[发明专利]冲击机械

说明书

技术领域

本发明涉及冲击机械领域，并且更具体地涉及包括减振装置的冲击机械。

背景技术

冲击机械经常用在采石、公路建设和房屋建设的应用中，以对例如为岩石、混凝土和路面的硬表面或者例如为沥青的较软材料进行作业。本发明可用在例如为凿岩机、破碎机、撞击工具和锤击工具的机器上，它们都具有相似的冲击机构。

冲击机械的通常设计包括液压的、气动的、内燃机的或电的致动装置和可移动的冲击元件，冲击元件将冲击力传递到附接至壳体的作业工具。在操作中，从作业工具上施加连续的冲击力使硬表面疲劳，使得硬表面最终破碎。然而，部分的来自冲击机构的移动产生的振动被传递到冲击机械的壳体，并且传递到用于人工手柄的连接点或者用于机械附接的支架。这样，如果工具是手持式的，振动可能导致人体受伤，并且如果工具附接至一机械，振动可能导致机械损坏。

文献US2012/0279741公开了一种用于手持式机械工具的减振机构的实例。减振机构包括设置在两组相同的压缩弹簧之间的可移动的配重。每组弹簧包括两个平行设置的长度不同的弹簧；最长的弹簧始终与配重接触，而最短的弹簧只在高振动幅度时与配重接触。

当配重的振动幅度增加，被平行地连接的弹簧都被激活，使得弹簧常数增加，并且减振机构的弹簧常数增加。这使减振装置的固有频率朝向更高的频率改变。

短弹簧设置在距离配重一段距离处的目的是阻止撞击机构的极限位置。在正常操作条件下，弹簧不会与配重接触。

文献DE102009046348公开了用于手持式机械工具的减振机构的另一个实例，其包括反作用重量。为了提供生产减振机构的有效控制成本的方法，螺旋弹簧的几何结构能够改变，使得弹簧的中心区域具有充分产生反作用重量的某一重量。中心区域通过将其设置为大直径并且紧密缠绕那样的张力弹簧来提供重量。作为一种选择，外部或内部配重能够附接至中心区域以获得更大的配重。中心区域接收在两个弹性的压缩弹簧之间，该压缩弹簧设置有连接至壳体的坚硬的端部。然而，DE102009046348的设置没有提供任何用于扩展机械工具的所阻尼的频率范围的手段。

参考上文，本发明的目的是提供一种改进的用于冲击机械的减振装置，其在该机械的宽的工作频率范围内提供减振效果，并且还降低减振效果突然中断的风险。另一个目的是提供冲击机械的更强的力供应，使得能够降低锤击的重量。发明人最近被分配如下任务，即尽力寻求降低手持式冲击机械的把手的振动的方法。作为市面上机械的实例，他获得了阿特拉斯·科普柯KV434(Atlas-Copco，KV434)式冲击机械，其具有大约25焦耳的冲击能量和12Kg的总重量，其中冲击元件具有0.53Kg的重量。在该机械的减振装置背后存在这样的观念，使机械足够重以使得由于机械的重量振动的幅度会被降低。然而，尽管具有这样重的重量，机械仍然产生非常大的振动，作用在手臂上的加速度在约20m/s²范围内。

在本项目的开始，发明人分析了降低把手的振动的可能方式，并且得出下面的结论：

(a)例如在冲击机构和把手之间提供隔振装置(例如弹簧或缓冲器)，

(b)使用主动控制的配重，其向壳体施加与锤击元件基本相同但方向相反的力，或者

(c)使用调谐减振器。

已知的是，调谐减振器只在非常有限的频率区间内工作，例如J.P.Den Hartog在1985年的“机械振动”或1987年的“冲击和振动手册”中描述的，其中配重利用弹簧连接至主动重量；发明人很快放弃了该想法。这类减振器在下文中也称作“窄频率范围减振方法”，并且通常应用于工作频率非常有限的振动的装置，飞机发动机或船用发动机。发明人放弃使用窄频率范围减振方法这种想法的原因是发明人所使用的这类手持式冲击机械具有在很宽的频率范围内变化的工作频率，它们通常呈现20-30％的工作频率变化，并且有时高达50％。由于例如在元件的控制方面不稳定，例如由于提供给机械的压缩空气不稳定、由于操作者相对于待剪切的表面角度改变地把持机械、由于操作者相对表面按压机械的力变化、由于待剪切元件在不同的位置改变的表面硬度等等，工作频率可能变化。

然而，作为一个比较的例子，本发明人想给出一个对于冲击机械“窄频率范围减振方法”表现如何糟糕的说明。但是当他将要在配重的每端利用一个弹簧将配重连接至冲击机械的壳体时，它意识到他在家并没有足够结实的弹簧以得到恰当的工作频率。这没有阻止他，他仅仅使用了他手头有的最结实的弹簧。