[發明專利]旋轉工具夾持器組件以及更換工具的方法

在審

• 申請號: 201680008806.2
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN107530788A
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: J·D·斯特拉頓;M·威爾斯泰德
• 申請（專利權）人: 諾萬達科技英國有限公司
• 主分類號: B23B31/14
• 分類號: B23B31/14;B23B31/12
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司11285
• 代理人: 鄭建暉,陳璐

本發明涉及旋轉工具夾持器組件，以及包括這樣的旋轉工具夾持器組件的工具夾持器軸組件和工具夾持器心軸(spindle)。這樣的旋轉工具夾持器組件通常可以被用來夾持用于鉆孔的鉆頭釬頭。

在設計旋轉工具夾持器組件時要考慮多種考慮因素。一方面，旋轉工具夾持器組件需要能夠在負載下以及在以最大的操作速度操作時恰當地抓握工具，但同時也需要在發動時以及在以較低的操作速度操作時抓握該工具。此外，旋轉工具夾持器組件需要形成作為整體的軸和心軸布置的一部分——這會提供良好的穩定性特性以確保準確的鉆孔和/或機械加工，并且需要容許方便的工具更換操作。

WO00/44519描述了一種旋轉工具夾持器組件，其利用離心力和制輪(sprag)力來抓握承載的工具。

制輪效應力是由于在與旋轉方向相反的方向上的偏移壓力引起的力。制輪效應力最初在十九世紀被用在鐵路貨車上，其中一個制輪或一件木材被放置成以指向稍微高于輪的中心線的方向抵靠鐵路線上的貨車輪作為制動器。在這樣的情況下，當輪試圖朝該制輪移動時，由于該制輪相對于輪的軸線的偏移力而造成壓力增加。已經基于制輪效應設計了離合器，其中楔形效應逆著旋轉方向增加以提供離合作用。類似地，WO00/44519中的工具夾持器利用了制輪效應力。提供一個鉸接的抓握臂，其中用于抓握工具的鉗口(jaw)的前邊緣被布置成使得抓握臂的鉸鏈的樞轉軸線和鉗口的前邊緣之間的線不穿過工具夾持器的旋轉軸線，且因此也不穿過承載的工具的旋轉軸線。該制輪效應力阻礙工具相對與工具夾持器的旋轉。

在WO00/44519的工具夾持器中依賴于離心效應通過適當地移動鉗口部分以使得當以操作速度使用工具時制輪效應力可以開始產生夾持來啟動抓握力。然而，諸如WO00/44519中所描述的工具夾持器的問題在于，在較低速度下使用它的情況下，可能沒有充分抓握工具。在使用較大直徑的工具(例如較大直徑的鉆頭)，操作速度將傾向于較低的情況下，這可能變得特別不方便。

本發明的目的在于提供一種利用制輪效應力(sprag effect force)的旋轉工具夾持器組件，且本發明的目的在于解決現有技術的問題。

根據本發明的一方面，提供了一種旋轉工具夾持器組件，其具有一個工具接收孔并且包括用于抓握接收在所述工具接收孔內的工具的工具抓握裝置，所述工具抓握裝置包括至少一個工具抓握臂，所述至少一個工具抓握臂被安裝在一個外緣支撐件上并且能夠在一個工具抓握位置和一個工具釋放位置之間相對于該緣移動，在所述工具抓握位置中，偏心制輪效應力能夠作用在承載的工具上，所述工具抓握裝置還包括被布置成作用在所述工具抓握臂上并且被布置成用于相對于所述外緣支撐件軸向移動的至少一個楔形物部分，其中所述楔形物部分在第一方向上的軸向移動使所述工具抓握臂朝向所述工具抓握位置移動，并且所述工具抓握裝置包括用于使所述楔形物部分朝向所述第一方向偏置的偏置裝置。

這可以幫助啟動和/或增強對承載的工具的抓握，以及能夠實現簡單且有效的設計并且便于直接的工具更換操作。

所述工具抓握臂可以包括一個用于與承載的工具接合的鉗口部分。

所述工具抓握臂可以包括一個可移動質量部分，所述可移動質量部分被布置成在所述工具夾持器旋轉期間在離心效應的作用下移動遠離所述工具夾持器的主軸線，并且被布置成在這樣做時使所述工具抓握臂朝向所述工具抓握位置移動。

這可以允許離心效應幫助啟動和/或增強對承載的工具的抓握。所述楔形物部分和所述偏壓裝置的作用可以幫助以相對低的旋轉速度抓握工具，同時離心效應可以在旋轉速度增加時幫助抓握工具。

至少在一些情況下，所述制輪效應力將在工具速度增大且在使用時提供對該工具的主要抓握作用，然而，當沒有負載時、當以較低速度時和/或在發動時，基于楔形物的抓握和/或基于離心的抓握可以是重要的。

所述工具抓握臂可以被鉸接地安裝到所述外緣支撐件。所述工具抓握臂可以通過一個固態可變形鉸鏈安裝到所述外緣支撐件。所述工具抓握臂和所述外緣支撐件可以由單件材料一體地形成。

在存在鉸接安裝的情況下，所述工具夾持器組件將被布置成使得鉸鏈的樞轉軸線和鉗口部分的前邊緣之間的線不穿過所述工具夾持器組件的旋轉軸線，從而便于制輪作用。

所述偏置裝置可以包括彈簧裝置。

所述偏置裝置可以包括一個彈簧組。在一個替代方案中，可以提供氣壓彈簧或液壓布置。

所述鉗口部分沿著其軸向長度的橫截面可以不變。

所述工具抓握臂沿著其軸向長度的橫截面可以不變。