CN114939689A - 具有马达单元和传动装置单元的钻具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻具(1)，诸如取芯钻具(1)，该钻具包括马达单元(2)和传动装置单元(3)。马达单元(2)包括电动马达(4)和马达驱动轴(5)，该马达驱动轴从电动马达(4)沿着第一纵向轴线(6)延伸且经由位于壳体端部(9)中的马达出口孔口(8)伸出到马达单元壳体(7)外，并且该马达驱动轴包括驱动轴传动装置(10)。驱动轴传动装置(10)适于推动钻轴(14)，该钻轴沿着第二纵向轴线(15)延伸并且包括适于保持工具的工具保持器(16)。壳体端部(9)包括横向于纵向轴线(6，15)布置的壁部(17)，该壁部适于封闭传动装置单元腔(11)并且适于将电动马达(4)与传动装置单元腔(11)分隔开。

Description

具有马达单元和传动装置单元的钻具

技术领域

本发明涉及一种钻具，并且该钻具包括马达单元和传动装置单元。

背景技术

工程机械例如在改造、重建和扩展建筑物时使用。具有可旋转驱动轴的钻机马达通常用于钻孔，例如用于建筑物的地板和墙壁中的管道，其中马达驱动轴连接至单独的传动装置单元。钻轴从传动装置单元延伸并且包括适于保持工具的工具保持器，诸如混凝土钻机。

马达驱动轴与传动装置单元之间的连接是通过使马达驱动轴经由马达出口孔口从马达伸出并且经由传动装置单元接收孔口进入到传动装置单元中来实现的。

因此，期望降低马达驱动轴的弯曲的风险并且降低制造成本、减小尺寸和重量。

发明内容

本公开的目的是提供一种钻具，其中，与现有技术的钻具相比，该钻具降低马达驱动轴弯曲的风险，并且具有降低的制造成本以及减少的尺寸和重量。

这个目的是通过一种钻具(诸如取芯钻具)来实现的，该钻具包括马达单元和传动装置单元。该马达单元包括电动马达和马达驱动轴，该马达驱动轴从电动马达沿着第一纵向轴线延伸并且经由位于壳体端部中的马达出口孔口伸出到马达单元壳体外，并且该马达驱动轴包括驱动轴传动装置。传动装置单元包括具有传动装置单元腔的传动装置单元壳体，该传动装置单元腔进而包括至少一个腔内传动装置，其中驱动轴传动装置适于与一腔内传动装置配合，该腔内传动装置至少间接地适于推动钻轴，该钻轴沿着第二纵向轴线延伸并且包括适于保持工具的工具保持器。壳体端部包括横向于纵向轴线布置的壁部，并且该壁部适于封闭传动装置单元腔并且适于将马达与传动装置单元腔分隔开。

这意味着传动装置单元不包括任何面向马达单元壳体的壁部，从而减少了所需要的部件和材料的数量。这使钻具具有减小的尺寸和重量，进而使制造成本降低。此外，尺寸减小是由于沿着纵向轴线的长度减小，这意味着马达驱动轴的长度减小，这降低了马达驱动轴弯曲的风险。

根据一些方面，传动装置单元壳体和马达单元壳体一起被包括在钻具主壳体中。这提供了紧凑且流线型的钻具。

根据一些方面，马达单元壳体和/或传动装置单元壳体包括周向延伸狭槽，该狭槽适于接收密封垫圈，该密封垫圈适于用作传动装置单元壳体与马达单元壳体之间的密封件。由此，获得了马达单元与传动装置单元之间的改进的密封。

根据一些方面，壳体端部包括周向延伸的密封凸缘，该密封凸缘与纵向轴线平行地从壁部朝向传动装置单元腔延伸并延伸到该传动装置单元腔中，使得密封凸缘和传动装置单元腔在垂直于纵向轴线的方向上重叠。

根据一些方面，密封凸缘和传动装置单元壳体具有与纵向轴线平行并且包围这些纵向轴线的对应的表面。这些表面在彼此邻接处具有互补的形状。

由此，获得马达单元与传动装置单元之间的改进的刚性和密封性。

根据一些方面，这些表面按照非柱形形状围绕纵向轴线。

根据一些方面，密封凸缘包括周向延伸狭槽，该周向延伸狭槽适于接收密封垫圈，该密封垫圈适于用作传动装置单元壳体与马达单元壳体之间的密封件。由此，获得马达单元与传动装置单元之间的改进的密封。

根据一些方面，该壳体端部包括周向延伸的第一支撑凸缘，该第一支撑凸缘与第一纵向轴线平行地从壁部朝向传动装置单元腔延伸并且延伸到该传动装置单元腔中。该第一支撑凸缘包括该马达出口孔口并且保持用于马达驱动轴的轴承装置，该马达驱动轴延伸穿过该第一支撑凸缘。这为马达驱动轴提供支撑并且容纳轴承装置。

根据一些方面，壳体端部包括周向延伸的至少一个附加支撑凸缘，该附加支撑凸缘沿着与第一纵向轴线平行的轴线从壁部朝向传动装置单元腔延伸并且延伸到该传动装置单元腔中。每个附加支撑凸缘都保持对应的轴承装置，轴承装置适于接收并支撑对应的传动装置轴，传动装置轴附接到位于传动装置单元中的对应的传动装置。由此，这些传动装置轴被牢固地固定并轴颈连接。

根据一些方面，马达单元壳体通过紧固器件附接到传动装置单元壳体。例如，紧固器件在密封凸缘的径向向外的位置处接合传动装置单元壳体和马达单元壳体。

根据一些方面，传动装置单元腔容纳诸如润滑油或润滑脂的液体，并且马达单元壳体的壁部与传动装置单元腔一起布置成封装所述液体。液体可以吸收由电动马达产生的一些热量。

根据一些方面，钻具包括用于将冷却空气朝向马达单元引导的风扇。冷却空气被引导至马达单元壳体的至少一侧，所述侧不是马达单元的包括壁部的一侧，使得马达单元在一个外侧上通过液体直接冷却，并且在至少一个其他外侧上通过冷却空气直接冷却。这样，能够实现有效的冷却。

根据一些方面，用来冷却的风扇由电动马达驱动并且位于马达单元的与马达单元和传动装置单元腔相接合的一侧相对的一侧上。

根据一些方面，电动马达由电池供电。

附图说明

在下文中，将参考优选实施例和附图更详细地描述本公开，在附图中：

图1示出了取芯钻具的侧视图；

图2示出了取芯钻具的局部侧视截面图；

图3示出了传动装置单元的立体图；

图4示出了传动装置单元和马达的组件的一部分的剖开截面立体图；

图5示出了马达单元的第一立体图；

图6示出了马达单元的第二立体图；以及

图7示出了传动装置单元和马达单元的组件的立体图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述本公开的各方面。然而，本文所公开的不同设备可以以许多不同形式实现，并且不应被解释为限于本文所阐述的方面。贯穿附图，相同的标号表示相同的元件。

在此使用的术语仅用于描述本公开的多个方面并且不旨在限制本发明。如本文中使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。

参考图1和图2，图2是图1的局部侧截面图，取芯钻具1包括马达单元2、传动装置单元3、前手柄30以及形成在后壳体部32中的后手柄31，其中，后手柄31包括电源开关33。取芯钻具1还包括沿着第二纵向轴线15延伸的钻轴14，并且该钻轴包括适于保持工具的工具保持器16。该工具保持器是心轴的形式。

图3示出了传动装置单元3的立体图，图4示出了传动装置单元3和马达单元2的组件的一部分的剖开截面立体图，图5示出了马达单元2的第一立体图，图6示出了马达单元2的第二立体图，以及图7示出了传动装置单元3和马达单元2的组件的立体图。参考图3至图7，马达单元2包括电动马达4和马达驱动轴5，该马达驱动轴从电动马达4沿着第一纵向轴线6延伸并且经由位于马达单元壳体7的壳体端部9中的马达出口孔口8伸出到马达单元壳体7外。马达驱动轴5包括驱动轴传动装置10。

传动装置单元3包括具有传动装置单元腔11的传动装置单元壳体18，该传动装置单元腔进而包括至少一个腔内传动装置12、13、41、42、43，其中驱动轴传动装置10适于与腔内传动装置12配合，该腔内传动装置至少间接地适配成推动钻轴14。这意味着驱动轴传动装置10适于与直接或间接(即，经由至少另一个腔内传动装置)适配成推动钻轴14的腔内传动装置配合。

在这个实例中，存在第一传动装置轴14和第二传动装置轴28，其中第一传动装置轴14相当于钻轴14。输入传动装置12附接到第二传动装置轴28并且适于与驱动轴传动装置10配合。输出传动装置13、43附接到第一传动装置轴14并且适于通过中间传动装置41、42联接到输入传动装置12，其中输出传动装置13、43附接到钻轴14。更详细地，第一中间传动装置41和第二中间传动装置42附接到第二传动装置轴28，并且当通过驱动轴传动装置10推动输入传动装置12而使第二传动装置轴28旋转时，第一中间传动装置和第二中间传动装置旋转。

在上文中，附接到轴的传动装置意味着该传动装置可旋转地接合到该轴并且适于与该轴一起旋转。

对于第一传动装置位置，如图4所示，第一中间传动装置41与第一输出传动装置13配合并接合，其中第一输出传动装置13随后适于使第一传动装置轴14旋转，第二输出传动装置43处于空转状态而不接合任何传动装置。对于第二传动装置位置，输出传动装置13、43沿着第二纵向轴线15移位，使得第二中间传动装置42与第二输出传动装置43配合并接合，于是，第二输出传动装置43适于使第一传动装置轴14旋转，第一输出传动装置13处于空转状态而不接合任何传动装置。这些传动装置位置之间的切换是通过切换杆44来实现的，该切换杆使输出传动装置13、43在与与第一传动装置轴14可旋转地接合的同时沿着第一传动装置轴14并且沿着第二纵向轴线15移动。

根据一些方面，输入传动装置12由驱动轮和滑动离合器轮构成。

许多其他传动装置配置可能利用更多或更少的传动装置。可想到的是，驱动轴传动装置10适于与输入传动装置12配合并且直接推动该输入传动装置。根据一些方面，输入传动装置12为花键的形式，该花键被接收在适于接收花键的传动装置中。根据一些方面，适于接收花键的传动装置可以由输出传动装置构成，使得在纵向轴线6、15重叠处直接进行动力传递。

壳体端部9包括横向于纵向轴线6、15布置的壁部17，并且该壁部适于封闭传动装置单元腔11并且将电动马达4与传动装置单元腔11分隔开。

换言之，马达单元壳体7包括将传动装置单元腔11和电动马达4分开的一个壁部，传动装置单元壳体18朝向壁部17敞开。这意味着传动装置单元3不包括任何面向马达单元壳体7的壁部，从而减少所需的部件和材料的数量。这使钻具1的尺寸和重量减小，进而降低了制造成本。此外，尺寸减小是由于沿着纵向轴线6、15的长度减小，这意味着马达驱动轴5的长度减小，这降低了马达驱动轴弯曲的风险。

单元壳体18和马达单元壳体7一起包括在钻具主壳体7、18中，根据一些方面，钻具主壳体7、18附接至后壳体部32，该后壳体部例如主要可由塑料材料制成。

根据一些方面，传动装置单元腔11容纳诸如润滑油或润滑脂的液体，并且马达单元壳体的壁部17与传动装置单元腔11一起被布置成封装所述液体。例如，这种液体可以是齿轮油或者诸如齿轮脂之类的更粘性的物质，并且被用作用于对传动装置单元内的运动部件进行润滑的润滑剂。

根据一些方面，壳体端部9包括周向延伸的密封凸缘21，该密封凸缘平行于纵向轴线6、15地从壁部17朝向传动装置单元腔11延伸并延伸到该传动装置单元腔中，使得密封凸缘21和传动装置单元腔11在垂直于纵向轴线6、15的方向上重叠。

密封凸缘21和传动装置单元壳体18具有与纵向轴线6、15平行并且包围这些纵向轴线的对应的表面34、35。表面34、35在彼此邻接处具有互补的形状。密封凸缘21所具有的凸缘表面34是径向外表面，并且传动装置单元壳体18所具有的壳体表面35是径向内表面。

由此，密封凸缘21和传动装置单元壳体18形成需要的密封，这是因为传动装置单元腔11可以填充有应该被容纳在传动装置单元腔11内的齿轮油。在此情况下，应注意的是除了以上提及的这些优点之外，单个的壁部17使得马达单元2与传动装置单元3之间的热传导性得到改进，其中根据一些方面，齿轮油可以吸收电动马达4产生的一些热量。此外，邻接的表面34、35使得稳定性增加。

根据一些方面，表面34、35按照非柱形形状围绕纵向轴线6、15。这意味着在马达单元2和传动装置单元3之间的交叉处，表面34、35可以按照钻具的总体截面形状。

根据一些方面，密封凸缘21包括周向延伸的狭槽19，该周向延伸的狭槽适于接收密封垫圈20，该密封垫圈适于用作传动装置单元壳体18与马达单元壳体7之间的密封件。由此，获得马达单元2与传动装置单元3之间的改进的密封。在该实例中，密封垫圈20是O形环，当然可以想到其他类型的密封垫圈。

可替代地，周向延伸狭槽19适于接收可形成在另一部件处的密封垫圈20。例如，传动装置单元壳体18和马达单元壳体7包括对应的凸缘表面36、37，这些凸缘表面垂直于纵向轴线6、15延伸并且适于彼此邻接，其中，适于接收密封垫圈的周向延伸狭槽可形成在这些凸缘表面36、37的任一个中。密封垫圈可以是O形环或平坦垫圈。根据一些方面，马达单元壳体7通过紧固器件29a、29b附接至传动装置单元壳体18，其中，根据一些方面，这些紧固器件29a、29b穿过凸缘表面36、37延伸。紧固器件29a、29b可例如由螺钉或螺栓构成。根据一些方面，紧固器件29a、29b在密封凸缘14的径向向外的位置处接合传动装置单元壳体18和马达单元壳体7。

根据一些方面，壳体端部9包括周向延伸的第一支撑凸缘22，该第一支撑凸缘与第一纵向轴线6平行地垂直于壁部17延伸，该第一支撑凸缘从壁部17朝向传动装置单元腔11延伸并且延伸到该传动装置单元腔中，其中第一支撑凸缘22具有围绕第一纵向轴线6的径向延伸部。第一支撑凸缘22包括马达出口孔口8并且保持用于马达驱动轴5的轴承装置23和径向密封件49，其中马达驱动轴5延伸穿过第一支撑凸缘22。这为马达驱动轴5提供支撑并且容纳轴承装置23。此外，通过本公开，其中仅需要一个壁部17来将传动装置单元腔11与电动马达4分隔开，从马达单元2到传动装置单元3的过渡处也仅需要一个用于马达驱动轴5的轴承装置。如前所述，马达驱动轴5具有减小的长度，这降低了马达驱动轴弯曲的风险，其中，所讨论的长度从轴承装置23延伸到驱动轴传动装置10的一端。

根据一些方面，壳体端部9包括至少一个周向延伸的附加支撑凸缘24、25，这些附加支撑凸缘沿着与第一纵向轴线6平行的轴线从壁部17朝向传动装置单元腔11延伸并延伸到该传动装置单元腔中，其中每个附加支撑凸缘24、25都保持对应的轴承装置26、27，这些轴承装置适于接收和支撑对应的传动装置轴14、28，这些传动装置轴附接到位于传动装置单元3中的对应的传动装置。

在该实例中，存在第二传动装置轴28和相当于钻轴的第一传动装置轴14，其中，第一传动装置轴14与输出传动装置13、43可旋转地接合，并且第二传动装置轴28与输入传动装置12可旋转地接合，该输入传动装置进而适于如前所述与驱动轴传动装置10配合。

第一支撑凸缘24包括适于接收第一传动装置轴14的第一轴承装置26，并且第二支撑凸缘25保持适于接收第二传动装置轴28的第二轴承装置27。由此，传动装置轴14、28通过轴承装置26、27牢固地固定并轴颈连接。传动装置轴14、28还牢固地固定并轴颈连接在传动装置单元3中，如在图2中针对第一传动装置轴14，即钻轴14所示出的那样，在图2中钻轴14经由钻轴轴承装置38延伸。因此，支撑凸缘22、24、25具有径向内表面，这些径向内表面适于接收马达驱动轴5和传动装置轴14、28形式的另一部分。

在此情况下，凸缘保持轴承装置意味着该凸缘适于包括用于该轴承装置的支座。

根据一些方面，密封凸缘21包围支撑凸缘22、24、25，并且优选地支撑脊45、46、47、48在支撑凸缘22、24、25与密封凸缘21之间延伸。根据一些方面，支撑凸缘22、24、25主要具有柱形形状并且可以具有共用的壁部。

本公开不限于以上内容，而是可以在所附权利要求的范围内自由地变化。例如，电动马达4由电池40供电。这样的电池优选地是可充电的。

根据一些方面，钻具1包括用于将冷却空气朝向马达单元2引导的风扇39，其中，冷却空气被引导至马达单元壳体7的至少一侧，所述侧不是马达单元的包括壁部17的一侧，使得马达单元2在一个外侧上通过诸如润滑油或润滑脂的液体直接冷却，并且在至少一个其他外侧上通过冷却空气直接冷却。这通过这两种方法使得马达单元有效地冷却。例如，用来冷却的风扇39由电动马达4驱动并且位于马达单元2的与马达单元2与传动装置单元腔11相接合的一侧相对的一侧上。在图1中，箭头A1、A2(未示出全部箭头)示出了冷却空气流。

冷却空气沿着电动马达4的侧面且平行于第一纵向轴线6地被引导经过电动马达4，特别是经过被包括在马达壳体7中的冷却凸缘50，并且经过电池40。冷却空气由后壳体部32中的通道引导。在该实例中，马达单元2关闭，即，没有冷却空气流入到马达壳体7中，并且通过电动马达4产生的热主要通过冷却凸缘50消散。此外，传动装置单元3适于将热量从马达单元2传导出去，其中这种热传递是通过以下事实来增强的：马达单元壳体7包括将传动装置单元腔11与电动马达4分隔开的一个壁部。

术语轴承装置可以包括任何类型的轴承，例如滚珠轴承或滚针轴承。

在以上实例中，壳体端部9包括周向延伸的密封凸缘21，该密封凸缘从壁部17朝向传动装置单元腔11延伸并延伸到该传动装置单元腔中。根据一些方面，可想到的是，相反，传动装置单元壳体18包括周向延伸的密封凸缘，该密封凸缘延伸到壳体端部9中。

Claims (18)

1.一种钻具(1)，所述钻具包括马达单元(2)和传动装置单元(3)，其中，所述马达单元(2)包括电动马达(4)和马达驱动轴(5)，所述马达驱动轴从所述电动马达(4)沿着第一纵向轴线(6)延伸并且经由位于壳体端部(9)中的马达出口孔口(8)伸出到马达单元壳体(7)外，并且所述马达驱动轴包括驱动轴传动装置(10)，并且其中，所述传动装置单元(3)包括具有传动装置单元腔(11)的传动装置单元壳体(18)，所述传动装置单元腔进而包括至少一个腔内传动装置，其中，所述驱动轴传动装置(10)适于与一腔内传动装置配合，该腔内传动装置至少间接地适于推动钻轴(14)，所述钻轴沿着第二纵向轴线(15)延伸并且包括适于保持工具的工具保持器(16)，其中，所述壳体端部(9)包括横向于所述纵向轴线(6，15)布置的壁部(17)，所述壁部(17)适于封闭所述传动装置单元腔(11)并且适于将所述电动马达(4)与所述传动装置单元腔(11)分隔开。

2.根据权利要求1所述的钻具(1)，其中，所述传动装置单元壳体(18)和所述马达单元壳体(7)一起被包括在钻具主壳体中。

3.根据权利要求1或2所述的钻具(1)，其中，所述马达单元壳体(7)和/或所述传动装置单元壳体包括周向延伸狭槽(19)，所述周向延伸狭槽适于接收密封垫圈(20)，所述密封垫圈适于用作所述传动装置单元壳体(18)与所述马达单元壳体(7)之间的密封件。

4.根据权利要求1或2所述的钻具(1)，其中，所述壳体端部(9)包括周向延伸的密封凸缘(21)，所述密封凸缘与所述纵向轴线(6，15)平行地从所述壁部(17)朝向所述传动装置单元腔(11)延伸并延伸到所述传动装置单元腔中，使得所述密封凸缘(21)和传动装置单元腔(11)在垂直于所述纵向轴线(6，15)的方向上重叠。

5.根据权利要求4所述的钻具(1)，其中，所述密封凸缘(21)和所述传动装置单元壳体(18)具有与所述纵向轴线(6，15)平行并且包围所述纵向轴线的对应的表面(34，35)，并且其中，所述表面(34，35)在彼此邻接处具有互补的形状。

6.根据权利要求5所述的钻具(1)，其中，所述表面(34，35)按照非柱形形状围绕所述纵向轴线(6，15)。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的钻具(1)，其中，所述密封凸缘(21)包括周向延伸狭槽(19)，所述周向延伸狭槽适于接收密封垫圈(20)，所述密封垫圈适于用作所述传动装置单元壳体(18)与所述马达单元壳体(7)之间的密封件。

8.根据前述权利要求中任一项所述的钻具(1)，其中，所述壳体端部(9)包括周向延伸的第一支撑凸缘(22)，所述第一支撑凸缘与所述第一纵向轴线(6)平行地从所述壁部(17)朝向所述传动装置单元腔(11)延伸并且延伸到所述传动装置单元腔中，其中，所述第一支撑凸缘(22)包括所述马达出口孔口(8)并且保持用于所述马达驱动轴(5)的轴承装置(23)，所述马达驱动轴(5)延伸穿过所述第一支撑凸缘(22)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的钻具(1)，其中，所述壳体端部(9)包括周向延伸的至少一个附加支撑凸缘(24，25)，所述附加支撑凸缘沿着与所述第一纵向轴线(6)平行的轴线从所述壁部(17)朝向所述传动装置单元腔(11)延伸并且延伸到所述传动装置单元腔中，其中，每个所述附加支撑凸缘(24，25)都保持对应的轴承装置(26，27)，这些轴承装置适于接收并支撑对应的传动装置轴(14，28)，所述传动装置轴附接到所述传动装置单元(3)中的对应的传动装置。

10.根据前述权利要求中任一项所述的钻具(1)，其中，所述马达单元壳体(7)通过紧固器件(29a，29b)附接到所述传动装置单元壳体(18)。

11.根据权利要求10或权利要求4至7中任一项所述的钻具(1)，其中，所述紧固器件(29a，29b)在所述密封凸缘(21)的径向向外的位置处接合所述传动装置单元壳体(18)和所述马达单元壳体(7)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的钻具(1)，其中，所述传动装置单元腔(11)容纳液体，并且所述马达单元壳体的所述壁部(17)与所述传动装置单元腔(11)一起布置成封装所述液体。

13.根据权利要求12所述的钻具(1)，其中，所述钻具(1)包括用于将冷却空气朝向所述马达单元(2)引导的风扇(39)，其中，冷却空气被引导至所述马达单元壳体(7)的至少一侧，所述侧不是所述马达单元的包括所述壁部(17)的一侧，使得所述马达单元(2)在一个外侧上通过液体直接冷却，并且在至少一个其他外侧上通过冷却空气直接冷却。

14.根据权利要求13所述的钻具(1)，其中，用来冷却的所述风扇(39)由所述电动马达(4)驱动并且位于所述马达单元(2)的与所述马达单元(2)和所述传动装置单元腔(11)相接合的一侧相对的一侧上。

15.根据前述权利要求中任一项所述的钻具(1)，其中，所述电动马达(4)由电池供电(40)。

16.根据前述权利要求中任一项所述的钻具(1)，其中，所述至少一个腔内传动装置包括输入传动装置(12)、输出传动装置(13，43)和中间传动装置(41，42)，所述输入传动装置(12)适于与所述驱动轴传动装置(10)配合，并且至少一个所述输出传动装置(13，43)通过至少一个所述中间传动装置(41，42)联接到所述输入传动装置(12)，其中，所述输出传动装置(13，43)附接到所述钻轴(14)。

17.根据权利要求1所述的钻具(1)，其中，所述钻具(1)是取芯钻具。

18.根据权利要求12所述的钻具(1)，其中，所述液体是润滑油或润滑脂。

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