Перфоратор

Полезная модель относится к машиностроению, преимущественно к электроинструментам, в том числе к ручным ударно-вращательным сверлильным машинам, и, прежде всего, к перфораторам, применяемым в различных отраслях, в том числе в строительстве, для сверления отверстий, например, в камне, бетоне или для их разрушения.
Перфоратор, как правило, включает в себя электрический привод, ударный и вращательный механизмы, патрон, переключающее устройство, обеспечивающее переключение режимов работы перфоратора и передачу некоторого воздействия на инструмент, закрепленный в патроне, а также переключатель режимов работы перфоратора.
Под переключением режимов работы следует понимать, в частности, переключение между ударным и ударно-вращательным движением, между ударно-вращательным и вращательным движением, между ударным и вращательным движением инструмента, установленного в патроне перфоратора.
Под ударным движением понимается неоднократная передача некоторым телом, например, ударником, кинетической энергии в виде импульса, инструменту.
Под ударно-вращательным движением понимается неоднократная передача некоторым телом, например, ударником, кинетической энергии в виде импульса, инструменту, совмещенная с вращательным движением инструмента.
Известна ударно-вращательная машина, а именно, перфоратор, описанный в патенте RU 2272118, в котором переключение режимов его работы обеспечивается втулкой, охватывающей направляющий цилиндр, и связанной с ним в радиальном направлении и имеющей возможность осевого перемещения для ее установки в левое и правое крайние осевые положения для обеспечения соответственно ударного и ударно-вращательного режимов работы. В перфораторе применена рукоятка переключателя с закрепленным на ней эксцентриком, кинематически связанным с элементом устройства переключения режимов. Кинематическая связь обеспечивается v-образной пружиной, защемленной в ее центральной части. При этом свободные концы пружины, под воздействием на них эксцентрика, смещают втулку в сторону, обеспечивающую выполнение необходимого режима работы перфоратора. Однако такое решение увеличивает габариты перфоратора, так как размеры пружины напрямую зависят от величины смещения элемента устройства переключения режимов. Кроме того, в перфораторе требуется дополнительное устройство для торможения элементов переключающего устройства, не задействованных в передаче движения в установленном режиме. Необходима фиксация рукоятки переключателя в выбранном положении. Все это усложняет конструкцию перфоратора.
В патенте US 6942435 для смещения элемента переключения режимов работы перфоратора применена зубчатая рейка, которую перемещает зубчатое колесо, связанное с рукояткой переключения режимов. Такое решение снимет проблему увеличения габаритов перфоратора, но, вместе с тем, требует дополнительного решения фиксации рукоятки переключения режимов в нужном положении, при перемещении нескольких элементов переключения режимов увеличивается количество деталей в кинематической цепи.
В перфораторе, описанном в патенте US 7174969, перемещение элементов переключения режимов его работы осуществляется подпружиненными планками, которые сдвигаются штифтом, расположенном на торце рукоятки переключения режимов эксцентрично. В таком решении также требуются дополнительные элементы фиксации рукоятки в выбранном положении.
Известен патент US 6192996, принятый за прототип, согласно которому в перфораторе переключение режимов работы производится планкой, имеющей по краям отгибы, которые выполняют роль рычагов. Через отверстия в отгибах планка закреплена подвижно на оси, поджата пружиной, расположенной на той же оси. Рычаги кинематически связаны с элементами устройства переключения режимов. На торце рукоятки переключателя расположены два штифта, с помощью которых, поворачивая рукоятку, устанавливают положение планки, и, соответственно, положение элементов устройства переключения режимов. В составе переключателя присутствуют элементы, обеспечивающие стопорение элементов устройства переключения режимов, не участвующих в передаче движения в данном режиме.
Применение одной планки и, соответственно, двух связанных между собой рычагов, ведет к совместному перемещению элементов устройства переключения режимов, что скажется на ресурсе перфоратора, либо приведет к увеличению зазоров между рычагом и элементом устройства переключения режимов в зоне контакта, и, соответственно, увеличению размеров элементов устройства переключения режимов.
Целью настоящей полезной модели является создание перфоратора, обладающего компактностью, износоустойчивостью его элементов, достаточно простого в изготовлении.
Сущность полезной модели, как технического решения, выражается в совокупности существенных признаков, достаточной для достижения технического результата, обеспечиваемого полезной моделью.
Технический результат, полученный при использовании данной полезной модели, заключается в создании перфоратора, в котором компактность, износоустойчивость обеспечиваются, прежде всего, компактностью, износоустойчивостью переключателя режимов работы, простотой его изготовления.
Технический результат, полученный при использовании данной полезной модели, достигается тем, что перфоратор, содержащий корпус, электродвигатель, патрон, инструмент, закрепленный в патроне, ударный механизм движения инструмента, устройство передачи воздействия на инструмент, имеющее элемент передачи воздействия на инструмент путем удара, элемент передачи воздействия на инструмент путем вращения, выполненный с выступом на одном из его концов с некруглой формой торца, элемент передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем удара, элемент передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем вращения и переключатель режимов воздействия на инструмент с рукояткой, выполненной в виде закрепленных в корпусе планки и бобышки на одном из ее краев и оси, отличающийся тем, что бобышка выполнена с выступом на ее торце, на оси подвижно установлены планка фиксации элемента передачи воздействия на инструмент путем вращения, имеющая по краям отгибы, один из которых образует рычаг, планка управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем вращения, имеющая по краям отгибы, один из которых образует рычаг, и планка управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем удара, выполненная в виде скобы, концы которой образуют рычаги, расположенные на упомянутой оси, при этом рычаг планки управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем удара расположен на оси между отгибами планки управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем вращения, на смежных рычагах планок управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем удара и управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем вращения образованы изгибы, охватывающие выступ на торце бобышки рукоятки переключателя режимов, причем рычаг планки управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем вращения сочленен с элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент в виде вращения, а рычаг планки управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем удара сочленен с элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент в виде удара, при этом планка управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем вращения и планка управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем удара сжаты между собой пружиной, а планка фиксации элемента передачи воздействия на инструмент путем вращения поджата пружиной к планке управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем вращения.
Кроме того, выступ на торце бобышки рукоятки переключателя режимов состоит из цилиндрической части в его центре и бородки, совмещенной с ней.
Кроме того, изгибы на смежных рычагах планок управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем удара и управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем вращения выполнены угловыми.
Кроме того, на рычаге планки фиксации элемента передачи воздействия на инструмент в виде вращения выполнено отверстие, соответствующее выступу на этом элементе.
Кроме того, усилие сжатия пружины, поджимающей планку фиксации элемента воздействия на инструмент в виде вращения к планке управления элементом передачи вращения меньше усилия сжатия пружины, сжимающей между собой планку управления элементом передачи вращения и планку управления элементом передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент путем удара.
Ниже показан предпочтительный вариант реализации полезной модели.
Конструкция перфоратора поясняется следующими фигурами:
на фиг. 1 представлена конструкция перфоратора в разрезе;
на фиг. 2 показано устройство переключения и передачи воздействия на инструмент и переключатель перфоратора в режиме ударно-вращательного движения инструмента;
на фиг. 3 показан переключатель в режиме ударно-вращательного движения инструмента;
на фиг. 4 показано устройство переключения и передачи воздействия на инструмент и переключатель перфоратора в режиме ударного движения инструмента;
на фиг. 5 показан переключатель в режиме ударного движения инструмента;
на фиг. 6 показано устройство переключения и передачи воздействия на инструмент и переключатель перфоратора в режиме вращательного движения инструмента;
на фиг. 7 показан переключатель в режиме вращательного движения инструмента.
Перфоратор (фиг. 1-7) состоит из корпуса 1, электродвигателя 2, ударного механизма 3, состоящего из стакана, внутри которого расположены поршень и шток с ударником на его конце, вращательного привода 4, включающего стакан, шток и зубчатый венец на боковой поверхности стакана, патрона, устройства переключения и передачи воздействия на инструмент 5, переключателя режимов 6. Электродвигатель 2 имеет выходной вал 7 с нарезанными на нем зубьями. На опорном валу 8, закрепленном в корпусе 1 с возможностью свободного вращения, в его средней части выполнены выступы в виде зубьев прямоугольного сечения, равномерно распределенные по окружности вала. Вблизи одного из концов опорного вала 8 жестко закреплено зубчатое колесо 9, сочлененное с зубьями выходного вала 7 электродвигателя 2. Рядом с зубчатым колесом 9 установлен элемент передачи воздействия на инструмент в виде удара - в данном варианте втулка 10, имеющая возможность свободного вращения на опорном валу 8 без возможности перемещения вдоль продольной его оси. На средней части вала установлен элемент передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент в виде удара - в данном варианте втулка 11, имеющая на внутренней поверхности пазы в виде шлицов
прямоугольного сечения, совместимые с выступами в виде зубьев прямоугольного сечения, расположенными в средней части опорного вала 9, образуя при этом шлицевое соединение. Втулка 11 имеет на торце два диаметрально расположенных выступа 12. Втулка 10 передачи удара на торце, обращенном к втулке 11 передачи вращения, имеет два паза 13, совместимые с выступами 12 втулки 11 передачи вращения. Вблизи другого конца опорного вала 8 установлен элемент передачи воздействия на инструмент в виде вращения - в данном варианте втулка 14, передающая вращение на вращательный привод 4, имеющая возможность свободного вращения на опорном валу 8 без возможности перемещения вдоль продольной его оси. Втулка 14 передачи вращения состоит из зубчатого венца 15, ступицы 16 и выступа 17, имеющего прямоугольное сечение и плоский торец. Зубчатый венец 15 втулки сочленен с зубчатым венцом стакана вращательного привода 4. На ступице 16 втулки 14 передачи вращения выполнены выступы в виде зубьев прямоугольного сечения, которые соответствуют выступам в виде зубьев прямоугольного сечения средней части опорного вала 8 и совместимы с ними. На средней части опорного вала 8 установлен элемент передачи вращения на элемент передачи воздействия на инструмент в виде вращения - в данном варианте втулка 18, имеющая на внутренней поверхности впадины в виде шлицов прямоугольного сечения, совместимые с выступами в виде зубьев прямоугольного сечения, расположенными в средней части опорного вала 8, образуя при этом шлицевое соединение. На наружной боковой поверхности втулок 11 и 18 передачи вращения выполнены кольцевые пазы 19 и 20 соответственно. Переключатель режимов 6 включает в себя рукоятку 21, выполненную в виде планки и бобышки на одном из ее краев, ось 22, закрепленные в корпусе перфоратора, планки 23, 24, 25, которые через имеющиеся в них отверстия установлены подвижно на оси. На торце бобышки рукоятки выполнен выступ 26, состоящий из цилиндрической части в его центре и бородки, совмещенной с ней. Планка 23 имеет по краям отгибы 27, 28, причем край отгиба 28 выходит за контур планки, и образует рычаг 29. Планка 24 также имеет по краям отгибы 30, 31, причем край отгиба 31 выходит за контур планки, и образует рычаг 32. Планка 25 выполнена в виде скобы, закрепленной на оси 22 своими концами - рычагами 33 и 34, при этом рычаг 33 расположен на оси между отгибами 30, 31 планки 24. На смежных рычаге 32 планки 24 и рычаге 33 планки 25 образованы угловые изгибы, охватывающие выступ 26 рукоятки 21. Рычаг 34 заведен в паз 19 втулки 11 передачи вращения. Рычаг 32 планки 24 заведен в паз 20 втулки 18 передачи вращения. На рычаге 29 планки 24 выполнено отверстие, соответствующее выступу 17 втулки 14 и совместимое с ним.
На оси 22 между отгибом 30 планки 24 и рычагом 33 планки 25 установлена пружина 35, которая поджимает изгибы на рычаге 32 планки 24 и рычаге 33 планки 25 к выступу 26 рукоятки 21.
Планка 23 поджата к планке 24 пружиной 36, установленной на оси 22 переключателя между стенкой корпуса перфоратора и этой планкой, при этом усилие сжатия пружины 36 меньше усилия сжатия пружины 35. Такое соотношение усилий пружин позволяет фиксировать втулку 14 и снимать фиксацию этой втулки в нужном режиме без нарушения работы планок 24, 25.
Работа перфоратора описана в каждом из трех режимов - в режиме удара с вращением, в режиме только удара, в режиме только вращения инструмента, установленного в патроне.
В режиме удара с вращением (фиг. 1-3) рукоятка 21 переключателя режимов 6 повернута в положение, при котором бородка выступа 26 находится между изгибами рычагов 32, 33. Рычаги фиксируют рукоятку в этом положении. Рычаг 34 удерживает сочлененными выступы 12 втулки 11 с пазами 13 (фиг. 6) втулки 10 передачи удара, рычаг 32 удерживает втулку 18 передачи вращения одной своей частью находящейся на ступице 16 втулки 14 передачи вращения, другой частью - на средней части опорного вала 8. Рычаг 29 находится в положении, исключающем фиксацию втулки 14.
После подачи питания на электродвигатель 2 его выходной вал 7 начинает вращаться, вращается сочлененное с ним зубчатое колесо 9 и опорный вал 8, жестко соединенный с зубчатым колесом 9. Шлицевое соединение опорного вала 8 с втулкой 11 передачи вращения обеспечивает передачу вращения на втулку 10 передачи удара. Шлицевое соединение опорного вала 8 с втулкой передачи вращения 18 обеспечивает передачу вращения на втулку 14 передачи вращения. Производятся ударное и вращательное движения инструмента.
В режиме удара (фиг. 1, фиг. 4, фиг. 5) рукоятка 21 переключателя режимов 6 повернута в положение, при котором бородка выступа 26 рукоятки смещает рычаг 32 и упирается в вершину углового изгиба этого рычага, что обеспечивает фиксацию рукоятки в выбранном положении. Рычаг, смещаясь, сдвигает втулку 18 передачи вращения вдоль опорного вала 8, выводя ее из шлицевого соединения с втулкой 14 передачи вращения, рычаг 29 фиксирует втулку 14 для предотвращения ее вращения, при этом рычаг 34 удерживает сочлененными выступы 12 втулки 11 с пазами 13 (фиг. 6) втулки 10 передачи удара. После подачи питания на электродвигатель 2 его выходной вал 7 начинает вращаться, вращается сочлененное с ним зубчатое колесо 9, жестко соединенное с опорным валом 8. Шлицевое соединение опорного вала 8 с втулкой 11 передачи вращения обеспечивает передачу вращения на втулку 10 передачи удара. Втулка 10 передачи удара преобразовывает вращательное движение в возвратно-поступательное движение, которое передается на поршень ударного механизма 3, при этом поршень сжимает воздух в стакане, чем воздействует на шток с ударником на его конце, приводя в ударное движение инструмент, установленный в патроне, закрепленном на штоке.
В режиме вращения (фиг. 1, фиг. 6, фиг. 7) рукоятка 21 переключателя режимов 6 повернута в положение, при котором бородка выступа 26 рукоятки смещает рычаг 33 и упирается в вершину углового изгиба рычага, что обеспечивает фиксацию рукоятки в выбранном положении. Рычаг, смещаясь, сдвигает втулку 11 передачи вращения вдоль опорного вала 8, выводя ее из сочленения с втулкой 10 передачи удара, рычаг 32 сдвигает втулку передачи вращения 18 в положение, в котором втулка одной своей частью находится на ступице 16 втулки 14 передачи вращения, другой частью - на средней части опорного вала 8. Вместе с рычагом 32 смещается рычаг 29, снимая фиксацию втулки 14. После подачи питания на электродвигатель 2 его выходной вал 7 начинает вращаться, вращается сочлененное с ним зубчатое колесо 9 и опорный вал 8, жестко соединенный с зубчатым колесом 9. Шлицевое соединение опорного вала 8 с втулкой 18 передачи вращения обеспечивает передачу вращения на втулку 14 передачи вращения, которая, в свою очередь, передает вращение на зубчатый венец стакана вращательного механизма 4, тем самым приводя во вращение инструмент, установленный в патроне, закрепленном на штоке.
Разумеется, приведенный вариант не является единственным в реализации полезной модели и не ограничивает ее применение.
Конструкция перфоратора обладает компактностью, износоустойчивостью, проста в изготовлении. Это достигается тем, что в переключателе перфоратора используются элементы, имеющие простую форму. Раздельное движение управляющих элементов переключателя позволяет перемещать элементы передачи вращения порознь и на короткие расстояния, что ведет к снижению их износа. Расположение элементов переключения переключателя на одной оси позволяет разместить переключатель в минимальном пространстве. Угловые изгибы рычагов, охватывающие выступ на бобышке рукоятки, надежно удерживают рукоятку в выбранном положении, что позволяет не применять отдельный механизм фиксации.