CZ20004229A3 - Zařízení pro vytváření rázovitého posuvného pohybu - Google Patents

Abstract

Zařízení má ve skříni (1) posuvné ústrojí, které lze vybavit prostřednictvím vybavovacího ventilu (33). Síla potřebná pro posunutí posuvného ústrojí je dodána pružinou, kteráje napnuta prostřednictvím pohonu. Ústrojí nepotřebuje žádné patrony pro výmetnou náplň.

Description

Zařízení pro vytváření, rázovitého posuvného pohybu

Ob Í22 1 _ t θ

Vynález vychází z posuvného ústrojí čepu, prostřednictvím kterého jsou čepy sestávající z oceli zasouvány pro upevnění předmětů do tvrdého materiálu, například do betonu. Známá čepová posuvná ústrojí využívají pro vytvoření posuvné síly výmetné náplně, které se zažehnou a přitom uvolněnými explozními plyny pohánějí píst. Píst potom zabírá na hlavě čepu a posouvá jej z ústrojí.

22§5vadní_stav_techniky

Je známý velký počet ústrojí, kterými jsou zaráženy svorky nebo jehly. Taková ústrojí jsou známá jako tlakovzdušné spínače nebo elektrické spínače. Ani tato však nejsou zhruba v poloze vytvářet charakteristické síly pro čepová posuvná ústrojí.

Podstata_yynálezu

Vynález si klade za úkol dále zdokonalit zařízení pro vytváření rázovitého posuvného pohybu z hlediska bezpečnosti manipulace. Toto zařízení má například sloužit jako pohon pro čepové posuvné ústrojí.

Pro řešení tohoto úkolu se podle vynálezu navrhuje zařízení se znaky patentového nároku 1. Další výhodná vytvoření vynálezu jsou předmětem závislých patentových nároků, jejichž znění, stejně tak jako znění anotace, je provedeno ve vztahu obsahu popisu.

• ·

Zatímco u známých čepových posuvných ústrojí se v zásadě pracuje s explozemi, může být podle vynálezu navržené zařízení provozováno s motorovým pohonem, který má podstatně menší potenciál ohrožení. Mimoto již také není potřebné, aby využivatel musel s sebou vodit a musel skladovat zásobníky s výmetnými náplněmi. Jako pohon přichází v úvahu například elektrický motor, takže ústrojí může být obsluhováno jako obvyklá přenosná vrtačka nebo vrtací šroubovák a lze s ním také tak manipulovat. Energii přitom může dodávat akumulátor. Ústrojí přitom využívá podle vynálezu motorický pohon k tomu, aby relativně pomalu napínal rázové pružiny. Zcela napnutá pružina přitom má možnost vytvářet dostatečně silný posuv, aby například zarážela čep se stejným účinkem do podkladu, jako tomu bylo až dosud u ústrojí poháněných explozí.

Posuvné ústrojí, které přenáší sílu uvolňující se pruží ny, může například mít posouvací tyč. Tato posouvací tyč může být vedena v odpovídajícím vedení a mohou být upraveny prostředky, které posouvací tyč na konci jejího pohybu zabrzdí, pokud má nadměrnou energii.

Podle vynálezu se podle dalšího výhodného vytvoření předpokládá, že zařízení také má vratné ústrojí pro zpětné zasunutí posuvného ústrojí z úderové polohy do výchozí polohy po provedení rázového procesu. Tím se zabezpečí, že se zařízení opět vrátí automaticky a rychle nazpět do své výchozí polohy, takže může být uživatelem kontinuálně používáno. Protože zpětné zasouvání posuvného zařízení může být prováděno pomaleji a s menší sílou, je možné vytvořit ústrojí pro zpětné posouvání také prostřednictvím vlastního pohonu. Lze však provést také takové uspořádání, u kterého má ústrojí pro zpět né zasunutí pružinu.

Zvláště výhodné je, když je pružinový element pružiny pro provádění rázového procesu a/nebo pružinový element vrat• · né pružiny tlakový plyn. V takovém případě má vlastní pružinový element zanedbatelně malou hmotnost, což umožňuje velmi rychle a s vysokou silou uvolnění pružiny.

Zejména lze provést takové uspořádání, ti kterého má posuvné ústrojí píst, na který přímo působí pružinový element. Tak například může být posouvací tyč spojena s pístem nebo s ním může být vytvořena jako jeden kus, přičemž tlakový plyn potom přímo působí na tento píst. Posouvací tyč může také sestávat z více částí.

Zejména lze provést také takovou úpravu, u které je píst dvojčinný píst, na který přímo působí také pružinový element vratné pružiny.

Zařízení, navržené podle vynálezu, může mít podle další ho výhodného vytvoření axiální pístové vedení.

Vybavovač pro vybavování usazovacího procesu může mít také zejména ventil, přičemž při jeho uvedení do činnosti zahájí tlakový plyn rázový proces.

Zejména lze provést takovou úpravu, že ventil je pro vybavení rázového procesu otevřen.

Podle vynálezu se dále navrhuje, aby byl ventil vytvořen tak, že má samočinně se zesilující otevírací pohyb. Tím má být zabezpečeno, že se ventil velmi rychle otevře, jakmile je uveden do činnosti.

Podle vynálezu se navrhuje, aby byl ventil v uzavřené poloze pružně zatížený. Při vybavení usazovacího procesu je tedy nutné nejprve překonat pružinovou sílu, kterou je ventil ovlivňován v uzavřené poloze. Toho lze využít k tomu, aby se otevírací proces ventilu vytvořil trhavý.

• · ···»

Vybavovač pro vybavování usazovacího procesu může být podle vynálezu uspořádán tak, že je pohonem vybaven při dosažení stanovené polohy. To zjednodušuje manipulaci s ústrojím.

Podle vynálezu se také může předpokládat, že ve výchozí poloze posuvného ústrojí je rázová pružina již předepjata.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu se navrhuje vytvořit pohon tak, že je při svém ovládání pro vybavení rázového procesu rázová pružina tímto pohonem bezprostředně před vybavením dále předepjata. Pružina tak nemusí být trvale pod maximálním pnutím.

Může být provedena také taková úprava, u které je pohon vytvořen tak, že po dopředném pohonu posuvného ústrojí dále přechodně uvolní usazovací pružinu pro usnadnění jejího zpětného posunutí.

Podle vynálezu lze také provést takovou úpravu, že pohon má trubkový element, který je uspořádán koaxiálně k pístovému vedení a který je v podélném směru pístového vedení posunutelný. Tak se vytváří kompaktní konstrukce celého ústro jí. Trubkový element je přitom současně veden na pístovém vedení.

Pro posouvání trubkového elementu lze uspořádat na vnějším závitu čepového vedení otočnou matici, která při svém pootočení prostřednictvím ložiska posouvá trubkový element.

Přeh I _2 Í?E §e

Další znaky, detaily a výhody vynálezu vyplývají z ná • a • · ···* 9 sledujícího popisu výhodného příkladu provedení vynálezu ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je znázorněn podélný řez příkladem provedení vynálezem navrženého zařízení na přikladl čepového posuvného ústrojí.

Na obr. 2 je znázorněn dílčí řez na obr. 1 znázorněnou pravou částí čepového posuvného ústrojí u druhého příkladu provedení.

k oveden í _yynáleztj

Na obr. 1 je schematicky znázorněn podélný řez čepovým posuvným ústrojím uskutečněným podle vynálezu. Čepové posuvné ústrojí má skříň JL, která je znázorněna jen schematicky. Skříň 1_ má na svém jednom, na obr. 1 levém konci vývrt 2, skrz který je možné zavést do ústrojí usazovaný čep a skrz který opět může být vysunut. Vývrt 2 je uspořádán v ramenu 3 skříně j_. Do toho konce vývrtu 2, který je protilehlý vzhledem k levé čelní ploše 4, je vloženo čepové vedení 5, s výhodou zašroubováno, a které je zhruba vytvořeno ve tvaru trubky a má ve svém vnitřku válcový kanál 6 pro vkládaný čep. Na ten konec čepového vedení 5, který je odvrácený od vývrtu 2, je našroubováno pístové vedení 7, které má válcový vnitřní prostor 8. Tento válcový vnitřní prostor 8 je uspořádán koaxiálně ke kanálu 6 čepového vedení 5.

Skříň 1 má v podstatě válcový dutinový prostor 9, který končí v určitém odstupu od ramene 3. Mezi ramenem 3 a mezi plochou 10 skříně J_, která omezuje dutinový prostor 9, je k dispozici odstup, prostřednictvím kterého může na ústrojí zabírat na obr. neznázorněný motor, případně prostřednictvím převodu.

« ·

- 6 Ve válcovém vnitrním prostoru 8 pístového vedení 7 je podélně posuvně veden píst 11, který je vytvořen na jednom konci posouvací tyče 12 a je s ní vytvořen jako jeden kus. Píst 11 má drážku 13 pro uložení těsnicího kroužku. Svým volným koncem 14 dosedá na rameno na konci pístového vedení 7, které je vytvořeno zúžením. Volný konec 15 posouvací tyče ÚL· který je odvrácený od pístu 11, je uložen v čepovém vedení 5 a je určen k tomu, aby zabíral na hlavě ukládaného čepu.

Ve válcovém plášti pístového vedení 7 je uspořádán navenek vedoucí otvor 16. Na vnitřní straně vnitřního prostoru 8 je v oblasti tohoto otvoru 16 vytvořeno rozšíření 17.

Na vnější straně pístového vedení 7 je uložen v podélném směru posuvně trubkový element 18. Tento trubkový element 18 má také otvory 19, které umožňují spojení mezi vnitřním prostomm 8 uvnitř pístového vedení 7 a mezi dutinovým prostorem 9 skříně JL. Tyto otvory 19 jsou upraveny na více místech po obvodu trubkového elementu 18.

Vnější strana čepového vedení 5 je na části své délky opatřena vnějším závitem 20, který je na obrázku vyobrazen.

Na vnější závit 20 je našroubována matice 21, která má v radiální rovině upravenou přírubu 22. Mezi čelní plochou 23 příruby 22 matice 21, která je přivrácená k trubkovému elementu .18, a mezi trubkovým elementem 18 je vloženo kuličkové ložisko 24. Na matici 21 lze z vnější strany zabírat pohonem a tak zajistit její otáčení. Při jejím pootáčení se současně posunuje v podélném směru čepového vedení 5, přičemž tento pohyb se prostřednictvím kuličkového ložiska 24 přenáší na trubkový element 18.

Do dutinového prostoru 9 skříně je ze strany protilehlé k ramenu 3 zašroubována objímka 25, přičemž na výkre• · » « ·

- 7 se nejsou z důvodu zjednodušení těsnění mezi objímkou 25 a mezi skříní £ znázorněna. Tato objímka 25 je na svém navenek směřujícím konci utěsněné uzavřena prostřednictvím kotouče 26. Protilehlý vnitřní konec objímky 25 je upraven koaxiálně vzhledem k trubkovému elementu 18, který je prostřednictvím neznázorněného těsnění utěsněn proti vnitřní straně konce objímky 25. Trubkový element 18 je tedy utěsněn jak proti vnější straně pístového vedení Ί_, tak také proti vnitřní straně objímky 25. Tím je dutinový prostor 9 skříně £ na levé straně objímky 25 podle obr. 1 a vnitřní prostor objímky 25 od sebe navzájem utěsněné oddělen.

Kotouč 26 má centrálně do něj zašroubovanou vodicí objímku 27, která přečnívá směrem dovnitř přes kotouč 26 do objímky 25. Na této vodicí objímce 27 je veden posuvně kotouč a je utěsněn prostřednictvím neznázorněných těsnění. Kotouč 28 může být posunut až maximálně k dosednutí na ramenu na vnitřní straně objímky 25, jak je to znázorněno na obr.

1. V opačném směru může být kotouč 28 posunut tak daleko, až jeho čelní plocha 30 dosedne na kotouč 26. V prostoru mezi kotoučem 28 a mezi kotoučem 26 je k dispozici tlakový plyn, který se do tohoto prostoru přivádí prostřednictvím vtoku 31, opatřeného ventilem. Tento ventil není z důvodů zjednodušení znázorněn. Tlakový plyn působí na kotouč 28 do znázorněné polohy.

Uvnitř vodicí objímky 27 je posuvně veden dřík 32 vybavovacího ventilu 33. Do znázorněné polohy je dřík 32 přiváděn znázorněnou tlačnou pružinou 34. Také zde je provedeno utěsnění mezi dříkem 32 a mezi vnitřní stranou vodicí objímky 27. Na dříku 32 je uvnitř prostoru v objímce 25 uspořádán talíř ventilu, jehož vnější průměr je o něco menší než vnější průměr pístového vedení 7, ale o něco větší než otvor 35, který je uspořádán v přiřazeném konci pístového vedení 7. Ventil 33 uzavírá tento otvor 35. Bezprostředně za talířem

- 8 ventilu jsou uspořádány dvě talířové pružiny 36, jejichž vnější průměr je větší než vnější průměr pístového vedení 7.

Trubkový element 18 je utěsněn nejen proti objímce 25, jak je to znázorněno na obr. 1 v pravé části, ale také v oblasti plochy 10 proti skříni j. prostřednictvím opěrného prstence 37 a proti pístovému vedení 7. Trubkový element 18 je v oblasti své vnější strany vytvořen tak, že toto utěsnění navenek a dovnitř je k dispozici nejen ve znázorněné poloze, ale také tehdy, když je trubkový element 18 posunut od ramene 3 ve směru na opěrný kotouč 26.

V dutinovém prostoru 9 skříně 1^e k dispozici plyn pod tlakem, který je případně proložen určitým množstvím oleje. Takto vytvářený tlak panuje nejen vně trubkového elementu 18, ale vzhledem k otvorům 19 a k otvorům 16 také uvnitř pístového vedení 7. Protože průměr posouvací tyče 12 je menší než vnitřní průměr pístového vedení 7, panuje tento tlak na spodní straně 38 pístu 11 a ovládá jej do znázorněné polohy. Pro přivádění tlakového plynu je na vnější stěně skříně i upravena přípojka 39.

Prostor uvnitř objímky 25 mezi kotoučem 28 a mezi koncem pístového vedení 7 je naplněn olejem. Vybavovací ventil 33 je uzavřen prostřednictvím znázorněné tlačné pružiny 34. Olej v prostoru uvnitř objímky 25 se tak nemůže dostat k pís tu 11. Na obr. znázorněná poloha, ve které je píst 11 posunut až ke konci pístového vedení 7, a trubkový element 18 je posunut v maximálně možné poloze v protilehlém směru, znázorňuje výchozí polohu.

Ve znázorněné výchozí poloze je prostor uvnitř objímky 25 naplněn olejem. Pro vybavení usazovacího procesu se uvede do činnosti pohon, tedy například se zapojí elektrický motor, který prostřednictvím převodu pootočí matici 21 proti « ·

- 9 čepovému vedení 5. Toto pootočení současně vede k podélnému posunutí trubkového elementu 18. Trubkový element 18 má v oblasti svého konce přivráceného k vybavovacímu ventilu 33 distanční kroužek 40, který má boční vybrání 41. Posunutí trubkového elementu 18 do olejem naplněného prostoru uvnitř objímky 25 vede k napětí plynové pružiny mezi kotoučem 28 a mezi kotoučem 26. Při dosažení určité polohy zabírá čelní hrana distančního kroužku 40 na talířových pružinách 36.

Další pohyb nyní vede k deformování talířových pružin 36.

Při dosažení určité polohy je nyní ventilový talíř nadzdvižen od otvoru 35 pístového vedení 7. Nyní panuje celkový tlak oleje na ploše ventilového tělesa a na čelní ploše na konci 14 pístu 11 ♦ Ventil je tím trhavě otevřen a píst 11 je přemístěn ve směru na čepové vedení 5. Tlak je přitom tak velký, že tím způsobený impuls postačuje pro usazení čepu.

Při tomto dopředném pohybu posuvného ústrojí, tvořeného pístem 11 a posouvací tyčí 12, se zvýší tlak v dutinovém prostoru 9 vzhledem k větší velikosti tohoto prostoru však relativně pomalu. Toto zvýšení tlaku vede k tomu, že návazně je píst 11 zaveden opět nazpět. V mezilehlé době však byl trubkový element 18 dále posunut, takže vybavovací ventil 33 posunul také o něco kotouč 28. To vede k určitému zvětšení prostoru uvnitř objímky 25, čímž se usnadní zpětné vedení pro pohyb pístu 11 ♦ Návazně se pohybuje trubkový element 18 v opačném směru opět až do znázorněné výchozí polohy.

U příkladu provedení podle obr. 2 je pístové vedení 7 v oblasti přivrácené k vybavovacímu ventilu 43 vytvořeno dvoudílné. Na konec vnitřní trubky 44, ve které je veden píst 11 s posouvací tyčí 12, je našroubován objímkový element, který má v axiálním prodloužení pístu 11 na své vnější straně vodicí nástavec 47. Na tomto vodicím nástavci 47, který odpovídá vodicí objímce 27 u provedení podle obr. 1, je veden kotouč 28.

• « · ·

Objímkový element 45 má radiální otvory 46. Píst 11 má dva pístové úseky 11a, 11b, které jsou od sebe navzájem odděleny prostřednictvím drážky 48 pro těsnicí kroužek. Ve znázorněné výchozí poloze je radiální otvor 46 upraven zhruba centrálně k pístovému úseku 11b pístu 11. ^Na straně čelní plochy na konci 14 pístu 11 vede do dna objímkového elementu 45 malý boční otvor 49, který je upraven radiálně.

Vybavovací ventil 43 je vytvořen objímkovite a obklopuje radiální vnější stranu objímkového elementu 45. Je opět ovlivňován prostřednictvím tlačné pružiny 34 v uzavřené poloze. Tlak, který panuje v prostoru uvnitř objímky 25, prochází sice skrz radiální otvory 46 k pístovému úseku 11b, avšak nedosahuje zde žádného posuvného účinku, protože se nedostává k čelní ploše na konci 14 pístu 11. Jakmile se dosáhne toho, že prostřednictvím posunutí trubkového elementu 18, který zabírá svými čelními plochami 50 na protilehlé čelní ploše 51 vybavovacího ventilu 43, je tento posunut do té míry, že vybrání 52 uvolní radiální boční otvor 49, panuje tlak nyní také na čelní ploše konce 14. Píst 11 je nyní přemisťován dopředu a jakmile v drážce 13 uložený těsnicí kroužek dosáhne radiálního otvoru 46, tak se pohyb pístu 11 dále zrychlí, protože nyní je k dispozici celkový průřez radiálních otvorů 46.

V dalším jsou uvedeny některé příkladné hodnoty používané při práci se zařízením pro vytváření rázovitého posuvného pohybu.

Pro zarážení jehel do oceli se dosahuje síly o hodnotě zhruba čtyř tun, pro beton zhruba dvou tun a pro dřevo zhruba jedné tuny.

Rychlost pístu dosahuje hodnoty čtyřicet až padesát metrů za sekundu.

* 9 ··«· • · »Φ « · 9 9

9 9 9

9 9 -9

9 9 9 • · · ·

- 11 Doba napnutí pružiny má hodnotu zhruba 0,1 tímco uvolnění pružiny se uskutečňuje ve zhruba sekundě.

sekundy, za jedné míli2eOo 2

Claims (20)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro vytváření rázovitého posuvného pohybu je opatřeno skříní (1), posuvným ústrojím, které je pohyblivé mezi zpět zataženou výchozí polohou a mezi vysunutou úderovou po lohou, rázovou pružinou, přemisťující posuvné ústrojí z jeho výchozí polohy do úderové polohy, pohonem pro napínání úderové pružiny, jakož i vybavovačem pro uvolňování napnutí rázové pružiny, přičemž posuvné ústrojí je spojeno s pístem (11) a ústrojí má axiální pístové vedení (7), vyzná c u j í c í se tím, že pohon má koaxiálně k pístovému vedení (7) uspořádaný posuvný trubkový element (18), který uvolňuje napnutou rázovou pružinu.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že posuvné ústrojí má posouvací tyč (12).
3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je opatřeno vratným ústrojím pro zpětné zasunutí posuvného ústrojí z úderové polohy do výchozí polohy po provedení rázového procesu.
4. 4. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vratné ústrojí je opatřeno vratnou pružinou.
5. 5. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pružinový element rázové pružiny je tlakový plyn.
6. 6. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pružinový element vratné pružiny je tlakový plyn.
7. 7. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vy9 9 9

   9 9 9

   9 999«

   - 13 z nač « jící se tím, že pružinový element rázové pružiny působí přímo na píst (11).
8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že píst (11) je dvojčinný píst (11), na který přímo působí pružinový element vratné pružiny.
9. 9. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se (33, 43).

   tím, že vybavovač má ventil
10. 10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že ventil (33, 43) je pro vybavení rázového procesu otevřen.
11. 11. Zařízení podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se tím, že ventil (33, 43) je vytvořen tak, že má samočinně se zesilující otevírací pohyb.
12. 12. Zařízení podle jednoho z nároků 9 až 11, c í se tím, že ventil (33, 43) je v uzavřené poloze pružně zatížený.

    vyznačují
13. 13. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pohon je vytvořen tak, že může ovládat vybavovač.
14. 14. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ve výchozí poloze posuvného ústrojí je rázová pružina předepjata.
15. 15. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pohon je vytvořen tak, že při svém ovládání dále předpíná rázovou pružinu před uvolnění.

    • 9 ···· * φ · » · 9 9

    9 9 9 9 ♦ « · · 9 9 9

    9 9 9 9 9

    999 999 99 99

    - 14
16. 16. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že po dopředném pohonu posuvného ústrojí dále uvolní usazovací pružinu pro usnadnění jejího zpětného posunutí.
17. 17. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že trubkový element (18) je posuvný prostřednictvím otočné matice (21) umístěné na závitu (20) čepového vedení (5).
18. 18. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ve skříni (1) je uspo řádáno čepové vedení (5) pro se zařízením nasazovaný čep a zařízení je vytvořeno jako přístroj pro posuv čepu.
19. 19. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 17, vyznačující se tím, že je vytvořeno jako brázdící kladivo, přičemž posuvné ústrojí působí na sekáč.
20. 20. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že přídavně k rázovitému posuvnému pohybu je nejméně v části pohybu vytvářen otočný pohyb.