工具保持裝置及方法
2023-05-20 08:47:36 1
專利名稱：工具保持裝置及方法
技術領域：
本發明總的涉及一種具有一可拆卸工具的工具組合件，尤其涉及一種具有一可拆卸工作工具的液壓或氣動錘組合件。
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過程中，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。
工作工具被保持在一套管中，一般將該套管稱為一前端罩。一般使用一工具止動銷來將工作工具保持在該前端罩中。該銷子延伸穿過前端罩的一側並在工作工具中與被機加工的一橫向槽接合。該槽的高度大於該銷子的直徑，從而可允許錘子在一個限定的運動範圍內前後往復運動。由於反覆碰撞，該銷子和槽在使用中會產生毛刺。在使用過程中，需要在將工具從前端罩上拆下之前將銷子拆下。然後，在可將銷子或工具重新放到前端罩中之前必須除去毛刺。另外，銷子限制了工具的旋轉，因此會將不希望的扭矩從工具傳給工具組合件及其所安裝的機器。
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有一種工具組合件，該組合件包括形成一腔室的一殼體、布置在該腔室中的一往復的工作工具以及具有一孔的一工具保持件，該工作工具延伸穿過該孔。該殼體包括一接合裝置，該裝置通過該工具保持件和殼體的相對旋轉而使工具保持件和殼體接合。工作工具設置有保持裝置，在工具保持件與殼體接合時該裝置能防止工作工具被拆離殼體。
根據本發明的第二個方面提供有一種將一工作工具安裝在一工具組合件中的方法，該方法包括以下步驟設置包括形成有一腔室的一殼體的一工具組合件和具有一孔的一工具保持件；將一工作工具插入該工具保持件的該孔中；通過工具保持件和殼體的相對旋轉而使工具保持件和殼體接合，從而固定該工作工具以使它在腔室中往復運動；以及將工具保持件和殼體鎖定而不能相對旋轉。
圖1是根據本發明的一錘子組合件的立體圖；圖2是圖1的錘子組合件的分解圖；以及圖3示出了圖1的錘子組合件的前端罩和工作工具的縱截面圖。
具體實施例方式
參見圖1到圖3，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，該下殼體構件通常被稱為一前端罩，它兩通常分別形成一上、下腔室，這兩腔室一起組成腔室16。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。相反，在返回行程中，活塞18沿箭頭24的大致方向運動。
一液壓迴路(未示出)提供了加壓流體以在工作行程中將活塞18推向工作工具20以及在返回行程中使活塞18返回。不再對該液壓迴路進行進一步的描述，因為任何適當的液壓裝置都可被用來向活塞18提供加壓流體，比如US 5,944,120中所描述的裝置，這對於熟悉本領域技術的人員來說是顯而易見的。
在鄰近工作行程結束處，活塞18撞擊工作工具20的上端40。工作工具20包括一軸42、一保持法蘭44和一末端46。該軸42穿過形式為帶一中心孔82的一套筒的一工具保持件80。該孔82具有小於保持法蘭44的直徑，從而限制工作工具20沿箭頭22的大致方向的運動，從而限制活塞18沿該方向運動。在本發明的一個變型中，工具保持裝置可包括為任意合適形狀的工作工具的一部分而非保持法蘭44，該工作工具的形狀為側向尺寸大於工具保持件80的孔82的尺寸。
如下所述，可將工具保持件80從殼體11上拆下，從而可將其末端46結構不同的各種工作工具20連接於工具組合件10。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。
上、下殼體構件12、14由一殼體接合裝置50連接。在所示的實施例中，該殼體接合裝置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插頭部分54插入下殼體構件14時，四個凸耳52可在形成在插座部分56的內壁上的四個突起部(未示出)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。
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形成於插座部分56的內壁上的突起部上的、相應的面向下方的表面。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。
工具保持件80和殼體11由一接合裝置90連接。在所示的實施例中，該接合裝置90包括繞工具保持件80的一插頭部分94的周邊等距設置的四個凸耳92。它們的形狀被設置成當將插頭部分94插入下殼體構件14的插座部分96時，四個凸耳92可在形成在一插座部分96的內壁100上的四個突起部98之間通過。工具保持件80隨後相對於下殼體構件14旋轉，從而使諸凸耳92接合於諸突起部98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情況。在插座部分96的內壁100上可形成一擋塊(未示出)，從而在工具保持件80旋轉時，諸凸耳92之一與該擋塊接觸以表示已被充分旋轉到位。
形式為兩組螺絲110的鎖定裝置設置在殼體11中的諸孔中。它們與工具保持件80的插頭部分94接合併阻止工具保持件80和殼體11的相對旋轉。然而，也可以設置任何其它適當的鎖定裝置，且如果需要的話還可省略鎖定組合件。
設置了形式為一彈性密封環112的預加應力裝置，以推動殼體11上的突起部98的第一配合表面114使之抵靠於工具保持件80上的凸耳92的第二配合表面116。
工作工具20沿箭頭22方向的運動由保持法蘭44與下套筒或工具保持件80之間的碰撞所限制，而工作工具20沿箭頭24方向的運動由工具頂部40與柱形工具擋塊120的一凸肩118之間的碰撞所限定，該工具擋塊與下殼體構件14接合。
雖然本發明是參照凸耳和突起部進行描述的，但可以理解也可以設置其它形式的互相接合的突起。例如，工具保持件80上的第二配合表面可設置在形成一陽螺紋的一螺旋突起部上，並與殼體11上的作為一陰螺紋的一相應的螺旋突起部的第一配合表面接合。在另一個實施例中，接合裝置可為一插栓式管接頭，其中在工具保持件80的插頭部分94上設置有兩個或更多個銷子，這些銷子與設置在插座部分96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94形成在工具保持件80上而插座部分96形成在殼體11上的實施例描述的，但該接合裝置的設置可以是相反的，即，插頭部分形成在殼體11上而插座部分形成在工具保持件80上。
雖然以上所述的預加應力裝置包括一彈性密封環112，但也可使用其它的預加應力裝置，比如諸彈簧或其它將工具保持件80和殼體11推開的彈性裝置。在工具保持件80和殼體11上設有對應的螺旋突起部的情況下，預加應力裝置可為殼體構件在一緊固扭矩的作用下引起螺紋的彈性或塑性變形。
工業應用性為了將一工作工具20拆下，首先將諸定位螺絲110或其它的鎖定裝置鬆開，將工具保持件80旋轉45°直到諸凸耳92對準殼體11的插座部分96的內壁110上的諸突起部98之間的諸間隙部分。然後可沿箭頭22的方向將工具保持件80和工作工具20從殼體11上拆下。要替換工作工具20，則反向進行該過程。
雖然本發明是參照工具由一液壓致動的活塞驅動的一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一適當的驅動裝置和/或返回裝置而在一腔室中運動的一往復工作工具的工具組合件。本發明包括氣動工具和其它衝擊工具。
本發明不需要一保持銷，從而就不免除了一灰塵進入通道並簡化了工具替換的工藝，這是因為不需要從銷子或工具清除毛刺的緣故。另外，由於工具保持件可使應力分散更均勻，因此還避免了在接觸點上的應力集中。
與現有技術中的保持銷不同，本發明可使工作工具旋轉，從而為工作工具提供更加均勻的磨損並延長工具壽命。如果特定的環境需要工具不旋轉，則工具保持法蘭44可包括諸縱向銷(未示出)，它與殼體11的內壁100中的諸縱向槽(未示出)接合。
雖然在附圖和前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、布置在該腔室中的一往復的工作工具以及具有一孔的一工具保持件，該工作工具延伸穿過該孔；其中，該殼體包括一接合裝置，該裝置通過該工具保持件和該殼體的相對旋轉而使工具保持件和殼體接合；以及，工作工具設置有一保持裝置，在工具保持件與殼體接合時該裝置能防止工作工具被拆離殼體。
2.如權利要求1所述的工具組合件，其特徵在於，接合裝置包括在工具保持件和殼體上的互相接合的諸突起部。
3.如權利要求1或2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。
4.如權利要求1至2中任意一項所述的工具組合件，其特徵在於，接合裝置包括上、下殼體構件上的互相接合的諸螺旋突起部。
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，該組合件還包括用於鎖定工具保持件和殼體而使它們不能相對旋轉的鎖定裝置。
6.如權利要求5所述的工具組合件，其特徵在於，鎖定裝置包括一個或多個鎖定螺絲。
7.如以上任意一項權利要求所述的工具組合件，其特徵在於，保持裝置包括工作工具的一部分，該部分的尺寸大於工具保持件的孔的尺寸。
8.如以上任意一項權利要求所述的工具組合件，其特徵在於，該組合件還包括適於將工具保持件從殼體推開的預加應力裝置。
9.如權利要求8所述的工具組合件，其特徵在於，接合裝置包括殼體上的一第一配合表面，該表面適於與工具保持件上的一第二配合表面接合，該預加應力裝置被布置成推動這兩個配合表面以使它兩互相抵靠。
10.如權利要求9所述的工具組合件，其特徵在於，預加應力裝置包括一彈簧，該彈簧被布置成在殼體和工具保持件之間起作用。
11.一種包括以上任意一項權利要求所述的工具組合件的液壓錘。
12.一種將一工作工具安裝在一工具組合件中的方法，包括以下步驟設置包括形成有一腔室的一殼體的一工具組合件和具有一孔的一工具保持件；將一工作工具插入該工具保持件的該孔中；通過工具保持件和殼體的相對旋轉而使工具保持件和殼體接合，從而固定該工作工具以使它在腔室中往復運動；以及將工具保持件和殼體鎖定而不能相對旋轉。
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有一腔室的一殼體、布置在該腔室中的一可運動往復工作工具以及具有一孔的一工具保持件，該工作工具延伸穿過該孔。該殼體包括一接合裝置，該裝置通過該工具保持件和殼體的相對旋轉而使工具保持件和殼體接合。工作工具設置有如一保持法蘭之類的保持裝置，在工具保持件與殼體接合時該裝置能防止工作工具被拆離殼體。本發明不需要一保持銷，從而使工作工具可旋轉，避免了磨損，增常了工具的壽命並簡化了工具的替換。
文檔編號B25D17/00GK1880029SQ20061009137
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