КАЧАЮЩИЙСЯ ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ РУЧНОЙ МАШИНЫ
HAND-HELD MACHINE SWING MECHANISM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к качающемуся приводному механизму ручной машины, прежде всего перфоратора и/или отбойного молотка, охарактеризованному в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Из публикации DE 19851888 A1 известен качающийся приводной механизм ручной машины, выполненной в виде перфоратора и имеющей ведущий вал. Качающийся приводной механизм содержит косую опору, расположенную на ведущем валу, и качающуюся шайбу, установленную на косой опоре. На качающейся шайбе предусмотрено два качающихся пальца, которые имеют (геометрические) оси и служат для приведения в движение поршня компрессионно-вакуумного ударного устройства, а также для приведения в движение уравновешивающей массы, причем оба качающихся пальца расположены на качающейся шайбе диаметрально противоположно друг другу.
Раскрытие изобретения
Объектом изобретения является качающийся приводной механизм ручной машины, в частности импульсно-силовой ручной машины, прежде всего перфоратора и/или отбойного молотка, имеющей ведущий вал, содержащий расположенную на ведущем валу косую опору и установленную на косой опоре качающуюся шайбу, на которой предусмотрено по меньшей мере два качающихся пальца, имеющих (геометрические) оси.
В предлагаемом в изобретении приводном механизме оси качающихся пальцев образуют угол а, не равный 18°. В этой связи под "качающимся приводным механизмом" следует понимать, в частности, приводной механизм, который преобразует, или переводит, вращательное движение ведущего элемента в возвратно-поступательное движение ведомого элемента. При этом элемент, вращающийся от привода и выполненный в виде ведущего вала, действует на качающуюся шайбу качающегося приводного механизма таким образом, что качающаяся шайба качается, совершая возвратно-вращательное движение вокруг оси вращения, и при этом посредством по меньшей мере одного качающегося пальца может сообщать линейное поступательное движение по меньшей мере еще одному другому элементу. Качающиеся приводные механизмы (относящиеся к кулачковым механизмам и в обиходе называемые также "пьяными" подшипниками) применяются в ручных машинах, например перфораторах, для преобразования вращательного движения привода в возвратно-поступательное движение поршня ударного устройства, который служит для создания давления в воздушной подушке ударного устройства ручной машины, причем это давление используется для нанесения ударов по рабочему инструменту ручной машины. При этом качающийся палец представляет собой неуравновешенную массу, которая, прежде всего на высоких оборотах, проявляется через вибрации, или колебания, шум и повышенный износ. Для устранения, или компенсации, этого дебаланса, как известно, в ручной машине выполняют целенаправленное уравновешивание масс (балансировку). При этом уравновешивание масс может быть положительным или отрицательным. Как правило, положительное уравновешивание масс осуществляют применением уравновешивающих масс, позволяющих добиться такого расположения центра масс уравновешиваемой детали, в данном случае качающейся шайбы, чтобы он совпал с центром оси вращения качающейся шайбы. Таким образом, обе главные оси инерции качающейся шайбы совпадают с осью вращения. В рассматриваемом примере для этого на качающейся шайбе предусматривают второй качающийся палец, преобразующий вращательное движение ведущего вала в поступательное движение уравновешивающей массы. При этом предпочтительно, чтобы по меньшей мере один из качающихся пальцев был расположен в пространстве наклонно. Предлагаемое в изобретении решение обеспечивает полное, по крайней мере практически полное, устранение вибрационных явлений, вызываемых силами инерции.
Оси качающихся пальцев могут образовывать угол а, составляющий от 10° до 170° и/или от 190° до 350°. В ручных машинах, в особенности в перфораторах, сила ускорения, возбуждающая в перфораторе колебания, или сообщающая ему возвратно-поступательное движение, имеет несколько различных составляющих. К этим составляющим относятся главным образом силы инерции и сила давления перфоратора, а также прижимающее усилие, прикладываемое оператором перфоратора. Для приведения указанной силы ускорения в противофазу с силами инерции уравновешивающей массы перфоратора угол а между осями качающихся пальцев в предпочтительном варианте должен составлять между 10° и 170° и/или между 190° и 350°. Благодаря этому достигается оптимальный фазовый угол между движением поршня и движением уравновешивающего элемента, что позволяет свести колебания перфоратора к минимуму.
Целесообразно, чтобы угол между осями качающихся пальцев был регулируемым. Это позволяет очень точно, предпочтительно бесступенчато, устанавливать уравновешивающий элемент и таким образом согласовывать его положение с любыми ситуациями по нагрузке. В частности, это также создает возможность применения качающегося приводного механизма в различных ручных машинах, поскольку благодаря вышеупомянутой возможности регулировки угла его можно адаптировать ко всем ручным машинам.
Возможность регулировку угла а предпочтительно обеспечить установкой меньшей мере одного качающегося пальца на качающейся шайбе с возможностью перемещения или перестановки. Это означает конструктивно простую, недорогую в осуществлении возможность регулировки.
Целесообразно, чтобы один качающийся палец преобразовывал вращательное движение ведущего вала в поступательное движение одного элемента, а другой качающийся палец преобразовывал вращательное движение ведущего вала в поступательное и/или вращательное движение еще одного элемента. Это позволяет реализовать оптимальный фазовый угол между движением первого элемента и движением второго элемента и таким образом свести колебания ручной машины к минимуму.
Кроме того, по меньшей мере один элемент может быть установлен с возможностью направленного линейного перемещения. Предпочтительно, чтобы линейное движение направленно совершали оба элемента, чем достигается оптимальное уравновешивание сил, действующих во время работы ручной машины.
Вышеупомянутыми элементами могут быть поршень ударного устройства ручной машины и/или уравновешивающий элемент. Уравновешивающий элемент образует своего рода противовес для поршня ударного устройства и создает вращающие моменты, противодействующие силам инерции и моментам, возникающим вследствие движения поршня. Это повышает плавность и бесшумность работы ручной машины. Предпочтителен вариант, в котором поршень установлен с возможностью направленного линейного перемещения, и уравновешивающий элемент установлен с возможностью линейного или вращательного движения.
Далее, предпочтительно, чтобы уравновешивающий элемент был установлен с возможностью направленного движения по существу в направлении оси главного движения ручной машины. При этом выражение "по существу в направлении оси главного движения" следует понимать, в частности, в том смысле, что угловое отклонение направляющей уравновешивающего элемента от оси главного движения составляет менее 10°, предпочтительно менее 5°. Это обеспечивает оптимальное уравновешивание сил, действующих в ручной машине, поскольку благодаря этому уравновешивающий элемент создает оптимальный противовес поршню ударного устройства, также движущемуся в направлении главного движения. К тому же это облегчает сборку ручной машины, поскольку отдельные детали необходимо устанавливать в корпусе ручной машины в одном лишь главном направлении. В другом варианте осуществления изобретения уравновешивающий элемент также может быть установлен с возможностью направленного движения в направлении оси, проходящей в пространстве наклонно к оси главного движения ручной машины, например, под углом 45° к оси главного движения, т.е. может быть предусмотрен уравновешивающий элемент, расположенный в пространстве наклонно.
В другом варианте осуществления изобретения уравновешивающий элемент может быть установлен с возможностью поворота вокруг оси вращения. Это позволяет уменьшать колебания ручной машины простым и недорогим в осуществлении образом, преобразуя посредством первого качающегося пальца вращательное движение ведущего вала в поступательное движение первого элемента, а посредством второго качающегося пальца - вращательное движение ведущего вала в по меньшей мере вращательное движение еще одного элемента.
Целесообразным является выполнение уравновешивающего элемента в виде дискообразной и/или U-образной детали. Благодаря этому существует возможность индивидуального выполнения этой детали относительно выполняемой ею балансировочной функции, например, выполнения детали с переменной толщиной.
Особенно целесообразен вариант, в котором уравновешивающий элемент по меньшей мере частично окружает направляющую поршня и/или ведущий вал, т.е. направляющая поршня и/или ведущий вал проходит сквозь уравновешивающий элемент. Это позволяет оптимально адаптировать качающийся приводной механизм к существующим конструкциям, в особенности позволяет рационально использовать имеющийся конструктивный объем.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества изобретения раскрыты в приведенном ниже описании его осуществления. На чертежах изображено два варианта осуществления изобретения. На чертежах, в описании и формуле изобретения множество признаков изобретения представлено в комбинации. Исходя из целесообразности, специалист сможет также рассматривать эти признаки по отдельности и составлять из них другие рациональные комбинации. На чертежах показано:
фиг.1 - вид сбоку предлагаемого в изобретении качающегося приводного механизма ручной машины в первом варианте осуществления изобретения,
фиг.2 - вид спереди предлагаемого в изобретении качающегося приводного механизма, показанного на фиг.1,
фиг.3 - вид сбоку предлагаемого в изобретении качающегося приводного механизма ручной машины во втором варианте осуществления изобретения и
фиг.4 - вид спереди предлагаемого в изобретении качающегося приводного механизма, показанного на фиг.3.
Осуществление изобретения
На фиг.1 и 3 приведены частично выполненные в разрезе изображения качающегося приводного механизма 10 ручной машины, которая сама по себе на чертежах не показана. В одном из предпочтительных случаев осуществления изобретения ручной машиной является перфоратор. Качающийся приводной механизм 10 содержит косую опору 14, тела качения 38 и качающуюся шайбу 16 с качающимися пальцами 18, 20. Ручная машина имеет ведущий вал 12, на котором закреплен качающийся приводной механизм 10 с косой опорой 14. Косая опора 14 соединена с ведущим валом 12 с фиксацией от проворачивания. Косая опора 14 имеет кольцеобразную внутреннюю дорожку качения 40, находящуюся в плоскости, неперпендикулярной оси 42 вращения ведущего вала 12. Вокруг косой опоры 14 расположена качающаяся шайба 16, на внутренней стороне которой имеется внешняя дорожка качения 44, противолежащая внутренней дорожке качения 40 косой опоры 14. Между внутренней дорожкой качения 40 и внешней дорожкой качения 44 подвижно расположены тела качения 38, предпочтительно шарики.
Как показано на фиг.2 и 4, на периферии качающейся шайбы 16 предусмотрены первый качающийся палец 18 с первой осью 22 и второй качающийся палец 20 со второй осью 24, которые выступают радиально наружу от проходящей в окружном направлении боковой поверхности качающейся шайбы 16. При этом качающиеся пальцы 18, 20 могут быть выполнены за одно целое с качающейся шайбой 16 и могут быть установлены на качающейся шайбе 16 как отдельные от нее детали.
В соответствии с изобретением оси 22, 24 качающихся пальцев 18, 20 образуют угол α, не равный 180°. Угол α между осями 22, 24 качающихся пальцев 18, 20 предпочтительно является регулируемым. Возможность регулировки угла а может быть обеспечена установкой по меньшей мере одного из качающихся пальцев 18 или 20 на качающейся шайбе 16 с возможностью перемещения или перестановки, т.е. качающийся палец 18 или 20 расположен на качающейся шайбе 16, будучи переставляемым или регулируемым по положению. В предпочтительном варианте оси 22, 24 качающихся пальцев 18, 20 образуют угол α от 10° до 170° и/или от 190° до 350°.
Качающиеся пальцы 18, 20 преобразуют вращательное движение ведущего вала 12 в поступательное и/или вращательное движение по меньшей мере одного элемента 26, 28, для чего качающиеся пальцы 18, 20 взаимодействуют с соответствующими элементами 26, 28, причем по меньшей мере один элемент 26, 28 установлен с возможностью направленного линейного перемещения, предпочтительно с возможностью перемещения, направление которого жестко задано направляющей. Элементами 26, 28 являются, во-первых, поршень 30 не показанного на чертежах ударного устройства ручной машины, установленный с возможностью линейного перемещения в направлении оси 34 главного движения ручной машины в направляющей 36, выполненной в виде цилиндра ствола, а во-вторых, уравновешивающий элемент 32.
Конец первого качающегося пальца 18, обращенный в сторону от качающейся шайбы 16, взаимодействует с поршнем 30 ударного устройства посредством поршневого пальца 54. Конец второго качающегося пальца 20, обращенный в сторону от качающейся шайбы 16, взаимодействует с уравновешивающим элементом 32 посредством выемки 56 в уравновешивающем элементе 32.
В первом варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг.1 и 2, уравновешивающий элемент 32а установлен с возможностью направленного линейного перемещения в направлении оси 34а главного движения ручной машины посредством двух продольных направляющих, выполненных в виде стержней 46а, 48а, причем в рассматриваемом варианте осуществления изобретения уравновешивающий элемент 32а выполнен в виде дискообразной детали. Стержни 46а, 48а образуют направляющую, жестко задающую ориентацию уравновешивающего элемента, и подходящим образом зафиксированы в ручной машине, предпочтительно своими концами. Они проходят по существу параллельно ведущему валу 12а. Через дискообразный уравновешивающий элемент 32а проходят направляющая 36а поршня 30а, выполненная в виде цилиндра ствола, и ведущий вал 12а, и он имеет два отверстия 50а и 52а, в которых по скользящей посадке расположены стержни 46а, 48а. За счет этого уравновешивающий элемент 32а способен совершать в ручной машине возвратно-поступательное движение параллельно оси 42а вращения ведущего вала 12а, так что один качающийся палец 18а преобразует вращательное движение ведущего вала 12а в поступательное движение поршня 30а, а другой качающийся палец 20а преобразует вращательное движение ведущего вала 12а в поступательное движение уравновешивающего элемента 28а.
Во время работы ручной машины ведущий вал 12а вращается вместе с косой опорой 14а. Ввиду наклонного положения внутренней дорожки качения 40а косой опоры 14а движущиеся в ней тела качения 38а, а с ними и качающаяся шайба 16а, совершают качательное движение, которое за счет направления движения элементов 2ба, 28а преобразуется в линейное возвратно-поступательное движение элементов 26а, 28а. Первый качающийся палец 18а обеспечивает преобразование вращательного движения ведущего вала 12а в совершаемое вдоль оси 34а главного движения ручной машины возвратно-поступательное движение поршня 30а в цилиндре 36а ударного устройства. Одновременно второй качающийся палец 20а обеспечивает преобразование вращательного движения ведущего вала 12а в совершаемое параллельно оси 42а вращения ведущего вала 12а возвратно-поступательное движение уравновешивающего элемента 32а, причем направление оси 42а вращения и направление оси 34а главного движения ручной машины по существу совпадают.
Во втором варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг.3 и 4 уравновешивающий элемент 32b установлен с возможностью поворота вокруг оси 58b вращения, вследствие чего качающийся палец 18b преобразует вращательное движение ведущего вала 12b в поступательное движение поршня 30b, а другой качающийся палец 20b преобразует вращательное движение ведущего вала 12b в поступательное и/или вращательное движение уравновешивающего элемента 28b.
Во время работы ручной машины ведущий вал 12b вращается вместе с косой опорой 14b. Ввиду наклонного положения внутренней дорожки качения 40b косой опоры 14b движущиеся в ней тела качения 38b, а с ними и качающаяся шайба 16b, совершают качательное движение, которое за счет направления движения и конструкции крепления элементов 26b, 28b преобразуется в линейное возвратно-поступательное движение и/или вращательное движение элементов 26b, 28b. Первый качающийся палец 18b обеспечивает преобразование вращательного движения ведущего вала 12b в совершаемое вдоль оси 34b главного движения ручной машины возвратно-поступательное движение поршня ЗОЬ в цилиндре 36b ударного устройства. Одновременно второй качающийся палец 20b обеспечивает преобразование вращательного движения ведущего вала 12b в качательное (возвратно-вращательное) движение вокруг оси 58b вращения и/или возвратно-поступательное движение уравновешивающего элемента 32b, параллельное оси вращения 42b ведущего вала 12b, причем направление оси вращения 42b и направление оси 34b главного движения ручной машины по существу совпадают.