CN1068532A - 冲击刀具的夹头 - Google Patents

Abstract

一种用于与手工或动力冲击装置一起使用的刀 具夹头，夹头由带有旋转螺母和多个可滑动的夹紧爪 的机体组成，并通过旋转螺母来驱动。一种抗摩擦轴 承设置在旋转螺母和设置在机体上的轴承推力环之 间。轴承推力环具有多个棘爪槽，并在操作期间与压 缩弹簧配合以阻止夹具松脱。

Description

本发明涉及用于与手工或动力冲击或锤击装置一起使用的钻头夹具。如此工具能够用于往复运动或冲击运动同样也能够用于旋转运动。更具体地来说，本发明涉及是一种能牢固地保持夹紧刀具的夹头，而不需要经常重新并紧夹头。

手动的和动力的刀具这二种冲击装置是众所周知的。虽然砖石建筑旋转刀具与如此驱动器一起使用是最普通，驱动器也可用来切割或磨光操作。由于刀具具有不同直径的手柄并且工具手柄的横截面可制成多边形的，这种装置通常装备一个相当宽的范围内可调的夹头，夹头通过螺孔和锥形孔来连接。

已有技术已发展了多种品种的夹头。在夹头的最简单的形式中，三个夹紧爪环形地排列着相互间隔120°，并通过一锥形螺纹体固定到驱动轴上，这样，与驱动轴同一方向的机体的转动使夹紧爪与刀具的圆柱刀柄产生夹紧，而相反方向的转动放松了夹紧连接。如果机体通过手动而转动的话，如此夹头可以是无键的，或需要一键去提高足够的转矩来夹紧或放松夹紧爪。

目前所了解的有键或无键夹头的缺点是由于在刀具的操作期间夹头和刀具输送的纵向振动使夹头夹紧爪松开了它们在刀具柄上的夹紧的趋势。因此，本发明的一个目的是提供了一用于冲击刀具的刀具夹头，它比目前所知道的装置对松动具有更少的影响。

另一所知的夹具（例如夹紧爪推动器或Albrecht型设计）在使用时倾向于夹得更紧，结果很难使它们松脱。因此，本发明的另一目的是提供一冲击刀具夹头，它不会因因使用的结果变得难于松脱。

根据本发明，所提供的冲击刀具的夹头具有改进的阻力来阻止由于操作时的振动造成的偶然的松动。本发明施行了一插入在螺帽和机体之间的抗摩擦轴承来减少机构中的摩擦损失，以便增加有效的夹紧转矩。用作后轴承滚道的一推力环具有收集在多个棘爪槽内的轴承滚珠，此时螺帽正紧固到机体上。换句话说，或另一方面，类似棘爪槽也可提供在用作另一轴承滚道表面的螺母的表面上。一弹簧最好是一碟形弹簧可插在推力环和与推力环配合的螺帽之间，在刀具操作期间，来保持紧固在机体上的螺帽，这样夹头夹紧爪在与夹头相啮合的刀具的刀柄上维持了一大的夹紧力。在另一实施例中，其中推力环具有一内部偏角或腔，推力环的作用既作为一棘爪槽轴承滚道表面又当作为一碟形弹簧。还有在另一实施例中，在没有加载的情况下，推力环不具有偏角和腔，即，夹头的夹紧爪没有紧固在刀具刀柄上，但是当夹头的夹紧爪加载时，环产生充分韧性弹性地呈现出压缩弹簧形式的偏置（即，紧固在刀具刀柄上）。

从下面的详细说明并结合附图将明了本发明的目的和优点：

图1A是本发明的无键夹头的立体图;

图1B是显示在图1A中的无键夹头的纵向剖视图，图1B的上、下部分显示了夹头的不同情况;

图2A和2B分别是本发明的推力结构的前视立体图和横向剖视立体图，图2A是沿图1B的线2A-2A的右视立体图，图2B是沿图2A的线2B-2B的左视立体图;

图3A和3B分别是本发明另一个实施例的推力环结构的前视立体图和横向剖视立体图，图3B是沿图3A的线3B-3B的左视立体图;

图4A和4B分别是把本发明爪结构插入到图2和图3中的推力环中的实施例的平面图和横剖视图，图4B是沿图4A中线4B-4B的剖视图;

图5A和5B显示了图3A和图3B中的带有推力环的夹具的操作的局部放大剖视图;

图6是一类似图4B的视图显示了本发明的另一实施例。

本发明很适合在无键夹头或使用常规啮合键的夹头上实施。因此，为了说明起见，本发明原理的应用参照无键夹头的设计进行描述。当然，我们很清楚地懂得，此发明同样地可应用在有键刀具夹头上。

现参见图1A和图1B，它们显示了一按本发明构成的无键夹头10，对此夹头的如下描述提供了实施本发明的来龙去脉，尽管本发明亦可在仅含有此处描述的某些元件的其他一些夹头结构上实施。夹具10包括前套筒部件11、可选用的后套筒部件12、机体部件15和夹紧爪14。机体部件15通常是柱体状并由凸头部或向前部分20和尾部或向后部分22组成。在机体部件15的凸头部20内形成了轴向孔24，轴向孔24稍微比最大刀具刀柄大一点，所设计的夹头是用来夹持此刀柄。螺纹孔26在机体15和尾部22内形成，用来与一动力或手动驱动器的螺纹驱动轴相配，具有标准尺寸（图中未示出）。孔24和26可在机体部件15的中心区域28处相连。如果需要的话，螺纹孔26可由与一锥形驱动轴相配的标准尺寸的圆锥孔、无螺纹孔来替换。

通道30在机体部件15内形成，以容纳夹紧爪14，最好使用三个夹紧爪14，每一个夹紧爪14与相邻的爪按120°弧度来相互隔开。通道30和夹紧爪14的轴与夹头轴成一角度，但在机体15前面的某一公共点与夹头轴线相交。每一夹紧爪14具有一通常平行于夹头体15的轴线的刀具啮合面32，并且在它的相对面或外部面上具有螺纹线34。

环形槽36在机体部件15内形成并延伸到通道30内，带有阴螺纹40的裂开螺帽13设置在环形槽36内，并通过前套筒部件11在其中固定，分裂螺帽13被适当插入到前套筒11的孔内，最好前套筒11由象聚碳酸酯、可填充的聚丙烯结构的塑料制品制成，例如，玻璃填充的聚丙烯，塑料材料结构的混合物，或塑料和金属成分结构。

一环形滚道46在分裂螺帽13的后表面上形成以容纳抗摩擦轴承，例如，滚动轴承构件48。轴承48包括设置了多个滚珠的轴承保持架49，此时允许滚珠滚动。轴承推力环50具有一定尺寸的中心孔52以容纳机体部件15。轴承推力环50的一个面形成轴承滚道54，阻止了轴承构件48移动。环50的中心孔52是足够大以容许夹紧爪14能全部地缩回。后套筒部件12具有孔62和将后套筒部件12压固在机体部件15的未端20上的凸缘25。如果需要的话，后套筒部件12可被省略，前套筒部件11可延伸到机体15的后端。当一锭子锁提供在驱动器上时或当驱动器应用在夹紧或放松夹紧爪时，这个选择是可行的。

前套筒部件11的环形表面装备有纵向筋板或其它凸起物以使操作者能牢固地抓牢它，如图1A所示。如果需要的话，应用同样方法，后套筒部件12的环形表面可被隆起或被加肋。

当前套筒部件11固定到分裂螺帽13上时，后套筒部件12由凸缘25而被固定到机体部件15上。这样，相关的前、后套筒部件11、12的转动活动将导致夹紧爪14向前进或缩回，取决于相对运动的方向。当轴承部件48插在有关转动部件之间时，摩擦的损失最小，所施加的紧固转矩的最大部分被转换到工具柄上形成一紧固的力。此时，图1A和图1B中的夹具10既可用手工操作，也可用动力驱动器来操作。

现参见图2、3和4，对推力环50作一描述，推力环50安装使用在如图1A和图1B所示的夹具形式中。轴承推力环50可以具有多个形成在轴承滚道面54内的棘爪槽或凹陷56。如果提供的话，当螺帽13拧紧到机体15上时，棘爪槽56适合于收集轴承构件48的滚珠。在一最佳实施例中，棘爪槽56具有一基本上定位于与轴向的孔成正交的轴线（即夹头的纵向中心轴线成辐射状）。如果需要的话，另外的类似棘爪槽也可提供在形成在分离螺帽13的后表面上的环形滚道46内。换句话说，在分裂螺帽13滚道46内的棘爪槽可用来替代推力环50的轴承滚道54内的如此棘爪槽。棘爪槽的边与从机体部件15的轴向孔延伸的射线对准，并对称地具有切成圆角的角。

如图4B所示的最佳实施例，单个棘爪槽的径向被对准的相对的边具有不对称的切成圆角的角。因此，如图4B所示的棘爪槽具有一平缓地切成圆角的半径为a的角度被应用在夹具关闭的方向内（即，在螺帽13和机体部件15之间相对转动的方向，如双箭头所示，借此夹紧爪14紧固到刀具刀柄上）和一相对较陡峭的半径为b的角应用在开启方向内（即，在螺母13和机体部件15之间相对转动的方向，借此夹紧爪14从与工具刀柄啮合处松开），如图4B所示。每一棘爪槽的不对称的相对边的应用，产生了开启和关闭转矩之间的偏置，这种转矩是在螺帽13和机体部件15之间获得相对转动所需要的，因而，在操作期间增加了夹头开启时的阻力。例如，应用在推力环内的一棘爪槽为了-10mm夹头可以具有以下显示在图4B上的尺寸（所有尺寸用英寸）：a＝0.08，b＝0.035，c＝0.010，d＝0.005和e＝0.072。

以上所描述的实施例中的棘爪槽，形成为不连续的凹陷，但亦可清楚看到，如此棘爪槽能用许多另外的方式形成。例如，图6显示了轴承滚道46或54的另一实施例，其内连续的或基本上连续的波纹或锯齿60在表面内提供棘爪。在这种实施例中，轴承滚道的整个表面可被画出，这样出现了少量或不平的表面。

推力环50形成具有一碟形弹簧或压缩弹簧的轻微的象盘状的偏离特性，如图2A和2B所示。换句话说，推力环50可以具有一平坦的轮廓，如图3B所示，但是，当夹头的夹紧板紧固在工具的刀柄上时，由带有充足韧性的材料制成的推力环50允许它呈现一弹性的盘状偏离。

棘爪槽和碟形弹簧的结构（安装在内部的或弹性易变形的）用来产生交替的高能态和低能态（受力条件）作用于轴承构件48内的滚珠;高能态对应于轴承构件48内的滚珠处于对着轴承滚道46的平坦部分的位置（受力状态），而低能态对应于这些滚珠处于棘爪槽56内的位置（非受力状态）。因此，当前、后套筒11和12与工具的手柄紧固在一起，轴承构件48和棘爪槽的推力环50充当一棘轮机构，这样，在工具的操作期间，螺母极少允许放松。虽以上所描述的棘爪槽或弹簧可根据本发明单独使用，但我们相信最好的结果是通过利用这二个特点的结合来达到。棘爪槽56在轴承滚道表面46和54其中之一或二者内都可能具有非对称的如同至今所描述的切成圆角的角，因此，在轴承构件48和轴承表面之间增强了棘轮式的配合关系。

参见图5A和5B，本发明的另一实施例将对分离的推力环50进行描述，并应用了碟形弹簧。在这一结构中，一碟形弹簧或压缩弹簧的另一形式插入在推力环50和机体部件15的支持边之间。正如以上所述实施例中一样，棘爪槽56（在推力环50上）和压缩弹簧70配合，这样，当螺帽13和机体15紧固在一起时，操作中通过夹头体输送的冲力极少可能使夹头松动并且有效地把工具夹紧在夹紧爪14内。特别地，如此冲力不可能克服在轴承部件48内的滚珠的高能态和低能态之间的差值，低能态与静止在棘爪槽内的滚珠的位置相对应。正如提供在前面的和显示在图5A和5B中一样，螺帽13的后表面46可具有类似于那些在推力环50内的棘爪槽56a。取决于夹头应用的特定情况和操作时预期的冲击载荷，表面46和54内的一个或两个具有棘爪槽、棘爪槽56和56a的数量以及棘爪槽切成圆角的形式都可以通过选择实现优化。

上面引用的术语和叙述仅作为描述之用，不能认为是限制并且不能认为在使用这些术语和叙述中排除了说明、图示的任何或哪怕是一部分的等效物。但在本发明权项的范围内的多种可能的修改应受到公认。

Claims (20)

1、一种用于夹紧刀具柄的刀具夹头包括一具有一轴向孔和多个经轴向孔形成并与其轴线相交成一定角度的通道的机体构件，和多个夹紧爪，每一个夹紧爪在各自成一定角度的通道内滑动并相对于机体构件作往复运动，一在机体构件上移动的螺帽相对机体构件转动，所述螺帽与夹紧爪相螺纹啮合，当螺帽相对于机体构件转动时，夹紧爪相对机体构件作往复运动，并且至少一个轴承构件插入在螺帽和机体构件之间，这样，轴承构件就将所需的力从机体构件传送到螺帽上，用来阻止相对机体构件螺母的轴向运动以响应在刀具刀柄上的夹紧爪的夹紧，其特征在于，至少在螺帽和机体构件二者之一上，有多个成一定角度排列的棘爪槽，所述轴承构件可使棘爪槽连续移进移出，所述螺帽被转动并往复运动夹紧爪夹紧刀具柄，所述轴承构件与其相对运动的棘爪槽相合作，以增加螺帽相对机体构件在相反方向转动的阻力。

2、如权利要求1所述的刀具夹头，其特征在于，所述的轴承构件是一滚动、抗摩擦的能连续滚进和滚出棘爪槽的轴承构件，当所述螺帽被转动用来往复运动所述夹紧爪时以夹住刀具刀柄。

3、如权利要求2所述的刀具夹头，其特征在于，所述轴承构件是一滚动轴承。

4、如权利要求1所述的刀具夹头，其特征在于，所述的弹簧装置与所述轴承构件相连，这样，阻止螺帽相对机体构件轴向运动，以响应在刀具刀柄上的夹紧爪的夹紧所需的力通过弹簧装置和轴承构件连续地传送，弹簧装置随着所述力而偏置。

5、如权利要求4所述的刀具夹头，其特征在于，所述弹簧装置是一碟形弹簧。

6、如权利要求4所述的刀具夹头，其特征在于，所述弹簧装置是一环。

7、如权利要求2所述的刀具夹头，其特征在于，所述每一个棘爪槽相对轴向孔是径向排列。

8、如权利要求7所述的刀具夹头，其特征在于，所述每一个棘爪槽具有一对相对的基本上相互平行排列的沟槽边，并且基本上平行于从轴向孔延伸出的射线。

9、如权利要求8所述的刀具夹头，其特征在于，所述每个棘爪槽的沟槽边具有不同曲率的弯曲。

10、如权利要求9所述的刀具夹头，其特征在于，当夹紧爪夹紧刀具时，轴承构件滚入棘爪槽所经过的那一边的曲率半径比所述棘爪槽另一边的曲率半径小。

11、如权利要求1所述的刀具夹头，其特征在于，所述棘爪槽的至少一部分形成在螺帽上。

12、如权利要求1所述的刀具夹头，其特征在于，所述棘爪槽的至少一部分形成在机体构件上。

13、如权利要求12所述的刀具夹头，其特征在于，所述机体构件包括一具有轴向孔和在其中所成的成角度分布的通道的机体构件，弹簧装置在机体构件与螺帽之间与轴承装置相连，这样，相对机体构件阻止螺母轴向运动所需的力随着刀具刀柄上的夹紧爪的夹紧经由弹簧装置和轴承构件连续地传送，所述弹簧装置随着所述力而偏置（变形）。

14、如权利要求13所述的刀具夹头，其特征在于，所述弹簧装置是一碟形弹簧。

15、如权利要求13所述的刀具夹头，其特征在于，所述弹簧装置是一环。

16、如权利要求13所述的刀具夹头，其特征在于，所述轴承构件与所述弹簧装置相接触，并且所述棘爪槽的至少一部分形成在弹簧装置上。

17、如权利要求13所述的刀具夹头，其特征在于，所述机体构件进一步包括一设置在轴承构件和弹簧装置之间的环状构件。

18、如权利要求17所述的刀具夹头，其特征在于，所述棘爪槽至少一部分形成在环形构件中。

19、一种用于夹紧刀具柄的刀具夹头包括一具有一轴向孔和多个经轴向孔形成并与其轴线相交成一定角度通道的机体构件，和多个夹紧爪，每一个夹紧爪在各自成一定角度的通道内滑动并相对于机体构件作往复运动，一在机体构件上移动的螺帽相对机体构件转动，所述螺帽与夹紧爪相螺纹啮合，当螺帽相对机体构作转动时，使夹紧爪相对于机体构件往复运动，由于螺帽相对于机体构件作往复运动，这样在夹紧爪夹紧刀柄时螺帽沿轴向移离刀具，弹簧装置在螺帽和机件构件之间作用，这样弹簧通过一增量而被压缩，这是因为在夹紧爪夹紧刀柄时螺帽沿轴向离开刀具移动造成的，被增加应力的弹簧装置增加了螺帽在所需夹紧刀柄方向的相反方向上相对机体构件转动的阻力，其特征在于：一插入在螺帽和弹性装置之间的抗摩擦轴承，和弹簧装置基本上是用来阻止螺帽离开刀具轴向运动的底板。

20、如权利要求19所述的刀具夹头，其特征在于，所述弹簧装置是一碟形弹簧。

Images