МОТОРИЗОВАННЫЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2006 года по МПК E21B1/36 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к машинам ударного действия с двигателем внутреннего сгорания, и может применятся в строительстве и горном деле.

Известен пневматический отбойный молоток (Строительные машины для механизации мелиоративных работ В.В.Суриков, Б.А.Васильев, В.Б. Гантман и др.; Под редакцией Сурикова В.В. - 2-е изд. Перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1991, с. 452), имеющий рукоятку, пружину возврата рукоятки, золотник воздушного затвора, корпус воздушного затвора, пружину воздушного затвора, золотник воздухораспределителя, ствол, поршень-боек, рабочий наконечник, удерживающую пружину, концевую буксу, золотниковую коробку, сетку и штуцер.

Недостатком этого отбойного молотка является его низкий коэффициент полезного действия, достигающий с учетом коэффициента полезного действия компрессора всего 0.004%.

Известна машина ударного действия с двигателем внутреннего сгорания (ас. №1618631, МКИ В 25 D 9/10, бюл. №1 от 07.01.91), содержащая корпус с впускным и выпускными окнами, установленный в последних клапан, поршень-боек, форсунку, выходящую в камеру сгорания, топливный бак, камера сгорания расположена в поршне, камера охлаждения размещена между топливным баком и камерой сгорания и соединена с последней форсункой, а машина снабжена прямым и обратным клапанами, расположенными между камерой охлаждения и топливным баком, установленным на корпусе с возможностью поворота относительно него в зоне выпускных окон коллектора и поддона, установленным на торце корпуса, обращенном к рабочему инструменту.

Недостатком данного устройства является то, что при работе такого инструмента создается большая амплитуда колебаний, что не допустимо для ручного инструмента.

Изобретение решает задачу увеличения коэффициента полезного действия и снижения амплитуды колебания ударника и как следствие снижения профзаболеваний.

Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия рабочего инструмента и снижении амплитуды колебания ударника.

Для достижения указанного технического результата в моторизованном инструменте, содержащем двигатель внутреннего сгорания, корпус с выпускным и впускными окнами, установленный в последних клапан, поршень, форсунку, выходящую в камеру сгорания, топливный бак, камера сгорания расположена в поршне, камера охлаждения размещена между топливным баком и камерой сгорания и соединена с последней форсункой, моторизованный инструмент снабжен прямым и обратным клапанами, расположенными между камерой охлаждения и топливным баком, коллектором и поддоном, согласно изобретению, он имеет обгонную муфту, внутренняя обойма которой закреплена жестко на кулачковом валу, а наружная обойма, имеющая на своей поверхности направляющую кулисного механизма, связана через ползун со штоком поршня, кулачковый вал закреплен в подшипниках, имеет с обоих концов соединительные элементы для запуска двигателя и привода других рабочих органов, при этом, кулачек связан с рабочим бойком.

На фиг.1 изображен моторизованный инструмент, общий вид, разрез; на фиг.2 - обгонная муфта.

Моторизованный инструмент ударного действия с двигателем внутреннего сгорания содержит цилиндр 1. В цилиндр 1 вставлен поршень 2, выполненный заодно со штоком 3, имеющим паз 4, в который входит направляющая 5 кулисы. Камера 6 сгорания размещена в поршне 2. На штоке 3 надета пружина 7 возврата поршня 2 и штока 3. К цилиндру 1, например, винтами 8 прикреплена головка 9, в которую вмонтирована форсунка 10. Цилиндр 1 изготовлен из стального литья заодно с корпусом с впускными 11 и выпускными 12 окнами. В верхней части корпуса имеется фланец, к которому герметично присоединена перегородка 13, а выше - топливный бак 14. Камера 15 охлаждения размещена между топливным баком 14 и камерой 6 сгорания. В перегородке 13 закреплены прямой 16 и обратный 17 клапаны и трубка 18 манометра 19. Топливный бак 14 имеет внешнюю оребренную поверхность, заливную горловину 20 и прецизионное кольцо 21, в которое вставлен стержень 22 прямого клапана 16. Кроме того, к корпусу закреплен тройниковый корпус 23 с поддоном 24. На корпусе с возможностью поворота относительно него в зоне выпускных окон 12 установлен коллектор 25, выполняющий также функцию глушителя шума. Во впускных окнах 11 установлен клапан 26. Камера 6 сгорания соединена с подпоршневым пространством через продувочный канал 27. Форсунка 10 соединяет камеру 15 охлаждения с камерой 6 сгорания через осевые канавки, прорезанные на ее штоке. Кулиса 5 соединяет ползуном 28 шток 3 с обгонной муфтой 29, жестко посаженной на кулачковом валу 30. Кулачковый вал 30 имеет кулачок 31, постоянно связанный с подпружиненным цилиндрической пружиной 32 рабочим бойком 33. Кулачковый вал 30, кроме того, по концам имеет шлицованные концы. Один шлицованный конец - для закрепления привода других инструментов, а другой - для присоединения стартера. Кулачковый вал 30 закреплен в тройниковом корпусе 23 при помощи подшипников 34 и крышек 35. Обгонная муфта (фиг.2) 29 имеет наружную (ведущую) обойму 36, выполненную заодно с направляющей 5 кулисного механизма, и внутреннюю (ведомую) обойму 37. Между обоймами 36 и 37 расположены подпружиненные шарики 38. Для запуска двигателя предусмотрен стартер, как у бензомоторных пил.

Машина работает следующим образом. Перед началом работы топливо заливают через заливную горловину 20 в топливный бак 14 и в небольшом количестве - в открытый поддон 24. Затем нажимают на стержень 22, и топливо через прямой клапан 16 попадает в камеру 15 охлаждения. Топливо, находящееся в поддоне 24, поджигают открытым пламенем. Пламя нагревает топливо, находящееся в камере 15 охлаждения. В результате нагрева образуются пары топлива, которые создают давление, достаточное для того, чтобы оно под этим давлением форсункой впрыснулось в камеру 6 сгорания. За изменением давления следят по показаниям манометра 19. По достижении необходимого давления впрыска проворачивают кулачковый вал 30 стартером, в результате этого заклинивается обгонная муфта 29, шток 3 опускается вниз, сжимая пружину 7. Вследствие этого камера сгорания 6 заполняется свежей порцией воздуха. При опускании троса стартера пружина 7 резко давит на поршень 2, возвращая его в верхнее положение, тем самым сжимая и разогревая воздух в камере сгорания 6 и одновременно давя на шток форсунки 10. В результате этого нагретое топливо впрыскивается в камеру сгорания и воспламеняется. Далее происходит рабочий ход поршня вниз. Шток 3, давя на ползун 28, проворачивает наружную обойму 36 совместно с внутренней обоймой 37 обгонной муфты 29 и поворачивает кулачковый вал 30. Кулачок 31 давит на рабочий боек 33, преодолевая сопротивление пружины 32, и ударяет на обрабатываемый материал. На кулачковый вал с другой стороны можно закреплять элементы привода, например ротационные рабочие органы или звездочки, шестерни.

Повышение полезного действия моторизованного инструмента происходит за счет уменьшения времени движения поршня 2 от начала возгорания топлива до выброса отработанных газов, то есть воспламенившееся топливо за счет этого не успевает отдать много тепла стенкам цилиндра до подхода к выпускному окну 12, по сравнению с двигателями, имеющими шатунно-кривошипный механизм.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к машинам ударного действия с двигателем внутреннего сгорания, и может применяться в строительстве и горном деле. Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия рабочего инструмента и снижении амплитуды колебания ударника. Моторизованный инструмент имеет обгонную муфту, закрепленную жестко внутренней обоймой на кулачковом валу. Наружная обойма, имеющая на своей поверхности направляющую кулисного механизма, связана через ползун со штоком поршня. Кулачковый вал закреплен в подшипниках, имеет с обоих концов соединительные элементы для запуска двигателя и привода других рабочих органов, кулачок связан с рабочим бойком. 2 ил.

Моторизованный инструмент, содержащий двигатель внутреннего сгорания, корпус с выпускным и впускными окнами, установленный в последних клапан, поршень, форсунку, выходящую в камеру сгорания, топливный бак, камера сгорания расположена в поршне, камера охлаждения размещена между топливным баком и камерой сгорания и соединена с последней форсункой, моторизованный инструмент снабжен прямым и обратным клапанами, расположенными между камерой охлаждения и топливным баком, коллектором и поддоном, отличающийся тем, что он имеет обгонную муфту, внутренняя обойма которой закреплена жестко на кулачковом валу, а наружная обойма, имеющая на своей поверхности направляющую кулисного механизма, связана через ползун со штоком поршня, кулачковый вал закреплен в подшипниках, имеет с обоих концов соединительные элементы для запуска двигателя и привода других рабочих органов, кулачок связан с рабочим бойком.