Пневматическое одноударное устройство Советский патент 1993 года по МПК B25D17/24 

Изобретение может быть использовано во всех отраслях промышленности и предназначено для клеймения, разметочных работ, кернения, рубки металла, пробивки отверстий в металле, резине, шифере, рубки арматуры и т.п. работ.

Цель изобретения - увеличение энергии единичного удара путем осуществления более эффективного выхлопа.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее полый цилиндри-.

ческий корпус с впускным и выпускными каналами, установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения ударник с калиброванными канавками, установленную в корпусе соосно буксу с рабочим инструментом и пружину для возврата ударника в исходное положение, снабжено втулкой- золотником для перекрытия выпускных каналов водном из крайних своих положений. Втулка-золотник, размещенная внутри корпуса устройства, выполнена в виде стакана, дно которого имеет отверстия для сообщения камеры холостого хода с дополнительной полостью, образованной между втулкой и буксой, и в центральной части дна стакана образован сквозной паз, сооеный пазу в букре и служащий для прохода рабочегоинструмента. Такое выполнение устройства позволяет осуществить ка- чёстёМйукэ передачу энергии, так как ударник взаимодействует непосредствен но с хвостовиком рабочего инструмента. :. Дли уменьшения усилия, прикладываемого для запуска машины, втулка-золотник может быть выполнена в виде полого стака- на с отверстиями для выхлопа воздуха, с цилиндрическим хвостовиком, расположён- ным коакснально сквозному пазу в буксе. : ; . Втулка-золотник Установлена снаружи корпуса,, втулка кинематически связана с механизмом пуска, смонтированным на

корпусе устройства, ;: : .. :.. ;: . .. . Для получения серии идентичных уда- .ров при постоянном давлении сжатого воздуха is предлагаемом .устройстве механизм пуска выполнен в виде коромысла, один из komiuB которого подпружинен относительно кефлуба, а втулка на наружной поверхности имает выступ для взаимодействия с другим концом коромысла,

йрияейбходамости концентрации органа управления- машиной на .огранмченно и площ&дм устройства втулка-золотник может быть выполнена в.видейа руясного кольца с бтвёретйми для выхлопа воздуха; и фигур-1 иой esjT-очкой,, взаимодействующей с меха- и/изшэм-тзуека, который мйжет представлять собой кнопочное, рычажное. курковое или другое.устройство, Кро ме Тй го, пуск такого устройства может производиться вручную .поворотом-втулки-золотника. ; При создании устройств с большой энергией удара (т.е. значительных по таба рмтам) лучше механизм пуска устройства выполнить ё виде тяга, один конец которой соединен с втулкой-золотником, а другой конец соединен с курковым механизмом, размещенным в рукоятке устройства. : Для уменьшения усилия, прикладывае-. мого для запуска машины, можно втулку-золотник выполнить в виде подвижного наружного кожуха с окнами для сообщения с атмосферой, взаимодействующего с механизмом пуска, В таком устройстве при запуске машины необходимо приложить усилие, чтобы Преодолеть лишь трение скольжения кожуха по корпусу устройства на ограничен-, ном участке площади и сопротивление возвратной пружины на малом пути. Эта схема устройства - для машин с малой энергией единичного удара.

Подвижный кожух лучше выполнить из легкого материала, например из пластмас- сы. ...

На фиг,1 и 2 показано предложенное

устройство в продольном разрезе с втулкой- золотником, выполненной в виде полого стакана с отверстиями Для выхлопа воздуха и центральным отверстием,установленного внутри корпуса; на фиг.З - то же, с втулкойзолотником, выполненной в виде полого стакана с отверстиями для выхлопа воздуха, с цилиндрическим хвостовиком, симметричным относительно оси стакана; на фиг,4 - то же,, с втулкой-золотником, установленной

снаружи корпуса устройства, предназначенного для получения серии идентичных ударов при постоянном давлении; на фиг.5-то же. с втулкой-золотником, установленной снаружи корпуса устройства. используемого при необходимости сконцентрировать брганы управления машиной на ограниченном участке площади; на фиг.6 - то же, что на фиг.5. сечение; на фиг.7 - предло,женное устройство с втулкойзолотником, установленной снаружи корпу-; са устройства, предназиаченнбго для использования в машинах большой мощности; на фиг.8 - то же , с втулкой-золотником, расположенной снаружи корпуса устройства и выполненной в виде легкого подвижно- го кожуха. ;. .. - .

Пневматическое одноударное устрой-. ство {фиг. t) состоит из корпуса 1, внутри которого, размещены ударник 2 с калиброваннами каналами 3. пружина 4, букса 5, втулка-золотник 6 с отверстиями 7, которая опирается на инструмент 8. Рабочий инструмент8 закреплен гайкой 9. Ударник 2 разделяет внутреннюю полость корпуса 1 на две

рабочие камерй: рабочего хода 10 и холо-, стого хода 1 Т. Кроме того, втулка-золотник 6 образует дополнительную полость 12, соединённую с камерой холостого хода 11 по- . Средством отверстий 7 втулки-золотника 6.

Выхлоп сжатого воздуха осуществляется через выхлопные окна 13, выполненные в корпусе. В камеру рабочего хода 10 сжатый воздух подается через впускной канал 14. :.-... В устройстве, показанном на фиг.2,

втулка-золотник б выполнена с радиальными отверстиями 15. Выхлоп сжатого воздуха из камеры холостого хода 11 осуществляется при совмещении выхлопных окон 13 в корпусе 1 и отверстий 15 втулки-золотника

6. .; .;;... .; -:.. -; . ... . , В устройстве, изображенном на фиг.З, втулка-золотник б выполнена С хвостовиком 16 малого диаметра дляуменьшения площади поперечного сечения, на которое действует давление сжатого воздуха, что ведет к

снижению усилия, прикладываемого для запуска машины. Такая конструкция устройства позволяет использовать различные типы инструмента без герметичной посадки букса 5,- хвостовик рабочего инструмента 8. В устройствах же по фиг. 1,2 необходимо обеспечить герметичную посадку хвостовика инструмента 8 в буксе 5, но в них обеспечивается более качественная передача энергии, так как ударник 2 взаимодействует непосредственно с хвостовиком рабочего инструмента 8. а в устройстве по фиг.З - промежуточный элемент - хвостовик втулки-золотника 6.:

Устройство, представленное на фиг.4, снабжено втулкой-золотником 6, установленной снаружи корпуса 1, Втулка-золотник 6 выполнена с цилиндрическим выступом 17 на наружной поверхности, взаимодействующим с механизмом пуска 18. выполненным в виде коромысла. Втулка 6 перемещается по корпусу 1 посредством пружины 1.9. Такое выполнение устройства позволяет получить серию идентичных ударов при постоянном давлении сжатого воздуха независимо от желания оператора.

В устройстве, показанном на фиг.5,6, втулка-золотник 6 выполнена в виде наружного кольца с выточкой 20 и отверстиями 21, через которые осуществляется выхлоп сжатого воздуха при совмещении их с выхлопными каналами 13. выполненными в корпусе 1 устройства. Поворот кольца может осуществляться вручную, рукояткой или кнопкой. На фиг,5 показан вариант кнопочного пускового механизма 22 с кнопкой 23 и роликом 24, Возврат кольца в исходное положение осуществляется посредством возвратной пружины 25. Такое выполнение устройства позволяет орган управления машиной сконцентрировать на малом по длине участке, например расположить его в передней части машины, что расширяет технологические возможности устройства.

Пневматическое одноударное устройство согласно фиг.7 снабжено наружной втулкой-золотником б, соединенной тягой 26 с пусковым механизмом 27. выполненным в виде курка. Для удобства работы устройство снабжено рукояткой 28, Защитный кожух 29 с выхлопными окнами 30 предохраняет тягу 26 от повреждения. При снятии нажимного усилия с пускового механизма 27 втулка-золотник 6 возвращается в-исходное положение при помощи пружины 31. Такое выполнение устройства позволяет сделать одноударную машину с большой энергией единичного удара. Кроме того: такая схема дает возможность регулировать энергию

единичного удара в некотором диапазоне, в зависимости от желания оператора.

В устройстве, представленном на фиг.З, втулка-золотник выполнена в виде легкого 5 (из пластмассы, например) наружного кожуха 6 с выхлопными окнами 32, связанного с .. механизмом пуска 33 (например, кнопочным). Выхлоп сжатого воздуха из камеры 11 холостого хода происходит при совмещении

0 выхлопных окон 32 кожуха с выхлопными каналами 13, выполненными в корпусе 1 устройства. При снятии усилия с механизма пуска возврат кожуха в исходное положение осуществляется посредством пружины 34.

5 Такую схему можно использовать в небольших по габаритам (а значит и по энергии единичного удара) машинах. Для запуска такой машины необходимо приложить усилие, чтобы преодолеть лишь трение сколь0 жения кожуха по корпусу устройства на малой площади и сопротивление возвратной пружины на малом пути.

Принцип работы пневматического од- ноударного устройства.

5 Через впускной канал 14 (фиг. 1) сжатый воздух поступает в камеру рабочего хода 10. Через калиброванные канавки 3 ударника 2 воздух попадает в камеру 11 холостого хода. Отверстия 7 втулки-золотника 6 сообщают

0 дополнительную камеру 12 с камерой 11 холостого хода. Таким образом, в камерах 10, 11 и 12 давление сжатого воздуха одинаково. Ударник 2 под действием пружины 4 находится в крайнем верхнем положении.

5 Втулка-золотник б перекрывает выхлопные отверстия 13.. .

Для приведения устройства в действие необходимо поджать рабочий инструмент 8 (на чертеже тип инструмента не показан) к

0 обрабатываемой поверхности в .корпусе 1 до упора. При этом рабочий инструмент 8 переместит втулку-золотник 6. которая откроет выхлопные каналы 13, произойдет резкий выхлоп сжатого воздуха из полости

5 12, а следовательно, и из камеры 11 холостого хода. Под действием сжатого воздуха со стороны камеры 10 рабочего хода ударник 2 наносит удар по хвостовой части рабочего инструмента 8, который совершает работу.

0 При этом ударник 2 сжимает пружину 4, обладающую относительно небольшой жесткостью. Вследствие малых калиброванных канавок 3 ударника 2 и кратковременности рабочего цикла утечки сжатого воздуха из

5 камеры 10 рабочего хода при прямом ходе ударника 2 будут незначительны.

При снятии нажимного усилия рабочий инструмент 8 смещается вниз (по чертежу) относительно корпуса 1 устройства, втулка- золотник 6 также смещается вниз, перекрывая выхлопные каналы 13. Через калиброванные канавки 3 ударника 2 камера 11 холостого хода заполняется сжатым воздухом, который попадает через отверстия 7 втулки- золотника б в дополнительную полость 12. Ударник 2 под действием пружины 4 возвращается в исходное положение. Для совершения следующего рабочего цикла необходимо вновь поджать рабочий инструмент .8 к обрабатываемой поверхности.

Применение втулки-золотника 6 позволяет осуществить более эффективный выхлоп сжатого воздуха при рабочем ходе ударника, что ведет к увеличению энергии единичного удара.

В прототипе выхлоп сжатого.воздуха осуществляется через выхлопное отверстие, площадь которого определяется внутренним диаметром седла клапана. Это именно та площадь, на которую действует давление сжатого воздуха. То есть уве лине- ние этой площади приведет к увеличению усилия, прикладываемого для запуска машины. ; ..

В заявляемом же устройстве выхлоп сжатого воздуха осуществляется через выхлопные окна 13. выполненные в корпусе 1 устройства.

Устройства, представленные на фиг. 1- 3, относятся к одноударным устройствам с бескурковым (автоматическим) пуском, в которых важное значение имеет такая характеристика, как усилие, прикладываемое для запуска машины. Так как в заявляемом устройстве (фиг. 1-3) площадь сечения выхлопных отверстий 13 не зависит от площади сечения, на которую действует давление сжатого воздуха, т.е. никак не. влияет на усилие нажатия (усилие прикладываемое для запуска машины), то можно увеличить проходное сечение выхлопных окон 13. тем самым улучшив эффективность выхлопа, не увеличивая усилия, прикладываемого для запуска машины в работу.

Кроме того, применение втулки-золотника 6 в заявляемом устройстве позволяет снизить усилие, прикладываемое для запуска машин с бескурковым (автоматическим) пуском, за счет уменьшения площади сечения, на которое действует давление сжатого воздуха.

Усилие, прикладываемое для запуска машины (усилие нажатия), для машин с бескурковым пуском (фиг. 1-3):

Р Р S, где р - давление сжатого воздуха;

S - площадь сечения, на которое действует давление сжатого воздуха.

В предлагаемом устройстве давление действует на площадь, равную площади сечения хвостовика инструмента 8 (фиг. 1,2) или хвостовика втулки-золотника 6 (фиг.З), а в прототипе давление сжатого воздуха действует на сечение, площадь которого олре- делается внутренним диаметром седла клапана. Причем площадь сечения хвостовика инструмента 8 или втулки-золотника 6

меньше площади сечения, определяемой внутренним диаметром седла клапана. То

0 есть усилие нажатия в прототипе больше усилия нажатия в заявляемом устройстве. Снижение усилия нажатия важно при создании машин данного типа с большими энергиями единичного удара, когда усилия

5 нажатия резко возрастают.

Выхлоп сжатого воздуха в устройстве по фиг,2 осуществляется при совмещении выхлопных окон 13, выполненных в корпусе 1, с отверстиями 15 втулки-золотника 6.

0 Выхлоп сжатого воздуха в устройстве по фиг.З осуществляется аналогично устройству по фиг. 1,. но втулка-золотник 6 выполнена с хвостовиком для уменьшения площади сечения, на которое действует дав5 ление сжатого воздуха.

Устройства, представленные на фиг.4- 8. относятся к пневматическим одноударным устройствам с курковым (кнопочным) пуском.

0 Устройство по фиг.4 работает следующим образом.

Через впускной канал 14 сжатый воздух

поступает в камеру рабочего хода 10. Через

- калиброванные канавки 3 ударника 2 сжатый

5 воздух попадает в камеру холостого хода 11. Ударник 2 под действием пружины 4 находится в крайнем верхнем (по чертежу) положении.

При нажатии на коромысло 18 буртик

0 коромысла выходит из зацепления с цилиндрическим выступом 17 втулки 6. Втулка.6 под действием пружины 19 перемещается вниз (по чертежу) по контуру 1 устройства, открывая выхлопные окна 13. Давление в

5 камере 11 холостого хода резко падает. Ударник 2 под действием сжатого воздуха, в камере 10 рабочего хода перемещается в

крайнее нижнее положение, сжимая пружи - ну 4 и нанося удар по рабочему инструменту

0 8. который совершает работу. Для приведения устройства в исходное состояние необходимо рукой переместить втулку 6. сжимая пружину 19, до фиксации ее цилиндрического выступа 17 буртиком коромысла 18. При

5 этом втулка 6 своей внутренней поверхностью перекроет выхлопные окна 13 и отсечет камеру 11 холостого хода от атмосферы. Через канавку 3 вударнике 2 камеры 10и 11 соединятся и давление в них выравняется. Ударник 2 под действием пружины 4 переместится в исходное положение. Такое выполнение устройства позволяет осуществить эффективный выхлоп сжатого воздуха из камеры холостого хода, что приводит к повышению энергии удара устройства без увеличения его габаритов. Устройство, представленное на фиг.А, позволяет наносить серию идентичных ударов заданной энергии..

Устройство, представленное на фиг.5,6. работает аналогичным образом. Выхлоп сжатого воздуха из камеры холостого хода осуществляется посредством поворота втулки 6, расположенной снаружи корпуса 1 устройства, до совмещения отверстий 21 втулки б с выхлопными окнами 13, выполненными в корпусе 1. На фиг.5.6 поворот втулки 6 осуществляется при помощи кнопочного пускового механизма 22. состоящего из подпружиненной кнопки 23 и ролика 24, взаимодействующего с выточкой 20 втулки 6. При снятии усилия нажатия с кнопки 23 втулка 6 возвращается в исходное положение (перекрывает выхлопные окна 13) посредством возвратной пружины 25.

Пневматическое одноударное устройство, представленное на фиг.7; работает следующим образом.

Через впускной канал 14 сжатый воздух из магистрали поступает в камеру рабочего хода 10, через калиброванные канавки 3 ударника 2 сжатый воздух поступает в камеру холостого хода 11. ударник 2 под действием пружины 4 находится в крайнем верхнем положении.

При запуске устройства (фиг.7) в работу - нажатии на курок 27. тяга 26. соединенная с втулкой-золотником 6. перемещает втулку 6 вдоль корпуса 1. открывая выхлопные окна 13, выполненные в корпусе 1 Сжатый воздух из камеры холостого хода 11 попадает через окна 13 в полость, образованную защитным кожухом 29. и через выхлопные окна 30 кожуха 29 - в атмосферу. Под действием сжатого воздуха в камере рабочего хода 10 ударник 2 наносит удар по хвостовой части рабочего инструмента 8.совершающего работу. При снятии нажимного усилия с пускового устройства 27 втулка-золотник б возвращается в исходное положение при помощи пружины 31 и перекрывает выхлопные окна 13 в корпусе 1. ударник 2 под действием пружины 4 возвращается в исходное положение до повторения нового цикла.

Пневматическое одноударное устройство по фиг.8 работает следующим образом.

Через впускной канал 14 сжатый воздух поступает в камеру рабочего хода 10 и через калиброванные канавки 3 ударника 2 в камеру холостого хода 11. ударник 2 под действием пружины 4 находится в крайнем верхнем (исходном) положении. На корпусе 1 устройства расположена втулка-золотник 6.

выполненная в виде легкого кожуха с выхлопными окнами 32, кинематически свя- зан.ного с пусковым устройством 33. например кнопочным. При нажатии на кнопку 33 кожух 6 перемещается по корпусу 1,

0 открывая выхлопные окна 13 на корпусе 1. Сжатый воздух из камеры холостого хода 11 попадает через выхлопные окна 13 в полость, образованную кожухом 6, и через окна 32 в кожухе- в атмосферу. Под действием

5. сжатого воздуха в камере рабочего хода 10 ударник 2 наносит удар по хвостовику рабочего инструмента 8. который совершает работу. При снятии нажимного усилия с пускового механизма 33 кожух 6 под дейст0 вием пружины 34 возвращается в исходное положение, перекрывая окна 13 на корпусе 1. Ударник 2 под действием пружины 4 возвращается в исходное положение, перекрывая окна 13 на корпусе 1. Ударник 2 под

5 действием пружины 4 возвращается в исходное положение до повторения следующего цикла.

Формула изобретения

1. Пневматическое одноударное устрой0 ство. содержащее полый цилиндрический корпус с впускным и выпускным каналами, установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения ударник с калиброванными канавками, установлен5 ную в корпусе соосно буксу с рабочим инструментом и пружину, установленную между буксой и ударником для возврата ударника в исходное положение, ртличающее- с я тем, что. с целью увеличения энергии

0 единичного удара, оно снабжено втулкой- золотником для перекрытия выпускных каналов в одном из крайних своих положений, установленной на рабочем инструменте со стороны ударника и подпружиненной отно5 сительно последнего.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем. что оно снабжено механизмом пуска в виде двуплечего рычага,, установленного шарнирно на наружной поверхности корпу0 са, дополнительной пружиной, охватывающей корпус, втулка-золотник охватывает корпус с возможностью осевого перемещения, а дополнительная пружина одним из торцов оперта на шарнир механизма пуска,

5 а противоположным торцом оперта на втулку-золотник.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что втулка-золотник выполнена в виде стакана с центральным отверстием и отверстиями для выхлопа.

4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что втулка-золотник выполнена в виде стакана или с центральным цилиндрическим выступом, или с фигурной выточкой, на его наружном торце для взаимодействия с рабочим инструментом .

5. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что на наружной поверхности втулки-золотника выполнены кольцевой выступ для взаимодействия с механизмрм пуска .и радиальное отверстие для выхлопа.

0

6. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что механизм пуска выполнен в виде курка, связанного тягой и втулкой-золотником, ...7. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что втулка-золотник выполнена в виде кожуха с выхлопными окнами, охватывающего корпус с возможностью осевого перемещения.

8. Устройство по п.1,отличающее с я тем, что втулка-золотник выполнена из неметалла.

&

Ж. А

фиг.-f