CN88100274A - 轴向夹紧刀具特别是砂轮的卡具 - Google Patents

Abstract

用于移动式磨床的夹具。它可拧于驱动轴上的螺纹端缩径件(13)以夹紧砂轮。夹具中的拉力件，可拧于螺纹缩径件的拉力螺母和大致上呈盘形的调节件组合并保持在一起以构成一个成套零件，其拉力螺母的环形法兰将拉力件的法兰压向砂轮。成套零件的内部具有采取行星齿轮形式的齿轮，其太阳轮由调节件上的同轴啮合小齿轮构成，而其行星轮可转动地装于拧上的拉力螺母的环形法兰。拉力件具有与其一体的环，环上有内齿作为一个空心轮。拧上时法兰(32)与刀具摩擦连接，在进一步上紧的过程中，齿轮保证增加力矩并轴向拉紧，它可用手较易地松开而无需辅助工具。

Description

轴向夹紧刀具特别是砂轮的卡具

本发明提出轴向夹紧刀具特别是砂轮的卡具，它根据主权项一般预先说明的条款，即把刀具特别是砂轮轴向夹紧于从动主轴法兰的卡具，它包括具有内螺纹并可拧于主轴上螺纹端缩径件的拉力螺母，以及轴向位于刀具和拉力螺母之间并可承受拉力螺母的轴向拉力又将刀具推向和压向法兰的拉力件，其特征是绕螺纹缩径件自由旋转的手动调节件和齿轮，通过齿轮调节件传动联接拉力螺母，而拉力螺母又联接拉力件。该类卡具尤其适合移动式手工操作的机床，特别是磨床。在已知的该类卡具上（DE-PS    3，012，836），拉力件有一个大致上断面呈帽形的零件，它藉螺旋弹簧轴向支承于拉力螺母。拉力螺母拧上并上紧时，帽形拉力件经轴向压缩的弹簧轴向压向刀具，刀具因此被牢固地向上夹于主轴上的法兰，拉力螺母的圆套筒伸长部的端面直接靠在主轴的法兰对立轴向侧面上，在拉力螺母进一步上紧时，主轴上的法兰与拉力螺母一起上紧。这是用来保证磨角机上的砂轮用特殊的压力卡住而这种压力又能确保。卡具也打算使砂轮的快速而简单地更换成为可能，同时又避免手工操作机床的过载，特别是磨角机。尤其是如果作用于砂轮的力矩过高，砂轮停下来，而主轴法兰和拉力螺母以及拉力件一起实现相对于砂轮的相对运动。该卡具抵消了效率并由此使拉力螺母在操作时进一步上紧本身，换句话说，在更换砂轮时要松开拉力螺母相当困难。尽管如此，唯有用特殊的辅助工具才有可能松开拉力螺母，而且视机床的设计，主轴几乎要靠第二个辅助工具例如扳手来保持稳定。

根据本发明具有主权项所述特点的卡具有如下优点。换刀时不需任何辅助工具且快捷可靠。另一个优点是，即使现有的手工操作机床均可重新装备而无需特别的转换工作。为此，它足以把现有的拉力螺母换成成套零件，它包括调节件、拉力件、拉力螺母和在它们之间的齿轮等轴向保持在一起的零件。通过齿轮，上述成套零件可用手上紧以达拉紧目的，当手工操作机床接着开动，操作时会自动拉紧以作为进一步上紧的结果。上紧时，齿轮使力矩的提高倍增。松开时，作为调节件旋转的结果，齿轮的增矩效果可藉轻微拧松和轴向减拉而迅速简便地排除，拉力件法兰和刀具之间的摩擦连接断开。一旦这种摩擦连接不再存在，成套零件可作为一件拧下，例如和迄今使用的主轴螺母的方式相同，并且也可朝反方向拧上而不用起作用的齿轮。齿轮简单并占空间小，因此实际上尺寸不很大。

主权项所述卡具的进一步发展和改进可以作为列于从属权项中特点的结果。降低拉力螺母和拉力件之间轴向起作用的摩擦是藉权项20至22的特点实现的。

权项的全文在上面不予转载以避免不必要的重复，而是仅仅用权项号数提及，虽然所有这些权项的特点必然要予以考虑，在此时清楚地公开并作为发明的基础。本说明书所述之所有特点以及仅能从附图取得的特点也是本发明的组成部分，即使它们在权项中未被特别强调或叙述。

本发明典型的实施例在附图中加以说明并在下列说明书中详细解释。

图1表示根据第一典型实施例，作为磨角机的一部分并卡有砂轮的卡具的轴向纵剖面图。

图2表示沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的剖面图，

图3和图4分别表示根据第二和第三典型实施例的卡具零件的轴向纵剖面图。

图5表示根据第四典型实施例的卡具的部分纵剖面图以及与图1大致相应的侧视图。

图1和2表示移动式手工操作机床例如磨角机的下部，主轴10用电机经齿轮驱动，其端部经环形台肩11并入直径较小的圆柱形缩径件12，然后再并入具有外螺纹14的螺纹端缩径件13。主轴10用来驱动刀具10，例如所示的砂轮，其他的刀盘、橡胶板、圆锯的锯片或类似物。刀具15卡夹在法兰16和拉力螺母17之间。法兰16轴向支承于环形台肩11并径向对准圆柱形缩径件12的中心。它可靠地联接主轴10。

拉力螺母17具有环形法兰18以及与其一体并从其伸出的圆柱形套筒19，在圆柱形套筒19的部分有内螺纹20，拉力螺母17靠它拧于螺纹缩径件13的外螺纹14上。刀具在紧固时对准圆柱形套筒19的外圆周表面的中心。

拉力件21置于一方面是刀具15和另一方面是拉力螺母17之间的轴向区域。它承受来自拉力螺母17的轴向压力，轴向推顶刀具15并将刀具压向法兰16的轴向端面。

所述的这种卡具还具有一个绕螺纹缩径件13自由转动的手动调节件22。调节件22是一个U形截面的圆盘23，在其中央具有与其一体的套管24，而螺纹缩径件13从中通过并保持两者之间的间隙。调节件22藉自圆盘23伸出一段距离的套管24轴向台肩对准中心并支承于拉力螺母17。在一个未示出的典型实施例中，它可出现在轴向伸出于环形法兰18的圆柱形套筒19的一部分的外圆周表面上。在所示的典型实施例中，拉力螺母17沿其圆柱形套筒19和其环形法兰18的轴向区域具有一个内圆周表面25，它用作支承面，而调节件22靠套管24的一部分对准中心并支承在内圆周表面25上。

卡具也包括齿轮30，调节件22经其传动联接拉力螺母17，而它又联接拉力件21。齿轮30装于拉力件21和调节件22之间的内部。同时，调节件22与齿轮30、拉力螺母17和拉力件21组合并保持在一起以形成一个零件，它可以作为一个成套零件像螺母一样拧于螺纹缩径件13，因此又可将它任意地作为一个单个零件在任何时候换成不同形式的拉力螺母。该成套零件保持在一起以形成一个单个零件，因为U形截面的圆盘23在其面向刀具15的环形部分26的自由边处有一环27，它径向向里并在该区域的拉力件21上面进行啮合，至少是和一个径向向里的零件，并因此使它轴向对着调节件22。在环形部分26的外面有滚花28，因而调节件22藉此较易握紧且用手转动良好。

齿轮30在这里设计成啮合齿轮形式的单级增速齿轮，特别是一种行星齿轮。在另一个典型实施例中（未示）齿轮30为另一种型式，它也可以是多级式的以获得一个传动比。齿轮30的第一部分是一个啮合小齿轮31，它是调节件22上套管的一个整体部分，同时，它相对套管24作同轴布置。啮合小齿轮31位于轴向区域，它轴向延伸于圆盘23和轴向台肩之间，台肩用来支承调节件22以及对准中心并支承于圆周表面25。啮合小齿轮31因此轴向直接贴近圆盘23。它被设计成行星齿轮的太阳轮。当调节件22转动时，驱动力矩通过该啮合小齿轮31传递给齿轮30。

拉力件21设计成类似罐朝上的截面并具有一个法兰32和一个圆柱部分33，后者轴向联接前者并同轴，它们互为一体。圆柱部分33具有与其一体的环形圆盘34。法兰32可藉面向刀具15的轴向表面压向刀具15。法兰32和联接的圆柱部分33以及环形圆盘34一起构成拉力螺母17的容座。圆柱形套筒19通过法兰32的中心，它藉其外圆周表面对准并支承于法兰32的中心。环形法兰18搁在由圆柱部分33和环形圆盘34一起界定的环形空间内，环形法兰18可轴向压向法兰32。

由于齿轮30设计成行星齿轮，拉力螺母17被设计成行星轮支座。在其环形法兰18背向法兰32的轴向侧离中心的一段径向距离上具有至少一个或图1和2中第一典型实施例所示的两个支承螺栓35，36，每个螺栓具有一个支承在其上转动的行星轮37，38。行星轮37，38在直径方向上互相对立并且分别与作为太阳轮的啮合齿轮31啮合。

齿轮30的另一零件是环39，它具有内齿轮40并被设计成行星齿轮的空心轮。两个行星轮37，38与内齿轮40啮合。环39是拉力件21上的整体部分。它邻接环形盘34并远离地朝着法兰32。

图1表示处于卡紧位置的卡具，刀具15藉拉力件21的法兰32轴向夹紧在法兰16上。移动和更换刀具15时用手以“释放”方向转动调节件22。法兰32最初仍与刀具15摩擦连接并且依然保持稳固，因此，啮合齿轮31和行星轮37，38转动的结果是，这些在内齿40和作为行星轮支架的拉力螺母17上的滚轮至少是轻微地轴向移动和松开。将法兰32压向刀具15的轴向力至少是降低了，同时使拉力件21的法兰32和刀具15之间的摩擦连接断开。摩擦连接断开后一旦拉力件21可自由地活动，以“释放”方向进一步转动调节件22的结果是，行星轮37，38相对带内齿40的环39停下来，也就是说不再转动，因此拉力螺母17和拉力件21也停止。然后，调节件22的转动直接传输给拉力螺母17和拉力件21，结果是下列零件：调节件22，行星轮37，38，拉力螺母17和拉力件21实际上等于一个主轴螺母迅速地从螺纹缩径件13拧松并卸下。这种成套零件现在可用手完整地容易地从螺纹缩径件13上卸下。刀具15换下并装上新的之后，采取下列步骤。首先，法兰16滑入主轴10。然后插入新刀具15，再装相当于一个拉力螺母的上述成套零件并藉圆柱形套筒19的内螺纹20拧于螺纹缩径件13。圆柱形套筒19穿过刀具15使它对准套筒的中心。当上述成套零件拧于螺纹缩径件13时，齿轮30首先保持不动。力矩经啮合齿轮31和行星轮37，38通过直接摩擦从调节件22传往拉力螺母17和拉力件21。当拉力件21法兰32开始靠在刀具15上，而拉力件21作为摩擦连接的结果在它们之间制动，齿轮开始起作用。调节件22在“拉紧”方向的转动经啮合齿轮31，复经行星轮37，38传给相对制动拉力件21转动的拉力螺母17，行星轮37，38在其内齿40上滚动，圆柱形套筒19进一步轴向拧紧。同时，拉力螺母17藉环形法兰18更稳固地轴向压向法兰32。藉齿轮30获得的传动比使力矩增加。在带有内齿40的环39上的回复力矩藉与其成一件的法兰32经摩擦连接传给刀具15。

操作时万一刀具15绕法兰16转，刀具15和法兰32之间的摩擦连接可自动再拉紧到与用其他已知标准主轴螺母达到的同样程度，所述卡具简单、便宜、快捷，可靠并且易拿。它能做到换刀15快捷可靠而不需另外的专用工具。另一个优点是，即使现有的手工操作机床，特别是磨床，可以配备这种卡具而不需必要的转换工作。为此，标准的主轴螺母可用包括调节件22，拉力螺母17，拉力件21和在它们之间的齿轮30的成套零件代替。其次，这种卡具可用于完全标准的主轴而不需任何其他必须采取的措施。此外，其优点在于调节件22可设计成具有外部工具啮合表面，所以如有需要，调节件22也可啮合一个专用辅助工具，故在特别棘手的场合下，例如锈住的情况下也可用这种辅助工具以一般的方式松开。

上述卡具适合卡所有可能的刀具15并配合各种类型的手工工具。它尤其适用于磨床，例如磨角机，并因此夹紧盘形刀具15。

在另一个典型的实施例（未示）中使用了上述成套零件，例如配合另一种电机驱动的手工操作机床，例如手工操作的圆锯。

在图3所示的第二典型实施例中，其与第一典型实施例中相应的零件的编号大100，而且因为在参考第一典型实施例的说明时避免重复。

按照图3的第二典型实施例与第一典型实施例的区别在于，将减摩中间件150置于拉力螺母117和拉力件121之间。它包括一个用减摩材料例如塑料制造的圆盘151。圆盘151轴向坐于环形法兰118和法兰132之间。该中间圆盘减少法兰132与拉力螺母117的环形法兰118之间的摩擦。

在图4的第三典型实施例中，在拉力螺母的环形法兰218与拉力件221的法兰232之间同样放置一个减摩中间件250，但这里是一个轴向滚动轴承252。在所示的典型实施例中，它是滚针轴承。在另一个典型实施例（未示）中，轴向滚动轴承252包括一个滚珠轴承，一个滚柱轴承或者一个其他型式的滚动轴承。因此，法兰232和环形法兰218之间以滚动摩擦代替了滑动摩擦，以使摩擦进一步减小。

在图5所示的第四典型实施例中，其与第一典型实施例中相应的零件的编号大300，理由同上。

第四典型实施例表示齿轮330的另一典型实施例，它还是行星齿轮。拉力件321具有一个空心圆柱形中央轮毂360和一个与其一体的径向伸出的法兰332，它可以轴向压向刀具315。拉力螺母317具有圆柱形套筒361，套筒上有内螺纹并靠它拧于主轴310的螺纹缩径件313。

在图5中圆柱形套筒361的下端，径向伸出一个与其一体的环形台肩362，其外径基本上等于轮毂360的外径。藉面对轮毂360的端面363，环形台肩362压向轮毂360的面对的端面364。拉力件321藉轮毂360对准中心并支承在拉力螺母317圆柱形套筒361的外圆周表面上，两个零件用卡环365例如一个弹簧环轴向保持在一起，因而保持了一个轴向间隙。

在拉力件321的轮毂360的外圆周表面上具有正齿轮366，它由与轮毂一体的正齿构成。同样，在拉力螺母317环形台肩362的表面上具有正齿轮367，它同样由与台肩一体的正齿构成。两个正齿轮366和367构成齿轮330的太阳轮，它们联合并同时与至少一个行星轮337作传动啮合。也可以采用几个独立的行星轮。它们可以作宽松地布置或在定位圈（未示）的圆周方向上以一定距离保持分开并藉定位圈自由转动。

用手转动的调节件322在此处是一个环368，它围绕拉力件321法兰332外圆周表面的区域和拉力螺母的外侧并可相对它们转动。环368上有内齿369。它构成齿轮330的空心轮并同样与至少一个行星轮337作传动啮合。至少一个行星轮337或几个行星轮置于由拉力件321，拉力螺母317的环形台肩362和环368限定和封锁的环形空间内。为了在图5的底部轴向覆盖该环形空间，用一个覆盖零件370，从环形台肩362开始径向向外伸至环368。覆盖零件370是拉力螺母317的整体部分。

拉力螺母317上正齿轮367齿的数目不同于拉力件321上正齿轮366齿的数目。如果齿轮367齿的数目大于正齿轮366齿的数目是有利的。例如齿数的相差可达两齿。在一个实例中，正齿轮367有49齿，而另一个正齿轮366仅有47齿。环368内齿轮369的齿数大于正齿轮366和367的齿数。在一个实例中，内齿轮369有65齿。在该实例中，至少一个行星轮337有7齿。

齿轮330的这种设计具有下列优点。环368转动时行星轮在内齿轮369上和拉力螺母317的正齿轮367上滚动。行星轮337转一圈要求环368转一圈多。当行星轮337转动时，拉力螺母317的正齿轮367因齿数差而相对拉力件321的正齿轮366进一步转动。概括地说，它产生了一个从环368到拉力螺母317的高传动比。在提供的实例中，齿轮如上所述，该传动比为1∶42。齿轮330的优点是，只需要小量空间和简单设计就可以得到高的传动比。

Claims (30)

1、把刀具(15)特别是砂轮轴向夹紧于从动主轴(10)法兰(16)的卡具，它包括具有内螺纹(20)并可拧于主轴上螺纹端缩径件(13)的拉力螺母(17)，以及轴向位于刀具(15)和拉力螺母(17)之间并可承受拉力螺母(17)的轴向拉力又将刀具(15)推向和压向法兰(16)的拉力件(21)，其特征是绕螺纹缩径件(13，313)自由旋转的手动调节件(22，322)和齿轮(30，330)，通过齿轮调节件(22，322)传动联接拉力螺母(17，317)，而拉力螺母(17，317)又联接拉力件(21，321)。

2、如权利要求1所述的卡具，其特征在于，齿轮（30，330）装于拉力件（21，321）和调节件（22，322）之间的内部。

3、如权利要求1或2所述的卡具，其特征在于，调节件（22，322）和齿轮（30，330），拉力螺母（17，317）以及拉力件（21，321）组合并保持在一起以构成一个零件，它作为成套零件象螺母一样可拧于主轴（10，310）上的螺纹缩径件（13，313）。

4、如权利要求1至3之一所述的卡具，其特征在于，齿轮（30，330）设计成单级或多级增速齿轮。

5、如权利要求1至4之一所述的卡具，其特征在于，齿轮（30，330）设计成啮合齿轮。

6、如权利要求1至5之一所述的卡具，其特征在于，齿轮（30，330）设计成行星齿轮。

7、如权利要求1至6之一所述的卡具，其特征在于，拉力件（21）设计成类似罐朝上的截面并且具有可轴向压向刀具（15）的法兰（32）以及轴向联接法兰（32）并与其同轴的圆柱部分（33），圆柱形套筒（19）藉其内螺纹（20）可拧于螺纹缩径件（13）并属于通过法兰（32）中心的拉力螺母（17），拉力螺母（17）有一环形法兰（18），它轴向联接其圆柱形套筒（19）并可以轴向地直接或间接压向法兰（32），拉力螺母（17）藉其环形法兰（18）容纳在拉力件（21）内并藉其环形法兰（18）对准中心与支承在圆柱部分（33）内和/或藉其圆柱形套筒（19）处于法兰（32）的中心。

8、如权利要求1至7之一所述的卡具，其特征在于，调节件（22）设计成大致为U形截面的圆盘（23），在其中心有一套管（24），螺纹缩径件（13）从中通过，最好是带有间隙，圆盘藉套管（24）的轴向台肩对准中心和支承在拉力螺母（17）上。

9、如权利要求1至8之一所述的卡具，其特征在于，拉力螺母（17）在其圆柱形套筒（19）和/或其环形法兰（18）的轴向区域有一内或外圆周表面（25），它用作调节件（22）的支承面。

10、如权利要求9所述的卡具，其特征在于，调节件（22）藉其套管（24）的轴向台肩对准中心并支承在拉力螺母（17）的支承表面（25）上。

11、如权利要求1至10之一所述的卡具，其特征在于，调节件（22）有一啮合小齿轮（31），调节件（22）转动时驱动力矩可经其传给齿轮（30）。

12、如权利要求11所述的卡具，其特征在于，啮合小齿轮（31）置于调节件（22）的套管（24）上并与其同轴。

13、如权利要求12所述的卡具，其特征在于，啮合小齿轮（31）置于轴向伸展于用以支承调节件（22）的轴向台肩和圆盘（23）之间的套管（24）的轴向区域。

14、如权利要求11至13之一所述的卡具，其特征在于，啮合小齿轮（31）是套管（24）的整体部分。

15、如权利要求6至14之一所述的卡具，其特征在于，啮合小齿轮（31）设计成行星齿轮的太阳轮。

16、如权利要求6至15之一所述的卡具，其特征在于，拉力螺母（17）设计成行星轮的支座。

17、如权利要求16所述的卡具，其特征在于，拉力螺母（17）在其环形法兰（18）远离地面向拉力件（21）的轴向侧自中心的一段径向距离上具有至少一个带有行星轮（37，38）的支承螺栓（35，36），行星轮可转动地支承在螺栓上并与作为太阳轮的啮合小齿轮（31）啮合。

18、如权利要求6至17之一所述的卡具，其特征在于，拉力件（21）具有与其同轴的内啮合环（39）并设计成行星齿轮的空心轮，其内齿（40）至少和一个行星轮（37，38）啮合。

19、如权利要求18所述的卡具，其特征在于，内啮合环（39）成一件或经环形圆盘（34）直接联接拉力件（21）圆柱部分（33）远离地面向法兰（32）的端部。

20、如权利要求1至19之一所述的卡具，其特征在于，至少有一个减摩中间件（150，250）轴向置于拉力螺母（117，217）和拉力件（121，221）之间，特别是环形法兰（118，218）和法兰（132，232）之间。

21、如权利要求20所述的卡具，其特征在于，中间件（150）是由用减摩材料例如塑料制造的圆盘（151）构成。

22、如权利要求20所述的卡具，其特征在于，中间件（250）是由轴向滚动轴承（252），特别是滚珠轴承，滚柱轴承，滚针轴承或类似轴承构成。

23、如权利要求1至6之一所述的卡具，其特征在于，拉力件（321）具有一个可轴向压向刀具（315）的法兰（332）和一个从上述法兰（332）轴向伸出的中央轮毂（360），拉力螺母（317）可藉具有内螺纹的圆柱形套筒（361）拧于螺纹缩径件（313），而拉力件（321）藉其轮毂（360）对准中心并支承在圆柱形套筒（361）的外圆周表面上，拉力螺母（317）具有从圆柱形套筒（361）径向伸出的环形台肩（362），其面向拉力件（321）的端面（363）压向拉力件（321）轮毂（360）的前端面（364）。

24、如权利要求23所述的卡具，其特征在于，拉力件（321）的轮毂（360）和拉力螺母（317）的环形台肩（362）具有相同的外径并各带一个正齿轮（366，367）特别是具有与构成行星齿轮（330）的两个太阳轮的正齿轮一体的正齿。

25、如权利要求24所述的卡具，其特征在于，在拉力螺母（317）环形台肩（362）上的正齿轮（367）的齿数不同于在拉力件（321）轮毂（360）上的正齿轮（366）的齿数，特别是齿数大于后者。

26、如权利要求25所述的卡具，其特征在于，齿数差总共为两齿。

27、如权利要求23至26之一所述的卡具，其特征在于，调节件（322）设计成一个环（368），它围绕拉力件（321）和拉力螺母（317）的外侧并可相对它们转动，它具有内齿（369）并构成行星齿轮（330）的空心轮。

28、如权利要求27所述的卡具，其特征在于，环（368）的内齿（369）的齿数大于两个太阳轮（366，367）的齿数。

29、如权利要求23至28之一所述的卡具，其特征在于，在拉力螺母（317）的外端具有与其一体并从环形台肩（362）径向伸出至环（368）的覆盖件（370），它从外侧轴向封锁由环（368），拉力件（321）和拉力螺母（317）的环形台肩（362）限定的环形空间。

30、如权利要求29所述的卡具，其特征在于，至少有一个行星轮（337）置于环形空间内，它与环（368）的内齿（369）以及轮毂（360）和环形台肩（362）的两个正齿轮（366，367）作传动啮合。

Images