專利名稱：鉆機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鉆機，更具體地說，涉及一種巖心鉆機，包括機座，刀架在其上被引導，刀架通過驅動裝置可以沿導軌在工作方向移動，其中鉆孔單元被支撐在刀架上，該鉆孔單元包括由電機驅動的主軸，用于驅動鉆孔刀具。
背景技術：
從DE-A-4 019 515中已知一種磁性機座鉆孔單元，其包括框架和磁性連接于工件的磁性機座，還包括具有鉆孔電機和進給電機的電動的鉆機，其中進給電機設計為直流電機并且支撐在框架上用于向工件進給鉆頭并和從那里返回，其中設置控制裝置，其包括用于感應在工件上孔的鉆孔運行完成的感應裝置，還包括用于反轉進給電機的運動方向的進給雙向電機，以及用于當感應到過載狀態(tài)時停止鉆孔電機和進給電機的安全轉換裝置。
通過使用這樣的控制，能夠避免過載狀態(tài)，但是該設計是相當昂貴和復雜的。
在從DE-A-3 708 038中已知一種鉆機中設有鉆頭，驅動電機與用于驅動運行的鉆頭結合，用于向驅動電機供應能量的電源裝置，和設計為串激電機用于相對于工件移動鉆頭的進給電機。
此外，為了避免過載狀態(tài)設置控制單元，其具有用于感應供給驅動電機的電流的傳感裝置，當鉆頭沒有與工件接合時用于存儲被感應到的電路電平的存儲裝置，并且還包括依據(jù)實際的電流電平和存儲的電流電平用于確定鉆孔運行是否完成的傳感裝置。
同樣該鉆機的設計是相當昂貴和復雜的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是改進前面所述的鉆機，以便能夠以相當簡單的裝置避免由過高進給操作導致的鉆孔單元的過載狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，通過在上文所述鉆機的驅動裝置中包括步進電機實現(xiàn)上述目的。
因此，本發(fā)明的目的完全實現(xiàn)。
通過使用步進電機，以極其簡單的方式避免由于太快的進給運動產生的過載。與串激電機相反，由于它的設計，進給電機的過載狀態(tài)是不可能的。相反，當?shù)竭_一定的阻抗時步進電機的進給運動受到限制，因此，同樣鉆孔單元的驅動不會因過快的進給運動而過載。
根據(jù)本發(fā)明有利的改進，將驅動裝置設計成周期性中斷進給運動。
另外，該特征可以進一步改進，其中將驅動裝置設計成反向于工作方向周期性回退刀架。
通過這些措施，在金屬鉆孔期間產生的屑片被不時弄斷并且從巖心鉆孔中放出。以這種方式可改進鉆孔操作并且避免由鋒利的屑片產生的問題和危險。
根據(jù)本發(fā)明的另一個改進，驅動裝置能夠與中間軸結合，通過該中間軸刀架被驅動。
優(yōu)選地，為此設置蝸輪副，通過蝸輪副步進電機能夠與中間軸結合。
通過這些特征，保證進給操作的適當減小并且可以進行簡單的設計。
根據(jù)該設計的另一個改進，蝸桿副能夠經過中間軸與小齒輪結合，該小齒輪與設置在機座上的齒桿嚙合。
這樣，步進電機的進給運動能夠以合適的方式轉換為刀架沿著機座的進給操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一改進，在中間軸上設置柱塞，其可在第一位置和第二位置之間軸向移動，在第一位置中將驅動裝置的驅動運動經過柱塞傳遞到中間軸上，而在第二位置中不傳遞從驅動裝置到中間軸的旋轉運動。
在此優(yōu)選地，控制桿與中間軸結合以允許中間軸的手動旋轉。
因此，除了由步進電機產生的驅動運動之外，可以允許刀架向鉆孔位置的快速手動的進給運動。其后，通過控制桿，在手動和由步進電機產生的自動進給運動之間的轉換能夠通過軸向移動柱塞而實現(xiàn)。
為此，控制桿可以配置為具有三個鉸接的互相偏移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換。
在此優(yōu)選地，蝸桿副包括由步進電機驅動并且與蝸輪嚙合的蝸桿，其中蝸輪可以與中間軸結合，用于通過輥體旋轉中間軸。
在此優(yōu)選地，在柱塞和中間軸之間保持一個壓力片，通過該壓力片輥體被偏置，用于與設置在蝸輪上的止擋凹陷接合。
通過這些措施，在經過控制桿手動產生的進給運動和由步進電機產生的自動進給運動之間進行簡單的轉換。僅僅為了轉換，控制桿或者控制桿的把手部分中的一個分別必須是傾斜的。
根據(jù)該設計的進一步改進，柱塞包括軸環(huán)，輥體通過軸環(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，其中在第二位置中中間軸沒有被驅動裝置一起帶動。
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)明的另一個優(yōu)選的改進，鉆孔單元包括用于驅動鉆孔刀具的三速齒輪。
從而相對于不同的操作情況可以對鉆孔刀具進行改進適應。
可以理解，在不超過本發(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。


當參考附圖時，從本發(fā)明的優(yōu)選的示范實施例的下列描述中，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將是明顯的。在附圖中示出圖1示出根據(jù)本發(fā)明的鉆機的透視圖，其中為了更容易理解，在用于將進給驅動的旋轉運動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、用于手動驅動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，在相對于圖2的設計的修改設計中，示出在蝸桿副和中間軸之間沒有傳輸(entrainment)的位置；以及圖4是根據(jù)圖3的實施例的改變的位置，其中在蝸桿副和中間軸之間存在傳輸。
具體實施例方式
在圖1中根據(jù)本發(fā)明的鉆機用標號10總體表示。
根據(jù)本發(fā)明的鉆機10配置為包括機座12的巖心鉆機(core drillingmachine)，其中鉆孔單元16接納在刀架14上，該刀架能夠通過驅動裝置30沿導軌28移動。
鉆孔單元16包括設計為通用式電機的電機18，其通過三速齒輪24驅動主軸22以便驅動鉆孔刀具20。為了調節(jié)不同的齒輪齒數(shù)比，選擇桿26可旋轉地接納在鉆孔單元16的外殼上。
為了分別進給鉆孔單元16或刀架14，在刀架14上接納齒桿34，其能夠通過可轉動地接納在機座12上的小齒輪36驅動，這將在下文中詳細地說明。
小齒輪36能夠通過包括步進電機32的驅動裝置30自動地驅動，或者能夠通過星形手輪46手動地驅動。為了允許在通過步進電機32自動進給操作和通過星形手輪46手動進給操作之間的轉換，一個軸向可移動的柱塞(plunger)62與中間軸38結合。星形手輪46包括三個互相偏離120°設置的把手部分48，它們設置成可樞轉并且與用于與之共同旋轉的中間軸38結合。從圖2中能夠看出，把手部分48、52通過在它們端部49和53的銷56可樞轉地分別保持在相關的支撐件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。通過傾斜把手部分48、50、52中一個，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換，如雙箭頭64所示。在兩個位置中，星形手輪46的旋轉運動或者各個把手部分48、50、52各自的旋轉運動傳遞到中間軸38上，并且因此轉換為鉆孔單元16的位移。然而在圖2所示的柱塞62的第二位置中，由步進電機32產生的進給運動不傳遞到中間軸38，相反，在第一位置中當步進電機32運轉時，中間軸38被一起帶動。
步進電機32通過蝸桿副40能夠與中間軸38結合。為此，由步進電機32驅動蝸桿(worm gear screw)42，蝸桿42與可旋轉地保持在中間軸38上的蝸輪(worm gear wheel)44嚙合。為了將蝸輪44的旋轉運動傳遞到中間軸38上，蝸輪44包括止擋凹陷76，其由設計為球的輥體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的外圍槽上轉動，但是在柱塞62的第一位置中輥體66能夠通過彈簧偏壓片78徑向地壓到外面，直到它們通過用于與中間軸38可靠接合的蝸輪44的止擋凹陷76被一起帶動。因此，如果柱塞62在第一位置中，那么由步進電機32施加的并且傳遞到蝸輪44上的旋轉運動被轉化到中間軸38的旋轉運動。在這種情況下，當步進電機32被驅動時，星形手輪46也旋轉。
相反，當柱塞62在它的第二位置中時，那么中間軸38能夠僅僅通過星形手輪46手動地旋轉，因此用于允許鉆孔單元16的手動調節(jié)，并且，特別是允許朝向要被鉆孔的工件的手動進給運動。其后，通過樞轉把手部分48、50、52中一個，將柱塞62移動到第一位置中，直到輥體66通過偏壓片78向止擋凹陷76偏置并且能夠與之接合用于一起帶動中間軸38和由此帶動小齒輪36。
用于自動進給鉆孔單元16的、設計為步進電機32的驅動裝置在沒有任何過載的狀態(tài)下允許鉆孔單元16的自動進給運動。
從圖2中還能看出，柱塞62通過兩個軸承58、60經過在外殼部分74上的中間部分72可旋轉地保持，該外殼部分與機座12相連并且連接于步進電機32。
在圖3和4中，鉆機的修改實施例部分示出并且用10a總體表示。在這里對相應的部分使用相同的標號。
在傳輸位置和沒有傳輸?shù)奈恢弥g的轉換的原理保持不變，其中在傳輸位置中，蝸桿副的旋轉運動轉化為中間軸38的旋轉運動。與根據(jù)圖1和2的實施例相反，現(xiàn)在用于朝向蝸桿副40另一側偏置中間軸38的彈簧元件68保持在中間軸38遠離小齒輪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。在每個把手部分48的端部處設置止擋凹陷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。
權利要求
1.一種鉆機，特別是一種巖心鉆機，包括機座(12)，刀架(14)引導于其上，刀架(14)通過驅動裝置(30)可以沿導軌(18)在工作方向上移動，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(18)驅動的主軸，用于驅動鉆孔刀具(20)，其特征在于，驅動裝置(30)包括步進電機(32)。
2.如權利要求1所述的鉆機，其特征在于驅動裝置(30)配置成周期地中斷進給運動。
3.如權利要求1或2所述的鉆機，其特征在于驅動裝置(30)配置成反向于工作方向周期地回退刀架。
4.如權利要求1、2或3中任一項所述的鉆機，其特征在于驅動裝置(30)可以與中間軸(38)結合，利用中間軸能夠驅動刀架(28)。
5.如前述權利要求中任一項所述的鉆機，其特征在于步進電機(32)能夠通過蝸桿副(40)與中間軸(38)結合。
6.如權利要求4和5中任一項所述的鉆機，其特征在于蝸桿副(40)可以經過中間軸(38)與小齒輪(36)結合，小齒輪與設置在刀架(14)上的齒桿(34)嚙合。
7.如權利要求4-6中任一項所述的鉆機，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，其中在第一位置中驅動裝置(30)的驅動運動經過柱塞(62)傳遞到中間軸(38)上，而在第二位置中不從驅動裝置(30)向中間軸(38)傳遞旋轉運動。
8.如前述權利要求中任一項所述的鉆機，其特征在于允許手動旋轉的控制桿(46)與中間軸(38)結合。
9.如權利要求8所述的鉆機，其特征在于控制桿(46)配置為具有三個鉸接的把手部分(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，從而允許通過傾斜把手部分(48、50、52)在第一位置和第二位置之間軸向轉換柱塞(62)。
10.如權利要求4-8中任一項所述的鉆機，其特征在于蝸桿副(40)包括蝸桿(42)，其由步進電機(32)驅動并且嚙合于蝸輪(44)，該蝸輪可以與中間軸(38)結合用于通過輥體(66)旋轉中間軸。
11.如權利要求10所述的鉆機，其特征在于在柱塞(62)和中間軸(38)之間保持彈簧元件(68)，通過該彈簧元件，當在第一位置時，輥體(66)被偏置，以便與設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.如權利要求10或11所述的鉆機，其特征在于柱塞(38)包括軸環(huán)(80)，通過該軸環(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，其中在第二位置中驅動裝置不帶動中間軸(38)。
13.如權利要求12所述的鉆機，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)偏置到第二個位置。
14.如前述權利要求中任一項所述的鉆機，其特征在于鉆孔單元(16)包括用于驅動鉆孔刀具(20)的三速齒輪(24)。
全文摘要
公開的是一種鉆機，特別是一種巖心鉆機，其包括刀架(14)在其上被引導的機座(12)，刀架通過驅動裝置(30)可以沿導軌(28)在工作方向上移動，其中具有由電機(18)驅動的主軸的鉆孔單元(16)接納在刀架(14)上，用于驅動鉆孔刀具(20)，驅動裝置(30)包括步進電機(32)。
文檔編號B23B47/00GK1721109SQ200510082488
公開日2006年1月18日 申請日期2005年7月4日 優(yōu)先權日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 申請人:C.&.E.泛音有限公司