DE69201840T2

DE69201840T2 - Eilrücklaufvorrichtung einer Bohrmaschine.

Info

Publication number: DE69201840T2
Application number: DE69201840T
Authority: DE
Inventors: Osamu Asano; Michihiro Shoji
Original assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Current assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Priority date: 1991-08-27
Filing date: 1992-08-17
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2012-08-18
Also published as: EP0529457B1; EP0529457A1; US5233887A; AU644305B2; TW197971B; DE69201840D1; KR930004004A; AU2106192A; KR950009956B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Eilrücklauf- Vorrichtung, die in einer Bohrmaschine verwendet wird, um einen automatischen Vorschubbetrieb und einen automatischen Eilrücklaufbetrieb des elektrischen Bohrgerätes der Bohrmaschine durchzuführen.
Der automatische Vorschubbetrieb und der automatische Rücklaufbetrieb einer herkömmlichen Bohrmaschine werden durch Änderung der Drehrichtungen eines Vorschubmotors durchgeführt. Die Drehzahl des Vorschubmotors wird durch Spannungsregelung so gesteuert, daß das elektrische Bohrgerät beim Vorschubbetrieb langsam abgesenkt und beim Eilrücklaufbetrieb angehoben wird. Die Geschwindigkeit, mit welcher der Elektromotor den Eilrücklauf durchführen kann, ist jedoch begrenzt, wenn der Vorschubmotor spannungsgesteuert wird.
Durch das neue Phänomen des Arbeitskräftemangels wird der Arbeitseffektivität eine hohe Priorität eingeräumt. Unter diesem Gesichtspunkt ist es wünschenswert, die Rücklaufgeschwindigkeit des elektrischen Bohrgerätes einer Bohrmaschine nach Beendigung der Bohrarbeit stark zu erhöhen.
Die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 1-240210 (ungeprüfte Patentanmeldung) offenbart eine Eilrücklaufvorrichtung für eine Bohrmaschine, die eine Freilaufkupplung an der Eingangsseite eines hochuntersetzenden Getriebes und eine Eingreifkupplung an dessen Ausgangsseite aufweist. Die Eingreifkupplung besteht aus zwei Kupplungsstücken, deren jedes eine schräge Oberfläche hat, die an der anderen schrägen Oberfläche angreift. Wenn ein vorbestimmtes Drehmoment angelegt wird, gleiten die Kupplungsstücke gegeneinander auf ihren geneigten Oberflächen, so daß ihr gegenseitiger Eingriff gelöst wird. Die Antriebskraft des Vorschubmotors im Vorschubbetrieb wird entlang einer Strecke übertragen, die anders ist als diejenige des Eilrücklaufbetriebs. Bei Verwendung dieser Anordnung wird daher das oben erwähnte bekannte Problem in gewissem Maß überwunden.
Bei diesem Stand der Technik kann es jedoch vorkommen, daß das Gleiten der beiden Kupplungsstücke einen unstabilen Betrieb der Eingreifkupplung bewirkt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Eilrücklaufvorrichtung für eine Bohrmaschine zu schaffen, die für eine erhöhte Rücklaufgeschwindigkeit des elektrischen Bohrgerätes mittels einer einfachen Struktur sorgt und eine präzise Änderung der Geschwindigkeit des elektrischen Bohrgerätes herbeiführt.
Um diese Aufgabe zu lösen, ist eine Eilrücklaufvorrichtung für eine Bohrmaschine, die
einen in einer Vorschubrichtung und in einer dazu entgegengesetzten Rücklaufrichtung drehbaren Motor,
eine zur Drehung durch den Motor angelegte Eingangswelle, eine drehbar parallel zur Eingangswelle angeordnete Ausgangswelle,
einen Schnellgang-Getriebezug, bestehend aus einem koaxial auf der Eingangswelle gelagerten ersten großen Zahnrad und einem koaxial auf der Ausgangswelle gelagerten und mit dem ersten großen Zahnrad kämmenden ersten kleinen Zahnrad,
einen untersetzenden Getriebezug aufweist, bestehend aus einem koaxial auf der Eingangswelle gelagerten zweiten kleinen Zahnrad und einem koaxial an der Ausgangswelle befestigten und mit dem zweiten kleinen Zahnrad kämmenden zweiten großen Zahnrad
aufweist, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner folgendes aufweist:
eine vom Motor gedrehte und die Eingangswelle drehende Drehbewegungs/Linearbewegungs-Umwandlungseinheit zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung entlang der Eingangswelle;
eine erste Kupplung zum Verbinden der Ausgangswelle mit der Eingangswelle über den Schnellgang-Getriebezug, wenn sich die Eingangswelle in der Eilrücklaufrichtung dreht,
und eine zweite Kupplung, welche durch die Drehbewegungs/- Linearbewegungs-Umwandlungseinheit selektiv in eine erste Position und eine zweite Position bewegt wird, um in der ersten Position beim Vorschubbetrieb das zweite kleine Zahnrad mit der Eingangswelle zu verbinden und um in der zweiten Position beim Eilrücklaufbetrieb das zweite kleine Zahnrad von der Eingangswelle zu entkuppeln.
Wenn sich der Motor in der Vorschubrichtung dreht, wird die zweite Kupplung durch die Drehbewegungs/Linearbewegungs- Umwandlungseinheit in die erste Position gestellt, um das zweite kleine Zahnrad mit der Eingangswelle zu kuppeln. Die Drehung der Eingangswelle wird über den untersetzenden Getriebe Zug von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragen und senkt die Gleitplatte der Bohrmaschine langsam ab, was den Bohrvorschub des elektrischen Bohrgerätes herbeiführt. Nach Beendigung des Bohrens durch das elektrische Bohrgerät wird der Motor umgekehrt, um sich in der Eilrücklaufrichtung zu drehen. Dann wird die zweite Kupplung durch die Drehbewegungs/Linearbewegungs-Umwandlungseinheit in die zweite Position gestellt, um das zweite kleine Zahnrad von der Eingangswelle zu entkuppeln und dadurch zu verhindern, daß die Drehung der Eingangswelle über den untersetzenden Getriebezug auf die Ausgangswelle übertragen wird. In diesem Fall ist die erste Kupplung eingerückt, und die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle wird über den Schnellgang-Getriebezug erhöht und auf die Ausgangswelle übertragen. Somit wird die Ausgangswelle mit einer hohen Geschwindigkeit in der Eilrücklaufrichtung gedreht, so daß die Gleitplatte schnell angehoben wird, um zu bewirken, daß das elektrische Bohrgerät schnell zurückkehrt.
Die vorliegende Erfindung wird voll deutlich aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, worin:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der gesamten Bohrmaschine ist, die mit einer Eilrücklaufvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
Fig. 2 eine Horizontalquerschnittsansicht der ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eilrücklaufvorrichtung im Vorschubbetrieb ist;
Fig. 3 die Ansicht eines längs der Linie 3-3 der Fig. 2 gelegten Querschnittes ist;
Fig. 4 eine Horizontalquerschnittsansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Eilrücklaufvorrichtung im Eilrücklaufbetrieb ist;
Fig. 5 die Ansicht eines entlang der Linie 5-5 der Fig. 4 gelegten Querschnittes ist;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Gleitringes ist, der bei der ersten und der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Eilrücklaufvorrichtung verwendet wird;
Fig. 7 eine Horizontalguerschnittsansicht der zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eilrücklaufvorrichtung im vorschubbetrieb ist;
Fig. 8 die Ansicht eines entlang der Linie 8-8 der Fig. 7 gelegten Querschnittes ist;
Fig. 9 die Ansicht eines entlang der Linie 9-9 der Fig. 7 gelegten Querschnittes ist;
Fig. 10 eine Horizontalquerschnittsansicht der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Eilrücklaufvorrichtung im Eilrücklaufbetrieb zeigt;
Fig. 11 die Ansicht eines entlang der Linie 11-11 der Fig. 10 gelegten Querschnittes ist und
Fig. 12 die Ansicht eines enlang der Linie 12-12 der Fig. 10 gelegten Querschnittes ist.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Eilrücklaufvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Bohrmaschine untergebracht, die einen Bohrmaschinenkörper 1 einbezieht, der einen unteren Magnetsockel 2, eine an der Vorderwand des Körpers vertikal gleitbar angeordnete Gleitplatte 3 und ein elektrisches Bohrgerät 4 aufweist, das an der Gleitplatte 3 gehalten ist.
Das elektrische Bohrgerät 4 hat ein sich nach unten erstreckendes ringförmiges Werkzeug 5, das an der Spindel 6 des elektrischen Bohrgerätes befestigt ist; die Spindel wird mit hoher Geschwindigkeit durch einen Elektromotor (nicht gezeigt) angetrieben. Das ringförmige Werkzeug 5 wird vertikalbeweglich durch einen Lagerarm 7 gehalten, der sich in Horizontalrichtung und nach vorn vom vorderen oberen Teil des Magnetsockels 2 erstreckt. An einer Seitenwand des Bohrmaschinenkörpers 1 ist ein Getriebekasten 8 vorgesehen, der einen Elektromotor (nicht gezeigt) zur Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Gleitplatte 3, sowie auch andere notwendige Elemente (nicht gezeigt) enthält.
In den Figuren 2 bis 6 ist die erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eilrücklaufvorrichtung gezeigt.
Fig. 2 zeigt einen Horizontalguerschnitt durch die erste Ausführungsform im Vorschubbetrieb. Eine Eingangswelle 9 und eine Ausgangswelle 10 sind jeweils durch ein zugeordnetes Lager 11 bzw. 12 drehbar an der Innenwand des Gehäuses des Bohrmaschinenkörpers 1 gelagert. Ein Eingangszahnrad 15, das mit einem auf der drehbaren Welle eines umkehrbaren Elektromotors 13 gebildeten Ritzels 14 kämmt, ist koaxial und drehbar auf der Eingangswelle 9 gelagert. Die Eingangswelle 9 ist jedoch so ausgelegt, daß sie durch den Elektromotor 13 wahlweise in der vorschubrichtung und in der Eilrücklaufrichtung gedreht werden kann, und zwar über das Eingangszahnrad 15 und eine weiter unten zu beschreibende Einheit zur Umwandlung von Drehbewegung in Linearbewegung.
Ein erstes großes Zahnrad 16 ist koaxial an der Eingangswelle 9 befestigt, und ein mit dem ersten großen Zahnrad 16 kämmendes erstes kleines Zahnrad 17 ist über eine Freilaufkupplung 18, die eine erste Kupplung darstellt, koaxial auf der Ausgangswelle 10 gelagert.
Die Freilaufkupplung 18 verbindet das erste kleine Zahnrad 17 mit der Ausgangswelle 10, wenn das erste große Zahnrad 16 durch die Eingangswelle 9 in der Eilrücklaufrichtung gedreht wird, und sie entkuppelt das erste kleine Zahnrad 17 von der Ausgangswelle 10, so daß sich das Zahnrad 17 frei gegenüber dieser Welle dreht, wenn das erste große Zahnrad 16 gemeinsam mit der Eingangswelle 9 in der Vorschubrichtung gedreht wird. Das freie Ende der Ausgangswelle 10 ist mit einem Overdrive- Mechanismus wie z.B. einem harmonischen Treibmechanismus (nicht gezeigt) verbunden, um die Gleitplatte 3 vertikal zu bewegen. Bei dieser Anordnung bilden das erste große Zahnrad 16 und das erste kleine Zahnrad 17 ein Schnellganggetriebe 19.
Ein zweites großes Zahnrad 20 ist koaxial an der Ausgangswelle 10 befestigt, und ein zweites kleines Zahnrad 21, das mit dem zweiten großen Zahnrad 20 kämmt, ist koaxial auf der Eingangswelle 9 gelagert, und zwar über eine Verschiebekupplung 22, die eine zweite Kupplung darstellt. Das zweite große Zahnrad 20 und das zweite kleine Zahnrad 21 bilden einen untersetzenden Getriebezug 23.
Es sei nun die verschiebekupplung 22 beschrieben.
Durch die Eingangswelle 9 erstreckt sich eine Axialbohrung 24 vom freien Ende dieser Welle, das dem auf Seiten des Elektromotors 13 liegenden Ende gegenübeliegt, bis zu einem mittleren Teil der Welle. Der auf der Seite des Elektromotors 13 liegende Teil der Axialbohrung 24 bildet einen Abschnitt 24a mit kleinem Innen-durchmesser, während der am freien Ende liegende Teil einen Abschnitt 24b großen Innendurchmessers bildet. Der Teil zwischen den Abschnitten 24a und 24b bildet einen abgesetzten Abschnitt 24c.
In der Axialbohrung 24 ist ein Gleitstabelement 25 eingesetzt, das einen Abschnitt 25a kleinen Außendurchmessers aufweist, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Abschnittes 24a kleinen Innendurchmessers der Axialbohrung 24 ist, ferner einen Abschnitt 25b großen Außendurchmessers, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Abschnittes 24b großen Innendurchmessers der Axialbohrung 24 ist, sowie einen abgesetzten Abschnitt 25c als Übergang zwischen den Abschnitten 25a und 25b. Das Gleitstabelement 25 wird immer in Richtung auf den Elektromotor 13 gedrückt, und zwar durch eine Kompressions-Schraubenfeder 27, die zwischen dem Abschnitt 25b großen Außendurchmessers des Gleitstabelementes 25 und einem Stützring 26 sitzt, der am inneren Umfang des freien Endes der Axialbohrung 24 befestigt ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, berührt der abgesetzte Abschnitt 25c des Gleitstabelementes 25 den abgesetzten Abschnitt 24c der Axialbohrung 24 während des vorschubbetriebs.
Wie anhand der Figuren 2 bis 5 zu erkennen ist, durchdringen zwei diametral gegenüberliegende Querbohrungsabschnitte 28 diejenigen Wandteile der Eingangswelle 9, die der inneren Umfangswand des zweiten kleinen Zahnrades 21 zugewandt sind. Zwei diametral gegenüberliegende Eingriffsvertiefungen 29 sind in denjenigen Abschnitten der inneren Umfangswand des zweiten kleinen Zahnrades 21 gebildet, die dem Bereich der Querbohrungsabschnitte 28 zugewandt sind. Ein ringförmig genuteter Eingriffsteil 30 ist in demjenigen Teil des Abschnittes 25b großen Außendurchmessers des Gleitstabelementes 25 gebildet, der dem Elektromotor 13 näherliegt als die Querbohrungsabschnitte 28 (Figuren 2 und 4).
In jedem Querbohrungsabschnitt 28 sitzt eine Kugel 31, deren Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des jeweils betreffenden Querbohrungsabschnittes 28. Wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, werden während des vorschubbetriebes die Kugeln 31 durch einen zylindrischen Kupplungsabschnitt 25d gedrückt, der den freien Endbereich des Abschnittes 25b großen Außendurchmessers des Gleitstabelementes 25 bildet, und werden in die betreffenden Eingriffsvertiefungen 29 eingepaßt, um so das zweite kleine Zahnrad 21 mit der Eingangswelle 9 zu verbinden (die Position des Gleitstabelementes 25 in diesem Stadium sei nachstehend als "erste Position" bezeichnet). Andererseits werden, wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt, die Kugeln 31 während des Eilrücklaufbetriebs in dem genuteten Eingriffsteil 30 aufgenommen, um das zweite kleine Zahnrad 29 von der Eingangswelle 3 zu entkuppeln (die Position des Gleitstabelementes 25 in diesem Stadium sei nachstehend als "zweite Position" bezeichnet). Mit anderen Worten: Die Verschiebekupplung 22 ist während des Vorschubbetriebes eingerückt und während des Eilrücklaufbetriebes ausgerückt. Die Kupplung 22 ist als Verschiebekupplung bezeichnet, weil sie entlang der Eingangswelle 9 bewegt wird, so daß sie entsprechend der Axialbewegung des Gleitstabelementes 25 ein- und ausgerückt wird, wie oben beschrieben.
Wie in den Figuren 2, 4 und 6 gezeigt, enthält eine Einheit 32 zur Umwandlung von Dreh- in Linearbewegung einen Gleitring 33, der eine radial durch ihn gehende Querbohrung mit zwei diametral gegenüberliegenden Abschnitten 34 hat. Ein Stift 36 ist in die Querbohrungsabschnitte 34 und ein Querloch 35 eingesetzt, das in der Eingangswelle 9 gebildet ist und eine viel größere Breite hat und entlang der Achse der Eingangswelle 9 ausgedehnt ist, wodurch der Gleitring 33 an demjenigen Teil der äußeren Umf angswand der Eingangswelle 9 gehalten wird, der dem Elektromotor 13 naheliegt, so daß der Gleitring 33 axial beweglich ist und die Eingangswelle 9 zusammen mit ihm drehen kann. Das freie Ende des Abschnittes 25a kleinen Außendurchmessers des Gleitstabelementes 25 wird durch die Kompressions- Schraubenfeder 27 gegen die Seitenfläche des Stiftes 36 gedrückt.
Der Gleitring 33 ist an demjenigen Ende 33b, das auf der Seite des Elektromotors 13 liegt, mit zwei diametral gegenüberliegenden Fortsätzen 37 versehen, die sich in Richtung zum Elektromotor 13 erstrecken. Jeder Fortsatz 37 hat zwei parallele Planflächen 38 und 39, die sich parallel zur Radialrichtung des Gleitringes 33 erstrecken, wobei die Querbohrungsabschnitte 34 jeweils zwischen den Ebenen 38 und 39 liegen. Der Gleitring 33 hat ferner zwei axialsymmetrische schräge Nockenflächen 40, deren jede von der Wurzel der in der Vorschubrichtung orientierten Planfläche 37 jeweils eines der Fortsätze 37 zur Wurzel der entgegengesetzt zur Vorschubrichtung orientierten Planfläche 38 des jeweils anderen Fortsatzes 37 läuft, und zwar in einer dem Elektromotor 13 allmählich näherkommenden Weise. Die Hubhöhe einer jeden geneigten Nockenfläche 40 ist im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen der ersten Position und der zweiten Position.
Wie in den Figuren 2 und 4 gezeigt, erstrecken sich zwei diametral gegenüberliegende parallele Gleitstifte 41 vom Eingangszahnrad 15 in Richtung zum Gleitring 33, und ihre Kopfenden kontaktieren gleitend die jeweils zugeordnete geneigte Nockenfläche 40 des Gleitringes 33.
Das Ende 33a des Gleitringes 33, welches dem auf Seiten des Elektromotors 13 liegenden Ende 33a entgegengesetzt ist, berührt die Längsseite des Stiftes 36.
Es sei nun die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform während des Vorschubbetriebs beschrieben.
Wenn sich der Elektromotor 13 zunächst in der Vorschubrichtung dreht, wird das Eingangszahnrad 15 durch das Ritzel 14 in seiner Vorschubrichtung gedreht. Die Gleitstifte 41 werden ebenfalls in derselben Richtung wie das Eingangszahnrad 15 gedreht, wobei ihre Kopfenden auf den entsprechenden geneigten Nockenflächen 40 gleiten. Dann stoßen die Gleitstifte 41 gegen die Planflächen 39 des Gleitringes 33, die entgegengesetzt zur Vorschubrichtung orientiert sind. An diesem Punkt ist das Gleitstabelement 25 über den Gleitring 33 durch die Gleitstifte 41 in die erste Position bewegt, mit der Folge, daß die Kugeln 31 durch den Kupplungsteil 25d in die Eingriffsvertiefungen 29 gedrückt werden, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist. Somit ist das zweite kleine Zahnrad 21 mit der Eingangswelle 9 verbunden, und die Verschiebekuppung 22 ist eingerückt.
Wenn das Eingangszahnrad 15 durch den Elektromotor 13 weiter in der Vorschubrichtung gedreht wird, wird der Gleitring 33 durch die in Kontakt mit den Planflächen 39 befindlichen Stifte 41 in seiner Vorschubrichtung gedreht, und dann wird die Eingangswelle 9 ebenfalls in ihrer Vorschubrichtung gedreht. Die Drehung der Eingangswelle 9 in der Vorschubrichtung wird durch die eingerückte Verschiebekupplung 22 und den untersetzenden Getriebezug 23 (d.h. das kleine Zahnrad 21 und das zweite große Zahnrad 20) unter verminderter Drehzahl auf die Ausgangswelle 10 übertragen. An diesem Punkt ist die Freilaufkupplung 18 lose, und somit dreht sich das erste kleine Zahnrad 17 frei um die Ausgangswelle 10, so daß die Drehung der Eingangswelle 9 nicht über den Schnellgang-Getriebezug 19 auf die Ausgangswelle 10 übertragen wird.
Die drehzahlverminderte Rotation der Ausgangswelle 10 senkt die Gleitplatte 3 der Bohrmaschine langsam nach unten und erlaubt es dem elektrischen Bohrgerät 4, die Bohrarbeit durchzuführen.
Nun sei der Eilrücklaufbetrieb der ersten Ausführungsform beschrieben.
Nachdem das elektrische Bohrgerät 4 die Bohrarbeit vollendet hat, dreht sich der Elektromotor 13 in der Eilrücklaufrichtung entgegengesetzt zur Vorschubrichtung, und das Eingangszahnrad 15 wird ebenfalls in seiner Eilrücklaufrichtung gedreht. Die Gleitstifte 41 werden nun auf der Oberfläche der schrägen Nockenflächen 40 von der Planfläche 39, die entgegengesetzt zur Vorschubrichtung bzw. in der Eilrücklaufrichtung orientiert ist, wegbewegt und zur Planfläche 38, die in der Vorschubrichtung bzw. entgegengesetzt zur Eilrücklaufrichtung orientiert ist, hin bewegt und stoßen gegen die betreffenden Planflächen 38. An diesem Punkt ist der Gleitring 33 in Richtung zum elektrischen Motor 13 bewegt, und das Gleitstabelement 25 wird durch die Kompressions-Schraubenfeder 27 in die zweite Position bewegt. So greifen die Kugeln 31 in den genuteten Eingriffsteil 30 des Gleitstabelementes 25, wodurch das zweite kleine Zahnrad 21 von der Eingangswelle 9 abgekuppelt wird. In anderen Worten, die Verschiebekupplung 22 wird ausgerückt. Das zweite kleine Zahnrad 21 dreht sich frei gegenüber der Eingangswelle 9, seine Drehung wird nicht durch den untersetzenden Getriebezug 23 auf die Ausgangswelle 10 übertragen.
Während der Eilrücklaufdrehung der Eingangswelle 9 verbindet jedoch die Freilaufkupplung 18 das erste kleine Zahnrad 19 mit der Ausgangswelle 10, wie oben beschrieben. Die Eilrücklaufdrehung der Eingangswelle 9 wird durch den Schnellgang-Getriebezug 19 (d.h. das erste große Zahnrad 16 und das erste kleine Zahnrad 17) unter Drehzahlerhöhung auf die Ausgangswelle 10 übertragen. Die sich nun mit einer erhöhten Umdrehungsgeschwindigkeit drehende Ausgangswelle 10 hebt die Gleitplatte 3 der Bohrmaschine schnell an, was bewirkt, daß das elektrische Bohrgerät 4 schnell zurückfährt.
Bei der ersten Ausführungsform sei angenommen, daß N&sub1; die Drehzahl des Ritzels 14 während des Vorschubbetriebs ist (U/min in Linksrichtung). N&sub2; sei die Drehzahl des Ritzels während des Eilrücklaufbetriebs (U/min in Rechtsrichtung), i&sub1; sei das Untersetzungsverhältnis zwischen dem Ritzel und dem Eingangszahnrad 15, i&sub2; sei das Untersetzungsverhältnis des untersetzenden Getriebezuges 23, i&sub3; sei das Übersetzungsverhältnis des Schnellgang-Getriebezuges 19, nif sei die Drehzahl der Eingangswelle 9 in U/min in Rechtsrichtung während des Vorschubbetriebs, nof sei die Drehzahl der Ausgangswelle 10 in U/min in Linksrichtung während des Vorschubbetriebs, Nir sei die Drehzahl der Eingangswelle 9 in U/min in Linksrichtung während des Eilrücklaufbetriebs, und Nor sei die Drehzahl der Ausgangswelle 10 in U/min in Rechtsrichtung während des Eilrücklaufbetriebs.
Es gilt dann:
Nif = N&sub1;/i&sub1; (in Rechtsrichtung)
Nof = N&sub1;/(i&sub1; x i&sub2;) (in Linksrichtung).
Ferner gilt
Nir = N&sub2;/i&sub1; (in Linksrichtung)
Nor= (N&sub2;/i&sub1;) x i&sub3; (in Rechtsrichtung).
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sei nun anhand der Figuren 7 bis 12 sowie der Fig. 6 beschrieben.
Gemeinsam mit einem Schnellgang-Getriebezug 19 ist ein erstes kleines Zahnrad 17 koaxial auf einer Ausgangswelle 10 befestigt, und ein erstes großes Zahnrad 16 ist koaxial und drehbar auf einer Eingangswelle 9 gelagert.
Eine Kupplung für den Schnellgang-Getriebezug 19, d.h. eine erste Kupplung und eine Kupplung für den untersetzenden Getriebezug 23, d.h. eine zweite Kupplung, benutzen ein gemeinsames Gleitstabelement 25, wie später beschrieben. Das Gleitstabelement 25 ist mit einem ersten ringförmig genuteten Eingriffsteil 42 ausgebildet, ferner mit einem zylindrischen Kupplungsteil 25d, das den gleichen Außendurchmesser wie der Abschnitt 25A großen Außendurchmessers des Gleitstabelementes 25 hat und der gleiche ist wie der Kupplungsteil 25d der ersten Ausführungsform und mit einem zweiten ringförmig genuteten Eingriffsteil 30, welcher der gleiche ist wie der genutete Eingriffsteil 30 der ersten Ausführungsform; die Elemente 42, 25d und 30 liegen der Reihe nach hintereinander, gesehen von demjenigen freien Ende des Gleitstabelementes 25, das seinem auf Seiten des Elektromotors 13 liegenden Ende entgegengesetzt ist, in Richtung auf den Elektromotor 13.
Die Eingangswelle ist mit zwei diametral gegenüberliegenden Abschnitten 44 einer ersten Querbohrung versehen, die sich radial durch die Eingangswelle 9 erstreckt, und mit zwei zweiten Querbohrungsabschnitten 28, welche die gleichen sind wie die Querbohrungsabschnitte 28 der ersten Ausführungsform; die Bohrungssabschnitte 44 und 28 liegen hintereinander, gesehen von demjenigen Ende der Welle 9, das dem auf Seiten des Elektromotors 13 liegenden Ende entgegengesetzt ist, in Richtung auf den Elektromotor 13. In den ersten Querbohrungsabschnitten 44 sitzen Kugeln 45, deren Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Bohrungsabschnitte 44.
In der ersten Position des Gleitstabelementes 25 werden die Kugeln 45 im ersten genuteten Eingriffsteil 42 aufgenommen, um das erste große Zahnrad 16 von der Eingangswelle 9 zu entkuppeln. In diesem Stadium werden jedoch die Kugeln 31 durch den Kupplungsteil 25d in zwei diametral gegenüberliegende Eingriffsvertiefungen 29 gedrückt, die in der inneren Umfangswand eines zweiten kleinen Zahnrades 21 gebildet sind (Figuren 7 bis 9).
In der zweiten Position des Gleitstabelementes 25 werden die Kugeln 45 vom Kupplungsteil 25d gedrückt und in zwei diametral gegenüberliegenden Eingriffsvertiefungen 46 aufgenommen, so daß sie das erste große Zahnrad 16 mit der Eingangswelle 9 verbinden, und die Kugeln 31 werden in den zweiten ringförmig genuteten Eingriffsabschnitten 30 aufgenommen (Figuren 10 bis 12).
Das Gleitstabelement 25, sein erster ringförmig genuteter Eingriffsteil 42, der Kupplungsteil 25d, die Kugeln 45 in den ersten Querbohrungsabschnitten 44 der Eingangswelle 9 und die Eingriffsvertiefungen 46 des ersten großen Zahnrades 16 bilden eine Kupplung 47 für den Schnellgang-Getriebezug 19, d.h. eine erste Kupplung; und das Gleitstabelement 25, sein erster ringförmig genuteter Eingriffsteil 30, der Kupplungsteil 25d, die Kugeln 31 in den zweiten Querbohrungsabschnitten 28 der Eingangswelle 9 und die Eingriffsvertiefungen 29 bilden eine Kupplung 48 für den untersetzenden Getriebezug 23, d.h. eine zweite Kupplung.
Andere Stücke und Teile der zweiten Ausführungsform sind die gleichen wie diejenigen der ersten Ausführungsform und sind mit denselben Bezugszahlen bezeichnet wie bei der ersten Ausführungsform, von ihrer ausführlichen Beschreibung wird abgesehen.
Es sei nun die Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform beschrieben.
Bei Drehung des Elektromotors 13 in der Vorschubrichtung wird das Gleitstabelement 25 durch eine die Drehbewegung in eine lineare Bewegung umsetzende Einheit 32 in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform in die erste Position versetzt. In der ersten Position ist das zweite kleine Zahnrad 20 mit der Eingangswelle 9 verbunden, während das erste große Zahnrad 16 von dieser Welle abgekuppelt ist. Somit wird die Drehung der Eingangswelle 9 in der Vorschubrichtung durch den untersetzenden Getriebezug 23 unter Drehzahlverminderung auf die Ausgangswelle 10 übertragen und betreibt den Vorschub des elektrischen Bohrgerätes 4 der Bohrmaschine.
Nachdem das elektrische Bohrgerät 4 die Bohrarbeit vollendet hat, dreht sich der Elektromotor 13 in der Eilrücklaufrichtung, und das Gleitstabelement 25 wird durch die Drehbewegungs/Linearbewegungs-Umwandlungseinheit 32 in die zweite Position gestellt. Wie bereits beschrieben, ist in der zweiten Position das erste große Zahnrad 16 mit der Eingangswelle 9 gekuppelt und das zweite kleine Zahnrad 20 ist von dieser Welle abgekuppelt. Infolgedessen wird die Eilrücklaufdrehung der Eingangswelle 9 mit erhöhter Geschwindigkeit betrieben und über den Schnellgang-Getriebezug 19 auf die Ausgangswelle 10 übertragen, was bewirkt, daß das elektrische Bohrgerät 4 schnell zurückfährt.
Die Relation zwischen den Drehgeschwindigkeiten und den Drehrichtungen der Eingangswelle 9 und der Ausgangswelle 10 ist die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.
Die Anzahl der Querbohrungsabschnitte 28, der Querbohrungsabschnitte 44, der Eingriffsvertiefungen 29 und der Eingriffsvertiefungen 46, der Kugeln 31, der Kugeln 45, der Fortsätze 37, der schrägen Nockenflächen 40 und der Gleitstifte 42 ist bei der ersten und bei der zweiten Ausführungsform jeweils gleich zwei, sie kann jedoch auch gleich eins oder größer als zwei sein.

Claims

1. Eilrücklaufvorrichtung für eine Bohrmaschine, enthaltend:

einen Motor (13), der in einer Vorschubrichtung und in einer hierzu entgegengesetzten Eilrücklaufrichtung drehbar ist;

eine Eingangswelle (9), die zur Drehung durch den Motor (13) angelegt ist;

eine Ausgangswelle (10), die drehbar parallel zur Eingangswelle (9) vorgesehen ist;

einen Schnellgang-Getriebezug (19), der ein koaxial auf der Eingangswelle (9) gelagertes erstes großes Zahnrad (16) und ein koaxial auf der Ausgangswelle (10) gelagertes erstes kleines Zahnrad (17) aufweist, das mit dem ersten großen Zahnrad (16) kämmt;

einen untersetzenden Getriebezug (23), der ein koaxial auf der Eingangswelle (9) gelagertes zweites kleines Zahnrad (21) und ein koaxial an der Ausgangswelle (10) befestigtes zweites großes Zahnrad (20) aufweist, welches mit dem ersten kleinen Zahnrad (21) kämmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Eilrücklaufvorrichtung ferner folgendes aufweist:

eine vom Motor (13) gedrehte und die Eingangswelle (9) drehende Drehbewegungs/Linearbewegungs-Umwandlungseinheit (32) zum Umwandeln von Drehbewegung in eine Linearbewegung entlang der Eingangswelle (9);

eine erste Kupplung (18; 47) zum Verbinden der Ausgangswelle (10) mit der Eingangswelle (9) über den Schnellgang- Getriebezug (19), wenn sich die Eingangswelle (9) in der Eilrücklaufrichtung dreht, und

eine zweite Kupplung (22; 48), die durch die Drehbewegungs/Linearbewegungs-Umwandlungselnheit (32) selektiv in eine erste Position und eine zweite Position bewegt wird, um in der ersten Position in einem Vorschubbetrieb das zweite kleine Zahnrad (21) mit der Eingangswelle (9) zu verbinden und um in der zweiten Position in einem Eilrücklaufbetrieb das zweite kleine Zahnrad (21) von der Eingangswelle (9) zu entkuppeln.

2. Eilrücklaufvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Kupplung eine Freilaufkupplung (18) aufweist, die zwischen der Ausgangswelle (10) und dem ersten kleinen Zahnrad (17) liegt, um das erste kleine Zahnrad (17) mit der Ausgangswelle (10) zu kuppeln, wenn sich die Eingangswelle (9) in der Eilrücklaufrichtung dreht, und

daß die zweite Kupplung (22) folgendes aufweist: mindestens eine in einer inneren Umfangswand des zweiten kleinen Zahnrades (21) gebildete Eingriffsvertiefung (29); mindestens einen Querbohrungsabschnitt (28), der sich durch die Eingangswelle (9) in Ausrichtung mit der Eingriffsvertiefung (29) erstreckt; eine im Querbohrungsabschnitt (28) sitzende Kugel (31); ein in der Eingangswelle (9) vorgesehenes Gleitstabelement (25), das, wenn die Eingangswelle (9) in der Vorschubrichtung gedreht wird, in die erste Position versetzt wird und das, wenn die Eingangswelle (9) in der Eilrücklaufrichtung gedreht wird, in die zweite Richtung versetzt wird, wobei das Gleitstabelement (25) folgendes aufweist: einen zylindrischen Verriegelungsteil (25d), der so angeordnet ist, daß er in der ersten Position dem Querbohrungsabschnitt (28) gegenübersitzt, um die Kugel (31) in die Eingriffsvertiefung (29) zu drücken, und einen genuteten Eingriffsteil (30), der so angeordnet ist, daß er in der zweiten Position dem Querbohrungsabschnitt (28) gegenübersitzt, um die Kugel (31) aufzunehmen.

3. Eilrücklaufvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichneet, daß die Drehbewegungs/Linearbewegungs-Umwandlungseinheit (32) folgendes aufweist:

einen Gleitring (33), der um seine eigene Achse gemeinsam mit der Eingangswelle (9) drehbar und ihr entlang gleitbar ist und mit seinem einen Ende (33a) stets ein Ende des Gleitstabelementes (25) berührt und versehen ist mit

a) mindestens einem Fortsatz (37), der sich in Axialrichtung des Gleitringes (33) von dessen anderem Ende (33b) erstreckt und zwei parallele Planflächen (38, 39) hat, die seine beiden Seiten bilden, und

b) mindestens einer schrägen Nockenfläche (40), die sich von der zur Vorschubrichtung orientierten Planfläche (38) bis zu der entgegen der Vorschubrichtung orientierten Planfläche (39) erstreckt, derart, daß die schräge Nockenfläche (40) fortschreitend größeren Abstand vom besagten anderen Ende (33b) des Gleitringes (33) gewinnt, um einen Hub zu definieren, der im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen der ersten und der zweiten Position ist, und

mindestens einen Gleitstift (41), der sich in Axialrichtung des Gleitringes (33) erstreckt und durch den Motor (13) um die Achse des Gleitringes (33) gedreht wird und der in Berührung mit der schrägen Nockenfläche (40) ist und gemäß einer Richtung seiner Drehung selektiv an den beiden Planflächen (38, 39) angreifen kann.

4. Eilrücklaufvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das erste große Zahnrad (16) eine innere Umfangswand hat, in welcher mindestens eine erste Eingriffsvertiefung (46) gebildet ist;

daß das zweite kleine Zahnrad (21) eine innere Umfangswand hat, in welcher mindestens eine zweite Eingriffsvertiefung (29) gebildet ist;

daß die Eingangswelle (9) mindestens einen ersten Querbohrungsabschnitt (44) zur Aufnahme einer ersten Kugel (45) hat, der sich radial durch die Eingangswelle (9) erstreckt und mit der ersten Eingriffsvertiefung (46) ausgerichtet ist, und mindestens einen zweiten Querbohrungsabschnitt (28) zur Aufnahme einer zweiten Kugel (31), der sich radial durch die Eingangswelle (9) erstreckt und mit der zweiten Eingriffsvertiefung (29) ausgerichtet ist;

daß das Gleitstabelement (25) in der Eingangswelle (9) angeordnet ist und durch die Drehbewegungs/Linearbewegungs- Umwandlungseinheit (32) in die erste Position versetzt wird, wenn die Eingangswelle (9) in der Vorschubrichtung gedreht wird, und in die zweite Position, wenn die Eingangswelle (9) in der Eilrücklaufrichtung gedreht wird, wobei das Gleitstabelement (25) folgendes aufweist:

a) einen ersten ringförmig genuteten Eingriffsteil (42), der in der ersten Position mit dem ersten Querbohrungsabschnitt (44) ausgerichtet ist, um die erste Kugel (45) aufzunehmen,

b) einen Kupplungsteil (25d), der in der ersten Position mit dem zweiten Querbohrungsabschnitt (28) ausgerichtet ist, um die zweite Kugel (31) so zu drücken, daß sie sich in die zweite Eingriffsvertiefung (29) setzt, und der in der zweiten Position mit dem ersten Querbohrungsabschnitt (44) ausgerichtet ist, um die erste Kugel (45) so zu drücken, daß sie sich in die erste Eingriffsvertiefung (46) setzt, und

c) einen zweiten ringförmig genuteten Eingriffsteil (30), der in der zweiten Position mit der zweiten Eingriffsvertiefung (29) ausgerichtet ist, um die zweite Kugel (31) aufzunehmen;

daß die erste Kupplung (47) das Gleitstabelement (45), den ersten ringförmig genuteten Eingriffsteil (30), den besagten Kupplungsteil (25d), die erste Kugel (45) und die erste Eingriffsvertiefung (46) umfaßt, und

daß die zweite Kupplung (48) das Gleitstabelement (25), den zweiten ringförmig genuteten Eingriffsteil (30), den besagten Kupplungsteil (25d), die zweite Kugel (31) und die zweite Eingriffsvertiefung (29) umfaßt.

5. Eilrücklaufvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegungs/Linearbewegungs-Umwandlungseinheit (32) folgendes aufweist: