专利名称：具有两件组合式主体的工具组合件的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种工具组合件，尤其涉及一种具有一两件组合式主体的锤子组合件，这两件组合式主体包括一上壳体构件和一下壳体构件。
背景技术：
液压锤用于工作现场以用于在搬运大块的坚硬物体之前将该物体打碎。液压锤可安装于反铲机或挖掘机上，或者可手持。通常，锤子组合件由液压或气动压力源提供动力。在一工作行程或动力冲程期间，在活塞的第一凸肩上施加较高的流体压力，从而沿向前的方向驱动活塞。然后活塞撞击工作工具，该工作工具被向前驱动，从而使工作工具的工作末端撞击石块、水泥、沥青或其它要被打碎的坚硬物体。
在一返回行程期间，在活塞的第二凸肩上施加流体压力以使活塞回到其初始位置。
也被称作一刀具的工作工具被夹持在一套管中，一般将该套管称为一前端罩。当工具被向前驱动时，工具的动能就传送给要被打碎的物体。然而，如果没有与该物体完全接触的话，一定比例的能量就会被传送给前端罩。如果没有与要被打碎的物体接触的话，那么所有的能量都将被传送给前端罩。其结果，前端罩就会受到周期性负荷的作用，该负荷会将前端罩从锤子组合件的气缸拉出去。通常，使用若干外部系杆来将前端罩与气缸相连。系杆加大了锤子组合件的整体尺寸并增加了制造的复杂程度。通常必须以定期的工作间隔来替换诸系杆，因为它们会因疲劳而发生故障，而系杆的故障会给整个锤子组合件造成无法修复的损坏。
本发明的一个目的是克服上述的一个或多个缺点。
发明内容
根据本发明的第一个方面提供一种工具组合件，该组合件包括形成一腔室的一壳体和一往复活塞，该活塞布置在该腔室中以在一工作行程和一返回行程中进行周期性运动。该壳体包括一下壳体构件、一上壳体构件和一接合装置，该接合装置通过该上、下壳体构件的相对旋转而使上壳体构件可与下壳体构件接合，上、下壳体构件每个都形成腔室的一部分。
根据本发明的第二个实施例，提供有一种组装一工具组合件的方法，该方法包括以下步骤设置形成一下腔室的一下壳体构件；设置形成一上腔室的一上壳体构件；设置被容纳在上、下腔室之一中的一工作工具；通过上、下壳体构件的相对旋转而使上壳体构件可与下壳体构件接合，从而形成一工具组合件，该组合件形成包括上、下腔室的一单个腔室；以及施加一预加应力以将下壳体构件从上壳体构件推开。
图1是根据本发明的锤子组合件的立体图；图2是图1的锤子组合件的分解图；图3示出了根据本发明的另一个锤子组合件的纵截面图；图4是沿通过图3所示的锤子组合件的线IV-IV得到的横截面图；图5示出了根据本发明的另一个锤子组合件的纵截面图；以及图6是图5所示纵截面图的一部分的放大图。
具体实施例方式
参见图1到图2，其中示出了一工具组合件10，具体是一种液压锤工具组合件，该组合件可连接于反铲机或挖掘机(未示出)。该工具组合件10包括一壳体11、形成在该壳体11中的一腔室16、一活塞18和一工作工具20。该壳体11是一个两件组合式壳体，包括一上壳体构件12和一下壳体构件14，它们通常分别形成一上、下腔室，这两腔室一起组成腔室16。可将上壳体构件12称为气缸，而将下壳体构件14称为前端罩。活塞18可工作地容纳在腔室16中，从而活塞18可沿箭头22和24的大致方向平移。具体来说，在一个工作行程过程中，活塞18沿箭头22的大致方向移动，从而撞击工作工具20，该工作工具的上部容纳在下壳体构件14的腔室16中。相反，在返回行程中，活塞18沿箭头24的大致方向运动。
活塞18包括一工作部分26和一负荷部分28。加压流体由一第一液压源30推动工作部分26而前进以作为一驱动装置，并在工作行程中将活塞18向工作工具20推。类似地，加压流体由一第二液压源推动负荷部分28而前进以作为一返回装置，从而在返回行程过程中使活塞18返回。
将不再对液压回路作进一步描述，因为对熟悉本领域技术的人员来说显而易见的是可以使用任何适当的液压装置来向活塞18提供加压流体，比如使用US 5,944,120中所描述的装置。
在邻近工作行程结束处，活塞18撞击工作工具20。工作工具20包括一末端46。一工具夹持件(retension member)80夹持工作工具20并限制工作工具20沿箭头22的大致方向运动。将该工具夹持件80拆下就可将各种具有不同结构的末端46的工作工具20装到工具组合件10上。当活塞18撞击工作工具20时，活塞18的力通过工作工具20沿箭头22的大致方向被传递给末端46。另外，该力施加在诸如石块、水泥或沥青之类的坚硬物体上以将坚硬物体打碎。该工具夹持件并不形成本发明的一部分，但在我们的共同待审批申请中有详细描述。
图3和4示出了根据本发明的另一个锤子组合件。它与图1和2所示的区别仅仅在于工具夹持件，该夹持件的形式是与工具20中的槽150接合的一止动销148。
参见图1到4，上、下壳体构件12、14由一接合装置50连接。在所示的实施例中，该接合装置50包括绕上壳体构件12的一插头部分54的周边等距设置的四个凸耳52。它们的形状被设置成当将该插头部分54插入下壳体构件14的一插座部分56时四个凸耳52可在形成在该插座部分56的内壁60上的四个突起58之间通过。上壳体构件12随后相对于下壳体构件14旋转45°，从而使诸凸耳52接合在诸突起58之下。可以理解的是可以设想出其它形式的互相接合的突起，而且凸耳和突起的形状和数量可改变，不限于附图所示的形状和数量。在插座部分的内壁60上可形成一挡块(未示出)，从而在上壳体构件12旋转时，凸耳52之一与止档件接触以表示已被充分旋转到位。
设置形式为四个顶起螺丝70的预加应力装置用来推动四个凸耳52的面向上方的配合表面72而使之抵靠于设置在四个突起58的、相应的面向下方的配合表面74。诸螺丝70接合在绕上壳体构件12的一圆形法兰78的周边等距设置的诸螺纹孔76中。诸顶起螺丝70接合于形成在下壳体构件14的上端的、面向上方的一支承表面79。
虽然本发明是参照凸耳和突起进行描述的，但可以理解的是也可以设置其它形式的互相接合的突起部。例如，上壳体构件上的面向上方的配合表面可设置在形成一阳螺纹的一螺旋突起部上，并与下壳体构件上的作为一阴螺纹的一相应的螺旋突起部的面向下方的配合表面接合。在另一个实施例中，接合装置可为一插栓式管接头，其中，在上壳体构件的插头部分上设置有两个或更多个销子，这些销子与设置在插座部分的内表面上的两个或更多个L形插口接合。
虽然本发明是参照插头部分54形成在上壳体构件12上而插座部分56形成在下壳体构件14上的实施例描述的，但该接合装置的设置可以是相反的，即，插头部分形成在下壳体构件14上而插座部分形成在上壳体构件12上。
虽然上述的预加应力装置包括四个顶起螺丝70，但顶起螺丝的数量、类型和位置是可以改变的。另外，可以使用其它的预加应力装置，比如弹簧或其它将上、下壳体构件推开的弹性装置。在上、下壳体构件上分别设置有螺旋突起部的情况下，预加应力装置可为当上、下壳体构件受到一紧固扭矩后使螺纹产生的的弹性或塑性变形。
图5和6示出了根据本发明的另一个锤子组合件。这与图1到4的区别在于使用张紧螺丝而非压缩顶起螺丝来施加预应力。该工具组合件210包括一壳体211、形成在该壳体211中的一腔室216、一活塞218和一工作工具220。该壳体211是一个两件组合式壳体，它包括一上壳体构件212和一下壳体构件214，它们分别形成上、下腔室，这两腔室一起组成腔室216。活塞218可工作地容纳在腔室216中，从而活塞218可沿箭头222和224的大致方向平移。具体来说，在一个工作行程过程中，活塞218沿箭头222的大致方向移动，从而撞击工作工具220。相反，在返回行程中，活塞218沿箭头224的大致方向运动。液压回路、活塞218、工作工具220和工具夹持件280的工作与以上参照图1和2所述的一样，在此就不再进一步详细描述了。
上、下壳体构件212、214由一接合装置250连接。在所示的实施例中，该接合装置250包括绕上壳体构件212的一插头部分254的周边等距设置的四个凸耳252。它们的形状被设置成当将插头部分254插入下壳体构件214的一插座部分256时，四个凸耳252可在形成在插座部分256的内壁260上的四个突起258之间通过。上壳体构件212随后相对于下壳体构件214旋转，从而使诸凸耳252接合在诸突起258之下。可以理解的是可以设想出其它形式的互相接合的突起，且凸耳和突起的形状和数量可改变且不限于附图所示的。在插座部分的内壁260上可形成一挡块(未示出)，从而在上壳体构件212旋转时凸耳252之一与该挡块接触以表示已被充分旋转到位。
一环形支承表面300设置在插座部分256的内壁260上。一活塞套管302绕活塞设置并在一端支承该支承表面300。活塞套管302的另一端支承一阀套(valve sleeve)304，该阀套被抵靠于一储压腔(accumulator)壳体306而固定。该储压腔壳体306及其相关的储压腔盖308由诸张紧螺丝310固定于上壳体构件212的一上支承表面314。阀套304具有一弹性偏导法兰(deflector flange)312，当向诸张紧螺丝310施加一扭矩时，该法兰偏斜以提供一偏置压缩力，如以下所述。
诸张紧螺丝可呈颈部缩小的，并可形成一Bellville型连接装置(Bellvilletype interface)的部分。
工业应用性下面将描述对图1到4所示工具组合件的实施例的操作。在使用中，将诸顶起螺丝70紧固到一预定的扭矩以对接合装置预加应力，并在诸凸耳52的面向上的诸配合表面72和诸突起58的面向下的诸配合表面74之间建立已知的接触应力。
在图5和6所示的实施例中，当拧紧张紧螺丝310时，储压腔壳体306在与上壳体构件212的上支承表面314接触之前与弹性偏导法兰312接触。法兰312推动阀套304与活塞套管302接触，活塞套管抵靠着环形支承表面300。当螺丝310中的拉紧力增加时，从储压腔壳体306向阀套304施加的力增加，直到储压腔壳体306接触上壳体构件212的上支承表面314为止。此时，弹性偏导法兰312完全偏斜，而下壳体构件214被包括阀套304和活塞套管302的套管组(liner stack)从上壳体构件212推开，从而在凸耳252的面向上的配合表面272和突起258的面向下的配合表面274之间建立一预定的接触应力。
在所有的实施例中，在活塞18、218和工具20、220的周期性作用之下，接触应力周期性变化，但在整个周期中保持压缩，从而减少疲劳失效的危险，其中活塞和工具动作以将上壳体构件12、212和下壳体构件14、214拉开。相反，已有技术中的锤子组合件的系杆受到周期性拉伸应力作用且疲劳失效的危险性更大。
上壳体构件12、212是一个精密组件，它包括锤子系统的诸液压诸件并需要进行很多的加工，而下壳体构件14、214是精密度较低的组件，它只需要进行最低限度的加工。通过将两个壳体构件12、212、14、214作为单独的组件制造并由接合装置50、250将它们连接，下壳体构件的制造可更加经济且制造中不需要如上壳体构件所需的那样苛刻的公差。两个壳体构件12、212、14、214在连接之后可提供的单个壳体11、211的优点在于工具组合件10、210比系杆结构更加紧凑，且壳体11、211可为柱形，从而可在狭窄、受限的地方使用工具组合件10、210，比如在石板之间，而已有技术的较宽的系杆主体会与石板互相干扰。
虽然本发明是参照驱动装置和返回装置之液压源的锤子组合件来描述的，但本发明也可应用于任何具有可通过适当的驱动装置和返回装置而在一腔室中运动的活塞的工具组合件。本发明包括气动工具和其它冲击工具。
虽然在附图和上述的说明中对本发明进行了详细描述，但应该认为这样的说明和描述只是示例性的而非限制，可以理解，这里只示出并描述了优选实施例，落入本发明的精神实质的所有改变和变型都要受到保护。
权利要求
1.一种工具组合件，包括形成一腔室的一壳体和一往复活塞，该活塞布置在该腔室中以在一工作行程和一返回行程中进行周期性运动；其中，该壳体包括一下壳体构件、一上壳体构件和一接合装置，该接合装置通过该上、下壳体构件的相对旋转而使上壳体构件可与下壳体构件接合，上、下壳体构件每个都形成腔室的一部分。
2.如权利要求1所述的工具组合件，其特征在于，它还包括驱动装置，该驱动装置在一工作行程中移动活塞；以及，返回装置，该装置在一返回行程中沿与工作行程中的方向相反的方向移动活塞。
3.如权利要求2所述的工具组合件，其特征在于，它还包括一工作工具，该工作工具的至少一部分被夹持在腔室中，其中，驱动装置是一第一液压源，该液压源在一工作行程中将活塞向工作工具移动，而返回装置是一第二液压源，该液压源在一返回行程中将活塞从工作工具移开。
4.如以上任意一项权利要求所述的工具组合件，其特征在于，接合装置包括在上、下壳体构件上的互相接合的诸突起。
5.如以上任意一项权利要求所述的工具组合件，其特征在于，它还包括预加应力装置，该装置适用于将下壳体构件从上壳体构件推开。
6.如权利要求5所述的工具组合件，其特征在于，接合装置包括下壳体构件的一面向上方的配合表面，该表面适用于与上壳体构件的一面向下方的配合表面接合，该预加应力装置被布置成用来促使该两配合表面互相抵靠。
7.如权利要求6所述的工具组合件，其特征在于，预加应力装置包括至少一个顶起螺丝。
8.如权利要求7所述的工具组合件，其特征在于，至少一个顶起螺丝接合在上壳体构件中的一螺纹孔中且适于与下壳体构件的一面向上方的配合表面接合。
9.如权利要求7或8所述的工具组合件，其特征在于，预加应力装置包括多个顶起螺丝，这些螺丝绕上壳体构件的周边布置。
10.如权利要求6所述的工具组合件，其特征在于，预加应力装置包括至少一个张紧螺丝。
11.如权利要求10所述的工具组合件，其特征在于，预加应力装置还包括一压缩套管，该压缩套管由所述至少一个张紧螺丝中的张紧力作用而与下壳体构件上的一支承表面压缩接触。
12.如权利要求11所述的工具组合件，其特征在于，压缩套管包括至少一个具有一弹性偏导法兰的套管构件。
13.如以上任意一项权利要求所述的工具组合件，其特征在于，接合装置包括一插栓式管接头。
14.如权利要求1到12中任意一项所述的工具组合件，其特征在于，接合装置包括在上、下壳体构件上的互相接合的螺旋突起部。
15.一种包括如以上任意一项权利要求所述的工具组合件的液压锤。
16.一种组装一工具组合件的方法，该方法包括以下步骤设置形成一下腔室的一下壳体构件；设置形成一上腔室的一上壳体构件；设置被容纳在上、下腔室之一中的一工作工具；通过上、下壳体构件的相对旋转而使上壳体构件可与下壳体构件接合，从而形成一工具组合件，该组合件形成包括上、下腔室的一单个腔室；以及施加一预应力以将下壳体构件从上壳体构件推开。
全文摘要
一种工具组合件，例如一种液压或气动锤组合件包括形成一腔室的一壳体和一往复活塞，该活塞布置在该腔室中以在一工作行程和一返回行程中进行周期性运动。该壳体包括一下壳体构件、一上壳体构件和一接合装置，该接合装置通过上、下壳体构件的相对旋转而使上壳体构件可与下壳体构件接合，从而上、下壳体构件每个都形成腔室的一部分。上壳体构件是一个精密部件，它包括诸液压组件或其它驱动活塞所需的驱动组件，而下壳体构件可以单独制造，因为它不需要以如上壳体构件所需的那样苛刻的公差来制造。所得到的工具组合件比传统的系杆工具组合件更加紧凑。
文档编号B25D9/00GK1880030SQ200610091378
公开日2006年12月20日 申请日期2006年6月14日 优先权日2005年6月15日
发明者L·P·彼勒斯二世 申请人:卡特彼勒公司