CN1638923A - 用于产生往复运动的装置及其阀排列和气功工具 - Google Patents

Abstract

一种用于产生一个往复运动的压力流体驱动装置，包括可相对移动的一第一部分(5)和一第二部分(3)，其中一个工作室(7)被用于择一地受压和减压，以能够在所述工作室受压的时候驱动所述部分相对彼此移动。一个阀排列(8)用于控制流体流入所述工作室和从所述工作室排出。进入所述工作室(7)的入口与从所述工作室(7)排出的排出口分离。本发明还涉及一种阀排列和一种气动工具。

Description

用于产生往复运动的装置及其阀排列和气动工具

技术领域

根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种用于产生一个往复运动的压力流体驱动装置。还涉及由此而来的一种阀排列和包括这种装置的气动工具。

背景技术

这种装置可以从美国专利US-A-5082067了解。该文献的一个实施例包括在两个可相对移动的部分之间的一个工作室，每个可移动部分具有一个沟槽或导管，用于压力流体驱动媒介的供应或排出，比较适宜的驱动媒介是压缩的空气。一根管子的轴向位移将阀元件从其支座向上移动，因此将一个流体通道打开，以将驱动媒介提供到工作室中。

压缩工作室使可移动部分在相互相反的方向上移动，并且当可移动部分被充分分离的时候，供应沟槽闭合，并且在上方的排出沟槽打开，用于将驱动媒介排出，这样就允许可相对移动的部分彼此接近，以重复上面所述的过程。通过使用一个弹簧***或者其它装置，可以获得一个往复的运动，以在压缩之后将所述可移动部分彼此相向地返回。

使用所述的实施例对于两个可相互移动的部分相互分离并且在同一室中相继设置的一种排列来讲是非常有用的。这种排列将非常有利，因为工具直径可以制得比较小，而且因此可以为容易操纵的工具提供较少的公差要求、较低的制造成本、较少的支撑面以及由此而来的较低的振动水平。然而，以所述方式制造的装置具有一个过低的以至于不能在实际中有任何应用的有效输出。

发明内容

本发明的一个目的是对现有技术的问题提供一种解决方案，并且提出一种解决方案，能够在保持现有技术的优势的情况下获得更有效的输出。

进一步的目的是提供一种解决方案，与现有技术相比，由于有可能获得在保持性能的情况下而尺寸更小的装置，所以能获得尺寸的优势和简单而经济的制造。还有一个进一步的目的是使这些改进对于用作气动工具的装置来讲是有用的，这些气动工具包括用于减振的***。

这些目的是根据本发明通过权利要求1的特征来实现的。相应的目的通过其它独立权利要求来实现的。

通过将工作室的流体入口设置得与流体排出口分离，能够获得一些优势。入口和排出口的位置和尺寸是彼此独立的。因此，每个口可以独立地优化以适合特殊应用所需的功能和流体特性，而装置就是为这些特殊应用而被应用的。

通过可以相对于所述可移动部分移动的阀元件，可以获得一些优势，比如阀排列的自我调整。这反过来又使得所述排列对于公差相对不太敏感，允许经济的制造。

根据优选的方案，所述阀元件通过控制工具(比如一个杆)彼此连接，以形成一个阀体。这提供了优异的自我调整特性。

通过允许所述阀元件在操作过程中实现彼此受限的运动，操作循环可以被进一步优化。这就为操作循环的有利控制提供了可能，并且因此增强了性能。举个例子，压力流体被排出之前在工作室内活动的时间被延长了。

这个功能可以通过弹性柔韧的阀元件之间的连接来实现。所述操作循环可以通过至少一个柔性的阀元件来有利地改变。相应的功能上的优势通过替换上至少一个弹性柔韧的阀座来获得。

流体压力也可以作用在两个阀元件之一上或者作用在两个阀元件上，以保证所述元件在指定的位置，以实现预期的功能。

将两个可移动部分以某种方式放置在一个通常的外壳中，使得它们相互分离并且位置相继的放置，而且每个部分都抵靠着外壳密封，使得不仅能制造具有较小尺寸的装置，而且能制造具有较小密封表面和较少支撑表面的装置。这容易产生较低的制造成本并且影响一些其它重要的积极变量，并且产生更大的动力和更低的噪音和振动水平。

进一步的优势通过其它从属的权利要求的特征来实现。

附图说明

参考附图，现对在本发明做更详细的说明，其中：

图1示出根据本发明在第一位置的一个轴向剖面；

图2和3示出所述阀排列在不同位置的轴向剖面和放大比例；

图4示出本发明的第二实施例的一个轴向剖面；

图5示出本发明的第三实施例的一个轴向剖面。

具体实施方式

在本说明书中，不同实施例中的类似元件可以采用同样的附图标记。

在图1中，附图标记1指的是用于产生往复运动的压缩流体驱动装置。该装置包括一个外壳2，外壳2封闭了具有一第一沟槽或一流体通道6的一个第一可移动部分5。而且一个第二可移动部分3被封闭在外壳2的内部。部分3被设计成具有一个一体的部分4(在这种情况下是一个铁笔，但是可以是锉子、刀子、锯子、凿子等其它设计，也可以作为一凿子，砧，针等使用或者作活塞撞击)用于实现在工件(未示出)上的某些操作。所述可移动部分连同外壳2一起限定工作室7。

所述装置可以适合于产生一个往复运动，还可以用于其它包含用于往复运动的驱动件的应用。

来自压力流体源(未示出)的压力流体通过一个入口14进入外壳2并且经过流体通道6进入到工作室7，并且从所述工作室7排出，通过一第二沟槽或一个排出通道15到达一个出口。所述出口在所述实施例中是排列成通过所速外壳2的壁的沟槽。

通过所述装置1的压力流被一个阀排列控制，所述阀排列包括一个阀体8，阀体8具有一第一阀元件10和一第二阀元件9，第一阀元件10与所述第一可移动部分5协同动作，第二阀元件9同所述第二可移动部分3协同动作。

这将在图2和图3中有更详细的描述。图2示出了当两个可移动部分彼此远离并且排出通道15开放的时候所述阀体8的位置。图2特别示出与一个表面协同动作的第一阀元件10，这个表面位于所述第一部分5的上游边并且包括一第一阀座13。第二阀元件9与第二阀座12协同动作，第二阀座12设在所述第二部分3上(图3)。

这意味着来自图1所示的压力流体入口14的流体压力驱动第一阀元件10抵靠第一阀座13于如图2所示的位置。同样地，第二阀元件9通过出现在工作室7内部的流体压力在抵靠着第二阀座12的方向上受压，以便于闭合从工作室进入排出通道15的通道，如图3所示。

图2和图3也示出了所述阀体8包括一个控制工具，在这种情况下，一个杆11用于分别连接第一阀元件9和第二阀元件10。所述阀元件因此彼此分离开一个选定的距离。杆11因此被设置尺寸以使得能允许在所述部分3和5之间有一个选定的距离，以能够提供入口和出口区域的分离。根据本发明，这个特征提供了有优势的流体特性，这些特性与液流在没有被属于另一个相应的入口和出口功能之一的元件所扰动或限制的情况下进入和排出工作室有关。所述杆在所示实施例中是刚性的，但也可以是柔性的，这将在后面讨论。具有阀元件和控制工具的所述结构是一个一体单元，它在这样一种方式上是自由的，即两个阀元件相对于所述可移动部分都是可以移动的，所述结构的优势在于它允许自我调整并且使得所述装置对公差相对来讲不很敏感。

而且，在图1中示出了所述第一部分5与第一储力器相结合，在这个例子中第一储力器是一个弹簧18。随着所述第一移动部分在第一方向上移动，也就是在图1中的向前或向右的方向移动，这个弹簧18处于增加负载状态。

随着压缩流体驱动媒介经过入口沟槽6通过所述阀元件10进入工作室7，所述两个部分5、3在相反的方向上被驱动，第一部分5在与其结合的弹簧上的负载同时减少的情况下被驱动到图1中的左边，第二部分3在与其结合的储力器上的负载同时增加的情况下被驱动到图1中的右边，在这个例子中与第二部分3结合的储力器是一个弹簧17。由两个弹簧直接或间接施加到外壳2上的反作用力的总和因此在整个运动循环期间保持恒定，这降低了外壳的振动。自然地，不同于弹簧的其它储力器也可以使用，比如拉力弹簧、风箱、气弹簧、橡胶管等等。

在图4的实施例中，阀元件是分离的元件，并且第二阀元件9设有一个杆形式的控制工具20，所述杆在第一部分中被引导以允许相对于其上的一个受限制的运动。为了这个目的，与第二阀元件相反，提供有一个放大部21，所述放大部21与在第一部分5中的保持元件协同动作，以便于防止所述控制工具20从第一部分5中脱离。所述控制工具20被排列得能够在工作室7收缩，也就是所述移动部分彼此接近的时候驱动第一阀元件23进入到一个开放位置，并且在工作室7扩张，也就是所述移动部分彼此远离的时候驱策第二阀元件9进入到一个开放位置。

应该注意到，通过图4描述的结构可以颠倒过来，也就是说第一阀元件能够连接于所述控制工具，在这种情况下所述控制工具将在第二部分中被引导。所述阀元件然后将受到同上面例子同样的影响。

在图5的实施例中示出与图1-3中所示的排列主要操作方式一样的一个排列。然而，具有阀元件9’和10’的一个阀体8’设有一个导管24，导管24的功能是提供压力流体在部分3和部分5的每一侧的容积(未示出)之间的交流。这是有优势的，举个例子，如果高压流体被用于清洁***的目的，为了保持工具(比如凿子)在一个特殊的位置以减少打开阀来引入流体等等。在所示的实施例中，阀体8’具有一个延伸部分25，延伸部分25在其自由端具有一个放大部分26，放大部分26同沟槽27配合并且用于导向和密封的目的。向外出的流体通过一个排出沟槽28排出，排出沟槽28在下游为了阀元件9’开放阀座。然而延伸部分24和放大部分26可以根据压力流体通过导管8’的交流的原理而选择。

本发明可以在附加的权利要求范围内修改。本发明也可以实际上应用于除所述工具以外的任何使用了往复运动的设备。

所述动作循环可以通过通常的用于允许阀元件实现彼此相对运动的排列来修改，比如通过柔性的杆11。所述动作循环也可以通过使用提供了柔性的同可移动部分协同动作的阀元件来修改。修改所述动作循环的一个进一步的方式是使用像阀座那样的柔性的阀接收工具，用于提供同阀元件的柔性的协同操作。

所述阀排列能够以不同的方式制成，包括由设置在各自部分中的滑动阀元件组成。

可移动部分的任意一个都可以用作有效工作部分，但是这两个部分也可以用于实现有用的工作。比如它们可以冲击铁砧的不同部分。

图1的实施例可以修改以使得可移动部分之一被固定地连接到一个支撑结构上。因此，在这种情况下只有另一个可移动部分是自由移动的。所述外壳可以从整体分离或者固定到任意的各自可移动部分上。

不使用压缩弹簧来恢复可移动部分向着彼此移动，还有很多其它可能性，包括使用来自压力流体源的压力流体。

Claims (25)

1.一种用于产生一个往复运动的压力流体驱动装置，包括可相对移动的一个第一部分(5)和一个第二部分(3)，其中一个工作室(7)被用于择一地受压，以能够驱动所述部分相对彼此移动并减压，其中所述第一部分(5)设有用于将驱动流体供应到所述工作室(7)的一个第一沟槽(6)和用于将流体从所述工作室(7)排出的一个第二沟槽(15)，和一个阀排列(8)，其具有可相对于所述部分移动的阀元件，阀排列(8)依靠与所述部分的相对位置，能够控制流体在所述第一和第二沟槽中流动，并且因此实现工作室的减压，其特征在于，在操作中，进入到所述第一沟槽的所述工作室(7)的流体入口是与从所述工作室(7)排出到所述第二沟槽的流体排出口分离的。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阀元件由用于控制所述流体流动至所述第一沟槽(6)中的一个第一阀元件(10)和用于控制所述流体流动至所述第二沟槽(15)中的一个第二阀元件(9)组成。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一阀元件(10)在操作中被排列得能够通过流体压力在用于密封协同动作的一个位置上开始同所述第一沟槽(6)进行密封协同动作(13)。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述第二阀元件(9)在操作中被排列得能够通过流体压力在用于密封协同动作的一个位置上开始同所述第二沟槽(15)进行密封协同动作(12)。

5.根据前面任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述阀元件通过控制工具彼此连接(11)，以形成一个阀体(8)。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述阀元件被排列得能允许彼此间相对移动。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述阀元件之间的连接是弹性柔韧的。

8.根据前面任意权利要求所述的装置，其特征在于，至少一个所述阀元件是弹性柔韧的。

9.根据权利要求2-4任意所述的装置，其特征在于，所述阀元件是独立的元件，所述第一阀元件和第二阀元件之一设有一个控制工具(20)，所述控制工具被分别引导在所述第二或第一部分中，以允许相对于其的受限制的运动，所述控制工具被排列得能够在所述工作室(7)收缩的时候分别驱动所述第二或第一阀元件进入到一个开放位置，并且在所述工作室(7)扩张时分别驱动所述第一或第二阀元件进入到一个开放位置。

10.根据前面任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述第一部分(5)和第二部分(3)排列在一个外壳(2)中，所述外壳具有一个用于压力流体的入口和出口，并且所述第一和第二部分可以相对于所述外壳移动。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述两个可移动部分(5；3)抵靠所述外壳(2)密封地排列，以形成所述工作室(7)。

12.根据前面任一权利要求所述的装置，其特征在于，一个第一储力器连接于所述部分之一，并且该储力器排列为，随着对这个部分在背向所述工作室的第一方向上的运动，产生负载而增加弹性力推动该储力器；一个第二储力器连接于另一个所述部分，并且该储力器排列为，随着对另一个部分在所述第一方向上的运动，产生负载而增加弹性力推动该储力器。

13.根据权利要求1-9任一所述的装置，其特征在于，所述部分之一被排列为另一个部分进行往复运动时不能移动。

14.根据前面任一权利要求所述的装置，其中所述阀元件与阀元件接收工具协同动作，其特征在于至少一个所述阀元件接收工具是柔性的。

15.根据前面任一权利要求所述的装置，其特征在于，具有所述可移动阀元件(9’，10’)的所述阀排列(8’)设有一个导管(24)，用于在所述第一部分(5)和第二部分(3)的每一侧上的容积之间传递压力流体。

16.一种用于压力流体驱动装置的阀排列，用于产生一个往复运动，并且包括可相对移动的一个第一部分(5)和一个第二部分(3)，其中一个工作室(7)被用于择一地受压，以能够驱动所述部分相对彼此移动并减压，其中所述第一部分(5)设有用于提供驱动流体到所述工作室(7)的一个第一沟槽(6)和用于将流体从所述工作室(7)排出的一个第二沟槽(15)，并且其中所述阀排列(8)包括可相对于所述部分移动的阀元件，并且所述阀元件被排列得能够控制流体在与所述部分的相对位置相依赖的所述第一和第二沟槽中流动，其特征在于，所述阀元件彼此独立。

17.根据权利要求16所述的排列，其特征在于，所述阀元件由用于控制所述流体在所述第一沟槽(6)中流动的一个第一阀元件(10)和用于控制所述流体在所述第二沟槽(15)中流动的一个第二阀元件(9)组成。

18.根据权利要求17所述的排列，其特征在于，所述阀元件通过控制工具彼此连接(11)，以形成一个阀体(8)。

19.根据权利要求18所述的排列，其特征在于，所述阀元件被排列得能允许彼此间相对移动。

20.根据权利要求16-19所述的排列，其特征在于，所述阀元件之间的连接是弹性柔韧的。

21.根据前面任一权利要求所述的排列，其特征在于，至少一个所述阀元件是弹性柔韧的。

22.根据权利要求16或17所述的排列，其特征在于，所述阀元件是独立的元件，并且所述第一阀元件和第二阀元件之一设有一个控制工具，所述控制工具被分别引导在所述第二或第一部分中，以允许相对于其的受限制的运动，因此所述控制工具被排列得能够在所述工作室收缩的时候分别驱动所述第二或第一阀元件进入到一个开放位置，并且在所述工作室扩张的时候分别驱动所述第一或第二阀元件进入到一个开放位置。

23.根据权利要求16-22中任一所述的排列，其特征在于，具有所述可移动阀元件(9’，10’)的所述阀排列(8’)设有一个导管(24)，用于在所述第一部分(5)和第二部分(3)的每一侧上的容积之间传递压力流体。

24.包括如权利要求1-15任一所述的装置的气动工具。

25.包括如权利要求16-23任一所述的装置的气动工具。

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