鉆孔設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鉆孔設(shè)備，包括具有電機的鉆機和帶有卡頭體(3)的鉆機卡頭，該鉆機具有可旋轉(zhuǎn)地支承在機器殼體(1)中的鉆機主軸(2)，借助于構(gòu)造在螺紋元件(4)和配對螺紋元件(5)之間的螺紋連接(6)可調(diào)節(jié)的卡爪(7)在該卡頭體中被導(dǎo)引，以及設(shè)置有與所述配對螺紋元件(5)抗扭轉(zhuǎn)地連接并且借助于電機可驅(qū)動的驅(qū)動套筒(8)。所述電機設(shè)計為帶有電機控制裝置(28)的無刷直流電機(26)，該電機控制裝置通過傳感器線路(30)與用于檢測運行狀態(tài)的傳感器(29)連接，其中，根據(jù)由所述傳感器檢測到的運行狀態(tài)借助于電機控制裝置(28)能改變至少一個電機參數(shù)。
【專利說明】鉆孔設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉆孔設(shè)備，包括具有電機的鉆機和帶有卡頭體的鉆機卡頭，該鉆機具有可旋轉(zhuǎn)地支承在機器殼體中的鉆機主軸，借助于構(gòu)造在螺紋元件和配對螺紋元件之間的螺紋連接可調(diào)節(jié)的卡爪在該卡頭體中導(dǎo)引并且設(shè)置有與配對螺紋元件抗扭轉(zhuǎn)地連接并且借助于電機可驅(qū)動的驅(qū)動套筒。
【背景技術(shù)】
[0002]開頭所述類型的鉆孔設(shè)備由DE102011002331A公開。其中公開的鉆孔設(shè)備可以在運行模式“夾緊/松開”和“鉆孔”之間切換，其中，在兩個運行模式中通過電機產(chǎn)生并向鉆機主軸傳遞相同的扭矩。然而，這在運行模式“夾緊/松開”中是不利的，因為在卡爪撞上鉆孔工件以及卡爪調(diào)節(jié)到最大開口尺寸時全部的轉(zhuǎn)速和全部的扭矩都起作用并因此機械部件負荷非常大。因此，由沒有在先公開的DE102011055869在前述的鉆孔設(shè)備的擴展設(shè)計中創(chuàng)造了這樣的可能性，使得在不同的運行模式中實現(xiàn)不同的扭矩負荷，其中這一點通過機械途徑實現(xiàn)，然而，在鉆孔設(shè)備的設(shè)計和制造中要求明顯更高的開銷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，這樣構(gòu)造開頭所述類型的鉆孔設(shè)備，S卩，以較少的結(jié)構(gòu)開銷實現(xiàn)鉆孔設(shè)備在不同運行模式中的不同扭矩負荷。
[0004]按照本發(fā)明，該技術(shù)問題在開頭所述類型的鉆孔設(shè)備中由此解決，S卩，電機構(gòu)造為帶有電機控制裝置的無刷直流電機，該電機控制裝置通過傳感器線路與用于檢測運行狀態(tài)的傳感器連接，并且根據(jù)由傳感器檢測到的運行狀態(tài)借助于電機控制裝置可改變至少一個電機參數(shù)。
[0005]無刷的直流電機由現(xiàn)有技術(shù)已知為直流電機的變型，其中常見的帶有用于換流的電刷的機械換向器通過一個電子電路替代。使用這種無刷的直流電機有針對性地介入電機控制提供了一種靈巧的可能方式來解決該技術(shù)問題，使得原則上在開頭所述的鉆孔設(shè)備的結(jié)構(gòu)基本不變的情況下通過傳感檢測該運行模式以及恰當(dāng)?shù)乜刂齐姍C防止鉆孔設(shè)備的部件在運行模式“夾緊/松開”中過載。在此，在本發(fā)明中優(yōu)選的是，設(shè)置有用于檢測切換和/或指示運行狀態(tài)的控制元件的位置的傳感器，其中考慮的是，運行狀態(tài)的切換必須通過使用者借助于恰當(dāng)?shù)目刂圃崿F(xiàn)，控制元件的位置可以通過傳感器被評估，也就是尤其該傳感器被設(shè)計成區(qū)分用于張開或閉合夾爪的夾緊配置和用于鉆孔運行的鉆孔配置。在此，在本發(fā)明中規(guī)定，電機控制裝置適合于根據(jù)由傳感器檢測的運行狀態(tài)改變扭矩和/或電機轉(zhuǎn)速。
[0006]關(guān)于設(shè)計結(jié)構(gòu)的簡單性方面優(yōu)選的實施形式的特征在于，在直流電機和驅(qū)動套筒之間設(shè)置行星齒輪系，該行星齒輪系具有通過直流電機可驅(qū)動的太陽輪，該太陽輪與至少一個支承在與驅(qū)動套筒連接的行星輪架上的行星齒輪嚙合，該行星齒輪又與配屬于機器殼體的內(nèi)齒輪共同作用。[0007]如果配對螺紋元件兩部分式地由螺紋套筒和與該螺紋套筒抗扭地連接的、可軸向調(diào)節(jié)的耦連桿構(gòu)成并且在構(gòu)造為機器空心主軸的鉆機主軸中導(dǎo)引，如果耦連桿具有耦連圓柱齒輪并且機器空心主軸具有主軸圓柱齒輪，并且如果驅(qū)動套筒和必要時行星齒輪系軸向可調(diào)節(jié)地支承在機器殼體上，則創(chuàng)造了一種結(jié)構(gòu)簡單的可能方式，來建立驅(qū)動套筒和機器空心主軸或耦連桿之間傳遞扭矩的連接。
[0008]一種特別優(yōu)選的實施形式的特征在于，驅(qū)動套筒具有內(nèi)齒并且能夠可逆地從夾緊配置轉(zhuǎn)換到鉆孔配置中，在夾緊配置中，耦連圓柱齒輪與內(nèi)齒嚙合，在鉆孔配置中，耦連圓柱齒輪和主軸圓柱齒輪與內(nèi)齒嚙合。在夾緊配置中，主軸圓柱齒輪與內(nèi)齒輪嚙合，因此機器空心主軸抗扭地與機器殼體和卡頭體連接。耦連桿相對機器空心主軸的相對扭轉(zhuǎn)被確保。鉆孔設(shè)備可以非常簡單地通過軸向調(diào)節(jié)驅(qū)動套筒在夾緊配置和鉆孔配置之間來回切換。在此也通過耦連圓柱齒輪和主軸圓柱齒輪借助于驅(qū)動套筒的驅(qū)動防止螺紋元件相對配對螺紋元件的相對扭轉(zhuǎn)。
[0009]還被證明有利的是，為機器殼體配設(shè)實現(xiàn)傳動機構(gòu)和驅(qū)動套筒的軸向調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)套筒，其中，然后優(yōu)選在本發(fā)明中配設(shè)用于檢測驅(qū)動套筒和/或調(diào)節(jié)套筒的位置的傳感器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]以下根據(jù)在附圖中示出的實施例詳細說明本發(fā)明，附圖示出:
[0011]圖1是在夾緊配置中的鉆孔設(shè)備的縱向截面圖，
[0012]圖1a是圖1的截面la-la，
[0013]圖2是在鉆孔配置中的、圖1所示的鉆孔設(shè)備，
[0014]圖3是圖2中的截面II1-1II，以及
[0015]圖4是帶有恰當(dāng)?shù)碾姍C控制裝置的、具有無刷的直流電機的鉆孔設(shè)備的示意圖。【具體實施方式】
[0016]在附圖中示出了一種鉆孔設(shè)備，包括具有電機的鉆機和帶有卡頭體3的鉆機卡頭，該鉆機具有可旋轉(zhuǎn)地支承在機器殼體I中的鉆機主軸2，借助于構(gòu)造在螺紋元件4和配對螺紋元件5之間的螺紋連接6可調(diào)節(jié)的卡爪7在該卡頭體中導(dǎo)引。在鉆孔設(shè)備中設(shè)置有與配對螺紋元件抗扭轉(zhuǎn)地連接并且借助于電機可驅(qū)動的驅(qū)動套筒8。在電機和驅(qū)動套筒8之間設(shè)置有行星齒輪系9，該行星齒輪系具有通過電機可驅(qū)動的太陽輪10。圖1a和3在此示出，在所示的實施例中，正好5個行星齒輪12支承在與驅(qū)動套筒8連接的行星輪架11上，這些行星齒輪與太陽輪10和內(nèi)齒輪13嚙合。在此要指出的是，在本發(fā)明中也可以采用更多或更少的行星齒輪12。
[0017]配對螺紋元件5兩部分式地由螺紋套筒14和與該螺紋套筒抗扭地連接的、可軸向調(diào)節(jié)的耦連桿15構(gòu)成并且在構(gòu)造為機器空心主軸16的鉆機主軸2中導(dǎo)引。耦連桿15具有耦連圓柱齒輪17并且機器空心主軸16具有主軸圓柱齒輪18。行星齒輪系9和驅(qū)動套筒8軸向可調(diào)節(jié)地支承在機器殼體I中，其中，存在配屬于機器殼體I的調(diào)節(jié)套筒22，該調(diào)節(jié)套筒實現(xiàn)行星齒輪系9和驅(qū)動套筒8的軸向調(diào)節(jié)。為此，調(diào)節(jié)套筒22具有與內(nèi)齒輪13交互作用的控制元件23。在軸向前面，機器殼體I配設(shè)有可拆卸地與該機器殼體連接的蓋罩
24。在鉆機主軸2和機器殼體I之間設(shè)置有多個支承裝置25。[0018]在圖1中示出了處于夾緊配置中的實施形式，在夾緊配置中，驅(qū)動套筒8的內(nèi)齒19與耦連圓柱齒輪17嚙合并且主軸圓柱齒輪18與不轉(zhuǎn)動的內(nèi)齒輪13嚙合。在此，電機的力通過機器主軸傳遞到行星齒輪系9的太陽輪10上。太陽輪驅(qū)動支承在行星輪架11上的行星齒輪12，這些行星齒輪在抗扭轉(zhuǎn)地與機器殼體I連接的內(nèi)齒輪13上滾動?？古まD(zhuǎn)地與行星輪架11連接的驅(qū)動套筒8將力從它這一方面?zhèn)鬟f到耦連圓柱齒輪17，因此驅(qū)動耦連桿15和螺紋套筒14。因為主軸圓柱齒輪18并因此機器空心主軸16通過內(nèi)齒輪13抗扭轉(zhuǎn)地與機器殼體I連接，使得螺紋套筒14相對機器空心主軸16的相對扭轉(zhuǎn)成為可能并且配對螺紋元件5通過螺紋連接6軸向向前，也就是在背對電機的方向，或軸向向后，在帶動卡爪7的情況下被調(diào)節(jié)。
[0019]圖2示出了鉆孔配置中的實施形式，在鉆孔配置中，驅(qū)動套筒8和行星齒輪系9軸向向前移動，其中，耦連圓柱齒輪17和主軸圓柱齒輪18與驅(qū)動套筒8的內(nèi)齒19嚙合。在此，電機的力也被傳遞到行星齒輪系9的太陽輪10上。該太陽輪驅(qū)動支承在行星輪架11上的行星齒輪12，這些行星齒輪在與機器殼體I抗扭轉(zhuǎn)地連接的內(nèi)齒輪13上滾動。在此，驅(qū)動套筒8通過調(diào)節(jié)套筒22的調(diào)節(jié)軸向向前錯移。驅(qū)動套筒8由行星齒輪系9帶動并且現(xiàn)在通過耦連圓柱齒輪17和主軸圓柱齒輪18與驅(qū)動套筒8的內(nèi)齒19的嚙合抗扭轉(zhuǎn)地與耦連桿15以及機器空心主軸16連接，因此電機的力直接被傳遞到耦連桿15和機器空心主軸16上。因此螺紋套筒14相對機器空心主軸16的相對運動并因此卡爪7的調(diào)節(jié)被排除。
[0020]按照本發(fā)明，在這種鉆孔設(shè)備中，電機設(shè)計為帶有電機控制裝置28的無刷直流電機26，該電機控制裝置通過傳感器線路30與用于檢測運行狀態(tài)的傳感器29連接。在此，根據(jù)由傳感器29檢測的運行狀態(tài)借助于電機控制裝置28可改變至少一個電機參數(shù)。傳感器29在此通過按照附圖中所示的實施例檢測調(diào)節(jié)套筒22的位置區(qū)分夾緊配置和鉆孔配置，該調(diào)節(jié)套筒在圖1a中示出為在夾緊配置中并且在圖3中示出為在鉆孔配置中。通過傳感器29以探測心軸37根據(jù)調(diào)節(jié)套筒22的旋轉(zhuǎn)位置檢測調(diào)節(jié)套筒22中的凹槽36的存在或缺失，能以簡單的方式實現(xiàn)區(qū)分。備選地，同樣可考慮的是，傳感器29適于檢測驅(qū)動套筒8相對主軸圓柱齒輪18的位置，然而這要求將傳感器29定位在相對調(diào)節(jié)套筒22的位置的評估更不可接近的位置上。
[0021]通過本發(fā)明，因此在圖4示意示出的鉆孔設(shè)備中評估機械的控制元件的位置，該控制元件可以形成各種運行模式，其中，根據(jù)由傳感器29確定的數(shù)據(jù)干涉電機控制裝置28，以便在鉆孔配置中提供全部扭矩和最大的轉(zhuǎn)速，而在夾緊配置中能夠減少扭矩和/或轉(zhuǎn)速。因此在聯(lián)接時不會出現(xiàn)僅以高設(shè)計結(jié)構(gòu)開銷才能實現(xiàn)的機械脫耦或者動力中斷，而是鉆機主軸2在達到預(yù)先設(shè)定的扭矩時通過電機控制裝置28被停止，因此以這種方式實現(xiàn)扭矩限制。扭矩限制在此對于夾緊和松開不必具有相等的值，因此可考慮提高用于松開的扭矩作為張開儲備。
[0022]本發(fā)明也可以與在DElO 2011 055 869中記載的鉆孔設(shè)備組合，引用其用于闡述機械的扭矩限制的公開內(nèi)容作為電子的扭矩限制的補充。
[0023]還要提及的是，無刷的直流電機26優(yōu)選通過蓄電池27供應(yīng)直流電，然而其中本發(fā)明同樣可以應(yīng)用在電纜連接的、可連接在電網(wǎng)上的鉆孔設(shè)備中，只要提供一個整流器裝置，用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。
[0024]附圖標記清單[0025]I機器殼體
[0026]2鉆機主軸
[0027]3卡頭體
[0028]4螺紋元件
[0029]5配對螺紋元件
[0030]6螺紋連接
[0031]7 卡爪
[0032]8驅(qū)動套筒
[0033]9行星齒輪系
[0034]10太陽輪
[0035]11行星輪架
[0036]12行星齒輪
[0037]13內(nèi)齒輪
[0038]14螺紋套筒
[0039]15耦連桿
[0040]16機器空心主軸
[0041]17耦連圓柱齒輪
[0042]18主軸圓柱齒輪
[0043]19 內(nèi)齒
[0044]20 齒圈
[0045]21主軸齒圈
[0046]22調(diào)節(jié)套筒
[0047]23控制元件
[0048]24 蓋罩
[0049]25支承裝置
[0050]26直流電機
[0051]27蓄電池
[0052]28電機控制裝置
[0053]29傳感器
[0054]30傳感器線路
[0055]31選擇開關(guān)
[0056]32聯(lián)接器
[0057]33操縱開關(guān)
[0058]34控制元件夾緊功能
[0059]35控制裝置
[0060]36 凹槽
[0061]37探測心軸
【權(quán)利要求】
1.一種鉆孔設(shè)備，包括具有電機的鉆機和帶有卡頭體⑶的鉆機卡頭，該鉆機具有可旋轉(zhuǎn)地支承在機器殼體(I)中的鉆機主軸(2)，借助于構(gòu)造在螺紋元件(4)和配對螺紋元件(5)之間的螺紋連接(6)可調(diào)節(jié)的卡爪(7)在該卡頭體中導(dǎo)引，以及設(shè)置有與所述配對螺紋元件(5)抗扭轉(zhuǎn)地連接并且借助于電機可驅(qū)動的驅(qū)動套筒(8)， 其特征在于， 所述電機設(shè)計為帶有電機控制裝置(28)的無刷直流電機(26)，該電機控制裝置通過傳感器線路(30)與用于檢測運行狀態(tài)的傳感器(29)連接，并且根據(jù)由所述傳感器檢測到的運行狀態(tài)借助于電機控制裝置(28)能改變至少一個電機參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆孔設(shè)備，其特征在于，所述傳感器(29)構(gòu)造用于檢測切換和/或指示運行狀態(tài)的控制元件的位置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鉆孔設(shè)備，其特征在于，所述傳感器(29)構(gòu)造為區(qū)分用于打開和閉鎖所述卡爪(7)的夾緊配置和用于鉆孔運行的鉆孔配置。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的鉆孔設(shè)備，其特征在于，所述電機控制裝置(28)適于根據(jù)由所述傳感器(29)檢測到的運行狀態(tài)改變電機扭矩和/或電機轉(zhuǎn)速。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的鉆孔設(shè)備，其特征在于，在直流電機(26)和所述驅(qū)動套筒(8)之間設(shè)置有行星齒輪系(9)，該行星齒輪系具有通過所述直流電機(26)可驅(qū)動的太陽輪(10)，該太陽輪與至少一個支承在與所述驅(qū)動套筒(8)連接的行星輪架(11)上的行星齒輪(12)嚙合，該行星齒輪又與配屬于機器殼體(I)的內(nèi)齒輪(13)相互作用。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的鉆孔設(shè)備，其特征在于，所述配對螺紋元件(5)兩部分式地由螺紋套筒(14)和與該螺紋套筒抗扭地連接的、可軸向調(diào)節(jié)的耦連桿(15)構(gòu)成并且在構(gòu)造為機器空心主軸(16)的鉆機主軸(2)中導(dǎo)引，所述耦連桿(15)具有耦連圓柱齒輪(17)并且所述機器空心主軸(16)具有主軸圓柱齒輪(18)，所述驅(qū)動套筒(8)以及必要時所述行星齒輪系(9)軸向可調(diào)節(jié)地支承在機器殼體中。
7.如權(quán)利要求6所述的鉆孔設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動套筒(8)具有內(nèi)齒(19)并且能夠可逆地從夾緊配置轉(zhuǎn)換到鉆孔配置中，在夾緊配置中，所述耦連圓柱齒輪(17)與內(nèi)齒(19)嚙合，在鉆孔配置中，所述耦連圓柱齒輪(17)和所述主軸圓柱齒輪(18)與所述內(nèi)齒(19)嚙合。
8.如權(quán)利要求6所述的鉆孔設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動套筒(8)與所述耦連圓柱齒輪(17)固定連接并且能夠可逆地從夾緊配置轉(zhuǎn)換到鉆孔配置中，在夾緊配置中，設(shè)置在耦連桿(15)上的齒圈(20)與機器空心主軸(16)的主軸齒圈(21)不嚙合，在鉆孔配置中，所述齒圈(20)與所述主軸齒圈(21)嚙合。
9.如權(quán)利要求5至8之一所述的鉆孔設(shè)備，其特征在于，所述機器殼體(I)配設(shè)有實現(xiàn)所述行星齒輪系(9)和驅(qū)動套筒(8)的軸向調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)套筒(22)。
10.如權(quán)利要求9所述的鉆孔設(shè)備，其特征在于，所述傳感器(29)構(gòu)造為用于檢測所述驅(qū)動套筒(8)和/或所述調(diào)節(jié)套筒(22)的位置。
【文檔編號】B23B45/02GK104001969SQ201410057899
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月20日
【發(fā)明者】彼得·史安克 申請人:羅姆有限責(zé)任公司