ИГОЛЬНЫЙ ПИСТОЛЕТ
ACERATE GUN

Данное изобретение относится к ударному устройству в виде игольного пистолета, содержащему цилиндрический корпус, в котором расположен с возможностью скольжения подвижный цилиндр между двумя пружинами сжатия, при этом в цилиндре возвратно-поступательно перемещается «летающий» поршень под воздействием сжатого воздуха и передает ударный импульс на наковальню, на которую опирается под давлением одной из двух пружин носитель иголок, и при этом в носителе иголок с возможностью скольжения в осевом направлении установлено множество иголок, которые прилегают под действием рабочего давления своими концевыми головками к наковальне.
Ударные устройства указанного вида широко предлагаются в торговле под названием игольного пистолета и хорошо зарекомендовали себя в каждодневном использовании. В принципе игольные пистолеты применяются для очистки поверхностей, для удаления, например, остатков старой краски или слоев ржавчины. Принцип действия и конструкция игольных пистолетов приводит к большим нагрузкам материала. В соответствии с этим представляющие в данном случае интерес ударные устройства многократно улучшались для продления их срока службы.
В частности, для уменьшения износа между подвижным цилиндром и цилиндрическим корпусом разработано специальное скользящее уплотнение, известное из ЕР-А-0 152 376.
Ударное устройство указанного вида известно также из DE-U-84 32 499. Этот источник также в основном направлен на увеличение срока службы игольного пистолета, при этом, в частности, главное внимание обращается на проблемы износа между наковальней и цилиндрическим корпусом.
После того как в течение многих лет срок службы указанных ударных устройств оставался практически неизменным, в последнее время внезапно сильно участились рекламации ударных устройств указанного в начале вида, поскольку они не достигали обычного срока службы. Хотя изменения конструкции не проводились, внезапно появились указанные рекламации. При анализе вызвавших нарекания устройств было установлено, что они применялись, прежде всего, при работах по удалению ржавчины с мачт линий высокого напряжения. При этом в результате исследования было установлено, что работающие на мачтах линий высокого напряжения рабочие применяли ударное устройство в непрерывном режиме. При этом непрерывный режим реализовался за счет того, что кнопка управления или соответственно пусковой рычаг на рукоятке игольного пистолета фиксировался с помощью клейкой ленты, так что игольный пистолет после выпускания его из рук не выключался. Это было связано с тем, что рабочий на мачте линии высокого напряжения имеет практически лишь одну руку свободной и поэтому хочет без перехвата получать в руку игольный пистолет и работать с ним. Для этого он закрепляет игольный пистолет на страховочном шнуре, например на поясе.
При обычной работе по удалению ржавчины рабочий прижимает игольный пистолет к поверхности, которая подлежит обработке, и при этом иголки прилегают своими головками непосредственно к наковальне. Если работа не выполняется, то иголки висят в носителе иголок, а «летающий» поршень неподвижен, так что не происходят колебания наковальни, а сами иголки удерживаются неподвижно в носителе иголок.
За счет указанного выше непрерывного режима работы, при котором, например, рычаг управления закреплен с помощью клейкой ленты на рукоятке, «летающий» поршень перемещается туда и обратно также тогда, когда работа не выполняется и, следовательно, иголки не прилегают к наковальне. Поскольку «летающий» поршень продолжает передавать свои импульсы на наковальню, колебания наковальни передаются на носитель иголок. В соответствии с этим колеблется также носитель иголок, который прижимается пружиной сжатия к наковальне. Колебания носителя иголок приводят к тому, что иголки также практически без нагрузки выполняют колебательные движения и при этом ударяются о наковальню, которая снова передает иголкам ударный импульс. В соответствии с этим на носитель иголок воздействует ударная нагрузка со стороны головок иголок. Носитель иголок, который обычно изготовлен из пластмассы, не предназначен для ударных нагрузок такого типа и поэтому после относительно короткого времени разрушается.
Поэтому задачей данного изобретения является такое улучшение ударного устройства указанного в начале вида, чтобы увеличить срок службы устройства также при непрерывном использовании.
Эта задача решена с помощью ударного устройства с признаками пункта 1 формулы изобретения.
Первые попытки решения этой проблемы посредством изготовления носителя иголок из металла оказались неуспешными. Выполненные относительно тонко головки иголок, которые изготовлены из закаленной стали, очень быстро подвергались усталостному разрушению. В частности, головки практически отделялись от иголок. В решении согласно изобретению эта проблема больше не возникала.
Ниже приводится подробное описание различных примеров выполнения ударного устройства согласно изобретению со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 - центральный продольный разрез заявленного ударного устройства в виде игольного пистолета;
фиг. 2 - диаметральный разрез выполненного согласно изобретению носителя иголок с пластинчатой вставкой;
фиг. 3 - вставка в виде стакана;
фиг. 4 - носитель иголок, в котором залиты две промежуточные пластины;
фиг. 5 - носитель иголок, выполненный в виде многослойной перфорированной пластины, и распорное кольцо, которое расположено между перфорированной пластиной и наковальней.
1
2
Показанное здесь ударное устройство в виде игольного пистолета соответствует по конструкции DE-U-84 32 499 или соответственно СН-А-654 513. Принцип действия устройства описан в этих публикациях. Главную часть ударного устройства образует цилиндрический корпус 1, который имеет по существу форму цилиндра с круговым поперечным сечением. В цилиндрическом корпусе 1 установлен с возможностью скольжения подвижный цилиндр 2, который с помощью контактных уплотнительных колец 19 уплотнен относительно цилиндрического корпуса 1. В цилиндре 2 расположен «летающий» поршень 3, который снабжен утолщенным концом, который движется в первой напорной камере D, в то время как противоположный, более тонкий конец летающего поршня 3, снабжен молотообразной головкой и движется во второй напорной камере D. Утолщенный конец поршня обозначен позицией 25, а более тонкий, выполненный в виде молотообразной головки конец обозначен позицией 26. Летающий поршень 3, который колебательно возвратно-поступательно движется, ударяется соответственно в наковальню 4. Наковальня 4 имеет стальной сердечник 40 и обхвачена утолщенным контактным кольцом 41 из стойкой к истиранию пластмассы. В контактном кольце 41 сформировано в осевом направлении множество канавок 42 для выхода сжатого воздуха. На наковальню 4 опирается носитель 5 иголок, который в показанном варианте выполнения имеет приблизительно стаканообразную форму и описание специального выполнения которого в соответствии с изобретением будет приведено ниже. Носитель 5 иголок под давлением пружины 6 сжатия прижимается к наковальне 4, а тот в свою очередь к цилиндру 2. Пружина 6 опирается в цилиндрическом корпусе 1 на уступообразное сужение 18. Пружина 7, которая расположена на противоположном конце в цилиндрическом корпусе 1, опирается на крышку 9 и прилегает к подвижному цилиндру 2. Подвижный цилиндр 2 или соответственно его первая напорная камера
1
1
2
D закрывается крышкой 8 цилиндра. Показанное ударное устройство работает с помощью сжатого воздуха, который подается через рукоятку 10 из подающего трубопровода 11. Рукоятка образована трубой 13, которая через воздушный вход 12 находится в сообщающемся соединении с цилиндрическим корпусом 1 или соответственно с напорной камерой D и в опосредованном соединении со второй напорной камерой D. Через соединительный патрубок подающий трубопровод 11 соединен с образующей рукоятку трубой 13. На трубу 13 надета захватная манжета 14. В соединительном патрубке расположен клапан 17, который приводится в действие вручную с помощью управляющего рычага 15. Управляющий рычаг 15 установлен с возможностью поворота вокруг оси 16 рычага.
1
1
2
В летающем поршне 3 выполнено Т-образное отверстие 22, которое состоит из центрального осевого отверстия 23 и диаметрального отверстия 24. Через воздушный вход 12 сжатый воздух попадает в сформированную в подвижном цилиндре окружную камеру 27 подачи воздуха, который входит через отверстие в подвижном цилиндре 2. При этом поршень своим утолщенным концом 25 отжимается в направлении крышки 8 цилиндра, пока летающий поршень не сдвинется так далеко, что диаметральное отверстие 24 соединяется с камерой цилиндра на стороне подвода воздуха, за счет чего сжатый воздух через центральное осевое отверстие 23 проходит в первую напорную камеру D и перемещает поршень в противоположном направлении, при этом он ударяется в наковальню, а сжатый воздух через Т-образное отверстие 22 проходит из первой напорной камеры D во вторую напорную камеру D, при этом наковальня соответственно поднимается от своего седла на подвижном цилиндре 2 и сжатый воздух выходит через выпускные канавки 42, которые имеются также на носителе 5 иголок. После выхода сжатого воздуха пружина 6 сдвигает носитель 5 иголок, наковальню 4 и тем самым поршень 3 снова в исходное положение и цикл повторяется.
Ниже приводится описание выполнения согласно изобретению носителя 5 иголок со ссылками на фиг. 2-5. Носитель 5 иголок имеет по существу одну направляющую пластину 50, в которой выполнено множество направляющих отверстий 51 для иголок. Направляющие отверстия 51 для иголок равномерно распределены по поверхности круговой направляющей пластины 50. Расстояние между двумя соседними направляющими отверстиями 51 для иголок выбрано так, что головки 21 иголок 20 не соприкасаются друг с другом. К направляющей пластине 50 примыкает кольцевая стенка 52, которая в вариантах выполнения согласно фиг. 2 и 4 соединена за одно целое с направляющей пластиной 50 для иголок. Кольцевая стенка 52 имеет несколько проходящих в осевом направлении равномерно распределенных по периферии канавок 53 для выпуска сжатого воздуха. Кольцевая стенка 52 носителя 5 иголок служит для опоры и направления носителя 5 иголок в цилиндрическом корпусе 1. Таким образом, носитель 5 иголок имеет в целом стаканообразную форму, стенка которого прилегает к неизображенной наковальне. Таким образом, между наковальней и направляющей пластиной 50 остается полое пространство 54, которое ограничено по периферии кольцевой стенкой 52. В этом полом пространстве 54 находятся головки 21 иголок 20. Если ударное устройство не работает, то иголки 20 расположены в отверстиях 51 направляющей пластины 50 так, что головки иголок свободно прилегают к направляющей пластине 50 внутри полого пространства 54. При работе устройства иголки 20 прижимаются к подлежащей обработке поверхности и головки 21 иголок прилегают к наковальне. Под действием ударных импульсов летающего поршня, которые через наковальню передаются на иголки 20, иголки 20 приводятся в колебательное движение. Однако при этом они обычно выполняют это колебательное движение так, что головки 21 иголок не приходят в соприкосновение с направляющей пластиной 50 носителя 5 иголок. Однако, как указывалось выше, эта ситуация изменяется, когда устройство работает без нагрузки. В этом случае иголки 20 возвратно-поступательно перемещаются практически по всей высоте кольцевой стенки 52 и ударяются с соответственно высокой скоростью о внутреннюю поверхность направляющей пластины 50. Поэтому для исключения соответствующих повреждений иголок 20 и носителя 5 иголок в соответствии с изобретением предлагается изготавливать носитель иголок, по меньшей мере, из двух слоев материала различной твердости. При этом слои, естественно, должны быть расположены перпендикулярно направлению перемещения иголок. В варианте выполнения, показанном на фиг. 2, как указывалось выше, направляющая пластина 50 с расположенными в ней направляющими отверстиями 51 для иголок и кольцевая стенка 52 выполнены за одно целое, например, способом литья пластмассы под давлением. В соответствии с этим пластмассовое дно образует первый слой 55 материала, к которому прилегает второй слой 56 материала. Этот второй слой 56 материала является в показанном на фиг. 2 примере выполнения металлической пластиной, которая имеет отверстия, которые соответствуют направляющим отверстиям 51 для иголок. В принципе этот второй слой 56 материала может прилегать свободно. Для упрощения монтажа на внутренней стороне кольцевой стенки 52 расположено, по меньшей мере, одно проходящее вплоть до направляющей пластины 50 утолщение 57 для ориентации положения, а второй слой 56 материала, который в данном случае выполнен в качестве защитной пластины 58, снабжен соответственно отформованным желобком. Второй слой 56 материала или соответственно защитная пластина 58 может быть изготовлена из различных материалов. Она может быть металлической пластиной, при этом предпочтительно используется более мягкий материал, чем материал, из которого выполнены закаленные иголки 20 или соответственно их головки 21. Наряду с относительно мягкими стальными или железными сплавами можно применять также различные цветные металлы и их сплавы или алюминий. Однако можно также изготавливать защитную пластину 58 или соответственно второй слой 56 материала из особенно высококачественной пластмассы, которая является соответственно прочной на износ и ударные нагрузки. Для этого пригодны, в частности, пластмассы из группы РВО, РА или РЕ. Следовательно, в этом случае оба слоя 55 и 56 материала состоят из пластмассы. В этом случае целесообразно изготавливать более твердый слой из материала, твердость которого по шкале А. Шора составляет более 50°.
Однако совсем не обязательно, чтобы более твердый слой всегда был слоем, о который ударяются головки 21 иголок. Если, например, носитель 5 иголок изготовлен в целом из относительно твердого металла, то второй слой 56 материала может быть изготовлен из относительно тонкого слоя пластмассы. При этом этот тонкий слой из пластмассы может быть относительно сильно упругим. Возможно, например, покрытие, улучшенное пластмассой. Вполне возможен также слой в виде лака горячей сушки.
Вместо вложенной или вклеенной защитной пластины 58, второй слой 56 материала может быть также выполнен в виде защитного стакана 59, как показано на фиг. 3. Защитный стакан 59 можно формировать и штамповать из любого металлического листа. Затем защитный стакан вдвигается с геометрическим и/или силовым замыканием в носитель 5 иголок, естественно, снова так, что его отверстия совпадают с отверстиями защитного стакана 59.
На фиг. 4 показан другой вариант выполнения носителя 5 иголок, при этом в данном случае чередуются несколько первых слоев 55 материала и несколько вторых слоев 56 материала. При этом вторые слои 56 материала могут быть непосредственно залиты под давлением в носитель 5 иголок. В этом случае практически весь носитель 5 иголок изготавливается за одно целое, при этом направляющая пластина 50 вместе с кольцевой стенкой 52 выполняется из материала первого слоя, а второй слой материала заливается под давлением (впрыскивается) в виде прокладки. В этом случае затем штампуются направляющие отверстия 51 для иголок.
Наконец, на фиг. 5 показана другая возможность выполнения носителя 5 иголок. В данном случае направляющая пластина 50 изготавливается в виде собственно пластины, которая состоит, по меньшей мере, из одного первого слоя 55 материала и одного второго слоя 56 материала. При этом речь идет, например, о многослойных пластинах, из которых штампуют направляющую пластину 50 с направляющими отверстиями 51 для иголок. В этом случае кольцевая стенка 52 изготавливается отдельно и состоит из цилиндрического кольца, которое может быть изготовлено из пластмассы или металла и которое заменяет первоначальную кольцевую стенку 52. В этом случае можно не только свободно комбинировать материал первого слоя 55 и второго слоя 56, но также выполнять независимо от них отдельно изготавливаемое опорное кольцо 60 из любого материала. В этом случае также, естественно, необходимо следить за тем, чтобы образовывались пары материалов, которые приводят к возможно меньшему износу материалов. Если первый слой 55 материала, который в установленном положении нагружается пружиной 6 сжатия, выполнен из относительно мягкой пластмассы, то целесообразно предусматривать промежуточное кольцо 61, которое расположено между направляющей пластиной 50 и пружиной 6 сжатия.
В частности, решение согласно фиг. 5, в котором носитель 5 иголок выполнен практически составным, позволяет предусматривать также слои материала, которые имеют высокую упругость, за счет чего оказывается влияние в целом на колебательное движение игольного пистолета.
Перечень позиций
1 Цилиндрический корпус
2 Подвижный цилиндр
3 Летающий поршень
4 Наковальня
5 Носитель иголок
6,7 Пружины сжатия
8 Крышка цилиндра
9 Крышка корпуса
10 Рукоятка
11 Подающий трубопровод
12 Воздушный вход
13 Труба рукоятки
14 Манжета рукоятки
15 Управляющий рычаг
16 Ось рычага
17 Клапан
18 Уступообразное сужение
19 Контактное уплотнительное кольцо
20 Иголки
21 Головка иголки
22 Т-образное отверстие
23 Центральное осевое отверстие
24 Диаметральное отверстие
25 Утолщенный конец поршня
26 Молотообразный более тонкий конец поршня
27 Камера подачи воздуха
1
D Первая напорная камера
2
DВторая напорная камера
40 Стальной сердечник
41 Утолщенное контактное кольцо
42 Разгрузочные канавки
50 Направляющая пластина
51 Направляющие отверстия для иголок
52 Кольцевая стенка
53 Канавки для выпуска сжатого воздуха
54 Полое пространство
55 Первый слой материала
56 Второй слой материала
57 Утолщение для ориентации
58 Защитная пластина
59 Защитный стакан
60 Опорное кольцо
61 Промежуточное кольцо