專利名稱：用于鉆帶有下部掏槽空間的孔的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置，或稱鉆孔器，用于在一個(gè)物體如混凝土中鉆預(yù)定深度的孔，同時(shí)，在孔的深處的圓柱孔壁上形成凹進(jìn)空間或直徑擴(kuò)大了的張開部分。
錨桿(或地腳螺栓)可以插入例如混凝土的物體中的預(yù)定深度的鉆孔中，將帶有圍繞錨桿的沿軸向剖切的套管的錨桿的基部插入孔中，套管擴(kuò)張以在孔壁上產(chǎn)生摩擦阻力。
插入的螺栓的拔出阻力主要依賴于擴(kuò)張的套管和孔壁之間的結(jié)合(約束)力。因此，事先在靠近孔的底部形成一個(gè)具有擴(kuò)大了直徑的凹進(jìn)錐形空間，與擴(kuò)展的套管相配合可以大大地提高拔出阻力。
在混凝土中鉆帶有凹進(jìn)空間(亦稱下部掏槽，undercut space)的孔的傳統(tǒng)方法和裝置是用鉆孔機(jī)如沖擊式鉆機(jī)鉆一個(gè)預(yù)定深度的直孔，然后在靠近底部的孔壁上形成凹進(jìn)空間。
本申請人的日本專利申請平7-40131(對應(yīng)于美國申請系列號08/587,395)公開了這種類型的用于鉆帶有凹進(jìn)空間的孔的裝置。該裝置包括一個(gè)具有外圓柱表面的基部和一個(gè)位于其后端的同軸的柄。一個(gè)套管可抽拉式地與基部的外表面接合。該套管在其前端有一個(gè)內(nèi)法蘭或端壁。鉆桿同軸地固定在基部的前端，并穿過套管法蘭延伸。鉆桿外表面上有一個(gè)軸向槽。槽底部的前端向外成斜坡。一個(gè)下部掏槽切刀與槽可滑動地接合，在其前端有一個(gè)下部掏槽刀刃。一個(gè)環(huán)形構(gòu)件同軸地設(shè)置于基部和套管法蘭之間，以及套管的柱面壁和鉆桿之間。該環(huán)形構(gòu)件與下部掏槽切刀咬合在一起共同沿軸向運(yùn)動。一個(gè)正偏彈簧插入套管和下部掏槽切刀之間，用于將下部掏槽切刀和環(huán)形構(gòu)件相對于套管向后部偏移。一個(gè)作用力傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)將套管和形環(huán)構(gòu)件連在一起。
在套管法蘭與被鉆物體表面接觸后，套管停止向前運(yùn)動，而基部繼續(xù)向前運(yùn)動?；肯鄬τ谔坠艿南蚯斑\(yùn)動通過作用力傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)被轉(zhuǎn)變?yōu)橄虏刻筒矍械断鄬τ阢@桿的向前運(yùn)動。該運(yùn)動使下部掏槽切刀滑動，下部掏槽刀刃從傾斜的槽底部的傾斜表面向外伸出。伸出的下部掏槽刀刃切削鉆孔的柱面壁，形成一凹進(jìn)空間槽。這樣就可以在一個(gè)工序中連續(xù)地在一個(gè)物體中形成預(yù)定深度的鉆孔，同時(shí)形成一個(gè)在鉆孔的柱面壁內(nèi)的下部掏槽空間。
作用力傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)可以包括一串滾珠，它們放在穿過基部形成的倒U形孔中。該孔在基部的前端有開口。滾珠串兩端的滾珠分別抵靠在一對連桿的后端，該對連桿分別穿過相應(yīng)的孔端軸向延伸。連桿之一穿過環(huán)形構(gòu)件可滑動地延伸，且其前端與套管法蘭鄰接。另一個(gè)連桿的前端與環(huán)形構(gòu)件鄰接。如果這樣的傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)用于具有軸向震動的沖擊式鉆機(jī)中，滾珠在U形孔中會顛簸或不穩(wěn)定。在這種情況下，當(dāng)套管法蘭接觸被鉆物體表面后，很難準(zhǔn)確地將基部相對于套管的向前運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橄虏刻筒矍械断鄬τ阢@桿的向前運(yùn)動。
本發(fā)明利用一個(gè)包括一由鉆孔器的基部支承的凸輪的作用力傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)代替U形孔中的滾珠來解決上述問題。
通過提供上述的這樣一種帶有包括可繞一軸轉(zhuǎn)動的凸輪的作用力傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)的鉆孔器，可以減少部件的數(shù)量。也可以減少部件間的間隙，從而使基部相對于套管的向前運(yùn)動可以準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)橄虏刻筒矍械断鄬τ阢@桿的向前運(yùn)動。
根據(jù)本發(fā)明的用于鉆帶有底部凹進(jìn)空間的孔的裝置包括一個(gè)柄和一第一環(huán)形構(gòu)件，該環(huán)形構(gòu)件在其后端同軸地固定在柄上。一個(gè)限位物固定在該第一構(gòu)件的圓周上。一個(gè)套管可軸拉地與第一構(gòu)件接合。套管上有一軸向槽以與限位物可滑動地接合。套管還有一個(gè)內(nèi)法蘭從第一構(gòu)件向前伸。鉆桿同軸地固定在第一構(gòu)件的前端，并穿過套管法蘭延伸。一個(gè)下部掏槽切刀穿過套管法蘭可滑動地與鉆桿側(cè)壁接合。第二環(huán)形構(gòu)件同軸地置于第一構(gòu)件和套管法蘭之間，以及套管柱面壁和鉆桿之間。該環(huán)形構(gòu)件與下部掏槽切刀咬合以使它們沿軸向共同運(yùn)動。一個(gè)彈簧被插入套管和下部掏槽切刀或第二構(gòu)件之間以使下部掏槽切刀和第二構(gòu)件向后部偏壓。一個(gè)作用力傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)將套管和第二構(gòu)件連接。
傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)固定在第一構(gòu)件上的銷。該銷垂直地伸向第一構(gòu)件的軸。傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動地支承于銷上的凸輪。凸輪在銷的兩側(cè)有一對臺階。臺階面向同一方向。傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括一第一連桿和一第二連桿。第一連桿穿過第二構(gòu)件軸向延伸。第一連桿后端與凸輪的一個(gè)臺階相接，而其前端與套管法蘭相接。第二連桿沿第一構(gòu)件的軸向延伸。第二連桿的后端其前端與套管法蘭相接。第二連桿沿第一構(gòu)件的軸向延伸。第二連桿的后端與凸輪的另一個(gè)臺階相接，而其前端與第二構(gòu)件相接。
在工作期間，固定在第一構(gòu)件上的鉆桿在一個(gè)物體中鉆一孔。當(dāng)套管法蘭與被鉆物體表面接觸時(shí)，套管停止向前運(yùn)動，第一構(gòu)件繼續(xù)向前運(yùn)動。第一構(gòu)件相對于套管的向前運(yùn)動使第一連桿向后運(yùn)動，轉(zhuǎn)動凸輪，從而向前推動第二連桿。然后第二連桿推動第二構(gòu)件與下部掏槽切刀一起相對于鉆桿向前運(yùn)動。因此，下部掏槽切刀能總是以相同的行程在鉆好的孔的柱面壁的深部位置形成一個(gè)下部掏槽空間。
優(yōu)選地相對于第一構(gòu)件的軸對稱地安排或布置一對這樣的作用力傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)。
換句話說，優(yōu)選對稱于第一構(gòu)件的軸的兩個(gè)位置上將第一構(gòu)件相對于套管的向前運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙?gòu)件離開第一構(gòu)件的向前運(yùn)動。這使得操作更平穩(wěn)，改善了裝置的轉(zhuǎn)動平衡。
另外，最好相對于銷對稱地放置凸輪的臺階。
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器的局部側(cè)剖視圖；圖2是沿圖1的A-A線的剖面圖；圖3A和圖3B是分別類似于圖1和圖2的視圖，其顯示了如何使用本發(fā)明的鉆孔器鉆直孔；圖4A和圖4B是分別類似于圖1和圖2的視圖，其顯示了如何使用本發(fā)明的鉆孔器在直孔中鉆出下部掏槽。
參照附圖，本發(fā)明的鉆孔器包括與一轉(zhuǎn)動驅(qū)動軸(未顯示)配合的柄2。一個(gè)上或第一環(huán)形構(gòu)件1同軸地固定在柄2的低端。一個(gè)鉆桿3在其上端同軸地固定在環(huán)形構(gòu)件1上。鉆桿3的下端有鉆刀刃4，這與已有的用于鉆普通直孔的鉆相同。
鉆桿3具有一對形成在其外表面的軸向?qū)б?。一個(gè)下部掏槽切刀5在沿槽8的預(yù)定的范圍內(nèi)與各個(gè)槽8可滑動地接合。下部掏槽切刀5包括一個(gè)具有適當(dāng)彈性的下刀身6。在刀身6的下端形成一個(gè)下部掏槽刀刃7。每個(gè)槽8的底邊在其下端形成向外傾斜的斜坡9。一般地，如圖1所示，下部掏槽刀刃7收縮在槽8內(nèi)。
一個(gè)套管10具有一個(gè)開口的上端，并能在環(huán)形構(gòu)件1的下部可伸縮地限位件或稱徑向銷12(只顯示了一個(gè))固定在環(huán)形構(gòu)件1的側(cè)壁上，而其中每一個(gè)與一個(gè)槽11可滑動地接合。套管10包括一個(gè)具有中心孔的內(nèi)法蘭或下端壁13，鉆桿3和下部掏槽切刀5穿過此孔延伸。
一個(gè)下或第二環(huán)形構(gòu)件15同軸地安置在并可上下運(yùn)動于上環(huán)形構(gòu)件1和套管端壁13之間。下環(huán)形構(gòu)件15包括一在其上端形成的內(nèi)法蘭以及一個(gè)套筒或稱下圓周部分16。法蘭可移動地圍繞鉆桿3，并靠在或接合于下部掏槽切刀5的上端部14。
正偏彈簧17在套管端壁13和掏槽切刀端部14之間圍繞掏槽切刀5和鉆桿3。彈簧向上偏置和推壓下部掏槽切刀5和下環(huán)形構(gòu)件15，使其相對于套管10、上環(huán)形構(gòu)件1和鉆桿3向上偏壓。通常，環(huán)形構(gòu)件1和15彼此相鄰，下部掏槽刀刃7縮回在導(dǎo)引槽8中。
上環(huán)形構(gòu)件1在其中形成有一對軸向延伸的空間。一個(gè)徑向銷19穿過每一個(gè)所述空間延伸，并固定在上構(gòu)件1上。一對作用力傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)18用于將套管10和下環(huán)形構(gòu)件15聯(lián)系在一起。每一個(gè)傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)18在空間之一中包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動地支承于銷19上的凸輪20。凸輪20在相連銷19的兩側(cè)有一對臺階21和22面向下方。臺階21和22分別與沖擊力傳導(dǎo)桿23和24的上端銜接，沖擊力傳導(dǎo)桿沿鉆孔器軸向延伸。第一或稱較長的桿23穿過上環(huán)形構(gòu)件1的一部分并穿過下環(huán)形構(gòu)件15，其下端靠在套管端壁13上。第二或稱較短的桿24穿過上環(huán)形構(gòu)件1的一部分，其下端靠在下環(huán)形構(gòu)件15的上表面。
通常，下環(huán)形構(gòu)件15向上偏移靠在上環(huán)形構(gòu)件1的下表面上。這樣就抬起了短桿24，轉(zhuǎn)動凸輪20以向下推動長桿23。
下面參考圖3A、3B、4A和4B解釋鉆孔器的工作。
參見圖3A和3B，鉆孔器對著混凝土A轉(zhuǎn)動并向下推動，從而鉆刀刃4在混凝土中鉆出直孔B。當(dāng)套管端壁13接觸混凝土A的上表面而孔B達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，套管10和長桿23停止向下運(yùn)動。
參見圖4A和4B，在套管10停止向下運(yùn)動后，鉆孔器保持轉(zhuǎn)動，并被向下推進(jìn)。結(jié)果，鉆桿3和上環(huán)形構(gòu)件1相對于套管10和長桿23向下運(yùn)動，而鉆刀刃4繼續(xù)鉆孔B。隨后，長桿23推動凸輪臺階21，轉(zhuǎn)動凸輪20使短桿24向下。這使下環(huán)形構(gòu)件15與下部掏槽切刀5一起克服彈簧17的彈力相對于上構(gòu)件和鉆桿3向下運(yùn)動。下部掏槽刀刃7沿鉆桿槽斜坡9向下滑動，并從桿3向外伸切削鉆好的孔B的柱面壁。
當(dāng)下環(huán)形構(gòu)件15的套筒16達(dá)到套管端壁13時(shí)，下部掏槽切刀5停止下降，其刀刃7位于鉆桿3上最突出的點(diǎn)。這樣就完成了在孔B的柱面壁內(nèi)的錐形下部凹進(jìn)空間C的切削。這樣，掏槽C的錐形壁向下擴(kuò)大。
然后，當(dāng)解除鉆孔器上向下的推力時(shí)，彈簧17抬舉起下部掏槽切刀5和下環(huán)形構(gòu)件15。結(jié)果，套管10回到其原始位置，下部掏槽刀刃7從斜坡9上收回進(jìn)入導(dǎo)引槽8中。然后，拉起鉆孔器將鉆桿3拔出孔B。這樣完成了整個(gè)鉆孔操作。
本發(fā)明要求至少有一個(gè)作用力傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)，用于在鉆孔操作中將相對于停止運(yùn)動的套管的上環(huán)形構(gòu)件的向下運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橄虏刻筒矍械断鄬τ阢@桿的向下運(yùn)動。各傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)由各個(gè)凸輪和連桿構(gòu)成。因此，傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)只需少量的部件。另外，部件間的間隙可以減小，可以準(zhǔn)確地傳導(dǎo)作用力。因此，當(dāng)本發(fā)明用于沖擊鉆或類似的鉆孔器時(shí)，它總能以相同的切削行程，以簡單的方式有效地鉆出帶有底部凹進(jìn)空間的孔。
通過相對于鉆孔器的軸對稱地布置兩個(gè)傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)，可以改善鉆孔器操作的平穩(wěn)性。也可以改善鉆孔器的轉(zhuǎn)動平衡，減小鉆孔器的不穩(wěn)定性，這樣就可以通過高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行高效的鉆孔。
凸輪上的臺階相對于支撐其的銷對稱布置。結(jié)果，可以使下部掏槽刀刃的切削行程固定而與被鉆材料的性質(zhì)無關(guān)。因此，可以達(dá)到高的下部掏槽刀刃工作性能。
權(quán)利要求
1.一種用于鉆帶有下部掏槽空間的孔的裝置，所述裝置包括一個(gè)柄；一個(gè)第一環(huán)形構(gòu)件，其后端同軸地固定在所述柄上；一個(gè)限位物，固定在所述第一構(gòu)件的圓周上；一個(gè)套管，可抽拉地與所述第一構(gòu)件接合，所述套管上有一軸向槽以與所述限位物可滑動地接合，所述套管還有一從所述第一構(gòu)件向前伸的內(nèi)法蘭；一個(gè)鉆桿，同軸地固定在所述第一構(gòu)件的前端，所述鉆桿穿過所述套管法蘭延伸；一個(gè)下部掏槽切刀，穿過所述套管法蘭沿所述鉆桿側(cè)壁可滑動地接合；一個(gè)第二環(huán)形構(gòu)件，同軸地置于所述第一構(gòu)件和所述套管法蘭之間以及所述套管柱面壁和所述鉆桿之間，所述環(huán)形構(gòu)件與下部掏槽切刀咬合以使其沿軸向共同運(yùn)動；一個(gè)彈簧，設(shè)置在所述套管和所述下部掏槽切刀或所述第二構(gòu)件之間，以使所述下部掏槽切刀和所述第二構(gòu)件向后部偏壓；一個(gè)銷，固定在所述第一構(gòu)件上，所述銷垂直地伸向所述第一構(gòu)件的軸；一個(gè)可轉(zhuǎn)動地支承于所述銷上的凸輪，所述凸輪在所述銷兩側(cè)有一對臺階，所述臺階面向同一方向；一個(gè)第一連桿，穿過所述第二構(gòu)件軸向延伸，所述第一連桿后端與所述凸輪的臺階之一相接，而其前端與所述套管法蘭相接；以及一個(gè)第二連桿，沿所述第一構(gòu)件的軸向延伸，所述第二連桿后端與凸輪的另一個(gè)臺階相接，而其前端與所述第二構(gòu)件相接。
2.一種用于鉆帶有下部掏槽空間的孔的裝置，所述裝置包括一個(gè)柄；一個(gè)第一環(huán)形構(gòu)件，其后端同軸地固定在所述柄上；一個(gè)限位物，固定在所述第一構(gòu)件的圓周上；一個(gè)套管，可抽拉地與所述第一構(gòu)件接合，所述套管上有一軸向槽以與所述限位物可滑動地接合，所述套管還有一從所述第一構(gòu)件向前伸的內(nèi)法蘭；一個(gè)鉆桿，同軸地固定在所述第一構(gòu)件的前端，所述鉆桿穿過所述套管法蘭延伸；一個(gè)下部掏槽切刀，穿過所述套管法蘭沿所述鉆桿側(cè)壁可滑動地接合；一個(gè)第二環(huán)形構(gòu)件，同軸地置于所述第一構(gòu)件和所述套管法蘭之間以及所述套管柱面壁和所述鉆桿之間，所述環(huán)形構(gòu)件與下部掏槽切刀咬合以使其沿軸向共同運(yùn)動；一個(gè)彈簧，設(shè)置在所述套管和所述下部掏槽切刀或所述第二構(gòu)件之間，以使所述下部掏槽切刀和所述第二構(gòu)件向后部偏壓；一對銷，固定在所述第一構(gòu)件上，所述銷垂直地伸向所述第一構(gòu)件的軸；一對凸輪，分別可轉(zhuǎn)動地支承于所述銷之一上，所述凸輪的每一個(gè)在相連銷的兩側(cè)有一對臺階，所述各個(gè)臺階面向同一方向；一對第一連桿，穿過所述第二構(gòu)件軸向延伸，各個(gè)所述第一連桿的后端與凸輪之一的所述臺階的一個(gè)臺階相接，而其前端與所述套管法蘭相接；以及一對第二連桿，沿所述第一構(gòu)件的軸向延伸，各個(gè)所述第二連桿的后端與所述凸輪中的一個(gè)的另一臺階相接，而其前端與所述第二構(gòu)件相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述凸輪臺階相對于所述銷對稱布置。
全文摘要
一種用于鉆帶有下部掏槽空間的孔的裝置，包括一個(gè)后環(huán)形構(gòu)件(1)、一個(gè)可抽拉地與后構(gòu)件相接合被支承的套管(10)、一個(gè)下部掏槽切刀(5)和一個(gè)與下部掏槽切刀相連可移動的前環(huán)形構(gòu)件(15)。套管有一個(gè)內(nèi)法蘭(13)從后構(gòu)件向前伸。一個(gè)作用力傳導(dǎo)構(gòu)件(18)包括一個(gè)由后構(gòu)件支承的凸輪(20)。凸輪有一對臺階。傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)還包括一第一作用力傳導(dǎo)桿，延伸在凸輪臺階和套管法蘭之間，及第二作用力傳導(dǎo)桿，在臺階和第一構(gòu)件之間延伸。
文檔編號B28D1/14GK1165730SQ97103419
公開日1997年11月26日 申請日期1997年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月13日
發(fā)明者宮永昌明 申請人:株式會社宮永