专利名称：工具夹尤其是快速更换卡盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工具夹，尤其是快速更换卡盘。最好用于螺纹切削，螺纹成形或类似加工，具有一个卡套，它的一端可以装入机床主轴、工具安装架或类似部件中，并在相对的一端有一个头部，该头部有一个同轴的圆柱形腔，该腔中装入并引导一个不能转动但能轴向进行相对移动的壳，该壳有一个同轴的圆柱形的腔，该腔中可以装入一个用于工具的快速更换接头并可以与之连接，其中在头部和壳之间至少设置一个结合件，该结合件一部分保持在头部相配的纵槽中，一部分保持在壳的相配的纵槽中，该结合件用于在两者之间实现扭矩的传递，并能在头部和壳之间相对移动下进行滚动。
已知一种这样类型的工具夹(见DE-3902559A1)，它至少有一个设置在球导向套中的结合件并沿纵向在其位置上导向，该球导向套装在卡套头部和壳之间的一个精确校对的环腔中并被导向，这样在头部和壳之间有相对运动时，球导向套利用它的球可以沿头部和壳的接触面滚动;并由此使至少一个结合件，尤其是结合球在此种相对移动下总是保持在位置上并能在两者之间滚动。这种球导向套是一种成本相当高级结构部件，此外它的缺点还在于壳的外表面和卡套头部被壳外表面相间地包围着的内表面(球导向套的球在这两个表面上滚动)必须精确加工并且相互精确校准。这就必须使加工成本高。此外还表明，挤入环腔中并能对球导向套施力的污物会导致在卡套头部和壳之间球导向套区域中很快就变得难以运动或者完全卡死。球导向套和由此所确定的构思不再是没有故障的，而是其功能容易受污物的影响。
本发明的任务是提供一种工具夹，尤其是一种快速更换卡盘，它克服了上述缺点，结构极其简单紧凑，成本低，不易出故障和受污物影响。
本发明的目的由下述技术解决方案实现，即提供一种工具夹，尤其是快速更换卡盘，最好用于螺纹切削，螺纹成形或类似加工，具有一个卡套，它的一端可以装入机床主轴、工具安装架或类似部件中，并在相对的一端有一个头部，该头部有一个同轴的圆柱形腔，该腔中装入并引导一个不能转动但能轴向进行相对移动的壳，该壳有一个同轴的圆柱形的腔，该腔中可以共入一个用于工具的快速更换接头并可以与之连接，其中在头部和壳之间至少设置一个结合件，该结合件一部分保持在头部(14)相配的纵槽中，一部分保持在壳的相配的纵槽中，该结合件用于在两者之间实现扭矩的传递，并能在头部和壳之间相对移动下进行滚动，至少一个结合件在头部和壳之间就其位置而言在纵方向上是无导向设置的，并借助于一个弹性夹持件从外向内使之受到一个压力。
按此方式，取消了用于使至少一个结合件，尤其是结合球保持到位的球导向套。由于完全取消了该部件，因此节省了费用，减少了部件。而且也没有要进行特别精确加工的导向面，以前这些导向面是用于球导向套的。有关的壳外表面和卡套头部内表面也不必在保持精确相配合的条件下进行精密校对。由此极大地减少了加工成本和组装费用。因而工具夹的结构极其紧凑简单，而且重量轻，总体上来说成本极低。挤入卡套头部和壳之间污物不会影响其优良的功能和工作方式，因此该工具夹能长久地保持工作可靠;其运作准备和功能或效能不再会受到挤入的污物的影响。总之克服了开头所述之缺陷。本发明的工具夹由此也是运作可靠，易于安装，本发明利用了这样一种认识，即至少一个结合件，例如至少一个结合球，由此沿纵向这样地保持在头部和壳之间的位置上，使得结合件由一个弹性夹持件由外向内向其施加上一个压力，该压力将结合件压在壳中的纵槽中并保持到位置上。
权利要求2到14给出了其它有利的发明特征和结构。由此使工具架进一步简单化。此外，还实现，不仅在向右转，而且在向左转时，头部纵槽的被相配结合件挤压的侧面使相配的结合件更趋于向内压入壳的纵槽中，而不是向外移出。由此保证，弹性夹持件，尤其是弹性周向夹持件不会大约经结合件由内向外而被施加上一个力。相反周向夹持件上不受力;从而在整周上对于所有结合件可以作用由外向内指向的压力。利用所述的头部件中纵槽的布置和纵槽侧面的定向，不仅在右转，而且在左转时都目的确定地实现了对结合件，尤其是结合球施加力，使得结合件被向内并结实地压入壳一侧的纵槽中，从而完全排除了周向夹持件向外移动和受力的可能。这一点是通过简单的方法不需要附加的部件按照所述的巧妙的布置和构造卡套中的纵槽实现的。由此周向夹持件能制成极薄的模截面，从而能对结合件产生很大的弹性和力传递。此外减小的径向结构空间，因此可以使工具夹的直径保持尽可能得小。
此外由权利要求15给出一种特别的属于发明内容的技术方案，其一些具体的结构方案包含在权利要求16至18中。这样构成的长度补偿机构是极其简单的，它只包括很少的部件，其优点是用唯一的一个弹簧就能实现相应于拉力压力的长度补偿，同时长度补偿机构也起到切削压力增强器的作用。这种结构非常简单。此外还有优点是通过将长度补偿机构布置在头部的外侧，尤其在周向夹持件外侧上，头部和壳的内部由此不会被填满;从而能空出来装其它部件，此外，可以使轴向结构较短并且外径较小，从而能够使快速更换卡盘更加紧凑。
权利要求9给出了另一个属于发明内容的结构，其有利的具体结构方案包含在权利要求20至26中。通过将作为在工具夹中内部冷却剂导向的管固装在头部上，在头部和壳之间相对移动时，压力下的冷却剂的压力柱不会随着一起运动。由此完全排除了壳和头部之间可能的非控制的相对移动，这种相对移动可能是由一起运动的冷却剂压力柱造成的。用一些单独的部件引导冷却剂更简单、成本更低，并且可以使工具夹结构更短，同时也使在直径上更紧凑。此外工具夹更容易安装。此外还有的优点在于，对于这种构思，当封闭件和闭锁件之间没有装入快速更换接头时，从结构上可以实现对冷却剂的自动封闭，从而当取出快速更换接头时不会有冷却剂流出。
为了避免不必要的重复此处没有给出权利要求书的全文，而只是提及其权利要求的标号但是这些权利要求的特性在此处表述的并作为发明实质公开的都是有效力的。并且在此之前和随后的描述中提及的特征以及从附图中可获取的特征都是另外的组成部分，尽管它们没有被特别的强调，尤其没有在权利要求书中提及。
以下对照附图中所示的实施例详细说明本发明。附图中，
图1是一个工具夹的沿轴向的纵截面示意图，图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的一个截面示意图。
在图中示出的工具夹9尤其包括一个快速更换卡盘10，该卡盘10最好用于切削螺纹，螺纹成形加工或类似加工。该卡盘10有一个卡套(或卡爪)11和一个壳体12。卡套11在图1中的上端13是这样设置的，以便插入机床的一个刀具安装架中，或机床主轴中，或类似部件中(这些部件都未示出)，该端部13例如设计成轴结构，该轴可以直接地或者用配合部件中间连接而装到未示出的机床主轴，工具架或类似部件中，并与这个部件连接而能一起转动。
在图1中，卡套11在端部之下有一个部部14，它有一个圆柱形壁15，该壁中包含一个同轴的圆柱形腔16，该腔在图1中是向下方开口的。将壳体12以不能转动，但能沿轴向相对于纵向中轴线8移动的方式夹持在腔16中并于其中导向。
壳体12的结构大约呈倒置的罐状，其下部设有一个圆柱形壁23，该壁包围着一个同轴圆柱形在图1中向下开口的腔24，该腔中可以插入一个仅仅示意示出的普通的快速更换接头26，以便能进行轴向的并且传递扭矩的连接。快速更换接头26装有工具27，该工具例如适用于螺纹切削，螺纹成形加工或类似加工。将插入的快速更换接头26的轴向牢固可转动地锁定是以通常的方式(参见DE-OS3902559)用至少一个制动球28来实现的，该球28保持在壳体12的圆柱形壁23中的一个径向开口25中。制动球28刚性地啮合在快速更换接头26中的一个外部环槽7中。也可以设置多个沿周向相间布置的制动球28。
制动球28借助于一个外部操纵套17来操纵，该套17包围一个外套18并可以相对该外套18做轴向移动。外套18围着圆柱形壁23并固定在该壁23上，例如用螺钉19固定连接。外套18的内径在图1中沿向上的方向是扩张的，这样外套18由上方的一个颈部20包住所述头部14的圆柱形壁15，在其间构成一个环腔21。环腔21中包含一个轴向长度补偿机构31，它在壳体12和卡套11之间沿轴向作用，当沿两个轴向方向相对移动时，通过拉力和压力可以实现轴向的长度补偿。同时，在压力作用下，长度补偿机构31作为切削压力增大器是按图1所示轴向方向由上向下作用的。长度补偿机构31在环腔21中包含唯一的一个用于沿某一个轴向的长度补偿的压力弹簧32。压力弹簧32上端支持在环33上，该环33由卡套11上的一个卡紧环34卡住，而不能沿图1向上的方向移动。利用颈部20内侧上的卡紧环35，当壳体12在图1中向下做相对移动时，环32同样也向下移动。当壳体12与外套18在图1中向上做相对移动时，作为压力弹簧32支座的环33不动。这种情况例如在此时发生，即钻孔时机床主轴的轴向压力经卡套11作用到工具27上，而该轴向压力在切削压力增大器起动后由压力弹簧32吸收，这是因为此时卡套11和环33在压力弹簧32的挤压下将相对于壳体12，在图1中向下移动。
头部14至少通过一个结合件36与壳体12在轴向和周向上啮合在一起，这种结合件36设置在壳体12和头部14之间。为此至少一个结合件36部分地保持在头部14的一个相配置的纵槽37中，部分地保持在壳体12相配置的一个纵槽38中，这样就能传递扭矩，结合件36在头部14和壳体口之间的相对移动下可以滚动，从而很容易进行相对移动。
一个基本的特点在于，至少一个结合件36在头部14和壳体12之间就其沿纵向的位置，亦即沿大约平行于纵中轴线8的位置而言是没有导向状态下设置的，并由一个挤压夹持件39由外向里施加一个压力，该力至少将一个结合件36保持在所述位置上，亦即阻止在图1的纵槽37，38中的结合件向下掉出，以致于以后在头部14和壳体12之间进行相对移动时不再能滚动。与公知工具夹相比，这样就使结构大大简化，因为这样就不需要用其它结构所必须设置的球导向套，这种球导向套中使至少一个结合件36保持在其位置上。这种球导向套不仅本身成本高，而且要求在头部14和壳体12上有相互的精确加工的导向面，以便与球导向套的球相配。这种特殊加工同样地是费用很高的。此外，球导向套还要求工具夹有较大的直径。最后是异物污物会进入到球导向套的区域中，由此会在相当短的时间内导致卡死。这些问题在取消了球导向套的上述结构也得到解决。
如图1和2所示，头部14中为每个结合件36设置的纵槽37设计成位于头部14圆柱壁15内的沿横向穿过的纵狭口40。至少一个结合件36沿横向穿过头部14中相配的纵狭口40并至少稍稍凸出到纵狭口40区域中的头部40外侧面41之外。
弹性挤压夹持件39尤其是以有利和简单的方式由一个周向夹持件42构成，该夹持件42在至少一个结合件36的区域中在头部14的外侧面41上至少包围住头部14的一部分，在外侧作用在至少一个结合件36的凸出部分上，并在此处施加由外向内指向的压力。该周向夹持夹42由一个弹性环件，例如一个环，或者一个圆柱形套子，尤其是金属件构成。它沿的轴的纵向固定在头部14上，尤其是固定在其外侧面41上。为此在外侧面41中有一个带上轴肩44的环形安装部43，周向夹持件42沿图1所示轴向向上地轴向固定在安装部43上。在图1中向下的另一端上，固定是借助于一个在头部14的圆柱形壁15上的止推环45实现的。
如图2所示，周向夹持件42是一个封闭的环形件。除了这种结构之外，该周向夹持件42在另一个未示出的实施例中还可以是沿轴线纵向在某一位置处断开，例如开一缝口。
以下对照图2说明至少一个结合件36的纵槽37，38的其它基本特点，这两个纵槽构成一纵槽对。
壳体12的至少一个纵槽38具有一个对称的梯形横截面，对称线46位于一个直径平面47内，并由此穿过壳体12的中心。在该直径平面47内还可看见设有另一纵槽对37′，38′和相配的结合件36′，这一纵槽对37′，38′与配有结合件36的纵槽对37，38是位于径向相对的位置上。类似地，在另一个直径平面48的区域中还有另外两个位于径向相对位置上的纵槽对，即配有结合件36″的纵槽对37″，38″和配有结合件36″的纵槽对37″，38″。这样在头部件14中共有4个在周向上分布的纵槽37，37′，37″，37″′，和此外在壳体12上有4个以相配的方式在周向上分布的纵槽38，38′，38″，38″′，其中每对纵槽对有一个结合件36或36′，或36″或36″′。具有特殊意义的是，两个直径平面47和48之间成轴60°的角延伸，相互的补角约120°。这意味着，例如两对纵槽对37，38和37″，38″(图2右侧)位于一个周向位置上，并相互间具有约60°的圆周角间距。这还意味着，在相对的另一侧，即图2中左侧，两对纵槽对37′，38′和37″′，38″′在此处的周向区域上和相对于先前所述的两对纵槽对沿周向是错开设置的，并且在此处相互间也具有约60°的圆周角间距。在这样相间的两对纵槽对之间是圆周角约120°的无纵槽区域，这个无纵槽的周向区域例如设置在两对纵槽对37′，38′和37″，38″之间，或者在相对一侧上的两对纵槽对37，38和37″，38″之间。
头部14的纵槽37和其它三个相同的纵槽37′，37″，39″结构都是相同的。它们有两个相互相对的和相互平行的侧面49，50，位于一条割线51或52的平面内，这些割线距纵向中轴线8有一径向间距，因而与工具夹9的中心有一间距，并大约平行于一个通过中心的直径平面53。
每对纵槽所配的至少一个结合件36最好是一个结合球。头部14的每纵槽37，37′，37″，37″′的两个侧面49，50之间的间距约相应于该结合球的直径，或者至少稍大于该直径。
所述的这种结构使工具夹9变得极其简单，并且使工具夹在沿箭头54向右转动和沿与此反向的向左转动时都具有相同的优点。如果头部14从未示出的机床主轴看是按图2中箭头54沿顺时针方向传动，即向右转动，那么由于转扭矩传递到壳体12上，配有结合件36″(尤其是结合球)的纵槽对37″，38″和在直径平面48上位于径向相对位置上的另一对配有结合件36″′(尤其是结合球的纵槽对37″′，38″′就起作用，此时纵槽37″，37″′的各自侧面压向结合件36″和36″′，此时在所处部位上的力沿所示箭头55和56方向作用，该力基本上正好通过结合球的中心点并与侧面49垂直。
由于力的方向沿箭头55，56基本是垂直于割线51的相应平面，并且在壳体12中的纵槽38″，38″′之外有一定间距，这样在这种力的作用下，结合件36″，36″′，尤其是结合球受力而趋向于被压向内部，而不会在这种施力条件使结合球向外移动，造成弹性周向夹持件42受载。这样在这种向右转动和沿箭头55，56方向作用的力的情况下，结合件36″，36″′不会使周向夹持件42受载。从而周向夹持件42可以设计得很薄并有弹性。在最简单的情况下采用一个薄金属的圆柱形套就够了，该套子以很小的预张紧力套在头部的圆柱形壁15上，使它得稍微向外突出的结合件36，36′，36″，36″′夹紧地包围住，并作用上由外向内指向的弹性力。
如果卡套11向左转动，即沿箭头54的反向和在图2中是反时针方向转动时，结合件36，36′在直径平面47上就受到纵槽37，37′的侧面49的所施加的力，其中同样在结合件36，36′上作用有与侧面49垂直，指向割线51的平面的力。这些力大约通过结合件36，36′，尤其点结合球的中心，这样就纵槽38，38′而言，这些力是不起作用的，即每个结合件36，36′由此有向内压的趋势，至少其向外的运动以及周向夹持件42的作用力被阻止。这样，各个结合件36，36′，36″，36″′，尤其是结合球，可以简单地就其沿纵向的位置导向地设置在头部14和壳体12之间，并经周向夹持件42(例如形成为薄金属圆柱形套)由外向内施加一个压力，该压力能将各个结合件保持在相配纵槽对中的位置上。
开头所述的长度补偿机构31位置于周向夹持件42外侧，该周向夹持件在图1中下端处的外侧上有一个环槽60，其中用一个周向件支承了多个球61。在环腔21中还有一个包围着周向夹持件42的支撑环62，该环62带有一侧斜面63，借助于压力弹簧32，用其斜面63沿轴向亦即图1中向下地压向球61的突出的周向部分。在头部14和周向夹持件42外侧之间构成的环腔21中设有一个大约呈圆柱形套形状的球架64，该球64沿轴向，即图1向下方向支承在外套18上，并且是支承在向颈部20过渡区域中构成的轴向环形台臂上。球架64包含在图1中上方区域中的一些路的指向开口65，例如钻孔，球61就保持在这些钻孔中。有钻口65端区的结构在图1中是在向上方向上斜差地逐渐收缩，做斜角至少基本上相应于支撑环62的斜面63的倾斜角。支撑环62设置在球架64的这个倾斜面的相对的一端87处，并且支撑环62的倾斜63与在此端87处沿径向至少稍微突出的球61相接触。
如果由沿轴向支撑的工件27施加一个从机床主轴，工具安装夹或类似部分来的轴向指向作用的压力，那么球61就会受到周向夹持件42的环槽60的侧面施加的力。压力越大，球61受到的力就越大。如果由压力弹簧32和支撑环62的斜面63倾斜给定的反力被超过，球61就会克服压力弹簧32的作用移动支撑环62向外移动。这样就为例如一个丝维的切入提供一个所希望的可调的压力。压力弹簧32则可以在头部14和壳体12之间的相对移动中相对于在压力作用下起到一个长度补偿的作用。
如果在工具27和壳体轴向固定下反向将卡套11和头部14一起沿轴向在图1中向上拉出，那么支承在环槽60中的球61并通过球架64之上的球61以及支承在球61上的支撑环62就要与头部一起向上运动，由此压力弹簧32同样受到压力，这样就有可能在头部14和壳体12之间沿拉力方向实现长度补偿。
此外工具夹9还有一个内部冷却剂引导通道，其结构尤其简单，由此实现了长度补偿机构31向外移到圆柱形壁15的外周向区域中。详细地说，快速更换卡盘10有一个中央内部的、作为冷却剂通道的管66，该管通过其在图1中的上端固定在卡套11上，并从此处延伸到同轴的圆柱形开口16和壳体12的一个中央孔67中。该孔67在两个轴端处有一个用密封环68，69密封的用于冷却剂的环腔70，该环腔70内侧由管66为界，外侧由孔67为界而围成。该环腔70一方面至少经一个在管66中的槽道71(例如管壁中的一个钻孔)而与管66内部相连通，另一方面与壳体12中的槽道73，74相连通，其中槽道73例如沿径向和槽道74例如约轴向平行地分布，这两个槽道73，74基本上位于壳体12中心之外。槽道74一直延伸到壳体12的同轴圆柱开口24。
管66在图1中位于下方的自由端是封闭的，例如由一个塞子堵死。该管穿过壳体12中的一个中央轴向孔75，该孔直径较大，例如做成螺纹孔。管66的该端部在此处延伸进入腔76中，该腔在一个大约为罐形的封闭件77的内部中构成，其下侧被封闭。封闭件77通过一个轴颈螺纹旋接在孔75中，由此固定在壳体12上。
封闭件77被一个闭锁环78包围住，该闭锁环保持在壳体12的圆柱形腔腔24中，并且可以轴向移动，而在周向上相对于壳体12，尤其是其圆柱壁23，用一个密封环79进行密封。
封闭件77在轴端至少有一个径向突出的凸起80，尤其是一种环形凸肩，该凸起80在取出快速更换接头26时用作闭封环78的支承。与此相似地，闭锁环78在一端处至少有一个径向内凸的支承81，例如一个支承凸肩。当取下快速更换接头26，使闭锁环78在沿轴向释放开(该闭封环经由一个端侧密封件82密封地压在快速更换接头相对的端面上)，闭锁环78通过使之加载的弹簧83的力在图1中向下移动，一直到支承81(尤其是支承凸肩)接触封闭件77的凸起80(尤其环形凸肩)，这样就防止封闭件78被压出来。如果在此之后还要再装入一个快速更换接头26，那么由闭锁环78克服弹簧83的作用力推入图2所示位置。
一直达到槽道74的冷却剂通过封闭件77和闭锁环78的槽道在图1中向下流，这样通过快速更换接头26中的中央孔和例如通过工具27中的一个孔就能使冷却剂进来。为此闭锁环78在图1中的上端至少有一个横槽道84(例如一个横向槽)，它与槽道74相连通。横槽道84与一个环腔85相连，该环腔沿周向侧面形成于封闭件77和闭锁环78之间。
封闭件77在图1中下部的自由端区域中外侧至少有一个凹陷86或者两个径向相对的凹陷，其中凹陷86与环腔85相连通，用于引导冷却剂。
冷却剂例如输送到卡套11端13的内部中，进入管66内部72，由此经至少一个槽道71进入环腔70，在从此径槽道73，74到达至少一个位于闭锁环78内端处的横槽道84。冷却剂从至少一个横槽道84穿过环腔85和至少一个凹陷86，并由此处流出，进入快速更换接头26的一个内部中央孔。
封闭件77和闭锁环78可以有这样的结构，即在取出快速更换接头26和更进一步向下移动闭锁环78的情况下，冷却剂从环腔85向下的流动是闭锁的，这样在取出快速更换接头26时没有冷却剂流出。
上述借助于固定在卡套11中的管66引导内部冷却剂是极其简单的且费用很低。由于在壳12和头部14之间的相对移动下，处于压力下的冷却剂的压力柱不随着运动，因此排除了在头部14和壳12之间的相对位置有任何可能的错位。此外实现了压力卸载。
在另一个未示出的实施例中，工具夹9尤其是快速更换卡盘10，没有配备上述内部冷却剂引导部分，因此结构非常简单。根据不同的结构情况也可以取消长度补偿机构31。
该工具夹9，尤其是快速更换卡盘10，结构紧凑，可以采用一种相当小的直径，轴向长度习尽可能得短，并且工作可靠而不易出故障，因此在污物挤入时其功能也不会受到妨碍，并且结构和制造成本很低，与公知的快速更换卡盘相比，其成本大大减少。
管66的自由端延伸到在封闭件77内部形成的腔76中，并在头部14和壳12之间的相对运动下伸入的深度相应地或深或浅，该腔76是向外排气的，因此防止在其中建立压力，而这种压力会影响相对运动。壳体12中有一个排气道29用于排气目的，该排气道29此处例如由至少一个径向槽道构成，该槽道向外引伸到一个纵槽38，经纵槽38以及另一个纵槽37和环腔21进行21进行排气。排气道29在壳12内部区域中与一个中央腔30相连，该腔本身与封闭件77中的一个腔76连通。在一个未示出的实施例中，这可以例如通过管66中的，尤其是管壁中的一个或多个孔来实现。在所示的实施例中，在封闭件77和管66的后面延伸进来的自由端之间留出一个环腔88，它使腔76和中央腔30和排气道29之间连通，因此以极其简单的方式使腔76由此得到排气。
权利要求
1.工具夹，尤其是快速更换卡盘，最好用于螺纹切削，螺纹成形或类似加工，具有一个卡套(11)，它的一端(13)可以装入机床主轴、工具安装架或类似部件中，并在相对的一端有一个头部(14)，该头部(14)有一个同轴的圆柱形腔(16)，该腔(16)中装入并引导一个不能转动但能轴向进行相对移动的壳(12)，该壳有一个同轴的圆柱形的腔(24)，该腔中可以装入一个用于工具(27)的快速更换接头(26)并可以与之连接，其中在头部(14)和壳(12)之间至少设置一个结合件(36)，该结合件一部分保持在头部(14)相配的纵槽(37)中，一部分保持在壳(12)的相配的纵槽(38)中，该结合件用于在两者之间实现扭矩的传递，并能在头部(14)和壳(12)之间相对移动下进行滚动，其特征是，至少一个结合件(36，36′，36″，36″′)在头部(14)和壳(12)之间就其位置而言在纵方向上是无导向设置的，并借助于一个弹性夹持件(39)从外向内使之受到一个压力。
2.按权利要求1的工具夹，其特征是，头部(14)中的纵槽(37，37′，37″，37″′)是在头部(14)的圆柱形壁(15)内部的沿横向穿通的纵开口(40)。
3.按权利要求1或2的工具夹，其特征是，至少一个结合件(36，36′，36″，36″′)沿横向穿过头部(14)中相配的纵开口(40)并至少在纵开口(40)区域稍微地凸出到头部(14)的外侧面(41)之外。
4.按权利要求1至3中之一的工具夹，其特征是弹性夹持件(39)由一个周向夹持件(42)组成，该周向夹持件(42)包在在至少一个结合件(36，36′，36″，36″′)的区域中至少部分地在头部(14)的外侧面(41)上，该周向夹持件(42)从外面套在至少一个结合件(36，36′，36″，36″′)凸出的部分上。
5.按权利要求1至4中之一的工具夹，其特征是，周向夹持件(42)由一个弹性作用的环形件，例如一个环或者一个圆柱形套，尤其是在金属制做的套构成。
6.按权利要求1至5中之一的工具夹，其特征是，周向夹持件(42)沿轴向固定在头部(14)上。
7.按权利要求1至6中之一的工具夹，其特征是，周向夹持件(42)沿轴向在一个位置处是断开的。
8.按权利要求1至7中之一的工具夹，其特征是，至少壳(12)的一个纵槽(38，38′，38″，38″)有一个对称的梯横截面，对称线(46)位于直径平面(47)内，由此穿过壳(12)的中心(8)。
9.按权利要求1至8中之一的工具夹，其特征是，至少头部(14)的一个纵槽(37，37′，37″，37″′)，尤其是纵开口(40)有两个相互相对并且大约相互平行的侧面(49，50)，它们各在割线(51，52)的平面内，割线距中心(8)有一径向间距，与一个穿过中心(8)的直径平面(53)大约平行。
10.按权利要求1至9中之一的工具夹，其特征是，结合件(36，36′，36″，36″′)的至少一个是由一个结合球构成的。
11.按权利要求1至10中之一的工具夹，其特征是，在头部(14)的纵槽(37，37′，37″，37″′)，尤其是纵开口(40)的两侧面(49，50)之间的间距大约为结构球的直径或者至少略大于该直径。
12.按权利要求1至11中之一的工具夹，其特征是，设置了在头部(14)中的四个分布在图面上的纵槽(37，37′，37″，37″′)和壳(12)中相配的纵槽(38，38′，38″，38″′)，以及每一对配合作用的纵槽对(37，38，37′，38′，37″，38″，37″′，38″′)设有一个结合件(36，36′，36″，36″)，尤其是一个结合球。
13.按权利要求1至12中之一的工具夹，其特征是，在一个周面区域上的两个纵槽对(37，38和37″，38″)与在另一个沿周向错开的周向区域上的两个纵槽对(37′，38′和37″′，38″′)相互间各有约60°的周向角距，在两个这样相同的纵槽对(37，38和37″′，38″′及37″，38″和37′，38′)之间各有一个周向角约为120°的无纵槽周向区域。
14.按权利要求1至13中之一的工具夹，其特征是，每对配合作用的纵槽对(37，38)在一个直径平面(47)上沿径向相对着另一个类型相同的纵槽对(37′，38′)，两个直径平面(47，48)相互间的角度约为60°，补角约为120°。
15.工具夹，尤其是快速更换卡盘，最好用于螺纹切削，螺纹成型或类似加工，该工具夹包括一个卡套(11)，它的一端(13)可以装在机床主轴，工具安装架或类似部件中，它在相对的另一端有一头部(14)，该头部(14)包含一个同轴圆柱形腔(16)，一个壳(12)不能转动但能沿轴向相对移动地装在该腔(16)中并由其导向，壳(12)有一个同轴的圆柱形腔(24)，其中可以装入一个用于工具(27)的快速更换接头(26)并与之相连，在头部(14)和壳(12)之间设有至少一个结合件(36)，该结合件部分地保持在头部(14)的一个相配的纵槽(37)中，部分地保持在壳(12)的一个相配的纵槽(38)中，用于在两者之间传递扭矩，并在壳(12)和头部(14)之间的相对移动下能够滚动，尤其按前述权利要求中之一或多个所述的工具夹，其特征是，设有一个相应于拉力和压力作用的轴向长度补偿机构(31)，它同时起切削压力增强器的作用，并且设置在头部(14)的外侧面(41)上，尤其是在周向夹持件(42)的外侧面上。
16.按权利要求15的工具夹，其特征是，在周向夹持件(42)，尤其是在环或圆柱形套的外侧面上设有一个环槽(60)，在该环槽(60)中用一个周向件支承多个球(61)，设有一个包围住周向夹持件(42)的带有一侧斜面(63)的支撑环(63)，该环利用一个支撑在头部(14)上的弹簧(32)，尤其是压力弹簧，以其斜面(63)沿轴向顶压在球(61)的一个凸出的周向部分上。
17.按权利要求16的工具夹，其特征是，壳(12)被一个与之固连的外套(18)包住，该外套在一个圆柱形颈(20)和头部(14)，尤其是周向夹持件(42)的外侧面之间限定一个环腔(21)，其中装有一个长度补偿机构(31)。
18.按权利要求17的工具夹，其特征是，在环腔(21)中设置一个沿轴向支承在外套(18)上的持球件(64)，它有一些开口(65)，开口中保持住球(61)，支撑环(62)设置在持球件(64)相对的一端(87)上，并且其斜面(63)与在此端(87)与在此端(87)沿径向至少稍有凸出的球(61)相接触。
19.工具夹，尤其是快速更换卡盘，最好用于螺纹切削，螺纹成型或类似加工，该工具夹包括一个卡套(11)，它的一端(13)可以装在机床主轴，工具安装架或类似部件中，它在相对的另一端有一头部(14)，该头部包含一个同轴圆柱形腔(16)，一个壳(12)不能转动但能沿轴向相对移动动地装在该腔(16)中并由其导向，壳(12)有一个同轴的圆柱形腔(24)，其中可以装入一个用于工具(27)的快速更换接头(26)并与之相连，在头部(14)和壳(12)之间设有至少一个结合件(36)，该结合件一部分保持在头部(14)的一个相配的槽(37)中，一部分保持在壳(12)的一个相配的纵槽(38)中，用于在两者之间传递扭矩，并在壳(12)和头部(14)之间的相对移动下能够滚动，尤其按前述权利要求中之一或多个所述的工具夹，其特征是，设有一个中央内部的用于引导冷却剂的管(66)，其一端固定在卡套(11)上，并从此处伸入头部(14)，腔(16)、壳(12)和一个中央孔(67)中，该孔有一个在两个轴端封的内侧由管(66)限定的用于冷却剂的环腔(70)，该环腔一方面至少经管(66)中的一个醴道(71)与管(66)内部(72)相连通，另一方向与壳(12)中位于中心之外的槽道(73，74)相连，这些槽道一直引伸到壳(12)的圆柱形开口(24)中。
20.按权利要求19的工具夹，其特征是，管(66)的自由端是封闭的，并穿过壳(12)中的一个中央轴向孔(75)，进入腔(76)中，该腔由固定在壳(12)上的一个大约罐形的封闭件(77)构成并封闭。
21.按权利要求19和20的工具夹，其特征是，封闭件(77)被一个闭锁环(78)包住，该闭锁环保持在壳(12)的圆柱形开口(24)中，并且能轴向移动，并周向上是相对于壳(12，23)密封的。
22.按权利要求19至21中之一的工具夹，其特征是，封闭件(77)在轴端处至少有一个径向突出的凸起(80)，例如一个环形凸肩，闭锁环(78)在一端至少有一个径向向内凸出的支承(81)，例如一个支承凸肩，在由弹簧力(83)推出闭锁环(78)时，支承凸肩接触在封闭件(77)的凸起(80)上。
23.按权利要求19至22中之一的工具夹，其特征是，闭锁件(78)在一端至少有一个横槽道(84)，例如一个横槽为了引导冷却剂，该横槽与壳(12)中的一个大约轴向平行的槽道(74)以及一个环腔(85)相连通，该环腔(85)沿周向侧构成于封闭件(77)和闭锁件(78)之间。
24.按权利要求19至23中之一的工具夹，其特征是，封闭件(77)在自由端区域中外侧至少有一个凹槽(86)，该凹槽与封闭件(77)和闭锁环(78)之间的环腔(85)相连，以引导冷却剂。
25.按权利要求20至24中之一的工具夹，其特征是，封闭件(77)的腔(76)是向外排气的，管(66)的自由端是伸入到该腔(76)中的。
26.按权利要求25的工具夹，其特征是，腔(76)经由管(66)中的至少一个开口和/或一个在封闭件(77)和管(66)的伸入到后者中的自由端之间的环腔(88)，以及壳(12)中的一个排气道(79)，尤其是一个其中的径向槽道而向外排气。
全文摘要
一种工具夹有一个带头部的卡套和头部中的一个用于安装带工具有快速更换接头的壳，在头部和壳之间至少设置一个结合件，该件保持在一个位于头部侧和壳侧的纵槽中，用于在两者之间传递扭矩，并在头部和壳之间的相对移动下能够滚动。结合件在头部和壳之间就其沿轴向的位置而言是无导向地设置的，并利用一个弹性夹持件，包围着的环形件，由外向内施加了一个压力。卡盘结构简单紧凑，较短，并且轻和成本低。
文档编号B23Q1/00GK1094343SQ94104638
公开日1994年11月2日 申请日期1994年4月25日 优先权日1993年4月30日
发明者西格弗里德·巴德, 洛莎·霍夫勒, 格哈特·巴贝尔 申请人:奥托·比尔兹工具工厂股份公司