可变力矩的无共振振动锤的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种振动锤；该振动锤安装在诸如钢管和型材的部件上，并且该振动锤用于将这些部件击打至土壤中以及从土壤中拔出这些部件，并且该振动锤能够无共振地旋转；并且该振动锤通过传动装置利用更少的部件在上部重块组与下部重块组之间执行相变，该传动装置的主要部件为阶梯轴、有齿活塞以及传动本体。
【专利说明】可变力矩的无共振振动锤
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种振动(振动式)锤，用于击打(drive)和拔出(extract)称为板桩(sheet pile)、型材以及钢管的钢型材料。
【背景技术】
[0002]振动锤安装在诸如钢形成的管和型材的部件上，并且广泛地应用于将这些部件击打到土壤中以及从土壤中拔出这些部件。振动锤通过其偏心重块(weight)将管或型材击打到土壤中。
[0003]在设置在振动锤中的振动产生部分中具有四个转子。这些转子布置为两组，每组具有两个转子，其中一个转子位于另一个转子的顶部上(以便在矩形的每个边角处具有一个转子)。在这些转子的每个处设置有半柱形重块。在旋转期间，这些重块在不同的方向上产生不同强度的振动。在下部的两个转子的重块以及上部的两个转子的重块处于相同方向的情况下，在振动锤中形成振动，然而，如果上述重块处于相反的方向，那么在振动锤中不形成振动。
[0004]通过传动装置来实现重块在相同方向或不同方向上的调整，换言之，通过传动装置来实现振动锤产生或不产生振动。
[0005]现有技术中已知的美国专利文献号US5253542公开了一种系统，该系统包括在相反方向上转动的两个重块，并且其中，下部重块部件通过传动装置耦接至上部重块部件。所述传动装置包括两个同轴线的轴，每个轴均包括螺旋齿以及在这两个轴之间滑动的活塞，以此界定增压的液压流体注入其中的至少一个工作室。在该系统中，传动装置包括两个装置，即，第一传动装置和第二传动装置。在具有多个装置的这种系统中，难以获得相同的轴线，并且该系统包括两个装置的这一事实使得该系统更快速地变形。
[0006]现有技术中已知的美国专利文献号US20020104393公开了可变力矩的振动驱动器通过传动装置液压地转换两组偏心重块的相位。本发明的一个目的在于，提供一种减少振动的可变力矩振动驱动器。在传动装置上具有内部螺旋齿和外部螺旋齿，但是由于传动装置内的轴由滚珠轴承从单侧中固定，所以作用在该轴上的力使得该轴快速失灵并且容易变形。因此，该系统具有一种不稳固的结构。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，提供一种振动锤，该振动锤通过其单个轴以及设置在所述轴的两侧的滚珠轴承而具有耐用的传动装置。
[0008]本发明的另一个目的在于，提供一种振动锤，该振动锤具有其重块可转动180度的传动装置，并且这种方式使得能够在系统中产生振动。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]在附图中示出了研发成实现本发明的描述的振动锤，在附图中
[0010]图1为振动锤的透视图。
[0011]图2为主体的透视图。
[0012]图3为当振动锤在平衡状态中操作时在主体内运行的上部重块组和下部重块组、传动装置以及液压马达齿轮的透视图。
[0013]图4为当振动锤在振动状态中操作时在主体内运行的上部重块组和下部重块组、传动装置以及液压马达齿轮的透视图。
[0014]图5为上部重块组和下部重块组的透视图。
[0015]图6为传动装置的透视图。
[0016]图7为传动装置的一部分的透视图。
[0017]图8为从另一个角度观看的传动装置的一部分的透视图。
[0018]图9为阶梯轴的透视图。
[0019]图10为阶梯轴的一部分的透视图。
[0020]图11为有齿活塞的透视图。
[0021]图12为传动本体的透视图。
[0022]在图中显示的部件均具有如下参考数字:
[0023]1.振动锤
[0024]2.主体
[0025]3.上部重块组
[0026]4.下部重块组
[0027]5.传动装置
[0028]6.传动本体
[0029]7.本体齿状物
[0030]8.本体孔
[0031]9.有齿活塞
[0032]10.外部齿状物
[0033]11.内部齿状物
[0034]12.阶梯轴
[0035]13.轴齿状物
[0036]14.第一油路
[0037]15.第二油路
[0038]16.第一滚珠轴承
[0039]17.第二滚珠轴承
[0040]18.第一盖体
[0041]19.第二盖体
[0042]20.第一轴环
[0043]21.第二轴环
[0044]22.第一齿轮
[0045]23.第二齿轮
[0046]24.旋转式油输送构件
[0047]U.重块
[0048]G.组齿轮
[0049]R.液压马达齿轮
[0050]一种振动锤(I);该振动锤安装在诸如钢型管和型材的部件上，并且用于将这些部件击打到土壤中或者从土壤中拔出这些部件；并且该振动锤能够无共振地旋转；该振动锤基本上包括
[0051]-至少一个主体(2)，该至少一个主体放置于被击打到土壤中的型材上，
[0052]-至少一个上部重块组(3)，该至少一个上部重块组安装至主体(2)并且能够使主体⑵振动，
[0053]-至少一个下部重块组(4)，该至少一个下部重块组比上部重块组(3)更靠近被击打到土壤中的型材，并且该至少一个下部重块组与上部重块组(3)位于相同的轴线上，
[0054]-至少一个传动装置(5)，当需要时，该至少一个传动装置通过实现上部重块组
(3)与下部重块组(4)之间的同步，而能够使主体(2)产生振动或阻止主体产生振动，并且此外，该至少一个传动装置确定主体(2)将施加在型材上的力的强度，
[0055]-至少一个中空的传动本体(6)，该至少一个中空的传动本体具有柱形几何形状以及特定的壁厚度，
[0056]-至少一个本体齿状物(7)，该至少一个本体齿状物设置成位于传动本体(6)的内部中并且在传动本体出)内沿一特定的长度设置，
[0057]-至少一个本体孔(8)，该至少一个本体孔设置在传动本体(6)的两侧处的壁厚度上，
[0058]-至少一个中空的有齿活塞(9)，该至少一个中空的有齿活塞具有柱形几何形状，该至少一个中空的有齿活塞放置于在传动本体(6)的内部中设置有本体齿状物(7)的区域处，
[0059]-至少一个外部齿状物(10),该至少一个外部齿状物设置在有齿活塞(9)的外周边上，并且该至少一个外部齿状物与本体齿状物(7)同步地操作，
[0060]-至少一个内部齿状物(11)，该至少一个内部齿状物设置在有齿活塞(9)的内部中，
[0061]-阶梯轴(12)，该阶梯轴穿过设置在有齿活塞(9)中间的中空部，并且该阶梯轴是定位于传动本体(6)的中央中的单个件，
[0062]-至少一个轴齿状物(13)，该至少一个轴齿状物设置在阶梯轴(12)的与有齿活塞
(9)接触的部件处,并且至少一个轴齿状物与内部齿状物(11)同步地操作，
[0063]-至少一个第一油路(14)，该至少一个第一油路能够将压力油传输至位于阶梯轴(12)与传动本体(6)之间的开孔；所述压力油能够使位于传动本体(6)与阶梯轴(12)之间的有齿活塞(9)沿着传动本体￠)的轴线向前移动，以便能够使阶梯轴(12)旋转更多，
[0064]-至少一个第二油路(15)，该至少一个第二油路能够将压力油传输至位于阶梯轴(12)与传动本体(6)之间的开孔；所述压力油能够使位于传动本体(6)与阶梯轴(12)之间的有齿活塞(9)沿着传动本体￠)的轴线向后移动，以便能够使阶梯轴(12)旋转更少，
[0065]-至少一个第一滚珠轴承(16)，该至少一个第一滚珠轴承的内环安装至阶梯轴(12)，并且该至少一个第一滚珠轴承的外环布置在传动本体(6)上，并且因此，所述至少一个第一滚珠轴承能够使阶梯轴(12)在传动本体￠)内旋转，
[0066]-至少一个第二滚珠轴承(17)，该至少一个第二滚珠轴承的内环安装至阶梯轴(12)，并且该至少一个第二滚珠轴承的外环安装至主体(2)，并且因此，所述至少一个第二滚珠轴承能够使阶梯轴(12)旋转而连接至主体(2)，
[0067]-至少一个第一盖体(18)，该至少一个第一盖体通过螺栓安装至设置在传动本体(6)的一侧上的本体孔⑶，
[0068]-至少一个第二盖体(19)，该至少一个第二盖体通过螺栓安装至设置在传动本体
(6)的另一侧上的本体孔⑶中，
[0069]-至少一个第一轴环(20)，该至少一个第一轴环的直径略微大于传动本体(6)的直径，并且该至少一个第一轴环从靠近第一盖体(18)的侧部安装至传动本体(6)，
[0070]-至少一个第二轴环(21)，该至少一个第二轴环的直径略微大于阶梯轴(12)的直径，并且该至少一个第二轴环从靠近第二盖体(19)的侧部安装至阶梯轴(12)，
[0071 ]-至少一个第一齿轮(22)，该至少一个第一齿轮通过第一轴环(20)安装至传动本体(6)的周边，并且该至少一个第一齿轮以与传动本体￠)的旋转速度相同的速度进行旋转，
[0072]-至少一个第二齿轮(23)，该至少一个第二齿轮通过第二轴环(21)安装至阶梯轴(12)，并且该至少一个第二齿轮以与阶梯轴(12)的旋转速度相同的速度进行旋转，
[0073]-至少一个油输送构件(24)，在期望阶梯轴(12)旋转更多或更少时，通过将油注入到第一油路(14)或第二油路(15)，所述至少一个油输送构件能够使位于第一油路(14)的端部处的开孔或位于第二油路(15)的端部处的开孔填充有油，并且因此所述至少一个油输送构件能够使有齿活塞(9)移动。
[0074]在本发明的一个实施方式中，阶梯轴(12)通过至少两个第二滚珠轴承(17)安装至主体(2)。第二滚珠轴承(17)能够使阶梯轴(12)围绕其自身的轴线旋转。有齿活塞(9)安装到阶梯轴(12)上的具有轴齿状物(13)的区域上。在有齿活塞(9)安装至到阶梯轴
(12)时，内部齿状物(11)与轴齿状物(13)彼此接合。位于阶梯轴(12)上的第一滚珠轴承
(16)能够使传动本体(6)保持围绕阶梯轴(12)。在传动本体￠)与有齿活塞(9)接触的区域处，具有本体齿状物(7);并且该齿状物(7)与外部齿状物(10)接合。第一盖体(18)安装到传动本体(6)的靠近有齿活塞(9)的侧表面上，并且第二盖体(19)安装到另一个侧表面上。第一齿轮(22)通过第一轴环(20)安装至传动本体(6)。第一齿轮(22)具有与传动本体￠)的角速度相同的角速度，并且该第一齿轮与传动本体￠)同步地旋转。第二齿轮(23)通过第二轴环(21)安装至阶梯轴(12)，并且该第二齿轮具有与阶梯轴(12)的角速度相同的角速度。
[0075]本发明的实施方式的操作原理如下限定:传动装置(5)的所有上述部件均连接，该传动装置通过第二滚珠轴承(17)安装到位于主体(2)上的用于该传动装置的孔中。在安装之后，设置在上部重块组(3)上的组齿轮(G)与第一齿轮(22)接触，并且设置在下部重块组(4)上的组齿轮(G)与第二齿轮(23)接触。上部重块组(3)和下部重块组(4)分别由液压马达齿轮(R)驱动，然而，两个不同的液压马达齿轮(R)通过相同的速度旋转。在振动锤(I)还未开始操作的情况下，设置在上部重块组(3)上的具有特定壁厚度的半圆形重块(U)以及设置在下部重块组(4)上的重块(U)的外表面位于其彼此面对的位置处(图3)。在以这种方式驱动振动锤(I)时，由于在组(3、4)处的重块(U)在旋转时彼此平衡，所以在主体(2)处未形成振动，并且组(3、4)在该位置处协调地旋转。组(3、4)在平衡状态中以这种方式旋转，直到超过振动锤(I)产生共振的特定转数。由于组(3、4)通过相同的速度并且在平衡状态中旋转这一事实，所以设置在传动装置(5)处的第一齿轮(22)和第二齿轮(23)通过相同的速度并且在相同的方向上旋转。在消除共振风险之后，通过旋转式油输送构件(24)，将压力油输送给第一油路(14)，并且用油填充位于第一油路(14)的端部处的开孔。通过这种油，有齿活塞(9)沿着阶梯轴(12)的轴线稍微移动。通过这种运动，阶梯轴(12)以比传动本体(6)旋转的角速度略大的角速度旋转。阶梯轴(12)通过有齿活塞(9)略微更快地旋转使得第二齿轮(23)也略微更快地旋转，并且这进而使得下部重块组
(4)比上部重块组(3)略微更快地旋转。这种相对快速的旋转能够使位于下部重块组(4)处的重块(U)到达与位于上部重块组(3)处的重块(U)相同的位置(图4)。到达相同位置的这两个组(3、4)使得通过振动而产生力，并且这进而使得振动锤(I)通过振动而容易地将型材击打至地面中或者从地面中拔出型材。在执行击打或拔出操作之后，此时旋转式油输送构件(24)用油填充位于第二油路(15)的端部处的区域，并且因此，阶梯轴(12)相对于有齿活塞(9)略微更慢地移动，并且以这种方式使组(3、4)从振动状态进入平衡状态。
[0076]能够形成本发明振动锤(I)的各种实施方式。本发明不能限于在本文中描述的实例,并且本发明基本上限定在权利要求中。
【权利要求】
1.一种振动锤(1);所述振动锤安装在诸如钢形成的管和型材的部件上，并且所述振动锤用于将这些部件击打至土壤中或者从土壤中拔出这些部件；并且所述振动锤能够无共振地旋转；所述振动锤基本上包括 -至少一个主体(2)，所述至少一个主体放置于被击打到土壤中的型材上， -至少一个上部重块组(3)，所述至少一个上部重块组安装至所述主体(2)并且能够使所述主体(2)振动， -至少一个下部重块组(4)，所述至少一个下部重块组比所述上部重块组(3)更靠近被击打到土壤中的型材，并且所述至少一个下部重块组与所述上部重块组(3)位于相同的轴线上， -至少一个传动装置(5)，当需要时，所述至少一个传动装置通过实现所述上部重块组(3)与所述下部重块组(4)之间的同步而能够使所述主体(2)产生振动或阻止所述主体产生振动，并且此外，所述至少一个传动装置确定所述主体(2)将施加在所述型材上的力的强度，并且其特征在于所述振动锤还包括 -至少一个中空的传动本体(6)，所述至少一个中空的传动本体具有柱形几何形状以及特定的壁厚度， -至少一个本体齿状物(7)，所述至少一个本体齿状物设置成位于所述传动本体(6)的内部中并且在所述传动本体￠)内沿一特定的长度设置， -至少一个中空的有齿活塞(9)，所述至少一个中空的有齿活塞具有柱形几何形状，所述至少一个中空的有齿活塞放置于所述传动本体￠)的内部中设置有所述本体齿状物(7)的区域处， -至少一个外部齿状物(10)，所述至少一个外部齿状物设置在所述有齿活塞(9)的外周边上，并且所述至少一个外部齿状物与所述本体齿状物(7)同步地操作， -至少一个内部齿状物(11)，所述至少一个内部齿状物设置在所述有齿活塞(9)的内部中， -阶梯轴(12)，所述阶梯轴穿过设置在所述有齿活塞(9)中间的中空部，并且所述阶梯轴是定位于所述传动本体￠)的中央中的单个件， -至少一个轴齿状物(13)，所述至少一个轴齿状物设置在所述阶梯轴(12)的与所述有齿活塞(9)接触的部件处，并且所述至少一个轴齿状物与所述内部齿状物(11)同步地操作， -至少一个第一油路(14)，所述至少一个第一油路能够将压力油传输至位于所述阶梯轴(12)与所述传动本体(6)之间的开孔；所述压力油能够使位于所述传动本体(6)与所述阶梯轴(12)之间的所述有齿活塞(9)沿着所述传动本体￠)的轴线向前移动，以便能够使所述阶梯轴(12)旋转更多， -至少一个第二油路(15)，所述至少一个第二油路能够将压力油传输至位于所述阶梯轴(12)与所述传动本体(6)之间的开孔；所述压力油能够使位于所述传动本体(6)与所述阶梯轴(12)之间的所述有齿活塞(9)沿着所述传动本体￠)的轴线向后移动，以便能够使所述阶梯轴(12)旋转更少。
2.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，所述振动锤包括至少一个第一滚珠轴承(16)，所述至少一个第一滚珠轴承的内环安装至所述阶梯轴(12)，并且所述至少一个第一滚珠轴承的外环布置在所述传动本体(6)上，并且因此，所述至少一个第一滚珠轴承能够使所述阶梯轴(12)在所述传动本体(6)内旋转。
3.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，所述振动锤包括至少一个第二滚珠轴承(17)，所述至少一个第二滚珠轴承的内环安装至所述阶梯轴(12)，并且所述至少一个第二滚珠轴承的外环安装至所述主体(2)，并且因此，所述至少一个第二滚珠轴承能够使所述阶梯轴(12)旋转而连接至所述主体(2)。
4.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，所述振动锤包括至少一个第一盖体(18)，所述至少一个第一盖体通过螺栓安装至设置在所述传动本体￠)的一侧上的本体孔⑶。
5.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，所述振动锤包括至少一个第二盖体(19)，所述至少一个第二盖体通过螺栓安装至设置在所述传动本体￠)的另一侧上的本体孔⑶。
6.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，所述振动锤包括至少一个第一轴环(20)，所述至少一个第一轴环的直径略微大于所述传动本体(6)的直径，并且所述至少一个第一轴环从靠近第一盖体(18)的侧部安装至所述传动本体(6)。
7.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，所述振动锤包括至少一个第二轴环(21)，所述至少一个第二轴环的直径略微大于所述阶梯轴(12)的直径，并且所述至少一个第二轴环从靠近第二盖体(19)的侧部安装至所述阶梯轴(12)。
8.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，所述振动锤包括至少一个第一齿轮(22)，所述至少一个第一齿轮通过第一轴环(20)安装至所述传动本体￠)的周边，并且所述至少一个第一齿轮以与所述传动本体￠)的旋转速度相同的速度进行旋转。
9.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，所述振动锤包括至少一个第二齿轮(23)，所述至少一个第二齿轮通过第二轴环(21)安装至所述阶梯轴(12)，并且所述至少一个第二齿轮以与所述阶梯轴(12)的旋转速度相同的速度进行旋转。
10.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，所述振动锤包括至少一个油输送构件(24)，在期望所述阶梯轴(12)旋转更多或更少时，通过将油注入至所述第一油路(14)或所述第二油路(15)，所述至少一个油输送构件能够使位于所述第一油路(14)的端部处的开孔或位于所述第二油路(15)的端部处的开孔填充有油，并且因此所述至少一个油输送构件能够使所述有齿活塞(9)移动。
11.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，所述阶梯轴(12)通过至少两个第二滚珠轴承(17)安装至所述主体(2)，所述至少两个第二滚珠轴承能够使所述阶梯轴围绕其自身的轴线旋转。
12.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，所述有齿活塞(9)安装至所述阶梯轴(12)上的具有所述轴齿状物(13)的区域上。
13.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，在所述有齿活塞(9)安装至所述阶梯轴(12)时，所述内部齿状物(11)与所述轴齿状物(13)接合。
14.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，所述第一滚珠轴承(16)位于所述阶梯轴(12)上，并且所述第一滚珠轴承能够使所述传动本体(6)保持围绕所述阶梯轴(12)。
15.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，在所述传动本体(6)与所述有齿活塞(9)接触的区域处，所述本体齿状物(7)与所述外部齿状物(10)接合。
16.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，第一盖体(18)安装到所述传动本体(6)的靠近所述有齿活塞(9)的侧表面上。
17.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，第一齿轮(22)通过第一轴环(20)安装至所述传动本体￠)，并且所述第一齿轮具有与所述传动本体￠)的角速度相同的角速度并与所述传动本体出)同步地旋转。
18.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，第二齿轮(23)通过第二轴环(21)安装至所述阶梯轴(12)，并且所述第二齿轮具有与所述阶梯轴(12)的角速度相同的角速度并与所述阶梯轴(12)同步地旋转。
19.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，第一齿轮(22)与设置在所述上部重块组⑶上的组齿轮(G)接触。
20.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，第二齿轮(23)与设置在所述下部重块组⑷上的组齿轮(G)接触。
21.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，旋转式油输送构件(24)将压力油输送给所述第一油路(14)，并且所述旋转式油输送构件能够用油填充位于所述第一油路(14)的端部处的开孔，并且因此所述旋转式油输送构件使所述有齿活塞(9)沿着所述阶梯轴(12)的轴线稍微移动。
22.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，所述有齿活塞(9)使所述阶梯轴(12)以比所述传动本体(6)旋转的角速度略大的角速度旋转。
23.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，在所述阶梯轴(12)略微更快地旋转时，第二齿轮(23)使所述下部重块组(4)比所述上部重块组(3)略微更快地旋转，并且因此能够使位于所述下部重块组(4)处的重块(U)到达与位于所述上部重块组(3)处的重块⑶相同的位置。
24.根据权利要求1所述的振动锤(1)，其特征在于，在执行击打或拔出操作之后，旋转式油输送构件(24)用油填充位于所述第二油路(15)的端部处的区域，并且因此使所述有齿活塞(9)移动，以用于使组(3、4)处的重块从振动状态进入平衡状态。
【文档编号】E02D7/18GK104285011SQ201280071528
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2012年3月30日 优先权日:2012年3月15日
【发明者】艾丁·奥兹坎 申请人:艾丁·奥兹坎