專利名稱：具有自動和手動鎖定的無鍵夾頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無鍵夾頭，特別是涉及具有自動軸向鎖定的無鍵夾頭。
背景技術(shù)：
通過外套筒相對于夾頭本體的旋轉(zhuǎn)移動可對無鍵夾頭進(jìn)行操作以將工件夾持在夾頭中，這一點是公知的。許多這樣的夾頭都包括鎖定部件以防止在使用過程中套筒將夾頭張開。一種類型的鎖定特征是自動鎖定特征，其中隨著夾爪緊固在工件外周，在受到超過預(yù)定值的緊固扭矩時，套筒將會鎖定或閉鎖在防止夾頭松動的鎖定位置。這種自動鎖定特征提供了一種將工件鎖定在夾頭內(nèi)的快速便利的方式。然而，在使用過程中，這種自動鎖定特征在某些情況，例如在突然失速時、強(qiáng)烈振動時以及當(dāng)套筒由于在狹窄的空間中工作而摩擦一個物體時，可能會打開。因此，盡管這種自動鎖定特征提供了一種將工件固定在夾頭內(nèi)的快速便利的方式，但它僅具有一般的性能，在使用過程中夾頭可能容易受影響而張開。
可采用的第二種類型的鎖定特征是手動鎖定特征。使用這種類型的鎖定特征，使用者需要將夾頭緊固在工件上，然后通過套筒或連接件相對夾頭本體的軸向移動而手動地鎖定夾頭套筒。由于在操作過程中鎖定的套筒相對于本體被旋轉(zhuǎn)固定以防松動，因此這種類型的鎖定夾頭具有卓越的性能。然而，采用手動鎖定特征對于使用包含夾頭的工具來說增加了額外的步驟。因此，盡管獲得了更高的性能，但使用這種夾頭卻更耗時。
因此，目前的無鍵鎖定夾頭需要在采用含有自動鎖定特征的夾頭或含有手動鎖定特征的夾頭之間做出選擇。由此，當(dāng)選擇夾頭時，就必須在操作更快但具有不夠安全的鎖定部件并有可能在使用過程中松動的夾頭以及具有較好的鎖定性能但實現(xiàn)這一目標(biāo)需要額外的步驟的夾頭之間做出權(quán)衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)研制了一種新的不同的方法來解決需要在現(xiàn)有技術(shù)的無鍵夾頭中做出權(quán)衡的問題。發(fā)明人已經(jīng)開發(fā)了一種包含自動鎖定特征和手動鎖定特征的新型無鍵夾頭。當(dāng)需要將工件快速固定在夾頭上而且不需要手動鎖定特征的額外保護(hù)時，在運(yùn)行過程中僅通過自動鎖定特征就可對夾頭進(jìn)行操作。當(dāng)想要通過手動鎖定特征提供額外的保護(hù)以及想要與執(zhí)行手動鎖定特征相關(guān)的額外步驟時，夾頭也可被手動鎖定在一定位置。因此，本發(fā)明的無鍵夾頭提供了無需在兩種鎖定特征之間做出權(quán)衡就可兼顧自動鎖定特征和手動鎖定特征的優(yōu)點。而且，本發(fā)明的夾頭可以單獨采用自動鎖定特征，或者采用連同手動鎖定特征一起的自動鎖定特征。
根據(jù)本發(fā)明思想提出的一種夾頭包括可移動的夾爪，該夾爪可作用為選擇性地夾持工件。還具有致動件，當(dāng)所述致動件相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動時該致動件可作用為促使所述夾爪移動。所述夾爪的移動對應(yīng)著緊固和松開所述夾爪。第一鎖定特征可被操作以選擇性地防止所述致動件相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動。第二鎖定特征可被操作以防止所述致動件相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動。當(dāng)已經(jīng)在所述致動件和所述第二鎖定特征的一個部件之間施加了超過預(yù)定值的緊固力以后，所述第二鎖定特征可以阻止所述夾爪松開。
本發(fā)明的另一方面公開了一種將工件固定在夾頭內(nèi)的方法。所述方法包括(1)將工件定位在所述夾頭的夾爪之間；(2)相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動致動件以將所述夾爪緊固在所述工件上；(3)當(dāng)在所述致動件和第一鎖定件之間施加了超過預(yù)定值的緊固力以后，用所述第一鎖定件自動阻止所述致動件的轉(zhuǎn)動松開；以及(4)用第二鎖定件將所述致動件相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動鎖定。
從下文提出的詳細(xì)描述中能清楚地了解本發(fā)明進(jìn)一步的適用領(lǐng)域。應(yīng)該認(rèn)識到在本發(fā)明的最佳實施例中涉及的這些詳細(xì)的描述和具體的實施例僅僅是為了示例說明，而不是要限制本發(fā)明的范圍。


通過以下詳細(xì)的描述和附圖能夠更充分地理解本發(fā)明，其中圖1是按照本發(fā)明思想得到的應(yīng)用在動力工具上的無鍵夾頭的側(cè)視圖；圖2是圖1所示的夾頭的各部件的分解透視圖；圖3A和3B表示圖1所示的夾頭在自動鎖定特征被接合和手動鎖定特征分別被分離和接合時的局部截面圖；
圖4A和4B是圖1所示的夾頭一部分的分段局部截面圖，表示在自動鎖定特征被接合和手動鎖定特征分別被分離和接合時棘輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)套筒之間的接合；圖5A和5B是圖1所示的夾頭一部分的分段局部截面圖，表示在自動鎖定特征被接合和手動鎖定特征分別被分離和接合時螺母、內(nèi)套筒和棘輪機(jī)構(gòu)之間的接合；以及圖6A和6B是圖1所示的夾頭一部分的分段局部截面圖，表示手動鎖定特征的一部分分別在分離和接合位置。
具體實施例方式
以下對最佳實施例的描述實質(zhì)上僅是示意性的，而決不是要限制本發(fā)明、及其應(yīng)用或用途。
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的思想得到的無鍵夾頭20被示出與動力工具22例如鉆或類似的裝置相連。圖2示出了夾頭20的分解圖。夾頭20包括端蓋24、三個夾爪26、本體28、保持罩30、活動滾珠軸承32、自動鎖定和棘輪機(jī)構(gòu)34、螺母36、內(nèi)管(nose)38、內(nèi)套筒40、外套筒42以及外管44。夾頭20的這些組件被組裝在一起使夾頭20能夠選擇性地夾持工件并通過動力工具22的操作向其傳遞所需的運(yùn)動。
現(xiàn)在參照圖3A和B，夾頭20包括一般由46表示的自動鎖定特征。自動鎖定特征46起到將夾頭20鎖定在緊固位置并防止夾頭20松動的作用。自動鎖定特征46包括在自動鎖定及棘輪機(jī)構(gòu)34(下文稱為棘輪機(jī)構(gòu))和內(nèi)套筒40之間的接合，這將在下文給出更詳細(xì)的描述。夾頭20也包括一般由48表示的手動鎖定特征?？刹僮魇謩渔i定特征48將內(nèi)套筒40轉(zhuǎn)動鎖定到本體28上，從而防止在它們之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。如圖6A和B所示，通過相對于本體28軸向移動內(nèi)套筒40，手動鎖定特征48可使內(nèi)套筒40和本體28之間選擇性地接合，這將在下文給出更詳細(xì)的描述。夾頭20也包括一般由50表示的保持部件。保持部件50防止內(nèi)套筒40相對于本體28軸向移動，而且保持部件50與手動鎖定特征48一起工作，這將在下文給出更詳細(xì)的描述。
夾爪26圍繞著本體28設(shè)置在導(dǎo)軌52中。每個夾爪26具有與螺母36上的內(nèi)螺紋55接合的外螺紋54。隨著螺母36相對于本體28轉(zhuǎn)動，夾爪26相對于本體28沿導(dǎo)軌52的中心軸線(未示出)軸向移動。夾爪26優(yōu)選地由金屬例如鋼制成。
本體28具有三組徑向向外延伸的齒56。齒56沿本體28的外表面間隔設(shè)置。齒56形成了手動鎖定特征48的一部分，并能夠與內(nèi)套筒40上的互補(bǔ)齒嚙合以將內(nèi)套筒40和本體28旋轉(zhuǎn)地固定在一起，從而防止在它們之間產(chǎn)生的相對轉(zhuǎn)動，這將在下文給出更詳細(xì)的描述。本體28也包括與內(nèi)套筒40內(nèi)互補(bǔ)的環(huán)形槽相接合的徑向延伸的環(huán)形突起58，以阻止內(nèi)套筒40相對于本體28軸向移動，由此防止或減小了手動鎖定特征48的意外解鎖，這將在下文給出更詳細(xì)的描述。環(huán)形突起58和內(nèi)套筒40上的互補(bǔ)槽之間的接合形成了保持特征50。本體28優(yōu)選地由金屬，例如鋼制成。
現(xiàn)在參照圖2和4，保持罩30設(shè)置在本體28周圍。在罩30上的徑向向內(nèi)延伸的突起或突出60與本體28上的互補(bǔ)槽接合以將罩30旋轉(zhuǎn)地固定在本體28上，從而禁止在它們之間產(chǎn)生的相對轉(zhuǎn)動。罩30包括用于軸承32的軌道或座圈，以使軸承在夾頭20的松開和緊固過程中保持在其中并在其中旋轉(zhuǎn)。罩30也包括多個與棘輪機(jī)構(gòu)34接合的棘輪式臺階或齒62以對夾頭20的緊固提供聲指示，這將在下文給出更詳細(xì)的描述。罩30優(yōu)選地由鋼制成。
參照圖2、3和4，棘輪機(jī)構(gòu)34設(shè)置在本體28周圍。棘輪機(jī)構(gòu)34能夠相對于本體28轉(zhuǎn)動。棘輪機(jī)構(gòu)34包括一個軌道或座圈，它面對著罩30上的軌道并與設(shè)置在它們之間的軸承32接合。軸承32便利了棘輪機(jī)構(gòu)34和本體28之間的相對轉(zhuǎn)動。棘輪機(jī)構(gòu)34具有一般由64表示的三組支臂，這三組支臂沿軸向和徑向向外延伸，并沿棘輪機(jī)構(gòu)34間隔設(shè)置。如圖3和4所示，每組支臂64包括棘輪臂66和鎖定臂68。每個棘輪臂66與內(nèi)套筒40上的槽接合，并與罩30內(nèi)的棘輪式臺階62接合，以在夾頭20被緊固時發(fā)出聽得見的卡嗒聲，這將在下文給出描述。每個鎖定臂68與內(nèi)套筒40內(nèi)的一對槽接合以使內(nèi)套筒40能轉(zhuǎn)動棘輪機(jī)構(gòu)34將夾頭20緊固和松開。一旦通過內(nèi)套筒40施加到棘輪機(jī)構(gòu)34上的扭矩超過預(yù)定值，鎖定臂68就可起到自動將夾頭20鎖定在緊固狀態(tài)的作用，這將在下文給出描述。棘輪機(jī)構(gòu)34優(yōu)選地由金屬，例如沖壓彈簧鋼制成。
現(xiàn)在參照圖2、3和5，棘輪機(jī)構(gòu)34包括與螺母36上的槽72接合的軸向延伸的突起或突出70，以將棘輪機(jī)構(gòu)34旋轉(zhuǎn)地固定在螺母36上，從而在它們之間不可能產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。
現(xiàn)在參照圖2和5，螺母36被設(shè)置在本體28上，其螺紋55與夾爪26上的螺紋54接合。螺母36能夠相對于本體28和夾爪26轉(zhuǎn)動。螺母36包括與內(nèi)套筒40內(nèi)表面上的槽76接合的軸向延伸的突起或突出74。突起74比槽76更窄并允許在螺母36和內(nèi)套筒40之間產(chǎn)生有限范圍的相對轉(zhuǎn)動。該有限范圍的相對轉(zhuǎn)動使鎖定臂68在緊固狀態(tài)下鎖定和解鎖夾頭20，這將在下文給出更詳細(xì)的描述。螺母36相對于本體28的轉(zhuǎn)動促使夾爪26移入和移出夾頭20以夾緊和釋放工件，這在本領(lǐng)域內(nèi)是公知的。螺母36優(yōu)選地由金屬，例如加強(qiáng)的金屬(powered metal)制成。
現(xiàn)在參照圖2和3，內(nèi)管38被壓在本體28上并旋轉(zhuǎn)地并軸向地固定于其上。當(dāng)緊固和松開夾頭20時，夾爪26伸出和縮進(jìn)內(nèi)管38。內(nèi)管38相對于本體28軸向地緊固罩30、棘輪機(jī)構(gòu)34和螺母36。內(nèi)管38包括徑向向外延伸的環(huán)形突起80，如圖3A和B所示，該突起80限制外管44向前的軸向移動。內(nèi)管38優(yōu)選地由金屬，例如鋼制成。
現(xiàn)在參照圖2-6，內(nèi)套筒40設(shè)置本體28周圍并可在解鎖位置(圖3A、4A、5A和6A)和鎖定位置(圖3B、4B、5B和6B)之間相對于本體28軸向移動。當(dāng)處于解鎖位置時，內(nèi)套筒40能夠相對于本體28旋轉(zhuǎn)。當(dāng)處于鎖定位置時，內(nèi)套筒40被旋轉(zhuǎn)地固定在本體28上，從而防止了它們之間的相對轉(zhuǎn)動。內(nèi)套筒40的內(nèi)表面包括多個徑向向內(nèi)延伸的齒82，通過內(nèi)套筒40相對于本體28的軸向移動，齒82可選擇性地與本體28上的齒56接合以將內(nèi)套筒40轉(zhuǎn)動鎖定在本體28上，從而防止它們之間的相對轉(zhuǎn)動。齒82與齒56的接合對應(yīng)于內(nèi)套筒40的鎖定位置。內(nèi)套筒40上的齒38和本體28上的齒56形成了手動鎖定特征48。內(nèi)套筒40優(yōu)選地由聚合物，例如玻璃填充的尼龍制成。優(yōu)選地，所述尼龍包含至少30％重量百分比的玻璃。
如圖3A和3B清楚地示出的，內(nèi)套筒40的內(nèi)表面包括前、后環(huán)形槽84，86。槽84，86與本體28上的環(huán)形突起58接合以防止內(nèi)套筒40相對于本體28的軸向移動。防止相對軸向移動有助于防止或減少手動鎖定特征48的意外鎖定和解鎖。通過施加足以解除突起58和槽84，86的接合的軸向力可克服這一抑制作用。內(nèi)套筒40上的前后槽84，86以及本體28上的環(huán)形突起58形成了保持部件50。當(dāng)處于如圖3A所示的解鎖位置時，突起58被設(shè)置在后槽86內(nèi)。當(dāng)處于如圖3B所示的鎖定位置時，突起58被設(shè)置在前槽84內(nèi)。采用突起58是有利的，因為環(huán)形突起58在形成和解脫接合時提供了與槽84、86的360度的接合，而這種接合提供了高性能的保持部件并提供了在突起58和前后槽84，86之間傳遞的載荷的更均勻的分布。
現(xiàn)在參照圖4A和4B，內(nèi)套筒40包括與棘輪機(jī)構(gòu)34的三組支臂64接合的三組軸向延伸的槽。每組槽包括棘輪槽88、松開/張開槽90以及緊固或閉合槽92。棘輪槽88包括緊固/閉合斜面94和松開/張開斜面96。當(dāng)內(nèi)套筒40被轉(zhuǎn)動以緊固夾頭20時，棘輪臂66將沿緊固斜面94落位，當(dāng)內(nèi)套筒40被轉(zhuǎn)動以松開夾頭20時，棘輪臂66將沿松開斜面96落位。松開斜面96的形狀或坡度導(dǎo)致棘輪臂66沿徑向向內(nèi)移動并與棘輪式臺階62分離，這樣在夾頭20的松開過程中不會聽到任何卡嗒聲。
褶皺(jump)或突起98被設(shè)置在松開和緊固槽90、92之間。當(dāng)內(nèi)套筒40被轉(zhuǎn)動以緊固夾頭20時，鎖定臂68將落入松開槽90內(nèi)并壓靠在褶皺98上。這個相互作用促使棘輪機(jī)構(gòu)34驅(qū)動螺母36轉(zhuǎn)動，以緊固夾爪26和夾頭20。當(dāng)內(nèi)套筒40和鎖定臂68之間的扭矩超過預(yù)定值時(該預(yù)定值由褶皺98的高度和坡度、褶皺98和鎖定臂68之間的摩擦力以及鎖定臂68的彈性這些情形決定)，鎖定臂68將會越過褶皺98并落入緊固槽94。鎖定臂68移動到緊固斜面94內(nèi)產(chǎn)生一次響亮的卡嗒聲或雜音，表示夾頭20現(xiàn)在完全被鎖緊了。鎖定臂68越過褶皺98的跳越導(dǎo)致在內(nèi)套筒40和螺母36之間可產(chǎn)生有限的相對轉(zhuǎn)動。當(dāng)內(nèi)套筒40隨后被旋轉(zhuǎn)以松開夾頭20時，鎖定臂68將會越過褶皺98跳回并落入松開槽90內(nèi)，同時驅(qū)動棘輪機(jī)構(gòu)34轉(zhuǎn)動，依次驅(qū)動螺母36轉(zhuǎn)動以松開夾爪26和夾頭20。
現(xiàn)在參照圖5A和5B，示出了在內(nèi)套筒40內(nèi)軸向延伸的槽76以及設(shè)置在其中的螺母36的突起74。槽76比突起34更寬以允許在它們之間產(chǎn)生有限的相對轉(zhuǎn)動，并容納鎖定臂68隨著棘輪臂66在緊固斜面94和松開斜面96之間移動而在松開和緊固槽90、92之間移動。
松開和緊固槽90、92、鎖定臂68以及它們的接合形成了自動鎖定特征46。鎖定臂68從松開槽90跳入緊固槽92是夾頭20的自動鎖定并將夾頭20鎖定在緊固狀態(tài)。
現(xiàn)在參照圖2和3，外套筒42設(shè)置在內(nèi)套筒40之上并相對其軸向地和旋轉(zhuǎn)地固定。外套筒42的轉(zhuǎn)動驅(qū)動內(nèi)套筒40轉(zhuǎn)動，而外套筒42的軸向移動驅(qū)動內(nèi)套筒40軸向移動。外套筒42優(yōu)選地由金屬，例如鋼制成。
仍然參照圖2和3，外管44搭扣在內(nèi)套筒40上并將外套筒42保持在內(nèi)套筒40上。外管44沿軸向旋轉(zhuǎn)地固定在內(nèi)套筒40和外套筒42上。因此，外套筒42的轉(zhuǎn)動引起外管44的轉(zhuǎn)動，而外套筒42的軸向移動引起外管44的軸向移動。在內(nèi)套筒40、外套筒42和外管44之間的這種固定關(guān)系形成了一般由100表示的套筒組件，所有的這些組件的移動相互一致。外管44包括與內(nèi)管38上的突起80接合的內(nèi)部環(huán)形軸肩102，以限制套筒組件100向前的軸向移動。外管44優(yōu)選地由金屬，例如鋼制成。
在操作時，通過相對于本體28轉(zhuǎn)動套筒組件100實現(xiàn)了夾頭20的松開。當(dāng)手動鎖定特征48處于如圖3A和6A所示的解鎖狀態(tài)時，套筒組件100可相對于本體28轉(zhuǎn)動。手動鎖定特征48的解鎖狀態(tài)與套筒組件100沿軸向移動到其最前端相對應(yīng)。當(dāng)處于這一位置時，內(nèi)套筒40內(nèi)的齒82在本體28上的齒56的前方但不與其接合。隨著手動鎖定特征48的分離，套筒組件100能夠相對于本體28轉(zhuǎn)動以促使夾頭20松開或夾緊，這取決于套筒組件100的旋轉(zhuǎn)方向。此外，隨著手動鎖定特征48處于解鎖位置，環(huán)形突起58與內(nèi)套筒40的后槽86接合。
當(dāng)夾頭20處于其最放松的狀態(tài)時，棘輪臂66被設(shè)置在緊固斜面94和松開斜面96之間的棘輪槽88內(nèi)。鎖定臂68被設(shè)置在松開槽90內(nèi)。如圖4A和4B所示，當(dāng)保持棘輪臂66、鎖定臂68與內(nèi)套筒40的槽88、90、92接合時，棘輪槽88、松開槽90以及緊固槽92的軸向深度可以容納套筒組件100相對于棘輪機(jī)構(gòu)34的軸向移動。這一點可通過如圖4A所示的臂66、68上的突起的端部和槽88、90、92的前端面和內(nèi)套筒40之間的間隙來證明。當(dāng)套筒組件100被移動到其如圖4B所示的最后端時，槽88、90、92的前端面和臂66、68上的突起的端部之間的間隙變小。
相應(yīng)地，夾頭20使內(nèi)套筒40和套筒組件100可相對于棘輪機(jī)構(gòu)34軸向移動。另外，槽76也具有一定尺寸以使得，如圖5A和5B所示，當(dāng)保持突起74位于槽76內(nèi)時，內(nèi)套筒40和螺母36之間可以產(chǎn)生相對的軸向移動。而且，當(dāng)夾頭20處于松開狀態(tài)時，螺母36的突起74可被設(shè)置在槽76內(nèi)的任何位置，而不必與槽76的側(cè)壁接合，由此允許內(nèi)套筒40和螺母36之間產(chǎn)生一定程度的相對轉(zhuǎn)動。
為了緊固夾頭20，套筒組件100被轉(zhuǎn)動。通過鎖定臂68、褶皺98和內(nèi)套筒40的接合，套筒組件100的轉(zhuǎn)動被傳遞到棘輪機(jī)構(gòu)34。當(dāng)內(nèi)套筒40被轉(zhuǎn)動時，鎖定臂68接近褶皺98。褶皺98防止鎖定臂68跳入緊固槽92內(nèi)直至在它們之間的扭矩超過預(yù)定值。因此，褶皺98推動鎖定臂68以使棘輪機(jī)構(gòu)34相對于本體28轉(zhuǎn)動。當(dāng)棘輪機(jī)構(gòu)34轉(zhuǎn)動時，突起70將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞給螺母36。當(dāng)螺母36相對于本體28轉(zhuǎn)動時，夾爪26從夾頭20伸出并將設(shè)置在夾爪26內(nèi)的工件從周圍夾緊。另外，棘輪臂66被設(shè)置在緊固斜面94上。隨著棘輪臂66與緊固斜面94接合，棘輪臂66也與棘輪式臺階62接合。因此，當(dāng)棘輪機(jī)構(gòu)34相對于本體28和罩30轉(zhuǎn)動時，棘輪臂66和棘輪式臺階62的接合隨著相對轉(zhuǎn)動的產(chǎn)生提供了基本連續(xù)的聽得見的卡嗒聲。
一旦夾爪26與工件接合或相互接合，套筒組件100的連續(xù)轉(zhuǎn)動會引起內(nèi)套筒40和棘輪機(jī)構(gòu)34之間扭矩的增加。一旦該扭矩超過預(yù)定值，鎖定臂68將越過褶皺98并落入緊固槽92中，同時發(fā)出一次響亮的卡嗒聲以表示夾頭20現(xiàn)在完全被緊固了。而且，當(dāng)鎖定臂68跳入緊固槽92時，棘輪臂66將進(jìn)一步沿緊固斜面94移動。此外，當(dāng)鎖定臂68從松開槽90跳入緊固槽92并導(dǎo)致螺母36的突起74移動到與內(nèi)套筒40的槽76的側(cè)壁相鄰的位置時，內(nèi)套筒40和螺母36之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。突起74和槽76之間的接合將內(nèi)套筒40轉(zhuǎn)動鎖定到螺母36上，使得在緊固方向上不可能產(chǎn)生任何更多的相對轉(zhuǎn)動。
隨著鎖定臂68落入緊固槽92，自動鎖定特征46由此被接合，夾頭20和其中的工件可以按需要被使用。如果想要防止夾頭20在操作過程中松開的額外安全保護(hù)，通過將套筒組件100軸向向后移動可使手動鎖定特征48被接合。保持部件50會阻礙這一移動，使得手動鎖定特征48的接合不能意外被接合或分離。為了接合手動鎖定特征48，套筒組件100沿軸向向后移動，并且突起58脫離后槽86進(jìn)入前槽84，如圖3B所示。同時，內(nèi)套筒40上的齒82移動與本體28上的齒56接合，如圖3B和6B所示。齒82和齒56的接合將內(nèi)套筒40轉(zhuǎn)動固定到本體28上，從而防止了它們之間的旋轉(zhuǎn)移動。隨著自動鎖定特征46被接合和手動鎖定特征48被接合，防止了夾頭20在操作過程中的松開，因此具有更高的夾持能力。相應(yīng)地，在僅自動鎖定特征46被接合或自動鎖定特征46和手動鎖定特征48都被接合的情況下，夾頭20都可以被操作。
為了松開夾頭20，手動鎖定特征48，如果處于接合狀態(tài)，則通過相對于本體28軸向向前移動套筒組件100而將手動鎖定特征48移動到分離位置。這個相對移動促使突起58從與如圖3B所示的前槽84相接合移動到與如圖3A所示的后槽86相接合。同時，如圖3A和6A所示，內(nèi)套筒40的齒82與本體28上的齒56分離。隨著手動鎖定特征48被分離，套筒組件100然后能相對于本體28轉(zhuǎn)動以松開夾頭20。套筒組件100松開夾頭20的初始轉(zhuǎn)動受自動鎖定特征46以及鎖定臂68與褶皺98的接合的阻礙。當(dāng)在褶皺98和鎖定臂68之間存在足夠大的扭矩時，鎖定臂68將會越過褶皺98并移動到松開槽90內(nèi)，同時發(fā)出一次響亮的卡嗒聲或雜音。同時，由于內(nèi)套筒40的槽76和螺母36的突起34之間具有寬度差異，因此內(nèi)套筒40和螺母36之間會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。當(dāng)內(nèi)套筒40相對于本體28連續(xù)轉(zhuǎn)動以松開夾頭20時，松開槽90將推動鎖定臂68以驅(qū)動棘輪機(jī)構(gòu)34和螺母36相對于本體28轉(zhuǎn)動，并促使棘輪臂66靠在松開斜面96上。當(dāng)棘輪臂66靠在松開斜面96上時，棘輪臂66徑向向內(nèi)移動并與棘輪式臺階62分離。這個分離防止了棘輪式臺階62阻礙夾頭20的松開，同時消除了夾頭20的松開而再次產(chǎn)生的任何聽得見的噪音。然后套筒組件100繼續(xù)被轉(zhuǎn)動直至夾頭20處于所需的松開狀態(tài)。如果需要，當(dāng)夾頭20處于松開狀態(tài)時，可通過相對于本體28軸向向后移動套筒組件100而將夾頭20手動鎖定。
以上對本發(fā)明的描述實質(zhì)上僅僅是示例性的，因此各種不脫離本發(fā)明主旨的改變都被認(rèn)為是處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，如果需要，可以去掉棘輪機(jī)構(gòu)34、內(nèi)套筒40和/或罩30的接合所產(chǎn)生的聽得見的噪音。而且，支臂64的組數(shù)和在內(nèi)套筒40上的槽88、90、92的組數(shù)按需要可以更多或更少。另外，其它構(gòu)件材料可被用在各種組件上。此外，應(yīng)該認(rèn)識到，如果需要，手動鎖定特征48可被用在不接合自動鎖定特征46的條件下。例如，當(dāng)使用具有六角形軸的工件時，工件可以通過小于預(yù)定值的扭矩來緊固，從而不必啟動自動鎖定特征46，隨后接合手動鎖定特征48。這樣的使用對于在具有相似尺寸的六角形軸的工件之間提供快速改變是非常有用的。也應(yīng)該認(rèn)識到，夾頭20可被用在手動操縱的工具上。因此，這種變化并不能被認(rèn)為是脫離了本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種夾頭，包括可移動的夾爪，該夾爪可被操作以選擇性地夾持工件；致動件，當(dāng)所述致動件相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動時，該致動件可作用為促使所述夾爪移動，所述夾爪的移動對應(yīng)于緊固和松開所述夾爪；第一鎖定特征，該第一鎖定特征可作用為選擇性地防止所述致動件相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動；第二鎖定特征，該第二鎖定特征可作用為防止所述致動件相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動，在所述致動件和所述第二鎖定特征的一個部件之間施加的緊固力超過了預(yù)定值以后，所述第二鎖定特征阻止所述夾爪松開。
2.如權(quán)利要求1所述的夾頭，其中所述致動件可在第一和第二位置之間手動地軸向移動，所述第一位置對應(yīng)于所述第一鎖定特征允許所述致動件相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動，而所述第二位置對應(yīng)于所述第一鎖定特征阻止所述致動件相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動。
3.如權(quán)利要求2所述的夾頭，還包括保持特征，該保持特征可作用為阻止所述致動件在所述第一和第二位置之間軸向移動。
4.如權(quán)利要求1所述的夾頭，還包括本體，所述夾爪設(shè)置在其周圍，所述本體和所述夾爪基本上相互轉(zhuǎn)動固定；以及螺母，它被設(shè)置在所述本體上并能夠相對于所述本體轉(zhuǎn)動，所述螺母與所述夾爪接合，使得所述螺母相對于所述夾爪的轉(zhuǎn)動促使所述夾爪移動；其中，所述第二鎖定特征包括相對于螺母被轉(zhuǎn)動固定的鎖定件，該鎖定件可作用為從所述致動件向所述螺母傳遞旋轉(zhuǎn)力，在所述夾爪的緊固過程中，所述鎖定件與所述致動件的第一槽接合，當(dāng)超過所述預(yù)定值的所述緊固力被施加在所述致動件和所述鎖定件之間時，所述鎖定件與所述致動件的第二槽接合。
5.如權(quán)利要求4所述的夾頭，其中所述致動件是直接與所述螺母接合的套筒，所述套筒與所述螺母之間的所述接合允許在它們之間產(chǎn)生有限的相對轉(zhuǎn)動。
6.如權(quán)利要求5所述的夾頭，其中所述套筒可相對于所述螺母軸向移動并保持所述致動件與所述螺母之間的所述接合。
7.如權(quán)利要求1所述的夾頭，其中所述致動件具有多個齒，所述第一鎖定特征的一個部件包括多個基本上相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動固定的齒，所述致動件的齒與所述第一鎖定特征的所述部件的所述齒的接合防止了所述致動件相對于所述夾爪的轉(zhuǎn)動。
8.如權(quán)利要求1所述的夾頭，其中所述第二鎖定特征包括鎖定件，所述鎖定件可以在與所述致動件接合的第一接合位置和第二接合位置之間操作，所述第一位置不阻礙所述夾爪的松開，所述第二位置阻礙所述夾爪的松開，當(dāng)超過所述預(yù)定值的所述緊固力被施加在所述致動件和所述鎖定件之間時，所述鎖定件從所述第一位置移動到所述第二位置。
9.如權(quán)利要求1所述的夾頭，其中不依賴于所述第二鎖定特征的狀態(tài)，所述第一鎖定特征可作用為防止所述致動件相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動。
10.一種夾頭，包括；本體，具有帶多個突起的外表面；多個可移動的夾爪，該夾爪可作用為夾持工件，所述夾爪設(shè)置在所述本體周圍；以及套筒，它沿徑向環(huán)繞所述本體的一部分并能夠相對于所述本體作軸向和旋轉(zhuǎn)移動，所述套筒具有內(nèi)表面，該內(nèi)表面具有面對著所述本體的槽，所述套筒相對于所述本體的轉(zhuǎn)動促使所述夾爪移動；其中，所述本體上的所述突起和所述套筒上的所述槽的接合阻止了所述套筒相對于所述本體軸向移動。
11.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其中所述套筒可相對于所述本體在第一和第二位置之間軸向移動，當(dāng)處于所述第一位置時，所述套筒相對于所述本體被轉(zhuǎn)動鎖定，當(dāng)處于所述第二位置時，所述套筒可相對于所述本體旋轉(zhuǎn)。
12.如權(quán)利要求11所述的夾頭，其中所述套筒具有面對著所述本體的多個齒，所述本體具有面對所述套筒的多個齒，當(dāng)所述套筒處于所述第一位置時，所述套筒的齒與所述本體的齒接合，當(dāng)所述套筒處于所述第二位置時，所述套筒的齒與所述本體的齒分離，所述套筒的齒與所述本體的齒的接合將所述套筒轉(zhuǎn)動鎖定在所述本體上。
13.如權(quán)利要求11所述的夾頭，其中所述本體上的突起與所述套筒上的槽的接合阻止了所述套筒從所述第一位置軸向移動到所述第二位置。
14.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其中所述突起是環(huán)形突起，所述槽是環(huán)形槽，由此允許所述突起和所述槽之間的360度的接合。
15.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其中所述槽是第一槽，所述套筒具有面對所述本體并與所述第一槽軸向隔開的第二槽，所述套筒可相對于所述本體在第一位置和第二位置之間軸向移動，其中，在所述第一位置所述突起與所述第一槽接合，在所述第二位置所述突起與所述第二槽接合。
16.一種夾頭，包括本體；多個可移動的夾爪，該夾爪可作用為夾持工件，所述夾爪設(shè)置在所述本體周圍；螺母，被設(shè)置在所述本體上并與所述夾爪接合，所述螺母相對于所述本體的轉(zhuǎn)動促使所述夾爪移動；套筒，沿徑向環(huán)繞著所述本體的一部分，并可作用為向所述螺母傳遞旋轉(zhuǎn)力，使得所述套筒相對于所述本體的轉(zhuǎn)動促使所述螺母驅(qū)動所述夾爪移動；其中，所述套筒能相對于所述螺母軸向移動。
17.如權(quán)利要求16所述的夾頭，其中所述套筒可與所述螺母直接接合，所述套筒可相對于所述螺母在第一和第二位置之間軸向移動，并且所述套筒在所述第一和第二兩個位置上都保持與所述螺母接合。
18.如權(quán)利要求16所述的夾頭，其中當(dāng)處于所述第一位置時，所述套筒能夠相對于所述本體轉(zhuǎn)動，當(dāng)處于所述第二位置時，所述套筒轉(zhuǎn)動鎖定到所述本體上。
19.如權(quán)利要求16所述的夾頭，其中所述套筒是內(nèi)套筒，還包括沿徑向環(huán)繞著所述內(nèi)套筒的一部分的外套筒，所述外套筒轉(zhuǎn)動并軸向固定在所述內(nèi)套筒上。
20.一種夾頭，包括；多個可移動的夾爪，該夾爪可作用為選擇性地夾持工件，所述夾爪的移動對應(yīng)于緊固和松開所述夾爪；鎖定件，可作用為當(dāng)所述鎖定件相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動時，促使所述夾爪移動；以及致動件，它與所述鎖定件接合并能相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動，所述致動件可被操作以旋轉(zhuǎn)所述鎖定件并驅(qū)動所述夾爪移動，當(dāng)保持與所述鎖定件接合時，所述致動件能夠相對于所述鎖定件軸向移動，其中，所述鎖定件可在與所述致動件接合的第一接合位置和第二接合位置之間操作，所述第一位置不阻礙所述夾爪松動，所述第二位置阻止所述夾爪松開，當(dāng)超過預(yù)定值的緊固力被施加在所述致動件和所述鎖定件之間時，所述鎖定件從所述第一位置移動到所述第二位置。
21.如權(quán)利要求20所述的夾頭，還包括與所述夾爪接合的螺母，這樣所述螺母相對于所述夾爪的轉(zhuǎn)動促使所述夾爪移動，并且所述螺母與所述鎖定件接合并轉(zhuǎn)動固定在其上。
22.如權(quán)利要求21所述的夾頭，其中所述致動件與所述螺母接合并能相對于所述螺母軸向移動，所述致動件在所述第一和第二兩個位置都可以與所述螺母接合。
23.如權(quán)利要求20所述的夾頭，其中所述致動件相對于所述鎖定件在一個位置和另一個位置之間軸向移動，前一個位置對應(yīng)于所述致動件基本上相對于所述夾爪被轉(zhuǎn)動固定，后一個位置對應(yīng)于所述致動件能夠相對于所述夾爪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
24.如權(quán)利要求20所述的夾頭，其中所述致動件是沿徑向環(huán)繞所述夾爪一部分和所述鎖定件的套筒。
25.如權(quán)利要求20所述的夾頭，其中所述鎖定件包括當(dāng)所述夾爪被緊固時發(fā)出聽得見的聲音的棘輪件。
26.一種將工件固定在夾頭內(nèi)的方法，所述方法包括(a)將工件定位在所述夾頭的夾爪之間；(b)相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動致動件以將所述夾爪緊固在所述工件上；(c)在超過預(yù)定值的緊固力被施加在所述致動件和所述第一鎖定件之間之后，利用第一鎖定件自動阻止所述致動件的松開轉(zhuǎn)動；和(d)用第二鎖定件，相對于所述夾爪，轉(zhuǎn)動鎖定所述致動件。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中步驟(d)包括將所述致動件從允許所述致動件相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動的第一位置軸向移動到相對于所述夾爪轉(zhuǎn)動鎖定所述致動件的第二位置。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述夾爪的移動由所述致動件和所述鎖定件的接合來驅(qū)動，步驟(b)通過所述鎖定件與在所述致動件上的第一接合特征的接合來完成，而步驟(c)包括當(dāng)所述力超過所述預(yù)定值時，將所述鎖定件從所述第一接合特征移動到所述致動件上的第二接合特征。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種既具有自動鎖定特征也具有手動鎖定特征的無鍵夾頭。當(dāng)超過預(yù)定的緊固扭矩時，所述自動鎖定特征能自動地將夾頭鎖定在緊固狀態(tài)。在僅有自動鎖定特征接合時也可使用所述夾頭。如果需要，手動鎖定特征也被接合，以防止外套筒相對于本體轉(zhuǎn)動。采用了保持部件以阻止手動鎖定特征在鎖定和解鎖位置之間移動。因此，保持部件避免了手動鎖定特征的意外接合或分離。
文檔編號B23B31/103GK1745942SQ20051010674
公開日2006年3月15日 申請日期2005年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月17日
發(fā)明者托馬斯·L·盧肯鮑, 蒂莫西·J·鮑曼 申請人:布萊克和戴克公司