CN1072546C - 钻头及类似物体的夹紧卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种夹紧卡盘，它具有一根杆(5，6)，该杆在一端形成一个用于被夹紧在一个驱动机构里的夹紧部段，在另一端形成一个用于安装工具，尤其是螺丝刀钻头(18)的工具夹紧件(2)。为改善该夹紧卡盘的工作性能，通过为杆(5，6)配置一扭曲部段(3)，使夹紧部段(1)相对于工具夹紧件(2)可扭转，该扭转受止挡限定，其中所述扭曲部段(3)位于一个套筒(6)中，该套筒(6)只有在达到限定扭矩后由于止挡限定作用，才传递扭矩地承受扭力。

Description

钻头及类似物体的夹紧卡盘

本发明涉及一种夹紧卡盘。

已由实用新型9000245.8公开了一种夹紧卡盘。所公开的夹紧卡盘拥有一个夹紧部分，夹紧卡盘利用它压进一个电动螺丝刀等类似物中。在一端形成此夹紧部分的一杆段在其另一端设有工具插孔，以便于容置螺丝刀等类似物。此外已众所周知的是，在现有技术中，螺丝刀插入部分具有一扭曲段，以便吸收螺钉被拧入时产生的扭力矩峰值，最大峰值扭矩因此被吸收，扭矩峰值得以减小和缓和。

因此本发明的目的在于改善上述类型夹紧卡盘的性能。

本发明的目的通过这样一种夹紧卡盘来实现，它具有一根形成两个杆段的杆，该杆在一端形成一个用于被夹紧在一个驱动机构里的夹紧部段，在另一端形成一个用于安装工具、尤其是电动螺丝刀钻头的工具夹紧件，该夹紧卡盘还具有一个位于夹紧侧杆段和工具夹紧件一侧杆段之间的弹性元件，该弹性元件在达到一个限定扭矩被止挡限制前用于传递扭矩，在达到该限定扭矩前，夹紧部段和工具夹紧件相对扭转，当扭矩超过限定扭矩时，弹性元件插在套筒内一起传递扭矩，其特点在于，弹性元件由位于两个多边形轮廓的部段之间的一个尺寸较之窄小的圆柱形的扭曲部段形成，它与插装在相应轮廓的孔中的多边形轮廓的部段共同组成一个扭曲零件，在多边形轮廓的部段和相应轮廓的孔之间的扭矩传递受刚性锁定的影响，其中当扭矩值达到限定值时，所述多边形轮廓的部段已相对扭转了一个角度。

根据本发明，为夹紧卡盘配置扭曲部段，同时保证只有超过了预定的角度范围时，其灵活的可扭曲特性才体现出来，以避免损坏扭曲零件。扭曲零件安装在两个杆段里，两个杆段沿轴向前后相联，它们可以相对扭转，直到达到限定的扭矩值，为此设置了相互间留有空隙的止挡。所述杆段优选由前后相连的套筒段组成。优选为哑铃形的扭曲零件的两端刚性地配装在这两个套筒段的孔中。在本发明的第一种变型中，止挡由两个套筒状杆段形成，优选由留有运动间隙地相互啮合的套筒边缘部分形成。扭曲零件的扭曲部段优选呈圆柱形。此外，在两个杆段的联接接缝处设置一个轴套，此轴套保证两个杆段沿轴向固定，但允许二者相对扭转，可扭转的角度值由两个止挡间的空隙宽度决定。在本发明的另一种变型中，同样在达到限定扭矩之前，两个套筒可以相对扭转，然而其止挡是由与扭曲区域紧邻连接的异型部段形成，该异型部段以尺寸公差下限地啮合在环绕扭曲零件的套筒段的一相应外轮廓中。这样，和第一种实施例中一样，只有当达到限定扭矩时且两个异型部段已互相旋转一个相应的角度时，套筒才会承受扭矩。在一个优选改进设计中，扭曲部段是夹紧部段的一体延伸部分，扭曲部段还一体延伸到一个固定部段中，通过它，形成夹紧部段的核心部件与形成工具插孔的一个杆段抗扭地连接在一起。这两个套筒状的杆段相互抵靠在一起，形成一环形接缝。这个接缝处可能是倾斜的端面。另外，本夹紧卡盘还有一个驱动套筒套装在轴套外面。驱动套筒和被设计成球形的夹紧元件的工作方式，参见实用新型9000245.8。借助扭转部件的作用，在某一角度位置，所述两个套筒被相对固定，使得在左方向及右方向可弹性偏移，每边都有运动间隙。在两个套筒的相互运动中，扭曲零件被扭曲。在达到第一个限定扭矩值之前，夹紧卡盘的工作表现就象一个近似刚性的物体。第一个限定扭矩值通过对扭曲元件的扭曲部段的尺寸设计及预处理来确定。当超过第一个限定扭矩时，扭曲零件就显示出灵活的弹性，此时扭曲部段扭曲直到两个止挡顶在一起。在两个限定扭矩值之间时，两杆段可以相对旋转，转过那个运动间隙。一旦两个止挡顶在一起，夹紧卡盘又表现得如同一个近似刚性体一样。

下面借助附图对本发明的实施例作进一步说明，附图中：

图1为本发明夹紧卡盘的第一种实施例的视图；

图2为按图1中II-II线剖得的剖面图；

图3为按图2中III-III线剖得的剖面图；

图4为两个杆段及扭曲零件的分解示意图；

图5为扭矩/扭曲角度的图解示意图；

图6为图1所示夹紧卡盘的第二种实施例的视图；

图7为按图6中VII-VII线剖得的剖面图；

图8为按图7中VIII-VIII线剖得的剖面图；

图9为按图7中IX-IX线剖得的剖面图。

第一种实施例的夹紧卡盘具有多边形的夹紧部段1，尤其是六边形的夹紧部段1，借助该夹紧部段，夹紧卡盘可被夹进驱动机构，例如一台钻机中。夹紧部段的一端被刚性固定在一套筒状杆段6的一端里，以便使其在旋转方向上及轴向上被固定。

所述套筒状杆段6的另一端有一个孔11，它具有一多边形的，尤其是六边形的断面。与之相连的是第二个杆段5，它同样也有一个六边形轮廓的孔10，该孔10与所述孔11相对，该杆段5有一个同样具有多边形的，尤其是六边形断面的工具夹紧件2，以便插入一钻头18。该钻头18在其多边形棱角部位上具有凹座，球17被压入其中，使钻头18在夹紧卡盘中保持在限定位置。

通过操纵套筒16的移动，球17可以转换到释放状态。通过轴向移动操纵套筒16克服一弹簧19的压力便可实现对操纵套筒16的操作。

操纵套筒16套接在一个轴套15外面，而轴套15套接在两个杆段5和6的分界缝外面。在杆段5和6的分界缝区域，杆段5和6的端部具有凸肩12，13。它们成爪形相互啮合，形成一间隙14，这样所述两个杆段5、6沿两个方向可以相对扭转10°左右。

一个哑铃型的扭曲零件7被插入套筒5和6的孔10和11中。扭曲零件7在其中部具有一个圆柱形的扭曲部段3，它在扭矩作用下可扭转。扭曲零件的两端8和9具有六边形的横断面，它们基本上无间隙地插入孔10和11中，这样，扭曲零件7就成为杆段5和6之间的一个扭转传动件。

由于轴套15通过固定环20与两个杆段5和6联结，使得两杆段沿轴向相对限定，但相互间可旋转一个由间隙宽度所决定的角度。

为了使两个杆段5和6之间能相对扭转，就必须提供一定的扭矩，此扭矩应当超过第一扭矩M1，M1的大小通过对钻头的预处理或其硬度特性曲线来决定。当达到第一扭矩M1时，夹紧卡盘只轻微地旋转了角度a，随着扭矩值的增加，两杆段5和6扭转过角度W，直至在转到角度b时达到第二个限定扭矩M2，此时，由凸肩12和13形成的两个止挡4就相互顶在一起，这样一来，两杆段5和6就开始直接传递扭矩。从图5中可以看到，夹紧卡盘此时如同在微小的扭矩区域中一样表现得就象一个刚性体。只有在两个限定扭矩M1和M2之间时，两杆段5和6才可以通过扭曲部段3的弹性变形相对扭转。

重要的是，当超过第二个限定扭矩M2时，夹紧卡盘显示出比低于M2时更好的刚性，在低于第二限定扭矩M2时则会产生弹性扭转偏移。

当低于第二个限定扭矩M2，角度在a和b之间时，弹性特性基本上由扭曲部段3的几何结构和材料来决定。通过给不同的夹紧卡盘配置不同的扭曲零件，可生产出具有不同扭曲特性的夹紧卡盘。

工具夹紧件2具有一个孔，该孔在底端形成一个凸肩21，钻头18端面的边缘部分可以顶靠在该凸肩上。此凸肩通过杆段5的通孔10的收缩形成。

在一个未进一步示出的实施形式中，在夹紧部段1和扭曲零件7的端部9之间设有一个磁铁，它例如通过与扭曲零件7粘接，钎焊等被固定。为了将磁力最佳地传递给钻头18，钻头18的端面面接触地座在扭曲零件7的另一端8上。

扭曲部段3位于杆段5和6的分界缝区域内，此区域内的孔是六边形的轮廓。横剖面为圆形的扭曲部段3的直径小于六边形孔的两对边的间距，以保证能自由地扭曲。

第二种实施例同样拥有一个插入部段1(夹紧部段)，但它却一体地延伸出扭曲部段3并进一步延伸出一个非圆截面(异型)的部段26，该非圆截面部段26的大部分抗扭地插入形成工具夹头2的杆段5的一个孔10中。该杆段5由一个套筒形成，该套筒同样装有一个磁铁24，该磁铁则形成工具夹头2的底部。与第一种实施例相同的是，工具18通过球17和操纵套筒16被锁定，但该操纵套筒16的表面没有网纹，而只有环形沟槽。

套筒状杆段5如上述那样抗扭地与插入部段1的一体延长部分联结，第二个套筒状杆段6位于插入部段1与杆段5之间的一个轴向位置上。该杆段6具有一个非圆截面的孔11，这个孔11紧邻所述插入部段1。扭曲零件7的与插入部段1有相同断面的端部9以很小的间隙装在这个异形孔11中。和第一种实施例一样，扭曲零件7具有一个收缩变细的扭曲部段3，在扭曲部段3的另一端，扭曲零件7还拥有一个非圆截面的异型部段22，该异型部段22的尺寸处于公差下限，它以较大的间隙插入套筒状杆段6的一相应断面的异型孔23中。在图9中示出，六边形轮廓的断面22如何插装在杆段6的以公差上限制造的同样为六边形的孔23中。当断面22，23已相对扭转了一定的角度后，所述两个断面就会相互接触，从而实现扭矩的传输。

异型部段22的具有相同断面的延长段26抗扭地与杆段5耦合，这两个杆段5和6通过倾斜的端面结合部分相互抵靠在一起并在它们之间形成一环形的接合缝25，这样这两个套筒5、6可以相对扭转。

在第二种实施例中比较有利的是只设置一个核心部件，其一端构成夹紧部段1而另一端则抗扭地与工具夹紧件2相联结。此核心部件例如通过横断面的缩小形成一扭曲部段3。该扭曲部段3在两端受同样为六边形的断面的限制，这样此核心部件就可由挤压成型的六边形材料加工而成。在与扭曲部段3相邻的夹紧部段一侧的异型部段9安装在套筒6的一相应断面的孔11中，其间隙小于扭曲部段3另一端的异型部段22与异型孔23之间的间隙。因此只有在一个限定的扭矩被超过时，该套筒状杆段6才作为传输扭矩的一个部件。

对本发明来说，所有公开的特征都很重要。本申请的公开内容当然也包括所附优先权文本(在先申请的副本)已公开的内容，以及本申请的目的和权利要求书中记载的特征。

Claims (13)

1.一种夹紧卡盘，它具有一根形成两个杆段(5，6)的杆，该杆在一端形成一个用于被夹紧在一个驱动机构里的夹紧部段(1)，在另一端形成一个用于安装工具、尤其是电动螺丝刀钻头(18)的工具夹紧件，该夹紧卡盘还具有一个位于夹紧侧杆段(6)和工具夹紧件一侧杆段(5)之间的弹性元件，该弹性元件在达到一个限定扭矩(M2)被止挡限制前用于传递扭矩，在达到该限定扭矩(M2)前，夹紧部段(1)和工具夹紧件(2)相对扭转，当扭矩超过限定扭矩(M2)时，弹性元件插在套筒(6)内一起传递扭矩，其特征在于，弹性元件由位于两个多边形轮廓的部段(8、9、22)之间的一个尺寸较之窄小的圆柱形的扭曲部段形成，它与插装在相应轮廓的孔(10、 11、23)中的多边形轮廓的部段(8、9、22)共同组成一个扭曲零件(7)，在多边形轮廓的部段(8、9、22)和相应轮廓的孔(10，11，23)之间的扭矩传递受刚性锁定的影响，其中当扭矩值达到限定值(M2)时，所述多边形轮廓的部段(8，9，22)已相对扭转了一个角度(b)。

2.如权利要求1所述的夹紧卡盘，其特征在于，所述两个杆段(5，6)构成沿轴向前后相连的套筒段，在它们的孔(10，11)中刚性地安装有扭曲零件(7)的两个端部(8，9)。

3.如上述任一项权利要求所述的夹紧卡盘，其特征在于，所述止挡由杆段(5，6)带有运动间隙地相互啮合的套筒边缘部分(12，13)形成。

4.如上述任一项权利要求所述的夹紧卡盘，其特征在于，所述两个前后相邻的杆段(5，6)在其分界缝区域被一个轴套(15)围绕。

5.如权利要求4所述的夹紧卡盘，其特征在于，一个可轴向移动的操纵套筒(16)套在轴套(15)的外面，该操纵套筒用于松开一个夹紧元件(17)对工具的夹紧。

6.如上述任一项权利要求所述的夹紧卡盘，其特征在于，所述止挡由扭曲零件(7)的一个以运动间隙装在套筒(6)的异型孔(23)中的异形部段(22)形成。

7.如上述任一项权利要求所述的夹紧卡盘，其特征在于，所述扭曲零件(7)是夹紧部段(1)的一体延长部分。

8.如上述任一项权利要求所述的夹紧卡盘，其特征在于，扭曲零件的一体延长部分(26)与形成工具夹紧件(2)的所述杆段(5)能传递扭矩地抗扭连接。

9.如权利要求6至8中任一项所述的夹紧卡盘，其特征在于，所述以运动间隙装在一个异型孔(23)中的异型部段(22)具有与异型部段(26)相同的六边形断面，该异型部段(26)与杆段(5)能传递扭矩地固定连接。

10.如权利要求2至9中任一项所述的夹紧卡盘，其特征在于，所述两个套筒状杆段(5，6)相互抵靠在一起，形成一个倾斜的环形分界缝(25)。

11.如权利要求2至9中任一项所述的夹紧卡盘，其特征在于，由夹紧部段(1)、扭曲部段(3)和异型部段(26)组成的核心部件由一个挤压成型的六边形材料加工而成。

12.如上述任一项权利要求所述的夹紧卡盘，其特征在于，只有在限定扭矩值和扭曲部段(3)的扭曲被超过时才承受扭矩的套筒(6)在一端具有一个六边形的内轮廓或异型内轮廓，并至少在一端带有间隙地套在扭曲零件的异型端部(8，9)上。

13.如权利要求12所述的夹紧卡盘，其特征在于，多边形的部段(22)的尺寸处于公差下限，它带有间隙地安装在异型孔(23)里，该异型孔(23)与相同多边形轮廓的异型孔(10)连续，形成该异型孔(10)的是一个构成工具夹紧件(2)的套筒段(5)。

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