Ударный инструмент (варианты)

Ударный инструмент относится к инструменту, генерирующему ударно-вращательное движение для выполнения требуемой работы, и содержит двигатель, ударник, приводимый во вращение и осевое перемещение за счет приводного усилия, генерируемого двигателем, боек, периодически вступающий в процессе вращения и осевого перемещения ударника во взаимодействие с ним и выходящий из указанного взаимодействия, и держатель, установленный на бойке. При этом боек содержит первую сопряженную деталь, у которой имеются секторные кулачки первой выпукло-вогнутой части, расположенные на стороне, противоположной стороне, обращенной к ударнику, и которая выполнена с возможностью многократно вступать в контакт с ударником и выходить из указанного контакта. Боек содержит также вторую сопряженную деталь, у которой имеются секторные кулачки второй выпукло-вогнутой части, способные взаимодействовать с секторными кулачками первой выпукло-вогнутой части первой сопряженной детали в направлении вращения, и на которой установлен держатель. В состав бойка входит также резиновый демпфер (в виде упругого тела), расположенный между первой и второй сопряженными деталями для предотвращения непосредственного контакта между секторными кулачками первой выпукло-вогнутой части и секторными кулачками второй выпукло-вогнутой части в направлении вращения и в осевом направлении. Обеспечивается понижение уровня шума. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Данная заявка основана на японской патентной заявке №2005-113049, поданной 11 апреля 2005, причем ее содержание полностью включено в данное описание посредством ссылки на нее.

Область техники

Настоящее изобретение относится к ударному инструменту, который генерирует ударно-вращательное усилие для выполнения требуемой работы, например для осуществления ввертывания/вывертывания. Более конкретно изобретение относится к ударному инструменту, обеспечивающему снижение уровня шумов.

Уровень техники

Ударный инструмент представляет собой разновидность механизированного инструмента (мотоинструмента), в котором в качестве привода используется двигатель и который периодически генерирует ударно-вращательное усилие для выполнения требуемой работы, например для закрепления деталей посредством резьбового соединения. Инструменты подобного типа находят широкое применение, поскольку отдача (реактивное усилие) в ударном инструменте мала при высоком зажимном усилии. Поскольку для создания ударно-вращательного усилия в ударном инструменте используется ударно-вращательный механизм, уровень шума при его работе является высоким, что может создавать определенные проблемы.

На фиг.12 в продольном разрезе представлен известный ударный инструмент. В качестве источника энергии в нем используется аккумуляторный блок 1, а в качестве привода - двигатель 2, который приводит в действие ударно-вращательный механизм, прикладывающий ударно-вращательное усилие к бойку 3. Тем самым ударно-вращательное усилие периодически передается на держатель (патрон или бит) 4 для выполнения им работы, например, по ввертыванию/вывертыванию.

В ударно-вращательном механизме, установленном внутри корпуса 5, уменьшение скорости вращения выходного вала двигателя 2 обеспечивается с помощью планетарного механизма 6, связанного со шпинделем 7. В результате шпиндель 7 вращается с заданной скоростью. При этом шпиндель 7 связан с ударником 8 посредством шарикового механизма, у которого имеется паз 7а V-образного профиля, выполненный на наружной боковой поверхности шпинделя 7, паз 8а V-образного профиля, выполненный на наружной боковой поверхности ударника 8, а также шарики 9, которые входят в пазы 7а, 8а. Ударник 8 постоянно отжимается в сторону держателя (на фиг.12 - направо) пружиной 10. При этом между ним и торцевой поверхностью бойка 3 имеется зазор, который обеспечивается за счет взаимодействия шариков 9 и пазов 7а, 8а в стационарном состоянии. На двух участках противолежащих вращающихся плоских поверхностей ударника 8 и бойка 3 симметрично выполнены выступы. Кроме того, обеспечено ограничение по углу взаимного разворота между ввертываемой крепежной деталью (например, шурупом 11), держателем 4 и бойком 3. В подшипнике 14 (фиг.12) с возможностью вращения установлен боек 3.

Как уже было указано, при приведении шпинделя 7 во вращение его вращательное движение через шариковый механизм передается ударнику 8. В результате до того, как ударник 8 совершит пол-оборота, выступ на ударнике вступит в контакт с выступом на бойке 3. Однако, когда силы реакции при указанном взаимодействии приведут к относительному развороту ударника 8 и шпинделя 7, ударник 8 начнет смещаться по пазу 7а на шпинделе в сторону двигателя 2, сжимая пружину 10. После того как это смещение ударника 8 приведет к отведению выступа на ударнике 8 от аналогичного выступа на бойке 3 и выступы расцепятся, ударник 8 быстро ускоряется в направлении вращения и вперед под действием упругой энергии, аккумулированной в пружине 10, шарикового механизма, а также крутящего момента шпинделя 7. Смещаясь вперед под действием пружины 10, ударник снова вступает во взаимодействие с выступом на бойке 3, и эти два компонента снова начинают совместное вращение. Поскольку в этот момент к бойку прикладывается значительное ударно-вращательное усилие, оно передается на шуруп 11 через держатель (бит) 4.

Затем описанные действия повторяются с дискретной и периодической передачей ударно-вращательного усилия на шуруп 11, который в результате ввертывается, например, в деревянный брус, представляющий в данном случае закрепляемый объект.

Поскольку в процессе работы, выполняемой описанным ударным 30 инструментом, ударник 8 одновременно с вращательными движениями совершает также продольные перемещения, эти перемещения становятся источником вибраций, преобразуемых через боек 3, бит 4 и шуруп 11 в вибрации закрепляемого бруса 12 в направлении оси инструмента с генерацией сильного шума.

Было обнаружено, что шумовая энергия, производимая закрепляемым объектом, составляет большую долю общего шума, производимого при работе с использованием ударного инструмента. В связи с этим требуется существенно уменьшить вибрационные усилия, передаваемые на закрепляемый объект, для того чтобы добиться снижения шума. Для решения этой задачи были предложены различные средства (см., например, документы JP-A-7-237152 и JP-A-2002-254335).

В JP-A-7-237152 предлагается разделить боек на два взаимодействующих компонента с формированием между ними части, передающей крутящий момент. При этом для снижения шума в осевом зазоре размещается амортизирующий материал, служащий для уменьшения осевых усилий, воздействующих на держатель и ввертываемую деталь. Согласно данному решению в одном или в обоих названных компонентах формируют углубление прямоугольного профиля, тогда как части, передающей крутящий момент, придают выгнутую или выпуклую форму с прямоугольным сечением или снабжают ее шлицами, обеспечивая тем самым с ее помощью сопряжение обоих компонентов без возможности их взаимного разворота.

Однако, когда к указанной части прикладывают крутящий момент, между обоими компонентами возникает большая сила трения, которая затрудняет взаимное осевое перемещение данных компонентов. Как следствие, не представляется возможным сделать осевые усилия, прикладываемые к держателю и к шурупу, очень маленькими. В результате эффект снижения шума оказывается незначительным.

В JP-A-2002-254335 часть, передающую крутящий момент, предлагается выполнить на основе элемента типа ключа, в состав которого входят шарик или ролик и пазы, выполненные на обоих компонентах. Эти пазы формируются за счет разделения бойка на две половины с результирующим снижением силы трения между обоими взаимодействующими компонентами.

Однако, поскольку подшипник в этом случае расположен очень высоко, в зоне контакта между элементом-ключом и пазами, возникает проблема, состоящая в быстром износе деталей. Кроме того, такая конструкция сложна и соответственно увеличивает производственные затраты.

Раскрытие изобретения

Изобретение направлено на преодоление указанных проблем и решает задачу создания ударного инструмента, который является прочным, надежным и недорогим и работает с низким уровнем шума.

В рамках решения указанной задачи в п.1 формулы изобретения предлагается ударный инструмент, в котором ударно-вращательный механизм установлен на шпинделе, приводимом во вращение, а ударно-вращательное усилие, которое создается ударно-вращательным механизмом, периодически передается от ударника на держатель через боек. При этом инструмент по изобретению содержит амортизирующий механизм, выполненный на бойке или на держателе с возможностью создания амортизирующего эффекта в направлении вращения и в осевом направлении при передаче крутящего момента, имеющего или превышающего заданный уровень.

В соответствии с п.2 инструмент по изобретению дополнительно обладает следующим отличительным признаком: амортизирующий механизм образован разделением бойка или держателя на две половины, взаимно смещенные вдоль оси, и установкой между двумя сопряженными деталями, образованными в результате указанного разделения, демпфера, способного удерживать сопряженные детали с возможностью их взаимного смещения в направлении вращения и в осевом направлении.

Инструмент согласно п.3 дополнительно обладает следующим отличительным признаком: в отсутствие нагрузки между двумя сопряженными деталями бойка или держателя имеются окружной и осевой зазоры, а в случае превышения нагрузкой заданного уровня две сопряженные детали приводятся во взаимный контакт за счет взаимного смещения в окружном направлении с обеспечением прямой передачи крутящего момента от одной из сопряженных деталей к другой сопряженной детали.

В п.4 формулы изобретения предлагается ударный инструмент, содержащий двигатель; ударник, приводимый во вращение и осевое перемещение за счет приводного усилия, генерируемого двигателем; боек, периодически вступающий в процессе вращения и осевого перемещения ударника во взаимодействие с ним и выходящий из указанного взаимодействия; и держатель, установленный на бойке. При этом боек содержит первую сопряженную деталь, у которой имеется первая выпукло-вогнутая часть, расположенная на стороне, противоположной стороне, обращенной к ударнику, и которая выполнена с возможностью многократно вступать в контакт с ударником и выходить из указанного контакта. Боек содержит также вторую сопряженную деталь, у которой имеется вторая выпукло-вогнутая часть, способная взаимодействовать с первой выпукло-вогнутой частью первой сопряженной детали в направлении вращения, и на которой установлен держатель. В бойке, кроме того, имеется упругое тело, расположенное между первой и второй сопряженными деталями и препятствующее непосредственному контакту между первой выпукло-вогнутой частью и второй выпукло-вогнутой частью в направлении вращения и в осевом направлении.

Инструмент согласно п.5 дополнительно обладает следующим отличительным признаком: первая и вторая сопряженные детали выполнены с возможностью взаимного разворота при преодолении упругой силы, создаваемой упругим телом, до установления непосредственного контакта между указанными выпукло-вогнутыми частями.

Поскольку согласно изобретению, раскрытому в п.1 формулы изобретения, амортизирующий механизм, выполненный на бойке или на держателе, обеспечивает амортизирующий эффект как в направлении вращения, так и в осевом направлении, осевые вибрации и вибрации в окружном направлении, которые вызываются ударным усилием, поглощаются и демпфируются амортизирующим механизмом. Особенно важно, что в результате предотвращается передача осевых вибраций, создаваемых в ударно-вращательном механизме, закрепляемому объекту. Благодаря этому достигается снижение уровня шума, генерируемого ударным инструментом. Кроме того, поскольку амортизирующий механизм обеспечивает непосредственную передачу крутящего момента, соответствующего заданному уровню или превышающего его, не происходит снижения зажимного усилия.

В связи с тем, что в инструменте, раскрытом в п.2, демпфер, который расположен между двумя половинами бойка или держателя, удерживает сопряженные детали с возможностью их взаимного смещения в направлении вращения и в осевом направлении, осевые вибрации и вибрации в окружном направлении, которые сопровождают создание ударного усилия, поглощаются и демпфируются за счет упругого деформирования демпфера. В частности, предотвращается передача осевых вибраций, создаваемых в ударно-вращательном механизме, закрепляемому объекту. Тем самым обеспечивается снижение уровня шума, генерируемого ударным инструментом.

Благодаря выполнению инструмента в соответствии с п.3 в случае, когда нагрузка в процессе использования инструмента превысит заданный уровень, обе сопряженные детали приводятся во взаимный контакт за счет их взаимного смещения в окружном направлении. В результате крутящий момент будет непосредственно передаваться от одной из сопряженных деталей к другой сопряженной детали. Это делает возможным передачу на держатель значительного крутящего момента и предотвращает опасность разрушения упругого тела, поскольку ограничивает упругие деформации демпфера.

При выполнении инструмента согласно п.4, даже в том случае, когда ударник вступает во взаимодействие с первой сопряженной деталью для создания относительного крутящего момента между этой и второй сопряженными деталями, упругое тело препятствует созданию контакта между первой и второй сопряженными деталями. Как следствие, между этими деталями не возникает никакой силы трения. Поэтому, когда первая и вторая сопряженные детали, под действием приложенного между ними относительного крутящего момента, стремятся к относительному смещению в осевом направлении, такому смещению препятствуют только силы реакции, возникающие в упругом теле. Данное решение способствует усилению демпфирующей способности в осевом направлении. Следовательно, осевые вибрации, передаваемые от первой сопряженной детали ко второй, становятся малыми. Поэтому уровень шума, генерируемого, например, в брусе в процессе его закрепления с использованием инструмента по изобретению, становится низким. Соответственно, становится возможным создание ударного инструмента, который является прочным, надежным, недорогим и характеризуется низким уровнем шума.

При наличии признака, раскрытого в п.5, в случае, когда относительный крутящий момент, приложенный между первой и второй сопряженными деталями, становится большим и приводит к большим деформациям упругого тела, первая и вторая сопряженные детали вступают в непосредственный контакт между собой. Следовательно, обеспечивается возможность ограничения деформаций упругого тела до определенного предела. Благодаря этому становится возможным предотвратить разрушение упругого тела и обеспечить большой зажимной крутящий момент, поскольку потери ударной энергии, вызываемые упругой деформацией упругого тела, снижаются до низкого уровня. Соответственно становится возможным выполнение такой функции, как завинчивание болта, т.е. область применения изобретения расширяется по сравнению с возможностями применения изобретения, раскрытого в п.4 формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 в продольном разрезе представлен ударно-вращательный механизм ударного инструмента согласно первому варианту изобретения.

На фиг.2 представлена в увеличенном масштабе часть механизма по фиг.1.

На фиг.3 ударно-вращательный механизм согласно первому варианту изобретения представлен в перспективном изображении и с пространственным разделением элементов.

На фиг.4 ударно-вращательный механизм согласно первому варианту изобретения представлен в ином перспективном изображении с пространственным разделением элементов.

На фиг.5 на виде сбоку показан боек ударного инструмента согласно первому варианту изобретения.

На фиг.6 представлено поперечное сечение бойка плоскостью В-В, показанной на фиг.5.

На фиг.7 представлен вид, аналогичный виду на фиг.6 и иллюстрирующий иное выполнение резинового демпфера.

На фиг.8 представлен вид, аналогичный виду на фиг.6 и иллюстрирующий еще одну конфигурацию резинового демпфера.

На фиг.9 представлен вид, аналогичный виду на фиг.6 и иллюстрирующий следующую конфигурацию резинового демпфера.

На фиг.10 в продольном разрезе представлен ударно-вращательный механизм ударного инструмента согласно второму варианту изобретения.

На фиг.11 в увеличенном масштабе представлено поперечное сечение механизма по фиг.10 плоскостью С-С, показанной на фиг.10.

На фиг.12 в продольном разрезе представлен известный ударный инструмент.

Осуществление изобретения

Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут описаны варианты осуществления изобретения.

Вариант 1

На фиг.1 в продольном разрезе представлен ударно-вращательный механизм, составляющий часть ударного инструмента согласно данному варианту изобретения. На фиг.2 представлена в увеличенном масштабе часть данного механизма, обозначенная на фиг 1, как А. Фиг.3, 4 соответствуют перспективным изображениям ударно-вращательного механизма с пространственным разделением его элементов. На фиг.5 на виде сбоку показан боек, тогда как на фиг.6 представлено его поперечное сечение плоскостью В-В (см. фиг.5).

Ударный инструмент согласно данному варианту является бесшнуровым портативным инструментом, в котором в качестве источника энергии используется аккумуляторный блок, а в качестве привода - двигатель. Конструкция этого инструмента, за исключением одного узла, совпадает с конструкцией известного ударного инструмента, показанного на фиг.12. В связи с этим описание частей, аналогичных показанным на фиг.12, не приводится, и далее будут рассмотрены только конструктивные признаки, характеризующие изобретение.

Отличительной особенностью ударного инструмента в рассматриваемом варианте является наличие амортизирующего (демпфирующего) механизма, имеющегося на бойке 3. Данный амортизирующий механизм выполняет функцию демпфирования как в направлении вращения, так и в осевом направлении и передает крутящий момент, соответствующий заданному уровню. Этот механизм содержит две сопряженные детали 3А, 3В, образованные разрезанием бойка 3 на две половины и установленные с взаимным смещением вдоль оси, а также резиновый демпфер 13, установленный в качестве амортизирующего материала между указанными деталями 3А, 3В.

Резиновый демпфер 13 действует, кроме того, как упругое тело, которое препятствует прямому контакту в направлении вращения и в осевом направлении между секторным кулачком 3с и его основанием, которому придана, по существу, форма диска (совместно образующими первую вогнуто-выпуклую часть, которая будет описана далее), и секторным кулачком 3f и торцевой поверхностью фланца 3е, расположенной у основания секторного кулачка 3f (совместно образующими вторую вогнуто-выпуклую часть).

Одна из двух сопряженных деталей, деталь 3А, изготовлена формованием с приданием ей, по существу, формы диска, причем в ней выполнено центральное отверстие 3а. Сопряженная деталь 3А снабжена выступом 3b, обращенным к ударнику 8 и выполненным заодно с деталью 3А. Как видно из фиг.3, выступ 3b перекрывает центральную часть сопряженной детали 3А. На торцевой поверхности ударника 8 (обращенной к сопряженной детали 3А), как интегральные части этой поверхности, выполнены два секторных выступа 8b, которые взаимно смещены по окружности на 180° (как это видно из фиг.4). При этом выступы 8b и выступ 3b периодически (через каждые пол-оборота) вступают во взаимный контакт и выходят из этого контакта (как это будет описано далее). Кроме того, на другой своей торцевой поверхности (обращенной ко второй сопряженной детали 3В) первая сопряженная деталь 3А имеет два секторных кулачка 3с, выполненных заодно с этой поверхностью и взаимно смещенных по окружности на 180° (см. фиг.4-6). Указанные кулачки 3с имеют по два вогнутых по дуге участка 3с-1 (см. фиг.6). Ударник 8 снабжен сквозным центральным отверстием 8с.

Поскольку, как будет описано далее, выступы 8b и выступ 3b периодически вступают во взаимный контакт и выходят из этого контакта, деталь 3А периодически вступает во взаимодействие с ударником 8 и выходит из этого взаимодействия. При этом секторный кулачок 3с и его основание, имеющее, по существу, форму диска, образуют первую выпукло-вогнутую часть.

Вторая сопряженная деталь 3В содержит фланец 3е, образующий ее интегральную часть и расположенный на одном конце полой втулки 3d. На торцевой поверхности фланца 3е (обращенной к детали 3А), заодно с ней, выполнены два секторных кулачка 3f, аналогичных кулачкам 3с на детали 3А и также взаимно смещенных по окружности на 180° (как это показано на фиг.3, 5 и 6). Указанные кулачки 3f имеют по два вогнутых по дуге участка 3f-1 (см. фиг.6).

Как уже упоминалось, вторая сопряженная деталь 3В расположена напротив первой сопряженной детали 3А. При этом секторный кулачок 3f и его основание (торцевая поверхность фланца 3е), имеющее, по существу, форму диска, образуют вторую выпукло-вогнутую часть.

Как показано на фиг.3, 4 и 6, резиновый демпфер 13 содержит четыре демпфирующих элемента 13b в форме столбиков, распределенных по окружности с постоянным шагом (составляющим 90°) вокруг центральной части с круглым отверстием 13а и образующих единую деталь.

Боек 3 расположен в корпусе 5 таким образом, что втулка 3d сопряженной детали 3В устанавливается с возможностью вращения в подшипнике 14 (см. фиг.1), тогда как другая сопряженная деталь 3А присоединена к торцевой поверхности фланца 3е детали 3В с помощью демпфера 13. Демпфер 13 введен между сопряженными деталями 3А, 3В таким образом, что секторные кулачки 3с, 3f распределены по окружности в чередующемся порядке (как это показано на фиг.6). При этом сопряженная деталь 3А поддерживается концевым участком 7b шпинделя 7 (который проходит через ее центральное отверстие 3а) при сохранении возможности ее вращения и осевого перемещения относительно детали 3В. Концевой участок 7b шпинделя 7 проходит сквозь круглые отверстия 3а и 13а (в резиновом демпфере 13) и входит в круглое отверстие 3g в другой сопряженной детали 3В.

Кроме того, как показано на фиг.2, между задней поверхностью фланца 3е сопряженной детали 3В бойка 3 и фланцем 14а подшипника 14 установлены металлическое кольцо для восприятия усилия и резиновое кольцо 16.

Когда боек 3 установлен внутри корпуса 5, как это описано выше, резиновый демпфер 13 находится в пространстве между сопряженными деталями 3А, 3В (см. фиг.6), причем в этом состоянии наружный контур демпфера задается выполненными на деталях 3А, 3В секторными кулачками 3с, 3f, распределенными в чередующемся порядке по окружности.

Как можно видеть из фиг.5, 6А, в ненагруженном состоянии, когда на боек 3 не действует никакое ударно-вращательное усилие, между секторными кулачками 3с, 3f деталей 3А, 3В существуют окружной зазор δ1 и осевой зазор δ2.

Держатель 4 представляет собой насадку, которая съемно устанавливается на втулку 3d, входящую в состав сопряженной детали 3В бойка 3. При этом ударник 8, снабженный выступами 8b, которые вступают в контакт с выступом 3b, сформированным на сопряженной детали 3А, постоянно отжимается в сторону бойка 3 (т.е. в сторону держателя 4) посредством пружины 10.

Далее будет приведено объяснение принципа действия ударного инструмента, сконструированного описанным выше образом.

Скорость вращения выходного вала (вала двигателя) до передачи этого вращения шпинделю 7 уменьшается посредством планетарного механизма, так что шпиндель 7 вращается с заданной скоростью. Вращение шпинделя 7 передается ударнику 8 посредством шарикового механизма, при этом выступы 8b, выполненные на ударнике 8, вступают во взаимодействие с выступом 3b на сопряженной детали 3А бойка 3. В результате эта деталь 3А также вращается, пока ударник не совершит пол-оборота.

Когда сила реакции, возникающая в результате взаимодействия выступов 8b на ударнике с выступом 3b на детали 3А бойка 3, приведет к взаимному развороту ударника 8 и шпинделя 7, ударник 8 начнет смещаться назад, в сторону двигателя, сжимая пружину 10 в пазу 7а шпинделя 7, образующем часть шарикового механизма. Когда это смещение ударника 8 назад приведет к прекращению контакта между выступами 8b на ударнике 8 и выступом 3b на сопряженной детали 3А бойка 3, т.е. к взаимному развороту этих выступов, ударник 8 быстро ускорится в направлении вращения вала и вперед под действием упругой энергии, запасенной в пружине 10, а также под действием шарикового механизма и крутящего момента шпинделя 7. В результате перемещения ударника 8 вперед выполненные на нем выступы 8b вновь вступят во взаимодействие с выступом 3b бойка 3, приводя боек 3 во вращение. В данный момент, когда боек 3 подвергается воздействию значительного ударно-вращательного усилия, возникающие при этом вибрации поглощаются и демпфируются за счет упругих осевых деформаций резинового демпфера 13, вызываемых ударной нагрузкой. Возможность такого демпфирования обеспечивается за счет того, что конструкция бойка 3 предусматривает установку резинового демпфера 13 между двумя сопряженными деталями 3А, 3В при наличии осевого зазора δ2 между этими деталями 3А, 3В (см. фиг.5).

Согласно рассматриваемому варианту резиновый демпфер 13 установлен между сопряженными деталями 3А, 3В для того, чтобы препятствовать прямому контакту между этими деталями как в направлении вращения, так и в осевом направлении. Резиновый демпфер 13 предотвращает прямой контакт между деталями 3А, 3В даже при наличии относительного крутящего момента между ними. Поэтому не создается никаких сил трения между данными двумя деталями. Как следствие, только силы реакции, генерируемые резиновым демпфером 13 в результате его упругой деформации, препятствуют относительному осевому перемещению обеих сопряженных деталей 3А, 3В, т.е. боек 3 характеризуется улучшенной способностью демпфирования в осевом направлении. Поэтому вибрации вдоль оси, передаваемые на держатель 4, становятся малыми, а шум, создаваемый брусом и составляющий основную часть шума при выполнении крепления бруса шурупами, соответственно уменьшается до низкого уровня.

Кроме того, при приложении к бойку 3 крутящего момента резиновый демпфер 13 упруго деформируется, так что имеет место относительный разворот сопряженных деталей 3А, 3В. Пока крутящий момент мал, между секторными кулачками 3с, 3f остается зазор. Однако после того как крутящий момент превысит некоторое значение, секторные кулачки 3с, 3f приходят в состояние прямого контакта, как это показано на фиг.6В. В результате крутящий момент будет передаваться сопряженной детали 3В непосредственно от сопряженной детали 3А. Как следствие, даже если крутящий момент увеличится, деформация резинового демпфера 13 может быть ограничена заданным уровнем, что позволяет предотвратить его разрушение. Кроме того, поскольку потери ударной (кинетической) энергии, вызванные упругой деформацией резинового демпфера 13, ограничены до низкого уровня, становится возможным большой зажимной момент. Соответственно, становится возможным адаптировать инструмент по изобретению для захвата болта и тем самым расширить область применения изобретения.

При этом, поскольку резиновый демпфер 13 действует в качестве амортизирующего материала в направлении вращения сопряженных деталей 3А, 3В, обеспечивается ослабление звука, генерируемого при соударении секторных кулачков 3с, 3f. Следовательно, снижение уровня шума обеспечивается в отношении звуков, издаваемых как брусом, так и корпусом инструмента.

Описанные действия многократно повторяются с периодической передачей кратковременного ударно-вращательного усилия от держателя 4 на шуруп 11, в результате чего шуруп ввинчивается в закрепляемый объект.

На фиг.7-9 показаны различные конфигурации резинового демпфера, действующего в качестве амортизирующего материала. При этом, по аналогии с фиг.6, фиг.7А, 8А и 9А соответствуют ненагруженному состоянию, а фиг.7В, 8В и 9В - нагруженному состоянию, т.е. наличию крутящего момента, соответствующего заданному уровню или превышающего его.

В варианте, представленном на фиг.7, резиновый демпфер 13 содержит четыре взаимно независимых демпфирующих элемента 13с в форме столбиков. Когда крутящий момент, действующий со стороны детали 3А, превысит заданный уровень, демпфирующие элементы 13с резинового демпфера 13 упруго деформируются так, как это показано на фиг.7В. В результате секторные кулачки 3с, имеющиеся на сопряженной детали 3А, упираются в металлическую поверхность секторных кулачков 3f, имеющихся на сопряженной детали 3В. Как следствие, крутящий момент передается непосредственно от детали 3А к детали 3В, так что боек 3 вращается, как единое целое, передавая вращение держателю 4. В данном варианте, поскольку четыре демпфирующих элемента 13с, образующих резиновый демпфер 13, выполнены взаимно независимыми, имеется возможность индивидуально подбирать жесткость (пружинистость) демпфирующих элементов, изменяя тем самым, в случае необходимости, характеристики резинового демпфера 13 в целом.

В конфигурации, представленной на фиг.8, резиновый демпфер 13 содержит центральный демпфирующий элемент 13d в форме полого цилиндра и четыре независимых демпфирующих элемента 13е в форме столбиков, расположенных вокруг центрального демпфирующего элемента. Когда крутящий момент на детали 3А превысит заданный уровень, резиновый демпфер 13 упруго деформируется так, как это показано на фиг.8В. В результате секторные кулачки 3с сопряженной детали 3А упираются в металлическую поверхность секторных кулачков 3f сопряженной детали 3В. Как следствие, крутящий момент передается непосредственно от детали 3А к детали 3В, так что боек 3 вращается, как единое целое, передавая вращение держателю 4. Поскольку и демпфирующий элемент 13d, и демпфирующие элементы 13е выполнены отдельно друг от друга, в этом варианте, как и в предыдущем, имеется возможность индивидуально подбирать жесткость демпфирующих элементов, изменяя тем самым в случае необходимости характеристики резинового демпфера 13 в целом.

Далее в конфигурации, представленной на фиг.9, количество демпфирующих элементов 13b в форме столбиков в составе резинового демпфера 13 уменьшено до двух, причем эти демпфирующие элементы расположены симметрично, с взаимным угловым смещением по окружности на 180°. Такой вариант может быть выбран, например, в ситуации, когда не требуется передавать значительный крутящий момент.

Как уже указывалось, резиновый демпфер 13 для ударного инструмента согласно изобретению выполняет функции амортизатора как в направлении вращения, так и в осевом направлении, препятствуя в процессе работы инструмента прямому контакту между сопряженными деталями 3А, 3В бойка 3 в осевом направлении. Когда же крутящий момент достигает или превышает заданный уровень, резиновый демпфер обеспечивает возможность сближения сопряженных деталей 3А, 3В в направлении вращения до прямого контакта секторного кулачка 3с с секторным кулачком 3f. При этом, изменяя толщину резинового демпфера 13 и угловые размеры кулачков 3с, 3f сопряженных деталей 3А, 3В бойка 3, можно обеспечить требуемые характеристики инструмента по изобретению. Кроме того, в том случае, если требуемые характеристики обеспечиваются даже при невысоких уровнях крутящего момента, угловые размеры зазоров между секторными кулачками 3с, 3f сопряженных деталей 3А, 3В могут быть увеличены для того, чтобы избежать прямого контакта между этими деталями и в окружном направлении.

Вариант 2

Далее со ссылками на фиг.10, 11 будет описан второй вариант осуществления изобретения. На фиг.10 в продольном разрезе представлен ударно-вращательный механизм ударного инструмента согласно второму варианту изобретения; на фиг.11 в увеличенном масштабе представлено поперечное сечение механизма по фиг.10 плоскостью С-С. Элементы, аналогичные показанным на фиг.1 и 2, имеют те же цифровые обозначения.

Особенностью рассматриваемого варианта является наличие амортизирующего механизма на держателе 4. Данный амортизирующий механизм обеспечивает амортизацию как в направлении вращения, так и в осевом направлении. При этом передача крутящего момента, соответствующего заданному уровню или превышающего его, осуществляется таким же образом, как это описано применительно к Варианту 1. Более конкретно, амортизирующий механизм содержит сопряженные детали 4А, 4В, образованные разрезанием держателя 4 на две половины и установленные с взаимным смещением вдоль оси. Между обеими сопряженными деталями 4А, 4В установлен резиновый демпфер 17, действующий в качестве амортизирующего материала.

Как показано на фиг.11, на торцевой поверхности сопряженной детали 4А, входящей в состав держателя 4, заодно с ним выполнены два секторных кулачка 4а, аналогичных кулачкам, использованным в Варианте 1. Два сходных секторных кулачка 4b выполнены на торцевой поверхности детали 4В, сопряженной с деталью 4А. В пространство, заданное чередующимися в окружном направлении секторными кулачками 4а, 4b обеих деталей 4А, 4В, запрессован резиновый демпфер 17. Целесообразность запрессовывания резинового демпфера 17 в данном варианте связана с тем, что такое выполнение предотвращает возможность отделения детали 4В держателя от ударного инструмента.

Благодаря тому, что в рассматриваемом варианте ударного инструмента амортизирующий механизм, предусмотренный в составе держателя 4, выполняет амортизирующую функцию как в направлении вращения, так и в осевом направлении, этот механизм обеспечивает поглощение и демпфирование вибраций, которые возникают при ударных нагрузках, в обоих указанных направлениях. Особенно следует отметить подавление распространения осевых вибраций, создаваемых ударно-вращательным механизмом, в закрепляемом брусе, что приводит к снижению уровня шума.

При этом амортизирующий механизм обеспечивает возможность прямого контакта секторных кулачков 4а на сопряженной детали 4А с секторными кулачками 4b на сопряженной детали 4В при достижении или превышении крутящим моментом заданного уровня (см. фиг.11В). После этого сопряженные детали 4А, 4В функционируют как единая деталь при передаче крутящего момента, соответствующего заданному уровню или превышающего его, шурупу 11, приводя его во вращение. Такое решение предотвращает падение зажимной способности держателя.

Как следствие, становится возможным добиться снижения уровня шума при использовании ударного инструмента по изобретению без ухудшения его зажимной способности.

Изобретение может успешно применяться и в ударных инструментах других типов, например в перфораторах или ударных дрелях, с целью обеспечения ударно-вращательного усилия для выполнения требуемой работы, особенно при необходимости понизить уровень шума.

1. Ударный инструмент, содержащий двигатель, шпиндель, приводимый во вращение посредством двигателя, держатель, боек, ударник, ударно-вращательный механизм, установленный на шпинделе с возможностью генерирования ударно-вращательного усилия, которое периодически передается от ударника на держатель через боек, и амортизирующий механизм, выполненный на бойке или на держателе с возможностью создания амортизирующего эффекта в направлении вращения и в осевом направлении при прямой передаче крутящего момента, соответствующего или превышающего заданный уровень.

2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что амортизирующий механизм выполнен в виде двух сопряженных деталей, образующих боек или держатель, и установленного между ними демпфера, удерживающего сопряженные детали с возможностью их взаимного смещения в направлении вращения и в осевом направлении.

3. Инструмент по п.2, отличающийся тем, что в отсутствии нагрузки между двумя сопряженными деталями бойка или держателя имеются окружной и осевой зазоры, причем в случае превышения нагрузкой заданного уровня обе сопряженные детали приводятся во взаимный контакт за счет взаимного смещения в окружном направлении с обеспечением непосредственной передачи крутящего момента от одной из сопряженных деталей к другой сопряженной детали.

4. Ударный инструмент, содержащий двигатель, ударник, приводимый во вращение и осевое перемещение за счет приводного усилия, генерируемого двигателем, боек, периодически вступающий в процессе вращения и осевого перемещения ударника во взаимодействие с ним и выходящий из указанного взаимодействия, и держатель, установленный на бойке, при этом боек содержит первую сопряженную деталь, имеющую первую выпукло-вогнутую часть, расположенную на стороне, противоположной стороне, обращенной к ударнику и выполненной с возможностью многократного контакта с ударником и выхода из него, вторую сопряженную деталь, имеющую вторую выпукло-вогнутую часть, выполненную с возможностью взаимодействия с первой выпукло-вогнутой частью первой сопряженной детали в направлении вращения и с установленным на ней держателем, и упругое тело, расположенное между первой и второй сопряженными деталями и препятствующее непосредственному контакту между первой выпукло-вогнутой частью и второй выпукло-вогнутой частью в направлении вращения и в осевом направлении.

5. Инструмент по п.4, отличающийся тем, что первая и вторая сопряженные детали выполнены с возможностью взаимного разворота при преодолении упругой силы, создаваемой упругим телом, до установления непосредственного контакта между указанными выпукло-вогнутыми частями.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к ударным механизированным инструментам, и может быть использовано в любой отрасли промышленности для разборки и сборки резьбовых соединений.

Изобретение относится к импульсному генератору вращающего момента для электроинструмента и к приводу электроинструмента, оснащенного импульсным генератором вращающего момента.

Изобретение относится к области машиностроения. .

Изобретение относится к области машиностроения. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам установки самосверлящих винтов. .

Изобретение относится к ручному механизированному инструменту ударного и ударно-вращательного действия, в частности к электродрелям, и может быть использовано в строительно-монтажных работах.

Изобретение относится к переносным инструментам с приводом и может быть использовано при сборке и разборке резьбовых соединений. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных машинах и механизмах ударно-вращательного действия, например в ручном механизированном инструменте, ударных машинах резки пруткового и другого материала, в различных конструкциях машин для обработки материалов давлением, в горных машинах и других.

Изобретение относится к механизированной сборке резьбовых соединений ударно-импульсным гайковертом и может быть использовано в различных отраслях машиностроения

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в любой отрасли промышленности для сборки и разборки резьбовых соединений

Изобретение относится к механизированной сборке резьбовых соединений ударно-импульсным гайковертом

Изобретение относится к механизированной сборке резьбовых соединений ударно-импульсным гайковертом и может быть использовано в различных отраслях машиностроения

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в любой отрасли промышленности для сборки и разборки резьбовых соединений

Изобретение относится к переносным ручным ударным инструментам

Изобретение относится к мобильному устройству управления силовым винтовертом согласно ограничительной части независимого пункта формулы изобретения

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при сборке и разборке резьбовых соединений с большим моментом затяжки

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления ударными гайковертами, и может быть использовано при механизации сборки резьбовых соединений

Ударный инструмент (варианты)

Наверх