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CN1111469C - 旋进组件 - Google Patents

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CN1111469C
CN1111469C CN98803572A CN98803572A CN1111469C CN 1111469 C CN1111469 C CN 1111469C CN 98803572 A CN98803572 A CN 98803572A CN 98803572 A CN98803572 A CN 98803572A CN 1111469 C CN1111469 C CN 1111469C
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诺伯特·科佩尔
菲利克斯·沙伊威勒
彼得·考恩霍文
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Abstract

在用于容纳紧固件(6)的紧固件头部(5)的旋进组件(1)上具有用于围卡紧固件紧固件头部的卡爪(3，4)。卡爪(3，4)可以在夹持体(2)内轴向推进去或拉出来，在此卡爪可以在拉出状态在打开位置相互间摆动。在卡爪自由端卡爪具有凹槽(15，16)和连接在凹槽上指向中心轴线的凸起的卡爪式部件(17，18)用于形状适宜和受力适宜地反卡紧固件头部(5)。

Description

旋进组件
本发明涉及用于夹持和转动紧固件的旋进组件，该带有数个在圆周方向上相互衔接用于围卡紧固件的卡爪，卡爪卡嵌进套状夹持体里面，卡爪可以与这个夹持体共同作用在第一终端位置径向彼此分开地顶压用于夹持紧固件，并且可以在第二终端位置在轴向和/或径向力作用下通过形状适宜的夹持体的作用强制地彼此相对地挤压。
这种旋进组件以不同的结构变化为公众所知。通常这种旋进组件具有一个空隙用于容纳紧固件头部，在此空隙在轴向上的横截面适配于紧固件头部的横截面，由此可以在紧固件旋进过程中传递扭矩。为此紧固件以其紧固件头部轴向伸入这种旋进组件的空隙。通过附加的弹性定位销或球例如可以防止紧固件头部在装进旋进组件以后自行脱落。这至少暂时保证不丢失(脱落)。但是如果这种紧固件要被装入相应的工件，则还需要一个轴向传递的力，在旋进组件上还必须具有止挡元件，以在旋进组件方向上起到移动界限的作用。由于带有螺纹的紧固件螺杆的直径一般来说远小于紧固件头部的直径，通常还得实现螺杆的定心，以便能够实现紧固件完全符合规定的旋紧。
本发明的任务在于提供一种上述形式的旋进组件，通过这个旋进组件可以在安置紧固件时在轴向上可靠地夹持紧固件头部或紧固件头部截段，直至紧固件最终被旋紧。
按照本发明如此实现上述目的，在卡爪的自由端部形成用于形状和/或受力适宜的容纳紧固件头部的凹槽或空隙，在卡爪的自由端形成连接在凹槽或空隙上对着中心轴线或沿离开卡爪方向突出的、卡爪式部件以便附加地形状和/或受力适宜的围卡住紧固件头部截段。
用按照本发明的旋进组件可以在紧固件头部处这样夹持要被旋进的紧固件，使紧固件在轴向上不能够移动，在整个旋进过程中紧固件与旋进组件沿轴向对准并由此实现旋紧工具最佳的驱动。由于相应的卡爪径向挤压在一起不仅可以准确地围卡紧固件，而且还可以实现紧固件头部相应的反卡，而无需附加止挡元件和弹性回缩的定位销或球。
为了在旋进组件与紧固件之间起到特别好的对准作用并实现紧固件头部准确的夹持，卡爪上的凹槽或空隙至少接近对应于被围卡的紧固件头部棱边横截面或成形于紧固件头部上的凸缘的棱边横截面。旋进组件可以，或者说卡爪本身可以适配于特殊构造的紧固件，对于特定的安装情况提供完全特殊的旋进组件，通过这个旋进组件紧固件还可以被最佳的安装。
为了在钻孔过程中，在攻丝过程中或单一的紧固件旋进过程中也能够实现符合规定的扭矩传递，在卡爪上的凹槽或空隙部位，或偏离轴向连接在卡爪上或连接在卡爪式部件上的部位具有用于夹持紧固件头部或紧固件头部自身上的截段的开孔或成型体。通过正好在卡爪的有关部位设置工具结构的方法，除了起到形状适宜的夹持作用以外通过卡爪还附加起到最佳的传递扭矩的作用。
与此相关而具有优点的是，卡爪在其打开位置方向上实现弹性加载。由此使卡爪在打开位置总是处于彼此分开地摆动状态，以毫无问题地插进下一个紧固件。
为了保证卡爪直至直接将紧固件最终紧固也不接触到工件表面，卡爪式部件在旋进组件轴向上的厚度小于紧固件头部上的截段的轴向长度，截段在螺杆侧连接在环绕紧固件头部构成的凸缘上。因此卡爪以及卡爪式部件的下接合面总是与工件表面间隔相应的距离，使紧固件头部可以被可靠夹持直至直接最终旋紧，而不碰坏工件表面。
一种简单的结构变化在于，在夹持体的内表面和/或在卡爪的外表面具有对中心轴线成锐角延伸的支承面，在此卡爪可以通过在夹持体里由支承面产生的轴向顶压而被彼此相对地挤压。用这种方法可以以简单的方式起到使卡爪强制闭合的作用，而且仅仅通过紧固件的轴向顶压，在此紧固件头部相应地作用于卡爪。如果在旋进过程中还由旋进工具附加的施加轴向压力，则成锐角延伸的支承面将产生附加的径向分力，使紧固件头部在紧固件旋进过程中更加有力地被夹持。
为了产生最佳的力传递，如果不仅在夹持体上而且在卡爪上都设有成锐角延伸的支承面是有优点的。
在一种特殊的结构变化中，卡爪在其伸进套状夹持体的端部具有径向朝着内部的凸台，凸台卡嵌在可在旋进组件里轴向移动并可固定在不同的锁定位置上的塞轴的径向环槽里面，在此通过对于卡爪的相应地轴向压和/或拉作用塞轴可以与卡爪一起位移。由此卡爪不仅可以在轴向上可靠的并由此牢固的固定，而且可以由此与塞轴共同作用而被移动到具体的打开位置和闭合位置。由于卡爪在其一个终端位置维持在闭合状态，因此紧固件头部可以在旋紧后在卡爪中间也可以在往下的装配过程中不再脱落。与此相关具有优点的是，塞轴至少可以固定的锁定在卡爪的两个终端位置上。
为此建议，塞轴具有至少两个通过环槽构成的锁定位置，在此在套状夹持体上固定有弹性加载的定位销或定位球，定位销或定位球卡嵌在相应的环槽里面。由此实现可靠的锁定位置，锁定位置用来防止在打开位置和闭合位置出现所不期望的卡爪位移。
为了实现塞轴与形状和/或受力适宜地与塞轴共同作用的卡爪之间的最佳的共同作用而建议，塞轴在其连接在环槽的截段上在闭合状态适配于卡爪的内截面，在此环槽与塞轴端部之间的过渡区和相应的卡爪部位为球面状。由此不仅保证在塞轴与卡爪之间的准确导向，而且保证准确的摆动可能性，而不可能出现倾斜和由此对于旋进组件的操作干扰。
通过按照本发明的旋进组件结构还存在另一种技术上的可能性。在一种特殊结构中可以实现，在卡爪之间的中心构成用于内卡口的工具。在这种情况下卡爪实际上仅需对于紧固件的夹持和轴向校准，旋进驱动可以通过内卡口进行。如果内卡口工具成形于或安装在可在套状夹持体里移动的塞轴的自由端上，这种结构具有特殊的优点。这个塞轴与卡爪一起移动并总与卡爪处于相同的轴向位置，在塞轴的自由端构成相应的内卡口是很简单的。因为紧固件头部在轴向被夹持，  内卡口也不能从紧固件头部上相应的空隙里拉出来。由此可以传递相对大的扭矩，尽管内卡口的轴向卡口尺寸相对较小。
在一种具有优点的结构变化中建议，卡爪通过镶嵌在卡爪上朝着内部的凸台处的外圆周上的环槽里的O形圈被弹性地彼此相对地挤压，由此使卡爪从其由夹持体拉出来的状态被彼此分开地挤压成打开状态。由此实现非常简单的结构变化，一方面产生弹性作用而另一方面相对于塞轴实现相应的卡爪固定。
另一种结构是，在卡爪之间的自由端处设置压簧，使卡爪从其由夹持体拉出来的状态被彼此分开地挤压成打开状态。通过这个措施实际上起到相同的作用，因为在两个结构中都要实现，突进夹持体里的卡爪端部或者说其凸台始终保持适配于塞轴。
为了起到对被插进紧固件头部的最佳夹持作用而建议，卡爪式部件位于整个卡爪扇区上。这可以保证在紧固件头部圆周上尽可能围卡的夹持。此外如果具有两个几乎分成180°角度区的卡爪是一种最佳的和非常简单的结构。
其它按照本发明的特征和特殊的优点将通过下面图示予以更详细的阐述。在此：
图1旋进组件剖面图，在此画出卡爪的闭合状态；
图2相同旋进组件的纵向剖面图，在此卡爪位于其打开位置；
图3紧固件视图，此紧固件可以用按照本发明的旋进组件安装；
图4和图6至图9分别为按照图1和2的带有插进紧固件的旋进组件的纵向剖面图，在此给出了卡爪在旋进组件内部的不同位置；
图5和图10为图4和9的V-V以及X-X截面；
图11另一种结构变化的旋进组件，在此相对于图1和2的结构仅仅是在打开位置用于夹持的弹簧方式有所改变。
按照图1和2的旋进组件1主要由套状夹持体2和两个卡爪3和4组成，用于容纳紧固件头部5并夹持和转动紧固件头部，由此旋进紧固件6。紧固件6具有相应的螺杆7和螺纹8并且在必要时也可以装上钻头9。紧固件头部5具有凸缘10，凸缘与紧固件头部支承面11之间的间隔为长度B。在所给出的紧固件图例中在凸缘下面具有截段12，其尺寸小于凸缘10并实际上由凸缘完全覆盖。截段12具有工具卡口13，在这里例如为六边形。
采用本发明的旋进组件1应该实现这种可能性，在钻孔和/或成形螺纹过程中和/或在旋进过程中心轴线向固定地夹持紧固件6并且将相应的旋进组件的扭矩传递到紧固件6上。
如同已经提到的，存在两个卡爪3和4，在此在本发明范围内可以存在数个在圆周方向上相互衔接用于夹持紧固件头部5的卡爪。卡爪3，4卡嵌进套状夹持体2并且可以与夹持体共同作用而闭合和彼此相互压开。
卡爪3，4受压在其终端位置(见图2)上在径向上相互分开以便插进紧固件头部5。当轴向力以箭头方向14作用于卡爪3，4时在夹持体2与卡爪3，4之间形状适宜的作用而实现，在径向强制地彼此相对地挤压(如图1状态)卡爪3，4。在卡爪3，4的自由端具有凹槽15，16，通过凹槽可以起到形状和受力适宜地容纳紧固件头部5或紧固件头部截段的作用。对于图3中的这种特殊紧固件只有形成凸缘的紧固件头部5的截段容纳进卡爪3，4的凹槽15，16。为了实现紧固件头部5或者说截段本身，例如凸缘10，形状和/或受力适宜地被反卡，在凹槽或相应的另一种形式的空隙上连接于卡爪3，4自由端处设有向着中心轴线伸出的、卡爪式部件17，18。
卡爪3，4上的凹槽15，16至少与被围卡的紧固件头部5或者说成形于紧固件头部上的凸缘的棱边横截面类似。在卡爪式部件17，18上具有工具结构19，20，用于围卡紧固件头部5或者说截段12处的工具卡口13。
与此相关的可以从图4和5看出，紧固件头部5在旋进组件1的这个位置，如图1所示的这个位置，被固定地夹持在两个卡爪3和4之间，在此卡爪式部件17，18反卡或者说从下面卡住凸缘10并且以这个卡爪式部件支承在紧固件头部5的工具卡口上。因为反卡紧固件头部5一部分的卡爪式部件17，18不可能接触到要安装的工件表面，以这种夹持形式紧固件6可以通过旋进组件维持夹持地直至最终旋进工件。当紧固件6安置好以后旋进组件1在箭头方向21上从紧固件6或者说紧固件头部5上分开时，卡爪3，4由夹持体2中向外伸出并最终回到图9和10所示的位置。在这个位置两个卡爪3，4在其打开处被相互压开，使紧固件头部5被松开。现在可以将旋进组件在箭头方向21上向上提起并由此准备用于容纳下一个紧固件6，紧固件仅需以紧固件头部5从前面顶进旋进组件。通过对卡爪3，4轴向加载使卡爪被推进夹持体2，使得卡爪3，4最终达到闭合位置，在此位置紧固件头部5被固定夹持。
通过在套状夹持体2内的轴向移动也可以使卡爪3，4形状和/或受力适宜地摆入其闭合以及打开位置。最简单的结构是，当在闭合位置实现形状适宜的夹持而在打开位置除了形状锁定以外通过相应的弹簧还存在力锁紧。因此根据要求在卡爪3，4的打开位置的方向上对其进行弹簧加载，在图1和2的示例中通过镶嵌在卡爪3，4外圆周上环槽里的O形圈弹性的彼此相对地挤压卡爪3，4，而且是在其突进夹持体2的端部处。由此起到使卡爪以其由夹持体伸出的端部被彼此压开成打开位置。
在图11的实施例与图1和2的变化的实施例之间的唯一区别在于，在卡爪之间，在其自由端处设置压簧23，使得卡爪在其由夹持体2伸出的位置被彼此压开成打开位置。
在夹持体2的内表面和在卡爪3，4的外表面具有对中心线24成锐角延伸的支承面25，26，从而在箭头方向14上轴向顶压时使卡爪3，4本身彼此相对挤压。符合要求的方法是不仅在夹持体2而且在卡爪3，4上都具有相应的支承面25，26。也可以设想，仅仅在夹持体2或卡爪3，4上实现相应的锐角支承面。相应地在两个相互面对的区域都形成对应的支承面对于结构和抗干扰功能是有意义的。
卡爪3，4在其伸进套状夹持体2的端部上具有径向朝着内部的凸台27，28，凸台卡嵌在可在旋进组件1中轴向移动的塞轴30的径向环槽29里面。在塞轴30与环槽29相连的截段31上塞轴与闭合状态的卡爪3，4的内截面相匹配。环槽29与塞轴30端部32之间的过渡区所构成的截段31最好为球面状，卡爪3，4上的内部区域也对应地构成。因此塞轴30与卡爪3，4之间实际上实现球形推力轴承和球形连接的形式，使塞轴和卡爪能够以最佳的方式相互滑动并保证卡爪3，4从闭合位置到打开位置的最佳可摆动性。
通过在卡爪3，4上进行相应的轴向压和/或拉作用，塞轴30可以与卡爪一起在轴线24的方向上位移。塞轴30在其伸进夹持体2的端部上具有环槽33和34，一个例如通过O形圈35弹性加载的定位销36或相应的定位球可以卡进在环槽里。弹性加载的定位销36至少在塞轴30的两个终端位置处卡进环槽33以及34中的一个里面，以保证附加给塞轴30一个受力适宜的固定并由此保证卡爪处于两个终端位置。代替弹性加载的定位销36当然也可以是弹性加载地定位球或类似结构，它们卡进相应的环槽33以及34里面。
在塞轴30的自由端具有凸缘37，该凸缘直径大于设在塞轴30上的两个环槽33，34的截段。定位球38位于夹持体2里面，该定位球部分地伸入夹持体2上的孔39里面并因此防止塞轴30被全部拉出去，并可靠地防止塞轴轴向移动地被保持住。通过伸进孔39里的定位球38来防止凸缘37进一步位移。
但是如果套卡在套状夹持体2上的套体40相对于螺旋弹簧41的力被向上拉起，定位球38也在一定的范围内被释放，使塞轴30可以完全从孔39里面拉出来。由此可以容易地实现卡爪3，4和塞轴30的更换以及用于其它目的的拆卸和再装配。
卡爪式部件17，18可根据要求位于卡爪3，4的整个扇形区。但是完全可以设想，在这里只有个别的突出部件或横挡构成卡爪式部件17，18。代替对着中心轴线悬臂的卡爪式部件17，18也可以是偏离中心轴线的开孔或成型体，如果能够围卡住相应结构的紧固件6或者说相应结构的紧固件头部5的话。在这种情况下在紧固件头部5上存在相应突起的凸台、销或类似结构。同样可以设想，凸台、销或类似结构设在紧固件头部5上的凸缘10的圆周上。
在上面的叙述中提到，在卡爪式部件17，18上或者说在相应的开孔或成型体上设有工具卡口的结构。在本发明的范围内也可以是这种工具卡口结构成形于凹槽15，16、空隙或类似的结构上，或成形于偏离轴向连接在部件上的结构体上。当然也可以设想，轴向在卡爪上具有两个或数个凹槽15，16，而紧固件头部5例如具有两个或数个在轴向间隔距离上下衔接的凸缘10。
与此相关的还可以设想，卡爪式部件或相应的对着中心轴线的榫销或偏离中心轴线的开孔或成型体直接位于凹槽15，16处，使得能够在紧固件头部5上夹持紧固件6，紧固件只有一种凸缘10，在凸缘上直接具有隆起或凹下以及榫销和孔。在这种结构中卡爪对应于紧固件头部5凸缘10的形状，形状锁定和/或力锁定通过内部相互卡接凸台或隆起而实现。在这种情况下也可以在旋进组件里实现紧固件头部5轴向可固定夹持。如果设有卡爪式部件17，18并且这些部件反卡紧固件头部5的凸缘10，则在任何一种形式中必需具有相应的截段12，以得到紧固件头部5支承面与凸缘10起点之间的由长度B所确定的距离。在这里代替截段12当然也可以插进相应的、比凸缘10直径小的垫圈，使紧固件头部可以夹持在按照本发明的旋进组件里面。
对于这种结构，也包括图3所示的一体式紧固件头部结构，可以设想，对于夹持紧固件头部5的卡爪3，4在卡爪3，4之间的中心还构成一个用于内卡口的工具。届时在紧固件头部5上构成相应的内卡口，相应的工具例如也可以成形于或安装于可在套状夹持体2里移动的塞轴30的自由端上。
在上面的叙述中阐述了实施例，在这些实施例中卡爪3，4在轴向上可在套状夹持体2里面移动，即从打开位置到闭合位置，通过轴向移动，必要时与相应的塞轴30一起移动，也可以实现形状和/或受力适宜的卡爪3，4的位移。但是在本发明的范围内也可以设想，卡爪3，4安置在另一种结构的套状夹持体2里面，其中卡爪3，4不能在轴向上相对于夹持体2移动。打开位置仅仅通过径向的力作用或通过解除卡爪3，4径向移动性的限制而实现，或者说卡爪3，4可以通过相应的例如套体部件的转动而进入闭合位置。与此相关的可以设想，卡爪3，4相对于一个插入改锥的销轴43上轴向不可移动地固定，在此套状夹持体2可以在箭头14方向上回拉，由此使卡爪3，4返回打开位置。在设计方面也可以给出不同形式的结构可能性。

Claims (16)

1.用于夹持和转动紧固件(6)的旋进组件，该组件具有数个在圆周方向上相互衔接用于围卡紧固件(6)的卡爪(3，4)，其中卡爪(3，4)卡嵌进套状夹持体(2)里面，卡爪在第一终端位置沿径向被彼此压开以便与夹持体(2)共同作用夹持紧固件(6)并且可以在第二终端位置在轴向和/或径向力作用下通过形状适宜的夹持体(2)的作用强制地彼此相对地挤压，其特征为，在卡爪(3，4)的自由端形成凹槽(15，16)或空隙用于形状适宜和/或受力适宜地容纳紧固件头部(5)，在卡爪(3，4)自由端这样形成连接在凹槽(15，16)或空隙上对着中心轴线(24)或离开卡爪定向突出的、卡爪式部件(17，18)，即为了附加的形状适宜和/或受力适宜的围卡住紧固件头部(5)上的截段而与紧固件头部(5)相啮合。
2.如权利要求1的旋进组件，其特征为，卡爪(3，4)上的凹槽(15，16)或空隙至少与被围卡的紧固件头部(5)或成形于紧固件头部上的凸缘(10)的棱边横截面类似。
3.如权利要求1或2的旋进组件，其特征为，在卡爪(3，4)上的凹槽(15，16)或空隙部位，或偏离轴向连接在卡爪上或连接在卡爪式部件(17，18)上的部位具有用于夹持紧固件头部(5)或紧固件头部自身上的截段的开孔或成型体。
4.如权利要求1的旋进组件，其特征为，卡爪(3，4)在其第一终端位置的方向上被弹簧加载。
5.如上述权利要求1至4之一的紧固件，其特征为，卡爪式部件(17，18)的厚度在旋进组件(1)的轴向上小于紧固件头部(5)的截段(12)的轴向长度(B)，截段在螺杆侧连接在环绕紧固件头部(5)构成的凸缘(10)上。
6.如上述权利要求之一的旋进组件，其特征为，在夹持体(2)的内表面和/或卡爪(3，4)的外表面上形成对中心轴线成锐角延伸的支承面(25，26)，在此卡爪(3，4)由于支承面(25，26)轴向顶进夹持体(2)而彼此相对地挤压。
7.如上述权利要求之一的旋进组件，其特征为，卡爪(3，4)在其凸进套状夹持体(2)的端部具有径向朝着内部的凸台(27，28)，凸台卡嵌在可在旋进组件(1)中轴向移动和可固定在不同锁定位置的塞轴(30)的径向环槽(29)里面，在此这个塞轴(30)通过轴向对卡爪(3，4)的推和/或拉作用可以与卡爪一起位移。
8.如权利要求7的旋进组件，其特征为，塞轴(30)至少在卡爪(3，4)的两个终端位置上可锁定的固定。
9.如权利要求7和8的旋进组件，其特征为，塞轴(30)具有至少两个通过环槽(33，34)构成的锁定位置，在此在套筒状夹持体(2)上固定有弹簧加载的定位销(36)或球，定位销或球卡嵌在相应的环槽(33，34)里面。
10.如权利要求7至9之一的旋进组件，其特征为，塞轴(30)在其连接在环槽(29)的截段(31)上在闭合状态适配于卡爪内截面，环槽(29)用于卡嵌卡爪(3，4)上的凸台(27，28)，在此环槽(29)与塞轴(30)端部(32)之间的过渡区和对应的卡爪(3，4)上的部位是球面形构成的。
11.如上述权利要求之一的旋进组件，其特征为，在卡爪(3，4)之间的中心形成用于内卡口的工具。
12.如权利要求11的旋进组件，其特征为，用于内卡口的工具成形或设置在可在套状夹持体(2)里面移动的塞轴(30)的自由端上。
13.如上述权利要求之一的旋进组件，其特征为，卡爪(3，4)通过镶嵌在卡爪(3，4)外圆周上向内凸出的凸台(27，28)处的环槽里面的O形圈(22)弹性地彼此相对地挤压，使得卡爪(3，4)在其由夹持体伸出的状态在打开位置彼此压开。
14.如上述权利要求之一的旋进组件，其特征为，在卡爪(3，4)之间在其自由端处设置压簧(23)，使得卡爪(3，4)在其由夹持体(2)伸出的状态上在打开位置被彼此压开。
15.如上述权利要求之一的旋进组件，其特征为，卡爪式部件(17，18)分别位于卡爪(3，4)的整个扇形区。
16.如上述权利要求之一的旋进组件，其特征为，具有两个几乎分成180°角度区的卡爪(3，4)。
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