УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РУЧНОЙ МАШИНЫ
IMPACTOR FOR A PORTABLE TOOL

В публикации ЕР 1690642 А1 уже было предложено ударное устройство для ручной машины, имеющее ударный механизм, содержащий по меньшей мере один боек и по меньшей мере одну кулачковую передачу, которая по меньшей мере в режиме ударного сверления приводит в движение боек.
Объектом изобретения является ударное устройство для ручной машины, имеющее ударный механизм, содержащий по меньшей мере один установленный с возможностью линейного перемещения боек и по меньшей мере одну кулачковую передачу, которая по меньшей мере в режиме ударного сверления приводит в движение боек в осевом направлении удара, причем боек имеет часть кулачковой передачи, а ударный механизм содержит соединительное средство, которое по меньшей мере в одном рабочем режиме передает движение на боек.
В соответствии с изобретением кулачковая передача имеет участок взведения ударного механизма, который по меньшей мере в режиме ударного сверления перемещает боек против направления удара, и участок спуска ударного механизма, который соединительное средство проходит, не испытывая осевого усилия, причем участок взведения ударного механизма выполнен в виде спирали и проходит на 180° вокруг оси вращения инструментального шпинделя, а участок спуска ударного механизма соединяет два конца участка взведения ударного механизма и проходит вокруг оси вращения инструментального шпинделя на 180°.
Под ударным механизмом понимается, в частности, устройство, предусмотренное для создания ударного импульса и выдачи этого импульса, в частности, в направлении рабочего инструмента. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере в режиме ударного сверления ударный механизм передавал ударный импульс на рабочий инструмент ручной машины через инструментальный шпиндель и/или, в частности, через инструментальный патрон устройства для ручной машины. Предпочтительно, чтобы ударный механизм был предусмотрен для преобразования вращательного движения в движение удара, в частности, в поступательное движение удара. Слово "предусмотренный" следует понимать, в частности, как специально установленный, выполненный и/или оснащенный. Под бойком понимается, в частности, средство, которому по меньшей мере в режиме ударного сверления сообщается ускорение, в частности ускорение поступательного движения, и которое отдает полученный при ускорении импульс в качестве ударного импульса в направлении рабочего инструмента. Предпочтительно, чтобы боек был выполнен цельным. В качестве альтернативы цельному исполнению, боек может быть выполнен составным. Под кулачковой передачей понимается, в частности, устройство, которое по меньшей мере посредством специально сформированной направляющей поверхности, вдоль которой по меньшей мере в режиме ударного сверления движется соединительное средство, превращает энергию вращения в энергию линейного движения бойка для генерирования ударов. Предпочтительно, чтобы ударный механизм содержал пружину, которая для генерирования удара накапливает кинетическую энергию линейного движения бойка. В качестве специально сформированной направляющей поверхности предпочтительно использовать поверхность, ограничивающую криволинейную направляющую кулачковой передачи. Под соединительным средством понимается, в частности, средство, создающее механическую связь между по меньшей мере одной деталью ударного механизма, вращающейся в режиме ударного сверления, в частности шпинделем ударного механизма, и бойком, установленным с возможностью линейного перемещения. В частности, под криволинейной направляющей понимается ограниченная направляющей поверхностью область, в которой по меньшей мере в одном рабочем режиме движется соединительное средство. Под пружиной ударного механизма понимается, в частности, пружина, которая по меньшей мере в одном рабочем режиме накапливает по меньшей мере часть энергии удара. Под опиранием (установкой) пружины ударного механизма понимается, в частности, то, что часть пружины ударного механизма расположена неподвижно относительно бойка или часть пружины ударного механизма расположена неподвижно относительно корпуса ручной машины. Пружина ударного механизма имеет подходящее с точки зрения специалиста исполнение, но предпочтительно ее выполнение в виде винтовой пружины. В этой связи под приведением в движение понимается, в частности, то, что кулачковая передача передает бойку энергию для генерирования ударов. Под выражением "боек имеет часть кулачковой передачи" понимается, в частности, то, что боек имеет поверхность, воздействуя на которую, соединительное средство непосредственно передает бойку энергию для создания движения удара. Предпочтительно, чтобы относящаяся к бойку часть кулачковой передачи была выполнена в виде поверхности, обеспечивающей неподвижное относительно бойка крепление соединительного средства. Целесообразно, чтобы относящаяся к бойку часть кулачковой передачи имела ограниченную вышеупомянутой поверхностью крепежную выемку, обеспечивающую неподвижное относительно бойка крепление соединительного средства. Целесообразно, чтобы боек был предусмотрен для крепления на нем соединительного средства, которое во время работы ручной машины соединяет часть кулачковой передачи, относящуюся к бойку, и другую часть кулачковой передачи, в частности криволинейную направляющую. Предпочтительно, чтобы соединительное средство и боек были соединены жестко, без подпружинивания. Это означает, в частности, то, что между соединительным средством и бойком отсутствует упругое звено. В качестве альтернативы, соединительное средство может быть выполнено, по меньшей мере частично, за одно целое с бойком. Кроме того, в качестве альтернативы, относящаяся к бойку часть кулачковой передачи может быть выполнена в виде криволинейной направляющей. Под неподвижным расположением понимается, в частности, то, что при работе ударного механизма ось симметрии и/или центр соединительного средства по меньшей мере по существу неподвижен относительно бойка. Предлагаемое в изобретении выполнение устройства для ручной машины позволяет создать особенно компактный, легкий и в то же время мощный ударный механизм. В частности, это позволяет отказаться от применения в приводе ударного механизма качающего ("пьяного") подшипника или качающегося рычага.
Как указано выше, кулачковая передача имеет участок спуска, или свободного хода, ударного механизма, благодаря чему при малой монтажной длине достигается высокая энергия удара и уменьшение изнашивания. Под участком спуска ударного механизма понимается, в частности, участок криволинейной направляющей кулачковой передачи, в котором соединительное средство находится в то время, когда пружина ударного механизма, высвобождая накопленную энергию, ускоряет боек в направлении удара. Предпочтительно, чтобы участок спуска ударного механизма был выполнен такой ширины, чтобы соединительное средство могло проходить через участок спуска ударного механизма по различным траекториям. Предпочтительно, чтобы на участке спуска ударного механизма кулачковая передача по меньшей мере в режиме ударного сверления не прикладывала к бойку никаких усилий.
Кроме того, как указано выше, кулачковая передача имеет участок взведения ударного механизма, чем достигается, в частности, уменьшение вибраций во время работы ударного механизма. В частности, под участком взведения ударного механизма понимается участок криволинейной направляющей кулачковой передачи, который по меньшей мере в режиме ударного сверления перемещает боек, в частности относительно корпуса ручной машины, против направления удара. Предпочтительно, чтобы перемещение бойка участком взведения ударного механизма против направления удара приводило к сжатию пружины ударного механизма. Предпочтительно, чтобы направляющая поверхность на участке взведения ударного механизма проходила с наклоном к направлению удара под углом, составляющим от 5° до 35°, предпочтительно - от 10° до 25°.
Как указано выше, ударный механизм содержит соединительное средство, которое по меньшей мере в одном рабочем режиме передает движение, в частности от шпинделя ударного механизма, на боек, чем достигаются уменьшение изнашивания, эффективность изготовления и простота сборки.
Кроме того, предлагаемое в изобретении ударное устройство для ручной машины содержит инструментальный шпиндель, который по меньшей мере в одной плоскости окружает боек. Под инструментальным шпинделем понимается, в частности, вал, передающий вращательное движение от планетарного механизма на инструментальный патрон. Предпочтительно, чтобы инструментальный шпиндель был выполнен в виде сплошного вала. В качестве альтернативы, инструментальный шпиндель может быть выполнен и в виде полого вала.
В одном варианте осуществления изобретения кулачковая передача имеет монтажную выемку, что улучшает сборку, повышает производственную технологичность, и позволяет выполнить кулачковую передачу особенно малых размеров. Под монтажной выемкой понимается, в частности, ограниченная шпинделем ударного механизма и/или бойком область, через которую при сборке ударного механизма в криволинейную направляющую помещают соединительное средство.
В еще одном варианте осуществления изобретения ударный механизм содержит шпиндель, имеющий по меньшей мере одну часть кулачковой передачи, чем обеспечивается компактность выполнения ударного механизма. Под шпинделем ударного механизма понимается, в частности, вал, передающий кулачковой передаче вращательное движение от планетарного механизма устройства для ручной машины. Предпочтительным является выполнение шпинделя ударного механизма в виде полого вала.
Далее, шпиндель ударного механизма имеет криволинейную направляющую кулачковой передачи, что упрощает изготовление. В качестве альтернативы этому варианту или в дополнение к нему, шпиндель ударного механизма может иметь крепежную выемку для неподвижного относительно шпинделя ударного механизма крепления соединительного средства и/или может быть по меньшей мере частично выполнен за одно целое с соединительным средством.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения боек по меньшей мере в одной плоскости окружает шпиндель ударного механизма, что обеспечивает возможность выполнения ударного механизма с малым объемом и весом. В частности, под выражением "по меньшей мере в основном окружает по меньшей мере в одной плоскости" понимается то, что лучи, выходящие из оси шпинделя ударного механизма и расположенные в вышеупомянутой плоскости, пересекают боек в угловом диапазоне, составляющем по меньшей мере 180°, предпочтительно - по меньшей мере 270°. Особенно предпочтительно, чтобы боек окружал шпиндель ударного механизма на 360°.
В еще одном варианте осуществления изобретения инструментальный шпиндель установлен по существу соосно со шпинделем ударного механизма, чем обеспечивается особенно компактное выполнение ударного механизма. В частности, под по меньшей мере по существу соосным расположением понимается то, что ось вращения инструментального шпинделя и ось вращения шпинделя ударного механизма по меньшей мере в одной точке расположены на расстоянии друг от друга, меньшем 20 мм, предпочтительно - меньшем 10 мм, и различаются по направлению менее чем на 15°, предпочтительно - менее чем на 5°. Особенно предпочтительно, чтобы ось вращения инструментального шпинделя и ось вращения шпинделя ударного механизма находились на одной прямой и проходили в одном направлении.
В еще одном варианте осуществления изобретения ударный механизм содержит направляющее устройство бойка, обеспечивающее установку бойка с фиксацией от проворачивания, чем обеспечивается простота конструкции кулачковой передачи. Под направляющим устройством бойка понимается, в частности, устройство, посредством которого боек установлен с возможностью перемещения параллельно направлению удара. В частности, под установкой с фиксацией от проворачивания понимается то, что направляющее устройство бойка противодействует, в частности, любому повороту бойка относительно корпуса ручной машины.
Далее, предлагаемое в изобретении ударное устройство для ручной машины содержит корпус ручной машины, причем ударный механизм содержит пружину, опирающуюся на боек и на корпус ручной машины, чем достигается особенно малая осевая монтажная длина. В частности, под корпусом ручной машины понимается корпус, имеющий внутреннее пространство, в котором расположены по меньшей мере ударный механизм, планетарный механизм и приводной узел ручной машины. Предпочтительно, чтобы корпус ручной машины по меньшей мере частично соединял друг с другом по меньшей мере ударный механизм, планетарный механизм и приводной узел ручной машины.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения ударный механизм содержит первую кулачковую передачу и вторую кулачковую передачу, что обеспечивает уменьшение изнашивания и высокую плавность хода.
Объектом изобретения является также ручная машина, содержащая предлагаемое в изобретении ударное устройство для ручной машины. Предпочтительно, чтобы ручная машина была предусмотрена для приведения в движение рабочего инструмента в режиме заворачивания (резьбовых соединений), в режиме безударного сверления, в режиме ударного сверления и, в частности, в режиме долбления.
Другие преимущества изобретения выявляются в нижеследующем описании его осуществления, поясняемом чертежами. На чертежах в качестве примера представлено пять вариантов осуществления изобретения. На чертежах, в описании и в формуле изобретения многочисленные признаки содержатся в определенной комбинации. Исходя из целесообразности, специалист сможет также рассматривать эти признаки в отдельности и объединять их в другие рациональные комбинации. На чертежах показано:
на фиг. 1 - продольный разрез ручной машины с предлагаемым в изобретении ударным устройством,
на фиг. 2 - местный вид в продольном разрезе ударного механизма и планетарного механизма, входящих в состав ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 3 - первый поперечный разрез А-А в плоскости, проходящей через ударный механизм, входящий в состав ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 4 - второй поперечный разрез В-В в плоскости, проходящей через ударный механизм, входящий в состав ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 5 - аксонометрическое изображение шпинделя ударного механизма, входящего в состав ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 6 - аксонометрическое изображение бойка ударного механизма, входящего в состав ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 7 - поперечный разрез С-С в плоскости, проходящей через первую ступень планетарного механизма и первое устройство отключения ударов, входящие в состав ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 8 - поперечный разрез D-D в плоскости, проходящей через управляющий элемент и второе устройство отключения ударов, входящие в состав ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 9 - изображение в аксонометрии с вырезом части ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 10 - поперечный разрез Е-Е в плоскости, проходящей через устройство блокировки шпинделя, входящее в состав ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 11 - поперечный разрез F-F в плоскости, проходящей через блокирующие средства устройства блокировки шпинделя, входящие в состав ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 12 - поперечный разрез G-G в плоскости, проходящей через вторую ступень планетарного механизма, входящего в состав ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 13 - поперечный разрез Н-Н в плоскости, проходящей через третью ступень планетарного механизма, входящего в состав ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 14 - поперечный разрез I-I в плоскости, проходящей через четвертую ступень планетарного механизма, входящего в состав ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 15 - схематическое изображение устройства управления и предохранительного устройства, входящих в состав ударного устройства для ручной машины, показанного на фиг. 1,
на фиг. 16 - альтернативный вариант выполнения первого устройства отключения ударов, входящего в состав предлагаемого в изобретении ударного устройства для ручной машины,
на фиг. 17 - еще один вариант выполнения первого устройства отключения ударов, входящего в состав предлагаемого в изобретении ударного устройства для ручной машины,
на фиг. 18 - альтернативный вариант выполнения пружины отключения ударов, входящей в состав предлагаемого в изобретении ударного устройства для ручной машины и
на фиг. 19 - альтернативный вариант выполнения первого устройства управления и предохранительного устройства, входящих в состав предлагаемого в изобретении ударного устройства для ручной машины.
На фиг. 1 показана ручная машина 10а. Ручная машина 10а выполнена в виде ударной дрели-шуруповерта. Ручная машина 10а содержит предлагаемое в изобретении ударное устройство 12а для ручной машины, корпус 14а и разъем 16а
аккумулятора. Разъем 16а аккумулятора предусмотрен для подключения не показанного на чертеже аккумулятора, обеспечивающего питание устройства 12а для ручной машины электрической энергией. Корпус 14а ручной машины выполнен пистолетного типа. Корпус 14а ручной машины имеет несколько частей. Он имеет рукоятку 18а, захватываемую оператором при работе ручной машиной 10а. Устройство 12а для ручной машины включает в себя узел 20а направления рабочего инструмента, ударный механизм 22а, первое устройство 24а отключения ударов, второе устройство 26а отключения ударов, планетарный механизм 28а, приводной узел 30а, устройство 32а управления и узел 34а ограничения крутящего момента. Узел 20а направления рабочего инструмента содержит инструментальный патрон 36а и инструментальный шпиндель 38а. В инструментальном патроне 36а во время работы ручной машиной закреплен не показанный на чертежах рабочий инструмент, например сверло или резьбозавертывающая насадка. В инструментальном патроне 36а рабочий инструмент фиксируется за счет силового замыкания. Инструментальный патрон 36а имеет три кулачка, установленных с возможностью перемещения оператором и зажимающих рабочий инструмент во время работы ручной машиной. Кроме того, рабочий инструмент закреплен в инструментальном патроне 36а таким образом, что во время работы ручной машиной рабочий инструмент неподвижен в осевом направлении относительно инструментального патрона 36а и, в частности, инструментального шпинделя 38а. Деталь инструментального патрона 36а и инструментальный шпиндель 38а неподвижно соединены между собой. В данном случае инструментальный патрон 36а и инструментальный шпиндель 38а соединены друг с другом посредством резьбового соединения. Устройство 12а для ручной машины включает в себя опору 40а, посредством которой инструментальный шпиндель 38а установлен со стороны, обращенной к инструментальному патрону 36а. В опоре 40а инструментальный шпиндель 38а установлен с возможностью осевого перемещения. Опора 40а соединена с инструментальным шпинделем 38а неподвижно в осевом направлении. В корпусе 14а ручной машины опора 40а установлена подвижно в осевом направлении. Устройство 12а для ручной машины содержит еще одну опору 41а, посредством которой инструментальный шпиндель 38а установлен со стороны, обращенной к планетарному механизму 28а. Опора 41а выполнена в виде подшипника качения, в данном случае - в виде игольчатого подшипника, обеспечивающего опирание инструментального шпинделя с малым люфтом. В опоре 41а инструментальный шпиндель 38а установлен с возможностью осевого перемещения. Шпиндель 46а ударного механизма окружает опору 41а, т.е. расположен вокруг нее. Опора 41а расположена между инструментальным шпинделем 38а и шпинделем 46а ударного механизма, обеспечивая передачу усилий между ними.
Инструментальный шпиндель 38а имеет ударную поверхность 42а, по которой в режиме ударного сверления ударяет боек 44а ударного механизма 22а. Боек 44а имеет массу, не превышающую двух третьих массы узла 20а направления рабочего инструмента. В данном случае масса бойка 44а составляет менее половины массы узла 20а направления рабочего инструмента. В частности, масса бойка 44а составляет примерно 45% массы узла 20а направления рабочего инструмента.
На фиг. 2 ударный механизм 22а и планетарный механизм 28а показаны более подробно. Ударный механизм 22а содержит боек 44а, шпиндель 46а, пружину 48а, устройство 50а привода бойка и направляющее устройство 52а бойка. Боек 44а установлен с возможностью поступательного перемещения в направлении 54а удара. Направление 54а удара ориентировано параллельно осевому направлению шпинделя 46а ударного механизма.
На фиг. 3 и 4 показаны виды ударного механизма 22а в поперечных разрезах А-А и В-В. Направляющее устройство 52а бойка обеспечивает установку бойка 44а с фиксацией от проворачивания относительно корпуса 14а ручной машины. Направляющее устройство 52а бойка включает в себя три направляющих стержня 56а, по которым скользит боек 44а. Направляющие стержни 56а равномерно распределены вокруг бойка 44а. Боек 44а имеет поверхности 58а скольжения, охватывающие направляющие стержни 56а на 180° в плоскости, перпендикулярной направлению 54а удара. Боек 44а окружает шпиндель 46а ударного механизма в плоскости, ориентированной перпендикулярно направлению 54а удара, на 360°. Кроме того, боек 44а в этой плоскости окружает на 360° инструментальный шпиндель 38а. Также в этой плоскости инструментальный шпиндель 38а окружен на 360° шпинделем 46а ударного механизма. Шпиндель 46а ударного механизма установлен соосно с инструментальным шпинделем 38а.
Перед нанесением удара в направлении 54а боек 44а ускоряется пружиной 48а ударного механизма. Для этого пружина 48а ударного механизма с противоположной бойку 44а стороны опирается на корпус 14а ручной машины. Пружина 48а ударного механизма непосредственно толкает боек 44а. Боек 44а имеет средство 60а для крепления пружины. Средство 60а для крепления пружины выполнено в виде кольцевого углубления. На фиг. 5 изображен в перспективе шпиндель 46а ударного механизма. На фиг. 6 изображен в перспективе боек 44а. Устройство 50а привода бойка содержит первую кулачковую передачу 62а и вторую кулачковую передачу 64а. В состав каждой из кулачковых передач 62а, 64а входят соответствующие криволинейные направляющие 66а, 68а и соединительные средства 70а, 72а. Соединительные средства 70а, 72а выполнены шарообразными. Соединительные средства 70а, 72а установлены на бойке 44а неподвижно относительно бойка 44а. Боек 44а имеет полусферические крепежные выемки 74а. В режиме ударного сверления соединительные средства 70а, 72а скользят в криволинейных направляющих 66а, 68а. Шпиндель 46а ударного механизма имеет часть кулачковых передач 62а, 64а, а именно криволинейные направляющие 66а, 68а. Шпиндель 46а ударного механизма ограничивает пространство, в котором в режиме ударного сверления движутся соединительные средства 70а, 72а.
Шпиндель 46а ударного механизма выполнен в виде полого вала. Планетарный механизм 28а приводит в движение шпиндель 46а ударного механизма. Для этого шпиндель 46а ударного механизма с обращенной от инструментального патрона 36а, т.е. противоположной инструментальному патрону, стороны имеет зубчатый венец 76а. Каждая из криволинейных направляющих 66а, 68а имеет, соответственно, участок 78а, 80а спуска ударного механизма, участок 82а, 84а взведения ударного механизма и монтажную выемку 86а, 88а. При сборке ударного механизма соединительные средства 70а, 72а вводят в крепежные выемки 74а бойка 44а через монтажные выемки 86а, 88а. В режиме ударного сверления шпиндель 46а ударного механизма вращается, глядя в направлении 54а удара, по часовой стрелке. Участки 82а, 84а взведения ударного механизма выполнены в виде спиралей. Они проходят на 180° вокруг оси 90а вращения шпинделя 46а ударного механизма. Таким образом, в режиме ударного сверления участки 82а, 84а взведения ударного механизма перемещают соединительные средства 70а, 72а, а значит и боек 44а, против направления 54а удара. Таким образом, ударный механизм 22а содержит соединительные средства 70а, 72а, которые по меньшей мере в одном рабочем режиме передают движение со шпинделя 46а ударного механизма на боек 44а.
Участки 78а, 80а спуска ударного механизма соединяют по два конца 92а, 94а, 96а, 98а участков 82а, 84а взведения ударного механизма. Участки 78а, 80а спуска ударного механизма проходят вокруг оси 90а вращения шпинделя 46а ударного механизма на 180°. Участки 78а, 80а спуска ударного механизма имеют по одной боковой поверхности 100а, 102а, проходящей от обращенного к планетарному механизму 28а конца 94а, 96а участка 82а взведения ударного механизма примерно параллельно направлению 54а удара. После того как соединительные средства 70а, 72а войдут в участки 78а, 80а спуска криволинейных направляющих ударного механизма, пружина 48а ударного механизма ускоряет боек 44а и соединительные средства 70а, 72а в направлении 54а удара. При этом соединительные средства 70а, 72а проходят участки 78а, 80а спуска ударного механизма, не испытывая осевых усилий, пока боек 44а не натолкнется на ударную поверхность 42а. Кулачковые передачи 62а, 64а расположены со смещением относительно друг друга на 180° вокруг оси 90а вращения. В осевом направлении кулачковые передачи 62а, 64а расположены друг за другом.
Планетарный механизм 28а имеет первую ступень 104а, вторую ступень 106а, третью ступень 108а и четвертую ступень 110а. На фиг. 7 в поперечном разрезе С-С показана первая ступень 104а планетарного механизма. Показанные на фиг. 7, 12, 13 и 15 ступени 104а, 106а, 108а, 110а планетарного механизма содержат зубчатые колеса с числом зубьев, целесообразным с точки зрения специалиста. Зубчатые колеса ступеней 104а, 106а, 108а, 110а планетарного механизма находятся в зацеплении друг с другом, что на чертежах частично не показано. Первая ступень 104а планетарного механизма повышает первую скорость вращения второй ступени 106а планетарного механизма для привода ударного механизма 22а. С этой первой скоростью вращения вторая ступень 1 Оба планетарного механизма приводит во вращение инструментальный шпиндель 38а. Зубчатый венец 76а шпинделя 46а ударного механизма образует солнечное колесо первой ступени 104а планетарного механизма. Этот зубчатый венец 76а находится в зацеплении с сателлитами 112а первой ступени 104а планетарного механизма, направляемыми водилом 114а первой ступени 104а. В зацеплении с сателлитами 112а первой ступени 104а планетарного механизма находится коронное колесо 116а первой ступени 104а.
Первое устройство 24а отключения ударов в режиме ударного сверления неподвижно фиксирует коронное колесо 116а первой ступени 104а планетарного механизма относительно корпуса 14а ручной машины. Первое устройство 24а отключения ударов предусмотрено для того, чтобы автоматически включать устройство 50а привода бойка при сверлении в первом, правом, направлении вращения и автоматически отключать устройство 50а привода бойка при сверлении во втором, левом, направлении вращения. Первое устройство 24а отключения ударов действует на коронное колесо 116а первой ступени 104а планетарного механизма. При сверлении в первом, правом, направлении вращения первое устройство 24а отключения ударов блокирует коронное колесо 116а первой ступени 104а планетарного механизма. При сверлении во втором, левом, направлении вращения первое устройство 24а отключения ударов освобождает коронное колесо 116а первой ступени 104а планетарного механизма, позволяя этому колесу вращаться. Для этого первое устройство 24а отключения ударов имеет три заклинивающих механизма 122а. Каждый из заклинивающих механизмов 122а содержит блокирующее средство 124а, первую контактную поверхность 126а, вторую контактную поверхность 128а и поверхность 130а свободного хода. Блокирующие средства 124а выполнены в виде роликов. Первая контактная поверхность 126а образована внешним участком поверхности коронного колеса 116а первой ступени 104а планетарного механизма. Вторая контактная поверхность 128а расположена неподвижно относительно корпуса 14а ручной машины. При сверлении ручной машиной в первом, правом, направлении вращения блокирующие средства 124а заклиниваются между первой контактной поверхностью 126а и вторыми контактными поверхностями 128а. При сверлении ручной машиной во втором, левом, направлении вращения поверхности 130а свободного хода направляют движение блокирующих средств 124а, толкая их, и таким образом препятствуют их заклиниванию.
Кроме того, на фиг. 7 показано соединительное средство 118а, соединяющее инструментальный шпиндель 38а и водило 120а второй ступени 106а планетарного механизма с фиксацией от взаимного проворачивания. В данном случае соединительное средство 118а соединяет инструментальный шпиндель 38а и водило 120а второй ступени 106а планетарного механизма с возможностью осевого перемещения.
Далее, на фиг. 3, 4 и 7 показаны три первых передаточных средства 132а второго устройства 26а отключения ударов. Передаточные средства 132а выполнены в виде стержней. На фиг. 8 показан поперечный разрез D-D в плоскости, проходящей через управляющий элемент 134а устройства 12а для ручной машины. На фиг. 9 в аксонометрии с вырезом показано второе устройство 26а отключения ударов. В показанном на фиг. 1, 8 и 9 режиме заворачивания и в режиме безударного сверления управляющий элемент 134а поддерживает узел 20а направления рабочего инструмента в направлении, противоположном направлении 54а удара. Усилие, прикладываемое к узлу 20а направления рабочего инструмента, действует через опору 40а, второе передаточное средство 136а второго устройства 26а отключения ударов и первые передаточные средства 132а на опорные поверхности 138а управляющего элемента 134а. В управляющем элементе 134а имеется три выемки 140а. В показанном на фиг. 2 режиме ударного сверления первые передаточные средства 132а могут вдвигаться в выемки 140а, что обеспечивает подвижность узла 20а направления рабочего инструмента в осевом направлении.
Второе устройство 26а отключения ударов имеет сцепную муфту 142а отключения ударов. Сцепная муфта 142а отключения ударов выполнена частично за одно целое с планетарным механизмом 28а, т.е. конструктивно объединена с ним. Сцепная муфта 142а отключения ударов расположена между первой ступенью 104а и второй ступенью 106а планетарного механизма. Сцепная муфта 142а отключения ударов содержит первую полумуфту 144а, соединенную с водилом 114а первой ступени 104а планетарного механизма с фиксацией от проворачивания относительно него. Сцепная муфта 142а отключения ударов также содержит вторую полумуфту 146а, соединенную с водилом 120а второй ступени 106а планетарного механизма с фиксацией от проворачивания относительно него. В представленном на вышеупомянутых чертежах режиме заворачивания и безударного сверления сцепная муфта 142а отключения ударов разомкнута. Во время ударного сверления, когда оператор прижимает рабочий инструмент к обрабатываемому объекту (заготовке), инструментальный шпиндель 38а передает на сцепную муфту 142а отключения ударов осевое нажимное усилие. Это нажимное усилие замыкает сцепную муфту 142а отключения ударов. На фиг. 2 сцепная муфта 142а отключения ударов показана замкнутой. Как только оператор отведет рабочий инструмент от обрабатываемого объекта, пружина 148а отключения ударов, входящая в состав устройства 12а для ручной машины, разомкнет сцепную муфту 142а отключения ударов.
Водило 120а второй ступени 106а планетарного механизма выполнено состоящим из двух частей. Первая часть 150а водила 120а второй ступени 106а планетарного механизма соединена с инструментальным шпинделем 38а с фиксацией от проворачивания относительно него. Кроме того, первая часть 150а водила 120а соединена с инструментальным шпинделем 38а с возможностью осевого перемещения относительно него, благодаря чему водило 120а связано с инструментальным шпинделем 38а с возможностью передачи ему вращения и в ударном режиме. Таким образом, первая часть 150а водила соединена с инструментальным шпинделем 38а постоянно. Первая часть 150а водила 120а опирается на пружину 148а отключения ударов с возможностью осевого перемещения, т.е. подпружинено в осевом направлении. Вторая часть 152а водила 120а второй ступени 106а планетарного механизма соединена с первой частью 150а водила 120а с фиксацией от проворачивания относительно нее. Первая часть 150а и вторая часть 152а водила 120а соединены с возможностью осевого перемещения относительно друг друга. Первая часть 150а и вторая часть 152а водила 120а постоянно соединены с фиксацией от взаимного проворачивания.
На фиг. 10 в поперечном разрезе показано устройство 154а блокировки шпинделя, входящее в состав устройства 12а для ручной машины. Устройство 154а блокировки шпинделя предусмотрено для того, чтобы соединять инструментальный шпиндель 38а с корпусом 14а ручной машины с фиксацией от проворачивания относительно него в случае приложения к инструментальному патрону 36а крутящего момента, например при зажимании рабочего инструмента в инструментальном патроне 36а. Устройство 154а блокировки шпинделя частично выполнено за одно целое с водилом 120а второй ступени 106а планетарного механизма. В состав устройства 154а блокировки шпинделя входят блокирующие средства 156а, первые контактные поверхности 158а, вторая контактная поверхность 160а и поверхности 162а свободного хода. Блокирующие средства 156а выполнены в виде роликов. Первые контактные поверхности 158а выполнены в виде участков поверхности первой части 150а водила 120а второй ступени 106а планетарного механизма. Первые контактные поверхности 158а выполнены ровными. Вторая контактная поверхность 160а образована внутренней стороной зажимного кольца 164а устройства 154а блокировки шпинделя. Зажимное кольцо 164а соединено с корпусом 14а ручной машины с фиксацией от проворачивания относительно него. Поверхности 162а свободного хода выполнены в виде участков поверхности второй части 152а водила 120а второй ступени 106а планетарного механизма. Если к инструментальному патрону 36а приложен крутящий момент, блокирующие средства 156а заклиниваются между первыми контактными поверхностями 158а и второй контактной поверхностью 160а. Во время работы приводного узла 30а поверхности 162а свободного хода направляют движение блокирующих средств 156а по окружности, толкая их, и таким образом препятствуют их заклиниванию. Первая часть 150а и вторая часть 152а водила 120а соединены друг с другом зубчатым соединением с люфтом.
На фиг. 1, 2, 9 и 10 показан узел 34а ограничения крутящего момента. Узел 34а ограничения крутящего момента предусмотрен для того, чтобы в режиме заворачивания ограничивать максимальный крутящий момент, создаваемый на инструментальном патроне 36а и передаваемый рабочему инструменту. В состав узла 34а ограничения крутящего момента входят орган 166а управления, ползун 168а, ограничивающие пружины 170а, не показанные на чертеже передаточные средства, первые упорные поверхности 172а, вторая упорная поверхность 174а и замыкающие средства 176а. Орган 166а управления выполнен кольцеобразным. Он примыкает к инструментальному патрону 36а со стороны планетарного механизма 28а. Орган 166а управления имеет ходовую резьбу 178а, сопряженную с ходовой резьбой 180а ползуна 168а. Ползун 168а установлен с фиксацией от проворачивания и с возможностью осевого перемещения. Таким образом, поворот органа 166а управления приводит к перемещению ползуна 168а в осевом направлении. Ограничивающие пружины 170а с одной стороны опираются на ползун 168а. С другой стороны ограничивающие пружины 170а опираются через передаточные средства на нажимное средство 182а узла 34а ограничения крутящего момента. На нажимном средстве 182а имеются первые упорные поверхности 172а. В режиме заворачивания нажимное средство 182а подвижно в осевом направлении опирается на ограничивающие пружины 170а, т.е. подпружинено последними. Вторая упорная поверхность 174а представляет собой участок поверхности коронного колеса 184а второй ступени 106а планетарного механизма. Во второй упорной поверхности 174а имеются желобчатые углубления 186а. Замыкающие средства 176а выполнены шарообразными, в частности в виде шариков. Замыкающие средства 176а установлены в выемках 188а трубчатой формы с возможностью перемещения в направлении 54а удара. На фиг. 11 узел 34а ограничения крутящего момента показан в поперечном разрезе F-F. При заворачивании резьбового соединения замыкающие средства 176а находятся в желобчатых углублениях 186а. При этом замыкающие средства 176а фиксируют коронное колесо 184а второй ступени 106а планетарного механизма, препятствуя его проворачиванию. При достижении установленного (посредством органа управления) максимального крутящего момента на рабочем инструменте замыкающие средства 176а отжимают нажимное средство 182а, преодолевая силу упругости ограничивающих пружин 170а. После этого замыкающие средства 176а перескакивают в соответственно ближайшие желобчатые углубления 186а. При этом коронное колесо 184а второй ступени 106а планетарного механизма проворачивается, в результате чего процесс заворачивания резьбового соединения прерывается.
Управляющий элемент 134а устройства 12а для ручной машины имеет упоры 190а, которые по меньшей мере при сверлении препятствуют осевому перемещению нажимного средства 182а. Для этого упоры 190а опираются на нажимное средство 182а в осевом направлении. Нажимное средство 182а имеет выемки 192а для режима заворачивания, в которые в режиме заворачивания, представленном, в частности, на фиг. 9, при достижении максимального крутящего момента на рабочем инструменте утапливаются упоры 190а. При установке управляющего элемента 134а в положения, соответствующие режиму заворачивания, опорные средства 190а расположены соответственно (с возможностью вхождения упоров в вышеупомянутые выемки). В режиме же ударного сверления упоры 190а препятствуют осевому перемещению нажимного средства 182а, а значит, и срабатыванию узла 34а ограничения крутящего момента. В качестве альтернативы этому варианту, упоры и в режиме ударного сверления могут быть расположены с возможностью их вхождения в выемки. Таким образом, в этом случае узел ограничения крутящего момента будет задействован и в режиме ударного сверления.
На фиг. 12 в поперечном разрезе G-G показана вторая ступень 106а планетарного механизма. Коронное колесо 184а второй ступени 106а планетарного механизма установлено в корпусе 14а ручной машины и по меньшей мере в режиме сверления зафиксировано от полного оборота. Сателлиты 194а второй ступени 106а планетарного механизма находятся в зацеплении с коронным колесом 184а и солнечным колесом 196а второй ступени 106а.
На фиг. 13 в поперечном разрезе Н-Н показана третья ступень 108а планетарного механизма. С водилом 198а третьей ступени 108а планетарного механизма соединено с фиксацией от проворачивания солнечное колесо 196а второй ступени 106а. Сателлиты 200а третьей ступени 108а планетарного механизма находятся в зацеплении с солнечным колесом 202а и коронным колесом 204а третьей ступени 108а. Коронное колесо 204а третьей ступени 108а планетарного механизма имеет зубчатый венец 206а, который при включенной первой передаче (скорости) планетарного механизма соединяет коронное колесо 204а третьей ступени 108а планетарного механизма с корпусом 14а ручной машины с фиксацией от проворачивания относительно него.
На фиг. 14 третья ступень 108а планетарного механизма показана в поперечном разрезе I-I. Солнечное колесо 202а третьей ступени 108а планетарного механизма соединено с водилом 208а четвертой ступени 110а планетарного механизма с фиксацией от проворачивания относительно него. Сателлиты 210а четвертой ступени 110а планетарного механизма находятся в зацеплении с солнечным колесом 212а и коронным колесом 214а четвертой ступени 110а планетарного механизма. Коронное колесо 214а соединено с корпусом 14а ручной машины с фиксацией от проворачивания относительно него. Солнечное колесо 212а четвертой ступени 110а планетарного механизма соединено с ротором 216а приводного узла 30а с фиксацией от взаимного проворачивания.
Коронное колесо 204а третьей ступени 108а планетарного механизма установлено подвижно в осевом направлении, как это показано на фиг. 2. При включенной первой передаче планетарного механизма коронное колесо 204а третьей ступени 108а планетарного механизма соединено с корпусом 14а ручной машины с фиксацией от проворачивания относительно него. При включенной второй передаче (скорости) планетарного механизма коронное колесо 204а третьей ступени 108а планетарного механизма соединено с водилом 208а четвертой ступени 110а планетарного механизма с фиксацией от взаимного проворачивания и с возможностью вращения относительно корпуса 14а ручной машины. Таким образом, для первой передачи планетарного механизма передаточное число, определяющее понижение скорости при передаче вращения между ротором 216а приводного узла 30а и водилом 198а третьей ступени 108а планетарного механизма, больше передаточного числа второй передачи.
Устройство 32а управления содержит первый орган 218а управления и второй орган 220а управления. Первый орган 218а управления расположен на обращенной от рукоятки 18а, т.е. противоположной ей, стороне корпуса 14а ручной машины. Он установлен с возможностью перемещения, параллельного осевому направлению планетарного механизма 28а. Первый орган 218а управления посредством поводкового средства 222а устройства 32а управления соединен в осевом направлении с коронным колесом 204а третьей ступени 108а планетарного механизма. В коронном колесе 204а третьей ступени 108а планетарного механизма выполнен паз 224а, в который входит поводковое средство 222а. Таким образом, коронное колесо 204а третьей ступени 108а планетарного механизма соединено с поводковым средством 222а в осевом направлении с возможностью вращения относительно поводкового средства 222а. Поводковое средство 222а выполнено пружинящим, благодаря чему переключение передач планетарного механизма может осуществляться независимо от углового положения коронного колеса 204а третьей ступени 108а планетарного механизма. Если первый орган 218а управления сдвинут в направлении инструментального патрона 36а, включена первая передача планетарного механизма. Если первый орган 218а управления сдвинут в направлении от инструментального патрона 36а, включена вторая передача планетарного механизма.
Второй орган 220а управления расположен на обращенной от рукоятки 18а, т.е. противоположной ей, стороне корпуса 14а ручной машины. Второй орган 220а управления установлен с возможностью перемещения вокруг оси, ориентированной параллельно осевому направлению планетарного механизма 28а. Второй орган 220а управления соединен с фиксацией от проворачивания с управляющим элементом 134а устройства 12а для ручной машины. Посредством второго органа 220а управления можно включать режим заворачивания, режим безударного сверления и режим ударного сверления. Если второй орган 220а управления сдвинут влево, глядя в направлении 54а удара, включен режим ударного сверления. Если второй орган 220а управления сдвинут вправо, глядя в направлении 54а удара, включен режим заворачивания. Если второй орган 220а управления расположен посредине, глядя в направлении 54а удара, включен режим безударного сверления.
На фиг. 15 схематически представлено предохранительное устройство 226а устройства 12а для ручной машины, которое в режиме ударного сверления не допускает включения первой передачи планетарного механизма. На фиг. 15 включены первая передача и режим безударного сверления. Предохранительное устройство 226а частично выполнено за одно целое с устройством 32а управления, т.е. конструктивно объединено с ним. К первому органу 218а управления приформовано первое стопорное средство 228а предохранительного устройства 226а. Ко второму органу 220а управления приформовано второе стопорное средство 230а предохранительного устройства 226а. Стопорные средства 228а, 230а выполнены в виде язычков, или выступов. Первое стопорное средство 228а выступает в направлении второго органа 220а управления. Второе стопорное средство 230а выступает в направлении первого органа 218а управления. Предохранительное устройство 226а препятствует переключению ручной машины на режим ударного сверления, если включена первая передача. Также предохранительное устройство 226а препятствует переключению ручной машины на первую передачу, если включен режим ударного сверления.
Приводной узел 30а выполнен в виде электродвигателя. Максимальный вращающий момент, развиваемый приводным узлом 30а, таков, что максимальный крутящий момент, создаваемый на рабочем инструменте при работе на первой передаче, больше 15 Н⋅м, а при работе на второй передаче - менее 15 Н⋅м. Максимальный крутящий момент на рабочем инструменте при работе на первой передаче составляет 30 Н⋅м. Максимальный крутящий момент на рабочем инструменте при работе на второй передаче составляет 10 Н⋅м. При этом крутящий момент на рабочем инструменте определяется по стандарту DIN EN 60745.
В режиме ударного сверления пружина 148а отключения ударов, входящая в состав устройства 12а для ручной машины, размыкает сцепную муфту 142а отключения ударов при отведении оператором рабочего инструмента от обрабатываемого объекта. Пружина 148а отключения ударов расположена соосно со ступенями 104а, 106а, 108а, 110а планетарного механизма 28а. Вторая ступень 106а планетарного механизма и третья ступень 108а планетарного механизма окружают пружину 148а отключения ударов по меньшей мере в одной плоскости, ориентированной перпендикулярно осевому направлению планетарного механизма 28а. Вторая ступень 106а планетарного механизма и третья ступень 108а планетарного механизма расположены функционально, т.е. в кинематической цепи, между по меньшей мере двумя другими ступенями 104а, 106а, 108а, 110а планетарного механизма 28а. Водило 120а второй ступени 106а планетарного механизма служит опорой для пружины 148а отключения ударов на своей стороне, противоположной инструментальному патрону 36а.
На фиг. 16-19 представлены другие варианты осуществления изобретения. Приведенное ниже описание и поясняющие его чертежи в основном ограничиваются различиями между вариантами осуществления изобретения, причем в отношении однотипных конструктивных элементов, в частности конструктивных элементов, обозначенных теми же номерами позиций, в принципе можно обращаться к чертежам и/или описанию других вариантов осуществления изобретения, в частности представленных на фиг. 1-15. Для проведения различий между вариантами осуществления изобретения фиг. 1-15 номера позиций на чертежах снабжены буквой "а". На фиг. 16-19 буква "а" заменена, соответственно представленным на этих чертежах вариантам осуществления изобретения, буквами "b"-"е".
На фиг. 16 схематически изображен другой, альтернативный вариант выполнения первого устройства 24b отключения ударов. Водило 114b первой ступени 104b планетарного механизма выполнено состоящим из двух частей. Первая часть 232b водила 114b направляет движение сателлитов 112b первой ступени 104b планетарного механизма. Вторая часть 234b водила 114b соединена со второй ступенью 106b планетарного механизма с возможностью передачи вращения между ними. Первое устройство 24b отключения ударов, входящее в состав ударного механизма 22b, содержит подходящую с точки зрения специалиста муфту 236b свободного хода, которая при сверлении в правом направлении вращения соединяет первую часть 232b и вторую часть 234b водила 114b с фиксацией от взаимного проворачивания, а при сверлении в левом направлении вращения - разобщает их. Коронное колесо 116b первой ступени 104b планетарного механизма постоянно соединено с корпусом ручной машины с фиксацией от проворачивания относительно него.
На фиг. 17 схематически изображен следующий вариант выполнения первого устройства 24 с отключения ударов. Шпиндель 46 с ударного механизма 22 с выполнен состоящим из двух частей. Первая часть 238 с шпинделя 46 с ударного механизма соединена с устройством привода бойка. Вторая часть 240 с шпинделя 46 с ударного механизма соединена со второй ступенью 106 с планетарного механизма. Первое устройство 24 с отключения ударов содержит подходящую с точки зрения специалиста муфту 242 с свободного хода, которая при сверлении в правом направлении вращения соединяет первую часть 238 с и вторую часть 240 с шпинделя 46 с ударного механизма с фиксацией от взаимного проворачивания, а при сверлении в левом направлении вращения - разобщает их. Коронное колесо 116 с первой ступени 104 с планетарного механизма постоянно соединено с корпусом ручной машины с фиксацией от проворачивания относительно него.
На фиг. 18 изображен еще один вариант выполнения пружины 148d отключения ударов. Пружина 148d отключения ударов с обращенной к инструментальному патрону стороны опирается на вторую ступень 106d планетарного механизма. С обращенной от инструментального патрона, т.е. противоположной ему, стороны пружина 148d отключения ударов опирается на приводной узел 30d. Вторая ступень 106d планетарного механизма, третья ступень 108d планетарного механизма и четвертая ступень 110d планетарного механизма окружают пружину 148d отключения ударов по меньшей мере в одной плоскости, ориентированной перпендикулярно осевому направлению ступеней 106d, 108d, 110d планетарного механизма. Приводной узел 30d соединен с деталью ступени 110d планетарного механизма с фиксацией от взаимного проворачивания.
На фиг. 19 показан альтернативный вариант выполнения устройства 32е управления и предохранительного устройства 226е. Устройство 32е управления содержит первый орган 218е управления и второй орган 220е управления. Органы 218е, 220е управления установлены с возможностью поворота вокруг соответствующих осей 244е, 246е вращения. Органы 218е, 220е управления имеют в своей основе дискообразную форму. Первый орган 218е управления соединен с не показанным на чертеже планетарным механизмом посредством механизма, подходящего с точки зрения специалиста. Посредством первого органа 218е управления можно включать первую передачу и вторую передачу планетарного механизма. Второй орган 220е управления соединен с не показанным на чертеже управляющим элементом посредством механизма, подходящего с точки зрения специалиста. Посредством второго органа 220е управления можно включать режим заворачивания, режим безударного сверления и режим ударного сверления. Кроме того, может быть предусмотрен режим долбления.
Предохранительное устройство 226е имеет область 248е свободного хода, ограниченную первым органом 218е управления. Предохранительное устройство 226е имеет также область 250е свободного хода, ограниченную вторым органом 220е управления. Область 248е свободного хода первого органа 218е управления позволяет включать режим заворачивания, режим безударного сверления и режим ударного сверления, когда включена вторая передача. Область 250е свободного хода второго органа 220е управления позволяет включать режим заворачивания и режим безударного сверления, когда включена первая передача. В режиме ударного сверления предохранительное устройство 226е препятствует включению первой передачи. Кроме того, при включенной первой передаче предохранительное устройство 226е препятствует включению режима ударного сверления.