具有單件密封組件的液壓錘的制作方法

本發明涉及一種液壓錘，更具體地，涉及一種具有單件密封組件的液壓錘。

背景技術：

液壓錘可以附接到各種機器，例如挖掘機、反鏟挖土機、工具架或用于碾磨石頭、混凝土和其他建筑材料的其他類似機器。液壓錘安裝到機器的懸臂并連接到液壓系統。液壓系統中的高壓流體被供應到錘以驅動與作業工具接觸的往復活塞，這又導致作業工具在與建筑材料接觸的同時往復運動。

活塞通常包括在被外殼圍繞和保護的沖擊系統內。沖擊系統還包括控制流體流入和流出活塞的閥，以及在閥處提供流體的儲存器的蓄積器。一個或多個通道將閥與蓄積器連接。另外，一個或多個密封件安裝在沖擊系統內，以幫助固定其部件并提供流入和流出一個或多個通道的密封。

示例性的具有密封件的液壓錘公開在2013年4月23日授予Henrikssonon的美國專利No.8,424,614('614專利)中。具體地，'614專利公開了一種液壓錘，其包括具有縱向孔的殼體、支撐在孔中的缸體套筒以及在套筒中被往復驅動用于向工作工具輸送錘擊的錘活塞。液壓錘還包括密封環，其圍繞活塞的后端設置，以在套筒內密封地引導活塞。

雖然'614專利的液壓錘對于某些應用來說可能是足夠的，但是它仍然可能不是最佳的。特別地，為了使錘正常工作，'614專利的密封環必須正確地安裝在液壓錘內。例如，如果密封環被不正確地定位和/或定向，則可能發生流體泄漏，并且因此，液壓錘將不能正常工作。此外，密封環的安裝可能需要大量的勞動時間和成本。

所公開的液壓錘旨在克服上述的一個或多個問題和/或現有技術的其他問題。

技術實現要素：

在一個方面，本發明涉及一種用于液壓錘的密封組件。密封組件可包括具有至少一個環形凹部的密封承座。密封組件還可包括至少一個密封件，其一體地模制到至少一個環形凹部的表面上。

在另一方面，本發明涉及一種用于液壓錘的密封組件。密封組件可以包括由非金屬材料制成的密封承座。密封承座可以具有第一內環形凹部和定位成在重力方向上低于第一內環形凹部的第二內環形凹部。密封組件還可以包括一體地模制到第一內環形凹部的表面上的第一單向密封件和一體地模制到第二部環形凹部的表面上的第二單向密封件。

在又一方面，本發明涉及一種液壓錘系統。液壓錘系統可以包括框架、活塞、設置在活塞外部且與活塞同軸的蓄積器隔膜、設置在活塞和蓄積器隔膜之間的套筒、位于蓄積器隔膜的軸向端部并且在套筒內部的閥以及設置在蓄積器隔膜和套筒之間的套筒襯套。液壓錘系統還可以包括密封組件。密封組件可包括與閥同軸并且軸向地鄰近閥定位的密封承座。密封承座可以由非金屬材料制成，并且具有第一內環形凹部和定位成在重力方向上低于第一內環形凹部的第二內環形凹部。密封組件還可以包括一體地模制到第一內環形凹部的表面上的第一單向密封件和一體地模制到第二內環形凹部的表面上的第二單向密封件。

附圖說明

圖1是示例性公開的機器的示意圖；

圖2是可與圖1的機器一起使用的示例性公開的液壓錘組件的分解視圖；以及

圖3是可與圖2的液壓錘組件一起使用的示例性公開的密封組件的橫截面視圖。

具體實施方式

圖1示出了具有錘12的示例性公開的機器10。機器10可以被配置為執行與特定行業，例如采礦或建筑有關的工作。機器10可以是反鏟裝載機(如圖1所示)、挖掘機、滑移裝載機或任何其它機器。錘12可以通過懸臂14和桿16樞轉地連接到機器10。然而，可以設想，如果需要，可以替代地使用另一個連桿裝置。

在所公開的實施例中，一個或多個液壓缸18可以升高、降低和/或擺動懸臂14和桿16，以相應地升高、降低和/或擺動錘12。液壓缸18可以連接到機器10內的液壓供應系統(未示出)。具體地，機器10可以包括通過一個或多個液壓供應管線(未示出)連接到液壓缸18和錘12的泵(未示出)。液壓供應系統可以將來自泵的加壓流體，例如油，引入到液壓缸18和錘12中。用于液壓缸18和/或錘12的運動的操作員控制可位于機器10的艙室20內。

如圖1和2所示，錘12可包括外殼22和位于外殼22內的致動器組件26。外殼22可以將致動器組件26連接到桿16并且為致動器組件26提供保護。作業工具24可以可操作地連接到致動器組件26的與桿16相對的一端。可以設想，作業工具24可以包括能夠與錘12相互作用的任何已知的工具。在一個實施例中，作業工具24包括沖擊式鉆頭。

如圖2所示，致動器組件26可以包括子殼體28、軸套30和沖擊系統32。子殼體28尤其可包括框架34和頭部36。框架34可以是中空圓柱體，其具有沿其軸向長度的一個或多個凸緣或臺階。頭部36可以覆蓋框架34的一端。具體地，頭部36上的一個或多個凸緣可以與框架34上的一個或多個凸緣連接，以提供密封接合。一個或多個緊固機構38可將頭部36剛性地附接到框架34上。在一些實施例中，緊固機構38可以包括例如螺釘、螺母、螺栓或能夠固定兩個部件的任何其他裝置。另外，框架34和頭部36各自可包括孔以容納緊固機構38。

軸套30可設置在子殼體28的工具端內，并且可被配置為將作業工具24連接到沖擊系統32。銷40可以將軸套30連接到作業工具24。當通過錘12移位時，作業工具24可被配置為在軸套30內移動預定的軸向距離。

沖擊系統32可以設置在子殼體28的致動器端部內，并且被配置為當供給加壓流體時移動作業工具24。如圖2中的虛線所示，沖擊系統32可以是組件，其包括活塞42、蓄積器隔膜44、套筒46、套筒襯套48、閥50和密封承座52。一個或多個密封件(圖2中未示出)可以一體地模制到密封承座52上，如下面將更詳細地討論的。

套筒襯套48可以組裝在蓄積器隔膜44內，套筒46可以組裝在套筒襯套48內，并且活塞42可以組裝在套筒46內。所有這些部件可以大體上彼此同軸。此外，活塞42、套筒46、閥50和密封承座52可以全都至少部分地通過滑動配合徑向容差保持在一起作為子組件。例如，滑動配合徑向容差可以形成在套筒46和活塞42之間，以及密封承座52和活塞42之間。套筒46可以在活塞42上施加向內徑向壓力，并且密封承座52可以在活塞42上施加向內徑向壓力。這種構造可有助于將套筒46、密封承座52和活塞42作為子組件保持在一起。

蓄積器隔膜44可以形成圓柱形的管，其被配置為保持用于錘12的足夠量的加壓流體以通過至少一個沖程驅動活塞42。當蓄積器隔膜44處于松弛狀態(即不處于來自加壓氣體的壓力下)時，蓄積器隔膜44可以與套筒46徑向間隔開。然而，當蓄積器隔膜44處于來自加壓氣體的壓力下時，在蓄積器隔膜44和套筒46之間不存在間隔，并且可以抑制它們之間的流體流動。

閥50可以組裝在活塞42的端部上并且位于套筒46和密封承座52二者的徑向內側。密封承座52的一部分可以與套筒46軸向重疊。另外，閥50可以軸向設置在蓄積器隔膜44的外部。閥50和密封承座52可以完全地位于頭部36內。蓄積器隔膜44、套筒46和套筒襯套48可以位于框架34內。頭部36可以被配置為當連接到框架34時關閉套筒46的端部。

活塞42可被配置為在框架34和頭部36二者內滑動。例如，活塞42可被配置為在框架34內往復運動并接觸作業工具24的端部。具體地，可壓縮氣體(例如，氮氣)可以設置在位于頭部36內的氣體室(未示出)中，位于活塞42的與軸套30相對的端部。活塞42可以在氣體室內滑動地移動以增加和減小氣體室的尺寸。氣體室尺寸的減小可以增加氣體室內的氣體壓力，從而驅動活塞42向下以接觸作業工具24。

活塞42可以包括沿著其長度的變化的直徑，例如軸向設置在較寬直徑部分之間的一個或多個窄直徑部分。在所公開的實施例中，活塞42包括由兩個寬直徑部分60、62分隔開的三個窄直徑部分54、56、58。窄直徑部分54、56、58可與套筒46配合以選擇性地打開和關閉套筒46內的流體通道。活塞42還可包括沖擊端64，該沖擊端64具有比所有窄直徑部分54、56、58更小的直徑。沖擊端64可被配置為接觸軸套30內的作業工具24。

如圖3所示，液壓錘12可以配備有密封組件70，以將活塞42、套筒46和密封承座52固定在一起作為子組件并且在這些部件之間提供密封。密封組件70可以包括密封承座52和一個或多個一體地模制到密封承座52上的密封件，以簡化組裝。每個密封件可以設置在密封承座52的一個或多個凹部內。例如，密封組件70可以包括模制到密封承座52的第一內環形凹部74的表面上的第一密封件72和模制到密封載體52的第二內環形凹部78的表面上的第二密封件76。在一個實施例中，凹部78可以定位成在重力方向上低于凹部74。為了本發明的目的，重力方向上較低可以指一旦錘12被組裝到機器10的連桿上并被配置用于使用(例如，如圖1所示)的相應位置。在所公開的實施例中，密封件72、76可以在制造過程之后永久地附接到密封承座52，使得密封件72、76和密封承座52作為單件組件一體地形成。通過具有單件組件，可以消除與安裝密封件有關的時間和成本，從而簡化錘12的組裝。另外，也可以消除與密封件的不正確安裝和不正確對準有關的問題。

在一些實施例中，密封件72、76可以包括設置在密封承座52和活塞42之間的單向密封件(例如，U形杯狀密封件)。例如，密封件72可以具有相對于重力大致向上定向的U形部分，而密封件76可以具有相對于重力大致向下定向的U形部分。與例如O形環狀密封件相反，U形杯狀密封件可以在活塞42和密封承座52之間產生較小的摩擦，并且因此產生較少的熱量和密封件的磨損。密封件72、76可以幫助固定子組件，使得閥50在沖擊系統32內適當地上下移動。例如，密封件72、76可以被壓縮以在密封承座52和活塞42上產生徑向力，從而將密封承座52固定到活塞42上。

圖3中還示出了，密封組件70還可以包括模制到密封承座52的第三內環形凹部84的表面上的第三密封件80和第四密封件82。在一個實施例中，凹部84可以定位成在重力方向上低于凹部74、78。在一些實施例中，密封件80可以模制到密封件82上，并且密封件82可以模制到凹部84的表面上。類似于密封件72、76，密封件80、82也可以幫助固定子組件，使得閥50在沖擊系統32內適當地上下移動。

在一些實施例中，密封承座52可以由非金屬材料(例如塑料材料，包括例如高溫塑料)制成。塑料材料密封承座可以比典型的鑄鐵密封承座便宜。而且，塑料材料可以具有更適合于將密封件72、76、80、82模制到密封承座52上的性質。密封件72、76、82可以由橡膠或聚氨酯材料制成，而密封件80可以由尼龍材料制成。在制造過程中，密封件72、76、82可使用例如本領域中已知的通常用于將塑料和橡膠或聚氨酯材料模制到一起的任何粘合劑永久地模制到密封承座52上。類似地，密封件80可使用例如本領域中已知的通常用于將橡膠或聚氨酯材料與尼龍材料模制到一起的任何粘合劑永久地模制到密封件82上。

在一些實施例中，第五密封件86可設置在密封承座52的第一外環形凹部88中，而第六密封件90可設置在密封承座52的第二外環形凹部92中。在所公開的實施例中，密封件86、90沒有一體地模制到密封承座52上。然而，可以設想，如果需要，密封件86、90可以一體地模制到密封承座52上。密封件86、90可以是由橡膠或聚氨酯材料制成的O形環的形式。類似于密封件72、76、80、82，密封件86、90也可以幫助固定子組件，使得閥50在沖擊系統32內適當地上下移動。

可以設想，雖然本文描述的密封件72、76、80、82由與密封承座52不同的材料制成，但是密封件可以可選地由與密封承座52相同的材料一體地制造。例如，密封組件70可以完全由塑料材料制成。這種配置可通過提供更便宜和更簡單的替換部分來進一步簡化制造和組裝過程。下面將更詳細地描述密封組件70的組裝和更換。

工業實用性

所公開的密封組件可以用于任何液壓錘應用中。所公開的密封組件可以作為單件組件安裝和從錘移除。更具體地，作為單件組件的密封組件在錘的組裝期間可以不需要放置單獨的密封件。相反，密封組件作為整體可以是插入式更換組件，這可以幫助減少機器的維修和停機時間。現在將詳細描述在機器10的維修期間密封組件70的組裝和更換。

將密封組件70組裝到錘12上可以包括將密封組件70滑至窄直徑部分58上，并將其布置在活塞42的外部并與其同軸。密封件72、76、80、82可以在該組裝期間被壓縮，從而將密封承座52固定到活塞42上。因此，密封組件70可以作為單件組件保持在一起，使得不需要單獨的密封件安裝。

密封組件70可以作為單件組件從錘12移除，以便于機器10的更快的維修和低的停機時間。例如，在密封組件70的任何部件(例如，密封件72)失效時，不用逐件地拆卸密封組件70直到密封件72暴露，而是可以將密封組件70作為單件組件移除并且使用另一個密封組件70替換。具體地，錘12可以從機器10的連桿上移除，并且致動器組件26可以從外殼22移除。因此，頭部36、框架34和沖擊系統32可從外殼22移除。然后可以將頭部36從框架34移除以暴露沖擊系統32。在頭部36從框架34移除之前，可以從連桿移除錘12。使用者可將密封組件70作為單件組件從框架34移除，并將新的密封組件70放置到框架34內。頭部36可以與框架34重新組裝，然后致動器組件26可以重新安裝到外殼22內。錘12可以在頭部36已被重新組裝到框架34之后重新組裝到機器10的連桿上。

整個密封組件70可以配置并且用新的密封組件70替換。如上所述，密封承座52可以由比其金屬替代品便宜的塑料材料制成，因此可以降低更換成本。在一些情況下，故障部件，例如密封件72，可以在密封組件70已經從框架34移除并且新的密封組件70放置到框架34中之后，在以后的時間在商店得到維護。因此，可以以較慢的速度維護密封件72，而不會影響機器10的停機時間。

本發明可以提供一種具有單件密封組件的液壓錘，該單件密封組件可以作為一個一體的部件安裝和移除。因此，用戶可能不再需要在錘上安裝單個的密封件。這可以減少修理錘的成本和時間，并且可以減少與錘有關的機器的停機時間。另外，可以顯著減少與密封件的未對準有關的問題。

對于本領域技術人員顯而易見的是，可以對本發明的液壓錘進行各種修改和變型。考慮本文公開的方法和系統的說明書和實踐，液壓錘的其它實施例對于本領域技術人員是顯而易見的。說明書和示例旨在僅被認為是示例性的，本公開的真實范圍由所附權利要求及其等同物指示。