CN1334177A - 具有双锤机构的旋转冲击工具 - Google Patents

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P·S·利文斯顿
K·R·莫雷
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Abstract

具有双锤机构的旋转冲击工具包括装在其中的空腹笼体或承载件。枢接方式相对空腹笼体定位的一对中空锤件当中空锤件在气动马达输出轴驱动下与空腹笼体一起转动。中空锤件内的一个砧体相对中空锤件转动。砧体最好包括前砧突起,后砧突起及位于前后砧突起间的一个环。为便于砧体装进中空锤件,环直径要小而有整个直径的环体的两侧要窄。中空锤件间放置隔件可使中空锤件间确有间隙。另一种选择是使中空锤体延伸超过该砧上的环以每个中空锤体上设置台阶为该砧上的环提供间隙。

Description

具有双锤机构的旋转冲击工具
本发明总的涉及一种作有新的改进带双锤机构的旋转冲击工具。具体而言涉及能连续快速传递一系列旋转冲击力或锤击的、诸如气动冲击扳手的一种具有双锤机构的旋转冲击工具。这种工具典型地被用于拧紧及松开大扭矩螺帽螺栓或类似物场合。
称作“转锤(swinging weight)”机构的一种普通的具有双锤机构旋转冲击工具，公开于由拉·安姆斯伯格(L.A.AMTSBERG)以题为“冲击离合器”的、于1942年6月9日发表的号为2,285,638的美国专利之中。这是最早将旋转力转换为一系列冲击发明之一，但该机构的效率不高。能将一系列冲击提供给以人作为操作者的优点则在于以脉冲或冲击方式传递大扭矩、该操作者就基本上能握得住该冲击扳手。采用短瞬大扭矩冲击的好处为作用有大扭矩力时，一般人都能够握得住该工具。否则要是这么大的扭力连续作用在工具上，该工具上的连续反作用力就会大到让一般人拿不住工具。
于1972年5月9日发布的莫拉(Maurer)的题为“旋转冲击工具及其离合器”第3,661,217号的美国专利中公开了一种改进了的“转锤”，将其列此以备参考。所公布的该美国专利描述及显示的乃是一种带锤击件的转锤冲击扳手机构，它在冲击时基本上没有拉伸应力。该“转锤”机构有枢装在一根枢轴上的转锤，该转锤枢轴位于靠近该机构旋转中心的锤重心上。这使得该转锤机构以更平衡的冲击撞击一个砧体，并且最终至该输出轴以拧紧或松开、例如螺栓。
但发布于1972年5月9日的Maurer的题为“旋转冲击工具及其离合器”第3,661,217号的美国专利中的“转锤”机构的问题在于是通过锤体传递大载荷，及可引起砧体突起和砧体的分离和旋转冲击工具的过早失效。
因此，本发明的一个目的是提供不太受过早失效影响的一种具有双锤机构的旋转冲击工具，遂使与现有技术的旋转冲击工具相比有更长的使用寿命及更为耐用。
本发明的另一个目的是提供一种具有双锤机构的旋转冲击工具，它与现有技术的旋转冲击工具相比施加相同扭力给工件时却较少压缩空气消耗。
本发明的还一个目的是提供一种具有双锤机构的旋转冲击工具，它与现有技术的旋转冲击工具相比能施加较大扭力给工件却保持其外壳尺寸大小不变。
本发明的这些和其它目的是通过一种具有双锤机构的旋转冲击工具实现的，它一般包括装在其中的一个空腹笼体或叫承载件。以枢接方式相对该空腹笼体或承载件装配的一对中空锤件，遂使该中空锤件在气动马达输出轴驱动下与该空腹笼体或承载件转动。位于中空锤件内的一个砧体，它相对中空锤件转动。该砧体最好包括一个前砧体突起，一个后砧体突起及位于前后砧体突起间的一个圆形环。为了方便该砧体装进该中空锤件，该圆形环的直径尺寸要作得小而有整个直径的圆形环的两侧边要作得窄。保持该中空锤件确有间隙可通过在该中空锤件间放置一个隔件实现。保持该中空锤件确有间隙的另一种选择是可以通过延伸中空锤体超过该砧上的圆形环，在每个中空锤体上设置一个台阶为该砧上的环提供间隙。
本发明的其它优点及新的特点在结合有附图的下列对本发明的描述会有清楚的了解。
图1是一幅侧视图，显示的是按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具的局部剖视和部分平面视图。
图2是按本发明的第一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具一个空腹笼体或承载件的侧向立体图，它可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中。
图3是按本发明的第二个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具一个空腹笼体或承载件的侧向立体图，它可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中。
图4是按本发明的第一个优选实施例的一个中空锤体的侧向立体图，它可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中。
图5是按本发明的第二个优选实施例的一个中空锤体的侧向立体图，它可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中。
图6是按本发明的第一个优选实施例的一个砧体的侧向立体图，它可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中。
图7是按本发明的第二个优选实施例的一个砧体的侧向立体图，它可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中。
图8是按本发明的第三个优选实施例的一个砧体的侧向立体图，它可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中。
图9是按本发明的第四个优选实施例的一个砧体的侧向立体图，它可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中。
以下参照附图的对本发明优选实施例的详细描述，结合以这种祥述来说明和描绘出按本发明的具有双锤机构的旋转冲击工具的优选实施例。参见图1，它是一幅侧视图，部分是以剖面图而部分是以平面视图表示出按本发明的具有双锤机构的旋转冲击工具，具有双锤机构的旋转冲击工具整体以标号10标示。具有双锤机构的旋转冲击工具10包括壳体12。这类工具用风动马达为本技术领域所熟知，所以在此不再作祥述。
风动马达输出轴14通过相配的花键16和18连接到空腹笼体或承载件20上，空腹笼体或承载件是由砧体24上的套轴承22作轴肩支承的。风动马达输出轴14应该是与砧体24同轴对准。空腹笼体或承载件20最好以一种允许空腹笼体或承载件以相对砧体24旋转的方式环绕砧体24同轴安装。空腹笼体或承载件20最好包括一对纵向隔开的端板26，纵向隔开的两端板26由一对径向上隔开而沿纵向延伸的支撑28连接。砧体24的前端用装在壳体12内的衬套30支承。
接着看图2和3，它们表示的是按本发明的第一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具一个空腹笼体或承载件的侧向立体图，它可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中，以及按本发明的第二个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具一个空腹笼体或承载件的侧向立体图，它可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中；通道38分别位于空腹笼体或承载件20的内直径上沿直径方向隔开而纵向延伸的一个支撑28上成型，而装在通道38内各有一个辊销或叫枢销(未示)起到一种枢轴式的连接。
图2所示空腹笼体或承载件20是一种全直径式的空腹笼体或承载件20。这种设计比图3中所示的空腹笼体或承载件20使用更多的材料，因此更重。图2中所示空腹笼体或承载件20的附加重量增加了该旋转冲击工具系统的整体惯量。正是这种旋转冲击工具系统的更大的整体惯量使具有双锤机构的旋转冲击工具的每一次冲击更为有力，而使该风动马达(未示)速度，每分钟的冲击数因而减少。与图3所示的空腹笼体或承载件20比较，用图2所示的空腹笼体或承载件20会施加给工件以大体相同的扭矩，但由于该风动马达(未示)的频率低，因此风动马达的气耗少。
参见图4和5，它表示的是可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中的，按本发明的第一个优选实施例的一个中空锤体的侧向立体图，以及可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中按本发明的第二个优选实施例的一个中空锤体的侧向立体图，该辊销或枢轴(未示)最好分别是一个长的辊销，绕着它中空锤件40的一部分可作部分的翻转。中空锤体40环绕砧体24安装。这样，中空锤体40则以绕轴翻转的方式抵靠着空腹笼体或承载件20绕该辊销或枢轴(未示)所形成的翻转轴线装设，于是在由风动马达输出轴14驱动时中空锤体40会与空腹笼体或承载件20一起回转，不仅如此，中空锤体相对空腹笼体或承载件20绕该偏置的的翻转轴线同时还作一种有角度的枢转运动，但这是一种平行于空腹笼体或承载件20转轴的运动。
空腹笼体或承载体20具有径向隔开沿纵向延伸的第二支撑42，在该第二支撑上作有一个第二通道(未示)。一个第二辊销或枢轴(未示)装在该第二通道内(未示)。中空锤件40有作在其表面的槽44，该槽可允许中空锤件40相对径向隔开沿纵向延伸的支撑28及第二径向隔开沿纵向延伸的第二支撑42转动一个限定的角度，致使该第二辊销或枢轴(未示)将挡住中空锤件40而不会转过该第二辊销或枢轴(未示)所被倚靠的槽44的边46和48处的那一点。
在中空锤件40的内表面50作有前冲击爪或表面52及反向冲击爪或表面54，于具有双锤机构的旋转工具在正反方向的操作中，前冲击爪或表面52及反向冲击爪或表面54会分别地使其移进和移出前冲击承接面34及反向冲击承接面36的路径。作成的中空锤件40从横截面上看最好是这样的，即在其横截面上被连接在一起的对称的两半是关于通过中空锤体40的重心和该辊销或枢轴(未示)中心的、相对该纸面垂直的一个平面为对称。
再参见图6至9，它们表示的是可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中、按本发明的第一个优选实施例的一个砧体的侧向立体图，可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中按本发明的第二个优选实施例的一个砧体的侧向立体图，可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中按本发明的第三个优选实施例的一个砧体的侧向立体图，可被用在图1所示的按本发明的一个优选实施例的具有双锤机构的旋转冲击工具中按本发明的第四个优选实施例的一个砧体的侧向立体图，该砧体24的后端部分别包括砧爪32，砧爪32一般于该处做成径向向外延伸且带有前冲击承受面34和反向冲击承受面36。
砧体24应该包括圆形环56，圆形环56作在前砧突起58及后砧突起60的之间。砧体24上的附加圆环56提供有对前砧体58和后砧体60的非支承端的附加增强，它是对失效的公共起点。为让砧体24安装进中空锤体40，如在图6及7中所示可将圆形环56相对该前砧突起58及后砧突起60的直径作得小。作为选择，圆环56的直径可作得与前砧突起58及后砧突起60的基本相同，但是圆环56的两侧可作得小或窄以便将砧体24装进中空锤体40，如图8和9中表示的那样。尽管为提供小的和窄的圆环56，可另外采用其它的形状，圆环56的两侧上可以是作成如图8和9所示的那种平面。
为能使中空锤体40确实隔开，可如图4所示的通过在中空锤体40间放置隔件62。隔件62不让中空锤体40与砧体24上的圆环56接触。隔离件62应该相对作得结实，耐用并采用例如复合材料制作、它是可以令隔件62的相对惯量低的轻型材料。另外，隔件62最好以一种能减小中空锤体40间的滑动摩擦的一种材料制作。为使中空锤体40间确有间隙而采用隔件62可以简化设计，并由于中空锤体40采用有基本不变横截面形状的隔件62，却使中空锤体40的宽度因给隔件62提供间隙而减少，从而也就降低了中空锤体40的制造成本。
如图5所示，中空锤体40的正间隙还可在各个中空锤体40的内侧面上提供台阶64来实现。这能让中空锤体40延伸超过砧体24上的圆环56以台阶64给砧体24上的圆环提供间隙。这样，中空锤体40上的台阶64则不让中空锤体40与砧体24上的圆环接触。这种设计省去了如图4所示的对隔离隔件的需求。而且它使得中空锤体40的宽度在其旋转点处最大化、该旋转点处在具有双锤机构的旋转冲击工具工作时经受高的应力，并且使中空锤体40的重量、进而使其惯量得以最大的增加。
虽然本发明作了如上的详细的描述，但这只是为了说明和举例而非对于本发明的限制。很明显，对于本技术领域内具有普通水准的技术人员按照本发明的具有双锤机构的旋转冲击工具，如在此描述和显示的那样，使用本发明的技术可随时作出其它的各种修改和变化。因此，本发明的范围和内容仅由另附的权利要求书所限定。

Claims (23)

1.一种具有双锤机构的旋转冲击工具，其特征在于该旋转冲击工具包括：
一个壳体；
位于该壳体内的一个空腹笼体或承载件；
以枢轴方式装在该空腹笼体或承载件内的一个第一中空锤体和一个第二中空锤体，致使该第一中空锤体和一个第二中空锤体当由一个风动马达输出轴驱动时与该空腹笼体或承载件一起旋转；和
位于该第一中空锤体和第二中空锤体内的一个砧体该砧体相对该第一中空锤体和第二中空锤体转动，该砧体包括一个前砧体突起，一个后砧体突起以及一个位于该前砧体突起和后砧体突起间的圆形环。
2.根据权利要求1所述的具有双锤机构的旋转冲击工具，其特征在于，其中该圆形环的直径小于该前砧体突起和后砧体突起直径，以利于该砧体在该第一中空锤体和第二中空锤体的安装。
3.根据权利要求1所述的具有双锤机构的旋转冲击工具，其特征在于，其中该圆形环的直径大体与该前砧体突起和后砧体突起直径相等并且该圆形环的至少一部分被减小或被作得窄，以利于该砧体在该第一中空锤体和第二中空锤体的安装。
4.根据权利要求1所述的具有双锤机构的旋转冲击工具，其特征在于，其中该圆形环的直径大体与该前砧体突起和后砧体突起直径相等并且该圆形环各个侧边中的至少一部分被减小或被作得窄，以利于该砧体在该第一中空锤体和第二中空锤体的安装。
5.根据权利要求1所述的具有双锤机构的旋转冲击工具，其特征在于，其中该圆形环的直径大体与该前砧体突起和后砧体突起直径相等并且该圆形环各个侧边中作有平面，以利于该砧体在该第一中空锤体和第二中空锤体的安装。
6.根据权利要求1所述的具有双锤机构的旋转冲击工具，其特征在于，还包括位于该第一中空锤体和第二中空锤体间的一个隔离件，以使该第一中空锤体和第二中空锤体间确有间隙，并不让该第一中空锤体和第二中空锤体与在该砧体上的圆状环接触。
7.根据权利要求6所述的具有双锤机构的旋转冲击工具，其特征在于，其中该隔离件要作得结实耐用，并采用轻型材料制作。
8.根据权利要求6所述的具有双锤机构的旋转冲击工具，其特征在于，其中该隔离件要采用可减小该第一中空锤体和第二中空锤体间滑动摩擦的一种材料制作。
9.根据权利要求6所述的具有双锤机构的旋转冲击工具，其特征在于，其中该隔离件采用一种复合材料制作。
10.根据权利要求1所述的具有双锤机构的旋转冲击工具，其特征在于，其中该第一中空锤体和第二中空锤体中各包括其内面上的一个台阶，以使该第一中空锤体和第二中空锤体间确有间隙，并不让该第一中空锤体和第二中空锤体与在该砧体上的圆状环接触。
11.一种具有双锤机构的旋转冲击工具，其特征在于该旋转冲击工具包括：
一个壳体；
位于该壳体内的一个空腹笼体或承载件；
以枢轴方式装在该空腹笼体或承载件内的一个第一中空锤体和一个第二中空锤体致使该第一中空锤体和一个第二中空锤体当由一个风动马达输出轴驱动时与该空腹笼体或承载件一起旋转；和
位于该第一中空锤体和第二中空锤体内的一个砧体，该砧体相对该第一中空锤体和第二中空锤体转动，该砧体包括一个前砧体突起和一个后砧体突起并且该前砧体突起的至少一部分覆盖了该后砧体突起的至少一部分。
12.一种具有双锤机构的旋转冲击工具用的砧体，其特征在于，该砧体包括一个前砧体突起和与该前砧体突起同轴的一个后砧体突起以及一个位于该前砧体突起和后砧体突起间的圆形环。
13.根据权利要求12的具有双锤机构的旋转冲击工具用的砧体，其特征在于，其中该圆形环的直径比该前砧体突起和后砧体突起的直径要小。
14.根据权利要求12的具有双锤机构的旋转冲击工具用的砧体，其特征在于，其中该该圆形环的直径大体与该前砧体突起和后砧体突起直径相等并且该圆形环的至少一部分被减小或被作得窄。
15.根据权利要求12的具有双锤机构的旋转冲击工具用的砧体，其特征在于，其中该圆形环的直径大体与该前砧体突起和后砧体突起直径相等并且该圆形环各个侧边中至少一部分被减小或被作得窄。
16.根据权利要求12的具有双锤机构的旋转冲击工具用的砧体，其特征在于，该圆形环的直径大体与该前砧体突起和后砧体突起直径相等并且该圆形环各个侧边上作有平面。
17.一种具有双锤机构的旋转冲击工具用的砧体，其特征在于，该砧体包括一个前砧体突起和与该前砧体突起同轴的一个后砧体突起而且该前砧体突起的至少一部分覆盖了该后砧体突起的至少一部分。
18.一种具有双锤机构的旋转冲击工具用的中空锤体装置，其特征在于，该中空锤体装置包括一个第一中空锤体，与该第一中空锤体同轴的一个第二中空锤体和位于该第一中空锤体和第二中空锤体间的一个隔离件，以使该第一中空锤体和第二中空锤体间确有间隙。
19.根据权利要求18的具有双锤机构的旋转冲击工具用的中空锤体装置，其特征在于，其中该隔离件要作得结实耐用，并采用轻型材料制作。
20.根据权利要求18的具有双锤机构的旋转冲击工具用的中空锤体装置，其特征在于，其中该隔离件要采用可减小该第一中空锤体和第二中空锤体间滑动摩擦的一种材料制作。
21.根据权利要求18的具有双锤机构的旋转冲击工具用的中空锤体装置，其特征在于，其中该隔离件采用一种复合材料制作。
22.一种具有双锤机构的旋转冲击工具用的中空锤体装置，其特征在于，该中空锤体装置包括一个第一中空锤体和与该第一中空锤体同轴的一个第二中空锤体，每个第一中空锤体和第二中空锤体包括了在其内面上的一个台阶，以使该第一中空锤体和第二中空锤体间确有间隙。
23.一种具有双锤机构的旋转冲击工具用的空腹笼体或承载件，其特征在于，该空腹笼体或承载件具有基本全部直径的形状以使该空腹笼体或承载件的重量增加，并因此增加了该具有双锤机构的旋转冲击工具的整个系统的惯量。
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