专利名称：卡头的塑料制抓握套罩的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于增大使用者在卡头特别是无扳手卡头上的抓握力的抓握套罩。更为具体地说，本发明涉及塑料制抓握套罩，以模塑方式嵌套在一卡头的一个或几个金属部件上，这些部分使用者必须抓握和转动以便把卡头上紧于一件诸如一只钻头这样的工具上，或者松开卡头以解脱工具。一种塑料制抓握套罩握起来感觉舒适，并可增大使用者在卡头上的抓握力。
手动、电动和气动工具驱动器通常包括可调节的卡头，用于夹持比如钻头这样的工具。各种各样的卡头已经设计出来以便于各夹爪的间距调节。一种这样的卡头是无扳手卡头(参见比如1993年7月29日提交的美国专利申请系列编号NO.08/099160，它是美国专利申请系列编号NO.07/884205，现为美国专利NO.5253879的继续，而此申请又是美国专利申请系列编号NO.07/449772，现为美国专利NO.5125673的组成部分，所有这些申请在此都以其全貌作为参考而予以引用)。这种类型的卡头提供一种手动装置，用于约束卡头的一个构件同时将扭矩施加于卡头的另一构件(或手动或通过机动驱动器)以便相对于各夹爪而移动卡头中的一螺母，从而改变各卡爪的间距。
通常，扭矩以手动方式施加于无扳手卡头的一套筒构件以实现各夹爪的移动，并从而调节各夹爪在工具上的夹紧力。套筒构件可具有一种滚花表面以增大使用者的握紧力。不过，在金属套筒构件的情况下，这样一种表面只能有限地增大使用者的握紧力。虽然一种塑料套筒构件可能会提供较好的抓握条件，但这样一种套筒恐怕必须要足够强固以满足抓握表面的各项要求。
鉴于上述，本发明的目的是提供一种用于改进无扳手卡头的抓握状况的整体构件，包括一以模塑方式嵌装于一金属构件的塑料制抓握套罩。
此项和其他一些本发明的目的是按照本发明的各项原理以如下方式实现的，即提供一种塑料制抓握套罩，以模塑方式嵌装在一由使用者在调节卡头的夹爪间距时所握持的金属卡头部件上。为了为此塑料制抓握套罩提供支承，并因而使得较薄的抓握套罩成为可能，金属部件在抓握套罩下面延伸基本上是使用者所抓握的抓握套罩的长度。金属部件最好是具有一些可以确保抓握套罩与金属部件永久结合的表面特性。抓握套罩最好是具有一种加工成形或制成得可进一步增大使用者握紧力的表面。抓握套罩可以用在或者卡头的一前面部件比如一前筒上，或者卡头的一后面部件比如一后套筒或卡头主体的后部上。如果需要，抓握套罩可以用在卡头的前和后两部分上。选来制作抓握套罩的塑料应当具有较高的摩擦系数，并且应当是坚固的，也是耐擦刮和撕扯的。这种塑料因而最好是一种结构上用的塑料(structural plastic)。
本发明的其他一些特性，其本质和各种各样的优点从各附图(其中同样的参照字符到处代表同样的零件)和以下各优选实施例的详细说明中会是更加显而易见的。
图1是本发明一示例性无扳手卡头的透视图。
图2是沿着图1中直线2-2截取的纵向部分剖面放大视图，但表示在各微小和无关紧要的方面不同于图1所示卡头的本发明另一示例性卡头。
图3是本发明一示例性抓握套罩的侧视图，该套罩包绕一无扳手卡头的一前部金属套筒形成。
图4是图3中抓握套罩和金属套筒的简化横截面视图。
图5是金属套筒的侧视图，图4中的抓握套罩围住此套筒而模塑出来。
图6是图5中金属套筒的简化横截面视图。
图7是图3-6中金属套筒的前视图。
图8是本发明一抓握套罩的另一示例性实施例的侧视图，此套罩包绕一无扳手卡头的一前部金属套筒形成。
图9是图8中抓握套罩和金属套筒的简化横截面视图。
图10是金属套筒的侧视图，图9中的金属套罩围住此套筒而模塑出来。
图11是图10中金属套筒的简化横截面视图。
图12是图8-11中金属套筒的前视图。
图13是类似于图2的视图，表明本发明的另一可供代换的实施例。
图14是类似于图13的另一视图，表明本发明的又一可供代换的实施例。
按照本发明各项原理制作的一示例性无扳手卡头10示于图1。卡头10包括一主体构件6、一前套筒构件8、一可供选择的后套筒件14、以及各夹爪18。卡头10的总体结构和操作现在参照图2所示大体上类似的卡头予以说明。
图2清楚地表明，一般为金属的主体件16大体上是圆筒形状，并包括一端部或前部20和一尾部或后部22。端部20外端最好进行倒角。护罩21压配在端部20上并与塑料抓握套罩74协同(下文述及)以赋予卡头外表面一相对连续的外廓。护罩21最好是金属的并有助于保护抓握套罩74不受飞屑的损害，飞屑可能刮擦或以其它方式损伤抓握套罩外表面的形状。一轴向孔眼24形成在主体件16的端部20中。轴向孔眼24稍大于卡头原设计所要配装的最大工具柄部。一螺纹孔眼26形成在主体件16的尾部22中并具有标准尺寸以匹配一机动或手动驱动器(未画出)的带螺纹驱动轴。孔眼24和26可以在主体件16的中心区域28处连通。如果需要，螺纹孔眼26可以由一带锥度的、无螺纹标准尺寸孔眼代替以匹配一带锥度的驱动轴。
各通道30形成在主体件16上以容放每一夹爪18。最好是，采用三个夹爪18，而且每一夹爪18与相邻夹爪相隔120°弧角。各通道30和各夹爪18的轴线相对于卡头轴线是倾斜的，但在卡头主体16前面的或是在卡头主体前部的一共同点处相交。每一夹爪18具有一工具咬合表面32，一般平行于卡头主体16的轴线，以及在夹爪另一表面或外表面上的螺纹34。
一周向凹槽36形成在主体件16上并伸进各通道30。一螺母38(它可以是剖分式的，或者换一种方式是非剖分式的，如果主体16以其他已知方法制作)，具有内螺纹40，设置在周向凹槽36之中。套筒件12是压配在螺母38上面的。前套筒12是由某种金属(比如钢)制成的，具有较大的环向强度。
一周向座圈46，可以是带凹槽的或平整表面，制成在螺母38的后端面上以配装一耐磨轴承，比如滚珠轴承组件48。如果需要，轴承组件48可以包括一轴承卡圈49，使多个滚珠定位且允许其滚动。一轴承止推圈50配有一中心孔眼52，尺寸定得可压配在主体件16上。轴承止推圈50的一个端面具有制成在它上面的一轴承座圈54，可以是带槽的或平整的，轴承组件48座靠在它上面。
如图2所示，后套筒14可以是一单独的金属件，压配在主体件16的后部22上面。另外，如图14所示，主体件16的后部可以沿径向向外延伸，如140处所示，以代替一单独的后套筒。作为又一另外的方案(未示出)，后套筒14可以省掉而零件12和74则延伸到主体16的尾端。这种替代方案在一心轴锁定器(spindle lock)设置在驱动器上时或在驱动器用来上紧或放松各夹爪时都是可行的。
根据前述显然可见，后套筒14固定于主体件16，而抓握套罩74和前套筒12固定于剖分式螺母38。这样，前套筒12和抓握套罩74相对于后套筒14的转动就会使各夹爪18按照相对转动的方向被推进或缩回。因为轴承48夹置在作相对运动的各部分之间，所以摩擦损失可减小到最低限度而施加的上紧扭矩的最大部分转变为工具柄部上的上紧力。虽然卡头10可完全以手动方式操作，但也可以部分地由电动驱动装置操作。
为了增大使用者在前套筒12上的握紧力，前套筒12的外围包有抓握套罩74。按照本发明的各项原理，抓握套罩74使用嵌套模塑技术形成在前套筒12的外围。换言之，已制成的金属部件12用作塑料制抓握套罩74要在其中模塑出来的模具中的嵌入件，以致塑料与金属形成一体。之后，复合零件12/74再如上述压配到螺母38上面。最好是，抓握套罩74的表面带有一些突起63，或者以另外方式设计，以进一步增大使用者的握紧力。前套筒12在抓握套罩74下面沿轴向延伸抓握套罩74带有各突起63的那一段并因而就是通常由使用者抓握的那一段长度。借助于在抓握套罩74下面延伸前套筒12长达基本上是抓握套罩74的可抓握长度，就为抓握套罩74在使用者抓握抓握套罩74期间提供了支承而抓握套罩74可以做得较薄一些。
抓握套罩74由一种具有高摩擦系数因而会使使用者具有良好握紧力的塑料制成(比如，一种诸如填充有玻璃的尼龙或填充有玻璃的聚丙烯那样的结构或工程塑料)。虽然抓握套罩74具有各突起63以便增大使用者的握紧力，但是任何其他的表面精整加工也可以用以获得等同的增大的握紧力。
前套筒12和抓紧套罩74在图3-7中画得比较详细。图2中的抓握套罩74，制作得封盖住前套筒12，在图3中是单独画出的。图3的抓握套罩74与所封盖的前套筒12组合件的横剖面示于图4。为了加强形成于前套筒12与抓握套罩74之间的接合力，使得抓握套罩74的塑料能够与前套筒12结合的各种表面性质是要优先考虑的。为此目的，前套筒12具有一沿径向向内延伸的前部，其中一些孔口77制成在部分76的边缘里面(另见图5-7)。抓握套罩74的塑料在嵌套模塑过程期间流过各孔口77，以致套筒12内侧的塑料环形内卷边78与外塑料制抓握套罩74制成一体。卷边78有助于把抓握套罩74牢固地固紧在前套筒12上面并从而防止抓握套罩74在调节各夹爪18而转动这二者期间相对于前套筒12而转动。
图2和4中的前套筒12在图5-7中更为清楚地分开画出。前套筒12由金属制成，因而可以较薄一些。前套筒12支承并加强了塑料制抓握套罩74，以致抓握套罩也可以较薄一些。如图5所示，各孔口77最好是围绕前套筒12的倾斜部分76均匀地间隔开来。作为抓握套罩74与前套筒12结合的结果，从图5-7可以看出，距卡头纵向中心轴线具有固定半径的一条周向路径围绕卡盘沿周向穿过交替的出自前套筒12的金属区域和出自抓握套罩74的塑料区域。
图6中前套筒12的一横截面视图显示出，前套筒12包括一薄管部分80，部分76由之延伸出。部分76包括(1)一倾斜部分82，相对于薄管部分80沿径向向内倾斜，以及(2)从倾斜部分82的自由边沿沿径向向内延伸的一环形凸缘部分84，基本上垂直于薄管部分80。如图6所示，各孔口77是倾斜部分82冲压进去的。这样，每一孔口77的低部86是倾斜部分82的一个微小凹进部。穿过套筒12的各个小孔形成在底部86与倾斜部分82的其余未变动的各部分之间。熔化的塑料在嵌套模塑抓握套罩74封盖前套筒12期间流经这些小孔。
前套筒12的前视图(图7)显示出，部分76的凸缘部分84最好是包括各齿片88以便进一步加强抓握套罩74与前套筒12间的结合。熔化的塑料流经各齿片88之间的间隙而与各齿片88形成交指结合。抓握套罩74因而就更加牢固地固定在前套筒12上面。
另一种抓握套罩740，制成得封盖住另一种前套筒120，示于图8-12。如图8所示，抓握套罩740具有各肋条640用于增大使用者的握紧力。不过，任何其他的表面精整加工也可以用以获得等同的增大的握紧力。图8中抓握套罩740与所封盖的前套筒120的组合件的横截面示于图9。前套筒120具有一沿径向向内延伸的前部凸缘760，其中各孔口770形成在各齿片880之间(另见图10-12)。在嵌套模塑期间，抓握套罩740的塑料流过各孔口770把抓握套罩740与一在套筒内侧形成，位于凸缘760背后的塑料环形卷边780连成一体。卷边780有助于牢固地把抓握套罩740固紧在前套筒120上面并从而防止抓握套罩740在调节各夹爪18而转动这二者期间相对于前套筒12转动。
另一种前套筒120分开示于图10-12。修改过的前套筒120由金属制成，因而可以较薄一些。如图10所示，前套筒120具有一沿径向向内延伸的凸缘760。在图11中的横截面图较易看到，前套筒120包括一薄管部分800，凸缘760由之延伸出。各孔口770制成在凸缘760的内部自由边沿上面。
修改过的前套筒120的一前视图(图12)显示出，凸缘760最好是包括各齿片880(在各孔口770之间)，以便抓握套罩740对于前套筒120的更加牢固的转动连接。如上所指出，熔化的塑料可流过各齿片880之间的各孔口770以便与各齿片880形成交指连接。抓握套罩740从而就可牢固地转动固定于前套筒120。
将会理解，前套筒120在功能上类似于前套筒12。还会理解，一塑料制抓握套罩也可以制成在整个或部分后套筒14上面或者卡头的一等同的后部构件上面，这一点现在将参照图13和14比较详细地予以说明。
图3中的卡头类似于图2中的卡头，例外的是，金属后套筒14＇由一环形塑料制抓握套罩174围绕，此套罩在材料上类似于抓握套罩74。抓握套罩174制有一些凸起的轴向肋条164以便容易以手动方式向抓握套罩从而套筒14＇和卡头主体16施加扭矩。抓握套罩174是嵌套模塑到套筒14＇上面的。套筒14在抓握套罩174下面沿轴向延伸抓握套罩174的具有各突起轴向肋条164的一段长度(在此实施例中，是抓握套罩174的整个长度)。套筒14＇还沿轴向稍微伸过抓握套罩74，以便密封两个抓握套罩74与174之间的间隙并因而使各内表面不受诸如来自钻削过程的碎屑的污损。套筒14＇最好是制有各径向小孔114，在模塑期间抓握套罩174的塑料175从中通过，以便在转动方向和轴向把抓握套罩174固定于套筒14＇。
在示于图14的另一代换方案中，主体件16沿径向延伸到140处以替代一单独的套筒14或14＇。这一结构也可通过使轴承48直接支承在主体16上(假定主体16的材料是适当的)而免除对于一单独轴承座圈50的需要。主体16的径向外部140由一环形塑料制抓握套罩174＇围绕，它在所有方面都类似于图13中的抓握套罩174。这样一来，抓握套罩174＇又可以制有各突起的轴向肋条164＇以便容易以手动方式向抓握套罩并因而向卡头主体16施加扭矩。抓握套罩174＇是嵌套模塑到卡头主体16上面的。外部140也在抓握套罩174＇下面沿轴向延伸抓握套罩174＇的具有突起的各轴向肋条164＇的那一段长度。卡头主体部分140可以制有一些径向小孔114＇，抓握套罩塑料175＇在模塑期间通过这些小孔以便协助在转动方向和轴向上把抓握套罩174＇固定于卡头主体部分140。
将会理解，上述只是本发明各项原理的例证性说明，而且，在此技术领域中的熟练人员可以做出各种各样的修改而不偏离本发明的范畴和精神。比如，可以采用一种不同的装置来调节夹爪卡紧力。此外，示于在此引用作为参考的各项申请之中的螺母和轴承止推圈相对于前套筒和后套筒的配置，是可以用于本发明的。所述各项实施例是为例证而不是限制的目的而提出的，而本发明只由以下各项权利要求限定。
权利要求
1.一种卡头，具有一纵向轴线，一基本上与所述轴线同轴的第一构件，一基本上与所述轴线同轴的第二构件，多个围绕所述轴线彼此间隔开来的夹爪，以及响应于所述第一和第二构件围绕所述轴线的相对转动而改变所述各夹爪之间间矩的装置，所述第一和第二构件中的至少一个是金属的并具有一基本上与所述轴线同轴的径向外表面，其改进之处包括一嵌套模塑于所述金属构件的所述外表面上的塑料制抓握套罩，所述金属构件的所述外表面平行于所述轴线在所述抓握套罩下面延伸在调节所述各夹爪之间的所述间距期间通常由使用者抓握的所述抓握套罩的轴向长度，以便沿着通常由使用者所抓握的所述抓握套罩的轴向长度为所述抓握套罩提供支承。
2.按照权利要求1所述的卡头，其中，所述塑料制抓握套罩的厚度只是所述抓握套罩轴向长度的一小部分，以致所述塑料制抓握套罩不会沿径向从所述金属构件的所述外表面显著地向外突出。
3.按照权利要求1所述的卡头，其中，所述外表面是环形的，而且其中所述塑料制抓握套罩也是环形的。
4.按照权利要求1所述的卡头，其中，所述塑料制抓握套罩具有多个沿径向向外突出的表面器件用于增大使用者在所述抓握套罩上的握紧力。
5.按照权利要求1所述的卡头，其中，所述金属构件的所述外表面具有多个径向孔眼，所述抓握套罩的塑料延伸进入其中以便协助把所述抓握套罩固定于所述金属构件的所述外表面。
6.按照权利要求1所述的卡头，其中，所述金属构件的所述外表面具有多个径向突起，沿径向伸进所述抓握套罩的塑料以便协助把所述抓握套罩固定于所述金属构件的所述外表面并防止所述金属构件的所述外表面与所述抓握套罩之间围绕所述轴线的相对转动。
7.按照权利要求1所述的卡头，其中，所述金属构件的所述外表面还包括一沿径向向内延伸的凸缘，所述凸缘具有多个径向的突起，沿径向伸进所述抓握套罩的塑料以便协助把所述抓握套罩固定于所述金属构件的所述外表面并防止所述金属构件的所述外表面与所述抓握套罩之间围绕所述轴线的相对转动。
8.一种卡头，具有一纵向轴线、一基本上与所述轴线同轴的第一构件、一基本上与所述轴线同轴的第二构件、多个围绕所述轴线彼此间隔开来的夹爪，以及响应第一和第二构件围绕所述轴线的相对转动而改变所述各夹爪之间间距的装置，所述第一和第二构件中的至少一个是金属的并具有一基本上与所述轴线同轴的径向外表面，其改进之处包括一嵌套模塑于所述金属构件的所述外表面上的塑料制抓握套罩，所述金属构件的所述外表面具有一些表面器件，使得距所述轴线具有固定半径的一条周向路径围绕所述轴线沿周向交替地穿过所述金属构件各区域和出自所述抓握套罩的各塑料区域。
9.按照权利要求1所述的卡头，其中，所述各夹爪之间的间距可以改变以使所述卡头能够任由选择地夹紧和松开从所述卡头的一远侧端向远侧延伸的具有各种尺寸的工具，其中所述外表面位于所述卡头的近侧部分上，而且其中所述卡头还包括一可抓握的第二径向外表面，位于所述近侧部分的远侧并可以围绕所述轴线相对于所述外表面和在所述外表面上的抓握套罩转动。
10.按照权利要求9所述的卡头，还包括一主体，所述各夹爪安装于其中用于作往复移动以改变所述各夹爪之间的间距，而且其中所述外表面相对于所述主体是固定的。
11.按照权利要求10所述的卡头，其中，所述外表面是所述主体的一个表面。
12.按照权利要求10所述的卡头，其中，所述外表面是一相对于所述主体固定的金属套筒件的表面。
13.按照权利要求12所述的卡头，其中，所述套筒件是压装到所述主体上的。
14.按照权利要求9所述的卡头，其中，所述可抓握的第二表面是一第二塑料制抓握套罩的径向外表面。
15.按照权利要求14所述的卡头，其中，所述第二塑料制抓握套罩嵌套模塑于所述卡头另一金属构件的一外表面，该金属构件通过所述第二塑料制抓握套罩随第二塑料制抓握套罩一起转动。
16.按照权利要求15所述的卡头，其中，所述响应所述第一和第二构件的相对转动的装置包括一以螺纹方式啮合所述各夹爪的螺母，而且其中所述第二塑料制抓握套罩固定地连接于所述螺母。
17.按照权利要求16所述的卡头，其中，所述另一金属构件包括一金属套筒。
18.按照权利要求17所述的卡头，其中，所述金属套筒固定地连接于所述螺母。
19.按照权利要求18所述的卡头，其中，所述金属套筒是压装到所述螺母上面的。
全文摘要
披露了一种用于一般为无扳手卡头的卡头(10)的金属部件的塑料制抓握套的罩(74)。抓握套罩(74)嵌套模塑于卡头的可转动部件(12)上，金属部件(12)在抓握套罩(74)下面延伸抓握套罩(74)的通常由使用者所抓握的轴向长度，以便为抓握套罩提供支承。在模塑期间，塑料最好是流进金属部件的各表面器件以协助把抓握套罩固定于金属部件。此抓握套罩可增大使用者在操作卡头以调节各卡头夹爪之间的间距期间在金属部件上的握紧力。
文档编号B23B31/173GK1151130SQ95193647
公开日1997年6月4日 申请日期1995年4月14日 优先权日1994年4月18日
发明者路易斯·M·谢德克, 罗伯特·O·赫夫, 瓦莱丽·欧文斯 申请人:动力工具霍德尔斯公司