CN101166598A - 钻机夹具 - Google Patents

Abstract

一种钻机设有通过钻机的操作可被夹紧或松开的夹具。该夹具包括换档机构，其与钻机的多速传动装置相互作用，以确保每当夹具从钻削模式转换到夹具模式时传动装置换档到所要求的传动比。

Description

钻机夹具

技术领域

本发明涉及一种用于动力钻机装置的钻机夹具，更具体地涉及一种能够借助钻机的操作被夹紧或松开的钻机夹具。

背景技术

钻机夹具用于与动力钻机装置相配合以便可释放地接合钻头。传统的钻机夹具需要专门工具以便将钻机夹具夹紧到钻头上和从其上松开。近来，钻机夹具已经设计成可用手夹紧，其中使用者可以转动钻机夹具的夹具套筒，导致在不用工具的情况下使钻机夹具的夹爪接合和脱离接合钻头。钻机的使用者必需用一支手转动可调节的夹具套筒同时握住夹爪件内的钻头直到钻头被锁定在位。最近，钻机夹具已发展成钻头可插入其中并且同时该夹具配置在“夹具”模式上，钻机的操作将使夹具夹紧或松开，这取决于钻机的旋转方向。当今许多钻机具有多速传动装置，其可以由操作者有选择地转换。通常，那种通过钻机操作能夹紧或松开的夹具装置可以在高速时被夹紧，这使得夹具非常紧固。如果使用者打算在低速时松开夹具，夹具则可能不具有使夹爪从钻头上松开的足够的扭矩。

发明内容

本发明提供一种在夹具换档机构之间的连接结构，每当夹具从钻削模式转换到夹具模式时，其导致使钻具传动装置换档到高速。因此，当以夹具模式利用时夹具提供有其最大的松开扭矩能力。

按照另一个选择的设计方案，夹具提供有锁定装置，其接合夹具和多速传动装置的换档机构，并且适于防止夹具被转换到夹具模式中，除非多速传动装置是处在所要求的高传动比中。

另外通过后面提供的详细说明将使本发明的应用领域变得明显。应该理解，详细说明和具体实施例同时指出了本发明的优选实施例，这些仅仅是为了说明的目的，并且决不意味着限制本发明的保护范围。

附图说明

从附图和详细地描述中将更全面地理解本发明，附图中：

图1是结合本发明原理的钻机夹具的钻机的透视图；

图2是本发明第一具体实施例的钻机夹具的透视图，表明处在钻削模式中；

图3是具有本发明原理的钻机夹具的钻机的透视图，夹具处在夹具模式中；

图4是钻机夹具结合本发明第二具体实施例的锁定装置的示意图；

图5是具有图4所示的锁定装置的钻机夹具示意图，夹具套筒表明在夹具模式中；

图6是按照本发明原理的示例性的现有技术钻机夹具的分解透视图；

图7是按照本发明原理的现有技术钻机夹具的局部截面图；

图8是按照本发明原理的现有技术钻机夹具处在其正常钻削模式的局部截面图；

图9是按照本发明原理的现有技术钻机夹具在其夹具模式中的局部截面图。

具体实施方式

下面对优选具体实施例的说明只是示例性的，并且没有意图限制本发明，其应用或用途。

参见图1，图1表明了结合钻机夹具12的钻机10，夹具能够按照本发明原理通过钻机的操作夹紧或松开。钻机10包括具有手柄部分16和本体部分18的壳体14。电池盒20可拆卸地连结到手柄部分16上。触发器22设置在手柄16上，用于有选择地将源自电池盒20的电流提供到设置在壳体14本体部分18中的电动机24上。多速传动装置26可驱动地连接到电动机24上。多速传动装置设有包括换档杆30的换档机构28，其通过操作者可以移动换挡杆从而改变多速传动装置的传动比。多速传动装置26包括连接到钻机夹具12上的驱动心轴32。应该理解，在没有脱离本发明的构思和保护范围的情况下其他装置例如扭矩可调节的离合器和/或冲击钻机构也可以与钻机10结合采用。

参见图6-9，现在将描述一个示例性的现有技术钻机夹具12，其能够通过钻机的操作被夹紧或松开。所描述的钻机夹具12还被公开在US专利No.6,247,706中。虽然本发明将结合示例性的钻机夹具进行描述，但应该理解，本发明可以应用到其他钻机夹具设计方案中。钻机夹具12包括具有前面部分42和后面部分44的芯体40。前面部分42包括在其中接收钻头的通孔46。后面部分44包括通孔46中的螺纹48，其适于和驱动心轴32(图1)的螺纹接合。芯体40包括设有多个导引通道52的环圈50，导引通道52和通孔46呈角度相交。多个夹爪件54被接纳在导引通道52中，每个夹爪件设有外侧面上的螺纹表面56和在其前面内表面上的夹紧表面58。螺母60包围芯体40并且包括和夹爪件54的螺纹表面56螺纹接合的锥形螺纹表面62。螺母60包括多个形成在其前表面上的凹槽64和多个形成在后表面上的齿66。

螺母罩68围绕芯体40的前面部分42轴向安装并且与螺母60相接触。冲击(impact)环70是环形的并且被模压成带有多个齿状的冲击元件73，冲击件带有围绕其圆周的倾斜面，用于和螺母60上的齿66相配合。螺旋弹簧74与冲击环70接合以弹性地支承冲击环70的后部。前壳体(夹具套筒)76和后壳体78包围钻机夹具12。锁定环80从前壳体76的内侧壁径向朝内延伸，如在图7中显示。前壳体76还包括多个交错的深的和浅的置于其后端部上的锁定凹槽82，84。耐磨环86设有对应的深的和浅的凹槽88，89并抵靠前壳体76的后端部安置。耐磨环86的深的和浅的凹槽88，89接纳冲击环70上的齿状件72。后壳体78覆盖前壳体部分(夹具套筒)76的后端部，并且接合设置在前壳体76外表面上的楔型止动件92，以便保持后壳体78相对前壳体76的轴向位置。冲击环70的齿状件72可滑动地接合设置在后壳体78内表面上的轴向延伸的凹槽通道94中。

芯体40的后面部分44通过后壳体78的后开口接纳，并用锁定环96接合在芯体40后面部分44上设置的凹槽98中，用于固定后壳体78相对芯体40的轴向位置。

突出套筒100设有后定位部分102和前突出部分104，定位部分102具有圆筒形中心通孔和多个从该内壁提升的定位脊棱106，用于接合芯体40的前面部分42。止动法兰108设置在外壁的周围，当突出套筒100插套到芯体40前面部分42上时其与前壳体76上的锁定环80形成止动表面。

一对轴承环110A和垫圈112A设置成可转动地支承前壳体76。另外的轴承环110B和垫圈112B提供在螺母件60和芯体40的环圈50之间旋转的支承。具有环形的连接件114配置在螺旋弹簧74和后壳体78之间。连接件114包括多个连接臂116，其可以通过扇形隙槽118插入并与螺栓120连接，或以其他方式连结到钻机壳体10的工具壳体14上，如图7所示。因此，后壳体78、弹簧74、和冲击环70相互连接为一个单元，由于连接件114接合到壳体14的螺栓120上，并因此将不能与心轴32一道转动。连接件114则承受来自弹簧74的作用力。

图7和9表明夹具处在“夹具模式”中。关于“夹具模式”其意味着该夹具既能够通过钻机的操作夹紧夹爪以牢固地抓紧所附配件或者松开夹爪以允许将所附配件移除。在该“夹具模式”中，夹具套筒76和耐磨环86转动，以便冲击环70的齿72接合在耐磨环86中的深凹槽88中。这时，冲击环70将由于弹簧74的弹性作用向上移动并且同时齿状件72与深凹槽88接合，冲击齿73同时与螺母件60上的齿66对齐。旋转定位冲击环70则在后壳体78中设置的凹槽通道94中向前移动，并且也能够克服弹簧74的偏压力向后移动。

如在图7和9中所示，钻头150插入到在芯体40前面部分42中设置的中央孔46中，每个夹爪件54足够地缩回以允许使钻头150插入的间隙。当驱动心轴32沿其操作方向转动时，芯体40和夹爪件54则随之转动。起初，螺母件60由于经过齿66与冲击齿73的接合被连接到冲击环70上而不转动。冲击环70通过后壳体78保持静止。通过静止螺母件60的锥形螺纹表面62与转动夹爪件54的螺纹表面56的作用，夹爪件54立刻向前倾斜致使夹爪件54的夹持表面58朝旋转轴线运动，并且向下夹紧在钻头150上。夹爪件54则由于钻头150的存在被阻止继续向前地运动。当夹爪件54的夹紧完成时，螺纹表面56和螺母件60的锥形螺纹表面62连接在螺纹接合中，从而导致螺母件60因此与芯体40同时地转动。当螺母件60开始转动时，冲击环就能够克服弹簧74的偏压力轴向地往返运动，因此冲击齿73由于扭矩增加而骑到齿66的斜面上。当螺母件60完全被夹紧时，冲击环70将由于冲击齿73骑到齿66的顺次的齿上而继续地在轴向上往返运动。因此构件冲击的声音即是该夹具12被夹紧的指示。夹爪件54的松开是通过电机的转动方向的逆转获得的，如此开始造成螺母件60以逆转方向驱动，同时冲击环70的冲击齿73提供阻止螺母件60旋转的阻力，于是导致夹爪54缩回。换句话说，螺母件60的齿66与冲击环70的转动静止冲击齿73的转动冲击，则趋向于导致螺母60依据心轴32的旋转方向而造成螺母60的夹紧或松开。

图8表明夹具12在“钻削模式”中的局部剖开的视图。在该钻削模式中，前壳体(夹具套筒)76的旋转位置这样选择，即耐磨环86上的浅凹槽90接合齿状件72。这时，冲击环70将通过耐磨环86被支承并且向后运动以导致冲击齿73与螺母件60上的齿66脱开，从而造成螺母件60没有任何接触，同时螺母件60与芯体40和夹爪件54一道转动。因此，在钻削模式中，由于冲击环70保持在与螺母件60脱开，已被夹紧到工具器械上的夹爪件54将试图停留在被夹紧状态。

夹具12可和具有多速传动装置的钻机组合应用。在这种情况下，如上面所描述的夹具可以在高速被夹紧，这使得夹具很紧固。如果使用者试图在低速时松开夹具，则夹具12不能克服夹紧力以便松开夹具12。因此，如图2和3所述，可在钻削模式位置(图2)和夹具模式位置(图3)之间转动的前壳体76设有附加连接器臂200，其延伸到钻机壳体中并且与多速传动装置换档机构28相互作用。当夹具12处于“钻削”模式时，臂200处在这样的一个配置上，即允许钻机换档机构定位在所有速度上，包括低，中和高速(如用数字1，2，3指示)。当前壳体套筒76移位到“夹具模式”时，前壳体76如图3中箭头A所示地转动。因此臂200也旋转运动同时接合从换档杆30延伸的对应臂202，从而在钻机上的换档杆被迫进入高速模式中(位置“3”)。于是，当夹具12处在夹具模式中时，钻机10的多速传动装置26自动地设定到最高速。

在所示的实例中，该具体实施例表明了为在夹具模式中操作所要求的速度为高速。然而，应该理解，任何一种被选择的速度都可用于在夹具模式中操作。因此，借助本发明系统，可在钻削模式和夹具模式中操作的夹具12设有致动装置，其能使夹具12从钻削模式转换到夹具模式，并且同时将多速传动装置转换到所要求的传动比。可以预料，在夹具的夹紧操作期间也可能要求将多速传动装置转换到最低传动比。这在应用本发明原理时可很容易地实现，即当夹具的移位套筒或前壳体移动到夹具位置上时将换档杆移动到所要求的位置上。

因此可以预料，夹具12的致动装置可设有分开的独立位置，用于操作夹具的锁定模式和解锁模式。在该方案中，夹具12的前壳体或换档套筒76还会与电动机24的“向前/倒向”换档机构相互作用，并且允许将换档机构转换到夹具松开模式中的最高传动比或者转换到夹具夹紧模式中的最低传动比。在这方面，能够建立最低的驱动力将用于夹紧钻头而最高的驱动力能用于松开钻头。

参考图4和5，现在描述本发明的第二具体实施例，其中锁定装置300与夹具12和多速传动装置26的换档机构28相接合。锁定装置300适于防止夹具12转换到夹具模式，除非多速传动装置26处在多个传动比中的预定的一个传动比中(优选的是最高传动比)。具体地，销子302或其他元件由壳体支承并且弹簧304轴向地偏压抵靠速度换档杆30上。换档杆30设有具有凹槽308的凸轮表面306(图5所显示)，因此销子302接合在凸轮表面306上，其迫使销子302沿轴向向前方向进入到与设置在夹具的前壳体76’中的凹槽310相接合。接合到凹槽310中的销子302防止前壳体或夹具套筒76’从钻削模式位置(图4)转动到夹具模式位置。当换档杆30运动到最高传动位置(位置“3”)如图5所示时，在凸轮表面306中的凹槽308与销子302对齐，因此该销子能够从设置在夹具套筒76’中的凹槽310中缩回，从而夹具套筒76’因此可自由地转动到“夹具模式”位置(图5)。这样，锁定装置300防止了夹具12在夹具模式中进行操作，除非速度移位器300处在所要求的位置(在这种情况下，最高速度位置)。夹具套筒76’处在夹具模式位置时，阻止销子302从凸轮表面306中的凹槽308缩回足够的距离，从而防止速度换档杆30从要求的位置移出。直到夹具套筒76’转动回到凹槽310与销子302的端部对齐的钻削模式位置(图4)，从而销子302可足够地缩回以允许换档杆30从“要求的”位置运动到其他速度位置中的一个位置为止。因此，借助锁定装置300，确保多速传动装置26将运动到要求的传动比上，以便使夹具在夹具模式中操作。

本发明的描述当然只是示例性的，因此在没有脱离本发明精神的变型方案都意味着处于本发明的保护范围内。这些变型方案是不能被认为是脱离本发明构思和保护范围的。

Claims (27)

1.一种钻机，包括：

电动机；

驱动地连接到所述电动机上的多速传动装置，所述多速传动装置可在至少两个传动比中操作；和

驱动地连接到所述多速传动装置上的夹具，所述夹具可在钻削模式和夹具松开模式中操作，所述夹具包括可操作的致动装置，以便将所述夹具从所述钻削模式转换到所述夹具松开模式，并同时将所述多速传动装置转换到所要求的传动比。

2.按照权利要求1所述的钻机，其中，所述致动装置包括接合所述多速传动装置的换档机构的臂。

3.按照权利要求1所述的钻机，其中，所述致动装置包括由使用者可操作的旋转套筒。

4.按照权利要求3所述的钻机，其中，所述旋转套筒包括接合所述多速传动装置的换档机构的臂。

5.按照权利要求1所述的钻机，其中，所述多速传动装置包括换档机构，当所述夹具从所述钻削模式转换到所述夹具松开模式时其可被所述致动装置接合。

6.按照权利要求5所述的钻机，其中，所述致动装置当所述夹具从所述夹具松开模式转换到所述钻削模式时从所述换档机构上脱开。

7.按照权利要求1所述的钻机，其中，所述所要求的传动比是所述多个传动比中的最高传动比。

8.一种钻机，包括：

电动机；

驱动地连接到所述电动机上的多速传动装置，所述多速传动装置可以在至少两个传动比中操作；和

驱动地连接到所述多速传动装置上的夹具，所述夹具可在钻削模式和夹具夹紧模式中操作，所述夹具包括可操作的致动装置，以便将所述夹具从所述钻削模式转换到所述夹具夹紧模式，并同时将所述多速传动装置转换到所要求的传动比。

9.按照权利要求8所述的钻机，其中，所述致动装置包括接合所述多速传动装置的换档机构的臂。

10.按照权利要求8所述的钻机，其中，所述致动装置包括由使用者可操作的旋转套筒。

11.按照权利要求10所述的钻机，其中，所述旋转套筒包括接合所述多速传动装置的换档机构的臂。

12.按照权利要求8所述的钻机，其中，所述多速传动装置包括换档机构，当所述夹具从所述钻削模式转换到所述夹具夹紧模式时其可被所述致动装置接合。

13.按照权利要求12所述的钻机，其中，当所述夹具从所述夹具夹紧模式转换到所述钻削模式时所述致动装置从所述换档机构上脱开。

14.按照权利要求8所述的钻机，其中，所述所要求的传动比是所述多个传动比的最低传动比。

15.一种钻机，包括：

电动机；

驱动地连接到所述电动机上的多速传动装置，所述多速传动装置可在至少两个传动比中操作；

驱动地连接到所述多速传动装置上的夹具，所述夹具可在钻削模式和夹具模式中操作，所述夹具包括可操作的致动装置，以便将所述夹具从所述钻削模式转换到所述夹具模式；和

锁定装置，其与所述夹具和所述多速传动装置的换档机构接合，并且适于阻止所述夹具被转换到所述夹具模式，除非所述多速传动装置处在所述至少两个传动比的预定的一个传动比中。

16.按照权利要求15所述的钻机，其中，所述锁定装置包括弹簧偏压件，其接合所述换档机构上的凸轮表面，并且被所述凸轮表面挤压到与所述夹具接合，从而当所述多速传动装置未处在所述至少两个传动比的所述预定的一个传动比时防止所述夹具被转换到所述夹具模式。

17.按照权利要求15所述的钻机，其中，所述锁定装置包括弹簧偏压件，当所述多速传动装置处在所述至少两个传动比的所述预定的一个传动比时，其接合所述换档机构上的凹槽，从而允许所述夹具从所述钻削模式运动到所述夹具模式。

18.一种钻机，包括：

电动机；

驱动地连接到所述电动机上的多速传动装置，所述多速传动装置可在至少两个传动比中操作；

驱动地连接到所述多速传动装置上的夹具，所述夹具可在钻削模式和夹具模式中操作，所述夹具包括可操作的致动装置，以便将所述夹具从所述钻削模式转换到所述夹具模式；和

锁定装置，其与所述夹具和所述多速传动装置的换档机构接合，并且适于当所述夹具处在所述夹具模式中时防止所述多速传动装置从所述至少两个传动比的预定的一个传动比中被转换。

19.按照权利要求18所述的钻机，其中，所述锁定装置包括弹簧偏压件，其接合所述换档机构上的凸轮表面，并被所述凸轮表面挤压到与所述夹具接合，所述夹具具有凹槽，当所述夹具处在所述钻削模式中时与所述元件对齐，以允许所述元件运动到所述凹槽中，并且因此允许所述换档机构在所述至少两个传动比之间运动。

20.按照权利要求18所述的钻机，其中，所述锁定装置包括弹簧偏压件，其接合所述换档机构上的凸轮表面，并被所述凸轮表面挤压到与所述夹具接合，当所述夹具处在所述夹具模式中时所述夹具阻止所述元件的运动，从而防止所述换档机构从所述至少两个传动比的所述预定的一个传动比中移出。

21.一种钻机，包括：

电动机；

驱动地连接到所述电动机上的多速传动装置，所述多速传动装置可在至少两个传动比中操作；和

驱动地连接到所述多速传动装置上的夹具，所述夹具可在钻削模式和夹具模式中操作，所述夹具包括可操作的致动装置，以便将所述夹具从所述钻削模式转换到所述夹具模式，并同时将所述多速传动装置转换到所要求的传动比中。

22.按照权利要求21所述的钻机，其中，所述致动装置包括接合所述多速传动装置的换档机构的臂。

23.按照权利要求21所述的钻机，其中，所述致动装置包括由使用者可操作的旋转套筒。

24.按照权利要求23所述的钻机，其中，所述旋转套筒包括接合所述多速传动装置的换档机构的臂。

25.按照权利要求21所述的钻机，其中，所述多速传动装置包括换档机构，当所述夹具从所述钻削模式转换到所述夹具模式时其可被所述致动装置接合。

26.按照权利要求25所述的钻机，其中，所述致动装置当所述夹具从所述夹具模式转换到所述钻削模式时从所述换档机构上脱开。

27.按照权利要求21的所述钻机，其中，所述所要求的传动比是所述多个传动比的最高传动比。

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