专利名称：端部件螺母保持器卡盘的制作方法
背景技术：
本发明一般涉及一种与钻具或者与电动或气动动力驱动器一起使用的卡盘。特别是本发明涉及一种无键型卡盘，该卡盘能够通过手动或者驱动器马达的致动而夹紧或者放松。
手动和电动或气动工具驱动器是公知的。尽管麻花钻是与这种驱动器一起使用的最普通的工具，这些工具也可以包括螺丝刀、螺母驱动器、磨盘、装配砂轮和其它切割或磨削工具。由于这些工具可以具有不同直径的柄或者工具柄的截面可能是多边形的，所以这种装置通常带有能够在相对宽的范围内加以调整的卡盘。该卡盘可以通过螺纹或者锥形孔安装到驱动器上。
在已知技术中，已经开发了多种卡盘。在一种形式的卡盘中，有三个沿圆周大约相互隔开120度的夹爪，这三个夹爪被限制在主体中成角度设置的通道内，该主体安装在驱动轴上并构造成如下形式，即当主体在一个方向上相对于与夹爪啮合的受约束的螺母旋转时，会迫使夹爪相对于圆柱形工具柄呈夹紧状态，而反方向旋转时，则释放这种夹紧状态。如果卡盘通过手动旋转，则该卡盘可制成无键形式。这种卡盘的一个实例已在题为“无冲击的无键卡盘”的第5，125，673号美国专利，以及题为“卡盘”的第5，501，473号美国专利中公开，这些专利以普通方式转让给本受让人，其全部公开内容作为参考文献包括在本文中。
尽管成功制成了如第5，125，673号和第5，501，473号美国专利所述的无键卡盘，但是为了适应不同的应用场合，需要有不同结构的无键卡盘。
发明概述本发明已经认识到并将克服已有技术所述结构和方法的上述和其他缺点。
因此，本发明的目的是提供一种改进的卡盘。
本发明的另一个目的是提供一种无键卡盘，它允许在操作期间有效地夹紧夹爪上的螺母。
本发明的另一个目的是提供一种无键卡盘，它仅具有少量的必须装配的分离元件。
通过提供一种与具有旋转驱动轴的手动或电动驱动器一起使用的卡盘，将实现上述三个以及其它目的，该卡盘包括一个大致呈圆柱形的主体元件，该主体元件具有一个前伸部分和一个尾部。尾部适于与驱动器的驱动轴相配合，前伸部分具有一个形成在其中的轴向孔，和多个穿过前伸部分并与轴向孔相交的成角度设置的通道。该卡盘还包括多个夹爪，这些夹爪可滑动地位于每个成角度设置的通道内，每个夹爪具有一个形成在其一侧上的夹爪面以及形成在其另一侧上的螺纹。该卡盘还包括一个螺母，它可转动地安装在主体上并与夹爪上的螺纹啮合；一个端部件，它容纳在主体的前伸部分上。该端部件包括一个螺母接触部分，以防止螺母向着主体的前伸部分运动。螺母接触部分构造成相对于主体元件中成角度设置的通道，不与其中的夹爪相干涉的形式。该卡盘还包括一个套管元件，它与螺母驱动啮合并覆盖主体元件的前伸部分，由此当套管元件相对于主体元件旋转时，夹爪将移动。
下面将详细讨论本发明的其他目的、特征和方案。
附图简要说明在本说明书的剩余部分，参考附图，对本领域普通技术人员，将本发明包括最佳实施例进行详细和尽可能地公开，其中
图1是根据本发明的一个实施例所制成的卡盘的局部剖开的纵向视图；图2是图1所示卡盘的分解图。
在本说明书和附图中，重复使用的序号代表本发明中相同或者相似的部件或元件。
对优选实施例的详细说明应该理解到，对本领域的普通技术人员来说，这里所进行的讨论仅是对实施例的描述，并不限制本发明具有的更宽的范围，所述更宽的范围以实施例的形式体现出来。
参见图1，它显示了根据本发明所述的卡盘10。卡盘10包括一个前套管元件12、一个可选用的后套管元件14、一个主体元件16和多个夹爪18。参见图1和图2，主体元件16通常呈圆柱形，并包括一个前伸部分或者前部20和一个尾部或者后部22。在主体元件16的前伸部分20中有一个轴向孔24。轴向孔24比卡盘将要容纳的最大工具柄要大一些。主体16的尾部22中有螺纹孔26，该孔26具有标准尺寸，以与动力或者手动驱动器(未表示)的驱动轴相配。孔24、26可以在主体元件16的中心区域28相通。尽管图中表示了螺纹孔26，但是该孔也可以用具有标准尺寸的、能够与锥形驱动轴相配的锥形孔所替代。
在主体元件16内制有通道30以容纳每个夹爪18。参见图1，这里采用了三个夹爪18，并且每个夹爪18以大约120度的弧度与相邻的夹爪隔开。通道30和夹爪18的轴线相对于卡盘轴线成一角度，并在卡盘主体16前面的公共点处与卡盘轴线相交。每个夹爪18具有一个工具啮合面32，该面通常平行于卡盘主体16的轴线，而在相反的一面或者外表面上制有螺纹34。对于本领域的技术人员来说，很明显在本发明的范围内，可以采用具有任何适当形式以及节距的螺纹34。
如图1和2所示，主体元件16包括一个推力环元件36，在最佳实施例中，该环与主体制成一体。很明显推力环36可以是一个与主体元件分开的独立元件。推力环元件36包括一个突缘部分38。突缘部分38适于与独立的防摩擦轴承装置42的罩壳或外圈接合，下面将会详细描述。推力环36的外圆周上包括多个夹爪导向通道50，以允许夹爪18穿过它而缩回。尽管这里显示了独立轴承，但也应该理解到，任何轴承或轴承面也落在本发明的范围内。
参见图2，主体元件16包括一个后圆柱部分44，它具有带凸起的表面46，用于在需要时接收能够压在其上的可选择的后部套管14。前伸部分48适于接收端部件58，下面将要详细描述。
本发明还包括一个螺母60，在最佳实施例中，该螺母60是单件螺母，并包括与夹爪18上的螺纹34啮合的螺纹62。因此当螺母60相对主体元件16旋转时，夹爪前进或后退。螺母60可以包括与前套管12上的驱动肋(未表示)相配合的驱动槽(未表示)，使得当前套管12旋转时，螺母60随之转动并象上文所述的那样移动夹爪18。如图所示，另一种替换形式是，套管12可以压装在螺母60上，从而可转动地轴向固定在其上。套管12可以包括一个与之模铸在一起的金属元件66，该元件66构成了套管12和螺母60之间的实际交界面。尽管这是优选实施例，也应该理解到可以省略金属共模铸元件，并将套管设计成任何公知的形式。
螺母60还包括一个弧形支座面61，用于与轴承装置42上的弧形支座部分相配合。
参见图1和图2，独立轴承装置42适于设置在推力环36和螺母60的支座面61之间。独立轴承装置42包括一个内圈72、一个外圈74和保持在其间的轴承元件76。在一个优选实施例中，轴承元件76是球轴承。独立轴承装置42还可以包括一个环绕内、外圈72、74的罩78，用于将轴承装置保持为一个独立部件。如上所述，尽管图中显示了独立轴承，但也可采用任一种轴承或根本就不用轴承，这都落在本发明的范围内。
在上述优选实施例中，前套管元件12是压装在螺母60上的。端部件58制成如下尺寸，即适于压装在前伸部分56上以将螺母60定位在卡盘10上。应该理解到端部件58还可以通过卡装、螺纹装配或类似方式固定在主体16上。当卡盘装配好后，端部件58是暴露的，在一个实施例中，端部件58可以涂覆上一层有色金属涂层，以防止灰尘并改善外观。适当涂层的实例包括锌或镍涂层，但是，应该理解到也可以采用任何适当的涂层。
端部件58用作使螺母60在卡盘10上保持定位并与夹爪18的螺纹保持螺纹啮合的状态。
端部件58包括一个螺母接触部分59，以防止螺母60向着主体的前伸部分移动。螺母接触部分59相对于主体元件16中的通道30构造成如下形式，即不与其中夹爪18的运动干涉。在一个优选实施例中，端部件58包括一个具有圆柱形内直径59A的部分，和一个具有锥台内直径59B的部分。端部件58还可以构造成如下形式，即如果套管12与螺母60脱离啮合，则通过端部件58可以防止其从卡盘上掉落。
另外，端部件58还具有双重作用，即提供了一种用于前伸部分56的富有美感的罩子，它能够防止灰尘。它具有富于美学外观的优点，而不必涂覆整个主体元件16。如果需要，后套管元件14可以省略，而前套管元件12延伸到主体16的尾部。当在驱动器上提供有主轴锁定器或类似物，或者当驱动器用于夹紧或放松夹爪时，这种替换形式是切实可行的。
套管12的外圆周面可进行滚花或者带有纵向的肋条或其它凸起，以使操作者能够牢牢地抓住它。类似地，如果需要，后部套管14(如果采用了)的圆周面也可以进行滚花或带肋条。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制成。在某些场合下，其它合成材料，例如石墨填充聚合物也是适合的。对于本领域的技术人员来说，应该理解到，制造本发明卡盘的材料取决于卡盘的最终用途，上面提供的材料仅是示例性的。
应该理解到，后套管元件14固定在主体元件16上，而前套管元件12可操作地与螺母36相连并固定在主体元件16上，用于与其相对转动。由于夹爪18上的螺纹34和螺母60上的螺纹62之间有相互作用，前套管和后套管元件12和14的相对移动，会导致夹爪18根据相对移动的方向而前进或后退。
尽管上文对无键卡盘进行了描述，但是也应该理解到，本发明的原理也可以同样地应用于带有键的卡盘，这也落入本发明的范围之内。
在不脱离本发明、特别是所附权利要求的构思和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以对本发明做出上述以及其它多种改进和变形。另外，应该理解到，各种实施例的各方面可以整体地或者部分地交换。而且，本领域的普通技术人员应该理解到，上面的描述仅是示例性的，并不是对后附的权利要求所述的本发明的限制。
权利要求
1．一种与手动或动力驱动器一起使用的卡盘，所述驱动器带有旋转驱动轴，所述卡盘包括a)一个大致呈圆柱形的主体元件，该主体元件具有一个前伸部分和一个尾部，所述尾部适于与所述驱动器的所述驱动轴相配合，所述前伸部分具有一个制在其中的轴向孔，和多个穿过前伸部分并与所述轴向孔相交的成角度设置的通道；b)多个夹爪，这些夹爪可滑动地位于每个所述成角度设置的通道内，每个所述夹爪具有一个形成在其一侧上的夹爪面，以及形成在其另一侧上的螺纹；c)一个螺母，它相对于所述主体元件可转动地安装，并与所述夹爪上的所述螺纹啮合；d)一个端部件，它容纳在所述主体的前伸部分上，所述端部件包括一个螺母接触部分，以防止所述螺母与所述夹爪上的螺纹脱离啮合，所述螺母接触部分构造成相对于主体元件中成角度设置的通道不与其中的夹爪相干涉的形式；和e)一个套管元件，它与所述螺母驱动啮合，由此当所述套管元件相对于所述主体元件旋转时，所述夹爪将移动。
2．如权利要求1所述的与手动或动力驱动器一起使用的卡盘，其中还包括一个位于所述主体上的轴承推力环。
3．如权利要求2所述的与手动或动力驱动器一起使用的卡盘，其中还包括一个设置在所述推力环附近的轴承装置。
4．如权利要求3所述的与手动或动力驱动器一起使用的卡盘，其中所述轴承装置是一个独立的防摩擦轴承。
5．如权利要求1所述的与手动或动力驱动器一起使用的卡盘，其中所述端部件压装在所述主体元件上。
6．如权利要求1所述的与手动或动力驱动器一起使用的卡盘，其中所述端部件包括一个大致为圆柱形的部分和一个从其上延伸的锥台部分。
7．如权利要求1所述的与手动或动力驱动器一起使用的卡盘，其中所述端部件是灰尘阻挡件。
8．如权利要求1所述的与手动或动力驱动器一起使用的卡盘，其中还包括一个固定在所述主体元件的所述尾部的第二套管。
全文摘要
一种与具有转动轴的手动或动力驱动器一起使用的卡盘(10),包括一个端部件(58),该端部件构造成将螺母元件(60)保持与夹爪(18)上的螺纹(34)啮合的形式,所述夹爪由一螺母(60)和套管(12)装置驱动。
文档编号B23B31/12GK1280529SQ98811735
公开日2001年1月17日 申请日期1998年10月20日 优先权日1997年11月3日
发明者本杰明·A·加迪斯, 凯文·C·迈尔斯 申请人:动力工具霍德尔斯公司