旋转锤的制作方法

文档序号:2298704阅读:577来源:国知局
专利名称:旋转锤的制作方法
技术领域
本发明涉及一种旋转锤,特别涉及一种结合有一气垫锤打机构的锤。
这种锤一般包括工具夹持器和一气垫锤打机构,该工具夹持器可以保持用于作用于工件上的锤头或钻头,而气垫锤打机构包括一活塞和一打击件,此打击件可滑动地设置在一气缸,所以,活塞在气缸中的往复运动使得打击件击打位于工具夹持器中的锤头。然而,这种锤可以以一种以上的模式使用。例如,一个锤可以只以一种锤打或“錾凿”模式使用或另外只以钻削模式使用,在锤打模式中,活塞在气缸中往复运动,以便使打击件击打锤头而工具无任何转动,在钻削模式中,气缸可以形成为连接于工具夹持器的主轴的一部分,并使其围绕活塞转动,由此,引起插入工具夹持器的锤头旋转。该锤也可以以一种组合旋转锤模式使用,在该模式中,活塞在气缸中往复运动,使得打击件击打锤头,与此同时,气缸围绕活塞的轴线转动,由此,使得锤头转动。
作为一个例子,在专利文件WO98/47670中描述了这样一种锤。这种锤具有一驱动马达,该马达布置成以其电枢轴垂直于锤主轴的轴线,且该锤具有一单个的切换机构,该机构可以在纯转动、纯錾凿和结合转动与錾凿模式之间切换。电动机的电枢轴连接于一安装在曲柄壁的一端上的驱动轴,该曲柄壁使得活塞在驱动轴转动时于水平取向的气缸内往复运动。该活塞通过空气间隙与同样位于气缸内的推杆相联系,所以,活塞的往复运动使得推杆往复运动,并击打位于推杆前方的打击件,由此,使得打击件冲击插入工具夹持器中的锤头的后端。通过切换成转动模式可以改变操作模式,在转动模式,活塞曲柄与驱动轴脱离连接,代之以使气缸围绕活塞、推杆和打击件转动,由此,使得锤头在工具夹持器中转动。通过将开关移动到第三位置,可以使活塞往复运动,同时,使气缸转动,从而,将锤头设置到锤打或錾凿模式。
锤的,特别是推杆的各种往复运动部件必须密封在气缸中,以克服在其不同侧边产生的压差,同时,能够在气缸内运动。然而,这一直产生一些问题,通常这种密封件形成为位于一槽内的弹性体的环形件,其中该环行件凸出于推杆的表面,以在该槽中密封该推杆。此外,该密封件和/或气缸的内表面必须设有一油脂涂层,以保持密封。然而,推杆在气缸内的往复运动将逐渐地从密封区域刮掉该油脂,所以降低密封件的密封效果,并会因推杆的往复运动增加密封件在气缸内的磨擦热。
本发明的特征在于,推杆在其最接近活塞的端部于其周向表面上设有一环形凹槽,其中,一环形密封件位于该凹槽内,该环行密封件具有位于该凹槽的径向朝外表面上的环形座放翻边和连接于该座放翻边的环形密封翻边,该环形密封件在该凹槽的径向朝外表面和气缸的内壁之间延伸。
在推杆上使用这种形式的密封件的有利的方面在于,该密封件能够在无任何油脂情况下起作用,而此油脂可能会因推杆在气缸中的往复运动由密封区域损失掉。该密封翻边最好在其前端部(沿锤的使用方向)连接于座放翻边,且其最好该凹槽的径向朝外表面和气缸的内壁之间相对于座放翻边成一锐角延伸。这种布置意味着在活塞和推杆之间的区域内的过压趋于迫使座放翻边抵靠气缸的内壁,从而改进环形密封件的密封效果。这样一种过压是由于活塞朝推杆的向前运动而产生的,且其由于驱动推杆冲击打击件而非常高。当活塞向后运动时,既离开推杆时,在活塞和推杆之间的区域内形成部分真空,使得推杆向后朝活塞运动。当推杆向后运动时推杆的前端和后端之间的压差必须也由推杆来密封,但在本例中,压差试图将密封翻边移离开气缸的内壁,而不是朝向它。然而,这样一种压差决不会大于1巴,所以,密封翻边可以设计成足以防止变形来保持这种压差。
最好,座放翻边沿推杆轴向上延伸如密封翻边一样的距离。这就会降低由于作用于密封翻边上任何压力引起的密封件的变形而使座放翻边被推出位置的可能性。
在推杆的后端设置环形凹槽,在没有其它变型的情况下,当活塞和推杆处在它们的最接近的分开状态时将增加它们之间的区域内的容积,因此,减少它们之间的区域内的空气压力。这就有减少由活塞和推杆传递力的效果,所以,活塞的一面最好朝向推杆,而该面有一个与推杆的朝向活塞的那端的轮廓互补的形状。例如,活塞最好有一个凸脊,其围绕朝向推杆的那面的周边延伸,并可以在活塞和推杆到达最接近点处延伸到推杆的凹槽内。
现在将参照附图通过示例描述本发明的旋转锤的一种形式,其中

图1表示本发明旋转锤的局部剖开的截面视图;以及图2表示图1所示本发明旋转锤的一部分细节。
参照附图所示,一个旋转锤具有一个壳体1,这种旋转锤更详细的描述于专利文件WO98/47670和美国专利申请09/060395中,这些文件的公开的内容合并于此引为参考。该壳体通常由几个元件组成,其在后端形成有一抓握部分3,所以,一个通常的用于开关电动机6的开关致动器5突伸到一抓握开孔4内,该开孔由抓握部分3在其后边确定出。在锤壳体1的后下部,引出一根用作将旋转锤连接到电源的主导线。
位于图1所示的旋转锤的上部的是一内壳体1’。其由两半壳件形成并由铸铝或类似物制成。该内壳体向前延伸出旋转锤壳体1之外,且锤主轴8可转动地装于其内。该锤主轴的后端形成一按通常的方式设有通气孔的导向管或气缸8’,用于气动或气垫锤打机构,而在该锤主轴的前端保持一通常的夹持器2。该锤机构包含一由工程塑料材料制成的活塞9,例如尼龙4,6或尼龙6,6,该材料含有少量的聚四氟乙稀,以便帮助在气缸内滑动。该活塞9通过装于其内的枢轴11和曲柄臂12耦合于曲柄轴15,该曲柄轴偏心地座放在驱动轴13的盘状上端部14上。活塞9实施一往复运动,交替地在其前端产生真空和过压,以便相应地移动位于气缸8’内的推杆10,从而,此推杆将冲击传递给打击件21,该打击件将冲击传递到未示出的锤头或錾头的后端部,而锤头则插入到工具夹持器2内。这种气动或气垫锤打机构的这种操作模式和结构如已经提及的本来是已知的。
电动机6按这样的方式布置在锤壳体1中,使其电枢轴7垂直于锤主轴8和工具夹持器2的纵轴线延伸,该电枢轴7的纵轴线最好与锤主轴8和工具夹持器2的纵轴线位于一个平面内,在如图1所示的电枢轴7的上端部形成一小齿轮7’,该小齿轮与用于锤机构的可转动地座放在驱动轴13的齿轮18啮合。该小齿轮7’还与一齿轮23啮合,齿轮23布置在电枢轴7的位于与驱动轴13相对的那侧上,并不可转动地固定在可转动地装于壳体1’的轴22上。在轴22的上端形成一个斜齿轮,该斜齿轮与一驱动套16的斜齿16’啮合,该驱动套通过示意性表示的摩擦轴承可转动但轴向上不可移动地座放于锤主轴8上或在其形成用于锤机构的导向管8’的后部上。一连接套17由于与锤主轴8的外表面上的花键部段的接合,轴向上可移动但不可转动布置在驱动套16的前面的锤主轴8上。该连接套17可以在一通过在其后端部形成的齿或凸起与在驱动套16的前端部的相应的齿或凸起正啮合的位置和其与驱动套16之间没有啮合的前移位置之间移动。一螺旋弹簧30’沿驱动套16的方向对连接套17加载。此弹簧加载的结果是,一旦连接套17沿与驱动套16正啮合的方向移动且伴随着由于连接套17的凸起或齿的端面抵靠驱动套16的凸起或齿的端面而阻止正啮合,在连接套17和驱动套16有相对扭转时,也就是说,由于轴22旋转驱动轴16,自动地建立正啮合。
正如可以看到的,电枢轴7通过齿轮23和轴22的斜齿的转动引起驱动套16的转动,且在驱动套16和连接套17之间有正啮合时,也引起锤主轴8的转动并由此引起工具夹持器2的转动。因此,在驱动套16和连接套17之间没有正啮合时,尽管驱动套16的转动,锤主轴8则不转动。相反,如果连接套17用其设置于前端区并径向向外突伸的凸起与壳体固定区24内的相应凹槽正啮合,结果是处于连接套17的位置,并由此处于包括工具夹持器2的锤主轴8的位置,此位置将转动锁定。连接套17的这种操作模式是已知的。
为了驱动锤机构,电枢轴7的小齿轮7’驱动的齿轮18以专利文件WO98/47670中详细描述的方式连接于驱动轴13,所以,曲柄轴15实施一环行运动,此环行运动通过曲柄臂12在锤机构的导向管8’内产生活塞9的往复运动。这种类型的驱动在旋转锤中也是已知的,其中,电动马达6的电枢轴7垂直于锤主轴8和工具夹持器2的纵轴线。
为了在旋转锤的各个操作模式之间进行切换,该旋转锤具有如专利文件WO98/47670中所述的起作用的单个开关元件(未示出)。
图2更详细地示出了活塞9,其设有一周向槽26,该周向槽内设有一个O型环形式的环形密封件27,此密封件是由较耐高温的弹性体如由杜邦公司以商品名“Viton”销售的那种制成的。密封件27最好是‘浮动’O型环的形式,该O型环在其非应变状态具有一内径和一外径,此内径略大于该周向槽的朝外表面的直径,最好约1.0mm,而外径也约1.0 mm,大于活塞的直径。周向槽26具有大于密封件27的尺寸约0.3至0.4mm的轴向尺寸。为了清楚起见,密封件27和周向槽26的尺寸上的差别被放大了。这些尺寸使得密封件在锤只以钻削模式操作时围绕活塞9旋转,相对周向槽壁该密封件没有摩擦热生成。当锤以錾凿模式操作,活塞9在气缸中往复运动,而气缸不转动时,该密封件将克服活塞9和推杆10之间的缝隙中的气体的过压和负压提供令人满意的密封,并不会在活塞9内产生任何摩擦热,这是因为在密封件27和活塞9之间没有旋转运动。密封件7是大约1.0mm的过尺寸,也就是说,外径大于活塞大约1.0mm,以便当活塞的运动方向改变每次循环时提供一密封。当锤以组合的旋转锤模式操作,活塞9在气缸8’中往复运动,而气缸围绕活塞转动时,密封件27将围绕活塞转动,而速度比气缸的低,所以,在活塞内产生很少的热。
为了在图2中详细示出的推杆10和气缸8’的有减少摩擦的内表面之间的密封,该推杆10设有一密封件30,该密封件由聚四氟乙稀制成并位于该推杆的后端的一凹槽31内。密封件30的形状一般是环形的,且该环形件具有大致的L形截面,既具有大致圆柱状环形座放翻边36和大致截头圆锥密封翻边38,该圆柱状环形座放翻边抵靠凹槽的内周向表面设置,而截头圆锥密封翻边在前边缘处(沿锤的使用方向)弯曲地连接于其上,所以,其在推杆10和气缸之间以一锐角延伸到座放翻边36,以便克服活塞9和推杆10之间的区域内的过压将两者密封(此后称为“L”环密封)。该密封件由相对弹性的无变形材料(在本例中为聚四氟乙稀)制成,所以,其不能设置于推杆中的凹槽内,但一定能滑过推杆的后端进入凹槽。该凹槽可以在其后端设置一小的突出的凸脊,以阻止密封件30由推杆10滑落下。
密封件的这种形式将提供有效密封防止当活塞向前移动在活塞9和推杆10之间的区域内产生大的过压(为对推杆10作用大的冲击此区域是必须的)时空气由该区域泄露,这是由于该过压趋向于使环形翻边38与气缸8’的内壁。当活塞9向后移动时,在活塞和推杆之间的区域内形成部分真空,该区域可以通过防止密封件30的变形来进行密封,因为在本例中横过密封件的压差不超过1巴。
由于凹槽31和“L”形截面的密封件30的存在,推杆的后表面不是平面。因此,活塞9的朝前的面设有一围绕其周边区域延伸的朝前的凸脊32,所以,活塞的前面33一般依随推杆10的朝后的端面34的形状,而当活塞和推杆处于它们非常靠近的位置时该凸脊32可以延伸到凹槽31中。活塞的面33和推杆的面34的互补形状使得活塞最接近推杆的位置处活塞9和推杆10之间的空气间隙的容积为最小,而空气压力为最大。这就使得最大冲击通过气垫由活塞9传递到推杆10,而活塞和推杆彼此互相不接触。
权利要求
1.一种旋转锤,其包括(a).一工具夹持器(2);和(b).一气垫锤打机构,其包括一有一端部(8)的气缸(8’),该端部连接于该工具夹持器,一活塞(9)、一推杆(10)和一打击件(21),该打击件可滑动地设于该气缸中,所以,活塞在气缸中的往复运动将使得推杆在气缸中往复运动,因此,使得打击件击打位于工具夹持器中的锤头;其中,推杆(10)在其最接近活塞(9)的端部于其周向表面上有环行凹槽(31),其中,环形密封件(30)位于凹槽内,该环形件具有位于该凹槽的径向朝外表面上的环形座放翻边(36),和结合于该座放翻边并在该凹槽的径向朝外表面和气缸(8’)的内壁之间延伸的环形密封翻边(38)。
2.如权利要求1所述的旋转锤,其特征在于,环形密封翻边(38)在该凹槽(31)的径向朝外表面和气缸(8’)的内壁之间以一锐角延伸到座放翻边(36)。
3.如权利要求1或2所述的旋转锤,其特征在于,环形座放翻边(36)轴向上沿推杆延伸大致与环形密封翻边(38)一样的距离。
4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转锤,其特征在于,密封翻边(38)具有足以防止变形,使其在该锤的前端处抵抗1巴的过压。
5.如权利要求1至4中任一项所述的旋转锤,其特征在于,活塞(9)具有一朝向推杆(10)的面,该面的形状与推杆的朝向活塞的端部的轮廓互补。
6.如权利要求5所述的旋转锤,其特征在于,活塞(9)有一凸脊(32),该凸脊围绕朝向推杆(10)的面的周边延伸,且当活塞和推杆到达最接近的点时其可以延伸到推杆的凹槽(31)内。
7.如权利要求1至6中任一项所述的旋转锤,其特征在于,环形密封件(30)由聚四氟乙稀制成。
8.如权利要求1至7中任一项所述的旋转锤,其特征在于,活塞(9)由塑料材料制成。
全文摘要
一种旋转锤,其包括工具夹持器(2)和气垫锤打机构,其包括有一端部(8)的气缸(8’),活塞(9)、推杆(10)和打击件(21),活塞的往复运动使得推杆在气缸中往复运动,使打击件击打位于工具夹持器中的锤头。推杆(10)在其周向表面上有环行凹槽(31),环形密封件(30)位于该凹槽内,它具有环形座放翻边(36),和结合该座放翻边并在径向朝外表面和气缸(8’)的内壁之间延伸的环形密封翻边(38)。
文档编号B25D16/00GK1262976SQ0010232
公开日2000年8月16日 申请日期2000年2月12日 优先权日1999年2月9日
发明者R·普莱兹彻, R·B·维彻, B·M·鲁特斯 申请人:布莱克-德克尔公司
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