CN102962496B - 钻孔装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钻孔装置，其包括：具有马达的钻孔机，该钻孔机具有可旋转地支承在机械罩壳(1)中的钻主轴(2)；和带有卡头体(3)的钻卡头，在卡头体(3)中引导可借助于在螺纹元件(4)和螺纹配对元件(5)之间构造的螺纹连接部(6)调整的夹爪(7)。设置与螺纹配对元件(5)抗扭地相连接的且可借助于马达驱动的驱动套(8)。

Description

钻孔装置
技术领域
本发明涉及一种钻孔装置(Bohrvorrichtung)，其包括：具有马达的钻孔机，该钻孔机具有可旋转地支承在机械罩壳中的钻主轴(Bohrspindel)；和带有卡头体的钻卡头(Bohrfutter)，在卡头体中引导可借助于在螺纹元件(Gewindeglied)和螺纹配对元件之间构造的螺纹连接部调整的夹爪(Spannbacken)。
背景技术
从文件DE 102009026075A1中已知开头提及的类型的钻卡头，其中，在此显示的钻主轴设计成机械中空主轴(Maschinenhohlspindel)，不仅在夹紧模式(Spannkonfiguration)中而且在钻孔模式(Bohrkonfiguration)中通过钻孔机的马达持续地驱动该机械中空主轴。为了在夹紧模式和钻孔模式之间切换钻孔装置，设置可轴向地调整的在机械中空主轴中被引导的联结杆，其抗扭地与螺纹配对元件相连接。在钻孔模式中，联结杆抗扭地与机械中空主轴相连接，反之，在用于调整夹爪的夹紧模式中联结杆与机械中空主轴断开联结并且抗扭地与机械罩壳相连接。在此，联结杆和螺纹配对元件相对于由马达驱动的机械中空主轴的转动静止。机械中空主轴抗扭地与卡头体和夹爪支架相连接，从而通过卡头体的转动旋进或旋出螺纹元件，并且由此实现通过钻孔机的马达调整夹爪。这实现了借助于用于钻孔机的驱动件引起夹爪的设定。然而在此，对于钻孔装置的使用者来说困难的是在夹爪之间将钻孔工具插入钻孔装置中，因为在夹紧过程中在钻孔装置处位于外部的且由钻孔机的马达驱动的卡头体旋转。
发明内容
因此本发明的目的为，提供一种钻孔装置，其克服该缺点并且此外提供钻卡头与钻孔机的改进的结合。
在开头提及的类型的钻孔装置中该目的通过以下方式实现，即，设置与螺纹配对元件抗扭地相连接的且可借助于马达驱动的驱动套(Antriebshülse)。与此相关的优点为，可更轻地、更简单地且更便宜地制造钻孔装置。此外，通过钻孔装置的紧凑的结构保证，在钻孔模式中阻止螺纹元件相对于螺纹配对元件的相对旋转。由此，在根据本发明的钻孔装置中不再需要这样的锁止装置(如其例如在文件EP 0017748B1中显示的那样)，即其应防止卡头体相对于松开夹爪的构件的相对旋转。此外，不再需要夹紧力限制部，如其常常在起自夹紧作用的(nachspannen)钻卡头中设置的那样。在此，在钻孔模式中，通过钻孔工具与钻孔方向相反地作用到钻卡头上的扭矩不引起螺纹元件相对于螺纹配对元件的相对运动。不可出现钻孔工具的夹紧(Verspannung)，其防止简单地松开钻卡头。
已证实为合理的是，在马达和驱动套之间设置传动机构、优选地行星齿轮传动机构。由此，可将尽可能大的扭矩传递到钻主轴上并且在钻孔模式中也传递到螺纹配对元件上。
在此，尤其适宜的是，行星齿轮传动机构具有可通过马达驱动的太阳轮，其与至少一个支承在与驱动套相连接的行星架上的行星齿轮处于接合中，该行星齿轮自身和与机械罩壳相关联的齿圈(Hohlrad)共同作用。由此可能的是，直接在太阳轮处附接(ansetzen)钻孔机的驱动部，由此行星架通过至少一个在未旋转的(umlaufend)齿圈上滚动(abrollen)的行星齿轮驱动驱动套。
已证实为优选的是，螺纹配对元件以两件的方式由螺纹套和与螺纹套抗扭地相连接的可轴向地调整的联结杆形成，并且在形成为机械中空主轴的钻主轴中被引导，当联结杆具有联结正齿轮(Kupplungsstirnrad)并且机械中空主轴具有主轴正齿轮时，并且当驱动套和如有可能传动机构以可轴向调整的方式支承在机械罩壳中时。通过主轴正齿轮和联结正齿轮非常简单的是，建立在驱动套和机械中空主轴或联结杆之间的传递扭矩的连接。
一种特别的实施形式的特征在于，驱动套具有内啮合部并且可以可逆的方式从夹紧模式(在其中联结正齿轮与内啮合部处于接合中)转变到钻孔模式(在其中联结正齿轮和主轴正齿轮与内啮合部处于接合中)中。此外，在夹紧模式中，主轴正齿轮与齿圈处于接合中，由此机械中空主轴抗扭地与机械罩壳和卡头体相连接。保证联结杆相对于机械中空主轴的相对的旋转。可非常简单地通过轴向地调整驱动套使钻孔装置在夹紧模式和钻孔模式之间来回切换。在此，同样通过借助于驱动套驱动联结正齿轮和主轴正齿轮防止螺纹元件相对于螺纹配对元件的相对旋转。
本发明的备选的优选的实施形式的特征在于，驱动套固定地与联结正齿轮相连接并且可以可逆的方式从夹紧模式(在其中设置在联结杆处的齿轮圈(Zahnkranz)与机械中空主轴的主轴齿轮圈脱开接合)转变到钻孔模式(在其中齿轮圈和主轴齿轮圈处于接合中)中。在此，在夹紧模式中，主轴正齿轮同样与齿圈处于接合中，由此促使联结杆相对于机械中空主轴的旋转。驱动套的轴向的调整建立在机械中空主轴和驱动螺纹套的联结杆之间的抗扭的连接，由此，实现在钻孔模式和夹紧模式之间的简单的切换。
合理地，引起传动机构和驱动套的轴向调整的设定套(Stellhülse)与机械罩壳相关联。由此，使用者可手动地或同样电动地在夹紧模式和钻孔模式之间切换。在此，对于手动的调整可为合理的是，在罩壳中设置控制曲线部(Steuerkurve)。同样可设想，使用在两个模式状态之间利用电磁实现的切换，例如在文件DE 102009026075A1中显示的那样。
在此，已证实为尤其适宜的是，设定套具有至少一个与齿圈相互作用的设定元件，由此，可借助于设定套以简单的方式轴向地调整行星齿轮传动机构。
已证实为优选的是，可分离地与机械罩壳相连接的覆盖罩以轴向地位于前部的方式与机械罩壳相关联，因为由此防止，钻孔粉末或其它污染物进入敏感的构件中(例如，进入钻孔装置的传动机构中)。
在此有利的是，在钻主轴和机械罩壳之间设置至少一个轴承，其保证钻卡头以及由此整个钻孔装置的圆形精度(Rundlaufgenauigkeit)。
另一尤其优选的实施形式的特征在于，卡头体形成为卡头套，并且具有至少一个径向地位于内部的卡头齿轮圈，在卡头体中以可轴向调整的方式引导可通过马达驱动的主轴杆，其可从夹紧模式(在其中主轴杆的至少一个主轴杆齿轮圈与至少一个行星齿轮处于接合中并且与卡头齿轮圈脱离接合)转变到钻孔模式(在其中主轴杆齿轮圈与卡头齿轮圈处于接合中)中，并且驱动套形成为与至少一个行星齿轮处于接合中的齿圈。在此，轴向地仅仅调整一个构件、即主轴杆，以用于在夹紧模式和钻孔模式之间往复切换。在此，主轴杆用作中心轮(Zentralrad)，其驱动至少一个行星齿轮，该行星齿轮自身驱动形成为齿圈的驱动套。通过驱动套驱动螺纹配对元件，其与设置在夹爪处的螺纹元件处于接合中。
在此，已证实为尤其有利的是，在卡头套和主轴杆之间布置有轴向地支撑主轴杆的弹簧元件。由此，弹簧的回位力持续地作用到主轴杆上，由此将钻孔装置压入钻孔模式中。
此外有利的是，主轴杆与同轴地布置的带动环相关联。该带动环提供用于主轴杆的附加的引导。在夹紧运行中，带动环以抗扭的方式与卡头套处于接合中，由此，固定卡头套并且促使卡头套相对于主轴杆的相对旋转。此外，带动环可具有带动外啮合部，其在钻孔运行中与构造在机械罩壳处的罩壳啮合部处于接合中。
此外已证实为适宜的是，引起主轴杆的轴向调整的设定套与机械罩壳相关联，其中，在此机械的、电动的或手动的调整也是可能的。
最后已证实为优选的是，设定套具有至少一个与带动环相互作用的设定元件，因为由此保证主轴杆的被引导的且可靠的调整。
附图说明
下面针对在图纸中示出的实施例详细解释本发明；其中：
图1在夹紧模式中显示了钻孔装置的第一实施形式的纵截面，
图2在钻孔模式中显示了图1中的钻孔装置，
图3显示了图2中的截面III-III，
图4在夹紧模式中显示了穿过钻孔装置的另一实施形式的纵截面，
图5在钻孔模式中显示了图4中的钻孔装置，
图6显示了图5中的截面VI-VI，
图7在夹紧模式中显示了钻孔装置的另一备选的实施形式的纵截面，
图8在钻孔模式中显示了图7中的钻孔装置，
图9显示了图7中的截面IX-IX，
图10显示了图7中的截面X-X，
图11显示了图8中的截面XI-XI，
图12显示了图8中的截面8B-8B，以及
图13显示了图8中的截面8A-8A。
参考标号列表
1机械罩壳
2钻主轴
3卡头体
4螺纹元件
5螺纹配对元件
6螺纹连接部
7夹爪
8驱动套
9行星齿轮传动机构
10太阳轮
11行星架
12行星齿轮
13齿圈
14螺纹套
15联结杆
16机械中空主轴
17联结正齿轮
18主轴正齿轮
19内啮合部
20齿轮圈
21主轴齿轮圈
22设定套
23设定元件
24覆盖罩
25轴承
26卡头套
27卡头齿轮圈
28主轴杆
29主轴杆齿轮圈
30弹簧元件
31带动环
32容纳部
33带动内啮合部
34罩壳啮合部
35卡头体啮合部
36带动外啮合部
具体实施方式
图1至3显示了钻孔装置的第一优选的实施形式，其包括具有马达的钻孔机(该钻孔机具有可旋转地支承在机械罩壳1中的钻主轴2)和带有卡头体3的钻卡头，在卡头体3中引导可借助于构造在螺纹元件4和螺纹配对元件5之间的螺纹连接部6调整的夹爪7。在钻孔装置中，设置有与螺纹配对元件5抗扭地相连接的且可借助于马达驱动的驱动套8。
此外，在马达和驱动套8之间布置有行星齿轮传动机构9，其具有可通过马达驱动的太阳轮10。图3显示出，在优选的实施例中，刚好五个行星齿轮12支承在与驱动套8相连接的行星架11上，其与太阳轮10和齿圈13处于啮合中。
螺纹配对元件5以两件的方式由螺纹套14和与螺纹套14抗扭地相连接的可轴向地调整的联结杆15形成并且在构造成机械中空主轴16的钻主轴2中被引导。联结杆15具有联结正齿轮17，并且机械中空主轴16具有主轴正齿轮18。行星齿轮传动机构9和驱动套8以可轴向调整的方式支承在机械罩壳1中，其中，存在与机械罩壳1相关联的设定套22，其引起传动机构和驱动套8的轴向的调整。为此，设定套22具有与齿圈13相互作用的设定元件23。
可分离地与机械罩壳1相连接的覆盖罩24以轴向地位于前方(即，位于钻孔装置的背离马达的侧边上)的方式与机械罩壳1相关联。在钻主轴2和机械罩壳1之间设置多个轴承25。
在图1中在夹紧模式中显示了该实施形式，在其中驱动套8的内啮合部19与联结正齿轮17处于接合中，并且主轴正齿轮18与未旋转的齿圈13相啮合。在此，通常通过机械主轴将马达的力传递到行星齿轮传动机构9的太阳轮10上。该太阳轮10驱动支承在行星架11上的行星齿轮12，其在与机械罩壳1抗扭地相连接的齿圈13上滚动。抗扭地与行星架11相连接的驱动套8自身将力传递到联结正齿轮17上，由此驱动联结杆15和螺纹套14。由于主轴正齿轮18和由此机械中空主轴16通过齿圈13抗扭地与机械罩壳1相连接，因此使螺纹套14相对于机械中空主轴16的相对旋转成为可能，并且通过螺纹连接部6在带动夹爪7的情况下轴向地向前(即，在背离马达的方向上)或轴向地向后调整螺纹元件4。
图2在钻孔模式中显示了该实施形式，在其中，轴向地向前移动驱动套8和行星齿轮传动机构9，其中，联结正齿轮17和主轴正齿轮18与驱动套8的内啮合部19处于接合中。在此，同样将马达的力传递到行星齿轮传动机构9的太阳轮10上。该太阳轮10驱动支承在行星架11上的行星齿轮12，其在与机械罩壳1抗扭地相连接的齿圈13上滚动。在此，通过调整设定套22使驱动套8轴向地向前偏移。由行星齿轮传动机构9带动驱动套8，并且通过联结正齿轮17和主轴正齿轮18与驱动套8的内啮合部19接合现在驱动套8与联结杆15并且与机械中空主轴16抗扭地相连接，由此将马达的力直接传递到联结杆15和机械中空主轴16上。由此，使螺纹套14相对于机械中空主轴16的相对旋转和夹爪7的调整不可能。
在图4至6中显示了另一优选的实施形式。在此，驱动套8固定地与联结正齿轮17相连接，并且联结杆15具有齿轮圈20。机械中空主轴16自身具有主轴齿轮圈21。
图4在夹紧模式中显示了该实施形式，在其中设置在联结杆15处的齿轮圈20与机械中空主轴16的主轴齿轮圈21脱离接合。在该实施形式中，马达将力传递到行星齿轮传动机构9的太阳轮10上。太阳轮10驱动支承在行星架11上的行星齿轮12，其在与机械罩壳1抗扭地相连接的齿圈13上滚动。行星架11抗扭地与驱动套8相连接并且由此抗扭地与联结杆15相连接，由此通过马达驱动联结杆15。机械中空主轴16形状配合地与抗扭地与机械罩壳1相连接的齿圈13相连接。轴向地向后调整设定套22，从而联结杆15的齿轮圈20不与主轴齿轮圈21处于接合中。由此，通过马达仅仅驱动联结杆15但不驱动机械中空主轴16。在该夹紧模式中，在机械中空主轴16和螺纹套14之间的相对旋转是可能的，从而同样在该实施形式中通过轴向地调整螺纹元件4调整夹爪7。
相反地，在图5中在钻孔模式中显示了该钻孔装置，其中，齿轮圈20与主轴齿轮圈21处于接合中。在该模式中，马达将力传递到行星齿轮传动机构9的太阳轮10上。该太阳轮10驱动支承在行星架11上的行星齿轮12，其在与机械罩壳1抗扭地相连接的齿圈13上滚动。现在，轴向地向前调整设定套22，由此同样使行星齿轮传动机构9和驱动套8以及联结杆15轴向地向前偏移，并且其中，松开在齿圈13和机械中空主轴16之间的形状配合。在该钻孔模式中，联结杆15的齿轮圈20与主轴齿轮圈21处于接合中，由此，将马达的力传递到联结杆15和机械中空主轴16上。使在机械中空主轴16和螺纹套14之间的相对旋转不可能。
在图6、图5的截面VI-VI中可看出，在该实施例中，驱动套8也具有内啮合部19。此外可看出，设定套22不必完全包围钻孔装置。
在图7至11中示出另一优选的实施形式，其中，在此卡头体3形成为卡头套26，并且具有两个径向地位于内部的卡头齿轮圈27。在卡头体3中以可轴向调整的方式引导可通过马达驱动的主轴杆28，在该实施例中，主轴杆28具有用于驱动工具的容纳部32。在该实施形式中，驱动套8形成为与行星齿轮12处于接合中的齿圈13。
图7在夹紧模式中显示了该钻孔装置，在其中主轴杆28的主轴杆齿轮圈29与行星齿轮12处于接合中并且与卡头齿轮圈27脱离接合。在卡头套26和主轴杆28之间布置有支撑主轴杆28的弹簧元件30，其将钻孔装置压入钻孔模式中。带动环31布置成与主轴杆28同轴，带动环31和与设定套22相关联的设定元件23相互作用以用于调整主轴杆28。通常在罩壳1和设定元件23和/或设定套22之间构造有控制曲线部，从而以简单的方式使手动地调整主轴杆28成为可能。在该实施形式中，将马达的力直接传递到主轴杆28上，主轴杆自身驱动在齿圈13上滚动的行星齿轮12。行星齿轮12固定在卡头体3中，从而齿圈13通过行星齿轮12的驱动而旋转。在此显示的齿圈13抗扭地与螺纹配对元件5相连接。主轴齿轮圈29与卡头齿轮圈27脱离接合，从而使主轴杆28相对于抗扭的卡头体3的相对旋转成为可能。由此，在该夹紧模式中经由与齿圈13和驱动齿圈13的行星齿轮12抗扭地连接通过马达驱动螺纹配对元件5。由此，可在静止的卡头体3中调整夹爪7。
在图8中在钻孔模式中显示了图7中的钻孔装置，其中，在此以双倍的方式设置的主轴杆齿轮圈29与卡头齿轮圈27处于接合中。此外，相应于以上实施形式，在机械罩壳1和卡头套26之间设置轴承25。通过设定套22轴向地向后调整主轴杆28，由此，通过卡头齿轮圈27与主轴杆齿轮圈29的接合将马达的力通过主轴杆28传递到卡头体3上。此外，在所显示的实施例中，主轴杆28形状配合地与行星齿轮12相连接，但是其在该钻孔模式中自身不再在齿圈13上滚动，因为利用卡头体3的旋转带动齿圈13和行星齿轮12。使卡头体3相对于引起夹爪7的调整的螺纹配对元件5的相对旋转不可能。
在图9、图7中的截面IX-IX中可看出，主轴杆齿轮圈29作为太阳轮10与行星齿轮12处于接合中，行星齿轮12自身与形成为齿圈13的驱动套8处于接合中。
在图10、图7中的截面X-X中显示，主轴杆28没有任何部分与在此显示的卡头齿轮圈27处于接合中，从而主轴杆28可相对于卡头套26旋转。
在图11、图8中的截面XI-XI中可明显地看出，主轴杆齿轮圈29与卡头齿轮圈27处于接合中，并且由此在钻孔模式中在主轴杆28的旋转时带动卡头套26。
从图12(图8中的截面8B-8B)和图13(图8中的截面8A-8A)中可看出，所显示的实施例的带动环31具有带动内啮合部33和带动外啮合部36。此外，在机械罩壳1处构造有罩壳啮合部34。在钻孔模式中，带动内啮合部33接合到卡头体啮合部35中并且带动外啮合部36接合到罩壳啮合部34中。由此，固定形成为卡头套36的卡头体3。除了啮合部也可设想在上述构件之间其它抗扭的连接。

Claims (12)

1.一种钻孔装置，包括：具有马达的钻孔机，该钻孔机具有可旋转地支承在机械罩壳(1)中的钻主轴(2)；和带有卡头体(3)的钻卡头，在所述卡头体(3)中引导可借助于在螺纹元件(4)和螺纹配对元件(5)之间构造的螺纹连接部(6)调整的夹爪(7)，其中所述钻孔装置能够在夹紧模式和钻孔模式之间调整，在所述夹紧模式中所述螺纹元件(4)能够相对于所述螺纹配对元件(5)旋转，其中设置与所述螺纹配对元件(5)抗扭地相连接的且可借助于所述马达驱动的驱动套(8)，该驱动套(8)用于在所述钻孔装置在所述夹紧模式中和在所述钻孔模式中运行时传递马达的力，其中在所述钻孔模式中排除在所述螺纹元件(4)和所述螺纹配对元件(5)之间的相对旋转，其中设置有能够由马达驱动的、包括至少一个行星齿轮(12)、支承所述至少一个行星齿轮(12)的行星架以及齿圈(13)的行星齿轮传动机构(9)，其特征在于，所述卡头体(3)形成为形成所述行星架的卡头套(26)并且具有至少一个径向地位于内部的卡头齿轮圈(27)，其中在所述卡头体(3)中以可轴向调整的方式引导可通过所述马达驱动的主轴杆(28)，所述主轴杆(28)能够从夹紧模式转变到钻孔模式中，在夹紧模式中所述主轴杆(28)的至少一个主轴杆齿轮圈(29)与所述至少一个行星齿轮(12)处于接合中并且与所述卡头齿轮圈(27)脱离接合，在钻孔模式中所述至少一个主轴杆齿轮圈(29)与所述卡头齿轮圈(27)且与所述至少一个行星齿轮(12)处于接合中，并且所述驱动套(8)形成为与所述至少一个行星齿轮(12)处于接合中的齿圈(13)。
2.根据权利要求1所述的钻孔装置，其特征在于，在所述卡头套(26)和所述主轴杆(28)之间布置有轴向地支撑所述主轴杆(28)的弹簧元件(30)。
3.根据权利要求1或2所述的钻孔装置，其特征在于，所述主轴杆(28)与同轴地布置的带动环(31)相关联。
4.根据权利要求3所述的钻孔装置，其特征在于，引起所述主轴杆(28)的轴向调整的设定套(22)与所述机械罩壳(1)相关联。
5.根据权利要求4所述的钻孔装置，其特征在于，所述设定套(22)具有至少一个与所述带动环(31)相互作用的设定元件(23)。
6.根据权利要求5所述的钻孔装置，其特征在于，在所述机械罩壳(1)和所述设定套(22)和/或所述设定元件(23)之间构造有控制曲线部。
7.根据权利要求5或6所述的钻孔装置，其特征在于，所述带动环(31)具有带动内啮合部(33)和带动外啮合部(36)。
8.根据权利要求7所述的钻孔装置，其特征在于，所述机械罩壳(1)具有罩壳啮合部(34)，并且所述卡头体(3)具有卡头体啮合部(35)，并且在所述钻孔模式中所述带动内啮合部(33)接合到所述卡头体啮合部(35)中并且所述带动外啮合部(36)接合到所述罩壳啮合部(34)中。
9.根据权利要求1或2所述的钻孔装置，其特征在于，所述卡头套(26)具有两个径向地位于内部的卡头齿轮圈(27)。
10.根据权利要求1或2所述的钻孔装置，其特征在于，所述主轴杆(28)具有两个主轴杆齿轮圈(29)。
11.根据权利要求10所述的钻孔装置，其特征在于，所述主轴杆齿轮圈(29)中的第一主轴杆齿轮圈形成为所述行星齿轮传动机构(9)的与所述至少一个行星齿轮(12)处于接合中的太阳轮(10)，并且所述主轴杆齿轮圈(29)中的第二主轴杆齿轮圈在所述钻孔模式中与所述至少一个卡头齿轮圈(27)处于接合中。
12.根据权利要求1或2所述的钻孔装置，其特征在于，所述主轴杆(28)具有用于驱动工具的容纳部(32)。
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