专利名称：冲击工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有动阀装置(valve arrangement)的冲击工具，所述动阀装置使用套阀，所述套阀在阀操作期间具有受到控制的位移，并且打开至锤头的端口以在液压流体的压力下驱动冲锤。沿着阀滑动以开始压缩气体的滑动式差动活塞(stepped piston)提供受压的液压流体，压缩气体接着驱动所述活塞以在高压下迫使液压流体抵靠冲锤。所述阀与阀座相配合并被配置成在阀到达其行程终结时可缓冲阀与阀座的接合。优选地，蓄能器被设置成在冲击行程之后可调节冲锤回弹所产生的压力峰值(pressure spike)。
背景技术：
授予本发明人中之一者的美国专利第6,155,353号中示出已知的冲击工具。’353号专利揭示可滑动安装在外壳内的冲锤以及此说明书内所示的普通类型的滑动阀。’353号专利包括活塞，所述活塞压缩气体，所述气体接着在阀调节流量时将驱动活塞以在高压下迫使液压油抵靠冲锤。冲锤接着撞击用于破坏硬质材料(例如混凝土、沥青及其类似物)的撞击或轧碎工具(breaking tool)。
一般设有冲锤的现有液压驱动的冲击工具以高能量的短脉冲的快速循环撞击轧碎工具，并且冲击工具在以高频率运转期间会振动。各种动阀装置已经朝着更高能量效率的目标改进。需要用于提供冲锤的输出力的输入能量具有最大使用率，并且理想的目标是在冲击工具上还获得较高的冲击力。
发明内容
本发明涉及一种冲击工具，其具有滑动安装冲锤的本体，所述冲锤在本体内的腔室内往复运动。冲锤由活塞进行操作，所述活塞由压缩气体施力以在控制套阀下将液压油驱动到冲锤，所述套阀交替地使活塞压缩气体并释放液压油。
冲锤与外部液压源相联，所述外部液压源逆着孔环(orifice ring)的第一侧面移动冲锤的末端，并且分离式管状套阀密封孔环的第二相对侧面。来自外部来源的压力下的液压流体在安装在壳体内的滑动活塞的底侧面上的活塞室内发挥作用，以在套阀密封孔口时沿着封闭的气体腔室在活塞顶部处移动活塞。套阀还控制当阀密封在孔口内时打开而当阀打开孔口时关闭的排出通道。活塞还位于孔环的第二侧面上，并且活塞在压缩行程中的远离孔环的方向上的运动将腔室内的气体压缩到一高水平。
活塞在其压缩行程上移动选定量之后，活塞的一部分会与管状套阀上的阀致动器或驱动构件相接合，所述阀致动器或管状套阀滑动安装在活塞的内孔内并延伸穿过活塞。活塞在远离孔环的方向上的进一步运动可移动管阀而使其远离孔环的第二侧面，从而打开孔口并从管阀内部关闭排出通道。活塞室内的液压油接着直接穿过孔环的开口，以朝着冲击工具驱动冲锤。
因为活塞由于顶部活塞室内的高气压而发生方向反转，所以在活塞的压缩行程上移动活塞的液压流体会流过目前打开的孔口并驱动冲锤。通过活塞的压缩行程可使气压升至较高水平。活塞经过底侧的活塞室朝着孔环的反向运动使底侧活塞室内的液压油加速并迫使冲锤加速而远离冲击行程上的孔环。当将冲锤驱动到冲击行程上后，活塞的底端与管状套阀上的第二挡块或肩部相接合，并迫使套阀朝向孔环以密封孔口的开口，接着再次从管状套阀的内部打开排出通道。冲锤被液压驱动朝着孔环返回，并且当冲锤返回孔环上的阀座时，驱动冲锤的液压油会流到排出口。管状套阀安装在孔环之相对于冲锤的侧面上并将该侧面封上，以再次使来自外部来源的液压将活塞驱动到其压缩行程上。
液压油穿过孔口时因活塞上的高压气体所造成的加速流动会撞击冲锤而使其向下抵靠在轧碎工具上，并且所述工具通过固定行程移动到要冲击或轧碎的表面上。
管状套阀上的第二挡块为构成管状套阀之邻接孔环的端部上的肩部的环。当活塞在其驱动行程上移动时，活塞端部与肩部相接合。环在阀上的与所述肩部相对的侧面密封孔口。套阀的相对端部关闭并打开排出口或通道。套阀朝着孔环的运动会打开管阀的连接排出口的内部通道，这使得在冲击行程上驱动冲锤的液压流体(油)穿过管阀中央经过孔环并通过排出口排出。
管状套阀必定停在其两个封闭位置处，即，封闭孔口及封闭排出口。同样，当阀接近其运动的终点时，阀和阀座用以提供减慢流出的缓冲液压油，以避免孔口密封处的高速冲击及排出阀表面损坏管阀。
活塞为差动活塞，并在开向气体腔室的顶部侧面上具有较大的表面积。活塞底部的表面积较小，其中所述活塞底部上的液压流体在压力下移动活塞并压缩气体。这会由活塞用于驱动冲锤的驱动行程对冲锤提供较大的能量输入。
另外，环绕管阀的活塞由两部分构成，使得在其冲锤驱动行程(朝着孔环)上，当气体在压力下驱动活塞时，活塞的一部分停在活塞套上的肩部上，同时较小活塞区段使阀位于以一低于作用于阀上的整个活塞的惯性力的惯性力来密封的孔环的第二侧面上。
排出通道开向蓄能器，当冲锤在以撞击工具冲击到较硬物体上后弹回时，所述蓄能器将会吸收冲锤所造成的压力峰值。
所述工具的壳体或本体设有环绕活塞套的环形充气室，活塞在所述活塞套内移动，从而增加活塞所压缩并用于驱动活塞以制动冲锤的气体的体积，而无需增加壳体长度。
图1A和1B合起来为本发明的冲击工具的一个优选实施例的轴向横截面，其中所示的本配置中的工具部件处于循环的“开始”状态；图2为放大的横截面图，显示在冲击工具上端处的正在运行的阀和能量活塞配置；图3为冲击循环开始后的阀下部以及活塞的放大的横截面图；图4为阀的上端在活塞已完成一个气体压缩行程后的放大的横截面图；
图5为与图4相似的视图，其中在驱动行程期间，所示的阀位于其上升位置处且活塞与阀相接合；图6为阀端部的放大的横截面图，其中所述阀位于阀座上且上端使通道打开以供排出之用；图7为阀在靠近图6的位置时的进一步放大的截面图；图8为阀的放大截面图，其中所述阀处于接近阀座过程中，以示出提供液压缓冲的配置；图9为阀上端的截面图，其中所述阀接近于最大的向上运动而进入缓冲槽沟内，所述阀在所述槽沟处停止；图10为与图1A相似的部分截面图，示出具有伸长上端的修改的冲锤；图11为与图2相似的本发明的冲击工具上端的部分截面图，并且示出用于指示的优选实施例；以及图12为图8中所示的阀的下端以及孔环的放大的部分横截面图。
具体实施例方式
图1A和图1B中的实施例示出冲击工具20，所述冲击工具包括具有纵向中心轴24的本体22，所述中心轴为操作轴且冲锤沿着所述中心轴传送供冲击工具用的冲击。本体内限定出纵向通道26，并且所述通道具有不同直径，尤其是在图1A中所示的上端。本体22具有上部端盖30，所述上部端盖如将会说明者在本发明中形成蓄能室(accumulator chamber)。
端盖30包括周边环状肩部31，其与端盖形成整体并邻近本体22的端面29。设有端盖螺母32，其被以螺纹33旋至本体22上。端盖螺母具有形成抵靠在端盖30的肩部31上的肩部34的凸缘。密封件35用于密封端盖30，从而将再次形成用于在操作期间缓冲压力峰值的蓄能室46。
如图所示，端盖30用于提供用以使各内部部件保持在通道26内的适当位置处的轴向负载。上部的内部部件61、60、54以及70被连续装载并抵靠在孔环80上，所述孔环依次抵靠在堆叠的内部套筒部件82、86以及88上，所述套筒部件被保持在壳体22之靠近其下端的内部上的环94所形成的肩部上。
排出口37通过端盖30的侧面，排出通道40被设置在端盖内并向下引导至端盖内的环形室42。端盖内孔46为蓄能室并包含在压力下充入的气体，用以阻止蓄能器活塞48在孔46内密封滑动的运动。
蓄能器活塞48具有环绕其周边的密封件50，并且所述蓄能器活塞将响应于其上端与其下端之间的不同压力而沿着孔46滑动。通过在压力下经由塞紧的开口52填充适当的气体来提供腔室46内的压力，且在图3和图4中所示的情况中，蓄能器活塞48位于其最下端的位置处。
端盖30使阀导套(valve guide sleeve)54位于环形轴颈环(neck collar)56所形成的凹槽内的中心处。阀导套54也由密封件58密封。阀导套54依次具有与供排出阀本体60用的肩部相接合的环形肩部59，所述排出阀本体为位于阀导套端部处的插塞。如将会说明的，插塞或排出阀本体60通过罩盖30相对于工具本体22保持静止。排出阀本体60用作用于打开和关闭经由环形通道42连接到排出口37的排出通道的阀体。
工具本体22具有环形室62，所述环形室从端盖30靠近轴颈环56的底部或内端部向下延伸至减小的孔区段64，所述孔区段的尺寸使圆柱形活塞导套66下端位于中心处。如图所示，活塞导套66具有以第一较小直径形成活塞室68的内孔区段以及形成大尺寸活塞室72的较大直径的上部活塞导套区段70。活塞套66具有抵靠在上部阀导套54的下部肩部或凸缘76上的上端部74。因此，罩盖30将轴向负载施加到活塞套66的顶部上。
活塞套66的下端还具有减小的端部78，所述端部具有与孔环80相接合的端面。
孔环80被支承在圆柱形套筒82的上端部上，所述圆柱形套筒为用于滑动安装实心锤(solid hammer)84的套筒轴承。冲锤84在套筒轴承82内往复运动。套筒轴承82进而保持在通过圆柱形套筒隔离片(sleeve spacer)86在所述套筒轴承的上端部上支承孔环80的位置处。隔离片86支承套筒轴承82的下端，并进而支承在下端轴承88上，轴承88用于安装冲锤84的下部较小直径的端部85。
可以看出隔离片86从本体22的中心孔的内表面向内分隔以形成环形通道或腔室172，并从冲锤84的较小直径端部85向外分隔。此空间构成冲锤部85与隔离片86之间的环形室89。较小直径的冲锤部在冲锤上形成肩部90。通道89设有使液压流体在压力下作用于冲锤84的肩部90上的腔室，以提供用于在腔室89内存在液压时朝着孔环80推动冲锤84的力。
下部套筒轴承88由密封件91密封以密封腔室89，并通过圆柱形工具架套筒92(图1B)保持在适当的位置处。此工具架套筒92位于壳体22的孔内并以适当方式，如示意性地示出通过销100，固定到外部壳体22，以将所述工具架套筒轴向地固定在壳体22的适当位置处。壳体22设有供堆叠的部件，压力轴承(compression bearing)88、隔离片86、套筒轴承82、孔口80、活塞套66、阀导套54以及插塞60之用的反作用面，刚才所描述的这些部件通过罩盖30和罩盖螺母32保持在受压状态下。
工具架92具有内部工具轴承96，内部工具轴承96为可滑动安装轧碎机(breaker)或撞击工具(striking tool)98的套筒。撞击工具98由十字销100引导做轴向的滑动运动。销100被固定到壳体22并延伸过壳体。销100延伸穿过撞击工具98内的槽缝102，以使撞击工具在轴向上往复移动限定距离。当锤头击中所述工具并且壳体22上的任意施力使撞击工具98沿着销100向上移动时，槽缝102和销100容许此限定的移动距离。
套筒轴承96、撞击工具98以及销100分别被插入壳体22中的锁定支架92、轴承96以及撞击工具98内。
在图2的较大比例中，可以看出活塞套66环绕并支承安装在所述活塞套的两个具有不同直径的孔内的两部分活塞100。活塞110包括安装在第一活塞室72内的大直径环形第一活塞部112以及第二活塞室68内的相分离的较小直径环形活塞部114。这些活塞部均为环孔或“环形(donuts)”并具有中心孔，管状套阀116被安装到所述中心孔内以进行相对的轴向滑动运动。套阀116为细长的开孔或中央套筒，其具有装配在活塞部112和116内的该等孔内的下部117以及延伸进入阀导套54的孔内的具有较小外径的上部124。下部117与较小直径上部124之间的过渡部分形成作用如活塞反作用面的肩部119。同样可以看出，根据所需可以使用各种适当的密封件118来相对于孔密封套阀116，其中所述套阀在导套54和活塞110内的所述孔内滑动。
套阀116的内孔123也被配置成在沿着其轴的所需位置处具有不同的内径。套筒116的中间部120内有安装在套阀外部上的环形槽沟内的外部卡环122，且该处的套阀壁较厚。如图所示，套阀116滑入阀导套54内的上部124具有较薄壁部，并且部分124内的孔123的尺寸适配于环绕插塞或排出阀60的插塞端部126。
插塞端部126具有位于套阀116内的锥形表面，且还具有形成于插塞60上的肩部内的环形阀密封槽130，当套阀朝着槽沟130向上移动以封闭排出阀时，所述环形阀密封槽将会容置套阀116的适当形状的端部132。所示端部132的尺寸小于构成套阀116的端部124的导套的尺寸。锥形表面133(图7、图8以及图9)用于引导套阀116的排出阀端部132。
插塞60与阀导套54的内孔相比具有较小直径，并且环绕插塞60形成环形通道134。插塞60还具有横向通道136，所述横向通道开向环形通道134并至插塞60内的向上的中央开孔，使得当阀处于图2和图6的“开始”位置并缩回而远离槽沟130时，套阀116内部上的油经由通道134流过锥形插塞端126、插塞60的孔之外的横孔136并进入套筒61的腔室135。腔室135具有开向腔室42和排出通道40的横孔135A。腔室135还开向蓄能器活塞48的与腔室46内的受压流体相对的下端。
蓄能器活塞48在端盖30的加压室46内滑动。通道136和腔室135内的油将会作用于蓄能器活塞48的下端，并且当压力峰值很充分时，蓄能器活塞将会受到向上的施力以抑制这种峰值。正常的排出流动是从端盖30内的通道40流出，然后经由排出口37流出。
套阀116的下端117在活塞部114的内孔中滑动，且从图2、图3、图7以及图8中可以看出，套阀116的下端具有细长的密封环140，所述密封环形成有面向上方的肩部142，所述肩部与下部活塞部114的下端144上相配合的肩部相接合。套阀上的密封环140具有加工成窄端部环146(图7和图8)的端面，所述窄端部环位于孔环80的第一或上侧面上并装配在孔环内。密封环140的端面具有从环146的外表面向外的圆柱形表面150。套阀116的窄环146的外周边上有圆锥形或锥形密封表面152(见图12)。密封表面152被制成用以密封孔环80的上侧面上的内座密封表面区段154的内转角，其中所述密封表面与圆柱形表面80A相连接。孔环的上表面封闭活塞区段114之下的腔室68的下端。
因为套阀116封闭孔口的开口并密封孔环，所以阀座安装在用于阀116的孔环80上和阀环端部142上的阶梯状表面的配置可提供缓冲效应。
当套阀116被安装在孔环80上且冲锤84已返回其在图1A、图2以及图3中所示的上升位置或上部位置处时，其中所述位置为操作循环的开始位置，冲锤84的上端155形成具有减小的直径的凸起部，所述凸起部装配在套阀116的端部117的环146内。本体22内设有液压配件或端口171。同样可以看出，端口170也穿过邻接并位于孔环80上的活塞套下区段。端口170开向活塞区段114下方的腔室168。当冲击工具即将启动时，环形通道172内存在在压力下来自连接到端口171的来源或泵178以及阀177的流体，其中所述环形通道环绕位于隔离片86以及密封在本体22的内表面上的下部轴承88之上的冲锤的轴承套82。
隔离片86内具有通道或端口176(图1A)，使得在压力下从入口171提供的流体通过环形通道172和端口176，并且压力将会作用于冲锤的肩部90上以迫使冲锤抵靠在孔环80上。肩部90面向密封的下部轴承88和轧碎工具。由于轴承88被密封在壳体22的内孔上，所以密封的下部轴承88设有压力的反作用面。在压力下工作的液压流体保持从泵178穿过阀177。泵178被连接到液压流体容器180。容器180容置来自连接到排出口37的线路的排出流体。
当套阀116被封闭且液压阀177被打开或处于开启状态时，腔室172内存在受压的流体。活塞110接着位于图2中所示的位置处。包括大直径活塞部112和较小直径活塞部114的活塞110已被活塞室72以及压缩气体腔室62内的气压推到此位置处。套阀116将被安装并密封到孔环80的第二或上侧面上，并且因此由于已选定的套阀长度将会打开从套阀116的内部经由插塞60内的通道136而出的排出通道。锥形端126周围的配合不是密封配合，因此油可以经由端部插塞60排出到腔室42内并经由排出配件37排出。
端口171处所存在的受压液压流体将迫使冲锤84向上抵靠在孔环上，并且端口170处的压力将通过套筒66下端内的一对或更多端口169作用于小直径活塞部114的底部侧面。此受压流体接着将会造成活塞110开始向上移动。活塞110移动到图3中所示的位置，其中套阀116上的环122将会滑入活塞区段112内的槽沟182内。环122将保持在适当的位置处，并且槽沟182内的偏移或肩部将被放置成驱动环或驱动元件122和套阀116向上。套阀116保持抵靠在孔环80上，以在活塞110移动到图3的位置处时通过肩部119上的气压作用封闭孔口。肩部144上的液压也将使阀116下降。
只要穿过套阀116的中央孔或内孔123的排出通道开向排出口，腔室172和89内的液压流体在压力下迫使冲锤向上以密封孔口密封环80的第二或下侧面。
同时，在活塞上升时，活塞室72以及储气室62内的气体将被压缩到较高水平。腔室62与穿过63所指示的通道的腔室72相连通。当套阀116向上移动时，阀端132将开始环绕密封插塞60的端部126的上部，并且端部132移动到图9中所示的位置处。槽沟130内有油，并且最终的向上运动将油挤出槽沟130以为套阀提供缓冲效应。端部132进入槽沟130内并将停在孔口的密封开口的向上位置处。如图4中所示，在套阀116的此向上位置处，始于套阀116内部的排出通道由于套阀116的内孔与锥塞126顶部的外表面之间的配合以及端部132进入槽沟130的配合而关闭。套阀116在此位置处停止进一步向上运动。
当阀套116通过环122驱动而被活塞110举起时，下部密封环140通过环140之下的压力上升到槽沟130内，当所述密封环移动到与孔环80的第一侧面解除密封关系时，端部环140与位于孔环80的第一侧面的孔口的孔上的阀之间打开一间隙。打开孔口80的孔80A将会打开供活塞较小直径部114下方的腔室68内的液压流体流过孔80A的通道。压缩气体在大直径活塞部112上的压力将迫使活塞朝着孔环80移动或撞击，并且腔室168内的活塞下的液压流体作用于冲锤84的顶部。液压流体将在密封被破坏之后打开阀116。
腔室62和72内的压缩气体将以高速率加速活塞110，使得腔室168内的活塞所截留的使活塞开始上升的液压流体将会加速通过孔环80的孔80A，其中所述孔环抵靠在套筒82所形成的腔室内的冲锤84顶部。一旦孔口的开口产生裂缝，冲锤84的凸起部155就会受到压力，并且所述压力经由孔157和157A发挥作用，且冲锤84加速远离套阀116和孔环80，以便以强烈的冲击撞击冲击工具98。冲锤的包括肩部153的整个区域包围端部152，并且来自活塞的流体作用于整个区域。冲锤上部155被安装并密封在孔环80的第二侧面上的密封表面161上的圆锥形表面159所包围，且一旦套阀116所形成的密封裂开，冲锤84就可以快速(瞬时)移动而远离孔环80。
较小直径活塞部114的下端处的肩部接着会随着活塞向下移动而与套阀116上的环140相接合，并且套阀通过肩部119上的气压将开始向下移动。活塞区段114还迫使套阀朝着孔环80向下运动，以在阀环140的下侧面上造成密封，从而密封孔环80的通道或孔80A。接着打开通过套阀116内部排出的通道。
当冲锤84击中轧碎或撞击工具98时，冲锤快速向上弹回，在冲锤端部155上以及套阀116内的液压流体内造成压力峰值。压力峰值通过套阀116的内孔123来传输，并且因为套阀已向下移动到封闭孔环的第一侧边缘的位置处，所以套阀的内孔123朝着冲锤室并经过通道134和37至排出口。压力峰值将作用于蓄能器活塞48，并且活塞48可以逆着腔室46内的气压移动并缓冲或调节压力峰值。蓄能器活塞48使这种压力峰值对冲锤的部件所造成的损坏的可能性降至最小。
如上所述，活塞110被制成两个区段112和114，以便使活塞移动以在气压下驱动锤头，较大直径活塞部112将与活塞套的区段66所形成的肩部121相接合，并且圆柱形部分114可以分离开并减小朝着孔环80的方向上的惯性。当活塞在高压气体的影响下移动时，不得不在驱动行程结束时停止的活塞部114的惯性被减至最小，因此会减小套阀116抵靠孔环80所受到的磨损和震击。活塞部112独自停在肩部121上。
套阀116上的密封环140的下端环146具有圆柱形外表面147，圆柱形外表面147以密封方式装配在孔环80的中央开口表面80A的直径之内。密封环140上的较大直径的圆柱形表面150(图8和图12)也在孔环80上的较大直径的圆柱形内表面80D内滑动。表面80A和80D通过包括密封表面区段154的表面连接在一起。当表面150和147首先与表面80D和80A相接合时(图12)，阀116的密封环140上的密封表面152与密封表面区段154相分隔。这意味着图12中所示的空间中在孔环80的密封表面区段154与阀116的端部环146的密封表面152之间的152A处将会截留一些油。因为套阀116完全封闭孔口的孔，所以当表面152与表面154的转角以及孔环80上所形成的表面80A相接合时，空间152A内所截留的油将被挤压出环146的外部圆柱形表面，而这可以缓冲套阀116对某些位置的撞击以及对孔环80的阀座154以及密封表面152的损坏。密封孔口还意味着输入压力可以使活塞减速并开始向上移动。
在图10中，冲锤的改进形式具有伸长的上部，其被装配在套阀116的内端部内，尤其是滑入套阀116的端部或环146内。
图10中仅改变和冲锤有关的部分以及安装用以供冲锤上端用的导件，而其它部分的符号与先前所显示者相同。冲锤和整个冲击工具的操作保持不变。
在图10中，84A所示的冲锤具有伸长的上端部200，并具有与上端155相对应并装配在套阀116的环146内的较窄上端155A。如前所述，阀套可滑动地装配于活塞区段112和114内，并且孔环80与前述孔环具有相同构造。然而，图10中所示并与为本发明前述形式的套筒轴承82相对应的套筒轴承82A在轴向上的长度不是那样长，但所述套筒轴承可以如前所述来滑动支承冲锤84A的中央区段。导套202被放置在套筒轴承82A的上端处并具有支承在套筒轴承82A端部上的肩部204。套筒轴承82A的下端如之前有关套筒轴承82的说明受到支承。导套202具有用于支承孔环80的较窄的上边缘部分206，并且导套202的内径208在冲锤如前所述作往复运动时可滑动支承及引导冲锤的伸长的上部200。210处所示的端口设置成排出油以作用于冲锤上端，从而缓冲冲锤在阀打开时对冲锤上行程上的孔环80下侧的冲击。
在图10中，入口171位于主外部壳体22的相对侧面上，但是构造与前述构造相同，且操作也与本发明的前述形式相同。
在图11中，示出已修改的排出口和冲击吸收蓄能器构造，两部分活塞的构造也略微作了改变。在图11中，外部本体或壳体22实质上与前述壳体相同，同样被安装以供冲击工具的孔环80、冲锤84以及下部区段之用。其等以相同方式来标号。本体22具有内孔，且仅部分示出支承孔环80的冲锤轴承82。所显示的冲锤84位于孔环80下侧面上的适当位置处。
活塞套250实质上与活塞套66的构造相同，但具有略微不同的外部结构并被本体22的内表面所密封，从而限定出中央的纵向室26。为本发明此形式的活塞套250的第一端部搁置在孔环80的上表面上，而活塞套的第二端部通过阀导套的肩部254来支承阀导套252。阀导套252引导管状套阀256的上端部，所述管状套阀以与本发明第一形式的管状套阀116相同的方式运行。套阀256的构造被稍加修改，也将会更充分地加以说明。
阀导套252支承内肩部上的排出阀本体或挡块260。排出阀本体260位于导套的内孔上并封闭阀导套的内孔。本体或挡块260具有作用如阀的下表面，当该单元以前述的相同方式运行时，所述挡块由套阀256来封闭并打开以供排出之用。
排出通道262环绕排出阀本体260而形成，并且适当的开口264被设置在排出阀本体260的中心孔265。中心孔265开向阀导套252上端内所形成的排出室266，并依次经由通道开向蓄压管或套筒272内预先配置的孔或腔室270的下端，并由孔270内的气压推动而抵住挡块。蓄能器活塞274被安装在蓄能器套筒272的孔内。套筒272通过罩盖272保持在适当的位置处。如前所述，罩盖276以一上端部装配在本体22的内孔26内，并且螺母278在抵靠在肩部表面的位置处来夹紧端盖276以封闭本体的端部。排出阀本体260通过蓄能器套筒272所固持的隔离套261保持在适当的位置处。
两区段活塞282包括具有上表面为环状的部分286的上部或第一区段284，当活塞组件280在活塞套内向上移动时，所述上表面为环状的部分将会与环绕管状套阀256的卡环或驱动元件280相接合，以在操作期间提起阀套。
活塞套250形成两个不同直径，且上部或第一活塞室251A大于下部或第二活塞室251B。上部或第一活塞区段283位于第一室251A内并具有弹性垫片或钢弹簧284，所述弹性垫片或钢弹簧位于活塞套250内的肩部288上以在下行程中缓和活塞的冲击。第二活塞区段290是在活塞套之构成活塞室251B的具有减小直径的孔内滑动。就前述目的而言，活塞的两个部分相分离。上部活塞区段的略微不同的结构用以使套阀256向上移动。
液压泵或压力源以及阀289被设置到入口处，所述入口在压力下向活塞室251B提供液压油。迫使活塞向上以压缩活塞室251A和朝向活塞251A打开的腔室294内的气体。该操作与前述操作相同，通过略微修改的排出路径使用供蓄能器活塞274用的套筒272，而非具有直接安装到端盖上的一孔内的蓄能器活塞。
如前所述，蓄能器活塞274将逆着气压动作以减小随着排出口打开所造成的冲击负载。当管状套阀256的上端远离排出阀本体260移动时，将迫使套阀内部上的液压油经由所示的排出通道排出。
可以看出蓄能器套筒272具有通向罩盖276内的主排出通道的排出通道298。这些排出通道298可以为任何尺寸或结构。蓄能器活塞274被打开以接收冲锤回弹或其它原因所引起的压力峰值所造成的任何压力脉冲以吸收冲击负载。
此外，如果需要，冲锤的上端部200可能被延长以提供较长的行程。提供用于减小管状套阀两端上的磨损或震击的油垫的作用也保持不变。阀体260上的环形通道形状的排出阀座容置套阀256的端部，并且将油挤压出去以提供缓冲作用。同样，孔环80和套阀256的下端成形为设有所截留的油垫。
在操作过程中，活塞280将升高以压缩第一活塞室251A和气体腔室294内的气体，且随着活塞上升，其会与驱动元件280相接合并使管状套阀上升，从而使第一端部封闭排出口，而第二端部从孔环80向上移动。这会打开孔口密封，并且当气体迫使活塞朝着孔环80移动时，液压流体流过孔口的开口以驱动冲锤。第二活塞区段290的端部接着抵靠在套阀256上的密封环257的顶部肩部上，以迫使套阀至孔环上，从而形成孔口密封并打开排出口。
较大的压缩气体腔室62或294提供较大的气体容量，以供驱动所述驱动行程上的活塞，因此压力在冲锤驱动循环期间较少发生变化。较高的平均压力可用于对活塞起作用，以驱动冲锤84抵靠在冲击或轧碎工具98。由于两部分活塞110或280因其在减速时会分离而在驱动冲锤84后会停止，所以所述两部分活塞会使惯性降低，因此减小震击阀的活塞质量。
腔室62或294内的氮气在压缩前保持在所需水平。通过个别的活塞来压缩腔室62或294内的气体期间使气压升高。用于驱动活塞的液压可以由传统的泵源择定。冲锤可以被制成在每分钟几百个周期的范围内循环。
本冲击工具包括的特征为具有较大气体量，当活塞位于其压缩行程上时压缩该气体。这意味着循环期间的压力以及用于驱动活塞并依次推动液压油以快速移动冲锤的较高平均压力较少发生变化。套活门装置被制成使向上的移动停止在抵靠排出阀座的已知位置处，且依此方式，可以控制和限制阀邻接孔环的下部或孔口密封端处的开口，从而减小活塞室所需之用于驱动冲锤的油的体积。
当阀位于孔环上时，用于使阀返回的较大缓冲面积有助于减小阀的磨损和冲击负载。
通过使用两行程活塞使活塞具有供气压之用的较大区域，从而使活塞上仅需要较少压力即可使抵靠冲锤的较小活塞区段之下的下部腔室内的油加速。
两件式活塞的下部独立于上部而减速，使得当活塞封闭孔环上的阀时，套阀的下端受到较小惯性和震击。因为活塞的第一较大区段搁置在各活塞套内的个别的肩部上，所以较大活塞区段的惯性力在活塞套内发挥作用，而非对各管状套阀的下端起作用。
如果需要，尤其是活塞被制成单体式的情况下，肩部121或288上可以使用284所示的弹性弹簧或弹簧或者钢弹簧。活塞区段114的下端内可以具有凹槽，并且当活塞区段与活塞套上的肩部142相接触时可以截留一些油，从而同样可造成缓冲效应。活塞的两个直径可以不同而成一定比例，并且通过使用相同量的受压液压油容许增加频率。也可以降低气压并用相同量的液压油代替更多的气体。
活塞在其使管状套阀向上升起之前的行程的改变将会改变气体内所储存的能量，且对已给定的油的流动而言，将改变工具的频率。
尽管参考较佳实施例已说明了本发明，然而本领域普通技术人员将会认识到在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以做形式和细节上的变更。
权利要求
1.一种冲击工具，包括本体，所述本体具有纵向轴、由所述本体的内表面所限定出的中央纵向通道、撞击端以及封闭端；位于中央纵向通道内的环形孔环，所述孔环位于中央纵向通道的中间部分内并具有中央开口；具有与本体的内表面分隔开的外壁以形成环形通道的管阀，所述管阀具有中心孔以及第一端部，所述第一端部形成环绕孔口第一侧面上的中央开口的孔口密封；活塞，所述活塞围绕管阀形成滑动配合并位于孔环第一侧面上的环形通道内，所述孔环封闭环形通道的一个端部；活塞套，所述活塞被安装在所述活塞套内，所述活塞套被安装在中央纵向通道内并与本体的内表面相分隔以形成环绕活塞套的环形气体腔室和环绕管阀的活塞腔室；在本体的封闭端处封闭中央纵向通道的挡块，所述挡块具有中心孔，管阀的第二端部在所述中心孔内滑动，并且环形阀座位于封闭端处，所述管阀具有一长度，使得当管阀的第一端部与孔环相接合时，管阀的第二端部移动远离环形阀座以使管阀的中心孔朝着排出口打开；以及从活塞套的活塞室的第一端部至环形气体腔室的流通口，从而当通过活塞使管阀的第一端部移动远离孔环以打开孔口密封来减轻活塞的第二相对端部上的液压时，使活塞的第一端部在活塞室作用于活塞的第二相对端部的第二端部内的液压下朝着挡块的运动压缩活塞室的第一端部以及环形气体腔室内的气体，以将驱动力施加到活塞的第一端部上。
2.根据权利要求1所述的冲击工具，其中所述管阀具有与活塞相接合的驱动元件，并通过活塞朝着环形阀座移动，以便在液压作用于活塞的第二相对端部以朝着挡块将活塞移动一选定距离之后打开孔口密封。
3.根据权利要求1或2所述的冲击工具，进一步包括冲锤，所述冲锤安装在所述中央纵向通道内，以朝着或远离孔环滑动移动，并且位于孔环远离管阀的相对侧面上，当冲锤位于上升位置处时，冲锤会密封孔环的一部分以从孔环的相对侧面封闭中央开口，并且当气压朝着打开的孔口密封驱动活塞时，液压流体迫使冲锤远离孔环。
4.根据权利要求2所述的冲击工具，其中所述管阀具有限定中心孔的环形壁，所述环形壁在安装驱动元件的区域内具有增加的壁厚。
5.根据权利要求4所述的冲击工具，其中管阀的外径在邻近驱动元件的所需位置处以及驱动元件朝向挡块的侧面上增加以提供一个表面，活塞室的第一端部内的气压作用于所述表面上，以朝着孔环移动管阀。
6.根据权利要求1所述的冲击工具，其中位于壳体封闭端处用于管阀的环形阀座包括环形凹槽，当管阀移动远离环形阀座以与孔环相接合时，所述环形凹槽内含有液压油，并且其中当管阀位于环形凹槽内时，凹槽内的液压油被挤压出凹槽。
7.根据前述权利要求中任一项所述的冲击工具，其中所述管阀的第一端部具有环形外肩部，所述环形外肩部面向活塞的第二相对端部并伸入活塞室的第二端部内，并且当活塞被气压的驱动力所驱动而移动管阀的第一端部以接合孔环而形成孔口密封时，肩部与活塞的第二相对端部相接合。
8.一种冲击工具，包括本体，所述本体具有中央纵向通道并具有撞击端以及封闭端；在所述中央纵向通道内往复运动的活塞，所述活塞具有第一端部和第二端部，活塞的第一端部朝着中央纵向通道内所形成的压缩气体腔室打开；位于中央纵向通道内的管阀，所述管阀安装有沿着管阀滑动运动的活塞，而且管阀沿着中央纵向通道相对于本体移动；以及邻近中央纵向通道的封闭端安装的排出阀体，所述阀体上设有环形槽沟，管阀的一端部装配在所述槽沟内，使得当管阀朝着环形槽沟移动时，从管阀内孔排出的液压流体从环形槽沟挤出，从而可缓冲管阀朝着肩部的运动。
9.根据权利要求8所述的冲击工具，其中所述中央纵向通道具有安装于其内的活塞套，所述活塞套与管阀相比具有较大直径，并且活塞在活塞套内于活塞套与管阀之间的活塞室内滑动，所述活塞套具有第一和第二部分，其中第一部分大于第二部分，并且所述活塞套滑动安装活塞的面向阀体的第一部分，活塞的第二分离部安装在活塞套的第二部分内并抵靠在活塞的第一部分上，活塞在活塞套内分别形成第一和第二活塞室，从而使引入活塞的第二部分之与活塞的第一部分相对的端部处所形成的第二活塞室内的液压迫使活塞的两个部分均朝着阀体移动。
10.根据权利要求8所述的冲击工具，其中管阀具有向外延伸超过活塞的第二部分的与活塞第一部分相对的端部的第二端部以及位于管阀上的肩部表面，当所述活塞部分移动远离阀体时，所述管阀与活塞的第二部分相接合。
11.根据权利要求10所述的冲击工具，其中当管阀移动远离阀体时，管阀的第二端部位于环形孔环的表面上，并且其中管阀的第二端部处的管阀外表面区段装配在孔环的环形开口内，而且管阀的第二端部具有向外延伸的外表面，当外表面区段形成具有孔环的腔室以截留靠着孔环的流体，从而在管阀向外延伸的表面朝着孔环移动并与其相接合时提供缓冲垫之后，所述向外延伸的外表面将与位于孔环的表面上的外表面区段相连接。
12.根据权利要求9所述的冲击工具，其中所述活塞套与本体的纵向通道的内表面分隔开，并被密封从而形成朝着活塞套的第一部分打开的气体腔室部分。
13.一种冲击工具，包括在本体的中央通道内往复运动的活塞，所述活塞在第一端部上的液压下在中央通道内往复运动，以压缩所述活塞第二端部处的腔室内的气体；以及管阀，所述管阀相对于活塞移动到打开位置以减轻活塞第一端部上的液压，从而使压缩气体驱动活塞，以迫使油穿过孔环来驱动工具并驱动阀以使其位于孔环的表面上，管阀具有配置成相对于孔环表面形成腔室的端面，以在阀位于阀座时截留到油，从而当阀安置成缓冲阀的端面与孔环表面的接触时放出所截留的油。
全文摘要
一种具有可滑动的冲锤(82)的冲击工具(20)，所述冲锤由腔室(26，89)内的压力下的液压油驱动。通过活塞(110，280)的与液压油相对的侧面上的压缩气体驱动的所述活塞(110，282)来对液压油施加压力。气体腔室(62，72，251A，294)内的气体被初始行程上的活塞(110，282)压缩，并且具有保持气体的大环形室(62，294)，使得活塞(110，282)的动力行程期间可以获得较高的平均气压。当移动活塞(110，282)以压缩气体时，活塞使阀(116，256)上升，从而通过活塞(110，280)打开供液压油移动的通道(134，135，136，262，264，265)，以作用于冲锤(82)来冲击撞击工具(98)。活塞(110，280)为两部分(112，114，284，290)活塞，其用于降低阀(116，256)的最后关闭期间的惯性，从而当所述阀被关闭时可以减小阀(116，256)上的冲击负载。阀(116，256)行程也受到控制以供有效操作。
文档编号B25D9/12GK1894076SQ200480037961
公开日2007年1月10日 申请日期2004年12月16日 优先权日2003年12月19日
发明者杰克·B·奥托斯泰德, 克雷格·A·伯拉尔德 申请人:克拉克设备公司