CN109789529B - 卡口式联轴器以及使用这种卡口式联轴器的加工单元 - Google Patents

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Abstract

一种卡口式联轴器，用于将刀具(1)安装至加工单元的驱动轴(2)上。驱动轴(2)通过卡口式联轴器连接至刀具(1)，卡口式联轴器包括两个联轴部分。一个联轴部分设有容置槽(5)，用于另一个联轴部分上的接合耳片(7)。所述容置槽(5)具有第一段(10)，第一段(10)平行于旋转轴延伸，容置槽的第二段(8、9)相对旋转轴(16)横向地、优选为垂直地延伸，这样使得能够通过卡口式联轴器的接合来驱动刀具。卡口式联轴器的不同之处在于，容置槽的第二段(8、9)在第一段的两侧延伸，从而形成T形容置槽，所述卡口式联轴器设计有至少一个带倒钩(13)的锁定耳片(12)，用于与相应的齿(11)接合，使得一旦刀具旋转，就通过锁定耳片(12)与齿(11)的接合来建立锁定接合。这产生了一种卡口式联轴器，无论刀具以哪个方向旋转其都能进入锁定接合，从而实现更高的安全性，因为刀具(1)在使用期间脱落的风险被最小化。

Description

卡口式联轴器以及使用这种卡口式联轴器的加工单元
技术领域
本发明涉及一种卡口式联轴器，用于将刀具及刀具元件安装在加工单元的驱动轴上，加工单元具有电机，电机包括用于绕旋转轴驱动刀具的驱动轴，且其中驱动轴通过卡口式联轴器以驱动方式直接或间接地连接至刀具，卡口式联轴器包括两个联轴部分，一个联轴部分设有容置槽，用于另一个联轴部分上的接合耳片，该容置槽具有第一段和第二段，第一段平行于旋转轴延伸，第二段相对于旋转轴横向地，优选为垂直地延伸，这样使得能够通过卡口式联轴器的接合来驱动刀具。
背景技术
已知加工单元上，各种类型的刀具元件安装在各种刀具上，且所提到的刀具易于更换，以在不同刀具之间切换并在刀具磨损时替换。WO 2014/086367中描述了这种加工单元的一个实例。为了易于更换，其在刀具的驱动盘和底座盘之间使用了卡口式联轴器。
此外，从US4661009A已知，上文提到的类型的卡口式联轴器示出了L形容置槽，并且没有提到容置槽可以为T形。
需要能够操控能够在顺时针或逆时针旋转的刀具。
然而，通过卡口式联轴器连接的元件存在缺陷，由于在一个方向旋转时，接合耳片只能与容置槽的第二段接合，当使用加工单元以相反方向旋转时，接合耳片将处于容置槽的第一段。因而，存在刀具逐渐从驱动轴松动的风险。
在加工单元使用时在一个方向旋转，使得接合耳片与容置槽的第二段接合的情况下，存在同样的缺陷。当电机关机时，加工单元的刀具通过惯性可能旋转到接合耳片处于容置槽的第一段的位置。因此，存在刀具逐渐从驱动轴松动的风险。
发明目的
本发明的目的在于，提出一种刀具，其克服了这些缺陷。
进一步的目的在于，提出一种刀具，其能够在两个方向转动而不存在电机与刀具之间的卡口连接意外松开的风险。还有一个目的是加工单元易于与各种类型的刀具元件一起使用，各种类型的刀具元件安装在不同刀具上，所提到的刀具易于更换，以在不同刀具之间切换并在刀具磨损时替换。
发明内容
根据本发明，这些目的是通过一种卡口式联轴器实现的，该卡口式联轴器用于将带有刀具元件的刀具安装在加工单元的驱动轴上，加工单元具有电机，电机包括用于绕旋转轴驱动刀具的驱动轴，且驱动轴通过卡口式联轴器以驱动方式直接或间接地连接至刀具，卡口式联轴器包括两个联轴部分，一个联轴部分设有容置槽，用于另一个联轴部分上的接合耳片，该容置槽具有第一段和第二段，第一段平行于旋转轴延伸，第二段相对于旋转轴横向地、优选为垂直地延伸，这样使得能够通过卡口式联轴器的接合驱动刀具，且特点在于，容置槽的第二段在第一段的两侧延伸，从而形成T形容置槽。卡口式联轴器设计有至少一个带倒钩的锁定耳片，倒钩用于与相应的齿或多个凸起接合，以在刀具旋转时，建立锁定耳片与齿或凸起的锁定接合。
这确保了卡口式联轴器能够在两个方向锁定。该T形槽确保了刀具固定至驱动轴。无论驱动轴的旋转方向如何，卡口式联轴器都能够接合。锁定耳片和相应的齿或凸起确保工具处于容置槽的第二段中的锁定接合。锁定接合确保刀具和驱动轴一旦进入锁定接合，就不会相对彼此旋转。这防止接合耳片回到容置槽的第一段，例如在刀具突然制动时。这降低了使用期间刀具脱落的风险。
这提高了具有旋转刀具的加工单元在使用中的安全性。这是由于刀具，无论旋转方向如何，在使用期间都不会从旋转轴逐渐松动。
优选地将一个或多个齿或凸起置于驱动轴的轮毂部位，将一个或多个相应的锁定耳片置于刀具的孔中，用于锁定卡口插座的各个部件，防止相互转动。
这实现了带有旋转刀具的加工单元使用期间的更高的安全性。这是通过以下方式实现的：至少一个齿或凸起与一个或多个锁定耳片之间的锁定接合将卡口式联轴器的两个部分保持在一起。因此，例如当加工单元停止时，刀具的旋转停止，刀具不会从驱动轴逐渐松开。因此，接合耳片不会转回到容置槽的第一部，这防止刀具从驱动轴上脱落。
加工单元的驱动轴通过卡口式联轴器以驱动方式直接或间接地连接至刀具。
为了将刀具固定在驱动轴上，卡口插座的锁定方向使得卡口插座的锁定耳片中的至少一个在驱动轴的旋转方向上与相应的齿或凸起接合。将通过至少一个锁定耳片和相应齿的锁定接合，防止卡口插座的部件试图向相反方向旋转。
优选地将齿或凸起放置为使得至少一个锁定耳片与齿或者凸起之一接合，无论卡口式联轴器的锁定方向的旋转方向如何。
无论刀具的旋转方向如何，这都可以将刀具同样牢固地安装在加工单元的驱动轴上。
齿或凸起优选地成形为使得当接合耳片处于容置槽的第一段中时，齿或凸起的一个表面背对将要接合的锁定耳片。在第一和/或第二联轴部分相对彼此旋转后，全部或部分齿或凸起将与锁定耳片接合。齿或凸起与锁定耳片之间的接合因此将卡口插座的联轴部分固定在棘轮锁中。
每个锁定耳片优选地包括弱化线。这意味着当更换刀具和加工单元的驱动轴上的轮毂部分时，锁定耳片被损坏。
由于锁定耳片包括弱化线，刀具在使用后变得容易从加工单元移除。这是通过以下方式实现的：当移除刀具时，即当刀具在驱动轴上沿安装刀具期间旋转方向的相反方向旋转时，锁定耳片中的至少一个在弱化线内或在弱化线处断开。以这种方式，该至少一个锁定耳片不再与相应的齿或突起接合。因此，刀具可以与锁定方向相反的方向再次旋转并且从加工单元移除。
弱化线还具有这样的结果：刀具不能再次安装在驱动轴上。由于刀具一旦移除就损坏，因此，刀具是一次性使用的。因此，刀具不能再次使用或者不能试图移除刀具来改变磨削体。这提高了刀具用户的安全性，并且防止重复使用有缺陷或磨损的刀具，或者重复使用处于使用寿命末期的刀具。
卡口式联轴器的至少一个齿或凸起优选地置于驱动轴的轮毂部位上。锁定耳片优选地置于刀具的孔中，其中孔设计为容纳轮毂部位。当组装卡口插座时，卡口式联轴器的至少一个锁定耳片从而锁定在轮毂部位上的相应齿或凸起上。
这意味着当刀具和加工单元分离时，驱动轴上的轮毂部位不会损坏。一旦分开刀具和加工单元，优选地将锁定耳片损坏。因此损坏的是刀具而不是轮毂部位。
具有容置槽的联轴部分优选地置于轮毂部位上，容置槽设置在轮毂部位的外周上。具有接合耳片的联轴部分优选地设置在刀具部分的孔中，孔设计为容置轮毂部位。
或者，具有接合耳片的联轴部分优选地为轮毂部位，接合耳片设置在轮毂部位外周。具有容置槽的联轴部分优选地设置在刀具部分的孔中，孔设计为容置轮毂部位。
这意味着卡口式联轴器能够以两种不同方式构造。轮毂部位可设有具有容置槽的联轴部分，轮毂部位或者可设有具有接合耳片的联轴部分，同时孔将设有相对的具有接合耳片或容置槽的联轴部分。
这实现了卡口式联轴器的结构的灵活性，使得能够使用两种不同配置，从而使具有刀具的加工单元适于特定客户或特定任务。
具有T形容置槽的卡口式联轴器的结构意味着，在实际中，两个联轴部分都具有T形容置槽且两个联轴部分都具有至少一个接合耳片。能够将两个容置槽设计为具有相同形状和尺寸。因此，联轴部分可制造为使得两个联轴部分具有形状和尺寸相同的接合耳片。因而可以选择将哪个部分称为容置槽以及将哪个部分称为接合耳片。
当联轴部分的容置槽置于轮毂部位上时，齿或凸起优选地设置在容置槽的处于第一段两侧的第二段中。因此，无论卡口式联轴器的两个联轴部分卡在一起的旋转方向如何，他们都将锁在一起。这确保了同样牢固的安装，无论加工单元顺时针旋转还是逆时针旋转。
卡口式联轴器优选地设计为使得接合耳片包括两个指向彼此的锁定耳片。锁定耳片中的至少一个设计为根据旋转方向与容置槽的齿或凸起中的一个接合。
通过使卡口式联轴器的接合耳片的两个锁定耳片彼此相对，实现了对称，因为当卡口式联轴器沿顺时针方向旋转时，存在一个锁定耳片与齿或凸起接合，而当卡口式联轴器逆时针旋转时，另一个锁定耳片与齿或凸起接合。这样无论刀具在什么方向旋转，都实现了相同的锁定效果。
或者，容置槽置于刀具的孔中，接合耳片置于轮毂部位上。因此，优选地由容置槽第一段两侧的锁定耳片限定容置槽的边界，且齿或凸起设置在轮毂部位上，设置在接合耳片的背侧接合表面上，也就是说，接合耳片上的与驱动轴的端面相对的表面。
接合耳片的背侧接合表面为接合耳片背对轮毂部位的末端和驱动轴的部位。该接合表面优选是平坦的，但是也可以是其他形状，例如倾斜或圆的。
这确保了在装配卡口联轴器时，至少一个锁定耳片将与轮毂部位上相应的齿或凸起接合，无论卡口式联轴器在装配卡口插座期间，例如在将刀具安装在驱动轴上时，是顺时针旋转还是逆时针旋转。这实现了对驱动轴轮毂部位上的刀具同样的锁定，无论刀具在哪个方向固定至轮毂部位。为了实现一次性使用的刀具，具有锁定耳片的联轴部分置于刀具上。
卡口式联轴器的一个联轴部分优选地设有至少两个容置槽。类似地，第二联轴部分也优选地设有至少两个接合耳片，使得接合耳片的数量与容置槽的数量相同。
这实现了卡口式联轴器在其两个联轴部分之间具有两个锁。另外，这还有助于确保转动力从驱动轴稳定地传递至刀具。这也意味着不会因为只有一个紧固点而产生不需要的振动。此外，这有助于确保刀具在至少两个锁定点固定至驱动轴。这还有助于防止刀具在加工任务期间从驱动轴意外松动并且从加工单元飞出的可能。
可能具有超过两个容置槽，例如三个、四个、五个或六个。接合耳片的数量可以与容置槽数量相同或者更少。例如，可能具有四个容置槽，优选地旋转对称地设置在卡口式联轴器的一个部分上，同时卡口式联轴器的另一个部分可具有两个接合耳片，与另一个部分上的四个容置槽中的两个相配合。
卡口式联轴器优选地设计为使得孔底部设有轴箍或凸缘，轴箍或凸缘的方向相对孔为横向，优选地为垂直于孔。这确保了轮毂部位上的联轴部分在适当高度安装在联轴部分的孔中，这样使得装配过程很简单。此外，轴箍或凸缘确保两个联轴部分不会相对彼此沿旋转轴发生轴向位移。轮毂部位将被夹持在孔的轴箍或凸缘和孔的上边界之间，从而将两个联轴部分锁定在一起。上文提到的一种变体中的上边界为上文提到的接合耳片。在其他变体中，上边界是围绕容置槽的第二段的壁。
容置槽的第二段优选地具有尺寸使得接合耳片能够滑入其中而没有在驱动轴的轴向方向移动的风险。
这确保了刀具不会沿驱动轴的轴向方向发生不需要的移动并从而改变磨削、抛光或加工单元与工件之间的压力，且磨削、打磨或抛光工作的质量可能会随之发生变化。
容置槽的第二段优选地形成为使得容置槽的顶侧和/或底侧向彼此轻微倾斜。这样，容置槽的第二段在与容置槽的第一段相交处略宽于容置槽的內端。这确保了，当卡口式联轴器的两个部分旋转彼此接合时，更容易确保两个部分的起始位置彼此相对，并且随后确保继续旋转时，在卡口插座处的摩擦力增大，以将卡口插座的两个部相对彼此固定。
作为一个可替换的方案，接合耳片形成有略带楔形的端部，使得接合耳片的端部或多个端部比其中间部位更窄。
卡口式联轴器优选地形成在驱动轴上，其中轮毂部位包括中心轴和轮毂衬套，它们彼此连接，优选地通过模塑一体成型或者通过螺纹拧在一起。
中心轴或者也可包括轴箍，轴箍设有至少一个导向孔，导向孔与轮毂衬套上的至少一个导向耳片相互作用来建立旋转固定连接。
本发明还涉及如上所述的具有卡口插座的加工单元，用于将刀具安装在电机单元的驱动轴上。
加工单元的刀具优选地具有用于磨削、打磨、抛光或类似工序的装置，此处将其指定为刀具元件。
该加工单元例如可包括盘部，其用如上所述的卡口插座固定至驱动轴，使得刀具固定至盘部而不是直接固定至驱动轴，从而以已知的方式实现刀具间接地固定至加工单元。
这意味着，卡口式联轴器能够与各种现有的、与加工单元直接或间接耦合的设备项目一起使用。
例如加工单元装备成使得刀具和单独的盘部相连，盘部设有第一连接装置，以可松开的方式与刀具上的相应的第二连接装置相互作用。
优选地，在钩和紧固件连接以及卡口式联轴器中选择第一、二连接装置。
刀具的刀具元件优选地包括磨削、抛光或类似工序的装置。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行描述，其中
图1示出了用于将一次性刀具固定至加工单元的驱动轴的卡口式联轴器，
图2示出了卡口式联轴器处于驱动轴的轮毂部位上的联轴部分，
图3a-3d示出了不同角度的轮毂部位的联轴部分，
图4示出了轮毂部位上的齿或凸起，
图5示出了具有孔的刀具，孔具有弹性耳片，以及
图6示出了具有弹性耳片以及下轴箍的孔的细节。
具体实施方式
本发明结合具有两个联轴部分的卡口式联轴器进行描述，其中具有容置槽的联轴部分置于轮毂部位的外侧，位于驱动轴上，同时具有接合耳片的联轴部分置于孔中。孔是刀具的一部分。如上所述，卡口式联轴器可具有不同配置。
图1示出了固定至驱动轴2的刀具1。驱动轴2由电机(图中未示出)驱动，以绕旋转轴16转动。刀具已经安装了刀具元件3，如磨削元件或抛光元件。轮毂部位位于驱动轴上。轮毂部位设计有两个容置槽5，而图1中仅示出了一个。刀具1具有孔6，位于刀具1的外侧的中央。此外，孔的下部是两个接合耳片7(图1中仅示出了1个接合耳片)。如上所述，可能存在更多或更少的容置槽以及接合耳片。
轮毂部位4具有T形容置槽5，且当轮毂部位4置于孔6中时，刀具1能够顺时针旋转和逆时针旋转，并从而建立顺时针旋转和逆时针旋转的锁定接合。这确保了无论刀具如何旋转，加工单元牢固地置于驱动轴上。
图2示出了轮毂部位，分别是两个不同的容置槽5的第二段的右部和左部。
图3a-3d示出了不同角度的容置槽。轮毂部位4上示出了存在两个容置槽，各自具有第一段和第二段，第二段分为右部9和左部8。
图4示出了轮毂部位4以及容置槽9的第二段的右部、容置槽8的第二段的左部。在容置槽的第二段的右部和左部中均设有齿11。齿背向容置槽的第一段并作为棘轮与孔的锁定耳片相互作用。齿确保刀具不能沿锁定方向相反的方向转动，例如，在旋转突然停止时，从而确保刀具不会在使用期间脱落。
图5示出了工具1的外部。孔6位于刀具1的外侧中央。两个接合耳片7位于孔6中，彼此相对。
图6示出了孔的内部。存在两个接合耳片7，每个包括两个锁定耳片12，其中锁定耳片面向彼此。锁定耳片的外侧形成有倒钩13。锁定耳片的倒钩形成棘轮的第二部分，与容置槽5中的齿11一起形成棘轮(图4)。
锁定耳片12还具有弱化线14。当移除卡口式联轴器时，锁定耳片12将弯曲或折断，这样使得能够对抗棘轮转动卡口式联轴器的两个部分。对于加工单元的一次性使用，优选使用弱化线。
在孔6的最下部，置有轴箍15，其垂直于孔6。轴箍15意味着轮毂部位4不能穿过刀具1，而是将轮毂部位4维持在使容置槽5以及接合耳片7具有适当高度的高度，从而使得它们能够易于彼此接合。此外，轮毂部位将在接合耳片和轴箍之间夹紧，并且由此确保在使用期间刀具不会沿旋转轴的轴向移动。
1. 刀具
2. 驱动轴
3. 刀具元件
4. 轮毂部位
5. 容置槽
6. 孔
7. 接合耳片
8. 容置槽的第二段的左部
9. 容置槽的第二段的右部
10. 容置槽的第一段
11. 齿
12. 锁定耳片
13. 倒钩
14. 弱化线
15. 轴箍
16. 旋转轴

Claims (10)

1.一种卡口式联轴器，用于将具有刀具元件(3)的刀具(1)安装至加工单元的驱动轴(2)上，所述加工单元包括电机，所述电机包括驱动轴(2)，用于驱动刀具绕旋转轴(16)旋转，其中所述驱动轴通过卡口式联轴器以驱动方式直接或间接地连接至刀具，所述卡口式联轴器包括两个联轴部分，一个联轴部分设有容置槽(5)，用于容纳另一个联轴部分上的接合耳片(7)，其中容置槽(5)具有第一段(10)，第一段(10)平行于旋转轴延伸，第二段(8、9)相对旋转轴(16)横向地延伸，这样使得能够通过卡口式联轴器的接合驱动刀具，其特征在于，所述容置槽(5)的第二段(8、9)在第一段(10)的两侧延伸，从而形成T形容置槽(5)，所述卡口式联轴器设计有位于所述两个联轴部分中的一个上的至少一个带倒钩(13)的锁定耳片(12)，所述倒钩与位于所述两个联轴部分中的另一个上的相应的齿(11)或多个凸起接合，以在刀具旋转时，建立锁定耳片与齿或凸起的锁定接合。
2.根据权利要求1所述的卡口式联轴器，其特征在于，每个锁定耳片包括弱化线(14)，这样使得当所述刀具从所述驱动轴的轮毂部位(4)移除时，损坏锁定耳片(12)。
3.根据上述任一权利要求所述的卡口式联轴器，其特征在于，所述齿(11)或所述凸起置于驱动轴上的轮毂部位(4)上，且至少一个锁定耳片(12)置于刀具的孔中，且所述孔设计为容置所述轮毂部位。
4.根据权利要求3所述的卡口式联轴器，其特征在于，具有容置槽(5)的联轴部分为轮毂部位(4)，容置槽设置在轮毂部位的外周，具有接合耳片(7)的联轴部分设置在刀具的孔中。
5.根据权利要求4所述的卡口式联轴器，其特征在于，所述接合耳片(7)包括两个指向彼此的锁定耳片(12)，齿(11)或凸起设置在容置槽的第二段(8、9)中。
6.根据权利要求1所述的卡口式联轴器，其特征在于，具有接合耳片(7)的联轴部分为轮毂部位(4)，所述接合耳片(7)设置在轮毂部位的外周，且具有容置槽(5)的联轴部分设置在刀具的孔中。
7.根据权利要求6所述的卡口式联轴器，其特征在于，所述锁定耳片(12)位于所述容置槽(5)的第一段(10)的两侧上，且所述齿(11)或凸起设置在接合耳片的背侧接合表面上的轮毂部位上。
8.根据权利要求1所述的卡口式联轴器，其特征在于，一个联轴部分设有至少两个容置槽(5)，第二个联轴部分设有至少两个接合耳片(7)，这样使得容置槽的数量至少与接合耳片的数量相等。
9.根据权利要求1所述的卡口式联轴器，其特征在于，所述容置槽的第二段(8、9)的尺寸为使得接合耳片(7)能够滑入其中而没有在旋转轴方向移动的风险。
10.一种加工单元，用于磨削或抛光，其中所述加工单元包括根据权利要求1-9任一项所述的卡口式联轴器，用于将刀具(1)安装在所述加工单元的电机的驱动轴(2)上。
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