專利名稱：工具設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工具設(shè)備，特別是手持式鑿削工具設(shè)備。
背景技術(shù)：
在鑿削手工工具設(shè)備中，當(dāng)鑿頭從工件抬起時，鑿削動作應(yīng)該停止。在氣動工作的沖擊機(jī)構(gòu)中，空氣彈簧會通過輔助的通風(fēng)口被解除作用，該通風(fēng)口只有在鑿頭時移離時才被打開。為此，錘頭(也稱為中間錘或鐵砧)在一次虛空沖擊后應(yīng)該保持遠(yuǎn)離通風(fēng)口。然而這一點有時由于錘頭在前部止擋上的反彈而不能達(dá)到。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的工具設(shè)備包括錘頭；導(dǎo)向管，所述錘頭在該導(dǎo)向管中沿一軸線被導(dǎo)引；氣動室，它是通過所述錘頭、所述導(dǎo)向管和一自身介質(zhì)操作的 (eigenmedium-betaetigte)閥裝置封閉的。所述氣動室的容積隨著錘頭沿軸線的運動而改變。所述自身介質(zhì)操作的閥裝置在錘頭與導(dǎo)向管之間具有一可回轉(zhuǎn)的密封元件，所述可回轉(zhuǎn)的密封元件在錘頭依沖擊方向運動時轉(zhuǎn)到一內(nèi)翻位置以及在錘頭反向于沖擊方向運動時轉(zhuǎn)到一外翻位置。在所述內(nèi)翻位置，密封元件具有第一入流面積，它是由密封元件在垂直于所述軸線的平面上的投影確定的。在所述外翻位置，密封元件具有第二入流面積，它同樣確定為密封元件在垂直于所述軸線的平面上的投影的面積。所述第二入流面積大于所述第一入流面積。在內(nèi)翻位置，密封元件的徑向尺寸小于在外翻位置的徑向尺寸。氣動室用作錘頭制動器，它由錘頭的運動方向控制。當(dāng)錘頭在例如一次虛空沖擊以后進(jìn)入工具設(shè)備時，氣動室通過閥裝置被關(guān)閉。隨著錘頭向氣動室的運動而改變的壓力致使錘頭減速(制動)。當(dāng)使錘頭依沖擊方向運動時，閥裝置打開氣動室。制動作用便被解除。一種設(shè)計形式規(guī)定如果氣動室的容積在錘頭依沖擊方向運動時是漸增的，則可回轉(zhuǎn)的密封元件在一種向氣動室方向下降的壓力梯度下轉(zhuǎn)到內(nèi)翻位置以及在一種向氣動室方向上升的壓力梯度下轉(zhuǎn)到外翻位置；并且，如果氣動室的容積在錘頭依沖擊方向運動時是漸減的，則可回轉(zhuǎn)的密封元件在一種向氣動室方向上升的壓力梯度下轉(zhuǎn)到內(nèi)翻位置以及在一種向氣動室方向下降的壓力梯度下轉(zhuǎn)到外翻位置。一種設(shè)計形式具有另一氣動室，其通過錘頭、導(dǎo)向管和自身介質(zhì)操作的閥裝置封閉，其中一個氣動室的容積在錘頭依沖擊方向運動時是漸增的而另一氣動室的容積在錘頭運動時是漸減的，并且，所述氣動室和所述另一氣動室通過所述自身介質(zhì)操作的閥裝置相連接。一種設(shè)計形式規(guī)定密封元件固定在錘頭上并且在外翻位置密封元件的一接觸部段接觸導(dǎo)向管，或者作為選擇，密封元件固定在導(dǎo)向管上并且在外翻位置密封元件的接觸部段接觸錘頭。該接觸著的接觸部段限制了密封元件的活動部段的回轉(zhuǎn)運動。借此密封元件就被穩(wěn)定在外翻位置。—種設(shè)計形式規(guī)定如果氣動室的容積在錘頭依沖擊方向運動時是漸增的，則密封元件的一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)相對接觸部段沿軸線更遠(yuǎn)地遠(yuǎn)離氣動室，而如果氣動室的容積在錘頭依沖擊方向運動時是漸減的，則密封元件的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)相對接觸部段沿軸線更接近氣動室地設(shè)置。該回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)可以由一種固體關(guān)節(jié)構(gòu)成。一種設(shè)計形式規(guī)定密封元件以一固定部段被固定在錘頭或?qū)蚬苌?，并且密封元件的唇部相對所述軸線是傾斜的，其中，如果氣動室的容積在錘頭依沖擊方向運動時漸增，則唇部沿著所述軸線朝向氣動室那邊遠(yuǎn)離固定部段傾斜，而如果氣動室的容積在錘頭依沖擊方向運動時漸減，則唇部沿著所述軸線背向氣動室遠(yuǎn)離固定部段傾斜。一種設(shè)計形式規(guī)定密封元件沿著所述軸線具有V形或U形的橫截面輪廓，其中， 如果氣動室的容積在錘頭依沖擊方向運動時漸增，則該橫截面輪廓向氣動室方向打開，而如果氣動室的容積在錘頭依沖擊方向運動時漸減，則該橫截面輪廓背離氣動室打開。一種設(shè)計形式規(guī)定密封元件相對任何垂直于軸線的平面是非對稱的。一種設(shè)計形式具有一止擋，所述可回轉(zhuǎn)的密封元件在外翻位置貼靠該止擋，而在內(nèi)翻位置則與其保持間距。該止擋在外翻位置逆對作用到密封元件上的力支持所述密封元件。一種實施形式具有一個將氣動室與一貯氣容器相連接的節(jié)流閥。由氣動室容積依沖擊方向的微分所確定的氣動室的有效橫截面面積比該節(jié)流閥的橫截面面積的百倍還大。 錘頭與軸線保持平行地運動，因此氣動室的容積變化與沿軸線的位移和有效橫截面面積成比例。所述有效橫截面面積可以通過依運動方向或者沖擊方向求微分的數(shù)學(xué)運算來求得。 在圓筒狀的導(dǎo)向裝置和圓柱狀的錘頭中，所述有效橫截面面積相當(dāng)于垂直于軸線的最大橫截面面積。氣動室的有效橫截面面積與節(jié)流閥的橫截面面積之比率確定了節(jié)流閥中基于錘頭速度的氣體的相對流動速度。在該相對流動速度以上，氣體可以迅速充分地從氣動室中排出，而不會引起相對環(huán)境的壓力降。已經(jīng)認(rèn)識到，節(jié)流閥中氣體有一絕對速度是不可能被超越的。而節(jié)流閥就該絕對速度的極限值而言看來似乎閉鎖了。如此地選擇一百倍、優(yōu)選三百倍的比率，即，在由沖擊機(jī)構(gòu)驅(qū)動錘頭時達(dá)到節(jié)流閥中氣體的絕對速度，在手工移動錘頭時絕對速度明顯未被超越。結(jié)果是，節(jié)流閥在錘頭被撞擊的情況下截止而在錘頭被手工移動的情況下打開。在所述可回轉(zhuǎn)的密封元件的外翻位置，通過閥裝置的流動通道具有一橫截面面積，該橫截面面積小于氣動室的有效橫截面面積的百分之一。該橫截面面積可以例如大于有效橫截面面積的1/1500或1/2000。關(guān)閉的/節(jié)流的閥的橫截面面積可以是由在密封元件中沿軸線延伸的孔、切口和/或凹槽所構(gòu)成。


下面的說明將參照示例性的實施形式和附圖闡述本發(fā)明。附圖中圖1設(shè)置有氣動沖擊機(jī)構(gòu)和錘頭制動器的手工工具設(shè)備；圖2運行狀態(tài)下的氣動沖擊機(jī)構(gòu)；圖3錘頭制動器，其包括一室和被移動進(jìn)入制動位置的閥；圖4沿圖3的平面IV-IV的橫剖視圖；圖5圖3的錘頭制動器處于制動解除狀態(tài)；圖6沿圖5的平面VI-VI的橫剖視圖7閥的細(xì)部視圖；圖8具有不同構(gòu)造的閥的實施形式；圖9具有不同構(gòu)造的閥的實施形式；圖10包括兩個室的錘頭制動器；圖11包括固定式閥的錘頭制動器。只要沒有另作說明，相同或者功能相同的元件在附圖中均采用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)
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具體實施例方式圖1示出的是作為鑿削工具設(shè)備實施形式的鉆錘(沖擊鉆)1。該鉆錘1具有一機(jī)殼2，在其中設(shè)置有馬達(dá)3和由該馬達(dá)3驅(qū)動的氣動沖擊機(jī)構(gòu)4以及優(yōu)選可拆式地固定有一個工具夾頭5。馬達(dá)3例如是一電動機(jī)，該電動機(jī)經(jīng)由與電纜連接的電源接頭6或者可充電的電池系統(tǒng)供電。氣動沖擊機(jī)構(gòu)4驅(qū)動裝入工具夾頭5中的工具7，例如鉆頭或釬鑿，由鉆錘1出發(fā)沿軸線8依沖擊方向9鑿入工件。鉆錘1具有一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置10可供選擇，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置可以使工具7除沖擊的運動外還圍繞軸線8旋轉(zhuǎn)。在機(jī)殼2上固定有一個或兩個手柄11，手柄使使用者能夠掌控鉆錘1。純鑿削的實施形式，例如鑿錘，與鉆錘1的主要區(qū)別僅僅在于不具備旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置10。示例性示出的氣動沖擊機(jī)構(gòu)4具有一沖擊活塞12，該沖擊活塞通過被激活的空氣彈簧13被向前推進(jìn)，亦即沿軸線8依沖擊方向9運動。沖擊活塞12撞擊到錘頭20上并同時將其動能的一部分傳遞給錘頭20。由于反推力的原因和空氣彈簧13的推動，沖擊活塞 12向后、亦即反向于沖擊方向9運動，直到被壓縮的空氣彈簧13再次推動沖擊活塞12向前運動?？諝鈴椈?3由一氣動室構(gòu)成，該氣動室的軸向向前通過沖擊活塞12的后端面21 封閉，軸向向后通過壓氣活塞(Erregerkolben，激勵活塞)22封閉。在徑向方向，氣動室可以在圓周通過沖擊管23封閉，在該沖擊管中沖擊活塞12和壓氣活塞22沿軸線8被導(dǎo)引。 在另一構(gòu)造方式中，沖擊活塞12可以在一罐狀的壓氣活塞中滑動，其中，該壓氣活塞沿徑向方向亦即在圓周封閉構(gòu)成氣動室的空腔。通過壓氣活塞22沿軸線8的強(qiáng)迫往復(fù)運動，空氣彈簧13被激活。偏心輪傳動對、擺動傳動等可以使馬達(dá)3的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成直線往復(fù)運動。壓氣活塞22的強(qiáng)迫運動周期取決于由沖擊活塞12、空氣彈簧13和錘頭20構(gòu)成的系統(tǒng)的相互配合以及它們的軸向相對間距，特別是沖擊活塞12與錘頭20的預(yù)定撞擊點25，以使系統(tǒng)產(chǎn)生諧振并由此使從馬達(dá)3到?jīng)_擊活塞12的能量傳遞最佳化。錘頭20是這樣一個實體，優(yōu)選為旋轉(zhuǎn)體，實體包括一個在沖擊方向9上敞露的前端沖擊面沈和一個反向于沖擊方向9敞露的后端沖擊面27。。錘頭20將其后端沖擊面27 上受到的撞擊傳遞給與其前端沖擊面26貼靠的工具7。錘頭20也可以根據(jù)其功能被稱為中間錘。導(dǎo)向裝置28沿軸線8引導(dǎo)錘頭20。在圖示實例中，錘頭20的后端部部分地沉入后部導(dǎo)向部四中。該后端部以其徑向外側(cè)面與導(dǎo)向部四沿徑向貼靠。同樣，前部導(dǎo)向部 30可以環(huán)繞錘頭20的前端部并限制其徑向運動。后部導(dǎo)向部四和前部導(dǎo)向部30以其軸向定向的面同時構(gòu)成兩個止擋，該止擋將錘頭20的軸向運動限定在后部止擋四與處于沖擊方向9上的前部止擋30(錘頭止擋)之間的路段內(nèi)。錘頭20具有一個增粗的中間部段33，該部段以其端面與導(dǎo)向部四、30的軸向面撞擊。示例性示出的導(dǎo)向裝置觀具有一個例如圓筒狀的、在圓周被封閉的導(dǎo)向管31，錘頭20被安裝在該導(dǎo)向管內(nèi)。錘頭20的粗部段 33以其外周面34，即徑向外表面與導(dǎo)向管31的內(nèi)壁32至少在局部部段或者沿其整個圓周范圍沿徑向保持間隔。在增粗的中間部段33的整個軸向長度上，錘頭20與導(dǎo)向管31之間延伸有溝槽狀的或者圓筒狀的間隙35。該間隙35的徑向尺寸例如可以在0. 5mm至4mm之間。在鑿削時，工具7支承在錘頭20的前端沖擊面沈上，由此錘頭20與后部止擋四保持接合狀態(tài)(見圖幻。沖擊機(jī)構(gòu)4被設(shè)至錘頭20的接合位置上。沖擊活塞12的給定的撞擊點25(圖幻和沖擊活塞12的運動換向點由與之接合的錘頭20的后端沖擊面27所確定。只要使用者使工具7離開工件，氣動沖擊機(jī)構(gòu)4的沖擊功能就應(yīng)該停止，因為不然的話鉆錘1就會虛空沖擊運轉(zhuǎn)。沖擊活塞12對錘頭20的撞擊致使該錘頭20滑向前部止擋30并且優(yōu)選停留在其附近。沖擊活塞12能夠越過給定的撞擊點25向前，沿沖擊方向9 運動，直到主要是起減震作用的止擋30為止。在向前移動至越過撞擊點25的位置時，沖擊活塞12打開沖擊筒管23中的通風(fēng)孔36，通過該通風(fēng)孔，被激活的空氣彈簧13的氣動室首先與機(jī)殼2的內(nèi)部環(huán)境空間連通并且被通風(fēng)?？諝鈴椈?3的作用被削弱或者消失，因此， 由于與壓氣活塞22的耦接減弱或者消失，沖擊活塞12保持停止不動狀態(tài)。當(dāng)錘頭20移動至后部止擋四并且沖擊活塞12將通風(fēng)口 36封閉時，沖擊機(jī)構(gòu)4被重新激活。為了使錘頭20在一次虛空沖擊后優(yōu)選停留在前部止擋30的附近，錘頭20可以沿沖擊方向9基本上無制動地移向前部30，而沿相反方向朝后部止擋四的移動卻要克服至少一個空氣彈簧40的彈力?？諝鈴椈?0的彈力的控制取決于錘頭20相對導(dǎo)向裝置觀的運動方向。錘頭20的至少部分徑向延伸的面和導(dǎo)向裝置觀的至少部分徑向延伸的面構(gòu)成了氣動室40的內(nèi)表面，該內(nèi)表面垂直于或者傾斜于軸線8。隨著錘頭20的運動兩個徑向延伸的面之間的軸向距離發(fā)生變化并且氣動室40的容積同時也隨之變化。該容積變化導(dǎo)致氣動室40內(nèi)的壓力發(fā)生變化。粗部段33上反向于沖擊方向9的后部緩沖面41可以構(gòu)成氣動室40的第一徑向延伸的內(nèi)表面。導(dǎo)向裝置觀的依沖擊方向9定向的后部緩沖面42可以構(gòu)成氣動室40的第二徑向延伸的內(nèi)表面，所述導(dǎo)向裝置的后部緩沖面42與粗部段33的后部緩沖面41共同確定了后部止擋四。在徑向方向，氣動室40在一側(cè)由導(dǎo)向裝置觀封閉而另一側(cè)由錘頭20封閉。錘頭 20與導(dǎo)向裝置28之間的空氣密封是通過第一密封元件43和第二密封元件44實現(xiàn)的。密封元件43、44沿軸線8彼此錯開地設(shè)置。例如第一密封元件43被設(shè)置在兩個止擋四、30 之間，而第二密封元件44卻被沿軸向設(shè)置在兩個止擋四、30以外，即在相應(yīng)的緩沖面42之外。在兩個密封元件43、44之間是氣動室40的徑向延伸的內(nèi)表面。在圖示的實施形式中， 密封元件43、44被安裝在錘頭20的具有不同的橫截面的部段上，因此密封元件43、44至軸線8的距離大小是有差異的。在另外的實施形式中，至少密封元件43、44的局部部段至軸線8的距離不同。在垂直于軸線8的平面上的投影中，兩個密封元件不重疊或者至少在局部部段不重疊。
空氣彈簧40對錘頭20的運動方向的依賴關(guān)系通過至少密封元件43、44中的一個密封元件被構(gòu)造為閥100來達(dá)到。氣道45將氣動室40與周圍環(huán)境、例如機(jī)殼2中的貯氣容器連接起來。在氣道45中設(shè)置有閥100，該閥控制通過氣道45的氣流量。所述控制的實施取決于錘頭20的運動情況。當(dāng)錘頭20沿沖擊方向9運動時，閥100打開并且空氣可以從貯氣容器經(jīng)由氣道45流入氣動室40的增大的容積內(nèi)；空氣彈簧因此被解除作用。當(dāng)錘頭20反向于沖擊方向運動時，閥100關(guān)閉氣道45。氣動室40的壓力隨著氣動室40容積的縮小而上升，因此空氣彈簧40反作用于錘頭20的運動。閥100是自動的或者自身介質(zhì)操作的閥100，如止回閥或者節(jié)流止回閥。閥100由流入該閥100的氣流進(jìn)行操作。該氣流是氣動室40與通過閥100和該氣動室40連通的空間51之間的壓差的結(jié)果。所連接的空間51可以是一個很大的貯氣容器，例如周圍環(huán)境空間，即機(jī)殼51的內(nèi)部或者另外一個封閉的被限定容積的氣動室。圖3和圖5以沖擊機(jī)構(gòu)的縱剖視圖示出了閥100的一種示例性實施形式，在關(guān)閉的或打開的位置。關(guān)閉的閥100在平面IV-IV內(nèi)的橫剖面、而打開的閥100在平面VI-VI 內(nèi)的橫剖面示于圖4和圖6中。圖7示出了閥100的一個放大的局部剖視圖。有一唇形密封圈101箍繞著錘頭20的中間部段33。該唇形密封圈101具有一軟管形的圓柱狀固定部段103，通過它，唇形密封圈101被固定在錘頭20上。固定部段103可以例如安裝在中間部段33中一個環(huán)形槽106的槽底88上。作為選擇或者附加地，固定部段103可以夾緊、粘結(jié)或以其他方式如固定在錘頭20上，以便抑制唇形密封圈101沿軸線 8的滑動。唇形密封圈101的一唇部102相對軸線8傾斜，并且該唇部到固定部段103的徑向間距向氣動室40的方向增大。唇部102的外形可以例如是局部分段空心圓錐形的，包括一向氣動室40的方向敞開的錐體。唇部102和固定部段103圍成一袋狀的空腔104，它向氣動室40的方向是敞開的并且向遠(yuǎn)離氣動室40的方向是封閉的。在如圖4所示沿沖擊方向9在唇形密封圈101之前設(shè)置的氣動室40反向于沖擊方向9打開了袋狀的空腔104。在沿軸線8橫向的剖面中唇形密封圈101具有一種V形或U形的輪廓。唇部102是相對于固定部段103可回轉(zhuǎn)的，因此唇形密封圈101的徑向尺寸110 就是可改變的。該徑向尺寸110可以例如是唇形密封圈101的外徑與內(nèi)徑的差值。唇形密封圈101可以占據(jù)這樣一個外翻位置(圖4)，在該位置，唇部102轉(zhuǎn)到一個離開固定部段 103盡可能間距大的狀態(tài)。唇形密封圈101的垂直于軸線8定向的端面相當(dāng)于例如間隙35 的橫截面面積。在所示的設(shè)計中，唇部102以一接觸部段113接觸導(dǎo)向管31。唇形密封圈 101可以從外翻位置轉(zhuǎn)到一內(nèi)翻位置(圖6)。由此，相對外翻的唇形密封圈101的端面而言，縮小了唇形密封圈101的端面，減小了徑向尺寸101b。接觸部段113脫離導(dǎo)向管31。唇形密封圈101構(gòu)成閥100的密封元件。在唇形密封圈101外翻時，閥100處于關(guān)閉的/節(jié)流的位置，而在唇形密封圈101內(nèi)翻時，閥100處于打開的位置。通過在氣動室 40中的壓力特性和在間隙35中的流動方向而引起唇形密封圈101在內(nèi)翻的和外翻位置之間的轉(zhuǎn)換。朝向后部氣動室40的氣流流到唇部102的一個部分地徑向指向?qū)蜓b置觀的表面114。入流的空氣引起唇部102向固定部段103的回轉(zhuǎn)并因此引起唇形密封圈101的內(nèi)翻。繼續(xù)向后流動的空氣將唇形密封圈101保持在內(nèi)翻位置，因此閥100保持打開。相反，來自后部氣動室40的氣流則流到唇部102的一個部分地徑向背離導(dǎo)向裝置28的表面114。入流的空氣因此引起唇部102遠(yuǎn)離固定部段103向?qū)蚬?1那邊的回轉(zhuǎn)。唇形密封圈101轉(zhuǎn)入外翻位置。在該外翻位置，可回轉(zhuǎn)的唇部102以背離氣動室40的表面114的至少一個部段貼靠在一止擋119上。該止擋119例如通過導(dǎo)向管31構(gòu)成，在其上接靠著接觸部段113。閥100被關(guān)閉并且保持關(guān)閉狀態(tài)。唇部102可以由彈性材料、例如橡膠制成。唇部102的厚度可以明顯小于其沿著軸線8的尺寸。唇部102的較小的厚度能夠使流入和/或流出氣動室40的氣流通過彎曲而偏轉(zhuǎn)唇部102。唇部102例如彈性地預(yù)緊到外翻位置。在基本狀態(tài)，閥100是關(guān)閉的。在該設(shè)計形式中足夠的是，進(jìn)入氣動室40中的氣流引起所述彎曲。唇部102和固定部段103可以是一體式的、不可分的整體或者由相同材料例如橡膠按一件注射成型的構(gòu)件。在可回轉(zhuǎn)的唇部102過渡到相對錘頭20固定不動的固定部段 103的區(qū)域，可以比接觸部段113更遠(yuǎn)地離開氣動室40。固體關(guān)節(jié)(固體鉸鏈)107可以將唇部102與固定部段103連接。該固體關(guān)節(jié)107 具有比唇部102更小的厚度，因此主要就是圍繞固體關(guān)節(jié)107實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動。第二密封元件44可以向后部止擋四軸向逆著沖擊方向9錯開設(shè)置并且可以例如是一在導(dǎo)向裝置觀中固定在支承的密封圈。密封圈44例如嵌入套筒四中并且齊平地以錘頭20的后端75密封。錘頭20的該后端75例如具有比中間部段33更小的直徑。圖8示出這樣一種設(shè)計形式，其中，唇部102可轉(zhuǎn)動地支承于一個單獨的固定部段 103中。該固定部段103具有一軸承套116，唇部102的軸承頭117嵌入其中。圖9示出了閥100的另一設(shè)計形式。在遠(yuǎn)離氣動室40的那側(cè)，從固定部段103依徑向方向突起一止擋118。當(dāng)唇形密封圈101翻開時，唇部102以其背離氣動室40的表面 114的一個部段貼靠在止擋118上。在內(nèi)翻位置，唇部102轉(zhuǎn)離止擋或標(biāo)記(虛線表示)。 錘頭20上的止擋118限制了唇部102的回轉(zhuǎn)運動。該具有止擋118的實施形式示例性以一種旋轉(zhuǎn)支承的唇部102加以描述，其同樣也可以用于一種通過固體關(guān)節(jié)107或通過其長度而柔韌易彎的唇部102。在另一實施形式中，密封元件101固定在內(nèi)壁中并且唇部102接觸錘頭20。圖10示出了另一實施形式的縱剖視圖，包括一后部空氣彈簧40、一前部空氣彈簧 120和至少閥100，用以控制錘頭20的動作。在錘頭20向前運動、亦即依沖擊方向9運動時，增大了后部氣動室40的容積而縮小了前部氣動室120的容積。在前部氣動室120中排擠的空氣容積可以通過閥100流入后部氣動室40。在錘頭20向后運動、亦即反向于沖擊方向9運動時，增大了前部氣動室120的容積而縮小了后部氣動室40的容積。根據(jù)錘頭20的運動方向控制后部空氣彈簧40和前部空氣彈簧120的彈力。閥100阻止這樣的一個氣流， 該氣流將平衡在后部氣動室40中增大的壓力和在前部氣動室120中減小的壓力。因此，實現(xiàn)了克服兩空氣彈簧40和120的彈力向后運動并且該運動被制動?？諝鈴椈?0、120的彈力可以是不同的，受壓力負(fù)荷的后部空氣彈簧40可以比前部空氣彈簧120發(fā)揮更大的制動作用。前部空氣彈簧的前部氣動室120具有一個至少部分地徑向延伸的前部內(nèi)壁 131 (其由導(dǎo)向裝置28構(gòu)成)和一至少部分地徑向延伸的后部內(nèi)壁132(其由錘頭20構(gòu)成)。后部空氣彈簧的后部氣動室40具有一個至少部分地徑向延伸的前部內(nèi)壁41 (其由錘頭20構(gòu)成)和一個至少部分地徑向延伸的后部內(nèi)壁42 (其由導(dǎo)向裝置28構(gòu)成)。沿徑向方向向外，氣動室40、120通過圓柱形或棱柱形的導(dǎo)向管31的內(nèi)壁32封閉。沿徑向方向向內(nèi)，氣動室40、120通過錘頭20封閉。在用于錘頭20在導(dǎo)向裝置28中滑動的徑向間隙35 中，軸向相互錯開地設(shè)置有第一密封元件43和第二密封元件44，以便氣密地密封后部氣動室40。后部氣動室40的前部和后部內(nèi)壁41、42沿軸線8設(shè)置在第一密封元件43與第二密封元件44之間。有一第三密封元件133沿沖擊方向9設(shè)置在前部氣動室120的前部內(nèi)壁 131之前。前部氣動室120的前部和后部內(nèi)壁131、132沿軸線8處在第一密封元件43和第三密封元件133之內(nèi)。經(jīng)由氣道134耦接的前部和后部氣動室40、120具有恒定不變的相對于環(huán)境封閉的空氣容積，其中，根據(jù)錘頭20的當(dāng)前的位置改變空氣容積向兩個室40、120的分配。

圖11示出一種具有固定式閥180的實施形式，對于氣動室40，其容積在錘頭20依沖擊方向9運動時增大。閥180的結(jié)構(gòu)可以相應(yīng)于閥100。閥180的唇形密封圈181固定于導(dǎo)向裝置28中并且例如嵌入一個插進(jìn)導(dǎo)向管31的套筒29的環(huán)形槽中。環(huán)形的可回轉(zhuǎn)的唇部182相對軸線8傾斜并且向氣動室40的方向遠(yuǎn)離導(dǎo)向裝置28。在所示的實施形式中，該可回轉(zhuǎn)的唇部182在一外翻位置可以接觸錘頭20。如示例，可回轉(zhuǎn)的唇部182在其具有較小直徑的端部76接觸錘頭20。進(jìn)入氣動室40中的氣流將唇部182遠(yuǎn)離錘頭20偏轉(zhuǎn)，由此使閥180打開。第一密封元件43在中間部段33的圓周上可以是一永久緊密的密封元件或一閥，它例如嵌置于中間部段的一個環(huán)形槽160中。錘頭20沿沖擊方向9的速度在虛空沖擊時大致處在lm/s至10m/S的范圍內(nèi)。相應(yīng)地，氣動室40的容積迅速增大?？諝庖愿咚俣韧ㄟ^打開的閥100流入氣動室40，從而迅速達(dá)到壓力平衡。為此，閥50在其打開的位置開放一個可通流的面(液壓面)，該面為氣動室40容積的環(huán)形有效橫截面面積的至少1/30，優(yōu)選至少1/20或至少10%。該液壓面是垂直于閥50中的流動方向確定的。所述有效橫截面面積為容積依運動方向的微分，也就是說容積的變化由有效橫截面面積與錘頭20的縱向位移的乘積確定。當(dāng)錘頭20在錘頭止擋 30處被反彈時，其反向于沖擊方向9的速度可以處于lm/s至lOm/s的同一數(shù)量級。閥100 關(guān)閉并且關(guān)閉的氣動室40的壓縮使錘頭20減速(制動)。節(jié)流開口 54只允許少量的氣流排出，因此氣動室40中的過壓得以保持。在反向于沖擊方向9低于0.2m/s緩慢運動時，典型地為重新安置鑿頭，空氣可以以足夠的速率通過節(jié)流開口 54流出，以便能夠達(dá)到壓力平衡。節(jié)流開口 54例如可以是一個通過導(dǎo)向管31的壁的孔。節(jié)流開口 54的流動橫截面(液壓橫截面)的面積少于氣動室 40的環(huán)形橫截面面積至少兩個數(shù)量級，例如小于0. 5%。節(jié)流開口 54例如大于環(huán)形橫截面面積的1/2000或1/1500，以便能夠手工插進(jìn)錘頭20。所述流動橫截面和節(jié)流開口 54的橫截面面積是在其最窄的部位垂直于流動方向確定的。在錘頭20運動時，氣動室40的容積與錘頭20的速度以及與由氣動室40所包圍的容積的環(huán)形橫截面面積成比例地改變。如若要使節(jié)流閥54無壓力變化地平衡容積變化，則排擠的空氣必須以錘頭20速度的至少百倍通過節(jié)流閥?？諝獾牧鲃犹匦詾榱魉僭O(shè)定了一個上限，因此雖然當(dāng)錘頭20緩慢移動時可以平衡壓力，但在錘頭20快速移動時是不可能的。不同于單獨的節(jié)流開口 54，可以選擇將閥100設(shè)計為節(jié)流閥，它在關(guān)閉的/節(jié)流的位置可以打開一相應(yīng)的節(jié)流開口。例如，唇形密封圈101可以具有從面向氣動室40的一側(cè)至背離氣動室40的一側(cè)軸向延伸的孔200。該軸向孔的直徑可以例如具有這樣的橫截面，其面積少于打開的閥100的流動橫截面(液壓橫截面)面積至少兩個數(shù)量級，例如小于 0. 5%和例如大于0. 05%。 通過在導(dǎo)向裝置31處并非完全封閉的唇部102也可以實現(xiàn)一種節(jié)流閥。該唇部在其接觸的部段113處可以具有切口 201。該節(jié)流閥在切口 201與導(dǎo)向裝置31之間的流動橫截面處于上述最多1/100的限度內(nèi)，例如小于有效橫截面面積、亦即在所示實例中為氣動室40容積的環(huán)形橫截面面積的1/300。作為選擇或者附加地，沿著固定部段103，可以通過固定部段 103中或者槽底106中的凹槽制作出用于節(jié)流閥的一些通道。
權(quán)利要求
1.工具設(shè)備，其包括錘頭(20)，導(dǎo)向管(31)，所述錘頭在該導(dǎo)向管中沿一軸線(8)被導(dǎo)引，氣動室(40，120)，該氣動室是通過所述錘頭(20)、所述導(dǎo)向管(31)和一自身介質(zhì)操作的閥裝置(100，180)封閉的，并且所述氣動室GO)的容積隨著所述錘頭00)沿軸線(8) 的運動而改變，其中，所述自身介質(zhì)操作的閥裝置(100，180)在所述錘頭00)與所述導(dǎo)向管(31)之間具有一可回轉(zhuǎn)的密封元件(101，181)，所述可回轉(zhuǎn)的密封元件(101，181)在錘頭Q0)依沖擊方向(9)運動時轉(zhuǎn)到一個在垂直于所述軸線(8)的平面上的投影中具有第一入流面積(IlOb)的內(nèi)翻位置以及在錘頭00)反向于沖擊方向(9)運動時轉(zhuǎn)到一個在垂直于所述軸線(8)的平面的投影中具有第二入流面積(110)的外翻位置，并且，所述第二入流面積 (110)大于所述第一入流面積(110b)。
2.按照權(quán)利要求1所述的工具設(shè)備，其特征在于，如果氣動室GO)的容積在錘頭00) 依沖擊方向(9)運動時是漸增的，則所述可回轉(zhuǎn)的密封元件(101，181)在一種向氣動室 (40)方向下降的壓力梯度下轉(zhuǎn)到內(nèi)翻位置以及在一種向氣動室(4)方向上升的壓力梯度下轉(zhuǎn)到外翻位置；并且，如果氣動室(120)的容積在錘頭00)依沖擊方向(9)運動時是漸減的，則所述可回轉(zhuǎn)的密封元件(101)在一種向氣動室(120)方向上升的壓力梯度下轉(zhuǎn)到內(nèi)翻位置以及在一種向氣動室(120)方向下降的壓力梯度下轉(zhuǎn)到外翻位置。
3.按照權(quán)利要求2所述的工具設(shè)備，其特征在于具有另一氣動室，該另一氣動室是通過所述錘頭(20)、所述導(dǎo)向管(31)和所述自身介質(zhì)操作的閥裝置(101)封閉的，其中一個氣動室GO)的容積在錘頭00)依沖擊方向(9)運動時是漸增的而另一氣動室(120)的容積在錘頭00)運動時是漸減的，并且，所述氣動室GO)和所述另一氣動室(120)通過所述自身介質(zhì)操作的閥裝置(101)相連接。
4.按照上述權(quán)利要求之一項所述的工具設(shè)備，其特征在于，所述密封元件(101)固定在錘頭上并且在外翻位置該密封元件(101)的一接觸部段(11 接觸所述導(dǎo)向管，或者，作為另一選擇，所述密封元件(101)固定在導(dǎo)向管(31)上并且在外翻位置該密封元件(101) 的接觸部段(11 接觸所述錘頭00)。
5.按照權(quán)利要求4所述的工具設(shè)備，其特征在于，如果氣動室(120)的容積在錘頭 (20)依沖擊方向(9)運動時是漸增的，則所述密封元件的一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(107)相對于所述接觸部段(11 沿著軸線(8)更遠(yuǎn)地遠(yuǎn)離氣動室(40)，而如果氣動室(120)的容積在錘頭 (20)依沖擊方向(9)運動時是漸減的，則所述密封元件(101)的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(107)相對于所述接觸部段(11 沿著軸線(8)更接近氣動室(120)地設(shè)置。
6.按照權(quán)利要求5所述的工具設(shè)備，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(107)由一固體關(guān)節(jié)構(gòu)成。
7.按照上述權(quán)利要求之一項所述的工具設(shè)備，其特征在于，所述密封元件以一固定部段(103)被固定在錘頭00)或?qū)蚬?31)上，并且所述密封元件(101)的一唇部(102) 相對所述軸線(8)是傾斜的，其中，如果氣動室GO)的容積在錘頭依沖擊方向(9)運動時是漸增的，則所述唇部(102)沿著所述軸線(8)朝向氣動室G0)那邊遠(yuǎn)離固定部段(103) 傾斜，而如果氣動室(120)的容積在錘頭00)依沖擊方向(9)運動時是漸減的，則所述唇部(102)沿著所述軸線(8)背向氣動室(120)遠(yuǎn)離固定部段(103)傾斜。
8.按照上述權(quán)利要求之一項所述的工具設(shè)備，其特征在于，所述密封元件沿著所述軸線具有V形或U形的橫截面輪廓，其中，如果氣動室00)的容積在錘頭O0)依沖擊方向 (9)運動時漸增，則所述橫截面輪廓向氣動室方向打開，而如果氣動室(120)的容積在錘頭依沖擊方向(9)運動時漸減，則所述橫截面輪廓背離氣動室打開。
9.按照權(quán)利要求8所述的工具設(shè)備，其特征在于，所述密封元件相對任何垂直于所述軸線的平面是非對稱的。
10.按照上述權(quán)利要求之一項所述的工具設(shè)備，其特征在于設(shè)有一止擋(118，119)，所述可回轉(zhuǎn)的密封元件在外翻位置貼靠該止擋，而在內(nèi)翻位置則保持間距。
11.按照上述權(quán)利要求之一項所述的工具設(shè)備，其特征在于設(shè)有將氣動室00，120)與一貯氣容器相連接的節(jié)流閥(M)，其中，由氣動室00，120)容積依沖擊方向(9)的微分所確定的氣動室00，120)的有效橫截面面積比該節(jié)流閥(54)的橫截面面積的百倍還大。
12.按照權(quán)利要求11所述的工具設(shè)備，其特征在于，在所述可回轉(zhuǎn)的密封元件(101， 181)的外翻位置，通過所述閥裝置(100，180)的流動通道(200，201)具有一橫截面面積，該橫截面面積小于氣動室G0，120)的有效橫截面面積的百分之一。
13.按照權(quán)利要求12所述的工具設(shè)備，其特征在于，所述橫截面面積是由在所述密封元件(101，181)中沿著所述軸線(8)延伸的孔、切口和/或凹槽所構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工具設(shè)備，其包括錘頭；導(dǎo)向管，錘頭在該導(dǎo)向管中沿一軸線被導(dǎo)引；氣動室，它是通過所述錘頭、所述導(dǎo)向管和一自身介質(zhì)操作的閥裝置封閉的。所述氣動室的容積隨著錘頭沿軸線的運動而改變。所述自身介質(zhì)操作的閥裝置在錘頭與導(dǎo)向管之間具有一可回轉(zhuǎn)的密封元件，所述可回轉(zhuǎn)的密封元件在錘頭依沖擊方向運動時轉(zhuǎn)到一內(nèi)翻位置以及在錘頭反向于沖擊方向運動時轉(zhuǎn)到一外翻位置。在所述內(nèi)翻位置，密封元件具有第一入流面積，它是由密封元件在垂直于所述軸線的平面上的投影確定的。在所述外翻位置，密封元件具有第二入流面積，它同樣確定為密封元件在垂直于所述軸線的平面上的投影的面積。所述第二入流面積大于所述第一入流面積。
文檔編號B25D9/08GK102310391SQ201110152830
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者C·道布納, F·科爾施密德, H·馬庫斯 申請人:喜利得股份公司