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CN1198696A - 带工具夹头和相应工具的手工工具机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带工具夹头(20)的手工工具机以及一种带插入柄(17)的相应工具(16),该插入板由轴向相互分开设置的工具柄(17)导向用的导向装置(18)和一个旋转卡紧段(21)以及一个夹紧段(24)构成。这样在工具夹头(20)以及工具柄(17)的简单结构和低制造成本的情况下就可达到一个高的导向精度。

Description

带工具夹头和相应工具的手工工具机
本发明涉及权利要求1前序部分所述的一种手工工具机或权利要求13前序部分所述的一种相应工具。已经公开的一种手工工具机(DE 2551 125 C2)具有一个用来装夹工具的夹头。通过工具夹头上的旋转卡紧板啮合在工具柄的相应旋转卡紧槽中来实现工具的旋转卡紧。并通过工具夹头的可拆锁紧体啮合在工具柄相应的轴向两侧封闭的槽中来实现工具的轴向固定。其中，工具旋转卡紧用的装置和工具轴向固定用的装置都轴向设置在紧固孔的范围内。虽然这种解决办法具有这样的优点，即可制作一个轴向相当短的工具夹头和一个相应短的工具柄，但由于各功能范围的轴向叠加对工具柄的各种性能必须从制造上综合考虑。一个牢固的和耐磨的、因而太硬的旋转卡紧区的要求与为了达到高的同心性而制造一个误差小的，因而外形很精确的导向范围是有矛盾的。
此外，公开了固定工具用的爪式卡盘。为了达到良好的同心性，卡盘爪必须始终相对于钻孔主轴中心夹住工具而与它的柄直径无关，这就需要高的加工费用。工具插入钻卡头也相当麻烦，因为首先必须打开钻卡头，然后将卡盘爪与工具卡紧。自动的插入锁紧是不可能的。
与此相反，具有权利要求1所述特征的本发明工具夹头或具有权利要求13所述特征的本发明工具具有这样的优点：在工具夹头的简单结构和简单的造价低廉的工具的情况下就可在工具夹头和工具之间达到一个高的导向精度。此外，工具夹头的结构可在工具插入工具夹头时实现一个自动的轴向锁紧。
通过在各项从属权利要求中提出的各种措施可使权利要求1所述的手工工具机或权利要求13所述的工具获得有利的改进。
本发明的五个实施例示于附图中并在下面详细说明：
图1表示装有工具的手工工具机的工具夹头的纵截面；
图2表示工具夹头的弹簧钢板的纵截面；
图3表示工具夹头弹簧钢板的正面图；
图4表示第二实施例的工具夹头的纵截面；
图5表示第三实施例的工具夹头的纵截面；
图6表示第四实施例的工具夹头的纵截面；
图7表示工具的部分截面；
图8表示沿图7VIII-VIII线剖开的工具的横截面；
图9和图10分别表示第五实施例的工具夹头的一个纵截面。
图1表示手工工具机工具侧的部分。手工工具机具有一个绕纵轴11可驱动旋转的主轴12，该主轴从手工工具机的外壳13伸出。在该主轴12中同心设置一个轴向导向孔14用来安装和导向工具16的圆柱形柄段15。工具16在本例中作成刷子16a。但也可是带有旋转工作运动的另一种工具，例如钻孔工具、拧丝工具或磨具。
导向孔14构成一个柄段15轴向导向用的导向装置18，而且是用来夹持工具16用的工具夹头20的夹具19的一部分。工具16带有一个可插入夹具19中的工具柄17。在工具16的插入端22上作成柄段15。工具侧轴向连接在导向孔14上的是用来旋转卡紧工具16用的区段21，在这个区段内构成旋转卡紧用的相应装置23。在主轴12上装一个套管26，该套管用后段26b套在主轴12上，并与主轴不旋转地连接。该套管26在工具侧伸出主轴12，并在伸出主轴12的套管26的部分26a上在内部作成一个旋转卡紧轮廓25，例如一个齿部或多边轮廓，该轮廓与工具柄17上的对应轮廓25b通过力连接共同作用。
在旋转卡紧段21上轴向连接一个用来轴向锁紧工具16防止其从导向孔14中掉出或无意拉出的锁紧段24。在该锁紧段24中，作为锁紧装置28用的弹簧钢板29带有一个相对于纵轴11倾斜的弯曲的自由端29b，该自由端构成一个夹紧件30，该夹紧件30有一个孔31，工具柄17的圆柱形段伸入该孔中。该夹紧件30相对于同时构成工具16旋转轴的纵轴11旋转，这样就可改变孔31的有效横截面。
弹簧钢板29用其一端29a与套管26不旋转地和轴向固定地连接。弹簧钢板29的不旋转固定是通过啮合在套管26的一个纵槽33中来实现的。弹簧钢板29的弯起的夹紧件30在相对于纵轴11的方向用弹簧预加载，所以工具柄17的夹紧段24与孔31的一个边缘32夹紧。当处于夹紧位置的工具16从安装孔14中稍微拉出时，夹紧力还会附加地增加，亦即工具自动锁紧。
操作套管36环抱工具夹头20，并可相对于主轴12轴向移动。通过借助于一个弹簧35在工具16方向预加载的操作套管36的回推，操作套管36用其前端面65朝夹紧件30运动并将它弹性地压入一个位于与纵轴11大于90°的位置上，然后孔31相对于夹紧段24具有一个较大的有效横截面，这样夹紧件30和工具16之间的夹紧松开，于是工具柄17便可从夹具19取出。
图2和图3表示弹簧钢板29。如图3展开图所示，在弹簧钢板29两端分别构成一个圆环38、39，第一圆环38构成带孔31的夹紧件30，第二圆环39在弹簧钢板29的后端29a上垂直于纵轴11弯曲(图2)并用于弹簧钢板29轴向固定在工具夹头20上。在这个圆环39中设置了一个用来通过主轴12的孔40。
在此例中，孔31作成圆柱形并在夹紧段24具有一个比工具柄17的半径大的半径。但孔31也可作成椭圆形。对夹紧件30和工具16之间的夹紧起决定性作用的孔31的横截面随一个从垂直线11b到纵轴11的夹紧件30测出的旋转角α的余弦减小。一旦孔31垂直于纵轴11测出的有效横截面相当于夹紧段24的直径时，孔31的边缘32和工具16之间就产生夹紧。必要时单是在柄17的右侧上的夹紧也是足够的。
图4表示工具夹头20的第二实施例，凡是相同和作用相同的件在其余所有实施例中都用相同的标号表示。此例与上述第一实施例的主要区别在于，用一个圆盘50代替带夹紧件的弹簧钢板。圆盘50一侧与套管26的一个凸起51铰接。同样圆盘50也有一个孔31，其有效横截面通过圆盘50的旋转而可改变。
一个压簧52与工具柄17同心夹紧在套管26和圆盘50之间。由于圆盘50的铰接支承，所以压簧52使圆盘50朝工具16沿孔31的有效横截面的减小的方向旋转，从而使圆盘50与工具16的夹紧段24夹紧。
通过操作套管36向后轴向移动，圆盘50被操作套管36的端面65竖起来，这时孔31的有效横截面增加，于是工具16在与圆盘50的夹紧松开的情况下便可轴向取出。为了防止工具16的无意松动，首先必须径向向里压一个作成按键54的操作套管的一部分，这样锁紧面55松开。只有这样操作套管36才可轴向向后移动。按键54只有在相应的槽57的一个齿56对应(图5左半截面)成可使该齿啮合在槽57中时才可向里移动。在没有按下的位置上，操作套管36不能轴向移动，所以操作套管36同时兼有一部分外壳的功能。
图5表示工具夹头20的第三实施例。与图4所示第二实施例的区别只是工具夹头20的夹紧装置28，该装置抱住一个夹紧圆盘60，该圆盘一侧紧贴在卡箍61上。该卡箍61用其一部分61a与套管26不旋转地和轴向牢固地连接，该卡箍具有一个弯折的锁紧件61b，该锁紧件设置有工具柄17的夹紧段24的穿过孔63，该工具柄以较大的间隙穿过孔63。夹紧圆盘60设置有孔31，在夹紧圆盘60的倾斜位置上，该孔使工具16轴向固定。夹紧圆盘60由一个弹簧64对着卡箍61的锁紧件61b施压。由于锁紧件61b相对于纵轴11的倾斜位置，夹紧圆盘60一侧紧贴在锁紧件61b上。夹紧圆盘60的自由端60a这时由弹簧64沿夹紧圆盘60与工具16的夹紧位置方向施压。
当操作套管36轴向向后移动时，这里的夹紧也松开。这时当齿56通过按键54啮合在槽57中和锁紧面55相对于外壳13松开时夹紧就被松开。然后在操作套管36前端65上的旋转卡紧件65便象上述结构型式那样使夹紧圆盘60沿其与工具16之间的夹紧松动的方向旋转。通过操作套管36的返回移动，卡紧件65a首先紧贴在弹性构成的锁紧件61b上。在操作套管36继续返回移动时，该锁紧件61b位于相对于纵轴11大于直角的位置上，这时通过弹簧64对着锁紧件61b施压的夹紧圆盘60便可在与工具16夹紧松开的情况下竖立起来。
所有三个实施例在插入工具夹头20时都使工具16自动锁紧。在插入工具16时，首先将夹紧段15插入导向孔14中很深一段，然后将旋转卡紧轮廓25移入正确的旋转位置，这样工具柄17便可较深地插入工具夹头20中。导向孔14具有一个平衡孔58，以便工具16插入和取出时实现压力平衡。
在工具柄17继续插入时，夹紧件30通过柄段24沿孔31的较大横截面的松开位置方向旋转，于是锁紧件28不再锁紧。
图6所示的第四实施例与前三个实施例的主要区别是工具柄17的轴向锁紧。在图6中清楚看出主轴12中插入的工具16的工具柄段15。主轴12工具侧一端被套管26包围，该套管设置有以四个均匀分布在圆周上的槽的形式的旋转卡紧轮廓25b。
工具夹头20中的工具16的轴向锁紧借助于活节卡爪70、71分别用一个锁紧凸起72、73啮合在工具柄17夹紧段24的一个环形槽80中来实现。作为锁紧装置28的活节卡爪70、71用一个弹簧74通过一个轴向移动的锥形套管75挤入它的锁紧位置。活节卡爪70、71支承在套管26上可绕轴76、77径向旋转。
为了工具柄17的解锁，操作套管36顶着弹簧74和35的力轴向向后移动，这样在操作套管36上的一个锁紧凸缘78通过一个相应的锁紧凸起79带动锥形套管75，于是活节卡爪70、71便可松开。然后工具柄17沿图6箭头86所示方向拉出时，活节卡爪70、71可径向向外旋转，这样就可从工具夹头20上取下工具柄17。
图7表示工具16的工具柄17，从图清楚看出轴向前后设置的区段是，用于轴向导向的轴段15、旋转卡紧段21和夹紧段24。导向用的轴段15与夹紧段24一样构成圆柱形。按第四实施例，夹紧段24必要时也可设置深槽例如环形槽80。图7中的工具柄17作成接头84，图1工具16可借助于螺纹85可拆连接在该接头84上。
旋转卡紧段21的对应轮廓25b可从图8清楚看出。在外圆周上设置共四个均匀分布的凸起82，这些凸起可插入套管26上构成的互补槽中。
图9和图10表示本发明的第五实施例。与图4所示实施例的区别在于，圆盘50可借助于一个锁紧件34来将工具16不夹紧地插入和拉出它的松开位置(见图9)锁紧。
锁紧件34由一个卡箍37组成，卡箍37的一端固定在工具夹头20的套管26上。该卡箍37大约在其中部构成一个曲台34a，用它可将圆盘50从后面卡住并保持大致与纵轴11垂直。卡箍37的自由端支承在插入夹头19的工具16的柄17上。
柄17作成台阶形且一端具有较小直径的一段17a，接着是具有较大直径的一段17b。只要在工具16插入时卡箍37的自由端42支撑在第一段17a上，圆盘50就保持锁紧在其打开的位置上。一旦工具16完全插入夹具19中，自由端42便通过第二段17b向外移动，于是卡箍37松开圆盘50(见图10)。然后圆盘50通过压簧52处于倾斜位置，并这样与柄17夹紧。
为了松开工具16，象图4第二实施例那样按下按键54，这样操作套管36便可轴向向后移动。这时按键54通过一个铰链90与操作套管36连接。通过图9和图10中未详细示出的操作套管上的一个凸起，圆盘50便可对准它的打开位置。这样向里预加载的卡箍37的曲台34a便扣入圆盘50前面的打开位置中，从而将该圆盘锁紧。

Claims (20)

1.特别是用于钻孔、拧丝、刷、磨或类似用途的手工工具机具有一个有夹具(19)的工具夹头(20)，在该夹具中轴向插入工具(16)的柄段(15)，该柄段(15)设置有工具(16)轴向导向的导向装置(18)和工具(16)旋转卡紧用的装置(23)以及工具(16)轴向锁紧用的锁紧装置(28)，其特征在于，锁紧装置(28)轴向支承在导向装置(18)前面。
2.按权利要求1的手工工具机，其特征在于，工具(16)旋转卡紧用的装置(23)和工具(16)轴向锁紧用的锁紧装置(28)轴向前后设置。
3.按权利要求1或2的手工工具机，其特征在于，锁紧装置(28)在轴向内支承在旋转卡紧装置(23)的前面。
4.按权利要求3的手工工具机，其特征在于，在套管(26)上构成旋转卡紧用的装置(23)，其后面的一段(26b)装在主轴(12)上，并与该主轴不旋转地连接。
5.按前述任一项权利要求所述的手工工具机，其特征在于，导向装置(18)由一个同轴设置在一根可旋转驱动的主轴(12)内的导向孔(14)构成。
6.按前述任一项权利要求所述的手工工具机，其特征在于，锁紧装置(28)具有一个夹紧件(30)，该夹紧件可从一个大致垂直于工具夹头(20)纵轴(11)的打开位置中旋转出来并具有一个通过工具(16)用的孔(31)，其中通过夹紧件(30)在相对于纵轴(11)的方向旋转而可使孔(31)的有效横截面减少成使夹紧件(30)和工具(16)相互夹紧(图1至5)。
7.按权利要求6的手工工具机，其特征在于，在一块弹簧钢板(29)上构成该夹紧件(30)，该弹簧钢板的一端(29a)固定在工具夹头(20)上，而其另一端(29b)则相对于纵轴(11)倾斜弯起，并在它的夹紧位置的方向内弹性地预加载(图1和2)。
8.按权利要求6的手工工具机，其特征在于，夹紧件(30)由一个圆盘(50)构成，该圆盘与一个在套管(26)上构成的凸起(51)铰接，并由一个压簧(52)在其夹紧位置的方向内加载(图4)。
9.按权利要求4的手工工具机，其特征在于，夹紧件(30)作成夹紧圆盘(60)，该夹紧圆盘由一个弹簧(64)对着一个轴向固定的卡箍(61)的相对于纵轴(11)倾斜的弹性锁紧件(61a)推动(图5)。
10.按权利要求6至9任一项的手工工具机，其特征在于，设置了一个锁紧件(34)来将工具(16)插入或拉出用的夹紧件(30)锁定在一个解锁位置(图9和10)。
11.按权利要求1至3任一项的手工工具机，其特征在于，锁紧件(28)是由活节卡爪(70，71)构成，它们相对于工具夹头(20)支承在套管(26)上而可绕轴(76、77)相对于工具夹头(20)的纵轴(11)径向旋转，并通过一个用弹力(74)预加载的锥形套管(75)的轴向移动而可在工具柄(17)的方向径向压紧(图6)。
12.按权利要求6至11任一项的手工工具机，其特征在于，锁紧装置(28)可借助于一个轴向对着复位力移动的件(65)从其夹紧位置旋转到它的松开位置。
13.按权利要求12的手工工具机，其特征在于，在一个操作套管(36)上构成该件(65)，该套管至少设置一个活动按键(54)，该按键与一个锁紧面这样共同作用，即该操纵套管(36)只有在按键(54)操作后才可轴向移动。
14.特别是用于钻孔、拧丝、刷、磨或类似用途的手工工具机的工具，它绕一根纵轴(11)旋转驱动并具有一个工具柄(17)，该工具柄由工具(16)的导向用的一个柄段(15)和工具(16)旋转卡紧用的一个旋转卡紧段(21)以及轴向固定工具(16)用的一个夹紧段(24)组成，其特征在于，导向用的工具柄段(15)、旋转卡紧段(21)和夹紧段(24)轴向相互分开设置。
15.按权利要求14的工具，其特征在于，导向用的柄段(15)位于工具(16)的插入一侧的端部(22)，而锁紧段(24)则设置在工具侧较远的部位，旋转锁紧段(21)轴向设置在导向用的柄段(15)和锁紧段(24)之间。
16.按权利要求14或15的工具，其特征在于，在旋转卡紧段(21)上构成四个均匀分布在工具柄(17)外圆周上的凸起(82)。
17.按权利要求14至16任一项的工具，其特征在于，工具柄(17)在夹紧段(24)内具有一个主要为圆柱形的横截面，该横截面的直径大于导向用的柄段(15)范围内的横截面直径。
18.按权利要求14或16的工具，其特征在于，夹紧段(28)至少设置一个凹槽，例如一个环形槽(80)，用来啮合工具夹头(20)的夹紧装置上的至少一个锁紧凸起(72，73)(图6)。
19.按前述任一项权利要求所述的工具，其特征在于，在夹紧段(28)范围内的工具柄(17)具有一个横截面，该横截面至少部分径向通过旋转卡紧区(21)的工具柄(17)的横截面。
20.按权利要求14至18任一项的工具，其特征在于，工具柄(17)作成与工具(16)可拆连接的接头(84)。
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