CN101072652A - 工具机、尤其金刚石钻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工具机，尤其是金刚石钻机，具有：一个可旋转驱动的主轴(11)，该主轴具有一个设有外螺纹(14)的端部区段(111)；一个刀具(12)，尤其是一个金刚石钻头，该钻头具有一个设有内螺纹(15)的圆柱形刀具柄(16)，用于拧在主轴端部区段(111)上；及一个设置在刀具柄(16)与主轴(11)之间的松开装置(13)。为了可不用工具简单地操作松开装置(13)，该松开装置防脱地固定在主轴(11)上及具有一个固定在主轴(11)上的支撑环(21)和一个与该支撑环隔开地配合在主轴(11)上、轴向可有限移动的支撑环(22)，该支撑环无相对转动地被保持在另一支撑环(21)上及支撑在刀具柄(16)的端面上。一个配合在这些支撑环(21，22)之间的、可手动地转动的转换环(23)可用于改变这些支撑环(21，22)之间的净距离。

Description

工具机、尤其金刚石钻机

现有技术

本发明涉及根据权利要求1前序部分的工具机，尤其是金刚石钻机。

在金刚石钻孔技术中所使用的工具机上，通常在旋转主轴与金刚石钻头(Bohrkrone)之间的连接单元为带有金刚石钻头柄中的1¹/₄“内螺纹及主轴自由端部区段上的1¹/₄”外螺纹的螺纹。在钻孔时，通过主轴施加在金刚石钻头上的转矩使螺纹连接拧紧，并且拧紧的程度，使得操作者使用两个呆扳手(Maulschluessel)才能松开该螺纹连接。在此情况下通常在松开时要在呆扳手上施加高压力及冲击力，这将在长期上导致主轴的弯曲及工具机壳体中主轴支承的损坏。由此形成径向振摆误差，这将使工具机不能再使用。

为了使螺纹连接的松开变得容易，已公开了：在主轴与金刚石钻头柄之间插入一个铜环或所谓易松开环形式的松开装置。但这里为了松开金刚石钻头与主轴之间的螺纹连接仍需要工具，即两个呆扳手。

一种公知的便携式磨削机(DE 38 24 040 C1)具有用于轴向夹紧磨削盘的夹紧装置，借助该夹紧装置使磨削盘轴向地夹紧在主轴的一个法兰上，其中法兰达到与主轴无相对转动的形锁合的连接。该夹紧装置具有一个带夹紧法兰的夹紧螺母及一个由此出发的套筒形轮毂，该轮毂通常设有内螺纹。借助该内螺纹使夹紧螺母拧在构成在主轴自由端上的外螺纹上。为此在夹紧法兰中设有两个在直径上相反端布置的透孔，用于置入一个可手动旋拧的工具。在磨削盘上放置一个夹紧盘，该夹紧盘可由夹紧螺母的夹紧法兰用轴向定向的压力加载及该工具压在主轴法兰上。夹紧盘与夹紧螺母的轮毂可轴向移动及无相对转动地联接。轴向上在夹紧盘与夹紧螺母的夹紧法兰之间设有一些支撑体，这些支撑体在彼此背着的侧上带有倾斜的支撑面及由此靠在构成在夹紧盘与夹紧法兰上的相同倾斜的支撑面上。在夹紧盘与夹紧螺母的夹紧法兰之间设有一个转换环，该转换环通过滚动体径向向内地压支撑体，由此在夹紧螺母的夹紧法兰与夹紧盘之间形成一个固定的净轴向距离。如果转换环被转动一定的行程，则滚动体可径向向外地偏移及在有限的径向移动上释放支撑体。在此情况下，由于斜面，夹紧盘可在轴向上避开夹紧压力，以致达到相应的轴向卸载。因此夹紧螺母可用手从主轴上拧下，这时可由主轴上取下整个夹紧装置。

本发明的优点

根据本发明的具有权利要求1的特征的工具机、尤其是金刚石钻机具有其优点，即在工作中拧紧的刀具柄与主轴之间的螺纹连接可不用工具及容易地被松开。通过旋拧转换环使支撑环之间的净距离减小，由此使刀具柄与紧靠在该刀具柄上支撑环之间形成一个小的轴向间隙，使得刀具柄与支撑环之间的夹紧消除及容易地拧下刀具。松开装置防脱地保留在主轴上及也可当无刀具时不掉下。对于维护工作仅需要及可能的是：通过简单的拆卸由主轴上取下松开装置。通过将支撑环直接地设置在主轴上能以简单的方式作到：松开装置一方面相对主轴另一方面相对转换环密封，以致松开装置可被作成对水密封的，这尤其对于金刚石钻孔技术具有重要意义，因为这里通常需在水冷却下加工。

通过在其它权利要求中所述的措施可得到权利要求1中所述的工具机有利的进一步构型及改进。

根据本发明的一个有利的实施形式，主轴侧的支撑环松动地配合在主轴上及支撑在一个构成在主轴上的径向肩上。该支撑环具有至少一个轴向孔，通过该轴向孔形锁合地穿过一个在径向肩区域中拧入或压入在主轴中的轴向销。刀具柄侧的支撑环具有至少一个优选被构成盲孔的轴向孔，在每个轴向孔中可滑动地插入该轴向销。通过该结构构型可得到支撑环在主轴上简单的无相对转动的固定，该固定不会对该容易松开装置的良好密封产生不良影响，当然也可以将与主轴固定连接的支撑环与主轴作成整体，但与主轴固定连接的支撑环可从主轴上脱开的制造在支撑环加工时具有加工技术上的优点。

根据本发明的一个有利的实施形式，可这样地实现松开装置的防水密封：一方面置入在开设在主轴外表中的环绕的环形槽中的O型密封圈压紧在两个支撑环的内环形面上，及另一方面支撑环的外环形面通过唇形密封圈相对转换环的内环形面密封。如果与主轴固定连接的支撑环支撑在一个构成在主轴的径向法兰上的径向肩上，则配置给该支撑环的唇形密封圈至少部分地搭接在该径向法兰上。

根据本发明的一个有利的实施形式，通过一个卡圈来实现对刀具柄侧支撑环的轴向移动的限制，该卡圈被置入在一个被开设在主轴中的圆周槽内及径向上超出主轴圆周。如果取下该卡圈，则可卸下该松开装置及由主轴上取下它。

附图说明

在以下的说明中借助附图中所示的实施例来详细地描述本发明。

附图表示：

图1：部分地示出具有松开装置及旋拧上的刀具的工具机主轴的一个纵剖视图，

图2：去除了刀具柄侧的支撑环后的松开装置的透视图。

具体实施方式

图1中部分地示出一个工具机的可被旋转驱动的主轴11的纵剖视图，该工具机带有一个旋拧在主轴11上的刀具12及一个松开装置13，后者用于松开刀具12与主轴11之间在工作时拧紧的螺纹连接。为了接收刀具12，主轴11在其自由端区段111上设有外螺纹14，及刀具12具有一个套筒形的刀具柄16，它带有一个可旋拧在该外螺纹14上的内螺纹15。内螺纹15被构成在刀具柄16的直径较小的前柄区段161中，使得刀具柄16的直径较大的后柄区段162搭接主轴11。主轴11的转动方向被这样地确定，使得在主轴11转动时外螺纹14与内螺纹15之间的螺纹连接旋紧。在图2中主轴11的转动方向由箭头50表示。在图1中所示的该工具机12的实施例中，刀具是一个金刚石钻头，它整体地成型在刀具柄121上。

在刀具柄16的后端与一个整体地构成在主轴11上的径向法兰17之间设有一个松开装置13，该松开装置被防脱地保持在主轴11上。在图1的上半截面中示出了松开装置13在其不起作用位置中，在该位置上刀具柄16的环形端面163压紧在松开装置13上，及在下半截面中示出松开装置13在其起作用位置中，在该位置上在刀具柄16的环形端面163与松开装置13之间构成一个小的环形轴向间隙18。

松开装置13具有一个固定在主轴11上的、与主轴固定连接的第一支撑环21及一个在离该环一个轴向距离上轴向可移动地支撑在主轴11上的、刀具柄侧的第二支撑环22，该第二支撑环无相对转动地固定在第一支撑环21上，该松开装置还具有一个配合在支撑环21，22之间的转换环23，该转换环通过其扭转可引起两个支撑环21，22之间内部净距离的改变。第一支撑环21松动地配合在主轴11上及支撑在一个构成在径向法兰17上的环形肩19上。该第一支撑环具有多个-在该实施例中为三个-以相同圆周角彼此错开的轴向透孔24。在主轴11的径向法兰17中设有相同数目的、优选被构造成螺纹盲孔的螺纹孔20，它们以相同圆周角彼此错开地布置。分别一个轴向销25形锁合地穿过第一支撑环21中的一个透孔24及拧入到径向法兰17的一个螺纹孔20中。也可取代螺纹孔20，在径向法兰17中开设简单的盲孔及轴向销25被构造成夹紧销，它们被压入这些盲孔中。第二支撑环22具有相同数目的、优选被作成盲孔的轴向孔26，这些轴向孔也彼此错开相同的圆周角地布置。在轴向孔26中滑动地插入轴向销25，以使得第二支撑环22一方面可相对第一支撑环21轴向地移动及另一方面与第一支撑环22无相对转动地连接。为了限制第二支撑环22的轴向移动设有一个卡圈27，该卡圈被置入在一个被开设在主轴11中的圆周槽28内及径向上超出主轴11的圆周面。该卡圈27构成支撑环22的一个止挡及在从主轴11上拧下刀具12时防止松开装置13的脱落。

为了保护松开装置13以免水侵入，支撑环21，22一方面相对主轴11及另一方面相对转换环23密封。为此在主轴11的圆周上设有两个彼此隔开的环形槽29，30，在其中各置入一个构造成O型环的密封圈31，32。密封圈31压在第一支撑环21的内环形面上及密封圈32压在第二支撑环22的内环形面上。在支撑环21，22的外环形面与转换环23的内环形面之间各设有一个唇形密封圈33或34，其中配置给第一支撑环21的唇形密封圈33部分地覆盖着主轴11上的径向法兰17。唇形密封圈33，34被形锁合地保持在支撑环21，22上的环绕的槽35或36中。

支撑环21，22在彼此面对着的侧上各具有一个斜面211或221，它们这样地倾斜，以致两个斜面211与221之间的轴向距离向着主轴11方向逐渐减小。这些斜面211，221与楔面371，372相互配合，这些楔面被构成在设置于支撑环21，22之间的夹紧楔37的相互背着的侧上(图1)。如果夹紧楔37径向向外地运动(图1中下半截面)，则支撑环21，22之间的净距离减小，及可构成上述的轴向间隙18。如果夹紧楔37被径向向内地压(图1中上半截面)，则两个支撑环21，22相互间的距离增大。夹紧楔37通过滚动体38保持在其被压向内部的位置上，在该实施例中这些滚动体被构造成滚柱及位于夹紧楔37与转换环23之间。

如由图2可看到的，第一支撑环21具有三个轴向上凸起的、大致Z形的肋39，它们彼此错开相同圆周角地布置。每个肋39具有一个延伸在圆周方向上、弧形的外腿391及一个延伸在圆周方向上、弧形的内腿392以及一个使这些腿391，392相互连接的径向接腿393。在每一个肋39的径向接腿393与在转向上位于前面的肋39的内腿392的自由端之间带有间隙地置入一个夹紧楔37及该夹紧楔被该肋39的外腿391部分地搭接。外腿391的自由端构成了滚动体38之一的一个止挡面40。沿每个肋39的内腿392延伸着一个压簧41，该压簧的一侧支撑在该肋39的径向接腿393上及另一侧支撑在转换环23上。Z形肋39在径向接腿393的区域中具有轴向凸起的导向凸起42，转换环23用一些环段形的对中面43在这些导向凸起上径向上被导向。此外转换环23具有其数目与夹紧楔37的数目相同的止挡凸起44，它们以相同的圆周角彼此错开及径向上向内伸。两个彼此背着的、径向延伸的止挡凸起面中的一个构成了用于这些滚动体38之一的一个止挡面441，滚动体38通过构成在肋39的外腿391上的止挡面40的作用压靠在该止挡面441上；及另一止挡凸起面442构成用于这些压簧41之一的一个支撑面442。在转换环23上还有一个其数目与夹紧楔37的数目相同的、延伸在圆周方向的夹紧面45，这些夹紧面被这样地构造，使得由支撑环21，22作用在夹紧楔37上的径向向外地作用的力分量将置入在夹紧楔37与夹紧面45之间的滚动体38压在夹紧面45上。在每个夹紧面45上设有一个凹入部46，用于至少部分地接收滚动体38。凹入部46被这样地构造，以致置入的滚动体38允许夹紧楔37径向向外移动。在止挡凸起44的自由端上，在其相互背着的轴向止挡凸起面上设有一些斜切结构441(图2)，转换环23将通过这些斜切结构在支撑环21，22的斜切结构211及221上轴向地被导向。

转换环23具有一个T形横截面轮廓，该横截面轮廓具有一个延伸在轴向上的横向臂231及一个向着径向上的中间臂232。在横向臂231上其外部构有一个手把面48，用于手动地转动转换环23，而止挡凸起44、对中面43及具有凹入部46的夹紧面45被构成在中间臂232的背着横向臂231的端部上。两个唇形密封圈33，34被压紧在横向臂231的内环形面上。

松开装置13通过压簧41被保持在其图2中所示的不起作用状态中。在该不起作用位置中滚动体38位于夹紧楔37与构成在转换环23上的夹紧面45之间及保持将夹紧楔37向主轴11的方向上压(图1中上半截面)。这两个支撑环21，22相互具有一个最大距离。当主轴11转动时刀具12愈来愈拧紧在主轴11上及用其刀具柄16压在松开装置13的第二支撑环22上，这时在刀具柄16与松开装置13之间出现压配合。

如果要将刀具12从主轴11上拧下，则将转换环23在图2中箭头49的方向上抵抗压簧41的力转动。由此使滚动体38在转换环23上在夹紧楔37与夹紧面45之间这样程度地滚动，以致滚动体38现在可沉入凹入部36中。随着滚动体38沉入凹入部46中，夹紧楔37在径向上被卸载，及通过作用在第二支撑环22上的轴向压力及通过支撑环21，22上的斜面211及221以及夹紧楔37上的楔面371，372使夹紧楔37向外移动一些，于是在刀具柄16的端面上可形成所述小的轴向间隙18。刀具与主轴之间的夹紧不用工具地被松开，及可很容易地将刀具12从主轴11上拧下。卡圈27可防止：随着刀具12的拧下，第二支撑环22从主轴11上掉下。

Claims (13)

1.工具机，尤其是金刚石钻机，具有：一个可被旋转驱动的主轴(11)，该主轴具有一个设有螺纹、尤其是外螺纹(14)的端部区段(111)；一个刀具(12)，尤其是一个金刚石钻头，该金刚石钻头具有一个设有螺纹、尤其是内螺纹(15)的圆柱形刀具柄(16)，用于拧在主轴(11)、尤其主轴端部区段(111)上；及一个设置在刀具柄(16)与主轴(11)之间的松开装置(13)，其特征在于：松开装置(13)防脱地固定在主轴(11)上及具有一个固定在主轴(11)上的支撑环(21)和一个与该支撑环隔开地配合在主轴(11)上、轴向可有限移动的支撑环(22)，该支撑环(22)无相对转动地被保持在另一支撑环(21)上及支撑在刀具柄(16)的端面上，该松开装置还具有一个配合在这些支撑环(21，22)之间的、可手动地转动的转换环(23)，用于改变这些支撑环(21，22)之间的净距离。

2.根据权利要求1的工具机，其特征在于：所述与主轴固定连接的支撑环(21)轴向靠触在一个构成在主轴(11)上的环形肩(19)上地松动地配合在主轴(11)上及具有至少两个轴向的透孔(24)，通过每个透孔形锁合地穿过一个在环形肩(19)区域中力和/或形锁合地置入在主轴(11)中的轴向销(25)；刀具柄侧的支撑环(22)具有至少两个优选被构造成盲孔的轴向孔(26)，在每个轴向孔(26)中可滑动地沉入一个轴向销(25)。

3.根据权利要求2的工具机，其特征在于：环形肩(19)被构成在一个整体成型在主轴(11)上的径向法兰(17)上。

4.根据权利要求1-3中一项的工具机，其特征在于：为了限制刀具柄侧支撑环(22)的轴向移动，设有一个卡圈(27)，该卡圈被置入在一个被开设在主轴(11)上的圆周槽(28)中。

5.根据权利要求1-4中一项的工具机，其特征在于：两个分别置入在一个开设在主轴(11)中的、环绕的环形槽(29，30)中的密封圈(31，32)压紧在支撑环(21，22)的内环形面上；这些支撑环(21，22)的外环形面各借助一个唇形密封圈(33，34)相对所述转换环(23)密封。

6.根据权利要求5的工具机，其特征在于：配置给与主轴固定连接的支撑环(21)的唇形密封圈(33)至少部分地搭接径向法兰(17)。

7.根据权利要求1-6中一项的工具机，其特征在于：这些支撑环(21，22)在彼此面对着的侧上各具有一个斜面(211，221)，它们的净距离向着主轴(11)方向逐渐减小；在这些斜面(211，221)之间设置一些彼此错开优选相同的圆周角的扇段状夹紧楔(37)，这些夹紧楔用构成在彼此背着的侧上的楔面(371，372)靠触在支撑环(21，22)的斜面(211，221)上及通过设置在夹紧楔(37)与转换环(23)之间的滚动体(38)、优选滚柱、径向上可被移动。

8.根据权利要求7的工具机，其特征在于：一个支撑环(21，22)，优选所述与主轴固定连接的支撑环(21)具有其数目与夹紧楔(37)的数目相同的轴向上凸起的、大致Z形的肋(39)，这些肋各具有一个延伸在圆周方向上的外腿及内腿(391，392)以及一个使这些腿(391，392)相互连接的径向接腿(393)；分别在一个肋(39)的径向接腿(393)与一个在圆周方向上相邻的肋(39)的内腿(392)的自由端之间置入一个夹紧楔(37)，并且该夹紧楔被该肋(39)的外腿(391)部分地搭接；外腿(391)的自由端构成了用于这些滚动体(38)之一的一个止挡面(40)，并且在该内腿(392)上靠放着一个延伸在圆周方向上的压簧(41)，该压簧的一侧支撑在肋(39)的径向接腿(393)上及另一侧支撑在转换环(23)上。

9.根据权利要求8的工具机，其特征在于：这些Z形肋(39)带有一些径向上凸起的导向凸起(42)，转换环(23)用环段形的对中面(43)在这些导向凸起上被导向。

10.根据权利要求8或9的工具机，其特征在于：由转换环(23)径向向内地伸出其数目与夹紧楔(37)的数目相同的错开优选相同的圆周角的止挡凸起(44)，其一个径向面构成了用于一个滚动体(38)的止挡面(441)及它的与此相背着的另一径向面构成用于一个压簧(41)的支撑面(442)。

11.根据权利要求7-10中一项的工具机，其特征在于：在转换环(23)上这样地构造有其数目与夹紧楔(37)的数目相同的、延伸在圆周方向的弧形夹紧面(45)，使得由支撑环(21，22)作用在夹紧楔(37)上的径向向外地作用的力分量将置入在夹紧楔(37)与夹紧面(45)之间的滚动体(38)压在所述夹紧面(45)上；及每个夹紧面(45)具有一个凹入部(46)，用于至少部分地接收一个滚动体(38)。

12.根据权利要求10或11的工具机，其特征在于：在止挡凸起(44)的自由端上，在止挡凸起(44)的相互背着的轴向侧面上设有斜切结构(47)，转换环(23)通过这些斜切结构在支撑环(21，22)的斜面(211，221)上轴向地被导向。

13.根据权利要求10-12中一项的工具机，其特征在于：转换环(23)具有一个T形横截面轮廓，该横截面轮廓具有一个延伸在轴向上的横向臂(231)及一个在径向上延伸的中间臂(232)；所述对中面(43)，具有凹入部(46)的夹紧面(45)及止挡凸起(44)被构成在该中间臂(232)背着横向臂(231)的端部上；在横向臂(231)上其外部构造有一个手把面(48)，用于手动地转动转换环(23)。

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