冲击机的制作方法

文档序号:12070787阅读:355来源:国知局
冲击机的制作方法与工艺

本发明涉及冲击机的领域,更具体来说涉及包括减震装置的冲击机。



背景技术:


技术实现要素:

冲击机频繁使用在采石场、道路建设以及建筑物建设应用以对硬表面进行作业,诸如岩石、混凝土以及道路或者较软材料,诸如沥青。本发明能够使用在机器上,诸如都具有类似冲击机构的凿岩机、压碎机、捣槌以及锤子。

用于冲击机的普通设计包括液压、气压、内燃机或者电气致动装置以及可动冲击元件,其将冲击力传递至附接至壳体的作业工具。在操作中,通过施加来自作业工具的连续冲击力能够实现硬表面的疲劳,使得硬表面最终破裂。但是,来自冲击机构的移动的部分振动传递至冲击机的壳体以及传递至连接点用于人工手柄或者传递至用于机器附接的托架。如果工具是手持式的则振动会导致人体伤害,并且如果工具附接至机器则导致机器磨损。

文献US2012/0279741公开了用于手持式机器工具的振动阻尼机构的例子。振动阻尼机构包括布置于两组相同压缩弹簧之间的可动平衡重。每组包括具有不同长度并联布置的两个弹簧;最长弹簧恒定地接触平衡重,而最短弹簧仅在高振动振幅时接触平衡重。

当平衡重的振动振幅增加时,并联连接的两个弹簧被激活,使得弹簧常数增加并且振动阻尼机构中的弹簧常数增加。这朝向更高频率切换振动阻尼装置的自然频率。

布置在距平衡重一定距离处的短弹簧的目的是防止冲撞机械限制位置。在正常操作条件下,短弹簧将不接触平衡重。

文献DE102009046348公开了用于手持式机器工具的振动阻尼机构的另一例子,包括反作用平衡重。为了提供生产振动阻尼机构的成本有效的方法,能够改变线圈弹簧的几何形状,使得弹簧的中央区域具有特定重量,该特定重量足以产生反作用平衡重。通过将其布置成类似于具有大直径以及紧凑绕组的张力弹簧,中央区域设置有重量。可替换地,外部或内部平衡重能够附接至中央区域以实现较重平衡重。中央区域接收在两个弹性压缩弹簧之间,两个弹性压缩弹簧设置有连接至壳体的刚性端部。但是,DE102009046348中的布置不提供用于扩展机器工具的阻尼频率范围的任何方式。

鉴于上述,本发明的目的是提供一种用于冲击机的改进的振动阻尼装置,其在机器的较宽作业频率范围中提供振动阻尼效应,还降低振动阻尼效应中突然分裂的风险。另一目的是提供一种更强进给力的冲击机,使得能够降低锤击的重量。近来给定发明人的任务是尝试寻找一种降低手持式冲击机中的手柄振动的方式。作为市场上机器的一个例子,给予发明人一种冲击机,Atlas-Copco,KV434,具有的冲击能量大约为25焦耳,总重量为12kg,冲击元件具有的重量为0.53kg。该机器的减震装置的构思在于,使得机器充分重,使得由于机器的重量来降低振动的振幅。但是,仍然利用该较重重量,该机器生成范围大约为20m/s2区域的非常高振动,手臂被加重加速。

在该方案的开始,发明人分析可能的方式来降低手柄的振动,得出了以下构思:

(a)例如在冲击机构和手柄之间提供振动隔离装置(诸如弹簧或者震动吸收器),

(b)使用主动控制的平衡重,其施加与锤击元件大致相同的力至壳体,但是沿相反方向,或者

(c)使用调谐振动吸收器。

众所周知,调谐振动吸收器诸如J.P.Den Hartog于1985年在“机械振动”或者1987在“震动和振动手册”中描述的,其中,平衡重依靠弹簧联接至有效重量,将仅在非常有限频率区间内做功;发明人很快放弃了该构思。在以下文本中,这些类型的振动减震器还称为“用于窄频率范围的减振方法”,并且通常施加至作业频率具有非常有限振动的设备,诸如飞机发动机或者船用发动机。

发明人放弃使用用于窄频率范围的减振方法的构思的原因是,发明人作业的类型的手持式冲击机具有的作业频率在较宽频率范围中变化,它们通常呈现作业频率的20-30%的振动,有时高达50%。例如由于对元件的控制的不稳定性,例如由于供给至机器的压缩空气的不稳定性,由于保持机器的操作员相对于要切割表面处于变化角度,由于操作员对着表面按压机器的力的振动,由于处于要切割元件中不同位置的不同表面硬度等(该列表是非详尽的),因此作业频率会改变。

但是,作为一个比较例子,发明人想要给出“用于窄频率范围的减振方法”对冲击机如何不好地做功的说明。但是,当发明人要依靠处于平衡重每个端部的一个弹簧将平衡重连接至冲击机的壳体时,发明人意识到,他家里不具有足够强的弹簧来获得正确的作业频率。这并没有使发明人止步,发明人简单地使用他手里最强的弹簧。

正如预料的,当他打开机器时,阻尼装置根本不做功。机器仅是弹跳,极其难以控制。在一会之后,当反弹突然停止时,尝试描绘他的惊讶,在手柄中几乎没有任何振动。发明人关闭机器,然后再次打开,振动仍然几乎被消除。对此没有合理解释。

当他稍后拆开机器时,除了平衡重的力压缩弹簧之外他看不到任何异常,使得平衡重和弹簧之间有间隙。因此,除了弹簧和平衡重之间的间隙已经平衡该系统之外,他看不到其他解释。受此鼓舞,他开始模拟该系统,来看是否他的推论是正确的,而且,结果证明推论是正确的。

在发明人分析他的发现之后,他得出的结论是:惊人的减振效应不仅能够通过在平衡重和弹簧之间布置间隙实现,而且能够依靠以下将描述的替代方法实现。

独立权利要求描述了本发明,本发明的有利实施例限定在从属权利要求中。

根据本发明的第一方案,提供了一种冲击机,其包括:

-壳体

-锤击元件,其布置在所述壳体的内部,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位,

-冲击接收元件,其附接至所述壳体,

-致动装置,其布置成引起所述锤击元件对所述冲击接收元件执行锤击操作,

-减震装置,其附接至所述壳体,包括:

-至少一个平衡重,其分布在所述锤击元件周围,并且响应于锤击元件的锤击作用沿第一轴向方向在相应第一平衡重位置和相应第二平衡重位置之间能够移位,

-相应的第一运动反向机构,其用于至少一个平衡重中的每个,每个相应第一运动反向机构包括布置成使所述至少一个平衡重中的相应一个的运动方向反向的第一弹簧作用装置,

其中,

-所述至少一个平衡重中的每个能够布置在位于所述相应第一平衡重位置和所述相应第二平衡重位置之间的位置,所述至少一个平衡重中每个从该位置能够移动沿第一轴向方向延伸的第一距离而不致动第一弹簧作用装置;以及其中,

-所述相应第一运动反向机构的弹簧作用装置布置在所述至少一个平衡重中的相应一个的内部,

-每个所述相应第一运动反向机构进一步包括第一端表面,第一端表面附接至所述壳体并且布置成邻近所述相应第一平衡重位置,以及

-所述至少一个平衡重中的每个包括第一突出构件,第一突出构件包括接合表面,该接合表面连接至相应的所述所述弹簧作用装置并且沿第一轴向方向布置在相应的所述弹簧作用装置与所述第一端表面之间,其中,

当所述至少一个平衡重中的任何一个布置在所述相应第一平衡重位置时:

-所述接合表面和所述第一端表面压靠彼此,

-至少一个所述弹簧作用装置被致动。

实质上,发明人已经意识到,本发明涉及一种冲击机,其适于对表面或者要在其上作业的物体执行锤击操作。

尤其,减震装置附接至壳体并且包括可动平衡重,其与具有非线性弹簧特性的运动反向装置相互作用,使得能够将平衡重的运动相对于锤击元件的壳体中的振动转变为反作用移动,因而基本降低振动。

一般来讲,本发明期望的是最小化阻尼,使得平衡重的速率沿相反方向尽可能高。如果可能甚至期望负阻尼,例如这能够经由压缩空气实现。例如,处于额定功率的阻尼在临界阻尼的-25%及+25%之间。可替换地,下限能够为临界阻尼的-15%、-10%、-5%、-1%或者-0.1%或者0%。额外地或者可替换地,上限能够为临界阻尼的15%、10%、5%、1%或者0.1%或者0%。

更详细地,通过提供具有低力区域和高力区域的运动反向装置能够实现改进的减震装置,其中,当平衡重的运动减速以及反向时,低力区域在高力区域之前被激活。低力区域的弹簧系数能够对应于第一弹簧系数(k1),其例如为-ktrad≤k1≤ktrad/2,当所述运动反向装置的至少一个构件被预加应力或者偏置时,高力区域的弹簧系数例如为ktrad/5≤k2≤30*ktrad。可替换地,当所述运动反向装置不被预加应力或者偏置时,高力区域的弹簧系数优选为2*ktrad≤k2≤30*ktrad。ktrad由以下公式确定:

F共振是在额定功率下冲击机的共振频率,m是平衡重的重量。

此外,能够提供两个运动反向装置,平衡重的每一侧具有一个,其中,相应低力区域的长度的总和(低力区域1+低力区域2的长度)优选为是所述第一平衡重位置和所述第二平衡重位置之间距离的至少30%或者至少40%。当k1=0时,所述低力区域是间隙,当k1≠0时,所述低力区域能够包括一个或多个弹簧作用构件,弹簧作用构件具有产生的第一弹簧系数k1。而且,只要提供了所描述的低及高力区域,运动反向机构能够附接至所述平衡重和/或端表面,或者被释放(即,不附接至任何东西)。如上所述,至少一个平衡重分布在所述锤击元件周围。这能够意味着平衡重仅是完全环绕所述锤击元件的一个平衡重,或者可替换地如果存在若干平衡重,它们能够均匀地分布在所述锤击元件周围。

“所述至少一个平衡重能够布置在位于所述第一平衡重位置和所述第二平衡重位置之间的位置,至少一个平衡重能够从该位置移动沿所述第一轴向方向延伸的第一距离而不致动所述至少一个弹簧作用装置”中的术语“不致动”,意味着平衡重能够移动所述第一距离而不会压缩至少一个弹簧作用装置。即,平衡重移动所述第一距离对至少一个弹簧作用装置的影响不使至少一个弹簧作用装置被致动。接合表面还能够称为连接表面。在下文能够发现更多细节。

平衡重通常不填充油或者其他液体以用于阻尼目的。但是油能够用于润滑目的。

根据至少一个示范实施例,所述减震装置进一步包括:

-用于所述至少一个平衡重中的每个的相应第二运动反向机构,每个相应第二运动反向机构包括布置成使所述至少一个平衡重中的相应一个的运动方向反向的第二弹簧作用装置,以及

-所述相应第二运动反向机构的弹簧作用装置布置在所述至少一个平衡重中的相应一个的内部,

-每个所述相应第二运动反向机构进一步包括第二端表面,所述端表面附接至所述壳体并且布置成邻近所述相应第二平衡重位置,以及

-所述至少一个平衡重中每个包括第二突出构件,所述第二突出构件包括接合表面,所述接合表面连接至所述相应第二弹簧作用装置并且沿所述第一轴向方向(A)布置在所述相应弹簧作用装置和所述第二端表面之间,其中,

当所述至少一个平衡重中的任何一个布置在所述相应第二平衡重位置时:

-所述第二突出构件的所述接合表面以及所述第二端表面压靠彼此,

-相比于当所述平衡重布置在所述第二突出构件的所述接合表面与第二端表面彼此分离的位置时,所述第二突出构件的所述接合表面相对于所述平衡重的重心移位,以及

-所述第二弹簧作用装置被致动。

根据至少一个示范实施例,所述第一运动反向机构的所述弹簧作用装置与所述第二运动反向机构的所述弹簧作用装置分离。

根据至少一个示范实施例,所述第一运动反向机构的所述弹簧作用装置以及所述第二运动反向机构所述弹簧作用装置是同一装置。

根据至少一个示范实施例,所述第一运动反向机构的所述弹簧作用装置包括第一弹簧作用构件。

根据至少一个示范实施例,所述第二运动反向机构的所述弹簧作用装置包括第二弹簧作用构件。

根据至少一个示范实施例,所述第一运动反向机构的所述弹簧作用构件和所述第二运动反向机构的所述弹簧作用构件间隔开。

根据至少一个示范实施例,所述第一运动反向机构的所述弹簧作用构件和第二运动反向机构的所述弹簧作用构件是同一装置。

根据至少一个示范实施例,所述第一弹簧作用构件被预加应力,并且具有在区间ktrad/5≤k1≤30*ktrad内的第一弹簧特性(k1)。可替换地,所述第一弹簧作用构件不被预加应力,并且具有在区间2*ktrad≤kl≤30*ktrad内的第一弹簧特性(k1)。

根据至少一个示范实施例,所述第二弹簧作用构件被预加应力,并且具有所选择的第一弹簧特性(k1),使得当一个或者这两者被预加应力时,得到的两个弹簧作用构件的弹簧特性在区间ktrad/5≤k1≤30*ktrad内。可替换地,任何一个弹簧作用构件均不被预加应力并且得到的两个弹簧作用构件的弹簧特性在区间2*ktrad≤k1≤30*ktrad内。

根据至少一个示范实施例,所述运动反向机构包括分布在所述锤击元件周围的四个弹簧作用装置。

根据至少一个示范实施例,所述平衡重在所述平衡重的内部包括两个弹簧作用装置。

根据至少一个示范实施例,两个所述弹簧作用装置相同。

根据至少一个示范实施例,所述平衡重进一步包括限制装置,其适于约束突出构件沿第一轴向方向和/或沿与第一轴向方向相反方向的移动。

根据至少一个示范实施例,所述限制装置包括附接至所述平衡重的至少一个第一保持表面,所述突出构件进一步包括至少一个凸缘,其中,所述保持表面限制所述凸缘沿第一轴向方向和/或沿与第一轴向方向相反方向的运动。

根据至少一个示范实施例,所述限制装置进一步包括第二保持表面,其适于约束所述第二突出构件沿第二轴向方向和/或沿与第二轴向方向相反方向的移动,所述弹簧作用构件被所述第一保持表面以及所述第二保持表面偏置。

根据至少一个示范实施例,所述减震装置布置在所述壳体周围,使得所述至少一个平衡重能够绕与所述第一轴向方向共轴的所述壳体的中央纵向轴线旋转。

根据至少一个示范实施例,所述冲击机进一步包括平衡重引导装置,其布置成引起所述平衡重沿所述第一平衡重位置和所述第二平衡重位置之间的线性方向的移动。

根据至少一个示范实施例,当所述至少一个平衡重是仅一个平衡重时,所述平衡重完全环绕所述锤击元件。

根据至少一个示范实施例,当所述至少一个平衡重包括两个或多个平衡重时,所述平衡重均匀地分布在所述锤击元件周围。

根据至少一个示范实施例,所述平衡重包括垂直于所述第一轴向方向的外截断椭圆形截面。

根据至少一个示范实施例,所述至少一个弹簧作用装置进一步包括沿所述第一轴向方向并联布置的第一弹簧作用构件和第二弹簧作用构件。此处陈述的关于具有非并联弹簧构件的系统中的弹簧系数的内容还能够应用至具有两个或多个并联弹簧作用构件的系统的合成弹簧系数。

根据至少一个示范实施例,第一距离(D1)为第一和第二平衡重位置之间距离的至少20%或者至少40%或者至少60%或者至少70%或者至少80%。根据至少一个示范实施例,第一弹簧作用构件和第二弹簧作用构件并联布置,其中,所述第一弹簧作用构件的所述第一弹簧系数低于所述第二弹簧作用构件的所述第二弹簧系数,并且其中,所述第一弹簧系数适用的距离对应于所述第一以及第二平衡重位置之间距离的至少10%或者至少15%或者至少20%或者至少25%;以及所述第二弹簧系数适用于所述第一以及第二平衡重位置之间的剩余距离。

根据至少一个示范实施例,所述冲击机进一步包括锤击元件引导装置,其布置成引起所述锤击元件沿第一锤击元件位置和第二锤击元件位置之间的线性方向的移动。

根据至少一个示范实施例,所述冲击接收元件是作业工具。

根据至少一个示范实施例,所述冲击机是手持式的。

根据至少一个示范实施例,所述冲击机布置成附接至机器,优选附接至建筑机器,诸如挖掘机、反铲装载机或者滑移装载机。

根据至少一个示范实施例,锤击元件的重量H对应于平衡重的重量m的20%至300%之间。

根据至少一个示范实施例,冲击机包括:

-壳体,

-锤击元件,其布置在所述壳体的内部,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位,

-冲击接收元件,其附接至所述壳体,

-致动装置,其布置成引起所述锤击元件对所述冲击接收元件执行锤击操作,

-减震装置,其附接至所述壳体,包括:

-平衡重,其分布在所述锤击元件周围并且响应于所述锤击元件的锤击作用沿第一轴向方向在第一平衡重位置和第二平衡重位置之间能够移位,

-第一运动反向机构,其包括布置成使所述平衡重的运动方向反向的第一弹簧作用装置,

其中,

-所述平衡重能够布置在位于所述第一平衡重位置和所述第二平衡重位置之间的位置,所述平衡重从该位置能够移动沿所述第一轴向方向(A)延伸的第一距离而不致动所述弹簧作用装置;以及其中,

-所述运动反向机构的弹簧作用装置布置在所述平衡重的内部,

-所述第一运动反向机构进一步包括第一端表面,所述第一端表面附接至所述壳体以及布置成邻近第一平衡重位置,以及

-所述平衡重包括第一突出构件,该第一突出构件包括接合表面,该接合表面连接至所述弹簧作用并且沿所述第一轴向方向布置在所述弹簧作用装置以及所述第一端表面之间,其中当所述平衡重布置在第一平衡重位置时:

-所述接合表面以及所述第一端表面压靠彼此,以及

-至少一个所述弹簧作用装置被致动。

根据至少一个示范实施例,冲击机包括:

-壳体

-锤击元件,其布置在所述壳体的内部,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位,

-冲击接收元件,其附接至所述壳体,

-致动装置,其布置成引起所述锤击元件对所述冲击接收元件执行锤击操作,

-减震装置,其附接至所述壳体,所述壳体包括:

-第一数量的平衡重,其布置成均匀地分布在所述锤击元件周围,每个平衡重响应于所述锤击元件的锤击作用沿第一轴向方向在相应第一平衡重位置和相应第二平衡重位置之间能够移位,

-第一数量的运动反向机构,均包括布置成使第一数量的所述平衡重中相应的一个的运动方向反向的第一弹簧作用装置,

其中,

-所述第一数量的所述平衡重中的每个能够布置在位于所述相应第一平衡重位置和所述相应第二平衡重位置之间的位置,所述至少一个平衡重中的每个能够从该位置移动沿所述第一轴向方向延伸的第一距离而不致动所述至少一个弹簧作用装置;以及其中,

-每个所述第一运动反向机构的所述第一弹簧作用装置布置在所述第一数量的所述平衡重中的相应一个的内部,

-每个所述相应第一运动反向机构进一步包括相应第一端表面,所述相应第一端表面附接至所述壳体并且布置成邻近所述相应第一平衡重位置,以及

-所述至少第一数量的所述平衡重中的每个包括第一突出构件,所述第一突出构件包括接合表面,该接合表面连接至所述相应的弹簧作用装置并且沿所述第一轴向方向布置在相应的所述弹簧作用装置以及所述第一端表面之间,其中,

当第一数量的所述平衡重中的任何一个布置在所述相应第一平衡重位置时:

-所述平衡重的所述接合表面以及所述相应第一端表面压靠彼此,

-相比于当所述平衡重布置于所述接合表面和所述第一端表面彼此分离的位置时,所述接合表面相对所述平衡重的重心能够移位,以及

-所述至少一个弹簧作用装置被致动。

本发明提供的优势是,能够基本减小冲击机的重量,降低振动振幅以及扩展低振动振幅的频率范围。平衡重对壳体的力还产生了改善机器效率的进给力。

平衡重相对于锤击元件的方向沿反相移动,其中,当机器以额定功率操作时,平衡重的行进距离被限制为测量的第一平衡重位置和第二平衡重位置之间的最大平衡重位移距离。因而超出这些点的移动是不可能的,或者当机器以额定功率操作时通常不可能。因此,例如取决于冲击力,平衡重的行进距离能够等于最大平衡重位移距离或者更短。

根据本发明的所述第一方案,平衡重包括突出构件,即这样的构件:相比于当所述平衡重布置在所述接合表面与所述第一端表面彼此分离的位置时,当所述平衡重布置在所述第一或者第二平衡重位置时,该构件相对所述平衡重的重心移位。换句话说,相比于当所述弹簧作用构件未被致动时,当所述弹簧作用构件被致动时,突出构件相对所述平衡重的重心移位。在这些情形下,当确定最大重心位移距离时将优选考虑重心的运动。即当机器以额定功率操作时,最大重心位移距离等于平衡重的重心行进或者通过平衡重的两个端部位置之间的距离。类似地,当确定第一重心位置时也能够考虑重心。换句话说,所述第一重心位置对应于所述平衡重的重心沿第一平衡重位移方向布置在最远处的情况下平衡重的位置;所述第二重心位置对应于所述平衡重的重心沿与所述第一平衡重位移方向相反的方向布置在最远处的情况下平衡重的位置,其中,所述平衡重位移方向等于所述第一轴向方向(A)或者与此方向相反。

运动反向机构的轴向移动能够被端表面限制,端表面限定了减震装置内部的固定表面。此外,它们能够用作用于运动反向机构的抵接表面或者附接表面。减震装置能够包括位于平衡重的每侧的端表面。

关于本发明,术语第一弹簧作用装置包括所有如下弹簧作用构件:其参与使所述平衡重的运动方向反向,并且弹簧作用构件布置在平衡重的接触表面和第一端表面之间。

此外,关于本发明,术语第二弹簧作用装置包括所有如下弹簧作用构件:其参与使所述平衡重的运动方向反向,并且布置在所述平衡重和所述第二端表面之间。

关于本发明,术语非连续弹簧作用力意味着,在第一平衡重位置和第二平衡重位置之间的最大平衡重位移距离中作用在平衡重上的力的非连续改变。可替换地,非连续弹簧作用力能够由弹簧作用构件的组合提供,弹簧作用构件具有不同弹簧系数,例如它们首先彼此串联连接,然后与平衡重连接。弹簧作用构件将力施加在平衡重的接触表面上。可替换地,布置在距平衡重第一距离处(即不物理地附接至平衡重)的弹簧作用构件的离散组合能够提供非连续弹簧作用力。在后面的这个例子中,在第一距离中没有弹簧作用力施加在平衡重上。

当例如在每个端部有一个非线性弹簧抵靠平衡重时,这能够称为非线性弹簧作用。非线性弹簧还能够称为无线性弹簧。

关于本发明,当冲击机、运动反向机构(一个或多个)以及弹簧作用构件(一个或多个)静止时确定出中间距离的长度,即弹簧作用构件未被压缩也未被延伸时,即弹簧作用构件未被致动时。在弹簧作用构件被偏置或者被预加应力的情形下,未被致动的定义意味着弹簧作用构件仅受到固有偏置力。

通常,当减震装置定位成使得平衡重的行进方向与水平面一致时,最易于确定中间距离。而且,假设作用在平衡重上的弹簧作用构件处于静止,下文还称为间隙或者中间距离的第一距离定义为第一和第二端表面之间的距离,平衡重通过该距离可自由移动而不致动弹簧作用构件。换句话说,平衡重可自由移动并且弹簧作用构件未被致动。仍然换句话说,平衡重可自由移动,同时所有弹簧作用构件处于静止或者未被致动。

间隙D1的距离能够计算为第一和第二平衡重位置之间的距离减去平衡重750的外部长度(最大轴向长度),平衡重750包括从平衡重的外表面延伸至相应接合表面的突出构件。

术语第一轴向方向是平衡重的轴向行进方向。该方向平行于弹簧作用构件的轴向延伸。

关于本发明,突出构件的术语接合表面(也称为接触表面)指的是突出构件的表面,当弹簧作用构件被压缩时该表面接触第一或者第二端表面。

弹簧作用构件的目的是使平衡重的运动反向。在本发明的范围内,存在很多选择以及设计弹簧作用构件的方式,由此,本发明不应限于任何特定类型。但是,取决于弹簧作用构件的类型,不同参数/系数能够用来具体指定弹簧作用构件的运动反向能力。尤其,表述弹簧特性应该解释为广义的。弹簧作用构件的一些实施例呈现线性弹性,因此可以根据胡克定律将其确定为线性弹簧系数k。弹簧作用构件的其他实施例能够包括呈现对应于非线性弹簧系数的弹簧特性的材料。仍然,弹簧作用构件的其他实施例能够包括呈现的弹簧特性对应于弹簧系数k及阻尼系数c的组合的材料,诸如橡胶、固体或者泡沫聚氨酯等。(列出为非详尽的)

因此,弹簧作用构件能够包括呈现非线性弹性的材料,例如橡胶、钢材料、非线性弹簧或者气垫。此外,此处弹簧作用构件指的是任何类型构件,其能够对平衡重提供反向运动作用。此外,弹簧作用构件能够具有各种几何形状,类似于线圈弹簧、橡胶球或者表面,诸如板。

优势包括:来自冲击机的振动被阻尼,用于较大作业频率范围,并且不存在突然的振动增加,能够使减震装置排除安全区域;以及能够施加许多不同的元件,产生很多设计自由。

平衡重对壳体的力还产生了改善机器效率的进给力。

通常,除非另有明确地限定,否则使用在权利要求中的所有术语应该解释为与它们在技术领域的普通意思一致。所有参考“一/这个[元件、设备、部件、装置、步骤等]”应该解释为公开地涉及所述元件、设备、部件、装置、步骤等中的至少一个情形,除非另有明确地限定。

本发明的其他目的、特征及优势将显而易见于以下详细公开以及附图。

附图说明

参考附图,现在将更详细地描述这些以及其他方案,附图示出了本发明的示范实施例,其中:

图1a和图1b是示出用于模拟振动装置的作业频率和振动振幅之间的相关性的图表,

图2a和图2b是分别处于立体图和截面图的示范冲击机实施例的示意图,

图3a和图3b是未被权利要求覆盖的示范冲击机实施例的示意截面图,

图4是根据本发明的冲击机的一部分的立体图,

图5是图4中的冲击机的一部分的截面示意图。

图6是图4和图5中的平衡重的截面示意图。

图7是根据本发明的平衡重的另一示范实施例的立体图。

图8是图7中的平衡重的截面示意图。

图9示出了使用的根据本发明的冲击机。

图10a示出了图5中的平衡重以及其布置的截面示意图。

图10a'示出了处于第一平衡重位置时图10的平衡重。

图10b示出了被权利要求覆盖的平衡重以及其布置的另一示范实施例的截面示意图。

图11a至图11b示出了根据本发明的平衡重以及其布置的其他示范实施例的截面示意图。

图12示出了图示出模拟模型的核验的图表。

图13示出了测试台的立体图。

图14是根据本发明根据另一示范实施例的冲击机的立体图。

图15a至图15l是未被权利要求覆盖的其他示范实施例的立体图,

图16a至图16c是未被权利要求覆盖的包括被偏置的弹簧作用构件的示范实施例的立体图。

图17是根据未被权利要求覆盖的另一示范实施例冲击机的立体图。

图18是冲击机的截面示意图,其中详细图示了未被权利要求覆盖的减震装置的几何形状。

图19是描述作为平衡重位移的函数的弹簧作用特性的例子的图表。

图20a至图20c是用于未被权利要求覆盖的减震装置的示范安装位置的立体图。

具体实施方式

应该注意的是,图示的实施例决不限制本发明的范围。尤其,运动反向机构被描述以及图示为线圈弹簧。但是,线圈弹簧应该仅被视为可能的弹簧作用构件的代表。关于本发明,弹簧作用构件应该包括任何构件,其能够使减震装置中的移动平衡重弹性地反向。相同特征用相同附图标记表示。

图1a和图1b示出了冲击机的作业频率f和传递至手柄或与冲击机的附接点的振动Va的振幅之间的相关性的代表图像的图表。显然地,图1a和图1b中的图表图示了用于具有若干不同减震装置的机器的减振效应中的振动的例子。通过在多体模拟程序中生成图形。所有模拟已经进一步通过在模拟软件中验证,还被具有机械部件的实验室测试证实。

图2a和图2b示出了根据图1a和图1b设计成用于模拟的程序中的模拟模型的示意图。示意模型包括可动锤击元件10、平衡重50、锤击元件壳体5以及与地面4接触的冲击接收元件30。平衡重沿第一轴向方向A能够移动。冲击接收元件被赋予弹簧的功能,这是由于其提供了相对于表面的弹力移动以及模拟作业工具的效应。冲击接收元件还能够指代一种器具。

现在参考图1a。在模拟中,平衡重50的弹簧特性施加为作用在壳体5上的力。例如在平衡重50位于其相应的端部位置时,来自平衡重的作用在壳体5上的力是来自锤击元件的作用在壳体5上的力是通过确定来自冲击接收元件30的力Fs。FHE和FCw沿相反方向布置。

以下参数输入程序中:

将用于平衡重50的弹簧系数设为:k=300N/mm

将平衡重50的阻尼系数设为:c=0.1N*s/m

将抵抗表面4的弹簧系数设为:K=0.5N/mm

将抵抗表面4的阻尼系数设为C=1001N*s/m

将锤击元件壳体5的重量设为:M=3000gram

将平衡重50的重量设为:m=1000gram

将锤击元件10的重量设为:H=300gram

将锤击元件10的振幅设为:s=60mm波峰至波峰,正弦形状。

可变模拟参数:频率(f)和间隙

通过输入以下具体限制来实现根据图1的有特色的模拟曲线:

C间隙:间隙D1固定至15mm。

C无间隙:间隙D1固定至0mm。

C锁定:平衡重50固定地连接至锤击元件的壳体5。

第一模拟C锁定图示了在平衡重相对于锤击元件的壳体锁定/不能够移动的条件下锤击元件壳体5的振动。该图形能够用作图表中其他两个构造的参考,这是由于该图形图示了未被阻尼的冲击机。当冲击机通过2Hz至50Hz的操作范围切换时,在该例子中在10Hz之后振动振幅Va高居2mm以上。

第二模拟C无间隙,图示了在平衡重相对于锤击元件能够移动的条件下的振动。C无间隙是来自“窄范围减震装置”的效率的典型视图。当冲击机的作业频率增加时,振动振幅Va逐渐减小。减振效应继续,由此最小振动振幅Va等于0.1并且在30Hz实现。显然地,通过实现振动振幅低于至少1mm,在该例子中这开创了设计总机器系统的可能性,该手柄保持满足健康和安全标准的振动振幅。当图示出不同参数如何影响系统时,仅仅给出1mm作为例子。如果期望,该限制能够设为另一值,例如设为满足健康和安全标准的值。用于该构造C无间隙,因而冲击机的有用频率范围位于点D至F(27至32Hz)之间的范围内,该范围对应于仅5Hz的窄区间。而且,5Hz的振动相对于冲击机的作业频率正常/典型振动是非常窄的区间。此外,由于在点F振动陡增,在该处发生相当大的振幅振动,因此需要安全区域,由此有用作业频率范围甚至进一步降低至点D至E(27至30Hz)之间的范围,对应于甚至3Hz的更窄区间。具有该构造的另一不利为,没有安全区域,以及当机器切换离开有用频率范围时振动振幅急剧改变,使得冲击机的用户未准备好来自冲击机的振动的突然增加。

第三模拟C间隙图示了根据本发明的实施例的减振效应。平衡重是以反相方式相对于锤击元件能够移动,并且行进通过距离/间隙,其中平衡重可自由移动,并且其中,未附接用于减速平衡重的弹簧。因而在图形中可见显著改变,由此振动振幅首先增加、然后过渡至比两个先前例子显著较低水平。相比于构造C无间隙的不利,图示的本发明C间隙的实施例,当需要降低1mm时,在点B和C(6和49Hz)之间的基本较大频率范围中实现有效的减振效应。来自本发明的实施例的另一利益是,即使振动振幅增加得超过有用频率范围,该增加也是相当适度的,使得其能够被冲击机的用户预料到,由此不需要安全区域。

图1b图示了第二组模拟,其基于与图示于图1a的例子中基本相同的冲击机构参数。第二组模拟的目的是查看间隙长度、弹簧系数以及预加应力/偏置的变动将如何影响振动,以更好地优化利益。

作为参考,存在两个模拟设定A和B,它们等于C无间隙和C锁定,因此它们分别图示了无间隙的更传统设定以及具有锁定平衡重的设定。传统地,基于由方程给定的与平衡重的共振频率的相关性来设计弹簧(该方程与第7页陈述的一样):

对于设定C和D,已经引入10mm的间隙用于设定C,15mm的间隙用于设定D。此外,相比于传统设定,弹簧系数k已经增加,使得其大约3倍高于设定C时以及几乎10倍高于设定D时以在30Hz给出优化性能。

对于设定E和F,用于弹簧作用构件的预张力负荷添加至模拟。设定E和F都具有15mm的间隙,类似于设定D。设定E是具有300N的预加应力负荷的设定,弹簧系数高于用于设定A时的大约3倍。模拟F是具有400N的预加应力负荷的设定,弹簧系数是使用在设定A中传统设定的大约4/5。来自模拟组的结果表明,希望的结果用于所有四个设定C-F。该第二模拟组中的设定C在14Hz-37Hz的频率范围中低于1mm波峰,一直到44Hz比设定B更有效。设定D具有非常小波峰,≤2mm,低于5Hz,但是低于1mm水平,直到60Hz,给出的有效范围从4Hz至至少60Hz。设定E在3Hz具有类似于设定D的小波峰,然后示出了有效范围低于1mm限值,至39Hz。设定F以类似于传统无间隙设定A的方式在34Hz具有陡增的振幅。但是,设定F具有的有效范围几乎低至4Hz。急剧增加的频率稳定性的原因是由于这样的事实:作为较强非线性的结果,平衡重增加的振幅使得共振频率增加。这被认为使得平衡重调节其振幅,使得共振频率将被优化用于扰乱频率。包括的安全区域应该仍然位于5Hz至30Hz的范围中。然后给出用于不具有预张力负荷及无限确定壳体重量的系统的共振频率的表达式或者可以通过以下表达式选择:

其中,b对应于弹簧的压缩距离。从方程可见的是,当振幅增加并且b具有该增加时,共振频率增加。优选地,能够选择间隙D1和弹簧系数k,使得共振频率靠近振动需要被降低的机器的作业频率。通过计算用于激发系统的冲击重量的动量来给定弹簧b的压缩距离。当弹簧作用构件布置在平衡重中时,该动量应该与弹簧作用构件经由端表面从平衡重吸收的动量相同,能够由此计算b。这是用于壳体低振动振幅的良好功能系统的充分逼近。

设定E和F表明,通过弹簧的预加应力负荷能够实现该优势。设定E具有与使用在设定C相同的弹簧系数,但是间隙为15mm。振动波峰在14Hz下比设定E几乎低了0.5mm,其中,设定C横跨1mm限制。

构建样机来测试具有调谐重量减震器的构思。原型基于重新设计的Atlas Copco KV 434的构造。在以下段落中描述执行的测试。根据本发明的一个实施例构建原型,在测试期间的测试参数为:

平衡重重量930g

锤击元件壳体重量4200g

利用三个设定执行测试,在一个设定中原型不具有平衡重,该设定应该代表参考机器,称为仅“无平衡重”。第二设定具有的平衡重被阻挡,使得其相对于原型的壳体不移动。基本上,被阻挡的平衡重增加重量至原型,添加的重量将阻尼振动。对于第三设定,平衡重沿相对于锤击元件的反相自由移动。实施以下设置,用于平衡重的弹簧作用。

弹簧刚度100000N/m

间隙15mm

为了实现有效的减振,将机器分隔为两个功能部分:第一悬挂重量,其包含冲击机构以及调谐振动吸收器,其包括平衡重;以及具有与操作员接口的第二壳体。沿轴向、径向以及旋转方向在悬挂重量和壳体之间施加振动隔离,以处理在调谐吸收器之后仍然存在的振动。需要注意的是,不要损害精确控制机器的能力。在测试台中测量机器手柄上的振动,这产生与ISO8662-5描述的相同特性。具有机械过滤器的三轴Dytran 3053B2加速计用于测量手柄的振动。以权重向量和手臂加速度来测量手柄加速度,用Labview分析信号。利用激光位移传感器(Contrinex,lAS-5050L)进行锤击元件壳体上的振动测量,利用频闪光和钢尺测量平衡重。调谐振动吸收器从8.4至2.7m/s2在手柄上产生68%的降低。通过将施加至机器的空气压力从3巴改变至7巴以及将进给力从-110N改变至450N来测试调谐振动吸收器的操作稳定性。能够发现的是:手柄的振动水平在2.2至3.6m/s2之间变化。还执行分析平衡重的行为以及其如何影响悬挂重量的振动。悬挂重量位移为1.9mm的峰峰间,而平衡重位移为30.4mm的峰峰间。从这些结果能够计算的是,平衡重生成的波峰力达到684N从而提供重量的移动是正弦曲线。用于参考,当移除平衡重时悬挂重量位移为6.4mm的峰峰间,当平衡重被阻挡时为5.2mm。振动吸收器的一般行为与模拟一致,相对于在较宽频率范围和改变的进给力上的减振的高稳定性,这是主要问题。差异主要是由于激振力的简化模型,其代表模拟模型中的正弦力。

图3a图示了冲击机100,其包括布置于壳体105内部的可动锤击元件110。锤击元件110通过致动装置115在第一锤击位置HE1和第二锤击位置HE2之间能够移位。致动装置115的例子能够包括气压力、电力、内燃机或者液压打击力。器具130诸如作业工具以这种方式附接至冲击机100,使得打击力从可动锤击元件110传递至第二锤击元件位置H2中的器具130。未被权利要求覆盖的减震装置140附接至壳体105。减震装置140包括平衡重150,其响应于锤击元件110的锤击作用在第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置CW2之间能够移位。在第一CW1和第二CW2平衡重位置,弹簧作用装置160、170布置成将平衡重150的运动接收并且反向。在图示的例子中,第一弹簧作用装置160和第二弹簧作用装置170的每个均由一个弹簧作用构件162、172组成。弹簧作用装置160、170被第一端表面S端1和第二端表面S端2限制它们的轴向移动,第一端表面S端1和第二端表面S端2是减震装置140的壳体的一部分。在图示的例子中,弹簧作用构件162附接至第一端表面S端1,第二弹簧作用构件172附接至第二端表面S端2。当使用减震装置140时,弹簧作用构件162、172分别被压缩了压缩长度b1和b2。压缩长度b1和b2能够取决于施加至弹簧作用构件162、172的力而变化。在当平衡重150达到第一平衡重位置CW1或者第二平衡重位置CW2的操作条件下实现最大压缩长度。

具体地,正常操作条件限定在额定功率下并且如果有则与适用的ISO标准一致,诸如用于手持式便携式功率工具的ISO8662-2。在图3a图示的实施例中,假设机器处于静止,那么弹簧作用构件160布置成使得其接触端点165距平衡重150的接触表面156为距离D1。相对于图3a,第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置CW2限定最大平衡重位移距离。在这些位置CW1、CW2,弹簧作用构件160、170被压缩。此外,阻尼比小于0.3的阻尼单元180、190与每个弹簧作用装置162、172并联布置。这能够是一个单独降低部件,或者是来自弹簧作用构件本身的自然降低效应。

尤其,通过以下关系能够确定阻尼比:

其中:

ζ:阻尼比

m:重量

c:阻尼系数

k:弹簧系数

图3b图示了未被权利要求覆盖的减震装置的另一例子,其布置成与图3a提出的实施例一样,除了距离D1已经被弹簧作用构件261替换,弹簧作用构件261具有的弹簧系数低于第二弹簧作用构件262。弹簧作用构件272不固定地连接至平衡重250。弹簧作用构件272固定地连接至平衡重的话,该弹簧作用构件272的弹簧特性会降低软弹簧的效应,因而降低振动阻尼效应。弹簧作用构件的该组合提供了作用在平衡重250上的力的非连续改变。此外,阻尼比小于0.3的阻尼单元263、273能够布置成与每个弹簧作用装置260、270并联。这能够是一个单独降低部件,或者来自弹簧作用构件本身的自然降低效应。可替换地,弹簧作用构件在所述第二平衡重位置能够附接至平衡重,但是不附件至所述第二端表面(S端2)。

返回图2a和图2b,作为参考,将描述根据一个示范实施例的启动平衡重的反相移动的装置。当锤击元件10能够依靠例如气压致动或者液压致动移位时,流体流入壳体5,优选流入壳体的相对于器具30的远侧端部。壳体能够设置有出口95,出口95布置在壳体5的壁中,使得当锤击元件10朝向器具30通过流体移位时,出口95暴露。加压流体将被引导通过出口95,至少当其处于其中立位置时出口95优选布置在其打开至平衡重50的位置。根据该示范实施例,平衡重布置成具有室,该室将加压流体引导至喷嘴96,喷嘴96优选布置在平衡重的相对于器具的近侧端部。加压流体将使得平衡重因由喷嘴96升压的流体而进入启动的反相移动。尽管根据该示范实施例流动布置以及升压对于冲击机作业不是必要的,但是,来自测试的结果表明,升压确实降低了平衡重达到期望反相移动所用的时间。流动优选气体流动,最优选地空气流动,这是由于它们能够被自由释放。但是,能够布置再循环系统,使得能够使用其他流体。应该注意的是,存在多于一个出口95和/或多个一个喷嘴96,例如以改变流量,或者引导或者平衡该升压。此外,在冲击机被电气地致动的示范实施例中,例如能够通过电磁致动器启动平衡重的反相移动。

图4和图5示出了冲击机700的一部分,类似于图3a中,包括锤击元件壳体705,纵向可动锤击元件710在第一锤击位置和第二锤击位置之间通过致动装置(未示出)能够移位,致动装置诸如气压、液压、电发动机或者内燃机。包括平衡重750的减震装置740在锤击元件壳体705周围,平衡重750响应于锤击元件的锤击作用(未示出,但是图10a示出以及描述了)沿第一轴向方向在第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置CW2之间能够移位。两个弹簧作用装置760布置在平衡重750中,平衡重750从中心位置能够移动沿所述第一轴向方向延伸的第一距离D1/2而不致动弹簧作用装置760。平衡重还沿相反方向能够移动D1/2而不致动弹簧作用装置760(见图10a)。根据该例子,平衡重750具有柱形形状,两个弹簧作用装置760在平衡重750周围布置在距离彼此等距离处。平衡重并不限于仅具有两个弹簧作用装置760,能够存在更多,例如四个弹簧作用装置760,或者在区间1-20中的任何整数,它们均等地分布在所述锤击元件壳体705周围。包括第一端表面S端1的第一盘798附接至所述壳体并且布置成邻近所述第一平衡重位置CW1,包括第二端表面S端2的第二盘799附接至所述壳体并且布置成邻近所述第一平衡重位置CW2,见图10a以及相关描述,当弹簧作用装置760接合所述第一端表面S端1或者第二端表面S端2时,弹簧作用装置760被压缩。

图6以立体图示出了具有其弹簧作用装置760的平衡重750的截面。平衡重750并不限于具有柱形形状。

图7和图8示出了可替换形状,其中,平衡重750具有的外表面接近截断椭圆形,即其具有垂直于所述第一轴向方向的截面,接近截断椭圆形。更详细地,截断椭圆形是这样的椭圆形:切去了最长边的一段,使得其扁平。换句话说,其具有一个或者两个平坦边751,每个平坦边751定位在稍微椭圆形平衡重的最长边上,使得其获得截去顶端的形状。例如,当使用冲击机时,如果存在限制空间,那么这是有利的。

图9示出了这种情形。用户1000必须利用冲击机700从石壁1001移除材料,石壁1001的一部分是挡道的。通过在平衡重上具有平坦边,用户能够利用冲击机700更靠近石壁1001。

图10a示出了冲击机700的示意截面以及图5中的平衡重750。减震装置740附接至壳体705。减震装置740包括平衡重750,其响应于锤击元件(未示出)的锤击作用在第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置CW2之间能够移位。

此外,减震装置740具有运动反向机构720,其包括:第一端表面S端1,其位于邻近第一平衡重位置CW1处;以及第二端表面S端2,其位于邻近第二平衡重位置CW2处。此处,第一端表面S端1是第一盘798的一部分,第二端表面S端2是第二盘799的一部分。

第一端表面S端1和第二端表面S端2分别位于邻近第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置CW2处,使得它们彼此纵向对置。可替换于第一和第二盘798、799,第一端表面S端1和第二端表面S端2形成在壳体705上。平衡重750能够包括至少一个腔室755,并且设置有分别面向第一平衡重位置CW1和/或第二平衡重位置CW2的一个或多个开口752。腔室通常不填充油或者其他液体以用于阻尼目的。但是油能够用于润滑目的。每个开口752从至少一个腔室755延伸至外表面,即外表面756、757,外表面在平衡重750上是相应平衡重位置CW1、CW2近侧的相应表面。两个弹簧作用装置760设置在平衡重750的内部。第一突出构件780和第二突出构件790布置成在弹簧作用装置760的相反两侧上邻近弹簧作用装置760。在图10a图示的实施例中,突出构件780、790固定至弹簧作用装置760,但是该连接还能够是非固定表面抵接。弹簧作用装置760在突出构件780、790之间居中并且偏置,突出构件780、790形成为使得它们在平衡重750的内部是纵向能够移位的,同时突出构件780、790的部分753延伸穿过开口,朝向相应的端表面S端1、S端2突出而超出外表面756、757。包括至少一个保持表面794的限制装置796布置在平衡重750的内部。突出构件780、790的每个进一步包括凸缘797。保持表面794限制凸缘797分别沿第一轴向方向(A)或者沿与第一轴向方向相反方向的运动。

图示于图10a的实施例示出了突出构件780、790,它们沿相应的端表面S端1、S端2的方向延伸相同长度。但是,每个突出构件780、790能够形成有单独的延伸长度,例如以提供非线性。相对于平衡重750,突出构件780、790包括位于远侧端部的接合表面785。每个突出构件780、790的接合表面785是这样的接触表面,它们每个接触相应的端表面S端1、S端2,因此接合表面785能够命名为接触表面785。示出的平衡重750布置在第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置之间的中间,在平衡重750所包含的突出构件780、790的接合表面753与相应的端表面S端1、S端2之间存在具有距离D1的总间隙,平衡重750在相应的端表面S端1、S端2之间能够移动。因此,存在间隙,即,突出构件780的接合表面753和端表面S端1之间的距离D1/2,以及突出构件790的接合表面753和端表面S端2之间的第二间隙D1/2。当使用中应对锤击元件的移动使平衡重750能够在第一CW1或者第二平衡重位置CW2之间移动时,结果能够降低壳体705的移动。例如,当平衡重750接近第一平衡重位置CW1时,突出构件780的接合表面785接合第一端表面S端1并且压缩弹簧作用装置760,即,弹簧作用装置760被致动,(见图10a')平衡重继续朝向S端1,直到其达到其返回点,在返回点,平衡重750的运动反向。在图10a'中,平衡重处于第一平衡重位置CW1,并且当平衡重750布置在所述第一平衡重位置CW1时,所述接合表面785和所述第一端表面S端1压靠彼此,相比于当所述平衡重布置在所述接合表面785和所述第一端表面S端1彼此分离(正如在图10a中)的位置时,所述接合表面785相对于所述平衡重的重心移位,并且至少一个所述弹簧作用装置760被致动。

当平衡重750分别处于第一CW1和第二CW2平衡重位置时,运动反向机构720布置成将平衡重750的运动接收并且反向。在图示的例子中,弹簧作用装置760包括一个弹簧作用构件762。弹簧作用构件762在轴向移动中被第一和第二保持表面794限制,第一和第二保持表面794是平衡重750的一部分。在图示的例子中,弹簧作用构件762附接至突出构件780、790,当距平衡重位置CW1、CW2中任一个处于距离D1处时,突出构件780、790被第一和第二保持表面794保持,使得弹簧作用构件162被预张紧。通常,弹簧作用构件762越长越好,因为这增加了弹簧作用构件的寿命。

图10a中的平衡重示出了两个弹簧作用装置760,在锤击元件2的每侧上有一个。但是,当期望小半径平衡重时,具有更高数量的更薄弹簧作用构件762是有利的。

图10b图示了实施例的截面,在该实施例中平衡重750设置有多于一个腔室755a、755b。腔室755a、755b类似于图10a图示的至少一个腔室而形成,但是被包括在平衡重750中的单独构件758相对于纵向方向垂直地分离。每个腔室755a、755b设置有弹簧作用装置760',它们每个包括一个或多个弹簧作用构件762'。一个或多个弹簧作用构件762'的每个连接至突出构件780、790中的一个。具有多于一个腔室755a、755b的布置提供了具有单独预张力、能够具有不同弹簧特性等的单独弹簧作用构件762'的可能性。当使用减震装置740时,弹簧作用构件762'分别被压缩了压缩长度b1和b2。压缩长度b1和b2能够取决于施加至弹簧作用构件762'的力而变化。

类似地,对于图示于图10a的实施例,弹簧作用构件762在每个端部被压缩了压缩长度b1。在当平衡重750达到第一CW1或者第二平衡重位置CW2的操作条件下实现最大压缩长度。具体地,正常操作条件限定在额定功率处并且与适用的ISO标准一致,诸如用于手持式便携式功率工具或者与此类似的ISO8662-2。

在图示于图10b的例子中,假设冲击机处于静止,运动反向机构720布置成使其接合表面785处于距端表面S端1距离D1/2处。相关于图10b,第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置CW2限定最大平衡重位移距离。

参考图10a和图10b,鉴于平衡重750的开口来确定突出构件780的尺寸,使得当弹簧作用构件762、762'被压缩时它们能够相对于平衡重纵向移动。在图示的例子中,当弹簧作用构件762、762'被压缩最少时,突出构件780、790被平衡重750的第一和第二保持-表面794保持。在平衡重位置CW1、CW2,弹簧作用构件762、762'被压缩,突出构件780、790的尺寸确定为使得其接合表面785至少纵向延伸超出平衡重750的第一保持表面758和第二保持表面759或者超出平衡重750的外表面756、757。间隙D1的距离能够计算为:第一CW1和第二平衡重位置CW2之间的距离Lcw减去平衡重750的外部长度V或者LE(最大轴向长度)(包括从外表面756、757延伸至相应接合表面785的突出构件780的延伸量)。

图11示出了平衡重750的另一示范实施例,其类似于一个图10a示出的平衡重750,除了突出构件780、790形成为使得它们在平衡重750的内部能够纵向移位,同时突出构件780、790的部分753延伸穿过平衡重的开口752,突出为朝向相应的端表面S端1、S端2超出外表面757、756,均包括另一突出部分754。突出部分754的每个分别布置在第一盘798和第二盘799的孔800中。当突出构件780、790纵向移位时,突出部分754在孔800的内部能够纵向移位。每个突出构件780、790进一步包括孔801,弹簧作用构件762延伸进入孔801中。优选地,弹簧作用构件的较大部分布置在平衡重的内部。优选75%布置在平衡重的内部,更优选地50%。图示于图11的弹簧作用构件刚刚开始被压缩,平衡重750将朝向返回点继续其运动,这引起弹簧作用构件的压缩。优选地,但是不是必须的,在外表面756接触第一端表面S端1之前,平衡重将已经达到其返回点,并且平衡重的运动方向将被反向。

图11b示出了平衡重750的另一示范实施例,其中,一个突出构件790具有与图11的突出构件790相同的设计,另一突出构件780具有与图10a示出的突出构件780相同的设计,除了弹簧作用构件762突出至突出构件780中的孔802中。

必须优化关于图4至图11b的上述减震装置以获得尽可能大的振动吸收。这能够在三个步骤中完成:

-步骤1:插入以下输入数据。

-排除锤击元件、冲击接收元件和平衡重之后的主质量(M)。

其用来计算可替换的两个中的力以及最后步骤中的优化。

-锤击元件质量(m锤击元件)

-平衡重质量(m)

-主要操作频率(f)

-最低操作频率(f最小)

-最高操作频率(f最大)

(频率通常公知于样机。(f最大)和(f最大)是制造处理中容差、使用不同空气压力以及进给力和冲击接收元件的结果。

-在锤击元件对主质量的动量方面的激发给予弹簧压缩“b”。

Alt1:根据锤击元件质量、位移以及频率进行的计算。通过以下方程(2)确定弹簧的压缩距离(b)。

Alt2:根据机器上的所测振动进行的计算。通过以下方程(3)确定弹簧的压缩距离(b)。

在优化期间能够使用力F和补偿(b)以增加优化。

步骤2:确定用于调谐质量系统优化的开始值

选择k、a以及F0的组合,其通过以下表达式给出接近f的共振频率,该表达式给出接近共振频率,用于调谐质量。

方程(1)

其中:

a是距中央位置F0的间隙

F0是弹簧预张力

b是在额定功率下操作的弹簧的压缩。对于具有正弦移动的锤击元件或者主质量,b由表达式给出。

方程(2)

D1=D-Lccw-LSA1-LSA2

其中,活塞=锤击元件

方程(3)

其中,v锤击元件是锤击元件的最大速率。

该方程是基于锤击元件和平衡重给予主质量相等冲击。

步骤3:优化调谐质量系统

意图是找出参数的最佳组合,该组合可在f最小至f最大频率区间之间给出最低振动振幅。

Alt1:模拟模型中的优化。设计代表机械系统的模拟模型。优选用数学模拟程序诸如Matlab、Octacve等或者用多主体模拟程序(MBS)诸如RecurDyn、ADAMS等构建系统的模型。然后优选通过实验设计(DOE)的方法或者使用构建在软件包中的优化功能来优化参数。

Alt2:实验优化。通过改变物理样机的参数来进行优化。优选通过实验设计(DOE)的方法进行。

优化给出了关于游隙、弹簧率、弹簧预张力、平衡重等的组合的信息。其给出了目标功能的最低值,其应该是被最小化的。目标功能限定为图1b中振动曲线下方的区域,用于最低操作频率(f最小)和最高操作频率(f最大)之间的主质量(M)。

实验设计的术语能够解释为:“在统计学上,这些术语通常用于控制实验”。正式计划的实验通常用于估计物理对象、化学公式、结构、部件以及材料。在关于计算机实验、民意测验以及统计学调查(其是观察研究的类型)、自然实验以及准实验(例如,准实验设计)的文章中讨论了其他类似的研究以及它们的设计。在实验设计中,实验员通常对一些对象(“实验单元”)的一些处理或者干涉(“处理”)的效应感兴趣,对象能够是人、人的一部分、人的分组、植物、动物等。因而实验设计是具有非常宽应用的训练,跨越所有自然及社会科学领域与工程领域。”

图12的图表是对上述Matlab模拟模型的核验,具有实验结果,示出了良好的相符性。能够控制测试台,在测试台上仔细设计及制造这种相关参数。图13示出了使用的测试台1000。其包括主质量1001,主质量1001能够在支撑结构1002上以低摩擦滑动。在主质量1001上存在平衡重1003,平衡重1003在弹簧1004之间以低摩擦移动。由电动机1006驱动的气缸1005内部的活塞产生了激振力。活塞利用托架1007连接至主质量1001,通过力传感器(未示出)测量由活塞产生的力。利用激光位移传感器测量主质量1001和平衡重1003的振动。利用测试台1000,能够控制力、频率、间隙、弹簧系数、主质量、平衡重的参数。对两个设定进行测试,一个设定具有固定至主质量的平衡重,一个设定具有活动的平衡重。将该结果与图12的模拟结果比较。

选择参数用于在9Hz下的优化性能。

用于实验和模拟的输入数据为:

M=4.8kg主质量

m=1.5kg平衡重质量

k=14800N/m弹簧系数平衡重

K=100N/m弹簧系数主质量

C=100Ns/m阻尼主质量

c=0.1Ns/m阻尼平衡重

a=9mm距离中立位置的间隙

模拟模型的激振力为:F=(1.55*omega20)*sin(omega*t),并且这是对测量的输入力的估计。

图12示出了当作业频率增加时,在模拟的及测量的降低为几乎线性时用于固定平衡重(在图12中平衡重称为反质量)的主质量的振动振幅。当频率为4Hz时,振动振幅约为7.5mm,当频率为13Hz时,振动振幅约为3.5mm波峰。当平衡重是活动的时,模拟值以及测量值都几乎遵循相同曲线。在频率为4Hz时振幅约为2.5-3mm波峰,并且振幅随着频率的增高而降低,直到频率达到大约9Hz的频率,频率为9Hz时振动振幅低于1mm波峰。然后,当频率变得更高时振动振幅再次增加。

如上所述,用于上述减震装置的尺寸确定的开发方法的例子包括步骤:提供输入参数、确定用于可变参数的开始值以及优化减震装置。在示例的情形中,输入变量如下:

主质量重8kg,其排除锤击元件质量、平衡重和冲击接收元件。

锤击元件质量是0.5kg。

平衡重具有的总质量为1kg,(如果存在若干单独平衡重,那么重量是所有平衡重的总重量。)。

从冲击机的开发公知的是,主要操作频率f为30Hz。为了调节制造容差、气压压力、施加力等的变动,在主要操作频率周围存在振动,导致具有最小频率f最小25Hz以及最大频率f最大35Hz的操作频率范围。

为了改善优化处理,能够计算主质量上的激振动量并且用作输入;计算的两种方式是例如从锤击元件的位移和频率来计算激振动量或者从冲击机上测量的振动来计算激振力F。

该示范开发处理的目的是确定用于弹簧常数k、间隙a和弹簧预张力F0的优化大小。其中,当平衡重处于中央位置时a是距离D1。通过以下表达式给定这些参数的开始值,用于操作频率的接近值:

该方程是基于主质量保持不变。

操作时弹簧的压缩b由在非线性移动期间测量的值来给出。该移动于是被反馈至模拟模型并且由此被优化。但是,对于大多数情形来说,关于正弦波移动的假设是可接受的近似。

然后通过实验设计的方法执行优化。

图14示出了根据本发明的另一示范实施例的冲击机的一部分的立体图。平衡重750仅部分地布置在锤击元件的壳体705周围。第二平衡重750'布置在冲击机的相反侧。平衡重750、750'响应于锤击元件的冲击作用在第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置CW2之间能够移动。每个平衡重750、750'依靠平衡重引导装置781在两个位置CW1和CW2之间被引导。在该实施例中,每个引导装置781内在地布置在平衡重750、750'内。但是,其他可能的修改能够包括外引导装置,诸如外壳体,其借助其周边来封闭以及引导平衡重。平衡重能够具有与公开于图4至图8和图10a至图11b一样的截面内部设计,但是,每个弹簧作用装置也可以布置在分离的平衡重中,但是它们将以相同方式作业。

现在参考图15a至图15l,它们示意地图示了未被权利要求覆盖的可能实施例的其他例子。根据图15a至图15h所有实施例的共同点在于,平衡重550在平衡重550的接触表面556、557之间设置有轴向长度Lccw。此外,第一弹簧作用装置560的轴向移动被第一端表面S端1限制,第二弹簧作用装置572的轴向移动被第二端表面S端2限制。第一弹簧作用装置560具有未致动长度LSAI,第二弹簧作用装置572具有未致动长度LSA2。用于第一弹簧作用装置560的未致动长度是端表面S端1和接触端点565之间的距离。用于第二弹簧作用装置572的未致动长度是表面S端2和接触端点575之间的距离。第一端表面S端1和第二端表面S端2之间的距离D是减振装置的内部的总轴向距离。平衡重550在弹簧作用装置560、572被压缩的第一CW1和第二平衡重位置CW2之间沿第一轴向方向A能够轴向地移动。具体地,在图示于图15a至图15h的实施例中,间隙D1的长度能够计算为:

D1=D-Lccw-LSA1-LSA2

图15a图示出第一弹簧作用装置560和第二弹簧作用装置572能够包括第一弹簧作用构件562a、572a以及第二弹簧作用构件562b、572b,它们成对并联布置在每个平衡重位置CW1、CW2处。第一弹簧作用构件572a、762a的未致动轴向长度能够短于成对中包含的第二弹簧作用构件572b、562b的轴向长度。但是,第一弹簧作用装置560和第二弹簧作用装置572的未致动长度LSA1、LSA2由最长弹簧作用构件限定。图15b图示出第一弹簧作用装置560和第二弹簧作用装置572能够包括单个弹簧作用构件。图15c图示出第一弹簧作用装置560和第二弹簧作用装置572能够包括具有相同长度且成对并联布置在每个平衡重位置处的两个弹簧作用构件。

现在参考图15D,其图示了固定地附接至平衡重550的实施例弹簧作用装置。但是,在该情况下第一端表面S端1和第二端表面S端2用作抵接表面。此外,图15e和图15f示出了,通过将具有相同或者不同长度的弹簧并联地布置,来修改图15D的布置。

现在参考图15g,其图示了一个实施例,其中,第一弹簧作用装置560和第二弹簧作用装置572由松弛弹簧作用构件562、572组成,它们布置在平衡重550的每侧,使得它们仅抵接端表面和平衡重550。

图15h图示了仍然另一实施例,其中,附接至平衡重550的弹簧作用装置560以及附接至端表面S端1的弹簧作用装置572的组合是可行的。

图15h图示了另一可能的实施例,其中,第一弹簧作用装置560包括具有不同长度的第一弹簧作用构件562a和第二弹簧作用构件562b。弹簧作用构件562a、562b彼此并联地布置在第一平衡重位置CW1。此外,最长弹簧作用构件能够固定地附接至平衡重550。可替换地,最长弹簧作用构件能够抵接处于未致动条件的平衡重550。

图15j图示了间隙D1已经被软弹簧作用构件561替换的实施例。因而间隙D1由软弹簧作用构件561的未致动长度代表,能够根据与用于图15a至图15h的相同关系而计算,或者通过简单测量弱弹簧作用构件561本身的长度而估计。

此外,构造的其他例子能够作为变型或者补充。例如,平衡重内部的第一弹簧作用装置能够包括多于一个弹簧作用构件,其以类似于描述的例子的方式并联布置或者与第一弹簧作用构件串联布置。此外,根据图示的例子中的一个例子,平衡重内部的第一弹簧作用装置能够被平衡重外部的第二弹簧作用装置补充。例如,如图15k图示的,另一实施例能够包括间隙D1与具有不同弹簧系数的彼此串联连接在第一平衡重位置CW1处的至少两个弹簧作用构件561、562的组合的组合。单个弹簧作用构件能够布置在第二平衡重位置CW2。平衡重550不固定地附接至弹簧作用构件。图15l图示了仍然另一可能实施例,其包括具有不同弹簧系数的串联连接在每个平衡重位置CW1、CW2的至少两个弹簧作用构件,由此平衡重550固定地连接至弹簧作用构件。

正如示意地图示于图16a至图16c的,未被权利要求覆盖的其他实施例能够包括偏置弹簧作用装置。能够根据与用于图15a至图15h的相同关系来计算间隙D1的长度。

如图16a图示的,偏置弹簧作用装置的一种方式是将其保持在部分压缩状态。偏置弹簧作用构件562、572布置在由端表面S端1、S端2和保持表面RS1、RS2限定的隔室中。能够调节平衡重550的接触表面556、557,使得平衡重550在平衡重接触表面556、557之间的轴向长度Lccs长于平衡重550的外部长度LE

如图16b图示的,弹簧作用装置560能够内置于平衡重550的内部。保持表面布置在平衡重550的内部。端表面S端1、S端2设置有突出部分,使得能够抵接弹簧作用装置560。突出部分的尺寸确定为,使得它们仅接触弹簧作用装置而不阻碍或者接触其他部分。在该实施例中,单个弹簧作用构件562能够布置在平衡重550的内部,在第一RSAI和第二保持表面RSA2之间具有轴向延伸。平衡重550的长度在接触点之间的方向上等于零。

对于具有内置式弹簧作用构件的实施例,距离间隙D1能够计算为第一CW1和第二平衡重位置CW2之间的距离Lcw减去平衡重550的外部长度LE(最大轴向长度)。

如图16c图示的,第一弹簧作用装置560和第二弹簧作用装置570能够布置在平衡重550的内部,并且被平衡重550内部的壁分离。第一弹簧作用装置560和第二弹簧作用装置570在第一远侧端部被平衡重550内部的壁保持,并且在第二远侧端部被第一保持表面保持。平衡重的长度在接触点之间的方向上等于零。可能实施例以及修改的列表是非详尽的。

图17示出了的根据未被权利要求覆盖的另一示范实施例的冲击机的立体图。如图17所示,平衡重350具有柱形形状并且布置在锤击元件310的壳体305周围。平衡重350响应于锤击元件310的冲击作用在第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置CW2之间能够移动。平衡重350依靠平衡重引导装置381在两个位置CW1和CW2之间被引导。在该实施例中,引导装置381内在地布置在平衡重350内。但是,其他可能修改能够包括外引导装置,诸如外壳体,其通过其外围封闭以及引导平衡重。运动反向机构380、390布置在第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置CW2。在该实施例中,运动反向机构380、390包括布置在每个平衡重位置CW1、CW2处的两个线圈弹簧。间隙D1布置于第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置CW2之间。尤其,间隙D1图示于图15a,作为平衡重350的接触表面356与弹簧作用构件362的接触表面365之间的距离。

正如附图公开的,冲击机的作业原理是将重复发生的力施加在锤击元件110、210、310上,使得锤击元件110、210、310在第一锤击元件位置HE1和第二锤击元件位置HE2之间执行周期性移动。通过致动装置115、215、315实现在锤击元件110、210、310上重复发生的力。典型地,手持式冲击机利用液压、内燃机或者电功率操作,而较大机器安装冲击设备利用液压或者气压提供动力。致动装置115、215、315的目的是通过电/机械、液压或者气压装置将冲击能量传递至锤击元件110,使得冲击力施加至锤击元件。如何完成此的例子是周期性地将空气或者液压流体供给至可膨胀室以及从可膨胀室供给,可膨胀室又将力传递至锤击元件110、210、310。在第二位置HE2,锤击元件110、210、310机械地接触器具130、230、330,诸如作业工具,由此锤击元件110、210、310将打击力传递至器具130、230、330。相应地,减震装置140、240、340的作用是使平衡重150、250、350相对于锤击元件110、210、310进入反相移动,使得来自锤击元件110、210、310的振动被来自平衡重移动的振动所抵消。器具/作业工具130、230、330能够沿任何方向定位,由此,平衡重的移动对准锤击元件。为使平衡重150、250、350进入正确的反相移动,行进长度和弹簧系数引起平衡重150、250、350根据特定共振频率移动。但是,有利的是,快速使平衡重150、250、350进入适当频率,使得当打开冲击机时能够即时产生降低效应。这能够通过将基本瞬时力施加在平衡重上而实现,由此能够使用来自锤击元件的壳体105、205、305的加压空气或者液体的排放。第一运动反向机构160、260、360位于第二平衡重位置(CW2),第二运动反向机构170、270、370位于第一平衡重位置。尤其,当其在第一CW1和第二平衡重位置CW2之间移动时,运动反向机构160、170;260、270;360、370接收平衡重150、250、350并且使其反向。

图18示出了根据未被权利要求覆盖的示范实施例的冲击机和减震装置的主要部件的示意性截面图。阻尼布置包括柱形平衡重450,其封闭锤击元件410的壳体405。减震装置440能够基于冲击机的典型作业频率f工作和相关振动振幅Va来确定尺寸。因而锤击元件410的重量H和第一HE1和第二HE2锤击元件位置之间的距离是典型地公知参数。此外,锤击元件壳体405M的重量M是公知参数。此外,图18能够用来例证如何能够确定间隙D1并且用于图示于图16的实施例。首先,减震装置440布置成使得两个弹簧作用装置460、470不被压缩,此后平衡重450布置在相应的弹簧作用装置460、470的接触表面465、475之间的中途。在第二步骤,确定间隙D1

显然地,间隙D1对应于距离D和第二距离D1/2,D是第一弹簧作用装置470的接触表面465与平衡重456的接触表面之间的距离,第二距离D1/2是第二弹簧作用装置470的接触表面475与平衡重450的第二接触表面457之间的距离。还假设第一460和第二弹簧作用装置470布置在平衡重450的相反两侧。减震装置的主要构思是,反作用来自锤击元件410的振动。结果,因此用于锤击元件的最大力FHE应该与用于平衡重Fcw的最大力基本相同。尤其,作用在平衡重450和锤击元件410上的加速力应该相等,使得锤击元件壳体405上的反作用力与之相同。平衡重450的移动被限制在第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置CW2之间的最大平衡重位移距离。因而不能够移动超出这些点。因此,取决于例如锤击元件410的加速力,平衡重450的行进距离能够处于最大行进距离或者更短。

因此,第一CW1和第二平衡重位置CW2之间的距离和平衡重410的重量能够变化,并且适合于冲击机的几何形状约束以及重量约束。正如在关于图2的图表中给定的实践例子中,锤击元件的重量为0.3kg,平衡重的重量为1kg。锤击元件壳体的总重量为3kg。

下一步骤能够为选择平衡重的共振频率F共振。基于冲击机的预定/期望作业频率,选择平衡重的共振频率,使得其充分远远高于冲击机的预定作业频率,使得阻尼效应在作业频率下良好。在该特定例子中,基于此,机器的正常操作频率是30Hz,将共振频率选择为32Hz。以下,基于所选择的平衡重共振频率f共振,从以下关系能够确定用于平衡重的弹簧系数k:

其中:

m:平衡重300的重量(千克)

f:平衡重的共振频率(Hz)

b:弹簧的压缩距离

在布置中无间隙的情形下,有利地通过模拟来选择系数。

图19图示了具有四个不同弹簧作用构件实施例的图表,其呈现非线性弹簧作用力,作为平衡重位移x的函数。曲线的倾斜度能够称为弹簧系数k。图16几何学地示出了关于未被权利要求覆盖的一个实施例的平衡重位移x,Fk间隙。显然地,正如图18几何学地提出的,图16图示的开始点(在0mm处)涉及位置O,而端点(在12mm处)始终涉及用于所有弹簧作用构件实施例的位置CW2。而且,当平衡重450处于平衡状态时,当施加的弹簧作用力为零时,能够看见位置O。

现在参考图19,第一构造F2弹簧包括平衡重,其接触两个弹簧作用构件,沿其行进方向平衡重的一侧串联地连接。

第二构造F1弹簧+间隙包括接触一个弹簧作用构件的平衡重,但是其中,间隙被引入平衡重的行进路径中。在第二构造中,应该注意的是,间隙实际上仅为一半间隙D1/2,其几何学地图示于图18。第三构造F3弹簧涉及本发明的一个实施例,其中,平衡重与串联连接的三个弹簧作用构件相接触。

由于弹簧系数的改变以及取决于弹簧作用构件的刚度,平衡重经历具有不同弹簧系数的两个区域:“低弹簧力区域”和“高弹簧力区域”。低弹簧力区域对应于弹簧作用构件的压缩开始,其中,平衡重上的弹簧作用力处于其最低水平。高弹簧力区域对应于弹簧作用构件的压缩结尾,其中,平衡重上的弹簧作用力处于其最高水平。在本发明的内容中已经实现的是,为了实现用于较宽作业频率范围的有效减振效应,低弹簧力区域的长度能够对应于高弹簧力的长度的至少25%;低弹簧力区域中的平均弹簧系数应该低于高弹簧力区域中的弹簧系数的50%。来自实验研究的另一发现是,如果实施例包括间隙,那么该间隙的距离能够选择为第一CW1和第二平衡重位置CW2之间的总行进距离的大约30%。

在上述关系式中,k代表在“低”和“高”弹簧作用力时作用在平衡重上的总弹簧系数。如果弹簧作用构件是串联连接的两个弹簧作用构件的组合,那么用于每个弹簧作用构件的弹簧系数k1和k2之和应为总和,即根据以下方程的等效弹簧系数kekv

图20a至图20c图示了涉及减震装置的安装的不同实施例,但是未被权利要求覆盖。图20a示出了安装在内部的减震装置640。在该例子中,减震装置640集成至冲击机中,能够安装在冲击机的壳体605内部。正如图示的,减震装置640能够绕锤击元件的位移轴线居中。

图20b示出了未被权利要求覆盖的另一可能实施例,其中,减震装置640利用紧固装置647附接地安装在冲击机的壳体605的外部周围。该布置的优势为,其能够用作一个附件。减震装置640能够具有在冲击机的壳体的周边周围对称分布的平衡重。

图20c示出了未被权利要求覆盖的另一可能实施例,其中,平衡重的行进方向相对于锤击元件的行进方向偏移了角度θ。如果需要降低垂直方向以及水平方向的振动,那么该实施例能够带来优势。

示例实施例:

实施例1。一种冲击机(100;200),包括:

-壳体(105;205)

-锤击元件(110;210),其布置在所述壳体(105;205)的内部,所述锤击元件(110;210)在第一锤击元件位置(H1)和第二锤击元件位置(H2)之间能够移位,

-冲击接收元件(130;230),其附接至所述壳体(105;205),

-致动装置(115;215),其布置成致使所述锤击元件(110;210)对所述冲击接收元件(130;230)执行锤击操作,

-减震装置(140;240),其附接至所述壳体(105;205),包括:

-平衡重(150;250),其响应于所述锤击元件(110;210)的锤击作用沿第一轴向方向(A)在第一平衡重位置(CW1)和第二平衡重位置(CW2)之间能够移位,

-至少一个运动反向机构(180;280),每个所述运动反向机构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)的每个布置成使所述平衡重(150;250)的运动方向反向,

其中,

-所述平衡重(150)能够布置在位于所述第一平衡重位置(CW1)和所述第二平衡重位置(CW2)之间的位置处,所述平衡重(150)从该位置能够移动沿所述第一轴向方向(A)延伸的第一距离(D1)而不致动所述至少一个弹簧作用装置(160);

或者其中,

-所述减震装置(240)进一步包括第一端表面(S端1),所述至少一个弹簧作用装置(260)布置在所述平衡重(250)和所述第一端表面(S端1)之间,所述至少一个弹簧作用装置(260)包括:第一弹簧作用构件(261),其附接至所述平衡重(250);第二弹簧作用构件(272),其沿第一轴向方向(A)与所述第一弹簧作用构件(261)串联布置并且附接至所述第一端表面(S端1)和所述第一弹簧作用构件(261);所述第一弹簧作用构件(261)具有第一弹簧特性,所述第一弹簧特性包括在区间-ktrad≤k1≤ktrad/2内且k1≠0的第一弹簧系数(k1),所述第二弹簧作用构件(262)具有第二弹簧特性,所述第二弹簧特性包括在区间ktrad/5≤k2≤30*ktrad内的第二弹簧系数(k2),并且ktrad由以下公式确定

F共振是处于额定功率的冲击机的共振频率,m是平衡重(250)的重量,

或者其中,

-所述减震装置(540)进一步包括第一端表面(S端1);所述至少一个弹簧作用装置(560)布置在所述平衡重(550)和所述第一端表面(S端1)之间;所述至少一个弹簧作用装置(560)包括第一弹簧作用构件(562a)和第二弹簧作用构件(562b),所述第一弹簧作用构件(562a)和所述第二弹簧作用构件(562b)的第一端部分别附接至所述平衡重(550);所述第一弹簧作用构件(562a)和所述第二弹簧作用构件(562b)的第二端部分别附接至所述第一端表面(S端1),所述第一弹簧构件(562a)和第二弹簧构件(562b)沿第一轴向方向(A)彼此并联地布置,其中,第一弹簧作用构件(562a)具有第一弹簧特性,第一弹簧特性包括的第一弹簧系数(k1)布置在区间-ktrad≤k1≤ktrad/2内且k1≠0,第二弹簧作用构件(562)具有第二弹簧特性,第二弹簧特性包括的第二弹簧系数k2布置在区间ktrad/5≤k2≤30*ktrad内,并且ktrad由以下公式确定:

F共振是处于额定功率的冲击机的共振频率,m是平衡重(550)的重量。

实施例2。在根据实施例1的冲击机中,其中所述平衡重(550)能够布置在位于所述第一平衡重位置(CW1)和所述第二平衡重位置(CW2)之间的位置处,所述平衡重(550)从该位置能够移动沿所述第一轴向方向(A)延伸的第一距离(D1)而不致动所述至少一个弹簧作用装置(160),以及

所述至少一个弹簧作用装置(560)布置在所述平衡重(550)的内部,并且所述减震装置进一步包括:

-第一端表面(S端1),其布置成邻近所述第一平衡重位置(CW1),以及

-第二端表面(S端2),其布置成邻近所述第二平衡重位置(CW2);

当处于朝向所述第一平衡重位置(CW1)的运动中时,所述第一端表面(S端1)布置成接收所述至少一个弹簧作用装置(560);以及

当处于朝向所述第二平衡重位置(CW1)的运动中时,所述第二端表面(S端2)布置成接收所述至少一个弹簧作用装置。

实施例3。根据实施例2的冲击机,其中所述至少一个弹簧作用装置(560)包括第一弹簧作用构件,所述第一弹簧作用构件被预加应力,所述第一弹簧作用构件具有的第一弹簧特性(k1)在区间ktrad/5≤k1≤30*ktrad内。

实施例4。根据实施例1的冲击机,其中所述平衡重(150)能够布置在位于所述第一平衡重位置(CW1)和所述第二平衡重位置(CW2)之间的位置处,所述平衡重(150)从该位置能够移动沿所述第一轴向方向(A)延伸的第一距离(D1)而不致动所述至少一个弹簧作用装置(160),所述减震装置(140)进一步包括:

-第一端表面(S端1),其布置成邻近所述第一平衡重位置(CW1),以及

-第二端表面(S端2),其布置成邻近所述第二平衡重位置(CW2);以及

所述至少一个运动反向机构包括第一运动反向机构和第二运动反向机构,所述第一运动反向机构的至少一个弹簧作用装置布置在所述平衡重和所述第一端表面(S端1)之间,所述第二运动反向机构的至少一个弹簧作用装置布置在所述平衡重和所述第二端表面(S端2)之间,

实施例5。根据实施例4的冲击机,其中,当所述平衡重处于朝向所述第一平衡重位置(CW1)的运动中时,所述第一弹簧作用装置附接至所述第一端表面(S端1),并且所述第一弹簧作用装置被布置成接收所述平衡重。

实施例6。根据实施例4或5的冲击机,其中,当所述平衡重处于朝向所述第一平衡重位置(CW1)的运动中时,所述第二弹簧作用装置(170)附接至所述第二端表面(S端1),并且所述第一弹簧作用装置(160)被布置成接收平衡重(150)。

实施例7。根据实施例4或6的冲击机,其中,当所述平衡重处于朝向所述第一平衡重位置(CW1)的运动中时,所述第一弹簧作用装置(260)附接至所述平衡重,并且所述第一端表面被布置成接收所述第一弹簧装置。

实施例8。根据实施例4、5或7的冲击机,其中,当所述平衡重处于朝向所述第一平衡重位置(CW1)的运动中时,所述第二弹簧作用装置附接至所述平衡重,并且所述第二端表面被布置成接收所述第二弹簧装置。

实施例9。根据实施例4、6或者8的冲击机,其中,所述第一弹簧作用装置能够布置在位于所述平衡重和所述第一端表面之间的位置处,所述第一弹簧装置从该位置能够移动沿所述第一轴向方向延伸的第一距离(D1)而不致动所述第一弹簧作用装置。

实施例10。根据实施例5、7或9的冲击机,其中,所述第二弹簧作用装置能够布置在位于所述平衡重和所述第二端表面之间的位置处,所述第二弹簧装置从该位置能够移动沿所述第一轴向方向延伸的第一距离(D1)而不致动所述第二弹簧作用装置。

实施例11。根据实施例4至10的任何一个的冲击机,其中,所述第一弹簧作用装置包括第一弹簧作用构件,该第一弹簧作用构件被偏置,和/或其中,所述第二弹簧作用装置包括第二弹簧作用构件,该第二弹簧作用构件被偏置。

实施例12。根据实施例1的冲击机,其中,所述第一弹簧作用构件和第二弹簧作用构件(272)沿第一轴向方向(A)串联或者并联布置;所述第一弹簧作用构件(261)具有的第一弹簧系数(k1)在区间-ktrad≤k1≤ktrad/2内且k1≠0,所述第二弹簧作用构件(262)具有的第二弹簧系数(k2)在区间2*ktrad≤k2≤30内,并且第二弹簧构件未被预加应力。

实施例13。根据实施例1的冲击机,其中,所述第一弹簧作用构件和第二弹簧作用构件(272)沿第一轴向方向(A)串联或者并联布置;所述第一弹簧作用构件(261)具有的第一弹簧系数(k1)在区间-ktrad≤k1≤ktrad/2内且k1≠0,所述第二弹簧作用构件(262)具有的第二弹簧系数(k2)在区间ktrad/5≤k2≤30内,并且第二弹簧构件被预加应力。

实施例14。根据实施例2至11的任何一个的冲击机,其中,能够从以下公式确定用于作用在平衡重(150;250)上的弹簧作用装置的弹簧系数,从计算值的偏差小于50%或者小于30%或者小于20%或者小于10%;以及其中,f是处于额定功率下的冲击机的共振频率,k是弹簧系数,m是平衡重(150;250)的重量,D1是第一距离,以及b是所述第一运动反向机构(160;260)的至少一个弹簧装置的压缩距离。

实施例15。根据实施例1至11或14中的任何一个的冲击机,其中,第一距离(D1)至少是第一平衡重位置(CW1)和第二平衡重位置(CW2)之间距离的至少20%或者至少40%或者至少60%或者至少70%或者至少80%或者至少90%。

实施例16。根据实施例1、12或13中的任何一个的冲击机,其中,第一弹簧作用构件(261)和第二弹簧作用构件(262)串联或者并联布置,其中,第一弹簧作用构件(261)的第一弹簧系数低于第二弹簧作用构件(262)的第二弹簧系数,并且其中,第一弹簧系数适用的距离对应于第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置CW2之间距离的至少10%或者至少15%或者至少20%或者至少25%;第二弹簧系数适用于第一平衡重位置CW1和第二平衡重位置CW2之间的剩余距离。

实施例17。根据实施例16的冲击机,其中,第一弹簧系数比第二弹簧系数低至少50%。

实施例18。根据任何一个前述实施例中的冲击机,进一步包括锤击元件引导装置(120、220、320),其布置成致使所述锤击元件(110、210、310)在所述第一锤击元件位置(HE1)和所述第二锤击元件位置(HE2)之间沿线性方向移动。

实施例19。根据任何一个前述实施例中的冲击机,进一步包括平衡重引导装置(381),其布置成致使所述平衡重(350)在所述第一平衡重位置(CW1)和所述第二平衡重位置(CW2)之间沿线性方向移动。

实施例20。根据任何一个前述实施例中的冲击机,其中,所述冲击接收元件(130;230)是作业工具。

实施例21。根据任何一个前述实施例中的冲击机,其中,所述冲击机(100;200)是手持式的。

实施例22。根据任何一个前述实施例中的冲击机,其中所述,冲击机被布置成附接至机器,优选附接至建筑机器,诸如挖掘机、反铲装载机或者滑移装载机。

实施例23。根据任何一个前述实施例中的冲击机,其中,锤击元件的重量H对应于平衡重(150;250)的重量m的20%至300%之间。

技术人员将认识到的是,本发明决不限于描述的示范实施例。简单的事实是,互相不同的从属权利要求中记载的特定方法并不表明这些方法的组合不能够加以利用。

而且,表达式“包括”不排除其他元件或者步骤。其他非限制表达式包括“一个”或者“这个”不排除多个,单个单元能够满足若干装置的功能。权利要求中的任何附图标记不应该视为限制范围。最后,尽管附图和前述说明书中已经详细图示了本发明,但是这种示意图和说明书应该被认为是示意性的或者示范的及非约束性的;本发明并不限于本公开的实施例。

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