专利名称：用于冲击工具的摆动配重组件的制作方法
用于冲击工具的摆动配重组件相关申请本申请要求2009年5月四日提交的美国专利申请No. 61/182，514号以及2009 年9月3日提交的美国专利申请No. 12/553，370的优先权，这里通过引用并入该两个申请的全部内容。
背景技术：
本发明涉及可整合到冲击工具内的摆动配重组件。
发明内容
在一个实施例中，本发明提供了一种冲击机构，包括锤，所述锤限定了锤轴线，并且包括锤突出部、与锤突出部隔开的凸轮突出部和在锤突出部与凸轮突出部之间的凹槽； 锤砧，所述锤砧限定锤砧轴线，所述锤砧轴线与锤轴线大致平行但不共线，锤砧包括与锤砧轴线大致平行地延伸的卡爪、接合凸轮表面和与锤砧轴线大致垂直并且与卡爪互连的凸缘；和连接器，所述连接器适于安装到马达输出轴并且响应于马达输出轴的旋转而旋转，连接器包括脱离凸轮表面，脱离凸轮表面支承于凸轮突出部以使锤响应于连接器的旋转而绕锤砧旋转；其中凸缘的一部分容纳在锤的在锤突出部与凸轮突出部之间的弓形凹部中，以用于锤绕锤砧的旋转运动的至少一部分；其中锤响应于锤的一部分沿锤砧的接合凸轮表面移动而绕锤轴线枢转到接合位置，当锤突出部处于接合位置并且锤以超过临界速度的速率移动时，锤突出部撞击锤砧的卡爪，锤突出部撞击卡爪导致锤砧绕锤砧轴线旋转；并且其中锤响应于连接器的脱离表面支承凸轮突出部而在锤撞击锤砧的卡爪之前绕锤轴线枢转到脱离位置，同时锤以比临界速度低的速率移动，使得锤突出部移动过锤砧的卡爪。该冲击机构可进一步包括壳体，所述壳体支撑锤以在接合位置和脱离位置之间枢转运动；其中所述壳体随锤绕锤砧旋转而可绕锤砧轴线旋转。在一些实施例中，锤突出部是第一锤突出部；其中锤进一步包括第二锤突出部；其中锤砧的卡爪是第一卡爪并且锤砧的接合凸轮表面是第一接合凸轮表面；其中锤砧进一步包括第二卡爪和第二接合凸轮表面； 其中当锤在第一方向上绕轴线旋转时，第二锤突出部沿第一接合凸轮表面的运动导致锤枢转到第一接合位置以撞击第一卡爪；并且其中当锤在与第一方向相反的第二方向上绕轴线旋转时，第一锤突出部沿第二接合凸轮表面的运动导致锤枢转到第二接合位置以撞击第二卡爪。在一些实施例中，锤砧的卡爪是第一卡爪，锤砧进一步包括与第一卡爪大致平行的第二卡爪；其中凸缘与第一卡爪和第二卡爪两者互连。在一些实施例中，锤砧的卡爪包括相对第一端和第二端；其中凸缘是与所述锤砧的第一端互连的第一凸缘；并且其中锤进一步包括与锤砧轴线大致垂直并且与卡爪的第二端互连的第二凸缘。在一些实施例中，锤砧的卡爪是第一卡爪，锤砧进一步包括与第一卡爪大致平行的第二卡爪；其中第一卡爪和第二卡爪两者每个均包括相对的第一端和第二端；并且其中凸缘是与第一和第二卡爪的第一端互连的第一凸缘，所述锤砧进一步包括与第一凸缘大致平行并且与第一和第二卡爪的第二端互连的第二凸缘。在一些实施例中，凸缘是大致环状的并且在锤绕锤砧的大致整个旋转期间位于锤的弓形凹部内。通过考虑到详细说明和附图，本发明的其它方向将变得清楚。
图1是整合有实现本发明的摆动配重组件的气动工具的透视图。图2是该气动工具的分解图。图3是摆动配重组件的第一分解透视图。图4是摆动配重组件的第二分解透视图。图5是摆动配重组件的子组件的侧视图。图6是沿图2中的线6-6截取的横截面图，图示了与锤砧的冲击卡爪形成余隙的
鍾ο图7是沿图2中的线6-6截取的横截面图，图示了枢转到冲击位置中的锤。图8是沿图2中的线6-6截取的横截面图，图示了冲击锤砧的锤。图9是沿图2中的线6-6截取的横截面图，图示了在冲击之后回弹的锤。图10是沿图2中的线6-6截取的横截面图，图示了在锤的操作循环的回弹部分结束时的锤。图11是沿图2中的线6-6截取的横截面图，图示了枢转到余隙位置中的锤。
具体实施例方式在详细说明本发明的任意实施例之前，应理解，本发明的应用并不局限于在下面的说明中提出的或者在附图中图示的部件的构造细节和布置细节。本发明能够以其它实施例实现并且能够方式实践或执行。图1和图2图示了冲击工具10的示例，其中整合有本发明的摆动配重组件100。 在摆动配重组件100之外，图示的冲击工具10包括手柄15、动力流体接头20、触发器25、具有输出轴35的气动马达30、后工具壳体45和前工具壳体50。诸如空气压缩机的动力流体源被连接到动力流体接头20以将诸如压缩空气的动力流体供给提供到冲击工具10。操作人员致动触发器25以调节动力流体到气动马达30的流动。气动马达30和摆动配重组件100被支撑在工具壳体(包括后工具壳体45和前工具壳体50)内。如所示的，后工具壳体45可与手柄15 —体形成，或者可以是单独的部件。动力流体到气动马达30的流动驱动输出轴35旋转。输出轴35包括与摆动配重组件100中的花键啮合的花键，使得输出轴35的旋转驱动摆动配重组件100的操作。摆动配重组件100 提供附接连接部105(例如，如图示的用于插口的方形驱动器)，适当的附属装置可安装到该附接连接部105。摆动配重组件100对附属装置提供冲击载荷以紧固或松脱连接件。现在转向图3和图4，摆动配重组件100包括凸轮件或连接器110、锤115、锤砧 120、锤框架125和前板130。连接器110包括轴毂140和突缘145。轴毂140包括内花键或阴花键，所述内花键或阴花键与马达输出轴35上的外花键或阳花键啮合以将转矩从马达的输出轴35传输到连接器110。连接器110的突缘145是大致的环状并且具有比轴毂140大的直径。突缘145 包括切口或切除部150，所述切除部150提供了第一脱离凸轮表面155和第二脱离凸轮表面160。锤115包括枢转轴170，所述枢转轴170限定了同样也作为锤115的枢转轴线的锤纵向轴线或者锤轴线175。枢转轴170包括第一端180和与第一端180相对的第二端185。 锤115还包括第一锤突出部190 (也称为第一锤凸起部)和第二锤突出部195 (也称为第二锤凸起部)以及凸轮突出部200 (也称为凸轮凸起部)，所述凸轮突出部200与第一锤突出部190和第二锤突出部195沿锤轴线175隔开。弓形凹部210限定在锤突出部190、195与凸轮突出部200之间。锤砧120包括轴部M0，轴部240包括上述的附接连接部105。轴部240限定了在冲击工具10的操作期间同样也作为锤砧120的旋转轴线的锤砧纵向轴线或锤砧轴线250。 锤砧120进一步包括第一卡爪255、第二卡爪沈0、第一接合凸轮表面沈5、第二接合凸轮表面270、第一凸缘275和第二凸缘观0。第一卡爪255和第二卡爪260大致相互平行并且大体朝向于彼此。第一卡爪255和第二卡爪260大致与锤砧轴线250平行地延伸并且每个均包括第一和第二端。第一凸缘275和第二凸缘280是大致的环状并且具有比轴部240大的直径。第一凸缘275与第一卡爪255和第二卡爪沈0的第一端互连，而第二凸缘280与第一卡爪255和第二卡爪沈0的第二端互连。图5图示了摆动配重组件100的子组件，包括连接器110、锤115和锤砧120。锤 115和凸轮突出部200容纳在连接器110的突缘145中的切除部150中。锤砧120的第二凸缘观0的一部分容纳在凸轮突出部200与锤突出部190、195之间弓形凹部210中。锤突出部190位于锤砧120的第一凸缘275与第二凸缘280之间。再参考图3和图4，前板130是大致的环状并且在其外周面上具有半圆凹槽300。 前板130包括中心孔310，锤石占120的轴部240延伸穿过中心孔310。锤框架125包括总体上被封闭的第一框架端315。在锤框架125的整个长度上形成槽，并且该槽在第一框架端315处形成半圆开口 325，半圆开口 325与前板130中的半圆凹槽300对准以限定第一锤支撑件。第二框架端320限定连接器支撑孔330和第二锤支撑件335。连接器110的轴毂140和马达输出轴35延伸穿过连接器支撑孔330以通过花键互连匹配。当前板130安装到第一框架端315时，锤枢转轴170的第一端180容纳在(包括槽300和开口 325的)第一锤支撑件中，而锤枢转轴170的第二端185容纳在第二锤支撑件335中。由于锤115形成相对于马达输出轴35旋转轴线(其与锤砧轴线250共线)的偏心荷重，锤框架125通过在径向上与锤115相对的其它材料345而被偏心配重，以降低或消除操作期间的振动。一旦被组装，则连接器110通过第一脱离凸轮表面155或第二脱离凸轮表面160 抵靠于凸轮突出部200而与锤115联接。锤115可相对于锤框架125和前板130绕锤轴线 175枢转。随着连接器110在马达轴35的旋转的影响下绕锤砧轴线250旋转，其导致锤115 绕锤砧轴线250旋转。锤115又导致锤框架125和前板130绕锤砧轴线250旋转。换句话说，连接器110、锤115、锤框架125和前板130被联接以在马达输出轴35的影响下一起旋转。锤砧120并不持续地与锤115联接，而是受到来自锤115的周期性冲击载荷以使锤砧 120(以及锤砧120连接到的连接件)绕锤砧轴线250旋转。现在参考图6至图11，将说明摆动配重组件100的完整的循环。图示的组件是对称的，使得其能够在前向和反向方向上操作，其中锤砧120在(从冲击工具10的后方观察的)顺时针和逆时针方向上的冲击载荷作用下旋转，以分别地紧固和松脱标准的右手螺纹连接件(例如，紧固件、螺母等)。为简要起见，下面将参考组件的导致锤砧120的顺时针紧固旋转的顺时针旋转来描述操作循环。对于本领域普通技术人员明显的是，通常将标注为 “第一”和“第二”的部件的功能性相互转换，即可以描述在相反方向(逆时针方向)上工作的组件图6至图11的横截面图是在从工具的前方向后朝向马达观察的透视图中截取 (见图2中的横截面线6-6)的，以最清楚地图示锤突出部190、195和凸轮突出部200的操作。因此，虽然图6至图11中图示的并且在下面说明的操作循环使锤115和锤砧120在 (常规来讲，从工具的后方朝向前方观察而取得的)顺时针方向上旋转，锤115和锤砧120 在这些图中的透视图中在逆时针方向上旋转。图6、图7、图9和图11中的箭头标示锤115 的运动方向。在图6中，第一锤突出部190与锤砧120的第一卡爪255形成余隙或移动过第一卡爪255。在该图示中，锤115枢转到脱离位置，在该位置中，第一锤突出部190向上枢转， 而第二锤突出部195向下枢转(“向上”在本文中是指从锤砧轴线250径向背离，而“向下” 在本文中是指径向朝向锤砧轴线250)。锤115在作用于凸轮突出部200以使锤115绕锤轴线175枢转的第一脱离凸轮表面155的影响下枢转到该脱离位置。在摆动配重组件100在前向上的整个操作期间，凸轮突出部200通过第一脱离凸轮表面155对锤115施加凸轮作用力，而偏压锤锤115使其绕锤轴线175朝向该脱离位置枢转。尽管图示的示例仅考虑了摆动配重组件100的前向操作，值得注意的是，在组件100的反向操作中，第二脱离凸轮表面160支承凸轮突出部200以偏压锤115使其进入第二脱离位置，在该位置中，第二锤突出部195上行而第一锤突出部190下行，从而锤115能够与第二卡爪260形成余隙。如图6中观察到的，随着锤115继续在顺时针方向上绕锤砧120旋转，第二锤突出部195移动而与第一卡爪255抵接，这导致第一锤突出部190向下枢转而第二锤突出部195 向上枢转。锤115以此姿态继续绕锤砧120移动直到第一锤突出部190抵接并移动过第一接合凸轮表面沈5，这导致第一锤突出部190向上枢转而第二锤突出部195向下枢转。这些枢转步骤未图示。参考图7，由于第一锤突出部190与第一接合凸轮表面265形成余隙并且第二锤突出部195移动过第一接合凸轮表面沈5，锤115枢转到接合位置，在该位置中，第一锤突出部190绕锤轴线175向下枢转并且第二锤突出部195向上枢转，如图中所示。当处于接合位置中，锤115准备撞击锤砧120的第一卡爪255。由于已经绕锤砧120完整地进行旋转， 在锤115能够枢转回到脱离位置之前，锤115已经获得了足够的速度以撞击第一卡爪255。 换句话说，在用第一卡爪255冲击第一锤突出部190之前，第一脱离凸轮表面155的作用于凸轮突出部200的凸轮作用力没有时间使锤115枢转到脱离位置。在图8中，第一锤突出部190冲击第一卡爪255。如在图9中看到的，该冲击导致锤砧120旋转某些量并且导致锤115回弹。尤其是，锤砧120的旋转量以及锤115的回弹量依赖于组件所附接到的连接件的刚性以及构造锤115和锤砧120的材料的硬度。锤115 抵抗马达轴的前向旋转转矩而继续回弹，这导致马达抵抗动力流体的影响而向后旋转。图10示出了当作用于马达的动力流体的力吸收锤115的回弹并且开始使锤115 重新向前旋转时的锤115的位置。锤115在前向方向上的起始位置相对地低，因为动量仍未增大。锤锤115再次移动过第一接合凸轮表面沈5以再次枢转到接合位置(如图7所示)。 参考图11，但这时锤115足够慢地移动，使得在第二锤突出部195与第一接合凸轮表面265 形成余隙之后而在第一锤突出部190撞击第一卡爪255之前，第一脱离凸轮表面155对于凸轮突出部200的作用导致锤115枢转到脱离位置。结果，第一锤突出部190能够与锤砧 120的第一卡爪255形成余隙(如图6中所示)，由此完成操作循环。锤115枢转到脱离位置并且避免冲击卡爪255，260所要求的时间可称为临界时间，该临界时间将形成“临界速度”，锤以该“临界速度”行进以在与接合凸轮表面(图示示例中的第一接合凸轮表面26 形成余隙的后锤突出部(图示示例中的第二锤突出部195) 和撞击所述冲击卡爪(图示示例中的第一卡爪25 的前锤突出部(图示示例中的第一锤突出部190)之间获得临界时间。如果锤115以低于临界速度的速度移动，则锤115将与冲击卡爪255或260形成余隙，而如果锤以大于临界速度的速度移动，则锤115将撞击击卡爪 255 或 260。本发明通过利用弓形凹部210使锤突出部190、195与凸轮突出部200隔离，而使锤115的凸轮作用特征与冲击特征分离。换句话说，本发明提供了一种锤115，其中凸轮突出部200并未与锤突出部190、195—体形成。应认为，弓形凹部210将锤突出部190、195 的冲击载荷分布到锤115的材料中并且降低了凸轮突出部200与脱离凸轮表面155、160之间的反作用载荷。另外，本发明用凸缘275、280加强了卡爪255 J60，以提高卡爪255 J60 和锤砧的循环失效值(cycles-to-failure)。凸缘275、280可以称作加强轴毂。锤突出部 190、195与凸轮突出部200的分离(经由弓形凹部210)提供了用于第二(后)凸缘观0的余隙。因为本发明通过凸轮突出部200和冲击卡爪255 J60降低了根部载荷负担，根据本发明构造的摆动配重机构可通过更小、更轻的设计制成并且具有更有利的功率重量比 (power to weight ratio)。尽管图示的实施方式包括前向和后向冲击卡爪255 J60以及前向和后向锤突出部190、195，并且带有第一和第二凸缘275380，其它的实施方式可包括仅一个这些特征的每个特征，并且仍包含在本发明的范围内。由此，本发明尤其提供了包括用于锤砧的冲击卡爪的加强凸缘的摆动配重组件。 在下面的权利要求书中提出了本发明的各种特征和优点。
权利要求
1.一种冲击机构，包括锤，所述锤限定锤轴线，并且包括锤突出部、与所述锤突出部隔开的凸轮突出部，和所述锤突出部与所述凸轮突出部之间的凹部；锤砧，所述锤砧限定锤砧轴线，所述锤砧轴线与所述锤轴线大致平行但不共线，所述锤砧包括卡爪、接合凸轮表面，和凸缘，所述卡爪与所述锤砧轴线大致平行延伸，所述凸缘与所述锤砧轴线大致垂直并且与所述卡爪互连；和连接器，所述连接器适于安装到马达输出轴并且响应于所述马达输出轴的旋转而旋转，所述连接器包括脱离凸轮表面，所述脱离凸轮表面支承在所述凸轮突出部上以使所述锤响应于所述连接器的旋转而绕所述锤砧旋转；其中所述凸缘的一部分容纳在所述锤的在所述锤突出部与所述凸轮突出部之间的所述凹部中，用于所述锤绕所述锤砧的所述旋转运动的至少一部分；其中所述锤响应于所述锤的一部分沿所述锤砧的接合凸轮表面移动而绕所述锤轴线枢转到接合位置，当所述锤突出部处于所述接合位置并且所述锤以超过临界速度的速率移动时，所述锤突出部撞击所述锤砧的卡爪，所述锤突出部撞击所述卡爪导致所述锤砧绕所述锤砧轴线的旋转；并且其中所述锤响应于所述连接器的脱离表面支承在所述凸轮突出部上而在所述锤撞击所述锤砧的卡爪之前绕所述锤轴线枢转到脱离位置，同时所述锤以比临界速度低的速率移动，使得所述锤突出部移动过所述锤砧的卡爪。
2.根据权利要求1所述的冲击机构，进一步包括框架，所述框架支撑所述锤用于所述接合位置与所述脱离位置之间的枢转运动；其中所述框架随所述锤绕所述锤砧旋转而能够绕所述锤砧轴线旋转。
3.根据权利要求2所述的冲击机构，进一步包括配重，所述配重与所述锤大致相对地联接到所述框架，所述配重可操作以在操作过程中限制所述冲击机构的振动。
4.根据权利要求1所述的冲击机构，其中所述锤突出部是第一锤突出部；其中所述锤进一步包括第二锤突出部；其中所述锤砧的卡爪是第一卡爪并且所述锤砧的接合凸轮表面是第一接合凸轮表面；其中所述锤砧进一步包括第二卡爪和第二接合凸轮表面；其中当所述锤在第一方向上绕所述锤砧轴线旋转时，所述第二锤突出部沿所述第一接合凸轮表面的运动导致所述锤枢转到第一接合位置以撞击所述第一卡爪；并且其中当所述锤在与所述第一方向相反的第二方向上绕所述锤砧轴线旋转时，所述第一锤突出部沿所述第二接合凸轮表面的运动导致所述锤枢转到第二接合位置以撞击所述第二卡爪。
5.根据权利要求1所述的冲击机构，其中所述锤砧的卡爪是第一卡爪，所述锤砧进一步包括与所述第一卡爪大致平行的第二卡爪；其中所述凸缘与所述第一卡爪和所述第二卡爪两者互连。
6.根据权利要求1所述的冲击机构，其中所述锤砧的卡爪包括相对的第一端和第二端；其中所述凸缘是与所述锤砧的第一端互连的第一凸缘；并且其中所述锤进一步包括第二凸缘，所述第二凸缘与所述锤砧轴线大致垂直并且与所述卡爪的第二端互连。
7.根据权利要求1所述的冲击机构，其中所述锤砧的卡爪是第一卡爪，所述锤砧进一步包括与所述第一卡爪大致平行的第二卡爪；其中所述第一卡爪和所述第二卡爪两者每个均包括相对的第一端和第二端；并且其中所述凸缘是与所述第一卡爪和第二卡爪的第一端互连的第一凸缘，所述锤砧进一步包括第二凸缘，所述第二凸缘与所述第一凸缘大致平行并且与所述第一卡爪和所述第二卡爪的第二端互连。
8.根据权利要求1所述的冲击机构，其中所述凸缘是大致环状的并且在所述锤绕所述锤砧的大致整个旋转期间位于所述锤的凹部内。
9.根据权利要求1所述的冲击机构，进一步包括加强轴毂，所述加强轴毂邻近所述卡爪定位在所述锤砧上。
10.根据权利要求9所述的冲击机构，其中所述加强轴毂插入在所述锤突出部与所述凸轮突出部之间，由此允许所述锤相对于所述锤砧旋转。
11.一种使冲击机构的输出轴旋转的方法，所述方法包括 使锤在第一旋转方向上绕锤砧旋转；当所述锤以第一速度旋转时，使锤突出部抵靠锤砧卡爪；响应于使所述锤抵靠所述锤砧卡爪，使所述锤砧在所述第一旋转方向上绕锤砧轴线旋转；使所述锤突出部在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上回弹；并且当所述锤以比所述第一速度低的第二速度旋转时，使所述锤突出部滑过所述锤砧卡爪。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括使所述锤联接到框架，用于与所述框架一起绕所述锤砧轴线旋转。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括使所述锤相对于所述框架绕与所述锤砧轴线隔开的锤轴线旋转。
14.根据权利要求11所述的方法，进一步包括使所述锤在所述第一旋转方向上绕所述锤砧旋转，并且在所述锤突出部滑过所述锤砧卡爪之后使所述锤突出部抵靠所述锤砧卡爪。
15.根据权利要求11所述的方法，进一步包括使所述锤在所述第二旋转方向上绕所述锤砧旋转；当所述锤以第三速度旋转时，使第二锤突出部抵靠第二锤砧卡爪；响应于所述第二锤抵靠所述第二锤砧卡爪，使所述锤砧在所述第二旋转方向上绕所述锤砧轴线旋转； 使所述第二锤突出部在与所述第二旋转方向相反的所述第一旋转方向上回弹；以及当所述锤以比所述第三速度低的第四速度旋转时，使所述第二锤突出部滑过所述第二锤砧卡爪。
16.根据权利要求11所述的方法，进一步包括将所述锤和所述锤砧联接到所述输出轴，以使所述输出轴响应于所述锤和所述锤砧的旋转而旋转。
17.根据权利要求11所述的方法，进一步包括使所述锤与所述锤砧一起绕所述锤砧轴线旋转，并且使所述锤相对于所述锤砧绕所述锤轴线旋转。
18.根据权利要求11所述的方法，进一步包括通过将质量块定位成与所述锤相对并使所述质量块与所述锤一起绕所述锤砧轴线旋转而衰减所述冲击机构的振动。
19.根据权利要求11所述的方法，进一步包括利用凸轮突出部支承所述锤砧卡爪，并且使所述凸轮突出部绕所述锤砧轴线旋转。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括将所述凸轮突出部插入连接器中的狭槽中，以使所述连接器联接到所述锤，用于与所述锤一起旋转。
全文摘要
一种用于冲击工具的摆动配重组件，该摆动配重组件包括锤砧，该锤砧具有冲击卡爪，所述冲击卡爪利用周向凸缘加强。锤包括锤突出部和凸轮突出部，所述凸轮突出部用于使锤在接合位置与脱离位置之间枢转，在接合位置中，锤突出部撞击冲击卡爪，而在脱离位置中，锤移动过冲击卡爪。凸轮突出部与凸轮突出部隔开以限定容纳加强凸缘的空间。
文档编号B25D17/06GK102448675SQ201080023932
公开日2012年5月9日 申请日期2010年5月5日 优先权日2009年5月29日
发明者凯尔·D·格林, 帕特里克·利文斯通, 理查德·J·布克霍特, 瑞安·S·阿蒙德 申请人:英格索尔-兰德公司