冲击机械的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冲击机械领域，并且更具体地涉及包括减振装置的冲击机械。
【背景技术】
[0002] 冲击机械经常用在采石、公路建设和房屋建设的应用中，以对例如为岩石、混凝土 和路面的硬表面或者例如为沥青的较软材料进行作业。本发明可用在例如为凿岩机、破碎 机、撞击工具和锤击工具的机器上，它们都具有相似的冲击机构。
[0003] 冲击机械的通常设计包括液压的、气动的、内燃机的或电的致动装置和可移动的 冲击元件，冲击元件将冲击力传递到附接至壳体的作业工具。在操作中，从作业工具上施加 连续的冲击力使硬表面疲劳，使得硬表面最终破碎。然而，部分的来自冲击机构的移动产生 的振动被传递到冲击机械的壳体，并且传递到用于人工手柄的连接点或者用于机械附接的 支架。这样，如果工具是手持式的，振动可能导致人体受伤，并且如果工具附接至一机械，振 动可能导致机械损坏。
[0004] 文献US2012/0279741公开了一种用于手持式机械工具的减振机构的实例。减振 机构包括设置在两组相同的压缩弹簧之间的可移动的配重。每组弹簧包括两个平行设置的 长度不同的弹簧；最长的弹簧始终与配重接触，而最短的弹簧只在高振动幅度时与配重接 触。
[0005] 当配重的振动幅度增加，被平行地连接的弹簧都被激活，使得弹簧常数增加，并且 减振机构的弹簧常数增加。这使减振装置的固有频率朝向更高的频率改变。
[0006] 短弹簧设置在距离配重一段距离处的目的是阻止撞击机构的极限位置。在正常操 作条件下，弹簧不会与配重接触。
[0007] 文献DE102009046348公开了用于手持式机械工具的减振机构的另一个实例，其 包括反作用重量。为了提供生产减振机构的有效控制成本的方法，螺旋弹簧的几何结构能 够改变，使得弹簧的中心区域具有充分产生反作用重量的某一重量。中心区域通过将其设 置为大直径并且紧密缠绕那样的张力弹簧来提供重量。作为一种选择，外部或内部配重能 够附接至中心区域以获得更大的配重。中心区域接收在两个弹性的压缩弹簧之间，该压缩 弹簧设置有连接至壳体的坚硬的端部。然而，DE102009046348的设置没有提供任何用于扩 展机械工具的所阻尼的频率范围的手段。
[0008] 参考上文，本发明的目的是提供一种改进的用于冲击机械的减振装置，其在该机 械的宽的工作频率范围内提供减振效果，并且还降低减振效果突然中断的风险。另一个目 的是提供冲击机械的更强的力供应，使得能够降低锤击的重量。发明人最近被分配如下任 务，即尽力寻求降低手持式冲击机械的把手的振动的方法。作为市面上机械的实例，他获得 了阿特拉斯*科普柯1^434仏丨1 &8-(：〇?(3〇，1^434)式冲击机械，其具有大约25焦耳的冲击 能量和12Kg的总重量，其中冲击元件具有0. 53Kg的重量。在该机械的减振装置背后存在 这样的观念，使机械足够重以使得由于机械的重量振动的幅度会被降低。然而，尽管具有这 样重的重量，机械仍然产生非常大的振动，作用在手臂上的加速度在约20m/s 2范围内。
[0009] 在本项目的开始，发明人分析了降低把手的振动的可能方式，并且得出下面的结 论：
[0010] (a)例如在冲击机构和把手之间提供隔振装置（例如弹簧或缓冲器），
[0011] (b)使用主动控制的配重，其向壳体施加与锤击元件基本相同但方向相反的力，或 者
[0012] (C)使用调谐减振器。
[0013] 已知的是，调谐减振器只在非常有限的频率区间内工作，例如J.P. Den Hartog在 1985年的"机械振动"或1987年的"冲击和振动手册"中描述的，其中配重利用弹簧连接至 主动重量；发明人很快放弃了该想法。这类减振器在下文中也称作"窄频率范围减振方法"， 并且通常应用于工作频率非常有限的振动的装置，飞机发动机或船用发动机。发明人放弃 使用窄频率范围减振方法这种想法的原因是发明人所使用的这类手持式冲击机械具有在 很宽的频率范围内变化的工作频率，它们通常呈现20-30%的工作频率变化，并且有时高达 50%。由于例如在元件的控制方面不稳定，例如由于提供给机械的压缩空气不稳定、由于操 作者相对于待剪切的表面角度改变地把持机械、由于操作者相对表面按压机械的力变化、 由于待剪切元件在不同的位置改变的表面硬度等等，工作频率可能变化。
[0014] 然而，作为一个比较的例子，本发明人想给出一个对于冲击机械"窄频率范围减振 方法"表现如何糟糕的说明。但是当他将要在配重的每端利用一个弹簧将配重连接至冲击 机械的壳体时，它意识到他在家并没有足够结实的弹簧以得到恰当的工作频率。这没有阻 止他，他仅仅使用了他手头有的最结实的弹簧。
[0015] 正如预计的，当他打开机械时，阻尼装置根本不起作用。机械到处反弹，非常难于 控制。令他惊奇的是，过了一会反弹突然停止，并且在把手上几乎没有任何振动。发明人将 机械关闭，并且然后再次打开，振动仍然是几乎消除。对此没有合理的解释。
[0016] 当他后来拆开机械，除了配重的力已经将弹簧压缩使得在配重和弹簧之间出现间 隙之外，他没有看见什么特别的。因此，除了是弹簧和配重之间的间隙平衡了系统的原因之 外，他不会领会到其它解释。受此鼓励，他开始模拟系统，以观察他的结论是否正确，并且结 果证实结论是这样。
[0017] 在发明人分析了他的发现之后，他得出这样的结论，令人惊讶的减振效果不仅来 自于在配重和弹簧之间设置间隙，而且还利用了下面将描述的替代措施。
【发明内容】
[0018] 在独立权利要求中描述了本发明，并且在从属权利要求中定义了本发明的优选实 施例。
[0019] 根据本发明的第一方面，提供了 一种冲击机械，包括：
[0020] -壳体，
[0021] -锤击元件，所述锤击元件设置在所述壳体内部，所述锤击元件在第一锤击元件位 置和第二锤击元件位置之间能够移动，
[0022] -冲击接收元件，所述冲击接收元件附接至所述壳体，
[0023] -致动装置，所述致动装置被设置为使所述锤击元件在所述冲击接收元件上执行 锤击操作，
[0024] -减振装置，所述减振装置附接至所述壳体，所述减振装置包括：
[0025] -配重，所述配重响应于所述锤击元件的锤击作用在第一轴向方向上在第一配重 位置和第二配重位置之间能够移动，
[0026] -至少一个运动反向机构，每个所述运动反向机构包括至少一个弹簧作用装置，所 述至少一个弹簧作用装置被设置为使所述配重的运动方向反向，
[0027] 其中，
[0028] -所述配重能够设置在位于所述第一配重位置和所述第二配重位置之间的位置 上，所述配重从该位置能够移动在所述第一轴向方向上延伸的第一距离，而不激励所述至 少一个弹簧作用装置，或者所述配重从该位置能够移动在所述第一轴向方向上延伸的第一 距离，而保持所述至少一个弹簧作用装置不被激励，
[0029] 或者其中
[0030]-所述减振装置还包括第一端面，所述至少一个弹簧作用装置设置在所述配重和 所述第一端面之间，所述至少一个弹簧作用装置包括附接至所述配重的第一弹簧作用元件 以及与所述第一弹簧作用元件在所述第一轴向方向上顺序地设置的并且附接至所述第一 端面和所述第一弹簧作用元件的第二弹簧作用元件；所述第一弹簧作用元件具有包括第一 弹簧系数的第一弹簧特性，其中第一弹簧系数在区间_k tMd< Ic1S ktMd/2内，并且匕辛0， 并且所述第二弹簧作用元件具有包括第二弹簧系数的第二弹簧特性，其中第二弹簧系数在 区间ktrad/5彡k 2< 30*k ^内，并且k tMd由下面的方程式确定：
【主权项】
1. 一种冲击机械（100 ;200)，包括： -壳体（105 ;205)， -锤击兀件（110 ;210)，所述锤击兀件设置在所述壳体（105 ;205)内部，所述锤击兀件 (110 ;210)能够在第一锤击元件位置（Hl)和第二锤击元件位置（H2)之间移动， -冲击接收元件（130 ;230)，所述冲击接收元件附接至所述壳体（105 ;205)， -致动装置（115 ;215)，所述致动装置被设置为使所述锤击元件（110 ;210)在所述冲 击接收元件（130 ;230)上执行锤击操作， -减振装置（140 ;240)，所述减振装置附接至所述壳体（105 ;205)，所述减振装置包 括： -配重（150 ;250)，所述配重能够响应于所述锤击元件（110 ;210)的锤击动作在第一 轴向方向（A)上在第一配重位置（CWl)和第二配重位置（CW2)之间移动， -至少一个运动反向机构（180 ;280)，所述运动反向机构中的每一个都包括至少一个 弹簧作用装置（160 ;260)，所述至少一个弹簧作用装置（160 ;260)的每一个都被设置为使 所述配重（150 ;250)的运动方向反向， 其中， -所述配重（150)能够设置在位于所述第一配重位置（CWl)和所述第二配重位置 (CW2)之间的位置上，在不致动所述至少一个弹簧作用装置（160)的情况下，所述配重 (150)能够从该位置移动在所述第一轴向方向㈧上延伸的第一距离（Dl); 或者其中 -所述减振装置（240)还包括第一端面（SEndl)，所述至少一个弹簧作用装置（260)设 置在所述配重（250)和所述第一端面（SEndl)之间，所述至少一个弹簧作用装置（260)包括 第一弹簧作用元件（261)以及第二弹簧作用元件（272)，所述第一弹簧作用元件（261)附 接至所述配重（250)，并且所述第二弹簧作用元件（272)与所述第一弹簧作用元件（261) 在所述第一轴向方向（A)上串联地设置并且所述弹簧作用元件（272)附接至所述第一端面 (S Endl)和所述第一弹簧作用元件（261);所述第一弹簧作用元件（261)具有包括第一弹簧 系数GO的第一弹簧特性，其中第一弹簧系数在区间-K