УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ РАБОЧЕГО ИНСТРУМЕНТА Российский патент 1997 года по МПК B25D17/08 

Изобретение относится к машиностроению и, в частности к ручным электрическим машинам ударного действия, в том числе к молоткам и перфораторам, применяемым в строительстве, геологоразведочных и буровзрывных работах, для образования отверстий в строительных материалах и горных породах.

Известны устройства для крепления рабочего инструмента, содержащие корпус, размещенный в нем вращающийся направляющий цилиндр, кинематически связанный с промежуточным элементом, с отверстием и продольными сквозными пазами для размещения запорных роликов, для взаимодействия с пазами хвостовика рабочего инструмента и охватывающую запорные ролики подпружиненную втулку с проточкой, для освобождения запорных роликов, установленную с возможностью осевого перемещения относительно промежуточного элемента (1).

В таком устройстве освобождение и установка хвостовика рабочего инструмента осуществляется нажатием и перемещением втулки в сторону корпуса, до совмещения ее проточки с запорными роликами. При этом запорные ролики имеют возможность частью своего сечения располагаться в проточке втулки, освобождая отверстие промежуточного элемента для установки или извлечения хвостовика рабочего инструмента.

Высота запорного ролика в таком устройстве соответствует высоте ответного паза в хвостовике рабочего инструмента. И как следствие при выводе машины на холостой режим рабочий инструмент перемещается в сторону от корпуса вместе с промежуточным элементом, на котором установлено устройство крепления этого рабочего инструмента. Для получения режима холостого хода промежуточный элемент имеет устройство, позволяющее осуществлять ограниченное осевое перемещение относительно направляющего цилиндра. Выполнение устройства в таком виде ухудшает массогабаритные параметры машины.

Ближайшим по своей технической сущности является устройство для крепления рабочего инструмента, содержащее корпус, размещенный в нем направляющий цилиндр со сквозными пазами, размещенные в последних, имеющие цилиндрические участки запорные ролики для взаимодействия с пазами хвостовика рабочего инструмента, охватывающую запорные ролики и установленную с возможностью осевого перемещения относительно направляющего цилиндра подпружиненную втулку, имеющую на внутренней поверхности диаметрально расположенные две проточки и два паза с возможностью взаимодействия с запорными роликами (2).

В таком устройстве высота запоpных роликов значительно меньше высоты пазов хвостовика рабочего инструмента. Pазница указанных высот используется для возможного осевого перемещения рабочего инструмента относительно направляющего цилиндра при переводе машины в режим холостого хода, что существенно улучшает массогабаритные параметры всей машины.

Недостатком подобных устройств является низкая функциональная надежность, проявляющаяся в том, что из-за незначительной высоты запорный ролик имеет возможность перекоса при своем нахождении в проточках втулки. При этом частью своего торцевого сечения запорный ролик может перекрывать отверстия направляющего цилиндра, препятствуя свободному прохождению хвостовика рабочего инструмента. Нечеткая, таким образом, работа устройства определяет его низкую функциональную надежность.

В основу изобретения положена задача создания устройства для крепления рабочего инструмента в ударной машине с высокой степенью функциональной надежности.

Поставленная задача решается тем, что устройство для крепления рабочего инструмента, содержащее корпус, размещенный в нем направляющий цилиндр со сквозными пазами, размещенные в последних, имеющие цилиндрические участки запоpные ролики для взаимодействия с пазами хвостовика рабочего инструмента, охватывающую запорные ролики и установленную с возможностью осевого перемещения относительно направляющего цилиндра подпружиненную втулку, имеющую на внутренней поверхности диаметрально расположенные две проточки и два паза с возможностью взаимодействия с запорными роликами, снабжено кольцевым упругим элементом, на наружной поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, внутренний диаметр которой меньше диаметрального расстояния между проточками, кольцевой упругий элемент установлен в кольцевой проточке втулки, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру кольцевой проточки, а высота по меньшей мере равна длине цилиндрического участка запорного ролика и соответствует высоте кольцевой проточки.

При таком исполнении устройства кольцевой упругий элемент, размещенный в кольцевой проточки втулки, ограничивает возможное перемещение запорных роликов в проточках втулки, уменьшая тем самым возможный перекос запорных роликов. Небольшой угол перекоса роликов создает незначительное сопротивление трения продвижению хвостовика рабочего инструмента. Практически это сопротивление определяется лишь жесткостью упругого элемента, которая в данном случае может быть очень незначительной.

Таким образом, наличие упругого элемента, позволяя ограничить угол возможного перекоса запорных роликов, определяет безусловное прохождение хвостовика рабочего инструмента в отверстии направляющего цилиндра и обеспечивает, тем самым, высокую функциональную надежность устройства.

На фиг. 1 изображано устройство для крепления рабочего инструмента в продольном разрезе. (слева от оси симметрии устройства продольный разрез соответствует положению втулки в момент удержания хвостовика рабочего инструмента "-а", справа от оси симметрии устройства продольный разрез соответствует положению втулки в момент извлечения или установки рабочего инструмента "б"); на фиг. 2 поперечный разрез устройства (фиг. 1, а) при закрепленном хвостовике рабочего инструмента; на фиг. 3 поперечный разрез устройства (фиг. 1, б) в момент извлечения или установки хвостовика рабочего инструмента.

Предлагаемое устройство для крепления рабочего инструмента содержит корпус 1 (фиг. 1), охватывающий его электроизоляционный кожух 2, размещенный в корпусе 1 вращающийся направляющий цилиндр 3. В верхней части направляющего цилиндра 3 размещен ударник 4, связанный воздушной подушкой 5 с поршнем 6. Ударник 4 взаимодействует периодически, с размещенным в направляющем цилиндре 3 промежуточным элементом 7, который в свою очередь наносит удары по рабочему инструменту, которым в данном случае является хвостовик 8 бура 9, закрепляемого в нижней части направляющего цилиндра 3.

Для обеспечения безударного режима работы, режима холостого хода, в направляющем цилиндре 3 имеются отверстия 10, сообщающие воздушную подушку 5 с атмосферой при перемещении ударника 4 ниже уровня отверстия 10.

В стенке направляющего цилиндра 3 выполнена пара диаметрально-противоположных сквозных пазов 11, в которых размещены запорные ролики 12, имеющие цилиндрический участок 13 и взаимодействующие с пазами 14, выполненными в хвостовике 8.

Для надежного контакта запорных роликов 12 с пазами 14, хвостовика 8, на направляющем цилиндре 3 установлена втулка 15, охватывающая запоpные ролики 12 и удерживающая последние в фиксированном положении стенками пазов 16, выполненных на внутренней поверхности втулки 15 со стороны обращенной к корпусу 1.

В исходном, указанном на фиг. 1 а, положении, втулка 15 с одной стороны удерживается пружиной 17, размещенной между втулкой 15 и шайбой 18, установленной на направляющем цилиндре 3. Для ручных манипуляций со втулкой 15 на ней установлена электроизоляционная муфта 19, кинематически в осевом и радиальном направлении связанная со втулкой 15.

На конце направляющего цилиндра 3 с помощью сил упругости закреплено уплотнение 20, например резиновое, удерживающее в исходном положении, втулку 15 с другой стороны. При этом передняя кромка 21 пазов 14 удерживает хвостовик 8 от выпадения из направляющего цилиндра 3. В передней части втулки 15 выполнена пара проточек 22, в которых размещаются запорные ролики 12, в том случае, когда втулка 15 сдвинута в осевом направлении к корпусу 1 (фиг. 1б), при извлечении хвостовика 8 или его установки в отверстии направляющего цилиндра 3.

В зоне проточек 22 на наружной поверхности втулки 14 выполнена кольцевая проточка 23, внутренний диаметр "d", которой меньше диаметрального расстояния "Д" между проточками 22. В кольцевой проточке 23 размещен кольцевой упругий элемент 24, внутренний диаметр которого соответствует внутреннему диаметру "d" кольцевой проточки 23, а высота по меньшей мере равна длине цилиндрического участка 13 запорных роликов 12 и соответствует высоте кольцевой проточки 23.

Устройство для крепления рабочего инструмента работает следующим образом. Установка бура 9, хвостовик 8 которого имеет пару пазов 14 для взаимодействия с запорными роликами 12 (фиг. 1) осуществляется первоначальным перемещением муфты 19, а вместе с ней и втулки 5, в направлении корпуса 1, преодолевая действие пружины 17, до совмещения проточек 22 с запорными роликами 12 (фиг. 1б). Установка хвостовика 8 в отверстие направляющего цилиндра 3 сопровождается взаимодействием хвостовика 8 с ближайшими к нему сферическими торцами запорных роликов 12 и разведением указанных торцов в проточки 22. Поскольку отсутствуют силы, удерживающие запорный ролик 12 в каком-то определенном положении, то под действием хвостовика 8 запорный ролик 12 имеет возможность занять положение в проточке 22 с перекосом. И чем больше диаметральное расстояние "Д" между проточками 22, тем под большим углом располагается ось запорного ролика 12 по отношению к оси направляющего цилиндра 3. При этом одним торцем запорный ролик 12 опирается на стенку проточки 22, а другим на выступ в стенке продольного сквозного паза 11 так, что частью сечения своих торцев запорный ролик 12 выступает в полость внутреннего отверстия направляющего цилиндра 3 мешая установки в нем хвостовика 8. Чем больше возможный угол между осями запорного ролика 12 и направляющего цилиндра 3, тем больше сопротивление между ними и тем труднее с помощью хвостовика 8 развести запорные ролики 12, расположив их соосно в проточках 22, освобождая при этом внутренне отверстие направляющего цилиндра 3 и давая таким образом возможность продвижения и установки хвостовика 8 в этом отверстии направляющего цилиндра 3. Для снижения угла перекоса между осями запорного ролика 12 и осью направляющего цилиндра 3 на внешней поверхности втулки 15 выполнена кольцевая проточка 23, внутренний диаметр "d" которой меньше диаметрального расстояния "Д" между проточками 22. Размещенный в этой кольцевой проточке 23 кольцевой упругий элемент 24, выполненный в виде плоского пружинного разрезного кольца, имеет внутренний диаметр, соответствующий внутреннему диаметру "d" кольцевой проточки 23, так что своей внутренней поверхностью ограничивает возможное перемещение запорных роликов в проточках 23, в области кольцевого паза 23 расстоянием "d". При этом возможный угол перекоса запорных роликов 12 уменьшается и одновременно облегчается соосная установка последних в зоне проточек 22 с помощью хвостовика 8. Окончательная установка запорных роликов 12 в протоках 22 осуществляется при дальнейшем осевом нажатии хвостовика 8 в направлении к корпусу 1, преодолевая действие кольцевого упругого элемента 24, до тех пор пока внутренний диаметр последнего не станет равным заиметральному расстоянию "Д" между проточками 22 (фиг. 3). При этом хвостовик 8 свободно продвигается в отверстии направляющего цилиндра 3 до упора в промежуточный элемент 7 и совпадения пазов 14 хвостовика 8 с проточками 22. В этом положении кольцевой упругий элемент 24, стремясь занять свое первоначальное положение, двигает запорные ролики 12 к центру до соприкосновения с пазами 14 хвостовика 8 и дает возможность при освобождении муфты 19 втулке 15 под действием пружины 17 занять исходное положение, показанное на (фиг. 2) и (фиг. 1а), до совпадения пазов 16 с запорными роликами 12, фиксируя последние в состоянии зацепления с пазами 14 хвостовика 8. В этом положении происходит передача крутящего момента от направляющего цилиндра 3 через запорные ролики 12 к рабочему инструменту.

Зафиксированный запорный ролик 12 препятствует произвольному выпадению рабочего инструмента 9 из направляющего цилиндра 3, особенно при выводе машины на холостой ход. В этом случае движению хвостовика 8 из направляющего цилиндра 3 препятствует взаимодействие запорного ролика 12 с передней кромкой 21 паза 14.

Извлечение хвостовика 8 из направляющего цилиндра 3 происходит в аналогичной последовательности.

Надежность работы устройства, кроме всего прочего, обеспечивается тем, что высота кольцевого упругого элемента 24 по меньшей мере равна длине цилиндрического участка 13 запорных роликов 12 и соответствует высоте кольцевой проточки 23. Только такое выполнение кольцевого упругого элемента 24 обеспечивает минимальный угол перекоса оси запорного ролика 12 относительно оси направляющего цилиндра 3 и, следовательно, функциональную надежность работы устройства.

В случае, если высота кольцевого упругого элемента 24 меньше длины цилиндрического участка запорных роликов 12, последние при своем наклоне опираются на кольцевой упругий элемент не конечным сечением цилиндрического участка, а промежуточной своей частью. Соответственно угол наклона оси запорного ролика 12 к оси направляющего цилиндра 3 становится больше. При этом сила трения между запорным роликом 12 и хвостовиком 8, в процессе его установки в отверстии направляющего цилиндра 3, увеличивается и затрудняет разведение запорных роликов 12 в проточках 22. Все это снижает надежность работы устройства.

Выполнение, таким образом, устройства с кольцевой проточкой 23 во втулке 15, внутренний диаметр которой "d" меньше диаметрального расстояния "Д" между проточками 22 втулки 15, с размещением в ней кольцевого упругого элемента 24, внутренний диаметр которого соответствует диаметру "d" и высота по меньшей мере равна длине цилиндрического участка 13 запорных роликов 12, позволяет существенно повысить функциональную надежность устройства.

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: устройство для крепления рабочего инструмента содержит корпус, размещенный в нем направляющий цилиндр со сквозными пазами с запорными роликами, имеющими цилиндрические участки. Подпружиненная втулка имеет на внутренней поверхности диаметрально расположенные две проточки и два паза с возможностью взаимодействия с запорными роликами, на наружной поверхности - кольцевую проточку, внутренний диаметр которой меньше диаметрального расстояния между проточками. Кольцевой упругий элемент установлен в кольцевой проточке втулки, и выполнен с диаметром, соответствующим внутреннему диаметру кольцевой проточки и высотой, по меньшей мере равной длине цилиндрического участка запорного ролика и соответствует высоте кольцевой проточки. 3 ил.

Устройство для крепления рабочего инструмента, содержащее корпус, размещенный в нем направляющий цилиндр со сквозными пазами, размещенные в последних имеющие цилиндрические участки запорные ролики для взаимодействия с пазами хвостовика рабочего инструмента, охватывающую запорные ролики и установленную с возможностью осевого перемещения относительно направляющего цилиндра подпружиненную втулку, имеющую на внутренней поверхности диаметрально расположенные две проточки и два паза с возможностью взаимодействия с запорными роликами, отличающееся тем, что оно снабжено кольцевым упругим элементом, на наружной поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, внутренний диаметр которой меньше диаметрального расстояния между проточками, кольцевой упругий элемент установлен в кольцевой проточке втулки, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру кольцевой проточки, а высота по меньшей мере равна длине цилиндрического участка запорного ролика и соответствует высоте кольцевой проточки.