DE60007004T2

DE60007004T2 - Werkzeugmaschine mit vorschubantrieb und zurückziehventil

Info

Publication number: DE60007004T2
Application number: DE60007004T
Authority: DE
Inventors: A. Bruce THAMES; C. Sam JENSEN
Original assignee: Cooper Technologies Co
Current assignee: Cooper Technologies Co
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 2000-06-12
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2020-06-13
Also published as: EP1268124B1; WO2000078501A3; DE60007004D1; US6193447B1; EP1268124A2; WO2000078501A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Werkzeuge mit Zwangszuführung, wie Winkelbohrer mit Zwangszuführung, und im Besonderen ein Verfahren und Vorrichtung zum Einziehen einer Spindel des Bohrers durch Betätigen eines Ventils.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Werkzeuge mit Zwangszuführung, wie Bohrer mit Zwangszuführung, sind üblicherweise für das Bohren von Löchern in Werkstücke, die aus Substanzen, wie Stahl, Aluminium, Titan und Verbundstoffen, geformt sind, bekannt. Bohrer mit Zwangszuführung umfassen einen Zwangszuführmechanismus, der ein Bohrwerkzeug in das Werkstück zuführt.
Beim Bohren mit Bohrern mit Zwangszuführung werden Drehspäne erzeugt, wenn das Bohrwerkzeug das Werkstück durchdringt. Diese Späne können die Endabmessung des gebohrten Lochs beeinflussen, wenn sie nicht während des Bohrprozesses entfernt werden. Zusätzlich bringen die Drehspäne gelegentlich das Bohrwerkzeug zum Stillstand, was die Spindel, Zahnräder, Lager oder sonstige Bauteile des Bohrers beschädigen kann.
Eine Technik zum Entfernen von Spänen während des Bohrens wird als „Ausspänen" bezeichnet. Ausspänen bezieht sich auf eine Bohrtechnik, bei der das drehende Bohrwerkzeug ausgefahren und dann gelegentlich oder periodisch eingezogen wird, um die Drehspäne von dem gebohrten Loch und den Spannuten des Bohrwerkzeugs zu entfernen.
Manche Bohrer mit Zwangszuführung umfassen einen Mechanismus, mit dem ein Bediener des Bohrers mit Zwangszuführung die Spindel des Bohrers zum Einziehen veranlassen kann.
Zum Beispiel umfasst ein herkömmlicher Bohrer mit Zwangszuführung einen Einziehhebel. Die Spindel des Bohrers kann manuell eingezogen werden, indem der Bediener den Einziehhebel physikalisch in eine Richtung von dem Werkzeug weg nach oben zieht. Bei diesem herkömmlichen Bohrer wird die Spindel weiter eingezogen, bis der Einziehhebel physikalisch wieder zurück in eine Richtung zu dem Werkzeug hin nach unten gedrückt wird. Wird der Einziehhebel dieses Werkzeugs nach oben gezogen, wird das Differentialzuführzahnrad des Werkzeugs mechanisch von dem Differentialantriebszahnrad des Werkzeugs getrennt. Zusätzlich wird verhindert, dass das Differentialzuführzahnrad dreht, wenn der Einziehhebel nach oben gezogen wird. Da das Drehen des Differentialzuführzahnrads verhindert wird, wird die Spindel eingezogen. Bei dieser Technik des Einziehens der Spindel muss jedoch der Einziehhebel manuell nach unten gezwungen werden, nachdem das gewünschte Ausmaß des Einziehens eingetreten ist. Dies ist problematisch, da sich der Einziehhebel notwendigerweise nahe des vorderen Teils des Bohrers befindet, wo sich die Spindel und das Bohrwerkzeug drehen. Daher nehmen viele Bediener solcher Bohrer wiederholtes Bewegen des Einziehhebels zum Ausspänen nur ungern vor.
Ein anderer herkömmlicher Winkelbohrer mit Zwangszuführung umfasst außerdem einen manuellen Einziehhebel nahe der Spindel des Bohrers, der zum Einziehen der Spindel nach oben angehoben werden muss. Wenn die Spindel vollständig eingezogen wird, wird der Motor des Werkzeugs abgeschaltet. Bei diesem herkömmlichen Bohrer kann die Spindel nach dem Ziehen des Einziehhebels nicht ausgefahren werden, bis das Werkzeug entweder manuell oder durch Zulassen des vollständigen Einziehens der Spindel, was den Motor des Werkzeugs automatisch abschaltet, vollständig abgeschaltet wurde. Erst wenn die Spindel vollständig eingezogen ist und der Motor abgeschaltet wurde, kann ein Bediener die Spindel veranlassen, erneut zu dem Werkstück hin auszufahren. Somit ist es für einen Bediener dieses herkömmlichen Bohrers sehr schwierig, Drehspäne durch Ausspänen zu entfernen.
Somit ist es offensichtlich, dass sich herkömmliche Bohrer mit Zwangszuführung nicht gut zum Ausspänen eignen und daher gelegentlich unter Problemen in Verbindung mit Drehspänen leiden, nämlich zum Stillstand gebrachte Spindeln und festgefressene Löcher. Die oben beschriebenen Zwänge und Probleme, die mit Werkzeugen mit Zwangszuführung verbunden sind, haben einen Bedarf für ein Werkzeug mit Zwangszuführung erzeugt, das einfacher zum Ausspänen verwendet werden kann als herkömmliche Bohrer mit Zwangszuführung. Ein Werkzeug nach der Einleitung von Anspruch 1 ist aus GB-A-1554169 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Allgemein gesagt, stellt die vorliegende Erfindung ein Werkzeug mit Zwangszuführung bereit, das zum Ausspänen eines Werkstücks verwendet werden kann.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Werkzeug mit Zwangszuführung ein Werkzeug mit Zwangszuführung mit einer Gewindespindel und einem Spindelantriebszahnrad, das so mit der Spindel gekuppelt ist, dass sich die Spindel und das Spindelantriebszahnrad zusammen drehen. Ein Spindelzuführzahnrad ist auf die Spindel geschraubt. Ein Differentialzuführzahnrad ist mit dem Spindelzuführzahnrad in Eingriff. Wenigstens das Differentialzuführzahnrad oder das Differentialantriebszahnrad kann von einer ersten Position an eine zweite Position bewegt werden. Das Differentialzuführzahnrad ist mit dem Differentialantriebszahnrad gekuppelt, wenn sich das eine von dem Differentialzuführzahnrad und dem Differentialantriebszahnrad an der ersten Position befindet, so dass sich das Differentialzuführzahnrad und das Differentialantriebszahnrad zusammen drehen. Das Differentialzuführzahnrad ist nicht mit dem Differentialantriebszahnrad gekuppelt, wenn sich wenigstens das Differentialzuführzahnrad oder das Differentialantriebszahnrad an der zweiten Position befindet. Das Werkzeug umfasst außerdem ein Einziehventil mit einem Element, das manuell von einer ersten Stelle an eine zweite Stelle bewegt werden kann. Das Element bildet eine Dichtung, wenn es sich an der ersten Stelle befindet. Das Einziehventil ist so ausgeführt, dass es das Element automatisch an die erste Stelle zurückführt, nachdem das Element manuell von der ersten Stelle an die zweite Stelle bewegt worden ist und nachdem das Ventil von einem Benutzer freigegeben worden ist. Das Einziehventil veranlasst wenigstens das Differentialzuführzahnrad oder das Differentialantriebszahnrad dazu, sich von der ersten Position an die zweite Position zu bewegen, wenn sich das Element an der zweiten Stelle befindet. Das Einziehventil veranlasst wenigstens das Differentialzuführzahnrad oder das Differentialantriebszahnrad dazu, sich von der zweiten Position an die erste Position zu bewegen, wenn sich das Element an der ersten Stelle befindet.
Das Werkzeug mit Zwangszuführung umfasst des Weiteren:
einen Fluidzuführkanal zum Zuführen von Druckfluid zu dem Motor;
einen Kolben, der mit dem Differentialzuführzahnrad verbunden ist; und
eine Fluidleitung zum Zuführen von Druckfluid zu dem Kolben aus dem Fluidzuführkanal, wobei sich das Einziehventil zwischen der Fluidleitung und dem Fluidzuführkanal befindet, wobei das Einziehventil den Fluidzuführkanal und die Fluidleitung miteinander verbindet, wenn die Dichtung manuell an die zweite Stelle bewegt wird, um den Kolben und das Differentialzuführzahnrad von der ersten Position an die zweite Position zu bewegen.
Ein Verfahren zum Einsatz eines solchen Werkzeugs mit Zwangszuführung umfasst:
Einziehen einer ausfahrenden Spindel des Werkzeugs durch manuelles Betätigen des Ventils des Werkzeugs und anschließendes Ausfahren der eingezogenen Spindel, nachdem das Ventil freigegeben worden ist.
Andere mit der vorliegenden Erfindung verbundene Aufgaben, Vorteile und Merkmale sind für die auf diesem Gebiet erfahrenen Personen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung gut zu erkennen. Wie festzustellen ist, ist die Erfindung zu anderen und unterschiedlichen Ausführungen fähig und an ihren mehreren Details können in verschiedenen offensichtlichen Aspekten Veränderungen vorgenommen werden, und zwar alle, ohne von der Erfindung abzuweichen. Entsprechend sind die Zeichnungen und die Beschreibung als nach ihrer Art erläuternd und nicht als beschränkend zu erachten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Perspektivansicht eines Winkelbohrers mit Zwangszuführung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Teilschnitt des vorderen Teils und des mittleren Abschnitts des in 1 dargestellten Winkelbohrers mit Zwangszuführung.
3 ist ein Teilschnitt des vorderen Teils des in 1 dargestellten Winkelbohrers mit Zwangszuführung.
4 ist ein Teilschnitt des vorderen Teils des in 1 dargestellten Winkelbohrers mit Zwangszuführung, wobei das Differentialzuführzahnrad und das Differentialantriebszahnrad nicht miteinander gekuppelt sind.
5 stellt ein Fluidkreis-Schaubild des in 1 dargestellten Winkelbohrers mit Zwangszuführung dar.
6 stellt eine Endansicht des in 1 dargestellten Winkelbohrers mit Zwangszuführung dar.
7A ist ein Teilschnitt des hinteren Abschnitts des Winkelbohrers mit Zwangszuführung, ausgeführt entlang der Linie 7-7 aus 6, wo ein Einziehventil des Bohrers in seiner unbetätigten Position dargestellt wird.
7B ist ein Teilschnitt des hinteren Abschnitts des Winkelbohrers mit Zwangszuführung, ausgeführt entlang der Linie 7-7 aus 6, wo das Einziehventil des Bohrers in seiner betätigten Position dargestellt wird.
8 ist eine Explosionsdarstellung des Einziehventils des in 1 dargestellten Winkelbohrers mit Zwangszuführung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Veranlassen eines Werkzeugs mit Zwangszuführung, automatisch eine Spindel des Werkzeugs einzuziehen, wenn ein Bediener des Werkzeugs ein Ventil betätigt.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird ein Werkzeug mit Zwangszuführung, wie ein Winkelbohrer mit Zwangszuführung (100), in 1 dargestellt. Der Winkelbohrer mit Zwangszuführung (100) umfasst Merkmale, die den in US-Patent Nr. 4.799.833 und 4.591.299 beschriebenen ähneln. Es ist jedoch festzustellen, dass die Aspekte der vorliegenden Erfindung auch auf andere Werkzeuge mit Zwangszuführung, wie Reihenbohrer mit Zwangszuführung, angewendet werden können.
Der Bohrer mit Zwangszuführung (100) ist im Wesentlichen ein Werkzeug zum Bohren von Löchern oder Ausreiben von Löchern in einem Werkstück (114). Wie nachfolgend beschrieben, besteht ein Merkmal des Bohrers mit Zwangszuführung (100) darin, dass er so ausgelegt ist, dass eine Spindel (108) von dem Körper des Werkzeugs weg, d. h. zu dem Werkstück (114) hin, ausgefahren wird, während sich die Spindel (108) dreht.
Der Bohrer mit Zwangszuführung (100) umfasst einen Motor (102), wie einen flüssigkeitsgetriebenen Motor, einen druckluftgetriebenen Motor oder einen Elektromotor. Daher ist der Motor (102) ein Motor oder ein Mechanismus, der eine natürliche Energiequelle in mechanische Leistung umwandelt. Daher ist der Motor (102) mit einer Energieversorgung (120), wie einer Vorrichtung mit Druckgas, Druckfluid oder Elektrizität, verbunden. Bei der bevorzugten Ausführung ist der Motor (102) ein luftgetriebener oder pneumatischer Motor, ähnlich dem bei dem Quackenbush Positive Feed Drill Model Nr. 230QGDA-RAC-SU-MS und 15QDA-RAB-SU-RS verwendeten, der bei Cooper Power Tools, Houston Operation, Houston, TX, USA, gewerblich erhältlich ist.
Die Energieversorgung (120) ist über eine Leitung (118) mit dem Motor (102) verbunden. Die Leitung (118) kann ein Kabel, ein Schlauch oder eine andere Energieübertragungsleitung sein. Der Motor (102) des Werkzeugs (100) kann zum Betrieb veranlasst werden, indem ein Bediener manuell eine Drossel (116), wie einen Motorbetätigungshebel oder -ring, betätigt.
Ein Antriebsgetriebe (104) verbindet auf drehbare Weise den Motor (102) und die Spindel (108). Das Antriebsgetriebe (104) ist im Wesentlichen ein Übertragungssystem von einer Ausgangswelle des Motors (102) zu der Spindel (108). Somit dreht sich auch die Spindel (108), wenn die Ausgangswelle des Motors (102) zum Drehen veranlasst wird. Da das Werkzeug (100) eine Vorrichtung mit Zwangszuführung ist, umfasst es außerdem einen Zuführmechanismus, mit dem die Spindel (108) zu dem Werkstück zugeführt und/oder von dem Werkstück eingezogen werden kann. Bei dieser besonderen Ausführung ist der Zuführmechanismus Teil des Antriebsgetriebes (104).
Der Bohrer mit Zwangszuführung (100) umfasst des Weiteren eine an der Spindel (108) befestigte Trennvorrichtung (110). Die Trennvorrichtung (110) kann mit einer Befestigungsvorrichtung (112) an der Spindel befestigt werden. Die Befestigungsvorrichtung (112) kann ein Spannfutter, wie eine Vierbacken-Einzelverstellung, ein Vierbacken-Selbstzentrierring, ein Dreibacken-Selbstzentrierer, oder ein anderer Typ von Spannfutter sein, das so funktioniert, dass die Trennvorrichtung (110) an der Spindel (108) befestigt wird. Alternativ kann die Trennvorrichtung (110) mit einer Spannpatrone, einer Gewindeverbindung, Morsekegeln, Stellschrauben oder anderen ähnlichen Befestigungsvorrichtungen an der Spindel (108) befestigt werden. Das Spannfutter (112) hält die Trennvorrichtung (110), die ein Schneidwerkzeug, ein Bohrwerkzeug, ein Erweiterungsbohrer oder eine andere Vorrichtung zum Bearbeiten des Werkstücks (114) sein kann. Da die Trennvorrichtung (110) über das Spannfutter (112) mit der Spindel (108) verbunden ist, dreht sich die Trennvorrichtung (110), wenn sich die Spindel (108) dreht. Somit bewegt sich die Trennvorrichtung (110), wie durch den Pfeil in 2 dargestellt, mit der Spindel (108) zu einem Werkstück (114) hin und von diesem weg. Ist die Trennvorrichtung (110) ein Bohrwerkzeug, kann der Winkelbohrer mit Zwangszuführung (100) durch die Drossel (116) so betätigt werden, dass er in einen Bohrtakt eintritt, bei dem die Spindel (108) gedreht und zu dem Werkstück (114) hin zugeführt wird. Dies veranlasst die Trennvorrichtung (110) dazu, ein Loch durch das Werkstück (114) zu bohren.
Wie in 2 und 3 dargestellt wird, umfasst der Winkelbohrer mit Zwangszuführung (100) vorzugsweise einen Planetengetriebeabschnitt (124), der Teil des Antriebsgetriebes (104) ist. Der Planetengetriebeabschnitt (124) reduziert im Wesentlichen den Drehausgang des Motors (102). Der Winkelbohrer mit Zwangszuführung (100) umfasst des Weiteren ein Gehäuse (126), das die inneren Bauteile des Winkelbohrers mit Zwangszu führung (100) beherbergt. Das Gehäuse (126) kann durch einen Körper gebildet weiden. Gleichfalls kann das Gehäuse (126) durch viele unterschiedliche Körper gebildet werden, was bei der bevorzugten Ausführung des Werkzeugs (100) der Fall ist. Der Bohrer mit Zwangszuführung (100) umfasst eine Vielzahl von Zahnrädern (128, 130, 132, 134, 136, 138, 140 und 142), die arbeiten, um die Spindel (108) zu drehen, zuzuführen und einzuziehen. Im vorwärtsgerichteten Betrieb, oder im Bohrmodus, dreht der Motor (102) in einer Richtung im Uhrzeigersinn (von dem in 1 dargestellten hinteren Teil des Werkzeugs (100) aus gesehen) und treibt indirekt eine Welle (144) an. Die Welle ist an ihrem entferntesten Ende kerbverzahnt und treibt das Kegelrad (128) an, das wiederum das getriebene Kegelrad (130) antreibt, das an einer Welle und einem Ritzel (132) festgesteckt oder verkeilt ist. Welle und Ritzel (132) treiben ein Losrad (134) an, das an einer Welle (146) angebracht ist und durch ein Lagerdistanzstück (148) an seinem Platz gehalten wird. Das Losrad (134) treibt das Differential- oder Hauptantriebszahnrad (136) an. Eine Vielzahl von Lagereinheiten (150) trägt oder hält, wie in 2 und 3 dargestellt, die drehenden Wellen und Zahnräder in deren jeweiligen Positionen.
Im vorwärtsgerichteten Bohrmodus, wie in 2 und 3 dargestellt, ist das Differentialantriebszahnrad (136) so mit einem Differentialzuführzahnrad (138) gekuppelt, dass sie im Gleichklang drehen. Im Besonderen umfasst das Zuführzahnrad (138) eine Vielzahl von Vorsprüngen (152), wie Mitnehmer, Stifte, Ösen oder andere ähnliche Dinge, an einer unteren Fläche des Differentialzuführzahnrads (138), die in die Aussparungen (158) oder ähnliche Vorsprünge an der oberen Fläche des Differentialantriebszahnrads (136) eingreifen, so dass, wenn das Differentialantriebszahnrad (136) gedreht wird, das Differentialzuführzahnrad (138) sich ebenfalls dreht (siehe 4). Jedoch kann das Differentialzuführzahnrad (138) ebenfalls eine Vielzahl von Aussparungen an seiner unteren Fläche zur Aufnahme von Vorsprüngen an der oberen Fläche des Differentialantriebszahnrads (136) aufweisen, so dass das Differentialantriebszahnrad und das Differentialzuführzahnrad im Gleichklang drehen.
Das Differentialantriebszahnrad (136) ist außerdem in Eingriff mit einem Spindeldrehzahnrad (140), d. h. die Zähne der jeweiligen Zahnräder (136, 140) befinden sich in Eingriff. Das Spindeldrehzahnrad (140) gleitet über die Spindel (108) und wird durch Keile (153), wie Mitnehmer, die in Keilnuten (147) angeordnet sind, an der Spindel (108) befestigt. Die Keilnuten (147) bilden vorzugsweise vier Schlitze oder Rillen, die außen an der Spindel entlang der längsgerichteten Länge der Spindel (108) geformt sind. Somit ist das Spindelantriebszahnrad (140) so an der Spindel (108) festgekeilt, dass relatives Drehen zwischen dem Spindelantriebszahnrad (140) und der Spindel (108) verhindert wird. Diese Befestigung ermöglicht die Übertragung von Drehbewegung zu der Spindel (108), aber gestattet der Spindel (108), sich längs durch das Spindelantriebszahnrad (140) zu bewegen. Jedoch ist festzustellen, dass das Spindelantriebszahnrad (140) mit der Spindel (108) auf andere Arten so gekuppelt sein kann, dass die Spindel und das Spindelantriebszahnrad zusammen drehen.
Ebenfalls an der Spindel (108) angebracht ist ein Spindelzuführzahnrad (142), das innere Gewindegänge besitzt, die in die äußeren Gewindegänge (154) der Spindel (108) passen. Somit wird das Spindelzuführzahnrad (142) auf die Spindel (108) geschraubt. Das Spindelzuführzahnrad (142) wird durch das Differentialzuführzahnrad (138) angetrieben, während es sich in der in 2 und 3 dargestellten vorderen Position oder Spindelausfahrposition befindet. Wenn das Spindelzuführzahnrad (142) während eines Bohrtaktes gedreht wird, schraubt das Spindelzuführzahnrad (142) die Spindel durch das Spindelantriebszahnrad (140) in eine Richtung weg von dem Körper des Werkzeugs, d. h. zu dem Werkstück (114) hin. Zwischen dem Spindelantriebszahnrad (140) und dem Spindelzuführzahnrad (142) besteht ein Drehgeschwindigkeitsdifferential, damit die Spindel (108) gedreht und zu dem Werkstück (114) hin ausgefahren werden kann. Dieses Differential zwischen den Zahnrädern (142, 140) wird durch die wechselnden Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Zahnradpaar (138, 142) und dem Zahnradpaar (136, 140) erzeugt. Daher werden das Differentialzuführzahnrad (138) und das Differentialantriebszahnrad (136) passenderweise als "Differentialzahnräder" bezeichnet.
Um die Spindel (108) einzuziehen, läuft der Motor (102) weiter vorwärts, aber das Differentialzuführzahnrad (138) wird aufwärts gezwungen, so dass es sich von dem Differentialantriebszahnrad (136) trennt und nicht mehr länger mit dem Differentialantriebszahnrad (136) gekuppelt ist. Wie nachfolgend näher beschrieben wird, umfasst das Werkzeug (100) ein Einziehventil (200), das ein manuell betätigbares Fluidventil ist, das in einem ersten Modus betrieben werden kann, um die Spindel (108) zum Wechseln von der Ausfahrbewegung zu der Einziehbewegung zu veranlassen, und in einem zweiten Modus betrieben werden kann, um die Spindel (108) zum Wechseln von der Einziehbewegung zu der Ausfahrbewegung zu veranlassen. Vorzugsweise befindet sich das Ventil (200) in dem ersten Modus, wenn das Fluidventil betätigt wird, und befindet sich unmittelbar nach Freigabe des Ventils in dem zweiten Modus.
Bei manueller Betätigung veranlasst das Ventil (200) vorzugsweise die Spindel (108) zum Einziehen durch Entkuppeln des Differentialzuführzahnrads (138) und des Differentialantriebszahnrads (136). Das Differentialzuführzahnrad (138) wird in 4 in der getrennten Position dargestellt, während 2 und 3 das Differentialzuführzahnrad (138) darstellen, wenn es mit dem Differentialantriebszahnrad (136) so gekuppelt ist, dass das Differentialantriebszahnrad (136) und das Differentialzuführzahnrad (138) zusammen drehen. Die Vorrichtung, um das Differentialzuführzahnrad (138) von dem Differentialantriebszahnrad (136) weg aufwärts zu bewegen, wird nachfolgend näher beschrieben. Wenn das Differentialzuführzahnrad (138) aufwärts bewegt wird, wird sein Drehen gestoppt und es wird durch eine Vielzahl von Elementen (156), wie Stifte, Mitnehmer, Arme, Ösen oder andere Vorsprünge, in einer Stoppposition verriegelt. Bei einer bevorzugten Ausführung des Werkzeugs (100) sind die Elemente (156) einziehbar. Dieses einziehbare Merkmal der Elemente (156) wird ausführlich in der am 18. Juni 1999 eingereichten US-Patentanmeldung mit dem Titel "Positive Feed Tool Having Retractable Members" (Werkzeug mit Zwangszuführung mit einziehbaren Elementen) beschrieben.
Obwohl bevorzugt wird, dass das Differentialzuführzahnrad (138) von dem Differentialantriebszahnrad (136) wegbewegt wird, kann die Spindel (108) auf andere Arten eingezogen werden. Zum Beispiel kann das Differentialantriebszahnrad (136) von dem Differentialzuführzahnrad (138) wegbewegt werden, um die beiden Zahnräder zu entkuppeln. Gleichfalls können sich das Differentialzuführzahnrad (138) und das Differentialantriebszahnrad (136) beide von einander wegbewegen, um die beiden Zahnräder zu entkuppeln, um die Spindel (108) zum Einziehen zu veranlassen.
Da ein Drehen des Differentialzuführzahnrads (138) verhindert wird, wenn es von dem Differentialantriebszahnrad (136) getrennt ist, hört auch das Spindelzuführzahnrad (142) auf, zu drehen, was die Spindel (108) veranlasst, durch die inneren Gewindegänge des Spindelzuführzahnrads (142) zu drehen und von dem Werkstück (114) weg eingezogen zu werden. Das heißt, dass, da die Spindel (108), und damit auch das Spindelantriebszahnrad (140), schneller drehen als das Spindelzuführzahnrad (142), die Spindel von dem Werkstück (114) weg eingezogen wird.
Die Vorrichtung, die das Differentialzuführzahnrad (138) veranlasst, sich von dem Differentialantriebszahnrad (136) zu trennen, wird ausführlich in der am 18. Juni 1999 eingereichten US-Patentanmeldung mit dem Titel "Positive Feed Tool Having A Clutch" (Werkzeug mit Zwangszuführung mit einer Kupplung) beschrieben. Es folgt eine kurze Beschreibung der Entkupplungsvorrichtung, die das Differentialzuführzahnrad (138) veranlasst, sich von dem Differentialantriebszahnrad (136) zu trennen.
Wie in 3 und 4 dargestellt, ist das Differentialzuführzahnrad (138) durch eine Lagereinheit (150) an einer Einziehwelle (160) angebracht. Daher ist das Differentialzuführzahnrad (138) um die Einziehwelle (160) drehbar. Jedoch wird das Differentialzuführzahnrad (138) durch einen Haltering und eine Kante eines Kopfes (162) der Welle (160) an dem Platz entlang der Längsachse der Welle (160) gehalten. Das heißt, dass das Differentialzuführzahnrad (138) nicht entlang der Länge der Welle (160) bewegt werden kann, auch wenn es um die Längsachse der Welle (160) drehbar ist. Die Welle (160) erstreckt sich parallel mit der Längsachse der Spindel (108) und ist im Bezug auf das Gehäuse (126) beweglich. Da das Differentialzuführzahnrad (138) auf die oben beschriebene Weise drehbar an der Welle (160) angebracht ist, bewegt sich das Differentialzuführzahnrad (138) entsprechend, wenn sich die Welle (160) im Bezug auf das Gehäuse (126) in der durch den Pfeil in 4 angezeigten Richtung bewegt.
Das Differentialzuführzahnrad (138) befindet sich in Richtung des entfernten Endes oder Kopfendes der Welle (160). Die Welle (160) umfasst außerdem einen Gewindeabschnitt (164), der sich an dem nahen Ende der Welle gegenüber dem entfernten Ende mit dem Kopf (162) befindet. Ein Kolben (166) ist auf den Gewindeabschnitt (164) der Welle (160) geschraubt. Der Kolben (166) ist ein massiver oder hohler zylindrischer Druckstempel, der in einem Zylinder (168) beweglich ist, wenn er einem Druckfluid ausgesetzt wird. Da der Kolben (166) mit der Welle (160) verbunden ist, bewegt sich auch die Einziehwelle (160), wenn der Kolben (166) sich bewegt.
Die Einziehwelle (160) gleitet in einen ortsfesten Ansatz (170), der an dem Gehäuse (126) angebracht ist. Wie in 4 gezeigt wird, ist die Lagereinheit (150) für das Differentialantriebszahnrad (136) an dem Ansatz (170) angebracht. Somit wird, wenn sich die Welle (160) bewegt, das Differentialzuführzahnrad (138) relativ zu dem Differentialantriebszahnrad (136), dem Ansatz (170) und dem Gehäuse (126) bewegt.
Der Kolben (166) umfasst eine Aussparung zur Aufnahme einer Dichtung (172). Die Dichtung (172) bildet eine bewegliche Dichtung mit einer Innenfläche des Zylinders (168) in dem Gehäuse (126). Zum Beispiel kann der Kolben (166) eine Aussparung umfassen, die einen O-Ring (171) aufnimmt, der eine bewegliche Dichtung mit der zylindrischen Innenfläche des Zylinders (168) bildet. Das Gehäuse (126) umfasst außerdem einen Kanal (174), der mit dem Inneren des Zylinders (168) verbunden ist. Wie nachfolgend näher beschrieben und wie in der oben angegebenen Anmeldung mit dem Titel "Positive Feed Tool Having A Clutch" beschrieben wird, kann Druckfluid über den Kanal (174) in das Innere des Zylinders (168) zugeführt werden.
Der unterste oder untere Abschnitt des Zylinders (168) wird durch eine Kappe (176) abgedichtet. Wenn Druckfluid in das Innere des Zylinders (168) zugeführt wird, wird der Kolben (166) zwangsweise zu den Elementen (156) hin bewegt. Der Zylinder (168) umfasst eine kleine Ablassöffnung (178), die sich über dem Kolben (166) befindet und durch die Fluid zwischen dem Kolben und dem Gehäuse (126) zur Atmosphäre entweichen kann, wenn der Kolben (166) auf die oben beschriebene Weise bewegt wird.
Der Kolben (166) wird durch eine Feder (180) vorgespannt, um sich in eine Richtung von den Elementen (156) weg, d. h. in die Zuführrichtung, zu bewegen. Die Feder (180) unterstützt dabei, das Differentialzuführzahnrad (138) mit dem Differentialantriebszahnrad (136) in Eingriff zu halten, wenn der Kolben (166) nicht betätigt wird. Wird der Kolben (166) betätigt, überwindet das Druckfluid in dem Zylinder (168) die Kraft der Feder (180), um den Kolben (166) zum Bewegen zu veranlassen. Da der Kolben (166) mit der Welle (160) verbunden ist, bewegen sich auch die Welle (160) und das Differentialzuführzahnrad (138), wenn sich der Kolben (166) bewegt.
Der Kopf (162) der Welle (160) umfasst eine Aussparung, die gleitend einen Führungsstift (182) aufnimmt. Der Führungsstift (182) ist an dem Gehäuse (126) angebracht und verhindert, dass sich die Welle (160) von einer Achse parallel mit der Längsachse der Spindel (108) weg bewegt. Somit gleitet die Welle (160) im Bezug auf den Führungsstift (182), wenn der Kolben (166) betätigt wird. Auf die oben beschriebene Weise kann das Differentialzuführzahnrad (138) veranlasst werden, sich von dem Differentialantriebszahnrad (136) so wegzubewegen, dass die Elemente (156) in die entsprechenden Aussparungen (157) an dem Differentialzuführzahnrad (138) eingreifen und das Differentialzuführzahnrad (138) veranlassen, das Drehen zu stoppen. Die Aussparungen (157) können Vertiefungen, kleine Höhlungen oder Bohrungen sein. Wie zuvor beschrieben wurde, wird, wenn das Differentialzuführzahnrad (138) nicht drehen kann und von dem Differentialantriebszahnrad (136) getrennt ist, die Spindel (108) durch das Spindelantriebszahnrad (140) eingezogen. Jedoch kann ein Drehen des Differentialzuführzahnrads (138) auf andere Arten verhindert werden. Zum Beispiel kann das Differentialzuführzahnrad (138) einen oder mehrere Vorsprünge an seiner oberen Fläche aufweisen, um in Aussparungen, die in dem Gehäuse (126) geformt sind, einzugreifen. In diesem Fall würde das Werkzeug (100) die Elemente (156) nicht benötigen.
6 stellt eine Endansicht des hinteren Abschnitts (199) des Bohrers mit Zwangszuführung (100) dar, und 7A und 7B stellen einen entlang der Linie 7-7 aus 6 ausgeführten Teilschnitt des hinteren Abschnitts (199) des Bohrers mit Zwangszuführung (100) dar. Wie in 7A und 7B gezeigt wird, umfasst das hintere Gehäuse oder Hinterkopfgehäuse (250), das einen Teil des gesamten Gehäuses (126) des Bohrers mit Zwangszuführung (100) bildet, einen zylindrischen Hohlraum, der den Motor (102) sowie ein Ventil (252), das durch eine Kupplung (nicht dargestellt) betätigt wird, aufnimmt. Das Ventil (252) und die Kupplung werden ausführlich in der am 18. Juni 1999 eingereichten US-Patentanmeldung mit dem Titel "Positive Feed Tool Having A Clutch" beschrieben. Das Werkzeug (100) muss jedoch nicht das Ventil (252) umfassen, um in der hierin betrachteten Weise zu funktionieren.
Der Druckluftmotor (102) ist vorzugsweise ein Druckluftmotor mit einem Rotor (254) und Rotorblättern (256), die pneumatisch angetrieben werden, um den Rotorschiebekeil (255) zum Drehen zu veranlassen. Wie außerdem in den Fig. dargestellt wird, umfasst der Bohrer mit Zwangszuführung (100) einen Fluideinlass (206), der in einem Verbinder (207) oder einer Einlassmuffe enthalten ist. Der durch den Verbinder (207) eingelassene Fluiddruck wird in eine umschlossene Kammer (209) geleitet, wo er der Fläche eines Absperrventils (nicht dargestellt) ausgesetzt wird, das durch die Drossel (116) gesteuert wird (der Abschnitt des Absperrventils in der Kammer (209) wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit in 7A und 7B weggelassen). Die Drossel (116) wirkt mit dem Ab sperrventil zusammen, um den Fluidstrom in die Kammer (209) zu steuern, der wiederum den Kraftversorgungsdurchgang (208) zum Zuführen von Luft in den Motoreinlass (258) speist, der durch eine hintere Lagerplatte (260) des Motors (102) gebildet wird. Das Öffnen und Schließen des Absperrventils wird durch den drehbaren Drosselring (116) geregelt. Luft wird aus dem Motor (102) durch einen Abgaskrümmer (262) über Durchgänge ausgestoßen, die in den Fig. nicht dargestellt sind.
Wie in 1, 7A und 7B dargestellt wird, befindet sich das Einziehventil (200) an dem hinteren Abschnitt des Werkzeugs (100), vorzugsweise rückwärtig des Motors (102) und der Drossel (116).
5 stellt ein Fluidkreis-Schaubild dar, das zeigt, wie die Betätigung des Einziehventils (200) des Bohrers mit Zwangszuführung (100) die Spindel (108) zum Einziehen veranlasst. Das Einziehventil (200) wird auch in 7A, 7B und 8 dargestellt.
Wie nachfolgend näher beschrieben wird, ist das Einziehventil (200) vorzugsweise ein federgespanntes Tellerventil, das ein Ventil mit einer an einem federgespannten Schaft (204) befestigten Scheibe (202) ist, bei dem Hin- und Herbewegen des Schafts das Ventil zum Öffnen und Schließen veranlasst. Wie nachfolgend beschrieben wird, besteht ein Merkmal des Ventils (200) darin, dass es manuell geöffnet werden kann, aber automatisch schließt, wenn das Ventil durch einen Bediener freigegeben wird. Andere Ventile, die manuell geöffnet werden können und bei Freigabe des Ventils automatisch schließen, reichen ebenfalls aus. Allgemein gesagt würden dazu Ventile gehören, die: (1) eine Dichtung umfassen, wie einen Deckel oder eine Abdeckung zu einer Öffnung, die eine Verbindung für eine Flüssigkeit oder ein Gas in eine Richtung öffnet und sie in einer anderen schließt (oder die Strommenge regelt); und (2) manuell geöffnet werden können, aber bei Freigabe des Ventils automatisch schließen.
7A stellt das Ventil (200) dar, wenn es unbetätigt ist, während 7B das Ventil (200) darstellt, wenn es betätigt wird. Die Bauteile des Ventils (200) werden ebenfalls in 8 dargestellt, das eine Explosionsdarstellung des Ventils (200) ist. Wie in 7A, 7B und 8 dargestellt wird, umfasst das Ventil (200) einen Schaft (204) und eine Scheibe (202). Bei der bevorzugten Ausführung sind der Schaft (204) und die Scheibe (202) integriert.
Jedoch können die Scheibe (202) und der Schaft (204) getrennte Artikel sein, die aneinander befestigt werden.
Die Scheibe (202) umfasst eine umfängliche Aussparung, die einen O-Ring (212) aufnimmt. Die Scheibe (202) mit dem O-Ring (212) bildet die Dichtung mit einem Einsatz (214) in einer Bohrung (218) des Gehäuses (126). Das heißt, dass, wenn das Ventil unbetätigt ist, der O-Ring (212) gegen eine abgeschrägte Fläche (215) des Einsatzes (214) sitzt, um die Bohrung (218), in der sich der Einsatz (214) befindet, abzusperren oder abzudichten. Das Ventil umfasst außerdem einen zweiten Einsatz (222), der einen Sitz für eine Feder (224) bildet. Die Einsätze (214, 222) umfassen jeweils einen O-Ring, der verhindert, dass Fluid zwischen der zylindrischen Fläche der Bohrung (218) und der Außenfläche der jeweiligen Einsätze durchgeht. Der Einsatz (214) stößt gegen einen vorspringenden Absatz (226) in der Bohrung (218), und der Einsatz (222) wird mit einem Haltering (228) an dem Platz in der Bohrung (218) gehalten. Wenn das Ventil wie in 7A und 7B gezeigt zusammengebaut ist, werden die Einsätze (214, 222) somit an dem Gehäuse (126) angebracht und können nicht relativ zu dem Gehäuse bewegt werden.
Die Einsätze (214, 222) umfassen jeweils einen Kanal, der den Schaft (204) des Ventils (200) aufnimmt. Der Schaft (204) kann in den Kanälen der Einsätze bewegt werden und ist daher im Bezug auf das Gehäuse (126) in einer Richtung senkrecht zu der Längsachse des Werkzeugs (100) beweglich. Der Schaft (204) des Ventils (200) umfasst des Weiteren einen kegelförmigen Abschnitt (230). Der kegelförmige Abschnitt (230) bildet einen Kanal zwischen dem Schaft (204) und dem Einsatz (214), durch den Fluid durch die Bohrung (218) zu einer Leitung (210) strömen kann.
Eine Kappe (232) wird an dem entfernten Ende des Schafts (204) befestigt, das sich gegenüber dem nahen Ende mit der Scheibe (202) befindet. Die Kappe (232) umfasst eine Fläche, die einen Sitz für die Feder (224) bildet. Somit wird die Feder (224) zwischen der Kappe (232) und dem Einsatz (222) zusammengedrückt. Bei dieser Konstruktion zwingt die Feder (224) die Scheibe (202) in Richtung des abgeschrägten Sitzes (215) des Einsatzes (214). Daher kehrt, wenn die Scheibe (202) aus dem Sitz (215) des Einsatzes (214) herausgedrückt oder -gehoben wird, die Scheibe auf Grund der vorspannenden Wirkung der Feder (224) unverzüglich zu dem Sitz (215) zurück, wenn die Drück- oder Anhebkraft entfernt wird.
Zum Betätigen des Ventils (200) drückt ein Bediener des Werkzeugs (100) einfach die Kappe (232), um den Schaft (204) radial einwärts entlang der Achse der Bohrung (218) zu bewegen. Dies zwingt den O-Ring (212) aus dem Sitz (215), was dann den Kraftversorgungsdurchgang (208) mit der Leitung (210) fluidmäßig verbindet.
Die Bohrung (218) erstreckt sich von dem Äußeren des Gehäuses (126) in das Innere des Kraftversorgungskanals (208). Die Leitung (210) befindet sich in dem Gehäuse (126) und ist in Fluid-Verbindung mit der Bohrung (218) sowie auch eine äußere Leitung (220). Die Leitung (210) wird teilweise durch Hohlräume in dem Gehäuse (126) und dem Ventilkörper (266) gebildet. Wie in 7A und 7B gezeigt wird, blockiert das Ventil (252), wenn die Spindel (108) des Werkzeugs (100) eingezogen wird, die Öffnung (264) so, dass die Leitung (210) keinen Fluidstrom zu dem Kraftversorgungskanal (208) zurückführt. Die äußere Leitung (220) ist in Fluid-Verbindung mit der Leitung (174), und das Gehäuse (126) umfasst eine Armatur (300), an die die äußere Leitung (220) angeschlossen werden kann (die äußere Leitung (220) wird in 7A und 7B nicht dargestellt). Obwohl sich bei der bevorzugten Ausführung die Leitung (220) auf Grund von Beschränkungen des Raums außerhalb des Werkzeuggehäuses (126) befindet, kann sich die Leitung (220) auch in dem Gehäuse (126) befinden und kann von einer Vielzahl von zwischenverbindenden Durchgängen gebildet werden.
Wenn das Ventil (200) unbetätigt ist und die Drossel (216) ist geöffnet, wird Druckfluid durch den Fluideinlass (206) und in den Kraftversorgungskanal (208) zugeführt. Wie in den Fig. dargestellt wird, führt der Kraftversorgungskanal (208) Druckfluid zu dem Motor (102) zu, der wiederum die Zahnräder in dem Antriebsgetriebe (104) dreht. Somit veranlasst das Drehen des Motors (102) die Welle (144) zum Drehen, die wiederum die zuvor beschriebenen Zahnräder so dreht, dass das Differentialantriebszahnrad (136) gedreht wird, um die Spindel, wie durch den durchgezogenen Pfeil aus 5 dargestellt, zum Zuführen zu veranlassen. Daher ist das Ventil (200) während des normalen Ausfahrens oder Zuführens der Spindel (108) unbetätigt.
Wenn das Ventil (200) unbetätigt ist, bildet das Ventil (200) eine Dichtung zum Absperren der Leitung (210) in dem Gehäuse (126). Das heißt, dass, wenn das Ventil geschlossen ist, das Ventil die Fluid-Verbindung zwischen dem Kraftversorgungskanal (208) und der äußeren Fluidleitung (220) verhindert. Wenn unbetätigt, befindet sich der Schaft (204) des Ventils an Position A, dargestellt durch die durchgezogenen Linien in 5, und der Kolben (166) und das Differentialzuführzahnrad (138) befinden sich an Position A, ebenfalls durch die durchgezogenen Linien in 5 dargestellt. An Position A werden das Differentialzuführzahnrad (138) und das Differentialantriebszahnrad (136) so miteinander in Eingriff gebracht, dass sie zusammen drehen und die Spindel (108) ausfahren.
Wenn das Ventil (200) betätigt wird, wird der Schaft (204) zu der Position B bewegt, dargestellt durch die gestrichelten Linien in 5. Wie in 5 dargestellt wird, wird, wenn das Ventil (200) betätigt ist, weiter Druckfluid zu dem Motor (102) zugeführt, so dass sich die Spindel (108) dreht. Wenn jedoch das Ventil (200) betätigt wird, wird der Schaft (204) angehoben und die Dichtung, die den Kanal (210) absperrt, fällt auseinander. Dies gestattet, dass Druckfluid um den Aussparungsabschnitt (230) des Schafts durch die Leitung (210), durch die äußere Leitung (220), durch die Leitung (174) und in den Zylinder (168) zu der Unterseite des Kolbens (166) strömen kann, der, wie oben beschrieben, das Differentialzuführzahnrad (138) veranlasst, sich von dem Differentialantriebszahnrad (136) wegzubewegen, um die Spindel (108), wie durch den gestrichelten Pfeil in 5 gezeigt, zum Einziehen zu veranlassen. Daher befinden sich, wenn das Ventil (200) betätigt ist, der Kolben (166) und das Differentialzuführzahnrad (138) an der Position B, dargestellt durch die gestrichelten Linien in 5.
Zusammengefasst veranlasst das Betätigen des Ventils (200) das Differentialantriebszahnrad (136) und das Differentialzuführzahnrad (138) zum Entkuppeln, vorzugsweise, um das Differentialzuführzahnrad (138) zu veranlassen, sich von dem Differentialantriebszahnrad (136) wegzubewegen, um die Zahnräder zu trennen. Wie zuvor beschrieben wurde, wird das Drehen des Differentialzuführzahnrads (138), wenn es nach oben bewegt wird, verhindert, was die Spindel (108) zum Einziehen veranlasst.
Die Fluidversorgung (120), vorzugsweise Druckluft, führt Druckfluid zu dem Einlass (206) des Werkzeugs (100) zu.
Zum Öffnen des Ventils (200) schiebt oder drückt ein Bediener des Werkzeugs (100) den Schaft (204) manuell einwärts, um die Feder (224) zusammenzudrücken, um die Scheibe und damit auch den O-Ring (212) aus dem Sitz (215) zu heben. Solange der Bediener weiter den Schaft (204) drückt, um die Feder zusammenzudrücken, um den O-Ring (212) von dem Sitz (215) beabstandet zu halten, wird die Spindel (108) eingezogen. Sobald der Bediener aufhört, in einem solchen Ausmaß auf den Schaft (204) zu drücken, dass die Feder (224) den Schaft (204) radial von der Längsachse des Werkzeugs weg zwingt, schließt das Ventil, da der O-Ring dann eine Dichtung an dem Sitz (215) bildet. Der Luftdruck in der Leitung (208) neigt ebenfalls dazu, das Ventil (200) zu schließen, nachdem der Bediener aufgehört hat, den Schaft (204) zu drücken. Dies ist deshalb, weil die Fluidströmungsrichtung von der Zuführleitung (208) durch das Ventil (200) führt. Das Fluidströmungsmoment führt daher gegen die flache obere Fläche (201) der Scheibe (202), was dazu neigt, das Ventil zum Schließen zu zwingen. Somit veranlassen die Feder (224) und/oder der Fluiddruck das Ventil zum automatischen Schließen, nachdem der Bediener aufgehört hat, den Schaft (204) zu drücken, d. h. nachdem der Bediener den Schaft freigegeben hat. Daher muss das Werkzeug (100), je nach der Menge des Fluidstroms während des Bohrens, nicht die Feder (224) umfassen. Das Ventil (200) schließt automatisch, da es unabhängig davon, ob der Bediener weitere Maßnahmen ergreift, schließen kann. Das heißt der Bediener muss das Ventil nicht zum Schließen zwingen; das Ventil schließt sich unabhängig und spontan selbst, wenn der Bediener den Schaft (204) nicht mehr drückt, d. h. unmittelbar nachdem der Bediener das Ventil freigibt.
Obwohl das Betätigen des Einziehventils (200) Druckfluid zuführt, um den Kolben (166) zu bewegen, wird auch in Betracht gezogen, dass das Werkzeug (100) so ausgelegt werden kann, dass das Betätigen des Einziehventils (200) den Druckfluidstrom absperrt, verhindert oder reguliert, um die Spindel (108) zum Einziehen zu veranlassen. Zum Beispiel kann das Differentialzuführzahnrad (138) in eine Richtung weg von dem Differentialantriebszahnrad (136) vorgespannt werden, und das Einziehventil (200) kann Druckfluid gegen den Kolben (166) oder das Differentialzuführzahnrad (138) zuführen, wenn das Einziehventil (200) unbetätigt ist, um das Differentialzuführzahnrad (138) in Eingriff mit dem Differentialantriebszahnrad (136) zu halten. In diesem Fall würde eine solche Feder zusammengedrückt, wenn das Ventil unbetätigt ist. Bei Betätigen des Ventils (200) würde der Druck durch Öffnen des Ventils (200) entlastet oder verringert, was die Feder veranlassen würde, das Differentialzuführzahnrad (138) von dem Differentialantriebszahnrad (136) wegzubewegen. Dieses Vorgehen könnte auch dazu verwendet werden, das Differentialantriebszahnrad (136) von dem Differentialzuführzahnrad (138) weg zu bewegen.
Darüber hinaus kann nur Fluiddruck dazu verwendet werden, eines oder beide von dem Differentialzuführzahnrad (138) und dem Differentialantriebszahnrad (136) so zu bewegen, dass die Spindel (108) ohne die Hilfe einer Feder zum Einziehen veranlasst wird. Zum Beispiel kann das unbetätigte Einziehventil (200) Druckfluid zu der Oberseite des Kolbens (166) zuführen, um das Differentialzuführzahnrad (138) zum Eingreifen in das Differentialantriebszahnrad (136) zu veranlassen, so dass die beiden Zahnräder zusammen drehen. Wenn ein solches Ventil (200) betätigt wird, wird das Druckfluid zu der Unterseite des Kolbens (166) zugeführt und der Druck an der Oberseite des Kolbens (166) wird entlastet oder verringert, was das Differentialzuführzahnrad (138) dazu veranlasst, sich von dem Differentialantriebszahnrad (136) wegzubewegen, um das Differentialzuführzahnrad (138) zum Beenden des Drehens zu veranlassen und die Spindel (108) zum Einziehen zu veranlassen. Angesichts des Vorgenannten wird man anerkennen, dass die Fluidventile nach der vorliegenden Erfindung mit einer Vielzahl von Fluidsteuermustern und -vorrichtungen zum Bewegen von einem oder beiden der Differentialzahnräder verwendet werden können.
Obwohl das Ventil (200) mit Bezug auf die bevorzugte Ausführung beschrieben wurde, bei der das Freigeben des Ventils (200) die Spindel (108) zum unverzüglichen Einziehen veranlasst, ist außerdem anzuerkennen, dass das Ventil (200) so ausgelegt sein kann, dass es die Spindel (108) zum Einziehen für einen vorgegebenen Zeitraum veranlasst und dann die Spindel (108) zum erneuten Ausfahren in Richtung des Werkstücks (114) veranlasst. Zum Beispiel kann der Schaft des Ventils (200) betrieben werden, um eine Sekunde nach seiner Betätigung langsam zu seiner geschlossenen Position zurückzukehren. Das Einziehventil (200) kann so ausgelegt sein, dass dieser Zeitraum eingestellt werden kann. Somit kann ein Bediener des Einziehventils (200) ein solches Ventil (200) betätigen, um die Spindel (108) zum Einziehen für einen kurzen Zeitraum und dann zum erneuten Ausfahren der Spindel (108), wenn der vorgegebene Zeitraum abgelaufen ist, zu veranlassen. Zusätzlich kann das Ventil (200) so ausgelegt sein, dass es betätigt bleibt, bis der Bediener das Ventil (200) manuell in seinen unbetätigten Zustand zurückführt.
Nach der vorliegenden Erfindung gestattet das Einziehventil (200) einem Bediener des Werkzeugs (100) einfaches Betätigen des Einziehventils (200), um die Spindel (108) zum unverzüglichen Einziehen zu veranlassen. Sobald der Bediener das Einziehventil (200) loslässt, d. h. das Einziehventil (200) freigibt, kehrt das Einziehventil (200) an seine unbetätigte Position zurück, was die Spindel (180) zum unverzüglichen erneuten Ausfahren veranlasst. Das heißt, dass der Bediener des Werkzeugs (100) das Einziehventil (200) nicht in seine unbetätigte Position zurückzwingen muss, da das Einziehventil (200) automatisch in seine unbetätigte Position zurückkehrt, wenn der Bediener das Ventil (200) freigibt. Somit kann ein Bediener des Werkzeugs (100) durch periodisches Betätigen des Einziehventils (200), wie gewünscht, ein Ausspänen einleiten. Zum Beispiel kann der Bediener des Werkzeugs (100) wiederholt das Einziehventil (200) drücken, um die Spindel (108) zu wiederholtem Einziehen und Ausfahren zu veranlassen. Diese Handlung neigt dazu, problematische Drehspäne von dem gebohrten Loch und der Trennvorrichtung zu entfernen.
Darüber hinaus gestattet das Einziehventil (200) dem Bediener des Werkzeugs (100), den Status des gebohrten Lochs einfach zu überwachen, indem einfach das Einziehventil (200) betätigt wird und dann das Ventil (200) freigegeben wird, um das Bohren des Lochs fortzusetzen. Da das Einziehventil (200) in der Nähe des hinteren Teils des Werkzeugs (100), d. h. durch den Motor (102) und die Drossel (116), angeordnet wird, befindet sich das Einziehventil (200) an einer Stelle, die einfach von dem Bediener erreicht werden kann, und an einer Stelle, bei der sich der Bediener bei Betätigen des Einziehventils (200) nicht um mögliche Verletzung durch die drehende Trennvorrichtung (110) und Spindel (108) an dem vorderen Teil des Werkzeugs (100) sorgen muss. Es ist daher anzuerkennen, dass das Werkzeug (100) ein in geeigneter Weise angeordnetes Ventil (200) bereitstellt, dass ein Bediener des Werkzeugs einfach betätigen kann, um mit dem Werkzeug (100) auszuspänen.
Die Prinzipien der bevorzugten Ausführungen und Betriebsarten der vorliegenden Erfindung wurden in der vorangegangenen Spezifikation beschrieben. Dennoch ist die Erfindung, die geschützt werden soll, nicht so auszulegen, dass sie auf die offenbarten besonderen Ausführungen beschränkt ist. Des Weiteren sind die hierin beschriebenen Ausführungen als erläuternd und nicht als beschränkend zu erachten. Es können von anderen Varianten und Veränderungen vorgenommen und Äquivalente verwendet werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Werkzeug mit Zwangsführung, das umfasst: einen Motor (102); eine Gewindespindel (108), die über ein Antriebsgetriebe (104) selektiv mit dem Motor (102) gekuppelt wird, wobei das Antriebsgetriebe umfasst: ein Spindelantriebszahnrad (140), das mit der Spindel (108) so gekuppelt ist, dass sich die Spindel und das Spindelantriebszahnrad zusammen drehen; ein Spindelzuführzahnrad (142), das auf die Spindel (108) geschraubt ist; ein Differentialantriebszahnrad (136), das mit dem Spindelantriebszahnrad (140) in Eingriff ist; ein Differentialzuführzahnrad (138), das mit dem Spindelzuführzahnrad (142) in Eingriff ist, wobei wenigstens das Differentialzuführzahnrad (138) oder das Differentialantriebszahnrad (136) von einer ersten Position an eine zweite Position bewegt werden kann und das Differentialzuführzahnrad (138) mit dem Differentialantriebszahnrad (136) gekuppelt ist, wenn sich das Differentialzuführzahnrad oder das Differentialantriebszahnrad an der ersten Position befindet, so dass sich das Differentialzuführzahnrad (138) und das Differentialantriebszahnrad (136) zusammen drehen, wobei das Differentialzuführzahnrad (138) nicht mit dem Differentialantriebszahnrad (136) gekuppelt ist, wenn sich das Differentialzuführzahnrad oder das Differentialantriebszahnrad an der zweiten Position befindet; und ein Einziehventil (200) mit einem Element (204), das manuell von einer ersten Stelle an eine zweite Stelle bewegt werden kann, wobei das Element eine Dichtung bildet, wenn es sich an der ersten Stelle befindet, und das Einziehventil so ausgeführt ist, dass es das Element automatisch an die erste Stelle zurückführt, nachdem das Element manuell von der ersten Stelle an die zweite Stelle bewegt worden ist und nachdem das Ventil von einem Benutzer freigegeben worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass: das Einziehventil dazu dient, wenigstens das Differentialzuführzahnrad (138) oder das Differentialantriebszahnrad (136) zu veranlassen, sich von der ersten Position an die zweite Position zu bewegen, wenn sich das Element an der ersten Stelle befindet; das Einziehventil dazu dient, wenigstens das Differentialzuführzahnrad oder das Differentialantriebszahnrad zu veranlassen, sich von der zweiten Position an die erste Position zu bewegen, wenn sich das Element an der ersten Stelle befindet; und dadurch, dass das Werkzeug mit Zwangszuführung des Weiteren umfasst: einen Fluidzuführkanal (206) zum Zuführen von Druckfluid zu dem Motor; einen Kolben (166), der mit dem Differentialzuführzahnrad (138) verbunden ist; und eine Fluidleitung (220) zum Zuführen von Druckfluid zu dem Kolben aus dem Fluidzuführkanal, wobei sich das Einziehventil (200) zwischen der Fluidleitung (220) und dem Fluidzuführkanal (206) befindet, das Einziehventil den Fluidzuführkanal und die Fluidleitung miteinander verbindet, wenn das Element (204) manuell an die zweite Stelle bewegt wird, um den Kolben (166) und das Differentialzuführzahnrad (138) pneumatisch von der ersten Position an die zweite Position zu bewegen, und das Einziehventil den Fluidzuführkanal (206) gegenüber der Fluidleitung (220) sperrt, wenn sich das Element (204) an der ersten Stelle befindet.
Werkzeug mit Zwangszuführung nach Anspruch 1, wobei das Einziehventil (200) eine Feder (224) enthält, die die Dichtung automatisch an die erste Stelle zurückführt, nachdem die Dichtung manuell von der ersten Stelle an die zweite Stelle bewegt worden ist.
Werkzeug mit Zwangszuführung nach Anspruch 1, wobei das Werkzeug ein Gehäuse (126) enthält und das Gehäuse ein vorderes Ende sowie ein hinteres Ende, das sich gegenüber von dem vorderen Ende befindet, enthält, wobei sich das Einziehventil (200) näher an dem hinteren Ende als an dem vorderen Ende befindet.
Bohrer mit Zwangszuführung nach Anspruch 3, wobei sich das Einziehventil (200) an eine Drossel (116) des Werkzeugs angrenzend befindet.
Werkzeug mit Zwangszuführung nach Anspruch 1, wobei das Werkzeug ein Winkelbohrer mit Zwangszuführung ist.
Werkzeug mit Zwangszuführung nach Anspruch 1, das des Weiteren ein Gehäuse (126) zum Aufnehmen von Bauteilen des Werkzeugs umfasst, wobei sich die Fluidleitung (220) wenigstens teilweise außerhalb des Gehäuses befindet und der Kolben (166) relativ zu dem Gehäuse bewegt werden kann.
Werkzeug mit Zwangszuführung nach Anspruch 1, das des Weiteren eine Fluidzufuhr (120) zum Zuführen von Druckfluid zu dem Fluidzuführkanal (206) umfasst.
Werkzeug mit Zwangszuführung nach Anspruch 1, wobei das Einziehventil (200) dazu dient, das Differentialzuführzahnrad (138) zu veranlassen, sich an die zweite Position zu bewegen.
Werkzeug mit Zwangszuführung nach Anspruch 8, das des Weiteren eine Einrichtung zum pneumatischen Bewegen des Differentialzuführzahnrades (138) an die zweite Position umfasst.
Verfahren zu dem Einsatz des Werkzeugs mit Zwangszuführung nach Anspruch 1 mit einem Ventil (200), das automatisch schließt, welches umfasst: Einziehen einer ausfahrenden Spindel (108) des Werkzeuges durch manuelles Betätigen des Ventils des Werkzeuges und anschließend automatisches Ausfahren und Drehen der zuvor eingezogenen Spindel, nachdem das Ventil freigegeben worden ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Ventil (200) manuell betätigt wird, indem ein Schaft (204) des Ventils gedrückt wird, um eine Dichtung des Ventils zu öffnen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Ventil wenigstens teilweise durch die Kraft einer Feder (224) automatisch geschlossen wird, nachdem das Ventil freigegeben wurde.
Verfahren nach Anspruch 10, das des Weiteren das erneute Einziehen der Spindel des Werkzeugs durch manuelles Betätigen des Ventils umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Ventil geöffnet wird, wenn das Ventil betätigt wird, und das Ventil automatisch geschlossen wird, wenn das Ventil freigegeben wird.