NO860241L - Verktoeyholder. - Google Patents

Abstract

Verktøyholder av tokjevetypen er anvist hvor. denne har sentreringsnøyaktighet og gripekraft som en girutrustet chuck med tre kjever, hvor verktyholderen innbefatter et legeme (10) som har vanger formet av en polygonal passasje (T6) som er normal til senteraksen av verktøyholderlegemet. En differensialskrue (42, 44). korresponderer ved dens ene ende med en mutter (32). festet til verktøyholderlegemet, og ved sin andre ende (44) med et par anleggsdeler (68, 70) hvor en flate av differensialskruen og anleggsdelene beveger seg mot og bort fra senteraksen av verktøyholderen langs vangene formet av den polygonale passasje og tilveiebringer den ønskede innspenning av verktøyet.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en verktøyholder, slik som en bakkskive eller chuck, brukt i forbindelse med en dreiende maskin slik som en søylebormaskin, fresemaskin, dreiebenk, en transporterbar elektrisk eller pneumatisk maskin eller én hånddrill. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en forbedret form av en to-kjevet chuck som innbefatter en differensialskruemekanisme.

Problemet ved å fastholde et bor eller freseverktøy

i en drevet dreiende verktøyholder eller chuck har vanligvis vært løst ved bruk av en såkalt tre-kjevet chuck hvor de tre kjever er anordnet i en sirkel adskilt fra hverandre ved en bue på 120°. I sin enkleste form kan en slik chuck innbefatte et legeme med en konisk indre overflate for å støtte og-føre kjevene som kan holdes fra hverandre i en omkrets-messig retning av fjærer. Chucklegemet kan være gjenget på en drivaksel som også gjør inngrep med endene til kjevene. Fastholding utføres ved å drive kjevene aksielt etterhvert som chucklegemet skrus på drivakselen. Denne bevegelse frem-kaller en radiell komponent på grunn av den koniske form av chucklegemet, hvilket tilveiebringer denønskede gripekraft. Selv om slike chucker er forholdsvis rimelige, har de ikke

en høy presisjonsgrad og er.heller ikke i stand til å utøve høye gripekrefter på verktøyet.

En annen form for chuck som vanligvis brukes er den girutrustede chuck med tre kjeder. Denne konstruksjon over-vinner hovedproblemene ved tidligere konstruksjoner ved å tilveiebringe føringsspor i chucklegemet for å styre nøy-aktig bevegelsen av kjevene og tennene på kjevene, hvilke korresponderer med en tannhjulsdrevet mutter montert på chucklegemet. Mens denne konstruksjon kan ha en høy presisjon og adekvat gripekraft, innbefatter den et vesentlig antall presisjonsdeler og er derfor forholdsvis kostbar å fremstille.

Til tross for kostnaden av den girutrustede chuck

med tre kjever har den vist seg å være en populær konstruksjon for boremaskiner på grunn av dens automatiske sentre-ringsegenskap, presisjon og gripekraft. Imidlertid har det i

faget også vært utviklet innretninger for selvsentrering i forbindelse med gripeanordninger med to kjever. En slik innretning er differensialskruen eller en skrue med høyre- og venstrehåndsgjenger. Slike innretninger har vært brukt i skrustikker og også i verktøyholdere av forskjellige konstruksjoner. US patent 31148 illustrerer bruken av en differensialskrue i en to-kjevet verktøyholder mens US patent 253 581 anviser en lignende mekanisme for håndskrustikke.

US patent 314 087 angir en differensialskruemekanisme for en matrise eller nippelholder mens US patent 318 22 og US patent 913 912 bruker en slik mekanisme for å sentrere et rør i et rørgjengeverktøy. Bruken av en differensialskruemekanisme i forskjellige benkskrustikker er beskrevet i US patent 920 797, 1 361 577 og 4 208 045.

US patent 335 009 beskriver en differensialskruemekanisme i forbindelse med en sentrerende eller eksentrisk chuck med to kjever. Til felles med noe av de tidligere kjente patenter angitt ovenfor, beskriver US patent 335 009 en kjeve med en V-formet flate, mens den andre kjeve er flat og skaper derved trepunkts kontakt med tangen til verktøyet.

Selv om den tidligere teknikk beskriver et stort antall differensialskruemekanismer for skrustikker, verktøy-holdere og chucker, tilveiebringer ingen av disse den ønskede kombinasjon av nøyaktighet og gripekraft ved forholdsvis lav kostnad.

Problemet som den foreliggende oppfinnelse retter

seg mot er. tilveiebringelsen av en verktøyholder av to-kjeve-typen av enkel konstruksjon og lav tilvirkningskostnad og likevel ha den sentreringsnøyaktighet og gripekraft som den girutrustede chuck med tre kjever har. Dette problem løses grovt ved tilveiebringelsen av et legeme som kan være støpt eller formet av et metall- eller plastmateriale og som har spor formet ved en tverrgående passasje og en aksiell passasje. En differensialskruemekanisme er justberbart anordnet i den tverrgående passasje for slik å samvirke med en splitt-kjeve og en flatekjeve for å skape en stiv og nøyaktig sentrert plassering av verktøyet.

'.'7' -Nærmere bestemt og i samsvar med oppfinnelsen er det tilveiebragt en verktøyholder innbefattende et i-hovedsak sylindrisk legeme med en aksiell boring formet derigjennom og monteringsinnretninger formet ved den ene ende av denne, passasjer formet gjennom nevnte legeme i en retning på tvers av den aksielle boring med aksen av nevnte passasjer kryssende aksen av nevnte legeme, og en chuck med to kjever som gjør bruk av en differensialskruemekanisme i nevnte to passasjer,karakterisert vedatndifferensialskruemekanismen-,innbefatter et par adskilte, men korresponderende amboltdeler eller anleggsdeler med ytre flater glidbart samvirkende med indre overflater av nevnte passasjer og gripeflater anordnet ved en vinkel, i området fra 15 til 75° til et plan parallelt til nevnte akse av legemet og normalt til aksen av nevnte passasjer hvor ..de korresponderende anleggsdeler har indre gjenger med en første stigning, og hvor nevnte differensialskruemekanisme innbefatter en differensialskrue med et kjeveparti ved en ende formet med ytre gjenger med en første stigning og et legemsparti ved sin motsatte ende formet med ytre gjenger av en. andre.. stigning, hvor de ytre gjenger med nevnte første stigning samvirker med indre gjenger med den første stigning av anleggspartiene, hvor de ytre gjenger med nevnte andre stigning korresponderer med indre gjenger av den andre stigning til en mutter festet til nevnte legeme, hvor anleggsdelene og kjevedelene av nevnte differensialskruemekanisme er i et slikt forhold til hverandre at under dreining av nevnte differensialskrue i forhold til_den faste mutter tilveiebringes en trepunkts gripekontakt med et verktøy anordnet :.for posis jonering_i.,nevnte aksielle . boring i; det sylindriske . legemet, idet-to punkter, av nevnte .trepunkts kontakt tilveiebringes ved nevnte gripeflater-av anleggsdelene og den tredje ved en kjeveflate ved nevnte ene ende av differensialskruen.. --'.._ • Den . f late .kjeve er fortrinnsvis en profilert flate ved enden vav•én differensialskrue eller er anordnet på .ét . separat:bevegbart kjevestykke;engasjert av differensialskruen forå gjøre-gripemomentet størst mulig.

Ytterligere formål og fordeler ved oppfinnelsen vil fremkomme fra den følgende detaljerte beskrivelse og de ved-lagte tegninger hvor: Fig. 1 er en perspektivskisse av en verktøyholder i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er en s<p>rengskisse av en verktøyholder i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 er et forstørret langsgående tverrsnitt av verktøyholderen tatt langs linjen 3-3 i fig. 1. Fig. 4 er et tverrsnitt av verktøyholderen gjennom differensialskruen tatt langs linjen 4-4 i fig. 3. Fig. 5 er et langsgående tverrsnitt av verktøyhol-deren tatt langs linjen 5-5 i fig. 3. Fig. 6 er et bruddstykkevis lengdesnitt av verktøy-holderen som viser den flate kjeve på differensialskruen tatt langs linjen 6-6 i fig. 4. Fig. 7 er et sideriss av en alternativ form av en verktøyholder i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Fig. 8 er en forstørret tverrsnittsskisse av den alternative form av verktøyholderen tatt langs linjen 8-8 i fig. 7. Fig. 9 er et forstørret lengdesnitt av den alternative form for verktøyholderen tatt langs linjen 9-9 i fig. 7. Fig. 10 er et bruddstykkevis lengdesnitt av verktøy-holderen som viser en kjeveflate formet på differensialskruen. Fig. 11 er en skjematisk fremstilling som viser sli<p>pmomentet for verktøyholderen som resulterer fra et om-råde av tilstramningsmomenter for verktøyholdere med forskjellige flatekonfigurasjoner.

Det vises nå til tegningene og særlig figurene 1, 2 og 3 hvor verktøyholderen 10 i samsvar med den foreliggende oppfinnelse innbefatter et i hovedsak sylindrisk legeme 12 som har formet deri et innvendig gjenget monteringshull 14. Monteringshullet 14 er valgt fra en gruppe standardstørrel-ser, slik som 3/8-dels diameter og 24 gjenger pr. tomme eller 1/2" diameter, med 20 gjenger pr. tomme slik at verktøyhol-deren 10 kan monteres på en standardmaskin eller drivakselen til håndverktøyet.-. Alternativt kan monteringshullet 14 maskineres til en standard konus for å passe i maskiner utstyrt med drivspindler av konusform.

Legemet 12 kan fortrinnsvis formes av et støpt materiale slik som glassfylt nylon for. å minske vekten og maski-neringskostnader. Figurene 1-6 illustrerer den foretrukne verktøyholder som har et støpt legeme med en mutter festet til hylsen. Figurene 7-10 illustrerer en alternativ form for yerktøyholderen ilOtsom^har et formstøpt eller maskinert metallisk legeme-og som har mutteren.festet til legemet. Alternativt kan mutteren festes til legemet ved hefting eller å sveise det til det støpte materiale.

Passasjer formes i legemet 12 for å føre og posisjo-nere kjevene. Dette utføres ved å forme på tvers gjennom legemet 12 en polygonisk passasje 16, som-best vises i figurene .2 og 5. Fortrinnsvis er passasjen 16 heksagonal i form, selv om andre polygonformer, slik som et oktagon,er også akseptabel. En aksiell boring 18 er formet i legemet 12 og avslutter etter.den polygonale passasje 16 i et konisk snitt 20 (fig. 5). En boring 22 (fig. 5) mindre i diameter enn den aksielle boring 18 kommuniserer mellom monteringshullet 14 og den koniske seksjon 20 av den aksielle boring 18. En flate 24 som, vist i figurene 2<p>g 3 er formet på legemet 12 per-pendikulært til aksen av den polygonale passasje 16 og for-løper fra enden av legemet 12 motsatt monteringshullet 14 til kanten av den polygonale passasje 16 for å oppta differensialskruemekanismen, hvilket vil bli.mer fullstendig beskrevet i det etterfølgende.

. • „ ;fDet vises til. figurene 2 og 3 hvor en metallhylse 26 av i hovedsak sylindrisk form er.presspasset eller på.annen måte festet til legemet 12. En flate 28 er formet i veggen av hylsen 26 og lokalisert på aksen av den polygonale passasje 16 inntil flaten 24 på legemet 12..Et hull 30 er anordnet i flaten 28 og sentrert på aksen til den polygonale passasje. En- mutter 32-med en.ytre-skulder-34 og.en-oppadstående_leppe 36; er dimensjonert til, å_korrespondere.med hullet 30 og for å.bli fast. sikret-_dertil,^f.eks.: ved smiing,- plugging, svei-

sing eller å spinne leppen 36 inn i inngrep med flaten 28 av hylsen 26. Mutteren 32 er anordnet med skrunøkkelutsparinger 38 for å tillate justering av verktøyholderen 10 som beskrevet nedenfor før feste av mutteren 32 permanent i hullet 30.

Et differensialskrueelement 40 (se fig. 2) innbefatter et legemeparti 42 og et kjeveparti 44. Ytre gjenger 46 er formet på legemepartiet 42 av differensialskrueelementet 40, hvilke korresponderer med de indre gjenger 48 av mutteren 32. En pipe 50 er formet langs aksen av differensialskrueelementet 40 for å motta en passende nøkkel. Fortrinnsvis er pipen 50 heksagonal og dimensjonert til å motta en standard Umbrakonøkkel, selv om andre former, slik som en firkant eller en skrutrekkerutsparing kan brukes.

Som best vist i fig. 4 har kjevepartiet 44 av differensialskrueelementet 4 0 fortrinnsvis en boring 52 formet aksielt til dette og fortrinnsvis en leppe 54 omgivende boringen 52. Enden 56 av boringen 52 kan fortrinnsvis være konisk i form for å skape et sete for kjevestykket 58. Den indre flate 60 av kjevestykket 58, hvilken kontakter enden 56 av boringen 52 er en omdreiningsflate og innbefatter fortrinnsvis en del av en sfære. Som et resultat av de kontraste-rende former av enden 56 av boringen 52 og den indre flate 6 0 av kjevestykket 58 innbefatter kontaktarealet en smal ring av forholdsvis liten diameter. Det skal forstås at kjevestykket 58 kan anbringes i boringen 52 av differensialskrueelementet

40 og så kan leppen (eller enden av skrueelementet dersom ingen leppe 54 er anordnet) presses, smis eller på annen måte deformeres innad for slik å holde kjevestykket 54 løst i boringen 52. Når en kraft er påført mot den ytre flate av kjevestykket 58 vil den indre krumme overflate 60 av kjevestykket 58 automatisk sentrere seg selv mot den koniske ende-flate 56 av differensialskruen 40. I tillegg til den selvsentrerende egenskap av kjevestykket, er det fordelaktig å gjøre kjevestykket adskilt fra differensialskrueelementet slik at, som omtalt i nærmere detalj nedenfor, kan styrke-forskjellen, motstandighets- og hardhetskravene for disse to deler best tilfredsstilles og friksjonstapene gjøres minst

mulig.-

Et par anleggsstykker 68, 70 er formet for slik å korrespondere med hverandre og passasjene formet ved de polygonale passasjer 16. Som vist i figurene 2-5 hvor de polygonale passasjer 16 er heksagonale, er hvert anleggsstykke 68, 70 formet med ytre overflater 68a, 68b og 70a, 70b (fig. 5) hvilke glidbart. engasjerer passasjene som innbefatter de korresponderende overflater av den polygonale passasje 16. 12 tillegg;-.erv bppretningsinnretninger anordnet positivt for å:.opprettholde. oppr.ettheten av- anleggsstykkene 68, 70 i forhold til hverandre. Denne innretning kan ta form av en leppe .70er :(fig- .4) formet på hver av anleggsstykkene (68, 70) f.eks., hvilken leppe respektivt engasjerer et spor 70d formet på det motstående anleggsstykke 70, 68 for slik å for-hindre- relativ- aksiell bevegelse av anleggsstykkene 68, 70. Alternative oppretningsinnretinger er vist i fig.. 8. Slike alternative innretninger kan innbefatte en eller flere låser 69 setet i korresponderende hulrom 68e, 70e formet i anleggsstykkene 68, 70'. Indre gjenger 72, 74 er skåret i anleggsstykkene 68, .70. for å. korrespondere med ytre gjenger 76 på differensialskrueelementet 40. Gjengestigningen 46 og 76 på differensialskrueelementet er valgt slik at aksen av det spesielle verktøy 78 (fig. 5) eller verktøyet 79 (fig. 8) grepet av kjevestykket 58 og anleggsstykkene 68, 70 vil for-bli fast uten hensyn til diameteren av verktøyet 79 hvilket vanligvis vil være et spesialverktøy,-bor, rømmer eller montert slipeskive. ... Valget av stigningene for gjengene 46 og 76 vil nå bli forklart.-Dersom gjengen 46-på differensialskruen er en høyrehåndsskrue, hvilket det fortrinnsvis er, så vil dreining med utviseren av differensialskrueelementet 40 i den faste mutter 32 beveger differensialskrueelementet. 40 dets tilhørende kjevestykke 58 mot aksen av verktøyholderen 10 (horisontalaksen når sett i fig. 3). Dersom gjengen 76 på dif.f erensialskrueelementet .40 også er: høyrehåndsgjenget, r vil dreining.med urviserén,av-differensialskruen bevirke at-. gripef låtene. 80., -.82., (flg.: 4) av anleggsstykkene; 68 ,. 7.0' å -gli

i den polygonale passasje 16 mot aksen av verktøyholderen 10. Som best vist i fig. 4 er gripeflåtene 80, 82 formet slik at de definerer en vinkel a med et plan normalt til aksen av differensialskrueelementet 40. Gjengestigningene 46 og 76 er valgt til å tilfredsstille den følgende formel:

hvor gjengestigning 46 er stigningen til gjenge 46 og gjengestigning 76 er stigningen av gjenge 76. Det skal forstås at etterhvert som vinkelen a nærmer seg 0° nærmer kosinus til a seg 1 slik at forholdet mellom stigningen og gjengen 76 og stigningen og gjengen 46 nærmer seg 2. Imidlertid i samsvar med den foreliggende oppfinnelse må vinkelen a være større enn 0°. Vinkelen a kan velges i området 15 til 75° og fortrinnsvis omkring 30 til 60° for å begrense sidekrefter. Det skal ses, særlig i figur 4, at en effekt av vinkelen a er å indusere en kraft normal til bevegelsen av anleggene 68, 70 hvilke tvinger anleggene 68, 70 mot passasjene formet ved den polygonale passasje 16 og således låse anleggene til legemet 12 av verktøyholderen 10. En andre effekt av vinkelen a er å tilveiebringe tre kontaktpunkter på verk-tøyet ved anlegget 68, 70 og kjevestykket 58 for effektivt å gripe verktøyet under en maskineringsoperasjon. Som vist ved figurene 4 og 5 er den polygonale passasje 16, anleggene 68, 70 og differensialskruen 40 med sitt kjevestykke 58 symmetrisk formet og kreftene balansert slik at det sentrerer verktøyet 79 uten hensyn til dets diameter. Videre når differensialskruen 40 er strammet er alle klaringer tatt opp og verktøy-holderen blir en integrert, stiv enhet. På grunn av de symme-triske forhold av passasjene formet ved flatene av den polygonale passasje 16, vil anleggsstykket 68, 70 holdes fast i en stilling som er sentrert på aksen av den polygonale passasje 16 når en strammende eller gripekraft påføres. Likeledes på grunn av vinkelplasseringen av gripeflåtene 80, 82 av anleggsstykkene 68, 70 og den selvsentrerende egenskap av kjevestykket 58, vil verktøyet 79 fastholdt av verktøyhol- deren.10 være presist normalt til aksen av den polygonale passasje 16... : . •• Et opereringskrav til verktøyholderen 10 er at et koaksielt forhold etableres mellom verktøyet 79 og verktøy-holderen. 1 0 ..Dette behov oppnås fortrinnsvis i den foreliggende op<p>finnelse ved sekvensen i hvilke verktøyholderen formes og monteres. Først støpes eller maskineres legemet 12 til ønsket form og de aksielle boringer 18 og 22 og den tverrgående ;polygonalé!:passasje -16 -blir. formet deri? Mutteren--32>-differensialskrueelementet 40 (med sine kjevestykker 58) og anleggsstykkene 68, 70 (se jfig. 4) monteres og lokaliseres i sporene av den polygonale passasje 16. Deretter presses hylsen 26. på legemet 12. Deretter innsettes spesialverktøyet 78 (fig; ..3 og 5) i-legemet 12. Spesialverktøyet 78 er anordnet med en.styring 78a dimensjonert til fin pasning i den aksielle^.boring 18 og et koaksielt legemsparti. 78b dimensjonert til fin pasning i boringen 22. Det skal således forstås at spesialverktøyet 78 vil være koalsielt med boringene 18 og 22. Deretter strammes differensialskrueelementet 40 slik at anleggsstykkene.68, 70 og kjevestykket 58 griper spesial-verktøyet 78 på sikker måte. Mutteren 32 blir så justert slik at kraven 34 (figurene 3 og 4) engasjerer hylsen 26 og den oppadstående leppe 36 forløper gjennom hullet 30 til hylsen 26. Til slutt smis den oppadstående leppe 36 eller på annen måte deformeres eller sveises for slik stivt og permanent feste mutteren 32 til hylsen 26. Verktøyholderen 10 med spesialverktøyet -78, grepet deri. kan så oppspennes i en dreie-, maskin eller horisontalboremaskin og det gjengede monteringshull .14 boret og. uttatt. Det skal forståsi.at denne. operas jons-sekvens .sikrer .at. når verktøyholderen . 1 0 er.-.montert på en passende drivaksel (ikke vist) ved hjelp av indre gjengede monteringshull 14, vil verktøyet 79 fastholdt i verktøyhol-deren 10. være koaksiell.med drivakselen innenfor svært små toleranser. vr: - - .. z- a- r. :-'Figurene ■ 7ttil = 10 .viser:.en -alternativ konstruksjon av verktøyholderen hvor* legemets utforming- er. slik at-mutteren,kan festes:;til;.legemetdenne..utførelsev hvilket-.vil

fremsettes i nærmere detalj nedenfor, kan legemet 92, vanligvis formet av et metallisk materiale, oppta og begrense mutteren 102 og hylsen 132 tilveiebringer kun en slutt- og ubrutt utseende for verktøyholderen ved å dekke endene av passasjen 100. Dersom legemet 92 er formet av et plastmateriale kan mutteren 102 festes til dette, f.eks. ved ultra-sonisk sveising. Det vises særlig til figurene 8 og 9 hvor legemet 92 kan være grovmaskinert fra en stang eller støp.

En aksiell boring 94 som ender i en konisk seksjon 96 og en redusert boring 98 blir først formet i legemet 92. Deretter fremstilles spor ved å forme en polygonal passasje 100 i legemet 92 normalt til boringen 94. Den polygonale passasje 100 er fortrinnsvis heksagonal i tverrsnitt, men kan også f.eks. være oktogonal. En mutter 102, hvilken fortrinnsvis er rektangulær av form, dimensjoneres for å gli i den polygonale passasje 100. Mutteren 102 begrenses ved veggene av passasjen 100 fra å dreie. Mutteren 102 er utstyrt med indre gjenger 104 som korresponderer med ytre gjenger 106 plassert på legemepartiet 108 av differensialskruen 110. Ytre gjenger 112 på kjedepartiet 114 av differensialskruen 110 korresponderer med indre gjenger 72, 74 på anleggsstykkene 68, 70 hvilke glir i den polygonale passasje 100. Hvert anleggsstykke 68, 70 er anordnet med en gripeflate 80, 82, hvilke er anordnet ved en vinkel a til normalplanet til aksen av den polygonale passasje 100. En pipe 126, fortrinnsvis heksagonal i tverrsnitt, er plassert i legemspartiet 108 av differensialskruen 110 for å motta en passende aktiverende nøkkel (ikke vist).

På en måte analogt med det beskrevet ovenfor, kan et spesialverktøy 78 som har en styring 78a dimensjonert til fin pasning med boringen 94 og et koaksielt legemsparti 78b dimensjonert til fin pasning med boringen 98 anbringes i legemet 92 for å opprette delene. Differensialskruen 110 etable-rer når tilstrammet den korrekte oppretthet av anleggsstykkene 68, 70 og differensialskruen 110. Deretter kan mutteren 110 sveises,<p>lugges eller på annen måte festes til legemet 92 for slik å fastsette permanent det korrekte forhold mellom gripef låtene 80, .82, dif f erensialskruen .110, aksen av verk-tøyet 78 og legemet 92. Deretter, kan spesialverktøyet.78 fastholdt i legemet 92 innspennes i en dreiebenk eller horisontalboremaskin og legemet 92 sluttmaskinerer til riktig størrelse.,Under denne maskineringsoperasjon kan den gjengede monteringsboring 130 formes i enden av legemet 92 motsatt spesialverktøyet 78. En hylse 132 blir så presset over legemet 92 for å tilveiebringe en sluttoverflate og for å dekke de åpneeenderrav jden polygonale-passasje-.^ 00-med- unntak av-.-.

pipen, 126 . :■■ - •

Det skal forstås at forholdet mellom stigningene på gjengene 106 og 112<p>g differensialskruen 110 og vinkelen a av.gripeflåtene 80, 82 av anleggsstykkene 68, 70 er som beskrevet i forbindelse med figurene 1-6. Likeledes, mens en differensialskrue og kjedeenhet i ett stykke er vist i figurene 8^-10, kan enheten som vist i. figurene 2-6 også brukes. Aksiell misoppretthet av anleggsstykkene 68, 70 kan forhin-dres ved leppene 70c og sporene 70d som vist i figur 4 eller-låsen 6 9 og hulrommene 68e,"70e som vist i fig. 8.

i ..Detter naturligvis innlysende at. minimums eksentrisitet og kast mellom verktøyet og aksen av verktøyholderen er en ønskelig og nødvendig karakteristikk av en verktøy-holder av høy kvalitet. Slik eksentrisitet og kast kan resul-tere fra maskineringståleranser i skruegjengene og andre deler og nødvendige klaringer mellom bevegelige deler. En eksentrisitet på ikke mer enn 0,1905 mm er et krav for verktøy-holdere.av den type involvert her..De standard.girutrustede chucker, med tre kjever er i stand til å oppnå slike eksentrisitetstoleranser,.men chucker med to.kjever kjent.til nå, slik .som chucken ifølge US patent 335 009 omtalt ovenfor., er ikke i stand til å: møte slike toleranser siden de ikke har innretninger til å kompensere for gjengemaskineringstoleran-ser og klaringer mellom bevegelige deler. I tillegg har chucker som de beskrevet i-US patent 335 009 en begrenset

grad av stivhet resulterende fra klaringen som er iboende, og nødvendig også. f or.: denne, konstruksjon . Slike slakker kan føre til slitasje, unøyaktighet-og.. f or tidlig svikt .1 samsvar- med

den foreliggende oppfinnelse oppnås eksentrisitetstoleranser, stivhet, varighet og fastholdingsevne til en girutrustet chuck med tre kjever med en enkel og lite kostbar tokjeve-konstruksjon.

En annen viktig karakteristikk av en verktøyholder

er slippmomentet, hvilket kan fremskaffes ved et gitt til-stramningsmoment. Slippmomentet er det moment målt, f.eks.

i Newton-meter, som vil forårsake at verktøyet slipper eller dreier i forhold til verktøyholderen. Tilstramningsmomentet, også målt f.eks. i Newton-meter, er påført moment av en nøkkel eller verktøy til å stramme kjevene av verktøyholderen. For verktøyholdere konstruert for maskin eller håndverktøy hvor tilstramningsmomentet påføres for hånd ved bruk av en liten chucknøkkel, er det maksimale praktiske tilstramnings-moment omkring 13,5 Nm og det er ønskelig at dette overføres til det maksimalt mulige slippmoment. Generelt representerer slippmomentet en fraksjon av tilstramningsmomentet, en del av tilstramningsmomentet har blitt brukt i friksjonstap i meka-nismen under tilstramningsprosessen.

Det vil forstås at den maksimale friksjonskraft mellom to deler som er i stand til å gli i forhold til hverandre er en funksjon av normalkraften til glideflatene hvilke pres-ser en flate mot den andre og friksjonskoeffisienten mellom disse flater. I det foreliggende tilfelle hvor det foreligger en trepunktskontakt, er flaten som kontaktes slik skaftet av verktøyet 79 hvilket vanligvis er en borstang av karbonstål. Trepunktskontakten gjøres ved kjevepartiet og ved anleggene. På grunn av hardhet- og styrkebehovene for de gjengede par-tier av differensialskrueelementet, er dets hardhet begrenset til omkring Rockwell C 39-43. For å øke slippmomentet uten å øke tilstramningsmomentet, minimaliserer den foreliggende oppfinnelse friksjonstapene i tilstramningsoperasjonen. En måte å utføre dette på er å konstruere differensialskruen 110 (fig. 8) til å tillate begrenset elastisk deformasjon under denne tilstramningsoperasjon. For å få til dette kan en eller to sirkulære ribber 116, 118 anordnes på den verktøyengasje-rende flate av differensialskrueelementet. Bruken av et sepa- rat kjevestykke 58 fritt montert i den verktøyengasjerende flate av differensialskruen 40, og dreibar i forhold til denne, som beskrevet i utførelsen ifølge figurene 1-6, mulig-gjør herding av kjevestykket for å øke varigheten av arbeidsflaten til dette. Således ved å tilveiebringe en konisk overflate på dif ferensialskruen 40 og en sfærisk overflate i kjevestykket 58 etableres en begrenset flatekontakt nær aksen av differensialskruen slik "at under tilstramning oppstår relativ'bévegelseTvmél lom "dif f erensialskruen 40: og "kjeve stykket 58~til fordel for relativ bevegelse mellom kjevestykket 58 og verktøyet 79. Ved å tilføre det separate kjevestykket er det mulig å herde kjevestykket 58 til området Rc54-58 og derved øke varigheten av arbeidsflaten til kjeven.

Effektene av disse alternative konstruksjoner er vist-i fig. 11, hvilke er en grafisk plotting hvor tilstramningsmomentet i Newton-meter utgjør abscissen og hvor det resulterende slippmoment utgjør ordinaten også i Newton-meter. Kurven 84 viser slippmomentet fremskaffet ved en konstruksjon som innbefatter en differensialskrue med en flat kjeveflate og ingen adskilte kjevestykker 58. Kurven 88 viser den for-bedrede ytelse fremskaffet ved de ringformede ribber 116,

118 som vist i figurene 8, 9 og 10. En ytterligere forbedring i det resulterende slippmoment er indikert ved kurven 90 hvilke representerer konfigurasjonen vist i figurene 2-6 hvor et bevegbart kjevestykke 58 med en flat arbeidsflate er posisjonert i differensialskruen 40.

Claims (12)

1. Verktøyholder innbefattende et i hovedsak sylindrisk legeme (10) som har en aksiell boring (18, 22) formet derigjennom og monteringsinnretninger (14) formet ved en ende av denne, spor eller vanger (16) formet gjennom nevnte legeme i en retning på tvers av den aksielle boring med aksen av nevnte vanger kryssende aksen til nevnte legeme, og en tokjevet chuck som anvender en differensialskruemekanisme i nevnte vanger (16), karakterisert ved at differensialskruemekanismen innbefatter et par adskilte, men korresponderende anleggsdeler (68, 70) som har ytre overflater glidbart samvirkende med indre overflater av nevnte vanger og gripeflater (80, 82) anordnet ved en vinkel i området fra 15 til 75° til et plan parallelt med nevnte akse av legemet og normalt til aksen av nevnte vanger (16), hvor korresponderende anleggsdeler har indre gjenger med en første stigning, hvor differensialskruemekanismen innbefattende en differensialskrue (40) har et kjeveparti ved en ende formet med ytre gjenger (76) med en første stigning og en legemsdel ved sin motsatte ende formet med ytre gjenger (46) med en andre stigning, hvor de ytre gjenger med den første stigning samvirker med indre gjenger med første stigning av anleggsdelene, hvor de ytre gjenger med den andre stigning samvirker med indre gjenger med en andre stigning av en mutter festet til nevnte legeme, hvor anleggsdelene og kjevedelene av differensialskruemekanismen står slik i forhold til hverandre at ved dreining av nevnte differensialskrue i forhold til den faste mutter skapes en trepunkts gripekontakt med et verktøy (79) anordnet for posisjonering i den aksielle boring i det sylindriske legemet, idet to punkter av nevnte trepunkts kontakt tilveiebringes av nevnte gripeflater av anleggsdelene og den tredje av en kjeveflate ved den ene ende av differensialskruen.

2. Verktøyholder ifølge krav 1, karakterisert ved - en hylse (26 eller 132) som omslutter i det minste deler av nevnte legeme av nevnte sylindriske legeme.

3. Verktøyholder ifølge krav 2, karakteri sert ve d - at hylsen (132) er av metall og at mutteren er festet til.den metalliske hylse.

4. Verktøyholder ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved innretninger (69 eller 70c) som forhindrer relativ bevegelse.av anleggsdelene i en retning parallelt med aksen av vangene.

5. Verktøyholder ifølge krav 4, .. karakterisert ved at innretningene som forhindrer relativ bevegelse,av anleggsdelene.innbefatter en leppe (70c) på hyer av nevnte anleggsdeler anordnet for å samvirke med den andre av nevnte anleggsdeler.

6. Verktøyholder ifølge krav 4, karakterisert ved at nevnte innretning som forhindrer relativ bevegelse av anleggsdelene innbefatter i det minste en lås.(69) anordnet til å sete i et korresponderende hulrom (68e, 70e) formet i.hver av anleggsdelene.

7._ Verktøyholder ifølge, ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte kjeveflate (114.) er integrert med dif ferensialskruen (110) og innbefatter en flat overflate formet normalt til aksen.av differensialskruen.

8. Verktøyholder ifølge ett eller flere av kravene 1 til 6,.... karakterisert ved at kjevef laten på differensialskruen er integrert formet med nevnte differensialskrueelement og er anordnet med i det minste en sirkulær ribbe (116 eller 118).

9. .Verktøyholder ifølge ett. eller flere av kravene 1 til 6_,; .. karakterisert ved at nevnte ene ende av dif f erensialskruen er, anordnet med en aksiell boring, hvor kjevef laten er formet på et kjevestykke (58).. løst posisjonert i nevnte aksielle boring.

10. Verktøyholder.ifølge krav 9, karakterisert ved at den aksielle boring har en konisk basis med sitt toppunkt lokalisert i aksen av nevnte differensialskrue og hvor kjevestykket har en flat overflate formet på en side av denne og. en . sfærisk overflate, .på den motsatte side, hvor den sfæriske .over f late er lokalisert inntil .den ..koniske basis av nevnte aksielle boring.

11. Verktøyholder ifølge krav 9, karakterisert ved at nevnte kjevestykke har i det minste en sirkulær ribbe formet på en side av denne konsentrisk med aksen av nevnte kjevestykke og har en omdreiningsoverflate formet på den motsatte side, idet omdreiningsoverflaten er lokalisert inntil den koniske basis av nevnte aksielle boring.

12. Verktøyholder ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at vinkelen a er i området av omkring 30 til 60°.