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(shí)，鑿削動(dòng)作應(yīng)該停止。在氣動(dòng)工作的沖擊機(jī)構(gòu)中，空氣彈簧會(huì)通過(guò)輔助的通風(fēng)口被解除作用，該通風(fēng)口只有在鑿頭時(shí)移離時(shí)才被打開(kāi)。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(diǎn)有時(shí)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(dòng)室，它是通過(guò)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(dòng)室的容積隨著錘頭沿軸線的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)到一內(nèi)翻位置以及在錘頭反向于沖擊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)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(dòng)室用作錘頭制動(dòng)器，它由錘頭的運(yùn)動(dòng)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(shí)，氣動(dòng)室通過(guò)閥裝置被關(guān)閉。隨著錘頭向氣動(dòng)室的運(yùn)動(dòng)而改變的壓力致使錘頭減速(制動(dòng))。當(dāng)使錘頭依沖擊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，閥裝置打開(kāi)氣動(dòng)室。制動(dòng)作用便被解除。一種設(shè)計(jì)形式規(guī)定如果氣動(dòng)室的容積在錘頭依沖擊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸增的，則可回轉(zhuǎn)的密封元件在一種向氣動(dòng)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(dòng)室方向上升的壓力梯度下轉(zhuǎn)到外翻位置；并且，如果氣動(dòng)室的容積在錘頭依沖擊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸減的，則可回轉(zhuǎn)的密封元件在一種向氣動(dòng)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(dòng)室方向下降的壓力梯度下轉(zhuǎn)到外翻位置。一種設(shè)計(jì)形式具有另一氣動(dòng)室，其通過(guò)錘頭、導(dǎo)向管和自身介質(zhì)操作的閥裝置封閉，其中一個(gè)氣動(dòng)室的容積在錘頭依沖擊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸增的而另一氣動(dòng)室的容積在錘頭運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸減的，并且，所述氣動(dòng)室和所述另一氣動(dòng)室通過(guò)所述自身介質(zhì)操作的閥裝置相連接。一種設(shè)計(jì)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(dòng)部段的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。借此密封元件就被穩(wěn)定在外翻位置?！N設(shè)計(jì)形式規(guī)定如果氣動(dòng)室的容積在錘頭依沖擊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸增的，則密封元件的一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)相對(duì)接觸部段沿軸線更遠(yuǎn)地遠(yuǎn)離氣動(dòng)室，而如果氣動(dòng)室的容積在錘頭依沖擊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸減的，則密封元件的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)相對(duì)接觸部段沿軸線更接近氣動(dòng)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(jì)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?duì)所述軸線是傾斜的，其中，如果氣動(dòng)室的容積在錘頭依沖擊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)漸增，則唇部沿著所述軸線朝向氣動(dòng)室那邊遠(yuǎn)離固定部段傾斜，而如果氣動(dòng)室的容積在錘頭依沖擊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)漸減，則唇部沿著所述軸線背向氣動(dòng)室遠(yuǎn)離固定部段傾斜。一種設(shè)計(jì)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(dòng)室的容積在錘頭依沖擊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)漸增，則該橫截面輪廓向氣動(dòng)室方向打開(kāi)，而如果氣動(dòng)室的容積在錘頭依沖擊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)漸減，則該橫截面輪廓背離氣動(dòng)室打開(kāi)。一種設(shè)計(jì)形式規(guī)定密封元件相對(duì)任何垂直于軸線的平面是非對(duì)稱的。一種設(shè)計(jì)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(duì)作用到密封元件上的力支持所述密封元件。一種實(shí)施形式具有一個(gè)將氣動(dòng)室與一貯氣容器相連接的節(jié)流閥。由氣動(dòng)室容積依沖擊方向的微分所確定的氣動(dòng)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(yùn)動(dòng)，因此氣動(dòng)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(guò)依運(yùn)動(dòng)方向或者沖擊方向求微分的數(shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)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(dòng)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(duì)流動(dòng)速度。在該相對(duì)流動(dòng)速度以上，氣體可以迅速充分地從氣動(dòng)室中排出，而不會(huì)引起相對(duì)環(huán)境的壓力降。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，節(jié)流閥中氣體有一絕對(duì)速度是不可能被超越的。而節(jié)流閥就該絕對(duì)速度的極限值而言看來(lái)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(dòng)錘頭時(shí)達(dá)到節(jié)流閥中氣體的絕對(duì)速度，在手工移動(dòng)錘頭時(shí)絕對(duì)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(dòng)的情況下打開(kāi)。在所述可回轉(zhuǎn)的密封元件的外翻位置，通過(guò)閥裝置的流動(dòng)通道具有一橫截面面積，該橫截面面積小于氣動(dòng)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(shuō)明將參照示例性的實(shí)施形式和附圖闡述本發(fā)明。附圖中圖1設(shè)置有氣動(dòng)沖擊機(jī)構(gòu)和錘頭制動(dòng)器的手工工具設(shè)備；圖2運(yùn)行狀態(tài)下的氣動(dòng)沖擊機(jī)構(gòu)；圖3錘頭制動(dòng)器，其包括一室和被移動(dòng)進(jìn)入制動(dòng)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(dòng)器處于制動(dòng)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(shí)施形式；圖9具有不同構(gòu)造的閥的實(shí)施形式；圖10包括兩個(gè)室的錘頭制動(dòng)器；圖11包括固定式閥的錘頭制動(dòng)器。只要沒(méi)有另作說(shuō)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(shí)施例方式圖1示出的是作為鑿削工具設(shè)備實(shí)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(dòng)的氣動(dòng)沖擊機(jī)構(gòu)4以及優(yōu)選可拆式地固定有一個(gè)工具夾頭5。馬達(dá)3例如是一電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)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(dòng)沖擊機(jī)構(gòu)4驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置10可供選擇，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置可以使工具7除沖擊的運(yùn)動(dòng)外還圍繞軸線8旋轉(zhuǎn)。在機(jī)殼2上固定有一個(gè)或兩個(gè)手柄11，手柄使使用者能夠掌控鉆錘1。純鑿削的實(shí)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(dòng)裝置10。示例性示出的氣動(dòng)沖擊機(jī)構(gòu)4具有一沖擊活塞12，該沖擊活塞通過(guò)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(yùn)動(dòng)。沖擊活塞12撞擊到錘頭20上并同時(shí)將其動(dòng)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(dòng)，沖擊活塞 12向后、亦即反向于沖擊方向9運(yùn)動(dòng)，直到被壓縮的空氣彈簧13再次推動(dòng)沖擊活塞12向前運(yùn)動(dòng)?？諝鈴椈?3由一氣動(dòng)室構(gòu)成，該氣動(dòng)室的軸向向前通過(guò)沖擊活塞12的后端面21 封閉，軸向向后通過(guò)壓氣活塞(Erregerkolben，激勵(lì)活塞)22封閉。在徑向方向，氣動(dòng)室可以在圓周通過(guò)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(dòng)，其中，該壓氣活塞沿徑向方向亦即在圓周封閉構(gòu)成氣動(dòng)室的空腔。通過(guò)壓氣活塞22沿軸線8的強(qiáng)迫往復(fù)運(yùn)動(dòng)，空氣彈簧13被激活。偏心輪傳動(dòng)對(duì)、擺動(dòng)傳動(dòng)等可以使馬達(dá)3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。壓氣活塞22的強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)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(duì)間距，特別是沖擊活塞12與錘頭20的預(yù)定撞擊點(diǎn)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(gè)實(shí)體，優(yōu)選為旋轉(zhuǎn)體，實(shí)體包括一個(gè)在沖擊方向9上敞露的前端沖擊面沈和一個(gè)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(shí)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(yùn)動(dòng)。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(shí)構(gòu)成兩個(gè)止擋，該止擋將錘頭20的軸向運(yùn)動(dòng)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(gè)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(gè)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(gè)圓周范圍沿徑向保持間隔。在增粗的中間部段33的整個(gè)軸向長(zhǎng)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(shí)，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(jiàn)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(diǎn)25(圖幻和沖擊活塞12的運(yùn)動(dòng)換向點(diǎn)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(kāi)工件，氣動(dòng)沖擊機(jī)構(gòu)4的沖擊功能就應(yīng)該停止，因?yàn)椴蝗坏脑掋@錘1就會(huì)虛空沖擊運(yùn)轉(zhuǎn)。沖擊活塞12對(duì)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(guò)給定的撞擊點(diǎn)25向前，沿沖擊方向9 運(yùn)動(dòng)，直到主要是起減震作用的止擋30為止。在向前移動(dòng)至越過(guò)撞擊點(diǎn)25的位置時(shí)，沖擊活塞12打開(kāi)沖擊筒管23中的通風(fēng)孔36，通過(guò)該通風(fēng)孔，被激活的空氣彈簧13的氣動(dòng)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)。空氣彈簧13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(dòng)狀態(tài)。當(dāng)錘頭20移動(dòng)至后部止擋四并且沖擊活塞12將通風(fēng)口 36封閉時(shí)，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(wú)制動(dòng)地移向前部30，而沿相反方向朝后部止擋四的移動(dòng)卻要克服至少一個(gè)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(duì)導(dǎo)向裝置觀的運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)兩個(gè)徑向延伸的面之間的軸向距離發(fā)生變化并且氣動(dòng)室40的容積同時(shí)也隨之變化。該容積變化導(dǎo)致氣動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(guò)第一密封元件43和第二密封元件44實(shí)現(xiàn)的。密封元件43、44沿軸線8彼此錯(cuò)開(kāi)地設(shè)置。例如第一密封元件43被設(shè)置在兩個(gè)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(gè)止擋四、30以外，即在相應(yīng)的緩沖面42之外。在兩個(gè)密封元件43、44之間是氣動(dòng)室40的徑向延伸的內(nèi)表面。在圖示的實(shí)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(shí)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(gè)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(duì)錘頭20的運(yùn)動(dòng)方向的依賴關(guān)系通過(guò)至少密封元件43、44中的一個(gè)密封元件被構(gòu)造為閥100來(lái)達(dá)到。氣道45將氣動(dòng)室40與周圍環(huán)境、例如機(jī)殼2中的貯氣容器連接起來(lái)。在氣道45中設(shè)置有閥100，該閥控制通過(guò)氣道45的氣流量。所述控制的實(shí)施取決于錘頭20的運(yùn)動(dòng)情況。當(dāng)錘頭20沿沖擊方向9運(yùn)動(dòng)時(shí)，閥100打開(kāi)并且空氣可以從貯氣容器經(jīng)由氣道45流入氣動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，閥100關(guān)閉氣道45。氣動(dòng)室40的壓力隨著氣動(dòng)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(yùn)動(dòng)。閥100是自動(dòng)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(dòng)室40與通過(guò)閥100和該氣動(dòng)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(gè)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(gè)封閉的被限定容積的氣動(dòng)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(shí)施形式，在關(guān)閉的或打開(kāi)的位置。關(guān)閉的閥100在平面IV-IV內(nèi)的橫剖面、而打開(kāi)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(gè)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(guò)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(gè)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?shī)A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(dòng)。唇形密封圈101的一唇部102相對(duì)軸線8傾斜，并且該唇部到固定部段103的徑向間距向氣動(dòng)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(dòng)室40的方向敞開(kāi)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(dòng)室40的方向是敞開(kāi)的并且向遠(yuǎn)離氣動(dòng)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(dòng)室40反向于沖擊方向9打開(kāi)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(duì)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(gè)外翻位置(圖4)，在該位置，唇部102轉(zhuǎn)到一個(gè)離開(kāi)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(jì)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(duì)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(shí)，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(shí)，閥100處于打開(kāi)的位置。通過(guò)在氣動(dòng)室 40中的壓力特性和在間隙35中的流動(dòng)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(dòng)室40的氣流流到唇部102的一個(gè)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(dòng)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(kāi)。相反，來(lái)自后部氣動(dòng)室40的氣流則流到唇部102的一個(gè)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(dòng)室40的表面114的至少一個(gè)部段貼靠在一止擋119上。該止擋119例如通過(guò)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(dòng)室40的氣流通過(guò)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(jì)形式中足夠的是，進(jìn)入氣動(dòng)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(guò)渡到相對(duì)錘頭20固定不動(dòng)的固定部段 103的區(qū)域，可以比接觸部段113更遠(yuǎn)地離開(kāi)氣動(dòng)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(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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(cuò)開(kāi)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(jì)形式，其中，唇部102可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承于一個(gè)單獨(dú)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(jì)形式。在遠(yuǎn)離氣動(dòng)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(kāi)時(shí)，唇部102以其背離氣動(dòng)室40的表面 114的一個(gè)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(yùn)動(dòng)。該具有止擋118的實(shí)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(guò)固體關(guān)節(jié)107或通過(guò)其長(zhǎng)度而柔韌易彎的唇部102。在另一實(shí)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(shí)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(dòng)作。在錘頭20向前運(yùn)動(dòng)、亦即依沖擊方向9運(yùn)動(dòng)時(shí)，增大了后部氣動(dòng)室40的容積而縮小了前部氣動(dòng)室120的容積。在前部氣動(dòng)室120中排擠的空氣容積可以通過(guò)閥100流入后部氣動(dòng)室40。在錘頭20向后運(yùn)動(dòng)、亦即反向于沖擊方向9運(yùn)動(dòng)時(shí)，增大了前部氣動(dòng)室120的容積而縮小了后部氣動(dòng)室40的容積。根據(jù)錘頭20的運(yùn)動(dòng)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(gè)氣流， 該氣流將平衡在后部氣動(dòng)室40中增大的壓力和在前部氣動(dòng)室120中減小的壓力。因此，實(shí)現(xiàn)了克服兩空氣彈簧40和120的彈力向后運(yùn)動(dòng)并且該運(yùn)動(dòng)被制動(dòng)?？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(dòng)作用。前部空氣彈簧的前部氣動(dòng)室120具有一個(gè)至少部分地徑向延伸的前部?jī)?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?jī)?nèi)壁132(其由錘頭20構(gòu)成)。后部空氣彈簧的后部氣動(dòng)室40具有一個(gè)至少部分地徑向延伸的前部?jī)?nèi)壁41 (其由錘頭20構(gòu)成)和一個(gè)至少部分地徑向延伸的后部?jī)?nèi)壁42 (其由導(dǎo)向裝置28構(gòu)成)。沿徑向方向向外，氣動(dòng)室40、120通過(guò)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(dòng)室40、120通過(guò)錘頭20封閉。在用于錘頭20在導(dǎo)向裝置28中滑動(dòng)的徑向間隙35 中，軸向相互錯(cuò)開(kāi)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(dòng)室40。后部氣動(dòng)室40的前部和后部?jī)?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(dòng)室120的前部?jī)?nèi)壁 131之前。前部氣動(dòng)室120的前部和后部?jī)?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(dòng)室40、120具有恒定不變的相對(duì)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(gè)室40、120的分配。

圖11示出一種具有固定式閥180的實(shí)施形式，對(duì)于氣動(dòng)室40，其容積在錘頭20依沖擊方向9運(yùn)動(dòng)時(shí)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(gè)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(duì)軸線8傾斜并且向氣動(dòng)室40的方向遠(yuǎn)離導(dǎo)向裝置28。在所示的實(shí)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(dòng)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(kāi)。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(gè)環(huán)形槽160中。錘頭20沿沖擊方向9的速度在虛空沖擊時(shí)大致處在lm/s至10m/S的范圍內(nèi)。相應(yīng)地，氣動(dòng)室40的容積迅速增大?？諝庖愿咚俣韧ㄟ^(guò)打開(kāi)的閥100流入氣動(dòng)室40，從而迅速達(dá)到壓力平衡。為此，閥50在其打開(kāi)的位置開(kāi)放一個(gè)可通流的面(液壓面)，該面為氣動(dòng)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(dòng)方向確定的。所述有效橫截面面積為容積依運(yùn)動(dòng)方向的微分，也就是說(shuō)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(shí)，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(jí)。閥100 關(guān)閉并且關(guān)閉的氣動(dòng)室40的壓縮使錘頭20減速(制動(dòng))。節(jié)流開(kāi)口 54只允許少量的氣流排出，因此氣動(dòng)室40中的過(guò)壓得以保持。在反向于沖擊方向9低于0.2m/s緩慢運(yùn)動(dòng)時(shí)，典型地為重新安置鑿頭，空氣可以以足夠的速率通過(guò)節(jié)流開(kāi)口 54流出，以便能夠達(dá)到壓力平衡。節(jié)流開(kāi)口 54例如可以是一個(gè)通過(guò)導(dǎo)向管31的壁的孔。節(jié)流開(kāi)口 54的流動(dòng)橫截面(液壓橫截面)的面積少于氣動(dòng)室 40的環(huán)形橫截面面積至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)，例如小于0. 5%。節(jié)流開(kāi)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(dòng)橫截面和節(jié)流開(kāi)口 54的橫截面面積是在其最窄的部位垂直于流動(dòng)方向確定的。在錘頭20運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣動(dòng)室40的容積與錘頭20的速度以及與由氣動(dòng)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(wú)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(guò)節(jié)流閥?？諝獾牧鲃?dòng)特性為流速設(shè)定了一個(gè)上限，因此雖然當(dāng)錘頭20緩慢移動(dòng)時(shí)可以平衡壓力，但在錘頭20快速移動(dòng)時(shí)是不可能的。不同于單獨(dú)的節(jié)流開(kāi)口 54，可以選擇將閥100設(shè)計(jì)為節(jié)流閥，它在關(guān)閉的/節(jié)流的位置可以打開(kāi)一相應(yīng)的節(jié)流開(kāi)口。例如，唇形密封圈101可以具有從面向氣動(dòng)室40的一側(cè)至背離氣動(dòng)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(kāi)的閥100的流動(dòng)橫截面(液壓橫截面)面積至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)，例如小于 0. 5%和例如大于0. 05%。 通過(guò)在導(dǎo)向裝置31處并非完全封閉的唇部102也可以實(shí)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(dòng)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(shí)例中為氣動(dòng)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(guò)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(dòng)室(40，120)，該氣動(dòng)室是通過(guò)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(dòng)室GO)的容積隨著所述錘頭00)沿軸線(8) 的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)到一個(gè)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(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)到一個(gè)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(dòng)室GO)的容積在錘頭00) 依沖擊方向(9)運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸增的，則所述可回轉(zhuǎn)的密封元件(101，181)在一種向氣動(dòng)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(dòng)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(dòng)室(120)的容積在錘頭00)依沖擊方向(9)運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸減的，則所述可回轉(zhuǎn)的密封元件(101)在一種向氣動(dòng)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(dòng)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(dòng)室，該另一氣動(dòng)室是通過(guò)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(gè)氣動(dòng)室GO)的容積在錘頭00)依沖擊方向(9)運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸增的而另一氣動(dòng)室(120)的容積在錘頭00)運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸減的，并且，所述氣動(dòng)室GO)和所述另一氣動(dòng)室(120)通過(guò)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(xiàng)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(dòng)室(120)的容積在錘頭 (20)依沖擊方向(9)運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸增的，則所述密封元件的一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(107)相對(duì)于所述接觸部段(11 沿著軸線(8)更遠(yuǎn)地遠(yuǎn)離氣動(dòng)室(40)，而如果氣動(dòng)室(120)的容積在錘頭 (20)依沖擊方向(9)運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸減的，則所述密封元件(101)的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(107)相對(duì)于所述接觸部段(11 沿著軸線(8)更接近氣動(dòng)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(xiàng)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(duì)所述軸線(8)是傾斜的，其中，如果氣動(dòng)室GO)的容積在錘頭依沖擊方向(9)運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸增的，則所述唇部(102)沿著所述軸線(8)朝向氣動(dòng)室G0)那邊遠(yuǎn)離固定部段(103) 傾斜，而如果氣動(dòng)室(120)的容積在錘頭00)依沖擊方向(9)運(yùn)動(dòng)時(shí)是漸減的，則所述唇部(102)沿著所述軸線(8)背向氣動(dòng)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(xiàng)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(dòng)室00)的容積在錘頭O0)依沖擊方向 (9)運(yùn)動(dòng)時(shí)漸增，則所述橫截面輪廓向氣動(dòng)室方向打開(kāi)，而如果氣動(dòng)室(120)的容積在錘頭依沖擊方向(9)運(yùn)動(dòng)時(shí)漸減，則所述橫截面輪廓背離氣動(dòng)室打開(kāi)。
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(duì)任何垂直于所述軸線的平面是非對(duì)稱的。
10.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)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(xiàng)所述的工具設(shè)備，其特征在于設(shè)有將氣動(dòng)室00，120)與一貯氣容器相連接的節(jié)流閥(M)，其中，由氣動(dòng)室00，120)容積依沖擊方向(9)的微分所確定的氣動(dòng)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(guò)所述閥裝置(100，180)的流動(dòng)通道(200，201)具有一橫截面面積，該橫截面面積小于氣動(dòng)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(dòng)室，它是通過(guò)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(dòng)室的容積隨著錘頭沿軸線的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)到一內(nèi)翻位置以及在錘頭反向于沖擊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)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(hào)B25D9/08GK102310391SQ201110152830
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)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(kù)斯 申請(qǐng)人:喜利得股份公司