配有空载运转控制装置的冲击钻和/或冲击锤的制作方法

专利名称：配有空载运转控制装置的冲击钻和/或冲击锤的制作方法
配有空躯转控制體的冲翁占和减冲離 本发明涉及一种符转利权利要求1所述，具有空縱转控制装置的冲击
钻和/或冲锤。
编号为DE 101 45 464 Al的公开说明书己公开了一种具有压紧力触M 空载运转控制装置的此类冲赫占和/或冲击锤(下文中为简化起见，称之为锤)。 冲击锤具有一个空fyi转气道，用于将构成在驱动活塞和冲击活塞之间的空气 弹簧冲击机构的空腔与大气M，可以M—个阀门将该空S空开启或闭合。在 手柄的把手部位和锤壳体之间力流中安装有一个检测装置，用于检测操作者施 加在手柄上的压紧力。可根据所检测的压紧力来控制阀门动作。
在编号为DE 101 45 464 Al的公开说明书中已对相关优点进行了详细阐 述。尤其是操作者可以在马达已经启动且,较高的情况下，将冲，平稳放 在将要进行处理的岩石上。在这种状态下，即使冲击机构中的驱动活塞已经来 回运动，冲击机构仍然处于空载运转状态。只有当操作者增大压紧力时，才会 操动阀门将空载运转气道闭合，从而在驱动活塞和冲击活塞之间的空腔中形成 空气弹簧。这样就启动了冲击模式。
编号为DE 101 45 464 Al的公开说明书中所描述的冲击锤已经在实际应 用中表现出优异的性能。但也发现该公开说明书所述的原理尚有可以继续改进之处，尤其是因为当启动空气弹簧冲击机构，并且因此而产生振动，使f辦 击锤从空载运转模式转变到冲击模式，从而完成确定的自身运动时，锤壳糊各 相对于操作者握住的手柄运动，由此有使阀门提前闭合的可能，从而在操作者 毫无准备的情况下突然启动冲击模式。
本发明的任务在于，对此类冲，进行适当改进，从而可以从空载运转模 式较为缓慢地逾度至U冲击模式，使得冲击锤平稳启动。
专利权利1中所阐述的即为本发明所述的解决方法。本发明的有益延伸 发明均在相关权利要求中进行了定义。
本发明所述的冲击钻和/或冲击锤(以下简称为冲击锤)具有一个阀门，可 以利用该阀门通过空载运转气道，将空气弹簧机构之中用于安装空气弹簧的空腔与大气翻。该阀门可在空载运转模式下开启空躯,道，并且可在冲击 模式下将空载运转气道闭合。此外还有一个用于检测区别冲击模式和空载运转 模式控审惨量的检测體。阀门可根据控制参量开启、闭合，并且可进入与控 制参量相对应的位置。可以适当定义一个极限值，当超过或低于该极限值时， 就进入与冲击模式或空载运转模式相对应的位置。
可通过本发明所述的延機置适当控制阀门的闭合动作，使其以一 定的延 时到达与所检领啲控制参量相对应的位置。
如上所述，通过阀门使空载运转气道闭合，从而使得空气弹簧冲击机构从 空载运转模式转变为冲击模式，因为在驱动活塞和冲击活塞之间的空腔中可以 形成空气弹簧。延迟装置的作用在于即使当突然放上冲击锤，或者当操作者 意料之外的或不希望的锤壳体运动引起压紧力增大时，也不会因为压紧力增大 而通过阀门立即使空载运气道闭合。阀门并不受此类瞬间作用的影响，而是 以延时方式改变其位置，即只有在经过一定时间后，才会进入与所检测的控制 参量相一致的隨。这样就能够以相对平缓，且操作者能够预见的方式从空载
运转模式转变为冲击模式。
而阀门开启动作的控制贝湘反，最好使其基本上能够立即到达与所检测的 控制参量(例如压紧力)相一致的位置。当从冲击模式转变为空载运转模式时， 需要开启空载运转气道，通过手柄抬起冲击锤，并且减小压紧力，即可将其开 启。在这种情况下，冲击锤应可立即(没有任何延时)转变为空载运转模式， 以避免冲击锤出现意外振动。因此，阀门应当尽可能立即开启空载运,道， 给空气弹簧充气。
而闭合动作的控制则相反，在本发明所述的一种特别有益的设计型式中， 对延时(即阀门闭紐程所经过的时间)进行了适当的设计，使其所涵盖的时 段包括多个冲击循环次数，且每次冲击循环等于驱动活塞的一次往复运动。为 此应使得阀门在规定的延时内基本上以连续方式改变其位置，即平稳闭合空载 运转气道，从而按照需要从空载运转模式平稳转变为冲击模式。
各种可替换或补充地对其进行分析的参量均适合作为控制参量以及空载运 转模式与冲击模式的区别标准。
例如可以将受冲击锤作用的冲头和/或冲击活塞以及或者砧座(中间活塞) 的位置作为控制参量。当在空载运转模式下将冲击锤从被加工的岩石上抬起时，冲头及其柄部就会从冲離的冲头夹具中略微向夕卜滑出，并且到达前端位 置(朝向工作方向)。砧座和冲击活塞也会向前滑动到在冲击模式下不可能到 达的位置中。最好对检测，进行适当设计，使其能够识别这一前端位置，并且将其作为空itii转模式的区别标,行分析。
在本发明所述的另一种设计型式中，使用一个操作者可以操动的、对驱动活塞进行控制的操动机构的^s作为控制参量。该操动机构例如可以是空气锤 的气门控制手柄或者气门控制杆，可以在开启与闭合位置之间移动该控制杆。 所述"操动机枸'同样也可以是内燃发动机的油门控制杆，或者是电动机的操作 按钮。
在本发明所述的一种特别有益的设计型式中，将操作者所施加的压紧力作 为控制参量进行分析。为此在手柄的把手部位(操作者抓住或按压冲击锤的部 位)以及锤壳体(其中至少安装有空气弹簧冲击机构，但也可以是驱动装置) 之间的力流中安装有一个检测装置，用于检测操作者施加在手柄上且作为控制参量的压紧力。阀门可根据所检观啲压紧力开启、闭合，并且可SA与压紧力 相对应的规定位置。尤其当M—定的压紧力极限值时，阀门就^动到闭合 位置中，从而可以启动空气弹簧冲击机构的冲击模式。而当低于极P艮值时，阀 门就会开启空载运转气道，从而给冲击机构中的空气弹簧充气，并且中断冲击 模式。
可通过本发明所述的延迟装置适当控制阀门的闭合动作，使其以一定的延 时至哒与所检领啲压紧力相对应的^S。
在本发明所述的一种特别有益的设计型式中，操作者对其施加压紧力的手柄可以相对于锤壳体运动。^i^置的作用在于使得锤壳体和手柄之间的相对运动不会立即将空载运转气道闭合，而是以较为缓慢的方式改变空载运^n 道的横截面，也就是以延时方式将其减小，最终使空载运转气道闭合。
可以在手柄和锤壳体之间配置一个属于检测装置的弹簧系统，以便能够以 设定的弹簧力，相对于锤壳做每手柄预紧。手柄相对，壳体的位移与操作者 所施加的压紧力基本上成比例。
在本发明所述的一种特别有益的设计型式中，安装有一个构成阀门控制元 件且可沿轴向运动的套筒，其轴向位置可以随压紧力而变化。该套筒的作用原理与编号为DE 101 45 464 Al的公开说明书戶腿的套筒相同。但本发明0M的套筒仅仅在轴向以适当方式(例如形合)与手柄相连，操作者可M减小压 紧力的方式，立即以一定比例改变阀门的位置。
与编号为DE101 45 464A1的公开说明书的区别在于，本发明所述的套筒 在另一个相对的轴向方向中并非以形合方式与手柄相连，而縣用了适当的接 合型式，使得当增大压紧力且使得手柄相对于锤壳体移动时，可通过延iS^置
使得套筒延iR^者延时移动。戶;n胃E^延时移动，其含义为套筒的运动速
度基本上低于手柄和锤壳体之间的相对运动速度。
在本发明所述的一种特别有益的设计型式中，驱动活塞为空心构造，且冲 击活塞可在驱动活塞中运动。在驱动活塞的圆柱形壁面中至少有一个开口，视 驱动活塞的轴向位置而定，此开口可以构成空载运转气道的一部分。驱动活塞 被一个冲击管所包围，冲击管中至少有一个同样也构成一部分空载运转气道的 径向开口，且该径向开口对应于驱动活塞壁中的开口。冲击管又M^M套筒所 包围，且套筒具有一个径向开口与冲击管上的径向开口相对应。
可以使本发明所述套筒在冲击管上逆弹簧装置的作用方向沿轴向适当移 动，使得套筒的径向开口运动到冲击管的径向开口上方时将阀门开启，而在套 筒盖住冲击管的径向开口时将阀门闭合。弹^g在其间将套筒压迫在闭合位
置中，必须逆弹^a的作用移动套筒，才能将阀门开启。
特别有益的方式是延迟装置具有一个在套筒和冲击管之间构成的空腔，
其容积随着冲击管和套筒的相对位置变化。此空腔基本上与大气隔绝，仅舰
一个一定大小的延迟孔与大气连续:tikigl。延迟 L的大小会Slit当选择，使其 能够保证一定的空气体积流量，该体积流量主要取决于空腔和大气之间的压力差。
此外，空腔还具有一个止回阀，必要时可通过止回阀上的开口卸放空腔中 过高的空气压力，而空气则无法通过止回阀流入空腔之中。
特别有益的方式是通过操作者增大压紧力让套筒适当移动，使得空腔的
容积在弹簧装置作用下增大，并且加大套筒的运动幅度，同时通过延迟孔来设
定空气#1只流量，以此来定义或限制套筒的运动皿。特别^动3IM氐于手 柄和锤壳体之间由于压紧力而弓跑的相对运动速度。套筒仅以相对较慢的速度 朝向M压紧力所设定的目标位置运动。由于套筒可作为阀门的控制元件，因 此阀门也仅以一定的延时至哒其终点位置，也就是通过压紧力所定义的，使得
空载运转道基本上完全闭合的位置。
这样就可保证平稳闭合空载运转气道，使得空气弹簧冲击机构内部的空气 弹簧以较为缓優的速度形成，从而达到平稳启动冲击锤的预期效果。
而当離冲離时，贝嚅要从冲击模力顷畅转变为空躯转模式。振动解 耦装置使得已经卸荷的手柄(通常通过弹簧作用)运动到规定的初始或静止位 置中。然后适当移动与手柄连接在一起的套筒，使得套筒和冲击管之间的空腔
容积减小，从而提高空腔中的气压。至少一部分空腔中的空气可以ilil止回阀 流出，其它通常较少的部分空气也将通过延迟孔从空腔流出。这种情况可以通 过以下方式实现，即可以使得套筒的运动速度基本上等于振动解耦装置所弓虚 的手柄和锤壳体之间的相对运动速度。如果套筒和手柄之间在itbS动方向中为 形合连接，也可实现这一目的。
在本发明所述的另一种设计型式中，检测装置具有一个传感器，用于检测 逆弹簧系统作用朝向锤壳体按压手柄的状态，以及用于产生相应的按压信号。 阀门可以具有一个以机械、电气、电动机械或电 "式操动的阀门元件。可以 将按压信号传送给一个控制器，控制器相应地控帝胸门元件以便开启、闭合阀 门，且经过一定的时间使阀门闭合。控制器可保证不会在极短的时间内以突然 方式，而是经过某一预先设定的较长时间之后，才将阀门闭合，也就是从空载 运转模式转变为冲击模式。这样就可以达到和纯粹上述机械式解决方案一样的 效果。
最好糊专麟设计成接近传繊或者测力传麟型式。
此外，还可以配置一个位置传感器，用来检测冲击锤相对于7jC平面的空间
位置，并且产生一个可以传邀合控制器的相应位置信号。控制器对按压信号以 及位置信号进行分析后，对阀门元件的动作进行控制。其间可以对冲击锤与水 平面之间的位置偏差加以适当考虑，同时对手柄、锤壳体以及其中所包含的元 件和冲头的重力加以考虑，x寸所产生的按压信号进行修正。
如果将冲头、冲击活薪n减者砧座的位置作为控制参量进行分析，则最好 将冲头、砧座和/或者冲击活塞的前端位置(参照工作方向)作为空载运转模式 的区别标准，同时将相对于前端位置向后移动的位置作为冲击模式的区别标准。 在空载运转模式下，冲头(凿刀)、砧座以及冲击活塞略微从冲击锤中滑出， 从而iSA冲击模式下根本无法到达的空i^转位置之中。因此冲头、砧座以及冲击活塞的位置就是空^ig转模式与冲击模式的适当区别标准。
在本发明所述的一种特别简单的设计型式中，检测装置具有用来至少在两 个部位上测定冲头、砧座以及/或者冲击活塞位置的装置，且其中一个部位应 于空载运转模式，另一个部位则对应于冲击模式。因此不必检测冲头、砧座或 者冲击活塞的每一个任意位置，也不必进行不间断的连续监控。只要确定相应 的元件是否超过了空载运转隨和冲击〗體之间的柳艮即可。如果在假想界限 所分隔的两个部位上检测相关元件的位置，就可十分简单地实现这一 目的。
在本发明所述的另一种设计型式中，作为空载运转模式区别标准的是驱动 装置操纵机构(例如气门控制手柄)的空载运转位置，而操纵机构的工作位置则为冲击模式的区别标准。这样就可简单iM (例如空气锤)操纵机构的位置 进行分析，以便根据分析结果推断出是空载运转模式还是冲击模式。
如果检湖蝶置具有一个用于检测控制参量且生成控制信号的传感器，并且 阀门包括一个机械、电动、电动机械或者电磁方式操动的阀门元件，则特别有 益。可以a鞭制信号传送给一个控制器，由控制親空制阀门元件的开启、闭合 动作，且经过一定的时间以规定的方式使阀门闭合。除了上^^屯粹的机械式解 决方案之外，以这种方式也可以实现机电、电气或电子控制型式。
由于能够以电子方式控制阀门的闭合动作，因此可以通过电子控制系统来 设定闭合阀门所需的时间。检测装置也可以确定操作者是否仅仅轻微按压冲击 锤，以及是否尚不需要满负荷冲击力。然后可以利用电子控制系统，保持阀门 开启和闭合状态时的中间状态的时间就正如操作者以相应方式操作冲，一样 (例如按压)。
以下将依据示例和附图
对本发明的这些以及其它优点和特征进行详细说 明。
相关附图如下
图la 本发明所述冲击钻和/或冲击锤空载运转模式下的部 分剖面图lb 图la的局部放大图lc 图la的另一个局部放大图2a 图la所示冲击钻和/或冲击锤在冲击模式下的部分 剖面图2b 图2a的局部放大图2c 图2a的另一个局部放大图；以及
图3 本发明所述冲击钻和/或冲击锤另一种结构型式的剖 面图。
图la所示为一种冲辦占和/或冲击锤，具有一个锤壳体1以及将大部， 壳体1围住的手柄罩2。
锤壳体1将多个冲击锤构件集合于其中，尤其是图中并非绘出的驱动装 置、由驱动^S所驱动的摆动传动机构3以及空气弹簧冲击机构4。在空气弹 簧冲击机构4中，摆动传动机构3使得驱动活塞5沿轴向往复运动，从而使 得同样也可在驱动活塞5的空腔中沿轴向往复运动的冲击活塞6在空腔7中 所构成的空气弹簧的作用下往复运动。冲击活塞6又以循环方式冲击固定于刀 夹9中的冲头8 (在图la中是一把凿刀)。
锤壳体1通常用金属制成，且至少容纳一部分上述部件。锤壳体大部分 被手柄罩2包围，M图中并未绘出的已知振动解耦装置(例如橡胶弹簧)将 手柄罩与锤壳体1连接在一起。手柄罩2可以用塑料制成，且可以向前一直 延伸到夹具9的范围内。
在手柄罩2手柄lO设置有一把手部位ll，操作者可M31t巴手部位握住冲 击锤，将其朝向需要加工的岩石上按压。
此外，在手柄罩2的前端区域内还可安装另一个手柄12，操作者可以用 另一只手以已知方式将其抓住，从丽以更好地控制冲辦垂。
如上所述，手柄罩2将锤壳体1的主要部分围住。当然也可以是其它型式， 例如手柄罩2仅仅围住锤壳体的一部分，尤其是锤壳体1指向手柄10区域 的后端部分。同样也可以使手柄罩2根本不围住锤壳体1，而是仅iM锤壳体 1后面的振动解耦體将其固定。因此不必将"手柄罩"设计鹏锤壳体1围住 的型式。
安装于手柄罩2和锤壳体1之间的振动解耦装置用于将冲击产生区域中 通过空气弹簧冲击机构4以及加工岩石时所产生的冲击和振动与手柄罩2以 及手柄10隔离，以使得操作者所遭受的损害性振动尽可能少。振动解耦， 可保证手柄罩2宵镞相对于锤壳体1进《话动。显然可见，操作者可以朝向 锤壳体1适当按压手柄10，使得手柄罩2在锤壳体1上面朝向冲头8方向 向前移动。
按照编号为DE 101 45 464 Al的公开说明书所述，当施加一定的压紧力 时，可保证空气弹簧冲击机构4从空载运转模式转换到冲击模式，在空躯转 模式中，空腔7与大气翻，并且给其中的空气弹簧充气，在沖击模式下空腔7 与大气隔绝，从而可以按照所需的方式形成空气弹簧冲击机构4。
配置有一个检测装置来检测操作者施加于手柄10或者把手部位11上的 压紧力。在附图所示的设计型式中，检测装置的原理为与振动解耦装置中弹 簧装置作用力相反的压紧力会使得手柄罩2相对于锤壳体1移动一定距离。 由于已经知道振动解耦装置的弹簧特性曲线，因此能够得出可靠结论，即一定 的压紧力也会弓胞一定的移动。也可以S31挡i姊限制移动范围，且到达挡块 所需的力等于启动冲击模式所需的最小压紧力。
图la lc所示为空载运转位置中的冲击锤，空腔7与大气连通，也就是 对其进行通气。在图lb和lc所示的局部放大图中可以更为清楚地看清详细 构造。
在驱动活塞5的圆柱形壁面中有一个纵槽形状的开口 13。冲击管14在 径向对驱动活塞5进行导向，且冲击管具有一个与驱动活塞5的开口 13相对 应的径向开口 15。
冲击管14被套筒16所包围，在套筒壁中构成与冲击管14的径向开口 15相对应的径向开口 17。如图lb和 lc所示，开口 13与径向开口 15和 17相互适当重叠，使其构成一个空载运转气道，通过该气道将空腔7与空气 弹簧冲击机构5周围的大气31i!。因此当驱动活塞5沿轴向运动时，就不会 在空腔7中形成空气弹簧，从而使W^击活塞6不会跟随驱动活塞5进纟， 动。当驱动活塞5在驱动装置作用下进行往复运动时，空气弹簧冲击机构4也 可以空载运转。
套筒16可以在冲击管14 ，弹簧18的作用移动，使#@向开口 17既 可以在空载运转模式下位于径向开口 15上方，也可以如图2b和2c所示，在 冲击模式下将其适当移动，使，射5向开口 17不再位于径向开口 15上方，即径 向开口 15被套筒16所封闭。因此，套筒16就是空载运,道的阀门。
一方面可通过弹簧18的作用来确定套筒16的轴向位置，另一方面也可 通过被手柄罩2所固定的销子19将套筒16支撑于一个端面上。
图2a 2c所示为同样的冲赫占，但是处在冲击位置中，操作者正在朝向手柄10施加压紧力，使得手柄罩2相对 壳体1朝向冲头8方向向前移动。
如果将图la和lb与图2a和2b进行对比，就可看出对套筒16的位置 的作用
在图la和lb所示的空载运转位置中，操作者没有对手柄10施加压紧 力，或者仅施加很小的压紧力，甚至舰手柄10将冲離提高。图中并未绘 出的振动解耦装置用于使手柄罩2相对于锤壳体1进入图la所示的空载运 转位置(初始位置或静止位置)。销子19逆弹簧18的作用方向将套筒16压 入图lb所示的位置中，从而将空^it转气道开启，对空腔7中的空气弹， 行充气。M振动解耦装置的较大的作用力来克服弹簧18的作用力。
而当操作者对手柄10施加压紧力，使得手柄罩2向前移动时，固定于手 柄罩2上的销子19也会向前移动。这样首先使套筒16失去端面支撑，从而 也会在弹簧18的作用下压迫套筒16向前运动，如图2b所示。此时就会在 冲击管14和套筒16之间，尤M其端面之间形成空腔20。由于空腔20基 本上与大气隔绝，因此将在弹簧18的作用下在其中形成负压。仅可M套筒 16端面中的延迟孔21来消除空腔20中的负压，即31ii该5EE孔使空气mA 空腔20之中。只要延迟孔21的尺寸选择得当，贝瞎筒16就会仅以相对缓 慢的速度从图lb所示的空iyi转位置移动到图2b所示的冲击位置之中。因 此也会使得径向开口 17仅以缓漫速度离开径向开口 15，从而仅以缓慢速度将 空载运转气道闭合。这就意味着，将会以非常平稳的方式从空载运转模式,且可以在操作者的度 至l肿击模式，且可以在操作者的意料与控制之中。
当操作，速、有力地按压手柄罩2时，销子19就会离开套筒16。操 作者仅需规定套筒16在延时朝向销子19运动之后可以至U达的终点位置。可 通舰当选择延迟孔21的尺寸，预先设定延时，也就是套筒16沿轴向慢速运动。
本发明所述的延迟装置主要由弹簧18、空腔20以及延迟孔 21组成。
在结束操作之后，即将冲纖从加工的岩石上抬起时，或者当撤去压紧力 时，则应当尽可能决速地从冲击模式转变为空载运行模式，以防止操作者遭受 意外振动。为此必须使径向开口 17重新运动到径向开口 15上方，以便开启 空载运转气道。由于空腔20中的空气此时可能会形成与该运动作用相反的空 气弹簧，因此需要非常迅速地卸放空腔20中的空气。为此配置有一个止回阀22将位于其下方的开口 23盖住。例如，止回阀22可以是一个安装于圆周槽 之中，并且将分布于圆周上的多个开口 23盖住的橡胶圈。当空腔20内部的 气压增大后，止回阀22的橡胶圈就会被抬起，从而使得空气可以通过开口 23 非常ffiili也排出。以这种方式可以保iB顷畅地转变到空躯转模式。
上述置的作用在于使得非，锤质量(主要是锤壳体1以及其中 所包含的部件)和，锤质量(主要是手柄罩2或者手柄10)之间的相对速 度不会立即导致空载运转气道中的横截面出现剧烈变化，而是按照要求形成延 时或延迟变化。竿鹏作者所施加的压紧力而定，可以通舰种延迟，使得 冲击锤在任意长的时间内保持冲击强度减小的状态，同时保持全额冲击次数。 即操作者可以让驱动装置保持全额,，使《，击机构以正常的运转频率工作， 但不会将强烈的冲击力施加给冲头8。当突然,将冲击锤压紧在岩石上时， 冲击机构也不会ail转换到冲击模式，而是在延迟置作用下，需要经过几次 冲击循环，才会到全额冲击强度。
上述示例仅为本发明的一种设计型式，本发明当然还有其它设计型式。特 别是也可以通过电气或电子检湖蝶置来检测压紧力的增大信号，并且将信号发 送给控制器，再通逝空制器操动阀门将控制运转气道开启、闭合。
其间也可以对冲击锤的相应位置进行考虑，因为操作者所施加的压紧力会 随着冲击锤的位置而发生大幅度变化。当进行水平作业或高过头顶进行作业 时，操作者所施加的压紧力必须大于向下作业时所需的力，因为前者还要承受 冲垂的重力。控制器能够以适当的方式，对由此而产生的压紧力以及空载运 转模式和冲击模式之间的交进行分析或者调整。
图3所示本发明所述冲击锤另一种设计型式的剖面图，该冲击锤如编号为 DE 101 45 464 Al的公开说明书中的图4所示。在编号为DE 101 45 464 Al 的公开说明书中，以该图为参照，描述了一种冲，，可识别操作者施加在手 柄上的压紧力，并且可根据识别结果，以机电方式改变控制空腔7与大气之间 连接的阀门的位i。
为此有一个阀体25安装于非常短的空载运转气道之中。所述空载运转气道仅仅由冲击管14中的凹口 26以及其中安装有阀体25的连接通道27构成。 阀体25在其内部有一个通孔，并且可通过图中并未绘出的执行器来转动阀体。 如图3所示，阀体25已经转动至嗵孔并不处在空载运然道中的位置，从而使得空腔7和空气弹簧冲击机构周围大气之间的连接中断。但仍然可以将阀体25转动90°，使其^Ail L将空,转气道开启的位置中，从而将空腔7与 大气魏。
手柄10固定于和弹簧系统28作用方向相反的方向中，且可以相对于锤壳 体1进ffi^动。利用一个接近传感器29来检测手柄10和锤壳体1之间的 相对位置。既可以榭妾近传離29设计成仅可以区别二进制状劍言号(即冲 击模式和空载运转模式)的型式，也可以禾,一顿当的接近传麟来检测手 柄10和锤壳体1之间的准确相对位置，并M"其进行分析。除了^fi传， 29之外，也可以(例如在弹簧系统28的内部，但和弹簧系统并无关系)安装 —个适当的观U力传繊，用来检测操作者所施加的压紧力。JJ^卜，还可以通过 手柄10中的触敏式测力传 直接在把手部位11上检测操作者的压紧力。
接近传感器29产生一个对应于压紧力的压紧信号(二进制信号或者与压 紧力成比例变化的模拟信号)，然后将信号传送给控制器30。如果控制器30 识别出操作者所施加的压紧力具有从空载运转位置转入冲击位置中的意图，则 控制器30就会操动图中并未绘出的阀门执行器，以便将阀体25转动到图3 所示的位置之中。当,冲击锤，并且撤去压紧力时，就会启动相反的过程。
尤其当阀体25转动到使空载运转气道27闭合的冲击位置中时，可根据本 发明戶，实现一定的延时。即控制器30具有^M^置，可以对阀门执行器进 行适当控制，使得可以按照所需的延迟时间执行转变过程。
在本发明的其它设计型式中，除了操作者的压紧力之外，还可以对其它控 制参m行分析，尤其是冲头8的位置、冲击活塞6的位置，或者图中并未 绘出的砧座的位置，该砧座在冲击活塞6和冲头8之间起到中间活塞的作用。 其间并不需要精确测定位置，关键在于识别冲击位置和空载运转位置之间的位 置变换，然后据此确定冲击锤是处在空tM转模式还是冲击模式之中。因此同 样不需要精确测定〗立置，只要确定相关部件的停留地点及其在一定范围内的位 置即可。
权利要求
1.一种冲击钻和/或冲击锤，具有-一空气弹簧冲击机构，其中包括一可以往复运动的驱动活塞(5)以及一被驱动活塞(5)所驱动的冲击活塞(6)，且在驱动活塞(5)和冲击活塞(6)之间设计有用于容纳空气弹簧的空腔(7)；-一空载运转气道(13，15，17)，用于在空载运转模式下将空腔(7)与空气弹簧冲击机构的周围大气连通，从而对空腔(7)进行充气；-一安装于空载运转气道(13，15，17)之中的阀门(16，17)，用于在空载运转模式下开启空载运转气道，并且在冲击模式下将空载运转气道闭合；以及具有-一用于检测区别冲击模式和空载运转模式控制参量的检测装置；且-阀门(16，17)可根据控制参量开启、闭合，并且可进入与控制参量相对应的位置；-其特征在于，具有一延迟装置(18，20，21)，可用来适当控制阀门(16，17)的闭合动作，使其以一定的延时到达和所检测的控制参量相对应的位置。
2. 根据权利要求所述的冲击钻n/或冲击锤，其特征在于，可以适当控制阀门(16， 17)的开启动作，使其基本上能够立即到达和所检测的控制参量禾目 对应的位置。
3. 根据权利要求1或者2所述的冲击钻和/或冲击锤其特征在于，延迟 时间经过适当设计，使其所涵盖的时段包括多个冲击循环次数，且每次冲击循 环等于冲击活塞(5)的一次往复运动。
4. 根据权利要求1 3中任一项所述的冲击钻和/或冲击锤，其特征在于， 阀门(16， 17)可在延迟时段内基本上以连续方式改变其位置。
5. 根据权禾腰求1 4中任一项所述的冲击钻和/或冲離，其特征在于， 控制参難自以下类别的参量-操作者所施加的压紧力， -冲头(8)的位置， -冲击活塞(6)的位置， -砧座的位置， -用于控制驱动活塞(5)且操作者可操纵的操纵机构的驱动装置的位置。
6. 根据权禾腰求1 5中任一项戶腿的冲恭占和/或冲離，^JT征在于-至少有一个手柄(10)，其中有可供操作者握持和按压冲⑩占和/或冲击锤的把手部位(11)-,-控制参量为操作者施加于手柄(10)上的压紧力； -锤壳体(1)至少将空气弹簧冲击机构围住；-安装有在把手部位(11)和锤壳体(1)之间的力流中检测压紧力的检测装置；-阀门(16， 17)可根据所检测的压紧力开启、闭合，并且可进入与压紧力 相对应的位置；且-可通过延迟装置(18， 20， 21)适当控制阀门(16， 17)的闭合动作，使 其以一定的延时至哒与所检观啲压紧力相对应的健。
7. 根据权利要求1 6中任一项所述的冲赫占和/冲^，其特征在于，增 大压紧力即可从空载运转模式转变为冲击模式，而减小压紧力即可从冲击模式 转变为空载运转模式。
8. 根据权利要求6或者7所述的冲击钻和/或冲击锤，其特征在于，手柄 (10)可以相对于锤壳体(1)进1，动。
9. 根据权利要求8戶腿的冲辦占和/或冲摘，其特征在于，在手柄(10) 和锤壳体(1)之间安装有一属于检测装置的弹簧系统，用于以一定的弹簧力使 手柄(10)和锤壳体(1)保持相对位置。
10. 根据权利要求9戶腿的冲赫占和/或冲辦垂，其特征在于，检观蝶 置具有一与手柄(10)连接在一起的挡块，且该挡块可以与手柄(10) —， 弹簧系统的作用相对于锤壳体(1)进行适当移动，使其位移和操作者的压紧力 基本上成比例变化。
11. 根据权利要求9或者10所述的冲赫占和/或冲击锤，其特征在于， 弹簧系统也是手柄(10)的振动解耦装置的组成部分。
12. 根据权利要求1 11中任一项所述的冲辦占和/或冲击锤，其特征 在于，安装有一构成阀门(16， 17)的控制元件且可以沿轴向运动的套筒(16)， 其轴向位置可随着控制参量(尤其是压紧力)而变化。
13. 根据权利要求12所述的冲击钻和/或冲击锤，其特征在于，套筒 (16)与手柄(10)在轴向方向中适当连接在一起，当操作者减小压紧力时，就 会立即以成比例的方式改变阀门(16， 17)的位置。
14. 根据权利要求12或者13所述的冲击钻和/或冲M，其特征在 于，套筒(16)和手柄(10)在另一个轴向方向中适当连接在一起，当增大压 紧力使得手柄(10)相对于锤壳体(1)移动时，可i!31延，置以一定的延时 移动套筒(16)。
15. 根据权利要求1 14中任一项所述的冲辦战n/或冲击锤，其特征 在于-驱动活塞(5)为空心构造；-冲击活塞(6)可以在驱动活塞(5)中沿轴向运动；且 -在驱动活塞(5)的圆柱形壁面中至少有一个开口 (13)，视驱动活塞(5) 的轴向{體而定，此开口可以构成空载运转气道的一部分。
16. 根据权利要求15所述的冲赫占和/或冲击锤，其特征在于，驱动活 塞(5)被一冲击管(14)所包围，冲击管中至少有一个与驱动活塞(5)中的 开口 (13)相对应的径向开口 (15)，且该径向开口构成空载运转气道的一部 分。
17. 根据权利要求12 16中任一项所述的冲恭占和/或冲 ，其特征 在于-冲击管(14)被套筒(16)所包围；-套筒(16)具有一与冲击管(14)的径向开口(15)相对应的径向开口(17);-可以逆弹，置(18)的作用使套筒(16)在冲击管(14)上沿轴向适当 移动，从而可以将套筒(16)的径向开口 (17)移动到冲击管(14)的径向开 口 (15)上方将阀门开启，而当套筒(16)覆盖冲击管(14)的径向开口 (15) 时则将阀门闭合。
18. 根据权利要求17所述的冲辦战n/或冲击锤，其特征在于，弹, 置(18)压迫套筒(16)进入闭合位置。
19. 根据权利要求17或者18所述的冲击钻和/或冲击锤，其特征在于-延迟置具有一在套筒(16)和冲击管(14)之间构成的空腔(20)，其 容积随着冲击管(14)和套筒(16)的相对位置变化；-空腔(20) Mil延迟孔(21)与大气M;-延迟孔 (21)的尺寸经,当选择，使其能够保证一定的空气体积流量。
20. 根据权利要求19所述的冲击钻和/或沖击锤，其特正在于，空腔 (20)具有一止回阀(22， 23)，可通过止回阀卸放空腔(20)中过高的空气压力。
21. 根据权利要求19或者20所述的冲击钻和/或冲击锤，其特征在 于，套筒(16)可在压紧力增大时适当移动，从而增大空腔(20)的容积，且 通过经由延迟孔(21)的定量空气体积流量来限制套筒(16)的运动速度，尤 其可使其低于压紧力在手柄(10)和锤壳体(1)之间所引起的相对速度。
22. 根据权利要求19 21中任一项所述的冲赫占和/或冲M，其特征 在于，套筒(16)可在压紧力减小时适当移动，从而减小空腔(20)的容积， 且至少一部分空腔(20)中的空气i!31止回阀(22， 23)流出，使得套筒(16) 的运动iliS基本上等于手柄(10)和锤壳体(1)之间的相对速度。
23. 根据权利要求6 22中任一项所述的冲辦占和/或冲击锤，其特征 在于-检测装置具有一传感器，当逆弹簧系统的作用力方向朝向锤壳体(1)按 压手柄(10)时，用于检测手柄的状态，并且用来产生按压信号； _阀门具有一以机械、电动机械或电磁方式操动的阀门元件；且 -可以将按压信号传i^合一控制器，由控制器控制阀门元件的开启、闭糊 作，且会S1—定的时间使阀门闭合。
24. 根据权利要求23所述的冲^^和/或冲击锤，其特征在于，传， 是一种,传感器或者测力传感器。
25. 根据权利要求23或者24所述的冲击钻和/或冲击锤，其特征在于-安装有一位置传感器，用于检测冲辦占和/冲，相对于7K平面的空间中 位置，并且用来产生相应的位置信号； -可以^M信号传邀合控制器；且-控制器对按压信号以及位置信号进行分析后，对阀门元件的动作进行控制。
26. 根据权利要求25戶诚的冲辦占和/或冲^l垂，其特征在于，可在分析按压信号以及位置信号时，对冲击钻和/或者冲击锤与水平面之间的位置偏差加以适当考虑，同时对手柄(10)、锤壳体(1)以及其中所包含的元件和冲头的重力加以考虑，对所产生的按压信号进行修正。
27. 根据权利要求1 26所述的冲冲击钻和/或冲击锤，其特征在于，可参照工作方向，将冲头(8)、砧座和/或冲击活塞(6)的前端位置作为空载运转模式的区别标准，同时将冲头(8)、砧座和/或冲击活塞(6)相对于前端位置向后移动的位置作为冲击模式的区别标准。
28. 根据权利要求1 27所述的冲击钻和/或冲击锤，其特征在于，检测装置具有一用来对冲头(8)、砧座和/或冲击活塞(6)在至少两个部位上的位置进行测定的装置，且其中一个位置对应于空载运转模式，另一个位置则对 应于冲击模式。
29. 根据权利要求1 28中任一项所述的冲击钻和/或冲击锤，其特征在于，将气门控制手柄的空载运转位置作为空载运转模式的区别标准，同时将气门控制手柄的工作位置作为冲击模式的区别标准。
30. 根据权利要求1 29中任一项所述的冲击钻和/或冲击锤，其特征在于-检测装置具有一用来检测控制参量，并且产生控制信号的传感器； -阀门具有一以机械、电动机械或电磁方式操动的阀门元件；且 -可以将控制信号传送给一控制器，由控制器控制阀门元件以使阀门开启、 闭合，且经过一定的时间使阀门闭合。
全文摘要
一种冲击钻和/或冲击锤，包括一个手柄(10)以及一个相对于手柄(10)运动的锤壳体(1)，锤壳体中安装有一个空气弹簧冲击机构(4)。可以通过阀门(16，17，25)控制开启、闭合的空载运转气道(13，15，17，26，27)对空气弹簧冲击机构(4)的空气弹簧进行充气，通过阀门(16，17，25)。阀门(16，17，25)可根据施加在手柄(10)上的压紧力开启或闭合，且有一个延迟装置(18，20，21，29，30)可适当控制阀门(16，17，25)的闭合动作，使其仅以一定的延时到达相当于压紧力的位置，从而可以从空载运转模式平稳过渡到冲击模式。
文档编号B25D11/00GK101203358SQ200680021946
公开日2008年6月18日 申请日期2006年6月21日 优先权日2005年6月22日
发明者R·伯格, W·斯米德 申请人:威克建设设备有限公司