本申請要求2013年2月26日提交的、名稱為“給進(jìn)鉆”的61/769,736號美國專利申請以及2013年5月14日提交的、名稱為“給進(jìn)鉆”的61/822，959號美國專利申請的優(yōu)先權(quán)。

背景技術(shù)：
本申請涉及提供將主軸在向前及縮回給進(jìn)方向上移動的工具，并具體涉及防止主軸被卡在初始位置的裝置和方法。強制給進(jìn)工具，諸如但不限于給進(jìn)鉆，公知的是用于執(zhí)行對于由諸如鋼、鋁、鈦及其復(fù)合材料等物質(zhì)形成的工件的操作。強制給進(jìn)工具包括將刀頭供給工件的工具供給機構(gòu)。除其他應(yīng)用外，強制給進(jìn)工具的通常的應(yīng)用還包括在航空器的多個部件中鉆孔。強制給進(jìn)工具通常包括附接至齒輪頭的發(fā)動機。齒輪頭包括轉(zhuǎn)動的并在向前和縮回方向上移動的主軸。使用時，發(fā)動機驅(qū)動齒輪頭中的齒輪使主軸在向前方向上向前進(jìn)入至工件上的預(yù)定深度。該主軸接著在相反的方向上移動離開工件至初始位置。當(dāng)該主軸到達(dá)初始位置，令人期望的是：發(fā)動機關(guān)閉以使空氣的使用量最小化，并且向操作者指示工具功能已完成。先前的工具具有潛在的可靠性問題，由于關(guān)閉發(fā)動機的延遲或者失敗，可導(dǎo)致主軸被卡在初始位置。這可導(dǎo)致主軸進(jìn)入機械鎖定。先前的工具采用了多個方面以防止主軸被卡住。這些方面包括增大主軸的超程距離，并減慢主軸的縮回速度。然而，這些方面的每一個在增大循環(huán)時間、增多驅(qū)動機構(gòu)設(shè)計的復(fù)雜性以及增大齒輪頭的整體尺寸方面都具有其各自的缺點。另外，這些方面仍然具有使主軸被卡在初始位置的風(fēng)險，特別是如果使發(fā)動機停止的信號發(fā)送失敗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明涉及防止主軸被卡在初始位置的裝置和方法。該設(shè)計和方法將使停止差動給進(jìn)齒輪的機構(gòu)安裝在次級滑動離合器上。在到達(dá)主軸行程的極限的情況下，當(dāng)主軸已經(jīng)縮回并且空氣發(fā)動機仍未被關(guān)閉時，其使得差動給進(jìn)齒輪和主軸給進(jìn)齒輪能夠再次轉(zhuǎn)動，從而消除了該工具進(jìn)入機械鎖定的風(fēng)險。一個實施例涉及一種強制給進(jìn)工具，該強制給進(jìn)工具配置成在向前方向和相反的方向運行。該給進(jìn)工具包括長形主軸，長形主軸與給進(jìn)路徑對齊并且配置成沿所述給進(jìn)路徑軸向地移動，該主軸包括縮回止塊以控制主軸在相反方向上的軸向移動的程度。該工具還包括主軸轉(zhuǎn)動機構(gòu)，其聯(lián)接至該主軸以轉(zhuǎn)動該主軸；主軸給進(jìn)齒輪和差動給進(jìn)齒輪，所述差動給進(jìn)齒輪配置成沿給進(jìn)路徑軸向驅(qū)動主軸給進(jìn)齒輪，主軸給進(jìn)齒輪和差動給進(jìn)齒輪均包括接合在一起的齒輪齒；以及離合器機構(gòu)，其定位在差動給進(jìn)齒輪上，以選擇性地控制差動給進(jìn)齒輪的轉(zhuǎn)動，該離合器機構(gòu)包括接觸構(gòu)件和偏置構(gòu)件。離合器機構(gòu)配置成當(dāng)主軸在相反方向上運動過程中縮回止塊和止塊構(gòu)件接合之前，防止所述差動給進(jìn)齒輪和主軸給進(jìn)齒輪轉(zhuǎn)動；并且在縮回止塊和止塊構(gòu)件接合之后，響應(yīng)于該主軸在相反方向上的試圖進(jìn)一步的移動，通過允許離合器機構(gòu)的接觸構(gòu)件和差動給進(jìn)齒輪之間的移動，從而為該差動給進(jìn)齒輪和主軸給進(jìn)齒輪提供轉(zhuǎn)動。當(dāng)主軸在相反方向上移動過程中在縮回止塊和止塊構(gòu)件接合之前，差動給進(jìn)齒輪可直接地接觸抵靠離合器機構(gòu)。主軸給進(jìn)齒輪與離合器機構(gòu)間隔開，并且可以通過差動給進(jìn)齒輪連接至離合器機構(gòu)。離合器機構(gòu)包括具有第一成角度的凸輪表面的錐體構(gòu)件，差動給進(jìn)齒輪包括第二成角度的凸輪表面，其中所述第一成角度的凸輪表面和第二成角度的凸輪表面當(dāng)主軸在相反方向的運動過程中接觸在一起。離合器機構(gòu)進(jìn)一步包括錐體構(gòu)件和多個球構(gòu)件，該球構(gòu)件延伸穿過接觸構(gòu)件并且通過偏置構(gòu)件偏置抵靠錐體構(gòu)件。錐體構(gòu)件包括沿徑向面的袋，每一所述袋大小成形為接收球構(gòu)件之一，球構(gòu)件大于袋，從而球構(gòu)件向外延伸超出袋。強制給進(jìn)工具還包括可操作地連接至偏置構(gòu)件的調(diào)節(jié)構(gòu)件，以調(diào)節(jié)由偏置構(gòu)件施加的力的量，該調(diào)節(jié)構(gòu)件可移動地連接至接觸構(gòu)件，并且定位于接觸構(gòu)件的與錐體構(gòu)件相反的一側(cè)上。差動給進(jìn)齒輪沿給進(jìn)軸與接觸構(gòu)件軸向地對齊，該差動給進(jìn)齒輪相對于接觸構(gòu)件軸向地可移動。另一實施例涉及一種防止強制給進(jìn)工具中的主軸被卡住的方法。該方法包括：轉(zhuǎn)動主軸，并且轉(zhuǎn)動圍繞該主軸定位的主軸給進(jìn)齒輪，以及沿給進(jìn)路徑在第一方向上移動該主軸，主軸給進(jìn)齒輪通過與差動給進(jìn)齒輪的接合轉(zhuǎn)動。該方法包括防止轉(zhuǎn)動的主軸在第一方向上移動，并且沿主軸在相對的第二方向上開始軸向地移動轉(zhuǎn)動的主軸給進(jìn)齒輪。該方法包括：將離合器力施加至差動給進(jìn)齒輪上，從而當(dāng)主軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動并且開始在所述第二方向上移動轉(zhuǎn)動的主軸時，防止差動給進(jìn)齒輪和主軸給進(jìn)齒輪轉(zhuǎn)動。該方法包括：當(dāng)主軸給進(jìn)齒輪在第二方向上移動并被防止轉(zhuǎn)動時，增大施加至所述主軸給進(jìn)齒輪上的力。當(dāng)施加在主軸給進(jìn)齒輪上的力增大到這種程度：差動給進(jìn)齒輪轉(zhuǎn)動主軸給進(jìn)齒輪的第一扭矩大于差動給進(jìn)齒輪抵抗離合器力轉(zhuǎn)動的第二扭矩時，該方法包括轉(zhuǎn)動所述差動給進(jìn)齒輪以及所述接合的主軸給進(jìn)齒輪。該方法還包括圍繞主軸轉(zhuǎn)動該主軸給進(jìn)齒輪，并且防止主軸在第二方向上的進(jìn)一步的移動。該方法還包括在第二方向上移動主軸，并且將位于主軸上的縮回止塊構(gòu)件抵接接觸構(gòu)件，同時防止主軸給進(jìn)齒輪轉(zhuǎn)動。該方法還包括偏置多個球構(gòu)件抵靠與差動給進(jìn)齒輪接合的中間構(gòu)件，并且將所述離合器力施加至所述差動給進(jìn)齒輪。該方法可包括將多個球構(gòu)件移出相應(yīng)的袋，并且轉(zhuǎn)動差動給進(jìn)齒輪和接合的主軸給進(jìn)齒輪。該方法可包括相對于主軸給進(jìn)齒輪軸向地移動差動給進(jìn)齒輪并與離合器構(gòu)件接合，以及防止差動給進(jìn)齒輪轉(zhuǎn)動。該方法可包括防止所述轉(zhuǎn)動的主軸在所述第一方向上的移動包括將連接至該主軸的深度止塊構(gòu)件抵接接觸構(gòu)件。該方法還可包括在位于主軸上的縮回止塊構(gòu)件抵接接觸構(gòu)件之后，沿所述主軸軸向地移動主軸給進(jìn)齒輪，并且抵靠主軸驅(qū)動齒輪。不同實施例的不同方面可根據(jù)需要單獨或者結(jié)合使用。附圖說明圖1是具有滑動離合器的強制給進(jìn)工具的示意圖；圖2是直角工具的透視圖；圖3是軸向(in-line)工具的透視圖；圖4是齒輪頭的側(cè)視剖視圖；圖5是齒輪頭在向前的給進(jìn)操作處的側(cè)視剖視圖；圖6是齒輪頭在縮回的給進(jìn)操作處的側(cè)視剖視圖；圖7是具有形成閾值離合器的一部分的斜面的差動驅(qū)動齒輪的俯視圖；圖7A是圖7中的兩個斜面的側(cè)視圖。圖8是在差動驅(qū)動齒輪和差動給進(jìn)齒輪之間形成的閾值離合器的側(cè)面透視圖；圖9A是活塞位于橫跨入口的第一位置、該工具處于向前給進(jìn)操作的側(cè)視剖面圖。圖9B是活塞位于與入口間隔開的第二位置、該工具處于縮回操作的側(cè)面剖視圖。圖10是根據(jù)一個實施例、沿通過給進(jìn)軸延伸的平面截取的滑動離合器的示意性側(cè)剖視圖。圖11是截取通過錐體構(gòu)件、偏置構(gòu)件和位于袋中的球構(gòu)件的接觸構(gòu)件，在防止差動給進(jìn)齒輪轉(zhuǎn)動的接合方向上的示意性側(cè)剖面圖。圖12是截取通過錐體構(gòu)件、偏置構(gòu)件和在該離合器的滑動過程中移動出袋的球構(gòu)件的接觸構(gòu)件的部分的示意性側(cè)剖面圖。圖13是防止差動給進(jìn)齒輪轉(zhuǎn)動的保持機構(gòu)的側(cè)面透視圖。圖14是滑動離合器的示意圖。具體實施方式本發(fā)明通過當(dāng)驅(qū)動主軸的發(fā)動機未被關(guān)閉時，防止主軸被卡在初始位置，來改善強制給進(jìn)工具的操作。如圖1示意地示出的，工具10包括發(fā)動機12，發(fā)動機12驅(qū)動齒輪頭14中的齒輪19以使主軸30轉(zhuǎn)動。當(dāng)該主軸30到達(dá)初始位置時，生成信號使發(fā)動機12停止，以防止主軸30在縮回方向R上進(jìn)一步移動。離合器100被配置成當(dāng)停止信號出現(xiàn)延遲或者失敗時滑動，從而防止主軸30的機械鎖定。這種設(shè)計使得主軸30具有最小化的超行程以及更準(zhǔn)確的停止位置。圖2示出了通常的強制給進(jìn)工具的例子，特別是直角的強制給進(jìn)工具10。圖3示出了軸向配置的強制給進(jìn)工具10。直角和軸向是指發(fā)動機相對于主軸30的軸線的位置。該強制給進(jìn)工具10通常包括具有主軸30的齒輪頭14，該主軸30除了轉(zhuǎn)動，每旋轉(zhuǎn)一次朝待鉆孔的工件前進(jìn)一預(yù)定量。該主軸30被設(shè)計成在朝向工件的前進(jìn)或向前的方向A以及在遠(yuǎn)離工件的縮回(即相反)方向R上移動。該發(fā)動機12可由壓縮空氣源(未示出)啟動或者可為電動的以啟動齒輪頭14，從而使主軸30轉(zhuǎn)動。該發(fā)動機12還可以由液壓機液體驅(qū)動。圖4示出了與發(fā)動機12(未在圖4中示出)分離的直角齒輪頭14的側(cè)視圖。該齒輪頭14包括由發(fā)動機12驅(qū)動的輸入軸20。利用一組錐齒輪22為輸入齒輪78提供轉(zhuǎn)動。該輸入齒輪78連接至差動單元49，差動單元49接著驅(qū)動包括主軸30的主軸單元39。類似的配置用于具有直接由發(fā)動機12驅(qū)動的輸入齒輪78的軸向工具。對于直角齒輪頭14和軸向齒輪頭14來說，主軸單元39和差動單元49是基本相同的。如圖5和圖6所示的，差動單元49通過發(fā)動機12啟動，并接合主軸單元39以及驅(qū)動主軸單元39。該主軸單元39包括主軸30、主軸驅(qū)動齒輪31和主軸給進(jìn)齒輪32中的一個或多個。差動單元49包括差動驅(qū)動齒輪41、差動給進(jìn)齒輪42和給進(jìn)軸40中的一個或多個。單元39、49通常與平行于給進(jìn)軸40的主軸30是對齊的。主軸30為長形構(gòu)件，其包括一個或多個用于與驅(qū)動齒輪31接合的槽，以及與給進(jìn)齒輪32接合的螺紋。主軸30的遠(yuǎn)端配置成接收刀頭以在工件上執(zhí)行操作。一個或多個止動構(gòu)件81可被連接至主軸30，以控制主軸30在前進(jìn)和縮回方向上的軸向運動程度。止動件81連接至該主軸30并與主軸30一起軸向地移動。在一個或多個實施例中，止動件81是穿套在主軸30上的圈。止動件81從該主軸30徑向向外地延伸，其大小成形為與各自的接觸構(gòu)件82相抵接，以防止主軸30的額外的軸向運動。為防止損壞，在主軸30不能繼續(xù)被向前驅(qū)動的位置，一個或兩個接觸構(gòu)件82可包括軸承。在圖5和圖6示出的一個實施例中，主軸30包括兩個止動件81。第一深度止塊構(gòu)件81沿主軸30的近端部分設(shè)置，以控制在向前方向上的移動量。深度止塊構(gòu)件81抵接位于齒輪頭14的頂部的接觸構(gòu)件82，以防止在向前方向上額外的軸向運動。第二縮回/初始止塊81沿主軸30的遠(yuǎn)端設(shè)置，以控制相反運動量。該縮回/初始止塊81抵接在齒輪頭14的下部的接觸構(gòu)件82?？s回/初始深度止塊構(gòu)件81創(chuàng)建該主軸30的初始位置。該初始位置可為在相反方向上主軸30的軸向運動的最遠(yuǎn)處。在一個或多個實施例中，該初始位置是主軸30的軸向位置，在該處縮回/初始深度止塊構(gòu)件81抵接接觸構(gòu)件82。在一個或多個實施例中，齒輪頭14被配置成容納主軸30在相反方向上的超行程。該接觸構(gòu)件82可移動地連接至齒輪頭14的殼體內(nèi)。偏置構(gòu)件38向外偏置接觸構(gòu)件82離開該殼體。當(dāng)縮回/初始止塊構(gòu)件81抵接接觸構(gòu)件82同時該主軸30仍在相反方向上移動時，該接觸構(gòu)件82能夠抵抗偏置構(gòu)件38的力軸向向殼體內(nèi)部移動。該額外的超行程距離在初始/縮回止塊81抵接接觸構(gòu)件82之后提供了主軸30的額外的軸向移動。驅(qū)動齒輪31和給進(jìn)齒輪32均包括環(huán)形形狀，其具有接收主軸30的中央開口。該主軸給進(jìn)齒輪32包括內(nèi)部螺紋，其穿在沿主軸30的長度延伸的外部螺紋上。因此，當(dāng)主軸給進(jìn)齒輪32相對于主軸30轉(zhuǎn)動時，該主軸30將通過該主軸給進(jìn)齒輪32在前進(jìn)方向上給進(jìn)。在一個或多個實施例中，主軸30的外部螺紋是左旋螺紋。主軸30還包括沿其長度延伸的槽。該主軸驅(qū)動齒輪31包括與主軸30上的驅(qū)動凹槽相接合的內(nèi)部外花鍵。因此，當(dāng)主軸驅(qū)動齒輪31轉(zhuǎn)動時，該主軸30也轉(zhuǎn)動。齒圍繞每一齒輪31、32的外部周緣延伸，以與差動單元49的齒輪中的相應(yīng)齒接合。偏置構(gòu)件33定位成推動主軸給進(jìn)齒輪32朝向主軸驅(qū)動齒輪31。在差動單元49中，每一驅(qū)動齒輪41和給進(jìn)齒輪42圍繞給進(jìn)軸40延伸，并包括圍繞其周緣并分別與主軸單元39的相應(yīng)齒輪31、32相接合的齒。差動給進(jìn)齒輪42連接至給進(jìn)軸40，并與給進(jìn)軸40一起軸向移動。差動驅(qū)動齒輪41圍繞給進(jìn)軸40延伸，但不與給進(jìn)軸40一起軸向移動(即給進(jìn)軸40通過在差動驅(qū)動齒輪41中的中央開口滑動)?；钊?3連接至給進(jìn)軸40并與給進(jìn)軸40一起軸向移動。該活塞43被定位在缸體44的內(nèi)部，其大小成形為橫跨缸體44延伸。入口45位于缸體44的底部。入口45的大小成形為包括比缸體44的橫截面尺寸更小的區(qū)域。偏置構(gòu)件46沿位于活塞43和差動驅(qū)動齒輪41之間的給進(jìn)軸40延伸。該偏置構(gòu)件46將活塞43朝入口45偏置。差動驅(qū)動齒輪41通過發(fā)動機12驅(qū)動。差動驅(qū)動齒輪41與可操作地連接至主軸30的驅(qū)動齒輪31接合，從而為主軸30提供轉(zhuǎn)動。差動驅(qū)動齒輪41還可操作地連接至差動給進(jìn)齒輪42并旋轉(zhuǎn)該差動給進(jìn)齒輪42。該差動給進(jìn)齒輪42與穿在主軸30上的主軸給進(jìn)齒輪32相接合。給進(jìn)齒輪32、42使主軸30以基于驅(qū)動齒輪41/驅(qū)動齒輪31與給進(jìn)齒輪42/給進(jìn)齒輪32的比率的給進(jìn)速度和方向在前進(jìn)和縮回的方向上移動。在一個或多個實施例中，主軸30上的螺紋為左旋的，從而可以通過轉(zhuǎn)動主軸給進(jìn)齒輪32快于主軸驅(qū)動齒輪31來實現(xiàn)在前進(jìn)方向上的給進(jìn)。為了在縮回方向上移動主軸30，將差動給進(jìn)齒輪42與差動驅(qū)動齒輪41脫離。當(dāng)差動給進(jìn)齒輪42不被驅(qū)動時，該差動給進(jìn)齒輪42變?yōu)殪o止的。由于給進(jìn)齒輪32通過給進(jìn)齒輪42驅(qū)動，該主軸給進(jìn)齒輪32也變?yōu)殪o止的。主軸30仍由主軸驅(qū)動齒輪31(通過差動驅(qū)動齒輪41)驅(qū)動，由于沿與處于靜止的主軸給進(jìn)齒輪32接合的主軸30的長度的螺紋，導(dǎo)致該主軸30縮回。該工具10可包括使差動給進(jìn)齒輪42與差動驅(qū)動齒輪41脫離的多種方式。脫離包括差動給進(jìn)齒輪42與差動驅(qū)動齒輪41軸向地移動分開。這可包括位于差動給進(jìn)齒輪42和差動驅(qū)動齒輪41之間的扭矩過載離合器70，使差動給進(jìn)齒輪42移動的機械升降環(huán)50，以及二級活塞43的一個或多個。在一個或多個實施例中，該工具10包括這些方面的每一方面。其他實施例包括具有這些方面的單個方面的給進(jìn)工具10。還有一些實施例可包括具有兩個或更多個這些方面的給進(jìn)工具10。在一個具體的實施例中，該工具10包括升降環(huán)50和二級活塞60。在另一具體的實施例中，該工具10包括扭矩過載離合器70和二級活塞60。該扭矩過載離合器70是將工具10在向前和縮回操作之間切換的一種方式。該離合器70包括在差動驅(qū)動齒輪41和差動給進(jìn)齒輪42的接觸面上的匹配斜面85。該斜面85匹配在一起以用于驅(qū)動齒輪41從而使給進(jìn)齒輪42轉(zhuǎn)動。偏置構(gòu)件46的力保持位于相對的齒輪41、42上的斜面85之間的接合。圖7示出了包括環(huán)形橫截面形狀的差動驅(qū)動齒輪41的俯視圖。中央開口86的大小成形為接收給進(jìn)軸40。面向差動給進(jìn)齒輪42的軸面84包括斜面85，每一斜面85包括如圖7A中很好地示出的傾斜的凸輪面87。該凸輪面87與軸面84成角度α。該角度α可根據(jù)所需的結(jié)合程度而改變。在一個或多個實施例中，斜面85完全圍繞中央開口86延伸。其他實施例可包括不同數(shù)量和構(gòu)型的斜面85。該差動給進(jìn)齒輪42包括與匹配在一起的相應(yīng)斜面85類似的構(gòu)型。位于相對的齒輪42、41上的斜面85可包括相同或者不同的角度α。圖8示出了匹配在一起的差動驅(qū)動齒輪41和給進(jìn)齒輪42，諸如當(dāng)該工具10在前進(jìn)方向的操作中。相對斜面85的凸輪面87接觸在一起，以使驅(qū)動齒輪41轉(zhuǎn)動進(jìn)齒輪42。驅(qū)動齒輪41還包括沿周緣的齒輪齒89，齒輪齒89與主軸驅(qū)動齒輪31上的相應(yīng)的齒相接合。同樣的，給進(jìn)齒輪42包括周緣齒88，周緣齒88與主軸給進(jìn)齒輪32上的齒相接合。斜面85至少通過由偏置構(gòu)件46施加給齒輪41、42的偏置力保持接觸。在差動給進(jìn)齒輪42不能被驅(qū)動的情況下，這兩個齒輪41、42將沿差動給進(jìn)軸40的軸線相分離。引起的這種分離的過載扭矩量是由偏置構(gòu)件46施加的力和凸輪面87的角度α的函數(shù)。當(dāng)工具10處于如圖5所示的向前方向的操作時，差動給進(jìn)齒輪42通過離合器70聯(lián)接至差動驅(qū)動齒輪41，該離合器70包括通過偏置構(gòu)件46的偏置力保持接觸的匹配斜面85。該主軸給進(jìn)齒輪32以不同于主軸驅(qū)動齒輪31的差動速度轉(zhuǎn)動，從而使得該主軸30前進(jìn)。在主軸30在前進(jìn)方向上運動的范圍內(nèi)，主軸30的額外的運動通過上深度止塊構(gòu)件81抵接接觸構(gòu)件82來停止。在深度止塊構(gòu)件81和接觸構(gòu)件82的接觸處，主軸給進(jìn)齒輪32的驅(qū)動仍來源于差動給進(jìn)齒輪42(通過差動驅(qū)動齒輪41)。當(dāng)該主軸30被阻止軸向地向前移動但仍然通過主軸驅(qū)動齒輪31轉(zhuǎn)動時，該螺接在主軸30上的主軸給進(jìn)齒輪32沿該主軸軸向地向后移動。該運動使得主軸給進(jìn)齒輪32抵靠偏置構(gòu)件33移動。該結(jié)構(gòu)為“推力過載”而研發(fā)，并且對于用于鉆孔的工具是特別有利的，其中在主軸行程的末端小的停留時間對于精確的鉆孔深度以及保持鉆孔形狀上的卷邊是非常有利的。在一個或更多個實施例中，偏置構(gòu)件33包括一個或多個碟形墊圈、波形彈簧、磁鐵以及壓縮彈簧。該構(gòu)件33具有大致等同于齒輪頭14的推力定額的預(yù)加載。主軸給進(jìn)齒輪32沿該主軸30的向后運動使得該齒輪32移動抵靠偏置構(gòu)件33。這使得需要通過差動給進(jìn)齒輪42的額外扭矩去轉(zhuǎn)動主軸給進(jìn)齒輪32。該額外的扭矩接著需要由差動驅(qū)動齒輪41供給的額外扭矩。在差動驅(qū)動以及給進(jìn)齒輪41、42之間所需的額外扭矩使得凸輪表面87互相抵靠地滑動，并且齒輪41、42軸向地分離和脫離。這種脫離使得差動給進(jìn)齒輪42以及因此的主軸給進(jìn)齒輪32相對于彼此是靜止的。主軸30通過靜止的給進(jìn)齒輪32的轉(zhuǎn)動使得主軸30開始在縮回方向上移動。在另一實施例中，或者結(jié)合離合器70，該主軸給進(jìn)齒輪32包括升降環(huán)50。如圖5和圖6所示的，該環(huán)50徑向向外地延伸超過主軸給進(jìn)齒輪32的齒并且位于差動給進(jìn)齒輪42之下。當(dāng)該主軸30在向前的方向上移動時，該升降環(huán)50在差動給進(jìn)齒輪42的底部軸面之下延伸。在行程的末端或者推力過載的情況下，該主軸給進(jìn)齒輪32如上所述向后移動。當(dāng)主軸給進(jìn)齒輪32沿著該主軸30軸向移動時，該升降環(huán)50作用于差動給進(jìn)齒輪42上并將該升降環(huán)50移動離開差動驅(qū)動齒輪31。在一個或更多個實施例中，該升降環(huán)50可連接至主軸給進(jìn)齒輪32。該升降環(huán)50和給進(jìn)齒輪32可形成為一個整體件，諸如被模制在一起成為單一、一體的構(gòu)造。該升降環(huán)50還可通過一個或更多個機械緊固件和/或粘結(jié)劑附接至給進(jìn)齒輪32的下側(cè)。該升降環(huán)50還可為通過偏置構(gòu)件38與給進(jìn)齒輪32的下側(cè)保持抵靠接觸的單獨的構(gòu)件。在一個或更多個實施例中，扭矩離合器70和升降環(huán)50將差動給進(jìn)齒輪42軸向地移動有限的量以與差動驅(qū)動齒輪41脫離。該活塞43可進(jìn)一步構(gòu)造為為差動給進(jìn)齒輪42提供額外的軸向運動?；钊?、給進(jìn)軸40和差動給進(jìn)齒輪42連接在一起作為一個單元軸向移動。如圖9A和9B所示的，活塞43位于缸體44內(nèi)，缸體44包括外壁57和底壁58。缸體44的橫截面形狀與活塞43相匹配，從而活塞43延伸跨過缸體44，并且活塞43能夠在缸體44內(nèi)軸向地移動。底壁58包括用于提供引入空氣的入口45，從而作用在比缸體44的面積較小的活塞43的面積A1上。來自空氣邏輯系統(tǒng)的空氣按箭頭Q的方向流入入口45。當(dāng)工具10處于如圖9A所示的向前方向上的運行時，活塞43位于底壁58并入口45上方延伸。因此，空氣作用于活塞43的部分，該部分等于通過入口45暴露的面積A1。偏置構(gòu)件46向下壓活塞43的力大于由空氣施加在活塞43的減小的面積A1上的力。因此，活塞43(以及連接的給進(jìn)軸40和差動給進(jìn)齒輪42)保持在相同的軸向位置處。一旦差動給進(jìn)齒輪42的運動通過升降環(huán)50和/或閾值離合器70啟動，由于活塞43通過差動給進(jìn)軸40聯(lián)接至差動給進(jìn)齒輪42，活塞43也在缸體44中軸向地移動遠(yuǎn)離底壁58。活塞43的底部移動離開入口45，因此使得空氣作用在活塞43的更大的面積A2上。這導(dǎo)致通過空氣供應(yīng)更大的力。該更大的力克服偏置構(gòu)件46并且軸向地移動活塞43，并因此也移動差動給進(jìn)齒輪42至與保持機構(gòu)接觸。使用空氣移動活塞43極大地減少了將差動給進(jìn)齒輪42從向前位置切換至縮回位置的時間。這也極大地減小了被卡住的可能性。離合器100沿差動單元49設(shè)置以控制差動給進(jìn)齒輪42和主軸給進(jìn)齒輪32的運動。在一個或更多實施例中，當(dāng)主軸30在縮回方向上移動時，當(dāng)產(chǎn)生過多的扭矩以防止被卡住時，離合器100為差動給進(jìn)齒輪42提供轉(zhuǎn)動。當(dāng)工具100在縮回方向上運行時，離合器100還可以防止差動給進(jìn)齒輪42的轉(zhuǎn)動。在一個或更多其他實施例中，離合器100僅提供差動給進(jìn)齒輪42的轉(zhuǎn)動以防止被卡住。圖10示出了離合器100的一個或更多個實施例，其包括錐體構(gòu)件110、接觸構(gòu)件120、連接構(gòu)件130、偏置構(gòu)件140以及球構(gòu)件150。圖10示出了沿第一剖面線截取的構(gòu)件的剖視圖。接觸構(gòu)件120沿給進(jìn)軸40固定地安裝。該接觸構(gòu)件120是固定的，從而在給進(jìn)軸40和差動給進(jìn)齒輪32的轉(zhuǎn)動和軸向運動期間，該接觸構(gòu)件120不轉(zhuǎn)動或者軸向地移動。該接觸構(gòu)件120包括大小成形為容納給進(jìn)軸40的中央開口。該中央開口可進(jìn)一步圍繞一個或多個套筒延伸，該套筒圍繞給進(jìn)軸40延伸。該接觸構(gòu)件120包括從中央開口向外延伸的徑向凸緣121。開口122延伸穿過凸緣121并且每一開口122大小成形為容納球構(gòu)件150。凸緣121的高度小于球構(gòu)件150的高度。圍繞該凸緣121間隔的球構(gòu)件150和開口122的數(shù)量可以變化。在一個或更多實施例中，至少三個開口122以及球構(gòu)件150圍繞凸緣121間隔開。偏置構(gòu)件140被定位成抵接球構(gòu)件150并向該球構(gòu)件150施加偏置力。偏置構(gòu)件140的相對面由連接構(gòu)件130固定。連接構(gòu)件130可移動地連接至接觸構(gòu)件120。連接構(gòu)件130是可朝向凸緣121軸向移動的，以調(diào)節(jié)凸緣121和連接構(gòu)件130之間的間距，該間距容納偏置構(gòu)件140。在一個或更多實施例中，一個或多個緊固件延伸穿過連接構(gòu)件130并進(jìn)入凸緣121。位于緊固件頂端的插座是容易進(jìn)入的，以轉(zhuǎn)動該緊固件并調(diào)節(jié)容腔的間隔，從而調(diào)節(jié)由偏置構(gòu)件140施加至球構(gòu)件150的力。錐體構(gòu)件100包括具有圍繞給進(jìn)軸40延伸的中央開口的基座111的環(huán)形形狀。該開口可進(jìn)一步圍繞如圖10所示的接觸構(gòu)件120的一部分延伸。外軸壁112從該基座111軸向地向外朝差動給進(jìn)齒輪42延伸。成角度的凸輪表面113圍繞壁112的內(nèi)周形成，該壁112的端部朝差動給進(jìn)齒輪42減小?；?11包括袋114，每一袋大小成形為接收球構(gòu)件150之一。該袋114可具有多種形狀。在圖11示出的一個或更多個實施例中，袋114包括具有5-85度之間的壁角的彎曲形狀。軸承160也可定位在錐體構(gòu)件110處。差動給進(jìn)齒輪42包括軸向地向錐體構(gòu)件100延伸的凸錐體48。錐體48具有成角度的外表面109，該錐體朝向錐體構(gòu)件100具有減小的寬度。該錐體構(gòu)件48的大小成形為在差動給進(jìn)齒輪42的軸向移動過程中適合在該錐體構(gòu)件100的軸壁112之間。該錐體構(gòu)件48的表面109的角度對應(yīng)于凸輪表面113的角度，以在這些表面之間提供接觸。圖10包括具有包括凸錐體48的差動給進(jìn)齒輪42的實施例。其他實施例可將凸錐體和凹錐體48、100顛倒(即錐體構(gòu)件100可包括延伸至差動給進(jìn)齒輪42的插座中的凸錐體)。當(dāng)差動給進(jìn)齒輪42軸向地移動離開差動驅(qū)動齒輪41，該凸錐體48抵接錐體構(gòu)件100的成角度的凸輪表面113。由于由偏置構(gòu)件140通過球構(gòu)件150施加的力，該錐體構(gòu)件110被保持靜止。在凸輪表面113、109之間的錐角被設(shè)計成創(chuàng)建防止差動給進(jìn)齒輪42轉(zhuǎn)動但仍允許差動給進(jìn)齒輪42軸向移動的保持力(即該角不創(chuàng)建錐形鎖套)。因為差動給進(jìn)齒輪42通過其齒輪的齒與主軸給進(jìn)齒輪32保持接合，也防止了該主軸給進(jìn)齒輪32轉(zhuǎn)動。當(dāng)該主軸給進(jìn)齒輪32被保持為靜止時，該主軸30在縮回方向上移動至初始位置。在一個或多個實施例中，初始位置包括縮回/初始止塊81抵接相應(yīng)的更低的接觸構(gòu)件82的點。在該點處，需要關(guān)閉發(fā)動機12。這包括切斷用于空氣發(fā)動機12的氣源的空氣，切斷液壓發(fā)動機12，或者切斷電動發(fā)動機12的電力。對于空氣發(fā)動機12，可使用正空氣信號切換閥門或者再次排放空氣邏輯系統(tǒng)中的空氣以關(guān)閉閥門供應(yīng)空氣發(fā)動機12來實現(xiàn)切斷。離合器100還可配置成防止主軸30被卡住。在主軸行程到達(dá)極限的情況下，當(dāng)主軸30縮回并且發(fā)動機12仍未被切斷時，離合器100配置成允許差動給進(jìn)齒輪42和主軸給進(jìn)齒輪32再次轉(zhuǎn)動，從而消除主軸30被卡住的可能性。當(dāng)主軸30在縮回方向上移動到達(dá)初始位置之前，通過主軸給進(jìn)齒輪32施加至差動給進(jìn)齒輪42的扭矩小于施加至將錐體構(gòu)件110與球構(gòu)件150保持在一起的力。這時，差動給進(jìn)齒輪42與錐體構(gòu)件110相接觸，并且通過一個或多個氣體抵抗活塞43和偏置構(gòu)件46施加至差動給進(jìn)齒輪42的力相對于錐體構(gòu)件110保持靜止。因此，該差動給進(jìn)齒輪42和錐體構(gòu)件110保持靜止。當(dāng)主軸30到達(dá)初始位置并繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，主軸給進(jìn)齒輪32將沿該主軸30軸向地移動并抵靠主軸驅(qū)動齒輪31。將主軸30軸向移動抵靠主軸驅(qū)動齒輪31的力的大小大于由偏置構(gòu)件140通過球構(gòu)件150抵靠錐體構(gòu)件110所施加的力的大小。這使得球構(gòu)件150在其開口122內(nèi)向上移動，錐體構(gòu)件110的基部的表面接觸抵靠接觸構(gòu)件120的凸緣121的表面。這使得錐體構(gòu)件110通過軸承相對于接觸構(gòu)件120轉(zhuǎn)動。因此，差動給進(jìn)齒輪42與錐體構(gòu)件110一起轉(zhuǎn)動，并且主軸給進(jìn)齒輪32由于與差動給進(jìn)齒輪42的接合也轉(zhuǎn)動。球構(gòu)件150的運動在圖11和圖12中示出。圖11和圖12為該球構(gòu)件150的運動的示意的剖視圖。在圖11中，偏置構(gòu)件140的力更大，因此如所示沿箭頭D向下驅(qū)動球構(gòu)件150以保持在其各自的袋114中。隨著扭矩增大，通過錐體構(gòu)件110施加至球構(gòu)件150的力使得向上的力U施加至球構(gòu)件150，以將其驅(qū)出袋114之外。主軸給進(jìn)齒輪32的轉(zhuǎn)動意味著主軸30不再在相反的方向上軸向地移動。這防止主軸給進(jìn)齒輪32卡住機構(gòu)。這防止主軸給進(jìn)齒輪32鎖住主軸驅(qū)動齒輪31和/或縮回/初始構(gòu)件81鎖住接觸構(gòu)件82。向前移動的量通常是小的因為空氣發(fā)動機12應(yīng)該很快被關(guān)閉。在一個或多個實施例中，操作者能夠調(diào)節(jié)連接構(gòu)件130相對于接觸構(gòu)件120的位置，以控制通過偏置構(gòu)件140施加在球構(gòu)件150上的偏置力。這為操作者提供了在進(jìn)一步防止主軸縮回之前控制所需的扭矩量。在初始位置處滑轉(zhuǎn)扭矩設(shè)置的變化是理想的，其使得能夠?qū)崿F(xiàn)適應(yīng)工具速度/扭矩以及推力的范圍，并且能夠確保系統(tǒng)在所需的縮回過程中保持齒輪靜止但允許齒輪在機械鎖定之前滑動。錐體構(gòu)件110和差動驅(qū)動齒輪42之間的接合以防止轉(zhuǎn)動可包括多種實施例。如圖10所示的一個實施例包括具有匹配的成角度的凸輪表面的錐體離合器構(gòu)造。圖13示出了另一實施例，其中差動給進(jìn)齒輪42包括一個或更多個軸向延伸部115。錐體構(gòu)件110包括具有相應(yīng)的腔129的面128，該腔129大小成形為接收該延伸部115。多種其他界面可被構(gòu)造成防止這些構(gòu)件的相對轉(zhuǎn)動。在一個或多個實施例中，離合器100包括錐體構(gòu)件110。在圖14示出的其他實施例中，離合器100不包括錐體構(gòu)件110。差動驅(qū)動齒輪42與接觸構(gòu)件120和球構(gòu)件150直接接合。這種構(gòu)造也可以用于防止在差動驅(qū)動齒輪42軸向地遠(yuǎn)離差動給進(jìn)齒輪41之后差動驅(qū)動齒輪42的旋轉(zhuǎn)。在一個或?qū)嵤├?，單個偏置構(gòu)件140用作抵靠每一球構(gòu)件150。一個或更多其他實施例可包括單獨的偏置構(gòu)件140，用作抵靠每一球構(gòu)件150。在圖10、11和12中所示的一個或更多個實施例中，具有偏置構(gòu)件150的接觸構(gòu)件120與該錐體構(gòu)件110軸向地對齊。一個或更多個其他實施例可將接觸構(gòu)件120和偏置構(gòu)件150沿錐體構(gòu)件120的外側(cè)面定位，以接觸抵靠錐體構(gòu)件120。多種偏置構(gòu)件可包括多種不同的構(gòu)型。該偏置構(gòu)件可包括單個構(gòu)件或者多個構(gòu)件。多個構(gòu)件可以相同也可以不同。所述構(gòu)件可包括但不限于碟形墊圈、波式墊圈、波式彈簧以及壓縮彈簧?？臻g相對術(shù)語諸如“之下”、“以下”、“更低的”、“超過”、“上面的”等等被用于便于描述以解釋第一構(gòu)件相對于第二構(gòu)件的位置。這些術(shù)語用于包括設(shè)備的不同方向，除了與這些圖中所描繪的方向不同的方向。此外，術(shù)語諸如“第一”、“第二”等等被用于描述不同的構(gòu)件、區(qū)域、部分等，并不起限制作用。相同的術(shù)語在全文中指代相同的構(gòu)件。如本文所使用的，術(shù)語“具有”、“含有”、“包括”、“包含”等是開放式的術(shù)語，其指代存在所述的構(gòu)件或特征，但沒有排除另外的元件或特征。冠詞“一”(a)、“一”(an)和“該”(the)被用于包括復(fù)數(shù)和單數(shù)，除非在文中有明確地相反表示。只要不偏離本發(fā)明的范圍和必要特征，本發(fā)明還可以以不同于在此所描述的其他方式實施。因此，本發(fā)明實施例被視為在各方面是示例性的，而非限制性的，并且所有包含了所附權(quán)利要求書的手段和等同范圍的所有變化。