本实用新型总体上涉及气动冲击工具，也称为冲击性工具。更具体地，本实用新型涉及适于设置在这种工具中的活塞。
背景技术：
已知例如用于材料去除的气动冲击工具(例如包括所谓的錾平锤、凿锤或冲击锤)例如被用于去除材料。这种工具(也称为冲击性工具、冲击式工具和气动冲击工具——在本说明书中所有术语都可以互换使用)通常包括活塞，所述活塞通过压缩空气(所述压缩空气被允许流动通过气缸的入口和出口)而在工具的气缸中往复运动并且设置成冲击工具附件(例如锤)。
这样的活塞设计要满足以下要求：必须将足够的能量传递至工具附件从而提供有效而快速的材料去除。为了确保这一点，需要一定的活塞速度以及优化的脉冲波性能。
众所周知，就冲击的频率和可达到的冲击速度而言，活塞的重量对活塞的动态性质有很大的影响。另一方面，脉冲波性能取决于波通过活塞的传播速度以及活塞的长度。然而，活塞尺寸的可设想范围主要由例如工具的尺寸以及工具中空气入口和出口的可能设置而决定，这些因素限制了设计和尺寸并因此限制了活塞的重量。
由于活塞的动态性能由这些因素和其他相关因素之间的复杂相互作用而造成，这些因素之间需要相互平衡才能实现希望的最佳冲击性能，因此在冲击性冲击工具的活塞的设计领域中需要进行改进。
技术实现要素：
希望提供一种具有优化设计的用于冲击性工具的改进活塞。特别地，希望提供一种提供改进的动态性质、允许优化的波传播的活塞。为了更好地解决这些问题中的一个或多个，提供了独立权利要求中限定的活塞和动力工具，从属权利要求中限定了优选实施方案。
根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于冲击性工具的活塞，所述活塞适于设置在所述工具中以将冲击能量传递至所述工具的工作器具，并且包括：活塞杆和大直径部分，所述活塞杆具有细长的基本圆柱形的形状，其中，所述活塞杆的第一端部适于冲击所述工具的冲击元件从而将冲击能量传递至所述工作器具，所述大直径部分邻近所述第一端部设置在所述活塞杆上，所述大直径部分具有空心圆柱体的形状，其中，所述大直径部分由第一材料制成，所述活塞杆由第二材料制成，所述第一材料的密度小于或等于所述第二材料的密度的一半。
根据第一方面，所述活塞通过包括多个部分的设计提供了针对上述问题的创造性解决方案，所述多个部分包括杆和大直径部分或套筒，所述大直径部分或套筒在该情况下由比杆更轻的材料制成。因此减小了活塞的总重量，同时使活塞的中央部分(即轴)的均匀设计保持不变，从而实现了较轻的重量，同时不影响波通过轴部分的传播。由于大直径部分的材料重量较轻，因此可以实现更大的设计自由度。此外，可以不基于重量而是基于其他重要方面(例如活塞的强度和耐用性)来选择轴的材料。
大直径部分例如可以是通过压配合或收缩配合或类似方式设置在轴上的轴套。
根据一个实施方案，第一材料的密度小于或等于第二材料的密度的35％。例如，根据一个实施方案，第一材料是塑料材料，第二材料是钢。根据一个实施方案，第一材料是聚甲醛(pom)，第二材料是钢。
根据一个实施方案，第一材料是铝，第二材料是钢。
根据一个实施方案，大直径部分的外径至少是杆的直径的1.5倍。根据一个实施方案，活塞杆还包括沿径向突出的轴环，所述大直径部分抵靠所述轴环，其中轴环的外径等于大直径部分的抵靠所述轴环的第一端处的外径。
根据一个实施方案，大直径部分的径向厚度小于或等于大直径部分的总长度的40％，优选小于或等于大直径部分的总长度的30％。在一个实施方案中，大直径部分的径向厚度在12-20mm的范围内，优选13-17mm的范围内。根据一个实施方案，大直径部分的重量小于或等于所述杆的重量的15％。根据一个实施方案，大直径部分的长度小于或等于所述杆的总长度的40％，优选小于或等于所述杆的总长度的30％。
根据一个实施方案，活塞杆包括设置在略低于大直径部分的第二端的位置处的凹槽。根据一个实施方案，活塞杆的长度在50-100mm的范围内，所述杆的直径在5-15mm的范围内。
通过调整材料的选择(刚度和密度之间的关系)可以获得另外的优点，即活塞中由于冲击造成的声速和纵向波传播速度在两种材料中基本相同。因此，可以实现配合的脉冲或波。
例如，根据一个实施方案，第一材料中的定义为
根据一个实施方案，如上所述的第一材料中的声速c小于或等于第二材料中的声速的一半。因此，可以实现两个连续的脉冲或波。一个实施例涉及锡黄铜/钢组合，其中黄铜中的波速大约是钢中的波速的65％，另一个实施例涉及塑料/钢组合，其中各个声速之间存在更大的差异。
根据本实用新型的第二方面，提供了一种气动冲击工具，所述气动冲击工具包括根据以上所述的任何实施方案的活塞。
由此，本实用新型的用于冲击性工具的活塞具有优化的设计，特别地，本实用新型的活塞提供了改进的动态性质，并允许优化的波传播。
通过前面参考本实用新型的第一方面的讨论，可以容易地理解本实用新型的第二方面范围内可想到的动力工具的目的、优点和特征。
当研究以下详细公开内容、附图和所附权利要求时，本实用新型的进一步的目的、特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员认识到，可以组合本实用新型的不同特征以形成不同于以下所述实施方案的实施方案。
附图说明
下文参照附图通过说明性且非限制性地详细描述示例性实施方案来描述本实用新型，在附图中
图1是根据一个实施方案的示例性活塞的立体图。
图2是根据一个实施方案的示例性活塞的轴的立体图。
图3是根据一个实施方案的示例性活塞的直径增大部分的立体图。
所有附图都是示意性的，不一定按比例绘制并且通常仅显示阐明本实用新型所必需的部分，其他部分可以省略或简单提及。
具体实施方式
图1显示了设置在冲击性工具中的示例性活塞1，所述活塞包括活塞杆10和与所述活塞轴的第一端部10a邻近设置的大直径部分20。
杆(或轴)10在图2中更详细地显示，其形状为具有长度l10和直径d10的细长圆柱形。上述杆10的第一端部10a适于冲击所述冲击性工具(例如中间活塞或工作器具)的冲击元件以传递冲击能量。
活塞轴还包括沿径向突出的轴环11和凹槽12，大直径部分20抵靠所述轴环11，轴环的外径d11大致等于大直径部分的抵靠所述轴环的第一端20a处的外径，所述凹槽12设置在略低于大直径部分20的位置处，如图1所示。
图3更详细地显示了大直径部分20，其也可以被称为套筒20或轴套20。该部分具有空心圆柱体的形状，所述空心圆柱体由外径d20o和内径d20i限定，因此具有外径d20o和内径d20i之间限定的径向厚度。在所示实施方案中，套筒20在轴10的长度的大约30％上延伸。
尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本实用新型，但是这样的图示和描述应被认为是说明性或示例性的而不是限制性的；本实用新型不限于所公开的实施方案。本领域技术人员应理解，在所附权利要求书所限定的范围内，可以想到许多修改、变化和替代。另外，本领域技术人员在实践所要求保护的实用新型时，通过研究附图、说明书和所附权利要求可以理解和实现所公开的实施方案的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中记载某些手段的事实并不意味着不能使用这些手段的组合来获益。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制权利要求的范围。
1.一种用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述活塞适于设置在所述工具中以将冲击能量传递至所述工具的工作器具，并且包括：
活塞杆(10)，所述活塞杆(10)具有细长的圆柱形的形状，其中，所述活塞杆的第一端部(10a)适于冲击所述工具的冲击元件从而将冲击能量传递至所述工作器具，和
大直径部分(20)，所述大直径部分(20)邻近所述第一端部设置在所述活塞杆(10)上，所述大直径部分具有空心圆柱体的形状，
其中，所述大直径部分由第一材料制成，所述活塞杆(10)由第二材料制成，所述第一材料的密度小于或等于所述第二材料的密度的一半。
2.根据权利要求1所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述第一材料的密度小于或等于所述第二材料的密度的35％。
3.根据权利要求2所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述第一材料为塑料材料，并且其中，所述第二材料为钢。
4.根据权利要求3所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述第一材料为聚甲醛，并且其中，所述第二材料为钢。
5.根据权利要求2所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述第一材料为铝，并且其中，所述第二材料为钢。
6.根据权利要求1所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述大直径部分的外径(d20)至少是所述活塞杆的直径(d10)的1.5倍。
7.根据权利要求1所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述活塞杆还包括沿径向突出的轴环(11)，所述大直径部分抵靠所述轴环(11)，并且其中，所述轴环的外径(d11)等于所述大直径部分的抵靠所述轴环的第一端(20a)处的外径。
8.根据权利要求1所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述大直径部分的径向厚度小于或等于所述大直径部分的总长度的40％。
9.根据权利要求8所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述大直径部分的径向厚度小于或等于所述大直径部分的总长度的30％。
10.根据权利要求1所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述大直径部分的重量小于或等于所述活塞杆的重量的15％。
11.根据权利要求1所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述大直径部分的长度(l20)小于或等于所述活塞杆的总长度的40％。
12.根据权利要求11所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述大直径部分的长度(l20)小于或等于所述活塞杆的总长度的30％。
13.根据权利要求1所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述活塞杆的长度(l10)在50-100mm的范围内，并且其中，所述活塞杆的直径(d10)在5-15mm的范围内。
14.根据权利要求1或2所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述第一材料中的定义为
15.根据权利要求14所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述第一材料中的定义为
16.根据权利要求1或2所述的用于气动冲击工具的活塞(1)，其特征在于，所述第一材料中的定义为
17.一种气动冲击工具，其特征在于，所述气动冲击工具包括根据前述权利要求中任一项所述的活塞。
技术总结