CN1078829C - 冲击式钻机的工作模式转换装置 - Google Patents

Abstract

第二小齿轮(10)可转动地支承在一根中间轴(14)周围，并可沿中间轴的轴线方向滑动。小齿轮套环(12)固定在中间轴(14)上。第一离合机构(11)可选择地使第二小齿轮(10)与小齿轮套环(12)啮合或脱离，套环(6)支承在中间轴(14)周围，以至于不能绕该中间轴转动但可沿其轴线方向滑动。运动变换构件(4)可转动地支承在中间轴周围。该构件(4)将电机(1)的转动力转换成冲击力。第二离合机构(5)可选择地使运动变换机构(4)与套环(6)啮合或脱离。

Description

冲击式钻机的工作模式转换装置

本发明涉及用于冲击式钻机的工作模式转换装置，所述冲击式钻机包括一个冲击机构以及一个转动力传送机构。

例如，一台传统的冲击式钻机装备有一台电机。电机产生转动力，以便驱动附加在冲击式钻机前端的工具。电机转动力通过第一小齿轮和第一齿轮传送到一根中间轴。在中间轴上装有第二小齿轮。第二小齿轮再与第二齿轮啮合。因此，电机的转动力总是传送到第二齿轮上。第二齿轮又与一个旋转套筒啮合。于是，第二齿轮的转动力通过旋转套筒传送到附加在冲击式钻机前端的工具上。

中间轴具有用来与一个套环花键接合的成碟形部分。这个套环能有选择地与一个运动变换构件啮合。该运动变换构件安装在中间轴周围并可绕后者转动。当套环与运动变换构件啮合时，电机的转动力从中间轴经过运动变换机件传送到一个活塞。该活塞的作用如同一个空气弹簧，活塞的往复运动形成压缩力，该压缩力作为一个冲击力通过一个冲击零件和一个合适的中间零件传送到工具。

该冲击式钻机的工作模式可通过操纵一个模式转换构件(例如是可转动地安装在冲击式钻机外壳上的转换构件)进行改变。该模式转换构件的转动与套环的滑动相联系。当操作者转动模式转换开关时，套环沿轴线方向移动，从而改变套环和运动变换构件之间的啮合状态。于是，冲击式钻机的工作模式根据操作者的选择而发生改变。例如，在一种模式中转动力和冲击力均被传送到工具。通过转动转换构件还能出现另一种模式，使得只有转动力能传送到工具。

与1991年公布的PCT/DE89/00336(WO89/11955)一致的日本专利申请No.3-504697披露过一种冲击式钻机，它具有“转动＋冲击”、“只转动”和“只冲击”三种模式，可由使用者进行选择。

本发明的一个目的是提供一种新颖而又优秀的冲击式钻机工作模式转换装置，该装置易于操作、结构简单和/或紧凑。

为了达到这个和其它相关目的，本发明提供一种具有多种方式的冲击式钻机，下文将对其进行介绍。下文描述中圆括号内所加参考编号对应于本发明最佳实施例所披露的相应的部件，因而只是用来促进对本发明的理解，而不是用来严格地解释本发明的范围。

根据本发明的一种方式，冲击式钻机具有一台电机(1)、一个转动传送机构以及一个冲击机构，所述转动传送机构将转动力传送到一个附加在该冲击式钻机上的工具(20)，而冲击机构将冲击力传送给工具。更准确地说，在转动传送机构中，一个小齿轮(10)可转动地支承在一根中间轴(14)周围，并可沿中间轴的轴线方向滑动。一个第一套环(12)固定在该中间轴上。此外，一个第一离合机构(11)可选择地使该小齿轮与第一套环啮合以便将电机的转动力传送到工具(20)，还能使该小齿轮与第一套环脱离以便中断转动力往工具的传送。还有，在冲击机构中，一个第二套环(6)支承在该中间轴周围，以便不能绕该中间轴转动但可沿该中间轴的轴线方向滑动。一个运动变换构件(4)可转动地支承在该中间轴周围。该运动变换构件将电机的转动力转换成冲击力。而且，一个第二离合机构(50可选择地使该运动变换构件与第二套环啮合以便将冲击力传送到工具，还可使该运动变换构件与第二套环脱离以便中断冲击力往工具的传送。

本发明冲击式钻机最好进一步包括放置在第二套环(6)和小齿轮(10)之间的一个第一弹簧(7)。该第一弹簧既弹性推动第二套环又弹性推动该小齿轮。一个转动限制机构(9)可沿着该中间轴的轴线方向滑动，以便移动小齿轮(10)和第二套环(6)。还有，一个第二弹簧(23)弹性推动转动限制构件(9)。

最好是当转动力的传送被第一离合机构(11)中断时，小齿轮(10)沿着一个预定的方向移动，而当冲击力的传送被第二离合机构(5)中断时第二套环(6)沿着一个相反的方向移动。

该冲击式钻机最好进一步包括一个用来使转动限制构件(9)与小齿轮(10)啮合的第三离合机构(22)。

最好是该冲击式钻机进一步包括一个可滑动地安装在一个外壳(21)上的转换构件(8)。该转换构件具有一个与转动限制构件(9)连动的内部部分(8a)，以便允许操作者通过转动转换构件改变工作模式。

电机(1)的转动力最好被传送到中间轴(14)的一端，而第一套环(12)被固定在该中间轴的另一端。

最好是第一套环(12)具有一个内齿轮(12a)，当第一离合机构被接合时，该内齿轮与小齿轮(10)的一个小齿轮部分(10a)啮合。

小齿轮(10)最好通过一个齿轮(15)将转动力传送到支承工具(20)的一个套筒(19)。

最好是转动限制构件(9)可靠地安装在外壳(21)的一个内壁上。

转动限制构件(9)最好具有一个限制凹槽(9b)，所述凹槽正好与小齿轮(10)的一个环形部分上形成的一个小齿轮(10b)配合并且两者是可啮合的。

最好是转动限制构件(9)具有一个接合部分(9a)，所述接合部分邻接正由第一弹簧(7)弹性推动的第二压环(6)。

转动限制构件(9)最好被第二弹簧(23)弹性推动，致使转动限制构件(9)总是紧靠转换构件(8)的内部部分(8a)。

下面结合附图进行详细描述，使本发明的上述和其它目的、特征和优点更加明确，其中：

图1是垂直横截面图，画出一台处于“转动加冲击”模式的本发明最佳实施例冲击式钻机总的结构。

图2是垂直横截面图，说明本发明最佳实施例冲击式钻机的“空挡”模式；

图3是垂直横截面图，说明本发明最佳实施例冲击式钻机的“只冲击”模式；

图4是垂直横截面图，说明该本发明最佳实施例冲击式钻机的“只转动”模式；

图5画出根据该本发明最佳实施例的一个转动限制构件；

图6是透视图，画出根据该本发明最佳实施例的第一离合机构；

图7是透视图，画出本发明最佳实施例的第三离合机构；

图8是透视图，画出根据该本发明最佳实施例的转换构件；

图9是平面图，画出本发明最佳实施例处于“转动加冲击”模式时的转换状态；

图10是平面图，画出本发明最佳实施例处于“空挡”模式时的转换状态；

图11是平面图，画出本发明最佳实施例处于“只冲击”模式时的转换状态；

而图12是平面图，画出本发明最佳实施例处于“只转动”模式时的转换状态。

下文参照图1至图12，描述一个本发明最佳实施例。在所有附科中同一零件标以相同的参考号。

电机1用作冲击式钻机的动力源。一个运动变换构件4将电机1的转动力转换成冲击力。再通过一个冲击机构把冲击力传递到附加在该冲击钻前端的一个工具20上。在此同时，一个转动传送机构将电机1的转动力传递给工具20。一个套筒19支承着工具20。一个第二小齿轮10通过一个第二齿轮15，将转动力传送到套筒19。第二小齿轮10同轴连结在一根中间轴14a周围，因而能围绕中间轴14a的轴线转动，并可沿着该轴线方向移动。

一个小齿轮套环12压配合因而可靠地固定在与第二小齿轮10前端相邻的中间轴14a前端。小齿轮套环12有一个与第二小齿轮10的一个小齿轮部分10a啮合的内齿轮12a。中间轴14a被压配合到另一根中间轴14b上，因而与后者可靠地固定。于是，中间轴14a与中间轴14b成一整体地转动。将中间轴14a和14b统称为中间轴14。

当第二小齿轮10的小齿轮部分10a与小齿轮套环12的内齿轮12a啮合时，中间轴14a的旋转运动经过小齿轮套环12传送到第二小齿轮10。然后第二小齿轮10的旋转运动又经过第二齿轮15和套筒19传送到工具20。

当第二小齿轮10朝电机1(即向后)移动时，第二小齿轮10与小齿轮套环12脱离。中间轴14a在第二小齿轮10的一个圆柱形孔中滑动。于是，不再有转动力传送到套筒19。换句话说，如图6所示，第二小齿轮10以及小齿轮套环12的啮合和/或脱离由一个第二离合机构11进行控制。

筒形套环6具有一个用来与中间轴14b花键接合的成堞形部分。套环6围绕着中间轴14b并且与后者同轴连结，因此可沿轴14b的轴线方向滑动，而在两者之间不允许相互转动。运动变换构件4松动地连结在中间轴14b周围，并可围绕后者的轴线转动。套环6可有选择地与运动变换构件4啮合。当套环6与运动变换构件4啮合时，中间轴14b的旋转运动通过套环6传送到运动变换构件4。运动变换构件4再将旋转运动转换成冲击运动。

当套环6朝工具20(即向前)移动时，套环6与运动变换构件4脱离。于是，冲击运动的传送被中断。换句话说，套环6以及运动变换构件4的啮合和/或脱离由一个第二离合机构5进行控制。

一个第一弹簧7围绕着中间轴14放置在第二小齿轮10和套环6之间。第一弹簧7沿着相反方向有弹性地推动第二小齿轮10和套环6，使第一离合机构11和第二离合机构5均处于接合状态。一个转换构件8控制着第一离合机构11和第二离合机构5两者的接合和/或脱离状态。转换构件8被可滑动地安装在一个外壳21上。操作者操纵转换构件8就能改变该冲击式钻机的工作模式。图8画出转换构件8的细部结构。

转动限制构件9的细部如图5所示，它可靠地固定在外壳21内壁形成的沟槽21a内。转动限制构件9具有一个限制凹槽9b。该凹槽正好与第二小齿轮10的一个环形部分上做出的齿轮10b相配，并可与后者啮合。转动限制构件9和齿轮10b之间的啮合，与第二小齿轮10根据第一离合机构11的啮合和/或脱离操作而产生的轴向移位运动相联系。当转动限制构件9的限制凹槽9b与第二小齿轮10的齿轮10b啮合时，套筒19的旋转运动被锁住。换句话说，转动限制构件9和第二小齿轮10的啮合和/或脱离由一个第二离合机构(详见图7)控制。一个第二弹簧23朝电机1(即向后)弹性推动转动限制构件9。因此，转动限制构件9总是紧靠转换构件8的一个凸起8a。

下面将描述该冲击式钻机进入每种模式时的动作情况。

转动加冲击

参见图1和图9，电机1的转动经过第一齿轮2以及齿轮3传送到中间轴14b。套环6借助花键与中间轴14b可滑动地接合。套环6受第一弹簧7弹性推动，因而定位于一个预先确定的端点位置，在该位置第二离合机构5处于接合状态。因此，套环6通过第二离合机构5与运动变换构件4啮合。运动变换构件4使活塞16产生往复运动，因而起到一个空气弹簧的作用。活塞16的往复运动作为冲击力通过一个冲击零件17和一个中间零件18被传送到工具20。在此同时，电机1的转动通过第一离合机构11从中间轴14a传送到第二小齿轮10。第二小齿轮10的转动再通过第二齿轮15传送到套筒19。而工具20与套筒19成一整体地旋转。因此，工具20同时既接收到冲击力又接收到转动力，从而实现作为工作模式之一的“转动加冲击”模式。

空挡

参见图2和图10，为了将“转动加冲击”模式转变为“空挡”模式，操作者转动安装在外壳21上的转换构件8。更准确地说，转换构件8的凸起8a使第二小齿轮10朝电机1移动。于是，第一离合机构使第二小齿轮10脱离小齿轮套环12。

第二弹簧23弹性推动转动限制构件9，使得转动限制构件9紧靠转换构件8的凸起8a。在此状态下第二小齿轮10的齿轮10b不再与转动限制构件9的限制凹槽9b啮合。因此，没有转动力传送到工具20，而且工具可空转，从而实现作为工作模式之一的“空挡”模式。在这一空挡模式，工具20的方向可随意调节。

只冲击

参见图3和图11，为了将“空挡”模式转变为“只冲击”模式，操作者转动转换构件8，以便使转换构件8的凸起8a进一步朝电机1移动。于是转换构件8的凸起8a进入转动限制构件9的一个开口9c(如图7所示)。随着转换构件凸起8a的这个进一步移位运动，转动限制构件9的限制凹槽9b与第二小齿轮10的齿轮10b啮合。换句话说，第三离合机构22进入啮合状态。这就能使工具20停止空转。套环6由第一弹簧7弹性推动，因而使第二离合机构5保持在接合状态。因此，电机1的转动力作为一个冲击力，通过中间轴14a、第二离合机构5、运动变换构件4、活塞16、冲击零件17以及中间零件18被传送到工具20，从而实现作为工作模式之一的“只冲击“模式。如同图5至图7所示，转动限制构件9的内直径大于第二小齿轮10的外直径。

当第二离合机构5处于脱离状态时，操作者操纵转换构件8，以便使凸起8a朝电机1方向移动。由第二弹簧23弹性推动的转动限制构件9紧靠凸块8a。于是转动限制构件9与凸块8a一起朝电机1移动。由第一弹簧7弹性推动的套环6紧靠转动限制构件9的一个接合部分9a，如图4所示，而套环6朝电机1的移位运动实质上受转动限制构件接合部分9a限制。只有当转动限制构件9的接合部分9a朝电机1移动时，套环6才能朝电机1移动。因此，随着操纵转换机构8，第二离合机构5进入接合状态。这样就通过“转动加冲击”模式实现“只冲击”模式。

只转动

参见图4和图12，为了将“转动加冲击”模式改变为“只转动”模式，操作者操纵转换构件8，沿着一个相反方向朝工具20移动转换构件8的凸起8a。因此转动限制构件9朝工具移动。在转动限制构件9的这个向前移位运动期间，转动限制构件9的接合部分9a紧靠套环6。于是套环6与转动限制构件9一起朝工具20移动。因此，第二离合机构5使套环6脱离运动变换构件4。于是，不再有冲击力传送到工具20。而第二小齿轮10由第一弹簧7弹性推动。因此第一离合机构11保持在接合状态。电机1的转动力作为一种转动力通过中间轴14a、第一离合机构11、第二齿轮15以及套筒19被传送到工具20，从而实现作为工作模式之一的“只转动”模式。

当第一离合机构11处于脱离状态时，操作者转动转换构件8，使凸起8a朝工具20移动。由第一弹簧7弹性推动的第二小齿轮10紧靠凸起8a。因此第二小齿轮10与凸起8a一起朝工具20移动，使第一离合机构11进入接合状态。这样就通过“转动加冲击”模式实现“只转动”模式。

转动限制构件9的开口9c具有一个加宽的入口，以便实现从“只冲击”模式到“转动加冲击”模式的平滑转换。

本发明可包括不违背其基本特征精神的多种形式。上文介绍的本发明实施例只是描述而不起限制作用，本发明的精神与其说由上文介绍确定，倒不如说由所附权利要求确定。因此，属于权利要求范围或其等同物之列的所有变化，均包含在这些权利要求之内。

Claims (12)

1.一种冲击式钻机，它具有一台电机(1)、一个转动传送机构以及一个冲击机构，所述转动传送机构将一个转动力传送到一个附加在所述冲击式钻机上的工具(20)，而所述冲击机构将一个冲击力传送给所述工具，

所述转动传送机构包括：

一个小齿轮(10)，它可转动地支承在一根中间轴(14)周围，并可沿所述中间轴的轴线方向滑动；

一个第一套环(12)，它固定在所述中间轴上，以及

一个第一离合机构(11)，它可选择地使所述小齿轮与所述第一套环啮合，以便将所述电机的转动力传送到所述工具(20)，并可使所述小齿轮与所述第一套环脱离，以便中断所述转动力往所述工具的传送；

其特征在于：

所述冲击机构包括：

一个第二套环(6)，它支承在所述中间轴周围，所述第二套环不能绕所述中间轴转动但可沿所述中间轴的轴线方向滑动；

一个运动变换构件(4)，它可转动地支承在所述中间轴周围，所述运动变换构件将所述电机的转动力转换成冲击力；以及

一个第二离合机构(5)，它可选择地使所述运动变换构件与所述第二套环啮合，以便将所述冲击力传送到所述工具，并可使所述运动变换构件与所述第二套环脱离，以便中断所述冲击力往所述工具的传送。

2.根据权利要求1所述的冲击式钻机，其特征为，进一步包括：

一个第一弹簧(7)，它放置在所述第二套环(6)和所述小齿轮(10)之间，所述第一弹簧既弱性推动所述第二套环，又弹性推动所述小齿轮；

一个转动限制构件(9)，它可沿着所述中间轴的轴线方向滑动，以便移动所述小齿轮(10)和所述第二套环(6)；以及

一个第二弹簧(23)，它弹性推动所述转动限制构件(9)。

3.根据权利要求1所述的冲击式钻机，其特征为，当所述转动力的传送被所述第一离合机构(11)中断时，所述小齿轮(10)沿着一个预定的方向移动，而当所述冲击力的传送被所述第二离合机构(5)中断时所述第二套环(6)沿着一个相反的方向移动。

4.根据权利要求2所述的冲击式钻机，其特征为，进一步包括一个用来使转动限制构件(9)与所述小齿轮(10)啮合的第三离合机构(22)。

5.根据权利要求2所述的冲击式钻机，其特征为，进一步包括一个可滑动地安装在一个外壳(21)上的转换构件(8)，所述转换构件具有一个与所述转动限制构件(9)连动的内部部分(8a)，以便允许操作者通过操纵所述转换构件改变工作模式。

6.根据权利要求1所述的冲击式钻机，其特征为，所述电机(1)的转动力被传送到所述中间轴(14)的一端，而所述第一套环(12)被固定在所述中间轴的另一端。

7.根据权利要求1所述的冲击式钻机，其特征为，所述第一套环(12)具有一个内齿轮(12a)，当所述第一离合机构(11)接合时，所述内齿轮与所述小齿轮(10)的一个小齿轮部分(10a)啮合。

8.根据权利要求1所述的冲击式钻机，其特征为，所述小齿轮(10)通过一个齿轮(15)将转动力传送到支承所述工具(20)的一个套筒(19)。

9.根据权利要求2所述的冲击式钻机，其特征为，所述转动限制构件(9)可靠地安装在外壳(21)的一个内壁上。

10.根据权利要求2所述的冲击式钻机，其特征为，所述转动限制构件(9)具有一个限制凹槽(9b)，所述凹槽正好与所述小齿轮(10)的环形部分上做出的一个齿轮(10b)配合并且两者是可啮合的。

11.根据权利要求2所述的冲击式钻机，其特征为，所述转动限制构件(9)具有一个接合部分(9a)，所述接合部分邻接正由所述第一弹簧(7)弹性推动的所述第二压环(6)。

12.根据权利要求5所述的冲击式钻机，其特征为，所述转动限制构件(9)被所述第二弹簧(23)弹性推动，致使所述转动限制构件(9)总是紧靠所述转换构件(8)的所述内部部分(8a)。

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