TWI702354B - 用於產生脈衝動態處理力量的裝置 - Google Patents

Abstract

一種用於產生脈衝動態處理力量的裝置，包含一壓力腔室，一連接腔室及一套栓腔室。該壓力腔室包含一柱塞，其係設成能被推入該壓力腔室中用以壓縮位於其內之一液壓介質。該連接腔室中係可移位地設有一階狀活塞，其具有一閥體用以封閉一將該壓力腔室連接於該連接腔室的孔。該套栓腔室中係設有一可移位的衝擊套栓，其具有一第一套栓部份係有一較大的截面，及一第二套栓部份係有一較小的截面。該第一套栓部份會相對於該連接腔室密封該套栓腔室之一內部空間其係包圍該第二套栓部份。有至少一容裝著加壓的壓力介質之壓力貯槽連接於該套栓腔室，該壓力貯槽係經由一連接口與該套栓腔室的內部空間導通連接。

Description

用於產生脈衝動態處理力量的裝置 發明領域

本發明係有關一種依據獨立專利請求項1的前言部份之用於產生脈衝動態處理力量的裝置，及此一裝置的使用。

發明背景

脈衝動態處理力量係被瞭解為具有一似衝擊效果之力，譬如用於在成形機中由一桿條材料來剪掉工件或在粉末冶金中來壓緊材料所需者。

依據DIN 8580，成形係為一物體之形狀、表面及/或材料性質的特定調變，而保持其質量和材料一致性。由於該成形的結果，若該材料達到其改變形狀之能力的極限時，則，視所用的方法而定，其會造成例如，該材料的分離(例如由一桿條材料剪掉)，或該材料的壓緊(例如在粉末冶金中的壓緊)。為了該成形，一材料需要一能量供應，其通常係由專用機器來提供。該材料的溫度在該成形操作時會上升，並將該熱排出至其周遭境物(工具、空氣等)。

從文獻和實務係已知，於一剪切操作中，一絕熱 的剪切失敗會發生，假使因溫度增升造成的強度減少係大於因應變硬化和應變率硬化所致的強度增加。由於該剪切刃的速度增加，一溫度的增升會發生在該剪切緣的附近，該溫度增加的梯度係大於熱發散於該等鄰近區域的梯度，由於所用的材料之導熱性所致。一被稱為“剪切帶”者將會發展生成，其在該剪切方向的傳播速度係為該切刃速度的多倍(如鋼為10~40倍量值左右)。該剪切帶的發展之一首要條件係為該分離工具(切刃)之一固定或逐增的速度。為使該速度條件能被滿足，該分離或剪切製程必須被供應一比該剪切操作實際需要者更高多數倍的能量。

GB 128589 A專利描述一種裝置，利用它一液壓脈衝能被產生，並以一衝震波的形式經由一管線傳送至一遠方的接收裝置，其會轉化該脈衝來切換例如一用於軌道交通的信號發送裝置。該裝置具有一第一腔室及一第二腔室連接於它，乃經由一可關閉的限制區及一管線，其係連接於該第二腔室且在其末端係設有該接收裝置。該二腔室和該管線係充滿一流體液壓介質。一柱塞係被設成能被插入該第一腔室中，利用該柱塞該液壓介質能被壓縮，而使該介質中的壓力增加。該第二腔室中係設有一可移位的活塞具有一閥體，其會封閉該裝置之其餘位置中的限制區。若該柱塞被一外力觸發而暫時地插入該第一腔室中，則其內的壓力會增升，直到該第二腔室中的活塞移動且該閥體移離該限制區為止。以該方式，於該第一腔室中之增升的壓力係能作用在該活塞上，結果在該第二腔室中會產生一 壓力脈衝，其會以音速傳播通過該第二腔室和該管線而至該接收裝置，在該處其會作用在一彈簧載壓的作動活塞上，結果該後者會短暫地移位。一旦該壓力脈衝平息時，該作動活塞會被彈簧力再重設回位。於該第二腔室中的活塞會回復至其開始位置並封閉該限制區。同時該柱塞會再被推出該第一腔室外。

由GB 128589 A專利所知的該裝置原理上只會產生含有小能量的較弱脈衝，因為該傳輸管線會將該產生器連接至該接收器，該管線與其直徑相比係非常的長，而具有一強烈的彈性恢復作用並會可觀地減低該力脈衝。因此該裝置並不適合用於提供含有一高能量之非常強的脈衝動態力量，譬如供應用於分離或壓緊製程中所需者。此外，使用該已知裝置不可能產生一實質的容積流率，其係能在該接收裝置側造成供該等用途所需的該作動活塞之一行程，並同時具有高推力或高衝擊壓力。

發明概要

因此本發明的根本問題係在提供一種用於產生脈衝動態處理力量的裝置，其利用一較低的驅動力，係能夠儲存一大量的能量，並在一非常短的時間內輸送該能量，而使同時間含有一高能量的(短暫)高處理力量可被獲得。

該問題係會被如獨立專利請求項1中所界定之依據本發明的裝置解決。本發明之特別有利的變化例可被見於各依附專利請求項中。

依據本發明之一種用於產生脈衝動態處理力量的裝置包含：一壓力腔室其中設有加壓的液壓介質；用以暫時地增加位於該壓力腔室內的液壓介質之壓力的裝置；一連接腔室設在該壓力腔室的下游並連接於它；一套栓腔室設在該連接腔室的下游並連接於它；一階狀活塞被設成能在該連接腔室中移位，該活塞具有一閥體用以封閉一將該壓力腔室連接於該連接腔室的孔，及一活塞部份面向該套栓腔室，藉由該活塞部份該連接腔室在該活塞部份和該套栓腔室間之一傳輸空間會相對於該連接腔室之遠離該套栓腔室的一側被密封，該傳輸空間具有加壓的液壓介質設於其內；及一衝擊套栓被設成能在該套栓腔室內移位。

該衝擊套栓具有一第一套栓部份有一較大的截面，及一第二套栓部份有一較小的截面，該第一套栓部份相對於該連接腔室密封著該套栓腔室之一內部空間，其會包圍該第二套栓部份。連接於該套栓腔室的是至少一壓力貯槽裝有加壓的壓力介質，該壓力貯槽係由一連接口與該套栓腔室的內部空間導通連接。該連接口的開孔截面會在一離開該階狀活塞的方向推拔漸縮。

該衝擊套栓的構造以此方式使該套栓腔室的內部空間係相對於該連接腔室密封，且該內部空間與裝有加壓的壓力介質之至少一壓力貯槽的導通連接，一方面能使 該衝擊套栓可被由該連接腔室的方向，以含有一高能量的脈衝來作用其上，且另一方面能使該衝擊套栓藉該壓力介質可靠地回復至其開始位置。該裝置不僅會產生一快速脈衝，且亦會產生一充分的容積流率，及該衝擊套栓之一足夠的行程而具有大力量與一高能含量。

較好是該套栓腔室係被設成緊在該連接腔室的下游。藉著將該套栓腔室設在緊接於該連接腔室之後，一非常短的脈衝導路將會被達成同時有一高衝擊壓力。

該裝置較好是具有二或更多個壓力貯槽並有相關的連接孔口，它們係被設在該套栓腔室中的徑向相反處或在等距分開處。此可在該衝擊套栓向外移行時防止液流致生的橫向力之發展，該等力會使該衝擊套栓偏離軸線移動，並因此造成迅速磨損。

較好是該衝擊套栓係被設成能在該套栓腔室中移出如一終端位置一樣地遠，且該裝置具有一終端位置阻尼裝置，其會在該衝擊套栓達到其終端位置之前剎止它。故可確保該衝擊套栓的殘餘能量會被抓住，且該衝擊套栓會以減低的速度達到其終端位置，而可防止該衝擊套栓硬撞擊在任何可能存在的機械擋止物上。

依據一特別有利的安排，該用於壓力槽的至少一連接孔口係設在該套栓腔室中，而使當該衝擊套栓向外移行時，其會被該第一套栓部份逐漸地封閉，且所造成的背壓會剎止該衝擊套栓，直到其達到一完全的停滯。故該衝擊套栓的終端位置阻尼能被以一簡單的方式實現。

較好是該衝擊套栓的終端位置係由一擋止物來界定。結果，該衝擊套栓能被防止在該工具側過分伸出。

較好是該至少一連接孔口的開孔截面係在一離開該階狀活塞的方向推拔斜縮朝向該擋止物。此會有利於用以剎止該衝擊套栓之背壓的建立。

較好是該衝擊套栓係可藉由該至少一壓力貯槽回復至一開始位置。此係因壓力介質流入該套栓腔室的內部空間中所致，結果該衝擊套栓會在該連接腔室的方向被推壓。故該衝擊套栓的回復至其開始位置能被以一簡單的方式實現。

該用以暫時地增加位於該壓力腔室內的液壓介質之壓力的裝置可包含，例如，一高壓貯槽其會經由一閥輸送壓力脈衝至該壓力腔室。

較好是該裝置係被以一柱塞來實現，其係設成能被推入該壓力腔室中來壓縮位於該壓力腔室內的液壓介質，該裝置較好包含一柱塞驅動器用以將該柱塞推入該壓力腔室中。該柱塞驅動器會以較低的功率產生一大量的能量，其嗣會在一極短時間內被輸送至該衝擊套栓。

較好是該裝置具有用以在該壓力腔室中，在該傳輸空間中，及在該套栓腔室的內部空間中，保持該充填壓力的裝置。該用以保持充填壓力的裝置容許該裝置在操作時的洩漏損耗能被補替。

該裝置較好是具有某些管線，經由它們則在該階狀活塞和該衝擊套栓移位時被排移或穿過密封隙逸出的液 壓介質或壓力介質，將能被供應至一收集桶。以此方式乃可確保逸出或排移的液壓介質或壓力介質會被以一受控的方式排放。

依據本發明的裝置係特別適用於在一成形裝置，一分離裝置，或一壓緊裝置中來驅動一工具。特別是，該工具可為一用以由一桿條材料剪掉一工件的剪切工具，或一用以壓緊或打碎一材料的衝擊夯鎚。

10:壓力腔室

11:孔

12:閥座

13、32:通道開孔

14:柱塞

20:連接腔室

21、22:圓筒狀腔室部份

23:錐形推拔腔室部份

25:階狀活塞

25a、25b:活塞部份

26:閥體

27:傳輸空間

30、30’:套栓腔室

30a:內部空間

31:腔室部份

33、35c:過渡區

34a、34b、36a、36b、36c:凹槽

34c、37c、37d:管線

35:衝擊套栓

35a:第一套栓部份

35b:第二套栓部份

37、38:壓力貯槽

37a、38a:連接管線

37b、38b、39b:連接口

40、50:壓力源

41、42、51:止回閥

60、61、62:收集桶

70:柱塞驅動器

80:高壓容器

81:關閉閥

82、83:壓力感測器

91、92:液壓介質

93:壓力介質

100:桿條

101:工件

111:固定刃

112:夾爪

113:擋止物

114:剪切刃

A:軸線

F1、F2、F3、F4:力

依據本發明的裝置會被根據實施例並參照所附圖式更詳細描述於後，其中：圖1示出一穿過依據本發明的裝置之一第一實施例的軸向截面；圖2-6示出依據圖1的裝置在各種不同操作相態時的簡化截面圖；圖7示出一穿過依據本發明的裝置之一第二實施例的軸向截面；圖8示出一穿過一稍微調變的套栓腔室而沒有該衝擊套栓的軸向截面；圖9示出另一穿過該套栓腔室以及一些細節的軸向截面；及圖10-11為示出該裝置在一剪切製程中的使用示意圖。

較佳實施例之詳細說明

以下觀察係有關於該說明其乃依照：為了該等圖式的清楚之故，若標號係包含於一圖中但未被提述於該說明的直接相關部份，則應參閱該說明之先前或後續部份中之該等標號的解說。相反地，為避免該等圖式太過複雜，較無關於立即緊需瞭解的標號並未被包含於全部的圖中。在該情況下，則應參閱其它的圖。

圖1中所示的裝置包含三個腔室沿一共同的軸線A一個接一個對準排列，更具言之為一壓力腔室10，一連接腔室20及一套栓腔室30。

該壓力腔室10會形成一液壓能量貯槽，且其中設有加壓的液壓介質91，而經由一軸向的限制區或孔11開口於後續的連接腔室20，該出口開孔係呈一錐狀閥座12的形式。在該壓力腔室10位於該孔11之相反處的端壁中有一軸向通道開孔13，穿過它一呈圓筒狀柱塞14之形式的移位體係被設成可軸向朝內及朝外地移位。

該連接腔室20連續地具有二圓筒狀腔室部份21和22及一錐形推拔腔室部份23，該錐形腔室部份23開口於該鄰接的套栓腔室30中，且該中央的圓筒狀腔室部份22具有一比面向該壓力腔室10的腔室部份21更大一些的內徑。在該連接腔室20中係設有一軸向可移位的階狀活塞25，其具有二活塞部份25a和25b，它們係匹配於該連接腔室20之該二圓筒狀腔室部份21和22的內徑。該活塞部份25b係直徑或截面較大一些並面向該套栓腔室30，而會相對於該連接腔室20之遠離該套栓腔室30且面向該壓力腔室10的一側來 密封該連接腔室20介於該活塞部份25b和該套栓腔室30間之一傳輸空間27。該傳輸空間27內係設有加壓的液壓介質92。該活塞部份25a的直徑或截面係稍小一些，在其端面有一錐形閥體26，其係為形狀互補於該壓力腔室10的閥座12，而在圖1中所示的位置時會封閉該出口開孔，並因而封閉該壓力腔室10的該孔11。其亦可能該閥體26和該閥座12具有不同的形狀。同樣地，該階狀活塞25和該連接腔室20不必一定要有圓形的外部和內部截面。

該套栓腔室30具有一圓筒狀腔室部份31及一圓筒狀通道開孔32，面向該連接腔室20的腔室部份31係內徑或截面比該圓筒狀通道開孔32更大。一介於該圓筒狀腔室部份31與該通道開孔32之間的過渡區33係為錐形構造。一衝擊套栓35具有二套栓部份35a和35b係匹配於該套栓腔室30之該圓筒狀腔室部份31和該通道開孔32的內徑，乃被設在該套栓腔室30內而可軸向地移位。一介於該具有一較大截面的第一套栓部份35a與該具有一較小截面的第二套栓部份35b之間的過渡區35c具有一圓錐形狀互補於該圓筒狀腔室部份31和該通道開孔32之間的過渡區33。該具有較大截面的第一套栓部份35a會相對於該連接腔室20而密封該套栓腔室30之一內部空間30a，其係包圍該第二套栓部份35b。該衝擊套栓35和該套栓腔室30亦可具有不同於該圓形形狀的外部和內部截面。該衝擊套栓35係可在圖1和5中所示的二極端位置之間前後移動，具有較小直徑或截面的套栓部份35b會(移行)突出該套栓腔室30外至一較大或較小的 伸幅，乃視該衝擊套栓35的位置而定。

當該裝置操作時，該壓力腔室10和該連接腔室20，或該傳輸空間27，係分別地完全充滿該(流體)液壓介質91和92，特別是液壓油。該壓力腔室10和該連接腔室20係經由管線(未標示)連接，並經由各別的止回閥41和42連接至一加壓的液壓介質之壓力源40(僅以符號示出)。該套栓腔室30或其內部空間30a係同樣地完全充滿一壓力介質93，該壓力介質正常為一(流體)液壓介質，特別是液壓油。或者，該壓力介質亦可為一氣動介質。該套栓腔室30或其內部空間30a係經由一管線(未標示)及一止回閥51連接至一用於加壓的壓力介質93之第二壓力源50。穿過該柱塞14與該通道開孔13之間，及該等活塞部份25a、25b與該連接腔室20包圍著它們之腔室部份21、22的內壁之間，和該套栓部份35a與該套栓腔室30包圍著它之腔室部份31的內壁之間，及該套栓部份35b與該通道開孔32之間等的環狀間隙逸出的液壓介質或壓力介質(洩漏)會經由管線(未標示)排放入收集桶60、61、62中，並由該等壓力源40和50補充。

二壓力貯槽37和38係在二徑向相反位置連接於該套栓腔室30，開口於該圓筒狀腔室部份31中的連接管線37a和38a靠近於該通道開孔32。該等壓力貯槽37和38正常係為液壓貯槽，但亦可呈壓縮氣體貯槽的形式。其亦可能有多於兩個壓力貯槽被環繞該套栓腔室30列設，較好是以相等距離分開。由以下該裝置之操作功能的說明可以清楚得知，該等壓力貯槽能用來重設該衝擊套栓35。

該等壓力貯槽的安排應要盡可能地均勻環繞該圓周，俾使當該衝擊套栓35向外移行(朝該圖中的右方)時，沒有液流致生的橫向力發展滋生，其係能夠偏離軸向移動該衝擊套栓35，故而會造成迅速磨損。取代二或更多個壓力貯槽，其亦可能提供單一個壓力貯槽，而具有二或更多的連接管線通至該套栓腔室30，該等連接管線的二或更多個連接口應要環繞該套栓腔室30的圓周均勻地分佈。

該柱塞14係配設一柱塞驅動器70，其容許該柱塞14被驅動進入該壓力腔室10中一特定距離。在所示實施例中，該柱塞驅動器70係呈一凸輪板的形式，其係可被一馬達驅動器(未示出)驅動，例如一電動或液壓馬達。或者，其亦可能該柱塞驅動器係呈一電動或液壓線性驅動器的形式。

由以下其操作的詳細說明將可易知，依據本發明的裝置可容許以較低的功率來達成大量能量的液壓儲存，此即是說一較長的充能時間，且所儲存的液壓能量可在一非常短的釋能時間內輸送。視該柱塞14所裝的驅動器功率而定，該充能時間相對於釋能時間之比係大約由100：1至1000：1。

該完全充滿流體液壓介質的壓力腔室10會形成該能量貯槽。該壓力腔室的液壓容量C係依如下公式計算：

其中V₀是該壓力腔室的容積，而E是該流體介質的彈性模數。該液壓容量的位能一般係由以下公式算出：

其中P是該壓力腔室中的液壓介質之壓力。

若該壓力腔室10內的液壓介質91之容積減少一特定量dV，例如因一柱塞14的進入，則會有一壓力的增加dp，其係依如下公式計算：

由物理學可知一流體介質的壓縮模數K和彈性模數E(E=1/K)係相干於其溫度和壓力。該二相干性皆可被以理論算出並在實務中決定，俾使可保持製程穩定性的適當測量值能被引入該設計中及其操作中(例如控制該裝置的溫度)。

依據本發明的裝置之操作的功能和模式係參照圖1-6說明於後。

該壓力腔室10和該連接腔室20的傳輸空間27皆分別地完全充滿該液壓介質91和92，且係在大約10-100bar的相同充填壓力下。因為該階狀活塞25的二端面為不同的尺寸，且該活塞25的圓周面由於密封的型態(環狀封隙物)而實際上沒有壓力，故該階狀活塞25將會因該等力作用在其端面上的結果而移向(該圖中的)左邊，且透過該閥體26，將會互鎖地不用一密封物而封閉通至該壓力腔室10的孔11(圖1)。

當該階狀活塞25移動時，在該孔11和該階狀活塞25的活塞部份25a之間至少有一部份受限容積的液壓介質會由該環狀封隙物逸入一通至該收集桶61的管線中。若該階狀活塞25係以密封元件密封，則一閥必須被提供於此位 置。該充填壓力同時會使該柱塞14在該壓力腔室10內向外移行，直到其與該柱塞驅動器70的凸輪板接觸為止。

該套栓腔室30的內部空間30a係完全地充滿該壓力介質93，其充填壓力係比在該連接腔室20的傳輸空間27內更高。該內部空間30a中設定的充填壓力係相關於該液壓介質92的設定壓力，且係大約呈反比於該壓力。該比例係由該衝擊栓35的環形面35c對其套栓部份35a的活塞端面之比值來決定。該充填壓力會確保該衝擊套栓35與其套栓部份35a會朝內移向(該圖中的)左邊至與一內部擋止物一樣遠(圖1)。該衝擊套栓35係同樣地被以環狀封隙物密封。當該衝擊套栓35向內移行至該內部擋止物上時，在該套栓部份35a與該階狀活塞25的活塞部份25b之間的傳輸空間27中之一部份受限容積的液壓介質，會經由該階狀活塞25的環狀封隙物和該衝擊套栓35的環形封隙物排放於通至該收集桶61的管線中。

該等壓力貯槽37和38係與該套栓腔室30的內部空間30a導通連接，而應盡可能具有較小的惰性，且尺寸應被設成能使該衝擊套栓35的向外移行會造成一盡可能較小的壓力增升，此即是說它們應具有一盡可能較淺的特性曲線。

當該柱塞驅動器70的凸輪板旋轉時，該柱塞14會被推入該壓力腔室10中。該柱塞14進入該壓力腔室10中會壓縮容裝其內的液壓介質91，該壓力幾乎會正比於該柱塞的行程而增升。所儲存的能量會以壓力增加的平方而增加(圖2)。

只要由該壓力腔室10中之(增升的)壓力所決定，並會作用在該階狀活塞25上的力F1小於該壓力F2，其係由該連接腔室20之傳輸空間27中的壓力所決定並由另一側作用在該階狀活塞25上者，則該孔11會保持關閉。

當該柱塞14達到一預定的進入深度，並因而排移一對應體積的液壓介質時，該力F1係大於該力F2，故該階狀活塞25會移向右方，且該孔11會因而開放(圖3)。

該階狀活塞25之具有較小截面的活塞部份25a會被來自該壓力腔室10的高壓力作用其上歷經一<0.2ms的週期。該具有可觀力量之壓力的突然施加會導致該階狀活塞25之一朝向(該圖)右邊的似衝擊運動，其會觸發該連接腔室20的傳輸空間27中之一壓力激波。該壓力激波會以音速(於液壓油約為1340m/s)橫越該輸送空間27。由於該階狀活塞25和該衝擊套栓35之間的較短距離，故該震波實際上會沒有時間延遲地達到該衝擊套栓35。

當該震波具有一力F3高得足以克服作用在該衝擊套栓35之環形面上的力F4時，該衝擊套栓35即會開始移動(圖4)。

來自該壓力腔室10的液壓介質91會更擴張，並將該階狀活塞25和衝擊套栓35驅向(該圖中的)右方，該衝擊套栓35會移出該套栓腔室30外。由於該結構性變換，該等階狀活塞25和衝擊套栓35的速度是不同的(圖5)。

該震波在該衝擊套栓35上的衝擊及該衝擊套栓之相關的向外移動，會產生該所要用途所需的脈衝動態處 理力量。在實際使用時，該衝擊套栓35會驅動一工具，例如一剪切刃或一衝擊鎚或一類似物。

當其向外移行時，該具有較大截面的套栓部份35a會通過該套栓腔室30中之壓力貯槽37和38的連接口37b和38b。因此該等連接口37b和38b的自由流通截面當該衝擊套栓35向外移行時會逐漸變得較小。緣是，當該衝擊套栓35向外移行時，一背壓會建立在該等貯槽37和38之連接口的前面。當該衝擊套栓35的套栓部份35a通過該等連接口上時，該背壓會變得更大，並因此產生一反抗力，其會將該衝擊套栓的速度在該終端位置減少至0。緣是，該衝擊套栓35在該機械擋止物33上之一硬撞擊會被避免。因此該等連接口37b和38b及其在該套栓腔室30中的安排，會形成一終端位置阻尼裝置。較好是，該等連接口具有一截面，其不同於一圓形形狀，且在一離開該階狀活塞25朝向該擋止物33的方向變得較小，如圖8中所示。該等連接口之此一特列的梨形或水滴狀截面形狀會有利於該背壓的建立。

圖8示出一稍微調變的套栓腔室30’，其不同於圖1-7的套栓腔室30實質上僅在其外部形狀。且，該套栓腔室30’有四個連接口各用於一壓力貯槽(未示出於此)，但只有連接口37b、38b和39b可見於該圖中。該四個連接口各具有前述的梨形或水滴狀開孔截面，其會在一朝該擋止物33的方向推拔。又，圖8示出二圓周凹槽(環形溝)34a和34b在該腔室部份31中和該通道開孔32中。它們可作為收集槽道以供洩漏物排放於該等收集桶61和62中。一徑向管線34c會開 口於該凹槽34a中，可供連接一壓力感測器82(見圖9)。

該套栓部份35b上的環形封隙物原則上可使該衝擊套栓35完全通過該等連接口37b和38b(且39b亦同)。為使該衝擊套栓35能再被由一終端位置回位，於此情況下特定的液壓措施係額外地需要，例如，通至該等壓力貯槽37、38之附加的管線37c和37d，如圖9中所示。至少一管線37c會在該擋止物33的區域中將該套栓腔室30’的內部空間30a連接於一圓周的環形管線37d，其又會再連接於該等壓力貯槽37和38。又，由圖9中可以看出該等套栓部份35a和35b係設有數組的圓周凹槽(環形溝)36a、36b和36c等，可供用於潤滑劑配佈及該衝擊套栓35的定心安裝。標號83係指另一壓力感測器。

該裝置會輸送一工作製程，例如一剪切製程，所需的驅動力或能量。當所要的工作製程已被完成時，該裝置會再回復至其開始構態。為此目的該柱塞驅動器70的凸輪板會進一步旋轉，而使該柱塞14被其內的壓力再移出該壓力腔室10外。在一線性驅動器的情況下，其亦會如此地回位。該衝擊套栓35係藉來自該等壓力貯槽37和38的壓力介質93之壓力向內移動(移向該圖中的左方)。該階狀活塞25係被該傳輸空間27內的液壓介質92推向(該圖中的)左邊，且該壓力腔室10的孔11會封閉。任何液壓或壓力介質的損失體積皆會被該液壓源40或壓力源50補償，且過多的液壓或壓力介質體積會被個別腔室的洩漏消除(圖6)。

可視該裝置要被使用的用途而定，要被該衝擊套 栓35驅動的工具(例如剪切刃或衝擊鎚)能被接合於該衝擊套栓或者不接合。

借助於該衝擊套栓35和該工具間之一可調整的空載行程，該衝擊套栓的動能和該壓力腔室10的殘餘能量(來自位能)之一極寬範圍的組合將能被使用。於此情況下該工具的殘餘能量必須以適當的阻尼措施分開地消除。

若該工具係固定地接合於該衝擊套栓35，則該二元件的殘餘能量會在該裝置之內建的終端位置阻尼中內部地消除。

以該衝擊套栓35驅動的工作製程較好須在該衝擊套栓通過連至該等壓力貯槽37和38的連接口37b和38b上(啟動終端位置阻尼)之前來進行。

為了控制該裝置的腔室10、20和30內的充填壓力，該等壓力源40和50的下游係可能使用是或不是以電力作動的伺服閥或壓力比例閥等。該止回閥41是絕對必要的。該等止回閥42和51亦能被以適當尺寸的節流閥取代。

圖7示出依據本發明的裝置之一變化例，其不同於圖1至6的實施例僅在有一附加的高壓容器80，其經由一管線(未標示)及一關閉閥81，例如一可電力作動的關閉閥，會與該壓力腔室10導通連接或與其解耦斷接，乃視該關閉閥的狀態而定。有關其結構和功能，本變化例其它方面完全對應於依據圖1的裝置，為此原因故並非全部的標號皆有被包含於圖7中。

在一連續旋轉的柱塞驅動器70之情況下，該附加 的高壓容器80可用來阻止該衝擊脈衝的觸發，假使其為了某些理由是較好或必須的。為此目的該正常關閉的關閉閥81是開放的，故該高壓容器80會連接於該壓力腔室10。因此該壓力腔室10的容量會增加，故若該柱塞14的行程保持相同，則壓力的增加會變得較小，且若該系統被適當地安排，則該孔11不會開放。

假使該階狀活塞25故障時，例如若該傳輸空間27內的充填壓力太低或該孔11未關閉時，該衝擊套栓35會依據該等內建的變換來跟隨該柱塞驅動器70的運動或該柱塞14的移動。

如上所述之依據本發明的裝置之實施例係特別有關使用於一分離製程中(例如獨立於溫度範圍來由一桿條材料剪掉一工件)，但亦可被例如用於一壓緊製程，例如在粉末冶金中，或用於打碎一材料。

圖10和11以示意形式作為舉例示出依據本發明的裝置使用於一剪切製程中。

標號100係指一桿條，一工件101會被由其剪切掉。該桿條100係被固持於一固定刃111與一夾爪112之間，並使該工件101貼抵一擋止物113(圖10)。依據本發明之用以產生脈衝動態處理力量的裝置之衝擊套栓35會貼抵一剪切刃114，且在一似衝擊的向外移動時，會在一極短時間內對抵該工件來驅動該剪切刃，而由該桿條100的其餘部份分離該工件(圖11)。

應請瞭解原理上其亦可能使該衝擊套栓35不與 該剪切刃114直接接觸，而有另外的部件被安排於其間。

10‧‧‧壓力腔室

11‧‧‧孔

12‧‧‧閥座

13、32‧‧‧通道開孔

14‧‧‧柱塞

20‧‧‧連接腔室

21、22‧‧‧圓筒狀腔室部份

23‧‧‧錐形推拔腔室部份

25‧‧‧階狀活塞

25a、25b‧‧‧活塞部份

26‧‧‧閥體

27‧‧‧傳輸空間

30‧‧‧套栓腔室

30a‧‧‧內部空間

31‧‧‧腔室部份

33、35c‧‧‧過渡區

35‧‧‧衝擊套栓

35a‧‧‧第一套栓部份

35b‧‧‧第二套栓部份

37、38‧‧‧壓力貯槽

37a、38a‧‧‧連接管線

40、50‧‧‧壓力源

41、42、51‧‧‧止回閥

60、61、62‧‧‧收集桶

70‧‧‧柱塞驅動器

91、92‧‧‧液壓介質

93‧‧‧壓力介質

A‧‧‧軸線

Claims (15)

1. 一種用於產生脈衝動態處理力量的裝置，包含：一壓力腔室，其內設有加壓的液壓介質；用以暫時地增升位於該壓力腔室內的液壓介質之壓力的構件；一連接腔室，設在該壓力腔室的下游並連接於該壓力腔室；一套栓腔室，設在該連接腔室的下游並連接於該連接腔室；一階狀活塞，被設成能在該連接腔室中移位，該活塞具有一閥體及一活塞部份，該閥體用以關閉一將該壓力腔室連接於該連接腔室的孔，該活塞部份面向該套栓腔室，而藉由該活塞部份，該連接腔室之一在該活塞部份與該套栓腔室之間的傳輸空間會相對於該連接腔室之遠離該套栓腔室的一側被密封，該傳輸空間具有加壓的液壓介質設於其內；一衝擊套栓，被設成能在該套栓腔室中移位，該衝擊套栓具有一第一套栓部份及一第二套栓部份，該第一套栓部份係有一較大的截面且該第二套栓部份係有一較小的截面，該第一套栓部份相對於該連接腔室密封著該套栓腔室之一會包圍該第二套栓部份的內部空間，及至少一容裝著加壓的壓力介質之壓力貯槽，該壓力貯槽係連接於該套栓腔室且經由一連接口與該套栓腔 室的內部空間導通連接，其特徵在於：該至少一連接口的開孔截面會在一離開該階狀活塞的方向推拔漸縮。
2. 如請求項1的裝置，其特徵在於：該套栓腔室係被設成緊鄰在該連接腔室的下游。
3. 如請求項1的裝置，其特徵在於：該裝置具有二或更多個壓力貯槽，該等二或更多個壓力貯槽設有數個相關的連接口，該等相關的連接口係被設在該套栓腔室中的徑向相反處或在相等距離分開處。
4. 如請求項1至3中之任一項的裝置，其特徵在於：該衝擊套栓係被設成能在該套栓腔室中盡量移出而如一終端位置一樣地遠，且該裝置具有一終端位置阻尼裝置，該終端位置阻尼裝置會在該衝擊套栓達到該終端位置之前剎止該衝擊套栓。
5. 如請求項4的裝置，其特徵在於：用於該等壓力貯槽的至少一連接口係設在該套栓腔室中，因此，當該衝擊套栓向外移行時，該至少一連接口會被該第一套栓部份逐漸地封閉，且所造成的背壓會逐漸地剎止該衝擊套栓，直到該衝擊套栓完全停滯。
6. 如請求項4的裝置，其特徵在於：該終端位置係由一擋止物所界定。
7. 如請求項1至3中之任一項的裝置，其特徵在於：該壓力腔室、該連接腔室及該套栓腔室係沿著一共同的軸線一個接一個對準排列。
8. 如請求項1至3中之任一項的裝置，其特徵在於：該衝擊套栓係可藉由該至少一壓力貯槽回復至一開始位置。
9. 如請求項1至3中之任一項的裝置，其特徵在於：該用以暫時地增升位於該壓力腔室內的液壓介質之壓力的構件具有一可供壓縮位於該壓力腔室內之液壓介質的柱塞，該柱塞係設成能被推入該壓力腔室或一高壓貯槽中，而一壓力脈衝係可從該高壓貯槽經一閥輸送至該壓力腔室。
10. 如請求項9的裝置，其特徵在於：該裝置具有一柱塞驅動器，用以將該柱塞推入該壓力腔室中。
11. 如請求項1至3中之任一項的裝置，其特徵在於：該裝置具有用以保持在該壓力腔室內、該傳輸空間內及該套栓腔室的內部空間中之充填壓力的構件。
12. 如請求項1至3中之任一項的裝置，其特徵在於：該裝置具有數個管線，而在該階狀活塞和該衝擊套栓移位時穿過密封隙被排移或逸出的液壓介質或壓力介質，能經由該等管線被供應至一收集桶。
13. 一種如請求項1至12中之任一項的裝置之使用，係用於驅動在一成形裝置、一分離裝置、或一壓緊裝置中的工具。
14. 如請求項13之使用，其中該工具為一剪切工具，其可供由一桿條材料剪切掉一工件。
15. 如請求項13之使用，其中該工具為一衝擊鎚，其可供壓緊或打碎一材料。

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