CN101049640B - 再拧紧的钻卡头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种再拧紧的钻卡头，它具有卡头本体、夹紧锥体以及具有齿环和止动爪的联锁机构，其中所述夹紧锥体轴向支撑在支承在卡头本体上的卡爪支架上，在该卡爪支架中卡爪在导向槽中导引，所述卡爪可利用所述卡爪支架通过在所述卡头本体和夹紧锥体之间的相对旋转进行调节以进行夹紧和松开，并且其中所述联锁机构在所述止动爪接合在齿环中时锁住所述卡头本体和止动爪防止其按照使所述卡爪松开的方向进行相对旋转，但未加阻止地允许其按照夹紧的方向进行相对旋转。为限制再拧紧，在所述卡爪支架上布置了停止爪，该停止爪在所述夹紧锥体的中间位置上接合在所述齿环中，并且阻止所述卡头本体沿着与夹紧相应的方向进行相对旋转。

Description

再拧紧的钻卡头

技术领域

本发明涉及一种再拧紧的钻卡头，它具有一个卡头本体、一个可与该卡头本体同轴扭转的夹紧锥体以及一个一方面具有一个与卡头轴线同轴的齿环且另一方面具有一个在弹簧的力作用下啮合在所述齿环中的、支承在卡爪支架上的止动爪的联锁机构，其中所述夹紧锥体轴向支撑在支承在所述卡头本体上的卡爪支架上，在该卡爪支架中卡爪在导向槽中导引，所述卡爪可利用所述卡爪支架通过在所述卡头本体和夹紧锥体之间的相对旋转进行调节以进行夹紧和松开，并且其中所述联锁机构在所述止动爪接合到齿环中时锁住所述卡头本体和止动爪防止其在所述卡爪松开的方向上进行相对旋转，但允许其不受阻碍地在夹紧的方向上进行相对旋转，其中在所述卡爪支架上构造了一个止挡，并且在所述夹紧锥体上构造了一个配对止挡，用于按指定要求限制所述夹紧锥体在一个相应于所述止动爪的接合状态的第一旋转位置与一个相应于其脱开状态的第二旋转位置之间相对于所述卡爪支架的可相对旋转性，并且其中在所述卡爪支架和夹紧锥体之间布置了一个具有定位元件的定位机构，该定位机构具有一个配设给所述第一旋转位置的定位座和一个配设给所述第二旋转位置的定位座。

背景技术

在尚未预公开的德国专利申请DE 102005018392中描述了一种所述的钻卡头，该专利申请公开了一种实施方式，在该实施方式中，所述钻卡头由于其再拧紧的特性会如此强度地拧紧，使得其在不借助于刀具的情况下再也无法或者至少无法轻松地打开。

发明内容

本发明的任务是如此构造一种所述类型的钻卡头，从而可以用可靠的方式避免钻卡头由于其再拧紧的特性而被卡死。

按本发明，该任务在一种开头所述类型的钻卡头方面如此解决，为限制再拧紧在所述卡爪支架上布置了一个停止爪，该停止爪在所述夹紧锥体的处于所述第一旋转位置和第二旋转位置之间的中间位置上接合在所述齿环中，并且阻止卡头本体沿着与夹紧相应的方向进行相对旋转。

这种钻卡头的突出之处在于，使用者可以通过将所述夹紧锥体扭转到所述中间位置中来触发再拧紧限制，这种再拧紧限制由于由所述卡爪在钻孔工作中得到的旋转阻力而阻止所述卡头本体相对于夹紧锥体扭转。在这种工作状态中，所述夹紧锥体相对于卡头本体的旋转位置由所述止动爪及停止爪的组合作用所确定。其中，所述钻卡头的操作照旧十分简单，因为使用者为触发所述再拧紧限制仅仅必须将所述夹紧锥体沿着也用于打开钻卡头的方向旋转一个很小的旋转角，用于由此得到所述合适的旋转位置。

为了在作用原理可靠的情况下获得简单的可操作性，所述夹紧锥体具有一个第一控制凸轮，用于在将夹紧锥体沿着与卡爪松开相应的旋转方向旋转时将所述止动爪从接合在齿环中的位置调节到脱开位置中。这些优点也在考虑到所述停止爪的情况下得到实现，方法是：所述夹紧锥体具有一个第二控制凸轮，用于在将所述夹紧锥体从所述中间位置旋转到所述第一旋转位置或第二位置中时将所述停止爪从在齿环中接合的位置调节到从齿环中脱开的位置中。

为了也在钻孔工作中出现振动时能够有效地拥有再拧紧限制功能，所述定位机构具有另一个定位座，所述定位元件在中间位置中接合在该定位座中。

一种用于提高运行可靠性的方法是：所述停止爪由另一个弹簧的力加载负荷，该力沿着使所述停止爪啮合到齿环中的方向起作用，也就是说，不必仅仅通过永久抵靠着所述控制凸轮来使该停止爪强制啮合在齿环中。

为获得以简单且成本低廉的方式实现并且安装的结构，在此提出，将所述止动爪和停止爪布置在卡爪支架上的垂直于卡头轴线定向的平面中，尤其使这两者彼此对置。

如果所述止动爪和/或停止爪构造为双臂杠杆，该杠杆具有带有至少一个棘轮齿的第一杠杆臂以及抵靠着所述第一控制凸轮或者说第二控制凸轮的特定的第二杠杆臂，那么这种方法证实十分有利，因为由此以简单的方式克服了在所述控制凸轮和齿环之间的间距，并且在充分利用杠杆力的情况下确保将所述棘轮齿充分地朝齿环压紧。

在此提出，所述弹簧给所述具有棘轮齿的第一杠杆臂施加负荷，由此充分利用杠杆臂的长度并且对朝着齿环方向的力作用进行优化。

如果所述夹紧锥体为双构件结构，其具有用于调节所述止动爪和停止爪的松动环，那就可以如此有针对性地选择用于该松动环的材料，从而可以用简单且成本低廉的方式制造所述控制凸轮的复杂结构，具体方法是：用注塑法制造由塑料制成的松动环。

也可以将所述止动爪和停止爪支承在所述卡爪支架上的两个分开的、垂直于卡头轴线定向的平面中，用于对所述组件进行校正。其中，所述齿环在轴向上如此程度地延伸，从而不仅止动爪而且停止爪都能啮合在该齿环中，也就是说仅仅必须制造一个齿环。

在一种设计方案中，设置了两个齿环并且其中一个齿环配设给止动爪而另一个则配设给停止爪，所述齿环带有合适的侧面倾斜度以实现止动效果，当然在这种设计方案中有一个优点，即关于齿环的侧面倾斜度不必在沿着两个相反的旋转方向的止动效果方面采取折衷方法。

如果所述松动环为双构件结构，其中一个部件配设给所述止动爪并且另一部件配设给停止爪，那么对使用者来说，即使所述定位机构在起作用，他也可以自由选择是否通过所述停止爪的操作来触发所述再拧紧限制功能。

尤其为了能够简单地安排制造和安装，将所述齿环在卡头本体上构造。

附图说明

下面借助于在附图中示出的实施例对本发明进行详细解释。其中：

图1是按本发明的再拧紧的钻卡头，其中左侧为轴向剖面图，右侧为侧视图；

图2A是图1所示钻卡头在相应于所述止动爪的接合状态的第一旋转位置中的剖面图II-II；

图2B是在相应于中间位置的旋转位置中与图2A相应的视图；

图2C是在第二旋转位置中与图2A相应的视图；

图3A是图1所示钻卡头在与图2A相应的旋转位置中的剖面图III-III；

图3B是在与图2B相应的旋转位置中与图3A相应的视图；

图3C是在与图2C相应的旋转位置中与图3A相应的视图；

图4是一种具有轴向错位的止动爪和停止爪的实施方式的与图1相应的视图；

图5A、6A分别是图4所示的实施方式在止动爪啮合时的剖面图V-V以及在停止爪脱离啮合时的剖面图VI-VI；

图5B、6B分别是图4所示的实施方式在止动爪啮合时的剖面图V-V以及在停止爪啮合时的剖面图VI-VI；

图5C、6C分别是图4所示的实施方式在止动爪及停止爪脱离啮合时的剖面图V-V和VI-VI；

图7是一种具有两个轴向错位的齿环的实施方式的与图1相应的视图；

图8A、9A是图7所示实施方式在与图5A和6A相应的配置中的剖面图VIII-VIII和IX-IX；

图8B、9B是图7所示实施方式在与图5B和6B相应的配置中的剖面图VIII-VIII和IX-IX；

图8C、9C是图7所示实施方式在与图5C和6C相应的配置中的剖面图VIII-VIII和IX-IX；

图10是一种具有轴向错位的止动爪和停止爪以及两个分开的松动环的实施方式的与图1相应的视图；

图11A、12A分别是图10所示实施方式在止动爪啮合时的剖面图XI-XI以及在停止爪脱离啮合时的剖面图XII-XII；

图11B、12B分别是图10所示实施方式在止动爪啮合时的剖面图XI-XI以及在停止爪啮合时的剖面图XII-XII；

图11C、12C分别是图10所示实施方式在止动爪和停止爪脱离啮合时的剖面图XI-XI和XII-XII；

图13是另一种具有两个轴向错位的齿环的实施方式的与图1相应的视图，在该实施方式中可共同操作所述止动爪和夹紧套筒；

图14A、15A分别是图13所示实施方式在定位元件和停止元件接合时的剖面图XIV-XIV和XV-XV，并且

图14B、15B分别是图13所示实施方式在定位元件和停止元件脱开时的剖面图XIV-XIV和XV-XV。

具体实施方式

在附图中的图1中示出了一个再拧紧的钻卡头，该钻卡头具有一个卡头本体1以及一个可轴向于该卡头本体1扭转的夹紧锥体2，该夹紧锥体2轴向支撑在一个支承在卡头本体1上的卡爪支架3上。在所述卡爪支架3中，卡爪4在导向槽中导引，可利用所述卡爪支架3通过在所述卡头本体1和夹紧锥体2之间的相对旋转来调节所述卡爪4以进行夹紧和松开。此外，所述钻卡头包括一个联锁机构9，该联锁机构9一方面具有与卡头轴线5同轴的齿环6并且另一方面具有一个在弹簧7的力作用下啮合在所述齿环6中的、支承在所述卡爪支架3上的止动爪8，其中所述联锁机构9在所述止动爪8接合在齿环6中时锁住所述卡头本体1和止动爪8以防止其按照使所述卡爪4松开的方向进行相对旋转，但未加阻止地允许其按照夹紧的方向进行相对旋转，从而没有妨碍所述钻卡头的再拧紧的特性。图1示出了一种实施方式，在该实施方式中所述齿环6在卡头本体1上构成。

从图3A、3B和3C中可以看出，在所述卡爪支架3上构造了一个止挡10，并且在夹紧锥体2上构造了一个配对止挡11，用于按指定要求限制所述夹紧锥体2在一个和所述止动爪8的接合状态相应的第一旋转位置(图2A)与一个和其脱开状态相应的第二旋转位置(图2C)之间相对于所述卡爪支架3的可相对旋转性。此外，所述钻卡头也包括定位机构12，从图3A、3B和3C中可看出该定位机构12。该定位机构12在所述卡爪支架3和夹紧锥体2之间包括一个配设给所述第一旋转位置的定位座13和一个配设给所述第二旋转位置的定位座13，其中所述具有定位元件19的定位机构12至少沿着夹紧锥体2的与夹紧相应的旋转方向只有在达到一个预先规定的夹紧力时才允许夹紧锥体2相对于卡爪支架3进行扭转。在实际上出现这种情况的方法是：在夹紧钻卡头时所述卡爪4抵靠着刀具柄导引，并且卡爪4的进一步调节由此遭到一个很大的阻力，所以进一步的调节就要求在扭转夹紧锥体2时施加更高的扭矩，从而在这种工作状态中所述定位机构12在所述第二旋转位置和第一旋转位置之间更换时就确保了止动爪8在齿环6中的接合状态。

为了能够打开钻卡头以更换刀具，就必须将所述止动爪8再度从齿环6中脱开，为此为夹紧锥体2配设了一个控制凸轮14，用于在沿着与卡爪4的松开相应的旋转方向扭转夹紧锥体2时对止动爪8进行调节。

从图2A中可以看出，所述止动爪8是双臂杠杆，它具有一条在所示出的实施方式中带有两个棘轮齿15的第一杠杆臂和一个抵靠着所述控制凸轮14的特定的第二杠杆臂，其中所述弹簧7给第一杠杆臂施加负荷。另外，从图2A和2B中可以看出，所述弹簧7借助于一个弹簧凸轮16在所述止动爪8的脱开位置中从对止动爪8施加负荷的位置中偏转出来，其中通过在夹紧锥体2中的一个凹口在所述控制凸轮14的一个沿圆周方向存在的延伸段中来实现这一点并且确保弹簧7的转开，因为该弹簧趋向于占据一种未张紧的配置。

为了在特定的应用情况或使用领域中防止钻卡头由于其再拧紧的特性而被过分拧紧，在所述卡爪支架3上布置了一个停止爪16用于限制再拧紧，该停止爪16在所述夹紧锥体2的处于所述第一旋转位置和第二旋转位置之间的中间位置20上接合在所述齿环6中，并且阻止卡头本体1沿着与夹紧相应的方向进行扭转。

为此，所述夹紧锥体2具有一个第二控制凸轮17，该第二控制凸轮17用于在将夹紧锥体2从中间位置20扭转到所述第一旋转位置或第二旋转位置中时将停止爪16从所述在齿环6中接合的位置调节到从齿环6中脱开的位置中，其中为所述中间位置20配设了另一个用于所述定位机构12的定位元件19的定位座。

同样如所述止动爪8一样，停止爪16也由一个弹簧的力加载负荷，该力沿着使所述停止爪16啮合到齿环6中的方向起作用，其中通常应该就象可从图2A中看出的一样根据使用目的来类似地选择止动爪8和停止爪16的造型和作用原理。

其中，所述止动爪8和停止爪16布置在卡爪支架3上的一个垂直于卡头轴线5定向的平面中，并且这两个部件在卡爪支架3上彼此对置。

同样，如所述止动爪8一样，所述停止爪16也因此构造为双臂杠杆，它具有带有至少一个棘轮齿15的第一杠杆臂以及抵靠着所述第一控制凸轮14或者说第二控制凸轮17的特定的第二杠杆臂。

所述夹紧锥体2为双构件结构，它具有一个用于调节所述止动爪8和停止爪16的松动环22。

按照在图4到15中所示出的实施方式，所述止动爪8和停止爪16支承在卡爪支架3上的两个分开的垂直于卡头轴线5定向的平面中，其中在图4到6中示出，所述齿环6在轴向上如此程度地延伸，从而不仅所述止动爪8而且停止爪16都可以啮合在该齿环6中。

与此相反，图7到9示出，设置了两个齿环6，其中一个齿环6配设给止动爪8，另一个则配设给停止爪16，所述齿环6具有合适的侧面倾斜度，用于改善止动效果。

同样也可以设置一种单独的致动方案，方法是：将所述松动环22构造为双构件结构，其中一个部件配设给止动爪8，而另一个部件则配设给停止爪16。

在图13中则是对卡爪支架3及所述其中一个配设给止动爪8的松动环22进行共同致动。

Claims (15)

1.再拧紧的钻卡头，它具有卡头本体(1)、可与该卡头本体(1)同轴扭转的夹紧锥体(2)以及一方面具有与卡头轴线(5)同轴的齿环(6)且另一方面具有在弹簧(7)的力作用下啮合在所述齿环(6)中的、支承在卡爪支架(3)上的止动爪(8)的联锁机构(9)，其中所述夹紧锥体(2)轴向支撑在支承在卡头本体(1)上的卡爪支架(3)上，在该卡爪支架(3)中卡爪(4)在导向槽中导引，所述卡爪(4)可利用所述卡爪支架(3)通过在所述卡头本体(1)和夹紧锥体(2)之间的相对旋转进行调节以进行夹紧和松开，并且其中所述联锁机构(9)在所述止动爪(8)接合在齿环(6)中时锁住所述卡头本体(1)和止动爪(8)防止其按照使所述卡爪(4)松开的方向进行相对旋转，但未加阻止地允许其按照夹紧的方向进行相对旋转，并且其中在所述卡爪支架(3)上构造了止挡，并且在夹紧锥体(2)上构造了配对止挡(11)，用于按指定要求限制所述夹紧锥体(2)在和所述止动爪(8)的接合状态相应的第一旋转位置与和其脱开状态相应的第二旋转位置之间相对于所述卡爪支架(3)的可相对旋转性，并且其中在所述卡爪支架(3)和夹紧锥体(2)之间布置了具有定位元件(19)的定位机构(12)，该定位机构(12)设有配设给所述第一旋转位置的定位座(13)和配设给所述第二旋转位置的定位座(13)，其特征在于，为限制再拧紧为所述卡爪支架(3)配设了停止爪(16)，该停止爪(16)在所述夹紧锥体(2)的处于所述第一旋转位置和第二旋转位置之间的中间位置(20)上接合在所述齿环(6)中，并且阻止所述卡头本体(1)沿着与夹紧相应的方向进行相对旋转。

2.按权利要求1所述的钻卡头，其特征在于，所述夹紧锥体(2)具有第一控制凸轮(14)，用于在将夹紧锥体(2)沿着与卡爪(4)松开相应的旋转方向旋转时将所述止动爪(8)从接合在齿环(6)中的位置调节到脱开位置中。

3.按权利要求2所述的钻卡头，其特征在于，所述夹紧锥体(2)具有第二控制凸轮(17)，用于在将所述夹紧锥体(2)从所述中间位置(20)旋转到所述第一旋转位置或第二旋转位置中时将所述停止爪(16)从接合在齿环(6)中的位置调节到从齿环(6)中脱开的位 置中。

4.按权利要求1所述的钻卡头，其特征在于，所述定位机构(12)具有另一个定位座，所述定位元件(19)在中间位置(20)中时接合在该定位座中。

5.按权利要求1所述的钻卡头，其特征在于，所述停止爪(16)由另一个弹簧(21)的力加载负荷，该力沿着使所述停止爪(16)啮合到齿环(6)中的方向起作用。

6.按权利要求1所述的钻卡头，其特征在于，所述止动爪(8)和停止爪(16)彼此对置地布置在所述卡爪支架(3)上。

7.按权利要求3所述的钻卡头，其特征在于，所述止动爪(8)和/或停止爪(16)是双臂杠杆，其具有带有至少一个棘轮齿(15)的第一杠杆臂以及抵靠着所述第一控制凸轮(14)或者第二控制凸轮(17)的特定的第二杠杆臂。

8.按权利要求7所述的钻卡头，其特征在于，所述弹簧(7、21)向所述具有棘轮齿(15)的第一杠杆臂施加负荷。

9.按权利要求1所述的钻卡头，其特征在于，所述夹紧锥体(2)为双构件结构，其带有用于调节所述止动爪(8)和停止爪(16)的松动环(22)。

10.按权利要求1所述的钻卡头，其特征在于，所述齿环(6)在卡头本体(1)上构造。

11.按权利要求1所述的钻卡头，其特征在于，所述止动爪(8)和停止爪(16)布置在卡爪支架(3)上垂直于卡头轴线(5)定向的平面中。

12.按权利要求1所述的钻卡头，其特征在于，所述止动爪(8)和停止爪(16)支承在卡爪支架(3)上两个分开的垂直于卡头轴线(5)定向的平面中。

13.按权利要求12所述的钻卡头，其特征在于，所述齿环(6)在轴向上延伸，使得不仅止动爪(8)而且停止爪(16)都能啮合在该齿环(6)中。

14.按权利要求12所述的钻卡头，其特征在于，设置了两个齿环(6)，其中一个齿环(6)配设给止动爪(8)，另一个齿环(6)则配设给停止爪(16)，所述齿环(6)具有合适的侧面倾斜度，用 于改善止动效果。

15.按权利要求9所述的钻卡头，其特征在于，所述松动环(22)为双构件结构，其中一个部件配设给所述止动爪(8)，并且另一部件配设给停止爪(16)。 

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