Пневматическое одноударное устройство

 

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„. Ж„„1812095 А1 (51)5 В 25 D 17/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) йЯ(, Вцг д,;»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 . 2 (21) 4903699/28..... быть установлена внутри корпуса устройст(22) 21.01.91 . . - :: ва для машин с автоматическим (бескурко., (46) 30.04.93. Бал. N. 16 . . вым) пуском или снаружи корпуса (71} Институт горйого дела CO AH СССР устройства (для машин с курковым, кнопоч(72) 8.5,.Суднишников., В.B. Бахарева и ным или другим пуском). Втулка-золотник, :..Г.Г.Васильев, : . - размещеккая внутри корпуса устройства, (56):Авторское свидетельство СССР может быть выполнена в виде полого стакаM 765239, кл. В 25 D 17/24, 1959. на с центральнгим отверстием и отверстия(54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ОДНОУДАРНОЕ ми двя выхлопа воздуха. Такое выполнение

УСТРОЙСТВО: . - устройства позволяет осуществить качест(57) Использование: для клеймения, разме-. веннуо передачу энергии, так как ударник точных работ,: кернения, рубки металла, взаимодействует непосредственно с хвойробивки отверстйй в металле, резине, ши- стовиком рабочего инструмента, Для пол;фере, рубки арматуры и т;д; Сущность: в учения серии. идентичных ударов при .устройстве, содержащем цилиндрический постоянном давлении сжаroro воздуха в корпус:с впускными и выпускными канала- предлагаемом устройстве втулка-золотник ми, размещенные в нем ударник с калибро- может бйть выполнена с цилиндрическим ванными канавками, установленный с: выступом на наружной поверхности, взаи. возможностью возвратно-пМтупатеЛьного модействующим с механизмом пуском, выперемещения, пружину для возврата. удар- . полненным 8 виде коромысла; один конец ника в исходное положение и рабочий инс- которого представляет собой скошенный

-..трумент, установлена втулка-золотник с выступ, взаимодействуниций с цилиндривозможностьюперекрытиясвоейповерхно- ческим выступом втулки, а другой конец . -:стью выпускных каналов в одном из крайнйх: йодпружинен относительно корпуса устройсвоих положений. Втулка-золотник может . Ства. 7 з;п.ф-лы, 8 ил..

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, рабо ..

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

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее полый цилиндриQ5 ческий корпус с впускным и выпускными каналами, установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения ударник с калиброваннйми канавками, установленную в корпусе соосно буксу с рабочим инструментом и пружину для возврата ударника в исходное положение, снабжено втулкойзолотником для перекрытия выпускных каналов в одном из крайних своих положений, Втулка-золотник, размещенная внутри корпуса устройства, выполнена в виде ста1812095 кана, дно которого имеет отверстия для со- Подвижный кожух лучше выполнить из общения камеры холостого хода с дополни- легкого материала, например из пластмастельной полостью. образованной между сы, втулкой и буксой, и в центральной частидна На фиг,1 и 2 показано предложенное стакана образован сквозной паз, соосный 5 устройство в продольном разрезе с втулкойпазу в буксе и служащий для прохода золотником, выполненной в виде полого рабочего инструмейта. Такое выполне- стакана сотверстиямидля выхлопа воздуха ние устройства позволяет бсуществить ка- и центральным отверстием, установленного чественнук> передачу энергии. так как внутрикорпуса; нафиг,3 — тоже,с втулкойударник взаимодействуетнепосредственно О золотником, выполненной в виде полого с хвостовиком рабоче о инструмента. стаканасотверстиямидля выхлопа воздуха, Для уменьшения усилия, прикладывае- с цилиндрическим хвостовиком, симметричмого для запуска маш лньг, втулка-золотник -. ным относительно оси стакана; на фиг,4- то может быть выполнена в виде полого стака- же, с втулкой-золотником, установленной на с отверстиями для выхлопа воздуха, с 1? снаружи корпуса устройства, предназна.цилиндрическим хвостовйком, расположен- . ченного для получения серии идентичных ным коаксиально сквозному пазу B букса. ударов при постоянном давлении; на

Втулка-золотник установлена снаружи фиг.5 — то же; с втулкой-золотником, ускорпуса, втулка кинематически связана с . тановленной снаружи корпуса устроймеханизмом:пуска, смонтированным на 20 ства, используемого при необходимости корпусе устройства. . Сконцентрировать органы управления маДля получения серии идентичных уда- шиной на ограниченном участке площади; рощ при постоянном давлении сжатого воз- на фиг.б — то >ке. что на фиг.5. сечение; на духа в пфе@дпаемом.устройстве механизм фиг7 — предложенноеустройствосвтулкойпуска выполнен в виде коромысла. один из 25 золотником, установленной снаружи корпу. концбВ котброто подпружинен Относитель- са устройства, предназначеHHol для нО кщ пу0а, а втулка на Мару>кной поверхн6- использования в машинах большой мощности имеет выступ для взаимодействия с cTM; HB фиг,8- то >ке, с втулкой-,золотником, другим кокцом коромысла. расположенной снаружи корпуса устройст 1Чринеа6ходимости концентрации орга- 30 ва и выполненной в виде легкого подвижнона управления машиной на Ограниченной го кожуха.

: алощйдиустрайства втулка-золотник может Пневматическое одноударное устрой. быть айпалкена в.виде наружного кольца с ство (фиг,1) состоит из корпуса 1, внутри бтвйрстийми для вь клопа воздуха и фигур- которого размещены ударник 2 с калиброиой аытачкай, взаимодействующей с меха- 35 ванными каналами 3, пру>кина 4, букса 5, низмом пуска, которйй может пРедставлять втулка-золотник 6 с отверстиями 7, которая собой кнопочное. рычажное, курковое. или опирается на инструмент 8. Рабочий инстру. другое устройство. Кроме того, пуск такого мент 8 закреплен гайкой 9. Уда рник 2 раздеустройства мажет произвОдиться вручную ляет вйутреннюа полость корпуса 1 на две .поворотом втулки-золотника. 40 рабочие камерьк рабочего хода 10 и холо-.

При создании устройств с. большой стого хода 11. Кроме того, втулка-золотник

-з> ергией удара (т.е. значительных по габа- .. 6 образует дополнительную полость 12, со:ритам) лучйе механйзм пуска устройства единеннуюс камерой холостого хода 11 поеьгполнить в виде тяги, один конец которой Средством отверстий 7 втулки-золотника 6. соединен с втулкой-золотником, а другой 45 Выхлапс>катоговоздухаосуществляетсячеконец соединен с курковым мехайизмом; .рез выхлопные окна 13; выполненные в корразмещеннымв рукаяткеустройства. пусе. В камеру рабочего хода 10 сжатый

Для уменьшения усилия, прикладывае- воздух подается через впускной канал 14. могодлязапуска машинЬ,можно втулку-зо- ".. B устройстве, показанном на фиг.2, лотник выполнить в виде подвижного 50 втулка-золотник 6 выполнена с радиальнынаружного кожуха с окнами для сообщения ми отверстиями 15, Выхлоп сжатого воздуха е атмосферой, взаимодействующего с маха- из камеры холостого хода 11 осуществляетнизмом-пуска, В таком устройстве при запу- ся при совмещении выхлопных окон 13 в ске машины необходимо приложить усилие, корпусе 1 и отверстий 15 втулки-золотника чтобы преодолеть лишь трение скольжения 55 6. кожухапокорпусуустройстванаотраничен- В устройстве, изображенном на фиг.3, ном участке площади и сопротивление воз- втулка-золотник 6 выполнена с хвостовиком вратной пружины на малом пути. Эта схема 16 малого диаметра для уменьшения площаустройСтва — для машин с малой энергией ди поперечного сечения, на которое дейстединичного удара. вует давление сжатого воздуха, что ведет к

1812095 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.3 — 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. выполнен- 2 ным в виде коромысла. Втулка 6 перемещается по корпусу 1 посредством пружины 19. Такое выпблнение устройства пбзволяет получить серию идентичных ударов при постоянном давлении сжатого воздуха независимо от желания оператора.

В устройстве, показанном на фиг.5,6, втулка-золотник б 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 пру>кины 25. Такое выполнение устройства позволяет орган управления машиной сконцентрировать на малом по длине участке, например. расположить его в передней части машины. что рэсширяеттехнологические возможности устройства.

10

25 Через впускной канал 14 (фиг, 1) сжатый воздух поступает в камеру рабочего хода 10.

40

45 12, а следовательно, и из камеры 11 холостого хода. Под действием сжатого воздуха со

Пневматическое одноударное устройство согласно фиг,7 снабжено наружной втулкой-золотником 6, 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 нэжимного 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,8, втулка-золотник выполнена в виде легкого (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 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

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 скольжения кожуха по корпусу устройства на малой площади и сопротивление возвратной пружины нэ малом пути.

Принцип работы пневматического одноударного устройства.

Через калиброванные канавки 3 ударника 2 воздух попадает в камеру,1 холостого хода, Отверстия 7 втулки-золотника 6 сообщают 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.

Втулка-золотник 6 перекрывает выхлопные отверстия 13.

Для приведения устройства в действие необходимо поджать рабочий инструмент 8 (на черте>ке тип инструмента не показан) к обрабатываемой поверхности в .корпусе 1 до упора, При этом рабочий инструмент 8 переместит втулку-золотник б, которая откроет выхлопные каналы 13, произойдет резкий выхлоп сжатого воздуха из полости стороны камеры 10 рабочего хода ударник 2 наносит удар по хвостовой части рабочего инструмента 8, который совершает работу

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 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, втулказолотник 6 также смещается вниз, перекры1812095 вая выхлопные каналы 13. Через калиброванные канавкA 3 ударника 2 камера 11 холостого хода заполняется сжатым воздухом, который попадает через отверстия 7 втулкизолотника 6 в дополнительную полость 12.

Ударник 2 под действием пружины 4 возвращается в исходное поло>кение. Для совершения следующего рабочего цикла необходимо вновь поджать рабочий инструмент S к обрабатываемой поверхности.

Применение втулки-золотника б 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 внутрейним диаметром седла клапана. Это именно та площадь, на которую действует давление сжатого воздуха. То есть увелияение 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. прикладывэемое 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 сжат0го воздуха, т.е. никак не влияет на усилие нажатия {усилие прикладываемое для запуска машины). то мо>кно увеличить проходное сечение выхлопных окон 13. TBM самым улучшив эффективность выхлопа, не увеличивая усилия, прикладывэемого 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, п1>икладываемое для запуска машины (усилие нажатия). для машин с бескурковым пуском (фиг,1-3):

Р=- р S. где p — давление сжатого воздуха;

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

В предлагаемом устройстве давление действует на площадь. равную площади се30

- калиброванные канавки 3 ударника 2 сжатый

35 воздух попадает в камеру холосто о хода 11.

45

25 чения хвостовика инструмента 8 {фиг,1,2) или хвостовика втулки-золотника б (фиг,3), э в прототипе давление с>катого воздуха действует на сечение, площадь которого определяется внутренним диаметром седла клапана. Причем площадь сечения хвостовика инструмента 8 или втулки-золотника 6 меньше площади сечения, определяемой внутренним диаметром седла клапана. То есть усилие нажатия в прототипе больше усилия нажатия в заявляемом устройстве.

Снижение усилия нажатия важно при созда- . нии машин данного типа с большими энергиями единичного удара, когда усилия 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.

Выхлоп сжатого воздуха в устройстве по фиг.3 осуществляется аналогично устройству по фиг.1, но втулка-золотник б выполнена с хвостовиком для уменьшения площади сечения, нэ которое действует давление сжатого воздуха.

Устройства, представленные на фиг.48. относятся к пневматическим одноударным устройствам с курковым (кнопочным) пуском.

Устройство по фиг.4 работает следующим образом.

Через впускной канал 14 с>катый воздух поступает в камеру рабочего хода 10. Через

Ударник 2 под действием пру>кины 4 находится в крайнем верхнем(по чертежу) положении.

При нажатии на коромысло 18 буртик коромысла выходит из зацепления с цилиндрическим выступом 17 втулки б. Втулка б под действием пружины 19 перемещается вниз (по чертежу) по контуру 1 устройства, открывая выхлопные окна 13. Давление в камере 11 холостого хода резко падает.

Ударник 2 под действием сжатого воздуха в камере 10 рабочего хода перемещается в крайнее нижнее положение, сжимая пружину 4 и нанося удар по рабочему инструменту

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 этом втулка 6 своей внутренней поверхностью перекроет выхлопные окна 13 и отсечет камеру 11 холостого хода от атмосферы.

Через канавку 3 в ударнике 2 камеры 10 и 11 соединятся и давление в них выравняется.

Ударник 2 под действием пружины 4 пере181209=) l0

40

50 местится в исходное поло>кение. Такое Bbl полнение 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.4, 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, располо>кенной снаружи корпуса

1 устройства, до совмещения отверстий 21 втулки б с выхлопными окнами 13, выполненными в корпусе 1, На фиг.5.6 поьорот втулки 6 осуществляется при помощи кнопочíого пускового механизма 22, состоящего из подпру>киненной кнопки 23 и ролика

24, взаимодействующего с выточкой 20 втулки 6. При снятии усилия на>катия с кнопки 23 втулка 6 возвращается в исходное поло>кение (перекрывает выхлопные окна

13) посредством возвратной пружины 25.

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

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

При запуске устройства (фиг.7) в работу — нажатии на курок 27, тяга 26. соединенная с втулкой-золотником б. перемещает втулку

6 вдоль корпуса 1. открывая вь,хлопные окна

13, выполненные в корпусе 1 С>катый воздух из камеры холостого хода 11 попадает через окна 13 в полость. образованную защитным кожухом 29. и ерез 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 6 возвращается в исходное поло>кение при помощи пружины 31 и перекрывает выхлопные окна 13 в корпусе 1. ударник 2 под действием пружины 4 возвращается в исходное поло>кение до повторения нового цикла.

Пневматическое одноударное устройство по фиг.8 работает следующим образом.

Через впускной канал 14 с>катый воздух поступает в камеру рабочего хода 10 и через калиброванные канавки 3 ударника 2 в KBмеру холостого хода 11, ударник 2 под действием пружины 4 находится в крайнем верхнем (исходном) поло>кении. На корпусе 1 устройства располо>кена втулка-золотник б. выполненная в виде легкого кожуха с выхлопными окнами 32, кинематически связанного с пусковым устройством 33. например кнопочным. При нажатии на кнопку 33 кожух б перемещается по корпусу 1, 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 ко>кухе — в атмосферу. Под действием сжатого воздуха в камере рабочего хода 10 ударник 2 наносит удар по хвостовику рабочего инструмента 8. который совершает работу. При сняTèè нажиMного усилия с пускового механизма 33 кожух б под действием 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 действием пружины 4 возвращается в исходное положение до повторения следующего цикла.

Формула изобретения

1. Пневматическое одноударное устройство, содер>кащее полый цилиндрический корпус с впускным и выпускным каналами, установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения ударник с калиброванными канавками. установленную в корпусе соосно буксу с рабочим инструментом и пру>кину, установленную между буксой и ударником для возврата ударника в исходное положение, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что. с целью увеличения энергии единичного удара, оно снабжено втулкойзолотником для перекрытия выпускных каналов в одном из крайних своих положений, установленной на рабочем инструменте со стороны ударника и подпружинен .ой относительно последнего.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено механизмом пуска в виде двуплечего рычага, установленного шарнирно на нару>кнои поверхности корпуса. дополнительной пружиной. охватывающей корпус, втулка-золотник охватывает корпус с возможностью осевого перемещения, а дополнительная пружина одним из торцов оперта на шарнир механизма пуска, а противоположным торцом оперта на втулку-золотник.

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

1812095

4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес 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 по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что на наружной поверхности втулки-золотника выполнекы кольцевой выступ для взаимодействия с механизмом пуска и радиальное отверстие для выхлопа. б, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что механизм пуска выполнен в виде курка, связанного тягой и втулкой-золотником.

5 7, Устройство поп,1, отл ича ю щеес я тем, что втулка-золотник выполнена в виде кожуха с выхлопными окнами, охватывающего корпус с возможностью осевого перемещения.

10 8. Устройство поп.1, отл и ч а юще ес я тем, что втулка-золотник выполнена из неметалла.

1812095

1812095

Составитель В.Суднишников

Техред М.Моргентал Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1553 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5