РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПЕРФОРАТОР Российский патент 1994 года по МПК E21C3/16 E21C1/12 B25D13/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к переносным ударным инструментам с наложением вращения на рабочий инструмент, и может быть использовано в горной промышленности и строительстве при образовании выработок в горных породах и искусственных материалах.

Известен ручной электрический перфоратор, который содержит полый корпус, размещенный во внутренней полости корпуса электромагнитный ударный механизм для передачи ударного воздействия на торец рабочего инструмента, установленный во внутренней полости корпуса двигатель для передачи вращательного движения рабочему инструменту и приспособление для запуска двигателя и ударного механизма [1]. К недостаткам известного перфоратора можно отнести его большие габариты, которые обусловлены соосным расположением привода вращения рабочего инструмента и электромагнитного ударного механизма. Кроме того, известный перфоратор обладает низкой надежностью в условиях эксплуатации, поскольку в конструкции не предусмотрено охлаждение электродвигателя и электромагнитного ударного механизма, которые являются источниками выделения тепловой энергии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ручной электрический перфоратор, включающий образованный верхним основанием, рукоятью, нижним основанием и стойкой полый корпус, размещенный во внутренней полости верхнего основания корпуса с образующим канал для прохода охлаждающего воздуха зазором электромагнитный ударный механизм для передачи ударного воздействия на торец рабочего инструмента, установленный во внутренней полости стойки корпуса электродвигатель для передачи вращательного движения рабочему инструменту, кинематически связанный с электродвигателем центробежный вентилятор для охлаждения электродвигателя и ударного механизма, выполненные в стойке корпуса каналы для выпуска охлаждающего воздуха из внутренней полости корпуса, расположенные на верхнем основании корпуса всасывающие каналы для забора охлаждающего воздуха из атмосферы, которые сообщены с каналом для прохода охлаждающего воздуха в верхнем основании корпуса, размещенное во внутренней полости рукоятки корпуса приспособление для пуска электродвигателя и ударного механизма и расположенные во внутренней полости корпуса и жестко соединенные с последним фигурные выступы для фиксации соответственно ударного механизма и электродвигателя относительно стенок корпуса [2].

Система охлаждения известного перфоратора малоэффективна, поскольку не обеспечивает равномерный отвод тепла от всех узлов перфоратора. Указанный недостаток вызван последовательной схемой прохождения потока охлаждающего воздуха от одного источника выделения тепловой энергии (ударного механизма) к другому источнику выделения тепловой энергии (ударного механизма) к другому источнику выделения тепловой энергии (электродвигателю). Известная схема охлаждения требует увеличенного расхода мощности на привод вентилятора для того, чтобы обеспечить достаточно низкую температуру охлаждающего воздуха при подходе воздушного потока к последнему (по ходу потока) источнику выделения тепловой энергии.

Изобретение направлено на решение задачи по повышению эксплуатационной надежности работы перфоратора за счет улучшения охлаждения его узлов при одновременном снижении расхода энергии на вспомогательные нужны.

Поставленная задача решена тем, что в ручном электрическом перфораторе, включающем образованный верхним основанием, рукоятью, нижним основанием и стойкой полый корпус, размещенный во внутренней полости верхнего основания корпуса с образующим канал для прохода охлаждающего воздуха зазором электромагнитный ударный механизм для передачи ударного воздействия на торец рабочего инструмента, установленный во внутренней полости стойки корпуса электродвигатель для передачи вращательного движения рабочему инструменту, кинематически связанный с электродвигателем центробежный вентилятор для охлаждения электродвигателя и ударного механизма, выполненные в стойке корпуса каналы для выпуска охлаждающего воздуха из внутренней полости корпуса, расположенные на верхнем основании корпуса всасывающие каналы для забора охлаждающего воздуха из атмосферы, которые сообщены с каналом для прохода охлаждающего воздуха в верхнем основании корпуса, размещенное во внутренней полости рукояти корпуса приспособление для пуска электродвигателя и ударного механизма и расположенные во внутренней полости корпуса и жестко соединенные с последним фигурные выступы для фиксации соответственно ударного механизма и электродвигателя относительно стенок корпуса, продольная ось электродвигателя расположена перпендикулярно к продольной оси ударного механизма, а центробежный вентилятор установлен на выходном валу электродвигателя, при этом расположенные во внутренней полости стойки корпуса фигурные выступы образуют со стенками корпуса продольный канал для прохода охлаждающего воздуха и открытое со стороны нижнего основания корпуса гнездо для размещения электродвигателя и вентилятора,
внутренняя полость которого сообщена с каналами для выпуска охлаждающего воздуха из внутренней полости корпуса, а электродвигатель установлен относительно стенок гнезда в стойке корпуса с зазором, который образует вентиляционный канал для прохода охлаждающего воздуха, выход которого расположен во всасывающей зоне вентилятора, причем канал прохода охлаждающего воздуха в верхнем основании корпуса последовательно через внутреннюю полость рукояти корпуса и внутреннюю полость нижнего основания корпуса сообщен с входом вентиляционного канала для прохода охлаждающего воздуха в стойке корпуса и через продольный канал для прохода охлаждающего воздуха в стойке корпуса сообщен с входом вентиляционного канала для прохода охлаждающего воздуха в стойке корпуса.

Кроме того, тем, что электромагнитный ударный механизм выполнен с установленной на общем каркасе и состоящей, по крайней мере, из двух секций катушки, при этом секции катушки установлены с зазором между их смежными торцами, который образует дополнительные каналы для прохода охлаждающего воздуха.

Кроме того, тем, что приспособление для пуска электродвигателя и ударного механизма выполнено в виде трехпозиционного блока управления для последовательного подключения к электрическому источнику соответственно с одной из его позиций электродвигателя и соответственно в другой позиции - электродвигателя и электромагнитного ударного механизма одновременно, при этом блок управления электрически соединен с электродвигателем и с катушками электромагнитного ударного механизма.

Разделение потока воздуха, поступающего из атмосферы, во внутреннюю полость корпуса перфоратора, на два отдельных потока, один из которых, забирая тело от электромагнитного ударного механизма, проходит по внутренней полости рукояти корпуса и нижнего основания корпуса и, отдавая тепло последним, поступает на охлаждение электродвигателя, а другой после охлаждения электромагнитного ударного механизма обеспечивает охлаждение электродвигателя и редуктора, позволяет более равномерно распределить охлаждающий воздух во внутренней полости корпуса перфоратора между его отдельными узлами. Такое равномерное распределение охлаждающего воздуха позволяет снизить теплонапряженность всех механизмов перфоратора и, следовательно, повысить надежность работы перфоратора в условиях эксплуатации. Кроме того, при проходе нагретого воздуха по внутренней полости рукояти корпуса и стойки корпуса последние также нагреваются, что обеспечивает более комфортные условия работы оператора в условиях низких температур окружающего воздуха.

На фиг. 1 изображен ручной электрический перфоратор, в продольный разрез; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема ручного электрического перфоратора; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез по В-В на фиг. 3.

Ручной электрический перфоратор содержит полый корпус, который образован соединенными между собой верхним основанием 1, рукоятью 2, нижним основанием 3 и стойкой 4. Во внутренней полости верхнего основания 1 корпуса размещен ударный механизм, выполненный в виде электромагнитного ударного механизма. Электромагнитный ударный механизм включает каркас 5 с расположенными внутри него направляющими (не показан) для перемещения ударника 6, установленную на каркасе 5 катушку, состоящую из нескольких секций 7, расположенную на продольной оси ударного механизма наковальню 8, крышку 9 и установленные по концам направляющих упругие элементы 10. Во внутренней полости стойки 4 корпуса размещен электродвигатель 11, продольная ось которого расположена перпендикулярно к продольной оси электромагнитного ударного механизма. Выходной вал 12 электродвигателя 11 кинематически связан через редуктор со стволом 13, который установлен с возможностью вращения на подшипниках 14 внутри корпуса и имеет центральный канал для размещения хвостовика 15 рабочего инструмента 16. На переднем торце корпуса размещено приспособление 17 для фиксации рабочего инструмента 16 в корпусе. На выходном валу 12 электродвигателя 11 установлен центробежный вентилятор 18 для охлаждения электродвигателя 11 и электромагнитного ударного механизма. Стойка 4 корпуса выполнена с каналами 19 для выпуска охлаждающего воздуха из внутренней полости корпуса перфоратора. На верхнем основании 1 корпуса
расположены каналы 20 для забора охлаждающего воздуха из атмосферы. Во внутренней полости рукояти 2 размещено приспособление для пуска электродвигателя 11 и электромагнитного ударного механизма, которое выполнено в виде трехпозиционного блока 21 управления с кнопкой его переключения. Блок 21 управления может быть выполнен в виде стандартного блока БУЭ-1 13 МО 355.001 ТУ, выпускаемого Псковским заводом. При этом блок 21 управления электрически соединен с электродвигателем 11 и с катушками 7 электромагнитного ударного механизма, последний установлен во внутренней полости верхнего основания 1 корпуса с зазором относительно стенок корпуса, который образует канал 22 для прохода охлаждающего воздуха. Каналы 20 для забора охлаждающего воздуха из атмосферы сообщены с каналом 22 для прохода охлаждающего воздуха в верхнем основании 1 корпуса. Во внутренней полости верхнего основания 1 корпуса расположены фигурные выступы 23 для фиксации электромагнитного ударного механизма, ствола 13 и редуктора, связывающего выходной вал 12 электродвигателя 11 со стволом 13 относительно стенок корпуса. Расположенные во внутренней полости стойки 4 фигурные выступы 24 для фиксации электродвигателя 11 относительно стенок корпуса образуют со стенками корпуса продольный канал 25 для прохода охлаждающего воздуха и открытое со стороны нижнего основания 3 корпуса гнездо 26 для размещения электродвигателя 11 и вентилятора 18. При этом внутренняя полость гнезда 26 у его дна сообщена с каналами 19 для выпуска охлаждающего воздуха из внутренней полости корпуса. Электродвигатель 11 установлен относительно стенок гнезда 26 в стойке 4 корпуса с зазором,
который образует вентиляционный канал 27 для прохода охлаждающего воздуха, выход которого расположен во всасывающей зоне вентилятора 18. Канал 22 для прохода охлаждающего воздуха в верхнем основании 1 корпуса последовательно через внутреннюю полость рукояти 2 корпуса, внутреннюю полость нижнего основания 3 корпуса и вентиляционный канал 27 для прохода охлаждающего воздуха сообщен с каналами 19 для выпуска охлаждающего воздуха из внутренней полости корпуса. Канал 22 для прохода охлаждающего воздуха в верхнем основании 1 корпуса через продольный канал 25 для прохода охлаждающего воздуха в стойке 4 корпуса и вентиляционный канал 27 для прохода охлаждающего воздуха в стойке 4 корпуса сообщен с каналами 19 для выпуска охлаждающего воздуха из внутренней полости корпуса. Секции 7 катушки электромагнитного ударного механизма могут быть установлены с зазором между их смежными торцами, который образует дополнительные каналы 28 для прохода охлаждающего воздуха, что позволяет увеличить проходное сечение канала 22 для прохода охлаждающего воздуха в верхнем основании 1 корпуса и тем самым улучшить теплообмен электромагнитного ударного механизма с потоком охлаждающего воздуха. Блок 21 управления при перемещении его кнопки в первую рабочую позицию обеспечивает подключение к электрическому источнику 29 (не показан) электродвигателя 11. При дальнейшем перемещении (утапливании) кнопки блока управления во вторую рабочую позицию к электрическому источнику 29 подключаются одновременно электродвигатель 11 и электромагнитный ударный механизм.

Ручной электрический перфоратор работает следующим образом. В ствол 13 вставляют хвостовик 15 рабочего инструмента 16, в качестве которого в зависимости от вида выполняемых работ и режима работы перфоратора может быть использован бур, зубило, стамеска, штрабник или другой вид рабочего инструмента. С помощью приспособления 17 фиксируют рабочий инструмент 16 в корпусе. Затем перемещением кнопки блока 21 управления в соответствующую рабочую позицию осуществляют включение либо электродвигателя 11, либо одновременно электродвигателя 11, либо одновременно электродвигателя 11 и электромагнитного ударного механизма. При вращении выходного вала 12 электродвигателя 11 вместе с ним начинает вращаться центробежный вентилятор 18, который своими лопастями выбрасывает воздух из внутренней полости корпуса в каналы 19 в стойке 4 корпуса. При этом на внутренней полости 26 создается разряжение. Воздух из атмосферы поступает во внутреннюю полость корпуса через каналы 20 в верхнем основании 1 корпуса. Поступивший во внутреннюю полость верхнего основания 1 корпуса воздух проходит через канал 22 для прохода охлаждающего воздуха, образованный электромагнитным ударным механизмом и стенками верхнего основания 1 корпуса, охлаждает секции 7 катушки электромагнитного ударного механизма и разделяется на выходе канала 22 на два потока. Один поток охлаждающего воздуха из канала 22 проходит через продольный канал 25 для прохода охлаждающего воздуха в стойке 4 корпуса, охлаждая при этом редуктор. Второй поток охлаждающего воздуха из канала 22 проходит последовательно через внутреннюю полость рукояти 2, нагревая ее и охлаждаясь сам, и через внутреннюю полость нижнего основания 3
корпуса. Оба потока охлаждающего воздуха встречаются у входа вентиляционного канала 27 для прохода охлаждающего воздуха в стойке 4 корпуса и проходят через него, охлаждая электродвигатель 11. Следует отметить, что вентиляционный канал 27 может быть образован как зазором между стенками гнезда 26 и корпусом электродвигателя 11, так и зазором между ротором и статором (не показаны) электродвигателя 11. По вентиляционному каналу 27 охлаждающий воздух (оба потока) поступает во всасывающую зону вентилятора 18, захватывается его лопатками и выбрасывается через каналы 19 в стойке корпуса в атмосферу. Поскольку поток охлаждающего воздуха, проходящий через внутреннюю полость рукояти 2 и нижнего основания 3, охлаждается, то температура охлаждающего воздуха, поступающего в вентиляционный канал 27 для охлаждения электродвигателя, будет понижена по сравнению с температурой воздуха выходящего из канала 22 после охлаждения электромагнитного ударного механизма. Указанное обстоятельство позволяет осуществить полноценное охлаждение всех узлов перфоратора с меньшим расходом воздуха, то есть с меньшими затратами мощности на охлаждение.

Использование: изобретение относится к машиностроению, в частности к переносным ударным инструментам с наложением вращения на ударный инструмент для образования выработок в горных породах и искусственных материалах. Сущность изобретения: ручной электрический перфоратор содержит корпус, электромагнитный ударный механизм, электродвигатель, вентилятор, приспособление для пуска электродвигателя и ударного механизма. Ударный механизм установлен в корпусе с зазором, образующим канал для прохода охлаждающего воздуха. В верхнем основании корпуса расположены каналы для забора охлаждающего воздуха из атмосферы, каждый из которых сообщен с каналом для прохода охлаждающего воздуха в верхнем основании корпуса. Двигатель и вентилятор расположены в гнезде, которое образуют со стенками корпуса фигурные выступы. Внутренняя полость гнезда сообщена с каналами для выпуска охлаждающего воздуха. Электродвигатель установлен относительно стенок гнезда с зазором, образующим вентиляционный канал, выход которого расположен во всасывающей зоне вентилятора. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПЕРФОРАТОР, включающий образованный верхним основанием, рукоятью, нижним основанием и стойкой полый корпус, размещенный во внутренней полости верхнего основания корпуса с образующим каналом для прохода охлаждающего воздуха зазором электромагнитный ударный механизм для передачи ударного воздействия на торец рабочего инструмента, установленный во внутренней полости стойки корпуса электродвигатель для передачи вращательного движения рабочему инструменту, кинематически связанный с электродвигателем центробежный вентилятор для охлаждения электродвигателя и ударного механизма, выполненные в стойке корпуса каналы для выпуска охлаждающего воздуха во внутренней полости корпуса, расположенные на верхнем основании корпуса всасывающие каналы для забора охлаждающего воздуха из атмосферы, которые сообщены с каналом для прохода охлаждающего воздуха в верхнем основании корпуса, размещенное во внутренней полости рукояти корпуса приспособление для пуска электродвигателя и ударного механизма и расположенные во внутренней полости корпуса и жестко соединенные с последним фигурные выступы для фиксации соответственно ударного механизма и электродвигателя относительно стенок корпуса, отличающийся тем, что продольная ось электродвигателя расположена перпендикулярно продольной оси ударного механизма, а центробежный вентилятор установлен на выходном валу электродвигателя, при этом расположенные во внутренней полости стойки фигурные выступы образуют со стенками корпуса продольный канал для прохода охлаждающего воздуха и открытое со стороны нижнего основания корпуса гнездо для размещения электродвигателя и вентилятора, внутренняя полость которого сообщена с каналами для выпуска охлаждающего воздуха из внутренней полости корпуса, а электродвигатель установлен относительно стенок гнезда в стойке корпуса с зазором, который образует вентиляционный канал для прохода охлаждающего воздуха, выход которого расположен во всасывающей зоне вентилятора, причем канал для прохода охлаждающего воздуха в верхнем основании корпуса последовательно через внутреннюю полость рукоятки корпуса и внутреннюю полость нижнего основания корпуса сообщен с входом вентиляционного канала для прохода охлаждающего воздуха в стойке корпуса и через продольный канал для прохода охлаждающего воздуха в стойке корпуса сообщен с входом вентиляционного канала для прохода охлаждающего воздуха в стойке корпуса. 2. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что электромагнитный ударный механизм выполнен с установленной на общем каркасе и состоящей по меньшей мере из двух секций катушкой, при этом секции катушки установлены с зазором между их смежными торцами, который образует дополнительный канал для прохода охлаждающего воздуха. 3. Перфоратор по одному из п.1 или 2, отличающийся тем, что приспособление для пуска электродвигателя и ударного механизма выполнено в виде трехпозиционного блока управления для последовательного подключения к электрическому источнику соответственно в одной из позиций блока управления - электродвигателя и соответственно в другой позиции блока управления - одновременно электродвигателя и электромагнитного ударного механизма, при этом блок управления электрически соединен с электродвигателем и с катушками электромагнитного ударного механизма.