流體動力衝擊工具的製作方法

2023-10-27 17:21:22 1

專利名稱：流體動力衝擊工具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種流體動力衝擊或衝擊和鑽探工具，其在鑽探、混凝土破碎以及 其它拆毀工作期間使用。所述工具包括衝擊機構，所述衝擊機構由可轉接頭以除振的方 式承載在工具殼體中。所述可轉接頭與按照瑞典專利528469C2和528471C2中所說明的 已知接頭基本相同。這些文獻還描述了衝擊機構在工具殼體中是如何克服中性位置而由 帶有加壓流體用集成管路的彈性回彈元件加載的。本發明中的彈性回彈元件與在先以致 的彈性回彈元件相比具有基本上更強的抗過載能力並具有更長的使用期限。改進的特性 由彈性元件的新型創新性構造並由加壓流體用管路的分離和新型構造所產生。本發明適 於需要低振動級的工具，這又降低了操作員受到振動傷害的風險。通常所使用的流體是 空氣，因此儘管也可以使用諸如液壓油之類的其它流體，但該示例主要涉及氣動工具。
背景技術：
上述專利中的彈性回彈元件被構造成橡膠膜。該膜能承受通常出現的載荷並在 該工具的正常使用期間具有在大多數情況下可接受的使用期限。但本申請人通過其自己 的測試已經發現，該橡膠膜在控制單獨的極限過載的方面是不完善的，並且相對短期的 暴露於過載中以不可接受的方式縮短了該元件的使用期限。構造加壓流體連接的集成化 以使其能夠承受極限過載是尤為困難的。曾有人試圖將若干集成通道中的加壓流體連接 分割開，但問題依然存在。鋼製螺旋彈簧可以形成為具有更長的使用期限及抗過載能力。專利US 2,899,934 描述了如何將直線型螺旋彈簧設置在工具殼體與衝擊工具的後端之間。該衝擊工具只能 相對於殼體線性移動並由具有伸縮功能的加壓流體用非柔性連接器鎖定在線性移動中。 直線型螺旋彈簧為其功能起見必須具有很大的軸向剛度，同時它必須允許極限壓縮。由 於彈簧圈閉合併限制彈簧可能的壓縮，因此允許極限壓縮的特性很難被滿足。為使衝擊 工具具有與前述瑞典專利中的相同的運動自由度，需要解決多個技術問題·第一個問題是設置加壓流體用柔性連接器。在該瑞典專利中，本領域普通技 術人員可得到一些指導，將加壓流體連接器集成到彈性回彈元件中而使該功能不與該元 件分離開。但該技術人員並未告知如何設計出該單獨的功能。·第二個需要解決的問題是直線型螺旋由於閉合的彈簧圈而造成的壓縮不足。·第三個需要解決的問題是將彈簧設置成通過徑向懸置來響應徑向載荷。如果 不解決此問題，彈簧將改為具有在其與衝擊工具或其殼體接觸的接觸面中滑動的趨勢。·第四個問題是將彈簧設計成以足夠大的剛度響應徑向懸置。

發明內容

根據其權利要求，本發明的目的是獲得一種解決上述問題的流體動力衝擊工 具。在本發明中，該問題通過在彈性回彈元件中引入並設置錐形彈簧並通過在加壓流體 用柔性連接器中弓I入並設置軟管來解決。


將藉助於所附示例圖更為嚴密地描述本發明。圖1在從左側看到的縱向截面中 示出了呈氣動工具形式的流體動力工具。圖2在從後側看到的放大橫截面中示出了圖1 的流體動力工具。
具體實施方式
圖1示出了流體動力工具1，其包括具有加壓流體用供應通道3的殼體2、衝擊 機構4、可轉接頭(swinging joint) 5、彈性回彈元件6以及加壓流體用柔性連接器7。將 參照圖2對該加壓流體用柔性連接器7進行更詳細地描述。該可轉接頭5被設置成在位 於衝擊機構4的前端A與後端B之間的點處相對於殼體2承載衝擊機構4。該可轉接頭 5的功能已在在先引用的瑞典專利中進行描述，並且因此在本申請中不再贅述。該彈性回 彈元件6設置在殼體2與衝擊機構4的後部B之間與該可轉接頭5相距一定距離處。如 在先引用的瑞典專利中明確描述的那樣，該元件6被設置成使在殼體2中克服中性位置而 向衝擊機構4加載，並且被設置成在工具1的工作期間吸收衝擊機構4的振動。該閉合的彈簧圈在壓縮方面的上述問題通過彈性回彈元件6包括錐形彈簧8而得 到解決。該錐形彈簧8為螺旋型的，並且在本示例中被設置成其較小端抵靠在衝擊機構 4上而較大端抵靠在殼體2上。該彈簧也可以被設置成使較小端抵靠在殼體上。該錐形 彈簧8的較小端相當於彈簧端部處對於彈簧圈而言具有最小直徑的端部，而其相對端為 較大的彈簧端部。關於這一點，與已知的直線型螺旋彈簧相比，錐形彈簧8的參數可以 在大得多的程度上進行改制以獲得必要的壓縮能力。錐形彈簧8的參數被改制成使彈簧 圈不相碰撞，而彈簧8可以沿軸向被壓縮其自由長度的20%或更少。然而，該軸向運動 被限制為球形橡膠止動塊9的壓縮量的18%，在此示例中，該球形橡膠止動塊9被設置在 衝擊機構4的後端。徑向懸置期間滑動的問題由衝擊機構4和具有彈簧座10的殼體2來解決，該彈 簧座10適於由錐形彈簧進行抵靠並適於在徑向上緊固住其抵靠部。衝擊機構4中的彈簧 座10被設置在衝擊機構4的後端中並且適於錐形彈簧8的較小端。將參照圖2描述該彈 簧座。殼體2中的彈簧座10被成形為如同具有剛好將彈簧圈保持在錐形彈簧8的較大端 處的內部圓形凹處的類似於薄圓盤的形狀。彈簧圈與內部凹處之間的配合使得能夠用手 將彈簧圈壓入到該凹處中。該盤是塑料的並通過壓配合而被安裝在殼體2中的凹處中。 對於錐形彈簧8與彈簧座10之間的抵靠而言在徑向上不存在遊隙是重要的。通過對錐形 彈簧8進行預加應力的方式進行安裝進一步確保該抵靠和徑向固定。錐形彈簧8以及兩 彈簧座10之間的距離被改變成使得錐形彈簧8受到其自由長度的71 %的安裝壓縮。但利 用80 %或更少的安裝壓縮則已經能夠獲得良好的操作。錐形彈簧8的引入還幫助解決了在徑向懸置期間獲得足夠剛度的問題。事實證 明，根據本發明設置的彈簧的徑向懸置剛度應比軸向懸置剛度高1至3倍。相比於直線 型螺旋彈簧，錐形彈簧8的選擇為獲得這些特性提供了更多機會。本發明中的錐形彈簧 8被改變成使徑向懸置剛度比軸向懸置剛度高1.9倍。徑向懸置由環繞衝擊機構4的端部止擋件12在預定長度後進行限制。端部止擋件12還限制衝擊機構4相對於殼體2在預定長度後的可能的軸向移動。圖2示出了殼體2、加壓流體用供應通道3、加壓流體用柔性連接器7以及衝擊機構4的具有用於錐形彈簧8的較小端的彈簧座10的後端B。錐形彈簧8在圖2中並未 示出。彈簧座10形成為具有U形橫截面的圓形凹槽。U形的底部直徑略大於錐形彈簧 8的絲徑。為了避免鬆動遊隙，圓形凹槽的內徑略大於錐形彈簧8的簧圈在較小端處的內 徑。彈簧圈與凹槽之間的配合被改變成使彈簧圈可以手動被壓入到彈簧座10中。加壓流體用柔性連接器7包括軟管11。該軟管11由PVC塑料製成並用聚酯強 化。軟管11從廠商處以米為單位供應並在組裝前被切割成適當的長度。軟管11在未安 裝時的自由狀態中基本為直線形。軟管11在安裝後呈弧形彎曲從而使其能完全裝配在殼 體2中。在使軟管11成形時，確保該弧的半徑滿足規定的最小半徑是重要的。圖2中 的截面恰好位於衝擊機構4的後方、與該機構的縱向尺寸成直角。(衝擊機構4的縱向相 當於圖1中貫穿衝擊機構4的缸體的虛線中心線。)因此，圖2中示出的細節可以說是投 影到與衝擊機構4的縱向尺寸正交的平面上。圖2示出了貫穿軟管11的入口及出口的橫 截面的法線在投影在與衝擊機構4的縱向尺寸正交的平面中時是如何形成65度角V的。 這使得加壓流體用連接器7在衝擊機構4振動時以柔性的方式工作，同時軟管11具有足 夠的疲勞壽命。還可以使角度V進一步減少以使其法線形成平行關係並且仍獲得可接受 的構造。還可以使軟管11被注塑模製而成從而使其在自由且未安裝的情況下基本保持弧 形形狀。軟管11的入口連接於被連接在加壓流體用供應通道3上的螺紋接頭，而其出口 連接於被連接在衝擊機構4上的角形螺紋接頭。軟管11由雙耳型軟管夾緊固於該螺紋接 頭。本申請的權利要求涉及一種流體動力衝擊工具。該工具的衝擊機構可以通過已 知裝置而具有衝擊和鑽探構造，並以如於此所述的那樣被承載在工具中。這種流體動力 衝擊和鑽探工具將由此落入到本權利要求的範圍內。最簡形式的流體主要包括空氣。但是，也可使用其它氣態流體以及類似於液壓 油的液體。儘管如此，上述示例性的實施方式主要涉及類似於空氣的氣態流體。
權利要求
1.流體動力衝擊工具(1)，所述流體動力衝擊工具(1)包括帶有加壓流體用供應通道 (3)的殼體(2)、衝擊機構(4)、可轉接頭(5)、至少一個彈性回彈元件(6)以及加壓流體 用柔性連接器(7)，所述可轉接頭(5)被設置成在位於所述衝擊機構(4)的前端A與後端 B之間的點處相對於所述殼體(2)承載所述衝擊機構(4)，所述至少一個回彈元件(6)被 設置在所述殼體(2)與所述衝擊機構(4)之間、與所述可轉接頭(5)相距一定距離的位置 處，並被設置成在所述殼體(2)中克服中性位置來加載所述衝擊機構(4)且被設置成吸收 所述衝擊機構(4)的振動，所述加壓流體用柔性連接器(7)用於將來自所述加壓流體用供 應通道(3)的加壓流體分配至所述衝擊機構(4)，其特徵在於，所述彈性回彈元件(6)包 括錐形彈簧(8)，並且，所述加壓流體用柔性連接器(7)包含有軟管(11)。
2.如權利要求1所述的流體動力衝擊工具(1)，其中，所述流體主要包括空氣。
3.如權利要求1或2所述的流體動力衝擊工具(1)，其中，所述錐形彈簧(8)被設置 成具有抵靠在所述衝擊機構(4)上的較小端和抵靠在所述殼體(2)上的較大端。
4.如前述權利要求中的任一項所述的流體衝擊工具(1)，其中，所述衝擊機構(4)和 所述殼體⑵包括彈簧座(10)，所述彈簧座(10)適於所述錐形彈簧⑶的抵靠並徑向緊 固住所述錐形彈簧(8)的抵靠部，並且所述錐形彈簧(8)被設置成在軸向上被預加應力。
5.如權利要求4所述的流體動力衝擊工具(1)，其中，所述彈簧座(10)之間的距離 和所述錐形彈簧(8)被改變成使所述錐形彈簧(8)受到其自由長度的80%或更少的安裝壓 縮，並且所述錐形彈簧(8)被改變成允許在軸向上壓縮其自由長度的20%或更少。
6.如前述權利要求中的任一項所述的流體動力衝擊工具(1)，其中，所述錐形彈簧 (8)的徑向懸置剛度比軸向懸置剛度高1至3倍。
7.如前述權利要求中的任一項所述的流體動力衝擊工具(1)，其中，所述軟管(11) 被設置成呈弧形，以使得貫穿所述軟管(11)的入口及出口的橫截面中的法線在與所述衝 擊機構(4)的縱向尺寸正交的平面中的投影是平行的或形成角度(V)。
8.如前述權利要求中的任一項所述的流體動力衝擊工具(1)，其中，所述軟管(11) 在未安裝的自由狀態下具有基本為直線的形狀。
9.如權利要求1至7中的任一項所述的流體動力衝擊工具(1)，其中，所述軟管(11) 被注塑模製而成並在未安裝的自由狀態下基本保持弧形形狀。
全文摘要
流體動力衝擊工具1，其包括帶有加壓流體用供應通道3的殼體2、衝擊機構4、可轉接頭5、至少一個彈性回彈元件6以及加壓流體用柔性連接器7，該可轉接頭5被設置成在位於衝擊機構4的前端A與後端B之間的點處相對於殼體2承載衝擊機構4，該至少一個回彈元件6被設置在殼體2與衝擊機構4之間、與可轉接頭5相距一定距離的位置處，並被設置成在所述殼體(2)中克服中性位置來加載衝擊機構4且被設置成吸收衝擊機構4的振動，該加壓流體用柔性連接器7用於將來自加壓流體用供應通道3的加壓流體分配至衝擊機構4。該彈性回彈元件6包括錐形彈簧8。該加壓流體用柔性連接器7包括軟管11。
文檔編號B25F5/00GK102015217SQ200980114245
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月20日 優先權日2008年4月24日
發明者奧拉·戴維松, 託馬斯·利亞, 拉爾斯·薩克斯貝克, 英厄馬爾·斯文·約翰松 申請人:阿特拉斯科普柯建築設備有限公司