具有滑动离合器的强制给进工具及其方法，以防止被卡住技术

本发明专利技术公开了一种强制给进工具及其使用方法，该强制给进工具包括主轴，该主轴具有配置成接收刀头的远端。该主轴在向前方向和缩回方向上是可移动的，在向前方向上，刀头作用于工件上，在缩回方向上，刀头从工件上移开。该主轴配置成在驱动该主轴的空气发动机关闭时缩回至初始位置。该给进工具包括离合器，以当空气发动机在恰当时候未关闭时，防止该主轴被卡在初始位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有滑动离合器的强制给进工具及其方法，以防止被卡住
本申请要求2013年2月26日提交的、名称为“给进钻”的61/769,736号美国专利申请以及2013年5月14日提交的、名称为“给进钻”的61/822，959号美国专利申请的优先权。
技术介绍
本申请涉及提供将主轴在向前及缩回给进方向上移动的工具，并具体涉及防止主轴被卡在初始位置的装置和方法。强制给进工具，诸如但不限于给进钻，公知的是用于执行对于由诸如钢、铝、钛及其复合材料等物质形成的工件的操作。强制给进工具包括将刀头供给工件的工具供给机构。除其他应用外，强制给进工具的通常的应用还包括在航空器的多个部件中钻孔。强制给进工具通常包括附接至齿轮头的发动机。齿轮头包括转动的并在向前和缩回方向上移动的主轴。使用时，发动机驱动齿轮头中的齿轮使主轴在向前方向上向前进入至工件上的预定深度。该主轴接着在相反的方向上移动离开工件至初始位置。当该主轴到达初始位置，令人期望的是：发动机关闭以使空气的使用量最小化，并且向操作者指示工具功能已完成。先前的工具具有潜在的可靠性问题，由于关闭发动机的延迟或者失败，可导致主轴被卡在初始位置。这可导致主轴进入机械锁定。先前的工具采用了多个方面以防止主轴被卡住。这些方面包括增大主轴的超程距离，并减慢主轴的缩回速度。然而，这些方面的每一个在增大循环时间、增多驱动机构设计的复杂性以及增大齿轮头的整体尺寸方面都具有其各自的缺点。另外，这些方面仍然具有使主轴被卡在初始位置的风险，特别是如果使发动机停止的信号发送失败。
技术实现思路
本专利技术涉及防止主轴被卡在初始位置的装置和方法。该设计和方法将使停止差动给进齿轮的机构安装在次级滑动离合器上。在到达主轴行程的极限的情况下，当主轴已经缩回并且空气发动机仍未被关闭时，其使得差动给进齿轮和主轴给进齿轮能够再次转动，从而消除了该工具进入机械锁定的风险。一个实施例涉及一种强制给进工具，该强制给进工具配置成在向前方向和相反的方向运行。该给进工具包括长形主轴，长形主轴与给进路径对齐并且配置成沿所述给进路径轴向地移动，该主轴包括缩回止块以控制主轴在相反方向上的轴向移动的程度。该工具还包括主轴转动机构，其联接至该主轴以转动该主轴；主轴给进齿轮和差动给进齿轮，所述差动给进齿轮配置成沿给进路径轴向驱动主轴给进齿轮，主轴给进齿轮和差动给进齿轮均包括接合在一起的齿轮齿；以及离合器机构，其定位在差动给进齿轮上，以选择性地控制差动给进齿轮的转动，该离合器机构包括接触构件和偏置构件。离合器机构配置成当主轴在相反方向上运动过程中缩回止块和止块构件接合之前，防止所述差动给进齿轮和主轴给进齿轮转动；并且在缩回止块和止块构件接合之后，响应于该主轴在相反方向上的试图进一步的移动，通过允许离合器机构的接触构件和差动给进齿轮之间的移动，从而为该差动给进齿轮和主轴给进齿轮提供转动。当主轴在相反方向上移动过程中在缩回止块和止块构件接合之前，差动给进齿轮可直接地接触抵靠离合器机构。主轴给进齿轮与离合器机构间隔开，并且可以通过差动给进齿轮连接至离合器机构。离合器机构包括具有第一成角度的凸轮表面的锥体构件，差动给进齿轮包括第二成角度的凸轮表面，其中所述第一成角度的凸轮表面和第二成角度的凸轮表面当主轴在相反方向的运动过程中接触在一起。离合器机构进一步包括锥体构件和多个球构件，该球构件延伸穿过接触构件并且通过偏置构件偏置抵靠锥体构件。锥体构件包括沿径向面的袋，每一所述袋大小成形为接收球构件之一，球构件大于袋，从而球构件向外延伸超出袋。强制给进工具还包括可操作地连接至偏置构件的调节构件，以调节由偏置构件施加的力的量，该调节构件可移动地连接至接触构件，并且定位于接触构件的与锥体构件相反的一侧上。差动给进齿轮沿给进轴与接触构件轴向地对齐，该差动给进齿轮相对于接触构件轴向地可移动。另一实施例涉及一种防止强制给进工具中的主轴被卡住的方法。该方法包括：转动主轴，并且转动围绕该主轴定位的主轴给进齿轮，以及沿给进路径在第一方向上移动该主轴，主轴给进齿轮通过与差动给进齿轮的接合转动。该方法包括防止转动的主轴在第一方向上移动，并且沿主轴在相对的第二方向上开始轴向地移动转动的主轴给进齿轮。该方法包括：将离合器力施加至差动给进齿轮上，从而当主轴继续转动并且开始在所述第二方向上移动转动的主轴时，防止差动给进齿轮和主轴给进齿轮转动。该方法包括：当主轴给进齿轮在第二方向上移动并被防止转动时，增大施加至所述主轴给进齿轮上的力。当施加在主轴给进齿轮上的力增大到这种程度：差动给进齿轮转动主轴给进齿轮的第一扭矩大于差动给进齿轮抵抗离合器力转动的第二扭矩时，该方法包括转动所述差动给进齿轮以及所述接合的主轴给进齿轮。该方法还包括围绕主轴转动该主轴给进齿轮，并且防止主轴在第二方向上的进一步的移动。该方法还包括在第二方向上移动主轴，并且将位于主轴上的缩回止块构件抵接接触构件，同时防止主轴给进齿轮转动。该方法还包括偏置多个球构件抵靠与差动给进齿轮接合的中间构件，并且将所述离合器力施加至所述差动给进齿轮。该方法可包括将多个球构件移出相应的袋，并且转动差动给进齿轮和接合的主轴给进齿轮。该方法可包括相对于主轴给进齿轮轴向地移动差动给进齿轮并与离合器构件接合，以及防止差动给进齿轮转动。该方法可包括防止所述转动的主轴在所述第一方向上的移动包括将连接至该主轴的深度止块构件抵接接触构件。该方法还可包括在位于主轴上的缩回止块构件抵接接触构件之后，沿所述主轴轴向地移动主轴给进齿轮，并且抵靠主轴驱动齿轮。不同实施例的不同方面可根据需要单独或者结合使用。附图说明图1是具有滑动离合器的强制给进工具的示意图；图2是直角工具的透视图；图3是轴向(in-line)工具的透视图；图4是齿轮头的侧视剖视图；图5是齿轮头在向前的给进操作处的侧视剖视图；图6是齿轮头在缩回的给进操作处的侧视剖视图；图7是具有形成阈值离合器的一部分的斜面的差动驱动齿轮的俯视图；图7A是图7中的两个斜面的侧视图。图8是在差动驱动齿轮和差动给进齿轮之间形成的阈值离合器的侧面透视图；图9A是活塞位于横跨入口的第一位置、该工具处于向前给进操作的侧视剖面图。图9B是活塞位于与入口间隔开的第二位置、该工具处于缩回操作的侧面剖视图。图10是根据一个实施例、沿通过给进轴延伸的平面截取的滑动离合器的示意性侧剖视图。图11是截取通过锥体构件、偏置构件和位于袋中的球构件的接触构件，在防止差动给进齿轮转动的接合方向上的示意性侧剖面图。图12是截取通过锥体构件、偏置构件和在该离合器的滑动过程中移动出袋的球构件的接触构件的部分的示意性侧剖面图。图13是防止差动给进齿轮转动的保持机构的侧面透视图。图14是滑动离合器的示意图。具体实施方式本专利技术通过当驱动主轴的发动机未被关闭时，防止主轴被卡在初始位置，来改善强制给进工具的操作。如图1示意地示出的，工具10包括发动机12，发动机12驱动齿轮头14中的齿轮19以使主轴30转动。当该主轴30到达初始位置时，生成信号使发动机12停止，以防止主轴30在缩回方向R上进一步移动。离合器100被配置成当停止信号出现延迟或者失败时滑动，从而防止主轴30的机械锁定。这种设计使得主轴30具有最小化的超行程以及更准确的停止位置。图2示出了通常的强制给进工具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强制给进工具，其配置成在向前方向和相反方向上运行，所述给进工具包括：长形主轴，其与给进路径对齐并配置成沿给进路径轴向地移动，所述主轴包括缩回止块以控制所述主轴在相反方向上的轴向移动的程度；主轴转动机构，其联接至所述主轴以转动所述主轴；主轴给进齿轮和差动给进齿轮，所述差动给进齿轮配置成沿所述给进路径轴向驱动所述主轴给进齿轮，所述主轴给进齿轮和所述差动给进齿轮均包括接合在一起的齿轮齿；离合器机构，其定位在所述差动给进齿轮上，以选择性地控制所述差动给进齿轮的转动，所述离合器机构包括接触构件和偏置构件；其中所述离合器机构配置成：在所述主轴在相反方向上运动过程中在所述缩回止块和止块构件接合之前，防止所述差动给进齿轮和所述主轴给进齿轮转动；在所述缩回止块和止块构件接合之后，响应于所述主轴在相反方向上的试图进一步的运动，通过允许所述离合器机构的接触构件和所述差动给进齿轮之间的运动，从而为所述差动给进齿轮和所述主轴给进齿轮提供转动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.26 US 61/769,736;2013.05.14 US 61/822,9591.一种强制给进工具，所述强制给进工具配置成在向前方向和相反方向上运行，所述给进工具包括：长形的主轴(30)，所述主轴与给进路径对齐并配置成沿给进路径轴向地移动，所述主轴(30)包括缩回止块构件(81)以控制所述主轴在相反方向上的轴向移动的程度；主轴转动机构，所述主轴转动机构联接至所述主轴(30)以转动所述主轴(30)；主轴给进齿轮(32)和差动给进齿轮(42)，配置成沿所述给进路径轴向驱动所述主轴(30)，所述主轴给进齿轮(32)和所述差动给进齿轮(42)包括接合在一起的齿轮齿；离合器机构(100)，所述离合器机构定位在所述差动给进齿轮(42)上，以选择性地控制所述差动给进齿轮(42)的转动，所述离合器机构(100)包括接触构件(110)和偏置构件(140)；其特征在于，所述离合器机构配置成与所述差动给进齿轮(42)接合：当通过所述主轴给进齿轮(32)施加至所述差动给进齿轮(42)的扭矩小于施加至所述接触构件(110)的保持力时，防止所述差动给进齿轮(42)和所述主轴给进齿轮(32)转动，使所述主轴(30)在相反的方向上移动；当通过所述主轴给进齿轮(32)施加至所述差动给进齿轮(42)的扭矩大于施加至所述接触构件(110)的力时，允许所述差动给进齿轮(42)和所述主轴给进齿轮(32)转动，以防止所述主轴(30)在相反方向上的进一步的移动。2.根据权利要求1所述的强制给进工具，其中，在所述主轴在相反方向上移动过程中，在所述缩回止块构件(81)和止块构件接合之前，所述差动给进齿轮(42)直接地接触抵靠所述离合器机构(100)。3.根据权利要求1所述的强制给进工具，其中，所述主轴给进齿轮(32)与所述离合器机构(100)间隔开，并且通过所述差动给进齿轮(42)连接至所述离合器机构(100)。4.根据权利要求1所述的强制给进工具，其中，所述接触构件(110)包括具有第一成角度的凸轮表面的锥体形状，所述差动给进齿轮(42)包括第二成角度的凸轮表面，其中当所述差动给进齿轮(42)与所述接触构件(110)接合时，所述第一成角度的凸轮表面和第二成角度的凸轮表面接触在一起。5.根据权利要求1所述的强制给进工具，其中，所述离合器机构(100)进一步包括多个球构件(150)，所述球构件(150)延伸穿过固定基座(120)，并且通过偏置构件(140)偏置抵靠所述接触构件(110)。6.根据权利要求5所述的强制给进工具，其中，所述接触构件(110)包括沿径向面的袋(114)，每一所述袋(114)大小成形为接收所述球构件(150)之一，所述球构件(150)大于所述袋(114)，从而所述球构件向外延伸超出所述袋。7.根据权利要求1所述的强制给进工具，进一步包括可操作地连接至所述偏置构件(140)的调节构件，以调节由所述偏置构件(140)施加的力的量，所述调节构件可移动地...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰里米·沃特福德，凯文·麦希尔，
申请(专利权)人：艾沛克斯品牌公司，
类型：发明
国别省市：美国;US