动力工具的减振设备及装有这种设备的动力工具的制作方法

专利名称：动力工具的减振设备及装有这种设备的动力工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于动力工具的减振设备和装有这种设备的动力工 具。本发明尤其地但非排他地涉及用于动力锤的减振设备和装有这种 设备的动力锤。
背景技术：
电动锤是已知的，其中移动质量体(flying mass)形式的驱动件在 活塞中被往复驱动，移动质量体对该活塞端部的冲击向锤钻头(bit of the hammer)传递锤击作用。这种装置公开在欧洲专利申请EP1252976 中并且在图1中示出。
详细参考图1，现有技术的捣碎锤包括电机2、容纳在由塑料壳体 4围绕的金属齿轮壳体5内的齿轮装置和活塞驱动装置。安装有后把手 6和触发开关装置8的后把手外壳安装在壳体4、 5的后部。电缆(未 示出)延伸穿过电缆引导装置IO并将该电机连接于外部电源。当该电 缆连接于外部电源时，按压触发开关装置8，电机2起动以旋转地驱动 该电机的电枢。径向风扇14安装在该电枢的一端并且在该电枢的相对 端形成小齿轮，以便当该电机起动时该电枢旋转地驱动该风扇和该小 齿轮。金属齿轮壳体5用镁制造并具有钢插件，并且刚性地支撑容纳 在其内的部件。该电机小齿轮旋转地驱动中间齿轮装置的第 一 齿轮，该中间齿轮 装置可旋转地安装在心轴上，该心轴安装^T该齿轮壳体5的插件中。 该中间齿轮具有第二齿轮，该第二齿轮旋转地驱动一个传动齿轮。该
传动齿轮不可旋转地安装在传动心轴上，该心轴安装在该齿轮壳体5 内。曲柄板30不可旋转地安装在该传动心轴远离该传动齿轮的端部， 该曲柄板形成有用于容纳偏心曲柄销32的偏心孔。该曲柄销32从该 曲柄板伸入该曲柄臂34后端的孔中，以便该曲抦臂能够绕该曲柄销32 枢转。该曲柄臂34的相对前端具有孔，通过该孔伸出一耳轴销36，以 便该曲柄臂34能够绕该耳轴销36枢转。该耳轴销36通过将该耳轴销 36的两端安装在一对相对的臂中形成的接纳孔内而安装在该活塞38的 后部，其中相对的臂伸到活塞38后部。该活塞以可往复运动的方式安 装在圆柱形的空心心轴40中，以便它能够在该空心心轴内往复运动。 0形环密封件42安装在形成于该活塞3S的圆周上的环形凹槽内，以 在该活塞38和该空心心轴40内表而之间形成气密密封。
当电机2起动时，该电枢小齿轮经第-一齿轮旋转地驱动该中间齿 轮装置，而该中间齿轮装置的第二齿轮经该传动齿轮旋转地驱动该传 动心轴。该传动心轴旋转地驱动该曲柄板30，而包括曲柄销32、曲柄 臂34和耳轴销36的曲柄臂装置将来自曲柄板30的旋转驱动转变为对 该活塞38的往复驱动。以这种方式，当使用者通过按压触发开关8而 起动电机2时，活塞38沿该空心心轴往复地前后驱动。
心轴40从前端安装在镁壳体42中直到该心轴外部上面向后的环 形台肩(未示出)平接到面向前的环形台肩(未示出)，该面向前的台 肩由该镁壳体42内部中的一组肋形成。该肋能够使环绕该心轴40的 室中的空气在锤头(ram) 58和锤击件(beat piece) 64之间的区域内 自由循环。该心轴外部增大直径的部分紧密地配合在该镁壳体42内部 减小直径的部分内。在该增大直径部分和该减小直径部分的后面，环 形室形成在该心轴40的外表面和该镁壳体42的内表面之间。该室在其前后端是敞开的。在其前端该室经该镁壳体中的肋之间的空间与该
锤头58和被打击件64之间的空间连通。在其后端，该室经该肋7和 该齿轮壳体5的凹槽之间的空间与该齿轮壳体5的空间连通。
在该齿轮壳休5中的空间经窄槽9和过滤器n与该锤的外部空间 连通。因此，随着该锤的温度而变化的该^内的空气压力等于该锤外 部的空气压力。过滤器11还保持该锤齿轮壳体5内的空气比较干净而 没有尘土。
锤头58位于该活塞38前面的该空心心轴40内，因此它也可在该 空心心轴40中往复移动。O形密封圈60位于S绕该锤头58的圆周形 成的凹槽内，以便在该锤头58和该心轴40之间形成气密密封。在该 锤头58的运行位置(示于图1的上半部)，由于该锤头位于该心轴上 的孔62的后面，在该活塞38的前面和该锤头58的后面之间形成封闭 的气垫。因此活塞38的往复运动经该封闭的空气垫往复地驱动该锤头 58。当锤头进入空闲模式(即，当该锤钻头从工件移开时)，该锤头58 向前移动，经过孔62到图l下半部所示的位置。这使空气垫通气，因 此，正如本领域的技术人员所知道的，该锤头58不再被处于空闲模式 的活塞38往复驱动。
但是，这种类型的已知锤钻(hammer drill)具有缺点，即锤击动 作产生相当大的振动，对该设备的使用者有害，并且能够对设备本身 产生损坏。
已知通过在工具把手周围设置吸收材料能够减少振动对该动力工 具的使用者的影响，该吸收材料起到无源减振材料的作用。但是，这 种材料的减少传递给设备使用者振动的效果是有限的。
有源减振设备是己知的，其中多个可旋转质量体被绕相应的旋转 轴驱动，该多个可旋转质量体的质心与旋转轴间隔开，使得这些质量
9体绕旋转轴的转动产生振动。通过控制这些质量体的旋转频率和这些 质量体的质心之间的相对相位，所产生的振动能够用于抵消不想要的
振动，例如，柴油发动机中的振动。这种装置公开在FR 2606110、 WO 88/06687、 FR 2550471、 EP 0840191、 EP 0505976和EP 0337040中。
但是，到目前为止，将这些技术用于减少动力r具中所产生的不希望 的振动尚未被认为是切实可行的。
DE3427342公开了一种锤钻，其中安装在轴上的摆动板驱动器引 起移动质量体的往复运动，以将冲击传递给该钻头(drill bit)。该摆动 板驱动器具有接合活塞的指状物，该活塞形成锤机构的一部分，因此 该摆动板安装在其上的轴的旋转引起该活ll的往复运动，并且设置在 该轴上与该指状物相对的端部上的平衡质量体部分地抵消该设备产生 的振动。
GB 2256卯5公开了一种往复式锯，其中第一和第二摆动板分别往 复地驱动锯片和平衡质量体，以使锯产生的振动最小。但是这种锯的 缺点在于设置一对摆动板便难于紧凑地构造锯。

发明内容
本发明的优选实施例旨在克服现有技术动力工具的上述缺点。
根据本发明的一方面，提供一种用于动力锤设备减振设备，该动 力锤设备包括壳体，设置在该壳体中的电机，适于由该电机引起运动 以在孔中实现往复运动的活塞，和设置在该孔内的移动质量体，以便 使所述活塞在所述孔中的所述往复运动在使用中引起所述移动质量体 相对于该壳体的往复运动，以将冲击传递给该锤设备的工作元件，该 减振设备包括至少一个可驱动的质量体，其适于至少部分地围绕在该 孔的至少一部分，并且其中，至少一个所述可驱动的质量体适于被该 电机引起以进行往复运动，以便至少部分地抵消由该移动质量体相对 于该壳体的往复运动引起的所述壳体的振动。通过提供至少一个适于至少部分地围绕在该孔的至少一部分的可 驱动的质量体，其中至少一个所述可驱动的质量体使适于由该电机引 起以进行往复运动，以便至少部分地抵消由该移动质量体相对于该壳 体的往复运动引起的所述壳体的振动，这样提供的优点是使动力锤设 备的结构更加紧凑，而同时最大限度地减小由于该动力锤设备的运行 施加给该壳体的扭动力矩。
该设备还可以包括至少一个传动齿轮，适于由所述电机驱动，以 引起所述移动质量体的运动并且引起至少一个所述可驱动质量体的所 述往复运动。
该减振装置还可包括凸轮装置，该凸轮装置可通过至少一个传动 齿轮而旋转，并且适于接合至少一个所述可驱动质量体。
该设备还可以包括第一偏置装置，用于将至少一个所述可驱动质 量体推动到与所述凸轮装置接合。
该设备还可以包括凸轮随动装置，用于将所述凸轮装置的旋转运 动转变为至少一个所述可驱动质量体的往复运动。
该偏置装置可适于将至少一个所述可驱动质量体推动到与所述凸 轮随动装置接合。
该凸轮随动装置可以包括至少一个槽口，其适于接纳在至少一个 所述可驱动质量体上的相应的凸起。
这样提供的优点在于便于该可驱动的质量体与该凸轮随动装置脱离。
11当动力锤设备与工件脱离时，该可驱动的质量体或每个所述可驱 动的质量体可适于移动脱离与该凸轮装置的接合。
该设备还可以包括保持装置，用于当动力锤设备与工件脱离时， 保持该可驱动的质量体或每个所述可驱动的质量体脱离所述凸轮装 置。
该保持装置可以包括密封装置，其适于在该动力锤设备的工作元 件和该壳体之间动作。
该设备还可以包括失效装置，用于使所述减振设备失效。
所述失效装置可包括用于使所述凸轮装置与所述电机脱离的装置。
所述失效装置可包括锁定装置，用于将至少一个所述可驱动的质 量体相对于该壳体锁定在位。
至少一个所述可驱动的质量体可由所述移动质量体移动的空气来 驱动。
该设备还可以包括传感装置，用于检测由所述减振设备产生的振 动的相位和/或振幅。
该设备还可以包括调节装置，用于调节由所述减振设备产生的振 动的相位和/或振幅。
该设备还可以包括控制装置，用于响应所述传感装置控制所述调 节装置。该设备还可以包括至少 一 个支撑件，用于支撑至少 一 个可驱动的 质量体，并且适于由该电机引起以进行往复运动，其中该至少一个所 述可驱动的质量体在所述可驱动质量体的往复运动期间相对与至少一 个所述支撑件是可滑动的，并且该设备还包括第二偏置装置，用于将 所述可驱动的质量体推动到与至少一个所述支撑件相接合。
至少一个所述支撑件可以包括套筒，用于至少部分地围绕所述孔 的至少一部分。
该设备还可以包括缓冲装置，用于缓冲至少一个可驱动装置和至 少一个所述支撑件之间的冲击。
根据本发明的另一方面，提供一种动力锤设备，其包括 壳体；
设置在该壳体中的电机；
适于由所述电机引起以在孔中进行往复运动的活塞； 设置在该孔中的移动质量体，其使得所述活塞在所述孔中的往复
运动在使用时引起所述移动质量体相对于所述壳体的往复运动，以将
冲击传递给该动力锤设备的工作元件；以及 上面所定义的减振设备。
该设备还可以包括限定所述孔的活塞筒体。
至少一个所述可驱动的质量体可适于形成所述活塞筒体的至少一 部分。
这样所提供的优点是该动力锤设备能够制造成更加紧凑的结构。
该设备还可以包括至少一个设置在所述活塞筒体上的凸起，用于 接合所述减振设备的凸轮随动件装置。至少一个所述凸起可以设置在所述活藉筒体的内表面。
这样所提供的优点是更有助于该设备的紧凑结构。
该设备还可以包括传感器装置，用于检测由所述减振设备产生振 动的相位和/或振幅。
该设备还可以包括控制装置，用于响应所述传感器装置控制所述 调节装置。
该设备还可以包括驱动装置，用于使至少一个可驱动的质量体和/ 或所述活塞产生往复运动。
所述驱动装置可包括适于由所述电机旋转的轴，具有接合部分的 驱动件，该接合部分用于与至少一个所述可驱动质量体和/或所述移动 质量体接合，以及偏离所述接合部分直径地相对位置的平衡质量体。
根据本发明的又一方面，提供一种用于动力工具的减振设备，该 动力工具包括壳体，设置在该壳体中的电机，适于引起该工具的至少 一个第一工作元件的运动，该减振设备包括至少一对可旋转的质量体， 该对可旋转质量体或每对所述可旋转质量体包括相应的第一和第二可 旋转质量体，它们适于沿相互相反的方向绕各自的第一和第二旋转轴 旋转，其中，每个所述第一和第二旋转质量体具有与相应的所述旋转
轴间隔开的各自的质心。
至少一个所述对的所述第一和第二质量体可以包括各自的齿轮。 至少 一 个所述对的所述齿轮可以相互啮合。至少一个所述对的旋转质量体可以同心地安装。
这样提供的优点是使减振装置具有更紧凑的结构。
该减振设备还可以包括调节装置，用于调节由所述减振设备产生 的振动的相位和/或振幅。
该设备还可以包括至少一个传动齿轮，其适于由所述电机驱动， 以引起至少一个所述第一工作元件的运动并且驱动所述减振设备。
这样提供的优点是确保该减振装置以与该工具的第一工作元件相 同的频率被驱动。
所述调节装置可以包括用于相对于至少--个所述第一工作元件旋 转至少一个所述传动齿轮的装置。
所述调节装置可以包括用于使至少一个所述对的所述质量体相对 于彼此旋转预定角度的装置。
根据本发明的再一方面，提供一种动力工具，包括 壳体；
设置在该壳体中的电机，其适于引起至该工具的至少一个第一工 作元件的运动；和
上面所定义的减振设备。
该电机可适于经至少一个所述对的所述可旋转质量体驱动至少一 个所述第一工作元件。
至少一个所述可驱动的质量体可适于形成所述活塞筒体的至少一 部分。这样提供的优点是使该设备具有更紧凑的结构。
该设备还可以包括至少一个设置在所述活塞筒体上的凸起，用于 接合所述减振设备的凸轮随动装置。
至少一个所述凸起可以设置在所述活塞筒体的内表面上。
这样提供的优点是有助于该设备结构的进一步紧凑。
该设备还可以包括传感器装置，用于检测由所述减振设备产生的 振动相位和/或振幅。
该设备还可以包括控制装置，用于响应所述传感器装置控制所述 调节装置。
该设备还可以包括驱动装置，用于引起至少一个所述可驱动的质 量体和/获所述活塞的往复运动。
该驱动装置可以包括适于由所述电机旋转的轴，具有用于接合至 少一个所述可驱动的质量体和/或所述移动质量体的接合部分的驱动 件，以及偏离所述接合部分直径相对位置的平衡质量体。
根据本发明的再一方面，提供一种用于动力工具的驱动件，该动 力工具包括壳体，该壳体中的电机，以及适于由该电机驱动的工作元 件，该驱动件包括接合部分和至少一个平衡质量体，其中，该驱动件 适于安装于轴，以便在使用时该轴的旋转引起所述接合部分的往复运 动，并且至少一个所述平衡质量体位于偏离于所述接合部分直径相对 的位置。该驱动件还可以包括适亍安装在轴上的圆形主体部分，其中，所 述接合部分是细长的并且从所述主体部分延仲。


下面将参考附图，并仅借助于实例并没有任何限定地描述本发明 的优选实施例，其中
图1是现有技术捣碎锤局部切除的剖视图2是本发明第一实施例的减振设备斜视图3是本发明第二实施例的减振设备的分解斜视图4是本发明第三实施例的减振设备的斜视图5是本发明第四实施例的减振设备的斜视图6是本发明第五实施例的减振设备的音lj视顶'J视图7是本发明第六实施例的减振设备相应于图6的剖视图8是本发明第七实施例的减振设备相应于图6的侧剖视图9是本发明第八实施例的减振设备的分解斜视图IO是本发明第九实施例的减振设备局部切除的斜视图11是本发明第十实施例的减振设备相应于图10的局部切除视
图12是本发明第十 一 实施例的减振设备的局部切除视图； 图13A和13B示出图12所示的减振设备模拟性能； 图14示出图13A和13B的模拟得出的数据；
图15是本发明第十二实施例的减振设备相应于图12的局部分解 剖视图16是本发明第十三实施例的减振设备相应于图12的局部分解 剖视图17是图16的设备的平面剖视图18是本发明第十四实施例的减振设备侧剖视图19A是与本发明一起使用的摆动轴承的剖视图；以及
图19B是相应于图19A的现有技术摆动轴承的视图。
具体实施例方式
参考图2，可与例如图1所示现有技术的捣碎锤等的锤配合一起
使用的减振机构101包括一对安装在共用轴104上的大致相同的齿轮 102、 103。每个齿轮102、 103包括具有斜齿105的齿轮端而，和设置 在该齿轮102、 103圆周上的重块106。重块106使得每个齿轮102、 103的整个质心偏离于经过共用轴104的旋转轴线。齿轮102、 103的 斜齿105相互面对并且与锥齿轮107啮合，使得轮子108沿图2中箭 头A的方向旋转而引起齿轮103经锥齿轮107沿箭头B旋转。锥齿轮 107沿箭头C相对于步进电机108自由转动，但是齿轮102、 103的重 块106的相对位置的调节可以通过由步进电机108沿与箭头C相反的 方向旋转锥齿轮107实现。
下面将描述图2所示的减振机构的操作。
下齿轮103刚性地安装在轴104上，而上齿轮可在轴104上自由 转动。轴104连接于驱动一个工作元件的齿轮机构，该工作元件例如 是用于将锤击动作传递给该工具的钻头的往复运动的移动质量体，使 得下齿轮103以与该移动质量体的往复运动相同的频率旋转。由于齿 轮102、 103都与锥齿轮107啮合，因此齿轮102、 103以同样的角速 度但是沿相反的方向旋转。
每个齿轮102、 103质心的旋转运动可以在一垂直于共用轴104的 平面上分解成质心沿一对垂直轴的正弦运动。藉着通过电机108以改 变齿轮102、 103上重块106的角距，由减振设备101产生的振动的合 成相位和振幅能被调节到至少部分地抵消由通过移动质量体传递给该 工具钻头的锤击动作所引起的锤壳体的振动。
参考图3，其中，与图2实施例相同的零部件用相同的但增加100 的附图标记表示。锤活塞220通过齿轮板202上的偏心销212驱动。 齿轮板202与齿轮板203同轴地安装在轴207上，齿轮板203具有重块206。齿轮板202、 203上的轮齿205与锥齿轮207啮合，该锥齿轮 207由步进电机208转动。以类似于图2实施例的方式，重块206相对 于偏心销212的角度位置藉锥齿轮207的旋转使齿轮板202、 203彼此 相对地旋转以作调节。
在图3所示的实施例中，由锤活塞220的运动所产生的振动被旋 转齿轮203所产生的振动所消减。齿轮203周边上的重块206与另一 个齿轮202上的销子212大致上直径地相对。
参考图4，其中与图3实施例相同的零部件用相同的但增加100 的附图标记表示，齿轮302、 303安装在共用轴(未示出)上并且每个 都具有轮齿305。齿轮302具有偏心销312,以用来驱动往复输出轴(未 示出)，该往复输出轴用来驱动类似于图3所示的锤活塞。齿轮303在 其周边上具有重块306，使得其质心与齿轮3()3的旋转轴线间隔开，并 且齿轮302、 303相互独立地分别被驱动轴310、 311驱动，该驱动轴 310、 311具有各自的齿轮313、 314，齿轮313、 314分别与齿轮302、 303的齿305啮合。
锤击动作通过锤活塞的往复运动使移动质量体撞击筒体端部而传 递至该工具的钻头。驱动轴310使偏心销312旋转，轴311亦被驱动， 使得齿轮303以与齿轮302相同的频率但相反的方向旋转，重块306 和偏心销312之间的相位差的选择是以使得由齿轮303的旋转所产生 的振动最大程度地抵消由该工具的锤击动作所产生的振动。
参考图5，其中与图4实施例相同的零部件用相同的但增加100 的附图标记表示，图5公开了一种减振设备401，用于减小由锤活塞 420的往复运动引起的振动，该锤活塞又驱动用于产生锤击动作的移动 质量体(未示出)。减振设备401设置了平衡重块421，平衡重块421 用于大致上与锤活塞420作反相的往复运动。锤活塞420通过枢轴销 422连接于曲柄臂423，而曲柄臂423借助于与锤电机连接的驱动轴(未示出)绕轴线424而旋转。驱动臂425在枢转轴426处与曲柄臂423 连接，使得曲柄臂423绕轴线424的旋转引起平衡重块421以与锤活 塞420相同频率的往复运动，但相位大致相反。
齿轮403具有偏心重块406并具有与驱动轴411上的齿轮414啮 合的外部齿405。该驱动轴411可使齿轮403相对于曲柄臂423旋转， 使得重块406与平衡重块421的相对角位置可以调较。结果，合成振 动的相位和振幅能够根据锤活塞420的质心的振动的变动并根据移动 质量体、被锤击的表面硬度和其他因素而被调节。
参考图6,其中与图5实施例相同的零部件用相同的但增加100 的附图标记表示，图6示出了一种更加紧凑的减振设备501，减振设备 501可与具有锤活塞520的工具一起使用。该锤活塞520藉齿轮523绕 轴线524的旋转而引起在筒体530内的往复运动，锤活塞520经活塞 臂531及枢轴销522安装在齿轮523上。锤活塞520的往复运动引起 移动质量体569沿筒体530被驱动，以将锤击动作传递给该工具的钻 头(未示出)。
齿轮523藉着通过驱动轴511上的齿轮514与齿轮523周边上的 齿532啮合而绕轴线524旋转，驱动轴511由该工具的电机(未示出) 引起旋转。
该减振机构501具有刚性地绕齿轮523安装的凸轮533、围绕活 塞筒体530的平衡质量体521，以及在该平衡质量体521上的凸轮随动 器534。该平衡质量体521上的凸轮随动器534被压縮弹簧535推动与 凸轮533接触。该凸轮533的外部轮廓使得引起锤活塞520的往复运 动的齿轮534的旋转引起平衡质量体521以与锤活塞520的运动相反 的相位相对于活塞筒体530的振动。由于锤活塞520和平衡质量体521 被同一驱动轴511所驱动，这确保该平衡质量体521以与该锤活塞520 相同的频率被驱动。因为平衡质量体521围绕该筒体530，因此该减振机构501能够制造成更紧凑，并且由该机构的运行所产生的扭动力矩
最小化。
为了当齿轮523在旋转而该工具的锤击动作停用时(例如当该工 具的钻头从工件上拆下时)能使该减振机构501失去作用，该平衡质 量体521在其离左边最远的位置相对于筒体530被锁定在位，如图6 所示。这是通过在壳体537中绕该活塞筒体530的滚珠轴承536与该 平衡质量体521外表面中的凹槽539对齐来实现的，该滚珠轴承536 通常允许该平衡质量体521相对于活塞筒体530滑动。为了在滚珠轴 承536和凹槽539对齐时将该平衡质量体521相对于该活塞筒体530 锁定在位，销子538如图6所示移动到右面，结果，该滚珠轴承536 向上移动到与该平衡质量体521上的凹槽539接合，以防止该平衡质 量体521的轴向移动。在这个位置，凸轮533在齿轮523上自由转动， 但是凸轮随动器534被防止移动到与凸轮533接合。
参考图7，其中与图6实施例相同的零部件用相同的但增加100 的附图标记表示，本发明的第六实施例减振机构601具有凸轮(333，其 通常借助于销子640刚性地锁定于齿轮623，该销子被扭簧641向下推 动，如图7所示，该销子又推动滚珠轴承642到销子640的外面以将 凸轮板633锁定于齿轮623。
为了使减振机构601停止作用，克服压縮弹簧643的作用将销子 638推到左面，如图7所示，以便使销子640向上移动因此滚珠轴承 642能够容纳在销子640的窄部644。结果，凸轮633能够在齿轮623 上自由转动，因此，凸轮633不移动凸轮随动器634。因此平衡质量体 621不相对活塞筒体630移动。
图8示出本发明的第七实施例，其中与图7实施例相同的零部件 用相同的但增加100的附图标记表示。该减振机构701具有平衡质量 体721，其设置在邻近活塞筒体730的室750中。锤活塞720由安装在驱动轴752 (该驱动轴752连接于电机)上的摆动板751往复驱动，并 且该锤活塞720在活塞筒体730内的移动引起活塞筒体730和连接该 活塞筒体730与室750的槽753内的空气移动，从而引起平衡质量体 721与锤活塞720基本反相的移动。
参考图9，其中与图7实施例相同的零部件用相同的但增加200 的附图标记表示，凸轮833安装于齿轮板823，并且凸轮随动器834安 装于枢转臂860。枢转臂860绕枢轴销861枢转，并且被弹簧835推动 到与凸轮833接合。平衡质量体821通过销子862以可滑动方式安装 于活塞筒体830，并且锤活塞820通过曲柄臂831和偏心销S22安装于 齿轮823。该锤活塞820被驱动轴上的齿轮(未示出)以往复运动方式 驱动，该驱动轴上的齿轮与齿轮823的齿832啮合，并且齿轮823的 旋转和与凸轮随动器834啮合的凸轮833引起平衡质量体821的往复 运动，该运动的相位与锤活塞820的运动相位基本相反。
平衡质量体821通过滚珠轴承842安装在销子820上，该滚珠轴 承842被推动到与该销子862下部的凹槽S63啮合，该销子862借助 于销子840接纳在平衡质量体821的孔864中。为了使该减振机构801 失去作用，该销子840克服压縮弹簧841的作用被向下推动，使滚珠 轴承842与销子862的凹槽863脱离。这使得销子862能够在该平衡 质量体821的孔864自由滑动。
本发明第九实施例的紧凑的减振机构901示于图10,其中与图9 实施例相同的零部件用相同的但增加100的附图标记表示。锤活塞920 被齿轮板923驱动，该齿轮板923具有与驱动轴911上的齿轮914啮 合的齿932。凸轮933刚性地安装在齿轮923上并且被凸轮随动器板 934的内表面啮合。该凸轮随动器板934通过销子970连接于平衡质量 体921，该平衡质量体形成活塞筒体930的一部分，因此凸轮933的旋 转引起平衡质量体921沿轴向的振动。为了使该减振设备901失效，凸轮随动器板934如图IO所示向下 移动以便使凸轮随动器板934的凸轮表面与凸轮933脱离。以这种方 式，齿轮板923的旋转不引起平衡质量体921的轴向移动。
参考图11，其中与图IO实施例相同的零部件用相同的但增加100 的附图标记表示，凸轮随动器1034用弹簧(未示出)推动到与凸轮1033 相啮合并且由轭板1075支撑，该轭板绕枢轴1076枢转并且经销子1070 连接于形成活塞筒体1030 —部分的平衡质量体1021。凸轮随动器由压 缩弹簧1077偏置到与凸轮1033相啮合，并且减振设备1001克服压縮 弹簧1077的作用，通过将平衡质量体1021移动到图11所示的左边而 失效。
图12示出本发明的第-i-一实施例，其中与图11实施例相同的零 部件用相同的但增加100的附图标记表示。凸轮1133经具有轴承1180 的孔安装于销子1181，使得曲柄1182的旋转引起凸轮1133绕旋转轴 1183的旋转。轴承1184安装在筒体壳体的1121的销子1170上，使得 当该筒体壳体1121沿箭头D方向被推动时，该轴承1184与凸轮1133 的圆周表面相接触。因此，由于曲柄1182旋转驱动活塞1120，引起安 装成用于相对该工具壳体(未示出)可滑动的筒体壳体1121移动，其 相位与活塞1120相反。活塞1120在筒体1121内的移动引起锤头1169 的移动。锤击件1186用弹簧1187安装于筒体壳体1121的端部，并具 有安装在槽1189内的0形环1188，和其端部1191上的一对0形环 1190。
筒体1121以这样的方式安装于壳体，使得当该工具与工件(未示 出)脱离时，锤击件1186与筒体壳体1121的端部被压縮弹簧1187分 开，因此，该锤头1169不与锤击件1186接触。在这种情况下，轴承 1184不被推动到与凸轮1133接合，因此，筒体壳体1121不振动。当 该工具接合工件时，锤击件1186克服弹簧1187的力被推动而与筒体壳 体1121的端部接触，并且轴承1184被推动与凸轮1133的表面接触。结果，活塞1120的往复运动引起锤头1169的往复运动，该锤头在其冲 程的末尾接触锤击件1186，并且筒体壳体1121以与活塞1120反相的 方式被驱动。在工具与工件的脱离的时候，筒体1121沿与图12所示 的箭头D相反的方向被推动，并且通过O形环1188与筒体壳体接合， 锤击件1186被保持在与筒体壳体1121的端部脱离啮合的位置。结果， 当工具与工件脱离时，减振设备自动失效。
图13A和13B示出图12所示减振设备的性能模拟，并且模拟的 结果示于图14。没有起动减振设备所产生的振动(16.5米/秒2)与起 动减振设备时所产生的振动(6.5米/秒2)的比较表明图12所示的设备 减少振动约60%。
图15示出本发明的第十二实施例，其中与图12实施例相同的零 部件用相同的但增加100的附图标记表示。在其一端具有大致圆形孔 1235的凸轮随动器1234环绕凸轮1233的表面并安装于该凸轮表面， 并且由环绕轴1238的轴承1236、 1237保持在该凸轮表面周围的位置， 该轴1238被齿轮1239驱动。该齿轮1239还经臂1220a驱动活塞1220。 在与圆形孔1235相对的凸轮随动器1234端部的孔1240安装于筒体 1221下表面上的销子1270，使得经臂1220a驱动活塞1220的轴1238 的旋转还引起凸轮表面1233的旋转，凸轮表面1233的旋转又引起孔 1240和销子1270的往复运动。这又导致筒体1221的线性往复运动， 其相位与活塞1220的往复运动反相。
在图15的设备中，当该工具钻头(未示出)与工件(未示)脱离 时，该凸轮随动器1234不与凸轮表面1233或销子1270脱离，因此， 减振机构总是开起，由减振机构引起的振动是容许的。但是，图15的 实施例的优点在于最大限度地使用现有的零部件并且简化该设备的结 构，同时还使该设备的结构紧凑。
现在参考图16和图17，其中与图15实施例相同的零部件用相同的但增加100的附图标记表示，本发明的第十三实施例与图15的实施
例的不同之处在于，具有大致圆形孔1335的凸轮随动器1334安装于 设置在该活塞筒体1321内表面的销子1370上。如在图17清楚可见的， 小子1370设置在活塞筒体1321内，因此，销子1370位于活塞1320 后面在该活塞1320最后部的位置上。这使得该设备比其他实施例具有 更加紧凑的结构。
凸轮随动器1334的另一种结构示于图16，其中，在凸轮随动器 1334的前端的孔1340由大致U形槽口 1350所替代，该U形槽口 1350 用于接合设置在活塞筒体1321上的销子1370。当该工具以与图12的 实施例类似的方式与工件(未示出)脱离时，该槽口 1350通过偏置装 置(未示出)使销子1370能够与凸轮随动器1334脱离，以便使该减 振设备失效。当工具钻头被推动到与工件接合时，凸轮随动器1334被 推动到与销子1370接合，因此销子1370通过该孔1340的整个路径接 纳在槽口 1350中。
参考图18，其中与图6实施例相同的零部件用相同的但增加900 的附图标记表示，图18示出用于动力锤的减振设备1401，该动力綞具 有在活塞筒体1430中往复滑动的锤活塞1420。该锤活塞1420经杆1431 和销子1422以可枢转的方式安装在齿轮1423上，齿轮1423安装在轴 承1425中并具有齿1432。另一个臂1452经枢轴1450安装在齿轮1423 上，使得齿轮1423绕轴1424的旋转引起臂1431和1452相互以相反 的相位振动。臂1452经销子1456以可枢转的方式安装在套筒1458上， 该套筒以可滑动的方式安装在活塞筒体1430的外表面上。
平衡质量体1460围绕该套筒1458的外表面并经由弹性O形环 1462和压縮弹簧1464可滑动地安装在该套筒1458的外表面。该弹簧 1464抵靠凸缘1466，该凸缘1466由簧环1468所约束，以将平衡质量 体1460朝着弹性O形环1462推动。下面将描述图18所示的减振设备1401的操作。
当通过将驱动轴(未示出)与齿轮1423上的齿1432啮合，使齿 轮1423绕轴1424旋转时，臂1431和1452相互沿相反的方向移动。 在锤活塞1420移动到如图18所示的左面时，形成在锤活塞1420和锤 击件1469形式的移动质量体之间的空间1470内的空气弹簧被初始地 压缩，直到被压縮的空气弹簧以本领域技术人员所熟知的方式使锤击 件1469移动到左面。以这种方式，锤活塞1420向图18的左面移动和 随后的锤击件1469向左面的运动之间稍有滞后。
同时，臂1452向图1S所示的右面移动套筒1420。在套筒1458 向右移动的时候，它开始相对于平衡质量体1460向右移动，因此，压 縮弹簧1464起初被压縮，然后平衡质量体1460开始与套筒1458 —起 向右移动。换句话说，套筒1458初始向右移动，并且稍稍滞后之后该 套筒1458和平衡质量体1460向右移动，以平衡锤活塞1420仅仅向左 的初始移动，接着，稍稍滞后之后，锤活塞1420和锤击件1469向左 移动。可以理解的是，通过适当地选择压縮弹ff "64的张力特性，套 筒1458和平衡质量体1460的运动之间的滞后能够等于该锤活塞1420 和锤击件1469的运动之间的滞后，因此该机械压縮弹簧1464模拟空 间1470中的空气弹簧的行为。通过更密切地匹配锤活塞1420和锤击 件1469的行为，该设备中的振动进一步减小。
参考图19B，详细示出本领域技术人员熟知的具有常规结构的图8 的摆动轴承装置。摆动板751经轴承760安装在轴752上，当轴752 绕起纵轴754旋转时，以使该摆动板751能够相对于轴752旋转。该 摆动板751具有指状物755，其用于啮合活塞720的臂和设置成与指状 物762直径地相对的平衡质量体764。本领域的技术人员将会理解，当 轴752绕其纵轴754旋转时，引起指状物762沿该设备纵轴以往复方 式移动，以便引起锤活塞720在活塞筒体730内的往复运动。参考图19A，改进的摆动轴承结构具有经轴承754a安装在轴752a 上摆动板751a。该摆动板具有指状物762a和平衡质量体764a。该平衡 质量体764a的质量大于图19B的平衡质量体764的质量，并且图19A 的平衡质量体764a相对于指状物762a以不同于180度的一定角度设 置。结果，图19A的摆动轴承所产生的振动能够更密切地匹配包含该 摆动轴承的锤设备在运行中的特征，因此，通过适当地选择平衡质量 体764a的质量和角位置，该摆动轴承产生的振动能够最小化。
本领域的技术人员应当明白，上述实施例仅以举例方式进行描述， 而没有任何限制性的意义，并且在不脱离由权利要求限定的本发明的 范围的情况下可以进行各种变化和修改。
权利要求
1. 一种用于动力锤设备的减振设备，该动力锤包括壳体，设置在该壳体中的电机，适于由该电机引起往复运动以在孔中进行往复运动的活塞，和设置在该孔内的移动质量体，使得在使用中所述活塞在所述孔中的所述往复运动引起所述移动质量体相对于该壳体的往复运动，以将冲击传递给在该锤设备中的工作元件，该减振设备包括至少一个可驱动的质量体，其适于至少部分地围绕在该孔的至少一部分，其中至少一个所述可驱动的质量体适于由该电机引起往复运动，以便至少部分地抵消由该移动质量体相对于该壳体的往复运动引起的所述壳体的振动；至少一个传动齿轮，其适于由所述电机驱动，以引起所述活塞的所述往复运动，并且引起至少一个所述可驱动质量体的所述往复运动；凸轮装置，该凸轮装置可由至少一个所述传动齿轮旋转，并且适于接合至少一个所述可驱动质量体；以及第一偏置装置，用于将至少一个所述可驱动质量体推动到与所述凸轮装置接合。
2. 根据权利要求1的减振设备，还包括凸轮随动装置，用于将所 述凸轮装置的旋转运动转变为至少一个所述可驱动质量体的往复运 动。
3. 根据权利要求2的减振设备，其中，所述第一偏置装置适于将 至少一个所述可驱动质量体推动到与所述凸轮随动装置接合。
4. 根据权利要求2或3的减振设备，其中，所述凸轮随动装置包 括至少一个槽口，其适于接纳在至少一个所述可驱动质量体上的相应的凸起。
5. 根据前述任何一项权利要求的减振设备，其中，当该动力锤设备与工件脱离时，该可驱动的质量体或每个所述可驱动的质量体适于 移动脱离与该凸轮装置的接合。
6. 根据权利要求5的减振设备，还包括保持装置，用于当该动力 锤设备与工件脱离时，保持该可驱动的质量体或每个所述可驱动的质 量体脱离与所述凸轮装置的接合。
7. 根据权利要求6的减振设备，其中，所述保持装置可以包括密 封装置，其适于在所述动力锤设备的工作元件和所述壳体之间起作用。
8. 根据前述任何一项权利要求的减振设备，还包括失效装置，用 于使所述减振设备失效。
9. 根据权利要求8的减振设备，其中，所述失效装置包括用于使 所述凸轮装置与所述电机脱离的装置。
10. 根据权利要求9的减振设备，其中，所述失效装置包括锁定 装置，用于将至少一个所述可驱动的质量体相对于该壳体锁定在位。
11. 根据前述任何一项权利要求的减振设备，其中，至少一个所 述可驱动的质量体适于由所述移动质量体移动的空气来驱动。
12. 根据前述任何一项权利要求的减振设备，还包括传感器装置， 用于检测由所述减振设备产生的振动的相位和/或振幅。
13. 根据前述任何一项权利要求的减振设备，还包括调节装置， 用于调节由所述减振设备产生的振动的相位和/或振幅。
14. 根据权利要求12和13的减振设备，还包括控制装置，用于 响应所述传感器装置控制所述调节装置。
15. 根据前述任何一项权利要求的减振设备，还包括至少一个支 撑件，用于支撑至少一个所述可驱动的质量体，并且适于由该电机引 起以相对于该壳体进行往复运动，其中至少 一 个所述可驱动的质量体 在所述可驱动质量体的所述往复运动期间相对于至少一个所述支撑件 是可运动的，并且该设备还包括第二偏置装置，用于将至少一个所述 可驱动的质量体推动到与至少一个所述支撑件相接合。
16. 根据权利要求15的减振设备，其中，至少一个所述支撑件包 括套筒，用于至少部分地围绕所述孔的至少一部分。
17. 根据权利要求15或16的减振设备，还包括缓冲装置，用于 缓冲至少一个可驱动质量体和至少一个所述支撑件之间的冲击。
18. 根据权利要求17的减振设备，其中，至少一个所述缓冲装置 用弹性材料构成。
19. 一种动力锤设备，其包括 壳体；设置在该壳体中的电机；适于由所述电机引起以在所述孔中进行往复运动的活塞； 设置在该孔中的移动质量体，其使得所述活塞在所述孔中的往复运动在使用时引起所述移动质量体相对于所述壳体的往复运动，以将冲击传递给该动力锤设备的工作元件；以及根据前述任何一项权利要求所定义的减振设备。
20. 根据权利要求19的动力锤设备，还包括限定所述孔的活塞筒体。
21. 根据权利要求20的动力锤设备，其中，至少一个所述可驱动的质量体适于形成所述活錢筒体的至少 一 部分。
22. 根据权利要求21的动力锤设备，还包括至少一个设置在所述 活塞筒体上的凸起，用于接合所述减振设备的「1 h轮随动件装置。
23. 根据权利要求22的动力锤设备，其中，至少一个所述凸起设 置在所述活塞筒体的内表面上。
24. 根据权利要求19至23中任何一项的动力锤设备，还包括驱 动装置，用于使至少一个所述可驱动的质量体和/或所述活塞产生往复 运动。
25. 根据权利要求24的动力锤设备，其中，所述驱动装置包括适 于由所述电机旋转的轴、具有用于接合至少一个所述可驱动质量体和/ 或所述移动质量体的接合部分的驱动件，以及偏离与所述接合部分直 径地相对的位置的平衡质量体。
26. —种用于动力工具的减振设备，该动力工具包括壳体，设置在该壳体中的电机，其适于引起该工具的至少一个工作元件的运动，该减振设备包括至少一对可旋转的质量体，该所述一对可旋转质量体或每对所述可旋转质量体包括相应的第一和第二可旋转质量体，其适 于绕各自的第一和第二旋转轴沿彼此相反的方向旋转，其中，每个所述第一和第二旋转质量体具有与相应的所述旋转轴间隔开的各自的质 心。
27. 根据权利要求26的减振设备，其中，至少一个所述对的所述 第一和第二质量包括各自的齿轮。
28. 根据权利要求27的减振设备，其中，至少一个所述对的所述 齿轮相互啮合。
29. 根据权利要求26至28中任一项的减振设各，其中，至少一 个所述对的旋转质量体是被同轴地安装。
30. 根据权利要求26至29中任一项的减振设备，还包括调节装 置，用于调节由所述减振设备产生的振动的相位和/或振幅。
31. 根据权利要求26至30中任一项的减振设备，还包括至少一 个传动齿轮，其适于由所述电机驱动，以引起至少一个所述第一工作 元件的运动并且驱动所述减振设备。
32. 根据权利要求30和31的减振设备，其中，所述调节装置包 括用于相对于至少一个所述第一工作元件旋转至少一个所述传动齿轮 的装置。
33. 根据权利要求31或32的减振设备，其中，所述调节装置包 括用于使至少一个所述对的所述质量体相对于彼此旋转预定角度的装 置。
34. —种动力工具，包括 壳体；位于该壳体中的电机，其适于引起至该工具的至少一个第一工作 元件的运动；和根据权利要求26至33中任何一项的减振设备。
35. 根据权利要求34的动力工具，其中，该电机适于经至少一个 所述对的所述可旋转质量体驱动至少一个所述第一工作元件。
全文摘要
本发明涉及一种用于动力锤设备的减振设备，该动力锤包括壳体，设置在该壳体中的电机，和设置在该孔内的移动质量体，该减振设备包括至少一个可驱动的质量体，其适于至少部分地围绕在该孔的至少一部分，其中至少一个所述可驱动的质量体适于由该电机引起往复运动，以便至少部分地抵消由该移动质量体相对于该壳体的往复运动引起的所述壳体的振动；至少一个传动齿轮，适于由所述电机驱动，以引起所述活塞的所述往复运动，并且引起至少一个所述可驱动质量体的所述往复运动；凸轮装置，可由至少一个所述传动齿轮旋转，并且适于接合至少一个所述可驱动质量体；以及第一偏置装置，用于将至少一个所述可驱动质量体推动到与所述凸轮装置接合。
文档编号F16F15/28GK101422894SQ200810171080
公开日2009年5月6日 申请日期2004年3月19日 优先权日2003年3月21日
发明者海因茨-沃纳·法茨, 迈克尔·什特尔马 申请人:百得有限公司