УДАРНЫЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2015 года по МПК B25D17/24 B25D17/06 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к ударному инструменту для выполнения процесса линейного долбления на заготовке и, более конкретно, к технологии демпфирования силы реакции во время процесса долбления.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Процесс долбления посредством ударного инструмента выполняется молотковым рабочим органом, прижимаемым к заготовке посредством прикладывания пользователем направленной вперед прижимающей силы к корпусу инструмента. При этом молотковый рабочий орган толкается к стороне корпуса инструмента (назад), и ударный стержень отводится вместе с молотковым рабочим органом и входит в контакт с элементом со стороны корпуса инструмента.

Посредством такого контакта корпус инструмента позиционируется относительно заготовки. В этом состоянии, когда молотковый рабочий орган выполняет ударное движение, молотковый рабочий орган побуждается перемещаться назад посредством восприятия силы реакции от заготовки, и сила реакции передается на корпус инструмента. Следовательно, демпфирующий силу реакции механизм для демпфирования силы реакции на удар обеспечен в ударных инструментах по предшествующему уровню техники. Например, японская нерассмотренная открытая патентная публикация № 2008-279587 раскрывает такой ударный инструмент.

Однако в известном ударном инструменте требуется дополнительное усовершенствование для осуществления уменьшения размеров.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, целью изобретения является обеспечение эффективной технологии для осуществления уменьшения размеров, при этом обеспечивая эффект демпфирования силы реакции на удар, создаваемой во время работы, в ударном инструменте.

Для решения вышеописанной проблемы, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, ударный инструмент выполняет заданную работу на заготовке по меньшей мере посредством осевого линейного перемещения рабочего органа инструмента, который смонтирован в передней концевой области корпуса инструмента. Ударный инструмент включает в себя элемент для передачи силы реакции, первый упругий элемент и второй упругий элемент. Элемент для передачи силы реакции расположен таким образом, чтобы быть подвижным в осевом направлении рабочего органа инструмента, и перемещается назад посредством восприятия силы реакции на удар, которая создается, когда рабочий орган инструмента ударяет заготовку. Первый упругий элемент смещает элемент для передачи силы реакции вперед. Второй упругий элемент толкается посредством элемента для передачи силы реакции и деформируется со сжатием, посредством чего демпфируя силу реакции на удар, когда элемент для передачи силы реакции перемещается назад посредством восприятия силы реакции на удар. «Заданная работа» в данном изобретении соответственно включает не только процесс долбления, при котором рабочий орган инструмента выполняет только ударное движение в его осевом направлении, но и процесс бурения, в котором он выполняет ударное движение в его осевом направлении и вращение вокруг его оси. «Первый и второй упругие элементы» в данном изобретении обычно содержат цилиндрическую винтовую пружину сжатия, но соответствующим образом включают резину.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предварительная нагрузка первого упругого элемента устанавливается таким образом, чтобы быть меньше, чем предварительная нагрузка второго упругого элемента. При работе, когда пользователь прижимает рабочий орган инструмента к заготовке, элемент для передачи силы реакции толкается посредством рабочего органа инструмента и сжимает первый упругий элемент, при этом он входит в контакт со вторым упругим элементом в несжимаемое состояние, таким образом, что он размещается в заданное рабочее положение в продольном направлении. Когда элемент для передачи силы реакции воспринимает силу реакции на удар в рабочем положении, элемент для передачи силы реакции перемещается назад в осевом направлении рабочего органа инструмента и деформирует со сжатием второй упругий элемент, посредством чего демпфируя силу реакции на удар. Первый и второй упругие элементы расположены в тандеме в осевом направлении рабочего органа инструмента. «Предварительная нагрузка» здесь относится к нагрузке, которая прикладывается к первому и второму упругим элементам в направлении сжатия заранее, и при которой упругие элементы монтируются. В этом случае предварительная нагрузка второго упругого элемента устанавливается таким образом, чтобы быть больше, чем нормальная прижимающая сила пользователя от прижимания рабочего органа инструмента к заготовке.

В соответствии с данным изобретением до работы, когда рабочий орган инструмента прижимается к заготовке и перемещается назад, элемент для передачи силы реакции толкается посредством рабочего органа инструмента и сжимает первый упругий элемент, и также входит в контакт со вторым упругим элементом в несжимаемое состояние таким образом, что элемент для передачи силы реакции размещается в заданное рабочее положение в продольном направлении. Таким образом, корпус инструмента позиционируется относительно заготовки. В этом состоянии, когда рабочий орган инструмента ударяет заготовку и воспринимает силу реакции, сила реакции на удар передается от рабочего органа инструмента на элемент для передачи силы реакции, и элемент для передачи силы реакции перемещается назад. Когда перемещается назад, элемент для передачи силы реакции толкает второй упругий элемент и деформирует его со сжатием. В результате сила реакции на удар демпфируется, и таким образом может быть обеспечен ударный инструмент с низкой вибрацией.

В соответствии с данным изобретением при конструкции, в которой первый и второй упругие элементы расположены в тандеме в осевом направлении рабочего органа инструмента, по сравнению с конструкцией, в которой они расположены параллельно, размер может быть уменьшен в направлении (радиальном направлении), поперечном относительно осевого направления рабочего органа инструмента.

В соответствии с дополнительным вариантом выполнения ударного инструмента согласно изобретению ударный инструмент дополнительно включает в себя ударный элемент, который линейно перемещается для приведения в линейное движение рабочего органа инструмента, и цилиндр, в котором размещается ударный элемент. Кроме того, цилиндр воспринимает усилие, действующее на второй упругий элемент.

В соответствии с данным изобретением при конструкции, в которой цилиндр воспринимает усилие, действующее на второй упругий элемент, второй упругий элемент может удерживаться не в контакте с корпусом, который образует корпус инструмента. Конкретно, при конструкции, в которой второй упругий элемент монтируется на цилиндр, второй упругий элемент сначала может быть смонтирован на цилиндр, а затем смонтирован в корпус. Следовательно, по сравнению с конструкцией, в которой второй упругий элемент непосредственно монтируется в корпус, монтаж второго упругого элемента может быть облегчен, и, таким образом, может быть повышена простота монтажа.

В соответствии с дополнительным вариантом выполнения ударного инструмента согласно изобретению ударный инструмент дополнительно включает в себя ударный элемент, который линейно перемещается для приведения в линейное движение рабочего органа инструмента, и цилиндр, в котором размещается ударный элемент, причем элемент для передачи силы реакции содержит цилиндрический элемент. Кроме того, цилиндрический элемент и первый упругий элемент расположены параллельно таким образом, что первый упругий элемент расположен внутри цилиндрического элемента в радиальном направлении цилиндра, в заданной области на цилиндре в осевом направлении рабочего органа инструмента.

При конструкции, в которой цилиндрический элемент в виде элемента для передачи силы реакции посажен на цилиндр, цилиндр и цилиндрический элемент обеспечены соответствующими вентиляционными отверстиями для подачи и отвода воздуха, которые обеспечивают взаимодействие между внутренним пространством цилиндра, образованным с передней стороны ударного элемента, и внешней частью. В этом случае она должна быть выполнена таким образом, что вентиляционное отверстие цилиндра и вентиляционное отверстие цилиндрического элемента обычно выровнены друг с другом. Однако в данном изобретении, при конструкции, в которой первый упругий элемент расположен между цилиндром и цилиндрическим элементом, зазор для установки первого упругого элемента обеспечен между цилиндром и цилиндрическим элементом, таким образом, вентиляционное отверстие цилиндра и вентиляционное отверстие цилиндрического элемента взаимодействуют друг с другом через зазор. Следовательно, дополнительная конструкция для выравнивания вентиляционного отверстия цилиндра и вентиляционного отверстия цилиндрического элемента может быть исключена.

В соответствии с дополнительным вариантом выполнения ударного инструмента согласно изобретению ударный инструмент дополнительно включает в себя ударный элемент, который линейно перемещается для приведения в линейное движение рабочего органа инструмента, и цилиндр, в котором размещается ударный элемент. Элемент для передачи силы реакции содержит цилиндрический элемент, который посажен с возможностью скольжения на цилиндр. Кроме того, цилиндрический элемент имеет проход, который обеспечивает взаимодействие между внутренним пространством цилиндра, образованным с передней стороны ударного элемента, и внешней частью, и обратный клапан, который обеспечивает возможность воздушного потока из внутреннего пространства цилиндра наружу через проход и блокирует воздушный поток в противоположном направлении. Когда рабочий орган инструмента прижимается к заготовке пользователем и цилиндрический элемент перемещается в заданное рабочее положение, проход закрывается посредством цилиндра таким образом, что обратный клапан приводится в неактивное состояние, и когда рабочий орган инструмента, прижатый к заготовке, отпускается и цилиндрический элемент перемещается вперед в начальное положение посредством смещающего усилия от первого упругого элемента, цилиндр больше не закрывает проход, и, таким образом, для обратного клапана обеспечивается возможность приведения в активное состояние.

В соответствии с данным изобретением, когда рабочий орган инструмента не прижимается к заготовке, для обратного клапана обеспечивается возможность приведения в активное состояние. В этом состоянии, когда ударный элемент перемещается вперед, воздух во внутреннем пространстве цилиндра с передней стороны ударного элемента отводится наружу через проход и обратный клапан. Затем, когда ударный элемент собирается перемещаться назад, обратный клапан блокирует впуск внешнего воздуха во внутреннее пространство цилиндра, таким образом, отрицательное давление создается во внутреннем пространстве цилиндра. В результате, ударный элемент удерживается в переднем положении таким образом, что предотвращается холостое движение. С другой стороны, во время фактической работы, в которой ударный инструмент выполняет работу рабочим органом инструмента, прижимаемым к заготовке, обратный клапан приводится в неактивное состояние. Следовательно, ненужное перемещение обратного клапана может быть уменьшено, и, таким образом, срок службы обратного клапана может быть увеличен.

В соответствии с данным изобретением в ударном инструменте обеспечивается эффективная технология для осуществления уменьшения размеров, при этом обеспечивая эффект демпфирования силы реакции на удар, создаваемой во время работы. Другие цели, признаки и преимущества изобретения станут более понятными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с прилагаемыми чертежами и формулой изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой вид сбоку в разрезе, схематично показывающий весь молотковый перфоратор в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой увеличенный вид в разрезе, показывающий основную часть молоткового перфоратора, при ненагруженных состояниях, в которых молотковый рабочий орган не прижимается к заготовке.

Фиг.3 представляет собой увеличенный вид в разрезе, показывающий основную часть молоткового перфоратора, при нагруженных состояниях, в которых молотковый рабочий орган прижимается к заготовке.

Фиг.4 представляет собой увеличенный вид в разрезе, показывающий часть механизма скользящей втулки и часть демпфирующего силу реакции механизма.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Каждый из дополнительных признаков и этапов способа, раскрытых выше и ниже, может использоваться по отдельности или в сочетании с другими признаками и этапами способа для обеспечения и изготовления усовершенствованных ударных инструментов и способа применения таких ударных инструментов и устройств, использующихся в них. Теперь будут подробно описаны со ссылкой на чертежи характерные примеры настоящего изобретения, в которых использованы многие из этих дополнительных признаков и этапов способа в сочетании. Настоящее подробное описание предназначено только для разъяснения специалисту в данной области дополнительных подробностей осуществления предпочтительных аспектов настоящего изобретения и не предназначено для ограничения объема изобретения. Только формула изобретения определяет объем изобретения, описанного в заявке. Следовательно, комбинации признаков и этапов, раскрытых в нижеследующем подробном описании, могут являться необязательными для осуществления изобретения в самом широком смысле и, вместо этого, показаны только для конкретного описания некоторых характерных примеров изобретения, подробное описание которого теперь будет дано со ссылкой на сопровождающие чертежи.

Вариант осуществления изобретения теперь описывается со ссылкой на фиг.1-4. В этом варианте осуществления электрический молотковый перфоратор объясняется в качестве характерного варианта выполнения ударного инструмента в соответствии с изобретением. Как показано на фиг.1, молотковый перфоратор 101 этого варианта осуществления главным образом включает в себя корпус 103, который образует внешнюю оболочку молоткового перфоратора 101, молотковый рабочий орган 119 (см. фиг.2 и 3), разъемно соединенный с областью рабочего конца (с левой стороны, как видно на фиг.1) корпуса 103 посредством инструментодержателя 137, и рукоятку 109, которая соединена с корпусом 103 на стороне, противоположной молотковому рабочему органу 119, и предназначена для держания пользователем. Корпус 103 и молотковый рабочий орган 119 представляют собой элементы, которые надлежащим образом соответствуют «корпусу инструмента» и «рабочему органу инструмента» в соответствии с изобретением. Молотковый рабочий орган 119 закрепляется инструментодержателем 137 таким образом, что он имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение относительно инструментодержателя 137 в его осевом направлении и предохраняется от вращения относительно инструментодержателя 137 в его окружном направлении. В настоящем варианте выполнения, с целью удобства объяснения часть с молотковым рабочим органом 119 взята в качестве передней, а часть с рукояткой 109 - в качестве задней.

Корпус 103 включает в себя корпус 105 электродвигателя, в котором размещен приводной электродвигатель 111, и корпус 107 зубчатых передач, который включает в себя барабан 106 и в котором размещены механизм 113 преобразования движения, ударный механизм 115 и механизм 117 передачи мощности. Приводной электродвигатель 111 размещен таким образом, что его ось вращения проходит в вертикальном направлении по существу перпендикулярно относительно продольного направления корпуса 103 (осевого направления молоткового рабочего органа 119). Мощность вращения приводного электродвигателя 111 надлежащим образом преобразуется в поступательное движение с помощью механизма 113 преобразования движения и затем передается на ударный механизм 115. В результате, ударная сила создается в осевом направлении молоткового рабочего органа 119 посредством ударного механизма 115. Механизм 113 преобразования движения и ударный механизм 115 образуют часть ударного механизма. Кроме того, частота вращающей мощности приводного электродвигателя 111 надлежащим образом уменьшается посредством механизма 117 передачи мощности и затем передается на молотковый рабочий орган 119 через инструментодержатель 137, таким образом, молотковый рабочий орган 119 побуждается вращаться в его окружном направлении. Приводной электродвигатель 111 приводится в движение, когда пользователь нажимает на пусковое устройство 109a, расположенное на рукоятке 109.

Механизм 113 преобразования движения главным образом включает в себя кривошипно-шатунный механизм. Кривошипно-шатунный механизм выполнен таким образом, что приводной элемент в виде поршня 129, образующего конечный подвижный элемент кривошипно-шатунного механизма, линейно перемещается в осевом направлении молоткового рабочего органа внутри цилиндра 141, когда кривошипно-шатунный механизм приводится во вращательное движение приводным электродвигателем 111. Механизм 117 передачи мощности главным образом включает в себя механизм понижения скорости зубчатых передач, содержащий множество зубчатых колес. Механизм 117 передачи мощности передает вращающую силу приводного электродвигателя 111 на инструментодержатель 137 таким образом, что инструментодержатель 137 побуждается вращаться в вертикальной плоскости, и, таким образом, молотковый рабочий орган 119, удерживаемый инструментодержателем 137, вращается. Конструкции механизма 113 преобразования движения и механизма 117 передачи мощности являются хорошо известными в области техники, и поэтому они не описываются подробно в дальнейшем.

Как показано на фиг.2 и 3, ударный механизм 115 включает в себя ударный элемент в виде ударника 143, который размещен с возможностью скольжения в отверстии цилиндра 141, и промежуточный элемент в виде ударного стержня 145, который размещен с возможностью скольжения внутри инструментодержателя 137 и передает кинетическую энергию ударника 143 на молотковый рабочий орган 119. Воздушная камера 141а образована между поршнем 129 и ударником 143 внутри цилиндра 141. Ударник 143 приводится в движение благодаря действию пневмопружины (флуктуаций давления) воздушной камеры 141a цилиндра 141, которое возникает при скольжении поршня 129. Затем ударник 143 сталкивается (ударяет) с промежуточным элементом в виде ударного стержня 145, который размещен с возможностью скольжения в инструментодержателе 137, и передает ударную силу на молотковый рабочий орган 119 посредством ударного стержня 145. Ударный стержень 145 и молотковый рабочий орган 119 образуют молотковый исполнительный элемент. Кроме того, цилиндр 141 размещен внутри барабана 106 корпуса 107 зубчатых передач и удерживается посредством области переднего конца корпуса 107 зубчатых передач.

В молотковом перфораторе 101, выполненном как описано выше, когда работает приводной электродвигатель 111, ударная сила прикладывается к молотковому рабочему органу 119 в осевом направлении от механизма 113 преобразования движения посредством ударного механизма 115, и вращающая сила прикладывается к молотковому рабочему органу 119 в окружном направлении посредством механизма 117 передачи мощности. Таким образом, молотковый рабочий орган 119, удерживаемый посредством удерживающего устройства 104 для рабочего органа, осуществляет ударяющее движение в осевом направлении и движение сверления в окружном направлении, таким образом, процесс бурения (сверления с долблением) осуществляется на заготовке (бетоне), которая не показана. Кроме того, молотковый перфоратор 101 может надлежащим образом переключаться между режимом процесса бурения посредством ударяющего движения и движения сверления в окружном направлении, как описано выше, и режимом процесса долбления, в котором только ударная сила в осевом направлении прикладывается к молотковому рабочему органу 119. Однако это непосредственно не относится к изобретению, и поэтому подробное описание этого опущено.

В молотковом перфораторе 101, во время работы, когда молотковый рабочий орган 119 прижимается к заготовке посредством прижимающей силы пользователя, прикладываемой вперед к корпусу 103, ударный стержень 145 толкается назад (по направлению к поршню 129) вместе с молотковым рабочим органом 119 и входит в контакт с элементом со стороны корпуса. В результате, корпус 103 позиционируется относительно заготовки. В этом варианте осуществления такое позиционирование осуществляется посредством цилиндрической винтовой пружины 171 сжатия для демпфирования силы реакции, посредством позиционирующего элемента 151 и скользящей втулки 161 для предотвращения холостого движения. Скользящая втулка 161 и цилиндрическая винтовая пружина 171 сжатия представляют собой элементы, которые соответствуют «элементу для передачи силы реакции» и «второму упругому элементу», соответственно, согласно настоящему изобретению.

Позиционирующий элемент 151 представляет собой часть узла, включающую резиновое кольцо 153, твердосплавную шайбу 155 передней стороны, присоединенную к осевой передней стороне резинового кольца 153, и твердосплавную шайбу 157 задней стороны, присоединенную к осевой задней стороне резинового кольца 153. Позиционирующий элемент 151 свободно посажен на участке 145b небольшого диаметра ударного стержня 145. Ударный стержень 145 имеет ступенчатую цилиндрическую форму, имеющую участок 145а большого диаметра, который посажен с возможностью скольжения в цилиндрическом участке инструментодержателя 137, и участок 145b небольшого диаметра, образованный на задней стороне участка 145а большого диаметра. Ударный стержень 145 имеет конический участок 145с, образованный между внешней окружной поверхностью участка 145а большого диаметра и внешней окружной поверхностью участка 145b небольшого диаметра.

Скользящая втулка 161 представляет собой цилиндрический элемент, имеющий ступенчатое отверстие, образованное передним участком небольшого диаметра и задним участком большого диаметра в продольном направлении. Область небольшого диаметра отверстия скользящей втулки 161 посажена на внешней поверхности переднего конца цилиндра 141 и может скользить в осевом направлении молоткового рабочего органа. Заданный зазор С обеспечен между областью большого диаметра отверстия скользящей втулки 161 и областью внешней поверхности цилиндра. Смещающая втулку пружина (цилиндрическая винтовая пружина) 163 расположена в зазоре С. Смещающая втулку пружина 163 непрерывно смещает скользящую втулку 161 вперед, при этом осевой задний конец смещающей втулку пружины 163 удерживается в контакте с удерживающим кольцом 164, прикрепленным на внешней поверхности цилиндра 141, и осевой передний конец смещающей втулку пружины 163 удерживается в контакте со ступенчатой частью 161а между областью большого диаметра отверстия и областью небольшого диаметра отверстия скользящей втулки 161. Таким образом, передний конец скользящей втулки 161, смещенный вперед посредством смещающей втулку пружины 163, удерживается в контакте с задней металлической шайбой 157 позиционирующего элемента 151. Смещающая втулку пружина 163 представляет собой элемент, который соответствует «первому упругому элементу» в соответствии с настоящим изобретением.

Цилиндрическая винтовая пружина 171 сжатия для демпфирования силы реакции смонтирована на цилиндре 141 посредством переднего и заднего колец 173, 175 для размещения пружины. Переднее кольцо 173 для размещения пружины посажено на цилиндр 141 и удерживается в контакте с задней поверхностью удерживающего кольца 164 посредством усилия пружины от цилиндрической винтовой пружины 171 сжатия таким образом, что предотвращается дальнейшее перемещение вперед переднего кольца 173 для размещения пружины. Заднее кольцо 175 для размещения пружины посажено на цилиндр 141 и удерживается в контакте со ступенчатой частью 141с, образованной на внешней поверхности цилиндра 141, таким образом, что предотвращается дальнейшее перемещение назад заднего кольца 175 для размещения пружины. Цилиндрическая винтовая пружина 171 сжатия упруго смонтирована в предварительно сжатом состоянии между передним кольцом 173 для размещения пружины и задним кольцом 175 для размещения пружины. Одновременно, предварительная нагрузка цилиндрической винтовой пружины 171 сжатия устанавливается таким образом, чтобы быть больше, чем прижимающая сила среднего пользователя, прижимающего молотковый рабочий орган 119 к заготовке. Кроме того, вышеописанная смещающая втулку пружина 163 также смонтирована в предварительно сжатом состоянии, но ее предварительная нагрузка меньше, чем у цилиндрической винтовой пружины 171 сжатия. В этом варианте осуществления предварительная нагрузка цилиндрической винтовой пружины 171 сжатия устанавливается таким образом, чтобы составлять 20-30 кгс, а предварительная нагрузка смещающей втулку пружины 163 устанавливается таким образом, чтобы составлять 3-5 кгс. Кроме того, переднее кольцо 173 для размещения пружины имеет бόльший диаметр, чем удерживающее кольцо 164, и внешняя область переднего кольца 173 для размещения пружины выступает радиально наружу от удерживающего кольца 164.

При ненагруженных состояниях, в которых молотковый рабочий орган 119 не прижимается к заготовке, как показано на фиг.2 и 4, скользящая втулка 161 перемещается вперед в переднее концевое положение посредством смещающего усилия от смещающей втулку пружины 163. Это переднее концевое положение задано в качестве начального положения. В этом начальном положении задняя концевая поверхность скользящей втулки 161 не находится в контакте с передним кольцом 173 для размещения пружины для цилиндрической винтовой пружины 171 сжатия для демпфирования силы реакции. Когда молотковый рабочий орган 119 прижимается к заготовке и перемещается назад, скользящая втулка 161 толкается назад вместе с молотковым рабочим органом 119, ударным стержнем 145 и позиционирующим элементом 151, и задняя концевая поверхность скользящей втулки 161 входит в контакт с передней поверхностью внешней области переднего кольца 173 для размещения пружины. Следовательно, прижимающая сила пользователя от прижимания молоткового рабочего органа 119 к заготовке воспринимается цилиндрической винтовой пружиной 171 сжатия и далее цилиндром 141 посредством заднего кольца 175 для размещения пружины. Таким образом, корпус 103 позиционируется относительно заготовки. Конкретно, в этом варианте осуществления, когда пользователь прижимает молотковый рабочий орган 119 к заготовке, корпус 103 позиционируется цилиндрической винтовой пружиной 171 сжатия посредством позиционирующего элемента 151 и скользящей втулки 161. Положение, в котором задняя концевая поверхность скользящей втулки 161 контактирует с передним кольцом 173 для размещения пружины, соответствует «заданному рабочему положению» в соответствии с настоящим изобретением. Кроме того, при конструкции, в которой предварительная нагрузка цилиндрической винтовой пружины 171 сжатия больше, чем прижимающая сила пользователя от прижимания молоткового рабочего органа 119 к заготовке, цилиндрическая винтовая пружина 171 сжатия не сжимается прижимающей силой пользователя, когда позиционируется корпус 103. Это состояние соответствует «несжимаемому состоянию» в настоящем изобретении.

Воздушная камера 141а для приведения в движение ударника 143 посредством действия пневмопружины находится во взаимодействии с внешней частью посредством первого вентиляционного отверстия 165, которое образовано в цилиндре 141 для предотвращения холостого движения. При ненагруженных состояниях, в которых молотковый рабочий орган 119 не прижимается к заготовке, или когда ударный стержень 145 не толкается назад (вправо, как видно на фиг.2 и 4), ударник 143 имеет возможность перемещаться в переднее положение для открывания первого вентиляционного отверстия 165. С другой стороны, при нагруженных состояниях, в которых молотковый рабочий орган 119 прижимается к заготовке, ударный стержень 145 отводится и, таким образом, ударник 143 толкается посредством ударного стержня 145 и перемещается в заднее положение для закрывания первого вентиляционного отверстия 165 (см. фиг.3).

Таким образом, первое вентиляционное отверстие 165 воздушной камеры 141а открывается и закрывается посредством ударника 143. Действие пневмопружины заблокировано, когда первое вентиляционное отверстие 165 открыто, тогда как оно разблокировано, когда первое вентиляционное отверстие 165 закрыто.

Закрытая передняя воздушная камера 141b образована с передней стороны ударника 143 на стороне, противоположной относительно воздушной камеры 141а, и окружена ударником 143, цилиндром 141, скользящей втулкой 161, позиционирующим элементом 151 и ударным стержнем 145. Передняя воздушная камера 141b взаимодействует с внешней частью посредством второго вентиляционного отверстия 166, которое образовано в цилиндре 141 для подачи и отвода воздуха, и посредством третьего вентиляционного отверстия 167, которое образовано в скользящей втулке 161. Открывание и закрывание второго вентиляционного отверстия 166 для подачи и отвода воздуха управляются положением ударника 143. Конкретно, во время работы молоткового перфоратора 101, когда ударник 143 расположен сзади заданного начального положения (по существу рядом с ударным стержнем 145), передняя воздушная камера 141b взаимодействует с внешней частью посредством второго вентиляционного отверстия 166 и третьего вентиляционного отверстия 167, таким образом, обеспечивается возможность подачи и отвода воздуха из передней воздушной камеры 141b. С другой стороны, когда ударник 143 перемещается вперед за начальное положение, взаимодействие между передней воздушной камерой 141b и внешней частью прерывается, и, таким образом, подача и отвод воздуха из передней воздушной камеры 141b предотвращены. В результате, перемещение ударника 143 отстает относительно перемещения поршня 129. Кроме того, второе вентиляционное отверстие 166 и третье вентиляционное отверстие 167 взаимодействуют друг с другом через зазор С между внешней поверхностью цилиндра 141 и областью большого диаметра отверстия скользящей втулки 161.

Кроме того, четвертое вентиляционное отверстие 168 и уплотнительное кольцо 169 обеспечены в передней концевой области (области небольшого диаметра отверстия) скользящей втулки 161. Четвертое вентиляционное отверстие 168 обеспечено для предотвращения холостого движения и обеспечивает взаимодействие между внутренней частью и внешней частью передней воздушной камеры 141b. Уплотнительное кольцо 169 закрывает четвертое вентиляционное отверстие 168 с внешней поверхности скользящей втулки 161. Уплотнительное кольцо 169 обеспечивает возможность воздушного потока из передней воздушной камеры 141b наружу через четвертое вентиляционное отверстие 168 и блокирует воздушный поток в противоположном направлении. Четвертое вентиляционное отверстие 168 образовано в таком положении, что оно направлено в переднюю воздушную камеру 141b при ненагруженных состояниях, в которых молотковый рабочий орган 119 не прижимается к заготовке, тогда как оно закрыто внешней поверхностью цилиндра 141, когда скользящая втулка 161 перемещена назад против смещающего усилия от смещающей втулку пружины 163 при нагруженных состояниях, в которых молотковый рабочий орган 119 прижимается к заготовке. Передняя воздушная камера 141b, четвертое вентиляционное отверстие 168 и уплотнительное кольцо 169 представляют собой элементы, которые соответствуют «внутреннему пространству цилиндра», «проходу» и «обратному клапану», соответственно, согласно настоящему изобретению.

Теперь объясняется работа молоткового перфоратора 101, выполненного, как описано выше. Когда приводной электродвигатель 111 приводится в действие, поршень 129 кривошипно-шатунного механизма, который образует механизм 113 преобразования движения, побуждается линейно перемещаться внутри цилиндра 141. Одновременно, при ненагруженных состояниях, в которых молотковый рабочий орган 119 не прижимается к заготовке, как показано на фиг.2, ударный стержень 145 находится в переднем положении. В результате, ударник 143 перемещается в его переднее положение для открывания первого вентиляционного отверстия 165. Кроме того, при ненагруженных состояниях скользящая втулка 161 толкается вперед посредством смещающей втулку пружины 163, и четвертое вентиляционное отверстие 168 направлено в переднюю воздушную камеру 141b. Следовательно, когда ударник 143 перемещается вперед за положение второго вентиляционного отверстия 166, воздух в передней воздушной камере 141b отводится наружу через четвертое вентиляционное отверстие 168 и уплотнительное кольцо 169. В этом состоянии, когда поршень 129 перемещается назад, внешний воздух входит в воздушную камеру 141а через первое вентиляционного отверстие 165, но в передней воздушной камере 141b четвертое вентиляционное отверстие 168 закрывается посредством уплотнительного кольца 169, таким образом, внешний воздух не входит в переднюю воздушную камеру 141b. Следовательно, ударник 143 удерживается в переднем положении без всасывания по направлению к поршню 129 посредством отрицательного давления, созданного в передней воздушной камере 141b. Затем, даже если поршень 129 приводится в движение, молотковый рабочий орган 119 предохраняется от холостого движения.

С другой стороны, при нагруженных состояниях, в которых молотковый рабочий орган 119 прижимается к заготовке, как показано на фиг.3, ударный стержень 145 толкается назад вместе с молотковым рабочим органом 119 и, в свою очередь, толкает позиционирующий элемент 151 и скользящую втулку 161 против смещающего усилия от смещающей втулку пружины 163. Затем задняя концевая поверхность скользящей втулки 161 входит в контакт с передней поверхностью внешней области переднего кольца 173 для размещения пружины для цилиндрической винтовой пружины 171 сжатия. Таким образом, корпус 103 позиционируется относительно заготовки. В этом состоянии ударник 143 толкается назад посредством ударного стержня 145 и закрывает первое вентиляционное отверстие 165. Когда поршень 129 перемещается вперед в это состояние, ударник 143 линейно перемещается вперед внутри цилиндра 141 и сталкивается (ударяет) с ударным стержнем 145 благодаря действию пневмопружинной функции воздушной камеры 141а. Кинетическая энергия ударника 143, которая создается при столкновении с ударным стержнем 145, передается на молотковый рабочий орган 119. Таким образом, молотковый рабочий орган 119 осуществляет работу на заготовке посредством ударного движения в его осевом направлении. Кроме того, после столкновения с ударным стержнем 145 ударник 143 перемещается назад вследствие отдачи, вызванной ударением ударного стержня 145, и всасывающего усилия (отрицательного давления), созданного в воздушной камере 141а направленным назад перемещением поршня 129. Затем, вышеописанное перемещение повторяется.

Во время вышеописанной работы, когда молотковый рабочий орган 119 выполняет ударное движение на заготовке и молотковый рабочий орган 119 побуждается перемещаться назад посредством силы реакции от заготовки, усилие, созданное посредством этого перемещения назад, или сила реакции на удар перемещает молотковый рабочий орган 119, ударный стержень 145, позиционирующий элемент 151 и скользящую втулку 161 назад и упруго деформирует (сжимает) цилиндрическую винтовую пружину 171 сжатия. Конкретно, сила реакции на удар, созданная перемещением назад молоткового рабочего органа 119, эффективно демпфируется посредством упругой деформации цилиндрической винтовой пружины 171 сжатия, таким образом, передача силы реакции на корпус 103 уменьшена. Одновременно, фланцевая часть 161b, которая проходит радиально внутрь от скользящей втулки 161, направлена к передней концевой поверхности цилиндра 141 с заданным зазором между ними и может входить в контакт с ней, таким образом, задается максимальное отведенное положение скользящей втулки 161. Следовательно, действие демпфирования силы реакции цилиндрической винтовой пружины 171 сжатия осуществляется в пределах вышеупомянутого зазора.

Как описано выше, в соответствии с этим вариантом осуществления, посредством обеспечения механизма демпфирования силы реакции на удар от молоткового рабочего органа 119 с помощью цилиндрической винтовой пружины 171 сжатия посредством скользящей втулки 161 для предотвращения холостого движения могут быть получены эффект предотвращения холостого движения и эффект уменьшения вибрации.

Кроме того, в соответствии с этим вариантом осуществления цилиндрическая винтовая пружина 171 сжатия смонтирована на цилиндре 141 посредством переднего и заднего колец 173, 175 для размещения пружины. Следовательно, цилиндр 141 и цилиндрическая винтовая пружина 171 сжатия собраны в один узел таким образом, что цилиндр 141 и цилиндрическая винтовая пружина 171 сжатия могут быть смонтированы и удалены из корпуса 107 зубчатых передач в виде одного узла. Таким образом, может быть улучшена простота монтажа или ремонта.

Кроме того, в этом варианте осуществления, во время работы, в которой молотковый рабочий орган 119 прижимается к заготовке и скользящая втулка 161 толкается назад, четвертое вентиляционное отверстие 168 размещено в положении таким образом, чтобы направляться к внешней поверхности цилиндра 141, и закрыто посредством внешней поверхности цилиндра 141. Конкретно, во время действительной работы, в которой молотковый перфоратор 101 выполняет работу, обратный клапан в виде уплотнительного кольца 169 удерживается в бездействии (приведенным в неактивное состояние). С этой конструкцией ненужное перемещение уплотнительного кольца 169 может быть уменьшено во время фактической работы, таким образом, срок службы уплотнительного кольца 169 может быть увеличен.

Кроме того, в соответствии с этим вариантом осуществления зазор С обеспечен между внешней поверхностью цилиндра 141 и внутренней поверхностью скользящей втулки 161, и второе вентиляционное отверстие 166 цилиндра 141 и третье вентиляционное отверстие 167 скользящей втулки 161 взаимодействуют друг с другом через зазор С. При такой конструкции надежность подачи и отвода воздуха может быть повышена без необходимости принятия мер для выравнивания второго вентиляционного отверстия 166 и третьего вентиляционного отверстия 167. Кроме того, при конструкции, в которой смещающая втулку пружина 163 расположена параллельно в зазоре С, обеспеченном между внешней поверхностью цилиндра 141 и внутренней поверхностью скользящей втулки 161, увеличение размера корпуса 103 в продольном направлении может быть исключено.

Кроме того, в соответствии с этим вариантом осуществления, при конструкции, в которой смещающая втулку пружина 163 и цилиндрическая винтовая пружина 171 сжатия расположены в тандеме, по сравнению с конструкцией, в которой они расположены параллельно, размер корпуса 103 может быть уменьшен в радиальном направлении. Также, при конструкции, в которой внешний диаметр скользящей втулки 161 по существу равен внешнему диаметру цилиндрической винтовой пружины 171 сжатия, хотя скользящая втулка 161 и смещающая втулку пружина 163 расположены параллельно, увеличение размера корпуса 103 в радиальном направлении может быть исключено.

В вышеописанном варианте осуществления в качестве характерного примера ударного инструмента был описан молотковый перфоратор 101, в котором молотковый рабочий орган 119 может переключаться между режимом процесса долбления посредством ударяющего движения молоткового рабочего органа 119 и режимом процесса бурения посредством ударяющего движения в осевом направлении и движения сверления в окружном направлении. Однако изобретение также может применяться для электрического отбойного молотка, в котором молотковый рабочий орган 119 выполняет только ударяющее движение в его осевом направлении.

В соответствии с данным аспектом изобретения могут быть обеспечены следующие признаки.

(1)

«Ударный инструмент по любому из п.п.1-4, в котором цилиндр включает в себя переднее кольцо для размещения пружины, которое предохранено от перемещения вперед, и заднее кольцо для размещения пружины, которое предохранено от перемещения назад, и второй упругий элемент содержит цилиндрическую винтовую пружину сжатия и упруго расположен в предварительно сжатом состоянии между передним кольцом для размещения пружины и задним кольцом для размещения пружины».

(2)

«Ударный инструмент по (1), в котором цилиндр включает в себя удерживающее кольцо, которое удерживается в контакте с передним кольцом для размещения пружины и предохраняет переднее кольцо для размещения пружины от перемещения вперед, при этом размещая задний конец первого упругого элемента, причем переднее кольцо для размещения пружины имеет бόльший диаметр, чем удерживающее кольцо, и когда пользователь прижимает рабочий орган инструмента к заготовке, задняя концевая поверхность элемента для передачи силы реакции контактирует с передней поверхностью внешней области переднего кольца для размещения пружины».

ОПИСАНИЕ ПОЗИЦИЙ

101 - молотковый перфоратор (ударный инструмент)

103 - корпус

105 - корпус электродвигателя

106 - барабан

107 - корпус зубчатых передач

109 - рукоятка

109a - пусковое устройство

111 - приводной электродвигатель

113 - механизм преобразования движения

115 - ударный механизм

117 - механизм передачи мощности

119 - молотковый рабочий орган (рабочий орган инструмента)

129 - поршень

137 - инструментодержатель

141 - цилиндр

141a - воздушная камера

141b - передняя воздушная камера (внутреннее пространство цилиндра)

141с - ступенчатая часть

143 - ударник (ударный элемент)

145 - ударный стержень (промежуточный элемент)

145а - участок большого диаметра

145b - участок небольшого диаметра

145с - конический участок

151 - позиционирующий элемент

153 - резиновое кольцо

155 - передняя металлическая шайба

157 - задняя металлическая шайба

161 - скользящая втулка (элемент для передачи силы реакции)

161а - ступенчатая часть

161b - фланцевая часть

163 - смещающая втулку пружина (первый упругий элемент)

164 - удерживающее кольцо

165 - первое вентиляционное отверстие

166 - второе вентиляционное отверстие

167 - третье вентиляционное отверстие

168 - четвертое вентиляционное отверстие (проход)

169 - уплотнительное кольцо (обратный клапан)

171 - цилиндрическая винтовая пружина сжатия (второй упругий элемент)

173 - переднее кольцо для размещения пружины

175 - заднее кольцо для размещения пружины

С - зазор

Изобретение относится к ударным инструментам. Инструмент содержит рабочий орган, элемент для передачи силы реакции, первый упругий элемент, который смещает элемент для передачи силы реакции вперед, и второй упругий элемент. Второй упругий элемент, толкаемый посредством элемента для передачи силы реакции и деформируемый со сжатием, демпфирует силу реакции на удар, когда элемент для передачи силы реакции перемещается назад посредством восприятия силы реакции на удар. Когда рабочий орган инструмента прижимается пользователем к заготовке, элемент для передачи силы реакции толкается посредством рабочего органа инструмента, сжимает первый упругий элемент и входит в контакт со вторым упругим элементом в несжимаемое состояние. Когда элемент для передачи силы реакции воспринимает силу реакции на удар в рабочем положении, элемент для передачи силы реакции перемещается назад в осевом направлении рабочего органа инструмента, деформирует со сжатием второй упругий элемент и демпфирует силу реакции на удар. В результате уменьшаются габариты инструмента и обеспечивается его демпфирование. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Ударный инструмент, который выполняет заданную обработку заготовки по меньшей мере посредством осевого линейного перемещения рабочего органа инструмента, смонтированного в передней концевой области корпуса инструмента, содержащий:
элемент для передачи силы реакции, который расположен с возможностью движения в осевом направлении рабочего органа инструмента и перемещения назад посредством восприятия силы реакции на удар, которая создается, когда рабочий орган инструмента ударяет заготовку,
первый упругий элемент, который смещает элемент для передачи силы реакции вперед, и
второй упругий элемент, толкаемый посредством элемента для передачи силы реакции и деформируемый со сжатием, который демпфирует силу реакции на удар, когда элемент для передачи силы реакции перемещается назад посредством восприятия силы реакции на удар, при этом:
предварительная нагрузка первого упругого элемента устанавливается меньше, чем предварительная нагрузка второго упругого элемента, и
при выполнении обработки заготовки, когда рабочий орган инструмента прижимается пользователем к заготовке, элемент для передачи силы реакции толкается посредством рабочего органа инструмента и сжимает первый упругий элемент, и входит в контакт со вторым упругим элементом в несжимаемое состояние таким образом, что элемент для передачи силы реакции размещается в заданном рабочем положении в продольном направлении, а когда элемент для передачи силы реакции воспринимает силу реакции на удар в рабочем положении, элемент для передачи силы реакции перемещается назад в осевом направлении рабочего органа инструмента, деформирует со сжатием второй упругий элемент и при этом демпфирует силу реакции на удар,
причем первый и второй упругие элементы расположены в тандеме в осевом направлении рабочего органа инструмента,
при этом сторона рабочего органа инструмента принята за переднюю, а противоположная сторона принята за его заднюю сторону.

2. Ударный инструмент по п.1, дополнительно содержащий ударный элемент, который линейно перемещается для приведения в линейное движение рабочего органа инструмента, и цилиндр, в котором размещен ударный элемент, при этом цилиндр воспринимает усилие, действующее на второй упругий элемент.

3. Ударный инструмент по п.1, дополнительно содержащий ударный элемент, который линейно перемещается для приведения в линейное движение рабочего органа инструмента, и цилиндр, в котором размещен ударный элемент, при этом элемент для передачи силы реакции содержит цилиндрический элемент, причем цилиндрический элемент и первый упругий элемент расположены параллельно таким образом, что первый упругий элемент расположен внутри цилиндрического элемента в радиальном направлении цилиндра, в заданной области на цилиндре в осевом направлении рабочего органа инструмента.

4. Ударный инструмент по п.1, дополнительно содержащий ударный элемент, который линейно перемещается для приведения в линейное движение рабочего органа инструмента, и цилиндр, в котором размещен ударный элемент, при этом элемент для передачи силы реакции содержит цилиндрический элемент, который посажен с возможностью скольжения на цилиндр, а цилиндрический элемент имеет проход, который обеспечивает взаимодействие между внутренним пространством цилиндра, образованным с передней стороны ударного элемента, и внешней частью, и обратный клапан, который обеспечивает возможность воздушного потока из внутреннего пространства цилиндра наружу через проход и блокирует воздушный поток в противоположном направлении, причем когда рабочий орган инструмента прижимается пользователем к заготовке и цилиндрический элемент размещается в заданное рабочее положение, проход закрывается посредством цилиндра таким образом, что обратный клапан приводится в неактивное состояние, а когда рабочий орган инструмента, прижатый к заготовке, освобождается и цилиндрический элемент перемещается вперед в начальное положение посредством смещающего усилия от первого упругого элемента, цилиндр не закрывает проход и для обратного клапана обеспечивается возможность приведения в активное состояние.

5. Ударный инструмент по п.1, дополнительно содержащий цилиндр, включающий в себя переднее кольцо для размещения пружины, которое предохранено от перемещения вперед, и заднее кольцо для размещения пружины, которое предохранено от перемещения назад, при этом второй упругий элемент содержит цилиндрическую винтовую пружину сжатия и упруго расположен в предварительно сжатом состоянии между передним кольцом для размещения пружины и задним кольцом для размещения пружины.

6. Ударный инструмент по п.5, в котором цилиндр включает в себя удерживающее кольцо, которое удерживается в контакте с передним кольцом для размещения пружины и предохраняет переднее кольцо для размещения пружины от перемещения вперед, при этом удерживающее кольцо размещает задний конец первого упругого элемента, причем переднее кольцо для размещения пружины имеет бόльший диаметр, чем удерживающее кольцо, и, когда пользователь прижимает рабочий орган инструмента к заготовке, задняя концевая поверхность элемента для передачи силы реакции контактирует с передней поверхностью внешней области переднего кольца для размещения пружины.