CN101203344B - 具有动力输出和静轴特征的工具夹盘 - Google Patents

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Abstract

一种动力驱动器可包括壳体、工具夹盘和动力输出机构。工具夹盘可具有被安装成在壳体上旋转的输入轴。输入轴支承夹盘爪。夹盘致动轴被安装成在输入轴上旋转。动力输出机构被连接到工具夹盘。可将动力输出机构调节为钻孔驱动模式和夹盘模式,在钻孔驱动模式,将输入轴和夹盘致动轴作为一个单元一起驱动旋转,而在夹盘模式驱动夹盘致动轴相对于输入轴旋转。可将动力输出机构装在壳体内部。在夹盘模式下,动力输出机构将输入轴可旋转地固定到壳体上。

Description

具有动力输出和静轴特征的工具夹盘
技术领域
一般而言,本发明涉及用于将配件联结到动力驱动器的工具夹盘,更具体地说,涉及一种具有夹盘爪的工具夹盘,所述夹盘爪可被来自驱动器的传动装置的动力致动。
背景技术
传统的工具夹盘具有可通过使用夹盘钥匙使夹盘爪伸出和退回的旋转环(turn ring)。虽然通常认为这样的工具夹盘具有令人满意的性能,但是它们仍存在一些缺点。例如,传统的工具夹盘的夹盘钥匙操作烦琐、保存夹盘钥匙麻烦、以及其他一些不便之处。
鉴于这些缺点与夹盘钥匙相关,对工具夹盘进行了开发,使其具有可手动旋转的夹紧夹盘爪的旋转环(或套管),而不用夹盘钥匙。其他方面的开发包括利用来自动力驱动器的动力张开和收拢夹盘爪的工具夹盘。为此,工具夹盘可设有套管,该套管可沿轴向运动到其被搁置(ground)(即,旋转地固定)于动力驱动器的壳体上的位置。因此,驱动器接通电源(power up)时,驱动器的心轴(因此还有夹盘爪)相对于套管旋转。心轴和套管之间的相对转动可夹紧或松开夹盘爪。
传统的无钥匙的工具夹盘也存在相关的缺点。例如,它们要求使用者操纵套管(即,使套管转动和/或使套管轴向滑动)。这种操纵可能很难,特别是当使用者试图同时将配件插入到夹盘爪内时更难操作。此外,当工具动力加大时,使用者可能会不经意地松开套管和工具壳体之间的搁置状况。
发明内容
根据非限制性实施例的一实例,动力驱动器可包括壳体。工具夹盘可具有输入轴,该输入轴被安装成在壳体上旋转并支承夹盘爪。夹盘致动轴可被安装成在输入轴上旋转。可使动力输出机构与工具夹盘连接。可将动力输出机构调节到钻孔驱动模式和夹盘模式,在钻孔驱动模式,可驱动作为一个单元的输入轴和夹盘致动轴一起旋转,而在夹盘模式可驱动所述夹盘致动轴相对于所述输入轴旋转。可将动力输出机构装于壳体内。
根据非限制性具体实施例的另一实例,动力驱动器可包括具有支承无螺纹夹盘爪的输入轴的工具夹盘。可将夹盘致动轴安装成在输入轴上旋转。可设置动力输出构件以便调节成钻孔驱动模式和夹盘模式,在钻孔驱动模式将所述输入轴和所述夹盘致动轴作为一个单元一起旋转地驱动;在夹盘模式中,驱动所述夹盘致动轴相对于所述输入轴旋转。
根据非限制性具体实施例的又一实例,动力驱动器可包括工具夹盘,该工具夹盘具有被安装成在壳体上旋转并支承夹盘爪的输入轴。夹盘致动轴被安装成在输入轴上旋转。动力输出机构具有可旋转地固定到夹盘致动轴上的动力输出致动轴。可将输出联接件旋转地固定到输入轴上。可将动力输出驱动盘旋转地固定到动力输出致动轴上。一盘可面对动力输出驱动盘。可安装用于运动的调整环(shift ring)以便可选择地与输出联接件、动力输出驱动盘和所述盘啮合。
下面将参考附图对本发明的上述和其他特征进行更具体的描述,所述特征包括部件的多种和新颖的结构及组合的细节。可以理解的是,所示出的这些示例性实施例的细节只是为了说明而不是对本发明的限制。在不超出本发明的构思和范围的前提下,可将本发明的原理和特征应用于变换的和多种多样的实施例中。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述可更全面地理解本发明的一些非限制性实施例的实例,附图中类似的元件由类似的附图标记表示,提供这些实施例只是为了说明而不是对本发明的限制。
图1为本发明非限制性实施例的一实例的具有动力输出机构的工具夹盘示意图;
图2为图1所示的动力输出机构的分解透视图;
图3为安装在图1所示的动力输出机构上的工具夹盘的剖切透视图;
图4为可适于改变工具夹盘的运行模式的模式环(mode ring)和调整轴环(shift collar)的截面图;
图5-9为本发明非限制性实施例的另一实例的具有动力输出机构的工具夹盘示意图;
图10-13为图5-9所示的动力输出机构的改型实例的示意图;
图14-16为本发明非限制性实施例的又一实例的具有动力输出机构的工具夹盘示意图;
图17-19为图14-16所示的动力输出机构的改型实例的示意图;
图20和21为本发明非限制性实施例的再一实例的具有动力输出机构的工具夹盘示意图;
图22和23为图20和21所示的动力输出机构的第一改型例的示意图;
图24和25为图20和21所示的动力输出机构的第二改型例的示意图;
图26和27为图20和21所示的动力输出机构的第三改型例的示意图;
图28为本发明非限制性实施例的另一实例的具有动力输出机构的工具夹盘示意图;
图29为图28所示的动力输出机构的改型例的示意图。
具体实施方式
I.图1-4所示的示例性实施例
图1示意性地示出了工具夹盘50的非限制性实施例的一实例,可将工具夹盘装在动力驱动器(例如,钻孔机)上以夹持配件(例如,钻头)。但是,可以理解的是,工具夹盘50可适用于多种动力驱动器(除钻孔机外)以便夹持各种配件(除钻头外)。
工具夹盘50可通过动力输出(“PTO”)机构10连接到动力驱动器的传动装置70上。传动装置70可联接到电机90。传动装置70可使用齿轮传动以获得在输入rpm(来自电机90)和输出rpm(传递到工具夹盘50)之间发生比例变化的效果。
在该示例性实施例中,传动装置70可包括三个行星减速系统。当然可以理解的是,本发明并不限于此。例如,可采用多于或少于三个行星的减速系统。而且,也可适当使用除行星齿轮系统之外的其他传动装置(例如,普通的平行轴线传动装置)。行星减速传动装置在本领域是公知的,因此对它们不再赘述。可将PTO机构10设置在传动装置70的输出部分上。
A.结构
图2为PTO机构10的分解透视图。在该示例性实施例中,PTO机构10可包括调整环12、输出联接件20和PTO驱动盘30。
调整环12可具有径向面向内的表面(inward facing surface),该表面设有齿槽13(用于可选择地与输出联接件20、PTO驱动盘30和第三级托架72的盘74啮合)。调整环12可有径向面向外的表面,该表面设有向前延伸的齿槽15、向后延伸的齿槽16(用于可选择地与未示出的驱动器壳体啮合)及连续的周向凹槽17{用于容纳件(wire)18}。
可滑过周向凹槽17的件18可具有沿径向方向延伸并伸出周向凹槽17的自由端。件18的自由端(用作凸轮从动件)可被接收于调整轴环(图2中未示出)的狭槽内,该调整轴环可旋转地安装在驱动器壳体上。旋转调整轴环时,狭槽可影响凸轮从动件(因此也影响调整环12)至所期望的轴向位置,这将在下面作出更详细的说明。
如下面更详细地讨论的那样,输出联接件20可包括中心孔22,该中心孔的形状与输入轴60(图2中未示出)的形状相应。输出联接件20可具有径向面向外的表面,该表面设有齿槽24,所述齿槽可选择地与调整环12的径向面向内的齿槽(inward facing splines)13协同作用。
如在下面更详细地描述的那样,PTO驱动盘30可包括中心孔32,该中心孔的形状与PTO致动器轴(图2中未示出)的形状相应。PTO驱动盘30可具有径向面向外的表面,该表面设有齿槽34,所述齿槽可选择地与调整环12的径向面向内的齿槽13协同作用。PTO驱动盘30可具有轴向面向后的表面,该表面设有离合器轮廓结构部分(clutch feature)36。在本示例性实施例中,离合器轮廓结构部分36可呈细长突起的形式,所述突起以径向方式横过PTO驱动盘30的轴向面向后的表面延伸。
第三级托架72的盘74可包括中心孔76,该中心孔轴向穿过第三级托架72。盘74可具有径向面向外的表面,该表面提供有可选择地与调整环12的径向面向内的齿槽13协同作用的齿槽78。盘74也可包括提供有离合器轮廓结构部分79的轴向面向前的表面。在此示例性实施例中,离合器轮廓结构部分79可呈细长突起的形式,所述突起以径向方式横过盘74的轴向面向前的表面。盘74的离合器轮廓结构部分79可与PTO驱动盘30的离合器轮廓结构部分36协同作用。如在本领域中所公知的那样,第三级托架72可包括可旋转地支承行星齿轮(未示出)的轴80。
图3为与工具夹盘50组装在一起的PTO机构10的剖切透视图。为清楚起见,图中的调整环12以虚线表示。
工具夹盘50可包括输入轴60。输入轴60的前端可支承前端部分(未示出),该前端部分可包括通道,夹盘爪(未示出)可分别通过所述通道滑动。前端部分的通道可将输入轴60旋转地固定在夹盘爪上。输入轴60的后端可穿过输出联接件20的中心孔22延伸。输入轴60的后端可具有径向面向外的表面,该表面提供有与限定中心孔22的径向面向内的表面上对应的轮廓结构部分协同作用的轮廓结构部分,于是,输入轴60可旋转地锁定在输出联接件20上。这些轮廓结构部分为本领域所公知。仅作为示例,输入轴60可设有扁平部分,中心孔22的扁平部分可抵靠该扁平部分,以使输入轴60和输出联接件20可旋转地锁定在一起。输入轴60可包括通孔62。通孔62可旋转地支承夹盘致动轴64。
夹盘致动轴64可包括通孔66。通孔66的后端可接收PTO致动器轴40。通孔66的后端可和PTO致动器轴40具有相应形状,以使夹盘致动轴64可旋转地固定到PTO致动器轴40。通孔66的前端可设有径向面向内的螺纹(inward facing threads)68,该螺纹可与夹盘致动螺钉55的径向面向外的螺纹58相互作用。即,夹盘致动轴64可与夹盘致动螺钉55螺纹联接。
夹盘致动螺钉55可包括径向通道56,夹盘爪可分别通过该通道滑动。径向通道56可将夹盘致动螺钉55可旋转地固定到夹盘爪上。螺纹58和68之间的相互作用可使夹盘致动螺钉55相对于输入轴60沿轴向前进和后退。应理解的是,夹盘致动螺钉55和输入轴60可通过夹盘爪可旋转地锁定在一起。
PTO致动器轴40伸出夹盘致动轴64的通孔66、PTO驱动盘30的中心孔32和盘74的中心孔76。可将保持件41(例如,为卡环形式)安装在PTO致动器轴40上。PTO致动器轴40上可安装弹簧44,该弹簧被压缩于第三级托架72和保持件41之间。PTO致动器轴40可通过沿轴向位于PTO驱动盘前面的狭槽支承另一保持件(为清楚起见未示出)。如上所述,PTO致动器轴40的形状可与PTO驱动盘30的中心孔32的形状相应。这样,可使PTO致动器轴40可旋转地固定于PTO驱动盘30上。
如图3所示,输出联接件20、PTO驱动盘30和第三级托架72的盘74可以同轴的方式组装在一起。这里,PTO驱动盘30的离合器轮廓结构部分36可面向盘74的离合器轮廓结构部分79(并与其啮合)。此外,可将调整环12(由虚线表示)安装成用于轴向运动,致使调整环12的径向面向内的齿槽13可选择地与输出联接件20的径向面向外的齿槽24、PTO驱动盘30的径向面向外的齿槽34及盘74的径向面向外的齿槽78啮合。
B.运行情况
工具夹盘50可根据调整环12的轴向位置进行不同的运转,这些轴向位置可呈现为包括手动过调模式(MANUAL OVERRIDE MODE)、钻孔/驱动模式及夹盘模式在内的三个不同的工作位置。
图3示出了处于手动过调模式的调整环12,其中,调整环12可位于轴向后部位置。此时,调整环12的径向面向外的齿槽16可与布置在驱动器壳体上的对应的轮廓结构部分(未示出)啮合。因此,调整环12可旋转地固定(或搁置)在驱动器壳体上。调整环12的径向面向内的齿槽13可与PTO驱动盘30的径向面向外的齿槽34及盘74的径向面向外的齿槽78啮合。因此,调整环12、PTO驱动盘30(因此还有PTO致动器轴40)和盘74(因此还有第三级托架72)可旋转地搁置于驱动器壳体上。在这种情况下,输出联接件20和输入轴60可保持相对于驱动器壳体旋转。
使用者可抓住输入轴60并相对于驱动器壳体手动转动输入轴60(与夹盘爪和夹盘致动螺钉55一起)。夹盘致动螺钉55可相对于夹盘致动轴64旋转,而夹盘致动轴可旋转地被固定到PTO致动器轴40上(因此可旋转地搁置于驱动器壳体上)。这种相对旋转可通过径向面向内的螺纹68和径向面向外的螺纹58之间的相互作用使得夹盘致动螺钉55沿轴线方向前进或后退(根据输入轴60的旋转方向)。夹盘致动螺钉55的平移运动可推动或拉动夹盘爪,使其张开或收拢。
例如,在收拢操作期间,夹盘致动螺钉55(与夹盘爪一起)可沿轴线方向前进。这时,输入轴60的前端部分的通道可通过夹盘致动螺钉55的径向通道56沿径向朝内的方向影响夹盘爪2。这种推进式爪的动作为本领域公知。
钻孔/驱动模式可通过使调整环12(从其在手动过调模式下的位置)向前滑动至中间轴向位置来实现。此时,调整环12可与驱动器壳体脱开(和相对于驱动器壳体旋转)。调整环12的径向面向内的齿槽13与输出联接件20的径向面向外的齿槽24、PTO驱动盘30的径向面向外的齿槽34及盘74的径向面向外的齿槽78啮合。于是,调整环12、输出联接件20(因此还有输入轴60)、PTO驱动盘30和盘74(因此还有第三级托架72)可旋转地固定在一起并作为一个单元旋转。由于PTO驱动盘30(因此还有PTO致动器轴40和夹盘致动轴64)和输出联接件20(因此还有输入轴60和夹盘致动螺钉55)可旋转地锁定在一起,因此在操作过程中,工具夹盘50不会松开。然后,使用者可为驱动器接通电源,以便可旋转地驱动工具夹盘50。
夹盘模式可通过使调整环12(从其在钻孔/驱动模式下的位置)滑动到前部轴向位置而实现。这时,调整环12的径向面向外的齿槽15可与布置在驱动器壳体上的相应轮廓结构部分啮合。因此,调整环12可旋转地搁置于驱动器壳体上。调整环12的径向面向内的齿槽13与输出联接件20的径向面向外的齿槽24啮合。于是,调整环12和输出联接件20(因此还有输入轴60和夹盘致动螺钉55)可旋转地搁置于驱动器壳体上。这时,PTO驱动盘30(因此也包括PTO致动器轴40和夹盘致动轴64)和盘74(因此也包括第三级托架72)可保持相对于驱动器壳体旋转。
然后使用者可接通驱动器的电源以致动工具夹盘50。此时,第三级托架72可通过分别设置在盘74和PTO驱动盘30上面对的表面上的协同作用的离合器轮廓结构部分79和36而旋转地驱动PTO驱动盘30。PTO驱动盘30可旋转地驱动PTO致动器轴40,而PTO致动器轴依次可旋转地驱动夹盘致动轴64。夹盘致动轴64可相对于夹盘致动螺钉55旋转,而夹盘致动螺钉55可保持旋转地搁置于驱动器壳体上(通过夹盘爪、输入轴60、输出联接件20和调整环12)。这种相对旋转通过径向面向内的螺纹68和径向面向外的螺纹58之间的相互作用使得夹盘致动螺钉55沿轴线方向前进或后退(根据夹盘致动轴64的旋转方向)。夹盘致动螺钉55的平移运动可推动或拉动夹盘爪使夹盘爪张开或收拢。
在夹盘致动过程中,输入轴60、夹盘爪和夹盘致动螺钉55可保持旋转地搁置于驱动器壳体上,而夹盘致动螺钉55可以(通过夹盘致动轴64的旋转运动)相对于输入轴60进行轴向运动以便张开和收拢夹盘爪。由于使用者未接触到(或观察到)任何转动部件,这被称为静轴特征(dead spindlefeature)。
一旦工具夹盘50夹紧(即,夹盘爪夹持配件)或完全张开时,分别设置在盘74和PTO驱动盘30上的面对表面上协同作用的离合器轮廓结构部分79和36彼此让开(give way)和滑脱(slip)。此时,盘74(与第三级托架72一起)可抵消弹簧44的影响而沿轴向朝后方向运动。当协同作用的离合器轮廓结构部分79和36滑脱时,它们可产生音频指示,表示夹盘致动过程完成。
协同作用的离合器轮廓结构部分79和36可在预定的力矩阈值下让开或滑脱。该预定的力矩阈值可通过选择适当的弹簧44和/或通过对协同作用的离合器轮廓结构部分79和36的几何形状进行合适的设计来适当调节。此外,用于夹紧工具夹盘50的预定力矩阈值可小于松开工具夹盘50的预定力矩阈值。此特征可通过适当设计协同作用的离合器轮廓结构部分79和36的几何形状来实现。本领域已公知多种和不同的离合器表面几何形状,对此不再赘述。
C.调整轴环/模式环
图4示出了模式环45和调整轴环42的非限制性实施例的一实例,所述模式环和调整轴环可用于轴向定位图2和3所示的调整环12,以获得各种运行模式。在图4中,在轴线43之上的附图部分表示钻孔/驱动模式(其中调整环12可位于中间轴向位置),而在轴线43之下的附图部分表示夹盘模式(其中调整环12可位于前部轴向位置)。
可将模式环45和调整轴环42安装成在驱动器壳体95上旋转。模式环45和调整轴环42可通过径向延伸部分46旋转地固定在一起。因此,模式环45和调整轴环42可一起相对于驱动器壳体95旋转。
调整轴环42可包括沿周向方向环绕调整轴环42延伸的狭槽。在该示例性实施例中,调整轴环42可包括两道周向狭槽。驱动器壳体95可包括纵向狭槽96。纵向狭槽96可横过(且在下方)调整轴环42的周向狭槽延伸。件18的端部可沿径向朝外的方向从调整环12通过驱动器壳体95的纵向狭槽96延伸并伸入调整轴环42的狭槽内。
使用者可使模式环45(因此也包括调整轴环42)相对于壳体95旋转。此时,件18可通过纵向狭槽96保持可旋转地固定于壳体95上。在该相对旋转过程中,件18的端部可滑过调整轴环42的周向狭槽。调整轴环42的周向狭槽的形状可影响件18(因此也影响调整环12)至希望的轴向位置。就此而论,件18的端部可起凸轮从动件的作用,而相应的周向狭槽可用作凸轮。可以理解的是,调整轴环42的周向狭槽可沿轴线方向延伸,从而使调整环12轴向移动。
II.图5-9所示的示例性实施例
图5-9示出了可支承工具夹盘150的PTO机构110的非限制性实施例的另一实例。该示例性实施例与上面部分1中所述的一方面类似、即夹盘模式运行时具有静轴特征,但也有一些明显的区别。
A.结构
参考图5和6,PTO机构110可包括输出联接件120。输出联接件120可具有设有向前延伸的齿槽124(用于可选择地与未示出的驱动器壳体啮合)的径向面向外的表面、及连续的周向凹槽117(用于容纳件118)。
可滑过周向凹槽117的件118具有自由端,所述自由端沿径向方向延伸并伸出周向凹槽117。件118的自由端(用作凸轮从动件)可被接收于可旋转地安装在驱动器壳体上的调整轴环的狭槽内。旋转调整轴环时(通过模式环,其与上面在部分1中讨论过的类似),狭槽可影响凸轮从动件(因此影响输出联接件120)至所希望的轴向位置。在图5中,输出联接件120可位于轴向后部位置(以获得钻孔/驱动模式),而在图6中,输出联接件120可位于轴向前部位置(以获得夹盘模式)。
输出联接件120可包括用于接收输入轴160的端部的中心孔122。中心孔122的形状可与输入轴160的形状相应。仅作为示例,限定中心孔122的壁可包括扁平部分,该扁平部分抵靠设于输入轴160上的扁平部分167。在这种情况下,输出联接件120可旋转地固定到输入轴160上(并可相对于输入轴轴向运动)。
输出联接件120可旋转地支承爪127(参看图7和8)。安装在输出联接件120的径向面向外的表面上的弹簧126可沿径向朝内的方向偏压爪127。爪127可选择地与布置在盘174的径向面向外的表面上的棘齿轮廓结构部分175啮合。
图7和8示出了输出联接件120的爪127和盘174的棘齿轮廓结构部分175之间的协同作用。如图所示,输出联接件120可包括径向开口,轴128可伸入该径向开口中。可分别设置在径向开口中的爪127可旋转地安装在轴128上。在图8中,为清楚起见,只示出了输出联接件127的爪127和轴128。
与前述实施例相同,传动装置可包括行星减速系统。盘174可被固定到第三级托架172上。第三级托架172可包括中心孔176,该中心孔的形状与夹盘致动轴(未示出)的形状相应。这样,第三级托架172(因此也包括盘174)可旋转地固定到夹盘致动轴上。
转到图9,为清楚起见该图没有示出输出联接件120,工具夹盘150可与上面的部分1中所描述的工具夹盘大致类似。例如工具夹盘可包括输入轴160。如图所示,输入轴160可包括例如可压配在一起的、包括前端部分165和主体部分163的两个组成部分。前端部分165可包括通道161,夹盘爪(未示出)可分别滑过该通道。输入轴160可包括通孔,该通孔可旋转地支承夹盘致动轴164。
在该示例性实施例中,夹盘致动轴164的后端从输入轴160延伸并伸入第三级托架172的中心孔176内。如上所述,夹盘致动轴可旋转地固定在第三级托架173上。夹盘致动轴164可包括通孔,该通孔的前端设有径向面向内的螺纹,该螺纹可与夹盘致动螺钉(未示出)的径向面向外的螺纹相互作用。也就是说,夹盘致动轴可以是与夹盘致动螺钉螺纹联接的螺钉。
如在部分1中所描述的那样,夹盘致动螺钉可包括径向通道,夹盘爪可分别滑过该径向通道。径向通道可使夹盘致动螺钉旋转地固定到夹盘爪上。夹盘致动螺钉和输入轴160可通过夹盘爪可旋转地锁定在一起。
B.运行情况
工具夹盘150可根据输出联接件120的轴向位置而进行不同的运转,输出联接件可呈现包括钻孔/驱动模式(如图5所示)和夹盘模式(如图6所示)在内的两个不同的工作位置。
如图5所示,输出联接件120可位于轴向后部位置,以获得钻孔/驱动模式。这时,输出联接件120可与驱动器壳体脱开(并可相对于驱动器壳体旋转)。输出联接件120的爪127可与盘174的径向面向外的棘齿轮廓结构部分175啮合(如图8所示)。于是,输出联接件120(因此还包括输入轴160、夹盘爪和夹盘致动螺钉)和盘174(因此也包括第三级托架172)可作为一个单元相对于驱动器壳体一起旋转。然后使用者可接通驱动器的电源,以便可旋转地驱动工具夹盘150。
输出联接件120的爪127可与盘174的棘齿轮廓结构部分175相互作用,使得因施加的力矩增大工具夹盘150沿向前的方向驱动时其被夹紧,而沿相反方向驱动时其被松开。
对于夹紧性能(feature)而言,第三级托架172(与盘174一起)可旋转地驱动输出联接件120(与输入轴160、夹盘爪和夹盘致动螺钉一起)。当施加的力矩增加时,由盘174的棘齿轮廓结构部分175施加到输出联接件120的爪127上的旋转力可增加。该旋转力可增大到一阈值,在此阈值下棘齿轮廓结构部分175可沿径向朝外的方向驱动爪127并抵消弹簧126的影响,借此使爪127绕轴128旋转。在图8中,爪127绕轴128沿顺时钟方向旋转。此时,第三级托架172(因此还包括盘174和夹盘致动轴164)可相对于输出联接件120(因此还包括输入轴160、夹盘爪和夹盘致动螺钉)旋转。夹盘致动轴164和夹盘致动螺钉(可螺纹联接在一起)之间的相对旋转可使夹盘爪夹紧于配件上。
对于松开而言,驱动器可沿相反方向运转。这时,盘174的棘齿轮廓结构部分175可向输出联接件120的爪127施加旋转力。参考图8,然而此时爪127不会围绕轴128沿逆时针方向旋转。这是因为爪127的细长形状和轴128的径向位置所致。因此,当动力驱动器沿反方向运转时,夹盘致动轴164和夹盘致动螺钉保持可旋转地锁定在一起。
如图6所示,输出联接件120可位于轴向前部位置,以获得夹盘模式。此时,输出联接件120的径向面向外的齿槽124可与设置在驱动器壳体上的相应轮廓结构部分啮合。这样,输出联接件120(因此也包括输入轴160和夹盘致动螺钉)被可旋转地搁置于驱动器壳体上。输出联接件120的爪127可与盘174的棘齿轮廓结构部分175脱开,从而使盘174可相对于输出联接件120旋转。
然后使用者接通驱动器的电源,以致动工具夹盘50。此时,第三级托架172可旋转地驱动盘174和夹盘致动轴164。夹盘致动轴164可相对于夹盘致动螺钉旋转,而夹盘致动螺钉可保持搁置于驱动器壳体上(通过夹盘爪、输入轴160和输出联接件120)。这种相对旋转可使夹盘致动螺钉沿轴向前进或后退(根据夹盘致动轴164的旋转方向)。夹盘致动螺钉的平移运动可推动或拉动夹盘爪,以使夹盘爪张开或收拢。
与部分I中所描述的实施例一样,该实施例同时也具有静轴特征。例如,在夹盘致动过程中,输入轴60、夹盘爪和夹盘致动螺钉保持可旋转地搁置于驱动器壳体上,同时夹盘致动螺钉可相对于输入轴160轴向运动(通过夹盘致动轴164的旋转运动),以使夹盘爪张开和收拢。
C.图10-13所示的调整环的改型实例
图10-13示出了图5-9所示的PTO机构的改型实例。这里,PTO机构110’可另外包括可轴向运动的调整环112,而输出联接件120’可保持轴向固定到输入轴160’上。
参考图10和11,调整环112可具有设置有齿槽116(用于可选择地与未示出的驱动器壳体啮合)的径向面向外的表面和用于容纳线状件(wire)的连续的周向凹槽(未示出)。线状件的自由端被接收于可旋转地安装在驱动器壳体上的调整轴环的狭槽内。旋转调整轴环时(例如,通过模式环),狭槽可影响凸轮从动件(因此也影响调整环112)至所希望的轴向位置。在图10中,调整环112可位于轴向前部位置(以获得钻孔/驱动模式),而在图11中,调整环112位于轴向后部位置(以获得夹盘模式)。
参见图12和13,输出联接件120’可包括中心孔122’,该中心孔的形状与输入轴160’的形状相应,因而输出联接件120’可旋转地固定到输入轴160’上。在该改型实例中,输出联接件120’也可通过本领域公知的轮廓结构部分沿轴向固定到输入轴160’上。
输出联接件120’可旋转地支承爪127’。而安装在输出联接件120’的径向面向外的表面上的弹簧126’沿径向朝内的方向偏压爪127’。爪127’可与设置在盘174’的径向面向外的表面上的棘齿轮廓结构部分175’啮合。由于输出联接件120’被轴向固定,爪127’可保持与棘齿轮廓结构部分175’啮合。如下面更详细地描述的那样,可通过调整环112的轴向位置使爪127’选择地能/不能围绕轴128’进行枢转动作。
盘174’可被固定到第三级托架172’上。第三级托架172’可包括中心孔176’,该中心孔的形状与夹盘致动轴164’的形状相应,这样,第三级托架172’(因此还有盘174’)可旋转地固定到夹盘致动轴164’上。
工具夹盘150可与上面的部分IIA中所描述的工具夹盘类似。
该改型实例可根据调整环112的轴向位置来进行不同的运转,该调整环可呈现包括钻孔/驱动模式(如图10所示)和夹盘模式(如图11所示)在内的两个不同工作位置。
如图10所示,调整环112可位于轴向前部位置以获得钻孔/驱动模式。此时,调整环112可与驱动器壳体脱开(并相对于驱动器壳体旋转)。在这种情况下,调整环112的径向面向内的表面不抵靠爪127’,且不防止该爪与棘齿轮廓结构部分175’脱开。就此而言,可认为爪127’“能”在一定程度上围绕轴128’旋转(施加合适的力矩时)。然后使用者可接通驱动器的电源,以便可旋转地驱动工具夹盘150’。
输出联接件120’的爪127’与盘174’的棘齿轮廓结构部分175’相互作用,致使工具夹盘150’可在施加的力矩增大而沿向前的方向驱动时被夹紧,而在沿向后方向驱动时松开。就此而言,改型例的功能与部分IIB中所描述的类似。
如图11所示,调整环112可位于轴向后部位置以获得夹盘模式。此时,调整环112的径向面向外的齿槽126可与设置在驱动器壳体上的对应轮廓结构部分啮合。因此,调整环112(因此也包括输入轴160’和夹盘致动螺钉)可旋转地搁置于驱动器壳体上。
调整环112可覆盖输出联接件120’的外周边。在这种情况下,调整环112的径向面向内的表面可与爪127’的尾端接触,使得爪127’绕轴128’旋转(从驱动器的前面看是顺时针旋转)且完全与棘齿轮廓结构部分175’脱开。这可使爪机构“不能”实现齿合作用和防反向特点,因此工具夹盘150’可通过第三级托架172’(因此还有盘174’)的逆时针旋转而自由松开。
然后,使用者可为驱动器接通电源,以致动工具夹盘150’。此时,第三级托架172’可旋转地驱动盘174’和夹盘致动轴164’。夹盘致动轴164’可相对于夹盘致动螺钉旋转,而夹盘致动螺钉可保持可旋转地搁置于驱动器壳体上(通过夹盘爪、输入轴160’、输出联接件120’和调整环112)。这种相对旋转可使夹盘致动螺钉沿轴线方向前进或后退(根据夹盘致动轴164’的旋转方向),以张开或收拢夹盘爪。
该改型实例也具有静轴特征。例如,在夹盘致动过程中,输入轴160’、夹盘爪和夹盘致动螺钉可保持旋转地搁置于驱动器壳体上,而夹盘致动螺钉相对于输入轴160’轴向运动(通过夹盘致动轴164’的旋转运动),以张开和收拢夹盘爪。
III.图14-16所示的示例性实施例
图14-16示出了可支承工具夹盘的PTO机构210的非限制性实施例的另一实例。与前述实施例相同,可将PTO机构210设置在传动装置270的输出端并具有被定位成在各种模式下操作工具夹盘的元件。但它们的差异也很明显。
A.结构
参考图14和15,PTO机构210可包括输出联接件220、移动星形轮212、及调整联接件(shift coupling)230。
输出联接件220可包括中心孔222,该中心孔的形状与工具夹盘输入轴(未示出)的形状相应。这样,输出联接件220可旋转地被固定到输入轴上。输出联接件220包括凸耳224。
移动星形轮212具有径向面向外的表面,该表面设有连续的用于容纳线状件(未示出)的周向凹槽217。线状件的自由端被接收在可旋转地安装于驱动器壳体上的调整轴环的狭槽内。旋转调整轴环时(例如,通过模式环),狭槽可影响凸轮从动件(因此也影响移动星形轮212)至所要求的轴向位置,这将在下面更详细地描述。
移动星形轮212可包括凸耳开口214,输出联接件220的凸耳224通过该凸耳开口延伸。凸耳开口214可通过径向延伸的凸片216彼此分离。凸片216的径向内端可支承驱动环218。
调整联接件230可包括中心孔232,该中心孔的形状与工具夹盘的夹盘致动轴264(图14-16中仅部分地示出)的形状相应。这样,调整联接件230可旋转地被固定到夹盘致动轴264上(并可相对于夹盘致动轴作轴向运动)。调整联接件230可具有支承凸缘234的径向面向外的表面。凸缘234的轴向面向前的表面可与移动星形轮212的驱动环218协同作用,这将在下面更详细地描述。凸缘234的轴向面向后的表面可支承弹簧(未示出),该弹簧可沿轴向向前的方向影响调整联接件230。调整联接件230可具有支承凸耳236的轴向面向后的表面。
传动装置270可包括三个行星减速系统。第三级托架272可有中心孔274,调整联接件230的凸耳236可伸入该中心孔。第三级托架272具有支承驱动凸耳276的轴向面向前的表面。驱动凸耳276伸过移动星形轮212的凸耳开口214并与输出联接件220的凸耳224啮合。这样,第三级托架272可旋转地被固定到输出联接件220。
可将第三级太阳齿轮280安装在第二级托架290上。第三级太阳齿轮280可具有支承驱动凸耳282的轴向面向前的表面。驱动凸耳282可伸入第三级托架272的中心孔274中,并可选择地与调整联接件230的凸耳236啮合。
在该示例性实施例中,工具夹盘可与前面实施例中所描述的工具夹盘类似。但是,此处夹盘致动轴264的后端可从输入轴伸入调整联接件230的中心孔232中。如上所述,调整联接件230可旋转地被固定于夹盘致动轴264上(并可相对于该夹盘致动轴作轴向运动)。
B.运行情况
工具夹盘可根据移动星形轮212的轴向位置进行不同的运转,该移动星形轮可呈现包括钻孔/驱动模式和夹盘模式的两种不同工作位置。移动星形轮212的轴向运动将参考图16来理解。
移动星形轮212可位于轴向前部位置,以获得钻孔/驱动模式。此时,抵靠调整联接件230的凸缘234的轴向面向后的表面的弹簧(未示出)可影响调整联接件230,以便沿夹盘致动轴264轴向运动到轴向前部位置。移动星形轮212的驱动环218(抵靠凸缘234的轴向面向前的表面)可限制调整联接件230的轴向向前的行程。在此情况下,调整联接件230的凸耳236可与第三级太阳齿轮280的驱动凸耳282脱开。
然后,使用者接通驱动器的电源。此时,第三级太阳齿轮280可旋转地驱动第三级托架272(通过第三级行星齿轮278),而第三级托架则依次可旋转地驱动输出联接件220(通过凸耳276和224的相互作用)。输出联接件220可旋转地驱动工具夹盘(通过可旋转地固定到输入轴上)。夹盘致动轴264可(与调整联接件230一起)相对于第三级太阳齿轮280旋转。
移动星形轮212可位于轴向后部位置,以便获得夹盘模式。这里,抵靠凸缘234的轴向面向前的表面的驱动环218(移动星形轮212的驱动环)可沿夹盘致动轴264(抵消弹簧的影响)轴向驱动调整联接件230至轴向后部位置。在这种情况下,调整联接件230的凸耳236可与第三级太阳齿轮280的驱动凸耳282啮合,致使调整联接件230可旋转地被固定到第三级太阳齿轮280上。
然后,使用者接通驱动器的电源。此时,第三级太阳齿轮280可旋转地驱动第三级托架272(通过第三级行星齿轮278,为清楚起见,仅示出其中之一),第三级托架依次可旋转地驱动输出联接件220(通过凸耳276和224的相互作用)。输出联接件220可旋转地驱动输入轴(因此也驱动夹盘爪和夹盘致动螺钉)。同时,第三级太阳齿轮280可旋转地驱动调整联接件230(通过凸耳282和236的相互作用),该调整联接件依次可旋转地驱动夹盘致动轴264。
如本领域所公知的那样,第三级太阳齿轮280转一圈只可(通过第三级行星齿轮278)使第三级托架272旋转一圈的一部分。也就是说,相对于驱动器壳体,第三级太阳齿轮280(因此也包括调整联接件230和夹盘致动轴264)可比第三级托架272(因此也比输出联接件220、夹盘输入轴、夹盘爪及夹盘致动螺钉)旋转得快。旋转驱动夹盘致动轴264和旋转驱动夹盘致动螺钉之间的速度差可导致这两个构成部件之间相对旋转。这种相对旋转可使夹盘致动螺钉沿轴线方向前进或后退(根据传动装置270输出的旋转方向),以便张开或收拢夹盘爪。
当工具夹盘夹紧于配件上时,输入轴、夹盘爪、夹盘致动螺钉和夹盘致动轴264的旋转运动停止。夹紧轮廓结构部分时,这种停止特征被称为半静轴特征。
C.用于图17-19所示的静轴特征的改型实例
图17-19示出了图14-16所示的PTO机构的改型实例。此处,PTO机构210’可在夹盘模式下运转时提供静轴特征。
参考图17和18,PTO机构210’可包括输出联接件220’、PTO致动器轴240’、移动星形轮212’和调整联接件230’。
输出联接件220’可包括中心孔222’,该中心孔的形状与工具夹盘250’的输入轴260’的形状相应,因此输出联接件220’可旋转地被固定到输入轴260’上。输出联接件220’可包括凸耳224’。
PTO致动器轴240’的形状与夹盘致动轴(未示出)的形状相应。于是,PTO致动器轴240’可旋转地被固定到夹盘致动轴上(并相对于夹盘致动轴作轴向运动)。PTO致动器240’的后端可设有离合器轮廓结构部分265’。弹簧(未示出)可卡在输出联接件220’和离合器轮廓结构部分265’之间,以便沿轴向向后方向影响PTO致动器轴240’。PTO致动器轴240’(相对于夹盘致动轴)的轴向向后的行程可由第三级托架272’的挡块277’限制。
移动星形轮212’可具有径向面向外的表面,该表面设有用于可选择地与驱动器壳体(未示出)啮合的向前延伸的齿槽(未示出)。径向面向外的表面还可设有用于容纳线状件(未示出)的连续的周向凹槽217’。线状件的自由端可被接收于可旋转地安装在驱动器壳体上的调整轴环的狭槽内。调整轴环旋转(例如,通过模式环)时,狭槽可影响凸轮从动件(因此影响移动星形轮212’)至所要求的轴向位置,这将在下面更详细地描述。
移动星形轮212’包括凸耳开口214’,而输出联接件220’的凸耳224’通过该凸耳开口延伸。凸耳开口214’可通过径向延伸的凸片216’彼此分离。凸片216’的径向内端支承驱动环218’。
调整联接件230’可包括径向面向外的表面,该表面设有用于容纳移动星形轮212’的驱动环218’的连续的周向凹槽234’。调整联接件230’上可设置保持环(未示出),以便轴向卡住驱动环218’。这样,调整联接件230’可被轴向固定于移动星形轮212’上。调整联接件230’的轴向面向前的表面可设有驱动凸耳237’,用于可选择地与设在PTO致动器轴240’上的离合器轮廓结构部分265’啮合。调整联接件230’的轴向面向后的表面可支承凸耳236’,以便可选择地与第三级太阳齿轮280’的驱动凸耳282’啮合。调整联接件230’可支承轴238’,该轴具有与第二级托架290’的中心孔292’形状相应的形状。这样,调整联接件230’可旋转地被固定到第二级托架290’上(且相对于第二级托架作轴向运动)。
传动装置270’可包括三个行星减速系统。第三级托架272’可具有中心孔274’,调整联接件230’的轴238’可通过该中心孔延伸。第三级托架272’可具有轴向面向前的表面,该表面支承驱动凸耳276’。驱动凸耳276’可延伸通过移动星形轮212’的凸耳开口214’,并与输出联接件220’的凸耳224’啮合。于是,第三级托架272’可旋转地被固定到输出联接件220’上。驱动凸耳276’的轴向向前的远端可支承挡块277’。挡块277’可选择地与PTO致动器轴240’的离合器轮廓结构部分265’啮合。如图所示,第三级托架272’的挡块277’可位于调整联接件230’的驱动凸耳237’的径向外侧。
在该示例性实施例中,第三级太阳齿轮280’可被安装成在第二级托架290’上旋转。第三级太阳齿轮280’可具有支承驱动凸耳282’的轴向面向前的表面。驱动凸耳282’可伸入第三级托架272’的中心孔274’内,并可选择地与调整联接件230’的凸耳236’啮合。
在本示例性实施例中,工具夹盘250’可与前面的实施例中所描述的工具夹盘类似。但是,在此,夹盘致动轴(未示出)的后端可接收PTO致动器轴240’的轴向前端。
本改型实例可根据移动星形轮212’的轴向位置进行不同的运转,该移动星形轮可呈现包括钻孔/驱动模式和夹盘模式在内的两种不同的工作位置。
图19示出了位于轴向后部位置的移动星形轮212’,以获得钻孔/驱动模式。这里,调整联接件230’(沿轴向固定到移动星形轮212’上)可采取轴向后部位置,在该位置处凸耳236’可与第三级太阳齿轮280’的驱动凸耳282’啮合。在这种情况下,调整联接件230’的驱动凸耳237’可被定位成沿轴线方向比第三级托架272’的挡块277’更靠后。于是,离合器轮廓结构部分265’(在弹簧的影响下)与第三级托架272’的挡块277’啮合,而不与调整联接件230’的驱动凸耳237’啮合。
然后,使用者接通驱动器的电源,以便旋转地驱动工具夹盘250’。此时,第二级托架290’可旋转地驱动调整联接件230’(通过轴238’),该调整联接件依次可旋转地驱动第三级太阳齿轮280’(通过凸耳236’和282’的相互作用)。这样,第二级托架290’、调整联接件230’和第三级太阳齿轮280’可作为一个单元一起旋转。第三级太阳齿轮280’可旋转地驱动第三级托架272’(通过第三级行星齿轮278’),第三级托架依次可旋转地驱动输出联接件220’(因此驱动输入轴260’、夹盘爪和夹盘致动螺钉)。由于离合器轮廓结构部分265’(因此也包括PTO致动器轴240’和夹盘致动轴)和第三级托架272’(因此也包括输入轴260’和夹盘致动螺钉)可旋转地固定在一起,运转过程中,工具夹盘250’不会松开。
移动星形轮212’可位于轴向前部位置,以便获得夹盘模式。这里,移动星形轮212’的向前延伸的齿槽(未示出)可与设置在驱动器壳体上的对应的轮廓结构部分啮合。因此,移动星形轮212’、第三级托架272’和输出联接件220’(因此也包括输入轴260’、夹盘爪和夹盘致动螺钉)可保持旋转地搁置于驱动器壳体上。
驱动环218’(移动星形轮212的驱动环)可驱动调整联接件230’至轴向前部位置。调整联接件230’向前前进时,驱动凸耳237’与离合器轮廓结构部分265’啮合,并沿轴向向前的方向抵消弹簧(未示出)的影响而推动离合器轮廓结构部分265’(与PTO致动器轴240’一起)。在这种情况下,离合器轮廓结构部分265’可与第三级托架272’的挡块277’脱开。同时,调整联接件230’的凸耳236’可与第三级太阳齿轮280’的凸耳282’脱开,而调整联接件230’的轴238’可保持插入第二级托架290’的中心孔292’内。
然后,使用者接通驱动器的电源,以便致动工具夹盘250’。此时,第二级托架290’可旋转地驱动调整联接件230’(通过轴238’),该调整联接件依次可旋转地驱动PTO致动器轴240’(通过驱动凸耳237’和离合器轮廓结构部分265’的相互作用)。但是,由于凸耳236’(调整联接件230’的凸耳)与凸耳282’(第三级太阳齿轮280’的凸耳)脱开,第二级托架290’可以不旋转地驱动第三级太阳齿轮280’。这样,第二级托架290’(因此也包括调整联接件230’、PTO致动器轴240’和夹盘致动轴)可相对于第三级太阳齿轮280’(因此相对于第三级托架272’、输出联接件220’、输入轴260’和夹盘致动螺钉)旋转,第三级太阳齿轮保持可旋转地搁置于驱动器壳体(通过移动星形轮212’)上。夹盘致动轴相对于输入轴260’的旋转运动可导致夹盘致动螺钉沿轴线方向前进或后退(根据夹盘致动轴264’的旋转方向),以便张开或收拢夹盘爪。
该改型实例也可提供静轴特征。例如,在夹盘致动过程中,输入轴260’、夹盘爪和夹盘致动螺钉可保持旋转地搁置于驱动器壳体上,同时夹盘致动螺钉可相对于输入轴260’作轴向运动(通过PTO致动器轴240’和夹盘致动轴的旋转运动),以张开和收拢夹盘爪。
IV.图20和21所示的示例性实施例
图20和21示出了可支承工具夹盘的PTO机构310的另一示例性非限制性实施例。与前述实施例相同,PTO机构310可设置在传动装置370的输出端。但是,该示例性实施例可使用轴锁定件。
A.结构
参考图20和21,PTO机构310可包括调整联接件330和轴锁定件340。
调整联接件330可具有轴向轴338。可将轴338插入夹盘致动轴364的通孔366中。轴338的形状可与通孔366的形状相应,因此调整联接件330可旋转地被固定到夹盘致动轴364上(并可相对于夹盘致动轴进行轴向运动)。调整联接件330的轴338可从夹盘致动轴364沿轴向向后的方向通过输入轴360的主体部分363并通过轴锁定件340延伸。轴338可具有支承离合器轮廓结构部分(clutch feature)337的轴向后端。离合器轮廓结构部分337可操作地与设置在第三级托架372上的离合器轮廓结构部分377啮合。
轴锁定件340可被安装在输入轴360的主体部分363和驱动器壳体395之间。可以理解的是,轴锁定件在本领域中是公知的。例如,在美国专利No.6,311,787中介绍了典型的自动轴锁定件,该文件的全部内容作为参考被引入本说明书中。只要将美国专利No.6,311,787中所公开的轴锁定件略加修改就可适用于本示例性实施例,这种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。在任何情况下,轴锁定件340都具有以下功能。
一方面,第三级托架372处于轴向前部位置(如图20所示)时,轴锁定件340可使输入轴360旋转(相对于壳体395)。这里,在第三级托架372的前表面上的驱动凸耳376可与轴锁定件340的保持架342相互作用。驱动器接通电源时,第三级托架372(通过驱动凸耳376)可旋转地驱动保持架342,而保持架依次可相对于壳体395旋转地驱动输入轴360。
另一方面,第三级托架372处于轴向后部位置(如图21所示)时,轴锁定件340可防止输入轴360旋转(相对于壳体395)。这时,驱动凸耳376可与轴锁定件340脱开。因此,当驱动器被接通电源时,第三级托架372可不旋转地驱动保持架342,于是,输入轴360可旋转地锁定于壳体395上。
传动装置370可包括三个行星减速系统。第三级托架372可包括中心孔374,调整联接件330的轴338可通过该中心孔延伸。第三级托架372可具有轴向面向后的表面,该表面支承离合器轮廓结构部分377。如上所述,离合器轮廓结构部分377可操作地与调整联接件330的离合器轮廓结构部分377啮合。
在该示例性实施例中,第二级托架390和第三级太阳齿轮380可固定在一起(例如,两个构成部件可为整体的单件结构)。第三级太阳齿轮380可支承弹簧391。弹簧391可沿轴向向前方向影响调整联接件330,借此使离合器轮廓结构部分337(调整联接件330的离合器轮廓结构部分)和离合器轮廓结构部分377(第三级托架372的离合器轮廓结构部分)之间有效啮合(operative engagement)加载。第二级托架390可支承弹簧392。弹簧392可(与板393结合)沿轴向向前方向影响第三级行星齿轮,以保证第三级行星齿轮可保持在第三级托架372上的所希望的位置。
在该示例性实施例中,工具夹盘350与前面的实施例中所描述的夹盘类似。但是,此处夹盘致动轴364的后端接收调整联接件330的轴338,因此调整联接件330旋转地固定在夹盘致动轴364上(并可相对于夹盘致动轴作轴向运动)。
B.运转情况
工具夹盘350可根据第三级托架372的轴向位置进行不同的运转,该第三级托架可呈现包括钻孔/驱动模式和夹盘模式在内的两种不同的工作位置。正如本领域技术人员很容易想到的那样,第三级托架372可通过(例如)线状件与调整轴环的协同作用而运动到所期望的轴向位置。
图20示出了处于轴向前部位置的第三级托架372,以获得钻孔/驱动模式。此处,驱动凸耳376可与轴锁定件340的保持架342啮合。另外,调整联接件330(在弹簧391的影响下)可位于轴向前部位置,使得离合器轮廓结构部分337(调整联接件330的离合器轮廓结构部分)可与离合器轮廓结构部分377(第三级托架372的离合器轮廓结构部分)啮合。
然后,使用者接通驱动器的电源。此时,第三级托架372可旋转地驱动轴锁定件340(通过驱动凸耳376和保持架342的相互作用)和调整联接件330(通过相互作用的离合器轮廓结构部分377和337)。轴锁定件340可旋转地驱动输入轴360,而该输入轴可与夹盘爪和夹盘致动螺钉355一起旋转。同时,调整联接件330可旋转地驱动夹盘致动轴364。这样,工具夹盘350的组成部分可作为一个单元并相对于驱动器壳体395一起旋转。
图21示出了处于轴向后部位置的第三级托架372,以获得夹盘模式。这里,驱动凸耳376可与轴锁定件340的保持架342脱开。第三级托架372(当运动到轴向后部位置时)驱动调整联接件330(克服弹簧391的影响)到轴向后部位置。
然后使用者接通驱动器的电源,以致动工具夹盘350。此时,第三级托架372可旋转地驱动调整联接件330(通过离合器轮廓结构部分377和337的相互作用),而调整联接件依次可旋转地驱动夹盘致动轴364。输入轴360(因此也包括夹盘爪和夹盘致动螺钉355)通过轴锁定件340可旋转地搁置于驱动器壳体395上。夹盘致动轴364相对于夹盘致动螺钉355的旋转运动可使夹盘致动螺钉355沿轴线方向前进或后退(根据夹盘致动轴364的旋转方向)以便张开或收拢夹盘爪。
该示例性实施例也可在夹盘致动过程中提供静轴特征。
一旦工具夹盘350被夹紧(即,夹盘爪夹紧配件时)或完全张开,协同作用的离合器轮廓结构部分377和337(分别设置在第三级托架372和调整联接件330上)彼此让开并相对于彼此滑脱。此时,调整联接件330可抵消弹簧391的影响沿轴向向后方向运动。当协同作用的离合器轮廓结构部分377和337滑脱时,它们可发出声音指示,表示夹盘致动过程完成。另外,协同作用的离合器轮廓结构部分377和337在预定的力矩阈值下让开或滑脱,在夹紧操作过程中的力矩阈值小于松开操作过程中的力矩阈值。
C.图22和23所示的第一改型实例
图22和23示出了图20和21所示的PTO机构的第一个改型实例。本例中盘簧391(设于调整联接件330和第三级太阳齿轮380之间)可优选由毂盘331’和弹簧391’取而代之。毂盘331’压配合和固定于调整联接件330’的轴338’上。弹簧391’{例如,碟形(belville)弹簧}可卡在毂盘331’和第三级托架372’之间。弹簧391’可对分别设在调整联接件330’和第三级托架372’上的离合器轮廓结构部分337’和377’之间的有效啮合加载。可适当采用多种和可选择的离合器轮廓结构部分337’和377’。例如,离合器轮廓结构部分可为对应的异形表面和/或摩擦表面,这些对本领域技术人员都是显而易见的。
在该示例性实施例中,弹簧391’可不在传动装置370’上提供轴向载荷。另外,可将本示例性实施例设置为用于预先设定的离合器/第三级托架/弹簧辅助组件,而可减小(或可能完全防止)传动装置对离合器负载的叠加效果。另外,该改型实例的结构和功能与图20和21所示的示例性实施例的结构和功能类似。
图22示出了在轴向前部位置上的第三级托架372’,以获得钻孔/驱动模式。图23示出了在轴向后部位置上的第三级托架372’,以获得夹盘模式。
D.图24和25所示的第二改型实例
图24和25示出了图20和21所示的PTO机构的第二改型实例,其中省去了调整联接件的离合器轮廓结构部分。这里,调整联接件330”可包括轴338”,该轴的轴向后端可固定在第三级托架372”上。轴338”可为柔性扭力杆的形式。
图24示出了处于轴向后部位置的第三级托架372”,以获得夹盘模式。驱动器接通电源时,动力通路可从第三级托架372”延伸并伸入PTO机构的轴338”内,以致动工具夹盘350”。夹紧工具夹盘350”时,传动装置离合器可让开。传动装置离合器为本领域公知,此处不再赘述。
图25示出了处于轴向前部位置的第三级托架372”,以获得钻孔/驱动模式。当调整至钻孔/驱动模式时,轴338”(通过柔性扭力杆)可在第三级托架372”与轴锁定件340”的保持架342”啮合时保持力矩负载。这样,可将主要负载施加到工具夹盘350”上,以使其保持夹紧。另外,本改型实例的结构和功能与图20和21所示的示例性实施例的结构和功能类似。
E.图26和27所示的第三改型实例
图26和27示出了图20和21所示的PTO机构的第三改型实例。这里,轴锁定件340
Figure 2006800219811_0
可运动至轴向前部位置(如图26所示),以获得夹盘模式,并可运动至轴向后部位置(如图27所示),以获得钻孔/驱动模式。在该示例性实施例中,可在第三级托架372
Figure 2006800219811_1
和调整联接件330
Figure 2006800219811_2
保持于固定的轴向位置时获得夹盘模式和钻孔/驱动模式。
可将模式环345
Figure 2006800219811_3
安装成在驱动器壳体395
Figure 2006800219811_4
上旋转。模式环345
Figure 2006800219811_5
可具有凸轮表面346
Figure 2006800219811_6
,该凸轮表面与销341相互作用,销341
Figure 2006800219811_8
从轴锁定件340
Figure 2006800219811_9
轴向向前延伸。轴锁定件340
Figure 2006800219811_10
沿轴向向前方向受弹簧343
Figure 2006800219811_11
(卡在轴锁定件340
Figure 2006800219811_12
和第三级托架372
Figure 2006800219811_13
之间)的影响。使用者可转动模式环345
Figure 2006800219811_14
(相对于驱动器壳体395)而使凸轮表面346
Figure 2006800219811_16
与销341
Figure 2006800219811_17
相互作用,以使轴锁定件340
Figure 2006800219811_18
运动至所期望的轴向位置。
与部分IV C中所描述的类似,本示例性实施例可使用毂盘331
Figure 2006800219811_19
和弹簧391
Figure 2006800219811_20
,以对分别设在调整联接件330
Figure 2006800219811_21
和第三级托架372
Figure 2006800219811_22
上的离合器轮廓结构部分之间的有效啮合加载。
图26示出了处于轴向前部位置的轴锁定件340
Figure 2006800219811_23
,以获得夹盘模式。图25示出了处于轴向后部位置的轴锁定件340,以获得钻孔/驱动模式。另外,本改型实例的结构和功能与图20和21所示的示例性实施例的结构和功能类似。
V.图28所示的示例性实施例
图28示出了PTO机构410的非限制性实施例的另一实例。这里,PTO机构410可与普通的平行轴线传动装置470相连。
A.结构
参考图28,PTO机构可包括夹盘致动锤482,该夹盘致动锤可安装成在工具夹盘450的夹盘致动轴464上旋转。夹盘致动锤482还可沿夹盘致动轴464作轴向运动。夹盘致动锤482可包括锤凸耳468,该锤凸耳可与设置在工具夹盘450的夹盘致动轴464的锤砧465上的相应锤凸耳466协同作用。弹簧498(卡在夹盘致动锤482和安装在夹盘致动轴464上的保持件之间)可沿轴向向前方向影响夹盘致动锤482。夹盘致动锤482可具有径向面向外的表面,该表面设有可以与夹盘致动主动齿轮492啮合的轮齿。
普通的平行轴线传动装置470可使电机与工具夹盘450联接。电机可具有支承输出齿轮499的旋转轴。输出齿轮499可与中间轴490啮合并可旋转地马区动中间轴490。
可将中间轴490安装成在驱动器壳体495内旋转。中间轴490可支承输入齿轮491、夹盘致动主动齿轮492和输入轴主动齿轮493。输入齿轮491(旋转地固定到中间轴490上)可与输出齿轮499啮合,夹盘致动主动齿轮492(可相对于中间轴490旋转)可与PTO机构410的夹盘致动锤482啮合,而输入轴主动齿轮493(可旋转地固定到中间轴490上)可与固定到工具夹盘450的输入轴460上的输入轴从动齿轮483啮合。
中间轴490还可支承调整板(shift plate)494。调整板494可旋转地被固定于中间轴490上(并相对于中间轴作轴向运动)。调整板494可包括驱动凸耳497,用于可选择地与设置在夹盘致动主动齿轮492上的相应轮廓结构部分啮合。可将选择器445安装在驱动器壳体495上,以便进行轴向运动。选择器445可联接到调整板494上。使用者可操纵选择器45而将调整板494驱动到所期望的轴向位置。
在钻孔/驱动模式和夹盘模式两者中,动力可通过输入轴主动齿轮493从传动装置470输出。在夹盘模式中,动力还可通过夹盘致动主动齿轮492从传动装置470输出。
在该示例性实施例中,工具夹盘可与前面实施例所描述的类似。但是,这里,输入轴460可被固定在输入轴从动齿轮483上,而夹盘致动轴464可被固定到锤砧465上。
B.运行情况
工具夹盘可根据调整板494的轴向位置进行不同的运转,该调整板可采取包括钻孔/驱动模式和夹盘模式在内的两种不同的工作位置。
图28示出了处于轴向后部位置的调整板494,以获得钻孔/驱动模式。这里,调整板494可与夹盘致动主动齿轮492脱开。
驱动器接通电源时,输入轴主动齿轮493可驱动输入轴从动齿轮483和输入轴460一起旋转。输入轴460可与夹盘爪、夹盘致动螺钉455、夹盘致动轴464和夹盘致动锤482一起旋转。在这种情况下,夹盘致动主动齿轮492可相对于中间轴490旋转。在钻孔/驱动模式中,来自传动装置470的动力被传递到输入轴从动齿轮483上,以便旋转驱动工具夹盘450。
调整板494可位于轴向前部位置,以获得夹盘模式。这里,调整板494(通过驱动凸耳497)可旋转地固定在夹盘致动主动齿轮492上。
驱动器接通电源时,输入轴主动齿轮493可驱动输入轴从动齿轮483和输入轴460一起旋转。输入轴460可与夹盘爪和夹盘致动螺钉455一起旋转。同时,夹盘致动主动齿轮492可旋转地驱动夹盘致动锤482,而夹盘致动锤依次可旋转地驱动夹盘致动轴464(通过锤凸耳466和468的相互作用)。
夹盘致动主动齿轮492可大于输入轴主动齿轮493,因此,驱动夹盘致动锤482的旋转速度可高于输入轴从动齿轮483的旋转速度。结果,相对于壳体495,夹盘致动轴464的旋转速度快于夹盘致动螺钉455的旋转速度。这种速度差可导致夹盘致动轴464和夹盘致动螺钉455之间相对旋转,使夹盘致动螺钉455沿轴线方向前进或后退以张开或收拢夹盘爪。
一旦工具夹盘450(如,夹盘爪夹紧配件时)被夹紧或完全张开,夹盘致动锤482上的锤凸耳468可相对于锤砧465上的锤凸耳466让开和滑脱。此时,夹盘致动锤482可抵消弹簧498的影响而沿轴向向后方向运动。夹盘致动锤482和夹盘致动主动齿轮492之间的间隙可适应夹盘致动锤482的轴向向后的运动。当夹盘致动锤482和锤砧465滑脱时,锤凸耳466和468可相互撞击,以便进一步夹紧或松开工具夹盘450。
C.图29所示的改型实例
图29示出了图28所示的PTO机构的改型实例。这里,调整板494’可安装于夹盘致动轴464’上(而不在传动装置的中间轴上)。
可将调整板494’安装成在夹盘致动轴464’上旋转。调整板494’可相对于夹盘致动轴464’轴向运动。调整板494’可通过各种机构(例如,未示出的选择器)被驱动至期望的轴向位置。调整板494’可包括径向面向外的表面,该表面上设有与夹盘致动主动齿轮492’啮合的轮齿496’。调整板494’可包括驱动凸耳497’,用于可选择地与设置在夹盘致动锤482’上的相应轮廓结构部分啮合。
传动装置470’与上面描述的一种传动装置类似。但是,这里,夹盘致动主动齿轮492’可被固定到中间轴490’上。
工具夹盘450’可根据调整板494’的轴向位置来进行不同的运转,该调整板可采取包括钻孔/驱动模式和夹盘模式在内的两种不同的工作位置。
图29示出了处于轴向后部位置的调整板494’,以获得钻孔/驱动模式。这里,调整板494’可与夹盘致动锤482’脱开。驱动器接通电源时,输入轴主动齿轮493’可旋转地驱动输入轴从动齿轮483’和输入轴460’一起旋转。输入轴460’可与夹盘爪、夹盘致动螺钉455’、夹盘致动轴464’和夹盘致动锤482’一起旋转。在这种情况下,被夹盘致动主动齿轮492’旋转驱动的调整板494’可以是围绕夹盘致动轴464’自由轮。在钻孔/驱动模式中,来自传动装置470’的动力被传递给输入轴从动齿轮483’,以便旋转地驱动工具夹盘450’。
调整板494’可位于轴向前部位置,以获得夹盘模式。这里,调整板494’(通过驱动凸耳497’)被可旋转地固定到夹盘致动锤482’上。驱动器接通电源时,输入轴主动齿轮493’可驱动输入轴从动齿轮483’和输入轴460’一起旋转。输入轴460’可与夹盘爪和夹盘致动螺钉455’一起旋转。同时,夹盘致动主动齿轮492’可旋转地驱动调整板494’。调整板494’(通过驱动凸耳497’)可旋转地驱动夹盘致动锤482’。夹盘致动锤482’可旋转地驱动夹盘致动轴464’(通过锤凸耳466’和468’的相互作用)。
相对于壳体495’,夹盘致动轴464’可比夹盘致动螺钉455’旋转更快。这种速度差可导致在夹盘致动轴464’和夹盘致动螺钉455’之间相对旋转,从而使夹盘致动螺钉455’沿轴线方向前进或后退,以便张开或收拢夹盘爪。
一旦工具夹盘450’被夹紧(例如,夹盘爪夹紧配件时)或完全张开,夹盘致动锤482’上的锤凸耳468’可相对于锤砧465’上的锤凸耳466’让开和滑脱。此时,夹盘致动锤482’(与调整板494’一起)可抵消弹簧498’的影响而沿轴向向后方向运动。当夹盘致动锤482’和锤砧465’滑脱时,锤凸耳466’和468’彼此撞击而进一步夹紧或松开工具夹盘450’。

Claims (9)

1.一种动力驱动器,包括:
一壳体;
一工具夹盘,其具有:
一被安装成在所述壳体上旋转并支承夹盘爪的输入轴;
一安装成在所述输入轴上旋转的夹盘致动轴;
一连接到所述工具夹盘的动力输出机构,可将该动力输出机构调节为:
钻孔驱动模式,以便驱动作为一个单元的所述输入轴和所述夹盘致动轴一起旋转;及
夹盘模式,以便驱动所述夹盘致动轴相对于所述输入轴旋转;
其中,所述动力输出机构处于所述壳体内部。
2.如权利要求1所述的动力驱动器,其中,所述动力输出机构处于所述壳体和所述工具夹盘内部。
3.如权利要求1所述的动力驱动器,其中,在所述夹盘模式中,所述动力输出机构将所述输入轴旋转地固定到所述壳体上。
4.如权利要求1所述的动力驱动器,其中,在所述夹盘模式中,所述动力输出机构以第一旋转速度驱动所述夹盘致动轴旋转,以第二旋转速度驱动所述输入轴旋转。
5.如权利要求1所述的动力驱动器,其中,将所述动力输出机构调节为手动过调模式,以使所述夹盘致动轴旋转地固定到所述壳体上。
6.如权利要求1所述的动力驱动器,其中,所述夹盘爪为无螺纹夹盘爪。
7.如权利要求1所述的动力驱动器,其中,在所述钻孔驱动模式中沿向前方向驱动所述动力驱动器和所述动力输出机构时,
所述动力输出机构将所述输入轴和所述夹盘致动轴作为一个单元一起旋转地驱动,直到所施加的力矩增加到力矩阈值为止;及
当施加的力矩超过所述力矩阈值时,所述动力输出机构驱动所述夹盘致动轴相对于所述输入轴旋转。
8.如权利要求7所述的动力驱动器,其中,在所述钻孔驱动模式中沿反方向驱动所述动力驱动器和所述动力输出机构时,所述动力输出机构将所述输入轴和所述夹盘致动轴作为一个单元一起旋转地驱动,而不必考虑所述施加的力矩。
9.如权利要求7所述的动力驱动器,其中,所述动力输出机构包括:
旋转地固定到所述输入轴的输出联接件;及
至少一个被安装成在所述输出联接件上旋转的弹簧加载爪。
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