CN101184571A - 用于装配到特别是冲击式扳手型的旋转式器械上的工具承载夹头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种夹头，该夹头包括：本体(2)、外围螺母(13)、套环(27)以及簧片(36)。该本体(2)连接到旋转式器械上，并承载卡爪(10)。该外围螺母(3)沿着夹紧方向可定位转动地连接在该本体上。该套环(27)可绕该螺母在有限的角度范围内转动，并具有相当大的重量。该簧片(36)连接该螺母和套环。该螺母包括齿(17)，该齿(17)与该套环的齿(29)相互作用以便沿着夹紧方向对所述套环进行控制。当沿着松开方向(R2)转动本体时，该套环由于其自身的惯性，并不会跟随着螺母的旋转运动而转动，而后，当器械停止时，并在簧片的作用下，该套环冲击该螺母的齿，以便夹紧卡爪。

Description

用于装配到特别是冲击式扳手型的旋转式器械上的工具承载夹头
本发明涉及一种用于装配到特别是“冲击式扳手”型的旋转式器械上的工具承载夹头。
将夹头安装在旋转式器械的轴上的目的，是为了实现工具的连接，例如，在旋转式器械为钻机的情况下，实现钻头的连接。该工具通常通过三个卡爪连接到夹头上，这些卡爪朝前会聚，由设置在夹头上的多种装置进行操作及引导，以致卡爪的轴向向前的运动导致卡爪移动到一起，以夹持工具，而卡爪的向后运动伴随工具的松开。
前述类型的夹头通常装配在中央部分上，该中央部分首先具有后部，其次具有前部，该后部用于连接到旋转式器械上，后套环(bague arrière)连接在该后部上，卡爪与该前部连接在一起，并且夹紧环(bague deserrage)绕该前部设置。
该后套环和该夹紧环的目的是允许使用者通过握住后套环，并旋转夹紧环来驱动夹头。因此，卡爪具有内部或者外面加工有螺纹部分，可通过该套环驱动该中央部分而让该中央部分的螺纹使该螺纹部分转动，或者也可通过该夹紧环来操作该外围螺母，以使该螺纹部分转动。
称之为“冲击式扳手(cléàchoc)”的某些特定的旋转式器械具有转动它们的心轴(broche)的特定特征，其中该心轴的转动是通过在该心轴上产生径向冲击的系统来实现。。这种作用使获得非常高的夹紧力和松开力成为可能。在通常情况下，螺口插座(douille de vissage)和其它尾端件(embout)被直接或通过转接器(adaptateur)连接到器械的方形心轴上。
目前，对于特定的应用情况，期望将“冲击式扳手”型器械的心轴装上夹头，其中形成工具的尾端件被连接到该夹头上。在这类器械上的夹头，在没有常规扳手的情况下，即使装配有锁定系统，如果使用左手旋转，也会马上打开。这种现象与器械产生的径向冲击有直接的联系。
因此，本发明的目的是在此类器械上提供一种前述类型的夹头，此类夹头能够提供夹头的常规功能，且无论旋转方向如何也保持夹紧松动。
因此，本发明涉及一种用于装配到特别是“冲击式扳手”型的旋转式器械上的工具承载夹头，该夹头包括：
-中央部分，该中央部分具有轴线并包括后部和前部，该后部设计用于连接到旋转式器械的驱动轴上，卡爪与该前部配合，所述卡爪能够相对于该中央部分在工具的夹紧位置和松开位置之间移动；
-旋转部分，该旋转部分绕该中央部分设置，并与卡爪配合，该旋转部分设计用于实现卡爪的移动，以便夹紧或松开该工具，在操作的过程中，当中央部分沿着与夹紧方向相应的第一方向转动时，所述旋转部分定位转动地连接在该中央部分上；
-套环，绕该旋转部分设置，以便操作所述旋转部分。
更特别地，本发明的特征在于：
-套环绕该旋转部分设置，并可在有限的角度范围内转动；
-该旋转部分包括至少一个齿，该齿大致径向向外延伸，并被设计用于与从套环大致径向向内伸出的齿相互作用，以便能够沿着第一方向旋转该套环；
-并且在该旋转部分和该套环之间设有弹性装置，该套环相对于中央部分的轴线具有足够大的转动惯量，以致当中央部分沿着与松开方向相应的第二方向转动时，该套环最初不会跟随该旋转部分在该第二方向上开始的旋转运动而发生转动，由此导致这些弹性装置的拉伸或压缩，而后，在弹性装置的回复力的作用下，套环的齿冲击该旋转部分的齿，从而夹紧卡爪。
由此，当中央部分沿着第一方向(夹紧方向，通常向右)旋转时，该器械以给定的频率向右将径向冲击施加在夹头上。该旋转部分和该套环已经沿着夹头的夹紧方向接触。因此，该套环的惯量直接增强了该夹头的夹紧作用。
相反，当该中央部分沿着第二方向(松开方向，通常向左)转动，该器械以给定的频率向左将径向冲击施加在该夹头上。由于其惯性，该套环趋向于不随着由此产生的旋转运动而运动。因此，将该套环连接到该旋转部分的弹性装置处于受拉状态，同时这两个部分之间的相对间隙角减小。因此在器械产生的两次冲击之间，受拉的弹性装置返回到它们的平衡位置(rest position)，并将它们的能量返回到套环，该套环而后沿着夹紧方向冲击旋转部分，这具有重新固定卡爪、并防止夹头发生任何不适当的开启的作用。
根据可能的实施例，该弹性装置放置在套环的齿和旋转部分的齿之间，例如连接所述套环的齿和所述旋转部分的齿。
该弹性装置可包括簧片，该簧片具有部分圆环的形状，该簧片的第一端连接到该套环的齿，该簧片的第二端连接到该旋转部分的齿。
作为对该套环和该旋转部分采取的设置，该套环和该旋转部分均具有三个齿，这些齿分别沿着它们的内表面、外表面大致均匀分布，该套环绕该该旋转部分设置，以便该套环的每个齿位于该旋转部分的两个齿之间。
在这种情况下，该簧片的第二端连接到该旋转部分的齿，该旋转部分的齿相对于第一转向紧接位于该套环的齿的下游，该簧片的第一端连接到该套环的齿。
该套环的齿和该旋转部分的齿均具有形成为抵接面的大致平坦的径向表面，所述表面设计用于相互配合。
根据可能的实施例，该套环具有占该夹头总重量的5％到20％、甚至是5％到18％、还甚至是7％到12％的重量。
作为对该旋转部分的齿采取的设置，该旋转部分的齿通过在该旋转部分中断开圆周凹槽而形成。
根据第一实施例，该卡爪在槽沟中受到引导而平移，这些槽沟设置在形成本体的中央部分中，所述卡爪朝前部会聚，并在它们的外表面上具有螺纹，并且该旋转部分包括螺母，该螺母具有与卡爪的螺纹相互作用的内螺纹。
根据第二实施例，卡爪在槽沟中受到引导而平移，这些槽沟设置在形成本体的旋转部分中，这些卡爪朝前部会聚，并在它们的内表面上具有螺纹，并且中央部分的前部被加工而具有螺纹，该中央部分的前部螺纹与卡爪的螺纹相互作用。
作为非限定性示例，本发明可能的实施例现将参照附图进行说明：
图1是根据本发明的夹头的立体分解视图；
图2是纵向截面图；
图3是螺母的立体图；
图4是套环的立体图；
图5和6分别是中央部分向右和向左转时，沿着图2的AA线得到的截面图。
夹头1包括中央部分，于此该中央部分形成大致呈圆柱体形的本体2，并具有轴线3。本体2的后部4包括开口5，该开口5用于允许例如钻头的旋转式器械的心轴6插入。在所示实施例中，该心轴6是方形截面。本体2的前部7包括纵向镗孔(alésage)8和朝前部7会聚的三条槽沟(logement)9，该镗孔8用于例如钻头的工具插入，每条槽沟9接收一个卡爪10，并允许引导该卡爪平移。卡爪10具有外螺纹11。
该夹头1还包括大致呈圆柱形的后套环12，该后套环12以大致共轴的方式绕该本体2的后部4设置，并通过适当的方式(例如压板(plat)和凸缘(bourrelet)与环形凹槽配合的系统)固连在该后部上。
螺母13绕该卡爪10设置，大致与本体2共轴。螺母13具有内螺纹14，该内螺纹14与卡爪10的外螺纹11相互配合，这使得根据螺母13的旋转方向，朝夹紧位置或松开位置移动卡爪10成为可能。
如图3所示，螺母13大致呈圆柱形，并相对于其直径以及本体2的长度具有较短的长度。螺母13包括冠状的后部15以及前部，该前部具有三个彼此间隔开的圆周凹槽16。以这种方式，限定了三个齿17，这些齿17从螺母13大致径向向外延伸，齿17的自由端18位于螺母13的后部15的延伸部分中，并与该后部15形成螺母13的外表面19。齿17平均分布在螺母13的圆周上。每个齿17被两个径向表面20所界定，并占据了大约20°到30°的角度。此外，每个齿17包括孔21，孔21大致轴向形成于该齿17的正面22上，该正面22与螺母13的轴线正交。
螺母13向后抵靠在本体2上而安装。为了使该螺母13易于旋转，在螺母13和本体2之间插入钢垫圈23和滚珠隔离圈24。
金属鼻部(nez)25安装本体2上，并位于该螺母13前面，因此使得轴向限定螺母13成为可能。金属鼻部25通过止动环26配合在本体2的前部7的凹槽中，而自身轴向向前固定。
夹头1还包括用于夹持的套环27，该套环27大致呈圆柱形，大致同轴线地绕该螺母13安装，并通过后套环12而防止向后转动，通过金属鼻部25防止向前转动。套环27在其外表面上具有压花28，该压花28便于使用者进行操作。
套环27在前部中包括三个齿29，这些齿29从该套环27的内表面30大致径向向内凸出。齿29大致沿着内表面30沿圆周平均分布。每个齿29被两个径向表面31所界定，并占据大约40°到50°的角度。此外，每个齿29包括孔32，孔32大致径向形成于正面33上，该正面33与套环27的轴线正交。
套环27安装在螺母13的周围，以致每个齿29设置在螺母13的两个齿17之间。齿29的高度是这样的，即当套环27安装在螺母13的周围时，齿29的自由端34接近相应的凹槽1 6的底部(fond)3 5，但与其具有一定的间隙。在这种安装位置中，齿17的自由端18靠近套环27的内表面30，但与其具有一定的间隙。
套环27相对于本体2的轴线3具有相当大的转动惯量，这是通过相当大的重量来实现的。作为示例，对于总重量为约400g的夹头来说，套环27的重量为40g到50g。
最后，夹头1包括呈部分圆形的簧片(ressort)36，它占据了例如250°到300°的角度。该簧片36的第一端37连接在套环27的齿29的孔32中，该簧片36的第二端38连接在螺母13的齿17的孔21中，该螺母13的齿17相对于夹紧方向紧邻位于下游。
为了将工具在夹头1的本体2的镗孔8中夹紧或松开，使用者一只手将后套环12保持住，另一只手相对于该后套环12转动套环27。因此，由于齿17和齿29之间的相互作用，使得螺母13发生旋转。从而，通过卡爪10的外螺纹11和螺母13的内螺纹14之间的相互作用，在本体2的槽沟9中移动卡爪10。根据套环27的转向，卡爪10朝夹紧位置移动，在该夹紧位置它们朝夹头的前部伸出，并且彼此更为接近以便在它们之间保持夹紧工具，或者朝松开位置移动，在松开位置，它们至少部分缩回到夹头1的内部，并彼此远离，而后，可将工具从夹头1上卸下。
现在参照图5和6，图5和6示出了根据旋转式器械的转向，形成夹头1的多种部件的相对位置。
当心轴6向与夹紧方向对应的向右转动时，它借助卡爪10向右转动本体2和螺母13(图5，箭头R1)。螺母13的每个齿17的下游(相对于方向R1)径向表面20与套环27的齿29的上游径向表面31相接触。因此，螺母13的右旋向右旋转套环27。在这种构造中，簧片36处于不工作状态，或者略微拉紧。
当心轴6向与松开方向对应的向左转动时，它向左转动本体2，并因此向左转动接合在本体2的槽沟9中的卡爪10(图6，箭头R2)。通过螺母13的内螺纹14与卡爪10的外螺纹11之间的相互作用，螺母13开始向左旋转，由于卡爪10的逐渐松开，这并不会持续超过一定的转角。
由于在螺母13的每个齿17的下游(相对于方向R2)径向表面20与套环27的相应齿29的上游径向表面31之间存在角间距，螺母13不能通过齿间直接的相互作用来操作套环27。此外，由于套环27相当大的转动惯量，簧片36的第二端通过簧片36通过连接到其上的螺母13的齿17而沿着方向R2转动，该簧片36也不允许套环27和螺母13同时进行操作。
由于套环27并不随着螺母13向左转动，在向右(R1)转动的情况下相接触的齿17、29之间的角间距增大，并且簧片36伸长，因此储存了将用于再次夹紧的能量。
在旋转式器械停止向左运动时，并在簧片36的回复力的作用下，套环27急剧向左转动。它的齿29“赶上(rattrapent)”螺母13的齿17，这样它们发生冲击，该冲击导致螺母13相对于本体2向左转动，并因此导致再次夹紧卡爪10。而后，形成夹头1的部分再次处于图5所示的位置中。
本领域技术人员将明白，套环27的重量(或者，一般地说，相对于本体2的轴线3的转动惯量)、簧片36的刚性以及套环27和螺母13之间的摩擦力必须小心地加以选择，以使套环27相对于螺母13产生足够的转动延迟(retard)成为可能，并使得齿29在齿17上产生足够的冲击以便使得再次夹紧卡爪10成为可能。
不言而喻，本发明并不限定在上述作为示例的实施例，而是相反，它涵盖了变型实施例。
作为变型，弹性装置能够例如由可压缩的泡沫构成，该可压缩的泡沫放置在套环和旋转部件的两个相邻的齿之间。

Claims (11)

1.一种用于装配到特别是“冲击式扳手”型的旋转式器械上的工具承载夹头，包括：
-中央部分(2)，所述中央部分(2)具有轴线(3)并包括后部(4)和前部(7)，所述后部(4)设计用于连接到所述旋转式器械的驱动轴上，卡爪(10)与所述前部(7)配合，所述卡爪(10)能够相对于所述中央部分(2)在所述工具的夹紧位置和松开位置之间移动；
-旋转部分(13)，所述旋转部分(13)绕所述中央部分(2)设置，并与所述卡爪(10)配合，所述旋转部分(13)设计用于实现所述卡爪(10)的移动，以便夹紧或松开所述工具，在操作的过程中，当所述中央部分(2)沿着与所述夹紧方向相应的第一方向(R1)转动时，所述旋转部分(13)定位转动地连接在所述中央部分(2)上；
-套环(27)，所述套环(27)绕所述旋转部分(13)设置，以便操作所述旋转部分(13)；
其特征在于，
-所述套环(27)绕所述旋转部分(13)设置，并可在有限的角度范围内转动；
-所述旋转部分(13)包括至少一个齿(17)，所述齿(17)大致径向向外延伸，并被设计用于与齿(29)相互作用，所述齿(29)从所述套环(27)大致径向向内伸出，以便能够沿着所述第一方向(R1)旋转所述套环(27)；
-并且，在所述旋转部分(13)和所述套环(27)之间设有弹性装置(36)，所述套环(27)相对于所述中央部分(2)的轴线(3)具有足够大的转动惯量，以致当所述中央部分(2)沿着与所述松开方向相应的第二方向(R2)转动时，所述套环(27)最初不会跟随所述旋转部分(13)在所述第二方向(R2)上开始的旋转运动而发生转动，由此导致所述弹性装置(36)的拉伸或压缩，而后，在所述弹性装置(36)的回复力的作用下，所述套环(27)的齿(29)冲击所述旋转部分(13)的齿(17)，从而夹紧所述卡爪(10)。
2.根据权利要求1所述的夹头，其特征在于，所述弹性装置(36)放置在所述套环(27)的齿(29)和所述旋转部分(13)的齿(17)之间。
3.根据权利要求1或2所述的夹头，其特征在于，所述弹性装置(36)连接所述套环(27)的齿(29)和所述旋转部分(13)的齿(17)。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的夹头，其特征在于，所述弹性装置包括簧片(36)，所述簧片(36)具有部分圆环的的形状，所述簧片(36)的第一端(37)连接到所述套环(27)的齿(29)，所述簧片(36)的第二端(38)连接到所述旋转部分(13)的齿(17)。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的夹头，其特征在于，所述套环(27)和所述旋转部分(13)均具有三个齿(29、17)，这些齿(29、17)分别沿着它们的内表面(30)、外表面(19)大致均匀分布，所述套环(27)安装在所述旋转部分(13)的周围，以便所述套环(27)的每个齿(29)位于所述旋转部分(13)的两个齿(17)之间。
6.根据权利要求4和5所述的夹头，其特征在于，所述簧片(36)的第二端(38)连接到所述旋转部分(13)的齿(17)，所述旋转部分(13)的齿(17)相对于所述第一转向(R1)紧接位于所述环(27)的齿(29)的下游，所述簧片(36)的第一端(37)连接到所述环(27)的齿(29)。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的夹头，其特征在于，所述套环(27)的齿(29)和所述旋转部分(13)的齿(17)均具有形成为抵接面的大致平坦的径向表面，所述表面(31、20)设计用于相互配合。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的夹头，其特征在于，所述套环(27)具有占所述夹头(1)的总重量的5％到20％的重量。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的夹头，其特征在于，所述旋转部分(13)的齿(17)通过在所述旋转部分(13)中断开圆周凹槽(16)而形成。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的夹头，其特征在于，所述卡爪(10)在槽沟(9)中受到引导而平移，所述槽沟(9)设置在形成本体的中央部分(2)中，所述卡爪(10)朝前部会聚，并在它们的外表面上具有螺纹(11)，并且所述旋转部分包括螺母(13)，所述螺母(13)具有与所述卡爪(10)的螺纹(11)相互作用的内螺纹(14)。
11.根据权利要求1到9中任一项所述的夹头，其特征在于，所述卡爪(10)在槽沟中受到引导而平移，所述槽沟设置在形成本体的旋转部分(13)中，所述卡爪(10)朝前部会聚，并在它们的内表面上具有螺纹(11)，并且所述中央部分(2)的前部被加工而具有螺纹，所述中央部分(2)的前部螺纹与所述卡爪(10)的螺纹相互作用。
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