CN107257873B - 用于钻孔铁路轨道的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于钻孔铁路轨道(2)的设备(1)，包括：支撑电池可操作电动马达(3)的支撑部分(8)，限定工具轴线(5)和钻孔方向(12)的钻孔工具(4)，介于马达(3)和钻孔工具(4)之间的减速齿轮(6)，可替换电池(7)和用于可移除地将支撑部分(8)紧固到要钻孔的物体的装置(13)，以及照明系统(14)，该照明系统具有彼此间隔开并且相对于包含工具轴线(5)的理论竖直工作平面(17)布置在两个相对侧上的两个光源(15，16)，其中，该两个光源(15，16)生成两个光锥，该两个光锥在钻孔工具(4)的钻孔区域(18)中至少部分地重叠。

Description

用于钻孔铁路轨道的设备

技术领域

本发明涉及用于钻孔铁路轨道的钻机，以及在铁路应用中的导轨设备。

背景技术

用于钻孔铁路轨道的设备是已知的，其包括与钻头或钻铣刀同轴地安装的马达，并且马达在钻孔操作期间与钻头自身一起向前移动。该结构涉及显著的纵向尺寸，其通常与导轨的某些点(例如开关等)不相容，并且通常不允许生成非水平孔。

从出版物MI93A002026已知用于钻孔轨道的钻机，其具有支撑电动马达或火花点火发动机的主体、钻孔工具、介于马达和钻孔工具之间的减速齿轮，以及用于相对于待钻孔的物体可移除地紧固主体的装置，其中提供用于相对于主体自身平移钻孔工具的装置。

现有技术的用于钻孔轨道的钻机仍然具有某些缺点。

尚未适当解决的第一个问题是钻孔区域的可见性差，其通常至少部分地被钻机自身、其燃料箱和其供电电缆的总体尺寸覆盖或阻挡。

第二个缺点涉及在没有电网的偏远地区的电钻机的电力供应，并且如果要使用电池操作的钻机，则涉及所需电池的总体尺寸和重量，这些电池将阻碍钻机相对于导轨的放置并且将损害其质量分布。

第三个缺点是用于产生不同尺寸的孔的已知轨道钻机的通用性差。当与较小的铣刀一起使用以形成较小的孔时，设计用于大直径铣刀的钻机将施加过高的扭矩和过低的速度，这将造成工具的过早磨损。类似地，当与较大的铣刀一起使用以形成较大的孔时，设计用于小直径的铣刀的钻机将施加过低的扭矩和过高的速度，这将导致磨头在异常和非最佳条件下对钢进行加工。

已知技术钻机的第四个问题是不可预测的故障的发生，例如由于重载荷的使用条件以及通常由于钻机的不正确使用而引起的马达故障发生。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于钻孔铁路轨道的设备，其具有诸如排除已知技术的至少一些缺点的特征。

这些和其它目的通过根据本发明的用于钻孔铁路轨道的设备来实现。具体实施方式中涉及有利和优选的实施例。

根据本发明的一个方面，用于钻孔铁路轨道的设备包括：

-电池可操作的电动马达，

-限定工具轴线的钻孔工具，

-介于电动马达和钻孔工具之间的减速齿轮，

-可再充电的电池，

-大致“L”形的支撑部分，具有第一翼部，该第一翼部形成电动马达所耦接到的连结部分，以及第二翼部，该第二翼部相对于第一翼部沿横向方向延伸并且支撑钻孔工具，

其中，电动马达被布置在第二翼部上并与该第二翼部竖直地分离，

其中，电动马达和第二翼部在设备的相同钻孔方向上从第一翼部突出，给予装置“U”形，

-用于相对于要钻孔的物体可移除地紧固支撑部分的装置，

-照明系统，其具有彼此间隔开并且相对于包含工具轴线的竖直工作平面布置在两个相对侧上的两个光源，其中该两个光源生成两个光锥，该两个光锥在钻孔工具的钻孔区域中至少部分地重叠。

照明系统的存在和特定构造改善钻孔区域的可见性并且减少所述区域中阴影的形成。

附图说明

为了更好地理解本发明并且理解本发明的优点，下面参考附图描述通过示例给出的一些非限制性实施例，在附图中：

图1是根据本发明的钻孔设备的透视侧视图，

图2是图1中的钻孔设备的局部剖视侧视图，

图3是图1中的钻孔设备的正视图，

图4是图1中钻孔设备的透视顶视侧视图，

图5是根据实施例的钻孔设备的细节的放大视图，

图6是根据实施例的钻孔设备的细节的另一放大视图。

具体实施方式

参考附图，用于钻孔铁路轨道2的设备1包括可由电池供能的电动马达3、限定工具轴线5的钻孔工具4、介于电动马达3和钻孔工具4之间的减速齿轮6、可替换可再充电的电池7和支撑部分8。

支撑部分8可大致为“L”形，其具有第一翼部9，其形成电动马达3所耦接到的连结部分10，以及第二翼部11，其沿例如大致相对于第一翼部9垂直的横向方向延伸并且支撑钻孔工具4。电动马达布置在第二翼部11上方并与其竖直地分离，并且电动马达3和第二翼部11二者都在设备1的相同钻孔方向12上从第一翼部9突出，给予设备1“U”形。

如从MI93A002026已知的那样，“U”形减小钻孔设备1的总体尺寸，有利地平衡其质量分布，并允许其在不同位置使用。

钻孔设备1还包括用于相对于要钻孔的物体(轨道2)可移除地紧固设备1，特别是支撑部分8的紧固装置13。

根据本发明的一个方面，钻孔设备1包括照明系统14，其具有彼此间隔开并相对于包含工具轴线5的理论竖直工作平面17布置在两个相对侧上的两个光源15，16。两个光源14，15，优选两个LED或两个LED组，产生在钻孔工具4的钻孔区域18中至少部分重叠的两个光场(锥)。

照明系统14的存在和特定构造改善钻孔区域18的可见性并且减少所述区域中的阴影的形成。

在一个实施例中，光源15，16布置在连接到电动马达3的细长杆19的相对端部并且在横向方向上延伸，优选正交于工作平面17。光源15，16有利地布置在电动马达3的面对第二翼部11的底侧上，但是在第二翼部11之上并且与工具轴线5竖直地间隔开。光源15，16的光锥或光场指向前(在钻孔方向12上)和向下，如图1和图3所示。此外，如图3所示，光源15，16的光锥的理论中心轴以会聚方式指向工作平面17。这优化钻孔区域18的照明，并且降低眼睛在光源之上和后方的使用者失明的风险。

有利地，光源15，16侧向地布置在紧固装置13的侧向总体尺寸(与工作平面17正交)的外侧。

本说明书中的“之上”、“之下”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“竖直”、“水平”是指设备1的操作位置，如在图1、图2、图3中所示。

钻孔设备1包括连接到可再充电电池7、电动马达3、照明系统14以及手动接通/命令装置，例如按钮或杠杆22的电子控制单元21(当提供时)，进一步控制、监视或信令装置，其将在下面描述。

在一个实施例中，手动命令装置可以定位在三个分开的切换位置：稳定的关闭位置，稳定的打开位置以及钻孔工具4的不稳定的旋转放置位置。

通过使手动命令装置进入稳定的打开位置，例如，通过按压或移动按钮22，即使操作者从命令装置移除他/她的手指，所述切换位置也稳定地接合，并且控制单元21致动马达3，并且马达保持打开和运行，优选在最大或最大工作转数。减速齿轮6将由马达3供应的机械能传递到心轴，该心轴承载钻孔工具4，并且执行轨道2的钻孔。

命令装置22可手动地进入另一个切换位置，以在钻孔操作期间的任何时间停止电动马达3的致动。

通过使手动命令装置进入稳定的关闭位置，例如，通过按压或移动按钮22，即使操作者从命令装置移除他/她的手指，所述切换位置也稳定地接合，并且控制单元21关闭马达3，并且马达保持关闭而不运行。关闭设备1的步骤专用于例如将设备1放置在要钻孔的轨道上，用于设备1的维护或待机模式。

命令装置22可手动地进入另一个切换位置，例如，以在关闭步骤期间的任何时间恢复电动马达3的操作。

通过使手动命令装置进入不稳定的放置位置，例如，通过按压或移动按钮22，所述切换位置不稳定地接合，并且控制单元21以与最大或工作转数相比的最小转数或至少减少的转数来致动马达3，并且对于每次切换操作进入工具放置位置，例如对于按钮22上的每个手动压力，马达每次只进行一个旋转步骤。在没有切换到工具放置位置的情况下(换句话说，在没有按压按钮的情况下)，马达3保持关闭。

减速齿轮6将由马达3供应的机械能传递到心轴，该心轴承载钻孔工具4并且执行放置步骤，该步骤允许将心轴容易且精确地旋转放置在允许通过紧固工具(通过定位销39)接近和释放钻孔工具4的位置。给马达施加的单个冲击对应于例如承载钻孔工具4的心轴36的10°…15°的旋转。

可以在工具放置阶段期间的任何时间使命令装置22手动地进入另一个切换位置，以终止工具放置阶段。

控制单元21配置为使得当命令装置切换到打开位置时：

-如果超过指示死锁情况(即停止或显著减慢)的所需扭矩(马达3的扭矩)的极限值，则马达3被关闭，并且只有一旦命令装置被切换到关闭位置时其可以再次打开，然后切换到打开位置。

因此，操作者被“警告”关于死锁情况，其对于钻孔完全无效并且损害电机3，并且操作者可更好地让钻孔模式(工具4的前进速度，工具4的铣刀直径4，调节马达3的转数)适应设备1的钻孔条件和具体特性。

控制单元21存储电动马达3的总体运行时间，并且当提供时，存储单个钻孔事件的数量和技术参数，并且根据存储的值和预设参考值生成维护需求警告，即最大允许运行时间。

根据一个实施例，钻孔设备1包括多色显示器23，该多色显示器与控制单元21信号连接并且例如通过不同的彩色LED具有第一发光区域24(例如绿色)、至少第二发光区域25(例如黄色)，以及至少第三发光区域26(优选为红色)。

不同颜色的发光区域可沿条带或在圆或圆弧的序列中相继地布置，例如，按照顺序：第三发光区域26-第二发光区域25-第一发光区域24-第二发光区域25-第三发光区域26。或者，例如通过多色LED，不同颜色的发光区域可实质上布置在相同的空间。

控制单元21控制多色显示器23，以便生成以下视觉警告中的一个或多个：

电池7的充电状态，其中第一发光区域24(绿色)的点亮指示高充电水平，第二发光区域25(黄色)的点亮指示充足的充电水平，第三发光区域26(红色)的点亮指示充电水平不足。还考虑了点亮组合，例如绿色-黄色或黄色-红色，其指示中间电池充电水平。

在超过预设的最大马达扭矩的钻孔操作期间异常，多色显示器23通过点亮第三发光区域(红色)26来指示死锁情况。

电供应错误，其中在嵌入非合适电池的情况下和/或当命令装置切换到打开位置时插入电池7的情况下，多色显示器23通过点亮第三发光区域(红色)26，例如处于闪烁模式来指示异常。

需要进行维护，其中当达到预设的最大工作时数时，多色显示器23指示需要维护，例如，通过同时或按序列闪烁所有的发光区域24，25，26。

瞬时钻孔条件，其中当马达3在其最佳条件下运行时，多色显示器23保持第一发光区域(绿色)24打开，并且其中在增加马达扭矩过度请求(死锁情况)的情况下，多色显示器23逐渐点亮在第一发光区域(绿色)24的第一侧上的第二发光区域(黄色)25，然后点亮第三发光区域(红色)26，并且其中如果所需的马达扭矩渐渐降低到最佳马达扭矩(铣刀在排屑不足的钢上滑动的情况)，多色显示器23逐渐点亮与第一发光区域(绿色)24的第一侧相反的第二侧上的第二发光区域(黄色)25，然后点亮第三发光区域(红色)26。

在一个实施例中，在将命令装置切换到打开位置的情况下，多色显示器23被供能，并且其在工具放置位置和关闭位置被关闭。

在一个实施例中，在将命令装置切换到工具放置位置的情况下，多色显示器23也被供能，并且在这种情况下，其保持打开预设(和可调节的)时间限制，例如15秒，这足以向使用者提供上述警告(维护，供应异常等)。

在另一个实施例中，钻孔设备1包括具有至少两个或三个稳定切换位置的速度开关27，其允许选择马达3的旋转速度，以便能够用不同直径的铣刀执行钻孔，而在任何情况下都保持在磨齿的最佳圆周速度范围内。

在一个实施例中，控制单元21被配置为在打开切换状态和工具放置切换状态二者中照明的照明系统14。

在打开切换状态下，两个光源(LED)15，16永久地打开，即在整个钻孔持续时间以及预设(可能可调节的)控制时间，例如在完成打开切换阶段之后10秒…15秒…20秒的范围内。

在工具布置切换状态下，两个光源(LED)15，16打开预设(可能可调节的)放置时间，例如在从切换开始到工具放置位置的15秒…30秒…45秒的范围内。

在一个实施例中，通过处理钻孔设备1的控制和/或操作的预设组合，例如当接合电池7时通过将命令装置保持在工具放置位置中被按压下，照明系统14可以再次被禁用和启用。

与根据本发明的一个方面的具有可再充电电池的电动钻机的通用原理相反，根据该原理，电池被固定到钻机的底侧并且远离钻孔方向和钻孔区域，可再充电电池7可逆地机械耦接到形成在电动马达3的上部的面向钻孔方向12(图1，图2)并且优选地竖直地在工具轴线5之上、并且大致相对于工作平面17居中的设备1的电池接口28。因此，电池7形成设备1的结构的“U”形的上翼部的自由端部，将设备1的重心移动到更靠近轨道2，在照明钻孔区域18时不产生阴影，不是在与钻孔区域18相对侧上的使用者的障碍物，并且不干扰轨道2下的压载物。

电池接口28和电池7有利地被配置为通过将电池7从顶部向下或平行于支撑部分8的第一翼部9的延伸平移滑动而彼此机械耦接和电连接。

电池7可为36V，4Ah可再充电锂离子电池。

设备1可包括用于不同可再充电电池的机械耦接和电连接的适配器装置。

根据实施例，钻孔设备1包括连接到控制单元21的另一个显示器29，用于显示设备1的数值操作参数、数值设备参数和数值控制参数。

支撑部分8有利地由铝合金制成。

电动马达3的输出轴的轴线可有利地与工具轴线5平行但竖直地间隔开，因此两个轴线位于相同的工作平面17上。

介于电动马达3的输出轴16和钻孔工具4之间的减速齿轮6可包括一套齿轮(其优选地直接与马达轴的轴线和工具5的轴线正交并且)直接由支撑部分8承载并且在第一翼部9中被接收(图2)。

如在MI93A002026中已知和进一步详细描述的那样，提供用于相对于支撑部分8平移钻孔工具4的装置，由此在钻孔工具4的前进运动期间，支撑部分8和具有电池7的马达3保持在固定位置，并且移动的质量非常小。

平移装置可包括连接到减速齿轮6的齿轮的内部开槽的套筒30，以通过致动马达3来旋转。在开槽的套筒30内侧设置有中空的开槽的轴31，其旋转地耦接到套筒并且可相对于套筒滑动。轴31由滑块32可枢转地支撑，滑块32具有齿条段33，滑块32使用该齿条段33啮合连接到进给杆35的齿轮34。

前进杆35的致动导致滑块32和开槽的轴31的平移，该轴由滑块32支撑并由开槽的套筒30旋转。

开槽的轴31具有用于固定工具4的心轴36，心轴36位于开槽的轴31的面向钻孔方向12的操作端部。

最后，紧固装置13可布置在支撑部分8的第二翼部11的自由端部处，并且可包括与待钻孔的轨道2的腿部接合的一个或多个夹具37，以及桥杆系统38，其在轨道2之上延伸并且在轨道2的腿部的相对侧上形成邻接。

本领域技术人员为了满足偶然和特定的需要，显然可以对根据本发明的钻孔设备进行进一步的改变和变型，这些改变和变型全部都包含在由所附权利要求限定的本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种用于钻孔铁路轨道(2)的设备(1)，包括：支撑部分(8)，支撑电池(7)能操作的电动马达(3)；钻孔工具(4)，限定工具轴线(5)和钻孔方向(12)；减速齿轮(6)，介于在所述电动马达(3)和所述钻孔工具(4)之间；可替换的电池(7)；以及紧固装置(13)，用于将所述支撑部分(8)能移除地紧固到待钻孔的物体，

其特征在于，所述设备包括照明系统(14)，所述照明系统具有彼此分离的两个光源(15，16)，并且这两个光源布置在相对于包含所述工具轴线(5)的理论竖直工作平面(17)的两个相对侧上，其中，这两个光源(15，16)在所述钻孔工具(4)的钻孔区域(18)中生成至少部分重叠的两个光场；

其中，所述光源(15，16)在所述紧固装置(13)的垂直于所述工作平面(17)的侧向总体尺寸的外部侧向地布置。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中：

-所述支撑部分(8)是大致“L”形的，所述支撑部分具有：形成连接部分(10)的第一翼部(9)，所述电动马达(3)耦接到所述连接部分；以及第二翼部(11)，所述第二翼部相对于所述第一翼部(9)在横向方向上延伸并且支撑所述钻孔工具(4)，

-所述电动马达(3)布置在所述第二翼部(11)之上并且与所述第二翼部竖直地间隔开，

-所述电动马达(3)和所述第二翼部(11)二者均在所述设备(1)的相同的钻孔方向(12)上从所述第一翼部(9)突出，给予所述设备(1)“U”形的形状。

3.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，所述光源(15，16)布置在连接到所述电动马达(3)的细长杆(19)的相对的端部区域处，并相对于所述工作平面(17)在横向方向上延伸。

4.根据权利要求2所述的设备(1)，其中，所述光源(15，16)布置在所述电动马达(3)的面对所述第二翼部(11)的底侧上，但是在所述第二翼部(11)之上并且与所述工具轴线(5)竖直地间隔开，其中，所述光源(15，16)的所述光场定向在所述钻孔方向(12)上并且向下，并且所述光源(15，16)的所述光场的中心轴线以会聚方式导向并且倾斜地朝向所述工作平面(17)。

5.根据权利要求1所述的设备(1)，包括电子的控制单元(21)，该控制单元连接到可充电的所述电池(7)、所述电动马达(3)、所述照明系统(14)，并且所述控制单元具有能设置在三个不同切换位置中的手动的命令装置(22)：

-“关闭”的稳定位置，

-“打开”的稳定位置，

-“工具放置”的非稳定位置，

其中：

-当将所述命令装置(22)切换到“打开”的稳定位置时，所述“打开”的位置稳定地接合，并且所述控制单元(21)致动所述电动马达(3)，然后所述电动马达保持以预设的操作转数操作，

-当将所述命令装置(22)切换到“关闭”的稳定位置时，所述“关闭”的位置稳定地接合，并且所述控制单元(21)关闭所述电动马达(3)，然后所述电动马达保持关闭，

-当将所述命令装置(22)切换到不稳定的“工具放置”位置时，所述“工具放置”的位置不稳定地接合，并且所述控制单元(21)以相对于所述操作转数的减少的转数运行，其中每次切换在所述“工具放置”的位置中时所述电动马达(3)仅进行一个预设旋转步骤，其中，所述预设旋转步骤导致支撑所述钻孔工具(4)的心轴(36)旋转小于90°。

6.根据权利要求5所述的设备(1)，其中，所述控制单元(21)被配置为使得当所述命令装置(22)被切换到所述“打开”的位置时：

-如果超过所述电动马达(3)需要的扭矩的上限值，则所述电动马达(3)关闭，并且只有在所述命令装置(22)被切换到所述“关闭”的位置且然后回到所述“打开”的位置之后，才能再次打开，

-所述控制单元(21)存储所述电动马达(3)的总运行时间，并且根据所述总运行时间和预设比较值生成需要维护警告。

7.根据权利要求5所述的设备(1)，包括与所述控制单元(21)信号连接的多色显示器(23)，并且所述多色显示器具有第一颜色的第一发光区域(24)，第二颜色的至少一个第二发光区域(25)，和第三颜色的至少一个第三发光区域(26)，

其中，所述控制单元(21)控制所述多色显示器(23)，以生成以下视觉警告中的一个或多个：

-电池(7)充电状态，

-钻孔异常，

-电供应错误，

-维护需要，

-瞬时钻孔条件。

8.根据权利要求7所述的设备(1)，其中：

-在电池(7)充电状态警告的情况下，所述第一发光区域(24)的点亮指示高充电水平，所述第二发光区域(25)的点亮指示充足的充电水平，所述第三发光区域(26)的点亮指示充电水平不足，

-在钻孔异常警告的情况下，当超过预设的最大马达扭矩时，所述多色显示器(23)通过点亮所述第三发光区域(26)来指示死锁情况，

-在电供应错误警告的情况下，在插入不合适的电池的情况下和/或在当所述命令装置被切换到所述“打开”的位置时插入电池(7)的情况下，所述多色显示器(23)通过点亮所述第三发光区域(26)来指示异常，

-在维护需要警告的情况下，当在“打开”的模式下达到预设的最大操作小时数时，所述多色显示器(23)通过同时或按序列闪烁所有的所述第一发光区域(24)、所述第二发光区域(25)和所述第三发光区域(26)来指示需要维护，

-在瞬时钻孔条件指示的情况下，当所述电动马达(3)在最佳扭矩范围工作时，所述多色显示器(23)保持所述第一发光区域(24)点亮，并且其中，在增加马达扭矩请求的情况下，所述多色显示器(23)逐渐点亮在所述第一发光区域(24)的第一侧上的所述第二发光区域(25)以及所述第三发光区域(26)，并且其中，在马达扭矩降低到所述最佳扭矩以下的情况下，所述多色显示器(23)逐渐点亮与所述第一侧相反的所述第一发光区域(24)的第二侧上的所述第二发光区域(25)以及所述第三发光区域(26)。

9.根据权利要求1所述的设备(1)，包括速度开关(27)，该速度开关具有对应于所述电动马达(3)的不同旋转速度的两个或更多个稳定切换位置。

10.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，可充电的所述电池(7)可逆地机械耦接到电池接口(28)，该电池接口形成在所述电动马达(3)的面向所述钻孔方向(12)的上部部分，并且将所述电池(7)竖直地定位于所述工具轴线(5)之上且相对于所述工作平面(17)大致居中。

11.根据权利要求10所述的设备(1)，其中，所述电池接口(28)和所述电池(7)被配置为通过从顶部向下滑动所述电池(7)而彼此机械耦接和电连接。

12.根据权利要求5所述的设备(1)，包括连接到所述控制单元(21)的另一个显示器(29)，以用于显示所述设备(1)的数值操作参数和数值控制参数。

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