用于钻带有下部掏槽 空间的孔的装置 本发明涉及一种装置，或称钻孔器，用于在一个物体如混凝土中钻预定深度的孔，同时，在孔的深处的圆柱孔壁上形成凹进空间或直径扩大了的张开部分。
锚杆(或地脚螺栓)可以插入例如混凝土的物体中的预定深度的钻孔中，将带有围绕锚杆的沿轴向剖切的套管的锚杆的基部插入孔中，套管扩张以在孔壁上产生摩擦阻力。
插入的螺栓的拔出阻力主要依赖于扩张的套管和孔壁之间的结合(约束)力。因此，事先在靠近孔地底部形成一个具有扩大了直径的凹进锥形空间，与扩展的套管相配合可以大大地提高拔出阻力。
在混凝土中钻带有凹进空间(亦称下部掏槽，undercut space)的孔的传统方法和装置是用钻孔机如冲击式钻机钻一个预定深度的直孔，然后在靠近底部的孔壁上形成凹进空间。
本申请人的日本专利申请平7-40131(对应于美国申请系列号08/587,395)公开了这种类型的用于钻带有凹进空间的孔的装置。该装置包括一个具有外圆柱表面的基部和一个位于其后端的同轴的柄。一个套管可抽拉式地与基部的外表面接合。该套管在其前端有一个内法兰或端壁。钻杆同轴地固定在基部的前端，并穿过套管法兰延伸。钻杆外表面上有一个轴向槽。槽底部的前端向外成斜坡。一个下部掏槽切刀与槽可滑动地接合，在其前端有一个下部掏槽刀刃。一个环形构件同轴地设置于基部和套管法兰之间，以及套管的柱面壁和钻杆之间。该环形构件与下部掏槽切刀咬合在一起共同沿轴向运动。一个正偏弹簧插入套管和下部掏槽切刀之间，用于将下部掏槽切刀和环形构件相对于套管向后部偏移。一个作用力传导机构将套管和形环构件连在一起。
在套管法兰与被钻物体表面接触后，套管停止向前运动，而基部继续向前运动。基部相对于套管的向前运动通过作用力传导机构被转变为下部掏槽切刀相对于钻杆的向前运动。该运动使下部掏槽切刀滑动，下部掏槽刀刃从倾斜的槽底部的倾斜表面向外伸出。伸出的下部掏槽刀刃切削钻孔的柱面壁，形成一凹进空间槽。这样就可以在一个工序中连续地在一个物体中形成预定深度的钻孔，同时形成一个在钻孔的柱面壁内的下部掏槽空间。
作用力传导机构可以包括一串滚珠，它们放在穿过基部形成的倒U形孔中。该孔在基部的前端有开口。滚珠串两端的滚珠分别抵靠在一对连杆的后端，该对连杆分别穿过相应的孔端轴向延伸。连杆之一穿过环形构件可滑动地延伸，且其前端与套管法兰邻接。另一个连杆的前端与环形构件邻接。如果这样的传导机构用于具有轴向震动的冲击式钻机中，滚珠在U形孔中会颠簸或不稳定。在这种情况下，当套管法兰接触被钻物体表面后，很难准确地将基部相对于套管的向前运动转变为下部掏槽切刀相对于钻杆的向前运动。
本发明利用一个包括一由钻孔器的基部支承的凸轮的作用力传导机构代替U形孔中的滚珠来解决上述问题。
通过提供上述的这样一种带有包括可绕一轴转动的凸轮的作用力传导机构的钻孔器，可以减少部件的数量。也可以减少部件间的间隙，从而使基部相对于套管的向前运动可以准确地转变为下部掏槽切刀相对于钻杆的向前运动。
根据本发明的用于钻带有底部凹进空间的孔的装置包括一个柄和一第一环形构件，该环形构件在其后端同轴地固定在柄上。一个限位物固定在该第一构件的圆周上。一个套管可轴拉地与第一构件接合。套管上有一轴向槽以与限位物可滑动地接合。套管还有一个内法兰从第一构件向前伸。钻杆同轴地固定在第一构件的前端，并穿过套管法兰延伸。一个下部掏槽切刀穿过套管法兰可滑动地与钻杆侧壁接合。第二环形构件同轴地置于第一构件和套管法兰之间，以及套管柱面壁和钻杆之间。该环形构件与下部掏槽切刀咬合以使它们沿轴向共同运动。一个弹簧被插入套管和下部掏槽切刀或第二构件之间以使下部掏槽切刀和第二构件向后部偏压。一个作用力传导机构将套管和第二构件连接。
传导机构包括一个固定在第一构件上的销。该销垂直地伸向第一构件的轴。传导机构还包括一个可转动地支承于销上的凸轮。凸轮在销的两侧有一对台阶。台阶面向同一方向。传导机构进一步包括一第一连杆和一第二连杆。第一连杆穿过第二构件轴向延伸。第一连杆后端与凸轮的一个台阶相接，而其前端与套管法兰相接。第二连杆沿第一构件的轴向延伸。第二连杆的后端其前端与套管法兰相接。第二连杆沿第一构件的轴向延伸。第二连杆的后端与凸轮的另一个台阶相接，而其前端与第二构件相接。
在工作期间，固定在第一构件上的钻杆在一个物体中钻一孔。当套管法兰与被钻物体表面接触时，套管停止向前运动，第一构件继续向前运动。第一构件相对于套管的向前运动使第一连杆向后运动，转动凸轮，从而向前推动第二连杆。然后第二连杆推动第二构件与下部掏槽切刀一起相对于钻杆向前运动。因此，下部掏槽切刀能总是以相同的行程在钻好的孔的柱面壁的深部位置形成一个下部掏槽空间。
优选地相对于第一构件的轴对称地安排或布置一对这样的作用力传导机构。
换句话说，优选对称于第一构件的轴的两个位置上将第一构件相对于套管的向前运动转变为第二构件离开第一构件的向前运动。这使得操作更平稳，改善了装置的转动平衡。
另外，最好相对于销对称地放置凸轮的台阶。
下面参照附图详细描述本发明的优选实施例。其中：
图1是根据本发明的钻孔器的局部侧剖视图；
图2是沿图1的A-A线的剖面图；
图3A和图3B是分别类似于图1和图2的视图，其显示了如何使用本发明的钻孔器钻直孔；
图4A和图4B是分别类似于图1和图2的视图，其显示了如何使用本发明的钻孔器在直孔中钻出下部掏槽。
参照附图，本发明的钻孔器包括与一转动驱动轴(未显示)配合的柄2。一个上或第一环形构件1同轴地固定在柄2的低端。一个钻杆3在其上端同轴地固定在环形构件1上。钻杆3的下端有钻刀刃4，这与已有的用于钻普通直孔的钻相同。
钻杆3具有一对形成在其外表面的轴向导引槽8。一个下部掏槽切刀5在沿槽8的预定的范围内与各个槽8可滑动地接合。下部掏槽切刀5包括一个具有适当弹性的下刀身6。在刀身6的下端形成一个下部掏槽刀刃7。每个槽8的底边在其下端形成向外倾斜的斜坡9。一般地，如图1所示，下部掏槽刀刃7收缩在槽8内。
一个套管10具有一个开口的上端，并能在环形构件1的下部可伸缩地限位件或称径向销12(只显示了一个)固定在环形构件1的侧壁上，而其中每一个与一个槽11可滑动地接合。套管10包括一个具有中心孔的内法兰或下端壁13，钻杆3和下部掏槽切刀5穿过此孔延伸。
一个下或第二环形构件15同轴地安置在并可上下运动于上环形构件1和套管端壁13之间。下环形构件15包括一在其上端形成的内法兰以及一个套筒或称下圆周部分16。法兰可移动地围绕钻杆3，并靠在或接合于下部掏槽切刀5的上端部14。
正偏弹簧17在套管端壁13和掏槽切刀端部14之间围绕掏槽切刀5和钻杆3。弹簧向上偏置和推压下部掏槽切刀5和下环形构件15，使其相对于套管10、上环形构件1和钻杆3向上偏压。通常，环形构件1和15彼此相邻，下部掏槽刀刃7缩回在导引槽8中。
上环形构件1在其中形成有一对轴向延伸的空间。一个径向销19穿过每一个所述空间延伸，并固定在上构件1上。一对作用力传导机构18用于将套管10和下环形构件15联系在一起。每一个传导机构18在空间之一中包括一个可转动地支承于销19上的凸轮20。凸轮20在相连销19的两侧有一对台阶21和22面向下方。台阶21和22分别与冲击力传导杆23和24的上端衔接，冲击力传导杆沿钻孔器轴向延伸。第一或称较长的杆23穿过上环形构件1的一部分并穿过下环形构件15，其下端靠在套管端壁13上。第二或称较短的杆24穿过上环形构件1的一部分，其下端靠在下环形构件15的上表面。
通常，下环形构件15向上偏移靠在上环形构件1的下表面上。这样就抬起了短杆24，转动凸轮20以向下推动长杆23。
下面参考图3A、3B、4A和4B解释钻孔器的工作。
参见图3A和3B，钻孔器对着混凝土A转动并向下推动，从而钻刀刃4在混凝土中钻出直孔B。当套管端壁13接触混凝土A的上表面而孔B达到预定深度时，套管10和长杆23停止向下运动。
参见图4A和4B，在套管10停止向下运动后，钻孔器保持转动，并被向下推进。结果，钻杆3和上环形构件1相对于套管10和长杆23向下运动，而钻刀刃4继续钻孔B。随后，长杆23推动凸轮台阶21，转动凸轮20使短杆24向下。这使下环形构件15与下部掏槽切刀5一起克服弹簧17的弹力相对于上构件和钻杆3向下运动。下部掏槽刀刃7沿钻杆槽斜坡9向下滑动，并从杆3向外伸切削钻好的孔B的柱面壁。
当下环形构件15的套筒16达到套管端壁13时，下部掏槽切刀5停止下降，其刀刃7位于钻杆3上最突出的点。这样就完成了在孔B的柱面壁内的锥形下部凹进空间C的切削。这样，掏槽C的锥形壁向下扩大。
然后，当解除钻孔器上向下的推力时，弹簧17抬举起下部掏槽切刀5和下环形构件15。结果，套管10回到其原始位置，下部掏槽刀刃7从斜坡9上收回进入导引槽8中。然后，拉起钻孔器将钻杆3拔出孔B。这样完成了整个钻孔操作。
本发明要求至少有一个作用力传导机构，用于在钻孔操作中将相对于停止运动的套管的上环形构件的向下运动转变为下部掏槽切刀相对于钻杆的向下运动。各传导机构由各个凸轮和连杆构成。因此，传导机构只需少量的部件。另外，部件间的间隙可以减小，可以准确地传导作用力。因此，当本发明用于冲击钻或类似的钻孔器时，它总能以相同的切削行程，以简单的方式有效地钻出带有底部凹进空间的孔。
通过相对于钻孔器的轴对称地布置两个传导机构，可以改善钻孔器操作的平稳性。也可以改善钻孔器的转动平衡，减小钻孔器的不稳定性，这样就可以通过高速旋转进行高效的钻孔。
凸轮上的台阶相对于支撑其的销对称布置。结果，可以使下部掏槽刀刃的切削行程固定而与被钻材料的性质无关。因此，可以达到高的下部掏槽刀刃工作性能。