專利名稱：帶有匹配夾爪和夾爪通道的鉆具卡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及與鉆頭或電動或氣動驅(qū)動裝置一起使用的卡頭。手動和電動或氣動工具驅(qū)動裝置都是眾所周知的。大量常規(guī)工具如鉆頭，螺絲刀、螺母刀、礪石、砂輪和其他切割或磨削刀具，都與這種驅(qū)動裝置一起使用。動力驅(qū)動裝置通常構(gòu)成有一卡頭，其在相對寬的范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)，以便將工具固緊到動力驅(qū)動裝置的可回轉(zhuǎn)主軸上?？^可由常規(guī)的螺紋或錐形孔或其他常規(guī)的連接機構(gòu)連接在驅(qū)動裝置上。
在本技術(shù)領(lǐng)域中，已研制出了多種卡頭。在一種形式的卡頭中通過連接在驅(qū)動裝置本體內(nèi)的成角度配置的通道，制約彼此隔開大約120°的沿圓周配置的三個夾爪，其結(jié)構(gòu)致使本體在一個方向要對嚙合夾爪的、被約束的螺母的回轉(zhuǎn)，迫使夾爪夾緊刀具的柄，而在相反方向的回轉(zhuǎn)將夾緊的柄松脫。這種卡頭如由手動回轉(zhuǎn)則可以是無鍵型的。無鍵型卡頭對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是眾所周知的。借助對所有夾爪具有相同螺矩的螺紋，使夾爪與驅(qū)動螺母相嚙合。在這種方式中，螺母回轉(zhuǎn)時，夾爪前進相同的長度。然而，重要的是，夾爪的縱向移動使在其完全伸延位置時夾爪有相同的縱向長度，且在卡頭本體中限定的刀具孔的軸線處相交。為此，采用常規(guī)的多螺紋夾爪，螺紋是順序地和可變地偏離夾爪片體的端部，以構(gòu)成夾爪的圓周間隔，并確保夾爪在其完全伸延位置上在卡頭軸線處相交。因此，在常規(guī)卡頭中夾爪是不互換的，而且極為重要的是，在制造組裝過程中夾爪在卡頭內(nèi)是按正確的順序安排的。這就需要一種乏味的且耗時的工序。如果夾爪不按正確順序安排，卡頭就不能正確地起作用，因此必須將其拆開并按正確的順序重新組裝。
采用常規(guī)的卡頭，本體部件一般是用金屬棒料制作，而夾爪通道得穿過棒料進行機加工。這種機加工工序要求各通道基本上是圓形的且截面均勻。夾爪片體具有相應(yīng)成形的廓型，而且除了夾爪螺紋偏移外一般是相互沒有區(qū)別的。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種卡頭裝置，其中夾爪片體與單獨的各個通道極好地匹配。從而使組裝和制造工序簡化。
本發(fā)明的另一目的是提供一種卡頭，它能以有效成本的方式組裝和制造。
本發(fā)明的又一目的是提供一種改進的卡頭，該卡頭對于每個對應(yīng)的夾爪有一個具有特殊而且不同夾爪通道的模制的主體。
本發(fā)明其它目的和優(yōu)點將在下列說明中部分地予以敘述，即可以從說明中明顯看出，或者可通過本發(fā)明的實踐得知。
根據(jù)本發(fā)明的目的提供的卡頭，是與手動或電動的帶有回轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的驅(qū)動裝置一起使用的。該卡頭按常規(guī)方式安裝到驅(qū)動軸上，并有一個將刀具連接到電動的驅(qū)動裝置上的機構(gòu)。該卡頭的本體部件具有一前部件和一后部件，前部件內(nèi)形成有一軸向孔和多個穿過并相交軸向孔的、成角度配置的通道。多個夾爪以滑動方式位于成角度配置的通道內(nèi)。每個夾爪在其一個側(cè)面上端有一刀具嚙合面，而在其相反的外表面上設(shè)有螺紋。螺母轉(zhuǎn)動地安裝在本體部件上，且與夾爪上的螺紋嚙合。套筒部件與螺母呈驅(qū)動回轉(zhuǎn)嚙合，從而在套筒相對本體部件回轉(zhuǎn)時，夾爪將在其相應(yīng)的通道內(nèi)移動。根據(jù)本發(fā)明的主要目的，每個夾爪及其相應(yīng)的通道有一區(qū)另于其它夾爪和相應(yīng)的通道的獨特匹配廓型，致使各夾爪與不同通道不能互換。因此，在卡頭組裝時實際上夾爪不可能混合或互換。
在本發(fā)明的一個最佳實施例中，每個通道有一不同的多側(cè)面的橫截面廓型，例如，通常為矩形的廓型。對每個通道而言，至少一個特征，如多側(cè)廓型的一側(cè)或一角是不同的。為相應(yīng)通道而設(shè)計的夾爪有一相應(yīng)匹配的廓型。最理想的是，為各個通道設(shè)計的夾爪，在其制有螺紋的側(cè)面具有基本上相同的廓型。換句話說，每個夾爪在其橫截面圖中應(yīng)當(dāng)有相同的螺紋長度。
該卡頭的本體部件最好用可模塑材料模制而成，如塑料或充填玻璃尼龍材料。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，其它可模制的材料是眾所周知的，因而也在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍之內(nèi)。由于本體部件是模制的，因此通道的廓型能直接模壓成型，因而無需對通道再繼續(xù)進行機加工。這樣，取消了額外的制造和組裝時間及工序。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并非限于模制成形的本體部件或通道。盡管涉及了相對復(fù)雜的機加工問題，但在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)，在金屬棒料的本體部件中，用機加工制成不同廓型的夾爪通道也是可能的。
應(yīng)該理解，可能構(gòu)成任何形式夾爪和通道的變化的廓型，如帶鍵表面等。因此僅使一個夾爪裝配在每個通道中。在這方面，通道和夾爪的幾何形狀可無限地變化。這樣的變型和改型均在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍中。


圖1是本發(fā)明的卡頭的橫截面圖；圖2是圖1沿所示線的卡頭端視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個夾爪片體的透視圖和橫截面圖；圖4是另一個不同夾爪片體的透視圖和橫截面圖；圖5是與圖1所示卡頭不同結(jié)構(gòu)的另一個夾爪片體的透視圖和橫截面圖。
現(xiàn)在，對本發(fā)明最佳實施例作出詳細地說明，在附圖中例舉說明了一個或多個實施例。給出的每個實施例是作為對本發(fā)明的說明，而并不意味著對本發(fā)明的限定。例如，作為一個實施例部分地說明或描述的特征，能在其它實施例中采用而產(chǎn)生又一個實施例。因此，其意圖在于本發(fā)明的公開應(yīng)包括各種這樣的修改和變型。
下面結(jié)合圖1說明本發(fā)明一個實施例的卡頭?？^10包括一個前套筒部件20、一個本體部件12和夾爪14。本體部件12有一個一般為圓柱形的頭部即前部22，和一個尾部即后部24。在本體部件12前部22中形成一個軸向孔26，該軸向孔26至少與安放在卡頭中最大的刀具柄一樣大?？?8在本體部件12的后部中形成，并可有內(nèi)螺紋40，或者可固定到一個螺紋插件上(未示出)，可適于與動力驅(qū)動器(未示出)主軸或驅(qū)動裝置的軸相匹配。應(yīng)該理解的是，在本發(fā)明中能夠采用任何眾所周知的和常規(guī)的安裝機構(gòu)或裝置，把卡頭10安裝到驅(qū)動主軸上。
本體部件12中的通道18(圖2中的18a、18b、和18c)在主體部件12中形成，以容納各個夾爪14，每個通道有一外圓周壁19。在最佳實施例中，采用了三個夾爪14，每個夾爪14與其相鄰夾爪以大約120°弧度隔開。每個通道18和相應(yīng)夾爪14的軸線30，相對卡頭軸線是成角度的，并且在本體部件12前部之外的某一共同點與卡頭軸線31相交。例如，如圖1所示，在它們完全伸延的位置上，夾爪14在前部22向前的某一點的孔26軸線處相交。如圖1所示，重要的是，三個夾爪14在它們完全延伸的位置上以基本上準(zhǔn)確的位置相交。
每個夾爪14有大致與本體12的軸線14平行的刀具嚙合面32，和后端或端面35。每個夾爪14在其與嚙合面32對置的外表面也有螺紋34，該螺紋34能有任何預(yù)定的螺矩，而且所有夾爪螺紋34有相同的螺矩。
螺母16，最好為整體螺母，其螺紋17與夾爪14的螺紋34成螺紋嚙合。這樣，當(dāng)螺母16相對本體12回轉(zhuǎn)時，各個夾爪會在通道18中前進或返回。螺母16與套筒部件20以可回轉(zhuǎn)方式聯(lián)接，從而在套筒部件20回轉(zhuǎn)情況下，螺母也將回轉(zhuǎn)，以使夾爪14返回或前進。
本發(fā)明中為保持套筒20和螺母相對本體部件的關(guān)系，并使螺母16和套筒20以回轉(zhuǎn)方式聯(lián)接，能采用多種變型的結(jié)構(gòu)。例如，在圖1中所示的實施例，套筒20通過壓配合38的方式與螺母16成回轉(zhuǎn)式聯(lián)接。作為可替換的方案，可采用相互嚙合部件，如螺脊或驅(qū)動銷。另一可替換的方案是，把螺母16和套筒20一起模壓制成。套筒和螺母的所有的這些改型和結(jié)構(gòu)均在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)，對本發(fā)明來說不是特別重要的。
圖1還示出了配裝在本體部件12前部22的前部件36。在一個實施例中，采用前部件36可將套筒20相對本體部件12和螺母16固定。在一替換實施例中，前部件36作為一種加強和保護部件，具體的說，其中的套筒20和螺母16是壓配在一起的。對于本發(fā)明而言，前部件36不是必不可少的，在所有卡頭裝置10中并不是必需的。
參照圖3至5，示出了在圖1和圖2中展示的卡頭10的單個夾爪14。在圖中可看出，每個夾爪均有螺紋34和制作在其與螺紋34對置的側(cè)面上的刀具嚙合表面32。對每個夾爪而言，刀具嚙合表面32是相同的，而且是傾斜的或成角度的，致使當(dāng)夾爪14配置在成角度的通道18中時，它們基本上與卡頭10的縱軸線31平行。每一個夾爪均具有相同螺矩的螺紋34。然而，每個夾爪離螺紋起始的端面35的距離是不同的。由于這些爪沿圓周方向環(huán)繞驅(qū)動螺母16分布，而且必須同等地前進和返回，從而使各夾爪如圖1所示那樣在它們完全延伸位置上，在本體12縱軸線處準(zhǔn)確地相交，這種偏置距離是需要的。
根據(jù)本發(fā)明的重要方面，每個通道18及其相應(yīng)的夾爪14具有獨特的特征或廓型，這樣就能使每個夾爪14只能在其相應(yīng)的通道18中滑動。例如，參照圖2至圖5，每個通道18的側(cè)面37是與每個夾爪14的側(cè)面54相對應(yīng)的。然而，從圖中能看到，圖3中所示夾爪的廓型48只能與圖2所示的廓型18a配裝。同樣，圖4中所示夾爪的廓型46只能配裝在通道18b中，圖5中所示夾爪的廓型44只能配裝在圖2所示通道的廓型18c中。
在各圖所示的最佳實施例中，夾爪和相應(yīng)通道的形狀一般為矩形。然而，應(yīng)該理解，廓型的橫截面可以是任何幾何形狀，只要每個廓型至少有一個特征或關(guān)鍵特征在三個夾爪和相應(yīng)通道之間是不相同，從而使各夾爪在各通道之間不可能互換即可。此外，最理想的是，每個夾爪的螺紋34具有相同的橫截面長度57，使每個夾爪與螺母16具有同等程度的螺紋嚙合。這樣，各夾爪的主要的或其它的區(qū)別特征，就能限定在任一其余的側(cè)面或表面上。例如，參照圖3，側(cè)面54有二個斜角即倒角。參照圖4和5，側(cè)面54有相反的斜角或倒角。在圖2所示的相應(yīng)通道18a至18c的側(cè)面為相對應(yīng)的形狀。各夾爪和通道的構(gòu)型也可設(shè)想成有各不相同的長度。
應(yīng)該理解的是，在這里討論并例舉說明的不同結(jié)構(gòu)的廓型，僅為獨特地區(qū)分每個相應(yīng)的夾爪和通道的無數(shù)種方式中的一些實例，但不是唯一的實例，例如，每個相應(yīng)的夾爪和通道可有完全不同的幾何形狀，如圓形、矩形和方形。本領(lǐng)域的技術(shù)人員，可設(shè)想出任何一種區(qū)別特征即主要特征，以確保各夾爪不能與通道相互替換。
本體部件12最好采用模壓材料，如塑料或填充玻璃尼龍的材料。其它可模壓材料也在本發(fā)明范圍之內(nèi)。由于本體部件12是模壓成形的，所以獨特結(jié)構(gòu)的通道18就能直接模壓于本體部件中。采用這種方法，各通道就無需在本體部件中進行機加工，因此通道不再要求為一般圓形。然后，本體部件12包括金屬零件，以及通道具有機加工的特征也在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍之內(nèi)。同樣，夾爪14最好采用硬金屬制作，而夾爪的非一致的廓型表面采用機加工。然而，本發(fā)明并非只局限于具有機加工表面的金屬夾爪。為制成各夾爪的任何一種慣用的材料和方法均在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)。
應(yīng)該理解，本發(fā)明的獨特的夾爪和通道能構(gòu)成任何方式的常規(guī)卡頭。例如，本發(fā)明可應(yīng)用于鍵型卡頭、無鍵型卡頭和其它型式的卡頭，其中各夾爪在通道內(nèi)是靠螺紋移動的。因此，應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍條件下，對本發(fā)明可作出各種修改和變型。其含意在于，本發(fā)明公開的內(nèi)容包括了落入權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的變型和修改。
權(quán)利要求
1．一種與具有回轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的手動或電動驅(qū)動裝置一起使用的卡頭，所述卡頭包括一個本體部件，具有前部和后部，所述前部內(nèi)形成有軸向孔，和多個穿過所述軸向孔并與所述軸向孔相交的成角度配置的通道；多個在所述成角度配置的通道內(nèi)可滑動安置的夾爪，每個所述的夾爪在其一側(cè)面上有一工具嚙合面，而在其與此嚙合面對置的外表面上形成有螺紋；一個可回轉(zhuǎn)安裝在所述本體部件上，并與所述夾爪上的所述螺紋嚙合的螺母；一個與所述螺母成驅(qū)動回轉(zhuǎn)嚙合的套筒部件，從而當(dāng)所述套筒相對于所述本體部件回轉(zhuǎn)時，能使所述夾爪由此而移動；和其中，每個所述的夾爪及其相應(yīng)的所述通道具有一獨特的匹配廓型，該廓型與所述的其它夾爪和相應(yīng)的通道的廓型不相同，從而使所述的夾爪不可能與不同的所述通道互換。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的卡頭，其中，每個所述的通道有不同的多側(cè)面橫截面的廓型。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的卡頭，其中，至少每個所述通道的一個相似配置的側(cè)面具有不同的長度。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的卡頭，其中，所述通道至少有一不同方式形成的拐角。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的卡頭，其中，每個所述的通道有不同橫截面的廓型，而所述相應(yīng)的夾爪有相匹配的橫截面廓型。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的卡頭，其中，在每個制有所述螺紋的所述夾爪表面，具有相同的橫截面長度，每個相應(yīng)的所述通道的匹配表面具有相同的橫截面長度。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的卡頭，其中，所述本體部件與直接模制在其內(nèi)的所述不同廓型的通道是一個整體模制件。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的卡頭，其中，所述的本體部件是由塑料或填充玻璃的尼龍材料兩者之一模制而成。
9．根據(jù)權(quán)利要求7的卡頭，其中，所述的本體部件是由塑料或填充玻璃的尼龍材料兩者之一模制而成，所述的夾爪則由金屬機加工制成。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的卡頭，其中，所述夾爪有一非一致的多側(cè)面的廓型。
11．根據(jù)權(quán)利要求1的卡頭，其中，所述套筒部件通過壓配可轉(zhuǎn)動地連接到所述螺母。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的卡頭，還包括一個裝在所述本體部件的所述前部的前部件，所述的前部件夾持所述套筒與所述螺母嚙合。
13．一種與具有回轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的手動或電動驅(qū)動裝置一起使用的卡頭，所述卡頭包括一個整體模制的本體，具有前部和后部，所述前部內(nèi)形成有軸向孔，和多個穿過所述軸向孔并與所述軸向孔相交的成角度配置的通道，每個所述通道的廓型與所述其它通道至少有一個特征不同；多個在所述成角度配置的通道內(nèi)可滑動地安置的夾爪，每個所述夾爪在其一個側(cè)面上有一工具嚙合面，而在與此嚙合面對置的外表面上形成有螺紋，每個所述的夾爪還包括一個不同于每個所述夾爪上的主要表面，所述的主要表面能使所述夾爪僅在一個相應(yīng)的所述通道內(nèi)滑動；一個可回轉(zhuǎn)安裝在所述本體部件上，并與所述夾爪上的所述螺紋嚙合的螺母；和一個套筒，該套筒與所述螺母呈驅(qū)動回轉(zhuǎn)嚙合，因此當(dāng)所述套筒相對于所述本體部件回轉(zhuǎn)時，所述夾爪將由此而移動。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的卡頭，其中，所述本體部件是由塑料模制而成的。
15．根據(jù)權(quán)利要求13的卡頭，其中，所述本體部件是由充填玻璃的尼龍材料模制而成。
16．根據(jù)權(quán)利要求13的卡頭，其中，所述通道直接模壓在所述的本體部件中。
17．根據(jù)權(quán)利要求13的卡頭，其中，所述通道具有一般為矩形的橫截面廓型，至少在其一側(cè)面上在每個所述通道內(nèi)具有不同的結(jié)構(gòu)。
18．根據(jù)權(quán)利要求13的卡頭，其中，所述夾爪有一個具有所述主要表面的、一般為矩形的橫截面的廓型，所述的主要表面在每個所述的夾爪上有不同結(jié)構(gòu)的側(cè)面。
19．根據(jù)權(quán)利要求13的卡頭，其中，每個所述通道有不同的多側(cè)面橫截面廓型。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的卡頭，其中，所述每個通道的類似配置的側(cè)面中的至少一個具有不同的長度。
21．根據(jù)權(quán)利要求19的卡頭，其中，所述通道至少有一個不同形狀的拐角。
22．根據(jù)權(quán)利要求13的卡頭，其中，每個所述通道有不同橫截面的廓型，所述相應(yīng)的夾爪有與之匹配的橫截面廓型。
23．根據(jù)權(quán)利要求13的卡頭，其中，每個所述夾爪的表面上形成有所述螺紋，對于每個所述夾爪，所述夾爪表面具有相同的橫截面長度，而每個相應(yīng)的所述通道的匹配側(cè)面有相同的橫截面長度。
24．根據(jù)權(quán)利要求13的卡頭，其中，所述夾爪上的所述螺紋具有相同螺矩，且離所述夾爪端部偏移不同的長度。
25．一種具有回轉(zhuǎn)驅(qū)動主軸和其上構(gòu)成卡頭的動力工具，用于將工具片體固定到所述驅(qū)動主軸上，所述的卡頭還包括一個整體模制的本體部件，具有前部和后部，所述前部內(nèi)形成有軸向孔，和多個穿過所述軸向孔并與所述軸向孔相交的成角度配置的通道，每個所述通道的廓型與所述其它通道至少有一個特征是不相同的。多個在所述成角度配置的通道內(nèi)可滑動地安置的夾爪，每個所述夾爪在其一個側(cè)面上有一工具嚙合面，而在與此嚙合面對置的外表面上形成有螺紋，每個所述的夾爪上還包括一個不同于每個所述夾爪上的主要表面，所述的主要表面使所述夾爪僅在一個相應(yīng)的所述通道內(nèi)滑動；一個可回轉(zhuǎn)安裝在所述本體部件上、并與所述夾爪上的所述螺紋嚙合的螺母；和一個套筒，該套筒與所述螺母呈驅(qū)動回轉(zhuǎn)嚙合，因此當(dāng)所述套筒相對于所述本體部件回轉(zhuǎn)時，所述夾爪將由此而移動。
全文摘要
一種與手動或電動的驅(qū)動裝置一起使用的卡頭,其具有帶多個成角度配置的通道的本體部件,夾爪可滑動地配置在每個通道內(nèi)。每個夾爪在其一側(cè)面有工具嚙合面,而在與嚙合面對置的一側(cè)面上有螺紋。夾爪與安裝在本體部件上的回轉(zhuǎn)螺母螺紋嚙合。套筒部件與螺母呈回轉(zhuǎn)嚙合,從而套筒的回轉(zhuǎn)引起螺母回轉(zhuǎn),夾爪在其相應(yīng)的通道內(nèi)前進或返回,每個夾爪及其相應(yīng)的通道與其它夾爪和相應(yīng)的通道不同的獨特的匹配廓型,致使夾爪不可能在卡頭的不同通道內(nèi)互換。
文檔編號B23B47/00GK1224645SQ9910128
公開日1999年8月4日 申請日期1999年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月26日
發(fā)明者凱文·C·邁爾斯 申請人:動力工具霍德爾斯公司