CN1883885A - 减振机构 - Google Patents

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CN1883885A
CN1883885A CNA2006100932181A CN200610093218A CN1883885A CN 1883885 A CN1883885 A CN 1883885A CN A2006100932181 A CNA2006100932181 A CN A2006100932181A CN 200610093218 A CN200610093218 A CN 200610093218A CN 1883885 A CN1883885 A CN 1883885A
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诺贝特·哈恩
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Black and Decker Inc
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Abstract

一种锤钻,包括:其中设置有马达的主体部(2);能保持刀具的刀架(6);当马达起动时被马达驱动的锤击机构,用于在刀具由刀架(6)保持时重复地撞击刀具的端部;可滑动地安装在主体部(2)内的反作用块(20;50),反作用块(20;50)能够沿前后方向在两端位置之间滑动;偏压装置(22;24;32、34;62),其将反作用块(20;50)偏压到位于第一和第二位置之间的第三位置;其中反作用块设置在锤的重心(9)的上方;反作用块(20;50)的质量和偏压装置(22;24;32、34;62)的强度使得反作用块(20;50)沿前后方向滑动地移动以抵消由锤击机构的操作所产生的振动。偏压装置可以是板簧或者螺旋弹簧。板簧可以构造成分层的形式。反作用块可以滑动地支撑在杆上并且可以绕多个轴线扭转。

Description

减振机构
技术领域
本发明涉及一种锤钻,更具体地说,涉及锤钻中的减振。
背景技术
典型的锤钻包括主体部,在该主体部的前面结合有刀架,刀架中能够安装诸如凿或钻头的刀具。在主体部内有马达,马达经摆动轴承或曲柄往复地驱动安装在圆筒内的活塞。以已知的方式,活塞往复地驱动撞头,该撞头重复地撞击冲击件,冲击件转而打击刀具的凿的后端。另外,在特定类型的锤钻中,刀架可以旋转地驱动刀具。
EP1157788公开了锤钻的典型结构的一个例子。
产生锤击动作的活塞、撞头和撞件的往复运动使锤振动。因此希望使由活塞、撞头和撞件的往复运动产生的振动量最小化。
发明内容
因此,提供一种锤钻,其包括:
其中设置有马达的主体部;
能保持刀具的刀架;
当马达起动时被马达驱动的锤击机构,用于在刀具由刀架保持时重复地撞击刀具的端部;
可滑动地安装在主体部内的平衡或反作用块(counter mass),反作用块可以沿前后方向在两端位置之间滑动;
偏压装置,偏压装置将反作用块偏压到位于第一和第二位置之间的第三位置;
其中反作用块设置在锤的重心的上方;
反作用块的质量和偏压装置的强度使得反作用块沿前后方向滑动地移动以抵消由锤击机构的操作产生的振动。
更具体而言,本发明锤钻包括:
设置有马达的主体部(2);
能握持刀具的刀架(6);
锤击机构,锤击机构在当马达起动时被马达所驱动,用于在刀具被刀架(6)握持时重复地撞击刀具的一端部;
可滑动地安装在主体部(2)内的反作用块(20;50),反作用块(20;50)能够沿前后方向在两端位置之间沿前后方向滑动;
偏压装置(22;24;32、34;62),其将反作用块(20;50)偏压到位于第一和第二位置之间的第三位置;
其中反作用块设置在锤的重心(9)的上方;
反作用块(20;50)的质量和偏压装置(22;24;32、34;62)的安排为以使得反作用块(20;50)能沿前后方向滑动地移动以减轻或抵消由锤击机构操作所产生的振动。
优选地,锤击机构包括具有移动轴线(7)的活塞和撞头,反作用块(20;50)设置在移动轴线(7)的上方。
优选地,移动轴线(7)设置在锤的重心(9)的上方。
优选地,反作用块(20;50)的质量和偏压装置(22;24;32、34;62)的强度的安排为使得反作用块(20;50)前向和后向的滑动能进一步减轻或抵消由锤击机构的操作所产生的振动而引致的绕重心(9)的扭转运动(箭头F)。
优选地,反作用块(50)的安装还能使反作用块绕大致垂直的轴线(74)扭转。
优选地,反作用块(50)的安装为使反作用块还能绕大致或实质上水平的轴线(72)扭转。
优选地,所述大致或实质上水平的轴线(72)垂直于反作用块(50)的移动方向。
优选地,反作用块(20;50)可滑动地支撑在至少一个杆(18;52)上,并且能够沿杆(18;52)的长度的一部分滑动。
优选地,其中所述至少一个杆(18;52)沿前后方向轴向延伸。
优选地,其中偏压装置(22;62)包括至少一个弹簧。
优选地,弹簧(22;62)的其中一个或全部是包围所述至少一个杆(18;52)的螺旋弹簧。
优选地,弹簧(22;62)的一个或全部的第一端连接于所述至少一个杆(18;52)的端部。
优选地,在反作用块位于第三位置时所述至少一个弹簧(22;62)的第二端紧靠于反作用块(20;50)。
优选地,其中当反作用块(50)在它的第一和第二位置之间在所述至少一个杆(52)的中央区域上滑动时,在反作用块位于第三位置时紧靠于反作用块(50)的弹簧(62)的其中一个或全部弹簧保持与反作用块(50)接触,但是当反作用块离开中央区域并且靠近它的第一或第二位置时所述弹簧(62)从反作用块(50)脱离。
优选地,至少两个螺旋弹簧(22;62)安装在所述至少一个杆(18;52)上,至少一个弹簧(22;62)设置在杆(18;52)的第一端和反作用块(20;50)之间,至少一个第二弹簧(22;62)设置在杆(18;52)的第二端和反作用块(20;50)之间。
优选地,当反作用块(50)在它的第一和第二位置之间在所述至少一个杆(52)的中央区域上滑动时,两个弹簧(62)都保持与反作用块(50)接触;
当反作用块(50)离开中央区域并且接近它的第一位置时,弹簧(62)中的一个从反作用块(50)脱离,第二弹簧(62)保持接触;
当反作用块(50)离开中央区域并且接近它的第二位置时,第二弹簧(62)从反作用块(50)脱离,另一个弹簧(62)保持接触。
优选地,锤钻具有互相平行安装的两个杆(18;52)。
优选地,每个杆(18;52)包括一对弹簧。
优选地,反作用块(50)包括至少一个侧向水平槽(68),槽(68)与所述至少一个杆(52)接合以允许反作用块(50)绕水平轴线(72)扭转。
优选地,反作用块(50)包括至少一个垂直的C形槽(64),槽(64)与所述至少一个杆(52)接合以允许反作用块(50)绕垂直轴线(74)扭转。
优选地,反作用块(20)通过弹性装置(24;32、34)悬挂。
优选地,弹性装置(24;32、34)是至少一个板簧。
优选地,弹性装置(24)包括单个板簧。
优选地,板簧(32、34)的至少部分长度构造成弹性可变形材料的至少两层(40;42),所述至少两层(40;42)沿它们所有的或部分的度互相连接或者紧靠。
本发明亦包括带有以上锤击机构及包括所述可滑动的反作用块及偏压装置的减震设置的锤击工具。
附图说明
现在参考附图描述本发明的四个实施例,其中:
图1示出锤钻的斜视图;
图2示出防振机构的第一实施例;
图3示出防振机构的第二实施例;
图4示出防振机构的第三实施例的侧视图;
图5示出第三实施例的板簧的特写;
图6示出第三实施例的向下的斜视图;
图7示出第三实施例的第二向下的斜视图;
图8示出防振机构的第四实施例的斜视图;
图9示出第四实施例的防振机构的侧视图;
图10示出振动反作用块机构(vibration counter mass mechanism)的侧视图,其中金属沉子绕水平轴线扭转,弹簧亦被省略;
图11示出防振机构的俯视图,其中金属沉子滑动到一侧(右侧)并且弹簧被省略;
图12示出防振机构的俯视图,其中金属沉子绕垂直轴线扭转并且弹簧被省略;
图13A示出防振机构的一半,其中金属沉子滑动到一侧(右侧);
图13B示出图13A中的防振机构沿箭头C的方向的垂直剖面;
图14A示出防振机构的一半,其中金属沉子比图13A中所示的更远地滑动到一侧(右侧);
图14B示出图14A中的防振机构沿箭头D的方向的垂直剖面;
图15示出安装在锤顶部上的防振机构的俯视图;
图16示出安装在锤顶部上的防振机构的斜视图;
图17示出安装在锤顶部上的防振机构的斜视图,其中外壳的一部分覆盖振动机构;
图18示出金属沉子的前面的简图;以及
图19示出金属沉子的侧面简图。
具体实施方式
参考图1,锤钻包括主体部2,在该主体部2中设置有向锤钻提供动力的马达(未示出)。结合于主体部2后面的是把手4,通过该把手使用者可以支撑锤。刀架6安装在主体部2的前面,在该刀架中可以安装钻头或凿(未示出)。触发开关8能够被操作者压下以起动锤的马达以便往复地驱动设置在锤的主体部2内的锤击机构。籍马达旋转驱动而产生使钻头或凿作往复驱动及/或作旋转驱动的锤击机构的设计方案是已知的,因而不再详述。
现在参考图2描述本发明的第一实施例。
参考图2,示出防振机构的第一实施例。主体部外壳2的顶部10(见图1)是金属铸件的形式。顶部10结合于中部12,而中部12则结合于下部14,如在图1中看出。顶部10封入(典型设计的)锤击机构,锤击机构包括设置在顶部10之后部16内的曲柄(未示出)、活塞、撞头和撞件,以及设置这些部件在其中的圆筒,它们都未示出。活塞、撞头和撞件在圆筒内的往复运动导致锤大约沿平行于活塞、撞头和撞件的移动方向的方向振动。因此若能减少或令由活塞、撞头和撞件的往复运动产生的振动量最小化将令大众裨益。
顶部10的顶面设置有两个纵向延伸的金属杆18,金属杆18刚性地结合于顶部10的顶面并沿顶部10的顶面纵向延伸。杆18的后端经螺旋拧紧到顶部10中的支座13并连接于顶部10。杆18的前端穿过顶部10中的孔并且然后穿过外壳2的前部15中的法兰(Flange)17,该法兰结合于顶部10的前端。螺母19被拧到杆18的端部上以将它们固定到前部15和顶部10。杆18也起到辅助前部15和顶部10之间的刚性连接的作用。
在两个杆上安装有能够沿箭头E的方向沿着两个杆18来回自由滑动的金属重子沉子(weight)20。四个弹簧22分别安装在两个杆18上面,每个杆上的弹簧22则分别位于金属沉子20和杆18的与顶部10接合的两端之间。当锤的主体部2振动时,金属沉子20沿着两个杆18来回滑动并且随着金属沉子来回移动压缩不同的弹簧22。金属沉子20的质量和弹簧22的强度设置为,籍着金属沉子20与锤的主体部的运动作不同相或反相的来回滑动,从而抵消或减轻由活塞、撞头和撞件的往复运动所产生的振动。因此,通过使用正确或适当的金属沉子20的重量和弹簧22的强度,就可以减小工具的总体振动。
防振机构被外盖11(见图1)封住,该外盖结合于顶部10的顶面。
马达的设置为使得它的主轴垂直的并且大致上设置在中部12内。由于锤的主要重量部分来自马达,而马达位于圆筒、活塞、撞头和撞件的下面,所以锤(或锤钻)重心9在圆筒、活塞、撞头和撞件的纵向轴之下。
作用在锤上的振动力的方向与活塞、撞头和撞件的移动轴线7同轴。金属沉子20沿杆18的运动将抵消或减轻锤沿平行于活塞、撞头和撞件的移动轴线7的方向作的振动。
由于锤的重心9在活塞、撞头和撞件的移动轴线7的下面,因此亦会产生由振动而产生的绕重心9的扭矩(箭头F)。由于滑动的金属沉子20位于锤的重心9的上方,此滑动运动亦将抵消由振动产生的绕重心9的扭矩(箭头F)。
图3示出防振机构的第二实施例。
该实施例以与第一实施例类似的方式操作。其中第二实施例中的与第一实施例中相同的功能部件使用相同的附图标记。
第一和第二实施例之间的区别在于,金属沉子20现在利用单个板簧(或片簧)24安装到锤顶部10上,该板簧24连接在金属沉子和顶部10之间并且将金属沉子20支撑在顶部10上。金属沉子20以与在第一实施例中相同的方式沿箭头E的方向来回地滑动。由于板簧24的形状,更具体地说,即板簧24结合于金属沉子20的前面26然后绕着金属沉子20弯曲到金属沉子20的后面28并且板簧的中心30结合于顶部10,因此能够省去金属杆,这是由于板簧24沿前后方向产生的弹性作用能同时防止金属沉子20沿侧面方向的摇摆。这简化了设计并且显著地降低了成本。而且,板簧24的使用允许金属沉子20绕垂直的旋转轴线的一些扭转运动。
在图4,5,6和7中示出本发明的第三实施例。
该实施例以与第二实施例类似的方式操作。其中第三实施例中的与第二实施例中相同的功能部件使用相同的附图标记。
参考这些附图,第二实施例的单个板簧被两块个板簧32、34代替。连接于金属沉子20的前面36的第一板簧32也在金属沉子20的前面连接于顶部10。第二板簧34连接于金属沉子20的后面38,然后在金属沉子20的后面连接于顶部。金属沉子20如其他两个实施例一样能够来回地振荡,但是由于板簧32、34的刚性防止金属沉子侧向运动。
为了提高板簧32、34的性能,这两个板簧32、34中的每个都由两层金属片40、42夹层构成,如在图5中所示。这两个金属片40、42相互叠放,形成夹层如图所示。当用于这种应用中时这提供了提高的减振性能。这也为金属沉子提供了更好的支撑并且提高了减振效率。
图8到19示出防振机构的第四实施例。
该实施例以与第一实施例类似的方式操作。其中第四实施例中的与第一实施例中相同的功能部件使用相同的附图标记。
金属沉子50可滑动地安装在两个杆52上,杆的端部终止于金属环54。金属环54的作用是将杆52结合于外壳2的顶部10上,更具体地,是利用螺钉56穿过环54并且被拧到顶部10中将杆52结合于外壳2的顶部10上。如图所示横杆58结合在每对环54之间以提供所示的结构。
金属沉子50的两侧包括支撑底座60,每个支撑底座能够沿杆52中的一个滑动。弹簧62设置在杆52的邻近环54的每端和支撑底座60的侧面之间。四个弹簧使金属沉子50滑动到杆52的中央。弹簧被压缩。弹簧的邻近于环的端部连接于杆的端部。靠近支撑底座的其他端部不连接于支撑底座,而是仅仅通过由弹簧的压缩所产生的力偏压靠在支撑底座上。
当锤振动时,金属沉子以与锤的振动的振动运动不同相的方式沿杆来回地滑动以抵消振动的影响。
支撑底座60以如下方式设计,使得它们包括侧向相对的垂直C形槽64,如简图18中最佳显示(没有被电子仪器包围)。这提供容易的装配。当金属沉子沿着杆52滑动时金属沉子50同样可以沿图中的箭头A的方向扭转。这使金属沉子50绕垂直轴线74扭转,使得能够抵消沿除了平行于主轴的纵向轴线66之外的方向的振动。
支撑底座60亦可以以如下方式设计,使得它们包括侧向水平的槽68,如简图19中最佳显示(没有被电子仪器包围)。水平槽68的两侧70是凸起的,如在该简图中所示。这也提供容易的装配。这同样允许在金属沉子50安装在杆52上的同时沿图19中的箭头B的方向扭转。这使金属沉子绕大体垂直于杆52的纵向轴线的水平轴线72扭转。这也允许金属沉子50抵消沿除了平行于主轴的纵向轴线66之外的方向的振动。
图13A示出当金属沉子50沿着杆52的长度向右滑动大约66%时的状态。左手侧的弹簧62由于容许其膨胀因而长度较大。右手侧的弹簧62由于被金属沉子50的运动压缩因而长度较短。但是,在该位置中,由于弹簧被压缩时弹簧62的力,弹簧62的端部紧靠于支撑底座60的侧面。但是,如果金属沉子50沿杆52的长度向右进一步滑动,那么由于弹簧62的长度小于金属沉子50沿其可以移动的杆52的长度,因此左手侧弹簧62与支撑底座60的侧面脱离。这导致仅仅右手侧弹簧62与支撑底座60接触。因而,当如图13A中所示金属沉子50向右滑动直到右手侧弹簧62变得完全压缩时,每个杆52仅仅有一个弹簧62在金属沉子50上提供阻尼力。这改变了减振器的弹簧特性。这能够如此设计弹簧减振器,使得当锤上的振动处于其最大的极值并且金属沉子50从杆52的中心沿着杆52的长度移动到最大距离时,能够在金属沉子50处于其最极限的位置以抵消该振动时改变弹簧特性。

Claims (24)

1.一种锤钻,包括:
设置有马达的主体部(2);
能握持刀具的刀架(6);
锤击机构,锤击机构在当马达起动时被马达所驱动,用于在刀具被刀架(6)握持时重复地撞击刀具的一端部;
可滑动地安装在主体部(2)内的反作用块(20;50),反作用块(20;50)能够沿前后方向在两端位置之间沿前后方向滑动;
偏压装置(22;24;32、34;62),其将反作用块(20;50)偏压到位于第一和第二位置之间的第三位置;
其中反作用块设置在锤的重心(9)的上方;
反作用块(20;50)的质量和偏压装置(22;24;32、34;62)的安排为以使得反作用块(20;50)能沿前后方向滑动地移动以减轻或抵消由锤击机构操作所产生的振动。
2.如权利要求1所述的锤钻,其中锤击机构包括具有移动轴线(7)的活塞和撞头,反作用块(20;50)设置在移动轴线(7)的上方。
3.如权利要求2所述的锤钻,其中移动轴线(7)设置在锤的重心(9)的上方。
4.如权利要求3所述的锤钻,其中反作用块(20;50)的质量和偏压装置(22;24;32、34;62)的强度的安排为使得反作用块(20;50)前向和后向的滑动能进一步减轻或抵消由锤击机构的操作所产生的振动而引致的绕重心(9)的扭转运动(箭头F)。
5.如前述权利要求中任一项所述的锤钻,其中反作用块(50)的安装还能使反作用块绕大致垂直的轴线(74)扭转。
6.如前述权利要求中任一项所述的锤钻,其中反作用块(50)的安装为使反作用块还能绕大致或实质上水平的轴线(72)扭转。
7.如权利要求6所述的锤钻,其中所述大致或实质上水平的轴线(72)垂直于反作用块(50)的移动方向。
8.如前述权利要求中任一项所述的锤钻,其中反作用块(20;50)可滑动地支撑在至少一个杆(18;52)上,并且能够沿杆(18;52)的长度的一部分滑动。
9.如权利要求8所述的锤钻,其中所述至少一个杆(18;52)沿前后方向轴向延伸。
10.如权利要求8或9所述的锤钻,其中偏压装置(22;62)包括至少一个弹簧。
11.如权利要求10所述的锤钻,其中弹簧(22;62)的其中一个或全部是包围所述至少一个杆(18;52)的螺旋弹簧。
12.如权利要求11所述的锤钻,其中弹簧(22;62)的一个或全部的第一端连接于所述至少一个杆(18;52)的端部。
13.如权利要求12所述的锤钻,其中在反作用块位于第三位置时所述至少一个弹簧(22;62)的第二端紧靠于反作用块(20;50)。
14.如权利要求13所述的锤钻,其中当反作用块(50)在它的第一和第二位置之间在所述至少一个杆(52)的中央区域上滑动时,在反作用块位于第三位置时紧靠于反作用块(50)的弹簧(62)的其中一个或全部弹簧保持与反作用块(50)接触,但是当反作用块离开中央区域并且靠近它的第一或第二位置时所述弹簧(62)从反作用块(50)脱离。
15.如权利要求11-14中任一项所述的锤钻,其中至少两个螺旋弹簧(22;62)安装在所述至少一个杆(18;52)上,至少一个弹簧(22;62)设置在杆(18;52)的第一端和反作用块(20;50)之间,至少一个第二弹簧(22;62)设置在杆(18;52)的第二端和反作用块(20;50)之间。
16.如权利要求15所述的锤钻,其中当反作用块(50)在它的第一和第二位置之间在所述至少一个杆(52)的中央区域上滑动时,两个弹簧(62)都保持与反作用块(50)接触;
其中当反作用块(50)离开中央区域并且接近它的第一位置时,弹簧(62)中的一个从反作用块(50)脱离,第二弹簧(62)保持接触;
其中,当反作用块(50)离开中央区域并且接近它的第二位置时,第二弹簧(62)从反作用块(50)脱离,另一个弹簧(62)保持接触。
17.如权利要求8-16中任一项所述的锤钻,其中具有互相平行安装的两个杆(18;52)。
18.如权利要求17所述的锤钻,其中每个杆(18;52)包括一对弹簧。
19.如权利要求8-18中任一项所述的锤钻,其中反作用块(50)包括至少一个侧向水平槽(68),槽(68)与所述至少一个杆(52)接合以允许反作用块(50)绕水平轴线(72)扭转。
20.如权利要求8-19中任一项所述的锤钻,其中反作用块(50)包括至少一个垂直的C形槽(64),槽(64)与所述至少一个杆(52)接合以允许反作用块(50)绕垂直轴线(74)扭转。
21.如权利要求1-7中任一项所述的锤钻,其中反作用块(20)通过弹性装置(24;32、34)悬挂。
22.如权利要求21所述的锤钻,其中弹性装置(24;32、34)是至少一个板簧。
23.如权利要求21或22所述的锤钻,其中弹性装置(24)包括单个板簧。
24.如权利要求21-23中任一项所述的锤钻,其中板簧(32、34)的至少部分长度构造成弹性可变形材料的至少两层(40;42),所述至少两层(40;42)沿它们所有的或部分的长度互相连接或者紧靠。
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