[发明专利]用于进行冲击作业的冲击装置以及工具机

说明书

技术领域

本发明涉及冲击装置，尤其涉及一种用于进行冲击作业的冲击装置以及设置有该冲击装置的工具机，尤其是诸如手持式锤钻或冲击锤等手持式工具机。

背景技术

在现有技术中，针对加工对象进行冲击作业的冲击装置通常包括一个被称为砧铁(Anvil)或垫铁的元件，该砧铁或垫铁可以轴向移动地被导向在导向部件内，并且导向部件通常与整个工具机进行相对固定而不能在冲击方向上产生相对移动，并且在驱动侧包含一驱动电机，通过往复运动转换机构将该驱动电机的旋转转换成活塞的往复运动，在活塞和砧铁或垫铁之间设置一个冲击锤(Hammer)，该冲击锤、活塞之间可以形成密闭的空气弹簧，以使活塞能够驱动冲击锤产生往复的锤击运动，在冲击装置内使冲击锤对砧铁或垫铁沿冲击工作方向施加冲击。该冲击能量通过该砧铁或垫铁传递到与之接触的被安装在刀具夹具的刀具(bit)的驱动侧的端部上，冲击能量再通过该刀具传递到被加工对象上。冲击反作用力可通过上述导向部件传递出来。

尽管至今已经存在很多此类冲击装置以及具有这样冲击装置的工具机，特别是手持式锤钻或冲击锤等，而且也有很多专利文献对其进行了大量研究，然而这些现有的冲击装置和工具机在结构设计、使用性能、安全性能等方面还存在一些不足之处，需要进行改进和优化。

例如，在专利文献EP2394795A1中提出了在砧铁或垫铁、或者在导向机构的刀具侧和驱动侧设置相应的单向密封，使砧铁或垫铁在冲击方向的反方向运动时受到因气密而产生制动力作用，但在冲击方向运动时不出现制动作用，以此来避免冲击锤在非工作状态下锤击砧铁或垫铁的情况(即空锤现象)。以上方案能够防止砧铁或垫铁在非工作模式下的反弹，防止第二次空锤，但是并不能避免第一次空锤的发生，而且其加工和制造成本相对较高。此外，当操作者希望从非工作模式快速转为工作模式时，由于制动力的作用会使这样的转换速度降低，影响工作效率。

在专利文献US8011443B2中提出在冲击锤和砧铁或垫铁之间设置一弹簧元件，这种构造能够实现将大的力从冲击锤传递到砧铁或垫铁上，并且支持冲击锤撞击到砧铁或垫铁上，从而改善了冲击锤冷态的启动性能。但是，该方案将调整冲击锤的冲击力与冲击时间的关系，延长了冲击锤的力作用时间，而且冲击锤的峰值冲击力会降低，由于手持式工具机是依靠瞬时冲击力进行工作的，其冲击力峰值的降低将会影响到对加工对象的实际破碎效果。

在专利文献EP1910039B1中公开了一种砧铁或垫铁的导向装置，其试图在合理的制造经济前提下，通过在主体上使用多种不同硬度的材料来提高该冲击装置的寿命。然而，对于冲击锤在瞬间冲击砧铁或垫铁和刀具，由于刀具的反弹力数值非常大，持续时间非常短，即便如其所述地将主体的驱动侧部分使用弹性体如橡胶来吸收，其能量还是会大部分传递到工具机外部，导致操作者在使用时感觉到反作用力的振动，较低使用舒适性和安全性等。此外，在专利文献DE102010030026A1中也存在类似问题。

另外，在专利文献EP1578563B1的技术方案中需要操作者在操作工具机时始终对该工具机施加一个额外的力来克服其中复位弹簧的复位力，该复位力的用处是防止发生空锤。而且，在复位弹簧的复位力设定上存在这样的矛盾：如果复位力大，则复位效果好，但操作者需要始终克服大的复位力，致使使用感受变差；如果复位力小，则复位效果小，操作者不需要克服过大的复位力，获得及时的复位以防止空锤的目的也变差。

在专利文献WO2013004459A1中同时设置了复位弹簧以及吸收反作用力的弹性体(如橡胶等)，然而其简单的合成也不具有很好的效果，甚至更差。例如，在它的方案中反作用力并未完全被弹性元件所吸收而部分地传递到机器外部，同时为了让操作者克服弹簧的复位力，操作者还要用力去按压工具机，就使得由冲击反作用力产生的振动感受被加强。

在其他一些专利文献EP2415564B1、US7828072B2、US7168504B2、JP61095807A、DE2641070C2、EP0429475B1、US6116352A等中也都存在着例如吸收冲击反作用力差、使用舒适性不佳、结构和制造复杂度较高、冲击加工效果不理想、无法避免第一次空锤锤击、使用寿命短、占用空间大等诸多弊端。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了用于进行冲击作业的冲击装置以及工具机，从而有效解决了现有技术中存在的上述问题以及其他方面的问题。