用于旋转工具的包括在径向和轴向移动的约束元件的保持器

摘要

公开了一种用于旋转工具(21)的保持器(10)，保持器(10)由保持器主体(100)构成，该保持器主体包括后驱动端(11)和具有用于连接工具(21)的连接螺纹(13)的前连接端(12)。保持器(10)包括止推环(14，16)，该止推环具有面向保持器(10)的连接端(12)的平坦接触表面(141)。保持器包括可轴向移动的操作装置(15)，多个约束元件(16)放置在保持器主体的一个或多个空间(17)中，位于操作装置的第一轴向位置(15)的约束元件(16)被防止在所述空间(17)中径向运动，并且位于操作装置(15)的第二轴向位置的约束元件(16)能够在所述空间(17)中径向移动。用于约束元件(16)的每个所述空间(17)在轴向方向上由前限制壁(47)以及后限制壁(46，66)限制，这两个限制壁(46，66，47)是保持器主体(100)的一部分。

说明书

技术领域

本发明涉及用于旋转工具例如孔锯的保持器的类型，所述旋转工具旋拧到设置在保持螺栓上但没有所谓的驱动销的外部保持器螺纹上。

背景技术

在用于孔锯的在轴向保持螺柱上设有外螺纹的保持器中，在更换孔锯时存在问题，即，使用孔锯意味着在螺纹中将其拧紧然后难以通过从保持螺栓上拧下螺纹来快速更换。

通过美国专利8,721,236，先前已知一种保持装置，其允许通过相对于保持器在轴向方向上移位摩擦装置来移除拧到保持器的螺纹上的孔锯，以消除螺纹的预负荷。所述保持装置的摩擦装置的位置可以通过操作装置改变，该操作装置相对于保持器旋转，该旋转引起操作装置的内肩的切向运动。这些肩部压靠位于摩擦装置和保持器之间的间隙中的球，并且由第一弹簧装置沿切线方向弹性偏置。此外，第二弹簧装置连接到保持器以沿径向方向偏置球。当操作装置旋转时，所述第二弹簧装置可能会使球径向移动，其中摩擦装置可以在远离孔锯的方向移动，从而消除了螺纹的预负荷。根据该已知专利，摩擦装置还相对于保持器旋转固定。

这种先前已知的保持装置由于需要两种不同类型的弹簧而变得复杂，这些弹簧在不同的方向上起作用，并且当存在这样的径向空间时，其中一个弹簧径向作用在球上以将这些弹簧向外挤压。另外，由于其部件众多，这种结构难以组装。此外，复杂设计存在更大的风险，即功能障碍将会发生。

这种已知的设计也很庞大并且需要通常比孔锯直径更大的直径，这意味着保持器将限制钻孔的可能深度，因为保持器将被工件阻挡。

发明目的

本发明的目的是提供一种用于旋转工具例如孔锯的保持器，该保持器可以制造成具有更细的形状，使得与现有的保持器相比，可以更小的锯直径更深地钻入工件中。

本发明的目的还在于提供一种保持器，其中相对于类似的已知保持器减少了部件的数量，这意味着更好的可维护性和更简单的组装。

另外，本发明的目的是通过以操作装置的直线或旋转长度移位进行操纵来提高旋转工具(例如孔锯)的拆卸和更换的快速性。

发明内容

通过本发明，如独立权利要求中所示，满足了上述目的，其中消除了所述缺点。在从属权利要求中限定了本发明的合适实施例。

本发明涉及一种用于旋转工具例如孔锯的保持器，该保持器形成有基本上旋转对称的保持器主体。保持器主体包括后驱动端和前连接端，后驱动端例如适于夹持在钻孔机的卡盘中，前连接端具有用于连接旋转工具的连接螺纹。保持器包括止推环，止推环放置在连接端处并围绕连接端并且具有至少一个面向保持器的连接端的接触表面。接触表面具有直接或间接连接到组装的旋转工具的形状。间接连接形状是指在止推环和工具之间放置中间环或摩擦环。通常，接触表面是平坦的，但是在本发明的范围内也可以使用锥形摩擦表面。此外，本发明还包括一个或多个仅完全、部分或逐点连接到止推环的接触表面。止推环优选地可旋转地围绕保持器主体放置，但是在其他实施例中可以相对于保持器主体不可旋转地布置，但是实现相同的功能。保持器还包括可轴向移动的操作装置。其轴向运动通过直线运动或旋转运动提供。保持器还包括放置在保持器主体中的一个或多个空间中的多个约束元件。在仅具有一个空间的实施例中，这被布置为保持器主体中的周向凹槽。在具有多个空间的实施例中，这样的空间可以在每个空间中包含多个约束元件，然后优选地在每个空间中包含相同数量的约束元件。此外，对于每个约束元件具有一个空间的实施例也包含在本发明中。通过操作装置防止位于操作装置的第一轴向位置的每个约束元件在所述空间中径向移动，并且位于操作装置的第二轴向位置的每个约束元件自由地在所述空间中进行径向移动。此外，允许约束元件在所述径向移动时也在轴向方向上移动一段距离。用于约束元件的每个所述空间在轴向方向上由前限制壁以及后限制壁限制，这两个限制壁构成保持器主体的一部分。

在本发明的一个实施例中，所述空间形成为保持器主体中的共同的周向凹槽。从生产的观点来看，这种设计是有利的。

在本发明的一个实施例中，前限制壁的法线平行于保持器主体的对称线。

在本发明的一个实施例中，后限制壁的至少最外部分与保持器主体的对称线形成角度α，其中100°<α<115°，优选地α＝107°。当操作装置允许约束元件径向移动时，该倾斜限制壁允许约束元件可以轴向移动一点。轴向运动足以消除在保持器主体和连接工具之间的螺纹接头中产生的应力。

在一个替代实施例中，止推环设置有内边缘部分，该内边缘部分与保持器主体的对称线形成角度δ，其中100°<δ<115°，优选地δ＝107°。该成角度的边缘部分提供约束元件的径向和轴向运动的组合，该轴向运动足以消除在保持器主体和连接工具之间的螺纹接头中产生的应力。作为该替代实施例的补充，后限制壁的法线可以平行于保持器主体的对称线。

在本发明的一个实施例中，操作装置形成为套筒，该套筒围绕保持器主体定位并且在其两个轴向位置完全围绕约束元件并且至少部分地围绕止推环。

在本发明的一个实施例中，操作装置在其第一轴向位置上通过内锥形表面抵靠约束元件，该内锥形表面与保持器主体的对称线形成角度β，其中0°<β<10°，优选β＝5°。

在本发明的一个实施例中，操作装置在其第二轴向位置允许约束元件轴向地在所述空间中向后和径向向外移动。

在本发明的一个实施例中，约束元件形成为球形球。

在本发明的一个实施例中，球的直径为1mm至7mm，优选为3mm。

在本发明的一个实施例中，操作装置可抵抗弹簧的作用而向后轴向移动。弹簧通常形成为螺旋弹簧，其围绕保持器主体并且放置在保持器主体中的转动凹槽中。操作装置也设置有相应的转动凹槽，使得弹簧壳体在它们的重叠处形成在保持器主体和操作装置之间。

在本发明的一个实施例中，保持器设置有中心圆柱形座，该座平行于保持器的对称轴线定向，并且该座中布置有径向定向的锁定螺纹，其中锁定螺钉可以在锁定螺纹中被紧固并且固定放置在座中的中心钻头。

在本发明的一个实施例中，接触表面是平坦的。该平坦的接触表面在此与旋转工具的同样平坦的表面相互配合。

主要地，旋转工具涉及孔锯，但是也可以想到其他旋转工具，例如铣刀、磨削工具、铰刀等。

附图说明

现在，将结合附图更详细地描述本发明。

图1以局部剖视图示出了根据本发明第一实施例的保持器。

图2以局部剖视图示出了根据图1的保持器，其具有根据本发明的组装工具。

图3示出了根据图2的保持器，其用于拆卸工具。

图4a示出了根据本发明的保持器的第二实施例的截面。

图4b示出了根据图4a中的标记的局部放大图。

图5a示出了根据图4a的保持器处于拆卸位置。

图5b示出了根据图5a中的标记的局部放大图。

图6a示出了根据本发明的保持器的第三实施例的截面。

图6b示出了根据图6a中的标记的局部放大图。

图7a示出了根据图6a的保持器处于拆卸位置。

图7b示出了根据图7a中的标记的局部放大图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的保持器10，该保持器设置有连接中心钻头CB。保持器10包括具有后驱动端11和前连接端12的保持器主体100。驱动端11形成为六角形轴，用于固定在驱动工具中，例如固定在钻孔机的卡盘中。驱动端的其他实施例也是自然可行的。连接端12设有连接螺纹13，旋转工具21(例如孔锯)拧在该连接螺纹上。保持器10包括止推环14，止推环14位于连接端12处并围绕连接端放置并且具有面向保持器10的连接端12的接触表面141。在所示的实施例中，接触表面141是平坦的并且定向成使得接触表面141的法线平行于保持器的对称轴线S。保持器10还包括可轴向移动的操作装置15，该操作装置可克服弹簧151的作用而轴向移动，该弹簧在图中示出为螺旋弹簧。该弹簧151围绕保持器主体100。此外，多个约束元件16放置在保持器主体100中的一个或多个空间17中，并且操作装置15防止位于操作装置15的第一轴向位置(该位置示出在图中)的约束元件16在所述空间17中径向移动。如图所示，操作装置15形成为套筒，该套筒位于保持器主体100周围并且完全围绕约束元件16并且至少部分地围绕止推环14。止推环14设置有表面扩大凸缘142，该凸缘的直径对应于操作装置15的直径，其中表面扩大凸缘与止推环14重叠。中心钻头CB放置在座18中并通过垂直于座的锁定螺纹19中的螺钉锁定在保持器主体100中，该座装底在操作装置15的后面/下面。

图2示出了图1中的保持器，其具有连接工具21，例如孔锯。图中所示的孔锯设有六角形连接22，以允许使用钥匙来组装和拆卸孔锯。如图所示，孔锯通过平坦的下表面抵靠止推环的相应平坦接触表面141。通过操作装置15位于其上部位置的事实，每个约束元件16在相应的空间17中保持就位，而在空间17中相对于保持器主体100不会发生径向或轴向移位。通过作用在操作装置15上的弹簧151将操作装置15保持在该上轴向位置。在操作装置15的这个上部位置，在孔锯操作期间，将其拉向保持器并在合作螺纹之间获得显著的应力。如果应该在该位置进行拆卸，则必须通过用于从保持器上松开孔锯的工具来消除这些应力。

图3示出了保持器10，带有组装工具21，这里是孔锯，保持器的操作装置15处于其下轴向位置，其中约束元件16可以在空间17中径向和轴向移动到图中所示的位置。约束元件16的轴向运动在孔锯的平坦下表面和止推环的相应平坦接触表面141之间产生间隙G。间隙G的尺寸不大于，间隙消除了孔锯的螺纹和连接螺纹之间的特定实施例中的螺纹应力，并且孔锯容易仅通过手动动力从保持器上拧下。例如，0.8mm>G>0.2mm。

图4a示出了根据本发明第二实施例的保持器40的轴向截面。保持器设置有用于中心钻头的座41，该中心钻头通过锁定螺纹42中的锁定螺钉锁定在座中，该锁定螺钉垂直于座的轴向方向和保持器的对称轴线S。根据该第二实施例的座装底在操作装置15内部的区域中，并且锁定螺纹位于操作装置15的前方/上方。保持器40在其上轴向位置设置有操作装置15，即当操作装置15借助于弹簧151将约束元件16保持在其内部位置时的锁定位置。该图示出了具有不同设计的止推环14的实施例，这是由于缺少表面扩大凸缘的事实，这使得其接触表面141具有较小的面积。

图4b示出了约束元件16周围区域的放大图，该约束元件在锁定位置中位于空间17的最内部并且通过操作装置15的内锥形表面44保持在该位置。约束元件16通过其内边缘部分45借助于轴向力抵靠约束元件16而在该位置构成止推环14的轴向锁定，该轴向力由约束元件16被空间17的后限制壁46防止轴向运动而产生的反向轴向力平衡，该后限制壁被前限制壁47轴向地向前限制。所述后限制壁46或至少后限制壁46的最外部与保持器主体100的对称线S形成角度α，其中100°<α<115°，优选α＝107°。该图还示出了操作装置15的锥形内表面44与保持器主体100的对称线S形成角度β，其中0°<β<10°，并且优选地β＝5°。

图4b还示出了偏置的约束元件16的位置，其中该偏置的约束元件16在空间17中部分地抵靠在前限制壁47处的角部48，部分地抵靠止推环的内边缘部分45，部分地抵靠成角度的后限制壁46，并且部分地抵靠操作装置的内锥形表面44。在该偏置状态下，工具、止推环、约束元件和保持器主体已经相互挤压就位。

图5a示出了根据图4a的保持器40，其中操作装置15克服弹簧151的作用移动到其第二轴向下部位置，其中约束元件16可以受限制地一方面在径向方向上但也可以在轴向上移动。通过约束元件16轴向移动的事实，将消除在孔锯的平坦下表面和止推环的相应平坦接触表面141之间建立的应力，并且可以容易地从保持器上拧下孔锯。

图5b示出了约束元件16周围区域的放大图，通过操作装置15向下移位的事实，允许约束元件16径向向外以及轴向向后移位，即在图中向下移动，这意味着止推环14的轴向向后移位距离G是可能的。这种移位完全消除了所述表面之间的应力，并且孔锯可以容易地从保持器上拧下。在操作装置15移位时，内锥形表面44将不再抵靠约束元件16，但仍然操作装置15的边缘表面51将限制约束元件16的径向和轴向运动，这在图中是可见的。

图5b还示出了未偏置的约束元件16的位置，该约束元件已经被已经向后移动的操作装置15释放。在这种连接中，约束元件16径向向外以及轴向向后移位并且仅抵靠操作装置15的边缘表面51、空间17的成角度的后限制壁46或其角部52以及止推环14的内边缘部分45。可选地，约束元件已经移位，使得在止推环14和约束元件16之间形成间隙G。在这种无偏置状态下，工具、止推环、约束元件和保持器主体之间的应力已经松开，并且工具可以不受阻碍地从连接端拧下。

因此，保持器10包括止推环14，工具、孔锯在负荷下抵靠该止推环装底和锁定。多个约束元件16(例如球)位于止推环14和保持器主体100上的表面46之间，该表面与主轴线成角度α。套筒在其上部位置将球锁定在更靠近主轴线的位置并且在下部位置允许球被向外按压，其中止推环14可以朝向保持器的所述后驱动端11移动距离G，因此释放在孔锯的下侧和止推环14之间存在的锁定。套筒的内部具有与主轴线成角度β并且具有更大内径的锥形表面44，该锥形表面在套筒的上部位置抵靠球，该更大内径在套筒的第二位置为球提供径向向外移动的空间。根据图1、2、4，将套筒保持在其上部位置的螺旋弹簧允许使用者通过手动动力将套筒拉到根据图3、5a的下部位置。

在迄今描述的实施例中，用于约束元件的保持器主体的空间形成有成角度的后限制壁，这在操作装置允许这种径向运动时有助于约束元件通过由止推环为约束元件调解的轴向力径向向外移位。

图6a-7b示出了本发明的第三实施例，该实施例与上述实施例的不同之处在于，保持器设置有止推环，止推环的抵靠约束元件的抵靠表面与保持器的对称线形成角度，具有与先前示出的成角度的后限制壁相同的功能，即，当操作装置允许这种径向移动时，借助于由止推环为约束元件调解的轴向力使约束元件径向向外移位。

在下文中，相同的附图标记用于先前示出的实施例的相应细节。

图6a示出了根据本发明第三实施例的保持器40的轴向截面。保持器设置有用于中心钻头的座41，该中心钻头通过锁定螺纹42中的锁定螺钉锁定在座中，该锁定螺钉垂直于座的轴向方向和保持器的对称轴线S。根据该第二实施例的座装底于操作装置15内部的区域中，并且锁定螺纹位于操作装置15的前方/上方。保持器40在其上轴向位置设置有操作装置15，即当操作装置15借助于弹簧151将约束元件16保持在其内部位置时的锁定位置。该图示出了具有不同设计的止推环64的实施例，一方面在于通过缺少根据图1-3所示的表面扩大凸缘，这使得接触表面141的面积更小，另一方面在于通过止推环的抵靠约束元件16的抵靠表面是成角度的。

图6b以放大图示出了根据图6a中的标记的约束元件16周围的区域。示出为处于锁定位置的约束元件16位于空间17的最内部并且通过操作装置15的内锥形表面44保持在该位置。约束元件16通过其借助于轴向力抵靠约束元件16的内边缘部分45而在该位置构成止推环14的轴向锁定，该轴向力由约束元件16被空间17的后限制壁46防止轴向运动而产生的反向轴向力平衡，该后限制壁被前限制壁47轴向地向前限制。所述后限制壁46或至少后限制壁46的最外部与保持器主体100的对称线S形成直角。前限制壁47与保持器主体100的对称线S形成直角。在该实施例中，止推环64设有下表面65，该下表面抵靠约束元件16，该下表面与保持器主体100的对称线S成角度δ，其中100°<δ<115°，优选δ＝107°。如前所示，操作装置15的锥形内表面44与保持器主体100的对称线S形成角度β，其中0°<β<10°，并且优选地β＝5°。该图示出了当偏置的约束元件16抵靠在空间17中并且部分地抵靠止推环64的内边缘部分65、部分地抵靠后垂直限制壁66、部分地抵靠后垂直限制壁66的情况。在该偏置状态下，工具、止推环、约束元件和保持器主体已经相互压紧就位。

图7a示出了根据图6a的保持器40，其中操作装置15克服弹簧151的作用移动到其第二轴向下部位置，其中约束元件16受限制地可以一方面在径向方向上移动，但也可以在轴向方向上移动。通过约束元件16轴向移动的事实，将消除在孔锯的平坦下表面和止推环的相应平坦接触表面141之间建立的应力，并且可以容易地从保持器上拧下孔锯。

图7b示出了约束元件16周围区域的放大图，通过操作装置15已轴向向下/向后移位的事实，允许约束元件16径向向外以及轴向向后移位，即，在图中向下，这意味着止推环64的轴向向后移位距离G是可能的。这种移位完全消除了所述表面之间的应力，并且孔锯可以容易地从保持器上拧下。在操作装置15移动时，内锥形表面44将不再抵靠约束元件16，但仍然操作装置15的边缘表面51将限制约束元件16的径向和轴向运动，这在图中是可见的。

图7b还示出了未偏置的约束元件16的位置，该约束元件已经被已经向后移动的操作装置15释放。约束元件16在此通过止推环64的成角度的内边缘部分65径向向外和轴向向后移位并且仅抵靠操作装置15的边缘表面51、空间17的后限制壁66的角部52以及止推环64的内边缘部分65。或者，约束元件已经移位，使得在止推环64和约束元件16之间形成间隙G。在这种无偏置状态下，工具、止推环、约束元件和保持器主体之间的应力已经释放，并且工具可以无阻碍地从连接端拧下。