专利名称：钻孔器/螺丝刀夹头的制作方法
技术领域：
本发明涉及钻孔器/螺丝刀夹头机构和包括这样夹头的钻孔器/螺丝刀。本发明特别地但不是唯一地涉及这样的夹头，其用于消费者自己制作的产品等。
知道夹持钻头或螺丝刀头的夹头已多年。在自己制作的市场，夹头一般包括内圆柱形空芯，多个夹爪成角度地夹持到该内圆柱形空芯。夹爪可移进和移出该空芯，由此夹紧钻头。为推进或缩回夹爪，夹爪带有螺纹部分。这一螺纹部分与螺纹套筒件相互配合，螺纹套筒件一般围绕夹爪圆周地保持并能够自由地转动，而轴向不运动。因此，套筒件转动时，螺纹部分相互配合以使夹爪推进或缩回。
虽然推进或编回夹爪的上述方式一般是可接受的，但它有几种缺点。首先，套筒必须用外部工具，如夹头钥匙等驱动，在此情况下，夹头钥匙会经常丢失。没有这一钥匙，使用者无法提供足够的扭矩给套筒件，以使夹爪紧紧地夹紧其中的钻头。另外，在不需要这种额外的夹头钥匙的情况下，夹爪和套筒之间配合螺纹的螺距使得在夹爪被推进或缩回足够量之前需要转动许多转。这样，使用者不得不耗费许多时间才使夹爪前进或缩回。当几个钻头替换时，如自己制作工作经常遇到的那样，这是很不方便的。
因此，本发明的目的在于至少减少上述缺点。因此，根据本发明，提供钻孔器/螺丝刀夹头，其包括具有中心轴向孔的圆柱形件和多个另外的孔，多个另外的孔与该圆柱形件的轴线倾斜；多个夹爪，每一夹爪与另外的孔中相应的一个孔相连并在其内移动；夹爪致动装置，其连接到每一夹爪，以便在相应的另外的孔内使夹爪移动，夹爪致动装置具有圆锥形，该圆锥体的壁有多个在其上形成的槽，以便每一槽与多个夹爪中相应的一个夹爪相互配合，其中，夹爪致动装置沿圆柱形件轴线的方向的移动使夹爪沿有关圆柱形件轴线的径向在其相应的槽内随之移动；该夹头其特征在于，没有构件相对于任何其它构件转动。
由于避免了夹头构件相对任何其它构件转动的需要，提供了方便，由此，通过仅沿直线移动构件，使用者可推进或缩回夹爪。这样减少了使夹爪推进或缩回所花的时间，并且还避免额外夹头钥匙等的需要。
最好，夹爪致动装置围绕圆柱形件同轴安装。已这样的方式可获得紧凑的设计。
有利的是，夹爪在圆柱形件的中心轴向孔内径向地会聚。另外，会聚的夹爪在圆柱形件的范围之外互相相遇。
有利的是，夹爪的会聚运动与每一夹爪在其相应的槽内的径向向内的运动相伴随。另外，设置推板，其连接到夹爪致动装置，所设置推板给夹爪致动装置提供移动力。
参考附图，仅以举例的方式说明本发明，其中，
图1表示本发明实施例夹头主要部分的分解立体图；图2表示图1的构件，其处于非分解的组合状态；图3(a)和(b)示意地表示图1和2的夹头体的后视图；图3(c)表示沿线X-X所截取的剖视图；图4和5分别表示本发明夹头，其中，夹爪前进，尔后，其缩回；图6表示图4和5的夹头，其连接到手动操作致动装置，夹爪缩回；图7表示图4和5的夹头，其连接到手动操作致动装置，夹爪前进；图7a表示夹爪锁紧装置过中心的构思；图8示意地表示钻孔器/螺丝刀，其包括按本发明实施例的夹头，夹爪处在前进的位置；图9示意地表示钻孔器/螺丝刀，其包括按本发明实施例的夹头，夹爪处在缩回的位置；图10示意地表示用于本发明实施例的线路。
参见图1、2和3，按本发明实施例的钻/螺丝刀夹头机构包括圆柱形构件，具有轴向中心通孔4的夹头体2。中心轴向孔4沿轴线5形成。夹头体2还有多个在其上形成的另外的孔6。这些孔本身是直线的，并且还相对于中心轴向孔4倾斜。图3a和3b更清楚地表示这一点。
每一另外的孔6与多个夹头夹爪8中相应的一个相互配合。可以看出，有三个另外的孔6时，就有三个夹头夹爪8。每一夹头夹爪8可在其相应的另外的孔6内移动，以便其可前进或缩回。虽然每一夹爪8可单独地前进和缩回，但是，在本文所示实施例中，夹爪相伴随地前进和缩回。借助于每一夹爪8和夹爪致动装置10之间的协作，可获得这一伴随运动。
特别是从图1可以看出，夹爪致动装置具有多个在其上形成的径向延伸的槽12。在本实施例中，有三个这样的槽12(因为有三个夹爪8)。通过每一夹爪8后端形成的纵向平面14，每一夹爪8与相应的槽12相互配合。平面14位于槽12内。在平面14的两侧是全部直径的夹爪8，这可防止夹爪8和夹爪致动装置10之间沿夹爪纵向(实际上也沿轴线5)相对运动。
从图1可知，每一夹爪8可相对夹爪致动装置10在相应的槽12内径向移动。这是因为平面14可在槽12内径向向内和向外移动。这种移动下面将进一步描述。
如附图所示，本发明的有利特征(但不是实现本发明目的必须的)是包括有推板16。推板16的目的是将施加其上的力转变成移动夹爪致动装置10的力。推板16有凸出物18，其作用下面描述。
参考图4和5说明夹头的操作(为了更加清楚，图4或图5没有显示推板16)。图4表示夹爪8在其相应孔6中前进时的情况，而图5表示夹爪8在其相应孔6中缩回的情况。
从图5开始，其中夹爪缩回，可看出夹爪8的左端没有向前突出超过圆柱形夹头体2的范围。因此，在这一位置，夹爪在中心轴向孔4内都没有伸出。这意味着螺丝刀或钻头(未示出)可进入夹头体2的孔4。使用者需要推进夹爪致动装置10，以便在其相应的孔6内推进夹爪8，从而夹爪通过倾斜的孔6前进并最终在夹头体2的范围之外相遇。图3c更清楚地表示。从图3c可看出推进夹爪使它们沿向内的径向和沿中心孔轴线5的轴向运动。
当然，如果随着夹爪8沿孔6前进在孔4内插入钻头或螺丝刀头，其将被夹爪8最终夹住(未示出)；因此夹爪将不处在图4所示的位置。熟悉本领域的技术人员将很容易理解这一点。
图3c表示夹爪8相对中心轴向孔4倾斜将如何在前进或缩回时使夹爪不仅轴向移动而且相对中心轴线5轴向移动；图3a和3b更清楚地表示径向运动。在图3a中，夹爪致动装置10被推进，因此，夹爪8在相应孔6内也前进，夹爪8在中心轴向孔4的范围之外相遇(见图3c)。图3a表示每一夹爪8的后部朝中心轴线5径向向内。可以理解这是因为相应夹爪8的每一平面14通过夹爪致动装置10的相应槽12朝中心轴线5径向移动。
相反，图3b表示当夹爪致动装置10缩回，由此在相应的孔6中的每一夹爪8缩回时，每一夹爪8径向向外移动。
参考图3c，其表示夹爪致动装置10的形状被选择为基本圆锥形。夹爪8相对于夹爪致动装置10由槽12和平面14夹持，从而每一夹爪8所沿其移动的中心轴线7垂直于夹爪致动装置10端面的方位。图3c表示夹爪致动装置10的端面的平面9与夹爪8的轴线7呈90度角。
可以理解，不管每一夹爪8在孔6中的位置(并且不论夹爪致动装置10沿其被安装的轴20的轴向位置)，轴线5和7之间保持15度角。虽然在本实施例中选择15度角，但任何适当的空间方位角是可以容许的，只要在夹爪和夹爪致动装置运动的整个过程中保持这一角度。
参考图6和7，说明增加推板16使推进和缩回夹爪8容易实现。推板16装在套筒件26的后部，其是夹爪致动装置10的一部分。后轴20可以与夹头体2整体地形成，或者，也可不与夹头体2整体地形成。实际上，夹头体2的中心轴向孔4可在后轴20内延伸，或者，也可不在后轴20内延伸。可以看出推板16与轴向孔4的中心轴线5同轴。因此，这样推板16可沿轴20在任一方向上轴向滑动。为了帮助夹头体20，夹爪8和夹爪致动装置10相对非转动的推板16能够转动，最好，夹爪转动装置10和推板16之间有推力轴承。推板16最好有套22，以便在其和可转动的夹爪转动装置10之间起支承表面的作用。
推板16通过适当的装置连接到夹爪转动装置10。在所示实施例中，夹爪转动装置10有在套筒件26上形成的环形槽24，这样推板16推到套筒件26之上并超过环形槽24，然后，卡簧28围绕环形槽24扣接以使推板在套筒件26上就位。熟悉本领域的技术人员可理解套筒件26可有内套，因为它将直接接触后轴20。至于推板16是否以这一方式永久地连接到夹爪转动装置10，它是可选择的特征。推板16可本身直接接触后轴20并通过其它装置简单地推或拉夹爪致动装置10。
比较图6和7，可看出在图6中夹爪8从夹头体2缩回，而在图7中夹爪8在夹头体2内被推进(并在夹头体范围之外相遇)。显然，通过将夹爪致动装置10移到图6中后轴20的右边，而在图7中夹爪致动装置10被移到后轴20的左边，可获得图6和7之间的不同夹头状态。这意味着在图6中夹爪致动装置10拉动夹爪8以使它们在其相应的孔6中缩回，而在图7中夹爪致动装置10推动夹爪8以使它们在其相应的孔6中推进。
在本实例中，通过固定在推板16的凸出物18和夹爪锁紧装置，在此为枢轴转动杠杆装置32-60的相互配合，可获得使夹爪致动装置推进或缩回的装置。由于可使用通过给推板16施加力推进或缩回夹爪致动装置10的任何适当的装置，所示的杠杆机构32-60仅是可获得的许多装置中的一个实例。
枢轴转动杠杆机构包括第一手柄32，其可转动地连接到操作板34和锁定楔紧机构36(后面详细描述)。
图7和图6比较，可看出在图6中手柄32处在打开位置，由此，操作板34相对第一枢轴点38顺时针转动，从而使夹爪致动装置10和每一夹爪8缩回；而在图7中，手柄32处在关闭位置，操作板34围绕第一枢轴点38逆时针转动，从而使夹爪致动装置和每一夹爪8前进。
图6和7所示的夹爪锁紧机构的重要方面是不管夹爪8穿入中心轴向孔4程度，一旦夹爪8达到插入中心轴向孔4中的钻头，夹爪8的前进停止。这意味着不论夹爪8在中心轴向孔内伸出的程度，夹爪8可锁紧在其相应孔6中。这提供重要的优点，其中，不论钻头直径大小，夹爪8可有效自动地夹紧在插入中心轴向孔的钻头上并施加夹紧操作的已知或给定的力。下面将说明该机构的操作。
从图6开始，其中夹爪处在其打开位置，然后，使夹爪5靠近，手柄32移动以便围绕枢轴点40和87沿箭头A所示的逆时针方向转动。这使得操作板34围绕第一枢轴点38逆时针转动(如上所述)。一旦推板16使夹爪转动装置10推动夹爪8与插入中心轴向孔4的钻头啮合，操作板34不能围绕第一枢轴点38进一步转动。然而，如果手柄32仍然沿箭头A的方向移动，那么，进一步的力经第二枢轴点40、连接杆42和第三枢轴点46传递到第一楔紧件44。实际上，所谓的“超过力”使第一楔紧件44沿图6所示的箭头C的方向向下移动。第二楔紧件48装在另一手柄50中(如第一楔紧件44那样)，并且被定位以便一旦其与第一楔紧件44接合，其与第一楔紧件44互相配合锁定。可是，在本实例中，中间滑板52置于两楔紧件44和48之间，其理由下面进一步解释。
第二楔紧件48连接到调节螺旋件54，其本身经拉簧58连接到钻孔器56的本体上。拉簧58的拉力沿与第一楔紧件44相反的方向牵拉第二楔紧件48。在另一手柄50中第二楔紧件48的位置决定两楔紧件44和48锁定在一起的位置。通过调节螺旋件54可调节两楔紧件44和48锁定在一起的位置。
设有两楔紧件44和48互相配合锁定在一起的位置的理由是调节夹紧力，该夹紧力通过手柄32的转动使操作板34转动被施加到推板16上。如果第二楔紧件48位于另一手柄50内的升高位置，那么第一楔紧件44沿箭头C方向向下移动将不会太远。这意味着一旦两楔紧件44和48被锁定，连接杆42将不能进一步运动。因此，当连接杆42变形和弯曲变形时，手柄32沿箭头A方向进一步运动将导致作为压应力保持在连接杆42上的超过力。实际上，这导致整个锁紧机构过中心，其导致夹爪8产生的十分高的夹紧力。
因此，第二楔紧件48的位置决定过中心的位置。
现参考图7，它表示夹爪锁紧机构处在关闭位置，其中已产生过中心。在本实例中，当三个枢轴点87、40和46不是处在直线对准的状态时，产生过中心。熟悉本领域的技术人员已知这样的过中心锁紧机构。实际上，枢轴点40位于连接枢轴点87和46的直线右侧时(见图7和7a)，产生过中心。
在图7中，可以看到第一楔紧件44相对于图6所示的位置在另一手柄50内向下运动。
为了释放夹爪8，使用者需要沿图7所示箭头D的方向移动手柄32以打开手柄32。首先，这使连接杆42弹性恢复到原始位置。这样，不再有锁紧机构的过中心并且连接杆42的储存的势能被释放。尔后，手柄32沿箭头D方向的进一步运动使操作板34围绕第一枢轴点38顺时针转动，由此，反向地如图6所描述那样作用夹爪。
如上所述，滑板52置于两楔紧件44和48之间。这有助于两楔紧件当夹爪锁紧机构从关闭位置移动打开位置时分离。在本实例中，该滑板由镀铬钢制成，其可使楔紧件44相对于楔紧件48容易滑动。板52关于楔紧件44和48的运动方向相对它们具有固定位置。然而，板52可在另一手柄50内形成的槽60中滑动。这是必须的，以便不论楔紧件48在另一手柄50内的位置，其能够呈关于楔紧件44和48的正确状态。
参考图8和9，钻孔器/螺丝刀62使用上述夹头机构。所示钻孔器/螺丝刀实际是具有外壳56的钻孔器。该钻孔器包括经变速器机构66连接到轴20的电机64。钻孔器62由电池68驱动，电池68由电池触点70和电线72连接到电机64。经触发开关74实现经电线72电池68与电机64的连接。
熟悉本领域的技术人员将理解，对于不同的钻孔和驱动要求，变速器66可显示根据所选择的齿轮的转矩/速度。为此，齿轮选择器76通过外壳56的开口78连接到变速器66。
显然，图8和9的唯一差别在于图8中手柄32处在打开位置，夹爪8缩回。而在图9中，手柄32处在关闭位置以便夹爪8推进。
图10显示使用本发明实施例的线路。从图9所示的位置开始，假定钻头(未示出)被夹爪8牢固地夹持在中心轴向孔4中，传感器80检测推板16相对钻孔器62本体上的固定位置82的轴向位移的程度。这一传感器与电位器84和反馈电路86相互协作以便确定轴20需转动的速度。
已知钻头转速在一定情况下取决于其直径。显然，夹爪8夹持的大直径钻头导致在固定点82和推板16之间较小程度的分离。这将由传感器80检测。因此，通过检测夹爪8所夹持的钻头直径，可以这样的方式简单自动地确定变速器66的输出转速。
权利要求
1.钻孔器/螺丝刀夹头包括具有中心轴向孔(4)的圆柱形件(2)和多个另外的孔(6)，多个另外的孔(6)与该圆柱形件的轴线倾斜；多个夹爪(8)，每一夹爪与另外的孔(6)中相应的一个孔相连并在其内移动；夹爪致动装置(10)，其连接到每一夹爪(8)，以便在相应的另外的孔(6)内使夹爪移动，夹爪致动装置(10)具有圆锥形，该圆锥体的壁有多个在其上形成的槽(12)，以便每一槽与多个夹爪中相应的一个夹爪相互配合，其中，夹爪致动装置沿圆柱形件轴线的方向的移动使夹爪(8)沿有关圆柱形件轴线的径向在其相应的槽(12)内随之移动；该夹头其特征在于，没有构件相对于任何其它构件转动。
2.按权利要求1的钻孔器/螺丝刀夹头，其特征在于，夹爪致动装置(10)围绕圆柱形件(2)同轴地安装。
3.按权利要求1或2的钻孔器/螺丝刀夹头，其特征在于，夹爪(8)在圆柱形件的中心轴向孔(4)内径向地会聚或分开。
4.按权利要求3的钻孔器/螺丝刀夹头，其特征在于，会聚的夹爪(8)在圆柱形件(2)的范围之外互相相遇。
5.按权利要求4的钻孔器/螺丝刀夹头，其特征在于，夹爪(8)的会聚运动与每一夹爪(8)在其相应的槽(12)内的径向向内的运动相伴随。
6.按上述任一权利要求的钻孔器/螺丝刀夹头，其特征在于，还包括连接到夹爪致动装置的推板(16)，设置推板(16)以给夹爪致动装置提供移动力。
7.包括根据上述任一权利要求的夹头的钻孔器/螺丝刀。
全文摘要
钻孔器/螺丝刀夹头有带中心轴向孔(4)的圆柱形件(2)。多个另外的孔(6)与圆柱形件(2)的轴线倾斜。夹爪致动装置(10)连接到每一夹爪(8)并使其在相应的孔(6)内移动。夹爪致动装置(10)具有圆锥形,其圆锥体的壁有多个在其上形成的槽(12)以便与相应的夹爪(8)相配合。
文档编号B23B31/10GK1268422SQ0010536
公开日2000年10月4日 申请日期2000年3月31日 优先权日1999年3月31日
发明者A·瓦尔克 申请人:布莱克-德克尔公司