Электрический ударный инструмент

 

М 13929

Класс 87Ъ, 8

Ь

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ электрического ударного инструмента.

К патентуеии-ной фирмы „Центральная Компания Электрических Инструментов" (Central Electric Tool Company)> . в г. Питтсбурге, Пенсильвания Соед. Штаты Америки заявленному 8 апреля 1926 года (заяв. свид. М 7729).

Действительный изобретатель ин-ц К. С. В4йэнд (Carl Stanley

Weyand.t).

0 выдаче патента опубликовано 31 марта 1930 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 81 марта 1930 года.

Предлагаемое изобретение касается удар- ных инструментов, снабженных электрическими двигателями с возвратнц-поступательным движением, в виде соленоидов и предназначается для пробивания дыр, резания, долбления или обрубки, клепания илн другой обработки металла, камня, бетона и т. п,, а также для утрамбования железнодорожного баласта или земли вокруг мачт пли столбов и проч. Для наилучшего использования предлагаемого -инструмента по разнообразным вышеуказанным работам применяются особенйые конструкции, при чем, s целях уменьшения размеров магнитного сердечника, применяется в предлагаемом изобретении сближение воздушных промежутков между полюсными наконечниками в направлении перемещения сердечника путем удлинения концевых наконечников по. сравнению с промежуточным. Так, например, в тех случаях, где требуются мощные удары с длинным ходом, наносимые, вообще говоря, с малою частотой, как, напри иер,; при утрамбовывании баласта, заклепывании и т. п., вес движущейся системы делается незначительным для того, чтобы, при приведении ее в движение и во время ускорения, система эта обладала возможно меньшею. инерцией массы и чтобы достигаемая перед самым ударом скорость была, наоборот, возможно более высокою, так как при выборе между весом или массою и скоростью, можно, до, некоторой степени, пожертвовать весом или массою в пользу скорости, ибо кинетическая энергия при ударе прямо пропорциональна первой степени веса или массы и второй степени, скорости. 5 меньшенне массы или веса достигается отчасти применением магнитного сердечника сравнительно короткой длины и расположением воздушных промежутков или воздушной части магнитных цепей рабочих обмоток в непосредственной близости друг r другу.

На схематических чертежах фиг. 2 пред- ставляет вертикальный разрез приспособления для подбивания . баласта или шпалы, устроенного согласно, предлагаемому изобретению; фпг. 2 — боковой вид приспособления, изображенного на фиг. 1: фиг. 3— горизонтальный разрез по линии 3 — 3 на фиг. 1; фиг. 4 — горизонтальный разрез по линии 4 4 на фиг. 1: фиг. 5 — внд сверху на горизонтальный разрез по линии 5 — б на фиг. 1: фиг; 6 — вид сверху на разрез по линии 6 — 6 на фиг. 7: фиг. 7 — частич— 2 ный вид в плане развернутых на плоскости цилиндрической втулки и полюсных нако-нечников; фиг. 8 — схему соединений электрической цепй, применимой при нескольких двигателях с возвратно-поступательным движением для, нанесенйя ударов, либо находящихся в фазе один с другим, либо отличающихся по фазе между собою.

На чертежах цифрою 1 означена цилиндрическая втулка, выполненная из какоголибо легковесного сплава или металла.

С наружной:стороны немагнитной,втулки 1 расположены по окружности пакеты листов 2, 8 и 4 из соответствующего магнитного материала. Центральные пакеты 8 являются общими для магнитных цепей обеих обмоток или соленоидов б и 6 и, как указано на фиг.. 4 и 6, пакеты эти представляют собою ряд расположенных по окружности групп листов, внутренние концй которых упираются в плоские стороны втулки 1. Пакеты листов 2 и 4 расположены подобным же образом грунпами по окружности на внутренних плоских поверхностях той же втулки 1.

Как видно из фиг. 1 и 7, внутренние . концы или полюсные наконечники означенных пакетов проходят, сквозь отверстия в- части 1, при чем: эти внутренние концй заканчиваются заподлицо с внутреннею цилиндрическою стенкою названной части, приближаясь благодаря этому в большей степени к оси цилиндрической втулки 1.

Как указано на чертеже, полюсные наконечники 2а листовых пакетов 2 и полюсные наконечники 4и листовых пакетов. 4 имеют большую длину B:îñåâîì направлении части 1, чем полюсныенаконечникн8а центральных нлн общих обоим соленоидам пакетов 8.

Кроме того, полюсные наконечники 2а и 4а простираются на значительное расстояние в, направлении к полюсным наконечникам 8а, сближая таким образом между собой оба воздушных промежутка, один из которых расположен между полю сными наконечниками 2а и 8а, другой же — между полюсными наконечниками 8а и 4а. Такое сближение между собою воздушных промежутков или воздушных частей магнитных цепей позволяет применять сравнительно более короткий, приводимый в возвратно.поступательное движенце сердечник 24, благодаря чему получается легкая подвижная система. сердечника, делающая возможным нанесение мощных ударов с длинным ходом, которые оказываются особенно выгодными при некоторых применениях, как, например, .при подбивании баласта, при клепании и в других случаях, причем магнитная цепь всего двигателя в целом укорачивается, гшавным образом, благодаря меньшей длине движущегося возвратнопоступательно сердечника 24.

Снаружи втулки 1, в пространстве между пакетами листового железа 2:и 8 и в пространстве между такимв: же пакетами 8 и 4, помещаются немагнитные плаcTmHbI 7 и 8 из какого-либо соответствующего материала, предпочтительно из легкого сплава c достаточно высоким удельным сопротивлением, благодаря чему не только уменьшается вес двигателя, но понижается сила паразитных токов, наводимых в пластинах 7 и 8. Образующие собой полюсные наконечники концы означенных выше листовых пакетов выполняются скошенными, как показано на чертеже, и так же выполняются и концы пластин 7 и 8, прикрепляемых помощью винтов 9 (фиг. 6) к цилиндрической втулке 1.

Пластины 7 и 8 выполняются по окружности разделейными на секции помощью, промежутков, как это изображено на фиг. 6 для пластинььТ, при чем . применяется по одной такой зажимной секции для одного или нескольких листовых пакетЪв. В форме выполнения, представленной на фиг. 6, имеется по одной пластине 7 для каждой пары пакетов листового железа. Благодаря такому отсутствию непрерывности, уменьшаются паразитные токи, наводимые действием пульсирующето магнитного поля.

В отдельных Местах, например, между листовыми полюсными наконечниками, цилиндрическая втулка 1 разрезается (прорезы 10, как, изображено на фиг. 6 и 7) с целью уменьшения паразитных токов.

Цилиндрическая втулка 1, собранны е из листов пакеты 2, 8 и .4 и обмотки соленоидов 5 и 6 образуют вместе цельное компактное устройство. У противополоу ных концов цилиндрическая втулка 1 eifaбжается частями 11 и 12 большего диаметра. На часть 11 навинчивается кольцевая -гайка 18, образующая несколько скошенный упор, к которому . прилегают .скошенные соответствующим образом концы листовых ,пакетов 2. На часть 12 подобнь м же образом,навинчивается и,также скашивается кольцевая гайка 14; упирающаяся в соответственно скошенные пакеты листового железа 4, благодаря чему различные групйы этих пакетов скрепляются в виде одного .целого на втулке 1, а.скошенные концы пластин 7 и 8 упираются в прилегающие к ним также скошенные концы листовых пакетов, которые прижимаются к цилиндрической втулке 1. Обмотка соленоида о закреплена между, листовыми пакетами 2 иб, обмоткаже соленоида 6 — между листо. выми пакетами 8 и 4, при чем эти соленоиды, вместе с пакетами 2, 8, 4, зажимными частями 7, 8 и втулкою 1, образуютнекоторое компактное устройство, которое, может быть вынимаемо из описываемого приспособления, в виде "одного целого. ф

У- нижнего конца инструмента помещается концевая доска или крышка 16, окружающая нижний конец части 12 втулки 1 и упирающаяся в кольцевую гайку 14, при чем кольцевая скошенная закраина 1Т этой крышки упирается в скошенный соответствующим образом конец кожуха 1о.

У верхнего. конца инструмента к верхнему краЬ кольцевой гайки 18 прилегает часть 18 йз фибры или какого-либо волокнистого материала, который, благодаря своей упругости, гибкости или легкой сжи. маемости, выравнивает,,насколько возможно, неровности или отступления. от, надлежащих размеров в различных, сжимаемых вместе частях. К верхней-стороне части 18 прилегает верхняя концевая доска или крышка 19, к которой прикреплена боковая рукоятка 2Оа, состоящая из частей 20, расположенных s плоскости, перпендикулярной к пути перемещения сердечника 24.

Сквозь крышки 16 и 19 проходят идущие . в продольном направлении стягивающие стержни:21 с гайками 22 и 28. Затягиванием названных гаек крышки 16 и 19, с силою стягиваются по направлению друг к другу, удерживая в неподвижном положении внутрен кожуха 1о устройство, со стоящее as цилиндрической втулки, пакетов листового железа, зажимных частей и обмоток.

Совершающий возвратно-поступательное движение сердечник 24 состоит из намагничиваемого материала и выполняется при применении его в двигателе с длинным ходом — сравнительно коротким, в особенности, когда он применяется совместно с расположенными на близком расстоянии друг от друга воздушными промежутками в.магнитных цепях. При изображенной на черте- ,жах форме выполнения, сердечник . 24, в собственном смысле слова, не опирается на внутреннюю стенку цилиндрической втулки 1, но поддерживается направляющими стержнями 2о и 26в виде отростков, входящих своими концами в =торцевые отверстия сердечника 24 и приваренных к нему. Отростки 2о, и 26 выполняются as немагнитного твердого материала, обладающего достаточным сопротивлением. Стержень 25 перемещается возвратно-поступательно в направляющей его опорной втулке 28, стержень же 26 точно таким же образом и направляется в опорной втулке 29, которые закреплены внутри втулки 1.

Эти втулки 28, 29 могут выполняться- из дерева или другого какого-либо подходящего материала, пропитанного смазочным веществом, например, из насыщенной смазочным веществом пористой бронзы или as прессованной смеси бронзового порошка и графита н пр. На нижний ударный конец стержня 2á и на верхний ударный конец навариваются башмаки 81 из твердого материала, не поддающиеся деформациям и не сминающиеся под действием ударов, связанных с работой инструмента.

Нижняя опорная втулка 28 удерживается в надлежащем положении при помощи верхнего конца втулки 82, которая снабжается втулкой 82а уменьшенного диаметра с многоугольным поперечным сечением, в которое вводится верхний конец 8T инструмента, выполняемый с таким же многоугольным поперечным сечением, предупреждающим поворачивание этого инстру-, мента во время работы.

В изобрыкенной на чертеже (фиг.. 1 и 2) примерной форме выполнения таким инструментом является подбойкаили лопатка для подбивания железнодорожных шпал, нижний или рабочий конец которой имеет соответствующее очертание.

У верхнего конца двигателя имеется втулка 48, упирающаяся в опорную втул- ку 29 и удерживающая ее в надлежащем. положеннп. С верхним концом втулки 48 соирикасаются пластины 44, прикрепленные к крышке 19 и удерживающие на месте втулку 48и втулку 29, при чем означенные пластины 44 выполняются наподобие рессоры, принимающей на себя удар ф подвижной системы при обратном ее ходе.

Часть 45 упирается в буферную пружину 47, выполняемую, . как означено на чертеже, в виде перекрывающих друг друга листовых или пластмнчатых рессор, расположенную на наружной стороне инструмента между крышкой 19 и рукояткой бб.,дта пружина 47 располагается за, пределами двигательного механиэма, а также за концевой крышкой 19 и за боковой рукояткой .20.

На стягивающих стержнях 21, между сидящими на них гайками б1 и 49, расположена пластина б2, к которой, при посредстве болтов М, прикреплена шейка 54 верхней рукоятки бб.

Для трамбования, подбивания шпал и т. и. работы, рабочий берет боковую рукоятку 20 одной рукой, а верхнюю рукоят-. ку бб †друг рукой, при чем управление работой двигателя производится при помощи выключателя-через посредство устроенного на. нем рычажка. 56 (фиг. 3), расположенного на рукоятке 20а и приводимого в действие тою же рукой, которая охватывает эту рукоятку.

На фиг. 8 изображены питающие провода а, Ь и с переменного тока,,подводящие многофазный переменный ток.

К проводам а и бррисоединена первичная обмотка трансформатора Т. снабжен ного двумя втбричныыи обмотками, питающими соответственно катоды f, f, термионных двухэлектродных трубок к и,t. аноды которых означены буквами у, р„при чем трубка r присоединена анодом у к верхнему концу обмотки соленоида 5. а трубка t присоединена своим катодоы f, к противоположному концу обмотки соленоида 6;. другие электроды †кат f и анод р, присоединяются к.; одному и тому же проводу Ь в сЬти. переменного тока, при чем средние концы соленоидов б и 6 присоединяются через выключатель Я к- другому проводу а сети переменного тока; -такиы образом трубки т и 1 будут вклгочены соответственно в одну цепь с обмотками соленоидов 5 и 6, цепи которых замыкаются при замыкании выключателя 8 любого соответствующего устройства.

Ф

-Нредм ет патента.

1. Электрический ударный инструмент, состоящий из наносящего удар магнитного сердечника, приводимого в возвратно-поступательное движение соленоидами, скрепленными с входящим в состав магнитной цепи кожухом инструмента, и примыкающими к кожуху полюсныыи наконечниками, сближенными между собой противоположными своими концами в направлении перемещения сердечника и воздушные промежутки между которыми частично заполнены неыагнитным материалом, характеризующийся тем, что с целью уменьшения рФмеров магнитного сердечника 24, концевые полюсные наконечники обоих электромагнитов в направлении перемещения сердечника выполнены более длинными, чем промежуточные, при чеы указанные полюсные наконечники 2а, 8а, 4а, установленные радиально по отношению к магни®ому сердечнику 24, скреплены с заполняющей воздушные промежутки между полюсными наконечниками немагнитиой втулкой 1 посредством дугообразными немагнитных пластин 7, 8, расположенных концентрически с магнитным сердечником 24, упирающихся в скошенные части полюсныхнаконечников и скрепленных с втулкой 1, каковая втулка образует вместе с,полюсными наконечниками трубчатую полость, в которой перемещается сердечник 24, снабженный по концам немагнитными отростками 95, 26, перемещающимися в направляющих неыагнитных втулках 28, 29, из каковых отростков отросток,% служит для нанесения удара по перемещающемуся по втулке 32 концу 7 рабочего инструмента, а отросток 26 служит для передачи ударного действия сердечника 24 буферной пружине 47. составленной из дисковых пфжин и расположенной на наружной стороне инструмента . между рукояткой 55 и крышкой 19.

2. При охарактеризованном в п. 1 инструменте применение стягивающих стержней 21, скрепляющих магнитный, кожух 15 с верхней крышкой 19 и нижней крышкой 16.

8. При охарактеризованном в п.п. 1 и 2 инструменте применение с целью удержания полюсных наконечников. 2а, 3а, 4а и связанных с ними соленоидов б, 6 в надлежащем положении, кольцевых гаек, 18, 14, навинчиваемых на трубчатую втулку 1 и входящих своими острыми краями в кольцевые пазы полюсных наконечников 9а и 4а.-:—

4. При:охарактеризованном в п.п. 1-3 инструменте применение второй рукоятки 20а, расположенной в плоскости, перпендикулярной к пути движения сердеч,ника 24.

5. В охарактеризованном в п.п. 1-4 инструменте снабжение отростков 2о, 26 башмаками из твердого, . хорошо сопротивляющегося ударному действию металла.

6. При охарактеризованном в п.п. 1-5 инструменте применение, помещаемого во внутренних выемках втулок 28, 29 материала, удерживающего смазочное вещество.

7. В охарактеризованном в п:п. 1-6 инструменте снабжение трубчатой втулки 1 идущими -в осевом. найравлении прорезами, с целью уменьшения силы индуктируемых в ней токов.

8. При охарактеризованном в п.п. 1-7 инструменте применение для питания электромагнитов двух термионных двухэлектродных трубок r и 3, из которых трубкат. присоединена своим анодом у к одному концу обмотки соленоида б,, а трубка присоединена своим катодом f, к одному концу обмотки соленоида 6,.другие электроды f, у, каковых трубок назначены для присоединения к одному и тому же проводу в сети переменного тока.при цем для присоединения к другому проводу сети переменного тока назначены другие концы обмоток соленоидов о и 6.

%Р I. К патенту. ин-ной фирмы „Центральная Компания.

Электрических Инструментов" ¹ 13929

1 i

Фиг. 8/ 9, ал р У .2 У

Ха

2фЯ еУ а м

Г а .х л5

У, Nc2.

3 3 лО

Уа -

Я .и 70

I иг. 4Фиг. 5 г 1ип. Гидрогр. Упр. Уиравл. В,-М. Сил РККА. Ленинград, здание Гл. Адмиралтейства.