專利名稱：帶有鎖緊套管的卡盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種用于鉆具或者電動或氣動動力驅(qū)動器的卡盤。特別是，本發(fā)明涉及一種無鍵型卡盤，該卡盤能夠通過手動或者驅(qū)動馬達的啟動而夾緊或者放松。
手動和電動或氣動工具驅(qū)動器是公知的。盡管麻花鉆是這種驅(qū)動器上的最普通的工具，這些工具也可以包括螺紋驅(qū)動器、螺母驅(qū)動器、磨盤、裝配磨石和其它切割或磨削工具。由于這些工具的柄直徑不同或者多角截面幾何形狀不同，所以這種裝置通常帶有能夠在相對寬的范圍內(nèi)加以調(diào)整的卡盤。該卡盤可以通過螺紋或者錐形孔安裝到驅(qū)動器上。
在已知技術(shù)中，已開發(fā)了多種卡盤。在一種傾斜夾爪卡盤中，主體元件包括三個大約相互隔開120度的通道。該通道這樣設(shè)置，即它們的中心線在卡盤前方處與卡盤軸線相交于一點。這些通道約束三個可在通道內(nèi)移動的夾爪，使它們能夠夾住大致沿卡盤中心軸線設(shè)置的圓柱形工具柄。該卡盤包括一個繞卡盤中心線旋轉(zhuǎn)并與夾爪上的螺紋嚙合的螺母，使得當螺母旋轉(zhuǎn)時，夾爪可在通道內(nèi)向任一方向移動。主體元件安裝在驅(qū)動器的驅(qū)動軸上，并構(gòu)造成如下形式，即當主體元件相對于螺母在一個方向上轉(zhuǎn)動時，會迫使夾爪夾住工具柄，而在相反的方向上轉(zhuǎn)動時，會釋放工具柄。如果卡盤通過手動旋轉(zhuǎn)，則該卡盤可制成無鍵形式。這種卡盤的一個實例已在名稱為“無沖擊的無鍵卡盤”的美國專利第5,125,673中公開，該專利以普通方式轉(zhuǎn)讓給本受讓人，其公開的全部內(nèi)容作為參考文獻包括在本文中。已有技術(shù)中還知道多種其它結(jié)構(gòu)的無鍵卡盤，它們適用于多種場合。
本發(fā)明已認識到并將克服已有技術(shù)所述的結(jié)構(gòu)和方法的上述缺點。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進的卡盤。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于將套管安裝到卡盤上的改進機構(gòu)。
通過提供一種用于帶有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的手動或電動驅(qū)動器的卡盤，將實現(xiàn)本發(fā)明的上述和其它目的。該卡盤包括一個通常呈圓柱形的主體元件，它具有一個前伸部分和一個后部。所述后部構(gòu)造成與驅(qū)動器相配合的形式。所述前伸部分上具有一個軸向孔和多個成角度設(shè)置并與軸向孔相交的通道。前伸部分上還形成了一個環(huán)繞其外圓周的突緣部分和一個垂直于主體元件縱向軸線的前表面。有多個夾爪可滑動地設(shè)置在每個成角度設(shè)置的通道內(nèi)。每一夾爪的一側(cè)都具有一個夾爪面，另一側(cè)則制有螺紋。有一個螺母可轉(zhuǎn)動地安裝在突緣的主體后部，以與夾爪螺紋嚙合。一個通常呈圓柱形的套管具有一個環(huán)形開口前端，并套在主體元件的前伸部分。套管與螺母嚙合，使得當套管轉(zhuǎn)動時，螺母也隨之轉(zhuǎn)動以操縱夾爪。套管的前端包括一個沿徑向向內(nèi)延伸的環(huán)形唇部，其至少一部分覆蓋主體的前部橫向表面。該套管包括一個從靠近套管前端的套管內(nèi)圓周沿軸向向后延伸的彈性伸出部。該伸出部包括一個凸起部分，該凸起設(shè)置在突緣部分的后部并沿軸向伸入突緣部分的外圓周內(nèi)，以防止套管相對于卡盤主體發(fā)生向前的軸向移動。
在一個最佳實施例中，主體的前伸部分是錐形的，使得主體的外徑從前表面向后逐漸增大。當套管安裝到主體上時，凸起抵靠在錐形表面上，使得伸出部沿徑向向外彎曲。所述凸起始終卡在槽內(nèi)。
該套管還可以包括與螺母上的驅(qū)動肋接收槽相嚙合的驅(qū)動肋。當套管相對于主體轉(zhuǎn)動時，螺母隨之轉(zhuǎn)動。因此，套管元件的轉(zhuǎn)動會驅(qū)使卡盤夾爪根據(jù)套管的轉(zhuǎn)動方向而在向前或向后的方向上移動。
包含在本文中并構(gòu)成說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的一個實施例，這些附圖和本說明書一起用于說明本發(fā)明的原理。
在本說明書的剩余部分，將參考附圖，對本發(fā)明包括最佳實施例對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員進行詳細和盡可能地公開，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例卡盤的縱向局部剖視圖；圖2是根據(jù)圖1所示實施例的卡盤的局部剖視分解圖；和圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例所述的卡盤的局部剖視分解圖。
在本發(fā)明的說明書和附圖中，重復使用的序號代表本發(fā)明中相同或者相似的部件或者元件。
下面將對本發(fā)明的最佳實施例進行詳細描述，附圖中顯示了本發(fā)明的一個或者多個實施例。每個實施例都僅是對本發(fā)明的解釋說明，而不是對本發(fā)明的限制。實際上，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，很明顯在不脫離本發(fā)明的范圍或者實質(zhì)的情況下，可以對本發(fā)明做出多種改進和變形。例如，在一個實施例的某部分中描述或者表示的特征也可以用于其它實施例，以進一步形成更多的實施例。因此，應該理解到本發(fā)明覆蓋了在所附的權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的多種變形和改進型式。
附圖1和附圖2表示了根據(jù)本發(fā)明所述的卡盤10?？ūP10包括一個套管12、一個主體16和多個夾爪18。主體16通常呈圓柱形，并包括一個前伸部分或者前部20和一個尾部或者后部22。前伸部分20的前端具有一個與主體16的縱軸25垂直的前表面21，和一個錐形表面23。在前伸部分20中制有一個軸向孔24。軸向孔24的尺寸比卡盤將要夾持的最大工具柄要大一些。在尾部22中制有螺紋孔26，該孔具有標準尺寸，以與動力或者手動驅(qū)動器(未表示)的驅(qū)動軸相配?？?4和26可在主體元件16的中心區(qū)域28相通。盡管圖中表示了螺紋孔26，但是該孔也可以用具有標準尺寸的、能夠與錐形驅(qū)動軸相配的錐形孔所替代。
在主體元件16內(nèi)制有通道30，以容納每個夾爪18。這里采用了三個夾爪18，并且每個夾爪以大約120度的弧度與相鄰的夾爪隔開。通道30和夾爪18的軸線相對于卡盤軸線成一角度，并在卡盤主體16前面的公共點處與卡盤軸線相交。每個夾爪18具有一個工具嚙合面32，該面通常平行于卡盤主體16的軸線，而在其相反的一面或者外表面上制有螺紋34。螺紋34可以制成任何適當?shù)男问揭约肮?jié)距。
如圖1和2所示，主體元件16包括一個推力環(huán)元件36，在最佳實施例中，該環(huán)可以與主體制成一體。在一個替換實施例中，推力環(huán)36與主體16可以是分離的元件。推力環(huán)36的外圓周上包括多個夾爪導槽42，以允許夾爪18穿過該導槽縮回，推力環(huán)36還可包括一個突緣部分38以安放軸承裝置39。
在圖1和2所示的最佳實施例中，主體元件16包括一個后圓柱部分22，它具有帶壓紋的表面46，用于在需要時接收能夠壓在其上的可選擇的后部套管14。應該理解到，后部套管14也可以在沒有壓紋的情況下通過壓配定位或者采用鍵定位。也可以通過卷邊、打銷釘、鉚接、螺紋連接或者其它適當?shù)墓潭C構(gòu)將套管定位。另外，卡盤也可以構(gòu)造成不帶后部套管的單獨套管形式。
卡盤10包括一個螺母48，在最佳實施例中，該螺母48是單件螺母，并包括與夾爪18上的螺紋34嚙合的螺紋50。螺母48繞主體定位并與夾爪螺紋嚙合，這樣，當螺母相對于主體16旋轉(zhuǎn)時，夾爪將根據(jù)螺母的旋轉(zhuǎn)方向前進或者縮回。螺母48可包括接收驅(qū)動肋54的槽52，使得螺母48隨著套管12轉(zhuǎn)動而移動夾爪。
在圖示實施例中，螺母48在前進方向上的軸向移動被保持環(huán)56所限制。保持環(huán)56是一個環(huán)形錐體，它具有一個壓在主體16的前部20上的圓柱形前部，和一個從圓柱部分向后延伸以在57處與螺母48嚙合的錐臺部分。但是應該理解到，還可以采用其它方法將螺母軸向固定到主體上。例如，螺母可以是一個夾持在主體上并位于圓周槽內(nèi)的兩件式螺母。
套管12的外圓周面可帶有壓紋或者帶有縱向的肋條或其它伸出部，以使操作者能夠牢牢地抓住它。類似地，如果需要，后部套管14(如果采用了)的圓周面也可以制有壓紋或者肋條。
如圖1和2所示，有一個環(huán)形唇64在套管12的前端延伸，它從外徑33沿徑向向內(nèi)延伸到內(nèi)徑35。唇部64覆蓋主體16的前部橫向表面21。還有一個金屬前伸部分68與前部套管12共模制成，并覆蓋套管12和環(huán)形唇64的前部。
前、后套管可以用聚碳酸酯、填充的聚丙烯，例如玻璃填充聚丙烯等工程塑料或其混合物模制而成或者制成。在某些場合下，其它合成材料，例如石墨填充聚合物也是適合的。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，應該理解到，制造本發(fā)明卡盤的材料取決于卡盤的最終用途，上面所提供的材料僅是示例性的。
如上所述，后部套管14通過在46處的壓配而固定到主體16上。前套管12通過伸出部58在套管和主體之間形成的咬合作用而固定，從而不在向前的軸向上移動。伸出部58從鄰近套管12前端的套管內(nèi)圓周面沿軸向向后延伸。凸起60設(shè)置在伸出部58的軸向后端，并向主體內(nèi)的槽62的外圓周內(nèi)部伸出。
在卡盤組件中，凸起60抵靠在錐面23上，使得當套管12相對于主體16進一步向后移動時，會導致伸出部向外彎曲。當套管向后移動足夠距離后，凸起會向下卡入槽62中。槽62形成了一個與凸起60相對的突緣63，從而防止套管12發(fā)生明顯的向前軸向移動。盡管前套管12可相對于主體16沿向前的方向稍稍移動，但是凸起60與突緣63的嚙合仍能防止套管12與螺母48脫離嚙合。
伸出部可以用適當?shù)牟牧现瞥刹⒕哂腥缦碌某叽?，即它們在裝配時向外彎曲并承受套管的向前的軸向壓力。例如，在一個實施例中，套管和伸出部由玻璃填充(40％)尼龍制成。每個伸出部都是0.129英寸長(包括凸起)，沿凸起長度的大約中間位置處為0.036英寸厚。伸出部的內(nèi)徑是在主套管和凸起之間的常數(shù)，即0.732英寸。每個伸出部的外圓周以從凸起端部到主套管大約5°的角度上升(相對于卡盤軸線)。應該理解到，這僅僅是一個例子，具體卡盤的結(jié)構(gòu)可以適當變化。
突緣63可以構(gòu)造成任何適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)。例如，突緣可以構(gòu)造成一系列隔開的部分，使得它并不繞主體連續(xù)延伸。另外，也不一定將突緣和主體制成一體。該突緣可以包括一個位于適當?shù)膱A周槽內(nèi)的卡緊環(huán)。
伸出部58也可以構(gòu)造成其它結(jié)構(gòu)。例如，伸出部可以是圖2所示的相對窄的指狀伸出部，也可以包括成角度的更寬的伸出部，如圖3所示，從而形成圍繞卡盤軸線的圓環(huán)。圖3中的環(huán)被4個等角度隔開的空隙59所隔斷。
應該理解到，后套管元件14固定到主體16上，而前套管元件12可操作地與螺母48相連，并相對于主體元件軸向固定，以能夠相對于主體轉(zhuǎn)動。因為夾爪18上的螺紋34和螺母48上的螺紋50相互作用，前、后套管元件12和14的相對運動，會使夾爪18根據(jù)相對運動的方向前進或者后退。
盡管上文描述了本發(fā)明的一個或多個最佳實施例，也應該理解到，本發(fā)明的任一以及所有等效形式均包括在本發(fā)明的范圍和實質(zhì)內(nèi)。所以，本文描述的實施例僅是示例性的，而并不是對本發(fā)明的限制。應該理解到，所述一個或多個不同的實施例的各方面可以整體或者部分地互換。因此，應該理解到，落入本文所附權(quán)利要求的表述或者等同物范圍內(nèi)的任一以及所有實施例均包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種用于帶有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的手動或電動驅(qū)動器的卡盤，所述卡盤包括一個通常呈圓柱形的主體元件，所述主體元件具有一個前伸部分和一個后部，所述后部構(gòu)造成與所述驅(qū)動器配合的形式，所述前伸部分上制有一個軸向孔，多個成角度設(shè)置的通道穿過軸向孔并與所述軸向孔相交，一個突緣部分圍繞前伸部分的外圓周，以及一個前表面，垂直于所述主體的縱向軸線；多個夾爪，它們中的每一個都可滑動地設(shè)置在每個所述成角度設(shè)置的通道內(nèi)，每一夾爪的一側(cè)都具有一個夾爪面，另一側(cè)則制有螺紋；一個螺母，它可轉(zhuǎn)動地安裝在所述主體的所述突緣部分的后部上，以與所述夾爪的螺紋嚙合；和一個通常呈圓柱形的套管元件，它具有環(huán)形開口前端，所述套管套在所述主體的所述前伸部分并與所述螺母嚙合，使得當所述套管轉(zhuǎn)動時，所述螺母將隨之轉(zhuǎn)動，以驅(qū)動所述夾爪，所述套管的所述前端包括一個環(huán)形唇部，該唇部從所述套管沿徑向向內(nèi)延伸，并至少部分地覆蓋所述主體的所述前部橫向表面，其中，所述套管包括一個彈性伸出部，它沿軸向從靠近所述套管前端的所述套管內(nèi)圓周面向后延伸，所述伸出部帶有一個凸起部分，該凸起部分設(shè)置在所述突緣部分的后部，并沿徑向向所述突緣部分的外圓周的內(nèi)部伸出，以防止所述套管相對于所述主體向前軸向移動。
2.如權(quán)利要求1所述的卡盤，其中，所述突緣部分形成了一個連續(xù)的環(huán)形突緣。
3.如權(quán)利要求2所述的卡盤，其中，所述環(huán)形突緣和所述主體是一整體結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的卡盤，其中，所述環(huán)形唇具有一個內(nèi)徑和一個外徑，所述內(nèi)徑等于形成在所述主體的所述前伸部分上的所述軸向孔的直徑。
5.如權(quán)利要求1所述的卡盤，包括多個所述伸出部，這些伸出部形成了圍繞所述主體軸線的圓環(huán)。
6.如權(quán)利要求5所述的卡盤，包括四個所述伸出部，這些伸出部被等角度相隔的空隙所分隔。
7.如權(quán)利要求1所述的卡盤，其中，所述螺母是一個單件螺母。
8.如權(quán)利要求1所述的卡盤，包括一個位于所述主體上的推力環(huán)，它與所述螺母相連，以從所述螺母向所述主體傳遞向后的軸向力。
9.如權(quán)利要求8所述的卡盤，包括至少一個防摩擦軸承，它設(shè)置在所述螺母和所述推力環(huán)之間。
10.如權(quán)利要求1所述的卡盤，包括一個容納在所述主體后部的后部套管。
11.如權(quán)利要求1所述的卡盤，包括所述一個與所述套管的前部共模制成的裝飾金屬前伸部分。
12.如權(quán)利要求1所述的卡盤，包括一個位于所述主體上的螺母保持機構(gòu)，它與所述螺母相連，以可操作地防止所述螺母在向前的方向上軸向移動。
13.如權(quán)利要求1所述的卡盤，其中，所述主體的前端是錐形的。
14.一種用于帶有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的手動或電動驅(qū)動器的卡盤，所述卡盤包括一個通常呈圓柱形的主體元件，所述主體元件具有一個前伸部分和一個后部，所述后部構(gòu)造成與所述驅(qū)動器配合的形式，所述前伸部分上制有一個軸向孔，多個成角度設(shè)置的通道穿過軸向孔并與所述軸向孔相交，有一個環(huán)形突緣部分圍繞前伸部分的外圓周，以及一個前表面，垂直于所述主體的縱向軸線；多個夾爪，它們中的每一個都可滑動地設(shè)置在每個所述成角度設(shè)置的通道內(nèi)，每一夾爪的一側(cè)都具有一個夾爪面，另一側(cè)則制有螺紋；一個螺母，它可轉(zhuǎn)動地安裝在所述主體的所述突緣部分的后部上，以與所述夾爪的螺紋嚙合；一個通常呈圓柱形的套管元件，它具有環(huán)形開口前端，所述套管套在所述主體的所述前伸部分，并與所述螺母嚙合，使得當所述套管轉(zhuǎn)動時，所述螺母將隨之轉(zhuǎn)動，以驅(qū)動所述夾爪，所述套管的所述前端包括一個環(huán)形唇部，該唇部從所述套管沿徑向向內(nèi)延伸，并至少部分地覆蓋所述主體的所述前部橫向表面，其中，所述套管包括多個彈性伸出部，它們沿軸向從靠近所述套管前端的所述套管內(nèi)圓周面向后延伸，每一所述伸出部帶有一個凸起部分，該凸起部分設(shè)置在所述突緣部分的后部，并沿徑向向所述突緣部分的外圓周的內(nèi)部伸出，以防止所述套管相對于所述主體向前軸向移動；和一個位于所述主體上的推力環(huán)，它與所述螺母相連，以從所述螺母向所述主體傳遞向后的軸向力。
15.如權(quán)利要求14所述的卡盤，包括所述一個與所述套管的前部共模制成的裝飾金屬前伸部分。
16.如權(quán)利要求14所述的卡盤，包括至少一個防摩擦軸承，它設(shè)置在所述螺母和所述推力環(huán)之間。
17.如權(quán)利要求14所述的卡盤，其中，所述螺母是一個單件螺母。
18.如權(quán)利要求14所述的卡盤，包括一個位于所述主體上的螺母保持機構(gòu)，它與所述螺母相連，以可操作地防止所述螺母在向前的方向上軸向移動。
19.一種用于帶有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的手動或電動驅(qū)動器的卡盤，所述卡盤包括一個通常呈圓柱形的主體元件，所述主體元件具有一個前伸部分和一個后部，所述后部構(gòu)造成與所述驅(qū)動器配合的形式，所述前伸部分上制有一個軸向孔，多個成角度設(shè)置的通道穿過軸向孔，并與所述軸向孔相交，一個圍繞所述主體的所述前伸部分外圓周的環(huán)形槽，以及一個垂直于所述主體的縱向軸線的前表面；多個夾爪，它們中的每一個都可滑動地設(shè)置在每個所述成角度設(shè)置的通道內(nèi)，每一夾爪的一側(cè)都具有一個夾爪面，另一側(cè)則制有螺紋；一個單件螺母，它可轉(zhuǎn)動地安裝在所述主體的所述環(huán)形槽的后部，以與所述夾爪的螺紋嚙合；一個通常呈圓柱形的套管元件，它具有環(huán)形開口前端，所述套管套在所述主體的所述前伸部分并與所述螺母嚙合，使得當所述套管轉(zhuǎn)動時，所述螺母將隨之轉(zhuǎn)動，以驅(qū)動所述夾爪，所述套管的所述前端包括一個環(huán)形唇部，該唇部從所述套管沿徑向向內(nèi)延伸，并至少部分地覆蓋所述主體的所述前部橫向表面，其中，所述套管包括多個彈性伸出部，它們沿軸向從靠近所述套管前端的所述套管內(nèi)圓周面向后延伸，每一所述伸出部帶有一個凸起部分，該凸起部分沿徑向向所述槽的外圓周的內(nèi)部伸出，以防止所述套管相對于所述主體向前軸向移動；一個推力環(huán)，它與所述螺母相連，以從所述螺母向所述主體傳遞向后的軸向力。一個軸承，它設(shè)置在所述螺母和所述推力環(huán)之間；一個容納在所述主體后部的后部套管；一個與所述套管的前部共模制成的裝飾金屬前伸部分；一個位于所述主體上的螺母保持機構(gòu)，所述螺母保持機構(gòu)包括一個第一大致呈圓柱形的部分和一個第二錐臺部分，所述圓柱形部分壓配在所述主體元件上，所述錐臺部分與所述螺母相連，以從所述螺母向所述主體傳遞向后的軸向力。
20.如權(quán)利要求19所述的卡盤，其中，所述套管包括驅(qū)動肋，所述螺母包括驅(qū)動肋接收部分，用于接收所述驅(qū)動肋，以使所述套管通過所述驅(qū)動肋旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述螺母。
21.如權(quán)利要求19所述的卡盤，其中，所述螺母保持機構(gòu)的錐臺部分抵靠在所述螺母上。
全文摘要
一種卡盤,包括通常呈圓柱形的主體元件,它具有前伸部分和后部。后部與手動或電動驅(qū)動器配合。多個成角度設(shè)置的通道制在主體的前伸部分上并與其中的軸向孔相交。主體有圍繞其外圓周的突緣部分和垂直于主體縱向軸線的前表面。多個夾爪中的每一個都可滑動地設(shè)置在每個通道內(nèi)。螺母可轉(zhuǎn)動地安裝在突緣部分的后部,以與夾爪嚙合。圓柱形的套管元件與螺母嚙合并包括彈性伸出部,伸出部帶有一個凸起部分,防止套管相對主體向前軸向移動。
文檔編號B23B31/12GK1249222SQ99117730
公開日2000年4月5日 申請日期1999年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月14日
發(fā)明者J·拉里·威爾遜 申請人:動力工具霍德爾斯公司