Przedmiotem niniejszego wynalazku jest narze¬ dzie udarowe wyposazone w tlok roboczy, który napedza za (pomoca medium cisnieniowego w ko¬ morze roboczej itlok mlotka przekazujacy swoja energie kinetyczna narzedziu roboczemu.Narzedzie udarowe wedlug wynalazku znajduje zastosowanie, zwlaszcza jako przenosny swider do skal napedzany silnikiem spalinowym, a takze mo¬ ze byc równiez innym typem mechanizmu udaro¬ wego bez wzgledu na rodzaj zródla sily.W znanym mechanizmie udarowym swidra do skal, napedzanego silnikiem spalinowym, gazy spa¬ linowe napedzaja bezposrednio tlok mlotka swidra, przy czym tlok mlotka i tlok silnika umieszczone sa w jednym cylindrze, a energia kinetyczna, któ¬ rej zródlem jest proces spalania przenoszona jest bezposrednio na tlok mlotka narzedzia roboczego.Po przekazaniu energii kinetycznej na narzedzie robocze tlok mlotka powraca w kierunku tloka sil¬ nika spalinowego pod wplywem cisnienia o war¬ tosci wyzszej od cisnienia atmosferycznego w ko¬ morze znajdujacej sie ponizej tloka mlotka. Pred¬ kosc powrotna i dlugosc skoku powrotnego tloka mlotka sa jednak zalezne, przynajmniej czesciowo, od twardosci materialu obrabianego przez narze¬ dzie robocze i odrzutu tego narzedzia oraz obrabia¬ nego materialu. Oznacza to, ze tlok mlotka nie znajduje sie zawsze we wlasciwym polozeniu w odniesieniu do tloka silnika w chwili rozpocze¬ cia procesu spalania, co ma miejsce szczególnie 10 15 25 30 w przypadku gdy material ma zmienna twardosc.Wplywa to ujemnie na równomiernosc pracy sil¬ nika.Dodatkowa wada znanych konstrukcji swidrów udarowych do skal jest koniecznosc umieszczania swiecy zaplonowej w bocznej sciance komory spa¬ lania, co powoduje niesymetryczny ksztalt komory spalania i niekorzystny proces spalania z niezupel¬ nym spalaniem .mieszanki. Ogranicza to predkosc obrotowa silnika i obniza wydajnosc robocza na¬ rzedzia.Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji narzedzia udarowego z takim mechanizmem uda¬ rowym, który eliminuje wyzej wymienione wady i który moze pracowac przy znacznie wiekszych liczbach obrotów niz bylo to mozliwe w znanych przenosnych swidrach do skal, zwlaszcza napedza¬ nych przez silniki spalinowe.Cel ten zostal osiagniety dzieki temu, ze narze¬ dzie udarowe ze zródlem energii napedzajacym za pomoca medium cisnieniowego tlok mlotka prze¬ kazujacy energie kinetyczna na narzedzie robocze zawiera pierscien mlotkowy, wspólsrodkowy z tlo¬ kiem mlotka, ruchomy w kierunku ruchu mlotka, osadzony w obudowie majacej wewnetrzna kra¬ wedz ograniczajaca ruch w dól pierscienia mlotko¬ wego. Pomiedzy tlokiem mlotka a pierscieniem mlotkowym wspólsrodkowo, umieszczona jest ko¬ mora powrotna. Pierscien mlotkowy ma skierowa¬ ny do wewnatrz kolnierz, którego dolna powierz- 68 95268 952 chnia stanowi stykowa powierzchnie robocza z gór¬ na powierzchnia pierscieniowego kolnierza tloka mlotka. Tlok roboczy narzedzia stanowi tlok spre¬ zarki polaczony z walem korbowym tloka silnika spalinowego. Tlok sprezarki i tlok silnika sa ulo- 5 zyskowane na wykorbieniach usytuowanych po przeciwnych stronach walu korbowego.Narzedzie udarowe wedlug wynalazku jest przed¬ stawione w przykladowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 — przedstawia narzedzie w posta- 10 ci swidra do sikal w widoku z boku i w czescio¬ wym przekroju, fig. 2 i 3 — przedstawiaja wykresy obrazujace odpowiednio ruch tloka mlotka i piers¬ cienia mlotkowego w funkcji czasu miedzy naj¬ wyzszymi a najnizszymi polozeniami tloka i piers- 15 cienia, a fig. 4 — wykres calkowitej energii udaro¬ wej na jednostke czasu, jak równiez energii udaro¬ wej na jeden skok mlotka w funkcji ilosci uderzen tloka mlotka na jednostke czasu.Swider do skal przedstawiony na fig. 1 — zawie- 20 ra znany silnik spalinowy zaopatrzony w: zebra chlodzace 1, cylinder 2, tlok 3, swiece zaplonowa 4, korbowód 5, kolo zamachowe 27 i wal korbowy 6.Korbowód 7 tloka sprezajacego lub roboczego 8 wykonujacego iruch posuwisto-zwrotny w cylin- 2- drze 9 sprezarki zamocowany jest obrotowo na wa¬ le korbowym, przy czym kierunek osi korbowodu 7 jest przeciwny do kierunku korbowodu 5. Otwór wlotowy 10 powietrza do komory sprezania 11 znaj¬ duje sie w sciance cylindra 9. Cisnienie w komorze 30 11 zmienia sie od 0 do 15 atmosfer. Komora spre¬ zania 11 ograniczona jest od dolu przez tlok 12 mlotka, przy czym pierscien mlotkowy 13 usytuo¬ wany jest wspólosiowo z tlokiem 12 mlotka i sluzy jako tlok pomocniczy dla tloka mlotka.Komora powrotna 14 umieszczona jest wspólsrod kowo pomiedzy tlokiem 12 mlotka a pierscieniem mlotkowym 13, przy czym w komorze 14 panuje stale cisnienie wyzsze od atmosferycznego, waha¬ jace sie, na przyklad od 1 do 1,5 atmosfery. Po- ^ wietrze sprezone doprowadzane jest do komory powrotnej 14 z komory 11 na przyklad przez szcze¬ line dokola tloka 12 mlotka. Pierscien mlotkowy 13 osadzony jest w obudowie 21 mechanizmu udaro¬ wego, której wewnetrzna krawedz 18 stanowi oparcie dla pierscienia mlotkowego 13 w czasie je¬ go roboczego ruchu w dól. Pierscien mlotkowy 13 wyposazony jest w skierowany do wewnatrz kol¬ nierz 16, którego dolna powierzchnia stanowi sty¬ kowa powierzchnie robocza z górna powierzchnia pierscieniowego kolnierza 15 na tloku 12 mlotka.Pierscien mlotkowy 13 wyposazony jest w swo¬ jej dolnej czesci w stanowiaca z nim jedna calosc tuleje 19 uszczelniajaca tlok mlotka. Robocza po¬ wierzchnia stykowa kolnierza 16 wspólpracuje 55 podczas ruchu tloka mlotka do góry ze stykowa powierzchnia robocza kolnierza X5 tloka mlotka.Cylindryczny otwór 17 w dolnej czesci obudowy 21 stanowi prowadzenie tloka mlotka. Pierscien mlotkowy 13 ma walcowa powierzchnie prowadza- 60 ca i uszczelniajaca 20, która wspólpracuje r otwo¬ rem w obudowie 21 mechanizmu udarowego. Po¬ wietrze wydmuchujace doprowadzane jest do prze¬ wodu 25 w roboczym narzedziu wiercacym 22 przez kanaly 23 i 24 w obudowie 21 do kanalu 29 w tlo- 65 35 50 ku mlotka. Tuleja swidra i obrotowy zabierak 26 sluza dla umozliwienia obrotu grotu swidra.Na fig. 1 przedstawione sa tlok silnika i tlok 8 sprezajacy lub roboczy w swoich najwyzszych po¬ lozeniach w cylindrach, to znaczy, w polozeniach blisko walu korbowego. Tlok 3 silnika spreza za pomoca energii kinetycznej nagromadzonej w kole zamachowym 27, mieszanke paliwa z powietrzem w cylindrze 2 dla nastepujacego potem spalania.Równoczesnie tlok 8 sprezarki spreza powietrze w komorze sprezania 11 od cisnienia atmosferycz¬ nego do okolo 15 atmosfer. Tlok 12 mlotka rozpo¬ czyna swój ruch w dól w cylindrze 9; w chwili kiedy cisnienie w komorze sprezania 11 przekroczy jedna atmosfere, to znaczy przekroczy wartosc cis¬ nienia w komorze powrotnej 14.W konsekwencji tej róznicy cisnien, pierscien mlotkowy 13 zajmuje polozenie stykowe z wew¬ netrzna krawedzia 18 obudowy 21. W miare prze¬ suwania sie tloka 12 mlotka w dól, ruch jego zo¬ staje przyspieszony w konsekwencji wzrostu cis¬ nienia w komorze 11 osiagajac predkosc równa okolo 10 m/sek w chwili, gdy uderza o grot swidra lub narzedzia 22. W nastepnej fazie dzialania urza¬ dzenia cisnienie robocze w komorze spalania 11 zmniejsza sie ido wartosci kilku atmosfer. W kon¬ sekwencji utrzymania pierscienia mlotkowego 13 w swoim krancowym dolnym polozeniu i jedno¬ czesnego ruchu w dól tloka mlotkowego 12 naste¬ puje wzrost cisnienia w komorze powrotnej 14 do wartosci okolo 1,5 atmosfery.Podczas ruchu w dól tloka 8 sprezarki, powietrze wydmuchujace sluzace do odprowadzania materia¬ lu odpadkowego z wierconego otworu doprowadza¬ ne jest z komory sprezania 11 przez kanaly 23, 24 lub 29 w dól do przewodu 25 w swidrze 22.W przyblizeniu w tym samym czasie, gdy tlok 12 mlotka uderza o grot wiertla, nastepuje proces spalania w cylindrze 2 silnika na skutek czego tlok 8 sprezarki przemieszczony jest do góry. Tlok mlot¬ ka rozpoczyna swój ruch do góry wtedy, gdy cis¬ nienie w komorze sprezania 11 spadnie ponizej 1,5 atmosfery. Podczas ruchu w góre tloka mlotka, kolnierz 15 wchodzi w polozenie stykowe z kolnie¬ rzem 16 pierscienia mlotkowego 13. Masy tloka mlotka i pierscienia sa tak dobrane jedna wzgle¬ dem drugiej, aby zapewnic zatrzymanie sie tloka 12 mlotka w momencie, w którym uderza on swoim kolnierzem 15 o kolnierz 16 pierscienia mlotkowego bez wzgledu na wielkosc odrzutu pochodzacego od grotu swidra, przy czym pierscien mlotkowy w konsekwencji tego uderzenia przemieszczany jest do góry sprezajac w ten sposób powietrze w komorze 28, utworzonej miedzy kolnierzem 16 a cylindrem. Pierscien 13 przesuwa sie w góre o odleglosc, która zalezna jest czesciowo od wiel¬ kosci odrzutu. Powrót pierscienia mlotkowego do dolnego, krancowego polozenia nastepuje podczas kolejnego suwu roboczego tloka mlotka. W rezul¬ tacie zastosowania tloka towarzyszacego w postaci pierscienia mlotkowego 13, poczatkowe polozenie tloka mlotka dla kazdej fazy roboczej jest zawsze takie same.Wykres przedstawiony na fig. 2 obrazuje ruch tloka mlotka, to jest jego polozenie w zaleznosci68 952 6 od czasu. Na osi odcietych odmierzony jest czas, a ma osi rzednych, w jednostkach liniowych, odleg¬ losc itloka od polozenia spoczynkowego górnego G do polozenia dolnego F. Krzywa H stanowi gra¬ ficzne przedstawienie funkcji zmiany polozenia tloka 12 mlotka w zaleznosci od czasu.Wykres przedstawiony na fig. 3 przedstawia ana¬ logicznie wykres ruchu pierscienia mlotkowego 13 takze w zaleznosci od czasu. Krzywa K stanowi ilustracje graficzna funkcji zmiany polozenia pierscienia mlotkowego 13 w zaleznosci od czasu.Wykresy przedstawione na fig. 2 i 3 obrazuja wiec wzajemna zaleznosc polozen tloka mlotka i pierscienia mlotkowego w okresie czasu.Fig. 4 przedstawia wykres zmian wartosci energii udarowej E na jednostke czasu i energii udarowej e na jeden skok mlotka w zaleznosci od ilosci ude¬ rzen tloka mlotka na minute.Punkt D oznacza maksymalna wartosc energii udarowej na jednostke czasoi, przy której to war¬ tosci odleglosc a {fig. 1) pomiedzy tlokiem sprezar¬ ki i tlokiem mlotka w górnym polozeniu jest wlas¬ ciwie dobrana. Przy tej wartosci energii udarowej na jednostke czasu, wielkosc energii udarowej na jeden skok oznaczona jest punktem c na krzywej e. Maksymalna wartosc energii udarowej na jeden skok oznaczona punktem B na krzywej e osiagana jest przy mniejszej ilosci uderzen tloka na minute niz ilosc uderzen tloka odpowiadajaca maksymalnej wartosci energii udarowej na jednostke czasu.Przy ilosci uderzen na minute mniejszej od wy¬ znaczonej punktem D, odleglosc pomiedzy tlokiem sprezarki a tlokiem mlotka w górnym polozeniu jest niniejsza od wlasciwej i odwrotnie, jest ona wieksza przy ilosci uderzen wiekszej od wyznaczo¬ nej punktem D.Z wykresu wynika, ze wartosc tych energii uza¬ lezniona jest od odleglosci miedzy tlokiem spreza¬ jacym 8 i tlokiem 12 mlotka w ich najwyzszych krancowych, górnych polozeniach. Maksymalna wartosc energii udarowej EJ na jednostke czasu przy wlasciwie dobranej odleglosci a, pomiedzy tlokiem sprezarki i tlokiem mlotka w górnym po¬ lo 15 20 25 30 35 40 lozeniu (fig. 1) uzyskiwana jest przy wiekszej ilos¬ ci uderzen na minute niz ilosc uderzen na minute odpowiadajaca maksymalnej wartosci energii uda¬ rowej e na jeden skok. Znane rozwiazania kon¬ strukcyjne, w których tlok mlotka napedzany jest bezposrednio przez gazy spalinowe w cylindrze silnika spalinowego nie umozliwialy osiagniecia optymalnej dla wartosci energii E ilosci obrotów.Wynalazek nie ogranicza sie do omówionego przykladu jego wykonania ani tez do wartosci cis¬ nienia, wymienionych predkosci tloka i dlugosci skoku tloka, lecz moze byc modyfikowany w ra¬ mach istotnych cech narzedzia wedlug wynalazku. PL PL