TWI226850B - Chuck for the support and alternative positioning of fixed and rotatable tools for drilling and/or milling, in tool machines - Google Patents

Description

A7 1226850 五、發明說明（/ ) 【發明背景】 【發明領域】 本發明係關於一種夾頭，特別是在工具機內的一種電 動夾頭，其包含-固定部分，其中，該固定部分定義了按 照夾頭的一旋轉軸縱向地延伸的一中空空間，且穩固地連 接至工具機與一可旋轉部分，作爲鑽孔和/或銑用的固定工 具和可旋轉工具的支撐與可選擇性定位，其由—電動馬達 所驅動，被置於上述中空空間內部，且由該經過一第一與 第一組滾動麵軸承所支撐，其中，該軸承的外側殼被穩 固地連接至上述的固定部分，且其中，內側殼被穩固地連 接至上述的可旋轉部分，該兩組軸承沿著此夾頭的旋轉軸 ，被軸向地分隔開、連接裝置，在一第一位置之間可移動 ，其中，它們彼此連接至個別的接合裝置，其中，該接合 裝置被穩固地連接至上述的可旋轉部分、與接合裝置，其 中’該接合裝置被穩固地連接至該固定部分，使得可旋轉 部分穩固地連接至固定部分，且在一位置，其中，連接裝 置從上述的接合裝置，軸向地脫離，因此，讓可旋轉部分 經由該電動馬達，被放置於相對於固定部分之旋轉中。 上文所指出的這類型夾頭，在技術領域中’爲眾所知 ，且通常被應用於適合進行轉動運作的可選擇性的支撑固 定工具，與適合進行鑽孔或銑運作的可旋轉工具。 如果吾人使用轉動運作的工具，此夾頭的可旋轉部分 被鎖住，且穩固定連接至固定部分；相反地’當使用鑽孔 或銑運作的工具時，旋轉部分被放開，自由旋轉’且由電 ___ 5 -----------— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --I----訂.--------« 1226850 A7 ______ B7 ______ 五、發明說明（〆） 動馬達所驅動，因而，以一種慣例的方式，形成夾頭本身 的一整合部分。 【先前技藝之說明】 這樣一種機構的例子被展示於文件EP-A-0887134中。 根據上面所指出的先前技術，當此夾頭的可旋轉部分 被鎖住至固定部分時，同時與接合裝置曝合的連接裝置， 以賀斯齒輪(Hirth teeth)的方式，在可旋轉與固定部分兩邊 進行，施以一推力至可旋轉部分。 這樣的推力傾向於分別被轉移至配置於固定部分與可 旋轉部分之間的軸承組上。 特別是，此推力被轉移至軸承的殼上，其中，仿若此 軸承被壓入配至可旋轉部分，因此，形成在軸承上的無法 控制大小的餘隙，且當可旋轉部分從固定部分分離時，也 完全不可能恢復，且因而必須再次接管驅動旋轉工具的特 定工作。這是一個嚴重的障礙，因爲，切削操作因而被此 不精確度所影響，而此不精確度與慣例的容許誤差並不相 容。 【發明目的】 本發明的目的：提供在簡介中所指出的這類型夾頭， 此夾頭具有用來將可旋轉部分鎖定至固定部分與從固定部 分解開的一種機構，此夾頭可以減少在切削操作中，由於 在這兩部分之間連接裝置的推力所引起的無法控制的間隙 形成的不精準度。 此目的由根據本發明的一種夾頭以及隨附的圖式而達 _ 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) — 丨訂_________線 1«_______IIIL___________ A7 1226850 五、發明說明（j ) 成。 【圖式簡單說明】 吾人將參考一較佳實施例的範例更詳細描述本發明， 其中，此實施例被當作一種指示，而沒有限制目的，如圖 式中所繪示，如下： 圖1顯示根據本發明的夾頭的縱向切面，在這位置上 ，齒狀的接合裝置被解開，且可旋轉部分可以自由旋轉； 圖2顯示圖1的機構，在這位置上，齒狀的接合裝置 被鎖在連接裝置上，且可旋轉部分被鎖住，並且穩固地連 接至固定部分； 圖3爲圖1的一詳細、放大視圖； 圖4爲圖2的一詳細、放大視圖； 圖5在放大視圖中顯示用來恢復間隙的機構在一位置 ，其中，該在位置上，可旋轉部分可以自由地繞著其軸旋 轉。 圖6在放大視圖中顯示圖5的機構在一位置，其中， 該在位置上，可旋轉部分被鎖住至固定部分。 【元件符號說明】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

---訂---------線U 1 夾頭 2 固定部分 3 可旋轉部分 4 第一組軸承 5 第二組軸承 4b,5b 內側殻 _____7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1226850 A7 _ B7 五、發明說明) 6 裝置 7 第一齒冠 8 第二齒冠 9 第三齒冠 10 環狀元件 11 螺釘 12 電子繞線 2b 肩 13 xm 壞 14 中空空間 15 彈性元件 16 基底 17 座 18 環狀元件 19 環狀中空空間 19a 室 20,21 墊圏 18a 環狀元件尾端 【較佳實施例之詳細說明】 參考上述的圖式，此類型的夾頭的整體以圖1顯示之 ，其中，該夾頭係直接由一電動馬達所驅動，而該馬達被 倂入至該夾頭本身中。 此夾頭的固定部分以2標示之；此固定部分目的係在 於被連接至傳統的一工具機，尤其是車床的一未被顯示的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------線丨_-------------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 1226850 ______ B7____ 五、發明說明（^) 滑件上。 相反的，此夾頭的可旋轉部分被標示以3，其經由一 第一組軸承4與一第二組軸承5而被連接至固定部分2， 其中，該二組軸承爲滾動接觸型，諸如：滾珠軸承。 此軸承的個別外側殼4a與5a分別被連接至此夾頭的 固定部分2，其中，個別的內側殼4b與5b分別被強制嵌 入至可旋轉部分3上。 适被裝設以一裝置，其整體以6標示，用來夾持或扣 住一未顯示的工具，如下文所示，其可以是一車削或轉動 工具的一固定工具，諸如：一鑽床頭或一銑刀。此夾頭包 含一機構，用來根據將被執行的操作與根據被配置至可旋 轉部分的裝置6中之工具的型式，將可旋轉部分3鎖定至 固定部分2。 這樣的一種機構包含：一第一齒冠，賀斯齒輪型式， 以7標示，其穩固地連接至固定部分2，被配置於對應於 此間之前面部分2a ; —第二齒冠8，也是賀斯齒輪型式， 其穩固地連接至可旋轉部分3 ;以及一第三齒冠9，由一環 狀元件10所攜帶，其位於形成於固定部分2與可旋轉部分 3的一環狀中空空間。 該齒冠7和8分別形成固定部分與可旋轉部分的接合 裝置，其中，該齒冠9形成適合嚷合與解開該接合裝置的 連接裝置。 穩固地連接至可旋轉部分3的齒冠8，經由多數個虫累 釘8 a，而被連接’且相對於齒冠7，被同心地配置，其中 ___ 9 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） "" --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------^---------線 1226850 ； ______d7 五、發明說明（上） ，齒冠7被穩固地連接至固定部分，且與固定部分2的一 肩2b軸向地排列。 該環狀元件10，具有齒冠9，係可向著齒冠7與8的 軸向移動，且用來將這些囌合，且因而將此夾頭的可旋轉 部分3鎖定至固定部分2 ’而防止其旋轉。 該環狀元件10以一軸向相反的位移，從齒冠7和8移 開，因而解開可旋轉部分3，其因此可以再次由傳統的機 上型電動馬達所驅動旋轉，在圖上以其電子繞線12代表。 該環狀元件10因而當作在中空空間11中的一傳統的 液壓(hydrauUc)活塞，其中，此空間經由傳統的封閉裝置的 插入，而形成其缸筒。 吾人應注意的是：如圖4中詳細地顯示，當可旋轉部 分3係被鎖定至固定部分2時，由環狀元件10在齒冠8所 施的推力推向固定部分2的肩2b。 此外，同一個肩2b決定一固定的橋台（abutment)平面 ，當其被鎖住時，與可旋轉部分3接界，具有被連接至該 部分的工具的工作之精準的所有優點。 因此，根據本發明，當可旋轉部分3被鎖住至固定部 分2時，軸承組4和5僅只被壓在餘隙的大小，其在軸向 地移動可旋轉部分3向固定部分2的肩2b是必要的，由於 ，由齒冠9所施於齒冠7和8的推力被肩2b所吸收。 同樣地，根據本發明，此夾頭裝設有一機構，其中， 經由從齒冠7和8解開齒冠9的連接，當可旋轉部分3從 固定部分2被解開時，該機構允許在鎖定期間，於軸承組 _____ιο_____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) «--------訂--------- *5^ 丨 — A7 1226850 五、發明說明) 4和5中所建立的餘隙的恢復(recuperation)，且確保可旋轉 部分3可以完全自由旋轉，且特別是··沒有與肩2b嚼合’ 如圖3更詳細的顯示者。 這樣的一個機構包含：一環13，被置於軸承組5與固 定部分2之間。有了這樣的一個環13，更明確地說’爲軸 承的外側殻5a所囑合者，其可以在多數個諸如線圏彈簧的 彈性元件15的推力之下，形成於可旋轉部分3與固定部分 2之間的一中空空間14內軸向地位移，其中，該線圏彈簧 反作用施力於在形成於固定部分2中的個別座17的基底 16 〇 這樣的彈性元件被預負載力量，因此當其決定將賀斯 齒輪7和8鎖住時，可以根據帶有齒9的環狀元件1〇的作 用，而在其相反方向在環13上施以推力。用來恢復餘隙的 機構也包括一安全裝置，當可旋轉部分3可以自由地相對 固定部分2旋轉時開始運作。 此機構係由一環狀元件18所組成，其中，該環狀兀件 位於環狀中空空間19之內，同時被形成於夾頭的固定部分 2中。 正如可以在圖5中，較詳細地被觀察到：該環狀元件 18軸向地面對其環狀平面18a，該環13相對於該環狀平面 被以一預定的軸向餘隙G分隔。 如此的一餘隙G係經由元件18的軸向移動而被決定 ，其中，該元件，在中空空間19中，功能上像是一個圓筒 ，而該圓筒由墊圏20與21，且由在室(chamber)19a中所引 ___ 11 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 線 A7 1226850 五、發明說明（,） 起的壓力所定義。 在以旋轉工具操作期間，萬一環13接受到一過量的軸 向推力，因而有在鎖定方向也進行一實質軸向位移之虞時 ，環本身由環狀平面18a所包含，其中，該環狀平面在環 已經超過餘隙G之後，當作元件13的一肩。 在使用固定工具的操作期間，且因而嚼合齒7、8和9 時，液壓降至零，而至室19a中，此允許環狀元件18由環 13所推，而有軸向的位移。 由上述可知：在一工作階段的結束時，其中，爲了允 許一固定工具的曝合’此夾頭以其可旋轉部分，經由齒7 和8與齒9嚼合，而被用來鎖住至固定部分，也可以回到 夾頭與一可旋轉工具操作時的位置’經由元件1〇的軸向位 移，鬆開齒7和8。 在這樣的操作的同時間’由於可旋轉部分3的軸向位 移的結果而形成的餘隙，而且這是由環狀元件10推向齒8 所造成的，此餘隙由彈簧15對環13所執行的動作而完全 地恢復，其中’環13接連地將這軸向餘隙的恢復動作傳送 至軸承組4和5之上。 此外，由於此夾頭的可旋轉部分3可以自由旋轉’距 肩2b —段距離的齒冠8確保不會與固定部分2互相干涉。 因此，根據本發明的夾頭可以讓固定與旋轉兩種不同 型式的工具的以一高精確度地操作。 __12 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1226850 韶 C8 D8 六、申請專利範圍 2·如申請專利範圍第1項之夾頭，其特徵在於··前述 的餘隙恢復機構包含··一環（13)，其相對於在上述的固定 部分(2)的一第一環狀中空空間（14)之內的該可旋轉部分(3) 而被同心地配置，該環（13)當作軸承(5)的外殼(5a)的支撐， 其中’該軸承屬於從上述的連接裝置(9、10)與接合裝置(7 ' 8)軸向地隔開的該組軸承，且可以自由地相對於上述的 中空空間（14)軸向地移動；以及包含一彈性元件（15)，其被 配置於上述的環（13)與該固定部分(2)之間，其在所定上述 的連接裝置(9、10)的相反軸向方向上，施以一推力至該環 (13)。 3.如申請專利範圍第1或第2項之夾頭，其特徵在於 :上述連接裝置(9、10)與穩固地連接至固定部分(2)的上述 接合裝置(7)和穩固地連接至可旋轉部分(3)的上述接合裝置 (8)，係由設有賀斯型前齒的環狀元件所製成。 4·如申請專利範圍第3項之夾頭，其特徵在於：用來 相互連接至被穩固定連接至可旋轉部分(3)的接合裝置⑻ 和穩固地連接至上述的固定部分(2)之接合裝置(7)的上述連 接裝置(9、10)，係分別由相對於前述的可旋轉部分(3)而同 心地被配置的個別的環狀液壓缸(10)所引動。 5.如申請專利範圍第2項之夾頭，其特徵在於：其包 含位於一第二環狀中空空間（19)之內的一環狀元件（18)，其 用作一液壓活塞與液壓缸，用來將該元件（18)的尾端（18a) 定位於距離上述的環（13)—預定的軸向距離(G)，而上述的 尾端（18a)形成該環（13)的一軸向橋台，其中，該橋台限制 2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公^ ' I I I ί I — — —— — — — — — — — — 眶 111_11 喔 I _ 儀 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、1Τ: A8 B8 C8 D8 1226850 申請專利範圍 環在上述連接裝置(9、10)向著前述的接合裝置(7、8)的移 動方向上的位移。 丨 ii.............. ...............訂................ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐〉