专利名称：往复式工具组合件的减震器的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种在具有一往复式工作工具的一工具组合件中的用于吸收冲击的设备，尤其涉及一种用于液压、电动或气动冲击工具组合件的减震器。
背景技术：
液压锤用于工作现场以用于在搬运大块的坚硬物体之前将该物体打碎。液压锤可安装于反铲机或挖掘机上，或者可手持。通常，锤子组合件由液压或气动压力源提供动力。在一工作行程或动力冲程过程中，在活塞的第一凸肩上施加较高的流体压力，从而沿向前的方向驱动活塞。然后活塞撞击通常被称作一刀具的工作工具，该工作工具被向前驱动，从而使工作工具的工作末端撞击石块、水泥、沥青或其它要被打碎的坚硬物体。
在一返回行程过程中，在活塞的第二凸肩上施加流体压力以使活塞回到其初始位置。
工作工具被保持在套管中，一般将该套管称为一前端罩。一般使用一工具保持止动销来将工具保持在该前端罩中。该销子延伸穿过前端罩的一侧并在工作工具中与被机加工的一横向槽接合。该槽的高度大于销子的直径，从而可允许锤子在一个限定的运动范围内前后往复运动。在使用中，当工作端部没有与其上使用了工具的坚硬物体完全接合时，或者在空冲程过程中，前端罩必须阻碍工具的工作行程。这导致很大的冲击负荷，导致在将冲击负荷传送回锤体的组件中产生较高的瞬时应力发明内容本发明的一个目的是克服上述的一个或多个缺点。
根据本发明设置有一种工具组合件，该组合件包括形成一腔室的一壳体；一往复工作工具，该工作工具布置在该腔室中以在一工作行程和一返回行程中进行周期性运动；以及，一工具保持件，该工具保持件被布置成在工作行程结束时保持工作工具。该工具组合件包括一减震器，该减震器设置在至少部分地围绕工作工具的一套筒中并被布置成用来吸收来自工作造成的冲击。
图1是根据本发明的锤子组合件的立体图；图2是图1的锤子组合件的分解图；图2A示出了图1的锤子组合件的上、下壳体构件之间的连接器的纵截面图；图3示出了图1的锤子组合件的前端罩和工作工具的纵截面图；图4示出了图1的锤子组合件的套筒的局部纵截面图；图5是图4所示套筒的立体图；图6示出了根据本发明的另一个锤子组合件的套筒和工作工具的局部纵截面图；图7示出了根据本发明的再一个锤子组合件的套筒和壳体的局部纵截面图；图8示出了根据本发明的又一个锤子组合件的套筒和工作工具的局部纵截面图；以及图9示出了根据本发明的另一个锤子组合件的套筒和工作工具的局部纵截面图。
具体实施例方式
参见图1到图3，其中示出了一工具组合件10，具体是一种液压锤工具组合件，该组合件可连接于反铲机或挖掘机(未示出)。该工具组合件10包括一壳体11、形成在该壳体11中的一腔室16、一活塞18和一工作工具20。该壳体11是一个两件组合式壳体，包括一上壳体构件12和一下壳体构件14，它两通常分别形成上、下腔室，这两个腔室一起组成腔室16，下壳体构件通常被称为前端罩。活塞18可工作地容纳在腔室16中，从而活塞18可沿箭头22和24的大致方向平移。具体来说，在一个工作行程过程中，活塞18沿箭头22的大致方向移动，从而撞击工作工具20。相反，在返回行程中，活塞18沿箭头24的大致方向运动。
一液压回路(未示出)提供加压流体以在工作行程中将活塞18推向工作工具20以及在返回行程中使活塞18返回。不再对该液压回路进行进一步的描述，因为任何适当的液压装置都可使用以向活塞18提供加压流体，比如US 5,944,120中所描述的装置，这对于熟悉本领域技术的人员来说是显而易见的。
在邻近工作行程结束处，活塞18撞击工作工具20的上端40。工作工具20包括一轴42、一保持法兰44和一末端46。轴42穿过形式为带一中心孔82的一套筒的一工具保持件80。该孔82具有小于保持法兰44的直径，从而限制工作工具20沿箭头22的大致方向的运动。如下所述，可将工具保持件80从壳体11上拆下，从而可将其末端46结构不同的各种工作工具20连接于工具组合件10。当活塞18撞击工作工具20时，活塞18的力通过工作工具20沿箭头22的大致方向被传递给末端46。另外，该力施加在诸如石块、水泥或沥青之类的一坚硬物体上以将该坚硬物体打碎。
上、下壳体构件12、14由一壳体接合装置50连接，这在图2和2A中可以最清楚地看到。在所示的实施例中，该壳体接合装置50包括四个绕上壳体构件12的插头部分54的周边等距设置的凸耳52。它们的形状被设置成当将插头部分54插入下壳体构件14的插座部分56时，四个凸耳52可在形成在插座部分56的内壁60上的四个突起58之间通过。上壳体构件12随后相对于下壳体构件14旋转，从而使诸凸耳52接合在诸突起58之下。
设置形式为四个顶起螺丝70的预加应力装置用来推动四个凸耳52的面向上方的配合表面72而使之抵靠于四个突起58的、面向下方的配合表面74。诸螺丝70接合在绕上壳体构件12的一圆形法兰78的周边等距设置的诸螺纹孔76中。诸顶起螺丝70接合于形成在下壳体构件14的上端的、面向上方的一支承表面79。
工具保持件80和壳体11由一接合装置90连接。在所示的实施例中，该接合装置90包括四个绕工具保持件80的一插头部分94的周边等距设置的凸耳92。它们的形状被设置成当将插头部分94插入下壳体构件14的一插座部分96时，四个凸耳92可在形成在插座部分96的内壁100上的四个突起98之间通过。工具保持件80随后相对于下壳体构件14旋转到一接合位置，从而使诸凸耳92接合于诸突起98之下。可以理解的是可以设想出其它形式的互相接合的突起，且凸耳和突起的形状和数量可改变且不限于附图所示的。在插座部分96的内壁100上可形成一挡块(未示出)，从而在工具保持件80旋转时，诸凸耳92之一与该挡块接触以表示已被充分旋转到位。
工具保持件80在其上端具有一弹性法兰102。该法兰102从工具保持件80的插头部分94的中心孔伸出。法兰102具有一上表面104，该上表面朝向设置在工作工具20的保持法兰44上的一接触表面106。上表面104为截头圆锥形并具有一锥角α，该锥角在所述的实施例中为60°，但也可在30和90°之间。工作工具20上的接触表面106也为截头圆锥形并具有一锥角β，该锥角β大于上表面104的锥角α，从而当接触表面106撞击上表面104时，最初的接触是在悬挂伸出的法兰102的自由端107处。在所述的实施例中，锥角β是70°，但它也可为40和90°之间。
形式为两组螺丝110的锁定装置设置在壳体11中的诸孔中。它们与工具保持件80的插头部分94接合并阻止工具保持件80和壳体11的相对旋转。然而，也可以设置任何其它适当的锁定装置，且如果需要的话还可省略锁定组合件。
设置形式为一弹性密封环112的预加应力装置，以推动壳体11上的突起98的第一配合表面114使之抵靠着工具保持件80上的凸耳92的第二配合表面116。
工作工具20沿箭头22的方向的运动由保持法兰44与下套筒或工具保持件80之间的碰撞所限制，而工作工具20沿箭头24方向的运动由工具顶部40与一柱形工具止档件120的一凸肩118之间的碰撞所限定，该工具止档件与下壳体构件14接合。
虽然本发明是参照凸耳和突起进行描述的，但可以理解的是也可以设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设置在形成一阳螺纹的一螺旋突起部上并与壳体11上作为一阴螺纹的相应的螺旋突起部的第一配合表面接合。在另一个实施例中，接合装置可为一插栓式管接头，其中在工具保持件80的插头部分94上设置有两个或更多个销子，这些销子与设置在插座部分96的内表面上的两个或更多个L形插口接合。
虽然本发明是参照插头部分94形成在工具保持件80上而插座部分96形成在壳体11上的实施例描述的，但该接合装置的设置可以是相反的，即，插头部分形成在壳体11上而插座部分形成在工具保持件80上。
虽然以上所述的预加应力装置包括一弹性密封环112，但也可使用其它的预加应力装置，比如弹簧或其它将工具保持件80和壳体11推开的弹性装置。在设有工具保持件80和壳体11上的对应的螺旋突起部的情况下，预加应力装置可为在壳体构件上的一紧固扭矩的作用下引起螺纹的弹性或塑性变形。
工业应用性在使用中，活塞18的能量被传送给工作工具20。如果工作工具20与诸如石块、水泥或沥青之类的坚硬物体接合，很大比例的能量将传送给坚硬物体以将该坚硬物体打碎。然而有一定比例的能量被传送给工具保持件80，而且如果工作工具20没有与坚硬物体充分接触或是在空冲程中的话，该比例还会增加。这些能量被进一步从工具保持件80传送到壳体11，且在实际上将上、下壳体拉开。弹性法兰102作为减震器来减小由工作工具施加在工具保持件80上的力的峰值，从而减小工具组合件中的应力。
当工作工具20的接触表面106向弹性法兰102的上表面104碰撞时，最初是在悬挂伸出的弹性法兰102的自由端107处接触的。然后法兰随着工作工具20继续向下运动而变形，从而接触力随着时间而增加。该碰撞随时间而传播开，使得与没有减震器的情况相比减小了力的峰值。
虽然本发明在其优选实施例中是参照从其根部沿径向向外延伸的一弹性法兰来说明的，但可以理解也可将该法兰布置成沿径向向内延伸，如图6所示。弹性法兰202在工具保持件80的插头部分94的外周边处从其根部向内延伸。法兰202的上表面204为截头圆锥形并与工作工具20的平面或截头圆锥形接触表面206相接触。
虽然本发明是参照设置在工具保持件80的上端的一弹性法兰描述的，但可以理解该法兰也可布置在一中间位置以作用在工具保持件80和壳体11之间，如图7所示。弹性法兰302为不连续的，并且只设置在插头部分94的周边上的、与工具保持件80的诸凸耳92相对应的那些部分上。法兰302的下表面为截头圆锥形并且与设置在壳体11的诸突起98上的平面或截头圆锥形接触表面306相接触。在这个实施例中，工具保持件80将随工作工具20运动，而能量被吸收，弹性法兰变形。
虽然本发明是参照弹性法兰设置在工具保持件80上的实施例来进行描述的，但可以理解该法兰也可设置在工作工具20上，如图8所示。弹性法兰402从其在工作工具20的轴42处的根部向外沿径向延伸。工具保持件80的上表面404为截头圆锥形或平面，并且与弹性法兰402上的截头圆锥形接触表面406相接触。
在图9所示的实施例中，工具保持件80与参照图3到5所述的类似，而相同的标号用来表示相同的零件。在图9的上半部分中显示出的工具保持件80处于未接合位置，而在图的下半部分则表示处于接合位置。此外，这里设置了安装在下壳体构件14中的腔室16中的一减震套筒150。设置在下壳体构件14的内表面上的一面向下方的环形支承表面152限制套筒150沿箭头24的方向的运动。该套管具有一弹性法兰154，该法兰的作用是在工作行程之后工作工具20回弹时减轻工作工具20的冲击。工作工具20的保持法兰44具有一截头圆锥形或平面的接触表面156，在工作工具20的端部40与套筒150的凸肩118接触之前该接触表面先与弹性法兰154上的相对应的接触表面接触，从而减小对锤子和机械内部的冲击。可以理解减震套筒150可独立于工具保持件80上的减震法兰102而设置。
虽然本发明是参照工具是由一液压致动的活塞驱动的一锤子组合件来描述的，但本发明也可应用于任何具有可通过一适当的驱动装置和/或返回装置而在一腔室中运动的一往复的工作工具的工具组合件，包括采用一传统的销钉装置来将工作工具固定在前端罩中的锤子组合件。本发明包括气动工具、电动工具和其它冲击工具，以及机械安装工具和手持式工具组合件。
本发明的优点是增长了工具组合件的各组件的寿命，并减少对安装有工具组合件的器械的损坏的危险。另外，由于接触面积增加，因此噪声也减小。
虽然在附图和前述的说明中对本发明进行了详细描述，但应该认为这样的说明和描述只是示例性的而非限制，可以理解，这里只示出并描述了优选实施例，落入本发明的精神实质所有改变和变型都要受到保护。
权利要求
1.一种工具组合件包括形成一腔室的一壳体；一往复工作工具，该工作工具被布置在该腔室中以在一工作行程和一返回行程中进行周期性运动；以及一工具保持件，该工具保持件被布置成在工作行程结束时保持工作工具，其中，该工具组合件包括一减震器，该减震器设置在至少部分地围绕工作工具的一套筒中并被布置成用来吸收来自工作时的冲击。
2.如权利要求1所述的工具组合件，其特征在于，减震器包括设置在套筒上的一弹性法兰。
3.如权利要求2所述的工具组合件，其特征在于，弹性法兰从套筒如悬臂伸出。
4.如权利要求1到3的任意一项所述的工具组合件，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从中穿过的一孔；以及，壳体包括一接合装置，该接合装置通过工具保持件和壳体的相对运动使工具保持件与壳体接合。
5.如权利要求4所述的工具组合件，其特征在于，接合装置包括在工具保持件和壳体上的互相接合的诸突起部。
6.如以上任意一项权利要求所述的工具组合件，其特征在于，工作工具包括一接触表面，该表面被布置成在工作行程结束时与工具保持件碰撞。
7.如权利要求1到3的任意一项所述的工具组合件，其特征在于，环形弹性法兰设置在一套筒上，该套筒被布置成在工作行程结束时与工作工具上的接触表面碰撞。
8.如权利要求6或7所述的工具组合件，其特征在于，弹性法兰被布置成工作工具的接触表面与弹性法兰在碰撞过程中的最初的接触点是在如悬臂伸出的弹性法兰的自由端。
9.如权利要求8所述的工具组合件，其特征在于，弹性法兰具有朝向工作工具的接触表面的一上表面，该上表面为截头圆锥形并具有30°到90°的一锥角。
10.如权利要求9所述的工具组合件，其特征在于，工作工具的接触表面为截头圆锥形并具有大于弹性法兰的上表面的锥角的一锥角。
11.如权利要求5所述的工具组合件，其特征在于，弹性法兰布置在设置于工具保持件上的诸突起上，从而当工作工具和工具保持件在工作行程过程中碰撞时弹性法兰允许工具保持件和壳体之间有相对弹性运动。
12.如权利要求11所述的工具组合件，其特征在于，弹性法兰是非连续的。
13.如权利要求12所述的工具组合件，其特征在于，弹性法兰具有朝向壳体的一接触表面的一下表面，该下表面为截头圆锥形并具有30°到90°的一锥角。
14.如权利要求13所述的工具组合件，其特征在于，壳体的接触表面为截头圆锥形并具有大于弹性法兰的下表面的锥角的一锥角。
15.一种包括如以上任意一项权利要求所述的工具组合件的液压锤。
全文摘要
一种工具组合件，例如一种液压或气动锤组合件包括形成一腔室的一壳体；一往复工作工具，该工作工具布置在该腔室中以在一工作行程和一返回行程中进行周期性运动；以及，一工具保持件，该工具保持件被布置成在工作行程结束时保持工作工具。该工具组合件包括一减震器，该减震器被布置成可在一行程结束时吸收来自工作工具的冲击。该减震器包括一环形弹性法兰，该法兰可从工具保持件如悬臂伸出，从而在工作行程结束时吸收冲击，或者该法兰可设置在一套筒上，以被布置成在返回行程结束时吸收冲击。该减震法兰减少了传进工具组合件的冲击，从而使工具组合件的诸组件寿命增长。
文档编号B25F5/00GK1880026SQ200610091380
公开日2006年12月20日 申请日期2006年6月14日 优先权日2005年6月15日
发明者潘春晖, L·P·彼勒斯二世 申请人:卡特彼勒公司