ДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ИЛИ ХИРУРГИЧЕСКИХ ЦЕЛЕЙ С МЕХАНИЗМОМ СТОПОРЕНИЯ
HOLDER FOR STOMATOLOGICAL OR SURGICAL PURPOSES WITH STOPPING MECHANISM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение касается ручного держателя для стоматологических или хирургических нужд, содержащего полый вал, вращающийся вокруг продольной оси и установленный на подшипниках в неподвижном трубчатом кожухе; зажимной патрон, установленный в переднем конце полого вала и содержащий центральный канал, предназначенный для установки в нем хвостовика съемного инструмента, при этом патрон содержит осевые ветви, выполненные вокруг оси, каждая из которых оборудована кулачком в центральном канале; механизм стопорения, установленный на полом валу и выполненный с возможностью воздействия центростремительной силой на опорную поверхность каждой ветви патрона для стопорения хвостовика инструмента между кулачками патрона; и механизм разблокировки, установленный, по меньшей мере, частично на неподвижном кожухе и выполненный с возможностью воздействия на механизм стопорения, по меньшей мере, для ослабления патрона.
Уровень техники
В известных держателях, описанных, например, в патентной заявке FR 2191869, соответствующей патенту US 3902248, кулачки находятся на конце патрона, содержащем наружные опорные поверхности конической формы, которые заходят во внутренний конус трубчатого держателя, прижимающего таким образом конец держателя к хвостовику инструмента. Например, патрон установлен с возможностью скольжения в полом валу, его кулачки и наружные опорные поверхности находятся на его переднем конце и взаимодействуют с передним отверстием вала, а патрон удерживается в зажатом состоянии при помощи стопорной пружины, которая тянет его назад в осевом направлении. Механизм разблокировки содержит наружную муфту, соединенную с корпусом инструмента при помощи винтовой системы и выполняющую функцию привода. Когда пользователь поворачивает муфту, она перемещается вперед, увлекая за собой внутреннюю втулку, которая сжимает стопорную пружину и перемещает вперед патрон для его высвобождения из зажимающего его конуса.
В случае, когда инструмент, устанавливаемый в держателе, подвергается воздействию относительно больших усилий, в частности крутящего момента и осевых усилий, стопорение патрона должно быть достаточно надежным. Это значит, что стопорная пружина должна иметь достаточно высокую осевую силу, и силы трения, действующие на конические поверхности, преобразующие эту осевую силу в радиальные усилия стопорения, должны быть достаточно большими. Механизм разблокировки должен быть выполнен с возможностью преодоления этих сил и создавать достаточное осевое толкающее усилие, действующее на скользящий узел, на который действует стопорная пружина. Это осевое толкающее усилие передается на корпус держателя через, по меньшей мере, один из подшипников, на которых установлен вращающийся вал. Большую часть времени, как в конструкции, описанной в публикации FR 2191869, это толкающее усилие действует вперед и нагружает таким образом подшипники в направлении, противоположном осевым нагрузкам, действующим на инструмент во время работы, то есть подшипники должны быть выполнены таким образом, чтобы выдерживать осевые нагрузки в обоих направлениях.
Кроме того, относительно сильная пружина имеет относительно большую массу, что является существенным недостатком для детали, которая вращается очень быстро и центровка которой, как правило, не может быть осуществлена с достаточной точностью. Возникающие при этом вибрации возрастают с увеличением массы этой пружины.
В держателе, описанном в патенте US 3631597, патрон и его пружинное стопорное устройство выполнены так же, как и в описанном выше случае, и имеет те же недостатки. Для преодоления усилия стопорной пружины предусмотрен механизм разблокировки, содержащий шарики, заходящие одновременно в геликоидальные щели неподвижной трубки и в продольные пазы поворотной муфты, выполняющей функцию ручного привода.
В патенте US 3488850 описан ручной держатель, не содержащий стопорной пружины. Патрон содержит наружные конические поверхности, взаимодействующие в кольцевыми деталями, обеспечивающими его стопорение, и установлен в полом валу с продольным зазором. Передний конец патрона установлен не на этом валу, а на переднем опорном подшипнике, закрепленном в подвижном в осевом направлении носике, выполняющем функцию ручного привода. Для этого носик устанавливают при помощи резьбы на корпусе держателя таким образом, чтобы оператор мог его поворачивать, перемещая назад или вперед передний опорный подшипник для стопорения или разблокировки патрона. Существенным недостатком такой системы является то, что при застопоренном патроне, то есть во время работы на опорные подшипники действует большая осевая нагрузка. Кроме того, тип установки переднего опорного подшипника является недостаточно жестким, чтобы избежать возникновения вибраций инструмента, как только скорость возрастает.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков известных технических решений путем создания конструкции, обеспечивающей прочное стопорение на уровне кулачков патрона и ограничивающей при этом осевые усилия, возникающие в механизмах стопорения и разблокировки. В частности, механизмы стопорения и разблокировки должны быть выполнены с возможностью облегчения управлением патрона и предотвращения непроизвольных манипуляций. Дополнительной задачей настоящего изобретения является также упрощение конструкции подшипников опор держателя, в частности снижение осевых нагрузок, по меньшей мере, на один из этих подшипников.
Первым объектом настоящего изобретения является ручной держатель указанного во вступлении типа, отличающийся тем, что механизм стопорения содержит скользящую муфту, установленную на полом валу, и для каждой ветви патрона - трансмиссионный элемент, установленный в радиальном отверстии полого вала между упомянутой опорной поверхностью ветви и внутренней кулачковой поверхностью скользящей муфты, и тем, что механизм разблокировки содержит скользящее кольцо, установленное в неподвижном трубчатом кожухе и содержащее наружный кольцевой паз, вращающуюся втулку, установленную вокруг неподвижного кожуха, соединенную с ручным приводным узлом и содержащую внутренние осевые пазы, и набор шариков, каждый из которых заходит в один из упомянутых осевых пазов, в геликоидальную щель и в упомянутый кольцевой паз таким образом, чтобы при повороте вращающейся втулки в определенном направлении скользящее кольцо перемещалось в осевом направлении, увлекая за собой скользящую муфту механизма стопорения и высвобождая патрон.
Благодаря такой комбинации отличительных признаков можно достичь достаточно прочного стопорения патрона и избежать появления больших осевых усилий во вращающейся части держателя и, кроме того, за счет такого сокращения усилий облегчить устройства стопорения и разблокировки. Согласно предпочтительному варианту выполнения геликоидальная щель механизма разблокировки может содержать сбоку возле конца, где находится шарик в нерабочем положении механизма разблокировки, - гибкий язычок, удерживающий шарик путем защелкивания в этом положении, чтобы избежать непроизвольной разблокировки.
В направлении стопорения на скользящую муфту может действовать относительно слабая пружина. В наиболее предпочтительном варианте в кулачковой поверхности можно выполнить полость, образующую защелку, удерживающую на месте скользящую муфту за счет упругости ветвей патрона, что позволяет отказаться от обычной стопорной пружины. В результате при разблокировке нет необходимости преодолевать осевое толкающее усилие, создаваемое этой пружиной.
Вторым объектом настоящего изобретения является ручной держатель указанного во вступлении типа, отличающийся тем, что механизм стопорения содержит скользящую муфту, установленную на полом валу, и для каждой ветви патрона - трансмиссионный элемент, установленный в радиальном отверстии полого вала между упомянутой опорной поверхностью ветви и внутренней кулачковой поверхностью скользящей муфты, и тем, что механизм разблокировки содержит скользящее кольцо, установленное в неподвижном трубчатом кожухе и приводимое в действие ручным приводным узлом таким образом, чтобы он мог перемещать в осевом направлении скользящее кольцо для приведения в движение скользящей муфты механизма стопорения, чтобы ослабить патрон, и тем, что упомянутая кулачковая поверхность содержит первую полость, содержащую наклоненную в осевом направлении поверхность, и вторую полость, менее глубокую, чем первая полость, и отделенную от нее выступающей частью, и тем, что ветви патрона выполнены упругими, при этом вторые полости образуют защелку, удерживающую на месте скользящую муфту, когда упомянутые трансмиссионные элементы заходят во вторые полости за счет упругости ветвей патрона. Это обеспечивает также преимущества, упомянутые в предыдущем разделе.
Согласно предпочтительному варианту выполнения каждая ветвь патрона образована рычагом, первый конец которого соединен с кольцевой частью при помощи шарнира и упомянутая опорная поверхность которого отстоит от этого шарнира в осевом направлении, при этом кулачок находится ближе к шарниру, чем опорная поверхность. В результате упомянутые центростремительные силы, создаваемые механизмом стопорения, могут быть уменьшены, так как они усиливаются рычагами патрона для обеспечения прочного стопорения на инструменте.
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания различных вариантов выполнения, представленных в качестве неограничительных примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематичный вид в перспективе держателя в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2 (фиг.2а и 2b) - вид в продольном разрезе по первому варианту выполнения держателя, показанного на фиг.1, содержащего патрон, взаимодействующий с шариковым механизмом стопорения.
Фиг.3-5 - вид патрона, показанного на фиг.2, соответственно в перспективе, в продольном разрезе и сбоку.
Фиг.6 - частичный вид в перспективе устройства привода стопорения и разблокировки патрона.
Фиг.7 - вид сцепного соединения между двумя валами держателя.
Фиг.8 - вид вставной детали соединения.
Фиг.9 - вид в продольном разрезе детали по  второму варианту выполнения, состоящему в модификации шарикового механизма стопорения, показанного на фиг.2а.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показан ручной держатель 1 для стоматологических или хирургических целей, в котором реализованы несколько вариантов выполнения, описанных ниже. Держатель оборудован съемным вращающимся инструментом 2, содержащим цилиндрический хвостовик 3, зажатый во вращающемся патроне держателя 1. Держатель содержит двигатель, в данном случае - электрический двигатель, вращающий инструмент 2 с высокой скоростью. Двигатель установлен в главном корпусе 4 держателя и питается и управляется от внешнего блока через электрический кабель 5, соединенный с задней частью держателя. Оператор осуществляет стопорение и разблокировку, вращая в том или ином направлении муфту 6, установленную с возможностью вращения на корпусе 4. Позициями 7 и 8 обозначены вентиляционные окна. Такое устройство применяется, в частности, в стоматологических кабинетах, в стоматологических лабораториях и в технологиях микрохирургии. В представленных примерах речь идет об устройстве для стоматологической лаборатории, в котором используют инструменты, хвостовик которых имеет стандартный диаметр 2,35 мм.
Далее со ссылкой на фиг.2-5 следует описание первого варианта выполнения зажимного патрона 10 для крепления инструмента и механизмов стопорения и разблокировки этого патрона. Патрон 10 установлен в переднем конце держателя внутри полого вращающегося вала 11, соединенного с валом 12 электрического двигателя 13. Вал 11 установлен на шарикоподшипниках 14 и 15 в кожухе 16, закрепленном на корпусе 4 держателя, и может, таким образом, вращаться со скоростью порядка 50000 оборотов/мин в показанном здесь устройстве. Однако зажимной патрон, такой как патрон 10, может также применяться в устройстве, инструмент которого может вращаться со скоростью в несколько сотен оборотов в минуту, в частности, с приводом от воздушной турбины.
Механизм 17 стопорения патрона 10 установлен на валу 11 и вращается вместе с ним. Механизм 18 разблокировки патрона, управляемый поворотом муфты 6, установлен на не вращающемся кожухе 16 и может воздействовать на механизм 17 стопорения для высвобождения инструмента после остановки вращения. Эти механизмы будут подробно описаны ниже.
В частности, на фиг.3-5 показан первый вариант выполнения патрона 10, содержащего в данном случае три кулачка 20, равномерно распределенных вокруг центрального канала 19 патрона, в который заходит хвостовик 3 инструмента. Каждый кулачок 20 содержит цилиндрический участок 21 поверхности, предназначенный для взаимодействия с хвостовиком инструмента.
В передней части патрон 10 содержит по существу цилиндрический входной ствол 22, содержащий осевое отверстие 23, калиброванное с высокой степенью точности для максимально точной центровки инструмента. На фиг.2 показано, что задний направляющий ствол 24 закреплен в валу 11 сзади патрона 10 и содержит центральное отверстие 25, предназначенное для направления конца хвостовика инструмента.
Каждый кулачок 20 выполнен заодно с соответствующим рычагом 26, выполненным в заднем осевом направлении, начиная от входного ствола 22, с которым он соединен при помощи гибкой части 27, образующей подобие шарнира, на котором рычаг 26 может поворачиваться в направлении оси вращения 30 вала. На каждом рычаге 26 кулачок 20 находится гораздо ближе к гибкой части 27, чем к свободному концу 28 рычага, в результате чего радиальная сила, действующая на рычаг возле его конца 28, создает очень большое зажимное усилие на уровне кулачка 20.
Предпочтительно патрон 10, показанный на чертежах, выполнен в виде единой металлической детали, например, из стали. Рычаги 26 отделены друг от друга осевыми щелями 31, каждая из которых продолжена вырезом 32 в задней части ствола 22. В каждый вырез 32 заходит шпонка 33, жестко соединяющая во вращении патрон 10 и полый вал 11. Поперечные щели 34 уменьшают толщину рычагов 26 в их основании и определяют таким образом гибкие части 27 в трех периферических зонах поперечного сечения патрона. В передней части входного ствола 22 выполнена внутренняя кольцевая канавка 35 для тороидальной прокладки 36 и наружная кольцевая канавка 37 для кромок неподвижного колпачка 38 и гайки 39, завинчиваемой на валу 11 для удержания патрона 10 в осевом направлении. Гайка 39 содержит вентиляционные ребра 39а, предназначенные для создания небольшого давления воздуха под колпачком 38, чтобы помешать попаданию грязи через щель между колпачком и стволом 22. Кроме того, гайка 39 прижимает в радиальном направлении конец 11а полого вала 11 к стволу 22, при этом данный конец выполнен более тонким и разделен осевыми щелями на гибкие язычки. Это обеспечивает центровку патрона 10 без зазора в полом валу.
В варианте, не показанном на чертежах, входной ствол 22 может быть выполнен в виде отдельной детали и не являться частью патрона 10. В этом случае передняя часть этого патрона образована короткой кольцевой частью, с которой шарнирно соединяются рычаги 26. Эта кольцевая часть может быть выполнена, в случае необходимости, отдельно от рычагов, однако более предпочтительно выполнять их в виде единой детали.
Механизм 17 стопорения содержит муфту 40, установленную с возможностью скольжения вокруг полого вала 11, с которым она жестко соединяется во вращении при помощи поперечного штифта 41, заходящего в продольные щели вала 11 и муфты 40. Пружина 42, работающая на сжатие, опирающаяся через шайбу на задний направляющий ствол 24, толкает штифт 41 в осевом направлении назад. Передний конец муфты 40 содержит внутренний кольцевой паз 43, ограниченный спереди конической поверхностью 44. В соответствующие отверстия 78 (см. фиг.9) полого вала 11 устанавливают три шарика 45, имеющих диаметр, соответствующий расстоянию между внутренней поверхностью вала 11 и дном кольцевого паза 43 муфты 40. Каждый шарик 45 опирается на наружную поверхность одного из рычагов 26 патрона 10 рядом с концом 28 рычага.
Когда муфта 40 отсоединяется от механизма 18 разблокировки, она стремится переместиться скольжением назад под действием осевого толкающего усилия пружины 42 таким образом, чтобы коническая поверхность 44 толкала внутрь в радиальном направлении конец каждого рычага 26 при помощи соответствующего шарика 45. За счет поворота рычага на гибкой части 27 эта сила повышается и передается на кулачок 20 рычага и в результате сильно сжимает хвостовик инструмента, причем во время работы действует постоянно. Специалисту понятно, что в таком механизме стопорения рычаги 26 патрона могут быть либо жесткими, либо слегка упругими. Если они являются жесткими, радиальные перемещения их концов просто происходят на меньшем расстоянии, и это же относится к осевому перемещению муфты 40. В обоих случаях большая сила сжатия на уровне кулачков 20 поддерживается постоянно, даже если усилие пружины 42 является относительно умеренным благодаря эффекту рычага патрона, а также благодаря слабому наклону конической поверхности 44 по отношению к оси 30. Следствием этого слабого наклона является также то, что центробежная сила, действующая на рычаги 26, не может преодолеть действие пружины 42. Следует также отметить, что передача усилий через шарики 45 происходит с минимальным трением, что также способствует поддержанию определенной силы сжатия. Вместе с тем использование шариков не является обязательным, так как их можно заменить другими трансмиссионными элементами, проходящими через вал 11 и способными толкать рычаги 26 внутрь.
Механизм 18 разблокировки выполнен с возможностью толкать муфту 40 вперед, преодолевая силу пружины 42, когда пользователь поворачивает приводную муфту 6 на корпусе 4 в соответствующем направлении. Он содержит втулку 50, соединенную и вращающуюся с приводной муфтой 6, один или несколько шариков 51, в данном случае шариков, расположенных симметрично относительно оси 30 держателя, и толкающее кольцо 52, установленное с возможностью скольжения в кожухе 16 и содержащее в передней части внутренний буртик 53, опирающийся в осевом направлении на наружный поясок 54 муфты 40, когда последняя не вращается. Шарики 51 заходят в наружный кольцевой паз 55 кольца 52. Кроме того, каждый шарик 51 заходит в соответствующий осевой паз 56 втулки 50 и в наклонную щель 57 (фиг.6) кожуха 16. Контур каждой щели 57 является по существу геликоидальным, чтобы способствовать определенному осевому перемещению шарика 51, и его концы могут быть выполнены слегка коленообразными, чтобы лучше фиксировать положение остановки шарика. В предпочтительном варианте, показанном на фиг.6, задний конец каждой щели 57, соответствующий заднему положению кольца 52 и, следовательно, состоянию стопорения патрона 10, содержит гибкий язычок 58, конец которого содержит бобышку 58а, которая локально уменьшает ширину щели 57, чтобы удерживать защелкиванием шарик 51 в конце щели 57. Это позволяет упруго удерживать вращающуюся приводную муфту 6, чтобы предупредить непроизвольное включение и дать пользователю почувствовать, что патрон отходит от своего нормального рабочего положения. Необходимо заметить, что гибкий язычок 58 выполняют путем простого вырезания фрезой дополнительной щели 59 в кожухе 16. Эта щель по существу параллельна щели 57, с которой она соединяется вокруг конца язычка 58.
Отличительным признаком ручного держателя, показанного, в частности, на фиг.2, является то, что вращающаяся часть установлена всего на трех опорных подшипниках, а именно на переднем шарикоподшипнике 14, центральном шарикоподшипнике 15 и заднем шарикоподшипнике 60, при этом оба коаксиальных вала 11 и 12 поддерживаются центральным подшипником 15, внутри которого они соединены и вращаются вместе при помощи положительного сцепного соединения 16, показанного, в частности, на фиг.2, 7 и 8. Задний конец полого вала 11 содержит заплечик 62, упирающийся во внутреннее кольцо 63 подшипника 15. Кроме того, он содержит группу кулачков 64, установленных в натяг в кольцо 63, в данном случае группу из трех кулачков, выполненных по окружности и отстоящих друг от друга на 120 градусов. Передний конец вала 12 двигателя заходит во внутреннее кольцо 63 подшипника 15 предпочтительно с возможностью небольшого осевого люфта, который может возникать вследствие термических расширений, осевых зазоров подшипников и других допусков. Этот конец вала 12 также содержит кулачки 65, расположенные в осевом направлении между кулачками 64 другого вала, для обеспечения передачи крутящего момента между двумя валами в двух направлениях. Вставная деталь 66, предпочтительно из синтетического материала, содержит центральный цилиндрический корпус 67 и радиальные ребра 68, заходящие между смежными кулачками 64 и 65 и выполняющие роль вкладышей. Кроме того, вставная деталь 66 прижимается в осевом направлении к полому валу 11 при помощи пружины 69 сжатия, установленной внутри вала 12, роль которой будет пояснена ниже.
На передний подшипник 14 действует предварительным напряжением пластинчатая пружина 70, толкающая назад внешнее кольцо 71 подшипника, выполненное с возможностью скольжения внутри кожуха 16. Это осевое предварительное напряжение передается через подшипник 14 и вал 11 до зоны центрального подшипника 15, где оно распределяется, с одной стороны, на усилие, действующее на вставную деталь 66 и вал 12 двигателя и имеющее величину, равную осевому толкающему усилию пружины 69, и на остаточное усилие в центральном подшипнике 15 в виде предварительного напряжения, возвращающегося на кожух 16 через внешнее кольцо 72 подшипника. Осевое усилие, которым пружина 69 действует на вал 12, естественно является осевым предварительным напряжением заднего подшипника 60. За счет наличия осевого зазора в сцепном соединении 61 между двумя валами, эта нагрузка не меняется, когда пользователь действует осевым толкающим усилием на инструмент, так как это толкающее усилие полностью поглощается центральным подшипником 15, внешнее кольцо 72 которого поддерживается концом трубчатого элемента 73 корпуса 4, завинчиваемого в задний конец кожуха 16.
Описанная выше конструкция имеет такие же преимущества, что и известная конструкция с четырьмя опорными подшипниками, с точки зрения поглощения осевых нагрузок, но она является гораздо более короткой и позволяет таким образом существенно сократить общую длину держателя. Это сокращение длины позволяет повысить точность действий оператора, в частности, за счет сокращения усилий, которым кабель 5 действует на задний конец устройства.
Другим существенным преимуществом является то, что, поскольку оба вала 11 и 12 удерживаются и центруются одним и тем же кольцом, обеспечение их концентричности не требует никаких дополнительных средств.
На фиг.9 показан второй вариант выполнения механизма 17 стопорения, отличающийся значительными упрощениями по сравнению с первым вариантом выполнения держателя. Механизм 17 отличается от описанного выше механизма в основном конструкцией, показанной на фиг.9, и отсутствием центральной пружины 42, показанной на фиг.2а. В этом случае механизм 18 разблокировки служит приводным средством для стопорения и разблокировки. Чтобы удерживать его защелкиванием как в положении стопорения, так и в положении разблокировки, щель 55, показанная на фиг.6, может быть оснащена гибким язычком 58 на каждом из ее концов.
На фиг.9 показано, что передний конец муфты 40 изменен простым добавлением кольцевого паза 80 с профилем в виде арки, и этот кольцевой паз отделен от конической поверхности 44 коротким цилиндрическим участком поверхности, образующим радиальный выступ 81 по отношению к соседним поверхностям. В этом случае каждый рычаг 26 патрона 10 предпочтительно выполняют слегка упругими, что позволяет механизму 17 стопорения работать следующим образом.
На фиг.9 показано положение разблокировки, в котором каждый шарик 45 может доходить до дна кольцевого паза 43 таким образом, чтобы каждый рычаг 26 патрона 10 мог отходить и прижиматься к внутренней поверхности полого вала 11. Кулачки 20 патрона 10 в этом случае расходятся максимально, что позволяет вставить или снять хвостовик 3 инструмента.
Для последующего стопорения патрона 10 муфту 40 перемещают назад поворотом приводной муфты 6, как и в предыдущем примере, но при этом осевое перемещение муфты 40 является большим, так как оно осуществляется до момента, когда паз 80 устанавливается на шариках 45. Чтобы обеспечить перемещение муфты 40 назад при помощи кольца 52, показанного на фиг.2а, на ней вокруг заднего конца можно закрепить съемный кольцевой упор 79 (на чертежах показан пунктирной линией). На первом этапе при прохождении по шарикам 45 коническая поверхность 44 толкает рычаги 26 к центру и заставляет их сгибаться, когда кулачки патрона встречают достаточное сопротивление на хвостовике инструмента. Благодаря такому прогибу цилиндрический выступ 81 может пройти над шариками, а затем кольцевой паз 80 защелкивается на шариках и удерживает на месте скользящую муфту 40 только за счет силы, с которой рычаги 26 опираются на шарики 45.
Разблокировку осуществляют практически так же, как и в первом варианте выполнения, путем поворота приводной муфты 6 (фиг.2а), которая перемещает кольцо 53 и муфту вперед до положения, показанного на фиг.9.
Возможность упразднения центральной пружины 42, показанной на фиг.2, имеет большое преимущество. С одной стороны, улучшается балансировка вращающейся части, так как практически невозможно идеально обеспечить центровку такой пружины в удерживающем ее отверстии. Обеспечивается также выигрыш в весе. С другой стороны, отказ от этой пружины позволяет сократить осевые усилия, которым механизм 18 разблокировки действует в направлении передней части скользящей муфты 40 и, следовательно, на полый вал 11. Дело в том, что эти усилия должны передаваться затем в подшипники этого вала, в частности, в передний подшипник 14, размеры которого должны быть минимальными и который не должен подвергаться воздействию чрезмерных осевых усилий. При конструкции, показанной на фиг.9, максимальное осевое усилие, действующее на вал 11 во время разблокировки, является усилием, необходимым для выхода шариков 45 из кольцевого паза 80. Его значение может быть легко заранее определено профилем, который придают этому кольцевому пазу.
На фиг.9 показано, что на внутреннем крае цилиндрического отверстия 78, содержащего шарик 45, выполняют буртик 82 или ряд эквивалентных выступов, чтобы удерживать его после отсоединения патрона 10. Поскольку выполнение такого буртика является сложным, его можно заменить небольшим выступом, выполненным на заднем стволе 24 на входе отверстия 78, слегка укоротив рычаги 26 патрона.
Можно отметить, что описанный выше механизм 17 стопорения, как в варианте выполнения, показанном на фиг.2а, так и в варианте, показанном на фиг.9, действует только на периферические поверхности патрона 10, а не на его конец. Это позволяет выполнять различные варианты патрона рычажного действия в соответствии с принципами, изложенными в настоящей заявке.
Как показано на фиг.2а, один из этих вариантов состоит в перемещении назад (на чертеже вправо) переднего направляющего ствола 24 и в его выполнении в патроне 10, при этом оба конца рычагов 26 в этом случае соединяют соответственно с передним стволом 22 и с задним стволом 24, причем рычаги выполняют достаточно упругими, чтобы они могли сгибаться в радиальном направлении между стволами под действием шариков 45. В этом случае шарики действуют на опорные поверхности, находящиеся по существу на половине длины рычагов. Таким образом, кулачки 20 могут одновременно находиться возле переднего ствола 22 и возле заднего ствола 24, обеспечивая тем самым удержание без зазора хвостовика инструмента в двух точках, удаленных друг от друга в осевом направлении.
В другом варианте аналогичной концепции в валу 11 можно устанавливать два патрона, таких как патрон 10, располагаемых валетом и содержащих более тонкие рычаги, промежутки между которыми позволяют вставлять их между рычагами другого патрона, при этом они не соприкасаются друг с другом. Кулачки одного из патронов будут находиться впереди, тогда как кулачки другого патрона будут находиться немного сзади, обеспечивая таким образом удержание без зазора хвостовика инструмента в двух точках, удаленных друг от друга в осевом направлении. Механизм стопорения может содержать две группы шариков 45 и, в случае необходимости, два кольцевых паза 43, смещенных в осевом направлении в скользящей муфте 40, для воздействия на соответствующие патроны.
Хотя примеры, описанные выше, касаются только рычажных патронов, само собой разумеется, что варианты настоящего изобретения могут распространяться также на ручные устройства, зажимные патроны или оправки которых содержат ветви, не являющиеся рычагами, если механизм стопорения должен прежде всего действовать центростремительной силой на каждую из этих ветвей.