[发明专利]流体动力冲击工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体动力冲击或冲击和钻探工具，其在钻探、混凝土破碎以及其它拆毁工作期间使用。所述工具包括冲击机构，所述冲击机构由可转接头以除振的方式承载在工具壳体中。所述可转接头与按照瑞典专利528469C2和528471C2中所说明的已知接头基本相同。这些文献还描述了冲击机构在工具壳体中是如何克服中性位置而由带有加压流体用集成管路的弹性回弹元件加载的。本发明中的弹性回弹元件与在先以致的弹性回弹元件相比具有基本上更强的抗过载能力并具有更长的使用期限。改进的特性由弹性元件的新型创新性构造并由加压流体用管路的分离和新型构造所产生。本发明适于需要低振动级的工具，这又降低了操作员受到振动伤害的风险。通常所使用的流体是空气，因此尽管也可以使用诸如液压油之类的其它流体，但该示例主要涉及气动工具。

背景技术

上述专利中的弹性回弹元件被构造成橡胶膜。该膜能承受通常出现的载荷并在该工具的正常使用期间具有在大多数情况下可接受的使用期限。但本申请人通过其自己的测试已经发现，该橡胶膜在控制单独的极限过载的方面是不完善的，并且相对短期的暴露于过载中以不可接受的方式缩短了该元件的使用期限。构造加压流体连接的集成化以使其能够承受极限过载是尤为困难的。曾有人试图将若干集成通道中的加压流体连接分割开，但问题依然存在。

钢制螺旋弹簧可以形成为具有更长的使用期限及抗过载能力。专利US 2,899,934描述了如何将直线型螺旋弹簧设置在工具壳体与冲击工具的后端之间。该冲击工具只能相对于壳体线性移动并由具有伸缩功能的加压流体用非柔性连接器锁定在线性移动中。直线型螺旋弹簧为其功能起见必须具有很大的轴向刚度，同时它必须允许极限压缩。由于弹簧圈闭合并限制弹簧可能的压缩，因此允许极限压缩的特性很难被满足。为使冲击工具具有与前述瑞典专利中的相同的运动自由度，需要解决多个技术问题：

·第一个问题是设置加压流体用柔性连接器。在该瑞典专利中，本领域普通技术人员可得到一些指导，将加压流体连接器集成到弹性回弹元件中而使该功能不与该元件分离开。但该技术人员并未告知如何设计出该单独的功能。

·第二个需要解决的问题是直线型螺旋由于闭合的弹簧圈而造成的压缩不足。

·第三个需要解决的问题是将弹簧设置成通过径向悬置来响应径向载荷。如果不解决此问题，弹簧将改为具有在其与冲击工具或其壳体接触的接触面中滑动的趋势。

·第四个问题是将弹簧设计成以足够大的刚度响应径向悬置。

发明内容

根据其权利要求，本发明的目的是获得一种解决上述问题的流体动力冲击工具。在本发明中，该问题通过在弹性回弹元件中引入并设置锥形弹簧并通过在加压流体用柔性连接器中引入并设置软管来解决。

附图说明

将借助于所附示例图更为严密地描述本发明。图1在从左侧看到的纵向截面中示出了呈气动工具形式的流体动力工具。图2在从后侧看到的放大横截面中示出了图1的流体动力工具。

具体实施方式

图1示出了流体动力工具1，其包括具有加压流体用供应通道3的壳体2、冲击机构4、可转接头(swinging joint)5、弹性回弹元件6以及加压流体用柔性连接器7。将参照图2对该加压流体用柔性连接器7进行更详细地描述。该可转接头5被设置成在位于冲击机构4的前端A与后端B之间的点处相对于壳体2承载冲击机构4。该可转接头5的功能已在在先引用的瑞典专利中进行描述，并且因此在本申请中不再赘述。该弹性回弹元件6设置在壳体2与冲击机构4的后部B之间与该可转接头5相距一定距离处。如在先引用的瑞典专利中明确描述的那样，该元件6被设置成使在壳体2中克服中性位置而向冲击机构4加载，并且被设置成在工具1的工作期间吸收冲击机构4的振动。

该闭合的弹簧圈在压缩方面的上述问题通过弹性回弹元件6包括锥形弹簧8而得到解决。该锥形弹簧8为螺旋型的，并且在本示例中被设置成其较小端抵靠在冲击机构4上而较大端抵靠在壳体2上。该弹簧也可以被设置成使较小端抵靠在壳体上。该锥形弹簧8的较小端相当于弹簧端部处对于弹簧圈而言具有最小直径的端部，而其相对端为较大的弹簧端部。关于这一点，与已知的直线型螺旋弹簧相比，锥形弹簧8的参数可以在大得多的程度上进行改制以获得必要的压缩能力。锥形弹簧8的参数被改制成使弹簧圈不相碰撞，而弹簧8可以沿轴向被压缩其自由长度的20％或更少。然而，该轴向运动被限制为球形橡胶止动块9的压缩量的18％，在此示例中，该球形橡胶止动块9被设置在冲击机构4的后端。