具有兩件組合式主體的工具組合件的製作方法
2023-06-24 18:06:56
專利名稱：具有兩件組合式主體的工具組合件的製作方法
技術領域：
本發明總的涉及一種工具組合件，尤其涉及一種具有一兩件組合式主體的錘子組合件，這兩件組合式主體包括一上殼體構件和一下殼體構件。
背景技術：
液壓錘用於工作現場以用於在搬運大塊的堅硬物體之前將該物體打碎。液壓錘可安裝於反鏟機或挖掘機上，或者可手持。通常，錘子組合件由液壓或氣動壓力源提供動力。在一工作行程或動力衝程期間，在活塞的第一凸肩上施加較高的流體壓力，從而沿向前的方向驅動活塞。然後活塞撞擊工作工具，該工作工具被向前驅動，從而使工作工具的工作末端撞擊石塊、水泥、瀝青或其它要被打碎的堅硬物體。
在一返回行程期間，在活塞的第二凸肩上施加流體壓力以使活塞回到其初始位置。
也被稱作一刀具的工作工具被夾持在一套管中，一般將該套管稱為一前端罩。當工具被向前驅動時，工具的動能就傳送給要被打碎的物體。然而，如果沒有與該物體完全接觸的話，一定比例的能量就會被傳送給前端罩。如果沒有與要被打碎的物體接觸的話，那麼所有的能量都將被傳送給前端罩。其結果，前端罩就會受到周期性負荷的作用，該負荷會將前端罩從錘子組合件的氣缸拉出去。通常，使用若干外部系杆來將前端罩與氣缸相連。系杆加大了錘子組合件的整體尺寸並增加了製造的複雜程度。通常必須以定期的工作間隔來替換諸系杆，因為它們會因疲勞而發生故障，而系杆的故障會給整個錘子組合件造成無法修復的損壞。
本發明的一個目的是克服上述的一個或多個缺點。
發明內容
根據本發明的第一個方面提供一種工具組合件，該組合件包括形成一腔室的一殼體和一往復活塞，該活塞布置在該腔室中以在一工作行程和一返回行程中進行周期性運動。該殼體包括一下殼體構件、一上殼體構件和一接合裝置，該接合裝置通過該上、下殼體構件的相對旋轉而使上殼體構件可與下殼體構件接合，上、下殼體構件每個都形成腔室的一部分。
根據本發明的第二個實施例，提供有一種組裝一工具組合件的方法，該方法包括以下步驟設置形成一下腔室的一下殼體構件；設置形成一上腔室的一上殼體構件；設置被容納在上、下腔室之一中的一工作工具；通過上、下殼體構件的相對旋轉而使上殼體構件可與下殼體構件接合，從而形成一工具組合件，該組合件形成包括上、下腔室的一單個腔室；以及施加一預加應力以將下殼體構件從上殼體構件推開。
圖1是根據本發明的錘子組合件的立體圖；圖2是圖1的錘子組合件的分解圖；圖3示出了根據本發明的另一個錘子組合件的縱截面圖；圖4是沿通過圖3所示的錘子組合件的線IV-IV得到的橫截面圖；圖5示出了根據本發明的另一個錘子組合件的縱截面圖；以及圖6是圖5所示縱截面圖的一部分的放大圖。
具體實施例方式
參見圖1到圖2，其中示出了一工具組合件10，具體是一種液壓錘工具組合件，該組合件可連接於反鏟機或挖掘機(未示出)。該工具組合件10包括一殼體11、形成在該殼體11中的一腔室16、一活塞18和一工作工具20。該殼體11是一個兩件組合式殼體，包括一上殼體構件12和一下殼體構件14，它們通常分別形成一上、下腔室，這兩腔室一起組成腔室16。可將上殼體構件12稱為氣缸，而將下殼體構件14稱為前端罩。活塞18可工作地容納在腔室16中，從而活塞18可沿箭頭22和24的大致方向平移。具體來說，在一個工作行程過程中，活塞18沿箭頭22的大致方向移動，從而撞擊工作工具20，該工作工具的上部容納在下殼體構件14的腔室16中。相反，在返回行程中，活塞18沿箭頭24的大致方向運動。
活塞18包括一工作部分26和一負荷部分28。加壓流體由一第一液壓源30推動工作部分26而前進以作為一驅動裝置，並在工作行程中將活塞18向工作工具20推。類似地，加壓流體由一第二液壓源推動負荷部分28而前進以作為一返回裝置，從而在返回行程過程中使活塞18返回。
將不再對液壓迴路作進一步描述，因為對熟悉本領域技術的人員來說顯而易見的是可以使用任何適當的液壓裝置來向活塞18提供加壓流體，比如使用US 5,944,120中所描述的裝置。
在鄰近工作行程結束處，活塞18撞擊工作工具20。工作工具20包括一末端46。一工具夾持件(retension member)80夾持工作工具20並限制工作工具20沿箭頭22的大致方向運動。將該工具夾持件80拆下就可將各種具有不同結構的末端46的工作工具20裝到工具組合件10上。當活塞18撞擊工作工具20時，活塞18的力通過工作工具20沿箭頭22的大致方向被傳遞給末端46。另外，該力施加在諸如石塊、水泥或瀝青之類的堅硬物體上以將堅硬物體打碎。該工具夾持件並不形成本發明的一部分，但在我們的共同待審批申請中有詳細描述。
圖3和4示出了根據本發明的另一個錘子組合件。它與圖1和2所示的區別僅僅在於工具夾持件，該夾持件的形式是與工具20中的槽150接合的一止動銷148。
參見圖1到4，上、下殼體構件12、14由一接合裝置50連接。在所示的實施例中，該接合裝置50包括繞上殼體構件12的一插頭部分54的周邊等距設置的四個凸耳52。它們的形狀被設置成當將該插頭部分54插入下殼體構件14的一插座部分56時四個凸耳52可在形成在該插座部分56的內壁60上的四個突起58之間通過。上殼體構件12隨後相對於下殼體構件14旋轉45°，從而使諸凸耳52接合在諸突起58之下。可以理解的是可以設想出其它形式的互相接合的突起，而且凸耳和突起的形狀和數量可改變，不限於附圖所示的形狀和數量。在插座部分的內壁60上可形成一擋塊(未示出)，從而在上殼體構件12旋轉時，凸耳52之一與止檔件接觸以表示已被充分旋轉到位。
設置形式為四個頂起螺絲70的預加應力裝置用來推動四個凸耳52的面向上方的配合表面72而使之抵靠於設置在四個突起58的、相應的面向下方的配合表面74。諸螺絲70接合在繞上殼體構件12的一圓形法蘭78的周邊等距設置的諸螺紋孔76中。諸頂起螺絲70接合於形成在下殼體構件14的上端的、面向上方的一支承表面79。
雖然本發明是參照凸耳和突起進行描述的，但可以理解的是也可以設置其它形式的互相接合的突起部。例如，上殼體構件上的面向上方的配合表面可設置在形成一陽螺紋的一螺旋突起部上，並與下殼體構件上的作為一陰螺紋的一相應的螺旋突起部的面向下方的配合表面接合。在另一個實施例中，接合裝置可為一插栓式管接頭，其中，在上殼體構件的插頭部分上設置有兩個或更多個銷子，這些銷子與設置在插座部分的內表面上的兩個或更多個L形插口接合。
雖然本發明是參照插頭部分54形成在上殼體構件12上而插座部分56形成在下殼體構件14上的實施例描述的，但該接合裝置的設置可以是相反的，即，插頭部分形成在下殼體構件14上而插座部分形成在上殼體構件12上。
雖然上述的預加應力裝置包括四個頂起螺絲70，但頂起螺絲的數量、類型和位置是可以改變的。另外，可以使用其它的預加應力裝置，比如彈簧或其它將上、下殼體構件推開的彈性裝置。在上、下殼體構件上分別設置有螺旋突起部的情況下，預加應力裝置可為當上、下殼體構件受到一緊固扭矩後使螺紋產生的的彈性或塑性變形。
圖5和6示出了根據本發明的另一個錘子組合件。這與圖1到4的區別在於使用張緊螺絲而非壓縮頂起螺絲來施加預應力。該工具組合件210包括一殼體211、形成在該殼體211中的一腔室216、一活塞218和一工作工具220。該殼體211是一個兩件組合式殼體，它包括一上殼體構件212和一下殼體構件214，它們分別形成上、下腔室，這兩腔室一起組成腔室216。活塞218可工作地容納在腔室216中，從而活塞218可沿箭頭222和224的大致方向平移。具體來說，在一個工作行程過程中，活塞218沿箭頭222的大致方向移動，從而撞擊工作工具220。相反，在返回行程中，活塞218沿箭頭224的大致方向運動。液壓迴路、活塞218、工作工具220和工具夾持件280的工作與以上參照圖1和2所述的一樣，在此就不再進一步詳細描述了。
上、下殼體構件212、214由一接合裝置250連接。在所示的實施例中，該接合裝置250包括繞上殼體構件212的一插頭部分254的周邊等距設置的四個凸耳252。它們的形狀被設置成當將插頭部分254插入下殼體構件214的一插座部分256時，四個凸耳252可在形成在插座部分256的內壁260上的四個突起258之間通過。上殼體構件212隨後相對於下殼體構件214旋轉，從而使諸凸耳252接合在諸突起258之下。可以理解的是可以設想出其它形式的互相接合的突起，且凸耳和突起的形狀和數量可改變且不限於附圖所示的。在插座部分的內壁260上可形成一擋塊(未示出)，從而在上殼體構件212旋轉時凸耳252之一與該擋塊接觸以表示已被充分旋轉到位。
一環形支承表面300設置在插座部分256的內壁260上。一活塞套管302繞活塞設置並在一端支承該支承表面300。活塞套管302的另一端支承一閥套(valve sleeve)304，該閥套被抵靠於一儲壓腔(accumulator)殼體306而固定。該儲壓腔殼體306及其相關的儲壓腔蓋308由諸張緊螺絲310固定於上殼體構件212的一上支承表面314。閥套304具有一彈性偏導法蘭(deflector flange)312，當向諸張緊螺絲310施加一扭矩時，該法蘭偏斜以提供一偏置壓縮力，如以下所述。
諸張緊螺絲可呈頸部縮小的，並可形成一Bellville型連接裝置(Bellvilletype interface)的部分。
工業應用性下面將描述對圖1到4所示工具組合件的實施例的操作。在使用中，將諸頂起螺絲70緊固到一預定的扭矩以對接合裝置預加應力，並在諸凸耳52的面向上的諸配合表面72和諸突起58的面向下的諸配合表面74之間建立已知的接觸應力。
在圖5和6所示的實施例中，當擰緊張緊螺絲310時，儲壓腔殼體306在與上殼體構件212的上支承表面314接觸之前與彈性偏導法蘭312接觸。法蘭312推動閥套304與活塞套管302接觸，活塞套管抵靠著環形支承表面300。當螺絲310中的拉緊力增加時，從儲壓腔殼體306向閥套304施加的力增加，直到儲壓腔殼體306接觸上殼體構件212的上支承表面314為止。此時，彈性偏導法蘭312完全偏斜，而下殼體構件214被包括閥套304和活塞套管302的套管組(liner stack)從上殼體構件212推開，從而在凸耳252的面向上的配合表面272和突起258的面向下的配合表面274之間建立一預定的接觸應力。
在所有的實施例中，在活塞18、218和工具20、220的周期性作用之下，接觸應力周期性變化，但在整個周期中保持壓縮，從而減少疲勞失效的危險，其中活塞和工具動作以將上殼體構件12、212和下殼體構件14、214拉開。相反，已有技術中的錘子組合件的系杆受到周期性拉伸應力作用且疲勞失效的危險性更大。
上殼體構件12、212是一個精密組件，它包括錘子系統的諸液壓諸件並需要進行很多的加工，而下殼體構件14、214是精密度較低的組件，它只需要進行最低限度的加工。通過將兩個殼體構件12、212、14、214作為單獨的組件製造並由接合裝置50、250將它們連接，下殼體構件的製造可更加經濟且製造中不需要如上殼體構件所需的那樣苛刻的公差。兩個殼體構件12、212、14、214在連接之後可提供的單個殼體11、211的優點在於工具組合件10、210比系杆結構更加緊湊，且殼體11、211可為柱形，從而可在狹窄、受限的地方使用工具組合件10、210，比如在石板之間，而已有技術的較寬的系杆主體會與石板互相干擾。
雖然本發明是參照驅動裝置和返回裝置之液壓源的錘子組合件來描述的，但本發明也可應用於任何具有可通過適當的驅動裝置和返回裝置而在一腔室中運動的活塞的工具組合件。本發明包括氣動工具和其它衝擊工具。
雖然在附圖和上述的說明中對本發明進行了詳細描述，但應該認為這樣的說明和描述只是示例性的而非限制，可以理解，這裡只示出並描述了優選實施例，落入本發明的精神實質的所有改變和變型都要受到保護。
權利要求
1.一種工具組合件，包括形成一腔室的一殼體和一往復活塞，該活塞布置在該腔室中以在一工作行程和一返回行程中進行周期性運動；其中，該殼體包括一下殼體構件、一上殼體構件和一接合裝置，該接合裝置通過該上、下殼體構件的相對旋轉而使上殼體構件可與下殼體構件接合，上、下殼體構件每個都形成腔室的一部分。
2.如權利要求1所述的工具組合件，其特徵在於，它還包括驅動裝置，該驅動裝置在一工作行程中移動活塞；以及，返回裝置，該裝置在一返回行程中沿與工作行程中的方向相反的方向移動活塞。
3.如權利要求2所述的工具組合件，其特徵在於，它還包括一工作工具，該工作工具的至少一部分被夾持在腔室中，其中，驅動裝置是一第一液壓源，該液壓源在一工作行程中將活塞向工作工具移動，而返回裝置是一第二液壓源，該液壓源在一返回行程中將活塞從工作工具移開。
4.如以上任意一項權利要求所述的工具組合件，其特徵在於，接合裝置包括在上、下殼體構件上的互相接合的諸突起。
5.如以上任意一項權利要求所述的工具組合件，其特徵在於，它還包括預加應力裝置，該裝置適用於將下殼體構件從上殼體構件推開。
6.如權利要求5所述的工具組合件，其特徵在於，接合裝置包括下殼體構件的一面向上方的配合表面，該表面適用於與上殼體構件的一面向下方的配合表面接合，該預加應力裝置被布置成用來促使該兩配合表面互相抵靠。
7.如權利要求6所述的工具組合件，其特徵在於，預加應力裝置包括至少一個頂起螺絲。
8.如權利要求7所述的工具組合件，其特徵在於，至少一個頂起螺絲接合在上殼體構件中的一螺紋孔中且適於與下殼體構件的一面向上方的配合表面接合。
9.如權利要求7或8所述的工具組合件，其特徵在於，預加應力裝置包括多個頂起螺絲，這些螺絲繞上殼體構件的周邊布置。
10.如權利要求6所述的工具組合件，其特徵在於，預加應力裝置包括至少一個張緊螺絲。
11.如權利要求10所述的工具組合件，其特徵在於，預加應力裝置還包括一壓縮套管，該壓縮套管由所述至少一個張緊螺絲中的張緊力作用而與下殼體構件上的一支承表面壓縮接觸。
12.如權利要求11所述的工具組合件，其特徵在於，壓縮套管包括至少一個具有一彈性偏導法蘭的套管構件。
13.如以上任意一項權利要求所述的工具組合件，其特徵在於，接合裝置包括一插栓式管接頭。
14.如權利要求1到12中任意一項所述的工具組合件，其特徵在於，接合裝置包括在上、下殼體構件上的互相接合的螺旋突起部。
15.一種包括如以上任意一項權利要求所述的工具組合件的液壓錘。
16.一種組裝一工具組合件的方法，該方法包括以下步驟設置形成一下腔室的一下殼體構件；設置形成一上腔室的一上殼體構件；設置被容納在上、下腔室之一中的一工作工具；通過上、下殼體構件的相對旋轉而使上殼體構件可與下殼體構件接合，從而形成一工具組合件，該組合件形成包括上、下腔室的一單個腔室；以及施加一預應力以將下殼體構件從上殼體構件推開。
全文摘要
一種工具組合件，例如一種液壓或氣動錘組合件包括形成一腔室的一殼體和一往復活塞，該活塞布置在該腔室中以在一工作行程和一返回行程中進行周期性運動。該殼體包括一下殼體構件、一上殼體構件和一接合裝置，該接合裝置通過上、下殼體構件的相對旋轉而使上殼體構件可與下殼體構件接合，從而上、下殼體構件每個都形成腔室的一部分。上殼體構件是一個精密部件，它包括諸液壓組件或其它驅動活塞所需的驅動組件，而下殼體構件可以單獨製造，因為它不需要以如上殼體構件所需的那樣苛刻的公差來製造。所得到的工具組合件比傳統的系杆工具組合件更加緊湊。
文檔編號B25D9/00GK1880030SQ200610091378
公開日2006年12月20日 申請日期2006年6月14日 優先權日2005年6月15日
發明者L·P·彼勒斯二世 申請人:卡特彼勒公司