CS208125B2 - Drilling and chisel hammer with the impact mechanism and combustion engine - Google Patents

Description

Vjyoélez se týká vrtacího a dlátového kladiva s úderným ústrojím a se spalovacím motorem, přičemž klikový hřídel motoru je spřažen s klikou, uváléjící hnací píst úderného ústrojí pomocí ojnice do vratného pohybu.

Vrtacího a dlátového kladiva uvedeného typu se používá především při větších rubacích pracích. Spalovacími mooory, jichž se používá pro pohon, jsou zpravidla motory dvoudobé. Tento typ motorů má proti čtyřdobému motoru výhodu spooívající v jednodušší konstrukci a tím i v menší hmoCnooSi při přibližně stejném výkonu. Dvoudobé mooory jsou proto z hlediska hmonnosi a též z cenových důvodů běžné u ručních nástrojů a strojů.

Dvoudobý motor je však třeba po každém pracovním zdvihu propláchnout směsí benzinu a vzduchu, aby spaliny ve válci byly směsí odstraněny a do motoru byla přivedena nová zápalná náplň. Aby však zápalná směs proudila do válce, je třeba čerpadla. Prakticky se u všech maaých dvoudobých motorů používá klkkové stóříně motoru jako promývacího čerpadla. To má značnou nevýhodu v tom, že je třeba ložiska kilového hřídele a ojnice, ' jakož i stěnu válce dostatečně maaat. Směěí benzinu a vzduchu se však v krátké době mazací olej spláchne, takže stroj by byl bez účinných protiopatření ve velmi krátké době zničen. Aby se tomu zabbárnio, používá se u iacudobých motorů aměěi benzinu a oleje, přičemž úkolem oleje je mazat hnací ússrojí, kdežto benzin je nositeeem spalovací energie.

se však olej, který se dostane do spalovacího moooru, spálí při spalování směsi benzinu a vzduchu pouze nedokonnle, vystupuje jako obtížný-; modře zabarvený výfukový kouř.

Mimoto je účinnost dosavadních dvoudobých motorů většinou menší ve srovnání s účinností

206125 čtyřdobého motoru. Příčinou menší účinnosti jsou hlavně ztráty vzniklé při proplachování spalovacího prostoru. U větších stabilních motorů nebo u motorů vestavěných do vozidel dosahuje náklad na proplachování spalovacího motoru značné výše. Jsou například známa turbodmychadla, dmychadla s rotačním šoupátkem nebo i pístová čerpadla. U přenosných nástrojů, jako například u vrtacích a dlátových kladiv jsou však takovéto prostředky z hmotnostních důvodů již předem vyloučeny.

Úkolem vynálezu je konstrukce vrtacího a dlátového kladiva 0 Úderným Ústrojím a se spalovacím motorem, přičemž motor dosahuje v důsledku dobrého proplachování vysokého stupně účinnosti a kladivo má v celku na jednotku výkonu příznivou hmotnost q.

Podle vynálezu se tento úkol řeší tak, že klika úderného ústrojí je uspořádána v prostoru, který je oddělen od ostatních částí kladiva, je opatřen vstupním ventilem a je spojen výstupním kanálem se vstupními kanály motoru, vedoucími к spalovacímu prostoru.

Je-li prostor kliky úderného ústrojí oddělen od ostatních částí kladiva, je možno ho použít jako proplachovacího čerpadla motoru. Vzhledem к tomu, že objem zdvihu úderného ústrojí pro daný dvoudobý motor odpovídá přibližně objemu zdvihu motoru, je možno klikové skříně úderného ústrojí velmi vhodně použít jako proplachovacího čerpadla motoru. Ložiska klikového hřídele jsou většinou umístěna v klikové skříni motoru a hnací píst je obvykle mazán od úderného ústrojí. Ojnice úderného ústrojí mohou být bez jakékoli potíže uloženy v utěsněných ložiskách, mazaných tukem. Není proto třeba mazání klikové skříně úderného ústrojí. Jelikož prostor kliky nepřijde u karburátorového motoru do styku se směsí pohonné látky a vzduchu nebo u vstřikového motoru s nasávaným vzduchem, je možno mazání ložisek klikového hřídele ojnice a plochy motoru, po níž se posouvá válec, uspořádat z optimálních hledisek. Je možno například použít olejové lázně nebo mazání olejovou mlhou. Nasávaná směs pohonné látky a vzduchu nemá tedy nijakou zvláštní mazací funkci, a je proto možno pohánět směsí neobsahující olej, což se projevuje příznivě na provozních nákladech a spalinách.

Známé dvoudobé stroje mají ještě další nedostatek. Při proplachování uniká část směsi pohonné látky a vzduchu výstupním kanálem přes tlumič výfuku do atmosféry, čímž dochází při proplachování к značným ztrátám, kterým nelze prakticky u dvoudobých motorů zabránit. To má za následek vysokou spotřebu pohonné látky, protože značná její Část ee nespaluje, jakož i vznik značného množství nespálených, většinou jedovatých plynů unikajících z výfuku. U vstřikovacích motorů se tomu zabraňuje tím, Že se proplachuje čistým vzduchem. Jakmile totiž píst překryje řídicí kanály a spalovací motor je tím utěsněn, vstřikuje se vysokotlakou vstřikovací tryskou pohonná látka. Toto opatření má trojí výhodu. Dodatečným vstřikem pohonné látky se výkon značně zvýší, spotřeba pohonné látky se značně sníží a složení spalin je podstatně příznivější. Proplachování podle vynálezu klikovou skříní úderného ústrojí je vhodné jak pro karburátorové, tak pro vstřikovací motory.

Vβtupnim ventilem se přes, známý karburátor nasává zápalná směs nebo přes vzduchový filtr čistý vzduch. Ačkoliv je tento systém speciálně vhodný pro dvoudobý spalovací motor, je možno tímto systémem dosáhnout, například i u čtyřdobého motoru, takzvaného náboje, a tím i zvýšení výkonu. Řešení podle vynálezu je zvláště jednoduché a potřebuje na rozdíl od dosavadního vrtacího a dlátového kladiva poháněného spalovacím motorem pouze vstupní ventil a spojovací potrubí vedoucí od výstupního kanálu odděleného prostoru к vstupnímu kanálu motoru. Uspořádání podle vynálezu není tedy spojeno se zvýšením hmotnosti.

Pro dosažení jednoduché konstrukce nástroje je účelné, aby čelní strana hnacího pístu obrácená к ojnici tvořila stěnu prostoru odděleného od ostatních částí vrtacího a dlátového kladiva. Zvláště u pneumatického úderného ústrojí není třeba žádných dalších opatření, ježto hnací píst pohybující se vratně ve válci je proti vzduchovému polštáři, který se vytváří mezi hnacím pístem a úderným pístem, utěsněn. Kompresi nasátého vzduchu nebo směsi v odděleném prostoru je možno v určitém rozmezí optimálně stanovit vymezením zdvihu kliky, jakož i mrtvého prostoru nezávisle na hnacím motoru. Prostor, oddělený ode všech ostatních částí vrtacího a dlátového kladiva, poskytuje ve srovnání se známým nástrojem, u něhož klika úderného ústrojí a klika hnacího motoru jsou uspořádány v témže prostoru, nové možnosSi. U známého dvoudobého m^o^i^ru se směs pohonné . látky vzduchu nasává do klikové skříně motoru a při expanzní fázi spalovacího prostoru se v klkkové skříni předběžně stlačuje. Krátce před dosažením dolní úvrati uvolňuje píst přepouštěcí kanály a předběžně stlačená směs může prouudt od ^kkové skříně do spalovacího prostoru. Př dalším otáčení kliky však tlak v klkkové skříni i v přepouštěcím kanálu opět klesá, takže proudění do spalovacího prostoru se zpomaluje. Z tohoto důvodu je možné jen nedokonalé propláchnutí spalovacího prostoru. Jestliže se nappooi tomu proplachovací tlak zmenšením kližovéhs prostoru zvýší, je nebezpečí, že se příliš veliká část zápalné směsi nesppáí a uniká ve formě proplachovací ztráty výfukovými kanály, což opět vede k zvýšení spotřeby pohonné látky.

Aby bylo možno dosáhnout optimálního přizpůsobení proplachovacího tlaku proplachovacímu procesu, je výhodné, aby klika úderného ústгojí byla vzhledem ke kliživéat hřídeei motoru přesazena tak, aby se úderné ússrooí proti motoru vdůsledku přesazení kliky zpžnVoválo v rozmezí od 10 do 60°. Tím se umoožnue, aby vyclház-li se z dolní úvrati pístu motoru vznói^l při dalším otáčení iližového hřídele dostatečně vysoký proplachovací tlak do té doby, než ’ píst opět překryje vstupní kanály nebo přepouštěcí kanály. Jelikož úderné ústrojí je spřaženo s kližiýýa hřídelem, zůstává toto přesazení stále stejné.

V praxi se o^A^v^c^dčlo jako nejúčelnější přesazení o 40°. Tím se při dané poloze vstupního nebo přepouštěcího kanálu dosahuje až do uzavření vstupního a přepouštěcího kanálu dostatečně vysokého tlaku, čímž se zabraňuje zpětnému proudění proplachovacího vzduchu a umožňuje se daleko lepší propláchnutí než je možno dosáhnout pooplachovVnía klkkové skříně. Naapoži tomu je při otevření vstupních kanálů tlakový spád mezi proplachovacím a tlakem ve spalovacím prostoru nepatrný, takže ve spalovacím prostoru může vzniknout proudění a nově přitékající směs vytlačuje z největší čiVvsx. spálené plyny výfukovým kanálem.

Vynález je dále blíže vysvětlen s odvoláním na výkresy znávzorutjcí jeden příklad jeho provedení. Na výkresu představuje obr. 1 vrtací a dlátové kladivo podle vynálezu zčáási v řezu, obr. 2 čássi pohonu úderného ússrojí a motoru v horní úvrati hnacího pístu v rovině A-A na obr. 1, obr. 3 čássi pohonu a hnací píst v dolní úrcati.

Vrtací a dlátové kladivo znázorněné na obr. 1 sestává v podstatě ze skříně £. Na zadním konci skříně £ je připevněna rukojel 2. Na přední straně skříně £ proti otkojeei 2 je držák £ nástroje. Ve skříni £ je uložen otočný klikový hřídel £ spalovacího motoru. K ramenu 4a kliky je otočně připojena ojnice £, spojená s píseem vedeným ve válci 1 c. Na horním konci kl,k^(^v^é^h^o hřídele £ je klika £ spojená závitem 4b s klkoovým hřídeeem £. Na čepu 7a kližovéhž hřídele £ je připevněna ojnice 8 úderného úsSrojϊ, která je zase spojena s hnacím píseem 2» například pneιunalického úderného úsSrojí. Hnaaí píst £ je veden v úložném pouzdru £0. Tím je úderné spřantož se spalovacím motorem. Na skříni £ je v oblasti kliky 2 uspořádán vstupní veenil ££, jehož kulička 11a je tlačena pružinou 11b do sedla 11 a. Vstupní veentl má tím funkci zpětného nebo jednocestného v^enj.i^u. PožSžuivli se hnací píst £ ve směru držáku £ oásSrsjt_t nasává 3e vstupním ventieem 11 do prostoru Ja, v němž se pohybuje klika 2 a ojnice 8, vzduch nebo v každém případě směs pohonné látky a vzduchu.

Prostor 1a je proti ostatním částem skříně £ utěsněn těsněním Г2. Prostor 1 a je dále opatřen výstupním kanálem £d. Potrubí 13 vede od výstupního kanálu Id k vstupnímu kanálu £e ve válci £c. Zitení-li h^í^c^zí píst £ svůj směr a posouvá se opět k otkojeti 2, prostor £a se zmennuje a nasátý vzduch nebo směs pohonné látky a vzduchu je vytlačována potrubím £3. Když píst 6 uvolní vstupní kanál 1 e. může vzduch prouddt do spalovacího prostoru £b. Hřit^m jsou po zapálení v spalovacím prostoru . 1b spálené plyny vypouštěny výfukovým kanálem 1f. Tento proces se nazývá odborně též proplachováním. Karburátorový motor se proplachuje zápalnou směsí pohonné látky a vzduchu. To však má tu nevýhodu, že část směěi může rovněž uniknout výfukovými. kanály П*. čímž se účinnost spalovacího motoru snižuje. Vstřikovací motor se naproti tomu proplachuje vzduchem, pohonná látka se vstřikuje tryskou do spalovacího prostoru 1b teprve tehdy, když jsou jak vstupní kanál be. tak i výfukový kanál uzavřeny. To se projevuje opět vyšší účinností. Na dolním konci klikového hřídele £ je uspořádán setrvačník 14. obvyklý u spalovacích motorů. Setrvačník 14 slouží ' jako kompenzátor výkonu spalovacího motoru a příkonu motoru během stlačovací fáze a při práci - úderného ústrojí. Mimoto se používá setrvačníku 14 též jako generátoru⁴při vytváření zápalného napětí a jako oběžného kola ventilátoru pro přívod - chladného vzduchu nasávaného víkem 15 a vedeného podél válce js,·

Z řezu kladivem podle vynálezu znázorněného na obr. 2 a vedeného v rovině A-A na obr. 1 jsou zřejmé podstatné části pohonu. Hnací píst 2 se přiooe nachází v horní úvati. Vzhledem k směru D otáčení naproti tomu píst £ přelaOočl již svoji horní úvral. Cep klikového hřídele 7a úderného ústrojí je tím proti ramenu kliky 4a spalovacího motoru přesazen o úhel a, přičemž úderné ústroji se proti spalovacímu motoru zpožďuje o moment odpov^ející úhlu a. Při dalšíe otáčení kliky 2 se prostor Ia opět zmenšuje a vzduch nebo - směs pohonné látky a vzduchu, které jsou v něm obsaženy, jsou vytlačovány - výstupním kanálem jd. Toto zpoždění úderného ústrojí proti spalovacímu motoru má ve srovnání s - běžným dvoudobým motorem, u něhož kliková skříň pracuje jako proplachovací čerpadlo tu výhodu, že během celého proplachovacího procesu je proplachovací tlak vyšší, než tlak v spalovacím prostoru 1b. čímž se zabraňuje zpětnému toku.

Na obr. 3 jsou znázorněny tytéž části pohonu jako na obr. 2, avšak v dolní úv^ati hnacího pístu 2· Píst -6 se již přiooe pohybuje opět od kliky 2- Přiooe se stlačuje směs pohonné látky a vzduchu proudící z prostoru 1 a výstupním kanálem Id a vstupnO kanálem 1e do spalovacího prostoru - 1 b. V této poloze je potřeba výkonu úderného ústrojí eelá. Energie soustředěné v setrvačníku 14 je možno prakticky zcela použžt k stlačování smOsi pohonné látky a vzduchu ve spalovacím prostoru 1b. Tím se fázové posiunuuí mezi úderným ústrojO a spalovacím motorem projevuje rovněž příznivě.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU ·

   1. Vrtací a dlátové kladivo s úderným ústrojím a spalovacím motorem, v něež klikový hřídel motoru je spřažen s klikou uváádjící h^i^c^zí píst úderného ústrojí pomoci ojnice do vratného pohybu, vyznaauuící se tíe, že klika (7) úderného ústrojí je uspořádána v prostoru (1a), který je oddělen od ostatních částí kladiva, je opatřen vstupním ventilem (11) a je spojen výstupním kanálem (Id) se vstupními kanály (1e) m^oc^iru, vedoucími k spalovacOu prostoru (1b).
2. 2. Vrtací a dlátové kladivo podle bodu 1 , íyznščuUíci se tíe, že čelo hnacího pístu (9) obrácené k ojnici (8) tvoří stěnu prostoru (la), odděleného od ostatních částí kladiva.
3. 3. Vvtací a dlátové kladivo podle bodů 1 a 2, íyznščuUící se tíe, že klika (7) úderného ústrojí je přesazena směrem ke klikovému hřídeli (4) tak, že úderné ústrojí se proti motoru zpožňuje o moj^ernlt odpov^dajcí úhlu (a) od 10 do 60°.
4. 4. Vvtací a dlátové kladivo podle bodu 3, vyznaačujtcí se tío, že přesazení kliky (7) se rovná - 40°.