带有摆盘传动机构的液压工具的制作方法

专利名称：带有摆盘传动机构的液压工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液压工具以及，特别是一种具有带摆盘的传 动机构的液压工具。
背景技术：
美国专利No. 5,727,417公开了具有带摆盘的传动机构的便 携式电池供电的压接机(crimper)。美国专利No. 6,162,024公开
了通过具有倾斜前表面的元件连接到杆上的摆盘。
具有摆盘传动机构的传统泵会遇到的一个问题是有关摆盘 不规则形状所致的振动或为摆盘驱动斜面盘(bevel disk)。需要 一种结构，其能够在更高的转速下运行而不会产生足量振动和导 致磨损。

发明内容
根据本发明的一个方面，液压工具包含电机；液压泵，包 含仅一个往复活塞泵元件；以及传动机构，其将电机连接到液压 泵上，其中传动机构包括摆盘和至少一个弹簧，其中摆盘包含可 枢转地连接至泵框架的前端部，其中活塞泵元件的后端部抵靠摆 盘的前端部，且弹簧与活塞泵元件隔开并且对摆盘的前端部施加 推压力。
根据本发明的另一个方面，液压工具包含电机；液压泵； 以及传动机构，其将电机连接至液压泵，其中传动机构包含摆盘 和可相对于摆盘旋转的斜面盘，其中斜面盘包括倾斜的前表面， 并且斜面盘包含至少一个平衡腔，其基本上使斜面盘的重量关于 斜面盘的中心轴平衡。根据本发明的另一个方面，液压工具包含电机；液压泵； 以及将电机连接到液压泵的传动机构，其中传动机构包含摆盘， 其中摆盘由止转系统来防止轴向旋转，该系统包含连接到摆盘并 将摆盘与工具的框架互锁从而防止摆盘关于框架轴向旋转的键 元件。


本发明前述的方面和其他特征会在接下来的说明书中结合 附图进行解释，其中
图1是具有本发明特征的电池运行液压工具的侧视图2是图1中所示的工具去掉外壳的侧视图3是在图1和2中所示的工具的部分元件的部分横截面视
图4是在图3中所示的泵和传动机构的部分放大视图5是在图4中所示的斜面盘的透视图6是从不同方向上对图5中所示的斜面盘的透视图7是在图4中所示的摆盘的透视图8是从不同方向上对图7中所示的摆盘的透视图9是摆盘可选实施例的透视图；以及
图IO是摆盘另一个可选实施例的前视图。
具体实施例方式
参见图1，所示的是具有本发明特征的工具10的侧视图。
尽管本发明将通过参见在图中所示的示例性实施例进行介绍，应 当理解为本发明可以容纳在许多可选形式的实施例中。另外，任
何适合的尺寸，形状或类型的器件或材料都可以被采用。
工具10是液压运行，电池供电的工具。然而，本发明的特
征可以用在无电池运行的工具中。工具io是压接工具，用来将
电连接器压接到导体(例如电缆)上。然而，本发明的特征可以 用在任何适合的类型的液压运行工具中，例如剪切工具中。还参见图2，工具10通常包含泵12，电机14，将电机连接 到泵上的传动机构16，电池18，流体储器20，工作头22，和外 壳24。在外壳24上可设置任何适合类型的用户启动控制(未画 出)，例如按钮或摇臂开关。还要参见图3，在该实施例中，工 作头22包含框架26，两个夹爪28和轧辊30。然而，在可选实 施例中任何适合类型的工作头都可以被采用。夹爪28在枢轴连 接部32处可枢转地连接到框架26上。夹爪的前端部适于可去除 的接收压接模。轧辊30在夹爪之间抵靠夹爪28后端部。枢轴连 接部32可包含弹簧，从而当柱塞34位于后方位置时将夹爪28 推压到打开位置。
泵12包含框架36。框架36的前端部形成了柱塞筒38。柱 塞34位于柱塞筒38中并由柱塞弹簧40向着后方位置推压。柱 塞34的前端部抵靠轧辊30。柱塞34通过液压流体向前移动从 而使轧辊30向前移动并且，从而，将夹爪28的后端部展开。这 致使夹爪的前端部朝向彼此移动。框架36形成了从活塞通道42 到柱塞筒38中的柱塞后端部的液压管路。各种止回阀和释放和/ 或减压阀也可优选地放置在液压管路中。框架36的外侧还形成 部分储器20。软壳44连接到框架36的环形槽46上形成储器20。 然而，在可选实施例中任何适合的类型的液压流体储器或液压流 体供应源都可以被采用。
还参见图4，泵12包含位于活塞通道42中的活塞泵元件48。 活塞泵元件48从框架36的后端部延伸出去，并且被弹簧50向 外推压。活塞元件48被安排在活塞通道42中进行往复的向前和 向后运动。随着活塞元件48向后移动，它将液压流体从储器中 吸入活塞室。随着活塞元件48向前移动，它将液压流体推向柱 塞筒。
框架36的后端部包含枢轴元件孔52和至少一个弹簧孔54。 枢轴元件56可枢转地位于孔52中。在该实施例中，枢轴元件 56是个球。然而，在可选实施例中任何适合的可将摆盘60枢转 地连接到框架36后端部上的机构都可以采用。弹簧58，比如螺旋弹簧，就位于每个孔54中。在该实施例中仅用到一个螺旋弹 簧58。然而，在可选实施例中两个或五个螺旋弹簧可以被采用。 弹簧58位于框架36后端部的相对侧上，其间有枢轴元件56。
传动机构16通常包含摆盘60，传动机构箱62，斜面盘64 和变速箱66。如在图3中所见，变速箱66被连接到电机14的 输出杆上。斜面盘64被连接到变速箱的输出杆68上。还要参见 图5和6，斜面盘64大体为盘形，其具有前端部70和后端部72。 后端部72有容纳杆68的杆孔洞74。在该实施例中，杆68具有 大体为"D"形状的横截面。孔洞74具有相匹配的大体为"D" 形状的横截面。因此，所述形状可形成滑动配合键或配合构造从 而将杆68的旋转运动传递到斜面盘64上。然而，在可选实施例 中，任何适合的键或锁定构造都可以采用。后端部72形成了外 周表面76和向后的支架表面78。
斜面盘64的前端部70具有倾斜的前表面80，其在图4中 能够最好地看到。表面80相对于中心轴84倾斜。前端部70还 包含了平衡腔82。在该实施例中平衡腔82延伸进前表面80中； 基本上位于斜面盘64的较厚底部部分上。然而，在可选实施例 中多于一个的平衡腔可以被采用，和/或所述腔延伸进斜面盘而 不是前表面80处。在该实施例中所述腔82具有一定的轮廓形状。 该轮廓形状通常用来使盘64绕其旋转中心轴84旋转平衡。
正如在图4中最好看到的，为进行旋转运动，斜面盘64通 过径向轴承86和轴向轴承88安装在传动机构箱62中。径向轴 承86可包含例如径向球轴承。径向轴承86抵靠前端部70的外 周90。轴向轴承88可包含例如止推轴承和止推垫圈。轴向轴承 88抵靠斜面盘64的向后支架表面78。
还参见图7-8，摆盘60位于斜面盘64的前面。摆盘60包含 后端部92和前端部94。后端部92包含有形成了周表面98和向 后支架表面100的后端部凸出物96。前端部94具有带有中心枢 轴腔102、泵腔104和五个弹簧腔106的前表面。在可选实施例 中，前端部94可具有少于五个弹簧腔106，比如例如是仅一个弹簧腔。前端部94还可以有多于一个的泵腔104,比如当泵具 有多于一个的活塞泵元件时。
摆盘60的前端部94与泵框架36的后端部相对。枢轴球56 (看图4)位于孔52和腔102中，从而可枢转地将摆盘60连接 到框架36。在可选实施例中，任何适合的可枢转连接机构可以 被采用，比如例如是与框架36或摆盘60 —体成形的枢轴元件 56。弹簧58位于弹簧腔106a中；在前表面的与泵腔104相反的 一侧上。然而，在可选实施例中，至少一个其他的弹簧可位于一 个或多个其他的弹簧腔106中。活塞泵元件48的后端部位于泵 腔104中。泵弹簧50将活塞泵元件48保持在泵腔104中。泵腔 104和活塞泵元件48的后端部弯曲的形状使得当摆盘运动以及 活塞泵元件48往复进出通道42时元件48、 60之间进行旋转滑 动。弹簧50， 54优选能抵消掉彼此的推压力。
弹簧54和活塞泵元件48在腔104， 106中的接合，除了它 们的根本功能，还起到了第二功能就是形成防止摆盘60轴向旋 转的系统。然而，在可选实施例中，可以采用额外的或可选的用 来防止摆盘轴向旋转的机构。
轴承108被提供在后端部凸出物96上。轴承108位于斜面 盘64的前表面80和摆盘60后端部的支架表面100之间。轴承 108使得斜面盘64能够相对于摆盘60轴向旋转而摆盘60不轴 向旋转。然而，由于斜面盘64的前表面80相对于其旋转轴84 倾斜，斜面盘64的旋转引起摆盘绕枢轴元件56转动；随着斜面 盘64的旋转进行有效摆动。该摆动运动使得活塞泵元件48往复 地进出通道42。因此，电机M输出杆提供的旋转运动可被转化 成活塞泵元件的往复运动，且液压流体可以通过泵被泵入到柱塞 筒。
还参见图9，示出的是摆盘的可选实施例。在该实施例中摆 盘110基本上与摆盘60相同。不过，摆盘110包含螺旋键112 (仅示出一个)，其螺合入摆盘110的外周孔114中。螺旋键112 与传动机构箱62协作防止摆盘110轴向旋转。这可以是除弹簧58和活塞泵元件48以外附加的防止摆盘进行轴向旋转。在另一 个可选结构中，弹簧可被放置在摆盘的外周上。
还参见图10，示出的是摆盘的另一个可选实施例。在该实 施例中，摆盘118的前表面116有中心枢轴腔120， 一个泵腔122 和仅两个弹簧腔124。泵腔122和弹簧腔124关于中心枢轴腔120 等距间隔开120° 。外腔122， 124与中心枢轴腔120的中心到 中心间距相隔大约0.4英寸。然而，在可选实施例中，任何适合 的构造和间距都可以被采用。
用本发明，电机14和传动机构16可以产生相对高的旋转速 度，比如例如是用14.4伏电池在151瓦和13.5安培时大约每分 钟17， OOO转(rpm)。无负载时，例如是柱塞34可以在大约3.48 秒内移动其约为0.7英寸的行程长度。轴承86优选地应能够承 受60磅负载，而轴承88， 108优选地应能够承受600磅推力。 前表面80的最前方部分和前表面80的最后方部分之间的距离可 以是任何合适的距离从而提供任何合适距离的活塞泵元件的泵 行程。这些仅是一些实施例。任何适合的结构都可以被采用。
本发明可以是关于电池供电的液压压接工具或剪切工具。然 而，本发明可以可选地用于其他用途，比如锻压工具，冲孔工具 等，这些都是用带摆盘传动机构的液压泵驱动。
斜面盘/摆盘驱动系统将旋转运动转换为直线运动。旋转运 动是由向变速箱输入旋转运动的电机提供。从而变速箱的输出杆 旋转。变速箱输出杆优选为"D"形(凸)的几何形状并滑动连 接进具有"D"形(凹)几何形状容纳通道的斜面盘。当变速箱 输出杆旋转时，它引起斜面盘发生旋转。随着斜面盘的旋转，斜 面盘上倾斜的表面引起摆盘发生绕球枢轴转动。球例如可以是 5/16英寸直径的球。摆盘不是像斜面盘那样旋转。摆盘通过五个 弹簧腔和泵腔固定成不发生旋转运动。这些腔含有起到摆盘止转 装置作用的弹簧或者泵元件。可以具有多个弹簧，包括一个泵弹 簧和五个摆盘弹簧，在运行时这些弹簧提供了每弹簧从约四磅到 十磅变化的作用力。摆盘弹簧和泵元件起到了止转装置的作用。此外，弹簧的合力保持了摆盘与止推轴承和止推垫圈的紧密接 触。捕获在斜面盘与摆盘之间的止推轴承和止推垫圈可提供近于 无摩擦的表面并且，因而，摆盘会受到相对小量的扭转力矩。
当仅有小量力矩施加到摆盘上时，互锁弹簧和泵就会防止摆
盘发生旋转。然而，摆盘可以绕5/16英寸直径的球枢轴转动。 随着摆盘绕5/16英寸直径的球的枢轴转动，泵元件向前和向后 移动。该向前/向后线性运动是泵液压油/流体所需要的，当泵以 图中所示的方向移动时，流体通过排出止回阀(未画出)被泵入 筒室。当泵以相反方向(未画出)移动时，流体从环形储器中通 过入口止回阀被吸入。当泵反转方向时，之后流体就再一次通过 出口止回阀被泵入筒中。当流体被泵入筒中时，柱塞向外移动， 推进两个圆柱形轧辊，展开压接夹爪的后部，并闭合加工工件上 的前夹爪部分。随着压接或剪切接近完成，减压阀(未画出)到 达压力预设值并将高压流体释放回储器。用可以听到的噪声向操 作人员发出工作周期完成的信号，操作人员释放启动开关(关掉 电机)。任何残留流体/压力都可以通过手动释放或者某些情况下 用自动排出阀手动排回到储器中。不管用哪种方法的时候，柱塞 压縮弹簧都使柱塞回到原始位置(如画出)并且工具又再一次为 下一周期做好准备。
斜面盘在外直径上通过两个径向球轴承在径向上进行支撑， 且通过止推轴承和止推垫圈在轴向上进行支撑。如画出的斜面盘 被设计成在接近每分钟1000-1500转的速度下运行。由于斜面盘 在相对较高速度下旋转，就需要有平衡的斜面盘。只有所示的斜 面盘才有切入斜面盘倾斜表面中的平衡腔。该平衡腔具有特定几 何形状来平衡斜面盘在相对高速旋转运动下的惯性。该特征会生 成比未平衡斜面盘带有更少振动更平滑运行的工具。另外，斜面 盘含有"D"侧面轮廓来锁定变速箱的旋转运动。定位螺丝或其 他几何形状也可能被用到。
摆盘的特征是具有相等间距的五个弹簧腔和一个泵腔。应当 注意到的是可以有两个弹簧腔和一个泵腔相等间距或者其他其变化量。泵弹簧向泵施加作用力，泵又将作用力传送到摆盘上。 该作用力与摆盘弹簧具有相似量值。另外摆盘弹簧与泵的互锁作
用或接触限制了摆盘的旋转运动。然而，摆盘能够自由地绕5/16
(英寸)直径球枢轴转动。应当注意到的是球可以有不同的直径。 随着摆盘的枢轴转动，它产生了泵的线性运动。还应当注意到的
是泵偏离了变速箱中心线约0.4英寸。摆盘中心线以一定角度与 变速箱的中心线相交。
为了防止摆盘的旋转运动，还有另一种结构的变化。摆盘的 外直径可含有一条或多条带互锁螺旋键的凹槽。螺旋键可用来引 导摆盘，当它绕5/16 (英寸)直径球枢轴转动的时候。这能防止 摆盘的旋转运动。螺旋键可径向通过传动机构箱紧挨摆盘装配。 还应当注意到的是该结构画出了单个活塞泵。可以有两个活塞或 多个。
应当理解为在前的说明书仅对本发明起示例作用。各种可选
方式和变型是不脱离本发明的情况下由本领域技术人员想到的。 相对应地，本发明意图包纳所有落入所附权利要求范围内的所述 可选方式，变型和变化。
权利要求
1. 液压工具包含电机；液压泵，包含仅一个往复活塞泵元件；以及传动机构，其将电机连接到液压泵上，其中传动机构包括摆盘和至少一个弹簧，其中摆盘包含可枢转地连接至泵框架的前端部，其中活塞泵元件的后端部抵靠摆盘的前端部，且弹簧与活塞泵元件隔开并且对摆盘的前端部施加推压力。
2. 如权利要求1中所述的液压工具，其中，摆盘的前端部包 含泵腔和至少两个弹簧腔。
3. 如权利要求2中所述的液压工具，其中，所述至少一个弹 簧包含至少两个位于各自弹簧腔中的弹簧。
4. 如权利要求2中所述的液压工具，其中，摆盘的前端部进 一步包含球腔，且传动机构进一步包含位于球腔中并将摆盘可枢 转地支撑在泵框架上的球。
5. 如权利要求1中所述的液压工具，其中，摆盘的前端部包 含泵腔和至少五个弹簧腔。
6. 如权利要求1中所述的液压工具，其中，传动机构进一步 包括位于摆盘后端部处的斜面盘，其中斜面盘具有倾斜的前表面 且适于相对摆盘旋转。
7. 如权利要求6中所述的液压工具，其中，斜面盘包含至少 一个平衡腔，其基本上使斜面盘的重量关于斜面盘的中心轴平 衡。
8. 如权利要求7中所述的液压工具，其中，所述至少一个平 衡腔包含延伸进斜面盘前表面内的腔。
9. 如权利要求6中所述的液压工具，其中，斜面盘包含具有 键的形状的中心轴通道。
10. 如权利要求6中所述的液压工具，进一步包含在斜面 盘的径向最外端与工具的框架之间的径向轴承。
11. 如权利要求10中所述的液压工具，进一步包含在斜面 盘和摆盘之间的轴承。
12. 如权利要求10中所述的液压工具，进一步包含将斜面 盘支撑在工具的框架上的轴向轴承。
13. 如权利要求1中所述的液压工具，其中，摆盘由止转 系统来防止轴向旋转，该系统包含连接至摆盘并将摆盘与工具的 框架互锁从而防止摆盘关于框架轴向旋转的键元件。
14. 如权利要求1中所述的液压工具，其中，摆盘由包含 所述至少一个弹簧的止转系统来防止轴向旋转，所述至少一个弹 簧的第一端位于泵框架的腔中且第二端位于摆盘弹簧腔中。
15. 液压工具包含 电机；液压泵；以及传动机构，其将电机连接至液压泵，其中传动机构包含摆盘 和可相对于摆盘旋转的斜面盘，其中斜面盘包括倾斜的前表面， 并且斜面盘包含至少一个平衡腔，其基本上使斜面盘的重量关于 斜面盘的中心轴平衡。
16. 如权利要求15中所述的液压工具，其中，所述至少一 个平衡腔包含延伸进斜面盘倾斜前表面内的腔。
17. 如权利要求15中所述的液压工具，其中，斜面盘包含 具有键的形状的中心轴通道。
18. 如权利要求15中所述的液压工具，进一步包含在斜面 盘的最外周与工具的框架之间的径向轴承。
19. 如权利要求18中所述的液压工具，其中，进一步包含 在斜面盘和摆盘之间的轴承。
20. 如权利要求19中所述的液压工具，其中，进一步包含 将斜面盘支撑在工具的框架上的轴向轴承。
21. 如权利要求15中所述的液压工具，其中，泵包含单个 活塞泵元件，所述活塞泵元件的后端部位于摆盘的前表面上的泵 腔中，且传动机构进一步包含在前表面的与活塞泵元件相反的一侧上从摆盘前表面延伸的弹簧。
22.液压工具包含 电机；液压泵；以及将电机连接到液压泵的传动机构，其中传动机构包含摆盘， 其中摆盘由止转系统来防止轴向旋转，该系统包含连接到摆盘并 将摆盘与工具的框架互锁从而防止摆盘关于框架轴向旋转的键 元件。
全文摘要
液压工具包括电机；液压泵，其包含仅一个往复活塞泵元件；以及传动机构，其将电机连接到液压泵上。传动机构包括摆盘和至少一个弹簧。摆盘包括可枢转地连接到泵框架上的前端部。活塞泵元件的后端部位于摆盘的前端部上。弹簧与活塞泵元件隔开并且对摆盘的前端部施加推压力。
文档编号F04B23/00GK101438058SQ200780015925
公开日2009年5月20日 申请日期2007年4月12日 优先权日2006年5月4日
发明者A·T·蒙米尼, J·D·勒法武, T·R·福谢 申请人:Fci公司