DE112011105222T5

DE112011105222T5 - Vorrichtung zum automatischen Umschalten zwischen Vor- und Rückwärtsdrehung einer elektrischen Bohrmaschine

Info

Publication number: DE112011105222T5
Application number: DE112011105222.7T
Authority: DE
Inventors: Feihao Xu
Original assignee: Zhengyang Industry & Invest Co; Zhengyang Industry & Investment Co Ltd
Current assignee: ZHENGYANG TECHNOLOGY CO., LTD., YONGKANG, CN
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2031-09-07
Also published as: DE112011105222B4; DE112011105222T8; US8973455B2; WO2012151816A1; US20130305860A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum automatischen Umschalten zwischen Vor- und Rückwärtsdrehung einer elektrischen Bohrmaschine weist auf: ein Getriebegehäuse, ein Erst-Stufen-Getrieberad (7), eine Erst-Stufen-Getrieberad-Welle (6), ein Zweit-Stufen-Getrieberad (20), eine Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle (23), ein Übergangs-Getrieberad (9), einer Übergangswelle (10), ein Dritt-Stufen-Getrieberad (17) und eine Abtriebswelle (12). Das Erst-Stufen-Getrieberad (7) ist an der Erst-Stufen-Getrieberad-Welle (6) befestigt. Das Zweit-Stufen-Getrieberad (20) ist an der Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle (23) befestigt. Die Erst-Stufen- und Zweit-Stufen-Getrieberad-Wellen (6, 23) sind an dem Getriebegehäuse angeordnet. Das Übergangs-Getrieberad (9) ist an der Übergangswelle (10) befestigt. Die Übergangswelle (10) ist an dem Getriebegehäuse befestigt. Die Abtriebswelle (12) ist an dem Getriebegehäuse angeordnet. Das Dritt-Stufen-Getrieberad (17) ist auf die Abtriebswelle (12) aufgesetzt und drehbar an dem Getriebegehäuse angeordnet. Die Erst-Stufen-Getrieberad-Welle (6) greift gleichzeitig mit dem Zweit-Stufen-Getrieberad (20) und dem Übergangs-Getrieberad (9) zusammen. Das Übergangs-Getrieberad (9) greift mit dem Dritt-Stufen-Getrieberad (17) zusammen. Die Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle (23) und die Abtriebswelle (12) sind auf der gleichen Achse angeordnet. Zwischen dem Zweit-Stufen- und dem Dritt-Stufen-Getrieberad (20, 17) ist ein automatischer Kupplungsmechanismus angeordnet. Die Vorrichtung bietet die Vorteile einer strukturellen Einfachheit, einer hohen Umschaltgeschwindigkeit, eines gleichförmigen Betriebs, der Fähigkeit zum schnellen Umschalten zwischen Vor- und Rückwärtsdrehung ohne Stoppen des Bohrvorgangs, und dgl.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Bohrmaschine und insbesondere eine automatische Umschaltvorrichtung, die einen Bohrkopf, der während des Bohrens oder Gewindeschneidens selektiv vor- oder rückwärtsgedreht werden kann, automatisch steuert.
HINTERGRUND
Auf dem Gebiet von Elektrowerkzeugen im In- und Ausland wird bei einer elektrischen Bohrmaschine gemäß dem Stand der Technik, um die Drehrichtung eines Bohrkopfs der elektrischen Bohrmaschine zu ändern, dies derzeit generell dadurch vorgenommen, dass mit Hilfe eines Schalters die Richtung des elektrischen Stroms geändert wird, um so die Drehrichtung eines Motors umzukehren. Diese Betriebsweise zieht mehrere Probleme nach sich.
Erstens besteht die Tendenz, dass der Motor und der Schalter relativ stark beschädigt werden, da sie einen Umkehrstrom mit hohem Betrag aushalten müssen, was in einer verkürzten Betriebslebensdauer resultiert.
Zweitens ist der Vorgang zur Herstellung eines vorwärts- und rückwärtsdrehenden Motors sehr kompliziert, und zudem ist die elektromagnetische Interferenz des Motors hoch.
Drittens muss die elektrischen Bohrmaschine beim Wechsel von der Vorwärtsdrehung zur Rückwärtsdrehung verlangsamt, gestoppt und dann wieder beschleunigt werden. Dies tendiert dazu, relativ viel Zeit zu beanspruchen, so dass sich eine niedrige Arbeitseffizienz ergibt.
Viertes verbraucht die elektrische Bohrmaschine eine hohes Maß an Energie, wenn sie die Drehrichtung ändert, insbesondere bei Verwendung zum Gewindeschneiden. Die elektrische Bohrmaschine wird häufig betätigt und kann somit überhitzt und beschädigt werden.
Angesichts der Probleme, die bei der elektrischen Bohrmaschine durch Änderung der Drehrichtung verursacht werden, besteht Bedarf an einer neuartigen elektrischen Bohrmaschine, bei der es sich um ein sicheres, umweltfreundliches und energiesparendes Produkt handelt und die hinsichtlich einer Änderung der Drehrichtung zeit- und arbeitssparende Vorteile bietet.
ÜBERBLICK
Zur Lösung der oben angeführten Probleme, die bei elektrischen Bohrmaschinen des Standes der Technik auftreten, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, eine Vorrichtung zum automatischen Umschalten zwischen Vor- und Rückwärtsdrehung einer elektrischen Bohrmaschine zu schaffen, die in der Lage ist, die elektrische Bohrmaschine automatisch in Vor- und Rückwärtsdrehung zu versetzen. Die Vorrichtung soll eine einfache und zweckgemäße Struktur aufweisen, bei Betrieb einfach handhabbar sein, eine hohe Produktionseffizienz haben und zum Ändern der Drehrichtung kein Stoppen erfordern.
Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung weist zwecks Lösung der oben erwähnten Probleme die folgenden technischen Merkmale auf: Die Vorrichtung weist ein Getriebegehäuse, ein Erst-Stufen Getrieberad 7, eine Erst-Stufen-Getrieberad-Welle, ein Zweit-Stufen-Getrieberad, eine Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle, ein Übergangs-Getrieberad, eine Übergangswelle, ein Dritt-Stufen-Getrieberad und eine Abtriebswelle auf. Das Erst-Stufen-Getrieberad ist an der Erst-Stufen-Getrieberad-Welle befestigt; das Erst-Stufen-Getrieberad ist drehbar an dem Getriebegehäuse befestigt. Das Zweit-Getrieberad ist an der Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle befestigt. Das Erst-Stufen-Getrieberad ist drehbar an dem Getriebegehäuse befestigt. Das Übergangs-Getrieberad ist drehbar an der Übergangswelle befestigt; die Übergangswelle ist an dem Getriebegehäuse befestigt. Die Abtriebswelle ist an dem Getriebegehäuse angeordnet. Das Dritt-Stufen-Getrieberad ist auf die Abtriebswelle aufgesetzt und drehbar an dem Getriebegehäuse angeordnet. Die Abtriebswelle ist relativ zu dem dritten Getrieberad und dem Getriebegehäuse axial bewegbar. Das Erst-Stufen-Getrieberad greift mit einer Getrieberad-Welle eines Rotors eines Motors zusammen. Die Erst-Stufen-Getrieberad-Welle greift gleichzeitig mit der Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle und dem Übergangs-Getrieberad zusammen. Das Übergangs-Getrieberad greift mit dem Dritt-Stufen-Getrieberad zusammen. Die Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle und die Abtriebswelle sind auf der gleichen Achse angeordnet. Zwischen dem Zweit-Stufen-Getrieberad und dem Dritt-Stufen-Getrieberad ist ein automatischer Kupplungsmechanismus angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform weist der automatische Kupplungsmechanismus jeweils eine konvexe Kupplungsplattform an dem Zweit-Stufen-Getrieberad und dem Dritt-Stufen-Getrieberad, einen an der Abtriebswelle angeordneten Kupplungsblock, eine Feder und eine Kugel auf, wobei der Endteil der Abtriebswelle mit einer zentralen Öffnung versehen ist. Die Feder und die Kugel sind ihrerseits in der zentralen Öffnung angeordnet. Der Kopfteil der Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle kontaktiert die Kugel und ragt in die zentrale Öffnung. Der Kupplungsblock der Abtriebswelle greift im eingerückten Zustand mit der konvexen Kupplungsplattform des Zweit-Stufen-Getrieberads zusammen. Wenn er sich im freien Zustand befindet, greift der Kupplungsblock der Abtriebswelle mit der konvexen Kupplungsplattform des Dritt-Stufen-Getrieberads zusammen.
Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen dem Zweit-Stufen-Getrieberad und dem Dritt-Stufen-Getrieberad eine Rückplatte vorgesehen. Die Rückplatte ist an dem Getriebegehäuse befestigt.
Gegenüber dem Stand der Technik zeichnet sich die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung durch eine Anzahl von Vorteilen und Effekten aus. Erstens kann eine elektrische Bohrmaschine, falls kein Stopp eintritt und eine zwangsweise Änderung der Drehrichtung erfolgt, durch ein mechanisches Übertragungsverfahren automatisch zwischen Vor- und Rückwärtsdrehung umschalten, so dass ein einfacher, praktischer und bedienungsfreundlicher Betrieb ermöglicht wird. Zweitens können, da die Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen im gleichen Moment realisierbar sind, in dem der Motor zum Halt kommt, mit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung eine schnelle Umschaltgeschwindigkeit, ein gleichförmiger Arbeitsvorgang, eine Zeit- und Arbeitsersparnis und eine hohe Produktionseffizienz erzielt werden. Drittens werden, da der Motor während des Vorgangs der Vor- und Rückwärtsdrehungen des Motors nicht mehr verlangsamt, gestoppt und dann wieder beschleunigt zu werden braucht, der Motor und der Schalter im Vergleich zum Stand der Technik – insbesondere während des Gewindeschneidens – einer geringeren Stoßauswirkung ausgesetzt und haben eine längere Betriebslebensdauer, da der Motor nicht überhitzt und beschädigt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
2 zeigt eine explodierte Darstellung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung.

1: Getrieberad-Welle des Rotors des Motors; 2: Traglager des Rotors; 3: Erststufen-Getrieberad-Wellen-Lager; 4: Schnappfeder; 5: Scheibenkeil; 6: Erst-Stufen-Getrieberad-Welle; 7: Erst-Stufen-Getrieberad; 8: Schnappfeder; 9: Übergangs-Getrieberad; 10: Übergangswelle; 11: Erststufen-Getrieberad-Wellen-Lager; 12: Abtriebswelle; 13: Wellenhülse; 14: Feder; 15: Dritt-Stufen-Getrieberad-Lager; 16: Kugel; 17: Dritt-Stufen-Getrieberad; 18: mittleres Lager; 19: Rückplatte; 20: Zweit-Stufen-Getrieberad; 21: Scheibenkeil; 22: Schnappfeder; 23: Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle; 24: Zweitstufen-Getrieberad-Wellen-Lager; 25: konvexe Kupplungsplattform; 26: Kupplungsblock.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie die 1 und 2 zeigen, handelt es sich bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung um eine Vorrichtung zum automatischen Umschalten zwischen Vor- und Rückwärtsdrehung einer elektrischen Bohrmaschine. Die Vorrichtung weist ein Getriebegehäuse, ein Erst-Stufen-Getrieberad 7, eine Erst-Stufen-Getrieberad-Welle 6, ein Zweit-Stufen-Getrieberad 20, eine Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle 23, ein Übergangs-Getrieberad 9, eine Übergangswelle 10, ein Dritt-Stufen-Getrieberad 17 und eine Abtriebswelle 12 auf. Der Bohrkopf ist durch ein Bohrfutter an der Abtriebswelle 12 befestigt. Das Erst-Stufen-Getrieberad 7 ist durch einen Scheibenkeil 5 an der Erst-Stufen-Getrieberad-Welle 6 befestigt und durch eine Schnappfeder 4 eingeschlossen. Die beiden Enden der Erst-Stufen-Getrieberad-Welle 6 sind mittels Erststufen-Getrieberad-Wellen-Lagern 3 und 11 drehbar an dem Getriebegehäuse angeordnet. Das Zweit-Stufen-Getrieberad 20 ist durch den Scheibenkeil 21 an der Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle 23 befestigt und durch die Schnappfeder 22 eingeschlossen. Ein Ende der Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle 23 ist mittels des Zweitstufen-Getrieberad-Wellen-Lagers 24 drehbar an dem Getriebegehäuse angeordnet. Das Übergangs-Getrieberad 9 ist drehbar an der Übergangswelle 10 angeordnet und durch den Schnappring 8 eingeschlossen. Die Übergangswelle 10 ist an dem Getriebegehäuse befestigt; die Abtriebswelle 12 ist mittels einer Wellenhülse 13 an dem Getriebegehäuse angeordnet. Das Dritt-Stufen-Getrieberad 17 ist auf die Abtriebswelle 12 aufgesetzt und mittels des Dritt-Stufen-Getrieberad-Lagers 15 drehbar an dem Getriebegehäuse angeordnet. Die Abtriebswelle 12 kann relativ zu dem dritten Getrieberad 17 und dem Getriebegehäuse axial bewegt werden. Das Erst-Stufen-Getrieberad 7 greift mit einer Getrieberad-Welle 1 eines Rotors eines Motors zusammen. Die Getrieberad-Welle 1 des Rotors des Motors ist mittels des Traglagers 12 des Rotors an dem Motor angeordnet; die Erst-Stufen-Getrieberad-Welle 6 greift gleichzeitig mit dem Zweit-Stufen-Getrieberad 20 und dem Übergangs-Getrieberad 9 zusammen. Das Übergangs-Getrieberad 9 greift mit dem Dritt-Stufen-Getrieberad 17 zusammen. Die Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle 23 und die Abtriebswelle 12 sind auf der gleichen Achse angeordnet. Zwischen dem Zweit-Stufen-Getrieberad 20 und dem Dritt-Stufen-Getrieberad 17 ist ein automatischer Kupplungsmechanismus angeordnet.
Der automatische Kupplungsmechanismus weist eine konvexe Kupplungsplattform 25, die an dem Zweit-Stufen-Getrieberad 20 bzw. dem Dritt-Getrieberad 17 fest angeordnet ist, einen an der Abtriebswelle 12 fest angeordneten Kupplungsblock 26, eine Feder 14 und eine Kugel 16 auf. Der Endteil der Abtriebswelle 12 mit einer zentralen Öffnung versehen. Die Feder 14 und die Kugel 16 sind ihrerseits in der zentralen Öffnung angeordnet. Der Kopfteil der Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle 23 kontaktiert die Kugel 16 und ragt in die zentrale Öffnung. Zwischen der Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle 23 und der zentralen Öffnung der Abtriebswelle 12 ist ein mittleres Lager 18 vorgesehen. Das mittlere Lager 18 ist an der Endfläche der zentralen Öffnung der Abtriebswelle 12 befestigt, so dass die Abtriebswelle 12 nicht nur gedreht werden kann, sondern auch relativ zu der Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle 23 axial bewegt werden kann. Der Kupplungsblock 26 der Abtriebswelle 12 greift im eingerückten Zustand mit der konvexen Kupplungsplattform 25 des Zweit-Stufen-Getrieberads 20 zusammen; und der Kupplungsblock 26 der Abtriebswelle 12 greift im freien Zustand mit der konvexen Kupplungsplattform 25 des Dritt-Stufen-Getrieberads 17 zusammen; zwischen dem Zweit-Stufen-Getrieberad 20 und dem Dritt-Stufen-Getrieberad 17 ist eine Rückplatte 19 vorgesehen. Die Rückplatte 19 ist an dem Getriebegehäuse befestigt; und der Hauptzweck der Rückplatte 19 besteht darin, eine axiale Verlagerung des Dritt-Stufen-Getrieberads 17 zu verhindern, so dass das Zweit-Stufen-Getrieberad 20 um einen gewissen Abstand von dem Dritt-Stufen-Getrieberad 17 weg gehalten werden kann.
Nachdem die elektrische Bohrmaschine der Erfindung eingeschaltet worden ist, wird die Getrieberad-Welle 1 des Rotors des Motors gedreht und treibt das Erst-Stufen-Getrieberad 7 und die Erst-Stufen-Welle 6 derart an, dass diese in Umkehrrichtung gedreht werden. Die Erst-Stufen-Getrieberad-Welle 6 treibt das Zweit-Stufen-Getrieberad 20 an, um die Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle 23 und das Übergangs-Getrieberad 9 in Vorwärtsrichtung zu drehen. Das Übergangs-Getrieberad 9 treibt das Dritt-Stufen-Getrieberad 17 derart an, dass dieses in Umkehrrichtung gedreht wird.
Wenn der Bohrkopf einen Bohr- oder Gewindeschneidvorgang durchführt, erfährt er Druckkraft und Vorschubkraft. Die Abtriebswelle 12 wird axial bewegt und drückt auf eine Feder 14. Nachdem die elastische Kraft der Feder 14 überwunden worden ist, wird sie zusammengedrückt. Ein Kupplungsblock 26 der Abtriebswelle 12 und eine konvexe Kupplungsplattform 25 des Dritt-Stufen-Getrieberads 17 werden voneinander getrennt. Nach seiner Trennung dreht sich das Dritt-Stufen-Getrieberad 17 relativ zu der Abtriebswelle 12 im Leerlauf. Der Kupplungsblock 26 der Abtriebswelle 12 greift unmittelbar mit der Kupplungsplattform 25 der zweiten Stufe zusammen und bildet eine starre Verbindung. Die Abtriebswelle 12 wird durch die Zweit-Stufen-Welle 23 angetrieben und in Vorwärtsrichtung gedreht; der Bohrkopf wird ebenfalls mit der Abtriebswelle 12 in Vorwärtsrichtung gedreht; und der Bohrkopf führt in normaler Weise einen Bohr- oder Gewindeschneidvorgang durch.
Nachdem der Bohrkopf einen Bohr- oder Gewindeschneidvorgang durchgeführt hat, erfährt der Bohrkopf, wenn er sich auswärts bewegt, keinerlei Druckkraft und Vorschubkraft. Unter der Einwirkung der elastischen Kraft der Feder 14 werden der Kupplungsblock 26 der Abtriebswelle 12 und die konvexe Kupplungsplattform des Zweit-Stufen-Getrieberads 20 voneinander getrennt. Die Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle 23 dreht sich im Leerlauf. Der Kupplungsblock 26 der Abtriebswelle 12 greift unmittelbar mit der Kupplungsplattform 25 der dritten Stufe 17 zusammen und bildet eine starre Verbindung. Die Abtriebswelle 12 wird durch die Dritt-Stufen-Welle 17 angetrieben und in Rückwärtsrichtung gedreht. Der Bohrkopf wird ebenfalls mit der Abtriebswelle 12 in Rückwärtsrichtung gedreht und gelangt schnell nach außen, so dass der Bohr- oder Gewindeschneidvorgang abgeschlossen ist. Wenn diese Struktur einen Gewindeschneidvorgang durchführt, hat sie eine bemerkenswerte Effizienz.

Claims

Vorrichtung zum automatischen Umschalten zwischen Vor- und Rückwärtsdrehung einer elektrischen Bohrmaschine, mit einem Getriebegehäuse, einem Erst-Stufen-Getrieberad (7), einer Erst-Stufen-Getrieberad-Welle (6), einem Zweit-Stufen-Getrieberad (20), einer Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle (23), einem Übergangs-Getrieberad (9), einer Übergangswelle (10), einem Dritt-Stufen-Getrieberad (17) und einer Abtriebswelle (12), das Erst-Stufen-Getrieberad (7) an der Erst-Stufen-Getrieberad-Welle (6) befestigt ist; das Erst-Stufen-Getrieberad (6) drehbar an dem Getriebegehäuse befestigt ist, das Zweit-Stufen-Getrieberad (20) an der Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle (23) befestigt ist, die Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle (23) drehbar an dem Getriebegehäuse befestigt ist; das Übergangs-Getrieberad (9) drehbar an der Übergangswelle (10) befestigt ist; die Übergangswelle (10) an dem Getriebegehäuse befestigt ist; die Abtriebswelle (12) an dem Getriebegehäuse angeordnet ist; das Dritt-Stufen-Getrieberad (17) auf die Abtriebswelle (12) aufgesetzt und drehbar an dem Getriebegehäuse angeordnet ist; die Abtriebswelle (12) relativ zu dem dritten Getrieberad (17) und dem Getriebegehäuse axial bewegbar ist; das Erst-Stufen-Getrieberad (7) derart konfiguriert ist, dass es mit einer Getrieberad-Welle (1) eines Rotors eines Motors zusammengreift; die Erst-Stufen-Getrieberad-Welle (6) gleichzeitig mit dem Zweit-Stufen-Getrieberad (20) und dem Übergangs-Getrieberad (9) zusammengreift; das Übergangs-Getrieberad (9) mit dem Dritt-Stufen-Getrieberad (17) zusammengreift; die Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle (23) und die Abtriebswelle (12) auf der gleichen Achse angeordnet sind; und zwischen dem Zweit-Stufen-Getrieberad (20) und dem Dritt-Stufen-Getrieberad (17) ein automatischer Kupplungsmechanismus angeordnet ist.
Vorrichtung zum automatischen Umschalten zwischen Vor- und Rückwärtsdrehung einer elektrischen Bohrmaschine nach Anspruch 1, bei der der automatische Kupplungsmechanismus jeweils eine konvexe Kupplungsplattform (25) an dem Zweit-Stufen-Getrieberad (20) und dem Dritt-Stufen-Getrieberad (17), einen an der Abtriebswelle (12) angeordneten Kupplungsblock (26), eine Feder (14) und eine Kugel (16) aufweist; ein Endteil der Abtriebswelle (12) mit einer zentralen Öffnung versehen ist; die Feder (14) und die Kugel (16) ihrerseits in der zentralen Öffnung angeordnet sind; ein Kopfteil der Zweit-Stufen-Getrieberad-Welle (23) die Kugel (16) kontaktiert und in die zentrale Öffnung ragt; der Kupplungsblock (26) der Abtriebswelle (12) im eingerückten Zustand mit der konvexen Kupplungsplattform (25) des Zweit-Stufen-Getrieberads (20) zusammengreift; und der Kupplungsblock (26) der Abtriebswelle (12) im freien Zustand mit der konvexen Kupplungsplattform (25) des Dritt-Stufen-Getrieberads (17) zusammengreift.
Vorrichtung zum automatischen Umschalten zwischen Vor- und Rückwärtsdrehung einer elektrischen Bohrmaschine nach Anspruch 2, bei der zwischen dem Zweit-Stufen-Getrieberad (20) und dem Dritt-Stufen-Getrieberad (17) eine Rückplatte (19) vorgesehen ist; und die Rückplatte (19) an dem Getriebegehäuse befestigt ist.