Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3951
.pdf
предотвращать дальнейший износ.
Для обеспечения смазки между ротором и торцевыми пластинами на каждом торце или плоской поверхности
ротора может быть сформировано необходимое количество неглубоких канавок, простирающихся от
периферии ротора до закаленной втулки; такие канавки могут быть прямыми или слегка изогнутыми и могут
отходить от указанной втулки в направлении, более или менее касательном к ней, при этом их наружные
концы направлены более или менее в направлении вращения ротора.
Такое расположение смазочных канавок позволит преодолеть тенденцию центробежной силы выталкивать
смазку из пространства между соседними поверхностями ротора и торцевых пластин. Кроме того, для
уменьшения склонности смазки к выносу под действием давления выхлопных газов выпускное отверстие или
отверстия, вместо того чтобы располагаться в радиальной плоскости кольцевого корпуса, могут быть
расположены под углом к нему, причем это отверстие или отверстия наклонены назад по отношению к
направлению вращения ротора. Таким образом, смазка будет ударяться о стенку выпускного отверстия и
стремиться застрять в ней, в то время как воздух или другая рабочая жидкость под давлением будет выходить
из отверстия.
В случае пневматического отбойного молотка, имеющего два ротора, поршень одного из которых расположен
под углом 180° к поршню другого, корпус отбойного молотка может включать две кольцевые части корпуса,
две наружные торцевые пластины и центральную пластину, общую для обеих поршневых камер. Торцевые
пластины и части кольцевого кожуха могут быть скреплены между собой болтами, проходящими через
выступы, а центральная пластина может иметь выемки с обеих сторон, при этом кромочная часть
уменьшенной толщины, образованная таким образом, может быть зажата между частями кольцевого кожуха,
которые могут быть скреплены между собой болтами, проходящими через выступы или выступы. Подающие
или питающие патрубки в выступах на кольцевых частях корпуса могут быть расположены таким образом,
чтобы соединяться соответствующими средствами, причем один из выступов может быть соединен с
подающей трубой, или же такие питающие патрубки могут быть расположены таким образом, что при
закреплении боковой рукоятки на машине один или несколько патрубков в этой рукоятке будут совпадать с
указанными питающими патрубками. Рукоятка будет иметь трубчатую форму, являться частью
воздухопровода и будет оснащена дроссельным клапаном.
В таком случае на одной из торцевых пластин предпочтительно разместить дополнительную рукоятку,
подающий винт или нагрудную пластину, при этом шпиндель двигателя будет выступать через другую
торцевую пластину и будет снабжен держателем инструмента или патроном, либо шестерней для привода
держателя инструмента или патрона через зубчатую передачу, которая может включать реверсивную
передачу. Предпочтительно, чтобы конец шпинделя двигателя, удаленный от держателя инструмента, был
соединен с концевым упорным подшипником. Например, на этом шпинделе рядом с его концом может быть
сформирована или установлена закаленная втулка, образующая шарикоподшипник, при этом другой
шарикоподшипник расположен в полом центральном выступе на торцевой пластине. Шариковые подшипники
и шарики располагались бы в углублении такого выступа, а открытая сторона углубления, обращенная к
ротору, могла бы удобно закрываться подшипником, в который вставлен этот конец шпинделя, причем
диаметр углубления соответствовал бы диаметру указанного подшипника.
При желании машина может быть оснащена поршневой рукояткой или аналогичной рукояткой, которая может
быть привинчена к выступу, охватывающему описанный выше концевой упорный подшипник, и подача
воздуха через эту рукоятку может осуществляться к подающим отверстиям в выступах на кольцевых частях
корпуса; в этой рукоятке предусмотрен дроссельный клапан, предназначенный для управления с помощью
нажатого большим или указательным пальцем курка или рычага; рукоятка, дроссельный клапан и курок или
рычаг аналогичны тем, которые обычно используются в ручных переносных пневматических молотках.
Принцип работы описанного выше двигателя легко понять: давление жидкости при входе вдавливает упоры в
поршневые камеры и, воздействуя на поршни, продвигает их вперед до тех пор, пока они не пройдут
выпускные отверстия, после чего давление выходит наружу; импульс деталей вместе с приводом одного
поршня перемещает другой поршень от выпускного отверстия в положение, в котором он снова подвергается
воздействию давления жидкости; кулачковый механизм поршня, проходя вперед от выпускного отверстия,
воздействует на соответствующий упор, перемещая его в углубление в кольцевом корпусе и позволяя
поршню пройти мимо него; входящее давление жидкости воздействует на указанный упор и возвращает его в
исходное положение в поршневой камере сразу после того, как поршень прошел мимо него.
Хотя двигатель или мотор, согласно изобретению, был описан в большей степени как предназначенный для
использования при закручивании дрелей и других вращающихся инструментов, следует понимать, что такой
двигатель или мотор может использоваться для любых целей, для которых он может оказаться подходящим.
В описанных выше деталях конструкции могут быть внесены некоторые изменения, не выходящие за рамки
изобретения.
Например, для предотвращения попадания рабочей жидкости под давлением или любого значительного её
количества в выпускной коллектор во время работы поршня и прохождения им упора, вместо постоянной
подачи рабочей жидкости в камеру поршня под давлением, могут быть предусмотрены средства для полного
или частичного прекращения подачи жидкости во время движения поршня и прохождения им упора. Это
может быть достигнуто с помощью полого или трубчатого опорного шпинделя и подачи рабочей жидкости в
камеру поршня через такой шпиндель, при этом в стенке шпинделя предусмотрено одно или несколько
отверстий, которые полностью или частично закрываются корпусом или подшипником шпинделя, когда
опорный элемент перемещается поршнем в углубление в корпусе.
Таким образом, опорный шпиндель будет представлять собой распределительный клапан типа Корлисса.
Если конструкция отверстий шпинделя такова, что давление жидкости полностью прекращается при
перемещении опорного элемента в его углубление, то для возврата опорного элемента в исходное положение
после выхода поршня из-под опорного элемента следует предусмотреть механические средства, например,
лёгкую пружину; если же конструкция отверстий такова, что небольшое количество жидкости продолжает
поступать под давлением, когда опорный элемент находится в углублении, то это давление жидкости будет
воздействовать на опорный элемент и возвращать его в исходное положение в камере поршня после выхода
поршня из-под опорного элемента. При возвращении опорного элемента в исходное положение относительно
поршневой камеры возобновится подача жидкости под полным или нормальным давлением.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 30, 066, 1924 г. н.э. Усовершенствования роторных двигателей или моторов, работающих под давлением
жидкости и предназначенных для работы с дрелями или другими роторными инструментами или
приспособлениями.
Я, Роберт Уильям Кси, проживающий по адресу: Уикхайн Роуд, Бекенхэм, графство Иллинойс, подданный
Великобритании, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующий характер: данное
изобретение относится к усовершенствованиям роторных двигателей или моторов, работающих под
давлением жидкости и предназначенных для работы или привода сверл, разверток, труборасширителей,
шлифовальных станков или других роторных станков или устройств.
Усовершенствования, предусмотренные настоящим изобретением, в частности, предназначены для
использования в роторном двигателе, подходящем для указанных целей, и описаны в предварительном
описании, прилагаемом к заявке на патент №.
24,943 [из 1924 г. н.э.], разработанные нынешним заявителем, но указанные усовершенствования могут быть
применены к другим роторным двигателям или моторам, имеющим центральный вал или шпиндель,
вращающийся вращающимся поршнем, ротором или тому подобным.
Целью изобретения является создание простого и эффективного средства для смазки подшипников
скольжения центрального вращающегося или роторного вала или шпинделя двигателя или мотора.
Согласно данному изобретению, вал или шпиндель ротора является полым, а его внутреннее полое
пространство служит резервуаром для смазки; в шпинделе предусмотрены отверстия или каналы, через
которые смазка из такого резервуара будет подаваться к подшипникам скольжения. Вал ротора может быть
выполнен из стальной трубы, к одному концу которой приварена или иным образом прикреплена сплошная
часть, образующая или приводящая в движение сверлильный или другой инструментальный патрон или
приводное соединение. Однако предпочтительно, чтобы шпиндель ротора вытачивался из цельного стержня,
а в нем аксиально формировалась полость соответствующих размеров путем сверления в шпинделе от
одного его конца на желаемое расстояние до другого конца отверстия желаемого диаметра.
Предпочтительно, чтобы отверстие было нарезано резьбой с открытого конца и закрыто съемной винтовой
пробкой; при желании можно использовать другие подходящие средства закрытия, чтобы обеспечить легкий
доступ к внутренней части резервуара для его заправки смазочным материалом.
Для обеспечения вышеупомянутых отверстий или каналов для подачи смазки к подшипникам скольжения
вала ротора, в каждом таком подшипнике в валу радиально просверливается небольшое отверстие или
отверстия, ведущие из полой внутренней части вала через стенку цилиндрического резервуара.
В процессе вращения вала ротора центробежная сила обеспечивает подачу смазки из резервуара в
указанном валу через радиальные отверстия к смазываемым подшипникам.
В винтовом или ином запорном устройстве резервуара в валу ротора может быть встроен или соединен с ним
соответствующий обратный клапан, который должен быть сконструирован таким образом, чтобы при создании
в резервуаре заданной степени вакуума обратный клапан открывался под действием атмосферного давления
и подавал воздух в резервуар, уменьшая или разрушая создаваемый в нем вакуум.
Такой клапан может представлять собой небольшой подпружиненный шарик или подобный клапан и может
быть сконструирован таким образом, чтобы его можно было сдвинуть с седла при заполнении резервуара
либо под давлением смазки, подаваемой в резервуар с помощью пистолета, шприца или насоса, либо
механически с помощью конца пистолета или насоса, что исключает необходимость снятия запорного
устройства при повторном заполнении резервуара.
В некоторых описанных выше деталях конструкции могут быть внесены изменения, не выходящие за рамки
изобретения. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 1368, 1925 г. н.э. Усовершенствованный роторный двигатель или мотор, работающий под давлением
жидкости, приспособленный для работы с дрелью или другим роторным инструментом или устройством, или
объединенный с ним в качестве средства для его работы.
Я, Роберт Уильям Ии, проживающий по адресу: Уикхэм-роуд, 43, Бекенхэм, графство Кент, подданный
Великобритании, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующую природу: данное
изобретение относится главным образом к усовершенствованному двигателю или мотору, работающему под
давлением жидкости, пригодному для различных целей, таких как, например, работа или привод сверл,
разверток, труборасширителей, шлифовальных станков и других вращающихся станков или устройств. В
целях настоящего технического задания в качестве рабочей среды можно считать сжатый воздух.
Изобретение также предусматривает усовершенствованную пневматическую дрель или подобный
вращающийся станок, включающий в себя в сочетании указанный усовершенствованный двигатель или мотор
и другие детали. Как и в известных пневматических дрелях и подобных вращающихся станках,
пневматическая дрель или станок, воплощающий данное изобретение, будет включать в себя главный вал
или шпиндель, приводимый в движение или вращаемый двигателем или мотором, который, как и прежде,
будет относительно небольшим, и указанный главный вал или шпиндель будет нести и приводить в движение
непосредственно или через зубчатую передачу сверло, развертку, труборасширитель, наждачный или другой
шлифовальный блок или круг, или другой инструмент или приспособление, подлежащее вращению, при этом
станок, как обычно, будет оборудован подходящим клапаном для ручного управления или регулирования его
работы, и, возможно, редуктором и/или реверсивным механизмом, связанным с главным валом или
шпинделем и патроном или держателем инструмента.
Основной целью изобретения является создание эффективного, относительно легкого и недорогого
двигателя или мотора, особенно подходящего для вышеупомянутых целей, количество деталей которого
должно быть относительно небольшим, а изготовление и сборка — простыми по сравнению с двигателями
или моторами пневматических вращающихся инструментов или устройств, используемых в настоящее время,
при этом двигатель или мотор, созданный в соответствии с данным изобретением, должен быть также
относительно экономичным с точки зрения расхода рабочей жидкости. Двигатель или мотор в соответствии с
данным изобретением также устроен таким образом, что его можно легко и просто комбинировать с другими
частями для создания полноценной пневматической дрели или подобного вращающегося станка или
устройства, причем одной из целей изобретения является создание легкой, простой, дешевой и экономичной
пневматической дрели, пригодной для сверления небольших или относительно небольших отверстий в
относительно мягких материалах, таких как, например, алюминий, дерево, эбонит или вулканит.
Двигатель или мотор согласно данному изобретению имеет роторный тип, в котором ротор несет шарнирно
закрепленный или поворотный поршень лепесткового типа, работающий в кольцевой поршневой камере, и
неподвижный упор, образующий головку поршневой камеры; поршень при вращении входит в зацепление с
этим упором и качается на своей оси, перемещаясь в углубление в роторе, чтобы пройти через неподвижный
упор; поршень перемещается в рабочее положение под действием давления, поступающего из входного
отверстия в роторе в поршневую камеру.
Предпочтительно, двигатель включает в себя две поршневые камеры, каждая из которых имеет свой
собственный ротор, поршень и упор, причем роторы закреплены на валу или шпинделе с помощью шпонки
или иным способом для привода в движение, при этом два поршня расположены под углом 180 градусов друг
к другу, а упоры находятся на одной линии по радиусу поршневых камер. Выпускные отверстия расположены
вблизи упоров с той стороны, к которой приближается поршень. При желании могут быть предусмотрены три
или более поршневых камеры, при этом поршни равномерно распределены по валу или шпинделю.
Поршневые камеры, роторы, поршни и упоры идентичны, и один из этих комплектов будет подробно описан
далее, а конструкция двухпоршневого двигателя и конструкция других частей, составляющих пневматический
отбойный молоток, будут описаны далее.
Каждая поршневая камера состоит из цилиндра или кольцевого корпуса, имеющего в соответствующем месте
неподвижный упор, закрепленный, например, винтами, к его внутренней периферии. Цилиндр или корпус
может быть отлит из чугуна, алюминия, алюминиевого сплава или любого другого желаемого металла. Ротор
представляет собой цилиндрический блок, предпочтительно изготовленный из алюминия или алюминиевого
сплава, чтобы он был легким, и к нему шарнирно прикреплена металлическая заслонка, образующая
поршень. Опора, закрепленная на цилиндре или корпусе, представляет собой блок из подходящего металла,
предпочтительно из цементированной стали, имеющий одну прямую грань, расположенную на плоскости,
образующей радиус ротора, или в значительной степени на ней, а другую грань имеет кулачково-образную
или наклонную форму, так что поверхность опоры, ближайшая к оси ротора, относительно узкая, в то время
как часть или основание опоры, прилегающая к цилиндру или корпусу, имеет достаточную ширину, чтобы
обеспечить легкое крепление опоры к корпусу, например, с помощью винтов, проходящих через опору с ее
кулачковой поверхности в корпус и заклепок на их внешних концах.
Однако при желании можно использовать и обычные заклепки. Поршень предпочтительно выполнен из
относительно тонкой закаленной пружинной стали и установлен в шпинделе или шарнирном штифте путем
вдавливания в пропил, проходящий продольно вдоль штифта и частично по его диаметру.
Поршневой штифт или шарнирный палец установлен в углублении соответствующей формы, образующем в
поперечном сечении часть цилиндра, сформированного в периферийной части ротора, и штифт должен
находиться в рабочем положении в плоскости, радиальной или практически радиальной по отношению к
ротору. В роторе вырезано периферийное углубление или сформирована уплощенная часть для размещения
поршня при его качании на шарнирном узле путем контакта с упором во время вращения ротора. С каждой
стороны ротора в центре плоской поверхности блока предпочтительно ввинчивается или иным образом
закрепляется износостойкое кольцо или втулка из закаленной стали.
Поршневая камера, помимо цилиндра или кольцевого корпуса, включает в себя подходящие торцевые
пластины, а в центре пластин могут быть предусмотрены подшипники скольжения из закаленной стали или
другого подходящего материала для вала или шпинделя, которые предпочтительно представляют собой
простые втулки, ввинченные в отверстия в пластинах, причем плоские поверхности совпадают с
поверхностями соответствующих пластин. Эти втулки не только обеспечивают подшипники для шпинделя, но
и предотвращают чрезмерный износ торцевых пластин закаленными втулками или кольцами по бокам ротора.
Ротор имеет полый вал или шпиндель, к одному концу которого подается давление жидкости, а подающее
отверстие для подачи давления жидкости в поршневую камеру проходит радиально через полый вал и ротор,
и его наружный конец расположен в углублении, образованном в роторе для размещения поршня, и
предпочтительно расположен вблизи конца указанного углубления, удаленного от шпинделя поршня.
Выпускное отверстие из поршневой камеры расположено в кольцевом корпусе, примыкающем к наклонной
или кулачковидной стороне упора.
Поршневой штифт или шарнирный палец достаточно легко входит в свое углубление, благодаря чему
сопротивление трению при перемещении поршня будет минимальным, фактически будет присутствовать
только трение самого штифта или шарнирного пальца в его углублении. Упор выполнен таким образом, что
его поверхность, расположенная ближе к ротору, имеет небольшой зазор между собой и периферией ротора,
однако величина этого зазора недостаточна для прохождения рабочей жидкости под давлением во время
работы двигателя. Таким образом, трение между этой поверхностью упора и ротором исключается. По той же
причине аналогичный зазор обеспечивается между краем поршня, удаленным от оси ротора, и корпусом, а
также торцевыми поверхностями поршня и торцевыми пластинами поршневой камеры, а также между такими
пластинами и торцевыми поверхностями ротора, за исключением того, что предпочтительно, чтобы
закаленные втулки в роторе находились в достаточно плотном контакте со втулками в торцевых пластинах
для удержания ротора в положении между такими пластинами.
Если ротор изготовлен из алюминия или другого легкого металла, считается целесообразным вставить в
ротор на расстоянии, противоположном поршню, фрагмент свинца или другого тяжелого металла желаемого
веса для уравновешивания эффективного веса поршня.
В случае ротора из алюминия или другого мягкого металла рабочий зазор между ним и торцевыми
пластинами может быть получен путем изготовления ротора таким образом, чтобы он достаточно плотно
прилегал к торцевым пластинам. После первоначальной сборки деталей и запуска двигателя,
обеспечивающего его «приработку», мягкий металл постепенно изнашивается до тех пор, пока трение между
деталями не прекратится, после чего закаленные втулки будут поддерживать зазор и предотвращать
дальнейший износ. Для обеспечения смазки между ротором и торцевыми пластинами на каждом торце или
плоской поверхности ротора может быть сформировано необходимое количество неглубоких канавок,
простирающихся от периферии ротора до закаленной втулки; такие канавки могут быть прямыми или слегка
дугообразными и могут отходить от указанной втулки в направлении, более или менее касательном к ней, при
этом их наружные концы направлены более или менее в направлении вращения ротора.
Такое расположение смазочных канавок позволит преодолеть тенденцию центробежной силы выталкивать
смазку из пространства между соседними поверхностями ротора и торцевых пластин. Кроме того, для
уменьшения склонности смазки к выносу под давлением выхлопных газов выпускные отверстия или отверстия
могут быть расположены не на радиальной плоскости кольцевого корпуса, а под углом к ней, при этом одно
или несколько отверстий могут быть наклонены назад относительно направления вращения ротора.
Таким образом, смазка будет ударяться о стенку выпускного отверстия и стремиться застрять в ней, в то
время как воздух или другая рабочая жидкость под давлением будет выходить из отверстия.
В случае пневматического отбойного молотка, имеющего два ротора, поршень одного из которых расположен
под углом 180° к поршню другого, корпус отбойного молотка может включать две кольцевые части корпуса,
две наружные торцевые пластины и центральную пластину, общую для обеих поршневых камер; кольцевые
части корпуса и центральная пластина могут быть выполнены в виде единой цельной отливки. Торцевые
пластины и кольцевая часть корпуса могут быть скреплены болтами, проходящими через выступы на
пластинах, и если используется отдельная центральная пластина и две части корпуса, то центральная
пластина может иметь выемки с обеих сторон, а кромка уменьшенной толщины, образованная таким образом,
может быть зажата между кольцевыми частями корпуса, при этом вся конструкция скрепляется болтами,
проходящими через выступы на торцевых пластинах. При желании детали могут быть скреплены между собой
одним центральным болтом или шпинделем, проходящим аксиально через полый вал станка, как будет
описано далее. Торцевая пластина на конце станка, удаленном от сверлильного патрона, может быть
снабжена полой втулкой с внешней стороны, в которую вставляется упорный и радиальный подшипник полого
вала двигателя, а на другом конце полого вала крепится шестерня или зубчатое колесо со шпонкой.
Предусмотрен редуктор, который может крепиться винтами или иным способом к торцевой пластине
двигателя на этом конце машины; указанный редуктор имеет встроенный выступ, между которым и торцевой
пластиной расположено указанное ведущее или ведомое колесо. Центральный стержень с воротником может
быть затем пропущен через указанный внутренний выступ и полый вал, а также через выступ на торцевой
пластине, удаленной от корпуса редуктора, при этом гайка или гайки навинчиваются на ту часть центрального
стержня, которая выступает через указанный выступ, так чтобы воротник на стержне плотно прижимался к
выступу в корпусе редуктора, при этом детали надежно удерживаются вместе. На конце станка, удаленном от
сверлильного патрона, может быть установлена рукоятка пистолетной формы или иной формы, которая
может быть закреплена путем пропускания концевой части центрального стержня через выступ рукоятки и
навинчивания на эту концевую часть гайки или гаек. Для закрытия торца полого вала, прилегающего к корпусу
редуктора, отверстие на этом конце предпочтительно должно быть таким, чтобы оно плотно прилегало к
центральному стержню, но при этом позволяло валу вращаться вокруг стержня.
Конец полого вала со стороны рукоятки обжат собственным упорным подшипником, который предпочтительно
представляет собой закаленную стальную втулку, через которую проходит центральный стержень и в которой
он герметично входит. На конце центрального стержня, прилегающем к сверлильному патрону, вращательно
установлено еще одно зубчатое колесо, которое жестко закреплено на сверлильном патроне или соединено с
ним, или выполнено заодно с ним. На коротком шпинделе, установленном в корпусе редуктора, закреплены
еще два зубчатых колеса, одно из которых зацепляется с шестерней на полом валу, а другое — с шестерней
элемента сверлильного патрона. Четыре шестерни подобраны таким образом, чтобы обеспечить желаемое
снижение скорости вращения между валом двигателя и сверлильным патроном.
Указанный короткий шпиндель может иметь концы, вращательно установленные в закаленных втулках, одна
из которых находится в корпусе редуктора, а другая — в прилегающей торцевой пластине корпуса двигателя.
Подача воздуха внутрь полого вала может быть удобно организована через выступ на торцевой пластине со
стороны рукоятки станка. Полая внутренняя часть ступицы может быть устроена таким образом, чтобы вокруг
концевой части полого вала образовывалась камера, через которую будет проложено необходимое
количество отверстий для обеспечения сообщения внутренней части вала с указанной камерой. В ступице
может быть удобно установлен подходящий дроссельный клапан, предназначенный для регулирования
подачи давления жидкости из подающей трубы, прикрепленной к ступице, в указанную камеру в этой ступице.
Например, полая втулка может быть установлена в отверстие, проходящее через часть или отверстие в
выступе и имеющее отверстие или отверстия, сообщающиеся с камерой в выступе, при этом труба подачи
жидкости под давлением подсоединена к одному концу указанной втулки, который удобно было бы
расширить. Внутри втулки устанавливается клапанная пробка, имеющая на одном конце головку, входящую в
расширение втулки, а на другом конце шток или стержень, к которому крепится рукоятка, с помощью которой
можно придавать пробке вращательное движение. Конструкция такова, что когда рукоятка закреплена на
пробке, втулка и пробка удерживаются внутри ступицы.
В заглушке просверлены или иным образом сформированы осевой и один или несколько радиальных
отверстий, при этом радиальное отверстие или отверстия в одном из положений заглушки совмещены с
отверстием или отверстиями во втулке, и когда заглушка вращается вокруг своей оси, она закрывается
втулкой, так что давление жидкости в двигателе прекращается.
При желании, вместо описанного выше дроссельного клапана, рукоятка пистолетного типа может быть
выполнена как часть системы подачи жидкости под давлением в камеру в выступе на торцевой пластине со
стороны рукоятки машины, при этом шланг подсоединен к концу указанной рукоятки, а в такой рукоятке
предусмотрен дроссельный клапан, предназначенный для управления с помощью нажатого большим или
указательным пальцем курка или рычага, причем рукоятка, дроссельный клапан и курок или рычаг аналогичны
тем, которые обычно используются в ручных переносных пневматических молотках.
При желании, вал двигателя, расположенный вдали от держателя инструмента, может быть соединен с
концевым упорным шарикоподшипником. Например, на шпинделе рядом с его концом может быть
сформирована или установлена закаленная втулка, образующая шарикоподшипник, при этом другой
шарикоподшипник предусмотрен в полом центральном выступе на торцевой пластине.
Принцип работы описанного выше двигателя легко понять: давление рабочей жидкости при входе вдавливает
поршни в поршневые камеры, и, воздействуя между упорами и поршнями, продвигает последние вперед до
тех пор, пока они не пройдут выпускные отверстия, после чего давление поступает для выпуска воздуха;
импульс деталей вместе с приводом одного поршня выталкивает другой поршень из выпускного отверстия в
положение, в котором он снова подвергается воздействию давления рабочей жидкости; кулачковая
поверхность на упоре, когда поршень проходит вперед от своего выпускного отверстия, воздействует на
соответствующий поршень, перемещая его в углубление в роторе и позволяя поршню пройти мимо него;
входящее давление рабочей жидкости воздействует на указанный поршень и возвращает его в положение
поперёк поршневой камеры сразу после того, как он прошёл упор.
Хотя двигатель или мотор, согласно изобретению, был более подробно описан как предназначенный для
использования при закручивании дрелей и других вращающихся инструментов, следует понимать, что такой
двигатель или мотор может использоваться для любых целей, для которых он окажется подходящим.
В описанных выше деталях конструкции могут быть внесены некоторые изменения, не выходящие за рамки
изобретения.
Например, для предотвращения попадания рабочего давления жидкости или любого значительного его
количества в выпускной коллектор во время прохождения поршнем упора, вместо постоянной подачи
рабочего давления жидкости в камеру поршня могут быть предусмотрены средства для полного или
частичного прекращения подачи жидкости во время прохождения поршнем упора. Это может быть достигнуто
с помощью полого или трубчатого поршневого шпинделя или шарнирного штифта с закрытыми концами,
подающего рабочую жидкость в камеру поршня через такой шпиндель или штифт; при этом в стенке
шпинделя предусмотрено одно или несколько отверстий, которые полностью или частично закрываются
подшипником шпинделя в роторе, когда поршень перемещается упором в свое углубление в роторе.
Таким образом, шток поршня или шарнирный палец будут представлять собой распределительный клапан
типа Корлисса. Предпочтительно, чтобы расположение отверстий шарнирного штифта было таким, чтобы
небольшое количество жидкости под давлением продолжало поступать, когда поршень находится в своем
углублении; это давление жидкости, воздействуя на поршень, возвращало его в исходное положение в камере
поршня после того, как поршень вышел из упора. При возвращении поршня в исходное положение в камере
поршня возобновится подача жидкости под полным или нормальным давлением.
Полная спецификация. Усовершенствованный роторный двигатель или мотор, работающий под давлением
жидкости, предназначенный для работы с дрелью или другим роторным инструментом или устройством, или
для работы в сочетании с ним.
Я, Роберт Уильям Эй, проживающий по адресу: Уикхэм-роуд, 43, Бекенхэм, графство Кент, подданный
Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится
главным образом к усовершенствованному двигателю или мотору, работающему под давлением, пригодному
для различных целей, таких как, например, работа или привод сверл, разверток, труборасширителей,
шлифовальных станков и других вращающихся станков или устройств. В целях настоящего технического
задания в качестве рабочей среды можно считать сжатый воздух. Изобретение также предусматривает
усовершенствованную пневматическую дрель или подобный вращающийся станок, включающий в себя в
сочетании указанный усовершенствованный двигатель или мотор и другие детали. Как и в известных
пневматических дрелях и подобных вращающихся станках, пневматическая дрель или станок, воплощающий
данное изобретение, будет включать главный вал или шпиндель, приводимый в движение или вращаемый
двигателем или мотором, который, как и прежде, будет относительно небольшим, и указанный главный вал
или шпиндель будет нести и приводить в движение непосредственно или через зубчатую передачу сверло,
развертку, расширитель труб, наждачный или другой шлифовальный блок или круг, или другой инструмент
или приспособление, подлежащее вращению, при этом станок, как обычно, будет снабжен подходящим
клапаном для ручного управления или регулирования его работы, и, возможно, редуктором и/или
реверсивным механизмом, связанным с главным валом или шпинделем и патроном или держателем
инструмента.
Основной целью изобретения является создание эффективного, относительно легкого и недорогого
двигателя или мотора, особенно подходящего для вышеупомянутых целей, количество деталей которого
должно быть небольшим, а изготовление и сборка — простыми по сравнению с двигателями или моторами
пневматических вращающихся инструментов или устройств, используемых в настоящее время, при этом
двигатель или мотор согласно данному изобретению должен быть также экономичным в плане расхода
рабочей жидкости и таким, чтобы трение рабочих частей было сведено к минимуму, что снижает не только
потери мощности из-за трения, но и износ деталей.
Двигатель или мотор, согласно данному изобретению, также устроен таким образом, что его можно легко и
просто комбинировать с другими частями для создания полноценной пневматической дрели или подобного
вращающегося станка или устройства, причем одной из целей изобретения является создание легкой,
простой, дешевой и экономичной пневматической дрели, пригодной для сверления небольших или
относительно небольших отверстий в относительно мягких материалах, таких как, например, алюминий,
дерево, эбонит или вулканит.
Изобретение относится, в частности, к безклапанным роторным двигателям или моторам кольцевого
поршневого типа, имеющим по меньшей мере два ротора, каждый из которых несет свой поршень, и каждый
ротор концентрично и вращательно установлен в неподвижном корпусе, включающем две соединенные
торцевые пластины и кольцевую часть корпуса, причем кольцевая поршневая камера ограничена указанными
соединенными пластинами, периферией ротора и внутренней периферией корпуса, в каждой поршневой
камере предусмотрен упор, и каждый поршень при своем вращении входит в зацепление с упором в своей
поршневой камере таким образом, чтобы качать упор или качаться им, перемещая один из них в углубление,
позволяющее поршню проходить через упор, причем упор или поршень, в зависимости от случая, имеют
форму шарнирной или поворотной заслонки, предназначенной для перемещения в рабочее положение по
кольцевой поршневой камере с помощью рабочей жидкости, подаваемой в поршневую камеру, а в случае
управляемых упоров — для осуществления их качательных движений. Осуществляется и контролируется без
использования механических соединений с валом ротора.
В случае двигателя с двумя роторами поршни могут быть расположены под углом 180 градусов друг к другу, а
упоры расположены в линию, при этом выпускные отверстия также находятся в одной линии.
Ранее предлагались различные двигатели или моторы последнего из указанных типов, но ни один из таких
двигателей не был успешно применен для целей, для которых предназначен двигатель, согласно настоящему
изобретению.
В большинстве из предложенных ранее двигателей трение рабочих частей было слишком велико, чтобы
обеспечить их непрерывную работу на высоких скоростях, а износ и потребление энергии были чрезмерными.
Во многих случаях уплотнительные ленты использовались для обеспечения герметичности соединений
между относительно движущимися частями, например, между поршнями и корпусом, а также уплотнительные
кольца применялись на торцах роторов.
В некоторых случаях вал ротора вращался в сальниковых уплотнениях, а в определенных двигателях вес
поршня не был уравновешен. В других случаях между деталями были предусмотрены рабочие зазоры для
минимизации трения, и там, где, как в некоторых из этих предложений, использовалась жидкостная набивка
для предотвращения утечки рабочей жидкости между ротором, поршнем и корпусом, а также между упором и
ротором и корпусом, это делало двигатель такой конструкции сложным и непригодным для использования в
пневматическом отбойном молотке или подобном роторном станке.
Настоящее изобретение направлено на создание двигателя или мотора указанного типа, в котором устранены
указанные выше недостатки, и изобретение по существу состоит в сочетании в двигателе или моторе
указанного типа корпуса, включающего множество роторных камер и ротор в каждой из этих камер, торцевых
или боковых упорных подшипников на роторах и на неподвижных торцевых или боковых пластинах корпуса,
расположенных рядом с общим валом или шпинделем, к которому прикреплены роторы, причем указанные
подшипники таковы, что обеспечивается определенный рабочий зазор между торцевыми поверхностями
роторов, окружающих такие подшипники, и прилегающими поверхностями указанных пластин, упора в каждой
камере и поршня на каждом роторе, причем упоры и поршни сконструированы и расположены таким образом,
что не имеют существенного фрикционного контакта, но имеют определенные рабочие зазоры между ними и
роторами и корпусом соответственно, и каждый из них подвержен значительному трению, стремящемуся
замедлить двигатель только в течение времени его контакта с соответствующим поршнем или упор с целью
перемещения одной из таких частей, представляющей собой шарнирный заслоночный элемент, в ее
углубление, чтобы обеспечить прохождение поршня мимо упора, при этом указанные зазоры составляют;
таким образом, чтобы, позволяя двигателю или мотору работать на высоких оборотах с минимальными
потерями из-за трения, рабочая посадка деталей была достаточно плотной, так что без использования
каких-либо уплотнений или среды предотвращается существенная утечка рабочей жидкости из частей
поршневых камер, принимающих рабочую жидкость, в части, открытые для выпуска.
Изобретение также заключается в деталях конструкции, комбинации и расположении частей, изложенных в
прилагаемых пунктах формулы изобретения и более подробно описанных ниже со ссылкой на прилагаемые
чертежи, на которых: - Фиг. 1 представляет собой поперечный разрез пневматической дрели, включающей
вращающийся двигатель или мотор, согласно одному из вариантов осуществления изобретения.
На рис. 2 представлен поперечный разрез сверла, показанного на рис. 1, причем разрез выполнен по линии
А-В этого рисунка.
На фиг. 3 показан вид сбоку сверла, изображенного на фиг. 1 и 2, но снабженного подающим винтом вместо
рукоятки пистолетного типа; подающий винт показан в разрезе.
На рис. 4 представлен план буровой установки, показанной на рис. 3.
На рис. 5 представлен фрагментарный поперечный разрез, иллюстрирующий применение редуктора между
валом ротора и сверлильным патроном или держателем инструмента пневматической дрели в соответствии с
предыдущими рисунками; на рис. 6 представлен поперечный разрез редуктора, показанного на рис. 5, причем
разрез выполнен по линии C-D этого рисунка и направлен вверх.
На рис. 7 представлен поперечный разрез дроссельной заслонки, показанной на рис. 1, 3 и 4.
На рис. 8 представлен фрагментарный поперечный разрез, показывающий отверстия для подачи воздуха
пневматической дрели, изображенной на рис. 1 и 2. Разрез выполнен по линии E-F на рис. 2 и направлен в
сторону стрелки.
На фиг. 9 представлен вид, аналогичный фиг. 1, пневматической дрели, включающей двигатель или мотор в
соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
На рис. 10 представлен поперечный разрез машины, показанной на рис. 9, причем разрез выполнен по линии
G-H на этом рисунке.
Рис. 11 представляет собой фрагментарный вид, иллюстрирующий в разрезе модифицированную
конструктивную особенность, описанную ниже, а рис. 12 — разрез, также иллюстрирующий особенность,
показанную на рис. 11, причем разрез выполнен по линии J1i, рис. Если.
Обращаясь сначала к фиг. 1-8, двигатель или мотор пневматической дрели, показанный на них, фактически
включает в себя два роторных двигателя, каждый из которых имеет ротор I, несущий поршень 2, работающий
в кольцевой поршневой камере 3, и поворотный или откидной упор 4, обеспечивающий подвижную головку
поршневой камеры, при этом поршень 2 при вращении входит в зацепление с этим упором 4 и качает его на
своей оси 5, перемещая его в углубление 6, чтобы позволить поршню пройти, а упор 4 перемещается в
рабочее положение под действием давления жидкости, поступающей из входного отверстия 7 поршневой
камеры.
Роторы 1 закреплены на валу или шпинделе 8 для привода в движение, при этом два поршня расположены
под углом 180 градусов друг к другу, как показано на рис. 2, а впускные отверстия 7 находятся на одной линии
в радиальной плоскости с камерами поршней. Выпускные отверстия 9 расположены вблизи опор 4, но на
противоположной от них стороне от входных отверстий 7.
Поршневые камеры, роторы, поршни и упоры идентичны, и один из комплектов этих деталей будет описан
подробно, после чего будет описана конструкция двухпоршневого двигателя и конструкция остальных частей,
составляющих пневматический отбойный молоток.
Каждая поршневая камера 3 состоит из цилиндра или кольцевого корпуса 10, имеющего в подходящем месте
внешний выступ или утолщение 11, предназначенное для обеспечения достаточного количества металла для
формирования углубления 6 на внутренней стороне для размещения поворотного упора 4 и для обеспечения
возможности сверления или иного формирования в нем входных каналов (описанных ниже). Цилиндр или
корпус предпочтительно изготавливается из алюминия или аналогичного металла методом литья, но может
быть и чугунным, предпочтительно подвергнутым отжигу; он может быть изготовлен из любого другого
подходящего металла.
Каждый ротор 1 представляет собой цилиндрический блок, предпочтительно из алюминия или алюминиевого
сплава, чтобы он был легким, и к нему прикреплен поршень 2, который состоит из блока из подходящего
металла, предпочтительно из цементированной стали, имеющего одну прямую поверхность 2d,
расположенную на плоскости, образующей радиус ротора, или практически на ней, а другую поверхность 2b
кулачковидную, изогнутую или, возможно, наклонную, так что поверхность поршня, удаленная от оси ротора,
относительно узкая, в то время как часть или основание поршня, расположенная ближе к указанной оси,
имеет достаточную ширину, чтобы поршень можно было легко закрепить на роторе, например, винтами 12,
проходящими через поршень с его кулачковой поверхности в ротор.
Предпочтительно, чтобы в блоке, образующем ротор, было вырезано углубление, и основание поршня
вставлялось в это углубление, как показано на рис. 2.
С каждой стороны ротора в центре плоской поверхности блока ввинчивается или иным образом закрепляется
износостойкое кольцо или втулка 13 из закаленной стали. Корпус предпочтительно выполнен из трех частей:
основной кольцевой части 10 с центральной поперечной частью 14, образующей разделительную пластину
между камерами поршня, и верхней и нижней или торцевыми пластинами 15, 16, при этом на корпусе 10,
помимо торцевой пластины 11, имеются выступы 17, обеспечивающие металл для отверстий под болты 18,
через которые проходят болты 19 в торцевых пластинах 15 и 16, которые скрепляют части корпуса между
собой. Роторы 1 расположены по обе стороны от разделительной пластины 14 и между ней и торцевыми
пластинами 15, 16, а пластины 14, 15 и 16 снабжены в своих центральных частях закаленными стальными
втулками 20 или другими подходящими подшипниками для вала или шпинделя. Подшипник 20 в делительной
пластине 14 представляет собой простую цилиндрическую втулку, как показано на рисунке, ввинченную в
Соседние файлы в папке патенты