專利名稱：往復(fù)式工具組合件的減震器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一種在具有一往復(fù)式工作工具的一工具組合件中的用于吸收沖擊的設(shè)備，尤其涉及一種用于液壓、電動(dòng)或氣動(dòng)沖擊工具組合件的減震器。
背景技術(shù)：
液壓錘用于工作現(xiàn)場(chǎng)以用于在搬運(yùn)大塊的堅(jiān)硬物體之前將該物體打碎。液壓錘可安裝于反鏟機(jī)或挖掘機(jī)上，或者可手持。通常，錘子組合件由液壓或氣動(dòng)壓力源提供動(dòng)力。在一工作行程或動(dòng)力沖程過(guò)程中，在活塞的第一凸肩上施加較高的流體壓力，從而沿向前的方向驅(qū)動(dòng)活塞。然后活塞撞擊通常被稱作一刀具的工作工具，該工作工具被向前驅(qū)動(dòng)，從而使工作工具的工作末端撞擊石塊、水泥、瀝青或其它要被打碎的堅(jiān)硬物體。
在一返回行程過(guò)程中，在活塞的第二凸肩上施加流體壓力以使活塞回到其初始位置。
工作工具被保持在套管中，一般將該套管稱為一前端罩。一般使用一工具保持止動(dòng)銷來(lái)將工具保持在該前端罩中。該銷子延伸穿過(guò)前端罩的一側(cè)并在工作工具中與被機(jī)加工的一橫向槽接合。該槽的高度大于銷子的直徑，從而可允許錘子在一個(gè)限定的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在使用中，當(dāng)工作端部沒(méi)有與其上使用了工具的堅(jiān)硬物體完全接合時(shí)，或者在空沖程過(guò)程中，前端罩必須阻礙工具的工作行程。這導(dǎo)致很大的沖擊負(fù)荷，導(dǎo)致在將沖擊負(fù)荷傳送回錘體的組件中產(chǎn)生較高的瞬時(shí)應(yīng)力發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是克服上述的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明設(shè)置有一種工具組合件，該組合件包括形成一腔室的一殼體；一往復(fù)工作工具，該工作工具布置在該腔室中以在一工作行程和一返回行程中進(jìn)行周期性運(yùn)動(dòng)；以及，一工具保持件，該工具保持件被布置成在工作行程結(jié)束時(shí)保持工作工具。該工具組合件包括一減震器，該減震器設(shè)置在至少部分地圍繞工作工具的一套筒中并被布置成用來(lái)吸收來(lái)自工作造成的沖擊。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的錘子組合件的立體圖；圖2是圖1的錘子組合件的分解圖；圖2A示出了圖1的錘子組合件的上、下殼體構(gòu)件之間的連接器的縱截面圖；圖3示出了圖1的錘子組合件的前端罩和工作工具的縱截面圖；圖4示出了圖1的錘子組合件的套筒的局部縱截面圖；圖5是圖4所示套筒的立體圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)錘子組合件的套筒和工作工具的局部縱截面圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)錘子組合件的套筒和殼體的局部縱截面圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)錘子組合件的套筒和工作工具的局部縱截面圖；以及圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)錘子組合件的套筒和工作工具的局部縱截面圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1到圖3，其中示出了一工具組合件10，具體是一種液壓錘工具組合件，該組合件可連接于反鏟機(jī)或挖掘機(jī)(未示出)。該工具組合件10包括一殼體11、形成在該殼體11中的一腔室16、一活塞18和一工作工具20。該殼體11是一個(gè)兩件組合式殼體，包括一上殼體構(gòu)件12和一下殼體構(gòu)件14，它兩通常分別形成上、下腔室，這兩個(gè)腔室一起組成腔室16，下殼體構(gòu)件通常被稱為前端罩?；钊?8可工作地容納在腔室16中，從而活塞18可沿箭頭22和24的大致方向平移。具體來(lái)說(shuō)，在一個(gè)工作行程過(guò)程中，活塞18沿箭頭22的大致方向移動(dòng)，從而撞擊工作工具20。相反，在返回行程中，活塞18沿箭頭24的大致方向運(yùn)動(dòng)。
一液壓回路(未示出)提供加壓流體以在工作行程中將活塞18推向工作工具20以及在返回行程中使活塞18返回。不再對(duì)該液壓回路進(jìn)行進(jìn)一步的描述，因?yàn)槿魏芜m當(dāng)?shù)囊簤貉b置都可使用以向活塞18提供加壓流體，比如US 5,944,120中所描述的裝置，這對(duì)于熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。
在鄰近工作行程結(jié)束處，活塞18撞擊工作工具20的上端40。工作工具20包括一軸42、一保持法蘭44和一末端46。軸42穿過(guò)形式為帶一中心孔82的一套筒的一工具保持件80。該孔82具有小于保持法蘭44的直徑，從而限制工作工具20沿箭頭22的大致方向的運(yùn)動(dòng)。如下所述，可將工具保持件80從殼體11上拆下，從而可將其末端46結(jié)構(gòu)不同的各種工作工具20連接于工具組合件10。當(dāng)活塞18撞擊工作工具20時(shí)，活塞18的力通過(guò)工作工具20沿箭頭22的大致方向被傳遞給末端46。另外，該力施加在諸如石塊、水泥或?yàn)r青之類的一堅(jiān)硬物體上以將該堅(jiān)硬物體打碎。
上、下殼體構(gòu)件12、14由一殼體接合裝置50連接，這在圖2和2A中可以最清楚地看到。在所示的實(shí)施例中，該殼體接合裝置50包括四個(gè)繞上殼體構(gòu)件12的插頭部分54的周邊等距設(shè)置的凸耳52。它們的形狀被設(shè)置成當(dāng)將插頭部分54插入下殼體構(gòu)件14的插座部分56時(shí)，四個(gè)凸耳52可在形成在插座部分56的內(nèi)壁60上的四個(gè)突起58之間通過(guò)。上殼體構(gòu)件12隨后相對(duì)于下殼體構(gòu)件14旋轉(zhuǎn)，從而使諸凸耳52接合在諸突起58之下。
設(shè)置形式為四個(gè)頂起螺絲70的預(yù)加應(yīng)力裝置用來(lái)推動(dòng)四個(gè)凸耳52的面向上方的配合表面72而使之抵靠于四個(gè)突起58的、面向下方的配合表面74。諸螺絲70接合在繞上殼體構(gòu)件12的一圓形法蘭78的周邊等距設(shè)置的諸螺紋孔76中。諸頂起螺絲70接合于形成在下殼體構(gòu)件14的上端的、面向上方的一支承表面79。
工具保持件80和殼體11由一接合裝置90連接。在所示的實(shí)施例中，該接合裝置90包括四個(gè)繞工具保持件80的一插頭部分94的周邊等距設(shè)置的凸耳92。它們的形狀被設(shè)置成當(dāng)將插頭部分94插入下殼體構(gòu)件14的一插座部分96時(shí)，四個(gè)凸耳92可在形成在插座部分96的內(nèi)壁100上的四個(gè)突起98之間通過(guò)。工具保持件80隨后相對(duì)于下殼體構(gòu)件14旋轉(zhuǎn)到一接合位置，從而使諸凸耳92接合于諸突起98之下?？梢岳斫獾氖强梢栽O(shè)想出其它形式的互相接合的突起，且凸耳和突起的形狀和數(shù)量可改變且不限于附圖所示的。在插座部分96的內(nèi)壁100上可形成一擋塊(未示出)，從而在工具保持件80旋轉(zhuǎn)時(shí)，諸凸耳92之一與該擋塊接觸以表示已被充分旋轉(zhuǎn)到位。
工具保持件80在其上端具有一彈性法蘭102。該法蘭102從工具保持件80的插頭部分94的中心孔伸出。法蘭102具有一上表面104，該上表面朝向設(shè)置在工作工具20的保持法蘭44上的一接觸表面106。上表面104為截頭圓錐形并具有一錐角α，該錐角在所述的實(shí)施例中為60°，但也可在30和90°之間。工作工具20上的接觸表面106也為截頭圓錐形并具有一錐角β，該錐角β大于上表面104的錐角α，從而當(dāng)接觸表面106撞擊上表面104時(shí)，最初的接觸是在懸掛伸出的法蘭102的自由端107處。在所述的實(shí)施例中，錐角β是70°，但它也可為40和90°之間。
形式為兩組螺絲110的鎖定裝置設(shè)置在殼體11中的諸孔中。它們與工具保持件80的插頭部分94接合并阻止工具保持件80和殼體11的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。然而，也可以設(shè)置任何其它適當(dāng)?shù)逆i定裝置，且如果需要的話還可省略鎖定組合件。
設(shè)置形式為一彈性密封環(huán)112的預(yù)加應(yīng)力裝置，以推動(dòng)殼體11上的突起98的第一配合表面114使之抵靠著工具保持件80上的凸耳92的第二配合表面116。
工作工具20沿箭頭22的方向的運(yùn)動(dòng)由保持法蘭44與下套筒或工具保持件80之間的碰撞所限制，而工作工具20沿箭頭24方向的運(yùn)動(dòng)由工具頂部40與一柱形工具止檔件120的一凸肩118之間的碰撞所限定，該工具止檔件與下殼體構(gòu)件14接合。
雖然本發(fā)明是參照凸耳和突起進(jìn)行描述的，但可以理解的是也可以設(shè)置其它形式的互相接合的突起。例如，工具保持件80上的第二配合表面可設(shè)置在形成一陽(yáng)螺紋的一螺旋突起部上并與殼體11上作為一陰螺紋的相應(yīng)的螺旋突起部的第一配合表面接合。在另一個(gè)實(shí)施例中，接合裝置可為一插栓式管接頭，其中在工具保持件80的插頭部分94上設(shè)置有兩個(gè)或更多個(gè)銷子，這些銷子與設(shè)置在插座部分96的內(nèi)表面上的兩個(gè)或更多個(gè)L形插口接合。
雖然本發(fā)明是參照插頭部分94形成在工具保持件80上而插座部分96形成在殼體11上的實(shí)施例描述的，但該接合裝置的設(shè)置可以是相反的，即，插頭部分形成在殼體11上而插座部分形成在工具保持件80上。
雖然以上所述的預(yù)加應(yīng)力裝置包括一彈性密封環(huán)112，但也可使用其它的預(yù)加應(yīng)力裝置，比如彈簧或其它將工具保持件80和殼體11推開(kāi)的彈性裝置。在設(shè)有工具保持件80和殼體11上的對(duì)應(yīng)的螺旋突起部的情況下，預(yù)加應(yīng)力裝置可為在殼體構(gòu)件上的一緊固扭矩的作用下引起螺紋的彈性或塑性變形。
工業(yè)應(yīng)用性在使用中，活塞18的能量被傳送給工作工具20。如果工作工具20與諸如石塊、水泥或?yàn)r青之類的堅(jiān)硬物體接合，很大比例的能量將傳送給堅(jiān)硬物體以將該堅(jiān)硬物體打碎。然而有一定比例的能量被傳送給工具保持件80，而且如果工作工具20沒(méi)有與堅(jiān)硬物體充分接觸或是在空沖程中的話，該比例還會(huì)增加。這些能量被進(jìn)一步從工具保持件80傳送到殼體11，且在實(shí)際上將上、下殼體拉開(kāi)。彈性法蘭102作為減震器來(lái)減小由工作工具施加在工具保持件80上的力的峰值，從而減小工具組合件中的應(yīng)力。
當(dāng)工作工具20的接觸表面106向彈性法蘭102的上表面104碰撞時(shí)，最初是在懸掛伸出的彈性法蘭102的自由端107處接觸的。然后法蘭隨著工作工具20繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)而變形，從而接觸力隨著時(shí)間而增加。該碰撞隨時(shí)間而傳播開(kāi)，使得與沒(méi)有減震器的情況相比減小了力的峰值。
雖然本發(fā)明在其優(yōu)選實(shí)施例中是參照從其根部沿徑向向外延伸的一彈性法蘭來(lái)說(shuō)明的，但可以理解也可將該法蘭布置成沿徑向向內(nèi)延伸，如圖6所示。彈性法蘭202在工具保持件80的插頭部分94的外周邊處從其根部向內(nèi)延伸。法蘭202的上表面204為截頭圓錐形并與工作工具20的平面或截頭圓錐形接觸表面206相接觸。
雖然本發(fā)明是參照設(shè)置在工具保持件80的上端的一彈性法蘭描述的，但可以理解該法蘭也可布置在一中間位置以作用在工具保持件80和殼體11之間，如圖7所示。彈性法蘭302為不連續(xù)的，并且只設(shè)置在插頭部分94的周邊上的、與工具保持件80的諸凸耳92相對(duì)應(yīng)的那些部分上。法蘭302的下表面為截頭圓錐形并且與設(shè)置在殼體11的諸突起98上的平面或截頭圓錐形接觸表面306相接觸。在這個(gè)實(shí)施例中，工具保持件80將隨工作工具20運(yùn)動(dòng)，而能量被吸收，彈性法蘭變形。
雖然本發(fā)明是參照彈性法蘭設(shè)置在工具保持件80上的實(shí)施例來(lái)進(jìn)行描述的，但可以理解該法蘭也可設(shè)置在工作工具20上，如圖8所示。彈性法蘭402從其在工作工具20的軸42處的根部向外沿徑向延伸。工具保持件80的上表面404為截頭圓錐形或平面，并且與彈性法蘭402上的截頭圓錐形接觸表面406相接觸。
在圖9所示的實(shí)施例中，工具保持件80與參照?qǐng)D3到5所述的類似，而相同的標(biāo)號(hào)用來(lái)表示相同的零件。在圖9的上半部分中顯示出的工具保持件80處于未接合位置，而在圖的下半部分則表示處于接合位置。此外，這里設(shè)置了安裝在下殼體構(gòu)件14中的腔室16中的一減震套筒150。設(shè)置在下殼體構(gòu)件14的內(nèi)表面上的一面向下方的環(huán)形支承表面152限制套筒150沿箭頭24的方向的運(yùn)動(dòng)。該套管具有一彈性法蘭154，該法蘭的作用是在工作行程之后工作工具20回彈時(shí)減輕工作工具20的沖擊。工作工具20的保持法蘭44具有一截頭圓錐形或平面的接觸表面156，在工作工具20的端部40與套筒150的凸肩118接觸之前該接觸表面先與彈性法蘭154上的相對(duì)應(yīng)的接觸表面接觸，從而減小對(duì)錘子和機(jī)械內(nèi)部的沖擊?？梢岳斫鉁p震套筒150可獨(dú)立于工具保持件80上的減震法蘭102而設(shè)置。
雖然本發(fā)明是參照工具是由一液壓致動(dòng)的活塞驅(qū)動(dòng)的一錘子組合件來(lái)描述的，但本發(fā)明也可應(yīng)用于任何具有可通過(guò)一適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)裝置和/或返回裝置而在一腔室中運(yùn)動(dòng)的一往復(fù)的工作工具的工具組合件，包括采用一傳統(tǒng)的銷釘裝置來(lái)將工作工具固定在前端罩中的錘子組合件。本發(fā)明包括氣動(dòng)工具、電動(dòng)工具和其它沖擊工具，以及機(jī)械安裝工具和手持式工具組合件。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是增長(zhǎng)了工具組合件的各組件的壽命，并減少對(duì)安裝有工具組合件的器械的損壞的危險(xiǎn)。另外，由于接觸面積增加，因此噪聲也減小。
雖然在附圖和前述的說(shuō)明中對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但應(yīng)該認(rèn)為這樣的說(shuō)明和描述只是示例性的而非限制，可以理解，這里只示出并描述了優(yōu)選實(shí)施例，落入本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)所有改變和變型都要受到保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種工具組合件包括形成一腔室的一殼體；一往復(fù)工作工具，該工作工具被布置在該腔室中以在一工作行程和一返回行程中進(jìn)行周期性運(yùn)動(dòng)；以及一工具保持件，該工具保持件被布置成在工作行程結(jié)束時(shí)保持工作工具，其中，該工具組合件包括一減震器，該減震器設(shè)置在至少部分地圍繞工作工具的一套筒中并被布置成用來(lái)吸收來(lái)自工作時(shí)的沖擊。
2.如權(quán)利要求1所述的工具組合件，其特征在于，減震器包括設(shè)置在套筒上的一彈性法蘭。
3.如權(quán)利要求2所述的工具組合件，其特征在于，彈性法蘭從套筒如懸臂伸出。
4.如權(quán)利要求1到3的任意一項(xiàng)所述的工具組合件，其特征在于，套筒是工具保持件的一部分并具有工作工具延伸從中穿過(guò)的一孔；以及，殼體包括一接合裝置，該接合裝置通過(guò)工具保持件和殼體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使工具保持件與殼體接合。
5.如權(quán)利要求4所述的工具組合件，其特征在于，接合裝置包括在工具保持件和殼體上的互相接合的諸突起部。
6.如以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的工具組合件，其特征在于，工作工具包括一接觸表面，該表面被布置成在工作行程結(jié)束時(shí)與工具保持件碰撞。
7.如權(quán)利要求1到3的任意一項(xiàng)所述的工具組合件，其特征在于，環(huán)形彈性法蘭設(shè)置在一套筒上，該套筒被布置成在工作行程結(jié)束時(shí)與工作工具上的接觸表面碰撞。
8.如權(quán)利要求6或7所述的工具組合件，其特征在于，彈性法蘭被布置成工作工具的接觸表面與彈性法蘭在碰撞過(guò)程中的最初的接觸點(diǎn)是在如懸臂伸出的彈性法蘭的自由端。
9.如權(quán)利要求8所述的工具組合件，其特征在于，彈性法蘭具有朝向工作工具的接觸表面的一上表面，該上表面為截頭圓錐形并具有30°到90°的一錐角。
10.如權(quán)利要求9所述的工具組合件，其特征在于，工作工具的接觸表面為截頭圓錐形并具有大于彈性法蘭的上表面的錐角的一錐角。
11.如權(quán)利要求5所述的工具組合件，其特征在于，彈性法蘭布置在設(shè)置于工具保持件上的諸突起上，從而當(dāng)工作工具和工具保持件在工作行程過(guò)程中碰撞時(shí)彈性法蘭允許工具保持件和殼體之間有相對(duì)彈性運(yùn)動(dòng)。
12.如權(quán)利要求11所述的工具組合件，其特征在于，彈性法蘭是非連續(xù)的。
13.如權(quán)利要求12所述的工具組合件，其特征在于，彈性法蘭具有朝向殼體的一接觸表面的一下表面，該下表面為截頭圓錐形并具有30°到90°的一錐角。
14.如權(quán)利要求13所述的工具組合件，其特征在于，殼體的接觸表面為截頭圓錐形并具有大于彈性法蘭的下表面的錐角的一錐角。
15.一種包括如以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的工具組合件的液壓錘。
全文摘要
一種工具組合件，例如一種液壓或氣動(dòng)錘組合件包括形成一腔室的一殼體；一往復(fù)工作工具，該工作工具布置在該腔室中以在一工作行程和一返回行程中進(jìn)行周期性運(yùn)動(dòng)；以及，一工具保持件，該工具保持件被布置成在工作行程結(jié)束時(shí)保持工作工具。該工具組合件包括一減震器，該減震器被布置成可在一行程結(jié)束時(shí)吸收來(lái)自工作工具的沖擊。該減震器包括一環(huán)形彈性法蘭，該法蘭可從工具保持件如懸臂伸出，從而在工作行程結(jié)束時(shí)吸收沖擊，或者該法蘭可設(shè)置在一套筒上，以被布置成在返回行程結(jié)束時(shí)吸收沖擊。該減震法蘭減少了傳進(jìn)工具組合件的沖擊，從而使工具組合件的諸組件壽命增長(zhǎng)。
文檔編號(hào)B25F5/00GK1880026SQ200610091380
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月15日
發(fā)明者潘春暉, L·P·彼勒斯二世 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司