專利名稱：雙入口旋轉(zhuǎn)工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及旋轉(zhuǎn)工具。具體地，本發(fā)明涉及機(jī)械安裝的、加 壓流體驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)工具。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種具有外殼的旋轉(zhuǎn)裝置，該外殼
具有第一流體入口和第二流體入口。轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地安裝在外殼中，并 且與第一和第二流體入口連通。
本發(fā)明也涉及通過(guò)設(shè)置外殼和安裝在外殼中的轉(zhuǎn)子，將旋轉(zhuǎn)工具 與流體源連接的方法。第一和第二流體入口設(shè)置在外殼上，各自和轉(zhuǎn) 子連通。第一流體入口中插入有塞子，而第二流體入口與高壓流體源 連接。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)工具的橫截面圖。
圖2A和2B是安裝到CNC機(jī)器上的根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)工具的側(cè) 視圖。
圖3A和3B是安裝到機(jī)械夾具上的根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)工具的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的示例性旋轉(zhuǎn)裝置總體示為10。這里描述 的示例性裝置是具有無(wú)油高壓空氣推動(dòng)的渦輪轉(zhuǎn)子的氣動(dòng)工具，然而， 可以理解的是本發(fā)明的概念可用于或者適用于具有任何類型的流體驅(qū) 動(dòng)馬達(dá)，例如葉片式馬達(dá)，并由任何類型的壓縮流體驅(qū)動(dòng)的任何旋轉(zhuǎn) 工具。
如圖1中所示，旋轉(zhuǎn)工具10總體上具有外殼13，該外殼13由前
部12、螺紋連接到前部12的后部14、和螺紋連接到后部14的端蓋24 形成。如下文中更詳細(xì)說(shuō)明的，前部12包括可以附設(shè)夾具的、具有較 大直徑的部分。前部12的具有較大直徑的部分包括在其內(nèi)部形成的馬 達(dá)室15，和安裝在馬達(dá)室15中的轉(zhuǎn)子16。
外殼13的后部14包括第一流體入口 34，其具有與轉(zhuǎn)子16的旋轉(zhuǎn) 軸線A大致垂直的縱向軸線B。第一流體入口 34與轉(zhuǎn)子16連通，適 于接收加壓流體并將加壓流體輸送到轉(zhuǎn)子16。第一流體入口 34由貫穿 外殼13的后部14的側(cè)壁的孔腔形成，并例如通過(guò)在孔腔的至少一部 分上形成螺紋，而適于接收來(lái)自高壓氣源的軟管、入口管接頭、或者 塞子，如下文中更詳細(xì)說(shuō)明的。入口管接頭36螺紋連接到第一流體入 口34中，并具有與第一流體入口 34連通的貫穿孔腔37。例如通過(guò)在 孔腔的至少一部分上形成螺紋，入口管接頭36適于接收來(lái)自高壓氣源 的軟管或者塞子，如下文中更詳細(xì)說(shuō)明的。
外殼13的后部14還包括第二流體入口 32，其具有與轉(zhuǎn)子16的旋 轉(zhuǎn)軸線A大致平行的縱向軸線。第二流體入口 32與轉(zhuǎn)子16連通，適 于接收加壓流體并將加壓流體輸送到轉(zhuǎn)子16。第二流體入口 32由貫穿 外殼13的后部14的端部的孔腔形成。具有與轉(zhuǎn)子16的旋轉(zhuǎn)軸線A大 致平行的縱向軸線的大致圓柱形的柄30 —體形成在外殼13的后部14 上，從后部14的端部延伸，并可作為將旋轉(zhuǎn)工具IO連接到機(jī)器上的 安裝部件，如下文中更詳細(xì)說(shuō)明的。柄30具有貫穿其中的孔腔33，該 孔腔與第二流體入口 32連通，允許柄30接收加壓流體并將加壓流體 輸送到第二流體入口 32，如下文中更詳細(xì)說(shuō)明的。例如通過(guò)在孔腔的 至少一部分上形成螺紋，柄30適于接收來(lái)自高壓氣源的軟管或者塞子， 如下文中更詳細(xì)說(shuō)明的。 一對(duì)O形圈31安裝在柄30的外壁中的凹槽 內(nèi)。
后部14內(nèi)有消聲器26，其可由類似毛氈的材料構(gòu)成，適于消除由 排出的流體引起的噪音。另外，端蓋24包括一個(gè)或多個(gè)孔21，各自具 有預(yù)定的直徑，適于允許加壓流體從馬達(dá)室15逸出。
具有旋轉(zhuǎn)軸線A的轉(zhuǎn)子16安裝在馬達(dá)室15中，使得轉(zhuǎn)子16能在 其中旋轉(zhuǎn)。如這里所說(shuō)明的，轉(zhuǎn)子16是反作用渦輪型轉(zhuǎn)子，例如授予 Davis的美國(guó)專利第4,776,752號(hào)中描述的轉(zhuǎn)子，該專利具有和本發(fā)明
相同的受讓人，在此結(jié)合其公開內(nèi)容作為參考。然而，本發(fā)明并不受 限于此，而可應(yīng)用于具有其它類型轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)裝置。在運(yùn)轉(zhuǎn)中，加壓
空氣從第一流體入口 34和/或第二流體入口 32被引向轉(zhuǎn)子16。當(dāng)空氣 進(jìn)入轉(zhuǎn)子16時(shí)，其進(jìn)入第一環(huán)形室50，在彈性閥環(huán)52周圍流動(dòng)，經(jīng) 過(guò)環(huán)形壁60中的徑向孔54進(jìn)入第二環(huán)形室56，在那里空氣被引導(dǎo)通 過(guò)噴嘴58，從而使轉(zhuǎn)子16并因此使旋轉(zhuǎn)軸18旋轉(zhuǎn)。加壓流體從轉(zhuǎn)子 16經(jīng)過(guò)噴嘴58排出并進(jìn)入馬達(dá)室15，穿過(guò)消聲器26，并經(jīng)過(guò)端蓋24 中的孔21離開旋轉(zhuǎn)工具10排到大氣。當(dāng)加壓流體被引入轉(zhuǎn)子16中時(shí)， 旋轉(zhuǎn)速度增加到預(yù)選的最大值。作用在彈性閥環(huán)52上的離心力趨向于 使環(huán)52徑向膨脹，然而，環(huán)形壁60的內(nèi)表面支撐閥環(huán)52，除了在徑 向孔54處。這使得閥環(huán)52的徑向膨脹可被引入孔54中，從而導(dǎo)致閥 環(huán)52的受控彈性變形。在運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)彈性閥環(huán)52變形時(shí)，其接近徑 向孔54的端部。當(dāng)距離足夠狹窄時(shí)，流經(jīng)徑向孔54的流體受到限制， 并且旋轉(zhuǎn)力降低。當(dāng)作用在系統(tǒng)上的阻力和旋轉(zhuǎn)力達(dá)到平衡時(shí)，作用 在彈性閥環(huán)52上的力也將達(dá)到平衡。這導(dǎo)致恒定的旋轉(zhuǎn)速度。如果阻 力增加，則平衡將被破壞，作用在彈性閥環(huán)52上的力將使閥環(huán)52從 最接近徑向孔54的位置縮回，從而允許額外的流體流過(guò)，直至建立另 一平衡。如果由于任何原因渦輪超過(guò)預(yù)期的限速，則彈性閥環(huán)52將移 動(dòng)，以進(jìn)一步限制加壓流體的流動(dòng)，直至足夠的超速使全部流動(dòng)停止， 從而實(shí)現(xiàn)了超速保護(hù)。
旋轉(zhuǎn)軸18的一端連接到轉(zhuǎn)子16上，而另一端連接到夾套22上， 該夾套用于夾持例如研磨類工具的工具(未示出)。軸18由軸承20旋 轉(zhuǎn)支撐，軸承20再分別固定到外殼13的前部12。
如圖2A中所示，為了將旋轉(zhuǎn)工具10安裝到CNC機(jī)器，或者其它 具有用于安裝工具的卡盤的機(jī)器上，通過(guò)將柄30插入到機(jī)器(未示出) 的卡盤40中并固定于其上，而將工具10固定于機(jī)器上。如果機(jī)器通 過(guò)卡盤40提供高壓空氣，則柄30 (見圖1)中的孔腔33保持打開， 并且高壓空氣通過(guò)第二流體入口 32 (見圖1)提供給轉(zhuǎn)子16。當(dāng)固定 在卡盤40中時(shí)，O形圈31 (見圖1)防止高壓空氣從柄30的外側(cè)周 圍逸出。通過(guò)將塞子42螺紋連接到入口管接頭36中，而將第一流體 入口 34 (見圖1)阻塞?？蛇x地，如果沒(méi)有使用入口管接頭36，則可
通過(guò)直接將塞子42螺紋連接到第一流體入口 34中，而將第一流體入 口 34阻塞。如在圖1中可最清楚地看到的，當(dāng)通過(guò)這種方式連接時(shí)， 來(lái)自高壓氣源的空氣通過(guò)柄30迸入工具10，經(jīng)過(guò)柄30中的孔腔33 到達(dá)第二流體入口 32，并從第二流體入口 32到達(dá)轉(zhuǎn)子16，在那里高 壓空氣驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子16。從轉(zhuǎn)子16排出的高壓空氣進(jìn)入馬達(dá)室15，經(jīng)過(guò) 消聲器26，并通過(guò)端蓋24中的孔21從工具10排出。
可選地，如圖2B中所示，可通過(guò)將塞子42螺紋連接到柄30中， 而將第二流體入口 32 (見圖1)阻塞，并可將高壓氣源(未示出)的 軟管46連接到入口管接頭36，以通過(guò)第一流體入口 34 (見圖1)將高 壓空氣提供到轉(zhuǎn)子16?？蛇x地，如果沒(méi)有使用入口管接頭36，則可將 軟管46直接連接到第一流體入口 34中。如在圖1中可最清楚地看到 的，當(dāng)通過(guò)這種方式連接時(shí)，來(lái)自高壓氣源的空氣通過(guò)入口管接頭36 進(jìn)入工具10，經(jīng)過(guò)入口管接頭36中的孔腔37到達(dá)第一流體入口 34， 并從第一流體入口 34到達(dá)轉(zhuǎn)子16，在那里高壓空氣驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子16。從 轉(zhuǎn)子16排出的高壓空氣進(jìn)入外殼13，經(jīng)過(guò)消聲器26，并通過(guò)端蓋24 中的孔21從工具IO排出。
如圖3A中所示，為了將旋轉(zhuǎn)工具10安裝到具有如機(jī)械臂的夾具 44的機(jī)器上，通過(guò)將外殼13夾在夾具44中，而將工具10固定到夾具 44上?？蛇x地，取決于機(jī)器和預(yù)期的用途，也可通過(guò)將柄30，而不是 外殼13夾在夾具44中，而將工具10固定到夾具44上，如假象線所 示。柄30連接到高壓氣源(未示出)的軟管46上，以通過(guò)第二流體 入口 32 (見圖1)將高壓空氣提供給轉(zhuǎn)子16。通過(guò)將塞子42螺紋連接 到入口管接頭36中，而將第一流體入口34 (見圖l)阻塞?？蛇x地， 如果沒(méi)有使用入口管接頭36，則可通過(guò)直接將塞子42螺紋連接到第一 流體入口 34中，而將第一流體入口 34阻塞。如在圖1中可最清楚地 看到的，當(dāng)采用這種方式連接時(shí)，來(lái)自軟管46的空氣通過(guò)柄30進(jìn)入 工具10，經(jīng)過(guò)柄30中的孔腔33到達(dá)第二流體入口 32，并從第二流體 入口32到達(dá)轉(zhuǎn)子16，在那里高壓空氣驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子16。從轉(zhuǎn)子16排出的 高壓空氣進(jìn)入外殼13，經(jīng)過(guò)消聲器26，并通過(guò)端蓋24中的孔21從工 具10排出。
可選地，如圖3B中所示，入口管接頭36可連接到高壓氣源(未
示出)的軟管46上，以通過(guò)第一流體入口 34 (見圖1)向轉(zhuǎn)子16 (見 圖1)提供高壓空氣?？蛇x地，如果沒(méi)有使用入口管接頭36，則可將 軟管46直接連接到第一流體入口 34上。然后通過(guò)將塞子42螺紋連接 到柄30的端部中，而將第二流體入口 32 (見圖1)阻塞。如在圖1中 可最清楚地看到的，當(dāng)采用這種方式連接時(shí)，來(lái)自高壓氣源的空氣通 過(guò)入口管接頭36進(jìn)入工具10，經(jīng)過(guò)入口管接頭36中的孔腔37到達(dá)第 一流體入口 34，并從第一流體入口 34到達(dá)轉(zhuǎn)子16，在那里高壓空氣 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子16。從轉(zhuǎn)子16排出的高壓空氣進(jìn)入外殼13，經(jīng)過(guò)消聲器26， 并通過(guò)端蓋24中的孔21從工具10排出。
如從上述說(shuō)明中可見，本發(fā)明允許單一的旋轉(zhuǎn)工具用于所期望的 幾乎任何機(jī)器、任何安裝結(jié)構(gòu)、和任何流體入口結(jié)構(gòu)，而不是對(duì)于每 種情況使用不同的工具。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的以上描述是以說(shuō)明和描述的目的呈現(xiàn)的， 而不意圖于是詳盡的或者將本發(fā)明局限于所公開的精確形式。本描述 的選擇是為了最好地解釋本發(fā)明的原理和其實(shí)際應(yīng)用，使得本領(lǐng)域中 的其他技術(shù)人員能夠以適合于預(yù)期的特定用途的多種實(shí)施方式和多種 改型，最好地使用本發(fā)明。其意圖在于本發(fā)明的范圍不受說(shuō)明書的限 制，而是由以下闡述的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1. 一種旋轉(zhuǎn)裝置，包括具有第一流體入口和第二流體入口的外殼；可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述外殼中，并與所述第一和第二流體入口連通的轉(zhuǎn)子。
2. 如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述第一流體入口具有橫 向于所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的縱向軸線，并適于接收加壓流體及將所述 加壓流體輸送到所述轉(zhuǎn)子。
3. 如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述第一流體入口包括貫 穿所述外殼的側(cè)面的孔腔。
4. 如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述第二流體入口具有平 行于所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的縱向軸線，并適于接收加壓流體及將所述 加壓流體輸送到所述轉(zhuǎn)子。
5. 如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述第二流體入口包括貫 穿所述外殼的端部的孔腔。
6. 如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)裝置，還包括連接到所述外殼的端部、 用于將所述旋轉(zhuǎn)裝置連接到機(jī)器上的安裝部件。
7. 如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述安裝部件適于接收加 壓流體，并將所述加壓流體輸送到所述第二流體入口。
8. 如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述安裝部件包括貫穿其 中的孔腔，所述孔腔與所述第二流體入口連通。
9. 如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述安裝部件與所述外殼 成為一體。
10. 如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述安裝部件包括連接 到所述外殼的所述端部、并從所述外殼的所述端部延伸的柄。
11. 如權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述柄適于接收加壓流 體，并將所述加壓流體輸送到所述第二流體入口。
12. 如權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述柄包括貫穿其中的 孔腔，所述孔腔與所述第二流體入口連通。
13. 如權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述柄與所述外殼成為 一體。
14. 如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)裝置，還包括入口管接頭，其可拆 卸地連接到所述外殼上并與所述第一流體入口連通，用于將所述外殼 連接到高壓流體源。
15. 如權(quán)利要求14所述的旋轉(zhuǎn)裝置，還包括適于阻止流體流經(jīng)所 述入口管接頭的塞子。
16. 如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)裝置，還包括適于阻止流體流經(jīng)所 述第一或第二流體入口的塞子。
17. —種將旋轉(zhuǎn)工具連接到流體源的方法，包括以下步驟 設(shè)置外殼和安裝在所述外殼中的轉(zhuǎn)子； 在所述外殼中設(shè)置與所述轉(zhuǎn)子連通的第一流體入口； 在所述外殼中設(shè)置與所述轉(zhuǎn)子連通的第二流體入口； 將塞子插入所述第一流體入口中；以及 將所述第二流體入口連接到高壓流體源。
18. 如權(quán)利要求17所述的將旋轉(zhuǎn)工具連接到流體源的方法，還包 括設(shè)置安裝部件的步驟，所述安裝部件連接到所述外殼的端部，用于將所述外殼連接到機(jī)器上。
19. 如權(quán)利要求17所述的將旋轉(zhuǎn)工具連接到流體源的方法，還包 括設(shè)置柄的步驟，所述柄連接到所述外殼的端部并從所述外殼的所述 端部延伸，用于將所述外殼連接到機(jī)器上。
20. 如權(quán)利要求19所述的將旋轉(zhuǎn)工具連接到流體源的方法，還包 括設(shè)置貫穿所述柄的孔腔的步驟，所述孔腔適于接收加壓流體并將所 述加壓流體輸送到所述第一或第二流體入口 。
21. 如權(quán)利要求17所述的將旋轉(zhuǎn)工具連接到流體源的方法，還包 括設(shè)置入口管接頭的步驟，所述入口管接頭用于連接到所述第一或第 二流體入口，用于將所述流體入口連接到高壓流體源。
全文摘要
一種具有外殼的旋轉(zhuǎn)裝置，該外殼具有第一流體入口和第二流體入口。轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地安裝在外殼中，并與第一和第二流體入口連通。
文檔編號(hào)F03B15/02GK101389854SQ200580007240
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月11日
發(fā)明者K·S·多茲 申請(qǐng)人:空氣渦輪技術(shù)有限公司