CN1125697C - 具有可变形夹紧套管的液压夹盘 - Google Patents

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Abstract

一种液压夹盘包括一个用于接纳刀具柄部的中心钻孔。在夹盘主体内设置有至少一个闭合腔，该闭合腔靠近上述钻孔并且沿圆周方向延伸一段小于360度方向的距离。该闭合腔包含一种不可压缩的介质。一个加压装置与上述介质连通以便对介质加压以便使钻孔壁径向变形并从一个正常直径膨胀到一个较大的直径，从而使一个元件能进入或移出该钻孔。对介质减压可导致钻孔壁沿径向回缩到正常直径，从而将可运动元件夹紧在钻孔内。

Description

具有可变形夹紧套管的液压夹盘
发明的技术背景
本发明涉及一种液压夹盘和夹紧方法，其中套管沿径向变形以便能夹住一个例如为刀具柄部的元件。
已经发明了许多类型用于牢固固定刀具的夹盘。在这些夹盘有一种所谓液压夹盘，该液压夹盘包括一个用于夹紧刀具柄部的可变形圆柱体中心钻孔。一个沟槽径向间隔地围绕上述钻孔延伸并填充有例如油等不可压缩的介质。该夹盘在沟槽和钻孔之间的部分构成一个可沿径向变形的套管。一个加压元件例如螺杆(即螺纹柱塞)与上述油连通以便在推进螺杆时对油施加压力。由于加压的油，上述套管以一种减小其有效直径即减小上述钻孔内壁的有效内径的方式而变形，由此上述壁夹住上述刀具柄部。当收回螺杆而使油减压时，上述套管恢复到其原始形状以便释放刀具柄部。例如美国专利4,387,906；4,677,792和5,127,780中所公开的液压夹盘。
这种夹盘的一个缺点在于，在使用刀具时必须维持住压力。在施压失败(例如漏油)时，刀具能在使用时意外地发生脱离，这样不仅会打断工作而且也会产生危险。
同样，上述套管典型地是一个薄壁套管，该套管表现出一些另外的危险。例如，如果在无刀具时施加压力，该套管将承受过度变形，长时间会产生足够使该套管破裂(产生裂痕)的疲劳。如果在刀具仅部分插入时施加压力，在套管与刀具柄部内缘相接触的位置会产生一个永久形成的脊状物。如果刀具柄部的外表面包括一个平坦部分，则会产生另一种不利变形，因为该平坦部分所在的区域将不再提供阻止壁变形的抵抗力，因此会在套管内形成一个平坦部分。
因此，本发明的目的是提供一种避免偶然释放夹固元件的可靠但相对经济的方法。
本发明的另一目的是提供一种夹盘和一种夹紧方法，其中夹盘具有一不易破裂或不易产生永久变形的可变形套管。
发明概述
本发明涉及一种液压夹盘，该液压夹盘包括一个纵向延伸的夹盘主体，该夹盘主体包括径向间隔的内表面和外表面。内表面限定出一个具有纵向延伸轴的钻孔的一个壁。外表面与上述钻孔壁在一个沿相对上述轴的径向向外延伸的方向上间隔放置。至少一个闭合腔与上述钻孔壁以及外表面径向间隔地设置在夹盘主体内。该闭合腔在圆周方向延伸一段小于夹盘主体圆周的距离，并包含一种不可压缩的介质。一个加压装置与该介质连通，以便对介质加压使钻孔壁径向变形并从一个正常直径膨胀到一个较大的直径，从而可以能使一个元件进入或移出该钻孔。对介质减压可导致钻孔壁沿径向回缩到正常直径，从而将可运动元件夹紧在钻孔内。
钻孔壁最好包括一个位于靠近至少一个腔的位置处的纵向凹槽。
最好设有若干腔，而且这些腔相互连接。
上述能沿圆周间隔开和/或沿径向间隔的腔可以具有圆形横截面或非圆形的横截面。
本发明还涉及一种使用上述液压夹盘的夹紧方法。
附图说明
通过以下结合附图对最佳实施例的详细描述将使本发明更为清楚，在附图中相同的标号表示相同的元件，其中附图包括：
图1为根据本发明的夹盘主体的一个主视图；
图2为图1所示夹盘主体的一个后视图；
图3为包括图1中夹盘主体的一个夹盘和一个连接装置的分解侧视图；
图4为在连接装置已经固定在夹盘主体上后，沿图3中4-4线所截取的纵向截面图，其中示出刀具柄部正插入刀具主体的钻孔中；
图5为没有刀具柄部安装在刀具主体内时沿图3中5-5线所截取的截面图；
图5a为与图5相似的一个视图，其中示出钻孔的一个壁随着加压装置的加压操作而变形；
图5b为图5a中一个部分的放大图；
图6为刀具柄部安装在夹盘内时沿图4中6-6线所截取的截面图；
图7为夹盘主体的第二实施例与图5相似的截面图；
图8为夹盘主体的第三实施例的示意图；
图9为夹盘主体的第四实施例的示意图；
图10为夹盘主体的第五实施例的示意图；
图11为夹盘主体的第六实施例的示意图；
图12为夹盘主体的第七实施例的示意图；
图13为夹盘主体的第八实施例的示意图；
图14为夹盘主体的第九实施例的示意图；
图15为液压夹盘的另一实施例的纵向截面图；
图16为沿图15中16-16线所截取的行截面图。
最佳实施例的详细说明
图1到图6示出本发明的液压夹盘10的第一实施例。
该夹盘10包括一个夹盘主体11和一个连接装置22。夹盘主体11的作用是接纳一个需要被夹紧的元件TS，连接装置22的作用是将夹盘主体连接在一个载体例如机器心轴(未示出)上。
夹盘主体11具有前面12和后面14。前面12由一个圆柱形套管16所限定，后面14是由一个圆柱形凸缘18所限定。套管16和凸缘18通过一个截头圆锥形的过渡部分20而相互连接。
连接装置22是一个常用的任何合适类型的连接装置22，该装置连接夹盘主体后面14(例如通过焊接、粘接、铜焊等方式)以便使夹盘能连接在一个载体(未示出)上。
一个中心钻孔24轴向延伸在夹盘主体内，该钻孔具有一个形成在前面12内的开口。一个前向的轴向肩部26形成在主体11的内部。钻孔24适于接纳一个刀具柄部TS(图4和图6)，该刀具柄部抵靠住肩部26。可供替代的是可不使用肩部26，由此刀具柄部TS抵靠在连接装置22的一个端面22a上。
在夹盘主体内形成有至少一个与钻孔轴平行延伸的腔30。在图1-6所示实施例中有四个腔30。每个腔30在径向上与夹盘径向间隔的内、外表面16、34间隔开，其内表面32限定出钻孔24的一个壁。
每个腔沿小于360度的圆周延伸，即没有腔完全包围住钻孔24。最好没有腔在圆周上延伸超过90度。
上述腔30在其前端和后端分别被一个前端壁34和连接装置22所闭合。
上述腔30在圆周方向相互间隔放置，但是又通过一个圆形连接通道36相互连通。一个从夹盘主体的外表面伸出的径向孔38与通道36连通，该径向孔与通道36相交以便与其形成相互连通的进出口40(图5)。
一个形状为推进螺纹杆42的加压装置以螺纹方式安装在孔38内。可供替代的是，如随后图15所示，可设置一个外部泵以及一个合适的阀。
腔30、通道36以及孔38设置在螺杆42和进出口40之间的部分都填充有一种不可压缩的介质(例如一种液体或硅胶)。油属于一种可供使用的液体，能够通过旋紧推进螺杆42而被加压。已经发现当腔30内的油被充分加压时，钻孔壁将会以如下方式变形，即其有效直径会略微增大。图5a右半部中的虚线显示出上述壁的变形。最好在壁32内形成若干沿圆周相互间隔并且靠近其相应腔30的纵向凹槽或凹痕44(见图5和5b)，以方便壁32变形。
通过使壁32变形并增大(膨胀)钻孔的有效直径，能够将一个需要被夹紧的元件(例如刀具柄部TS)插入上述孔中。如果元件TS的直径小于钻孔的增大后的直径但又大于钻孔的正常直径(静止时)，那在释放液压压力(通过收回螺杆42)时或者如果介质发生泄漏时，该元件就会将被钻孔壁32紧紧地夹住。也就是说，壁32在液压压力释放时将回缩到其静止时的状态，并在元件TS上紧密闭合。
这样就无需为夹紧该元件TS而保持液压压力，因此也就不需要考虑油的泄漏会导致使元件脱离的事故发生。
在图1-6的实施例中的腔结构包括四个具有圆形横截面并且间隔开90度的腔。然而，可以应用其它结构的腔，其中一些分别在图7-14中示出。
在图7中，设置了四对腔50、52。每对腔沿径向间隔放置。一个连接通道(未示出)使上述腔实现流体连接。
在图8中仅设置了一个具有圆形横截面的腔60。
在图9中，腔70为工字型。图中示出四个等间距间隔的腔70，但是也能使用任何适合的元件。
在图10中，设置了两对工字型并且间隔180度的腔80，该腔要比图9中的腔70薄。一个连接通道(未示出)使上述腔810相互连通。
在图11中，设置了一对径向间隔的圆形腔90、92，它们也可由一个连接通道(未示出)相互连通。
在图12-14中每个图的腔都具有圆形横截面并且等间距。图12中使用了三个腔100，图13使用了六个腔110，图12中使用了九个腔120。图12-14中每个图的腔都通过一个连接通道相互连接。
图15和图16示出了本发明的另一个实施例。该实施例涉及一个相对较细的夹盘200，该夹盘能使用在限制的空间中。该夹盘包括一个夹盘主体221，该夹盘主体具有一个在其前端钻出的钻孔224，该钻孔用于接纳刀具柄部(未示出)。若干(例如一对)腔230穿过主体221而形成，以便平行并且紧邻着中心钻孔224而延伸。腔的后端由适合的插入物232而闭合。穿过主体在钻孔224后方的一个位置处部分地钻出一个侧孔234，以便与两个腔230相交。该侧孔与主体221的外周相交并与一管道236相连，该管道236与一个泵238相连，该泵238能将不可压缩的高压介质传送到侧孔234并因此传送到腔230(在阀239的控制下)，以便以上述方式膨胀钻孔224的表面240。
尽管已经通过最佳实施例描述了本发明，但是对于本技术领域的技术人员而言，都可以在不脱离本发明精神和范围的情况下作出未被特别描述的增删、变型以及替换。

Claims (23)

1、一种液压夹盘，该液压夹盘包括：
一个纵向延伸的夹盘主体，该夹盘主体包括径向间隔的内表面和外表面，内表面限定出一个具有纵向延伸轴的钻孔的一个壁，外表面与上述钻孔壁在一个沿相对上述轴的径向向外延伸的方向上间隔；
其特征在于，该液压夹盘还包括至少一个闭合腔，该闭合腔与上述钻孔壁以及与外表面径向间隔地放置在夹盘主体内，该至少一个的闭合腔在圆周方向延伸一段小于360度方向的距离，并包含一种不可压缩的介质；以及
一个加压装置，该加压装置与上述介质连通以便对介质加压使钻孔壁径向变形并从一个正常直径膨胀到一个较大的直径，从而能使一个元件进入或移出该钻孔，对介质减压可导致钻孔壁沿径向回缩到正常直径，从而将可运动元件夹紧在钻孔内。
2、根据权利要求1所述的液压夹盘，其特征在于，钻孔壁包括一个位于靠近上述至少一个腔的位置处的纵向凹槽。
3、根据权利要求1所述的液压夹盘，其特征在于，夹盘主体包括一个与上述至少一个腔相连通的孔，加压装置包括一个以螺纹方式安装在上述孔中的推进螺杆。
4、根据权利要求1所述的液压夹盘，其特征在于，加压装置包括一个泵。
5、根据权利要求1所述的液压夹盘，其特征在于，上述至少为一个的腔具有一个圆形横截面。
6、根据权利要求1所述的液压夹盘，其特征在于，上述至少为一个的腔具有一个非圆形的横截面。
7、根据权利要求6所述的液压夹盘，其特征在于，上述至少为一个的腔具有一个基本工字型的横截面。
8、根据权利要求1所述的液压夹盘，其特征在于，上述至少为一个的腔基本平行于上述轴而延伸。
9、根据权利要求1所述的液压夹盘，其特征在于，上述至少为一个的腔包括若干可实现流体连通的腔。
10、根据权利要求9所述的液压夹盘，其特征在于，上述钻孔壁包括靠近相应腔而设置的纵向凹槽。
11、根据权利要求9所述的液压夹盘，其特征在于，上述夹盘主体包括一个与上述腔实现流体连通的连接通道。
12、根据权利要求11所述的液压夹盘，其特征在于，上述夹盘主体包括一个与上述腔相通的孔和上述连接通道，加压装置包括一个以螺纹方式安装在上述孔内的推进螺杆。
13、根据权利要求9所述的液压夹盘，其特征在于，上述腔沿圆周方向间隔开。
14、根据权利要求9所述的液压夹盘，其特征在于，上述腔沿径向间隔开。
15、根据权利要求9所述的液压夹盘，其特征在于，一些腔沿径向间隔开，而一些腔沿圆周方向间隔开。
16、根据权利要求9所述的液压夹盘，其特征在于，上述腔具有一个圆形横截面。
17、根据权利要求9所述的液压夹盘，其特征在于，上述腔具有一个基本工字型的横截面。
18、根据权利要求9所述的液压夹盘，其特征在于，上述腔基本平行于上述轴而延伸。
19、根据权利要求1所述的液压夹盘，其特征在于，上述不可压缩的介质包括一种液体。
20、根据权利要求1所述的液压夹盘，其特征在于，上述不可压缩的介质包括硅胶。
21、根据权利要求1所述的液压夹盘，其特征在于，上述至少为一个的腔沿圆周延伸一段小于90度方向的距离。
22、根据权利要求1所述的液压夹盘，其特征在于，上述至少为一个的腔包括若干腔，每个腔沿圆周延伸一段小于90度方向的距离。
23、一种夹紧元件的方法，包括如下步骤：
A.将元件插入夹盘主体的一个沿纵向延伸的钻孔中，夹盘主体包括至少一个在该主体内基本沿纵向延伸的闭合腔，该闭合腔与钻孔的一个壁以及夹盘主体的一个外表面径向间隔开，至少为一个的腔沿圆周方向延伸一段小于360度方向的距离并包含一种不可压缩的介质；
B.对介质加压使钻孔壁径向变形并从一个正常直径膨胀到一个较大的直径，从而能使一个元件进入或移出该钻孔；
C.将上述元件插入该变形的孔中；
D.对介质减压，导致钻孔壁沿径向回缩到正常直径，从而将元件夹紧在钻孔内。
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