CN1650128A - 用于供给流体的工具支架和供给流体的工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于供给流体的工具特别是喷水工具的支架，该支架可将所要保持在支架内的工具简单，迅速和可靠地与支架连接，根据本发明，该支架包括用于容纳工具连接件的容纳装置，在工作位置上紧贴在连接件上的密封件和用于将密封件向工作位置上的连接件预张紧的预张紧装置。

Description

用于供给流体的工具支架和供给流体的工具

技术领域

本发明涉及一种用于供给流体的工具，特别是喷水工具的支架。

此外，本发明还涉及一种保持在这种支架内供给流体的工具，特别是喷水工具。

背景技术

这种供给流体的工具，特别是喷水工具例如可以作为喷管构成，具有排出所输送流体的排出口，并例如可以将从排出口排出的射流对准工件用于去毛刺和/或者清理。

本发明特别是涉及那种在至少100bar，最好至少1000bar的高压下输送流体的工具。利用这种高压流体工具可以取得特别好的去毛刺和清理效果。

上述类型公知的高压流体工具通过旋接与连接在流体输送管道上的工具支架连接。在此方面，例如使用夹持环和压紧螺丝或者带锁紧螺母的半圆罩。

在流体工具必须旋接在上面的支架中，为产生工具和支架之间的连接，需要例如扳手这样适当的连接工具。此外，必须利用非常精确的工具进行旋接，因为流体工具的支架常常设置在例如像旋转传动机构或者机器人等非常贵重的部件上。

发明内容

本发明的目的因此在于提供一种用于供给流体的工具，特别是喷水工具的支架，它可以将所要保持在支架内的工具简单，迅速和可靠地与支架连接。

该目的依据本发明在具有按权利要求1前序部分所述特征的支架上由此得以实现，即支架包括用于容纳工具连接件的容纳装置，在工作位置上紧贴在连接件上的密封件和用于将密封件向工作位置上的连接件预张紧的预张紧装置。

依据本发明的解决方案可以产生支架和工具之间可靠密封的连接，为此无需将工具与支架旋接。

工具和依据本发明的支架之间手动连接，为此无需连接工具。

通过依据本发明的解决方案，提供一种可手动松开快速闭合的支架，特别是也适用于在最少100bar，最好至少1000bar的高压下输送流体的高压流体工具。

依据本发明的支架特别是可以在工具的工作期间环绕其纵轴旋转，然后将工具旋转所需要的转矩传递到工具上。

该工具在这种情况下例如可以具有通过工具的旋转自动旋转的铣削头。

连接件可以与工具的功能部件整体构成或者作为单独部件构成。

在依据本发明的支架中，容纳装置特别是这样构成，防止连接件在工作位置上从支架向外移动。

容纳装置此外这样构成，防止连接件在工作位置上环绕其纵轴相对于支架转动。由此特别是在支架可旋转或者设置在可旋转部件上的情况下，将支架的旋转运动传递到工具上。

连接件特别是在一插入位置上可插入支架内，并在插入支架后通过环绕其纵轴转动，需要时利用随后的平移进入工作位置，在该位置上防止连接件环绕其纵轴转动和从支架向外移动。

将支架的密封件向工件的连接件预张紧的预张紧装置特别是可以包括弹簧件。

密封件最好可在支架内移动。

密封件特别是可以从静止位置基本上直线移动到密封件紧贴在工具连接件上的工作位置内。

为产生支架和工具之间的流体密封连接，密封件可以具有在工作位置上紧贴在连接件密封面上的密封面。

在依据本发明支架的一优选构成中，密封件的密封面基本上截锥状构成。

通过密封面截锥状的构成取得特别可靠的密封效果，并此外在连接件和/或者密封件插入时或者工具工作期间保持变形的情况下，保证密封件可以毫无问题地与连接件松开。

事实证明特别有益的是，密封件的密封面具有约40°～约80°，最好约50°～约70°的圆锥张开角。在此方面，圆锥张开角应理解为圆锥表面积连同圆锥轴所包含的角的两倍。

在依据本发明支架的一特别构成中，密封件具有流体通道，输送到工具的流体可从该通道通过。

为取得密封件向工具连接件特别高的压紧力，密封件可以具有可由输送到工具的流体施加的压力面。

在这种情况下特别有益的是，密封件的压力面在与密封件移动方向垂直的平面上的投影大于密封件的密封面在与密封件的移动方向垂直的平面上的投影，密封件利用该密封面紧贴在工作位置上连接件的密封面上。

为在工具工作时取得密封件尽可能高的压紧力，具有优点的是密封件压力面的投影为密封件的密封面在与密封件的移动方向垂直平面上投影的至少两倍，最好至少三倍。

为了能够将密封件简单和迅速地与工具的连接件松开，有益的是支架包括移动装置，用于将密封件从工作位置移动到密封件不紧贴在连接件上的静止位置。

这种移动装置特别是可以包括减压螺母。

如果可向密封件施加至少100bar，最好至少1000bar压力下的流体，可以取得密封件对连接件特别高的压紧力和因此在流体工具的工作期间特别好的密封效果。

本发明的另一目的在于提供一种供给流体的工具，特别是喷水工具，可简单，迅速和可靠地与用于工具的支架连接。

该目的通过供给流体的工具，特别是喷水工具得以实现，该工具可插入按权利要求1-15之一所述依据本发明支架的容纳装置内，在支架内可进入工作位置并在工作位置内可与支架的密封件接触。

在依据本发明工具一优选的实施方式中，工具具有密封面，工具利用该密封面在工作位置上紧贴在支架密封件的密封面上。

事实证明特别有益的是，工具的密封面基本上截锥状构成。由此取得一方面密封件的密封面和另一方面工具的密封面之间特别好的密封效果。此外，通过密封面的这种构成，保证即使在工具和/或者支架的密封件插入时或者工具工作期间保持变形的情况下，也能保证工具可以毫无问题地与支架的密封件松开。

特别具有优点的是，工具的密封面具有约40°～约80°，最好约50°～约70°的圆锥张开角。在此方面，圆锥张开角应理解为圆锥表面积连同圆锥轴所包含的角的两倍。

在依据本发明工具一优选的构成中，密封面设置在工具基本上截锥状的端区上。

为了能够特别容易地将工具插入支架内并重新从支架中取出，在依据本发明工具一优选的构成中，工具具有带第一直径的基本上圆柱体的第一段和带第二直径的基本上圆柱体的第二段，其中，第一圆柱体段设置在第二圆柱体段和工具基本上截锥状的端区之间，并且第二直径大于第一直径。

为将工具可靠地保持在支架内，工具包括非旋转对称的盘，它在工作位置上防止工具的连接件在连接件的纵向上从支架向外移动。

此外，工具最好包括非旋转对成的盘，它在工作位置上防止连接件环绕其纵轴相对于支架转动。由此特别是在支架可旋转或者设置在可旋转部件上的情况下，可将支架的旋转运动传递到工具上。

最好工具的盘利用至少一个接触面这样紧贴在支架的接触面上，使支架的转矩可传递到工具上。

工具特别是可以这样构成，使工具可在插入位置上插入支架内，并在支架的内部通过环绕工具的纵轴转动例如90°和在需要时平移工具进入工作位置内。

权利要求24涉及依据本发明的支架和依据本发明的工具的组合。

附图说明

下面借助附图的实施例对本发明的其他特征和优点进行说明。其中：

图1示出用于供给流体的工具支架剖面示意图，其中，工具的连接件处于支架内的工作位置上；

图2示出图1支架和工具沿图1线段2-2的横截面示意图；

图3示出图1支架和工具沿图1线段3-3的横截面示意图；

图4示出与图3相应的支架和工具的横截面示意图，其中，工具处于插入位置上；

图5示出取出工具情况下图1支架的剖面示意图；

图6示出图1工具的剖面示意图；

图7示出图1支架止动颚的纵剖面示意图；

图8示出图7止动颚沿图7线段8-8的横截面示意图；

图9示出图7止动颚从下部沿图7箭头9观察方向的顶视图。

所有附图中相同的或者功能相同的部件均采用同一参考符号标注。

具体实施方式

图1-5和7-9中示出整体采用100标注的用于供给流体的工具特别是喷水工具的支架包括压力缸102，它在其连接侧的上端具有阶梯式的轴向连接孔104。从压力缸102的下端面106沿支架100的纵轴109向上延伸出轴向中心导向孔108。上连接孔104和下导向孔108通过阶梯式的轴向连接孔110相互连接。

与连接孔110配合的是空心圆柱体的套筒112，在其上端具有轴向上突起的盘114，其下面紧贴在阶梯式连接孔110的阶梯上，从而套筒112可以不通过连接孔110向下移动到导向孔108内。

套筒112伸入导向孔108内的下段具有轴向贯通孔116，通过该孔套筒112的内腔与导向孔108处于套筒112外部构成压力室118的区域连接。

压力室118向下通过密封活塞122的上端面120限制，该活塞具有在导向孔108内轴向滑移引导的圆柱体上导向段124和向下连接在导向段124上的圆柱体端板126，该端板具有明显大于导向段124的直径并与其整体构成。

密封活塞122具有轴向中心流体通道128，该通道包括通到密封活塞122上端面120上的圆柱体入口段130，通到密封活塞122下端面134上并向其扩展的圆锥体出口段132，还包括将入口段130与出口段132连接的圆柱体连接段136，其直径小于圆柱体入口段130的直径并与圆锥体出口段132的最小直径相称。

圆锥体出口段132的侧端面构成密封活塞122的基本上截锥面状的密封面138。

密封面138的圆锥张开角最好约为60°。

套筒112的下端处于流体通道128的入口段130内，从而连接孔104通过套筒112与流体通道128连接。

带有端板126的密封活塞122的下端突入连接室140内，该室一方面通过压力缸102的下端面106和另一方面通过止动颚142的内接触壁限制，止动颚具有带内螺纹146基本上空心圆柱体的连阶段144，该段为与压力缸102连接旋接在压力缸102下端上的外螺纹148上。

在止动颚142的连接段144上向下连接带有圆柱体上分段152和圆柱体中分段154的导向段150，其中，中分段154具有明显小于上分段152的直径。在中分段154上向下连接导向段150向下锥形扩展的下分段158。

在止动颚142导向段150的下分段158上向下连接整体采用156标注的止动段，它包括基本上圆柱体的上分段160和通过两个彼此相对的支柱凸起部164构成的下分段162。

止动颚142的上述所有部件均相互整体构成。

止动颚142的导向段150和上分段158由圆柱体的轴向工具导向通道166通过，该通道一方面在导向段150的上端面168上通入连接室140内，另一方面在导向段150的下端面170上通入构成止动颚142止动段156的接收室172内。

如可从图3和5最清楚地看到的那样，接收室172具有基本上矩形的横截面，并在与支架100的轴向垂直的x-方向上延伸通过全部止动段156。

在与工具导向通道166相对的面上，接收室172通过支柱凸起部164限制，在它们之间构成工具插入通道174，它与接收室172平行(即，沿x-方向)相对，但具有小于接收室172宽度B的宽度b(与x-方向垂直)。

如可从图5最清楚地看到的那样，止动颚142导向段150的上分段152在其外圆周上具有外螺纹176，具有内螺纹178的减压螺母180从下面旋接在外螺纹上。

在减压螺母的内腔内置入分体环182，它环形环绕导向段150的中分段154并向下支承在减压螺母180上。

环182通过多个，例如六个隔离销184与密封活塞122的下端面134接触，隔离销延伸穿过导向段150上分段152内的各自一个轴向贯通孔186。

在压力缸102的压力室118内设置螺旋弹簧188，该弹簧环绕套筒112并一方面支承在压力室118的接触壁190上，另一方面支承在密封活塞122的上端面120上。

通过该螺旋弹簧188密封活塞122在轴向上向下预张紧。

通过减压螺母180旋接在止动颚142导向段150的外螺纹176上，由此减压螺母180向上移动，通过隔离销184和环182支承在减压螺母180上的密封活塞122可逆螺旋弹簧188的弹簧力在轴向上向上移动。

压力缸102里面可以轴向引导密封活塞122的导向孔108具有里面设置密封环194的环形槽192。密封环194一方面紧贴在压力缸102上，另一方面紧贴在密封活塞122导向段124的外圆周上，并这样阻止流体从压力室118沿密封活塞122的外面进入连接室140。

特别是在图6中示出了所要保持在上述支架100内的工具196。

工具196包括整体采用198标注的工具连接件，该连接件包括锥形密封段200，在连接件198的轴向201上连接在密封段200上的第一圆柱体段202和在连接件198的轴向201上连接在第一圆柱体段上的第二圆柱体段204。

工具连接件198第二圆柱体段204的外径略小于止动颚142工具导向通道166的直径，从而在工具连接件198插入止动颚142后，该连接件198可在工具导向通道166内滑移引导。

工具连接件198第一圆柱体段202的外径略小于第二圆柱体段204的外径。

在第二圆柱体段204远离密封段200的末端上具有容纳装置206，用于工具196(仅分段示出的)功能件207的连接端。

容纳装置206内通入轴向上穿过工具连接件198的流体通道208。通过该流体通道208，输送到工具196的流体可从密封段200上具有的入口孔210到达容纳装置206，在那里进入功能件207内具有的流体通道212内并从那里可以输送到工具内应用。

特别是工具196可以作为高压喷管构成，它包括带出口喷嘴的(未示出的)管头，通过该出口喷嘴输送到工具的流体，特别是水在高压下排出，并可用于工件去毛刺和/或者清理。

此外，在工具连接件198的第二圆柱体段204上具有径向上远离的盘213，它包括靠近密封段200的定位段214和远离功能件207容纳装置206的防转段216。

防转段216具有带方形横截面的直角平行六面体的形状。防转段216的边长略小于止动颚142工具插入通道174的宽度b。

防转段216具有带两个彼此相对平接触面218(参见例如图3)的双面形状，通过两个彼此相对的弓形弯曲接触面220相互连接。彼此平行的平接触面218的距离相当于防转段216的边长。

定位段214平行向平接触面218的最大延伸略小于止动颚142接收室172的宽度B。

工具连接件198锥形密封段200基本上截锥状的环形面构成密封面222。

工具连接件198密封面222的圆锥张开角略小于密封活塞122密封面138的圆锥张开角，最好约小2°，例如约为58°。

用于保持工具196的上述支架100的工作原理如下：

为将工具196插入支架100内，首先将密封活塞122从图5示出的工作位置移动到静止位置内，在该位置内端板126的上面224紧贴在压力缸102的下端面106上，方法是将减压螺母180以相应距离旋接在止动颚142导向段150的外螺纹176上，并这样将密封活塞122逆螺旋弹簧188的弹簧力在轴向上向上压。

接着将工具196利用工具连接件198向前按图4所示定位，在该位置上定位段214的平接触面218平行对准支架100的x-方向，这样通过工具插入通道174和工具导向通道150插入连接室140内，直至工具连接件198的定位段214紧贴在止动颚142导向段150的下端面上。

接着将工具连接件198环绕其纵轴201转动90°，并在纵轴201的方向上这样回移，使防转段216处于止动颚142的支柱凸起部164之间，并使定位段214紧贴在支柱凸起部164上。

现在将减压螺母180这样从止动颚142导向段150的外螺纹176旋出并因此在轴向上向下移动，直至通过螺旋弹簧188的弹簧力在轴向上向下向工具连接件198的密封段200移动的密封活塞122利用其锥形密封面138紧贴在工具连接件198的同样锥形密封面222上。

在该位置上工具连接件198通过从密封活塞122传递到密封段200上的螺旋弹簧188的回转力，利用其定位段214压向支柱凸起部164，从而工具连接件198在其轴向位置上相对于止动颚142定位。

因为在该位置上防转段216利用其两个接触面紧贴在支柱凸起部164的侧接触面上，所以工具连接件198在该位置上也防止环绕其纵轴转动。

在这种状态下支架100和工具196可组合使用。

支架100在其上端连接在(图1和5中虚线示出的)流体输送管道225上，通过该管道可将流体，例如带或者不带添加剂的水在例如1500bar的高压下输送到支架100的连接孔104。

打开流体输送管道后，处于高压下的流体通过套筒112和径向贯通孔116进入压力缸102压力室118内的圆周表面，从而密封活塞122的上端面120由流体施加高压。

密封活塞122由此在轴向上被压向工具连接件198的密封段200，其中，从密封活塞122上端面120的表面投影与密封活塞122和密封段200所彼此紧贴的表面投影之比中产生的压紧力与垂直于支架100轴向的平面相关。

密封活塞122和工具连接件198由金属材料组成，从而彼此相对压紧的密封面138和222金属上彼此相对密封。

输送到工具196的流体因此从密封活塞122的流体通道128基本上无损耗或者至少低损耗地进入工具连接件128的流体通道208内，并从那里继续进入工具196功能件207的流体通道212内。

如果在全部密封效果出现之前或者工具196在密封面138，222上的工作期间，让流体进入连接室140的处于密封活塞122下部的区域内，那么该液体可以通过止动颚142的连接段144内具有的径向贯通孔226向外泄漏，从而在连接室140内不会出现会降低密封活塞122利用其压向工具连接件198密封段的压紧力的反压力。

为重新将工具连接件198从支架100内取出，在重新关闭流体输送管道225之后，将减压螺母180继续旋接在止动颚142导向段150的外螺纹176上并因此在轴向上向上移动，从而将密封活塞122通过环182和隔离销184从工具连接件198的密封段200上取下。

在密封活塞122因此从工作位置回移到静止位置内后，可以将工具连接件198在轴向上向上移动，从而防转段216从工具插入通道174内出来进入接收室172。在接收室172内，防转段216并因此还有工具连接件198可以环绕其纵轴201回转90°进入插入位置或者拆开位置(参见图4)，在该位置上，定位段214的平接触面218平行对准工具插入通道174。

接着可以将工具连接件198在轴向上从止动颚142内移出。

通过工具连接件198密封段200的锥形造型，使得在工具连接件198插入时或者工具196工作期间保持变形的情况下，也能毫无问题地保证工具连接件198与密封活塞122松开。

对于将工具连接件198易于与密封活塞122松开来说此外的优点是，工具连接件198的第一圆柱体段202具有略小于第二圆柱体段204的外径。

Claims (24)

1.用于供给流体的工具(196)特别是喷水工具的支架，其特征在于，支架(100)包括用于容纳工具(196)连接件(198)的容纳装置，在工作位置上紧贴在连接件(198)上的密封件(122)和用于将密封件(122)向工作位置上的连接件(198)预张紧的预张紧装置。

2.按权利要求1所述的支架，其中，容纳装置这样构成，使得防止在工作位置上的连接件(198)从支架(100)向外移动。

3.按权利要求1或2所述的支架，其中，容纳装置这样构成，使得防止在工作位置上的连接件(198)环绕其纵轴(201)相对于支架(100)转动。

4.按权利要求1-3之一所述的支架，其中，预张紧装置包括弹簧件(188)。

5.按权利要求1-4之一所述的支架，其中，支架(100)内的密封件(122)被移动引导。

6.按权利要求1-4之一所述的支架，其中，密封件(122)具有密封面(138)，该面在工作位置上紧贴在连接件(198)的密封面(222)上。

7.按权利要求6所述的支架，其中，密封件(122)的密封面(138)基本上截锥状构成。

8.按权利要求7所述的支架，其中，密封件(122)的密封面(138)具有约40°～约80°，最好约50°～约70°的圆锥张开角。

9.按权利要求1-8之一所述的支架，其中，密封件(122)具有流体通道(128)，输送到工具(196)的流体可从该通道通过。

10.按权利要求1-9之一所述的支架，其中，密封件(122)具有可由输送到工具(196)的流体施加的压力面(120)。

11.按权利要求10所述的支架，其中，密封件(122)的压力面(120)在与密封件(122)移动方向垂直的平面上的投影大于密封件(122)的密封面(138)在与密封件(122)的移动方向垂直的平面上的投影，密封件(122)利用该密封面(138)紧贴在工作位置上的连接件(198)的密封面(122)上。

12.按权利要求11所述的支架，其中，密封件(122)压力面(120)的投影为密封件(122)的密封面(138)在与密封件(122)的移动方向垂直平面上投影的至少两倍，最好至少三倍。

13.按权利要求1-12之一所述的支架，其中，支架(100)包括移动装置，用于将密封件(122)从工作位置移动到密封件(122)不紧贴在连接件(198)上的静止位置。

14.按权利要求13所述的支架，其中，移动装置包括减压螺母(180)。

15.按权利要求1-14之一所述的支架，其中，可向密封件(122)施加至少100bar，最好至少1000bar压力下的流体。

16.供给流体的工具，特别是喷水工具，可插入按权利要求1-15之一所述支架(100)的容纳装置内，在支架(100)内可进入工作位置并在工作位置内可与支架(100)的密封件(122)接触。

17.按权利要求16所述的工具，其中，工具(196)具有密封面(222)，工具(196)利用该密封面(222)在工作位置上紧贴在支架(100)的密封件(122)的密封面(138)上。

18.按权利要求17所述的工具，其中，工具(196)的密封面(222)基本上截锥状构成。

19.按权利要求18所述的工具，其中，工具(196)的密封面(222)具有约40°～约80°，最好约50°～约70°的圆锥张开角。

20.按权利要求17-19之一所述的工具，其中，密封面(222)设置在工具(196)基本上截锥状的端区(200)上。

21.按权利要求20所述的工具，其中，工具(196)具有第一直径的基本上圆柱体的第一段(202)和第二直径的基本上圆柱体的第二段(204)，其中，第一圆柱体段(202)设置在第二圆柱体段(204)和工具(196)基本上截锥状的端区(200)之间，并且第二直径大于第一直径。

22.按权利要求16-21之一所述的工具，其中，工具(196)包括非旋转对称的盘(214)，它在工作位置上防止工具(196)的连接件(198)在连接件(198)的纵向(201)上从支架(100)向外移动。

23.按权利要求16-22之一所述的工具，其中，工具(196)包括非旋转对成的盘(216)，它在工作位置上防止连接件(198)环绕其纵轴(201)相对于支架(100)转动。

24.按权利要求1-15之一所述的支架(100)和按权利要求16-23之一所述的工具(196)的组合。

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