RU2068337C1

RU2068337C1 - Impact wrench

Info

Publication number: RU2068337C1
Authority: RU
Inventors: В.М. Сибогатов
Original assignee: Сибогатов Валерий Михайлович
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1996-10-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: kinetic energy accumulated by striker 7 is transmitted to the nut of a threaded joint by impact through intermediate members 9, working cams 5, and anvil 4 with the working head. After the impact the nut of a threaded joint rotates by an angle and stops. In so doing anvil 4 and striker 7 also stop. Centrifugal forces fail to act. Spring 19 returns rod 10 to the initial position. Balls 22 are received in radial openings in rod 10. Intermediate members 9 are in the initial position in striker 9. Plunger 25 with servo member 26 are also in the initial position in striker 7. New cycle of acceleration is then started. EFFECT: improved design. 2 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к переносным инструментам с приводом и может быть использовано при сборке и разборке резьбовых соединений. The invention relates to portable tools with a drive and can be used in the assembly and disassembly of threaded connections.

Наиболее близким к изобретению является ударный гайковерт, содержащий корпус, установленный на нем двигатель с выходным валом, размещенные в корпусе наковальню с рабочими кулачками на одном конце и рабочей головкой на другом, связанный с выходным валом полый ударник с радиальными пазами, размещенные в последних промежуточные элементы, установленный в ударнике подпружиненный по оси шток, кинематически связанный с промежуточными элементами, установленными с возможностью взаимодействия с рабочими кулачками, механизм управления геометрией удара и устройство управления скоростью соударения, включающее шарики. Closest to the invention is an impact wrench containing a housing, an engine mounted thereon with an output shaft, anvil housed in the housing with working cams at one end and a working head at the other, a hollow hammer with radial grooves connected to the output shaft, located in the latter intermediate elements a rod mounted in the hammer, axially spring-loaded, kinematically connected with intermediate elements mounted to interact with working cams, geometer control mechanism s impact and collision speed control device including balls.

Недостаток известного гайковерта невысокая долговечность и надежность работы деталей ударного узла. A disadvantage of the known wrench is the low durability and reliability of the parts of the shock assembly.

Технический результат заключается в устроении этих недостатков за счет того, что гайковерт снабжен установленной в полости ударника с возможностью поворота втулкой и конусообразным элементом, в наковальне выполнена цилиндрическая осевая расточка с профильным вырезом в дне, ось симметрии которого совпадает с осью симметрии рабочих кулачков, на внутренней поверхности втулки профилированная поверхность, состоящая из двух конических и сопрягающей их тороидальной поверхностей, и продольный паз, ось которого лежит в одной плоскости с продольными осями промежуточных элементов, в которых выполнены отверстия, в штоке выполнены осевое отверстие для конусообразного элемента, подпружиненного по оси, и основное и дополнительные радиальные отверстия для размещения в последних шариков, взаимодействующих с профилированной поверхностью втулки и боковой поверхностью конусообразного элемента, кинематическая связь представляет собой синхронизирующий валик, размещенный в основном радиальном отверстии штока и с зазором, большим зазором между промежуточными элементами и радиальными пазами ударника, в отверстиях промежуточных элементов, механизм управления геометрией удара выполнен в виде установленного в полости ударника и подпружиненного относительно него плунжера, имеющего радиальное отверстие и размещенного в последнем с возможностью перемещения и в продольном пазу ударника следящего элемента цилиндрической формы со сферическим торцом, боковая поверхность которого установлена с зазором относительно дна расточки наковальни, а торец плунжера размещен с зазором относительно торца штока. The technical result consists in resolving these shortcomings due to the fact that the wrench is equipped with a sleeve and a cone-shaped element mounted in the cavity of the hammer, a cylindrical axial bore is made in the anvil with a profile cutout in the bottom, the axis of symmetry of which coincides with the axis of symmetry of the working cams, on the inside the surface of the sleeve is a profiled surface consisting of two conical and toroidal surfaces mating them, and a longitudinal groove, the axis of which lies in the same plane with The axial hole for the cone-shaped element spring-loaded along the axis and the main and additional radial holes for placement in the last balls interacting with the profiled surface of the sleeve and the lateral surface of the cone-shaped element are the axial axes of the intermediate elements in which the holes are made, the kinematic connection is a synchronizing roller located in the main radial hole of the rod and with a gap, a large gap between the intermediate elements and the radial with the grooves of the striker, in the holes of the intermediate elements, the control mechanism of the geometry of the stroke is made in the form of a plunger installed in the cavity of the striker and spring-loaded relative to it, having a radial hole and placed in the latter with the possibility of movement and in the longitudinal groove of the striker of a servo-shaped tracking element with a spherical end the surface of which is installed with a gap relative to the bottom of the anvil bore, and the end face of the plunger is placed with a gap relative to the end of the rod.

Кроме того, промежуточные элементы выполнены цилиндрической формы с лысками на поверхности, взаимодействующей с рабочими кулачками, а в ударнике выполнены дополнительные продольные пазы для размещения концов синхронизирующего валика. In addition, the intermediate elements are made of a cylindrical shape with flats on the surface interacting with the working cams, and additional longitudinal grooves are made in the drummer to accommodate the ends of the synchronizing roller.

На фиг. 1 изображен ударный гайковерт, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 промежуточные элементы, первый вариант выполнения; на фиг.5 устройство управления скоростью соударения; на фиг.6 ударный гайковерт со вторым вариантом выполнения промежуточных элементов, продольный разрез; на фиг.7 разрез В-В на фиг.6; на фиг.8 разрез Г-Г на фиг.6; на фиг.9 вид на наковальню, ее кулачки и профильный вырез; на фиг.10 промежуточные элементы, второй вариант выполнения. In FIG. 1 shows an impact wrench, a longitudinal section; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 section BB in figure 1; figure 4 intermediate elements, the first embodiment; in Fig. 5, a collision velocity control device; Fig.6 impact wrench with a second embodiment of the intermediate elements, a longitudinal section; Fig.7 section BB in Fig.6; in Fig.8 section GG in Fig.6; Fig.9 is a view of the anvil, its cams and profile cutout; figure 10 intermediate elements, the second embodiment.

Ударный гайковерт содержит корпус 1, установленный на корпусе двигатель 2 с выходным валом 3. В корпусе 1 размещены наковальня 4 с рабочими кулачками 5 на одном конце и квадратом 6 под рабочую головку ключа (на чертеже не показан) на другом и полый ударник 7, кинематически связанный с валом 3 двигателя 2. An impact wrench contains a housing 1, an engine 2 mounted on the housing with an output shaft 3. An housing 4 contains an anvil 4 with working cams 5 at one end and a square 6 under the working head of the wrench (not shown) on the other and a hollow hammer 7, kinematically connected to the shaft 3 of the engine 2.

В радиальных пазах 8 ударника 7 размещены промежуточные элементы 9 зацепления. В ударнике 7 размещен подпружиненный по оси шток 10, который кинематически связан с промежуточными элементами 9 через синхронизирующий валик 11, установленный в радиальном отверстии 12 штока 10 и отверстиях 13, выполненных в промежуточных элементах 9. In the radial grooves 8 of the striker 7 are placed intermediate gearing elements 9. In the hammer 7 there is placed a spring-loaded rod 10, which is kinematically connected with the intermediate elements 9 through a synchronizing roller 11 installed in the radial hole 12 of the rod 10 and the holes 13 made in the intermediate elements 9.

В расточке 14 ударника 7 установлена с возможностью проворота и зафиксирована от осевого перемещения втулка 15, имеющая внутренние конические поверхности 16 и 17 и переходную между ними тороидальную поверхность 18. In the bore 14 of the striker 7 is mounted with the possibility of rotation and fixed from axial movement of the sleeve 15 having an inner conical surface 16 and 17 and a transition between them a toroidal surface 18.

Шток 10 снабжен пружиной 19 возврата промежуточных элементов 9 выполнен с осевым и радиальными отверстиями, в которых размещены конусообразный элемент 20 с цилиндрическими хвостовиком 21 и шарики 22 соответственно. The rod 10 is provided with a spring 19 return of the intermediate elements 9 is made with axial and radial holes in which are placed a conical element 20 with a cylindrical shank 21 and balls 22, respectively.

В полости 23 ударника 7 размещен поджатый пружиной 24 плунжер 25, в радиальном отверстии которого установлен с возможностью перемещения следящий элемент 26, взаимодействующий с боковой цилиндрической поверхностью 27 расточки 28 в наковальне 4 во время разгонов ударника 7 и с плоскостью 29 дна расточки 28 во время срабатывания гайковерта. На дне 29 расточки 28 выполнен профильный вырез 30, ось симметрии которого совпадает с осью симметрии кулачков 5 наковальни 4. Следящий элемент 26 одновременно размещен и в продольном пазу 31 ударника 7. Ось симметрии паза 31 лежит в одной плоскости с продольными осями промежуточных элементов 9. In the cavity 23 of the firing pin 7, a plunger 25, preloaded by a spring 24, is placed, in the radial hole of which a follower 26 is mounted with the possibility of movement, interacting with the lateral cylindrical surface 27 of the bore 28 in the anvil 4 during acceleration of the firing pin 7 and with the plane 29 of the bottom of the bore 28 during operation wrench. At the bottom 29 of the bore 28, a profile cutout 30 is made, the axis of symmetry of which coincides with the axis of symmetry of the anvil cams 5. The follower element 26 is simultaneously located in the longitudinal groove 31 of the hammer 7. The axis of symmetry of the groove 31 lies in the same plane with the longitudinal axes of the intermediate elements 9.

Возможен второй вариант выполнения промежуточных элементов 9 цилиндрической формы, со стороны рабочих кулачков 5 наковальни 4 имеющих плоские лыски 32, которыми они взаимодействуют с плоскостями рабочих кулачков 5. При таком варианте в ударнике 7 выполнены дополнительные продольные пазы 33, в которые с зазором входит синхронизирующий валик 11, за счет чего исключается возможность проворота промежуточных элементов 9. Цилиндрический хвостовик 21 конусообразного элемента 20 выполнен удлиненным, проходит через отверстие в синхронизирующем валике 11, фиксируя его от радиальных смещений, и торцом взаимодействует со шпонкой 34, которая размещена в пазу 35 центрального штока 10 и обратной стороной взаимодействует с пружиной 19 возврата промежуточных элементов 9. A second embodiment of the cylindrical intermediate elements 9 is possible, from the side of the working cams 5 of the anvil 4 having flat flats 32, with which they interact with the planes of the working cams 5. In this embodiment, additional longitudinal grooves 33 are made in the hammer 7, into which the synchronizing roller enters with a gap 11, thereby eliminating the possibility of rotation of the intermediate elements 9. The cylindrical shank 21 of the conical element 20 is made elongated, passes through an opening in the synchronizing roller е 11, fixing it from radial displacements, and interacts with the end face with a key 34, which is located in the groove 35 of the central rod 10 and interacts with the reverse side 19 with the return spring 19 of the intermediate elements 9.

В первом варианте выполнения промежуточных элементов фиксация синхронизирующего валика 11 осуществляется штифтом 36, поджимаемым пружиной 37. In the first embodiment of the intermediate elements, the locking of the synchronizing roller 11 is carried out by a pin 36, pressed by a spring 37.

Ударный гайковерт работает следующим образом. Impact wrench works as follows.

Ударник 7 получает вращение в ту или иную сторону от двигателя 2. С ростом угловой скорости вращения ударника 7 возрастают и центробежные силы, действующие на промежуточные элементы 9 зацепления ударника 7 с рабочими кулачками 5 наковальни 4. Под действием центробежных сил промежуточные элементы 9 стремятся переместиться в радиальных пазах 8 ударника 7 к периферии. Однако, на всем этапе разгона ударника 7 до достижения им заданной угловой скорости соударения промежуточные элементы 9 должны оставаться зафиксированными относительно ударника 7. Это достигается тем, что промежуточные элементы 9 взаимодействуют с боковой поверхностью синхронизирующего валика 11 и оказывают на него все возрастающее давление во время разгона ударника 7. В свою очередь действие центробежных сил от промежуточных элементов 9 через синхронизирующий валик 11 передается на шток 10, который снабжен возвратной предварительно поджатой пружиной 19 и находится на подпружиненном шариковом замке. При этом шарики 22, размещенные в радиальных отверстиях штока 10, упираются с одной стороны в боковую поверхность конусообразного элемента 20, а с другой в коническую поверхность 16 втулки 15. Предварительное усилие возвратной пружины 19, углы конуса элемента 20, диаметр шариков 22 и толщина стенки втулки 15 подбираются таким образом, что срабатывание шарикового замка произойдет при достижении заданной угловой скорости, когда центробежные силы, действующие на промежуточные элементы 9, достигнут такой величины, что осевое усилие, передаваемое от них на шток 10, способно будет преодолеть сопротивление пружины 19 и утопить шарики 22, скользящие по конусной поверхности 16 в штоке 10. The drummer 7 receives rotation in one direction or another from the engine 2. With an increase in the angular velocity of rotation of the hammer 7, the centrifugal forces acting on the intermediate elements 9 of the engagement of the hammer 7 with the working cams 5 of the anvil 4 increase. Under the action of centrifugal forces, the intermediate elements 9 tend to move to radial grooves 8 of the hammer 7 to the periphery. However, at the entire stage of acceleration of the striker 7 until it reaches the specified angular velocity of impact, the intermediate elements 9 must remain fixed relative to the striker 7. This is achieved by the fact that the intermediate elements 9 interact with the side surface of the synchronizing roller 11 and exert an increasing pressure on it during acceleration drummer 7. In turn, the action of centrifugal forces from the intermediate elements 9 through a synchronizing roller 11 is transmitted to the rod 10, which is equipped with a return preload that spring 19 and is located on a spring-loaded ball lock. While the balls 22, placed in the radial holes of the rod 10, abut on one side to the lateral surface of the conical element 20, and on the other to the conical surface 16 of the sleeve 15. The preliminary force of the return spring 19, the angles of the cone of the element 20, the diameter of the balls 22 and the wall thickness the sleeves 15 are selected in such a way that the operation of the ball lock occurs when the specified angular velocity is reached, when the centrifugal forces acting on the intermediate elements 9 reach such a value that the axial force transmitted from x to the rod 10, it will be able to overcome the resistance of the spring 19 and drown the balls 22, sliding on the conical surface 16 in the rod 10.

Причем, как только шарики 22 несколько сместятся по отношению к втулке 15, то они перейдут с конусной поверхности 16 на тороидальную поверхность 18, благодаря чему они легко будут задавлены в радиальные отверстия штока 10, который начнет осевое перемещение в сторону наковальни 4. Moreover, as soon as the balls 22 are somewhat displaced with respect to the sleeve 15, they will pass from the conical surface 16 to the toroidal surface 18, so that they will be easily pressed into the radial holes of the rod 10, which will begin axial movement towards the anvil 4.

После выбора зазора между торцом штока 10 и плунжера 25, последний также начнет совершать осевое движение. При этом, если следящий элемент 26 сразу окажется напротив профильного выреза 30 на дне 29 расточки 28 наковальни 4, то шток 10 вместе с плунжером 25 сместится в сторону наковальни 4, и промежуточные элементы 9 получат возможность совершить быстрое радиальное перемещение относительно ударника 7 на величину ширины рабочих кулачков 5 наковальни 4. After choosing the gap between the end face of the rod 10 and the plunger 25, the latter will also begin to make axial movement. Moreover, if the tracking element 26 immediately appears opposite the profile cutout 30 at the bottom 29 of the bore 28 of the anvil 4, then the rod 10 together with the plunger 25 will move towards the anvil 4, and the intermediate elements 9 will be able to make a quick radial movement relative to the striker 7 by the width working cams 5 anvils 4.

Накопленная ударником 7 кинетическая энергия посредством удара через промежуточные элементы 9, рабочие кулачки 5 и наковальню 4 с рабочей головкой передается гайке резьбового соединения. The kinetic energy accumulated by the striker 7 through impact through the intermediate elements 9, the working cams 5 and the anvil 4 with the working head is transmitted to the nut of the threaded connection.

Если следящий элемент 26 своей боковой поверхностью натолкнется на плоскость 29 дна расточки 28 наковальни 4, то начатое движение штока 10, а следовательно, и промежуточных элементов 9 будет приостановлено до тех пор, пока ударник 7 повернется еще относительно неподвижной наковальни 4 настолько, что промежуточные элементы 9 займут по отношению к рабочим кулачкам 5 положение, обеспечивающее правильное зацепление кулачков 5 и промежуточных элементов 9 в момент удара. В этом положении, и только в этом, следящий элемент 26 сможет провалиться в пространство профильного выреза 30, что позволит промежуточным элементам 9 сместиться к периферии в пазах ударника 7 для нанесения удара по кулачкам 5. If the follower element 26 with its lateral surface encounters the plane 29 of the bottom of the bore 28 of the anvil 4, then the started movement of the rod 10, and consequently of the intermediate elements 9, will be suspended until the hammer 7 rotates still relative to the stationary anvil 4 so that the intermediate elements 9 will occupy with respect to the working cams 5 a position ensuring the correct engagement of the cams 5 and the intermediate elements 9 at the time of impact. In this position, and only in this, the tracking element 26 can fall into the space of the profile cutout 30, which will allow the intermediate elements 9 to move to the periphery in the grooves of the hammer 7 for striking the cams 5.

После удара гайка резьбового соединения, повернувшись на некоторый угол, остановится, остановится и наковальня 4 и ударник 7. Действие центробежных сил прекратится. Возвратная пружина 19 вернет шток 10 в исходное положение. Благодаря малой конусности поверхности 17 шарики 22 будут легко задавлены той же возвратной пружиной 19 в радиальные отверстия штока 10 при переходе через тороидальную поверхность 18 на коническую поверхность 16. Промежуточные элементы 9 займут исходное положение в ударнике 7. В это же время под воздействием своей пружины 24 плунжер 25 со следящим элементом 26 займет исходное положение в ударнике 7. При этом между боковой поверхностью следящего элемента 26 и дном 29 расточки 28 установится небольшой зазор. Начнется новый цикл разгона ударника 7. Гайковерт будет наносить удары до тех пор, пока не будет отключен двигатель 2. After impact, the nut of the threaded joint, having turned by a certain angle, will stop, and the anvil 4 and the hammer 7 will stop. The action of centrifugal forces will cease. The return spring 19 will return the rod 10 to its original position. Due to the low taper of the surface 17, the balls 22 will be easily pressed by the same return spring 19 into the radial holes of the rod 10 when passing through the toroidal surface 18 to the conical surface 16. The intermediate elements 9 will occupy the initial position in the hammer 7. At the same time, under the influence of their spring 24 a plunger 25 with a follower 26 will take up its original position in the hammer 7. In this case, a small gap will be established between the side surface of the follower 26 and the bottom 29 of the bore 28. A new cycle of acceleration of the striker 7 will begin. The wrench will strike until the engine 2 is turned off.

Энергия единичного удара гайковерта, зависящая от момента инерции ударника 7 и его угловой скорости при ударе, устанавливается заранее. При этом создается предварительно необходимое усилие пружины 19, обеспечивающее срабатывание ударного механизма при разгоне ударника до требуемой скорости соударения. ЫЫЫ9 The energy of a single impact wrench, depending on the moment of inertia of the hammer 7 and its angular velocity upon impact, is set in advance. This creates the pre-required force of the spring 19, which ensures the operation of the percussion mechanism during acceleration of the striker to the required impact speed. YYY9

Claims

1. Impact wrench containing a housing, an engine mounted thereon with an output shaft, anvil housed in the housing with working cams at one end and a working head at the other, a hollow hammer with radial grooves connected to the output shaft, located in the latter intermediate elements mounted in the drummer is a rod spring-loaded along the axis, kinematically connected with intermediate elements mounted to interact with working cams, a shock geometry control mechanism and a control device a collision mode, including balls, characterized in that it is equipped with a sleeve and a cone-shaped element mounted in the cavity of the drummer, a cylindrical axial bore is made in the anvil with a profile cutout in the bottom, the axis of symmetry of which coincides with the axis of symmetry of the working cams, on the inner side surface bushings
a profiled surface consisting of two conical and toroidal surfaces mating them, and a longitudinal groove, the axis of which lies in the same plane with the longitudinal axes of the intermediate elements in which the holes are made, in the rod there is an axial hole for the conical element spring-loaded along the axis, and the main and additional radial holes for placement in the last balls interacting with the profiled surface of the cone-shaped element, the kinematic connection is synchronized a roller located in the main radial hole of the rod, with a gap greater than the gap between the intermediate elements and the radial grooves of the hammer in the holes of the intermediate elements, the control mechanism of the geometry of the shock is made in the form of a ram installed in the cavity of the hammer and spring-loaded relative to it, having a radial hole, and placed in the latter with the possibility of movement and in the longitudinal groove of the striker of the follower of a cylindrical shape with a spherical end face, the side surface of which is installed Helen with a gap relative to the bottom of the bore of the anvil, and the end face of the plunger is placed with a gap relative to the end of the rod.

2. Wrench according to claim 1, characterized in that the intermediate elements are cylindrical in shape with flats on a surface that interacts with working cams, and additional longitudinal grooves are made in the hammer to accommodate the ends of the synchronizing roller.