱塞62到如圖4所示的位置。在該位置中，星形手輪的把手部分48是傾斜的，并且輥體66接合在設(shè)置在蝸輪44上的凹陷76中，因此允許在蝸輪44和中間軸38之間傳輸。
相反，如在圖3中所示，在柱塞62的外表面上的輥體66靠在軸環(huán)80上，所以在蝸輪44和中間軸38之間不存在傳輸。在該位置中，星形手輪的把手部分48幾乎是垂直的。在每個(gè)把手部分48的端部處設(shè)置止擋凹陷82，其與用于止擋操作的柱塞62的端部上的軸環(huán)70協(xié)作。
權(quán)利要求
1.一種鉆機(jī)，特別是一種巖心鉆機(jī)，包括機(jī)座(12)，刀架(14)引導(dǎo)于其上，刀架(14)通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置(30)可以沿導(dǎo)軌(18)在工作方向上移動(dòng)，其中鉆孔單元(16)被支撐在刀架(14)上，該鉆孔單元包括由電機(jī)(18)驅(qū)動(dòng)的主軸，用于驅(qū)動(dòng)鉆孔刀具(20)，其特征在于，驅(qū)動(dòng)裝置(30)包括步進(jìn)電機(jī)(32)。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)，其特征在于驅(qū)動(dòng)裝置(30)配置成周期地中斷進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鉆機(jī)，其特征在于驅(qū)動(dòng)裝置(30)配置成反向于工作方向周期地回退刀架。
4.如權(quán)利要求1、2或3中任一項(xiàng)所述的鉆機(jī)，其特征在于驅(qū)動(dòng)裝置(30)可以與中間軸(38)結(jié)合，利用中間軸能夠驅(qū)動(dòng)刀架(28)。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鉆機(jī)，其特征在于步進(jìn)電機(jī)(32)能夠通過(guò)蝸桿副(40)與中間軸(38)結(jié)合。
6.如權(quán)利要求4和5中任一項(xiàng)所述的鉆機(jī)，其特征在于蝸桿副(40)可以經(jīng)過(guò)中間軸(38)與小齒輪(36)結(jié)合，小齒輪與設(shè)置在刀架(14)上的齒桿(34)嚙合。
7.如權(quán)利要求4-6中任一項(xiàng)所述的鉆機(jī)，其特征在于支撐在中間軸(38)上的柱塞(62)可在第一位置和第二位置之間軸向移動(dòng)，其中在第一位置中驅(qū)動(dòng)裝置(30)的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)柱塞(62)傳遞到中間軸(38)上，而在第二位置中不從驅(qū)動(dòng)裝置(30)向中間軸(38)傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鉆機(jī)，其特征在于允許手動(dòng)旋轉(zhuǎn)的控制桿(46)與中間軸(38)結(jié)合。
9.如權(quán)利要求8所述的鉆機(jī)，其特征在于控制桿(46)配置為具有三個(gè)鉸接的把手部分(48、50、52)的星形手輪，把手部分的端部(49、53)與柱塞(62)的端部(70)接合，從而允許通過(guò)傾斜把手部分(48、50、52)在第一位置和第二位置之間軸向轉(zhuǎn)換柱塞(62)。
10.如權(quán)利要求4-8中任一項(xiàng)所述的鉆機(jī)，其特征在于蝸桿副(40)包括蝸桿(42)，其由步進(jìn)電機(jī)(32)驅(qū)動(dòng)并且嚙合于蝸輪(44)，該蝸輪可以與中間軸(38)結(jié)合用于通過(guò)輥體(66)旋轉(zhuǎn)中間軸。
11.如權(quán)利要求10所述的鉆機(jī)，其特征在于在柱塞(62)和中間軸(38)之間保持彈簧元件(68)，通過(guò)該彈簧元件，當(dāng)在第一位置時(shí)，輥體(66)被偏置，以便與設(shè)置在用于可靠止擋中間軸(38)的蝸輪(44)上的止擋凹陷(76)嚙合。
12.如權(quán)利要求10或11所述的鉆機(jī)，其特征在于柱塞(38)包括軸環(huán)(80)，通過(guò)該軸環(huán)輥體(66)在用于止擋中間軸(38)的第一位置和第二位置之間可移動(dòng)，其中在第二位置中驅(qū)動(dòng)裝置不帶動(dòng)中間軸(38)。
13.如權(quán)利要求12所述的鉆機(jī)，其特征在于在軸環(huán)(80)和在中間軸(38)上的限位表面(82)之間保持彈簧元件(68)，用于將柱塞(62)偏置到第二個(gè)位置。
14.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鉆機(jī)，其特征在于鉆孔單元(16)包括用于驅(qū)動(dòng)鉆孔刀具(20)的三速齒輪(24)。
全文摘要
公開(kāi)的是一種鉆機(jī)，特別是一種巖心鉆機(jī)，其包括刀架(14)在其上被引導(dǎo)的機(jī)座(12)，刀架通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置(30)可以沿導(dǎo)軌(28)在工作方向上移動(dòng)，其中具有由電機(jī)(18)驅(qū)動(dòng)的主軸的鉆孔單元(16)接納在刀架(14)上，用于驅(qū)動(dòng)鉆孔刀具(20)，驅(qū)動(dòng)裝置(30)包括步進(jìn)電機(jī)(32)。
文檔編號(hào)B23B47/00GK1721109SQ200510082488
公開(kāi)日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2005年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月2日
發(fā)明者尤爾根·維勒, 約爾格·博茨, 科特·舍爾哈默, 馬丁·貝凱爾特 申請(qǐng)人:C.&.E.泛音有限公司