Бурильный молоток
Изобретение относится к ударным устройствам, а именно к бурильным молоткам. Бурильный молоток содержит корпус, держатель инструмента с долотом, двигатель, расположенный позади держателя инструмента и перпендикулярно его оси, ударный механизм и механизм сцепления. Между выходным валом двигателя и держателем инструмента установлен редукционный вал, расположенный параллельно выходному валу. Редукционный вал содержит ведомое зубчатое колесо и шевронное зубчатое колесо. Ведомое зубчатое колесо выполнено с возможностью зацепления с выходным валом двигателя, а шевронное колесо - с держателем инструмента. В редукционном валу расположен палец сцепления, скользящий вдоль оси редукционного вала. Механизм сцепления предназначен для осуществления выбора между режимами работы, соответствующими бурильному молотку и отбойному молотку. Ввод и вывод ведомого зубчатого колеса и редукционного вала из зацепления друг с другом осуществляется пальцем сцепления. Палец сцепления проходит через редукционный вал и зацепляется со сцепным участком, расположенным со стороны держателя инструмента с обеспечением блокировки вращения держателя инструмента. В режиме работы отбойного молотка можно выбрать между нейтральным положением, когда палец сцепления не зацепляется с участком зацепления, и положением блокировки вращения, когда палец сцепления зацепляется с участком зацепления и блокирует вращение держателя инструмента. В результате обеспечивается надежность переключения режимов работы бурильного молотка и уменьшаются габариты механизма переключения режимов его работы. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к бурильному молотку, который может одновременно сообщать удар и вращение долоту, установленному на переднем конце бурильного молотка.
Предшествующий уровень техники
В качестве бурильного молотка известно, например, устройство, подобное раскрытому в выложенной патентной заявке Японии № 2002-28878. В данном устройстве инструментальный шпиндель (держатель инструмента), передний конец которого позволяет установить долото с возможностью вращения, установлен в корпусе, также в корпусе установлен двигатель, выходной вал которого расположен перпендикулярно оси держателя инструмента. Кроме того, в корпусе размещен ударный механизм, содержащий поршень, предназначенный для осуществления возвратно-поступательного движения посредством кривошипно-шатунного механизма, приводимого в действие в соответствии с вращением выходного вала, и ударное устройство, которое движется синхронно с поршнем под действием пневмопружины. При такой компоновке при включении двигателя кривошипно-шатунный механизм заставляет поршень совершать возвратно-поступательное перемещение, и ударное устройство, синхронизированное с поршнем, ударяет по долоту, непосредственно или опосредованно, т.е. через промежуточный элемент, такой как ударный стержень.
Между тем вал (а именно - редукционный вал для снижения скорости), снабженный коническим зубчатым колесом, входящим в зацепления с другим коническим зубчатым колесом на стороне держателя инструмента, установлен с возможностью вращения параллельно выходному валу между держателем инструмента и выходным валом двигателя, причем два зубчатых колеса, обеспечивающие зацепление с другим валом, находящимся ближе к двигателю, установлены на валу с возможностью вращения, а в центре вала размещен соединительный ползун (палец сцепления) вала, имеющий возможность скользить вдоль оси вала, а его выступы зацепляются или выходят из зацепления с зубчатым колесом и валом в соответствии с положением соединительного ползуна, так что обеспечен механизм сцепления, позволяющий переключать режимы работы. Когда выступы соединительного ползуна зацепляются с зубчатым колесом, колесо работает как единое целое с валом, передавая ему вращение выходного вала, так что держатель инструмента вращается при помощи конического колеса. Данный режим работы называется режимом бурильного молотка. Напротив, когда выступы соединительного ползуна зацепляются со стороной корпуса, передача вращения от зубчатого колеса к валу прерывается, в результате чего создается лишь ударное движение, и вращение вала ограничивается, что приводит к блокировке вращения держателя инструмента. Данный режим работы называется режимом отбойного молотка.
В положении, когда выступы соединительного ползуна свободны от зацепления как с зубчатым колесом, так и с корпусом, передача вращения от зубчатого колеса к валу прерывается, в результате чего создается лишь ударное движение, а вал свободно вращается, в результате чего держатель инструмента также свободно вращается. Данный режим работы называется нейтральным.
Проблемы, решаемые изобретением
В вышеупомянутом обычном бурильном молотке, так как выступы соединительного ползуна должны зацепляться или выходить из зацепления с зубчатым колесом или стороной корпуса, выступы подвергаются воздействию большой нагрузки, что может привести к их износу или поломке. Следовательно, одной из проблем является обеспечение долговечности. Кроме того, в режиме бурильного молотка, так как соединительный ползун вращается вместе с валом, соединительный ползун также может изнашиваться или ломаться, что приводит к снижению долговечности соединительного ползуна. Кроме того, соединительный ползун должен находиться в разных положениях скольжения т.е.: когда соединительный ползун зацепляется с зубчатым колесом, когда он зацепляется с корпусом, и когда он не зацепляется ни с зубчатым колесом, ни с корпусом. Это приводит к увеличению размера вала или соединительного ползуна в осевом направлении, чтобы обеспечить фиксированную длину хода для соединительного ползуна, что мешает решению задачи уменьшения габаритов.
В свете вышеописанного, целью настоящего изобретения является создание бурильного молотка, в котором даже при использовании пальца сцепления переключение режимов может осуществляться надежным образом с помощью надежной и малогабаритной конструкции.
Средства решения упомянутых проблем
Для достижения вышеупомянутой цели изобретение согласно п.1 формулы изобретения предусматривает, что в редукционном валу расположен палец сцепления, скользящий вдоль оси редукционного вала под действием манипуляций, производимых снаружи корпуса, в редукционный вал вставлено ведомое зубчатое колесо, вращающееся отдельно от редукционного вала, обеспечен механизм сцепления, обеспечивающий возможность переключения сцепления между ведомым зубчатым колесом и редукционным валом в соответствии со скользящими положениями пальца, и путем переключения механизма сцепления можно выбирать между режимом бурильного молотка, когда ведомое зубчатое колесо введено в зацепление с редукционным валом, и вращение передается держателю инструмента, и режимом отбойного молотка, когда ведомое колесо и редукционный вал выведены из зацепления, так что передача вращения к держателю инструмента прерывается, причем конструкция пальца сцепления предусматривает возможность его скольжения в положение, в котором он проходит сквозь редукционный вал таким образом, что выступает за его пределы, и в этом положении палец сцепления зацепляется со сцепным участком, расположенным со стороны держателя инструмента таким образом, что вращение держателя инструмента может быть заблокировано, при этом в режиме отбойного молотка можно выбрать между нейтральным положением, когда палец сцепления не зацепляется со сцепным участком, и положением блокировки вращения, когда палец сцепления зацепляется со сцепным участком, блокируя вращение держателя инструмента.
Для упрощения конструкции механизма сцепления изобретение согласно п.2 формулы изобретения предусматривает, что механизм сцепления содержит, по меньшей мере, один шарик, расположенный в редукционном валу с возможностью перемещения в радиальном направлении редукционного вала, и нажимной участок, выполненный на пальце и выдавливающий шарик наружу из редукционного вала таким образом, что шарик располагается между редукционным валом и ведомым зубчатым колесом, сцепляя редукционный вал и ведомое зубчатое колесо, когда палец сцепления находится в положении, соответствующем режиму бурильного молотка, и нажимной участок освобождает шарик, разъединяя сцепление между ведомым зубчатым колесом и редукционным валом, когда палец сцепления находится в других положениях, соответствующих другому режиму.
Изобретение по п.6 формулы изобретения предусматривает, что конструкция пальца сцепления обеспечивает возможность его скольжения в положение, в котором палец сцепления проходит через редукционный вал, и использован побуждающий элемент для подталкивания пальца в нужном направлении, а также расположенный в корпусе под пальцем качающийся элемент, с которым контактирует палец сцепления, причем качающийся элемент соединен проволокой с исполнительным органом, расположенным на внешней поверхности корпуса, так что скользящие положения пальца можно менять с помощью качания качающегося элемента посредством проволоки при манипуляциях с исполнительным органом.
Положительные результаты от применения изобретения
Согласно изобретению по п.1 формулы, в режиме отбойного молотка верхний конец пальца сцепления непосредственно входит в зацепление или выходит из зацепления со стороной держателя инструмента без поворота пальца, что позволяет выбирать между нейтральным положением или положением блокировки вращения. Следовательно, палец сцепления с меньшей вероятностью будет подвергаться износу или поломке, то есть достигается увеличение долговечности. Кроме того, переключение режимов осуществляется поступательным перемещением пальца на относительно небольшую величину хода, что позволяет сократить общие габариты бурильного молотка, равно как и размер редукционного вала.
Согласно изобретению по п.2 формулы, применение шарика позволяет обеспечить высоконадежный и простой механизм сцепления с использованием пальца сцепления.
Согласно изобретению по п.6 формулы, качание качающегося элемента осуществляется простым и надежным способом, а именно при помощи проволоки.
Наилучший вариант осуществления изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны далее со ссылками на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 изображает местный вид бурильного молотка в вертикальном разрезе.
Фиг.2 - вид в разрезе по линии А-А.
Фиг.3 - вид в разрезе по линии В-В.
Фиг.4 - пояснительные виды рычага включения и выключения сцепления, при этом фиг.4А изображает вид сверху (сверху), вид спереди (посередине), вид справа (справа) и вид снизу (внизу), соответственно; фиг.4(В) - вид в разрезе по линии С-С.
Фиг.5 - пояснительные виды, иллюстрирующие переключение режимов, при этом фиг.5(А) изображает режим бурильного молотка, фиг.5(В) - режим отбойного молотка (нейтральное положение), фиг.5(С) - режим отбойного молотка (положение блокировки вращения).
На фиг.1 показан местный вертикальный вид в разрезе бурильного молотка, представляющего собой один из вариантов воплощения изобретения. Бурильный молоток 1 содержит наружный корпус 2 и расположенные внутри него компоненты, включающие в себя ударно-вращательный узел 3, расположенный в верхней части наружного корпуса 2, и двигатель 8, расположенный в задней нижней части ударно-вращательного узла 3, причем ударно-вращательный узел 3 содержит держатель 7 инструмента, выступающий вперед (на чертеже - влево), а двигатель 8 содержит выходной вал 9, обращенный вверх. Ударно-вращательный узел 3 закрыт корпусом 4 держателя, в котором с возможностью вращения установлен держатель 7 инструмента, корпусом 5 кривошипа, который расположен сзади и сцеплен с корпусом 4 держателя, и корпусом 6 зубчатой передачи, который расположен внизу, сцеплен с корпусом 5 кривошипа и расположен внутри наружного корпуса. Выходной вал 9 двигателя 8 с возможностью вращения опирается на шарикоподшипник внизу корпуса 6 зубчатой передачи и вставлен в ударно-вращательный узел 3.
Передний конец держателя 7 инструмента удерживает долото 11, установленное в нем, и включает в себя ударный стержень 12 в качестве промежуточного элемента, расположенного позади долота 11, который может перемещаться вперед и назад с заданной величиной хода. Охватывающее кольцо 14 для размещения заднего конца, имеющего больший диаметр, участка ударного стержня 12 и эластичное кольцо 15, в которое свободно вставлен вал 13, расположенный сзади ударного стержня 12, размещены в держателе 7 инструмента позади ударного стержня 12 таким образом, что они могут перемещаться вперед и назад вдоль оси ударного стержня 12.
В держателе 7 инструмента цилиндр 16, удерживаемый корпусом 5 кривошипа, свободно и соосно вставлен сзади держателя 7, внутри цилиндра 16 спереди расположен боек 17, выполняющий роль ударного элемента, а сзади - поршень 19, при этом между ними расположена воздушная камера 18 таким образом, что они могут перемещаться вперед и назад, соответственно, образуя ударный механизм. Поршень 19 присоединен посредством соединительного штока 20 к эксцентриковому шипу 22, выступающему на верхней поверхности кривошипного вала 21. Кривошипный вал 21 расположен позади выходного вала 9 и с возможностью вращения установлен параллельно выходному валу 9. В нижней части кривошипного вала 21 размещено зубчатое колесо 23, зацепляющееся с шестерней выходного вала 9. Таким образом, кривошипный механизм, состоящий из соединительного штока 20 и кривошипного вала 21, преобразует вращение выходного вала 9 в возвратно-поступательное движение поршня 19.
Кроме того, на передней части цилиндра 16 установлена подвижная труба 24. На переднем конце подвижной трубы 24 размещен стопорный участок 25, упирающийся в передний конец цилиндра 16. Подвижная труба 24 предназначена для перемещения вперед-назад между положением обратного хода, когда стопорный участок 25 контактирует с передним концом цилиндра 16 и останавливается, упершись в него, и положением прямого хода (фиг.1), когда стопорный участок 25 контактирует с эластичным кольцом 15 при перемещении эластичного кольца 15 вперед, вместе с охватывающим кольцом 14, пока охватывающее кольцо 14 не войдет в контакт со ступенчатым участком 26 держателя инструмента 7. Вторая подвижная труба 27 установлена на цилиндре 16 сразу позади подвижной трубы 24. Между тем, шевронное зубчатое колесо 30 в форме втулки, предназначенное для вращения вместе с держателем инструмента 7 как единое целое посредством зацепления со сцепными элементами 28, 29, установлено на задний конец держателя 7 инструмента, а подвижная труба 24 и вторая подвижная труба 27 побуждаются к перемещению вперед посредством винтовой пружины 32, расположенной между выступом 31, выступающим из нижней периферии шевронного колеса 30 вблизи наружной периферии цилиндра 16, и второй подвижной трубой 27. Вентиляционные отверстия 33 выполнены в воздушной камере 18, расположенной внутри цилиндра 16. Вентиляционные отверстия 33, 33 закрываются второй подвижной трубой 27, когда подвижную трубу 24 и вторую подвижную трубу 27 устанавливают в позиции обратного хода, вставляя долото 11 в держатель инструмента, так что воздушная камера 18 выполняет роль пневмопружины. Напротив, в разгруженном состоянии, когда долото 11 не установлено в держателе инструмента 7, подвижная труба 24 и вторая подвижная труба 27 перемещаются вперед, освобождая вентиляционные отверстия 33, воздушная камера 18 сообщается с наружной частью цилиндра 16 и перестает выполнять роль пневмопружины, предотвращая тем самым холостой удар.
Редукционный вал 34 установлен между цилиндром 16 и передней стороной выходного вала 9 с возможностью вращения параллельно выходному валу 9. Верхний конец редукционного вала 34 установлен с возможностью вращения в шарикоподшипнике 35, установленном в корпусе 5 кривошипа, тогда как нижний конец редукционного вала 34 установлен с возможностью вращения в подшипнике 36 скольжения, установленном в корпусе 6 зубчатой передачи. Шевронное зубчатое колесо 37 размещено на верхнем конце редукционного вала 34 и зацепляется с шевронным колесом 30 на боковой стороне держателя 7 инструмента. Кроме того, ведомое зубчатое колесо 38 расположено на промежуточном участке редукционного вала 34 и зацепляется с шестерней выходного вала 9.
Следует, однако, отметить, что ведомое зубчатое колесо 38 хотя и установлено на редукционном валу 34, вращается отдельно от него. Между ведомым зубчатым колесом 38 и редукционным валом 34 размещен механизм сцепления, так что соединение и разъединение передачи вращательного движения от ведомого колеса 38 к редукционному валу 34 можно переключать. Как видно на фиг.2, механизм сцепления содержит палец 40 сцепления, скользящий внутри сквозного отверстия 39, выполненного в центре вала редукционного вала 34, и два шарика 41, 41, расположенные вокруг редукционного вала 34 и перемещающиеся наружу, к ведомому зубчатому колесу 38, или внутрь, от него, в соответствии с положением пальца 40.
Палец 40 представляет собой элемент типа вала, имеющий нажимной участок 42 увеличенного диаметра, расположенный чуть выше середины, причем нажимной участок 42 поступательно перемещается внутри сквозного отверстия 39. В положении, когда нажимной участок 42 взаимодействует с шариками 41, 41, шарики 41, 41, прижимаясь к нажимному участку 42, выступают наружу, за наружную поверхность редукционного вала 34, и входят в зацепление с выемками 43, 43, выполненными во внутренней поверхности ведомого зубчатого колеса 38. Следовательно, редукционный вал 34 и ведомое зубчатое колесо 38 сцепляются друг с другом в направлении вращения посредством шариков 41. Однако в положении, где нажимной участок 42 не взаимодействует с шариками 41, 41, шарики 41, 41 могут задвигаться внутрь редукционного вала 34 таким образом, что при вращении ведомого зубчатого колеса шарики 41, 41 находятся на расстоянии от выемок 43, 43, и соединение между редукционным валом 34 и ведомым зубчатым колесом 38 прерывается. Направляющие участки 44, 44 в виде выемок для плавного направления шариков 41 на нажимной участок 42 предусмотрены на верхней и нижней поверхностях нажимного участка 42.
Кроме того, конструкция пальца 40 такова, что, когда он скользит вверх, верхний конец пальца 40 может выступать из редукционного вала 34, в положении, когда нажимной участок 42 не взаимодействует с шариками 41. Как показано на фиг.3, сцепное кольцо 45 установлено на цилиндр 16 над пальцем 40. Сцепное кольцо 45 имеет множество сцепных отверстий 46 в качестве участка зацепления, которые с одинаковыми угловыми промежутками расположены по окружности сцепного кольца 45, и в которые может быть вставлен выступающий верхний конец пальца 40. Сцепное кольцо 45 может вращаться отдельно от цилиндра 16. Сцепное кольцо 45 содержит на своем переднем конце сцепное зубчатое кольцо 47, которое зацепляется со сцепным зубчатым колесом 48, расположенным на внутренней периферии шевронного колеса 30 таким образом, что сцепное кольцо 45 сцепляется и вращается как единое целое вместе с держателем инструмента 7 при помощи шевронного колеса 30. Следовательно, когда верхний конец пальца 40 выступает относительно редукционного вала 34 и вставлен в одно из сцепных отверстий 46 сцепного кольца 45, вращение держателя инструмента 7 блокируется с помощью сцепного кольца 45 и шевронного колеса 30.
Кроме того, винтовая пружина 51, выполняющая роль побуждающего элемента, расположена между стопорным кольцом 49, удерживаемым в сквозном отверстии 39, и стопорным кольцом 50, удерживаемым в нижней части пальца 40, так что палец 40 побуждается к скольжению вниз, при этом его нижний конец выступает из корпуса 6 зубчатой передачи. Нижний конец пальца 40 контактирует с Г-образным рычагом 52 включения и выключения сцепления, представляющим собой качающийся элемент, расположенный в наружном корпусе 2 под пальцем 40.
Как показано на фиг.4, рычаг 52 включения и выключения сцепления содержит первый рычаг 55, опирающийся на пару опорных планок 53, 53, правую и левую, проходящих вниз от нижней поверхности корпуса 6 зубчатой передачи, и второй рычаг 56, собранный вместе с первым рычагом таким образом, что он может вращаться относительно первого рычага 55. Первый рычаг 55 выполнен в виде U-образного пластинчатого элемента 57, оба конца которого загнуты вниз, и на верхней поверхности пластинчатого элемента 57 расположена выступающая соединительная полоса 58. Круговые выступы 59, 59 выполнены на правом и левом концах U-образного пластинчатого элемента 57, проникающим образом, и наружные концы круговых выступов 59, 59 устанавливаются в соответствующих сквозных отверстиях опорных планок 53, 53 таким образом, что первый рычаг 55 опирается на опорные планки 53, 53 так, что он имеет возможность вращаться вокруг круговых выступов 59, 59. Второй рычаг 56 содержит вал 60, расположенный под пластинчатым элементом 57 первого рычага 55, при этом в правой и левой торцевых поверхностях вала 60 выполнены круговые выемки 61, 61. Внутренние концы круговых выступов 59, 59 пластинчатого элемента 57 устанавливаются в круговые выемки 61, 61 второго рычага 56 таким образом, что второй рычаг 56 опирается на первый рычаг 55 с возможностью вращения вокруг круговых выступов 59, 59. Кроме того, контактная планка 62, имеющая меньшую ширину, чем ширина нижней поверхности пластинчатого элемента 57 первого рычага 55, и проходящая назад, за пределы пластинчатого элемента 57, выполнена как единое целое с валом 60, и нижний край пальца 40 контактирует с задней центральной частью контактной планки 62.
Первая торсионная пружина 63 обвита вокруг одной стороны торца вала 60 второго рычага 56 таким образом, что концы первой торсионной пружины 63 зацепляются с первым рычагом 55 и вторым рычагом 56, соответственно, побуждая первый и второй рычаги 55, 56 двигаться друг к другу. Вторая торсионная пружина 64 обвита вокруг другой стороны торца вала 60 второго рычага 56 таким образом, что концы второй торсионной пружины 64 зацепляются с первым рычагом 55 и выступом 53а, проходящим от одной из опорных планок 53, 53, соответственно, побуждая первый рычаг 55 перемещаться по часовой стрелке (фиг.1). В нормальном положении пластинчатый элемент 57 первого рычага 55 и контактная планка 62 второго рычага 56 побуждаются первой торсионной пружиной 63 к перемещению в такое положение, в котором они перекрывают друг друга (фиг.1).
Проволока 65 присоединена к первому рычагу 55 у верхнего конца соединительной полосы 58. Проволока 65 проходит через трубу 66, оба конца которой закреплены внутри наружного корпуса 2, и присоединена к исполнительному органу 67, с возможностью вращения установленному на верхней поверхности наружного корпуса 2. Когда величина тяги проволоки 65 меняется при вращении исполнительного органа 67, можно менять положения рычага 52 сцепления, качающегося вокруг круговых выступов 59.
В бурильном молотке 1 вышеописанной компоновки, когда долото 11 установлено и удерживается держателем 7 инструмента, ударный стержень 12, прижимаемый долотом 11, отходит назад, отодвигая подвижную трубу 24 и вторую подвижную трубу 27 назад, в их соответствующие положения обратного хода, сквозь охватывающее кольцо 14 и эластичное кольцо 15.
Затем, когда величину тяги проволоки 65 меняют до минимального значения, используя исполнительный орган 67, рычаг 52 сцепления качается под действием второй торсионной пружины 64 по часовой стрелке, максимально отклоняясь, и, как видно на фиг.5(А), где контактная планка 62 проиллюстрирована только со стороны переднего торца, с которым контактирует палец 40, палец 40, побуждаемый к перемещению вниз, выступает за нижнее предельное положение, где стопорное кольцо 50 вступает в контакт с кольцевым ограничителем 68 на нижнем конце редукционного вала 34. В данном нижнем предельном положении нажимной участок 42 взаимодействует с шариками 41, 41 и толкает их наружу таким образом, что ведомое зубчатое колесо 38 и редукционный вал 34 сцепляются друг с другом; это так называемый режим бурильного молотка.
В этих условиях, когда с рычажным выключателем (не показанный на чертеже), обеспеченный на наружном корпусе 2, совершают манипуляции с целью включения двигателя 8, вращательное движение выходного вала 9 передается кривошипному валу 21, а вращательное движение кривошипного вала 21 преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня 19, приводимого в действие посредством соединительного штока 20. Так как вентиляционные отверстия 33 воздушной камеры закрыты второй подвижной трубой 27, воздушная камера 18 выполняет роль пневмопружины, и боек 17 перемещается синхронно с возвратно-поступательным движением поршня 19; задний конец долота 11 толкает боек таким образом, что тот ударяет по валу 13 на заднем конце ударного стержня 12, выступающему в цилиндр 16. Таким образом, удар бойка 17 опосредованно передается долоту 11.
В то же время, вращение выходного вала 9 передается ведомому зубчатому колесу 38 для вращения редукционного вала 34. Следовательно, вращение редукционного вала 34 передается держателю 7 инструмента через шевронные зубчатые колеса 37, 30. Соответственно, держатель 7 инструмента вращается, и долото 11 вращается вместе с ним, одновременно выполняя ударное движение.
Затем, когда величина тяги проволоки 65 меняется до среднего значения с помощью исполнительного органа 67, рычаг 52 включения и выключения сцепления качается против часовой стрелки, и, как показано на фиг.5(В), контактная планка 62 приподнимает палец 40, противодействуя усилию винтовой пружины 51. В данном промежуточном положении нажимной участок 42 остается вдали от шариков 41, 41, освобождаясь от нажима шариков 41, 41, и верхний конец пальца 40 не выступает относительно редукционного вала 34, это так называемый режим отбойного молотка (нейтральное состояние).
Когда в этом положении включают двигатель 8, кривошипный механизм работает аналогично режиму бурильного молотка. Однако вращение ведомого зубчатого колеса 38 не передается редукционному валу 34 из-за механизма сцепления, поэтому держатель 7 инструмента не вращается, и долоту 11 передается только ударное движение. На данном этапе, так как редукционный вал 34 и держатель 7 инструмента не вращаются, угол вокруг оси долота 11 можно менять произвольно.
Кроме того, когда величину тяги проволоки 65 меняют до максимума с помощью исполнительного органа 67, рычаг 52 включения и выключения сцепления еще дальше качается против часовой стрелки, и, как показано на фиг.5(С), 5(В), контактная планка 62 приподнимает палец 40 в верхнее предельное положение, в котором верхний край пальца 40 выступает из редукционного вала 34. В этом предельном верхнем положении нажимной участок 42 остается на расстоянии от шариков 41, 41 и не нажимает на них, но верхний конец пальца 40 вставлен в сцепное отверстие 46 сцепного кольца 45; это так называемый режим отбойного молотка с блокировкой вращения.
Когда при данных условиях включают двигатель 8, кривошипный механизм работает аналогично вышеописанному режиму бурильного молотка. Однако вращение ведомого зубчатого колеса 38 не передается редукционному валу 34 из-за механизма включения и выключения сцепления, поэтому держатель 7 инструмента не вращается, и долоту 11 передается только ударное движение. Следует отметить, что, так как верхний конец пальца 40 вставлен в сцепное отверстие 46 сцепного кольца 45, вращение держателя инструмента 7 и долота 11 блокируется.
Когда палец 40 перемещают в верхнее предельное положение, если сцепное отверстие 46 сцепного кольца не находится точно над пальцем 40, палец 40 контактирует с периферийной поверхностью сцепного кольца 45, что препятствует перемещению пальца 40 вверх. Однако в этом случае, так как второй рычаг 56 не следует за качанием первого рычага 55 против часовой стрелки, и качается лишь первый рычаг 55 (так как пластинчатый элемент 57 и контактная планка 62 разнесены), а контактная планка 62 отодвигается от пластинчатого элемента 57, противодействуя усилию первой торсионной пружины 63, существует возможность поглощения нагрузки, приложенной к рычагу 52 сцепления, если что-то мешает перемещению пальца 40 вверх. Когда держатель 7 инструмента поворачивают за долото 11, чтобы разместить одно из сцепных отверстий 46 точно над пальцем 40, второй рычаг 56 поворачивается против часовой стрелки под действием усилия первой торсионной пружины 63, так что контактная планка 62 возвращается в положение контакта с пластинчатым элементом 57, а верхний конец пальца 40 вставляется в сцепное отверстие 46.
Таким образом, в соответствии с вышеописанной конструкцией бурильного молотка, в редукционном валу 34 расположен палец 40, который скользит под действием манипуляций, производимых снаружи наружного корпуса 2, а ведомое зубчатое колесо 38 установлено на редукционном валу 34 и может вращаться отдельно от редукционного вала 34, обеспечивая механизм сцепления, и путем переключения механизма сцепления можно осуществлять выбор между режимом бурильного молотка и режимом отбойного молотка. Между тем, конструкция пальца 40 предусматривает возможность его скольжения в положение, в котором палец 40 проходит сквозь редукционный вал 34 таким образом, что выступает за его пределы, и в этом положении палец механизма сцепления 40 зацепляется с одним из сцепных отверстий 46, выполненных со стороны держателя 7 инструмента таким образом, что вращение держателя 7 инструмента может быть заблокировано; при этом в режиме отбойного молотка можно выбрать между нейтральным положением, когда палец 40 не зацепляется ни с одним из сцепных отверстий 46, и положением блокировки вращения, когда палец 40 зацепляется с одним из сцепных отверстий. Следовательно, в режиме отбойного молотка верхний конец пальца 40 непосредственно зацепляется или выходит из зацепления с держателем 7 инструмента, не поворачиваясь, так что можно выбрать между нейтральным положением и положением блокировки вращения. Следовательно, палец 40 с меньшей вероятностью будет подвергаться износу или поломке, то есть достигается увеличение долговечности. Кроме того, переключение режимов осуществляется поступательным перемещением пальца 40 на относительно небольшую величину хода, что позволяет сократить общие габариты бурильного молотка 1, равно как и размер редукционного вала 34.
В частности, механизм сцепления содержит шарики 41, размещенные в редукционном валу 34 таким образом, что они подвижны в радиальном направлении редукционного вала 34, и нажимной участок 42, расположенный на пальце 40 и выдавливающий шарики 41 наружу из редукционного вала таким образом, что они оказываются между редукционным валом 34 и ведомым зубчатым колесом 38, сцепляя редукционный вал 34 и ведомое колесо 38, когда палец 40 находится в положении, соответствующем режиму бурильного молотка, при этом нажимной участок 42 освобождает шарики 41, разъединяя сцепление между ведомым зубчатым колесом 38 и редукционным валом 34, когда палец 40 находится в других положениях, соответствующих другому режиму. Следовательно, можно обеспечить высоконадежный и простой механизм сцепления с использованием пальца 40.
Конструкция пальца 40 предусматривает возможность его скольжения в положении, в котором палец 40 проходит через редукционный вал 34 таким образом, что выступает за его пределы, а также обеспечена винтовая пружина 51 для подталкивания пальца 40 в направлении, в котором он должен выступать за пределы вала. Кроме того, рычаг 52 включения и выключения сцепления, с которым контактирует палец 40 в своем выступающем положении, размещен в наружном корпусе 2 под пальцем 40 и присоединен проволокой 65 к исполнительному органу 67, размещенному на внешней поверхности наружного корпуса 2, так что скользящее положение пальца 40 можно менять, когда рычаг 52 включения и выключения сцепления качается под действием проволоки 64 при манипуляциях с исполнительным органом 67. Соответственно, поворот рычага 52 включения и выключения сцепления осуществляется простым и надежным способом.
Согласно вышеописанному варианту осуществления, сцепное кольцо снабжено сцепными отверстиями, в которые вставляют верхний конец пальца, однако вместо этого в сцепном кольце могут быть выполнены углубления. Кроме того, сцепного кольца может не быть, и палец может зацепляться с шевронным зубчатым колесом. В качестве альтернативы, палец сцепления может зацепляться с углублениями, выполненными на периферийной поверхности держателя инструмента.
Кроме того, вместо шариков механизм сцепления может содержать другие соединительные элементы, такие как ролики. Побуждающий элемент для подталкивания пальца может содержать другие средства, такие как пластинчатая пружина или пружина растяжения.
С другой стороны, рычаг включения и выключения сцепления, как качающийся элемент, может состоять из единственного Г-образного рычага вместо двух рычагов, описанных в упомянутом варианте осуществления. Конечно же, возможные принципы работы качающегося элемента не ограничиваются использованием проволоки, и можно задействовать другие механизмы передачи движения, такие как рычажная система. В качестве альтернативы, при отсутствии механизма передачи движения, качающийся элемент можно приводить в движение непосредственно, с помощью исполнительного органа снаружи корпуса. С этой целью исполнительный орган может быть обеспечен на задней или боковой поверхности корпуса, а не сверху.
Кроме того, две подвижные трубы используются в бурильном молотке согласно вышеописанному варианту осуществления, и вентиляционные отверстия закрываются второй подвижной трубой. Однако вентиляционные отверстия могут закрываться одной подвижной трубой, т.е. вторая подвижная труба может быть выполнена как одно целое с первой. Конечно же, настоящее изобретение применимо и к другим типам конструкций; например, к конструкции, в которой перед ударным элементом расположен ограничитель, но нет подвижных труб, и ограничитель удерживает ударный элемент, препятствуя осуществлению «холостого» удара; к конструкции, в которой ударный инструмент ударяет непосредственно по заднему концу долота, без использования промежуточного элемента; к конструкции, в которой еще один редукционный вал расположен между редукционным валом и промежуточным валом; а также к конструкции, в которой ведомое зубчатое колесо снабжено в области редукционного вала ограничителем крутящего момента.
1. Бурильный молоток, содержащий держатель инструмента, расположенный в корпусе и предназначенный для вращения вместе с долотом, прикрепленным к переднему концу держателя инструмента, двигатель, расположенный позади держателя инструмента и имеющий выходной вал, ориентированный в направлении, перпендикулярном оси держателя инструмента, ударный механизм, расположенный в корпусе и предназначенный для удара по долоту в соответствии с вращением выходного вала, редукционный вал, расположенный параллельно выходному валу между выходным валом и держателем инструмента и содержащий ведомое зубчатое колесо и шевронное зубчатое колесо, причем ведомое зубчатое колесо способно зацепляться с выходным валом, а шевронное колесо способно сцепляться с держателем инструмента таким образом, что вращение выходного вала передается держателю инструмента, палец сцепления, расположенный в редукционном валу и способный скользить вдоль оси редукционного вала при управлении снаружи корпуса, и механизм сцепления, предназначенный для осуществления выбора между режимом работы, соответствующим бурильному молотку, в котором ведомое зубчатое колесо вводят в зацепление с редукционным валом таким образом, что вращение передается держателю инструмента, и режимом работы, соответствующим отбойному молотку, в котором ведомое зубчатое колесо и редукционный вал выведены из зацепления друг с другом и передача вращения держателю инструмента прервана, причем в этом случае ведомое зубчатое колесо вращается отдельно от редукционного вала, ввод в зацепление ведомого зубчатого колеса и редукционного вала и вывод их из зацепления друг с другом переключается в соответствии с положениями скольжения пальца сцепления, причем палец сцепления способен скользить в положении скольжения, в котором палец сцепления проходит через редукционный вал таким образом, что выступает вверх за его пределы, и в этом положении палец сцепления зацепляется со сцепным участком, расположенным со стороны держателя инструмента таким образом, что вращение держателя инструмента блокируется, при этом в режиме работы отбойного молотка можно выбрать между нейтральным положением, когда палец сцепления не зацепляется с участком зацепления и позволяет вращение держателя инструмента, и положением блокировки вращения, когда палец механизма сцепления зацепляется с участком зацепления и блокирует вращение держателя инструмента.
2. Бурильный молоток по п.1, в котором механизм сцепления содержит, по меньшей мере, один шарик, расположенный в редукционном валу и подвижный в радиальном направлении редукционного вала, и нажимной участок, расположенный на пальце и способный выдавливать шарик наружу из редукционного вала таким образом, что шарик располагается между редукционным валом и ведомым зубчатым колесом, сцепляя редукционный вал и ведомое зубчатое колесо, когда палец сцепления находится в положении, соответствующем режиму работы бурильного молотка, при этом нажимной участок способен освобождать выдавливающее перемещение шариков, разъединяя зацепление между ведомым зубчатым колесом и редукционным валом, когда палец сцепления находится в других положениях скольжения, соответствующих другому режиму.
3. Бурильный молоток по п.2, который содержит два шарика, расположенных симметрично относительно центра редукционного вала, и в режиме работы бурильного молотка шарики способны входить в зацепление со сцепными выемками, выполненными во внутренней поверхности ведомого зубчатого колеса для соединения редукционного вала с ведомым зубчатым колесом.
4. Бурильный молоток по п.2 или 3, в котором диаметр нажимного участка превышает диаметр остальных участков пальца сцепления, на верхней и нижней поверхностях нажимного участка выполнен сужающийся направляющий участок в виде выемки, предназначенный для направления, по меньшей мере, одного шарика на нажимной участок.
5. Бурильный молоток по п.1, который содержит цилиндр, предназначенный для размещения ударного механизма и вставки его в держатель инструмента сзади и коаксиально с держателем инструмента и расположенный в корпусе, и сцепное кольцо, расположенное на цилиндре над пальцем и способное вращаться отдельно от цилиндра, при этом на переднем конце сцепного кольца установлено сцепное зубчатое колесо, которое зацепляется с шевронным колесом, выполненным как одно целое с держателем инструмента, и сцепной участок представляет собой множество сцепных отверстий, расположенных с равными угловыми промежутками по окружности сцепного кольца, в которые может быть вставлен верхний конец пальца сцепления.
6. Бурильный молоток по п.1 или 2, в котором палец сцепления способен скользить в положении скольжения, в котором палец проходит через редукционный вал и выступает из него, и который содержит побуждающий элемент для подталкивания пальца в выступающем направлении, и качающийся элемент, расположенный в корпусе под пальцем сцепления, контактирующий с пальцем сцепления в выступающем положении и соединенный проволокой с исполнительным органом, расположенным на внешней поверхности корпуса, так что скользящие положения пальца сцепления можно менять с помощью качания качающегося элемента посредством проволоки, приводя в действие исполнительный орган.
7. Бурильный молоток по п.6, в котором качающийся элемент способен вращаться в корпусе, имеет верхний конец, присоединенный к проволоке, и представляет собой Г-образный рычаг включения и выключения сцепления, снабженный контактной планкой, выступающей назад от вала, и палец сцепления контактирует с контактной планкой.
8. Бурильный молоток по п.7, в котором рычаг включения и выключения сцепления содержит первый рычаг, соединенный с проволокой и установленный в корпусе с возможностью вращения, и второй рычаг, соединенный с первым рычагом с возможностью вращения вокруг первого рычага и содержащий контактную планку, при этом между первым и вторым рычагами расположена первая торсионная пружина, удерживающая первый и второй рычаги таким образом, что они вместе образуют Г-образный рычаг включения и выключения сцепления.
9. Бурильный молоток по п.8, в котором между корпусом и первым рычагом расположена вторая торсионная пружина, подталкивающая палец сцепления в направлении поворота, в котором контактная планка оказывается внизу на расстоянии от пальца.
10. Бурильный молоток по п.7, в котором на корпусе установлен с возможностью поворота исполнительный орган, предназначенный для изменения величины тяги проволоки путем его вращения для качания рычага включения и выключения сцепления.
11. Бурильный молоток по п.5, в котором ударный механизм содержит поршень, расположенный в цилиндре и предназначенный для возвратно-поступательного перемещения вперед-назад внутри цилиндра при включении двигателя, и ударный элемент, расположенный в цилиндре впереди поршня и предназначенный для возвратно-поступательного перемещения вперед-назад внутри цилиндра, причем между поршнем и ударным элементом расположена воздушная камера.
12. Бурильный молоток по п.11, в котором в передней части цилиндра размещена подвижная труба, предназначенная для возвратно-поступательного перемещения вперед-назад вдоль оси цилиндра, причем винтовая пружина подталкивает ее вперед, и воздушная камера снабжена вентиляционным отверстием, закрываемым подвижной трубой, когда она находится в положении обратного хода.
13. Бурильный молоток по п.11, содержащий кривошипный вал, которому передается вращение выходного вала, расположенный позади выходного вала двигателя и параллельно ему, при этом поршень соединен соединительным штоком с эксцентриковым шипом, выступающим на верхней поверхности кривошипного вала.
