CN101147988A - 去点焊钻孔器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于从金属去除点焊焊点的钻具，该钻具包括壳体、相对于壳体位置固定地安装在壳体内的马达、和由壳体支承以相对于壳体和马达在伸出位置和缩回位置之间移动的钻头组件。该钻头组件可操作地连接至马达，使得马达可驱动处于伸出位置的钻头组件旋转。

Description

去点焊钻孔器

技术领域

本发明一般涉及动力驱动工具，更具体地涉及一种用于去除使金属表面接合在一起的点焊焊点的动力驱动工具。

背景技术

通常使用点焊将金属件(典型地厚度最大为0.12英寸(3毫米)的薄金属件)接合在一起。在使预制的金属板和结构元件接合以形成汽车车身的汽车工业中尤其如此。将金属件平接触地安置在一起，并将两个小直径的电极定位在金属件的相对侧面上的期望点焊位置处。电极被压在一起并且电流从其间流过。电流在电极位置处加热金属件并使金属稍微熔化。熔化的金属部位在电极附近熔合在一起并使金属件接合。

有时候需要使点焊在一起的金属件分离。例如在汽车工业中，可能需要从底层框架上拆下受损的护板或门板。完成该操作的一种有效的方法是在各个点焊部位处钻通外层金属件。(于是)可拆下外层金属件并再利用底层件。

有效地钻通外层金属件需要对钻孔器和钻头施加高压力以完全切穿金属。光靠操作者自己可能无法手动施加足够的压力来完成该操作。因此，希望将钻孔器构造成可与操作者无关地向钻头提供附加的力。

已知使用空气压力向钻头供给力，以辅助钻出点焊焊点。空气压力使钻头抵靠外层金属件并向钻头提供力，以辅助切穿金属。但是，钻头与马达较刚性地连接以进行操作，从而当钻孔器移动成与金属件接触和脱离接触时，马达与钻头共同移动。人们希望提供一种用于去除点焊焊点的钻孔器，其中可与操作者无关地向钻头施加附加力而不会使马达在钻孔器内沿纵向移动。

发明内容

本发明涉及一种用于去除点焊焊点的钻具。该钻具一般包括壳体、相对于壳体位置固定地安装在壳体内的马达、和由壳体支承以相对于壳体和马达在伸出位置和缩回位置之间移动的钻头组件。该钻头组件可操作地连接至马达，使得马达可驱动处于伸出位置的钻头组件旋转。

在本发明的另一方面中，所述钻具包括壳体、马达和钻头组件，所述马达为气动马达。所述钻具还包括限定于壳体内的大致钻头组件和气动马达之间的气室，该气室用于向钻头组件施加空气压力以使钻头组件移到伸出位置。一驱动轴组件使气动马达和钻头组件互连，以允许将旋转运动从马达传递至钻头组件，并允许钻头组件相对于马达作平移运动。

本发明其它特征的一部分是显而易见的，一部分将在下文中指出。

附图说明

图1是本发明的去点焊钻孔器的侧视图；

图2是所述去点焊钻孔器的纵剖视图，其中该钻孔器的C-臂被移除；

图3是所述钻孔器的钻头组件和驱动轴组件的输出轴的纵剖视分解图；

图4是所述钻孔器处于去除两个金属件之间的点焊连接的位置的侧视图；

图5是图4在去除了点焊连接时的侧视图；以及

图6是所述钻孔器的局部放大纵剖视图，其中示出穿过所述钻孔器的空气流。

在附图的各个视图中相应的附图标记表示相应的部件。

具体实施方式

现在参照附图，根据本发明一般原理的气动去点焊钻孔器(广义地称为“钻具”)总体用1表示。钻孔器1能够从点焊在一起的金属件M上去除点焊焊点W(见图4和5)。

如图1所示，钻孔器1具有总体用3表示的手枪形壳体，该壳体允许操作者舒适地抓握和操作钻孔器1。在所示钻孔器1中，壳体3包括把手5和与该把手连接的上部套管组件，以便于制造和组装。该套管组件包括管状的套管7、9、11和13，这些套管接合在一起，从而纵向轴线15从中心延伸穿过各个套管。单件式壳体和具有不同数量组件的壳体也在本发明的范围内。

在壳体3的套管9上安装有总体用17表示的C-臂，以在操作期间提供用于钻削的反作用表面(仍见图4)。C-臂17可在套管9上旋转。一帽状件21连接在C-臂17上，以保持C-臂靠住套管9并防止C-臂17沿套管9作平移运动。帽状件21具有平边缘(在图1中未示出)，在希望将C-臂17从钻孔器1上取下时，所述平边缘可旋转到如图1中看去的底部位置。这允许C-臂向前滑动并从套管9上滑下(见图2，该图进一步示出了套管9的形状)。不带有C-臂的钻孔器也在本发明的范围内。

如图2所示，在壳体3的把手5内设有入口配件27、进气通道24和排气歧管25。入口配件27包括延伸贯穿该配件的孔23。进气通道24从配件27起基本延伸过把手5的长度到达把手顶部的通气通道29。入口配件27是成形为将钻孔器1连接到空气压缩机的软管(未示出)的常规配件，并且可以是本领域内已知的带有螺纹的配件或快速释放配件。排气歧管25位于入口配件27和通道24的后面并且也基本延伸过把手5的长度。歧管25在把手5的顶部和底部均敞开，以将由钻孔器1在工作期间消耗的空气排出。

朝向把手5的顶部并在通气通道29附近设有触发组件31。触发组件31包括通过柱形触发器安装件35安装在把手5上的触发器33和通过柄39连接至触发器安装件35的本领域已知的、总体用37表示的触发器阀。触发器33操作触发器阀37，以控制通过进气通道24到达通气通道29的空气流。当压下触发器33时，阀37打开，空气流过该阀到达通气通道29。当释放触发器33时，阀37关闭并阻止空气流动。在钻孔器1不工作时，环绕触发器安装件35定位的压缩弹簧41将触发器33从其压下位置偏压到释放位置，由此保持阀37关闭。

钻孔器1包括如本领域已知的具有转子51和叶片53的气动回转马达49，其安装在壳体3的后端以操作钻孔器1。应当理解，可采用其它类型的马达，例如电动机，并且也在本发明的范围内。马达49紧固在壳体3上并固定成不能沿壳体3的长度方向作平移运动以及不能相对于壳体作旋转运动。销57支承马达3。

总体用61表示的钻头组件设置在钻孔器3的前端并且可操作地连接至马达以被驱动旋转。如从图3可见，钻头组件61是圆筒形状的并包括具有大致相同直径的卡头63和输入套管65。卡头63位于套管65的前方并例如通过螺纹连接部连接至该套管，以使卡头63和套管65共同旋转。在本发明的范围内卡头63也能以其它方式连接至套管65。卡头63在其中具有接纳钻头67--例如本领域已知的端铣刀--的中心开口66，以使得可容易地插入和移除钻头并确保钻头与卡头共同旋转。例如，可通过止动螺钉68固定钻头。应当理解，在本发明的范围内，钻头也可以是钻头或本领域内使用的任意其它类型的钻头。

再次参照图2，卡头63和钻头64从壳体3的前端伸出并伸进钻头护罩69。该护罩部分地装配在壳体3的套管11内并从壳体伸出而覆盖卡头63和钻头67。护罩69可滑动地连接至壳体3并可滑动地装配在卡头63和钻头67上，从而在工作期间护罩可相对于壳体3、卡头63和钻头67中的每一个沿壳体3的长度方向移动。

如图2和3所示，在钻头组件61的后面设有总体用71表示的管状活塞。活塞71具有直径比活塞71的其余部分大的后部推板73和延伸贯穿该活塞的中心开口75。环绕推板73的周边延伸有O形圈77以使该推板相对于壳体3的套管9的内壁密封，以便进行气密运动。推板73可与活塞71一起形成为单一部件(如所示)，或者可独立地进行附装。活塞71将钻头组件61的输入套管65接纳在中心开口75中，并通过销79和O形圈80正好在推板73的前方连接至所述套管。该连接将钻头组件61与活塞71保持在一起以沿壳体3的长度方向共同作平移运动，但是允许钻头组件在工作期间相对于活塞旋转。输入套管65还通过滚针轴承82支承在中心开口75内。

总体用81表示的驱动轴组件将钻头组件61连接至马达49。驱动轴组件81包括马达输出轴83和总体用85表示的位于马达49和活塞71之间的行星齿轮组件。输出轴83将转速以已知的方式从马达49传递至行星齿轮组件85，行星齿轮组件从马达输出轴83降低转速并增大转矩，并将降低的转速和增大的转矩传给钻头组件61。

马达输出轴83以花键连接与第一行星齿轮87接合，从而输出轴83的旋转使行星齿轮87绕轴83转动。行星齿轮87以销89可旋转地连接至第一驱动齿轮91，从而随着行星齿轮绕马达输出轴83转动，该行星齿轮与第一驱动齿轮91共同转动。第二行星齿轮93和驱动齿轮95通过销97类似地连接，从而第一驱动齿轮91的旋转使第二驱动齿轮95的输出轴101旋转。设置轴承100以支承所述部件的旋转运动。

输出轴101从第二驱动齿轮95延伸穿过活塞71并以花键连接与钻头组件61的输入套管65相连。参照图3，设在输入套管65的内表面上的第一组花键103与环绕输出轴101的外表面设置的第二组花键105啮合，以将旋转运动从马达49传递至钻头组件61。环绕输出轴101的第二组花键105沿该输出轴在长度方向上延伸，以便在仍维持旋转连接的同时允许输入套管65相对于输出轴101和马达49沿长度方向作平移运动。输出轴101和活塞71之间的O形圈102将这些部件密封在一起，同时允许所述输出轴相对于活塞旋转以及允许活塞在轴向上沿所述输出轴滑动。止推垫圈104提供输入套管65和活塞的低摩擦接触以将力从活塞传递至输入套管65，以便使套管前移。

再次参照图2，在壳体3中大致在钻头组件61和马达49之间限定有气室107。特别地，气室107在一侧由活塞71的推板73限定，在另一侧由马达49限定，从而齿轮组件85总体包含在气室107内。气室107朝气室107的底部通过通气通道29连接至进气通道24，从而在工作期间空气可流到气室107(见图6)。在气室107内邻近马达49的位置设有本领域已知的控制阀109。当气室107内达到期望空气压力例如50磅每平方英寸时，阀109选择性地允许空气从气室107流到马达49。更具体地，阀109包括由弹簧110操作的塞子109a，弹簧110驱使所述塞子离开马达49到达关闭位置。随着气室107中压力增大，塞子109a抵抗弹簧110的驱使而朝马达49移动并允许空气流到该马达。

现在对钻孔器1的工作进行说明。在图4和5中，钻孔器1示出为处于从接合在一起的两个金属件M上去除点焊焊点W的位置。当压下触发器33时，触发器阀37打开并且空气从入口配件27和通道24流过通气通道29和驱动齿轮95中的开口116进入气室107。在图6中，流入钻具的空气用箭头“A”表示，而离开钻具的空气用箭头“E”表示。也参照图2，气室107中的空气压力使活塞71和与之相连的钻头组件61移离马达49，从缩回位置到达伸出位置。钻头组件61的输入套管65和齿轮组件85的输出轴101之间的花键连接允许输入套管65沿输出轴101在长度方向上滑动。

随着活塞71和钻头组件61移向伸出位置，它们使用松弛地连接在钻头护罩69和活塞71之间的支承弹簧111(图2)一起推动钻头护罩。一旦接触到相接合的金属件M的外表面(图4)，护罩69就停止移动，但活塞71和钻头组件61继续在护罩69内移动(压缩支承弹簧111)直到钻头67接触到所述外表面，以向该外表面施加压力。C-臂17支承相接合的金属件M的外表面并提供反作用表面，钻头67可推靠在该反作用表面上以钻出点焊焊点W。

当活塞71和钻头组件61停止移动时，在气室107中压力增大直至达到预定压力，例如50磅每平方英寸，此时马达控制阀109抵抗弹簧110的驱使而打开。空气从气室107移动进入马达49并驱动该马达，以使齿轮组件85和钻头组件61(和钻头67)旋转。通过马达49消耗的空气通过马达排气口112从钻孔器1排入排气歧管25。在该操作期间，活塞71后方的空气压力保持得十分恒定并向钻头67提供所需的附加切削力。

当释放触发器33时，触发器阀37关闭并且空气停止移动到气室107。空气最初通过马达排气口112排气至排气歧管25(图6)。但是当马达控制阀109关闭时，气室107中的剩余空气往回移动通过通气通道29并在触发器处排气(图6)。随着气室107中的压力降低，设在活塞推板73前方的活塞弹簧114朝马达49推动活塞71和钻头组件61并使它们回到缩回位置。当钻头67缩回时，支承弹簧111保持钻头护罩69抵靠住外表面一会儿。然后护罩69与活塞71和钻头组件61一起移动。

尽管上述发明被描述为气动工具，但是可想到本发明也可使用电动工具来实现。例如，活塞71可由第一电动机(未示出)来供给动力。当压下触发器33时，第一电动机向活塞71供给动力以使钻头组件61从缩回位置移动到伸出位置。一旦钻头组件61到达伸出位置，可起动第二电动机(未示出)来使齿轮组件85和钻头组件61旋转。当释放触发器33时，所述第一电动机停机并切断供给至活塞71的动力。活塞弹簧114使活塞71和钻头组件61移回到缩回位置。这使所述第二电动机停机并立即停止向钻孔器组件的旋转输入。使用单个电动机也在本发明的范围内。此外，在本发明的范围内也可使用操作本发明的钻孔器1的其它形式。

鉴于上述说明，可以看到本发明的几个特征得以实现，并且获得了其它的有利结果。

当介绍本发明或其优选实施例的元件时，冠词“一”和“所述”用于表示存在一个或多个该元件。术语“包含”、“包括”和“具有”用于表示包括在内，并表示除所列元件之外还存在其它元件。

由于可对上述实施形式作出各种改变而不会脱离本发明的范围，因此包含在上述说明中和示出在附图中的所有内容都应当解释为说明性而非限制性的。

Claims (21)

1.一种用于去除点焊焊点的钻具，该钻具包括：

壳体；

相对于所述壳体位置固定地安装在该壳体内的马达；

由所述壳体支承以相对于该壳体和所述马达在伸出位置和缩回位置之间移动的钻头组件；

其中，所述钻头组件可操作地连接至所述马达，使得所述马达可驱动处于所述伸出位置的钻头组件旋转。

2.如权利要求1所述的钻具，其特征在于，该钻具还包括驱动轴组件，该驱动轴组件使所述马达和钻头组件互连，以允许将旋转运动从所述马达传递至所述钻头组件，并允许所述钻头组件相对于所述马达作平移运动。

3.如权利要求2所述的钻具，其特征在于，所述驱动轴组件和钻头组件通过花键互连。

4.如权利要求3所述的钻具，其特征在于，所述驱动轴组件包括齿轮组件，该齿轮组件可操作地将所述马达连接至所述钻头组件，以降低从所述马达传给所述钻头组件的转速，其中，所述钻头组件在移向所述伸出位置时移离所述齿轮组件。

5.如权利要求4所述的钻具，其特征在于，所述钻头组件包括用于接纳钻头以去除点焊焊点的卡头。

6.如权利要求1所述的钻具，其特征在于，该钻具还包括限定于所述壳体内的大致所述钻头组件和所述马达之间的气室，该气室用于向所述钻头组件施加空气压力以使该钻头组件移到所述伸出位置。

7.如权利要求6所述的钻具，其特征在于，该钻具还包括限定所述气室的至少一部分的活塞。

8.如权利要求7所述的钻具，其特征在于，该钻具还包括进气装置，当所述钻具起动时该进气装置将空气引入所述气室，引入到所述气室中的空气促使所述活塞将所述钻头组件移至所述伸出位置。

9.如权利要求8所述的钻具，其特征在于，所述马达是气动马达，在所述活塞将所述钻头组件移至所述伸出位置后，来自所述进气装置的空气驱动所述气动马达，以向所述钻头组件供给动力。

10.如权利要求9所述的钻具，其特征在于，该钻具还包括复位弹簧，当所述钻具被停机并且空气停止从所述进气装置进入所述气室时，该复位弹簧使所述活塞和钻头组件从所述伸出位置移到所述缩回位置。

11.如权利要求7所述的钻具，其特征在于，所述钻头组件与所述活塞联接，以允许所述活塞和钻头组件一起沿所述壳体的纵向独立于所述马达地移动，以及允许所述钻头组件相对于所述活塞作旋转运动。

12.如权利要求6所述的钻具，其特征在于，该钻具还包括至少一个设置在所述气室中并将所述马达可操作地连接至所述钻头组件的齿轮元件，该齿轮元件具有齿轮、从该齿轮向前延伸的轴、以及开口，该开口形成在所述轴中并位于所述轴的自由端与所述齿轮之间，以允许空气移动通过该轴。

13.一种用于去除点焊焊点的钻具，该钻具包括：

壳体；

相对于所述壳体位置固定地安装在该壳体内的气动马达；

由所述壳体支承以相对于该壳体和所述气动马达在伸出位置和缩回位置之间移动的钻头组件；

限定于所述壳体内的大致所述钻头组件和所述气动马达之间的气室，该气室用于向所述钻头组件施加空气压力以使该钻头组件移到所述伸出位置；

驱动轴组件，该驱动轴组件使所述气动马达和钻头组件互连，以允许将旋转运动从所述气动马达传递至所述钻头组件，并允许所述钻头组件相对于所述气动马达作平移运动。

14.如权利要求13所述的钻具，其特征在于，所述驱动轴组件和钻头组件通过花键互连。

15.如权利要求14所述的钻具，其特征在于，所述驱动轴组件包括齿轮组件，该齿轮组件可操作地将所述气动马达连接至所述钻头组件，以降低从所述气动马达传给所述钻头组件的转速，其中，所述钻头组件在移向所述伸出位置时移离所述齿轮组件。

16.如权利要求15所述的钻具，其特征在于，所述钻头组件包括用于接纳钻头以去除点焊焊点的卡头。

17.如权利要求13所述的钻具，其特征在于，该钻具还包括限定所述气室的至少一部分的活塞。

18.如权利要求17所述的钻具，其特征在于，该钻具还包括进气装置，当所述钻具起动时该进气装置将空气引入所述气室，引入到所述气室中的空气促使所述活塞将所述钻头组件移至所述伸出位置。

19.如权利要求18所述的钻具，其特征在于，在所述活塞将所述钻头组件移至所述伸出位置后，来自所述进气装置的空气驱动所述气动马达，以向所述钻头组件供给动力。

20.如权利要求19所述的钻具，其特征在于，该钻具还包括复位弹簧，当所述钻具被停机并且空气停止从所述进气装置进入所述气室时，该复位弹簧使所述活塞和钻头组件从所述伸出位置移到所述缩回位置。

21.如权利要求20所述的钻具，其特征在于，所述钻头组件与所述活塞联接，以允许所述活塞和钻头组件一起沿所述壳体的纵向独立于所述气动马达地移动，以及允许所述钻头组件相对于所述活塞作旋转运动。

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