專利名稱：具有超越離合器的裝置的制作方法
具有超越離合器的裝置本發(fā)明涉及一種根據(jù)專利權(quán)利要求1的裝置，該裝置本身用于例如爆破錘、沖擊鉆機(jī)、 路面破碎機(jī)或用于夯實(shí)土壤的夯實(shí)機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中通常已知這種裝置，其中驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)扭矩從驅(qū)動(dòng)元件傳遞至與驅(qū)動(dòng)元件連接的運(yùn)動(dòng)元件。例如，集成在爆破錘、沖擊鉆機(jī)和/或路面破碎機(jī)中的沖擊組件可以基于上述原理運(yùn)轉(zhuǎn)。這種沖擊組件中的驅(qū)動(dòng)元件是驅(qū)動(dòng)活塞，通過合適的驅(qū)動(dòng)單元(諸如聯(lián)接至電動(dòng)機(jī)的曲柄傳動(dòng)裝置)可以使該驅(qū)動(dòng)活塞軸向振蕩。這種軸向的振蕩運(yùn)動(dòng)可以傳遞至諸如動(dòng)力鑿刀的工具。為使驅(qū)動(dòng)單元免受引起磨損的過度負(fù)載并為增強(qiáng)工具的沖擊效果，可以在曲柄傳動(dòng)裝置與保持工具的夾具之間布置諸如沖擊活塞的運(yùn)動(dòng)元件，并將該運(yùn)動(dòng)元件通過彈簧元件連接至驅(qū)動(dòng)活塞。常規(guī)方法例如是使用單側(cè)或雙側(cè)氣動(dòng)彈簧沖擊組件。氣動(dòng)彈簧沖擊組件通常通過驅(qū)動(dòng)活塞和沖擊活塞的設(shè)計(jì)與定位加以區(qū)別。具體地說，已知?dú)鈩?dòng)彈簧沖擊組件的四種變型-具有相同直徑的驅(qū)動(dòng)活塞和沖擊活塞的單向沖擊組件，該驅(qū)動(dòng)活塞和沖擊活塞在沖擊機(jī)構(gòu)的外殼內(nèi)部運(yùn)動(dòng)；-具有中空的驅(qū)動(dòng)活塞和沖擊活塞的單向沖擊組件，驅(qū)動(dòng)活塞在一端處開口，且沖擊活塞在驅(qū)動(dòng)活塞中運(yùn)動(dòng)；-具有中空的沖擊活塞和驅(qū)動(dòng)活塞的單向沖擊組件，沖擊活塞在一端處開口，且驅(qū)動(dòng)活塞在沖擊活塞中運(yùn)動(dòng)；以及-具有環(huán)繞沖擊活塞的、中空的驅(qū)動(dòng)活塞的雙向沖擊組件。在這些系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)活塞和沖擊活塞可以彼此密封，并且借助間隙密封或一些其它合適的密封件，根據(jù)設(shè)計(jì)變型并相對(duì)于機(jī)構(gòu)外殼來密封，這樣在驅(qū)動(dòng)活塞與沖擊活塞之間的相對(duì)速度較高時(shí)，封閉的空氣量能形成氣動(dòng)彈簧。下面將描述常見的沖擊組件在一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。借助曲柄傳動(dòng)裝置可使驅(qū)動(dòng)活塞、即驅(qū)動(dòng)件產(chǎn)生近似沿正弦函數(shù)的軸向振蕩運(yùn)動(dòng)，其中驅(qū)動(dòng)活塞面向曲柄傳動(dòng)裝置的極端位置可被稱為上死點(diǎn)，而驅(qū)動(dòng)活塞背向曲柄傳動(dòng)裝置的極端位置被稱為下死點(diǎn)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)活塞從上死點(diǎn)朝下死點(diǎn)和沖擊活塞、即運(yùn)動(dòng)元件方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過沖擊活塞的至少一個(gè)正面與驅(qū)動(dòng)活塞之間所捕集的空氣量產(chǎn)生氣動(dòng)彈簧。由于沖擊活塞的慣性， 驅(qū)動(dòng)活塞朝下死點(diǎn)方向的運(yùn)動(dòng)使所捕集的空氣被過壓縮，從而在驅(qū)動(dòng)活塞的運(yùn)動(dòng)方向上推動(dòng)沖擊活塞。在此，可以設(shè)有帶有附連工具的沖擊件，該沖擊件例如由工具的端面或沖頭構(gòu)成。推力引起沖擊活塞撞擊沖擊件，從而將線性矩施加至工具并然后反沖。反沖是沖擊能量、組成的沖擊部件的幾何形狀、撞擊元件的材料和目標(biāo)工件的硬度的函數(shù)。在工具楔入工件時(shí)反沖將尤其強(qiáng)。反沖使沖擊活塞朝驅(qū)動(dòng)活塞方向并遠(yuǎn)離沖擊元件運(yùn)動(dòng)。一旦驅(qū)動(dòng)活塞到達(dá)下死點(diǎn)，連接至曲柄傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)活塞的運(yùn)動(dòng)方向就反向。如果現(xiàn)在朝曲柄傳動(dòng)裝置方向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)活塞以大于沖擊活塞的速度運(yùn)動(dòng)，則兩活塞的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將在空氣室中產(chǎn)生負(fù)壓并因此產(chǎn)生氣動(dòng)彈簧，該氣動(dòng)彈簧對(duì)沖擊活塞產(chǎn)生吸入效應(yīng)，從而增進(jìn)其返回運(yùn)動(dòng)。到達(dá)上死點(diǎn)后，驅(qū)動(dòng)活塞(驅(qū)動(dòng)元件)通過曲柄傳動(dòng)裝置又朝相反方向運(yùn)動(dòng)，由于定位在兩個(gè)活塞之間的氣動(dòng)彈簧在壓縮狀態(tài)下的效應(yīng)，而驅(qū)動(dòng)活塞制動(dòng)仍處于返回運(yùn)動(dòng)模式中的沖擊活塞(運(yùn)動(dòng)元件) ，然后再一次使沖擊活塞朝沖擊元件的方向加速，從而準(zhǔn)備下一個(gè)沖擊循環(huán)。在上述傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的沖擊組件的情況下，工具對(duì)沖擊活塞的反沖能負(fù)面地影響驅(qū)動(dòng)活塞和沖擊活塞之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。例如，由硬物體表面、硬工件、楔形工具或較強(qiáng)的前一次沖擊所產(chǎn)生的強(qiáng)有力反沖能引起沖擊活塞以高動(dòng)能進(jìn)行反沖。這可以在氣動(dòng)彈簧沖擊組件中產(chǎn)生效果，由此在沖擊活塞(運(yùn)動(dòng)元件)和驅(qū)動(dòng)活塞(驅(qū)動(dòng)元件)之間的氣動(dòng)彈簧中建立壓力，即使當(dāng)驅(qū)動(dòng)彈簧仍在朝上死點(diǎn)方向的路徑上時(shí)。由于這種壓力使沖擊活塞減速，進(jìn)而損失動(dòng)能，并在極限情況下，活塞可能反向。當(dāng)驅(qū)動(dòng)活塞接近沖擊活塞時(shí)，沖擊活塞已經(jīng)減慢，且氣動(dòng)彈簧不再充分地加載，這樣驅(qū)動(dòng)活塞可以只將較少的推力運(yùn)動(dòng)傳遞至沖擊活塞。相反地，當(dāng)驅(qū)動(dòng)活塞開始朝與其關(guān)聯(lián)的沖擊活塞方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣動(dòng)彈簧可被加載，但驅(qū)動(dòng)活塞仍太靠近上死點(diǎn)，這樣驅(qū)動(dòng)活塞以低速運(yùn)動(dòng)。還在這種情況下，氣動(dòng)彈簧比其在沖擊活塞和驅(qū)動(dòng)活塞以相對(duì)高速沿相對(duì)方向朝向彼此運(yùn)動(dòng)時(shí)較弱地被加載。此外，在氣動(dòng)彈簧最大壓縮時(shí)，驅(qū)動(dòng)活塞的速率太低，從而導(dǎo)致在后續(xù)的沖擊循環(huán)中沖擊相應(yīng)較弱。其它類型的裝置也可能遇到相似的效果，在這些類型的裝置中驅(qū)動(dòng)扭矩通過各個(gè)驅(qū)動(dòng)元件傳遞至相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)元件，從而損害裝置的工作效率或物理性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是引入一種裝置，在這種裝置中可以避免運(yùn)動(dòng)元件過早制動(dòng)。本發(fā)明的另一目標(biāo)是引入一種裝置，這種裝置的驅(qū)動(dòng)元件和運(yùn)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)性能有改進(jìn)。所述目標(biāo)通過如在專利權(quán)利要求1中所規(guī)定的裝置來實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中說明本發(fā)明改進(jìn)的變型。裝置具有驅(qū)動(dòng)單元、通過驅(qū)動(dòng)單元的作用可軸向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件、可軸向運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)元件和超越離合器，該運(yùn)動(dòng)元件通過諸如彈簧的聯(lián)接件連接至驅(qū)動(dòng)元件，該超越離合器定位在驅(qū)動(dòng)單元中或驅(qū)動(dòng)單元與驅(qū)動(dòng)元件之間的扭矩流中。當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元以大于等于驅(qū)動(dòng)元件的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，超越離合器處于閉鎖配合狀態(tài)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元以低于驅(qū)動(dòng)元件的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，超越離合器處于自由旋轉(zhuǎn)的分離狀態(tài)。在超越離合器的閉鎖狀態(tài)，超越離合器閉合驅(qū)動(dòng)單元與驅(qū)動(dòng)元件之間的扭矩流。在其分離狀態(tài)，超越離合器中斷驅(qū)動(dòng)單元與驅(qū)動(dòng)元件之間的扭矩流。驅(qū)動(dòng)單元可以包括諸如電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)單元能產(chǎn)生包含平移推力分量和/或旋轉(zhuǎn)扭矩分量的驅(qū)動(dòng)扭矩。驅(qū)動(dòng)扭矩可以通過驅(qū)動(dòng)單元的其它組件(諸如飛輪、 軸和/或傳動(dòng)齒輪以及連接至驅(qū)動(dòng)單元的超越離合器)傳遞至驅(qū)動(dòng)元件。驅(qū)動(dòng)元件例如可以呈驅(qū)動(dòng)活塞的形式。超越離合器可以處于兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中。當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元以大于等于驅(qū)動(dòng)元件的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，該超越離合器處于閉鎖配合狀態(tài)。這例如可能是在驅(qū)動(dòng)單元使驅(qū)動(dòng)元件加速時(shí)的情況。在其配合狀態(tài)，超越離合器閉合驅(qū)動(dòng)單元與驅(qū)動(dòng)元件之間的扭矩流，從而使由驅(qū)動(dòng)單元產(chǎn)生的動(dòng)能可以例如以形狀配合或受力配合方式傳遞至驅(qū)動(dòng)元件。當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元比驅(qū)動(dòng)元件更慢運(yùn)動(dòng)，尤其意味著驅(qū)動(dòng)元件并未由驅(qū)動(dòng)單元加速，超越離合器將處于分離、自由旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)單元與驅(qū)動(dòng)元件之間的扭矩流被中斷。因此，在分離狀態(tài)下中斷扭矩流使驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)扭矩和/或牽引功率到驅(qū)動(dòng)元件的傳遞中斷。當(dāng)超越離合器處于閉鎖配合狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)單元可以使驅(qū)動(dòng)元件可軸向運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)可以是振蕩或平移，并例如借助彈簧元件或氣動(dòng)彈簧，這種運(yùn)動(dòng)可以傳遞到聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)元件。在此，運(yùn)動(dòng)元件可軸向運(yùn)動(dòng)，并借助傳遞驅(qū)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)元件的自身運(yùn)動(dòng)將是振蕩或平移，從而使其可以例如以沖擊或夯實(shí)運(yùn)動(dòng)用于動(dòng)力工具中。超越離合器可以定位在驅(qū)動(dòng)單元與驅(qū)動(dòng)元件之間的扭矩流中。另外，也可以在功能上將超越離合器直接集成到驅(qū)動(dòng)單元中，或超越離合器可以是驅(qū)動(dòng)單元中的自持式模塊。作為另一個(gè)選擇，可以通過以如下方式控制驅(qū)動(dòng)單元來獲得超越離合器的功能性驅(qū)動(dòng)單元不能轉(zhuǎn)變到發(fā)電機(jī)模式。這特別對(duì)于電動(dòng)機(jī)來說是可能的，其中，借助適當(dāng)?shù)目刂?，在外?在這種情況下通過運(yùn)動(dòng)元件)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)軸的情況下可以避免發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電機(jī)式運(yùn)轉(zhuǎn)。在具有頻率轉(zhuǎn)換的同步電機(jī)和異步電機(jī)的情況下，這例如可以通過不使電機(jī)在區(qū)別于轉(zhuǎn)子的頻率下運(yùn)轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。如果在這種情況中通過快速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)元件外部驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸，則當(dāng)定子中流動(dòng)或可以流動(dòng)的電流比無負(fù)載電流小時(shí)，轉(zhuǎn)子可自由地在定子中旋轉(zhuǎn)。如將在下面作更為詳細(xì)的解釋那樣，例如借助彈簧元件來聯(lián)接驅(qū)動(dòng)元件和運(yùn)動(dòng)元件致使彈性地傳遞動(dòng)能，并因此致使驅(qū)動(dòng)元件與運(yùn)動(dòng)元件之間動(dòng)態(tài)地相對(duì)運(yùn)動(dòng)。此外，在驅(qū)動(dòng)元件與運(yùn)動(dòng)元件之間定位彈簧元件可以對(duì)運(yùn)動(dòng)元件抵抗驅(qū)動(dòng)單元的反沖進(jìn)行衰減，從而足以避免使驅(qū)動(dòng)單元超載。能量傳遞和衰減的程度可以通過彈簧元件的構(gòu)造來控制。合適的設(shè)計(jì)包括機(jī)械或液壓彈簧單元。倘若中空空間被充分地密封，那些通常使用的是可以在驅(qū)動(dòng)元件與運(yùn)動(dòng)元件之間的中空空間中形成的、由這些元件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的氣動(dòng)彈簧。下面將基于部件的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)來解釋根據(jù)本發(fā)明的裝置的工作原理。假設(shè)驅(qū)動(dòng)單元的運(yùn)動(dòng)已將超越離合器轉(zhuǎn)到閉鎖狀態(tài)，從而使驅(qū)動(dòng)元件轉(zhuǎn)變成例如遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)元件的平移運(yùn)動(dòng)。彈簧元件可以將這種運(yùn)動(dòng)傳遞到運(yùn)動(dòng)元件，由于運(yùn)動(dòng)元件的慣性延遲，使其本身在與驅(qū)動(dòng)元件相同的方向上運(yùn)動(dòng)。在上死點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)使驅(qū)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)反向。此時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)元件的慣性， 運(yùn)動(dòng)元件將繼續(xù)向驅(qū)動(dòng)元件運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)元件彼此相反的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將使彈簧元件預(yù)加載到運(yùn)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)方向也反向且運(yùn)動(dòng)元件背向驅(qū)動(dòng)元件運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)。通過驅(qū)動(dòng)元件朝運(yùn)動(dòng)單元的運(yùn)動(dòng)并通過放松彈簧元件來加強(qiáng)這種運(yùn)動(dòng)，從而使運(yùn)動(dòng)元件以較高動(dòng)能被推離驅(qū)動(dòng)元件。高動(dòng)能可以被用于裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)。如果裝置設(shè)計(jì)成沖擊組件，裝置可以撞擊諸如沖擊工具的沖擊裝置。如果裝置設(shè)計(jì)為夯實(shí)機(jī)，動(dòng)能可以驅(qū)動(dòng)例如土壤夯實(shí)機(jī)中的夯錘。根據(jù)與沖擊相關(guān)的條件(諸如沖擊裝置和/或沖擊裝置或夯錘下方物體表面的硬度)，沖擊能量現(xiàn)在部分地傳遞至沖擊裝置或夯錘和/或物體表面并部分地返回至運(yùn)動(dòng)元件，從而引起運(yùn)動(dòng)元件以可以物體表面硬度為函數(shù)變化的能級(jí)而反沖。
在較強(qiáng)反沖的情況下，運(yùn)動(dòng)元件將以高動(dòng)能反沖。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)元件可以在到達(dá)下死點(diǎn)前繼續(xù)朝向運(yùn)動(dòng)元件運(yùn)動(dòng)，或通過驅(qū)動(dòng)單元的作用，可以已經(jīng)使運(yùn)動(dòng)元件遠(yuǎn)離下死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)元件的加速可以使彈簧元件預(yù)加載，從而使運(yùn)動(dòng)元件的高動(dòng)能傳遞到驅(qū)動(dòng)元件。因此在這種情況下，沖擊驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)扭矩比驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)扭矩更大，由此， 驅(qū)動(dòng)元件將比驅(qū)動(dòng)單元更快的運(yùn)動(dòng)傳遞至超越離合器。這引起超越離合器轉(zhuǎn)入分離狀態(tài)中，從而中斷驅(qū)動(dòng)單元與驅(qū)動(dòng)元件之間的扭矩流。驅(qū)動(dòng)元件和運(yùn)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)因此與驅(qū)動(dòng)單元脫開，從而使運(yùn)動(dòng)元件朝上死點(diǎn)方向推動(dòng)驅(qū)動(dòng)元件。脫開后，驅(qū)動(dòng)元件可以自由地加速，且不通過聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)單元來阻止加速，就像例如在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元中通過將其轉(zhuǎn)到發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式的情況中那樣。耗于過程中的能量降低運(yùn)動(dòng)元件的速度并因此降低驅(qū)動(dòng)元件在其到上死點(diǎn)的路徑上的速度。一旦驅(qū)動(dòng)元件的速度小于或等于驅(qū)動(dòng)單元的速度，超越離合器就能轉(zhuǎn)入配合閉鎖狀態(tài)，從而閉合驅(qū)動(dòng)單元和驅(qū)動(dòng)元件之間的扭矩流。驅(qū)動(dòng)元件和與其聯(lián)接的運(yùn)動(dòng)元件現(xiàn)在可以再一次通過驅(qū)動(dòng)單元來運(yùn)動(dòng)。一旦驅(qū)動(dòng)元件到達(dá)上死點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)單元將使其運(yùn)動(dòng)方向反向。首先，運(yùn)動(dòng)元件由于其慣性將繼續(xù)朝驅(qū)動(dòng)元件運(yùn)動(dòng)，直到彈簧元件增加的預(yù)載荷也使運(yùn)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)方向反向?yàn)橹?。直到此時(shí)，驅(qū)動(dòng)元件可能已經(jīng)遠(yuǎn)離其上死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)并可能已通過驅(qū)動(dòng)單元朝運(yùn)動(dòng)元件的方向進(jìn)行加速。然后驅(qū)動(dòng)元件的動(dòng)能和儲(chǔ)存在彈簧元件中的能量可以使運(yùn)動(dòng)元件以高能級(jí)且遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)件進(jìn)入下一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)運(yùn)動(dòng)。借助如上所述的超越離合器的分離狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)單元的慣性矩可以與驅(qū)動(dòng)元件和運(yùn)動(dòng)元件脫開。這使運(yùn)動(dòng)元件將較強(qiáng)的反沖能量轉(zhuǎn)換成朝向驅(qū)動(dòng)元件的加速。運(yùn)動(dòng)元件和驅(qū)動(dòng)元件都能因此使用反沖能量以朝上死點(diǎn)方向加速運(yùn)動(dòng)。這減少驅(qū)動(dòng)單元對(duì)于驅(qū)動(dòng)元件和運(yùn)動(dòng)元件的制動(dòng)效果，該制動(dòng)效果從這些元件中獲取動(dòng)能。通過驅(qū)動(dòng)元件的自由運(yùn)動(dòng)可以防止彈簧元件被過早壓縮。彈簧最大壓縮的時(shí)刻可因此延遲，例如延遲到當(dāng)驅(qū)動(dòng)元件已經(jīng)反轉(zhuǎn)其運(yùn)動(dòng)方向并以高速向運(yùn)動(dòng)元件運(yùn)動(dòng)時(shí)。由于通過推動(dòng)驅(qū)動(dòng)元件的推力和存儲(chǔ)在彈簧元件中的能量來確定運(yùn)動(dòng)元件的能量，沖擊在這種情況下可以更大。接著，分離狀態(tài)可以為后續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)使用反沖能量。此外，分離狀態(tài)使裝置的操作效率整體加強(qiáng)，這是因?yàn)橐环矫孢\(yùn)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)在較強(qiáng)的反沖后變得更強(qiáng)有力，另一方面由反沖造成驅(qū)動(dòng)元件和運(yùn)動(dòng)元件加速將對(duì)于保持不變的驅(qū)動(dòng)能量來說增加運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)數(shù)。 另外，驅(qū)動(dòng)單元與驅(qū)動(dòng)元件和運(yùn)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)脫開將在較強(qiáng)的反沖后幫助保護(hù)驅(qū)動(dòng)單元。為加強(qiáng)超越離合器功能上的作用，可以將其合適地定位在驅(qū)動(dòng)單元與驅(qū)動(dòng)元件之間的扭矩流中。一般而言，在驅(qū)動(dòng)扭矩源和驅(qū)動(dòng)元件之間的有效路徑中的任何位置都可以， 只要該位置可使驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)扭矩與驅(qū)動(dòng)元件脫開。尤其是，超越離合器可以靠近驅(qū)動(dòng)元件定位以使動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的最多可能的零部件與驅(qū)動(dòng)元件脫開，這些零部件對(duì)于驅(qū)動(dòng)元件有慣性作用。這樣可以盡可能全面地利用使驅(qū)動(dòng)元件和運(yùn)動(dòng)元件運(yùn)動(dòng)的反沖的推力強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)單元是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。另外，實(shí)施例在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)元件之間的扭矩流中包括諸如曲柄傳動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置，該旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成振蕩式平移運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，可以通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置來致動(dòng)驅(qū)動(dòng)元件。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置可以包括電動(dòng)機(jī)(諸如高頻三相電機(jī))或者替代地使軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)。借助諸如齒輪系統(tǒng)的附加的機(jī)械部件，這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以被傳遞到超越離合器并從那里傳遞到旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置可以將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)元件的振蕩式軸向平移運(yùn)動(dòng)。根據(jù)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置的構(gòu)造，該裝置可以產(chǎn)生例如驅(qū)動(dòng)元件在上下死點(diǎn)之間的平移運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)大致對(duì)應(yīng)于基于時(shí)間的正弦函數(shù)。在此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)元件在上下死點(diǎn)之間的半路時(shí)，驅(qū)動(dòng)元件的速度將最高。彈簧元件中上述時(shí)間延遲的且空間上移動(dòng)的最大壓縮可能發(fā)生在驅(qū)動(dòng)單元引起驅(qū)動(dòng)元件以相對(duì)的高速朝下死點(diǎn)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)。這隨之也可以致使運(yùn)動(dòng)元件通過驅(qū)動(dòng)元件有效地加速。在該實(shí)施例的變型中，超越離合器定位在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置之間的扭矩流中。這使在超越離合器的閉鎖狀態(tài)下例如借助曲柄傳動(dòng)裝置可以將驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換到旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置。在分離狀態(tài)下可以中斷扭矩流，從而使旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置與驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)脫開。在一個(gè)實(shí)施例中，用作聯(lián)接裝置的彈簧元件定位在驅(qū)動(dòng)元件和運(yùn)動(dòng)元件之間。這使驅(qū)動(dòng)元件和運(yùn)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)可以彈性聯(lián)接，并因此可以彈性地傳遞驅(qū)動(dòng)元件與運(yùn)動(dòng)元件之間的動(dòng)能。彈簧元件可以包括例如機(jī)械彈簧，這些機(jī)械彈簧定位在驅(qū)動(dòng)元件與運(yùn)動(dòng)元件之 間、運(yùn)動(dòng)元件的相對(duì)端面上。在另一個(gè)實(shí)施例中，超越離合器由自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)構(gòu)成。根據(jù)在自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)端及相應(yīng)地在其輸出端上的相對(duì)旋轉(zhuǎn)方向，自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將在超越離合器的配合狀態(tài)與分離狀態(tài)之間切換。驅(qū)動(dòng)端在這種情況下指自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)面向驅(qū)動(dòng)單元的一側(cè)，驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)扭矩從該側(cè)傳遞至自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。輸出端指連接至驅(qū)動(dòng)元件的一側(cè)，借助該側(cè)驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)扭矩傳遞至驅(qū)動(dòng)元件。在超越離合器的配合狀態(tài)下，自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以受力配合和形狀配合的方式聯(lián)接驅(qū)動(dòng)端和輸出端。在分離狀態(tài)下，自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)端與輸出端脫開。在本設(shè)計(jì)方案的變型中，自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使用摩擦聯(lián)接件、卡輥、棘齒聯(lián)接件和/或齒輪聯(lián)接件。在摩擦聯(lián)接件中，包括不圓、即非圓形和非球形的元件的摩擦元件或卡輥定位在圓柱形座圈之間。座圈可以圍繞待聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)軸線定位。在配合狀態(tài)中，驅(qū)動(dòng)端和輸出端可以通過座圈的形狀配合與摩擦元件鎖定。在卡輥式自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，內(nèi)座圈可以將內(nèi)部星狀板保持在凹陷槽中，該星狀板單獨(dú)具有彈簧加載輥?zhàn)?。根?jù)旋轉(zhuǎn)的相對(duì)方向，輥?zhàn)涌梢宰杂蛇\(yùn)動(dòng)，從而使內(nèi)外座圈脫開，或?qū)?nèi)外座圈推入凹穴中，由此通過卡輥的夾緊作用聯(lián)接座圈。在用于例如棘齒輪和棘輪扳手中的棘齒聯(lián)接的情況下，配合狀態(tài)將建立驅(qū)動(dòng)端與輸出端之間形狀配合的連接。在齒輪聯(lián)接的情況下，用齒來傳遞扭矩。齒輪型的自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將在驅(qū)動(dòng)端與輸出端之間的旋轉(zhuǎn)速度差使聯(lián)接套移位時(shí)自動(dòng)切換。在另一個(gè)實(shí)施例中，流體聯(lián)接件可以承擔(dān)超越離合器的功能。例如，如果止回閥被集成到泵回路中，產(chǎn)生的阻力將對(duì)于鎖定作用來說較高，而對(duì)于分離的自由流動(dòng)作用來說較低。如上所述，裝置可以構(gòu)造成將超越離合器直接集成到驅(qū)動(dòng)單元中。在這種情況下， 驅(qū)動(dòng)單元將不得不以例如如下方式設(shè)計(jì)在驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)軸由外扭矩來驅(qū)動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，驅(qū)動(dòng)單元不能以發(fā)電機(jī)模式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，意味著驅(qū)動(dòng)單元不能產(chǎn)生任何輸出。驅(qū)動(dòng)軸和例如與其連接的轉(zhuǎn)子可以自由旋轉(zhuǎn)，只要運(yùn)動(dòng)元件試圖超過驅(qū)動(dòng)元件，而不在驅(qū)動(dòng)單元的轉(zhuǎn)子和定子之間施加電場(chǎng)或磁場(chǎng)。當(dāng)外部源以比由電動(dòng)機(jī)設(shè)定的速度更高的速度來使驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，可例如關(guān)閉異步電機(jī)中的勵(lì)磁場(chǎng)。因此不必設(shè)置自持式超越離合器模塊。替代地， 對(duì)電動(dòng)機(jī)合適的控制將通過轉(zhuǎn)子和定子間之間的直接互相作用形成超越離合器。在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)元件是沖擊活塞。在此設(shè)計(jì)中，裝置可包括沖擊組件以驅(qū)動(dòng)例如爆破錘、沖擊鉆機(jī)和/或路面破碎機(jī)。

在這種設(shè)計(jì)的變型中，彈簧元件可以由至少一個(gè)或多個(gè)氣動(dòng)彈簧構(gòu)成?？梢酝ㄟ^在驅(qū)動(dòng)元件與沖擊活塞間、在兩者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)所捕集的空氣量來產(chǎn)生氣動(dòng)彈簧。借助正壓或負(fù)壓效應(yīng)，氣動(dòng)彈簧可以傳遞驅(qū)動(dòng)元件與沖擊活塞之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。另一種設(shè)計(jì)的變型包括沖擊元件，該沖擊元件可以由沖擊活塞撞擊。沖擊元件可以如下方式定位沖擊活塞在其振蕩式平移運(yùn)動(dòng)中將以規(guī)則的間隔撞擊沖擊元件。這種沖擊元件可以是以沖壓頭或工具的插入段的形式構(gòu)成。替代地，工具夾可以沖擊活塞直接撞擊工具的方式保持工具。根據(jù)本發(fā)明的裝置可以不同方式應(yīng)用。在一個(gè)實(shí)施例中，裝置裝有附連于沖擊元件的工具。該工具可以是例如通過沖擊活塞、即運(yùn)動(dòng)元件的重復(fù)沖擊來運(yùn)轉(zhuǎn)的路面破碎機(jī)的鑿子。另外，附連于沖擊元件的工具可以是通過沖擊活塞運(yùn)轉(zhuǎn)的爆破錘和沖擊鉆機(jī)。在另一個(gè)實(shí)施例中，裝置是振動(dòng)夯實(shí)機(jī)，其運(yùn)動(dòng)元件是打夯活塞。打夯活塞可以裝備有打夯柄，可以通過打夯活塞的運(yùn)動(dòng)使該打夯柄進(jìn)行夯實(shí)運(yùn)動(dòng)。這種作用可以用于例如土壤夯實(shí)中。在該實(shí)施例的變型中，彈簧元件由螺旋彈簧構(gòu)成，該螺旋彈簧聯(lián)接驅(qū)動(dòng)元件和打夯活塞的運(yùn)動(dòng)并將兩者以往復(fù)方式傳遞。借助螺旋彈簧，由打夯活塞和可以具有較大質(zhì)量的打夯柄的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的高動(dòng)能可以適當(dāng)?shù)卦隍?qū)動(dòng)元件與打夯活塞之間傳遞。作為替代或附力口，也可以使用諸如氣壓彈簧或彈性體彈簧的其它類型的彈簧元件。在該實(shí)施例的另一種變型中，打夯活塞具有空腔，該空腔容納連接至驅(qū)動(dòng)元件的螺旋彈簧、氣壓和/或彈性體彈簧。這使驅(qū)動(dòng)元件和打夯活塞可合適地聯(lián)接，并且在節(jié)省空間的同時(shí)幫助引導(dǎo)這些元件的軸向運(yùn)動(dòng)。


下面將更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的這些和其它的特點(diǎn)特征，參照附圖來描述例子，附圖中圖1示出具有自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和簡(jiǎn)單氣動(dòng)彈簧的沖擊組件；圖2示出具有自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和雙氣動(dòng)彈簧的沖擊組件；圖3示意示出摩擦類型的自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；圖3B示出分離狀態(tài)中摩擦類型的自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一部分；以及圖3C示出閉鎖狀態(tài)中摩擦類型的自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一部分。圖4示出具有自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和雙作用螺旋彈簧的夯實(shí)機(jī)。
具體實(shí)施例方式圖1中示意示出的沖擊組件由發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩通過齒輪系統(tǒng)2傳遞至自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3。根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3可以將在其驅(qū)動(dòng)端處接受的扭矩傳遞到定位在其輸出端處的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置，該旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置在圖1中由曲柄傳動(dòng)裝置4和連桿5構(gòu)成。曲柄傳動(dòng)裝置4和連桿5將由自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3傳遞的扭矩轉(zhuǎn)換成連接到連桿5的驅(qū)動(dòng)活塞6 的振蕩式平移運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)活塞6在中空的導(dǎo)向缸7中運(yùn)動(dòng)。圓柱狀的沖擊活塞8也在導(dǎo)向缸7中運(yùn)動(dòng)， 該沖擊活塞8定位在驅(qū)動(dòng)活塞6離開連桿5的遠(yuǎn)側(cè)上。沖擊活塞8定位成在導(dǎo)向缸7遠(yuǎn)離曲柄傳動(dòng)裝置4的一側(cè)上，沖擊活塞可以撞擊安裝在工具夾9中的工具10。驅(qū)動(dòng)活塞6和沖擊活塞8可以沿導(dǎo)向缸7的中心軸線軸向運(yùn)動(dòng)并借助間隙密封與導(dǎo)向缸7密封開。這些間隙密封可以在驅(qū)動(dòng)活塞6與沖擊活塞8之間相對(duì)速度較高時(shí)使封閉在驅(qū)動(dòng)活塞6與沖擊活塞8之間的空氣量通過壓縮或減壓形成氣動(dòng)彈簧11，從而可以在驅(qū)動(dòng)活塞6與沖擊活塞8之間進(jìn)行彈性脈沖傳遞。下面將通過一個(gè)沖擊循環(huán)的例子來描述具有自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和簡(jiǎn)單氣動(dòng)彈簧的沖擊組件的運(yùn)作。當(dāng)來自發(fā)動(dòng)機(jī)1的給定扭矩通過齒輪系統(tǒng)2傳遞至自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)端時(shí)， 如果此時(shí)自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的輸出側(cè)上的曲柄傳動(dòng)裝置4以較低速運(yùn)轉(zhuǎn)，則自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3 將轉(zhuǎn)入其配合閉鎖狀態(tài)。在閉鎖狀態(tài)中，自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3將扭矩傳遞至曲柄傳動(dòng)裝置4以使其運(yùn)動(dòng)。借助連桿5，旋轉(zhuǎn)被轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)活塞6沿導(dǎo)向缸7的中心軸線的振蕩式平移運(yùn)動(dòng)。 在圖1中所示的沖擊組件的部件位置中，這將引起驅(qū)動(dòng)活塞6例如朝沖擊活塞8的方向運(yùn)動(dòng)。由此，密封在驅(qū)動(dòng)活塞6與沖擊活塞8之間的導(dǎo)向缸7中的氣動(dòng)彈簧11將被壓縮，并且驅(qū)動(dòng)活塞6的運(yùn)動(dòng)沖擊將被彈性地傳遞至沖擊活塞8。在此，由于慣性而延遲的沖擊活塞 8在對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)活塞6并朝向工具10的方向上運(yùn)動(dòng)。沖擊活塞撞擊工具10，該工具將在此接受的沖擊能量傳到物體表面(未示出)或傳到工件(未說明)。根據(jù)工具10和工件的硬度，沖擊活塞8將朝驅(qū)動(dòng)活塞6的方向反沖。此時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)速度，驅(qū)動(dòng)活塞 6可能仍朝沖擊活塞8的方向運(yùn)動(dòng)，或者接著到達(dá)下死點(diǎn)，通過曲柄傳動(dòng)裝置4和連桿5可以已經(jīng)使驅(qū)動(dòng)活塞朝相反方向運(yùn)動(dòng)。反沖的反沖能量使沖擊活塞8朝驅(qū)動(dòng)活塞6的方向加速，在該過程中對(duì)密封在驅(qū)動(dòng)活塞6與沖擊活塞8之間的氣動(dòng)彈簧11進(jìn)行壓縮，并因此可將加速能量彈性地傳遞至驅(qū)動(dòng)活塞6。連桿5現(xiàn)將驅(qū)動(dòng)活塞6的線性軸向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲柄傳動(dòng)裝置4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的輸出端。如果曲柄傳動(dòng)裝置4以大于由發(fā)動(dòng)機(jī)1和齒輪系統(tǒng)2從驅(qū)動(dòng)端傳遞到自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的速度旋轉(zhuǎn)，則自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3將轉(zhuǎn)入其分離狀態(tài)，在這種狀態(tài)中自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)端和輸出端之間的扭矩流被中斷。驅(qū)動(dòng)活塞6的運(yùn)動(dòng)因此與發(fā)動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)單元脫開，且沖擊活塞8將能夠使驅(qū)動(dòng)活塞6在反沖方向上加速。當(dāng)沖擊活塞8減速時(shí)，驅(qū)動(dòng)活塞6的運(yùn)動(dòng)和因此曲柄傳動(dòng)裝置4的運(yùn)動(dòng)將減速。一旦由曲柄傳動(dòng)裝置4傳至自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的輸出端的旋轉(zhuǎn)速度小于或等于由發(fā)動(dòng)機(jī)1通過齒輪系統(tǒng)2傳至自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)端的旋轉(zhuǎn)速度，自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3就將又轉(zhuǎn)回其閉鎖狀態(tài)，且發(fā)動(dòng)機(jī)1可以推動(dòng)驅(qū)動(dòng)活塞6運(yùn)動(dòng)。
如果此時(shí)驅(qū)動(dòng)活塞6仍遠(yuǎn)離沖擊活塞8運(yùn)動(dòng)，則氣動(dòng)彈簧11將被減壓。由此產(chǎn)生的吸力效果將驅(qū)動(dòng)活塞6的運(yùn)動(dòng)沖力彈性地傳遞至沖擊活塞8。一旦通過曲柄傳動(dòng)裝置4和連桿5傳至驅(qū)動(dòng)活塞6的運(yùn)動(dòng)方向反向，將產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)活塞 6與沖擊活塞8之間相反的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而再一次壓縮氣動(dòng)彈簧11并開始下一個(gè)沖擊循環(huán)。因?yàn)橛捎谧杂尚D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的作用，驅(qū)動(dòng)活塞6與發(fā)動(dòng)機(jī)1的扭矩脫開，而由于反沖作用可以自由加速驅(qū)動(dòng)活塞，所以驅(qū)動(dòng)活塞將在下一個(gè)沖擊循環(huán)開始時(shí)處于提前位置。因此，在已經(jīng)使驅(qū)動(dòng)活塞6朝沖擊活塞8方向運(yùn)動(dòng)并加速時(shí)，氣動(dòng)彈簧壓縮最大。由此，當(dāng)氣動(dòng)彈簧被最大壓縮時(shí)，驅(qū)動(dòng)活塞6將以高速朝沖擊活塞8的方向運(yùn)動(dòng)，從而使沖擊活塞8大幅加速，且沖擊活塞8對(duì)工具10的后續(xù)沖擊相應(yīng)較強(qiáng)。反沖能量因此可以用于下一次沖擊。此外，沖擊組件的沖擊能力將得到增強(qiáng)，這是因?yàn)閷?duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)1的相同轉(zhuǎn)速，插入自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3會(huì)增加沖擊組件的沖擊數(shù)。圖2示出具有自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和雙氣動(dòng)彈簧的沖擊組件。發(fā)動(dòng)機(jī)1、齒輪系統(tǒng)2、自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、曲柄傳動(dòng)裝置4和連桿5的功能與上述功能相同。圖2中，驅(qū)動(dòng)活塞6是圓柱形并具有容納沿驅(qū)動(dòng)活塞6a的中心軸線線性運(yùn)動(dòng)的沖擊活塞8a的中空空間。沖擊活塞8a在驅(qū)動(dòng)活塞背向連桿5的遠(yuǎn)端上從驅(qū)動(dòng)活塞6a中突出，因此使沖擊活塞8a在沖擊運(yùn)動(dòng)中可以沖擊固定安裝在工具夾9上的工具。驅(qū)動(dòng)活塞6a和沖擊活塞8a 通過間隙密封以如下方式彼此密封在兩活塞之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，密封在驅(qū)動(dòng)活塞6a內(nèi)部的空氣量在沖擊活塞8a的兩側(cè)被壓縮或減壓。過程中，在沖擊活塞8a遠(yuǎn)離工具10的一側(cè)上產(chǎn)生第一氣動(dòng)彈簧Ila并在面向工具10的一側(cè)上產(chǎn)生第二氣動(dòng)彈簧lib。兩個(gè)氣動(dòng)彈簧 Ila和lib使驅(qū)動(dòng)活塞6a和沖擊活塞8a之間的動(dòng)能可以有效地傳遞。如在圖1中所述的沖擊組件的情況那樣，圖2中所示的沖擊組件中，在使沖擊活塞 8a加速后，通過由工具10傳遞至沖擊活塞8a的反沖作用，自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3可以中斷發(fā)動(dòng)機(jī) 1與驅(qū)動(dòng)活塞6a之間的扭矩流，從而使沖擊活塞8a可以自由地讓驅(qū)動(dòng)活塞6a加速。此外，在圖2中所述的沖擊組件中，當(dāng)沖擊活塞8a以高動(dòng)能朝工具10的方向運(yùn)動(dòng)而同時(shí)通過壓縮氣動(dòng)彈簧lib使驅(qū)動(dòng)活塞6a加速時(shí)，驅(qū)動(dòng)活塞6a的運(yùn)動(dòng)可以與發(fā)動(dòng)機(jī)1 脫開。這將防止沖擊活塞8a就在沖擊前由于聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)單元的扭矩流而減速。在圖2中所示的、具有自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和雙氣動(dòng)彈簧的沖擊組件中，反沖能量因此能用于準(zhǔn)備下一次沖擊，同時(shí)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)1不變的旋轉(zhuǎn)速度來說增加沖擊數(shù)。圖3A是裝備有摩擦聯(lián)接件的自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的示意性視圖，該機(jī)構(gòu)具有內(nèi)驅(qū)動(dòng)環(huán)和與該環(huán)同心的外輸出環(huán)13，而不圓的摩擦型夾持件14a，14b，Hc等定位在驅(qū)動(dòng)環(huán)12與輸出環(huán)13之間。根據(jù)通過這些摩擦元件14a，14b，14c中的一個(gè)摩擦元件的橫截面定位，直徑沿該橫截面可以變化。根據(jù)驅(qū)動(dòng)環(huán)12與輸出環(huán)13之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及由此的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度，摩擦型的自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將處于分離或閉鎖配合狀態(tài)，在這些狀態(tài)中摩擦類型的夾持元件14a，14b，14c呈現(xiàn)不同定向。在圖;3B和3C中分別示出并在下面描述分離狀態(tài)和閉鎖狀態(tài)。圖:3B示出分離狀態(tài)中的、圖3A的摩擦聯(lián)接件自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在這種狀態(tài)中驅(qū)動(dòng)環(huán) 12以比輸出環(huán)3更低的速度旋轉(zhuǎn)，因此表現(xiàn)出相對(duì)于輸出環(huán)13的負(fù)運(yùn)動(dòng)。在這種情況中， 摩擦元件14a，14b，Hc將以如下方式自行定向它們較小的直徑位于在驅(qū)動(dòng)環(huán)12與輸出環(huán)13之間，從而使輸出環(huán)13的運(yùn)動(dòng)與驅(qū)動(dòng)環(huán)12的運(yùn)動(dòng)脫開。圖3C示出閉鎖狀態(tài)中的、圖3A的摩擦聯(lián)接件自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。在這種情況中，驅(qū)動(dòng)環(huán)12以比輸出環(huán)13更大的速度旋轉(zhuǎn)，從而使摩擦元件14a，14b和14c以增加驅(qū)動(dòng)環(huán)12與輸出環(huán)13之間直徑的方式自行定位，從而產(chǎn)生形狀配合的連接，借助這種連接使驅(qū)動(dòng)環(huán)12 的扭矩可以傳遞至輸出環(huán)13。圖4示出具有自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和雙作用螺旋彈簧的夯實(shí)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)1、齒輪系統(tǒng)2、 自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、曲柄傳動(dòng)裝置4和連桿5與上述相同，因而不再說明。圖4中所示的夯實(shí)機(jī)包括打夯活塞15，在其下端裝備有打夯板或打夯柄。夯實(shí)機(jī)可以用于諸如夯實(shí)土壤。另外，夯實(shí)機(jī)包括連接至連桿 5的細(xì)長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)元件6b，并將該驅(qū)動(dòng)元件以如下方式部分地設(shè)置在打夯活塞15的空腔中驅(qū)動(dòng)元件6b和打夯活塞15可以相對(duì)于彼此沿共用的中心軸線線性運(yùn)動(dòng)。在打夯活塞15的空腔內(nèi)部，驅(qū)動(dòng)元件6b具有用作保持裝置的套環(huán)16，驅(qū)動(dòng)元件 6b在兩個(gè)螺旋彈簧17a和17b之間連接至該固定裝置，而這兩個(gè)螺旋彈簧17a和17b設(shè)在打夯活塞15的空腔中。螺旋彈簧17a，17b沿打夯活塞15和驅(qū)動(dòng)元件6b共用的中心軸線對(duì)齊，且可以接觸打夯活塞15空腔的正面。這使螺旋彈簧17a，17b可彈性地傳遞驅(qū)動(dòng)元件 6b和打夯活塞15的軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。螺旋彈簧17a，17b因此可以有效地傳遞驅(qū)動(dòng)元件6b和打夯活塞15之間的動(dòng)能。另外，螺旋彈簧17a和17b可以只用一個(gè)螺旋彈簧取代，該彈簧在其縱軸線的中央?yún)^(qū)域內(nèi)可以聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)元件。在圖4中所示的夯實(shí)機(jī)中，如圖2中具有雙氣動(dòng)彈簧的沖擊組件的情況那樣，在打夯活塞15加速后通過經(jīng)由打夯柄傳遞至打夯活塞15的反沖，自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3可以中斷發(fā)動(dòng)機(jī)1和驅(qū)動(dòng)元件6b之間的扭矩流，從而使打夯活塞15可以自由地加速驅(qū)動(dòng)元件6b。此外，當(dāng)打夯活塞15以高動(dòng)能朝打夯柄的方向運(yùn)動(dòng)而同時(shí)通過壓縮第一螺旋彈簧17a使驅(qū)動(dòng)元件6b加速時(shí)，驅(qū)動(dòng)元件6b的運(yùn)動(dòng)可以與發(fā)動(dòng)機(jī)1脫開。這將防止打夯活塞15就在打夯柄撞擊前由于聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)單元的扭矩流而減速。在圖4中所述的、具有自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和雙作用螺旋彈簧的夯實(shí)機(jī)中，由反沖產(chǎn)生的反沖能量可以因此用于準(zhǔn)備下一個(gè)打夯循環(huán)，從而對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)不變的旋轉(zhuǎn)速度來說增加打夯的沖擊數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括-驅(qū)動(dòng)單元⑴；-由驅(qū)動(dòng)單元⑴驅(qū)動(dòng)、可軸向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件(6)；-可軸向運(yùn)動(dòng)并通過聯(lián)接件連接至驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)的運(yùn)動(dòng)元件(8，8a，15)；以及-定位在驅(qū)動(dòng)單元(1)中或驅(qū)動(dòng)單元(1)與驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)之間的扭矩流中的超越離合器⑶；其中，-當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元(1)以大于或等于驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，超越離合器(3) 配合在閉鎖狀態(tài)中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元(1)以小于驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，超越離合器 (3)處于分離狀態(tài)；以及-驅(qū)動(dòng)單元(1)與驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)之間的所述扭矩流在超越離合器(3)的所述閉鎖狀態(tài)中被閉合，且在超越離合器(3)的所述分離狀態(tài)中被中斷。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，-驅(qū)動(dòng)單元(1)是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(1)；以及-旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置(4，幻設(shè)置在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(1)與驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)之間的所述扭矩流中，從而將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(1)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)的振蕩式平移運(yùn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，超越離合器(3)定位在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(1)與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置(4，幻之間的扭矩流中。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，用作聯(lián)接裝置的彈簧元件(11) 定位在驅(qū)動(dòng)元件(6,6a,6b)與運(yùn)動(dòng)元件(8,8a, 15)之間。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述超越離合器由自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)由摩擦夾持聯(lián)接件、卡輥式聯(lián)接件、棘齒聯(lián)接件和/或齒輪聯(lián)接件構(gòu)成。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，-超越離合器C3)包括在驅(qū)動(dòng)單元(1)內(nèi)；-驅(qū)動(dòng)單元(1)能以如下方式被控制當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元處于驅(qū)動(dòng)單元(1)的驅(qū)動(dòng)軸由外部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元不能作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
8.如前述權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，運(yùn)動(dòng)元件(8，8a)是沖擊活塞(8，8a)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，彈簧元件(11)由從驅(qū)動(dòng)元件(6，6a)與沖擊活塞(8，8a)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的至少一個(gè)氣動(dòng)彈簧(11，11a，lib)構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，設(shè)有能通過沖擊活塞(8，8a)而受沖擊的沖擊元件。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，工具(10)附連于所述沖擊元件。
12.如前述權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)元件是打夯活塞(15)。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述彈簧元件由螺旋彈簧(17a，17b)、氣壓彈簧和/或彈性體彈簧構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述打夯活塞(15)設(shè)有空腔，所述空腔容納聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)的螺旋彈簧(17a，17b)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝置，該裝置具有驅(qū)動(dòng)單元(1)、可以由驅(qū)動(dòng)單元(1)驅(qū)動(dòng)并以可軸向運(yùn)動(dòng)的方式設(shè)置的驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)、以可軸向運(yùn)動(dòng)的方式設(shè)置并聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)的運(yùn)動(dòng)元件(8，8a，15)以及設(shè)置在驅(qū)動(dòng)單元中或驅(qū)動(dòng)單元(1)與驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)之間的扭矩流中的超越離合器(3)。如果驅(qū)動(dòng)單元(1)具有低于驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)的運(yùn)動(dòng)速度，則超越離合器(3)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)中，在這種狀態(tài)中超越離合器中斷驅(qū)動(dòng)單元(1)與驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)之間的扭矩流，從而使驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)的運(yùn)動(dòng)與驅(qū)動(dòng)單元(1)的驅(qū)動(dòng)扭矩脫開。這樣，驅(qū)動(dòng)元件(6，6a，6b)例如在其返回運(yùn)動(dòng)中可以比對(duì)應(yīng)于由驅(qū)動(dòng)單元(1)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)更快地運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B25D11/12GK102159365SQ200980136994
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者H·布朗, R·伯格 申請(qǐng)人:威克紐森歐洲公司