专利名称:机动工具的制作方法
发明涉及一种机动工具，用于破碎诸如混凝土、基岩、硅岩或石英岩等硬质岩石状材料。该工具由一个借助于一台动力装置可驱动的传动轴和一个绕该轴旋转的并带有径向支撑钎头或类似构件的刀具组成。
这种机动工具相对于已有技术来说是已知的。可以称为这类工具的诸如有齿轮钻头，园盘铣刀或类似的工具。
这类已知工具本来均是可用的，并且在生产实践证明是适用的。但是，这类工具特别是对于很硬的岩石状材料加工只能是有限地在实际上取得使用，因为刀具在高速运转时磨损或退火很快，但是另一方面在低速运转时却不能使相应的材料受到破碎。
因此发明所依据的任务是创制一种合适的工具，使该工具在功率消耗很小时能有一个长的使用寿命和一个高的出料量。
上述任务的解决，在工具传动轴上固定地配置一个偏心轮，而刀具在偏心轮上，并且是以转动支承的。
通过按照发明的结构获得一种工作方式，即有旋转的并有径向冲击的工具，它既是一个齿轮钻，又是一个锯齿状切割刀具。
根据按照发明的结构在硬的岩石或类似物料内加压较低时仍有高的凿岩进度和高的碎料性能。
可以单独地使工具作滚动运转，或者也可以通过另一个机动装置附加地使之旋转，届时，传动轴上作为传动元件转动支承着一个齿轮和一个齿环，而齿环环绕齿轮;传动元件之一支承在由紧固轴固定的偏心轮上，此时齿轮的直径小于齿环的内径，其值相当于偏心轮的升程;另一个传动元件是由紧固座固定的，并且由偏心旋转的传动元件支承径向通过传动元件的破碎工具，特别是钻具和/或切割工具。因此，具有某种切割工作方式是可能的。用这种工具可以制作孔或槽，此时不言而喻这些传动元件，固定件和外壳均均需小于刀具的直径，以便使工具能伸进到由碎料形成的缝槽或钻孔内。
作为可能实施方案的可能性，或是齿轮或是齿环是由紧固座固定的。只要齿环是紧固座固定的，齿轮就作为刀具架，此时刀具可以圆盘铣刀或类似件的方式通过适当的固定架安装在齿轮上，因此刀具架沿径向突出于整个传动元件。相应刀具的固定架此时可以沿轴向固定在齿轮体内，并有向外突出的隔板，因此在这种结构型式下，齿环配置成由紧固座固定的，而齿轮则是旋转的。从而齿轮使刀具作一个和传动轴转向相反的，并且转速度大大减小的运。例如偏心轮升程为3毫米和传动轴转速为4000转/分时，齿轮转速为200转/分。由按发明形成的结构，使齿轮从而再使刀具不仅作旋转运动，而且还有一个带冲击的沿径向朝外的运动和一个沿切线方向作破碎或类似操作的运动。
另一个可能实施方案的齿轮是由紧固座固定的，而齿环则是配置成绕齿轮旋转的。在这种情况下，齿环作为刀具架，此时可将刀具重新例如以圆盘铣刀形式沿径向安装在齿环的外面。在该实施方案中，刀具和齿环沿传动轴以同样的旋转方向运动，此时减速比当然和上述情况相同。显然偏心轮升程须与齿轮外径和齿环内径在直径上的差值是一致的，因此使齿轮和齿环在不断交换的啮合面内有固定的接触。
此外有可能使整个由齿轮和齿环连同传动轴组成的传动部件附加处于强制性转动中，因此刀具不仅作由于偏心轮强加的转动冲击运动而且还附加地使整个部件绕传动轴作转动。
在实例中，可优先考虑上述由紧固座固定的另一个传动元件同心地支承在驱动轴上。而齿环的内齿和齿轮周缘(外齿)的一部分相互啮合，以及驱动轴上连续地间隔配置若干个偏心轮，有时还有分别由齿轮和齿环组成的元件以及刀具，这些都是有利的实例。
存在至少两个偏心轮时，传动对的偏心距是相互调好平衡地配置的。
当传动对的各个相同的传动元件(齿轮或齿环)均做成偏心旋转的刀具架时，这种机动工具可保证刀具同步操作，而传动对的各个可变换的不同传动元件(齿轮或齿环)均做成偏心旋转的刀具架时，可使刀具得到一个反向旋转。
当两个传动对(齿轮或齿环)互相啮合成使其两个偏心旋转的传动组件悬空支承，相互间以刚性连接，而两个偏心轮则有相同振幅和相同质量，同时相互成180配置。然而这两个传动对实际上可不平衡地工作。
此外还可附加设置措施，使整个机组可作直线移动或是绕紧固座固定的运动点作弹性或弹跳运动，因此可附加地叠加一个直线冲击运动。由于反向旋转的刀具与彼此相对处于180°配置的偏心距相结合，而且是在机组沿轴向相互隔置的情况下，使刀具的基本运动叠加一个附加的直线冲击。
对加工钻孔或类似孔可采用这样的机动工具，其驱动轴是通过一个同心配置在轴上的传动电机来驱动的，而在两个轴端则各配置一个传动对。若其偏心轮或做成两段的轴，其中彼此相对的轴配置成轻微折转伸展时，就没有必要设置辅助钻孔。钻孔时，使用的刀具做成半球形时，工具更具优越性。
在实际使用中，发展了新的结构，垂直于轴线固定有一个由传动电机或由该轴旋转驱动的第二轴，该轴与一个制动装置相连接，通过该制动装置至少可局部地制动第二轴的转动，于是致使动力装置连同轴、传动组件和刀具一起围绕第二轴的纵轴线旋转，从而使刀具作切割。
在这种情况下，安装一个附加的，基本上垂直于上述传动轴配置的轴，就可以同样地通过传动元件的传动轴或通过其传动电机使该轴旋转，为此用到一些适宜的传动元件(齿轮，传动皮带或类似件)。
对该结构的设置是在垂直于传动组件运动轴配置的第二轴装上一个制动装置，因此制动该轴时就使整个支承刀具的装置完成一个转动。
因此通过发明创制一种机械旋转工具，该工具可作旋转，沿径向带冲击和有时作切向切割的运动。此时可以通过适当地配置附加质量来使偏心距的重量达到平衡一种可能的结构型式借助于一个实施例说明如下。
带偏心轮的传动轴转速为4000转/分，与偏心轮振幅为3毫米以及齿轮和齿环直径相当于适宜时刀具冲击4000次/分，所驱动的切割转速约为200转/分。可以按照要求加工的材料对各个偏心轮以及相适应的齿环直径或齿轮作出选择。
按照发明还可以通过附加的直线或径向不平衡或其它由外界所施加的冲击动量来叠加和/或加强这些冲击。为提高阻力矩或冲击力，快速运动的偏心轮和/或低速动运的刀具可以附加地装上附加回转或荷重的物质。
附图内示有发明的一些实施方案。
附图有图1，表示一个按照发明工具的局部剖切侧视图，图2，表示同一视图的一个方案，图3，表示另一个方案的侧视图，图4，表示同一视图的另一个方案，图5，表示另一方案的局部剖切侧视图，图6，表示方案的视图。
机动工具用于切槽、钻孔或类似作业、特别是在硬的岩石料中用于进行上述作业使用，该工具基本上由一个借助于一个未示出传动电机驱动的传动轴4和一个绕该轴旋转的钻具或切割刀具1a、1b、1c、9、10、13、14所组成，其上有时附带硬质金属镶边15。传动轴4上作为传动元件设有一个带外齿的齿轮5或18，以及一个带内齿的齿环7或19。两个传动元件均相对于传动轴4以轴承20、21转动支承在传动轴上。此时齿环7或19每次环绕齿轮5或18，当然齿轮也可以做成齿环，而那时就带有外齿。在按照图1和图5所示的结构型式中，齿轮5是由紧固架固定的，因此当传动轴4作相应转动时，齿环7就绕齿轮5缓慢地转动，同时朝径向作运动，该运动由齿环偏心配置所形成，还有通过由传动装置强制传动形成的切向采掘运动。
在图1和图5的实施例中偏心配置是通过一个由紧固轴固定的偏心轮2来进行的。此时偏心轮升程适应于齿轮和齿环的内径或外径，因此齿轮5与齿轮7总是在某个部位上进行啮合。该结构型式刀具的转动如同齿环7一样，其转动方向则和传动轴4相同。
仍要说明的是，切割刀具1a可适用于在一个工作程序中挖掘两个互相隔开的槽缝。
刀具1b与此相对，可清除由刀具1a所形成的留在槽缝之间的残余料。
按照图2的实施例，左侧具有内齿的齿环19是由紧固座固定的。与此相对的齿轮18在该处是悬空支承的，而刀具9、10或13、14则是浮动地配置在偏心轮上。其中(左侧)一个与齿轮18是固定连接的。齿轮18由传动轴4经过较大的减速来驱动，并且由于其在齿环19内的偏心配置，所以形成一个偏心运动，从而使刀具获得所要求的转动和冲击运动。轴承座11、12可以是刚性连接的，也可以是整个或单独作有弹性的弹性固定。
刀具13、14采用硬质金属镶块15来形成一个退刀槽。只要在17处带刀具的偏心轮之间形成一个刚性连接，则旋转刀具的转动方向和转速必然是相同的。但是这样做还是有可能的，将图2左侧所示的传动机构同时配置在图2的右侧。此外，图上右侧所示刀具的反向运转或同步运转也可以通过一个直通的空心轴来驱动，该空心轴也由来自左侧的传动轴4来驱动。刀具的出料运动与传动轴4的转动方向是相反的。
不言而喻，密封件，例如以某种具有密封唇边的密封垫6形式可以设置在传动组件适当的部位上，以保持传动轴支座没有岩尘或类似物。
按照图2所示的实施方案，右侧刀具9或13不用中间连接传动组件就直接转动，并支承在由紧固轴固定的或甚至与轴做成整体的偏心轮上。传动轴4的转动(右侧)同时通过偏心轮产生一个沿径向朝外的诸如类似齿轮刀具9那样的冲击运动，此时刀具逆轴传动方向作出缓慢的转动，致使不断变换的齿作为冲击刀具与其周围的岩石或类似料相啮合，因此在好的回来能力下刀具磨损很小。
要使刀具冲击工作面能作多切割加工，则有必要采用按照其它实施方案的传动组件。
按照图3所示的实施例，刀具做成半球21。此外该结构型式的未示出传动轴4是平行于所示凸轮轴配置的并与另一个转动轴20相啮合。传动轴22在图的下方有一个锥头或类似部件，按该结构型式锥头在一个切割钻孔内起到引导整个机组的作用。有时转动轴20或还有传动轴22也可作为驱动轴，又要使与刀具传动轴以半球方式啮合的转动轴20制动住，这方面可以通过一个未示出的例如配置在图上方的制动器来达到，从而可使由半球21组成的刀具作切割转动，因为所驱动的半球在钻孔基岩上随着空转而下降，所以作强制制动时就开始实际上的切割。不作制动时，基本上只有钻头的冲击运动。
按照图4所示的实施例一个基体或一个轴23，该轴类似于按照图3设置的轴20，该轴与半球状的刀具传动轴相配合，在此半球用24符号表示。半球轴是彼此相对轻微折转的，因此沿掘进方向位于前面的剖面线几乎是无接缝地伸展。因此钻孔底要做成弧形的，这就是说底要做成半园的。所以，为了引导而开切割钻孔就不需要了，借助于该设备就可以单独地制作一个钻孔。
设备不仅适合于制作一个轴向孔，而且还可作侧面向上的破碎，因此例如也可以破碎在26处所示的材料。
按照图5的实施方案示有图6的视图。此时刀具1C借助于拧紧在一个基体22上的夹盘23、24来夹紧。此外基体22固定带有内齿的齿环7，并且通过一个轴承20转动支承在偏心轮2上，偏心轮2与轴4是做成整体的。还有可能在轴4上做出一个双偏心轮，此时在第二偏心轮上就支承另一个刀具，该刀具可以做成如图5和图6所示的那种结构。
但是也可以构成组合式的，由按照图5和图6或图1的刀具，以及按照图2左侧(从动的)或图2右侧(无传动装置的)的刀具来组成。
权利要求
1.机动工具用于破碎诸如混凝土、基岩、硅岩或石英岩等硬质岩石状材料，该工具由一个借助于一台动力装置可驱动的传动轴和一个绕该轴旋转的并带有径向支撑钎头或类似构件的刀具组成，其特征在于，传动轴上固定地配置一个偏心轮，而刀具在偏心轮上，并且是以转动支承的。
2.按权利要求
1所述的工具，其特征在于，传动轴上配置有两个具有相互对向凸轮和相同质量的偏心轮，而在每个偏心轮上则转动支撑着一个刀具。
3.按权利要求
1或2所述的工具，其特征在于，传动轴上作为传动元件转动支承着一个齿轮和一个齿环，此时齿环环绕齿轮;传动元件之一支承在由紧固轴固定的偏心轮上，此时齿轮的直径小于齿环的内径，其值相当于偏心轮的升程;另一个传动元件是由紧固座固定的，并且由偏心旋转的传动元件支承径向通过传动元件的破碎刀具，特别是钻具和/或切割刀具。
4.按权利要求
1-3所述的工具，其特征在于，另一个传动元件是同心地支承在轴上的。
5.按权利要求
1-4所述的工具，其特征在于，齿轮设有外齿，而齿环设有内齿，这些齿各与齿轮周缘的一部分相互啮合。
6.按权利要求
1-5之一所述的工具，其特征在于，在轴上连续地间隔配置有若干个偏心轮，有时还有分别由齿轮和齿环组成的元件以及刀具。
7.按权利要求
1-6之一所述的工具，其特征在于，至少两个传动对的偏心距是相互调好平衡地配置的。
8.按权利要求
1-7之一所述的工具，其特征在于，传动对的各个相同的传动元件(齿轮或齿环)均做成偏心旋转的刀具架。
9.按权利要求
1-8乏一所述的工具，其特征在于，传动对的各个可变换的不同传动元件(齿轮或齿环)均做成偏心旋转的刀具架。
10.按权利要求
1-9之一所述的工具，其特征在于，两个传动对(齿轮或齿环)互相啮合成使其两个偏心旋转的传动组件悬空支承，相互问以刚性连接，而两个偏心轮则有相同振幅和相同质量，同时相互成180°配置。
11.按权利要求
1-10之一所述的工具，其特征在于，轴是通过一个同心配置在轴上的传动电机来驱动的，而在两个轴端上则各配置一个传动对。
12.按权利要求
11所述的工具，其特征在于，偏心轮或做成两段的轴，其中彼此相对的轴配置成轻微折转伸展的。
13.按权利要求
1-12之一所述的工具，其特征在于，刀具是做成半球形的。
14.按权利要求
11-13之一所述的工具，其特征在于，垂直于轴线固定有一个由传动电机或由该轴旋转驱动的第二轴，该轴与一个制动装置相连接，通过该制动装置至少可局部地制动第二轴的转动，于是致使动力装置连同轴、传动组件和刀具一起围绕第二轴的纵轴线旋转，从而使刀具作切割。
专利摘要
一种机动工具用于铣削、石头或岩石类材料，例如混凝土、石头、石英岩或石英石。包含一个由电机驱动的驱动轴和一个围绕驱动轴旋转的刀具，刀具有径向伸出的割刀或类似物。一个偏心块装在轴上，而刀具装在偏心块上因而能旋转。最好是由两个偏心块相反方向伸出和重量相同地安排在驱动轴上，而每一个偏心块上装有刀具并使之能旋转。
文档编号E21B10/08GK86104793SQ86104793
公开日1987年10月28日 申请日期1986年6月10日
发明者汉斯·迪特尔·伦曾, 乌尔里克·贝克姆, 克劳斯·贝克姆, 菲利普·贝克姆 申请人:汉内洛雷·赛勒·贝克姆导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan