专利名称：工具机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工具机、尤其是手持式凿削工具机。
背景技术：
在凿削用手持工具机中，在钎凿从工件抬起时应停止凿削操作。在气动式工作的冲击机构中，空气弹簧可借助附加的通风孔去激活，所述通风孔仅在钎凿移开时才打开。为此，锤头、也称为中间锤或铁砧在虚空冲击之后应保持远离通风孔。但这有时由于锤头在前止挡上反弹而不能实现。
发明内容
按照本发明的工具机具有一个锤头，该锤头沿着轴线在一个导向装置中被导向。 一个气动室具有随锤头沿着轴线的运动而变化的容积。气动室由锤头、导向装置、自有介质操作的阀装置封闭。气动室的容积随锤头沿着轴线的运动而变化。自有介质操作的阀装置在锤头和导向装置之间的穿流通道中具有一个能在支座中沿着轴线在两个位置之间运动的密封元件。穿流通道在密封元件的两个位置中的贴靠在支座的第一挡靠面上的第一位置中具有第一横截面积，并且穿流通道在密封元件的两个位置中的贴靠在支座的与第一挡靠面沿着轴线错开的第二挡靠面上的第二位置中具有第二横截面积。第二横截面积大于第一横截面积。自有介质操作的阀装置例如可以具有一进入锤头或导向装置中的槽和一密封元件。密封元件能在槽中沿着轴线在第一槽壁和第二槽壁之间运动。阀装置的穿流通道在密封元件的贴靠在第一槽壁上的第一位置中具有第一横截面积并且在密封元件的贴靠在第二槽壁上的第二位置中具有第二横截面积，第二横截面积大于第一横截面积。贴靠在第一槽壁上时，密封元件封闭或节流流入或流出气动室的空气流。当锤头滑动返回到工具接纳部中时，锤头通过封闭的气动室获得制动作用。贴靠在第二槽壁上时，较大的空气流可以通过穿流通道的第二横截面积。在沿冲击方向运动时，阀装置能实现在气动室中的压力平衡， 因此不出现制动作用。一种设计方案规定气动室的容积在锤头沿冲击方向运动时增加，并且支座的第一挡靠面朝向气动室，例如槽以第二槽壁朝向气动室设置。密封元件在空气流从气动室流出时朝向支座的面向气动室的挡靠面移动。在该第一变型方案中，当锤头向前运动并且容积变大时，空气应能流入气动室中。如果气动室的容积在锤头沿冲击方向运动时减小，则支座的第二挡靠面朝向气动室，例如槽以第一槽壁朝向气动室设置。另一种设计方案设置两个通过自有介质操作的阀装置连接的气动室。一种设计方案规定穿流通道在支座的第一挡靠面与密封元件的朝向支座的第一挡靠面的第一挡靠面之间和在支座的第二挡靠面与密封元件的朝向支座的第二挡靠面的第二挡靠面之间延伸。当支座和密封元件相互贴靠时，穿流通道的第一横截面积由支座的和密封元件的第一挡靠面之间的空间决定。支座的第二挡靠面和/或密封元件的朝向支座的第二挡靠面的挡靠面、即第二挡靠面可以具有至少部分径向地、即垂直于轴线延伸的沟槽。这些沟槽限定大于零的第二横截面积并且使流入或流出气动室的空气交换成为可能， 即使密封元件贴靠在第二槽壁上。支座的和密封元件的这两个第二挡靠面仅部分齐平地封闭，例如由于沟槽。第二横截面积不等于零并且空气流可流动通过穿流通道。如果所述两个第一挡靠面彼此齐平，则第一横截面就等于零。槽和密封元件可以围绕轴线环形地延伸并且密封元件在第一位置中分别沿着一条围绕轴线的封闭的线接触导向装置和锤头。一种设计方案规定通道从第一槽壁向第二槽壁在槽的槽底和密封元件之间延伸。阀的穿流通道在密封元件和主体之间延伸，在该主体中制出槽。在一种设计方案中，第一槽壁相对于轴线倾斜小于60度，而第二槽壁相对于轴线倾斜至少80度。一种设计方案规定流动通道的第一横截面积最多为流动通道的第二横截面积的十分之一。一种设计方案规定锤头具有一个棱柱形的第一区段和一个横截面积相对于第一区段较大的第二区段，其中，阀装置设置在锤头的第二区段上。棱柱形是指横截面沿着轴线恒定的主体、例如圆柱体。一种设计方案规定与自有介质操作的阀装置沿着轴线错开地在锤头和导向装置之间设有密封件，用以密封气动室，其中，自有介质操作的阀装置和密封件与轴线隔开不同距离地布置。一种实施方式具有节流装置，该节流装置将气动室与空气储备连接。各气动室的由各气动室的容积依冲击方向的微分限定的有效横截面积大于节流装置的横截面积的一百倍。锤头平行于轴线运动，由此气动室的容积变化与沿着轴线的位移和有效横截面积成比例。有效横截面积可以通过按运动方向或冲击方向的微分数学运算求出。在圆柱形的导向装置和圆柱形的锤头的情况下，有效横截面积等于垂直于轴线的最大横截面积。气动室的有效横截面积与节流装置的横截面积的比值确定节流装置中的空气关于锤头速度的相对流动速度。从该相对流动速度起，空气能够足够迅速地离开气动室，而不产生相对于环境的压力降。已认识到，节流装置中的空气的绝对速度不能被超过。但节流装置看来对于绝对速度的极限值是可阻断的。这样选择百倍、优选三百倍的比值，使得在由冲击机构驱动锤头的情况下到达在节流装置中的空气的绝对速度，在手动地使锤头运动的情况下明显低于绝对速度。结果，节流装置在锤头被冲击时截止、而在手动地使锤头运动时打开。在一种设计方案中，阀装置构造为节流阀装置。各气动室的由气动室的容积依冲击方向的微分限定的有效横截面积大于流动通道的第一横截面积的一百倍。支座的第一挡靠面和/或密封元件的朝向支座的第一挡靠面的挡靠面可以具有至少部分垂直于轴线径向延伸的沟槽。这些沟槽的横截面积之和小于气动室的有效横截面积的百分之一。一种设计方案具有一个气动冲击机构，该冲击机构设置成以其冲击活塞沿冲击方向冲击到锤头上；并且具有一个用于接纳工具的工具接纳部，锤头设置成沿冲击方向冲击到工具上。锤头是能沿着轴线运动的冲击主体或铁砧，所述冲击主体或铁砧设置在气动冲击机构的锤和装入工具接纳部中的工具之间。
下面的描述借助示例性的实施方式和附图来解释本发明。在附图中
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图1示出具有气动冲击机构和锤头制动器的手持式工具机；图2示出处于运行位置中的气动冲击机构；图3示出具有一个室和运动的阀的、处于制动位置的锤头制动器；图4示出处于松脱位置中的、图3的锤头制动器；图5和6示出在图3和图4的V-V和VI-VI平面内的横剖面图；图7示出图4的局部放大图；图8至11示出其它的锤头制动器；图12和13示出具有两个室的锤头制动器；图14和15示出具有固定的密封元件的锤头制动器；图16示出固定的锤头制动器；图17示出用于哑铃形锤头的锤头制动器；图18示出具有两个室和固定的密封元件的锤头制动器；图19示出其它锤头制动器的纵剖面图；图20示出图19的锤头制动器的沿XX-XX平面的横剖面图；图21示出图19的局部放大图；图22示出另一种用于锤头制动器的阀的局部放大图。
具体实施例方式如无另外说明，相同或功能相同的元件在附图中用相同的附图标记表示。图1示出一个冲击钻机1作为凿削工具机的实施方式。冲击钻机1具有一个机器壳体2，在该机器壳体中设置一个马达3和一个由马达3驱动的气动冲击机构4并且优选可拆卸地固定工具接纳部5。马达3例如是电动马达，该电动马达通过有线的电网接头6或可充电电池系统被供电。气动冲击机构4将装入工具接纳部5中的工具7、如钻头或钎凿从冲击钻机1远离地沿着轴线8在冲击方向9上推到工件中。冲击钻机1可选地具有一个旋转驱动装置10，该旋转驱动装置可以使工具7附加于冲击运动地围绕轴线8旋转。在机器壳体2上固定一个或两个把手11，所述把手允许使用者握持冲击钻机1。纯凿削实施方式如凿锤与冲击钻机1的区别基本上仅在于没有旋转驱动装置10。示例示出的气动冲击机构4具有一个冲击活塞12，该冲击活塞通过被激励的空气弹簧13被激励沿着轴线8向前、即在冲击方向9上运动。冲击活塞12冲击到一个锤头20 上并且在此将其一部分动能传送给锤头20。由于反冲力并且被空气弹簧13激励地，冲击活塞12向后运动、也就是说逆着冲击方向9运动直至压缩的空气弹簧13再次将冲击活塞12 向前推动。空气弹簧13由一个气动室构成，该气动室在轴向上向前由冲击活塞12的后端面21并且在轴向上向后由激励活塞22封闭。在径向方向上，气动室在圆周上由一冲击筒管23封闭，冲击活塞12和激励活塞22沿着轴线8在该冲击筒管中被导向。在其它结构方式中，冲击活塞12可在罐形的激励活塞中滑动，激励活塞在径向方向上、即在圆周上封闭气动室的空腔。空气弹簧13通过激励活塞22的沿着轴线8的强迫振荡运动被激励。偏心驱动装置对、摆动驱动装置等可将马达3的旋转运动转化为线性的振荡运动。激励活塞22 的强迫运动的周期与由冲击活塞12、空气弹簧13和锤头20构成的系统的共同作用和它们的相对的轴向距离、尤其是冲击活塞12与锤头20的预定的撞击点25相协调，以便激励系统共振并且由此对于从马达3到冲击活塞12上的能量传递优化地激励系统。锤头20是主体、优选是旋转体，具有一个朝向冲击方向9露出的前冲击面沈和一个逆着冲击方向9露出的后冲击面27。锤头20将对其后冲击面27的撞击传递到贴靠在其前冲击面沈上的工具7上。锤头20根据其功能也可称为中间锤。一个导向装置观沿着轴线8对锤头20进行导向。在所示的实施例中，锤头20部分地以后端部插入一个后导向区段四中。后端部以其径向外表面沿径向方向贴靠在该导向区段四上。同样，一个前导向区段30可包围锤头20的前端部并限制其径向运动。后导向区段四和前导向区段30同时构成两个止挡，这两个止挡将锤头20的轴向运动限制到在后止挡四和沿冲击方向9位于前面的止挡(锤头止挡)30之间的路段上。锤头20具有一个增粗的中间区段33，该中间区段以其端面挡靠在导向区段四、30上。示例示出的导向装置观具有一个例如圆柱形的在圆周上闭合的导向管31，锤头20在该导向管中被导向。锤头20的较粗的区段33以其周面34、即径向外表面至少局部地或沿其整个圆周与导向管31 的内壁32径向隔开距离。在增粗的中间区段33的整个轴向长度上，在锤头20和导向管31 之间延伸一个沟槽形或圆筒形的缝隙35。缝隙35例如可具有在0. 5mm至4mm之间的径向尺寸。在凿削时，工具7支承在锤头20的前冲击面沈上，由此锤头20保持压靠在后止挡四上(图幻。冲击机构4按锤头20的缩进的位置被设置(auslegen)。冲击活塞12的预定的撞击点25(图幻和在冲击活塞12运动中的换向点由缩回的锤头20的后冲击面27确定。使用者一将工具7从工件移开，就应中断气动冲击机构4的冲击功能，因为否则冲击钻机1将虚空冲击。冲击活塞12撞击到锤头20上导致锤头20朝向前止挡30滑动并且优选保持在其附近不动。冲击活塞12可以超过预定的撞击点25向前、在冲击方向9上运动直至优选起缓冲作用的止挡30。在前移超过撞击点25的位置中，冲击活塞12释放冲击筒管23中的通风孔36，被激励的空气弹簧13的气动室通过该通风孔优选与机器壳体2中的环境连接并且进行通风。空气弹簧13的作用被减小或者取消，由此冲击活塞12由于与激励活塞22的耦联减弱或消失而保持不动。当锤头20缩回直至后止挡四并且冲击活塞 12封闭通风孔36时，冲击机构4再次被激活。为了使锤头20在虚空冲击后优选保持在前止挡30附近，锤头20可基本上不被制动地在冲击方向9上朝向前止挡30运动，但在朝向后止挡四的反方向上的运动却克服至少一个空气弹簧40的弹簧力进行。空气弹簧40的弹簧力根据锤头20相对于导向装置观的运动方向来控制。锤头20的一个至少部分径向延伸的面和导向装置28的一个至少部分径向延伸的面构成气动室40的内表面，该气动室垂直或倾斜于轴线8定向。这两个径向延伸的面的轴向距离随锤头20的运动而变化并且由此气动室40的容积变化。容积变化引起气动室40 内部的压力变化。较粗区段33的逆着冲击方向9指向的后撞击面41可构成气动室40的第一径向延伸的内表面。导向装置观的朝向冲击方向9的后撞击面42可以是气动室40的第二径向延伸的内表面，导向装置观的后撞击面42与较粗区段33的后撞击面41限定后止挡29。在径向方向上，气动室40在一侧由导向装置观并且在另一侧由锤头20封闭。锤头20和导向装置观之间的严密的气密的密封通过第一密封元件43和第二密封元件44实现。密封元件43、44沿着轴线8彼此错开地设置。第一密封元件43例如设置在两个止挡四、30之间，第二密封元件44在轴向上设置在两个止挡四、30之外、即设置在相应的撞击面 42之外。气动室40的径向延伸的内表面位于两个密封元件43、44之间。在所示的实施方式中，密封元件43、44设置在锤头20的具有不同横截面的区段上，由此密封元件43、44与轴线8的距离大小不同。在其它实施方式中，密封元件43、44的至少一些区段具有到轴线8 的不同的距离。在垂直于轴线8的平面上的投影中，这两个密封件不重叠或至少局部不重叠。通过至少一个所述密封元件43、44构造为阀50，实现空气弹簧40与锤头20的运动方向的关联性。空气通道45将气动室40连接到环境中的、如机器壳体2中的空气储备上。在通道45中设置阀50，该阀控制通过通道45的空气流。控制根据锤头20的运动来进行。当锤头20沿冲击方向9运动时，阀50打开并且空气可以从储备中通过通道45补充流入气动室40的变大的容积中，由此该空气弹簧去激活。当锤头20逆着冲击方向9运动时，阀50阻断通道45。气动室40中的压力随着气动室40容积的减小而增大，由此空气弹簧40反作用于锤头20的运动。在一种实施方式中，阀50构造为自动或自有介质操作的阀50、例如止回阀或节流止回阀。阀50通过流入阀50中的空气流被操作。空气流由气动室40和与其通过阀50连接的空间51之间的压差引起。连接的空间51可以是很大的空气储备、如环境、机器壳体2 的内部、或具有限定容积的封闭的另一气动室。在所示的实施方式中，空气弹簧40将阀50的起密封作用的封闭体52压靠到阀50 的阀开口 53或阀座上，由此将阀开口 53严密地封闭。当通过阀50连接的空间51内的压力克服空气弹簧40、即超过气动室40内的压力时，封闭体52被从阀开口 53压离。空气可通过阀开口 53沿空气通道45流入气动室40中。在锤头20运动时，气动室40的容积与锤头20的速度以及与由气动室40包围的容积的环形横截面积成比例。在打开状态中，阀50在其垂直于流动方向的最窄的位置处具有孔，该孔的横截面积(液压横截面积)优选不低于气动室40的有效横截面积的1/30、如 1/20、10%。被挤压的空气以大约30倍、更确切地说20倍、10倍于锤头20的流动速度通过打开的阀50。一节流孔M可以对气动室40通风。节流孔M例如可以是穿过导向管31的壁的钻孔。节流孔M的流动横截面(液压横截面)的面积比气动室40的环形横截面积小至少两个数量级、例如小于0. 5%。节流孔M例如大于环形横截面积的1/2000或1/1500，以便使手动推入锤头20成为可能。节流孔M的流动横截面或横截面积在其垂直于流动方向的最窄的位置处确定。如果节流装置M应在无压力变化的情况下补偿容积变化，则挤压的空气必须以至少百倍于锤头20的速度通过节流装置。空气的流动特性为流动速度设定了上限，因此压力平衡虽然在锤头20缓慢运动的情况下是可能的、但是在锤头快速运动的情况下是不可能的。在虚空冲击时，锤头20在冲击方向9上的速度约在lm/s至10m/S的范围中。气动室40的容积相应快速地变大。空气通过打开的阀50以高的速率流入气动室40中，使得压力平衡迅速进行。当锤头20在锤头止挡30上被反射时，其逆着冲击方向9的速度可处于相同的数量级。阀50闭合并且封闭的气动室40的压缩使锤头20制动。节流孔M仅使很少的空气流流出，由此在气动室40中维持过压。在逆着冲击方向9低于0. 2m/s的缓慢运动的情况下，对于新安置钎凿典型地，空气可以以足够的速率通过节流孔M流出，以便能实现压力平衡。代替一个分开的节流孔54，阀50可设计为节流阀，该节流阀在关闭/节流的位置中使相应的节流孔打开。图3和图4示出示例的、具有处于闭合或打开状态中的阀60的实施方式。图5和图6是阀60的平面V-V或VI-VI中的横剖面图。阀60具有一作为封闭体52的密封圈61、 即环形密封元件，该密封元件装入锤头20的较粗区段33中的在圆周上延伸的槽62中。锤头20和导向管31之间的缝隙35被密封圈61和槽62沿着轴线8分为两个区段，这相应于被阀50划分的空气通道45。根据密封圈61的位置，空气可沿着缝隙35流动。可封闭的阀开口通过密封圈61在槽62的前槽壁、即沿冲击方向9的槽壁63的区域中的配合来限定。密封圈61例如是由天然橡胶或合成橡胶制成的弹性的0形圈。密封圈61的径向向外的面、在下面称为径向外表面64沿密封圈61的整个圆周紧密地(形锁合地)贴靠在导向管31的内壁32上，从而使密封圈61和导向管31密封地彼此封闭。密封圈61可径向预紧地装入导向管31中，以便支持气密的密封。密封圈61的厚度65、S卩外半径与内半径的差优选小于槽62的深度66。密封圈61的径向向内的面、在下面称为径向内表面67在径向方向上与槽62的槽底68至少在沿着较粗区段33的圆周的一个区段中隔开距离。在槽底 68和密封圈61之间是一条缝隙69，空气可通过该缝隙沿着轴线8流动。对于阀60的闭合或严密密封的状态，密封圈61以其前端面、即朝向冲击方向9的端面70贴靠在槽62的前槽壁63上(图幻。前槽壁63和前端面70至少沿着一条围绕轴线 8的环形闭合的线相互接触。前端面70例如可以是削平的，以便以相同的斜度、例如垂直于轴线8地封闭在槽壁63的面上。通过密封圈61与槽壁63 (即锤头20)或与导向管31 (即导向装置观)的成对严密的密封形成阀60的严密的密封。锤头20逆着冲击方向9的运动使阀60稳定在闭合状态中。与环境相比，在通过阀60封闭的气动室40中压力升高，由此密封圈61被压靠到前槽壁63上。对于打开状态，密封圈61以后端面、即逆着冲击方向9的端面71贴靠在槽62的后槽壁72上(图4)。这样确定前槽壁63至后槽壁72的距离，使得当密封圈61贴靠在后槽壁72上时，密封圈61至少局部地沿圆周与前槽壁63脱开。例如，在槽壁之间的距离大于密封圈61沿着轴线8的尺寸。密封圈61沿着轴线8从前槽壁63向后槽壁72移动。后槽壁72和/或密封圈61的后端面71这样构造，使得它们相互接触所沿的贴靠面被至少一个位于贴靠面中的、从槽底68直至导向管31贯通的通道中断。例如在后端面 71中设有一个或多个径向延伸的沟槽73。密封圈61仅局部地沿圆周接触后槽壁72并且空气可流动通过沟槽73。因此，通过打开的阀60的通道沿着前端面70、径向内表面67和沟槽73延伸。锤头20沿冲击方向9的运动使阀60稳定在打开状态中。在气动室40中， 压力降低到例如空间51中的环境压力之下，压力梯度引起空气流入并且将密封圈61挤压到后槽壁72上。代替或附加于密封圈61中的沟槽73，可以在后槽壁72中制出径向延伸的沟槽。空气可沿这些沟槽流动，沟槽之间的隔板防止由密封圈61封闭沟槽。后端面71可具有其它结构来代替沟槽73，这些结构限定从径向内表面67至径向外表面64的通道。通道可严格径向地或附加地部分沿着密封圈61的圆周延伸。例如可设有硬的小凸块，这些小凸块在锤头20向前运动时克服产生的力维持这些通道。密封圈61可在其径向内表面上具有沟槽74(图7)。这能实现使用贴靠在槽底上的密封圈61。在一种设计方案中，当前端面70贴靠在前槽壁63上时，密封圈61起节流作用。小空气流可在端面70和前槽壁63之间流过。为此可在前端面70中制出细的径向通道。这些通道的总有效横截面积小于后端面71中的通道73的总有效横截面积。细的通道的垂直于空气流的横截面积最高限制为在所有沟槽73上累加的垂直于空气流的横截面积的百分之一。第一密封元件43在该实施方式中通过在止挡四、30之间运动的阀60实现。第二密封元件44相对于后止挡四在轴向上、逆着冲击方向9错开地设置并且例如固定地支承在导向装置观中。第二密封元件44优选构造为环形的、例如由橡胶制成的0形圈。锤头 20具有一个圆柱形的后区段75，该后区段通过第二密封元件44紧密地利用其径向内表面导向。圆柱形的后区段75的长度76优选这样确定，使得当锤头20贴靠在前止挡30上时， 至少一部分后区段75插在第二密封元件44中，以便在锤头20的每个位置都严密地密封气动室40。后区段75的长度76至少长于锤头20在前止挡30和后止挡四之间的路程。第二密封元件44例如可装入一圆筒形的套筒77中，该套筒被推进导向管31中。 套筒77的前端面可构成用于后止挡四的挡靠面42。套筒77的横截面积可基本上预定气动室40的横截面积。作为替换方案，第二密封元件44可固定在锤头20的后区段75上、例如环形槽中。套筒77设有优选光滑的圆柱形的内壁，第二密封元件44在该内壁上沿着该内壁滑动。后区段75的直径小于较粗区段33的直径，由此阀装置60比第二密封元件44以到轴线8的更大的距离设置。前槽壁63可相对于轴线8倾斜、如在45度至70度之间。倾斜的槽壁63可张开密封圈61，以便支持在前槽壁63上密封的定位。图8和9示出示例的、具有处于闭合或打开状态中的阀80的实施方式。图10和 11为阀80在平面X-X或XI-XI中的横剖面图。阀80具有一作为封闭体的密封圈81，该密封圈装入锤头20的较粗区段33中的在圆周上延伸的槽82中。锤头20和导向管31之间的缝隙35构成通道45，该通道被槽82和密封圈81沿着轴线8划分。在槽82的前槽壁90 的区域中，密封圈81可封闭通道45。槽82可这样容纳密封圈81，使得密封圈81与导向管31的内壁32隔开距离(图 8)、即在密封圈81和导向管31之间是一个气隙84。槽82的深度85为此可至少与密封圈 81的厚度86 —样大。槽底88的长度87可选择成至少与密封圈81沿着轴线8的长度89 一样大。槽底88基本上平行于轴线8延伸并且是圆柱形的。空气可沿着缝隙35流入气动
室40。前槽壁90相对于轴线8倾斜并且优选限定锥形面，该锥形面的半径沿冲击方向9 增加。在阀80的闭合状态中，密封圈81推套到锥形的前槽壁90上。密封圈81在此在径向上被张开并且其外径增大，至少增大如此程度，以致密封圈81的径向外表面91接触导向管31的内壁32 (图9)。在锤头20和导向装置28之间通过它们成对地与密封圈81严密密封地接触而形成严密的密封。
在锤头20向后运动时的压力条件将密封圈81推到锥形的前槽壁90上并且由此使阀80自动封闭。在向前运动时，密封圈81从锥形的前槽壁90脱开、松弛到其外径较小的原始形状并且释放气隙84以将阀80打开。密封圈81例如是由天然橡胶或合成橡胶制成的弹性的0形圈。密封圈81可对称于一垂直于轴线8的平面成型、即设有相同的端面。第二密封元件44可相对于后止挡四在轴向上、逆着冲击方向9错开地设置并且例如可以是固定地支承在导向装置观中的密封圈。或者，第二密封元件44可支承在锤头 20的后区段75上。图12示出一种具有阀60的实施方式，该阀气动地耦联前气动室120和后气动室 40。对于元件、尤其是对于后气动室40的描述参见与阀60有关的实施方式。在两个气动室40、120之间的空气通道134完全设置在导向装置观之内。锤头20的较粗区段33的前撞击面构成前气动室120的后内壁132并且较粗区段 33的后撞击面构成后气动室40的前内壁41。前气动室120的前内壁131可通过导向装置 28的限定前止挡30的区域构成。在前气动室120中也可设置一由橡胶制成的弹性的缓冲元件、如0形圈，该缓冲元件减弱锤头20对前止挡30的碰撞。前气动室120的两个内壁 131、132在垂直于轴线8的平面中的投影基本上相同。后气动室40的后内壁42可通过导向装置28的限定后止挡四的面构成。后气动室40的两个内壁41、42在垂直于轴线8的平面中的投影基本上相同。在锤头20运动时，在每一个气动室40、120的内壁之间的轴向距离改变并且因此其容积改变。这两个容积之和可以是恒定的，对此投影到垂直于轴线8 的平面上的前内壁的面积和后内壁的相应投影的面积大小相等。在锤头20和导向管31之间的缝隙35构成气动室40、120之间的空气通道134。 较粗区段33的周面34中的沿着轴线8延伸的沟槽可构成附加的空气通道。较粗区段33上的阀60阻断从后气动室到前气动室120中的空气流并且对于从前气动室到后气动室40中的空气流来说打开。阀60的结构可从前面的描述中得出。第三密封元件可以是由橡胶制成的密封圈142，该密封圈相对于前止挡30在轴向上、沿着冲击方向9错开地设置。第三密封元件133例如可装入导向管31的槽中。锤头20 具有一个圆柱形的前区段143，该前区段通过第三密封元件133紧密地利用其径向内表面 144导向。圆柱形的前区段143的长度145优选这样确定，使得当锤头20贴靠在后止挡四上时至少一部分前区段143插入第三密封元件133中，以便在锤头20的每个位置中严密地密封前气动室120。当锤头20贴靠在前止挡30上时，前区段143沿冲击方向9超过第三密封元件133至少这样一个长度，该长度等于锤头20在前止挡30和后止挡四之间的路程。 前区段143的直径小于较粗区段33的直径。在一种替代设计方案中，密封圈146固定在锤头20的前区段143上、例如环形槽中(图13)。密封圈146在导向装置观中的圆筒形的套筒147之内滑动并且借助其在锤头 20的每个位置中密封。密封圈146的径向外表面148接触套筒147。代替或附加于具有轴向浮动的密封圈61的单向阀60，可设置其它的单向阀系统， 例如所描述的在较粗区段33上的具有用于密封圈80的锥形滑槽、瓣形阀100、缝隙式密封阀110的系统。图14和图15示出另一种具有阀150的实施方式的纵剖面图或在平面XVIII-XVI11中的横剖面图。阀150固定地支承在导向装置观中并且构成第二密封元件 44。与前面的实施方式相比，阀150关于冲击方向9的定向改变了，因为从工具看去阀150 设置在气动室40的后面。阀150的结构在很大程度上相应于结合阀50阐述的实施方式的结构。与阀50相比唯一重要的区别是阀150关于冲击方向9的反向设置的定向。两种阀50和150能实现空气流入气动室40中并且防止空气流出。阀150具有密封圈151，该密封圈支承在导向装置 28中的环绕的槽152内。密封圈151齐平并且气密地包围锤头20的后区段75。在槽152 的槽底153和密封圈151之间是一条缝隙154，空气可通过该缝隙沿着轴线8流动。槽152 比密封圈151更宽，以便能使密封圈151沿着轴线8运动。前槽壁155和密封圈的前端面 156这样构造，使得当密封圈151贴靠在前槽壁155上时在密封圈151和前槽壁155之间的径向通道157保持开放。这些通道157例如可以作为沟槽压入密封圈151的前端面156 中。槽152的后槽壁158和密封圈151的后端面159可以彼此沿围绕轴线8的封闭的环形线严密地封闭。通过锤头20的向前运动，密封圈151被压靠到前槽壁155上，附加地通过沿锤头20的后区段75流入气动室40中的空气支持，由此阀150打开或保持打开。在锤头 20向后运动时，密封圈151被压靠到后槽壁158上，附加地通过气动室40中的建立的过压支持，由此阀150关闭或保持关闭。在止挡之间的第一密封元件43例如可通过由橡胶制成的密封圈、如0形圈来实现，该密封圈不可动地装入较粗区段33中的环形槽160内。或者，阀、例如前面实施方式中的阀60可构成第一密封元件43。图16示出另一种具有固定设置的阀170的实施方式的纵剖面图。第一密封元件 43可以是永久密封的密封元件或阀。第二密封元件44借助进入导向装置28的内壁172中的槽171和环形密封元件173构成阀170，该密封元件装入槽171中并且包围锤头20的后区段75。槽171在轴向上、逆着冲击方向9相对于后止挡四错开地设置。槽171的前槽壁 174基本上垂直于轴线8，而槽171的后槽壁175相对于轴线8倾斜。后槽壁175逆着冲击方向9径向向内延伸。当空气从气动室40流出时，密封圈173通过倾斜的后槽壁175在径向上被压紧并且被压靠到锤头20上，由此阀170阻断。图17示出另一种具有不同设计的锤头200和所属导向装置201的实施方式。导向装置201具有一例如圆筒形的导向管202，锤头200在该导向管中滑动。在导向管202中置入一套筒203，该套筒使导向管202的内横截面局部变小。锤头200沿着轴线8在前区段204和后区段205之间具有变细的中间区段206。前区段204和后区段205可构成冲击面沈、27。中间区段206的直径适配于套筒203。前区段204和后区段205的优选同样大的直径适配于导向管201的最大内径。前区段204沿冲击方向9位于套筒203下游，而后区段205沿冲击方向9位于套筒203上游。前区段204的逆着冲击方向9的径向延伸的面 207与套筒23的朝向冲击方向9的面208共同构成后止挡。前止挡通过后区段205及其朝向冲击方向9的径向延伸的面209和套筒203的逆着冲击方向的面210构成。导向装置201在径向方向上通过一个前密封圈211和一个后密封圈212分别与锤头200的前区段204或后区段205气密地连接。在套筒203中设置一单向阀213，该单向阀可使套筒203相对于锤头200的中间区段206根据锤头200的运动方向密封。由此限定通过阀213耦联的一个前气动室214和一个后气动室215。阀213如在前面的实施方式中那样在锤头200沿冲击方向9运动时打开并且在锤头200逆着冲击方向9运动时闭合或节流。单向阀213例如可以是具有开槽的、轴向浮动的密封圈61的阀60、具有用于密封圈的锥形滑槽的阀80、具有瓣形阀的阀100、具有缝隙式密封阀的阀110。在一种设计方案中仅设有一个气动室，为此例如前密封圈211或后密封圈212省去或者并不严密密封地设置。图18示出另一种实施方式，其中，设有两个独立的用于两个气动室40、120的阀。 气动室40、120并不耦联。在所示的实施方式中，前气动室120通过第一阀270与环境耦联。第一阀270阻止空气流入前气动室120中。第二阀271使后气动室40与环境耦联并且阻止空气从后气动室40中流出。两个气动室40、120通过以密封圈272的示例性实施形式的第一密封元件分开，该密封圈在轴向上设置在两个阀270、271之间。这两个阀270、271例如可通过所示的单向阀60或其它单向阀构成。图19示出另一种具有阀观0的实施方式的冲击机构4的纵剖面图，图20示出阀 280在平面XX-XX中的横剖面图，并且图21是局部放大图。较粗的中间区段33具有一径向突起的肋观3，该肋例如闭合地围绕圆周延伸。包围中间区段33的密封圈281翻边到肋 283上。密封圈281具有槽观2，肋283嵌入该槽中。槽282比肋观3宽并且槽底287与肋 283的顶面286隔开距离。密封圈281优选相对于肋283错开地贴靠在中间区段33的周面 293上。在密封圈观1中，在朝向锤头20的面中制出多个轴向延伸的沟槽四0，使得面 291与槽292共同地在锤头20和密封圈281之间构成至少一个贯通的轴向延伸的通道。空气流可沿轴向的沟槽290和槽282流动通过阀观0。锤头20可相对于密封圈281沿着轴线8运动。在第一位置中，肋观3的前端面 284可贴靠在槽282的前槽壁288上。在该槽壁288中制出多个径向延伸的沟槽四2。由此防止前端面284和前槽壁288齐平地封闭。在前槽壁288和前端面284之间，径向的沟槽 292构成横截面积不为零的空气通道。肋观3的前端面284和前槽壁288在所示的实施方式中垂直于轴线8。或者它们也可相对于轴线8倾斜。在第二位置中，肋观3的后端面观5 贴靠在槽观2的后槽壁289上。后端面285和后槽壁289优选形锁合，由此可以在第二位置中禁止在两个面之间的空气流。密封圈可在导向装置观、即导向管31中轴向运动。在锤头20向前运动时，密封圈281被一同带动，在此，前端面284贴靠在前槽壁288上(第一位置)。空气可沿着流动通道流入气动室40中，该流动通道由轴向的沟槽四0、沿着前槽壁288和前端面284的径向的沟槽四2、在槽底287和肋观3的顶面286之间的空腔以及彼此隔开距离的后槽壁289 和肋观3的后端面285构成。在锤头20返回运动时，密封圈同样被一同带动，现在后端面285贴靠在后槽壁289上。优选密封圈281齐平地严密密封地贴靠在导向管31的内壁32上，由此阀280的流动通道被阻断。流动通道的横截面现在通过这两个相互贴靠的后方的面来决定。在一种设计方案中，径向延伸的沟槽292替代或附加地设置在肋283的前端面284中。气动室40可通过第二密封元件44、优选永久密封的不可动的密封圈来封闭，该密封圈包围锤头20的后端部75。
图22示出套筒77上的固定的阀300的局部放大图。套筒77具有一突起的肋303， 可动的密封圈301借助槽302翻边到该肋上。与图19至图21所示的实施方式相比，密封圈301镜像对称于一垂直于轴线8的平面设置。具有径向延伸的沟槽312的槽壁308与肋 303的后端面304相对。后端面304背离气动室40。前槽壁309优选为光滑的并且与肋 303的齐平封闭的前端面305相对。密封圈301通过流入和流出气动室40的空气流而运动。流入气动室40的空气流使密封圈在朝向气动室40的方向上移动，由此后方的具有径向沟槽312的面彼此贴靠。阀300打开。从气动室40流出的空气流使密封圈301移动远离气动室40，由此两个齐平封闭的前面的面305、309彼此贴靠。阀300闭合。
权利要求
1.一种工具机，具有一个锤头(20)；一个导向装置( )，所述锤头00)沿着轴线(8)在该导向装置中被导向；一个自有介质操作的阀装置(60、80、150、170、200J80、300)；一个气动室(40)，该气动室由锤头(20)、导向装置08)和自有介质操作的阀装置(60、 80、150、170、200、280、300)封闭并且所述气动室(40)的容积随锤头(20)沿着轴线(8)的运动而变化，其中，所述自有介质操作的阀装置(60、80、150、170、200J80、300)在锤头(20)与导向装置(28)之间的穿流通道中具有一能在支座(62、82、160、203、283、203)中沿着轴线(8) 在两个位置之间运动的密封元件(61、81、151、171、281、301)，所述穿流通道在密封元件的所述两个位置中的贴靠在支座(62、82、160、203、观3、303) 的第一挡靠面(63、83、158、175、观5、30幻上的第一位置中具有第一横截面积，并且所述穿流通道在密封元件的所述两个位置中的贴靠在支座(62、82、160、203、283、303)的与第一挡靠面沿着轴线(8)错开的第二挡靠面(72、155、174、观4、304)上的第二位置中具有第二横截面积，并且第二横截面积大于第一横截面积。
2.根据权利要求1所述的工具机，其特征在于，如果所述气动室GO)的容积在锤头 (20)沿冲击方向(9)运动时增大，则支座的第一挡靠面(63、83、158、175、沘5、305)朝向气动室GO)设置，如果气动室(120)的容积在锤头00)沿冲击方向(9)运动时减小，则支座的第二挡靠面(72、155、174、284、304)朝向气动室(120)设置。
3.根据权利要求1或2所述的工具机，其特征在于，设有另一气动室(120)，该另一气动室由锤头(20)、导向装置(28)和自有介质操作的阀装置(60、80、150、170、200、沘0、300) 封闭，当锤头00)沿冲击方向(9)运动时气动室00)的容积增大，并且所述另一气动室 (120)的容积在锤头00)沿冲击方向(9)运动时减小，并且所述气动室GO)和所述另一气动室(120)通过自有介质操作的阀装置(60、80、150、170、200、沘0、300)连接。
4.根据上述权利要求之一所述的工具机，其特征在于，所述穿流通道在支座的第一挡靠面(63、158、观5、30幻与密封元件(61、151、观1、301)的朝向支座的第一挡靠面的第一挡靠面(70、159、观9、309)之间和在支座的第二挡靠面(72、155、观4、304)与密封元件的朝向支座的第二挡靠面的第二挡靠面(71、156、观8、308)之间延伸。
5.根据上述权利要求之一所述的工具机，其特征在于，所述支座的第二挡靠面(72、 155,284,304)和/或所述密封元件的朝向支座的第二挡靠面的挡靠面(71、156、观8、308) 具有至少部分垂直于轴线(8)径向延伸的沟槽(73、157、四2、312)。
6.根据上述权利要求之一所述的工具机，其特征在于，所述支座通过锤头中的槽(62、 82)或导向装置中的槽(152、171)构成，并且密封元件装入槽中并且能在由第一槽壁构成的第一挡靠面和由第二槽壁构成的第二挡靠面之间轴向运动。
7.根据权利要求6所述的工具机，其特征在于，所述槽和密封元件环形地围绕轴线(8) 延伸并且所述密封元件在第一位置中分别沿着一条围绕轴线(8)的封闭的线接触导向装置和锤头。
8.根据权利要求6或7所述的工具机，其特征在于，所述第一槽壁相对于轴线(8)倾斜小于60度，而所述第二槽壁相对于轴线(8)倾斜至少80度。
9.根据上述权利要求之一所述的工具机，其特征在于，所述锤头具有一个棱柱形的第一区段(7 和一个横截面积相对于第一区段较大的棱柱形的第二区段(33)，所述阀装置 (60,80)设置在锤头(20)的第二区段(33)上。
10.根据上述权利要求之一所述的工具机，其特征在于，与自有介质操作的阀装置 (60、80、150、170、200、280、300)沿着轴线(8)错开地在锤头(20)和导向装置(28)之间设有密封件，用以密封气动室(40)，自有介质操作的阀装置(60、80、150、170、200、沘0、300) 和密封件与轴线(8)隔开不同距离地布置。
11.根据上述权利要求之一所述的工具机，其特征在于，所述流动通道的第一横截面积最多为流动通道的第二横截面积的百分之一。
12.根据上述权利要求之一所述的工具机，其特征在于，设有节流装置(M)，该节流装置将气动室GO)与空气储备连接，所述节流装置的横截面积最多为自有介质操作的阀装置(60、80、150、170、200、280、300)的第二横截面积的百分之一。
13.根据权利要求12所述的工具机，其特征在于，支座的第一挡靠面(63、83、观5、305) 和/或密封元件的朝向支座的第一挡靠面的挡靠面(70、观7、308)具有至少部分垂直于轴线(8)径向延伸的沟槽，所述沟槽的横截面积之和小于各气动室00、120)的横截面积的百分之一。
全文摘要
本发明涉及一种工具机，其具有一个锤头，该锤头沿着轴线导向于一导向装置中。气动室具有随锤头沿着轴线的运动而变化的容积。气动室通过锤头、导向装置和自有介质操作的阀装置封闭。气动室的容积随锤头沿着轴线的运动而变化。自有介质操作的阀装置在锤头和导向装置之间的穿流通道中具有一能在支座中沿着轴线在两个位置之间运动的密封元件。穿流通道在密封元件的两个位置中的贴靠在支座的第一挡靠面上的第一位置中具有第一横截面积，并且穿流通道在密封元件的两个位置中的贴靠在支座的沿着轴线(8)与第一挡靠面错开的第二挡靠面上的第二位置中具有第二横截面积。第二横截面积大于第一横截面积。
文档编号B25D11/06GK102275152SQ20111015506
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者C·道布纳, F·科尔施密德, H·马库斯 申请人:喜利得股份公司