CN115087808A - 碎石工具 - Google Patents

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Abstract

一种碎石工具，其包括：工具头(4)，所述工具头由引导装置(2)支撑以能够相对于引导装置在缩回位置与延伸位置之间直线移位，当工具头处于其延伸位置时，所述工具头的远端从所述引导装置延伸以接合将被打碎的表面；驱动装置(5、18、20)，所述驱动装置适于在第一操作中朝向所述工具头的缩回位置驱动所述工具头并且在第二操作中朝向所述工具头的延伸位置驱动所述工具头，所述驱动装置包括安装在所述引导装置(5、20)上的驱动部件以及从动部件(18)，所述从动部件安装在所述工具头上并且被所述驱动部件接合以能够在所述驱动装置的所述驱动部件操作时相对于所述引导装置直线移位；以及控制器，所述控制器适于控制所述驱动装置的操作。

Description

碎石工具
技术领域
本发明涉及一种碎石工具，并且确切来说涉及一种可靠电力供能的设计得以改进的碎石工具。
背景技术
当想要打碎岩石、混凝土或一些其他相对硬的材料时，碎石工具通常用作挖掘机的附接设备。用于此种目的的工具通常具有撞击设备，所述撞击设备适于将冲击施加到工具头并由此将所述冲击传输到要打碎的材料。所述撞击设备通常具有气动或液压驱动的撞击活塞，所述撞击活塞进行往复运动并且在工具头的顶端处击打冲击表面。在撞击活塞提供冲击的同时，工具头挤压在要打碎的材料上并且工具头的尖端在撞击设备的影响下穿透到要打碎的材料中。
通常，此类碎石工具是在工具头从工具的下端延伸的情况下以直立定向使用。撞击设备针对工具头的迅速往复动作形成极大的振动力，所述振动力以及碎石被传输到附接有碎石工具的挖掘机或其他作业机器，从而导致工具及其支撑结构两者迅速磨损并且可能使操作者受伤。由于需要耐受在工具的使用期间生成的振动力，因此所述碎石工具往往是沉重的。此外，使用气动或液压驱动的撞击设备也需要利用相关联的容易泄漏的管道和配件来供应加压流体。
本发明的目标是提供一种克服现有技术的前述问题的碎石工具。
发明内容
根据本发明，提供碎石工具，所述碎石工具包括：工具头，所述工具头由引导装置支撑以能够相对于所述引导装置在缩回位置与延伸位置之间直线移位，当所述工具头处于其延伸位置时，所述工具头的远端从所述引导装置延伸以接合要打碎的表面；驱动装置，所述驱动装置适于在第一操作中朝向所述工具头的缩回位置驱动所述工具头并且在第二操作中朝向所述工具头的延伸位置驱动所述工具头，所述驱动装置包括安装在所述引导装置上的驱动部件以及从动部件，所述从动部件安装在所述工具头上并且被所述驱动部件接合以能够在所述驱动装置的所述驱动部件操作时相对于所述引导装置直线移位；以及控制器，所述控制器适于控制所述驱动装置的操作。
优选地，所述驱动装置是电动的。更优选地，所述驱动装置包括电动马达。
在优选实施方案中，在所述第二操作期间在所述工具头到达其延伸位置之前，所述驱动装置的所述从动部件与所述驱动装置的所述驱动部件分离。
所述引导装置可适于在使用中被布置成使得在所述工具头处于其延伸位置时所述工具头从所述引导装置的下端延伸，所述工具头能够沿着竖直轴线在其延伸位置与缩回位置之间移位。
所述引导装置可适于安装在挖掘机的臂上。
所述引导装置可包括中空管状主体，所述工具头能够在所述中空管状主体内轴向滑动，在所述工具头处于其延伸位置时，所述工具头的所述远端延伸穿过所述引导装置的一端中的孔。
在一个实施方案中，所述驱动装置可包括安装在所述工具头上的第一齿条，所述驱动装置的所述驱动部件包括第一马达驱动式小齿轮，所述第一马达驱动式小齿轮安装在所述引导装置上以由驱动马达驱动并且适于与所述从动部件的所述第一齿条驱动地接合以在所述小齿轮旋转时使所述工具头相对于所述引导装置移位。优选地，所述驱动马达包括在所述控制器的控制下操作的电动马达。所述第一齿条可布置在所述工具头上使得在所述工具头靠近其延伸位置时所述第一小齿轮与所述第一齿条的一端脱离，由此将所述驱动装置的所述驱动部件与所述驱动装置的所述从动部件分离。
所述驱动装置还可包括：第二齿条，所述第二齿条安装在所述工具头上；以及第二马达驱动式小齿轮，所述第二马达驱动式小齿轮安装在所述引导装置上并且适于由所述驱动马达驱动并与所述第二齿条驱动地接合，以在所述第二小齿轮在第一方向上旋转时使所述工具头在其延伸位置与缩回位置之间移位，所述第二小齿轮包含离合器，所述离合器适于在所述第二小齿轮在第二方向上旋转时将所述小齿轮与所述驱动马达分离，所述第二方向与所述第一方向相反。所述第一小齿轮与所述第二小齿轮可同轴地安装在所述驱动马达的输出轴上，所述第一齿条与所述第二齿条并排且彼此平行地安装在所述工具头的一侧上。
在替代实施方案中，所述第一小齿轮可包含在所述控制器的控制下的离合器，由此所述离合器可适于在所述工具头到达其延伸位置之前将所述第一小齿轮与所述电动马达分离。可以设想，可提供其他类型的驱动装置以使所述工具头在其缩回位置与延伸位置之间移动，同时在所述工具头接近其延伸位置时将所述驱动装置的所述从动部件与所述驱动部件分离。
优选地，所述工具头的远端终止于尖端。所述尖端可能够与所述工具头的其余部分分开以允许替换和/或更换所述尖端。
所述引导装置可包括减震装置，在所述工具头到达其延伸位置时所述工具头作用于所述减震装置上。
附图说明
现在将参考附图仅通过举例来描述根据本发明的实施方案的工具，在附图中:-
图1是根据本发明的实施方案的工具的透视图，其中工具头处于其缩回位置或升高位置；
图2是图1的工具的纵向剖视图，其中工具头处于其延伸位置；
图3是图1的工具的透视剖面图；
图4是图1的工具的透视图，其中工具头被移除；并且
图5是图1的工具的引导管的下端的详细视图。
具体实施方式
如附图中所示，根据本发明的用于打碎岩石或任何其他相对硬的材料的工具包括细长中空引导管2，所述细长中空引导管2中同轴地安装有工具头4，所述工具头4由驱动装置、更优选地由电动驱动装置(诸如，电动马达5)驱动，以能够沿着引导管2的长度在图1中所示的升高位置或缩回位置与图2中所示的降低位置或延伸位置之间滑动地移动。
在所示的实施方案中，引导管2适于安装在挖掘机的臂的远端上以经由适合的联接件支撑在基本上竖直的定向上。然而，可以设想，所述工具可适于安装在任何其他类型的支撑布置或设备上，或可包括特定碎石车辆或设备的一部分。
工具头4包括：主体部分6，所述主体部分6可滑动地安装在引导管2内；以及工具头4的细长工具构件8，所述细长工具构件8从主体部分6的下端延伸并且终止于碎石尖端10。当工具头4处于其延伸位置时，工具头4的细长工具构件8从引导管2的下端延伸穿过引导管2的端帽14中的开口12。在优选实施方案中，至少工具构件8的尖端10能够从工具头4的其余部分拆卸以便于在磨损时替换尖端10或者更换尖端10以适合于要打碎的材料。
引导管2可包括正方形横截面的中空柱，工具头4的主体部分6可滑动地安装在引导管2内。工具头4的主体部分6经由安装在引导管2的侧壁上的滚轮16支撑并引导以在引导管2内进行轴向移动，从而允许工具头4在引导管2内在其缩回位置与延伸位置之间自由地滑动。滚轮16可被弹簧加载而抵靠引导管2的内壁。
在附图中所示的实施方案中，驱动装置的从动部件包括安装在工具头4的主体部分6的至少一侧上的第一齿条18，所述驱动装置的驱动部件包括第一小齿轮20，第一小齿轮20安装在电动马达5的输出轴上，所述电动马达5安装在引导管2上，使得第一小齿轮20与第一齿条18驱动地接合，第一小齿轮20附连到电动马达5的输出轴，由此马达5适于在控制器的控制下操作以旋转所述第一小齿轮20并且由此使工具头4在引导管2内从其缩回位置朝向其延伸位置轴向地移位并迅速加速，此将在下文更详细地描述。
第一齿形轨道18的上端终止于与工具头4的主体部分6的上端间隔开的位置处，使得在工具头4靠近其延伸位置时第一小齿轮20与第一齿条18脱离，由此在工具头4到达其延伸位置之前使工具头4与驱动装置分离，使得在工具构件8的尖端10冲击要打碎的岩石的表面之前使工具头4与驱动装置分离。优选地，第一齿条20和第一小齿轮18被布置为使得在工具构件8的尖端10穿过引导管2的端帽14中的开口时第一小齿轮18与第一齿条20脱离。
第二齿条22与第一齿条18平行且并排地安装在工具头4的主体部分6的所述至少一侧上，第二小齿轮24与第一小齿轮24同轴且并排地边安装在马达5的输出轴上，使得第二小齿轮24与第二齿条22驱动地接合。
第二齿条基本上延伸达工具头4的全长度，使得在工具头4在其缩回位置与延伸位置之间的全运动范围内第二小齿轮24与第二齿条22保持接合。
第二小齿轮24优选地经由单向联接件(诸如，楔块或凸轮离合器)安装在马达的输出轴上，所述单向联接件适于仅在一个方向上在马达输出轴与第二小齿轮24之间传输旋转运动，尤其是当操作马达5以使工具头4在引导管2内在其延伸位置与缩回位置之间升高或缩回时。
可以设想在工具头4的缩回位置与延伸位置之间驱动工具头4的其他类型的驱动装置，诸如链和轮、齿形带和轮、循环滚珠丝杠或任何其他直线驱动器。此外，驱动装置可包括非机械驱动器，诸如磁轨马达(呈线性马达形式的多个线圈极片)或螺线管。所有的这些技术均可考虑用于扩展所述技术以得到更大或更小的冲击能量。
如图5中最好地示出，减震缓冲器26可安装在引导管2的下端上，以在工具头4到达其完全延伸位置的情况下在工具构件8碰撞要打碎的表面之前吸收工具头4与引导管2的端帽14之间的任何冲击，由此避免损坏工具。
在第一操作阶段中，控制器操作电动马达5以沿着第二齿条22驱动第二小齿轮24，以由此使工具头4沿引导管2升高直到工具头4处于其邻近引导管2的上端的完全缩回位置或升高位置为止。
在第二阶段中，控制器操作电动马达5以沿着第一齿条20驱动第一小齿轮18(由于第二小齿轮22与输出轴之间的单向联接件，第二小齿轮22在马达5的输出轴上自由旋转)，由此使工具头4朝向其延伸位置迅速加速。
在所述第二操作阶段期间，工具头4继续在向下方向上加速，直到到达第一小齿轮20与第一齿条18的上端脱离的一点为止，由此使工具头4与驱动装置分离。由于惯性并且在重力影响下，工具头4在其向下轨迹上继续朝向其延伸位置而去，直到工具构件8的尖端10冲击在要打碎的表面上为止。
在工具头4到达其完全延伸位置的情况下，工具头4的主体部分6与端帽14接合，并且设置在引导管2的下端处的减震缓冲器26防止由于工具头4与引导管2的端帽14间的冲击而对工具造成损坏。
接着重复进行所述循环。
控制器可包括微处理器，所述微处理器被编程为准确地控制电动马达的操作以准确地控制工具头的运动，由此优化工具头的碎石动作，同时将振动和传输到工具的组件和其支撑结构的冲击力最小化，从而允许碎石工具的重量和大小与现有技术设备相比得以大大减小。使用电力来操作驱动装置避免与使用气动或液压驱动器相关联的问题，并且使得碎石工具能够用于各种各样不同的应用中。
本发明并不仅限于本文中所述的实施方案，而是可以在不背离随附权利要求书所界定的本发明范围的情况下做出修订或修改。

Claims (14)

1.一种碎石工具，所述碎石工具包括：工具头，所述工具头由引导装置支撑以能够相对于所述引导装置在缩回位置与延伸位置之间直线移位，当所述工具头处于其延伸位置时，所述工具头的远端从所述引导装置延伸以接合要打碎的表面；驱动装置，所述驱动装置适于在第一操作中朝向所述工具头的缩回位置驱动所述工具头并且在第二操作中朝向所述工具头的延伸位置驱动所述工具头，所述驱动装置包括安装在所述引导装置上的驱动部件以及从动部件，所述从动部件安装在所述工具头上并且被所述驱动部件接合以能够在所述驱动装置的所述驱动部件操作时相对于所述引导装置直线移位；以及控制器，所述控制器适于控制所述驱动装置的操作。
2.如权利要求1所述的工具，其中所述驱动装置是电动的。
3.如权利要求1或权利要求2所述的工具，其中在所述第二操作期间在所述工具头到达其延伸位置之前，所述驱动装置的所述从动部件与所述驱动装置的所述驱动部件分离。
4.如任一项前述权利要求所述的工具，其中所述引导装置适于在使用中被布置成使得在所述工具头处于其延伸位置时所述工具头从所述引导装置的下端延伸，所述工具头能够沿着竖直轴线在其延伸位置与缩回位置之间移位。
5.如权利要求4所述的工具，其中所述引导装置适于安装在挖掘机的臂上。
6.如任一项前述权利要求所述的工具，其中所述引导装置包括中空管状主体，所述工具头能够在所述中空管状主体内轴向滑动，在所述工具头处于其延伸位置时，所述工具头的所述远端延伸穿过所述引导装置的一端中的孔。
7.如任一项前述权利要求所述的工具，其中所述驱动装置包括安装在所述工具头上的第一齿条，所述驱动装置的所述驱动部件包括第一马达驱动式小齿轮，所述第一马达驱动式小齿轮安装在所述引导装置上以由驱动马达驱动并且适于与所述从动部件的所述第一齿条驱动地接合，以在所述小齿轮旋转时使所述工具头相对于所述引导装置移位。
8.如权利要求7所述的工具，其中所述驱动马达包括在所述控制器的控制下操作的电动马达。
9.如权利要求7或权利要求8所述的工具，其中所述第一齿条被布置在所述工具头上，使得在所述工具头靠近其延伸位置时所述第一小齿轮与所述第一齿条的一端脱离，由此使所述驱动装置的所述驱动部件与所述驱动装置的所述从动部件分离。
10.如权利要求7至9中任一项所述的工具，其中所述驱动装置还包括：第二齿条，所述第二齿条安装在所述工具头上；以及第二马达驱动式小齿轮，所述第二马达驱动式小齿轮安装在所述引导装置上并且适于由所述驱动马达驱动并与所述第二齿条驱动地接合，以在所述第二小齿轮在第一方向上旋转时使所述工具头在其延伸位置与缩回位置之间移位，所述第二小齿轮包含离合器，所述离合器适于在所述第二小齿轮在第二方向上旋转时使所述小齿轮与所述驱动马达分离，所述第二方向与所述第一方向相反。
11.如权利要求10所述的工具，其中所述第一小齿轮与所述第二小齿轮同轴地安装在所述驱动马达的输出轴上，所述第一齿条与所述第二齿条并排且彼此平行地安装在所述工具头的一侧上。
12.如任一项前述权利要求所述的工具，其中所述工具头的所述远端终止于尖端。
13.如权利要求12所述的工具，其中所述尖端能够与所述工具头的其余部分分开以允许替换和/或更换所述尖端。
14.如任一项前述权利要求所述的工具，其中所述引导装置包括减震装置，当所述工具头到达其延伸位置时所述工具头作用于所述减震装置上。
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