专利名称：钻头卡盘的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及电动或手动工具钻头卡盘，分别被称为“辅助卡盘”，“卡盘”，或“适配器”，用于可移动地容纳工具钻头，例如紧固刀具，钻头，或类似物，以便在电动工具开动或人工旋转手动工具时随之旋转。更特别地，本发明涉及结构适于快速简便地插入和卸除工具钻头的卡盘组件或适配器。
背景技术：
用于电动和手动工具的辅助卡盘日益普遍，尤其是随着对使用电动工具和手动工具的广泛多功能性的需求和愿望在逐渐增加。这样的辅助卡盘使得手动或电动工具可与大量通用钻头的任意一个配套使用。这反过来又导致对将工具钻头从这样的卡盘中更快捷，方便、容易地插入和卸除的需求。
在这样的通用快速装卸卡盘的一个示范形式中，一个或多个制动球被设置在中空的桶形工具钻头卡盘体内，并被弹性偏置以与工具钻头尾端上沿圆周方向延伸的槽或凹洞结合。尽管这种基本设计表现良好，但已经发现这种形式的卡盘组件或钻头卡盘非常昂贵，以及由于需要相对大量的零件而很难制造，并且通常需要操作者在插入和卸除工具钻头时都要使用套管、轴环或其他零部件。
发明内容
因此，本发明寻求提供一种简单、相对便宜的快速操作卡盘组件或钻头卡盘，需要操作者仅通过工具钻头卸除就能操纵其零部件。一种“快速压紧”型的卡盘组件被提供用于钻、紧固刀具，或其他旋转手动或电动工具，卡盘组件包括一个通用圆柱体，在其内部或后端带有六角形尾柄以旋转地结合到钻头或紧固刀具上。一个中空的柱形阶梯收缩轴环或套筒可滑动地设置从而可以在圆柱体的前部沿轴向移动，以及在柱体上有一个同轴形成的中空六角形洞或孔，向着卡盘的外部或前部开口，为了使得工具钻头从此处被插入卡盘组件以随之旋转。
一个沿径向向内和轴向向前延伸的斜槽形成于柱体中，为柱体提供径向外部圆周与内部中空六角孔之间的连通。一个螺旋弹簧围绕着柱体并被设置于收缩轴环的内侧，弹簧的内部或后部与柱体的轴肩接合，外部或前部弹性地向前偏置收缩轴环，并将一个保持夹向着斜槽的底部或内部径向向内和轴向向前地偏置，在此处它与柱体的中空六角孔横向相交。
由于工具钻头被迅速插入卡盘的槽中，这个保持夹，优选地是一个通常为U形的结构，受力在斜槽中向后和径向向外地滑动，与螺旋弹簧的偏置相反，为了使得钻头被插入。一旦钻头完全进入六角形孔中，U形夹的基础部分向着斜槽的底部向下弹回，与钻头的六角形尾柄上形成的环形槽结合，这样就将钻头保持在六角性洞或孔中使其可被装配了卡盘组件或钻夹的钻或紧固刀具旋转地驱动。工具钻从卡盘组件中的卸除是通过操作者沿着卡盘体轴向向后地滑动收缩轴环，这样给螺旋弹簧施压可使保持夹向后向上缩回斜槽并松开工具钻头，从而可从六角形孔中将工具钻头卸除。
在本发明的优选形式中，一个活塞安装在六角形洞或孔的最里端。活塞被弹性偏置以提供一个与六角形钻柄相反的力。弹性力被恰当地选择从而将钻头压向前方足够的距离，这样六角形钻柄的环形槽被向前压以防止当收缩轴环被推向松开的位置并随后被松开时其与保持夹的重新接合。但是，弹性力也被选择得足够小，不会将钻头从六角形孔中射出去。这样，操作者可以用一只手拿着工具，用另一只手推动收缩轴环至松开的位置，然后松开收缩轴环并将上具钻头从六角形孔中推出同时保持用第一只手对工具的控制。
从下面的说明和附加的权利要求，并结合附图，本发明其它的目的、优点以及特征会更明显。
由以下的详细说明和随附的附图对本发明会更容易理解，其中图1是本发明的卡盘组件与电动或手动工具相接合的示意图；图2是按照本发明的原理的卡盘组件的透视图；图3是大体上沿图1的线3-3方向的纵向或轴向剖视图，描述了插入卡盘组件之前的工具钻；图4是与图3近似的纵向剖视图，但描述了完全插入卡盘组件的工具钻；图5是横向或径向剖视图，大体上沿着图4中的线5-5方向；以及图6是卡盘组件的主体部分的侧视图。
具体实施例方式
图1至6描述了一个按照本发明的卡盘组件或工具钻头卡盘的示范的优选实施例，仅仅为了阐述的目的。本领域技术人员会容易的认识到，从下述讨论和图中，与本示范例不同结构的卡盘组件或钻头卡盘也可以方便地应用本发明的原理。
在图1至6中，一个示范的卡盘组件或钻头卡盘10与电动工具或手动工具18接合以被驱动着绕轴12旋转(如图3所示)。卡盘组件10适于可拆卸的容纳有一个大体上六角形的尾柄1 5并在其上带有环形槽16的工具钻头14。工具钻头14可以是大量已知工具钻头中的任何一种，包括钻头、螺母紧固刀头、螺丝刀，或其他类型的紧固刀头，等等。
如图3和图6最佳示出的，卡盘组件10通常包括一个主体20，优选地有一个六角形尾柄22用于安装卡盘组件10使其通过手动工具或电动工具旋转。主体20有一个优选六角形的洞或孔24，孔24向着卡盘组件10的前方或前部轴向向外开口。在主体20的圆柱形主体部分20a相对的两端有一对环形保持槽26a、26b(如图6最佳示出的)。一个活塞孔28从六角形洞或孔24向着卡盘组件10的尾端沿轴向延伸。
一个通常圆柱形的中空收缩轴环30围绕着主体20的径向外圆周部分并可在其上轴向滑动。中空收缩轴环或套筒30包括一个径向向内方向的前部法兰32，其可滑动地围绕着主体20的一个部分，一个在收缩轴环内部的中空内部孔34，轴向向后开口，并且其直径足够滑动地围绕着一个安装在主体20的主体部分20a尾部的环形轴套36。轴套36与一个支撑于主体20的尾部保持槽26a的保持环38毗邻。
主体20包括一个横向形成的斜槽50，斜槽50从主体20的径向外表面沿着轴向向前和径向向内的方向与六角形孔或洞24的内部连通。一个通常U形的保持夹60有一个中心基础部分62以及位于中心基础部分62的相对端部的一对腿64并在其上形成相对的角66。保持夹60的基础部分62可滑动地设置在斜槽50的内部，两条腿64围绕着主体20延伸至与基础部分62和斜槽50的轴12相反一侧的位置。
一个螺旋弹簧40围绕主体20的一部分并位于主体20与收缩轴环30之间。螺旋弹簧40邻接地与环状轴套36接合并直接与保持夹60接合。这样被压缩的，螺旋弹簧40将保持夹60在槽50之内沿轴向向前和径向向内的方向弹性偏置。由于与保持夹60及其腿64直接邻接接合(如上文所述)，由保持夹60施加到螺旋弹簧40上的合成反应轴向力大体上沿着轴12的方向，这样使螺旋弹簧40与主体20保持同轴。
如图3至5最佳示出的，在收缩轴环30轴向向后收缩时，保持夹60在斜槽50内轴向向后和径向向外收缩。在这个缩进的末端，角66(在腿64与中心基础部分62相交处)径向向外移动至与收缩轴环30的内部中空孔34的内表面接触。这种接触实质上阻止了收缩轴环30的进一步轴向向后移动，这样实质上使收缩轴环30过度收缩的可能性减到最小并随后将其翘起或挤住。
更进一步地，按照本发明的优选形式，螺旋弹簧40在其前后端各有至少一个曲线轴向弯曲从而分别形成前部死螺旋曲线和后部死螺旋曲线。这个死螺旋端部曲线设计可以随意的在螺旋弹簧40的前端或后端提供，或者优选的在两端提供。这样的在螺旋弹簧40两端的死螺旋曲线使得螺旋弹簧40与主体20上的轴肩26和保持夹60的腿64分别以一种大体上平滑的邻接关系接合。这样反过来帮助螺旋弹簧与主体20保持了一种适合的、同轴的关系，并帮助消除了现有技术对位于螺旋弹簧40与保持夹60之间的中间滑动槽或其它类似中间元件的需求。这样这个设计不需要为了保持这样一个中间槽或其它类似元件正确同轴，而在这样一个中间槽或元件上的平滑部分以及在主体20上的相应平滑部分。这个死螺旋端曲线设计，与卡盘组件10的上述其它特征一起，都有助于增加制造和装配卡盘组件10的简单性以及减少成本，并且有助于使所需配件的数量最小化。
一个保持环68被适合地安装在主体20前端的前保持槽26b中，用于保持上述配件的装配条件。保持环68更适于是一种C形夹环的形状。
在主体20的活塞孔28中有一个活塞70。活塞28是圆柱形或胶囊形，包括一个从活塞70的中心部分径向向外延伸的环形法兰部分72。环形法兰部分72与活塞孔28大体圆柱形的内壁表面接触。在活塞孔28中有一个活塞弹簧74与其尾壁邻接并与活塞70的环形法兰72邻接。有一个活塞轴承76用于将活塞70保持在活塞孔28中。活塞轴承76呈圆环状，位于活塞孔28的前端并通过一个环形开口支撑活塞70的前端。活塞轴承76可以用压配合或用其它方法紧固到活塞孔28的端部内。如图3所示，当卡盘组件10未装入钻头时，活塞70的法兰72与活塞轴承76邻接。
当钻头14插入卡盘组件10时，如图4所示，钻头14的端部在活塞70的前端向后压迫活塞如图4所示。活塞压迫弹簧力将弹簧74压入一个收缩位置。随着工具钻头14向内被压入，保持夹60受力在斜槽50中向后和径向向外滑动，与螺旋弹簧40的偏置相反，为了使得钻头可以被插入。一旦钻头完全位于六角形孔24中，保持夹60的基础部分被迫向下向着斜槽50的底部回弹，在那里它与形成在钻头14的六角形柄15上的环形槽16接合。操作者通过将收缩轴环30沿着主体20轴向向后滑动而压迫螺旋弹簧40，从而使得保持夹60沿斜槽50向上回缩并松开工具钻头14，而工具钻头由活塞70向外压，从而将工具钻头14从卡盘组件10中卸除。活塞弹簧74的弹簧力被适宜地选择以将钻头向前压足够远的距离，钻头中心线垂直延伸，这样六角形柄15上的环形槽16被压向前方，以防止当收缩轴环30被操作者松开时环形槽与保持夹60的重新接合。但是，弹簧力也要选择地足够小从而不至于将钻头从六角形孔中射出。尤其是，弹簧力要选择地足够小以防止当钻头的中心线低于水平线10度(与水平线呈-10度)时将钻头射出。这样，操作者可以用一只手持工具18，用另一只手将收缩轴环30推至松开位置，从而松开收缩轴环并将工具钻头推出六角形孔24，同时保持用第一只手对工具18的控制。工具钻头的卸除可以这种方式实现当工具位于这样一种位置-工具钻头的中心线为水平线-10度以上时工具钻头不会掉落。
前述讨论仅披露和描述了本发明的示范实施例，仅仅是出于阐述的目的。本领域技术人员可以从这些讨论中很容易的认识到，并且从图和权利要求中，可做出种种改变、修改和变化，而不背离下述权利要求限定的范围的精神。例如，U形夹类型的锁紧机构可由现有技术中已知的球形锁紧机构代替。
权利要求
1.一个工具钻头卡盘，用于容纳其上带有环形槽的尾柄的工具钻头，包括一个主体元件，带有由可容纳工具钻头的纵向孔形成的圆柱形部分，所述主体元件进一步包括一个从所述圆柱形部分延伸的柄部，所述圆柱形部分包括一个从所述纵向孔径向延伸并通过所述圆柱形部分外表面的开口；一个在所述圆柱形部分与所述开口连接的锁紧元件，并适于可松开地与工具钻头在所述纵向孔中接合；一个位于所述纵向孔的活塞，所述活塞包括一个带有一个可与所述纵向孔内表面滑动接合的径向延伸申的法兰的纵向主体；一个螺旋弹簧元件，有一个位于对着所述纵向孔的一端的第一端，以及支撑所述活塞的所述纵向主体的第一端的第二端，以便所述径向延伸的法兰与所述螺旋弹簧元件的所述第二端邻接；以及一个安装在所述纵向孔中预定位置的活塞轴承元件，有一个开口用于滑动地支撑所述活塞的所述纵向主体，所述螺旋弹簧元件将所述活塞偏置，因此导致所述径向延伸的法兰与所述活塞轴承元件接触。
2.如权利要求1所述的工具钻头卡盘，其特征在于，所述锁紧元件包括一个U形保持夹。
3.一个工具钻头卡盘，用于容纳其上带有环形槽的尾柄的工具钻头，包括一个主体元件，带有由可容纳工具钻头的纵向孔形成的圆柱形部分，所述主体元件进一步包括一个从所述圆柱形部分延伸的柄部，所述圆柱形部分包括一个从所述纵向孔径向延伸并通过所述圆柱形部分外表面的开口；一个在所述圆柱形部分与所述开口连接的锁紧元件，并适于可松开的与工具钻头在所述纵向孔中接合；一个位于所述纵向孔中的活塞；以及一个螺旋弹簧元件，有一个位于对着所述纵向孔的一端的第一端，以及与所述活塞接合的第二端，所述活塞与插入所述纵向孔的工具钻头是可接合的从而导致所述螺旋弹簧受力，所述螺旋弹簧有一个足够向前压迫工具钻头的弹簧力，以防止当锁紧元件与工具钻头脱离接合时锁紧元件与工具尾柄上的环形槽的重新接合，所述弹簧力不足以将工具钻头从纵向孔中射出。
4.如权利要求3所述的工具钻头卡盘，其特征在于，所述锁紧元件包括一个U形保持夹。
5.如权利要求3所述的工具钻头卡盘，其特征在于，当工具钻头的中心线位于水平线的0到-10度，所述弹簧力不足以将工具钻头从纵向孔中射出。
全文摘要
一种用于旋转手动或电动工具的“快速压紧”型工具钻头卡盘组件，包括一个尾部有一个六角形尾柄的主体以及可在主体上滑动的收缩轴环。主体有一个同轴形成的六角形孔使工具钻头可由此插入。一个螺旋弹簧将收缩轴环向前偏置并将一个保持夹向主体上形成的斜槽的底部偏置。通过向后滑动收缩轴环，来压迫螺旋弹簧并使得保持夹沿斜槽向上回缩从而卸除钻头。钻头被活塞向外推动离开锁紧位置，从而保证当收缩轴环被松开时钻头仍保持不接合。
文档编号B25B23/00GK1480284SQ0314388
公开日2004年3月10日 申请日期2003年6月18日 优先权日2002年6月18日
发明者M·P·佩特斯, J·R·埃尔文, T·B·拜莱, M P 佩特斯, 埃尔文, 拜莱 申请人:布莱克—德克尔公司, 布莱克―德克尔公司