CN100346935C - 冲击支持的手持式钻机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种冲击支持的手持式钻机，具有一个用于容纳至少一个刀具的刀具座(10)，该刀具座可通过至少一个电动机(14)以至少一个旋转频率和以至少一个冲击频率被驱动。建议，旋转频率和冲击频率这样相互协调一致，使得在一个当前旋转频率下可加工一个在一次冲击中在一个切口(18)与一个相邻切口(20)之间沿圆周方向展开的角度范围(Ψ)，其与随后的冲击隔开如在一个较低基准旋转频率时的相同的角间距(α)。

Description

冲击支持的手持式钻机
技术领域
本发明涉及一种冲击支持的手持式钻机。
背景技术
由EP 0764502 A1公开了一种同类型的手持式钻机。该手持式钻机具有一个壳体，在该壳体中安置了一个与调节装置配合作用的驱动电机。借助该驱动电机可以通过一个传动装置以一个旋转频率并通过一个冲击装置以一个冲击频率驱动刀具座。
为了能够特别是在基础较脆的情况下达到高的开采量，这里提出，将驱动电机与一个测量装置连接，通过该测量装置可以感测一个反应转矩。调节装置包括一个分析处理单元，该单元与反应转矩的测量装置连接，通过测量装置可以这样调节刀具座的旋转频率，使得在运行中在驱动电机上测得的反应转矩最大。
此外，由US 4462467 A公开了一种冲击钻，其中，一个旋转频率和一个冲击频率可互不依赖地被调整，以不断产生一个用于特殊任务的有效的钻孔。该冲击钻具有一个第一电动机用于冲击驱动和一个第二电动机用于旋转驱动。
通过所述电动机可以不依赖于负载调整每分钟转数与每分钟冲击数之间的有利的比例。
由EP 0018467 A公开了一种用于手持工具机的控制装置，该控制装置根据所使用的内置刀具自动调整电动机转数。
此外，由US 4335295 A公开了一种用于标记刀具的方法。
发明内容
本发明涉及一种冲击支持的手持式钻机，它具有一个用于容纳至少一个刀具的刀具座，该刀具座可通过至少一个电动机以至少一个旋转频率和以至少一个冲击频率被驱动。本发明的目的在于提供一种低成本、高效率的冲击支持的手持式钻机。
根据本发明，提出一种冲击支持的手持式钻机，具有一个用于容纳至少一个刀具的刀具座，该刀具座在工作中通过至少一个电动机以至少一个旋转频率和以至少一个冲击频率被驱动，其中，旋转频率与冲击频率具有一种固定的相互关系，使得在当前旋转频率下在一个在一次冲击中在一个切口与一个相邻切口之间沿圆周方向展开的角度范围内通过随后的冲击以与在一个较低的基准旋转频率和相同的冲击频率时相同的切口角间距产生切口。
对于公知的手持式冲击钻，在钻孔直径小的情况下钻孔进度主要由钻头螺旋线的有限排送能力决定，从该知识出发，建议，旋转频率和冲击频率这样相互协调，使得在一个当前旋转频率下加工一个在一次冲击中在一个切口与一个相邻切口之间沿圆周方向展开的角度范围，其与随后的冲击隔开如在一个较低基准旋转频率下的相同的角间距。如果加工过了该角度范围，则从一个初始位置出发进行一个相同的加工顺序。可以将一个合适的切口图形转用给较高的旋转频率，并且在钻孔直径小的情况下，特别是10mm以下时，可以达到大的排送能力并从而达到大的轴向进度。为了能够简单地实现转用到不同旋转频率上，可以有利地列出表格，从这些表格中可以针对确定切口图形读出不同的旋转频率或者可以使用相应的公式。
如果该冲击频率等于一个与基准旋转频率对应设置的冲击频率，可以有利地使用合适的冲击装置并且节约开发费用和成本。
旋转频率和冲击频率可以具有一种固定的相互关系，例如在小型的廉价手持式冲击钻中，这种冲击钻在关闭冲击装置后由于旋转频率提高也可以有利地被用于进行切削式钻孔，例如用于如木头、塑料、金属等材料中。
但在本发明的一个方案中建议，至少旋转频率可以不依赖于冲击频率而改变。由此可以借助一个手持式冲击钻达到在不同旋转频率时的一种或多种合适的切口图形。该手持式冲击钻的旋转频率可以有利地调整到不同的钻孔直径，并且可以在不同的钻孔直径下达到特别大的轴向钻孔进度。冲击频率同样可以改变或者可以有利地保持恒定，由此可以使用低成本、大步进量的冲击装置。
可不依赖于冲击频率进行调整的旋转频率可以通过被技术人员认为有意义的不同结构达到，例如可以结构简单地通过一个可调整的传动装置达到和/或通过这样的措施达到，即，刀具座可通过至少一个第一电动机被旋转驱动并通过至少一个第二电动机被冲击驱动。
旋转频率可以手动调整或有利地通过一个调节装置根据刀具的至少一个特征参数自动调整。该手持式冲击钻的舒适性可以提高并且可以避免错误调整。为了确定一个有利的旋转频率可以调用不同的调整参数，例如确定的编码，这些编码被加工在刀具中并由调节装置读出。该调节装置可以低成本并且结构简单地通过一个测量装置感测刀具的一个直径、特别是一个刀柄直径，切削刃数和/或轴向钻孔进度作为特征参数。
此外，提出一种具有一个基体的刀具以使用在本发明手持钻机中。该刀具具有至少一个加工在外圆周中的排送螺旋线、一个外径和一个通过该排送螺旋线参与确定的钻芯直径，其中，与标准基体相比，在外径相同的情况下，该基体具有较大的钻芯直径。通过本发明可能实现的较高旋转频率，可以在尽管排送螺旋线横截面较小的情况下达到大的排送量并且由此达到刀具特别稳定。
为了避免将专门为本发明手持式冲击钻设计的刀具装入标难钻机中，该刀具有利地具有一个与刀具座相应编码的柄，例如具有一个带有凹部、突出部的专用横截面。
附图说明
进一步的优点从下面的附图描述中得出。在附图中示出本发明的一个实施例。附图、说明书和权利要求书包含了许多特征组合。专业人员可以根据目的对这些特征进行单个考虑或做出其他组合。
图中示出：
图1一个手持式冲击钻的示意图，
图2至5不同旋转频率时的切口顺序，
图6沿纵向从前面看到的一个钻头。
具体实施方式
图1示出一个手持式冲击钻，具有一个用于容纳钻头的刀具座10，该刀具座可由一个安置在壳体40中的电动机14通过一个传动装置24和一个中间级25以多个旋转频率并通过一个气动冲击装置42以一个冲击频率被驱动。冲击装置42具有一个在一个主轴管44中被导向的激振活塞46，该激振活塞通过一个气垫48、一个浮动柱塞50和一个锤头52作用在钻头的一个柄端上。
图2至5示出双刃钻头在不同旋转频率时和在一个恒定冲击频率时的切口顺序。也可以代替双刃钻头使用具有更多或更少切削刃和/或具有其他切削形式的钻头，例如具有销式切削刃(Stiftschneiden)。
在图2中给出的切口顺序示出在旋转频率与冲击频率之间具有一个已知的合适比例的情况下的手持式冲击钻。在经过第一次冲击之后，通过钻头的一个第一切削刃62出现一个第一切口18，通过一个第二切削刃64出现一个相邻的第二切口20，它们展开一个180°的角度范围ψ(图2和6)。在切削刃对称安置的情况下得到：
ψ＝360°/γ(γ：切削刃数)
在下一次冲击时钻头已沿方向58继续转过一个角度φ，在旋转频率为870l/min的情况下，在第一切口18与一个被加工在第一象限56内的切口54之间出现一个64.8°的合适的切口角间距α。角度范围ψ被沿旋转方向58加工，确切地说，在再一次冲击时第一切削刃62产生一个另外的未详细示出的切口，它沿旋转方向58相对于切口54具有间距α。
图3至5示出具有相同冲击频率、但比图2中具有更高旋转频率的切口顺序，其中在图2中存在的旋转频率在下面被称为基准旋转频率，图3至5中的切口顺序从如图2中的第一次冲击出发，在该次冲击时出现一个切口18和一个切口20。
根据本发明，旋转频率与冲击频率这样相互协调一致，使得可以不断加工展开的角度范围ψ，其具有如图2中在较低基准旋转频率时相同的切口角间距α。在图3中，钻头在两次冲击之间的一个时间间隔内转过一个角度φ1，该角度大于90°，这样，该合适的切口角间距α出现在角度范围ψ内第二象限60中钻头第一切削刃的切口54与第二切口20之间。钻头以1547l/min的旋转频率旋转。角度范围ψ被逆着钻头的旋转方向58加工，确切地说，钻头在下一次冲击时以其第二切削刃64产生另一个未示出的切口，其以间距α在旋转方向58上位于切口54的前面。
在图4中，钻头在两次冲击之间的一个时间间隔内转过一个角度φ2，该角度大于180°，这样，钻头用其第二切削刃64在第一象限56内产生一个相对于切口18具有间距α的切口54。钻头以3287l/min的旋转频率旋转。如在图2中一样，角度范围ψ被沿着旋转方向58加工，确切地说，钻头的第一切削刃62在下一次冲击时产生另一个未示出的切口，其沿旋转方向58相对于切口54具有一个间距α。
在图5中，钻头在两次冲击之间的一个时间间隔内转过一个角度φ3，该角度大于270°，这样，钻头用其第二切削刃64在第二象限60内产生一个相对于切口20具有间距α的切口54。钻头以3963l/min的旋转频率旋转。如在图3中一样，角度范围ψ被逆着旋转方向58加工，确切地说，钻头的第二切削刃64在再一次冲击时产生另一个未示出的切口，其以间距α在旋转方向58上位于切口54前面。
所希望的旋转频率简单地由此得到，即，在两次冲击之间的一个时间间隔中，钻头必须：
在图2中继续转过一个角度φ＝α，
在图3中继续转过一个角度φ1＝ψ-α，
在图4中继续转过一个角度φ2＝ψ+α和
在图5中继续转过一个角度φ3＝2ψ-α。可以将旋转频率提高，这样，角度φn增大360°或360°的倍数。
在所示的手持式冲击钻中，旋转频率可通过传动装置24不依赖于冲击频率进行调整，冲击频率具有恒定的值。但也可以专门为较小的钻孔直径生产一种具有一定的、提高的旋转频率的机器，例如具有与图3、图4或图5中的一种切口顺序对应的旋转频率等。
由一个调节装置26通过一个测量装置16感测一个刀柄直径28作为特征参数，调节装置26根据该特征参数自动调整一定的旋转频率。
在该手持式冲击钻中可以装入传统的标准刀具如特别是钻头，以及专门为这种手持式冲击钻设计的钻头，这种钻头具有一个基体12，基体12具有一个与刀具座10相应地编码的柄38，确切地说，在柄38上成形有连接片22，它们在将钻头导入刀具座10中时嵌入刀具座10的未详细示出的相应凹部中(图6)。通过连接片22可以避免将这种专用钻头装入传统的手持式冲击钻中。
在图6中示出的为本发明手持式冲击钻设计的钻头在其基体12的外圆周上具有两个加工上的排送螺旋线30，32，一个外径34和一个由排送螺旋线30、32参与确定的钻芯直径36。钻芯直径36大于具有相同外径34的传统钻头的钻芯直径66，因此，该钻头比相应的传统钻头更稳定，并且，通过根据本发明的较高旋转频率可以在切口形状合适的情况下达到排送螺旋线30、32的高的排送量，并且达到大的轴向钻孔进度。
                        参考标号
10    刀具座              12    基体
14    电动机              16    测量装置
18    切口                20    切口
22    连接片              24    传动装置
25    中间级              26    调节装置
28    直径                30    排送螺旋线
32    排送螺旋线          34    外径
36    钻芯直径            38    柄
40    壳体                42    冲击装置
44    主轴孔              46    激振活塞
48    气垫                50    浮动活塞
52    锤头                54    切口
56    象限                58    方向
60    象限                62    切削刃
64    切削刃              66    钻芯直径
ψ         角度范围
α           切口角间距
φ1  角度
φ2  角度
φ3  角度
γ           切削刃数

Claims (10)

1.冲击支持的手持式钻机，具有一个用于容纳至少一个刀具的刀具座(10)，该刀具座在工作中通过至少一个电动机(14)以至少一个旋转频率和以至少一个冲击频率被驱动，其中，旋转频率与冲击频率具有一种固定的相互关系，其特征在于，在当前旋转频率下在一个在一次冲击中在一个切口(18)与一个相邻切口(20)之间沿圆周方向展开的角度范围(ψ)内通过随后的冲击以与在一个较低的基准旋转频率和相同的冲击频率时相同的切口角间距(α)产生切口(54)。
2.按权利要求1所述的冲击支持的手持式钻机，其特征在于，该冲击频率等于一个与基准旋转频率对应设置的冲击频率。
3.按前述权利要求之一所述的冲击支持的手持式钻机，其特征在于，至少旋转频率在工作中不依赖于冲击频率而改变。
4.按权利要求3所述的冲击支持的手持式钻机，其特征在于，旋转频率在工作中通过一个可调整的传动装置(24)不依赖于冲击频率调整。
5.按权利要求3所述的冲击支持的手持式钻机，其特征在于，刀具座在工作中通过至少一个第一电动机被旋转驱动并通过至少一个第二电动机被冲击驱动。
6.按权利要求3所述的冲击支持的手持式钻机，其特征在于，一个调节装置(26)根据刀具的至少一个特征参数自动调整旋转频率。
7.按权利要求6所述的冲击支持的手持式钻机，其特征在于，该调节装置(26)通过一个测量装置(16)感测刀具的一个直径(28)作为特征参数。
8.按权利要求6所述的冲击支持的手持式钻机，其特征在于，该调节装置感测一个轴向钻孔进度作为特征参数。
9.刀具，用于在按前述权利要求之一所述的冲击支持的手持式钻机中使用，具有一个基体(12)，该基体具有至少一个加工在外圆周中的排送螺旋线(30，32)、一个外径(34)和一个由该排送螺旋线(30，32)参与确定的钻芯直径(36)，其特征在于，与标准基体相比较，该基体(12)在外径(34)相同的情况下具有较大的钻芯直径(36)。
10.按权利要求9所述的刀具，其特征在于，该基体(12)具有一个与刀具座(10)相应地编码的柄(38)。
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