РУЧНАЯ МАШИНА
HAND-HELD MACHINE

Настоящее изобретение относится к ручной машине.
Известна ручная машина, прежде всего перфоратор, имеющая переключательное устройство, включающее в себя установленный с возможностью осевого перемещения промежуточный вал и расположенный на промежуточном валу блок зубчатых колес. При этом блок зубчатых колес преимущественно способен совершать осевое перемещение вместе с промежуточным валом. Переключательное устройство предусмотрено для переключения между различными режимами и/или скоростями привода рабочего органа ручной машины.
Объектом изобретения является ручная машина, прежде всего перфоратор, с переключательным устройством, предусмотренным для переключения между различными режимами и/или скоростями привода рабочего органа ручной машины и включающим в себя установленный с возможностью осевого перемещения промежуточный вал, расположенный на промежуточном валу блок зубчатых колес и средство сопряжения, обеспечивающее возможность сцепления промежуточного вала со средством передачи приводного крутящего момента, причем промежуточный вал и блок зубчатых колес установлены подвижно относительно друг друга в осевом направлении, и блок зубчатых колес содержит по меньшей мере два зубчатых колеса, способных вращаться независимо друг от друга.
Как указано выше, в изобретении предлагается устанавливать промежуточный вал и блок зубчатых колес таким образом, чтобы обеспечить их подвижность относительно друг друга в осевом направлении, благодаря чему достигается компактность переключательного устройства с конструктивно простым механизмом переключения режимов/скоростей. При этом для обеспечения возможности относительного движения между блоком зубчатых колес и промежуточным валом в осевом направлении можно перемещать блок зубчатых колес и/или, что особенно выгодно, промежуточный вал, в результате чего перемещение частей переключательного устройства становится для оператора ручной машины особенно легким ввиду небольшой инерции перемещаемой массы. Блок зубчатых колес целесообразно устанавливать неподвижно в осевом направлении относительно корпуса ручной машины и/или средства отвода мощности, такого, в частности, как цилиндр ударного механизма. В этой связи под "осевым направлением" следует понимать направление, предпочтительно проходящее вдоль основной протяженности промежуточного вала, прежде всего по длине промежуточного вала. Кроме того, блок зубчатых колес содержит по меньшей мере два зубчатых колеса, способных вращаться независимо друг от друга, что выгодно позволяет сообщать вращающемуся средству отвода мощности вращение с различными скоростями для получения вращательного рабочего движения рабочего органа ручной машины. В предпочтительном варианте осуществления изобретения зубчатые колеса, входящие в блок зубчатых колес, выполнены с различными рабочими диаметрами и, соответственно, обеспечивают передачу вращения при различных передаточных отношениях (передаточных числах).
Конструктивно простая передача приводного крутящего момента (т.е. крутящего момента, обеспечивающего рабочее движение ручной машины) на зубчатое колесо и/или на блок зубчатых колес эффективно достигается, если по меньшей мере одно из зубчатых колес имеет по меньшей мере одно соединительное средство, расположенное на обращенной радиально внутрь поверхности зубчатого колеса. Особенно просто это осуществляется, если промежуточный вал также имеет соединительное средство, соответствующее соединительному средству зубчатого колеса, т.е. способное с ним взаимодействовать.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения соединительное средство промежуточного вала может быть расположено на промежуточном валу с фиксацией от проворачивания. Благодаря этому можно обеспечить особую компактность переключательного устройства при передаче приводного крутящего момента, в частности, если соединительное средство расположено непосредственно на промежуточном валу, что позволяет отказаться от дополнительных элементов соединения и/или сопряжения, устанавливаемых между промежуточным валом и соединительным средством. Кроме того, при этом можно достичь конструктивно рациональной передачи приводного крутящего момента посредством перемещения промежуточного вала в сопряжение с различными зубчатыми колесами блока зубчатых колес.
Эффективность передачи приводного крутящего момента на промежуточный вал во время работы ручной машины при сохранении компактной конструктивной схемы переключательного устройства может достигаться, если переключательное устройство включает в себя связующий элемент, обеспечивающий возможность сцепления промежуточного вала со средством передачи приводного крутящего момента. Средство передачи приводного крутящего момента может быть выполнено в виде узла привода или вал якоря электродвигателя узла привода либо, что особенно выгодно, в виде промежуточной втулки.
Особенно компактным и недорогим переключательное устройство может быть выполнено, если оно включает в себя узел привода ударного механизма, подключаемый или отключаемый посредством смещения промежуточного вала в осевом направлении. При этом промежуточный вал может сопрягаться с узлом привода ударного механизма непосредственно или опосредованно через включенный между ними соединительный элемент. Если переключательное устройство также имеет функцию регулировки углового положения фиксации рабочего органа, включаемую и выключаемую путем перемещения промежуточного вала в осевом направлении, также может быть реализовано конструктивно простое включение и выключение различных режимов привода рабочего органа ручной машины путем смещения одного конструктивного элемента внутри переключательного устройства, прежде всего промежуточного вала.
В еще одном варианте осуществления изобретения переключательное устройство включает в себя единственный орган управления, предусмотренный для переключения между различными режимами и скоростями привода рабочего органа ручной машины. Благодаря этому с помощью простой логики переключения переключательного устройства достигается высокий уровень удобства обращения оператора с ручной машиной, имеющей такое переключательное устройство.
Особенно эргономичное переключение между различными режимами и/или скоростями привода рабочего органа ручной машины достигается, если орган управления образован поворотной ручкой.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества изобретения раскрыты ниже в описании осуществления изобретения. На чертежах представлен один вариант осуществления изобретения. Чертежи, описание и формула изобретения содержат множество признаков в одной комбинации. Специалист, исходя из целесообразности, также сможет рассматривать эти признаки по отдельности и составлять из них другие приемлемые комбинации. На чертежах показано:
на фиг.1 - схематический вид сбоку предлагаемой в изобретении ручной машины (фиг.1а) вместе с различными вариантами установки органа управления (фиг.1б-1е),
на фиг.2 - схематический вид сбоку переключательного устройства ручной машины, показанной на фиг.1, в первом положении переключения,
на фиг.3 - схематический вид сбоку переключательного устройства ручной машины во втором положении переключения,
на фиг.4 - схематический вид сбоку переключательного устройства ручной машины в третьем положении переключения,
на фиг.5 - схематический вид сбоку переключательного устройства ручной машины в четвертом положении переключения, и
на фиг.6 - схематический вид сбоку переключательного устройства ручной машины в пятом положении переключения.
Осуществление изобретения
На фиг.1а представлена предлагаемая в изобретении ручная машина 10, выполненная в виде перфоратора. Ручная машина 10 имеет основную рукоятку 38 с органом 40 управления, предназначенным для включения или выключения узла 50 привода ручной машины 10. Кроме того, ручная машина 10 содержит переключательное устройство 12, предусмотренное для переключения между различными режимами и/или скоростями привода, находящегося в патроне 42 рабочего органа ручной машины (также называемого рабочим инструментом или оснасткой ручной машины). Для этого переключательное устройство 12 имеет единственный образованный поворотной ручкой орган 36 управления, расположенный в находящейся со стороны патрона (зажима) 42 зоне ручной машины 10 и позволяющий оператору ручной машины 10 осуществлять переключение между различными режимами и скоростями привода рабочего органа ручной машины.
Переключательное устройство 12, изображенное на фиг.2-6, включает в себя образованное зубчатой втулкой средство 32 передачи приводного крутящего момента (т.е. крутящего момента, обеспечивающего рабочее движение ручной машины), опирающееся на корпус 46 ручной машины 10 посредством расположенной со стороны привода опоры 44. Для этого находящаяся со стороны подвода мощности опора 44 содержит упругий элемент 48, подпирающий зубчатую втулку в осевом направлении 98 с опорой на корпус 46. Зубчатая втулка во время работы ручной машины 10 кинематически связана с узлом 50 привода, т.е. валом 52 якоря электродвигателя узла 50 привода, с возможностью передачи вращения и предусмотрена для сообщения движения узлу 34 привода ударного механизма и/или промежуточному валу 14 переключательного устройства 12. Зубчатая втулка содержит зубчатое колесо 54, выполненное за одно целое с ней на находящемся со стороны подвода мощности конце 56 зубчатой втулки. Во время работы ручной машины зубчатое колесо 54 передает приводной крутящий момент с узла 50 привода на зубчатую втулку. Промежуточный вал 14 расположен в осевом направлении 98 за зубчатой втулкой, причем осевое направление 98 и осевое направление 18 проходят параллельно длине промежуточного вала. Для передачи на промежуточный вал 14 приводного крутящего момента промежуточный вал 14 подключен к зубчатой втулке через средство 30 сопряжения. Средство 30 сопряжения включает в себя связующие элементы 58, 60, которые расположены, соответственно, на зубчатой втулке и на промежуточном валу 14. При этом связующий элемент 58 зубчатой втулки предусмотрен в качестве гнезда для приема связующего элемента 60 промежуточного вала 14, который при осевом, т.е. совершаемом в осевом направлении 18, перемещении промежуточного вала 14 входит в связующий элемент 58 зубчатой втулки.
Вокруг находящегося со стороны подвода мощности конца 62 промежуточного вала 14 и, соответственно, вокруг зубчатой втулки, расположен узел 34 привода ударного механизма, или втулка 96 подшипника биения (также называемого "пьяным" подшипником) узла 34 привода ударного механизма. При этом узел 34 привода ударного механизма установлен с возможностью вращения посредством двух опор 64, 66 вокруг промежуточного вала 14 и зубчатой втулки, соответственно. Для передачи приводного крутящего момента на втулку 96 подшипника биения зубчатая втулка имеет на своем находящемся со стороны отвода мощности конце 68 связующий элемент 70. При этом связующий элемент 70 входит в зацепление с соответствующим ему связующим элементом 72 узла 34 привода ударного механизма (фиг.2-6).
Промежуточный вал 14 на своем находящемся со стороны отвода мощности конце 74 имеет соединительное средство 28, образованное зубчатым(-ми) или щлицевым(-ми) элементом(-ами) передачи вращения. Кроме того, соединительное средство 28 неподвижно расположено на промежуточном валу 14 с фиксацией от проворачивания и смещения в осевых направлениях 18, 98. С помощью соединительного средства 28 приводной крутящий момент передается с промежуточного вала 14 на блок 16 зубчатых колес. Блок 16 зубчатых колес установлен на промежуточном валу с возможностью вращения 14 вокруг этого вала и неподвижно в осевых направлениях 18, 98 относительно средства 76 отвода мощности, образованного цилиндром ударного механизма, в результате чего при осевом перемещении промежуточного вала 14 происходит его смещение относительно блока 16 зубчатых колес. Далее, блок 16 зубчатых колес содержит два зубчатых колеса 20, 22, установленных на промежуточном валу 14 с возможностью вращения вокруг него независимо друг от друга, причем каждое из отдельных зубчатых колес 20, 22 кинематически связано со средством 76 отвода мощности, образованным цилиндром ударного механизма, с возможностью передачи ему вращения. Для этого средство 76 отвода мощности содержит два образованных зубчатыми венцами связующих элемента 92, 94, причем один из связующих элементов 92, 94 средства 76 отвода мощности входит в зацепление с одним из зубчатых колес 20, 22 блока 16 зубчатых колес. При этом передача приводного крутящего момента во время работы ручной машины 10 с промежуточного вала 14 на блок 16 зубчатых колес, т.е. на одно из двух зубчатых колес 20, 22, осуществляется через выполненное за одно целое с промежуточным валом 14 соединительное средство 28, взаимодействующее путем зацепления с соединительным средством 24, 26 соответствующего зубчатого колеса 20, 22, имеющим соответствующие соединительному средству 28 промежуточного вала 14 зубцы или шлицы (фиг.2-6). Кроме того, два зубчатых колеса 20, 22 имеют различные рабочие диаметры 78, 80, причем обращенное к узлу 34 привода ударного механизма зубчатое колесо 22 имеет больший рабочий диаметр 80, чем зубчатое колесо 20, при одинаковых зубчатых венцах.
Для переключения ручной машины между состояниями, определяемыми различными положениями переключения, орган 36 управления с помощью отдельно не показанного на чертежах средства сопряжения связан с промежуточным валом 14. Поворот органа 36 управления в направлении 90 против часовой стрелки вызывает смещение промежуточного вала 14 в осевом направлении 18, а поворот органа управления навстречу направлению 90 вызывает смещение промежуточного вала 14 в осевом направлении 98 (фиг.1б-1е). Ниже рассматривается процесс перевода органа 36 управления последовательными поворотами в направлении 90 для переключения ручной машины, начиная от чисто ударного (только долбление) режима (фиг.1б и 2) и заканчивая чисто вращательным режимом (только вращение) для безударного высокообротного, т.е. осуществляемого с высокой скоростью, сверления (фиг.1е и 6). При переводе органа 36 управления оператором навстречу направлению 90 рассматриваемые ниже изменения состояния механизма переключения происходят в обратной последовательности, что позволяет обойтись без их подробного описания.
На фиг.2 отражен чисто ударный режим работы ручной машины 10. Орган 36 управления находится в положении долбления (фиг.1б), а промежуточный вал 14 находится в крайнем со стороны отвода мощности положении, в котором связующий элемент 60 промежуточного вала 14 расположен на расстоянии от связующего элемента 58 зубчатой втулки, и передача приводного крутящего момента с зубчатой втулки на промежуточный вал 14 прервана. Установленный на промежуточном валу 14 стопорный элемент 82, который расположен в направлении 98 за блоком 16 зубчатых колес, взаимодействуя с соединительным средством 28 промежуточного вала 14 в состоянии стопорения, блокирует промежуточный вал. При этом стопорный элемент 82 имеет не показанные подробно внутренние зубья или шлицы, которые в положении стопорения находится в зацеплении с соединительным средством 28 промежуточного вала 14. Для стопорения промежуточного вала стопорный элемент 82 установлен неподвижно и зафиксирован относительно корпуса 46 ручной машины 10 (фиг.2). Зубчатая втулка действующей на нее в осевом направлении 98 силой упругости упругого элемента 48 находящейся со стороны подвода мощности опоры 44, отжата в близлежащее к узлу 34 привода ударного механизма крайнее положение. При этом связующий элемент 70 зубчатой втулки находится в зацеплении со связующим элементом 72 узла 34 привода ударного механизма. Посредством связующего элемента 70 зубчатая втулка передает на втулку 96 подшипника биения в составе узла 34 привода ударного механизма приводной крутящий момент для создания импульса удара, воздействующего на находящийся в патроне 42 рабочий орган.
При повороте оператором органа 36 управления примерно на 45° в направлении 90 с установкой органа управления в положение, позволяющее фиксировать рабочий орган в регулируемом угловом положении, промежуточный вал 14 перемещается в осевом направлении 18 (фиг.1в и 3). В результате перемещения промежуточного вала 14 в осевом направлении 18 состояние стопорения между стопорными элементами 82, или внутренними зубьями/шлицами стопорного элемента 82, и соединительным средством 28 промежуточного вала 14 снимается с расцеплением этих элементов, и оператор поворотом находящегося в патроне 42 рабочего органа ручной машины, например долота или зубила, может отрегулировать его угловое положение. Связующий элемент 60 промежуточного вала 14 по-прежнему расположен на расстоянии от связующего элемента 58 зубчатой втулки.
При повороте оператором органа 36 управления еще примерно на 45° в направлении 90 с установкой органа управления в положение ударного сверления, промежуточный вал 14 смещается дальше в осевом направлении 18 (фиг.1г и 4). Связующий элемент 60 промежуточного вала 14 входит в связующий элемент 58 зубчатой втулки и во время работы ручной машины 10 приводной крутящий момент передается с зубчатой втулки на промежуточный вал 14. При этом соединительное средство 28 промежуточного вала 14 находится в зацеплении с соединительным средством 24 первого зубчатого колеса 20 блока 16 зубчатых колес. Приводной крутящий момент передается промежуточным валом 14 на блок 16 зубчатых колес, т.е. на зубчатое колесо 20, которое, в свою очередь, приводит во вращение образованное цилиндром ударного механизма средство 76 отвода мощности, передающее крутящий момент на находящийся в патроне 42 рабочий орган. Кроме того, во время работы ручной машины 10 приводной крутящий момент передается от зубчатой втулки через связующие элементы 70, 72 на узел 34 привода ударного механизма. Во время работы ручной машины 10 ее рабочий орган совершает вращательно-ударное рабочее движение.
При повороте оператором органа 36 управления еще примерно на 45° в направлении 90 с установкой органа управления в положение безударного низкооборотного, т.е. осуществляемого с малой скоростью, сверления промежуточный вал 14 смещается дальше в осевом направлении 18 (фиг.1д и 5). За счет этого перемещения промежуточного вала 14 зубчатая втулка также перемещается в осевом направлении 18, преодолевая силу упругости упругого элемента 48. При этом связующий элемент 70 зубчатой втулки выходит из связующего элемента 72 узла 34 привода ударного механизма, в результате чего эти связующие элементы устанавливаются на расстоянии друг от друга, и во время работы ручной машины передача приводного крутящего момента на узел 34 привода ударного механизма не осуществляется. Параллельно с этим вместе с промежуточным валом 14 в осевом направлении 18 перемещается и соединительное средство 28 промежуточного вала 14, причем соединительное средство 28 по-прежнему находится в зацеплении с соединительным средством 24 зубчатого колеса 20 блока 16 зубчатых колес, в результате чего передача вращения с зубчатого колеса 20 на средство 76 отвода мощности осуществляется с той же скоростью, что и в режиме ударного сверления. Во время работы ручной машины 10 находящийся в патроне 42 рабочий орган совершает только вращательное движение.
При повороте оператором органа 36 управления еще примерно на 45° в направлении 90 с установкой органа управления в положение безударного высокооборотного, т.е. осуществляемого с высокой скоростью, сверления промежуточный вал 14 смещается дальше в осевом направлении 18, занимая крайнее со стороны подвода мощности положение (фиг.1е и 6). В результате этого перемещения промежуточного вала 14 зубчатая втулка еще дальше смещается, преодолевая силу упругости упругого элемента 48, а связующий элемент 60 зубчатой втулки по-прежнему расположен на расстоянии от связующего элемента 58 узла 34 привода ударного механизма. Параллельно с этим соединительное средство 28 также перемещается вместе с промежуточным валом 14 в осевом направлении 18, и соединительное средство 28, образованное зубчатым(-ми) или щлицевым(-ми) элементом(-ами) передачи вращения, посредством промежуточного вала 14 выводится из соединительного средства 24 зубчатого колеса 20 и вводится в соединительное средство 26 зубчатого колеса 22, входящего в блок 16 зубчатых колес. Благодаря тому, что рабочий диаметр 80 у зубчатого колеса 22 больше, чем у зубчатого колеса 20, передача вращения на средство 76 отвода мощности, образованное цилиндром ударного механизма, происходит во время работы ручной машины 10 с большей скоростью, а находящийся в патроне 42 рабочий орган по-прежнему совершает вращательное движение.