专利名称：钻机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钻机，更具体地说，涉及一种岩心钻机，包括机座，刀架在其上被引导，刀架通过驱动装置可以沿导轨在工作方向移动，其中钻孔单元被支撑在刀架上，该钻孔单元包括由电机驱动的主轴，用于驱动钻孔刀具。
背景技术：
从DE-A-4 019 515中已知一种磁性机座钻孔单元，其包括框架和磁性连接于工件的磁性机座，还包括具有钻孔电机和进给电机的电动的钻机，其中进给电机设计为直流电机并且支撑在框架上用于向工件进给钻头并和从那里返回，其中设置控制装置，其包括用于感应在工件上孔的钻孔运行完成的感应装置，还包括用于反转进给电机的运动方向的进给双向电机，以及用于当感应到过载状态时停止钻孔电机和进给电机的安全转换装置。
通过使用这样的控制，能够避免过载状态，但是该设计是相当昂贵和复杂的。
在从DE-A-3 708 038中已知一种钻机中设有钻头，驱动电机与用于驱动运行的钻头结合，用于向驱动电机供应能量的电源装置，和设计为串激电机用于相对于工件移动钻头的进给电机。
此外，为了避免过载状态设置控制单元，其具有用于感应供给驱动电机的电流的传感装置，当钻头没有与工件接合时用于存储被感应到的电路电平的存储装置，并且还包括依据实际的电流电平和存储的电流电平用于确定钻孔运行是否完成的传感装置。
同样该钻机的设计是相当昂贵和复杂的。
发明内容
本发明的目的是改进前面所述的钻机，以便能够以相当简单的装置避免由过高进给操作导致的钻孔单元的过载状态。
根据本发明，通过在上文所述钻机的驱动装置中包括步进电机实现上述目的。
因此，本发明的目的完全实现。
通过使用步进电机，以极其简单的方式避免由于太快的进给运动产生的过载。与串激电机相反，由于它的设计，进给电机的过载状态是不可能的。相反，当到达一定的阻抗时步进电机的进给运动受到限制，因此，同样钻孔单元的驱动不会因过快的进给运动而过载。
根据本发明有利的改进，将驱动装置设计成周期性中断进给运动。
另外，该特征可以进一步改进，其中将驱动装置设计成反向于工作方向周期性回退刀架。
通过这些措施，在金属钻孔期间产生的屑片被不时弄断并且从岩心钻孔中放出。以这种方式可改进钻孔操作并且避免由锋利的屑片产生的问题和危险。
根据本发明的另一个改进，驱动装置能够与中间轴结合，通过该中间轴刀架被驱动。
优选地，为此设置蜗轮副，通过蜗轮副步进电机能够与中间轴结合。
通过这些特征，保证进给操作的适当减小并且可以进行简单的设计。
根据该设计的另一个改进，蜗杆副能够经过中间轴与小齿轮结合，该小齿轮与设置在机座上的齿杆啮合。
这样，步进电机的进给运动能够以合适的方式转换为刀架沿着机座的进给操作。
根据本发明的另一改进，在中间轴上设置柱塞，其可在第一位置和第二位置之间轴向移动，在第一位置中将驱动装置的驱动运动经过柱塞传递到中间轴上，而在第二位置中不传递从驱动装置到中间轴的旋转运动。
在此优选地，控制杆与中间轴结合以允许中间轴的手动旋转。
因此，除了由步进电机产生的驱动运动之外，可以允许刀架向钻孔位置的快速手动的进给运动。其后，通过控制杆，在手动和由步进电机产生的自动进给运动之间的转换能够通过轴向移动柱塞而实现。
为此，控制杆可以配置为具有三个铰接的互相偏移120°的把手部分的星形手轮，把手部分的端部与柱塞的端部接合从而通过倾斜把手部分使得柱塞在第一位置和第二位置之间轴向转换。
在此优选地，蜗杆副包括由步进电机驱动并且与蜗轮啮合的蜗杆，其中蜗轮可以与中间轴结合，用于通过辊体旋转中间轴。
在此优选地，在柱塞和中间轴之间保持一个压力片，通过该压力片辊体被偏置，用于与设置在蜗轮上的止挡凹陷接合。
通过这些措施，在经过控制杆手动产生的进给运动和由步进电机产生的自动进给运动之间进行简单的转换。仅仅为了转换，控制杆或者控制杆的把手部分中的一个分别必须是倾斜的。
根据该设计的进一步改进，柱塞包括轴环，辊体通过轴环可在用于止挡中间轴的第一位置和在第二位置之间移动，其中在第二位置中中间轴没有被驱动装置一起带动。
在此，在轴环和在中间轴上的限位表面之间可以保持弹簧元件，用于将柱塞偏置到第二位置中。
根据本发明的另一个优选的改进，钻孔单元包括用于驱动钻孔刀具的三速齿轮。
从而相对于不同的操作情况可以对钻孔刀具进行改进适应。
可以理解，在不超过本发明的范围的情况下，本发明的上述特征和下文将要描述的特征不仅用于给定的组合中，而且也用于其他的组合或者它们自己。
当参考附图时，从本发明的优选的示范实施例的下列描述中，本发明的其他特征和优点将是明显的。在附图中示出图1示出根据本发明的钻机的透视图，其中为了更容易理解，在用于将进给驱动的旋转运动传递到刀架上的中间轴区域中切掉外面部分；图2示出在蜗杆副的区域中的中间轴和与之相连的、用于手动驱动操作的控制杆的把手部分的放大的部分剖视图；图3示出在蜗杆副的区域中的中间轴的放大剖视图，在相对于图2的设计的修改设计中，示出在蜗杆副和中间轴之间没有传输(entrainment)的位置；以及图4是根据图3的实施例的改变的位置，其中在蜗杆副和中间轴之间存在传输。
具体实施例方式
在图1中根据本发明的钻机用标号10总体表示。
根据本发明的钻机10配置为包括机座12的岩心钻机(core drillingmachine)，其中钻孔单元16接纳在刀架14上，该刀架能够通过驱动装置30沿导轨28移动。
钻孔单元16包括设计为通用式电机的电机18，其通过三速齿轮24驱动主轴22以便驱动钻孔刀具20。为了调节不同的齿轮齿数比，选择杆26可旋转地接纳在钻孔单元16的外壳上。
为了分别进给钻孔单元16或刀架14，在刀架14上接纳齿杆34，其能够通过可转动地接纳在机座12上的小齿轮36驱动，这将在下文中详细地说明。
小齿轮36能够通过包括步进电机32的驱动装置30自动地驱动，或者能够通过星形手轮46手动地驱动。为了允许在通过步进电机32自动进给操作和通过星形手轮46手动进给操作之间的转换，一个轴向可移动的柱塞(plunger)62与中间轴38结合。星形手轮46包括三个互相偏离120°设置的把手部分48，它们设置成可枢转并且与用于与之共同旋转的中间轴38结合。从图2中能够看出，把手部分48、52通过在它们端部49和53的销56可枢转地分别保持在相关的支撑件54上。把手部分48和52各自的端部49和53分别与柱塞62的轴向端部70协作。通过倾斜把手部分48、50、52中一个，柱塞62能够在第一位置和如图2所示的第二位置之间轴向转换，如双箭头64所示。在两个位置中，星形手轮46的旋转运动或者各个把手部分48、50、52各自的旋转运动传递到中间轴38上，并且因此转换为钻孔单元16的位移。然而在图2所示的柱塞62的第二位置中，由步进电机32产生的进给运动不传递到中间轴38，相反，在第一位置中当步进电机32运转时，中间轴38被一起带动。
步进电机32通过蜗杆副40能够与中间轴38结合。为此，由步进电机32驱动蜗杆(worm gear screw)42，蜗杆42与可旋转地保持在中间轴38上的蜗轮(worm gear wheel)44啮合。为了将蜗轮44的旋转运动传递到中间轴38上，蜗轮44包括止挡凹陷76，其由设计为球的辊体66接合，用于在蜗轮44和中间轴38之间提供可靠连接。虽然辊体66在根据图2的第二位置中仅在柱塞62的外围槽上转动，但是在柱塞62的第一位置中辊体66能够通过弹簧偏压片78径向地压到外面，直到它们通过用于与中间轴38可靠接合的蜗轮44的止挡凹陷76被一起带动。因此，如果柱塞62在第一位置中，那么由步进电机32施加的并且传递到蜗轮44上的旋转运动被转化到中间轴38的旋转运动。在这种情况下，当步进电机32被驱动时，星形手轮46也旋转。
相反，当柱塞62在它的第二位置中时，那么中间轴38能够仅仅通过星形手轮46手动地旋转，因此用于允许钻孔单元16的手动调节，并且，特别是允许朝向要被钻孔的工件的手动进给运动。其后，通过枢转把手部分48、50、52中一个，将柱塞62移动到第一位置中，直到辊体66通过偏压片78向止挡凹陷76偏置并且能够与之接合用于一起带动中间轴38和由此带动小齿轮36。
用于自动进给钻孔单元16的、设计为步进电机32的驱动装置在没有任何过载的状态下允许钻孔单元16的自动进给运动。
从图2中还能看出，柱塞62通过两个轴承58、60经过在外壳部分74上的中间部分72可旋转地保持，该外壳部分与机座12相连并且连接于步进电机32。
在图3和4中，钻机的修改实施例部分示出并且用10a总体表示。在这里对相应的部分使用相同的标号。
在传输位置和没有传输的位置之间的转换的原理保持不变，其中在传输位置中，蜗杆副的旋转运动转化为中间轴38的旋转运动。与根据图1和2的实施例相反，现在用于朝向蜗杆副40另一侧偏置中间轴38的弹簧元件68保持在中间轴38远离小齿轮36的限位表面82与中间轴38的轴环80之间。弹簧元件68偏置柱塞62到如图4所示的位置。在该位置中，星形手轮的把手部分48是倾斜的，并且辊体66接合在设置在蜗轮44上的凹陷76中，因此允许在蜗轮44和中间轴38之间传输。
相反，如在图3中所示，在柱塞62的外表面上的辊体66靠在轴环80上，所以在蜗轮44和中间轴38之间不存在传输。在该位置中，星形手轮的把手部分48几乎是垂直的。在每个把手部分48的端部处设置止挡凹陷82，其与用于止挡操作的柱塞62的端部上的轴环70协作。
权利要求
1.一种钻机，特别是一种岩心钻机，包括机座(12)，刀架(14)引导于其上，刀架(14)通过驱动装置(30)可以沿导轨(18)在工作方向上移动，其中钻孔单元(16)被支撑在刀架(14)上，该钻孔单元包括由电机(18)驱动的主轴，用于驱动钻孔刀具(20)，其特征在于，驱动装置(30)包括步进电机(32)。
2.如权利要求1所述的钻机，其特征在于驱动装置(30)配置成周期地中断进给运动。
3.如权利要求1或2所述的钻机，其特征在于驱动装置(30)配置成反向于工作方向周期地回退刀架。
4.如权利要求1、2或3中任一项所述的钻机，其特征在于驱动装置(30)可以与中间轴(38)结合，利用中间轴能够驱动刀架(28)。
5.如前述权利要求中任一项所述的钻机，其特征在于步进电机(32)能够通过蜗杆副(40)与中间轴(38)结合。
6.如权利要求4和5中任一项所述的钻机，其特征在于蜗杆副(40)可以经过中间轴(38)与小齿轮(36)结合，小齿轮与设置在刀架(14)上的齿杆(34)啮合。
7.如权利要求4-6中任一项所述的钻机，其特征在于支撑在中间轴(38)上的柱塞(62)可在第一位置和第二位置之间轴向移动，其中在第一位置中驱动装置(30)的驱动运动经过柱塞(62)传递到中间轴(38)上，而在第二位置中不从驱动装置(30)向中间轴(38)传递旋转运动。
8.如前述权利要求中任一项所述的钻机，其特征在于允许手动旋转的控制杆(46)与中间轴(38)结合。
9.如权利要求8所述的钻机，其特征在于控制杆(46)配置为具有三个铰接的把手部分(48、50、52)的星形手轮，把手部分的端部(49、53)与柱塞(62)的端部(70)接合，从而允许通过倾斜把手部分(48、50、52)在第一位置和第二位置之间轴向转换柱塞(62)。
10.如权利要求4-8中任一项所述的钻机，其特征在于蜗杆副(40)包括蜗杆(42)，其由步进电机(32)驱动并且啮合于蜗轮(44)，该蜗轮可以与中间轴(38)结合用于通过辊体(66)旋转中间轴。
11.如权利要求10所述的钻机，其特征在于在柱塞(62)和中间轴(38)之间保持弹簧元件(68)，通过该弹簧元件，当在第一位置时，辊体(66)被偏置，以便与设置在用于可靠止挡中间轴(38)的蜗轮(44)上的止挡凹陷(76)啮合。
12.如权利要求10或11所述的钻机，其特征在于柱塞(38)包括轴环(80)，通过该轴环辊体(66)在用于止挡中间轴(38)的第一位置和第二位置之间可移动，其中在第二位置中驱动装置不带动中间轴(38)。
13.如权利要求12所述的钻机，其特征在于在轴环(80)和在中间轴(38)上的限位表面(82)之间保持弹簧元件(68)，用于将柱塞(62)偏置到第二个位置。
14.如前述权利要求中任一项所述的钻机，其特征在于钻孔单元(16)包括用于驱动钻孔刀具(20)的三速齿轮(24)。
全文摘要
公开的是一种钻机，特别是一种岩心钻机，其包括刀架(14)在其上被引导的机座(12)，刀架通过驱动装置(30)可以沿导轨(28)在工作方向上移动，其中具有由电机(18)驱动的主轴的钻孔单元(16)接纳在刀架(14)上，用于驱动钻孔刀具(20)，驱动装置(30)包括步进电机(32)。
文档编号B23B47/00GK1721109SQ200510082488
公开日2006年1月18日 申请日期2005年7月4日 优先权日2004年7月2日
发明者尤尔根·维勒, 约尔格·博茨, 科特·舍尔哈默, 马丁·贝凯尔特 申请人:C.&.E.泛音有限公司