CN1550275A - 确定钻孔时预设钻孔深度达到的装置、钻孔设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明还涉及一种用于确定在一个钻孔中预先设定的钻孔深度的达到的装置，该钻孔为借助一个钻孔设备的钻孔刀具从工件表面开始向工件内所钻的孔；一种装有这种装置的钻孔设备，尤其是一种电驱动的便携式钻孔设备，如钻孔机，冲击钻或凿岩机；还涉及钻孔方法。设有一个安装在或可安装在钻孔设备(2)上的测量装置(46，48，54)，用于无接触地测量当钻孔刀具(10)的尖端触及工件表面(14)时到工件表面(14)的初始距离(Ao)以及测量瞬时距离(Am)，以及设有一个计算和比较电路(56)，它根据所述测量的初始距离和所述测量的瞬时距离计算出钻孔推进程度(Ao－Am)，并且将该钻孔推进程度与所述预先设定的钻孔深度(Te)进行比较。

Description

确定钻孔时预设钻孔深度达到的装置、钻孔设备及方法
技术领域
本发明涉及一种确定在一个钻孔中达到预先设定的钻孔深度的装置，该钻孔是由一个钻孔设备的钻孔刀具从工件表面开始向工件内所钻的孔。本发明还涉及装备有这种装置的一种钻孔设备，尤其是一种电驱动的便携式钻孔设备，如钻孔机，冲击钻或凿岩机。除此以外，本发明还涉及一种钻孔方法，在该钻孔方法中，用钻孔设备的钻孔刀具从工件的表面开始向工件内钻孔，并且确定预先设定的从工件表面起始的钻孔深度的达到。
背景技术
以上所述类型的这种以机械方式使预先设定的钻孔深度得以确认的装置，在便携式钻孔设备领域是众所周知的。这种公知的装置由纵向伸展的杆式深度限位器组成，所述杆在一个可装配在钻孔设备上的附加手柄的、相对于钻孔刀具纵轴线平行的导向孔内是可移动的。为了设定一个希望的钻孔深度，这个深度限位器借助一个夹紧机构被这样锁定在导向孔内，使深度限位器的前端相对于使用的钻孔刀具的前端向后错位，错位量为所希望的钻孔深度。钻孔时，当限位器的前端触及到被钻孔的物体表面时，则表示希望的钻孔深度已经达到。
然而，在具有敏感表面的工件中钻孔时，如果深度限位器的前端在达到希望的钻孔深度时撞向工件表面，则这种机械式的深度限位器会对工件表面造成损伤。除此以外，当使用长度大的钻孔刀具时，深度限位器不总是够长，此外，深度限位器大多被设置在钻孔设备左侧，这样当深度限位器的前端接近预先设定的深度时，虽然对于右手操作者可以很好地观察，然而对于左手操作者并非如此，因为其视线被钻孔设备的钻卡头挡住了。
借助超声波或激光用于无接触式测距的装置本身是公知的，例如由申请人的DE 199 24 755 A1或DE 198 55 296 C1公开，并且被用于机动车中的测距，如作为停车辅助。
发明内容
按照本发明，提出了一种用于确定在一个钻孔中预先设定的钻孔深度的达到的装置，该钻孔为借助一个钻孔设备的钻孔刀具从工件表面开始向工件内所钻的孔，其中，设有一个安装在或可安装在钻孔设备上的测量装置，用于无接触地测量当钻孔刀具的尖端触及工件表面时到工件表面的初始距离以及测量瞬时距离，以及设有一个计算和比较电路，它根据所述测量的初始距离和所述测量的瞬时距离计算出钻孔推进程度，并且将该钻孔推进程度与所述预先设定的钻孔深度进行比较。
按照本发明，还提出了一种钻孔设备，尤其是电驱动的便携式钻孔设备，它具有前面所述的装置。
按照本发明，还提出了一种钻孔方法，其中，用钻孔设备的钻孔刀具从工件的表面开始向工件内钻一个钻孔，并且确认在钻孔设备上预先设定的从工件表面开始的钻孔深度的达到，其中，在所述钻孔被钻前，测量当钻孔刀具的尖端触及工件表面时的初始距离，并且在钻孔过程中，持续地无接触测量从钻孔设备到工件表面的瞬时距离，并且由被测量的初始距离和被测量的瞬时距离连续地计算钻孔推进程度，将这个钻孔推进程度与预先设定的钻孔深度进行比较。
本发明上述装置、本发明的钻孔设备以及本发明的钻孔方法与现有技术相比的优点是，借助它们的帮助，以光学的方式无接触地、对易损表面无损伤地确认预先设定的钻孔深度的达到。因为一种无接触测距、例如用超声波或激光，能够跨过较大的距离实现，从而使本发明可以在带有大直径钻孔刀具或长的钻孔刀具的大型钻孔设备上无困难地得以应用。在此，将所计算的该测得的初始距离与瞬时距离之间的差值显示在显示装置上或类似装置上，由此能为操作者显示出瞬时的钻孔深度。由此例如可应用简单的方法测量一种抹在砖瓦-或石灰沙石墙上的灰浆层厚度，方式是在灰浆层上钻一个小孔，一旦钻孔的阻力增加，立即读出钻孔深度。
在本发明的一个优选构型中，用于无接触测距的测量装置包括用于波信号、如超声或激光信号的一个发射器或发送器和一个接收器，以及包括一个用于对从发射器发射到工件表面再反射回到接收器的波信号求值的求值电路。此外，测量装置还包括至少一个存储器，初始距离可以被中间存储在该存储器内，在钻孔开始前，当钻孔刀具的尖端触及工件表面时，所述波信号的发射器或接收器与工件表面之间的初始距离被测量出来。中间存储的值能在短的时间间隔内被比较电路从存储器中调出，与刚刚测得的瞬时距离形成差值，这个差值称为钻孔推进程度，再与预先设定的钻孔深度进行比较。
为了预先设定一个希望的钻孔深度，有利的是，该装置带有一个键盘或调节轮形式的输入装置，其中，这个输入装置有利地通过一个显示输入值的显示装置辅助。显示装置也能同时被用于在钻孔期间显示钻孔推进程度或相对于预先设定的钻孔深度的差值，因此该显示装置最好被安装在钻孔设备上，这样在钻孔时操作者能很好地进行观察。作为一种替代方式，也可行的是，借助于一排发光二极管来显示已经达到的钻孔深度或相对于预先设定的钻孔深度的差值，这些发光二极管在钻孔过程中相应于钻孔推进程度会依次发亮，当达到预先设定的钻孔深度时，发光二极管会转为闪烁模式。有利的是，该显示装置包括一个数字式显示器。
有利的是，该测量装置具有一个与钻孔设备的动力源分开的动力源。测量装置在装配在钻孔设备上时就连接到它的动力源上。所述测量装置可从钻孔设备上取下。
如果需要，被比较电路求出的差值也能被用于钻孔设备自身的控制，例如，当达到预先设定的钻孔深度时，一个被比较电路的输出量控制的开关，便切断钻孔设备的驱动电机的电路。
附图说明
下面借助一个实施例结合附图详细介绍了本发明。
图中示出：
图1为一个钻孔机的侧视图，该钻孔机带有一个用于测量钻孔深度和用于确定预先设定的钻孔深度的达到的装置；
图2为图1所示的钻孔机在钻孔过程的开始时的俯视图；
图3为图1所示的钻孔机在钻孔中即将达到一个预先设定的钻孔深度时的俯视图；
图4为沿图2的线III-III的局部剖视图。
图5为本装置结构及功能的说明框图。
具体实施方式
图中示出的钻孔机2的基本组成有，一个带有手柄部分6的壳体4，一个用于夹紧钻头10或其它钻孔刀具的越过壳体4伸出的钻卡头8，以及一个可取下地置于壳体4上表面上的、用于无接触测量钻孔深度及确定预先设定的钻孔深度T的达到的装置12，该钻孔深度T是借助于钻孔机2和钻头10向墙16或一个其它工件的平整表面所钻的孔18的钻孔深度。
如同大多数商业上通用的钻孔机一样，壳体4在手柄部分6上带有一个通/断开关20、一个用于调节钻卡头8转速的集成在所述通/断开关20里的调节轮22、一个用于钻孔机2连续运行的定位按钮24和一个用于转换钻卡头8转向的开关26。壳体4内装有一个电机和一个传动装置(未示出)，为了电机的通风在壳体的侧面和顶面开有通风槽28和30。
如在图2和图3中很好示出的，壳体4与市场上常见的钻孔机的不同在于，该壳体4在它的上侧有一个用于装置12的导向装置34，该导向装置沿钻轴线32的方向延伸并且在手柄部分6的那侧是敞开的，作为附件构成的装置12能够被推入该导向装置中。该导向装置34基本上由两个在其底侧设有侧凹槽38的平行的导向板40组成，这两个导向板在它们的朝向钻卡头的端部通过一个止挡42连接。
装置12主要由一个可沿导向装置34移动、并且借助固定器(未示出)可贴紧止挡地锁住的塑料壳体44组成。如图4很好示出的，在该塑料壳体内，在与工件表面14相邻的前端部中配置有一个超声波发射器46和一个超声波接收器48。超声波发射器46和超声波接收器48在相对于钻轴线32垂直的平面内相邻配置，并且在工件表面14的方向上相对于钻轴线32对称定位。超声波发射器46以脉冲-回波-方法(Puls-Echo-Verfahren)，通过一个壳体开口50向工件表面14的方向发射超声波，而超声波接收器48通过一个壳体开口52接收从工件表面14反射来的超声波回波信号，用于计算传播时间。壳体44还包含一个求值电路54，在该电路内，由超声波的传播时间计算出壳体开口50、52的一个共同平面E与工件表面14之间的距离A。此外，在壳体44内除求值电路54外，还具有一个带有存储器70的计算-比较电路56，该电路的功能在以下描述。
装置12的低压直流供电可以通过装在壳体44内电池格里的电池、或者可选择性地通过一个装在钻孔机2的壳体4内的变压器(未示出)来实现。该变压器通过两个被遮盖地在导向板40的侧凹槽38内延伸的集电轨42和在装置12的壳体44上的相应的接触件(未示出)来对装置12供电，如在图3中所很好地示出的。
图4同样很好示出了壳体44的背对着工件表面14的后端面，在该端面上装有一个电源开关58和一个由三个按键60，62，64组成的输入键盘。用电源开关58为装置12接通电源，以启动发射器46和接收器48，而用第二个和第三个按键60，62可以从零开始分别以1厘米或1毫米步进地输入每一个希望的钻孔深度。输入的或设定的钻孔深度Te被存储在计算和比较电路56的存储器70里。第四个按键64用于测量和存储在钻孔前初始状态时壳体开口50，52所在的平面E与墙表面14之间的初始距离Ao，在该初始状态时，钻头10的尖端触及墙表面14(图1)。代替具有三个按键60，62，64，所述键盘也可以具有两个按键，其中一个被双作用地使用。在电源开关58和按键60，62，64之上有一个数字式的发光二极管-显示器66，以使操作者在钻孔时能良好地看到，在每次输入希望的钻孔深度后为了进行控制，在该显示器上显示所设定的值Te。如果装置12被接通电源后，在按键60，62上没有设定钻孔深度，则在钻孔时最好在显示器66上以厘米或毫米显示钻孔推进程度，即初始距离Ao与从工件表面14瞬时测得的距离Am的差值，而当钻孔深度Te被预先设定时，则最好显示设定的钻孔深度Te与钻孔推进程度Ao-Am之间的差值。
为了测量钻孔推进程度Ao-Am，在接通装置12的电源开关58以后，通过操作按键62测量初始距离Ao，并将其存储在计算和比较电路56的存储器70中。通过操作按键62，同时触发发射器46和接收器48的不间断的激活，用以在钻孔时连续测量壳体开口50，52所在的平面E与工件表面14之间的瞬时距离Am。由在存储器70中被存储的初始距离Ao和被连续测量的瞬时距离Am，在计算和比较电路56的一个微型计算机72内连续计算出钻孔推进程度Ao-Am，并在显示器66上显示。
当装置12被接通电源后，用按键60，62设定好了一个希望的钻孔深度Te，则在微型计算机72中由Ao和Am的差值连续计算的钻孔推进程度被不间断地与设定的钻孔深度Te相比较，其差值即Te-(Ao-Am)显示在显示器66上。当差值Te-(Ao-Am)为0时，就达到了希望的钻孔深度，显示器66显示出00，并自动转换为闪烁模式。
附加地还可规定，在达到预先设定的钻孔深度Te时，关闭钻孔机2的电动机。在这种情况下，导向装置34除具有所述集电轨42外还具有两个用于控制电动机的控制母线74，这些控制母线在钻孔机2的壳体4内与一个用于断开电动机电路的开关(未示出)相连接。在达到预先设定的钻孔深度Te时，控制母线74被计算和比较电路56施加电流，并由此断开开关。

Claims (15)

1.用于确定在一个钻孔中预先设定的钻孔深度的达到的装置，该钻孔为借助一个钻孔设备的钻孔刀具从工件表面开始向工件内所钻的孔，
其特征为，
设有一个安装在或可安装在钻孔设备(2)上的测量装置(46，48，54)，用于无接触地测量当钻孔刀具(10)的尖端触及工件表面(14)时到工件表面(14)的初始距离(Ao)以及测量瞬时距离(Am)，以及设有一个计算和比较电路(56)，它根据所述测量的初始距离(Ao)和所述测量的瞬时距离(Am)计算出钻孔推进程度(Ao-Am)，并且将该钻孔推进程度(Ao-Am)与所述预先设定的钻孔深度(Te)进行比较。
2.按照权利要求1所述的装置，
其特征为，
测量装置(46，48，54)包括用于波信号的一个发射器(46)和一个接收器(48)，以及一个求值电路(54)，该求值电路用于对从发射器(46)向工件表面(14)发射的和从那里向接收器(48)反射回的波信号进行求值。
3.按照前面权利要求之一所述的装置，
其特征为，
设有一个输入装置(60，62)，用于设定一个希望的钻孔深度。
4.按照前面权利要求之一所述的装置，
其特征为，
设有至少一个存储器(70)用于中间存储设定的钻孔深度(Te)和/或所测量的初始距离(Ao)。
5.按照前面权利要求之一所述的装置，
其特征为，
设有一个显示装置(66)用于显示预先设定的钻孔深度(Te)、钻孔推进程度(Ao-Am)和/或预先设定的钻孔深度(Te)的达到。
6.按照前面权利要求之一所述的装置，
其特征为，
该显示装置包括一排发光二极管。
7.按照前面权利要求之一所述的装置，
其特征为，
该显示装置包括一个数字式显示器(66)。
8.按照前面权利要求之一所述的装置，
其特征为，
该测量装置(46，48，54)具有一个与钻孔设备(2)的动力源分开的动力源。
9.按照前面权利要求之一所述的装置，
其特征为，
测量装置(46，48，54)在装配在钻孔设备(2)上时就连接到它的动力源上。
10.钻孔设备，尤其是电驱动的便携式钻孔设备，
其特征为，
具有按照前面权利要求之一所述的装置(12)。
11.按照权利要求10所述的钻孔设备，
其特征为，
所述装置(12)是可取下的。
12.按照前面权利要求之一所述的钻孔设备，
其特征为，
设有一个在钻孔设备(2)的驱动电机的电路中的断路开关，它受计算和比较电路(56)控制。
13.一种钻孔方法，其中，用钻孔设备的钻孔刀具从工件的表面开始向工件内钻一个钻孔，并且确认在钻孔设备上预先设定的从工件表面开始的钻孔深度的达到，
其特征为，
在所述钻孔(18)被钻前，测量当钻孔刀具(10)的尖端触及工件表面(14)时的初始距离(Ao)，并且在钻孔过程中，持续地无接触测量从钻孔设备到工件表面(14)的瞬时距离(Am)，并且由被测量的初始距离(Ao)和被测量的瞬时距离(Am)连续地计算钻孔推进程度(Ao-Am)，将这个钻孔推进程度(Ao-Am)与预先设定的钻孔深度(Te)进行比较。
14.按照权利要求13所述的钻孔方法，
其特征为，
在钻孔设备(2)或安装在其上的装置(12)的显示器(66)上显示预先设定的钻孔深度(Te)，钻孔推进程度(Ao-Am)和/或预先设定的钻孔深度(Te)的达到。
15.按照前面权利要求之一所述的钻孔方法，
其特征为，
当达到了预先设定的钻孔深度(Te)时，断开钻孔设备(2)的驱动电机的电路。
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