CN102177001B - 用于对手持式工具机直线导向的进给导向单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对手持式工具机（1）、特别是手持式钻机沿其进给方向直线导向的进给导向单元（5），其基本上包括：支承元件（10），用于支承在待加工的工件上；在支承元件（10）上相对于该支承元件沿进给方向能移动地导向的滑座（30），用于支承和引导工具机（1）。按照本发明，在支承元件（10）与滑座（30）之间设有一沿进给方向起作用的缓冲器（33），该缓冲器在预定的前进行程距离（y）上缓冲滑座（30）朝向支承元件（10）那边的前进行程，设有一个或多个设置在支承元件（10）上的导向元件，所述导向元件沿进给方向引导滑座（30），设有在支承元件（10）上设置的、以套筒型式包围滑座（30）的导向壳体（14）。

Description

用于对手持式工具机直线导向的进给导向单元

技术领域

本发明涉及一种用于对手持式工具机、特别是手持式钻机沿其进给方向直线导向的进给导向单元。

背景技术

这样的进给导向单元具有这样的功能，即，将由手持式工具机、例如手持式钻机或手持式铣机旋转驱动的工具直线地、通常垂直地向待加工的工件导向或从该工件导离。这种进给导向单元的例子在DE10355351A1或DE602004007591T2中找到。在DE10355351A1中描述一种进给导向单元，其中，使手持式钻机根据其转速直线地强制运动，即手持式钻机的进给依赖于转速地实现。在DE602004007591T2中描述一种用于上铣刀的导向单元，其中，上铣刀的进给取决于由使用者施加的力。

在借助手持式工具机加工工件时，在该工具机中由使用者控制进给，按具体情况或多或少强烈地改变进给速度和进给力。在工件中制造通孔时，在加工工具从工件中退出之前不久或退出时，对于进给需要的轴向力在极短的时间内减小到零。如果使用者在该很短的时间间隔内不能足够快地减小由他施加的轴向力，则加工工具将由于工件必要时以高的进给速度和进给力而断裂。特别是在加工纤维加强的材料、例如CFK（碳纤维加强的塑料）材料时，例如在制造铆钉孔钻孔时，以高的进给力被驱动的加工工具被工件折断可能导致从纤维复合体中撕下纤维。由此不能确保必要的尺寸精确性，或必要时必须修整工件。在每种情况下，关于加工质量和制造成本产生不利的影响。

发明内容

由此出发，本发明的目的在于，提供一种用于对手持式工具机、特别是手持式钻机、例如气动的手持式钻机沿其给进方向直线导向的进给导向单元，在该进给导向单元中在最大程度上排除加工工具由于待加工的工件的不受控制的折断。

该目的通过一种具有如下特征的进给导向单元来达到。用于对手持式工具机沿其进给方向直线导向的进给导向单元包括：支承元件，用于支承在待加工的工件上；在支承元件上相对于该支承元件沿进给方向能移动地导向的滑座，用于支承和引导工具机；其特征在于：设有一在支承元件与滑座之间设置的、沿进给方向起作用的缓冲器，该缓冲器在预定的前进行程距离上缓冲滑座朝向支承元件那边的前进行程；设有一个或多个设置在支承元件上的导向元件，所述导向元件沿进给方向引导滑座；设有在支承元件上设置的、以套筒型式包围滑座的导向壳体。

同类型的用于对手持式工具机、优选手持式钻机沿其进给方向直线导向的进给导向单元具有：支承元件，用于支承在待加工的工件上；和在支承元件上相对于该支承元件沿进给方向能移动地支承的滑座，用于支承和引导工具机。按照本发明，应在待支承在工件上的支承元件、即进给导向单元的固定部分与相对于支承元件可动的滑座、即进给导向单元的可动部分之间设置有沿进给方向起作用的缓冲器，该缓冲器缓冲滑座朝向支承元件那边在预定的前进行程距离上的前进行程（Vorhub），所述滑座支承工具机并引导由该工具机驱动的加工工具。

一方面，按照本发明的进给导向单元确保对手持式工具机的以及因而对由该工具机驱动的加工工具的、例如垂直于待加工的工件的、必需的直线导向。另一方面，通过在支承元件与滑座之间设置的缓冲器在可调的前进行程距离上得到对滑座相对于支承元件的前进行程的缓冲以及因而得到对工具机的和由该工具机驱动的加工工具的进给的缓冲。由于按照本发明的进给导向单元，使用者在加工工件、例如对CFK材料钻孔时能以习惯的方式控制进给力和进给速度。仅在由使用者调整的前进行程距离上，在通孔时符合目的地在加工工具从待加工的工件退出之前不久就通过缓冲器来缓冲工具进给。

缓冲器符合目的地这样设置在支承元件与滑座之间，即，使得该缓冲器只有在滑座离开初始位置的开始的前进行程以后才发生作用，在该初始位置中滑座具有到支承元件的最大的间距，并且紧接在滑座的开始的前进行程之后的可调的前进行程距离一直延伸到到达终端位置，在该终端位置中滑座具有到支承元件的最小的间距。按这种方式将滑座的最大可能的前进行程分成一个开始的不被缓冲的前进行程和一个紧接着它的被缓冲的前进行程。在工件中制造例如通孔时，该改进方案能够使由使用者控制的工具进给只在钻孔工具从待加工的工件中退出之前不久才得到缓冲。此外，通过进给缓冲实现，使用者可以得知钻孔工具处在从工件中退出之前不远处。因此，除了通过按照本发明的进给导向单元取得的进给缓冲外，这样获息的使用者还可以按照条件减小进一步的工具进给。

为了可以使制造成本保持得低，缓冲器优选包括传统的、在活塞杆上在注有油或气体的缸中导向的活塞。

为了匹配于例如不同的工具材料厚度，缓冲器优选轴向可调地设置在滑座上。由此可以按照相应的条件调整滑座的不被缓冲的前进行程的长度或沿进给方向的、滑座的被缓冲的前进行程开始的位置。

支承元件符合目的地构成为使得该支承元件能以包括构造成长度可调的腿的三脚架的型式靠置在待加工的工件上。该改进方案允许将按照本发明的进给导向单元不仅可以用在平面的板形的工件上而且可以用在具有拱形表面的工件、例如管子上。通过长度可调的腿，可以与待加工的工件表面是平面的还是拱形的无关地实现例如垂直的工具进给。

为了确保滑座相对于支承元件的可靠的导向，在支承元件上、即在进给导向单元的固定部分上，优选设置有多个导向元件，所述导向元件沿进给方向引导滑座。通过所述多个导向元件可以保证在最大程度上不发生滑座相对于支承元件的歪斜。

所述多个导向元件优选包括设置在支承元件上的导向壳体，该导向壳体在圆周侧以套筒型式包围滑座。除了引导滑座的功能外，该改进方案提供这样的优点，即，使用者在加工工件时可以抓住导向壳体作为固定靠置在待加工的工件上的支承元件的组成部分。在该改进方案中，使用者可以将按照本发明的进给导向单元经由支承元件作为固定部分靠置到待加工的工件上、定位和抓住该进给导向单元。由于形成按照本发明的进给导向单元的可动部分的滑座可移动地容纳于导向壳体内、即在外部被导向，所以与滑座只经由在滑座中可移动地设置的多个导向元件导向的情况相反，不妨碍滑座的前进行程并且从而不妨碍工具机和加工工具的进给。

替代于、但优选附加于成套筒状包围滑座的导向壳体，所述多个导向元件包括一个或多个设置在支承元件上的导向柱，所述导向柱分别容纳于一个配置的、在滑座中构成的导向缸内。在该改进方案中，这些导向柱关于按照本发明的进给导向单元的纵向中轴线优选处在同一直径上。理想地，导向柱成对地并且关于进给导向单元的纵向中轴线沿直径相对地设置。

替代于、但优选附加于上述的导向壳体和上述的导向柱，所述多个导向元件包括与进给导向单元的纵向中轴线同轴设置的活塞导向装置，该活塞导向装置包括活塞，该活塞在设置在支承元件中的活塞杆上容纳于在滑座中构成的导向缸中。活塞导向装置的居中的设置特别是在上述改进方案中已得到证实，其中，支承元件能以三脚架的型式靠置到工件上。

符合目的地，由工具机旋转驱动的加工工具容纳于在滑座上优选可更换地设置的导向衬套中。导向衬套确保加工工具的纵轴线总是保持平行于进给方向定向。在按照本发明的进给导向单元的优选的应用领域内、即在手持式钻机中，可更换性允许对于不同的钻孔工具直径使用相应匹配的导向衬套。为了使按照本发明的进给导向单元匹配于不同的钻孔工具长度，导向衬套还优选轴向、即平行于进给方向可移动地设置在滑座上。

此外有利的是，缓冲器和导向衬套关于进给导向单元的纵向中轴线沿直径相对地设置。通过该设置可靠地抵制滑座相对于支承元件的“倾斜”。

容纳且沿工具机的进给方向引导加工工具的导向衬套可以相对于滑座抗旋转地（不能相对旋转地：drehfest）设置在该滑座上或相对于滑座能旋转地支承在该滑座上。导向衬套在滑座上的抗旋转的设置在结构上能较容易地实现。在抗旋转的设置中，导向衬套的内径设计成使得导向衬套以松动配合的方式、即带有侧向间隙地容纳加工工具。导向衬套为了相对于滑座旋转运动的支承而可以经由导向衬套在滑座中的相应的容纳孔中的滑动支承但或者通过在中间连接适合的滚动轴承（球轴承或滚柱轴承）来实现。导向衬套的支承相对于抗旋转的设置具有这样的优点，即，导向衬套可以在加工工具被旋转驱动时随该加工工具一起旋转。因此，能旋转地支承的导向衬套的内径相对于抗旋转的设置可以设计成具有更小的公差，这得到对加工工具的更精确的导向。由于当导向衬套随被旋转驱动的加工工具一起旋转时，加工工具相对于导向衬套便不再具有排屑作用或切屑输送作用，所以不同于加工工具相对于导向衬套旋转的情况，可以防止加工工具由于在导向衬套中的切屑堵塞而卡住或者对于例如加工CFK材料的情况切屑在导向衬套中粘住。

如果对工件的加工在于制造例如有限深度的盲孔钻孔或制造沉孔用于容纳铆钉头，则按照本发明的进给导向单元还可以具有可调的终端止挡用于限制滑座相对于支承元件的最大的前进行程。该终端止挡可以设置在支承元件上或滑座上并且例如作为在支承元件或滑座上沿平行于进给方向的方向拧入的螺钉终端止挡，该螺钉终端止挡的头部在到达滑座的最大前进行程时挡靠在滑座或支承元件上。优选地，可调的终端止挡构造成使得该止挡确保在十分之一μm范围内的极其精细的深度可调性。这例如在用于飞机的材料中制造铆钉孔钻孔时是必需的，在那里涉及装入铆钉孔钻孔中的铆钉头与被加工的材料的外表面尽可能齐平地终止。

符合目的地还可在支承元件与滑座之间设置有优选构成为压缩弹簧的偏压机构，该偏压机构对滑座施加返回行程力（Rückhubkraft）。

附图说明

在附图中示意示出按照本发明的导向单元的优选实施例，其中

图1示出优选实施例在图3中标明的平面A-A内的纵剖视图，

图2示出优选实施例在图3中标明的平面B-B内的纵剖视图，和

图3示出优选实施例在图1和2中标明的平面C-C内的横剖视图。

具体实施方式

在附图中所示的按照本发明的进给导向单元5设计成用于对在图2中示意示出的气动的手持式钻机1导向，并且基本上包括一待靠置在待钻孔的（未示出的）工件上的支承元件10和一相对于支承元件10在该支承元件上可移动地保持的滑座30，该滑座为了对工件进行钻孔加工而在进给方向上沿手持式钻机1的旋转轴线3引导手持式钻机1连同夹紧在该手持式钻机中的钻孔工具2。手持式钻机2的旋转轴线3平行于进给导向单元5的纵向中轴线6。

支承元件10由圆形的支承板12、设置在支承板12的上侧上的圆筒形的导向壳体14和设置在支承板12的下侧上的在图1和2中示意示出支承腿16、17、18构成。

如由图2和3显而易见地，支承板12具有在圆周侧敞开的空隙13，由手持式钻机1驱动的钻孔工具2在该空隙中运行。围绕空隙13在支承板12上还能插入地设置有壁54，该壁容纳于相应的在滑座30上构成的导向开口55中。壁54连同下文说明的导向壳体14具有这样的功能，即，使在支承元件10与滑座30之间的空间尽可能地与外部环境屏蔽，以便防止污染、特别是钻孔切屑进入支承元件10与滑座30之间，由此可能危害进给导向单元5的功能性。

导向壳体14可以与支承板12构成一件式的，或者如图1和2所示地以适合的方式、例如通过螺纹连接与支承板12固定地连接。导向壳体14以导向套筒的型式包围滑座30。为了提高抓持性，导向壳体14在外周侧上是被适当加工的、例如是打毛的。在空隙13的区域内，导向壳体14如图2中所示地具有窗口15，该窗口使使用者能够看到钻孔工具2以及工件的应实施钻孔的区域。

支承腿16、17、18以三脚支架或三脚架的型式按均匀的角间距以适当的方式、例如通过螺纹连接固定在支承板12的下侧上并且构造成长度可调的。由于支承腿16、17、18的长度可调性，支承元件10可以稳定地和以相应所希望的定向靠置到各种任意成形的工件上。

为了将进给导向单元5的重量保持得尽可能小，支承元件10优选完全由阳极氧化的铝制成。

容纳在导向壳体14中的滑座30由圆柱形的块、优选由阳极氧化的铝制成。滑座30的功能是，沿钻孔工具2的进给方向支承手持式钻机1并且引导由手持式钻机1旋转驱动的钻孔工具2。为此目的，在滑座30中可更换地装入在图2中示出的导向衬套31。装入的导向衬套31的内径匹配于相应待引导的钻孔工具2的外径。在所示的实施例中，导向衬套31抗旋转地装入滑座30中。导向衬套31的内径设计成使得导向衬套31以松动配合的方式、即带有侧向间隙地容纳加工工具2。在导向衬套31的面向手持式钻机5的端部的侧面上、与导向衬套31邻接地与该导向衬套同轴地设置有构造成推力轴承的转动轴承32。

关于进给导向单元5的纵向中轴线6沿直径对置于导向衬套31地，在滑座30中设置有缓冲器33。缓冲器33包括在活塞杆34上在注有油或气体的缸35中导向的活塞36。缓冲器33的纵轴线37平行于进给导向单元5的纵向中轴线6或平行于手持式钻机1的旋转轴线延伸。缓冲器33的功能是，在预定的前进行程距离y上缓冲滑座30从在图1和2中所示的初始位置朝向支承元件10那边的前进行程并且由此缓冲由手持式钻机1驱动的加工工具2的前进行程，在所述初始位置中滑座30具有到支承元件10的最大间距。为此目的，缓冲器33这样设置在支承元件10与滑座30之间，即，使得该缓冲器从在图1和2中所示的初始位置出发只有在走过预定的、滑座30的前进行程沿着其不被缓冲的前进行程距离x之后才发生作用。预定的、滑座30的前进行程沿着其被缓冲的前进行程距离y一直到到达终端位置，在该终端位置中滑座30具有到支承元件10的最小间距。缓冲器33沿其纵轴线37纵向可调地设置在滑座30中。由此，使用者有可能按照相应的加工条件调整前进行程距离x和y的长度或者说沿进给方向的、缓冲器33的作用开始的位置。

滑座30如在图2中示意示出地还具有纵向可调地设置的终端止挡53，该终端止挡限制滑座30的最大可能的前进行程并从而限定滑座30沿进给方向的终端位置。

为了在初始位置与终端位置之间确保滑座30相对于支承元件10的可靠的导向、即防止滑座30相对于支承元件10歪斜，进给导向单元5附加于导向壳体14还具有其他的导向元件，这些导向元件设置在支承元件10与滑座30之间。这些其他的导向元件包括一对关于进给导向单元5的纵向中轴线6沿直径相对地设置的导向柱40、41和一个居中设置的活塞导向装置46。导向柱40、41以适合的方式、例如通过螺纹连接固定在支承元件10的支承板12上并且分别可移动地容纳于一个配置的在滑座30中构成的缸孔42、43中。导向柱40、41关于进给导向单元5的纵向中轴线6大致处于同一直径上。两个导向柱40、41的轴线44、45所在的纵向剖平面相对于缓冲器33和导向衬套31的轴线37、3所在的纵向剖平面转动了90°。活塞导向装置46包括一活塞47，该活塞在适当地固定在支承元件10的支承板12上的活塞杆48上可移动地容纳于在滑座30中构成的缸孔49中。此外，活塞杆48在塑料衬套中运行，该塑料衬套在图1和2中向下封闭缸孔49。为了在缸孔49的在图1和2中处在活塞47上方的空间与缸孔49的处在塑料衬套与活塞47之间的空间之间能实现有效的压力平衡，在外周侧在活塞47上构成有纵向槽50。

在活塞47与缸孔49的底部51之间装入一压缩弹簧52，该压缩弹簧对滑座30沿返回行程方向施加力。

导向柱40、41的、导向活塞46的纵轴线平行于进给导向单元5的纵向中轴线6并且从而也平行于钻孔工具2的进给方向。

由于导向柱40、41、居中的活塞导向装置和成套筒状包围滑座30的导向壳体14，这样构造的进给导向单元5确保对手持式钻机1的并从而对由该手持式钻机驱动的钻孔工具2的沿其进给方向的必需的直线导向。另一方面，通过设置在支承元件10与滑座30之间的缓冲器33在预定的前进行程距离y上得到对滑座30相对于支承元件10的前进行程的缓冲并且从而得到对手持式钻机1和由该手持式钻机驱动的钻孔工具2的进给的缓冲。该预定的前进行程距离y只有在走过滑座30的开始的前进行程距离x之后才开始。前进行程距离x和y可通过缓冲器33沿其纵轴线37的纵向调整来调整。按照本发明的进给导向单元5能通过这些措施实现将滑座30的最大可能的前进行程分成一个开始的在前进行程距离x上的不被缓冲的前进行程和一个紧接着它的在前进行程距离y上的被缓冲的前进行程。

在上述实施例的一种变型中，缓冲器33的和居中的活塞导向装置46的功能可以结合在一个居中设置的缓冲器/导向元件中。此外，可调的终端止挡53可以代替设置在滑座30上而以适合的方式设置在支承元件10上。同样，缓冲器33和居中的活塞导向装置46可以代替分别设置在滑座30和支承板12上而设置在支承板12上和在滑座30上。代替或附加于设置在活塞47与滑座30之间的压缩弹簧33，可以围绕导向柱40、41设置其他的压缩弹簧。

在上述实施例的另一变型中，导向衬套31不是抗旋转地、而是能旋转地支承于滑座30中。导向衬套31例如以滑动支承的方式装入滑座中但或者通过在中间连接一适合的滚动轴承（球轴承或滚柱轴承）相对于滑座能旋转地支承于该滑座中。导向衬套的支承相对于抗旋转的设置具有这样的优点，即，导向衬套可以在加工工具被旋转驱动时随该加工工具一起旋转。因此，能旋转地支承的导向衬套的内径相对于抗旋转的设置可以设计成具有更小的公差，这得到对加工工具的更精确的导向。此外，通过导向衬套可以随被旋转驱动的加工工具一起旋转，从一开始就防止加工工具由于在导向衬套中的切屑堵塞而卡住或者对于例如加工CFK材料的情况切屑在导向衬套中粘住。

Claims (17)

1.用于对手持式工具机（1）沿其进给方向直线导向的进给导向单元（5），包括：

支承元件（10），用于支承在待加工的工件上；

在支承元件（10）上相对于该支承元件沿进给方向能移动地导向的滑座（30），用于支承和引导工具机（1）；其特征在于：

设有一在支承元件（10）与滑座（30）之间设置的、沿进给方向起作用的缓冲器（33），该缓冲器在预定的前进行程距离（y）上缓冲滑座（30）朝向支承元件（10）那边的前进行程，设有一个或多个设置在支承元件（10）上的导向元件，所述导向元件沿进给方向引导滑座（30），设有在支承元件（10）上设置的、以套筒型式包围滑座（30）的导向壳体（14）。

2.按照权利要求1所述的进给导向单元（5），其特征在于：所述缓冲器（33）这样设置在支承元件（10）与滑座（30）之间，即，使得对滑座（30）的前进行程的缓冲只有在滑座（30）的开始的、不被缓冲的前进行程之后才开始。

3.按照权利要求1或2所述的进给导向单元（5），其特征在于：所述缓冲器（33）包括在活塞杆（34）上、在注有油或气体的缸（35）中导向的活塞（36）。

4.按照权利要求1或2所述的进给导向单元（5），其特征在于：所述缓冲器（33）为了调整滑座（30）的不被缓冲的前进行程的长度（x）而轴向可调地设置在所述滑座上。

5.按照权利要求1或2所述的进给导向单元（5），其特征在于：所述支承元件（10）能以包括长度可调的腿的三脚架的型式靠置在待加工的工件上。

6.按照权利要求1或2所述的进给导向单元（5），其特征在于：所述手持式工具机（1）是手持式钻机。

7.按照权利要求1或2所述的进给导向单元（5），其特征在于：设有一个或多个设置在支承元件（10）上的导向柱（40、41），所述导向柱分别容纳于一个配置的、在滑座（30）中构成的缸孔（42、43）中。

8.按照权利要求7所述的进给导向单元（5），其特征在于：导向柱（40、41）成对地并且关于进给导向单元（5）的纵向中轴线（6）沿直径相对地设置。

9.按照权利要求1或2所述的进给导向单元（5），其特征在于：设有一与进给导向单元（5）的纵向中轴线（6）同轴设置的活塞导向装置（46），该活塞导向装置包括活塞（47），该活塞在设置在支承元件（10）上的活塞杆（48）上容纳于在滑座（30）中构成的缸孔（49）中。

10.按照权利要求1或2所述的进给导向单元（5），其特征在于：设有一在滑座（30）上设置的导向衬套（31），用于容纳由工具机（1）旋转驱动的加工工具（2）。

11.按照权利要求10所述的进给导向单元（5），其特征在于：所述导向衬套（31）可更换地设置在滑座（30）上。

12.按照权利要求10所述的进给导向单元（5），其特征在于：所述导向衬套（31）能轴向移动地设置在滑座（30）上。

13.按照权利要求10所述的进给导向单元（5），其特征在于：所述缓冲器（33）和导向衬套（31）关于进给导向单元（5）的纵向中轴线（6）沿直径相对地设置。

14.按照权利要求10所述的进给导向单元（5），其特征在于：所述导向衬套（31）相对于滑座（30）抗旋转地设置在所述滑座上。

15.按照权利要求10所述的进给导向单元（5），其特征在于：所述导向衬套（31）相对于滑座（30）能旋转地支承在所述滑座上。

16.按照权利要求1或2所述的进给导向单元，其特征在于：设有在支承元件（10）上或在滑座（30）上设置的、可调的终端止挡（53），用于限制滑座（30）相对于支承元件（10）的最大的前进行程。

17.按照权利要求1或2所述的进给导向单元（5），其特征在于：设有在支承元件（10）与滑座（30）之间设置的压缩弹簧（52），该压缩弹簧对滑座（30）施加返回行程力。

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