專利名稱：回轉(zhuǎn)錘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)錘，特別是涉及包含空氣緩沖錘擊機構(gòu)的錘。
上述類型的錘通常包含有一個工具柄，該工具柄能夠握持一個錘鉆頭或沖擊式鉆頭作用于工作件上，還包含一個空氣緩沖錘擊機構(gòu)，該機構(gòu)包括一個活塞和一個沖擊件，所述活塞和沖擊件可滑動地位于一個汽缸內(nèi)，結(jié)果活塞在汽缸內(nèi)的往復(fù)運動將使得沖擊件沖擊位于工具柄中的鉆頭。然而，這種錘可以在不止一種的方式下工作。例如，一種錘能夠只作為錘使用或在被稱為鑿(chiselling)模式下工作，這種方式中活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動從而使沖擊件沖擊鉆頭，而工具不作回轉(zhuǎn)運動，或者所述的錘也能只在另外一種鉆(drilling)模式下工作，在這種模式中汽缸形成一個與工具柄相連的轉(zhuǎn)軸部分，并且該汽缸繞著所述的活塞轉(zhuǎn)動，從而使夾在工具柄中的鉆頭回轉(zhuǎn)。所述的錘也能夠工作在組合回轉(zhuǎn)錘模式下，在這種模式，活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動，使得沖擊件沖擊鉆頭的同時汽缸繞活塞的軸線回轉(zhuǎn)，從而使鉆頭回轉(zhuǎn)。
例如WO98/47670中所描述的一種錘。這種錘具有一個驅(qū)動馬達，設(shè)置該馬達使其轉(zhuǎn)軸與錘轉(zhuǎn)軸的軸線方向垂直，并且該錘具有一個開關(guān)機構(gòu)，該開關(guān)機構(gòu)能夠在上述單純轉(zhuǎn)模式、單純鑿模式和轉(zhuǎn)、鑿組合方式之間進于切換。電動馬達的轉(zhuǎn)軸與一個驅(qū)動軸相連，在所述的驅(qū)動軸上安裝著一個曲柄的一端，當(dāng)所述的驅(qū)動軸回轉(zhuǎn)時，所述的曲柄帶動活塞在一水平方向的汽缸內(nèi)往復(fù)運動。所述的活塞通過一個空氣間隙與一個頂桿相連，該頂桿也位于所述的汽缸內(nèi)，從而活塞的往復(fù)運動帶動頂桿的往復(fù)運動，該頂桿沖擊一個位于頂桿前端的沖擊件，從而引起所述的沖擊件沖擊安裝在工具柄中的鉆頭。通過一個開關(guān)可以將工作模式轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)模式，在該種模式活塞曲柄與所述的驅(qū)動軸不連接，而汽缸卻繞著活塞、頂桿和沖擊件回轉(zhuǎn)，因此使得位于工具柄中的鉆頭回轉(zhuǎn)。通過將開關(guān)移動到一個第三位置，活塞也能作往復(fù)運動，而汽缸作回轉(zhuǎn)運動，從而鉆頭處于回轉(zhuǎn)錘擊或鑿擊的模式。
如果這種錘由塑料材料而不是用金屬制成，則能降低這種錘的成本并且能夠減小由往復(fù)運動部件引起的振動。然而，由這種材料制成的活塞將會帶來這樣的問題，即由于這種材料比金屬的熱傳導(dǎo)率小的多，因此在工作時活塞會產(chǎn)生許多熱量。
本發(fā)明的特征在于活塞由塑料材料制成，并且通過一個環(huán)形密封件將活塞密封在汽缸中，所述密封件位于活塞的一個環(huán)形槽中，所述環(huán)形密封件的內(nèi)徑比所述槽徑向向外表面的直徑大，所述槽的軸向尺寸比環(huán)形密封件的尺寸大，從而當(dāng)汽缸繞活塞回轉(zhuǎn)時(活塞不作往復(fù)運動)密封件將會隨汽缸回轉(zhuǎn)。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用一個由塑料材料制成的活塞替代一個傳統(tǒng)密封的活塞時，在單純鑿擊模式中能夠很好的工作，所述的鑿擊模式中，活塞在汽缸中往復(fù)運動而汽缸不回轉(zhuǎn)，但是當(dāng)錘在回轉(zhuǎn)模式工作時，活塞內(nèi)的密封件和汽缸的表面以及活塞的槽表面之間的摩擦將使得在密封件和/或活塞中產(chǎn)生過度的溫度上升和下降，這種溫度的上升至少部分是由于活塞的塑料材料比迄今所采用的金屬的熱傳導(dǎo)率小的多。然而，根據(jù)本發(fā)明，密封件是一種“浮”式密封。在單純回轉(zhuǎn)模式中，這種密封件沒有與活塞槽底部接觸，甚至不與活塞槽的側(cè)壁接觸，也不會給活塞槽壁施加力的作用。因此，在單純回轉(zhuǎn)模式中，密封件將會隨著汽缸一起回轉(zhuǎn)，但是卻不在活塞中產(chǎn)生明顯的摩擦熱。當(dāng)錘工作在鑿擊模式時，在密封件和金屬汽缸之間將會產(chǎn)生一些摩擦熱，并將會由汽缸把熱量消散出去，所述的鑿擊模式中活塞在汽缸中往復(fù)運動，而汽缸不回轉(zhuǎn)。
最好所述槽的軸向尺寸比密封件的軸向尺寸最多大0.5毫米，更好的是大0.1至0.3毫米。密封件的外徑應(yīng)當(dāng)比活塞的外徑大，最好是不超過1毫米，以便減小密封件的變形。
如上文所述，所述的錘也可以組合回轉(zhuǎn)錘模式工作，在該模式中，汽缸圍繞活塞回轉(zhuǎn)，同時活塞在汽缸中往復(fù)運動。在這種情形中，環(huán)形密封件最好設(shè)置成能夠繞活塞回轉(zhuǎn)但是回轉(zhuǎn)的速率小于汽缸轉(zhuǎn)速。這可以簡單的通過設(shè)置密封件相對于活塞的適當(dāng)?shù)某叽缍@得。在這種情形，由于密封件和活塞槽側(cè)壁之間的摩擦將會產(chǎn)生一些熱量，但是這是有限的，因為密封件相對于活塞槽壁的速度減小了，并且當(dāng)活塞的往復(fù)運動方向改變時密封件將會與槽的相反側(cè)接觸。
下面將參照附圖，以舉例的方式說明本發(fā)明回轉(zhuǎn)錘的一種形式，其中

圖1所示為一個回轉(zhuǎn)錘的剖視圖；圖2更加詳細的示出圖1中回轉(zhuǎn)錘的局部。
參照附圖，所示的是一個回轉(zhuǎn)錘，該回轉(zhuǎn)錘在WO98/47670和美國申請?zhí)朥S09/060395中進行了詳細的說明，它們所公開的內(nèi)容在此被引入作為參考，該回轉(zhuǎn)錘具有一個錘外殼，該錘外殼由幾個部件以通常的方式構(gòu)成，在所述的錘外殼的后端形成一個握持部分3，使一個用來開關(guān)電動馬達6的傳統(tǒng)開關(guān)裝置5突出形成在一個握持開口4中，所述的握持開口4由握持部分3限定形成其后側(cè)。在錘外殼1的后下部引出主導(dǎo)線，用于將回轉(zhuǎn)錘與電源連接。
在圖1中，位于回轉(zhuǎn)錘上部的是一個內(nèi)殼1’，它由半殼構(gòu)成，并且由鑄鋁或者類似材料制成，該內(nèi)殼由回轉(zhuǎn)錘殼體1向前伸出，并且在內(nèi)殼內(nèi)包著回轉(zhuǎn)錘的轉(zhuǎn)軸8。轉(zhuǎn)軸8的后端形成導(dǎo)引管或者導(dǎo)引缸8’，該導(dǎo)引管或者導(dǎo)引缸以公知的方式設(shè)置有通氣口，該通氣口用于氣壓或空氣緩沖錘機構(gòu)，并且在所述導(dǎo)引管或者導(dǎo)引汽缸的前端安裝著普通的工具柄2。所述的錘機構(gòu)包含一個活塞9，該活塞由工程塑料如尼龍4，6或者尼龍6，6制成，其可含有少量的聚四氟乙烯以利于在所述導(dǎo)引缸中滑動。所述的活塞9通過一個裝于其中的支軸11和一個曲柄12與一個曲柄銷15相連，所述的曲柄銷15偏心地設(shè)于驅(qū)動軸13上部的平板形端部14上?；钊?進行往復(fù)運動在其前端交替地形成負壓和過壓，從而相應(yīng)地移動位于缸8’中的頂桿10，使得該運動將沖擊傳遞到?jīng)_擊件21上，該沖擊件又將沖擊傳遞給錘鉆頭或者沖擊式鉆頭的后端，這里沒有示出，該錘鉆頭夾在工具柄2中。這種工作方式和氣壓或空氣緩沖錘機構(gòu)的結(jié)構(gòu)如上文提到的那樣，本身已經(jīng)是公知的了。
電動馬達6以下述方式設(shè)置在錘外殼1中，即轉(zhuǎn)軸7沿著垂直于錘的回轉(zhuǎn)軸8和工具柄2的縱軸線的方向延伸，轉(zhuǎn)軸7的縱軸線最好與錘轉(zhuǎn)軸8和工具柄2的縱軸線處于同一個平面中。在圖1中轉(zhuǎn)軸7的上端，形成一個小齒輪7’，該小齒輪7’與一個齒輪18嚙合，所述的齒輪18可回轉(zhuǎn)地安裝在用于錘機構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸13上。所述的小齒輪7’還與一個齒輪23嚙合，該齒輪23設(shè)置在轉(zhuǎn)軸7的與轉(zhuǎn)軸13所處位置相反的一側(cè)，并且不回轉(zhuǎn)地固定在一個軸22上，所述的軸22可回轉(zhuǎn)的裝在內(nèi)殼1’中。在所述軸22的上端，形成一個斜齒輪，該斜齒輪與一個驅(qū)動套筒16的斜齒16’嚙合，該斜齒16’通過一個示意示出的磨擦軸承可回轉(zhuǎn)的但是不可軸向移動地安裝在錘轉(zhuǎn)軸8上，或者安裝在轉(zhuǎn)軸8的后端形成用于錘機構(gòu)的導(dǎo)引管8’的部位上。由于采用在錘轉(zhuǎn)軸8的外表面的花鍵連接，一個連接套管17可軸向移動但是不可轉(zhuǎn)動地設(shè)置位于驅(qū)動套管16之前的錘轉(zhuǎn)軸8上。該連接套管17能夠在兩個位置之間移動，在其中的一個位置，該連接套管17通過在其后端形成的齒或突出部與驅(qū)動套管16前端的齒或突出部處于剛性連接，而在另外一向前移的位置，連接套管17與驅(qū)動套管16之間處于不連接狀態(tài)。一個螺旋彈簧30’在驅(qū)動套管16的方向上向連接套管17施加力。彈簧力作用的結(jié)果是，通過連接套管17向與驅(qū)動套管16進行剛性連接的方向上運動和隨之通過連接套管17的齒端面與驅(qū)動套管16的齒端面之間相接產(chǎn)生剛性連接的閉鎖，從而在連接套管17和驅(qū)動套管16產(chǎn)生一個相對扭轉(zhuǎn)，也就是由于軸22驅(qū)動回轉(zhuǎn)套管16時，自動形成起上述的剛性連接。
如圖中所示的那樣，當(dāng)驅(qū)動套管16和連接套管17進行剛性連接時，通過齒輪23和轉(zhuǎn)軸22的斜齒使轉(zhuǎn)軸7回轉(zhuǎn)引起驅(qū)動套管16回轉(zhuǎn)，也就引起錘轉(zhuǎn)軸8及工具柄2的回轉(zhuǎn)。相應(yīng)地，當(dāng)驅(qū)動套管16和連接套管17之間沒有進行剛性連接時，盡管驅(qū)動套管16回轉(zhuǎn)但是錘轉(zhuǎn)軸8也不轉(zhuǎn)動。另外，如果連接套管17用其凸起物與位于軸套固定部24內(nèi)相應(yīng)的凹部進入一個剛性連接時，導(dǎo)致連接套管17的位置以及包含工具柄2的錘轉(zhuǎn)軸8的位置鎖定而不回轉(zhuǎn)，其中所述的連接套管17的凸起物設(shè)置在其前端面，這些凸起物沿徑向向外凸起。連接套管17的這種工作方式已經(jīng)是公知的了。
為了驅(qū)動所述的錘機構(gòu)，由轉(zhuǎn)軸7的小齒輪7’驅(qū)動的齒輪18與驅(qū)動軸13結(jié)合，該結(jié)合的方式在WO98/47670中進行了更加詳細的描述，從而使曲柄銷15進行一個圓周運動，導(dǎo)致通過曲柄12在錘機構(gòu)的導(dǎo)引汽缸8’中產(chǎn)生活塞9的往復(fù)運動。這種驅(qū)動方式在下述類型回轉(zhuǎn)錘中已經(jīng)是公知的了，在該回轉(zhuǎn)錘中，驅(qū)動馬達6的轉(zhuǎn)軸7位于垂直于錘轉(zhuǎn)軸8和工具柄2縱軸線的方向上。
為了在回轉(zhuǎn)錘各個工作模式之間進行切換，回轉(zhuǎn)錘具有一個開關(guān)元件(未示出)，該開關(guān)元件與WO98/47670中描述的工作方式相同。
圖2中更詳細顯示了活塞9，該活塞9具有一個環(huán)槽26，該環(huán)槽26中放置一個O形環(huán)密封件27，該密封件由比較耐高溫的合成橡膠材料如DuPont公司以商標(biāo)“Viton”銷售的材料制成。該密封件27在其自然狀態(tài)時，其內(nèi)徑比所述環(huán)槽的底部的直徑大約大0.5毫米，其外徑比活塞的直徑大約大0.5毫米。環(huán)槽26的軸向尺寸比密封件27的軸向尺寸大0.1至0.3毫米。圖2中的密封件27和槽26之間的尺寸差被放大了。當(dāng)回轉(zhuǎn)錘僅僅工作在鉆(drilling)模式，這樣的尺寸使得密封件能繞著活塞9回轉(zhuǎn)而不會使密封件相對于槽壁產(chǎn)生摩擦熱。當(dāng)回轉(zhuǎn)錘工作在鑿(chiselling)模式時，活塞9在所述的導(dǎo)引汽缸內(nèi)往復(fù)運動而不使導(dǎo)引汽缸的回轉(zhuǎn)，這時密封件將會對位于活塞9和頂桿10之間間隙部位的過壓和負壓狀態(tài)的空氣進行良好的密封，而不會在活塞9中引起任何摩擦熱，這是因為在密封件27和活塞9之間沒有回轉(zhuǎn)運動。密封件27大約有0.5毫米的余量，也就是說外徑比活塞的尺寸大大約0.5毫米，從而在每一個沖程活塞運動方向改變時能夠形成密封。當(dāng)回轉(zhuǎn)錘處于一個組合回轉(zhuǎn)錘工作模式時，活塞9在汽缸8’內(nèi)往復(fù)運動，而汽缸8’圍繞該活塞9回轉(zhuǎn)，密封件27將會繞著活塞進行回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)的速度比汽缸的回轉(zhuǎn)速度略低，因而在活塞內(nèi)產(chǎn)生較小的熱量。
圖2中給出更加詳細的示圖，為了在頂桿10和汽缸8’的內(nèi)表面之間實現(xiàn)一摩擦小的密封，在頂桿10的后端凹口31中設(shè)置一個密封件30。該密封件30通常為環(huán)形，該環(huán)具有大體上為“L”形的橫截面，即具有一個通常為圓筒狀環(huán)形部分36，該部分可位于上述凹口的圓周表面上，還具有一個通常為截頭圓錐形的第二環(huán)形部分38在其前邊緣(回轉(zhuǎn)錘的使用方向)處撓性地連接，使得該第二環(huán)形部分在頂桿10和汽缸8’之間以一個銳角向著頂桿表面延伸，從而在活塞9和頂桿10之間區(qū)域中過壓的作用下使頂桿10和汽缸8’密封(下文稱“L環(huán)密封件”)。該密封件由相對來說彈性無形變的材料(如聚四氟乙烯)制成，從而不能將其設(shè)置在一個槽中，而是必須使其滑過頂桿10的后端進入所述凹口部。在所述的凹口部31的后端可以設(shè)置一個小的凸緣40來防止密封件30從頂桿10上滑落。鑒于存在上述的凹口31和L形橫截面密封件30，所以頂桿10的后表面不是平面。鑒于此，活塞9向前的面上設(shè)置一個向前的邊緣32沿著周邊區(qū)域延伸，從而活塞9向前的面33通常與頂桿10的向后端面34的形狀互補。使當(dāng)活塞9到達頂桿10最近的點時，活塞9和頂桿34的互補表面形狀能夠使處于活塞9和頂桿10之間空氣間隙的體積達到最小，而空氣壓力達到最大。這樣通過空氣緩沖能夠?qū)⒆畲蟮耐苿恿幕钊?傳遞給頂桿10，而活塞和頂桿彼此不接觸。
權(quán)利要求
1.一種回轉(zhuǎn)錘，包括(a)一個工具柄(2)；(b)一個空氣緩沖錘擊機構(gòu)，所述機構(gòu)中包括一個活塞(9)，一個沖擊件(21)，它們可滑動地設(shè)置在一個汽缸(8’)中，所述活塞在所述汽缸中往復(fù)運動將會使得沖擊件沖擊位于所述工具柄中的工具；(c)一個裝置，所述裝置除用于或代替活塞的往復(fù)運動還用于使汽缸旋轉(zhuǎn)，從而使得處于所述工具柄中的工具進行回轉(zhuǎn)；其中所述的活塞(9)由塑料材料制成，并通過一個環(huán)形密封件(27)密封在汽缸(8’)中，所述的環(huán)形密封件位于活塞的一個環(huán)形槽(26)中，所述的環(huán)形密封件具有的內(nèi)徑比所述槽的徑向向外的表面直徑大，所述槽具有的軸向尺寸比環(huán)形密封件的軸向尺寸大，從而當(dāng)汽缸繞活塞回轉(zhuǎn)(活塞不做往復(fù)運動)時，密封件(26)將隨汽缸(8’)一起回轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的錘，其中所述的槽(26)的軸向尺寸比密封件(27)的軸向尺寸最多大0.5毫米。
3.如權(quán)利要求2所述的錘，其中所述槽(26)的軸向尺寸比密封件的軸向尺寸大0.1至0.3毫米。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的錘，其中所述環(huán)形密封件(27)的外徑比活塞(9)的外徑大。
5.如權(quán)利要求4所述的錘，其中所述的環(huán)形密封件(27)的外徑比活塞(9)的外徑大不超過1毫米。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的錘，其中，當(dāng)所述汽缸(8’)繞所述的活塞(9)回轉(zhuǎn)并且活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動時，環(huán)形密封件(27)將繞所述活塞回轉(zhuǎn)，但其回轉(zhuǎn)的速度比所述汽缸回轉(zhuǎn)的速度小。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的錘，還包括一個頂桿(10)，所述頂桿位于汽缸(8’)內(nèi)活塞(9)和沖擊件(21)之間，所述頂桿在其與所述活塞最近的端部具有一個環(huán)形凹口(31)，所述凹口用于容納一個環(huán)形密封件(30)，所述活塞具有一個朝向頂桿的表面(33)，所述表面具有的形狀與所述頂桿朝向活塞的端部表面形狀互補。
8.如權(quán)利要求7所述的錘，其中所述位于所述頂桿上的環(huán)形密封件(30)具有一個大體上為“L”形的橫截面，所述橫截面具有一在頂桿和汽缸之間延伸的部分。
全文摘要
一種回轉(zhuǎn)錘,包括:一工具柄;一個空氣緩沖錘擊機構(gòu),其中包含一活塞,一可滑動設(shè)在汽缸中的沖擊件,活塞在汽缸中的往復(fù)運動使沖擊件沖擊工具柄中的工具;一裝置,該裝置除產(chǎn)生活塞的往復(fù)運動還產(chǎn)生汽缸的回轉(zhuǎn)運動,使工具柄中的工具回轉(zhuǎn)。活塞由塑料材料制成并通過環(huán)形密封件密封在汽缸中,環(huán)形密封件位于活塞的環(huán)形槽中。環(huán)形密封件的內(nèi)徑比槽的徑向向外表面的直徑大,槽的軸向尺寸比環(huán)形密封件的軸向尺寸大。當(dāng)汽缸繞活塞回轉(zhuǎn)(活塞不往復(fù)運動)時,密封件隨汽缸一起回轉(zhuǎn)。
文檔編號B25D9/08GK1270866SQ0010463
公開日2000年10月25日 申請日期2000年2月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月9日
發(fā)明者A·W·漢克, M·勞特瓦德, B·M·呂特爾斯, T·M·斯坦克 申請人:布萊克-德克爾公司