PL224962B1 - Element roboczy urządzeń udarowych wyzwalanych energią gazów prochowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest element roboczy urządzeń udarowych wyzwalanych energią gazów prochowych i wyposażonych w komorę spalania, który to element ma cylindryczny korpus. Element roboczy według wynalazku może być wykorzystany m.in. do zamontowania na urządzeniach ręcznych jak i robotach mobilnych.

Ze stanu techniki znana jest publikacja patentowa PL 191 742, w której ujawniono przyrząd do osadzania, który posiada przestawny w obudowie cylinder prowadzący, w którym jest osiowo prowadzony tłok napędowy. Z obszaru końcowego cylindra prowadzącego, przeciwnego do kierunku osadzania, wystaje kołek sterujący, który przy dociskaniu przyrządu osadczego do podłoża razem z cyli ndrem prowadzącym jest przestawiany przeciwnie do kierunku osadzania. Dzięki odpowiedniej powierzchni współpracującej na iglicy bezwładnościowej, z którą współpracuje kołek sterujący, iglica jest przestawiana w położenie gotowości zapalenia. Rozwiązanie dotyczy przyrządu do osadzania napędzanego siłą prochu. Rozwiązanie znajduje zastosowanie do wbijania szpilkowych elementów mocujących w twarde podłoża, jak przykładowo kamień, beton, stal lub tym podobne.

Rozwiązanie ujawnione w zgłoszeniu US 7117779 (B1) dotyczy napędu do narzędzi zasilanych źródłami energii. Wynalazek dotyczy narzędzi napędzanych i metod dostarczania energii/zasilania dla napędzanych narzędzi. W ujawnionym zgłoszeniu źródło zasilania/energii dostarczające energii/zasilania dla napędzania urządzeń mechanicznych zawiera komorę odbiorczą i oddzielny wyodrębniony ładunek z materiałem pędnym. W niektórych przypadkach detonacji wytwarzane są gazy, przy niektórych detonacjach rozprężanie następuje w komorze odbiorczej, przy czym wspomniana komora odbiorcza zawiera blokadę reakcji, która reaguje automatycznie na zmiany ciśnienia w komorze odbiorczej i wspomniane wcześniej źródło zasilania/energii zawiera połączenie dźwigienkowe/łącznik powiązany/sprzężony z blokadą reakcji transmisji / przesyłu energii z odpowiedzią dynamicznej blokady reakcji do urządzenia mechanicznego.

W publikacji AU 2004202298 (A1) przedstawiono metodę overlockingu co najmniej jednego pasma w bloku kotwiącym i systemu overlockingu co najmniej jednego pasma w bloku kotwiącym. Proces polega na napędzaniu przeciwwagi za pomocą eksplozji naboju.

W zgłoszeniu DE 19804820 (A1) ujawniono pocisk przenikający ekrany z urządzeniem do wyciągania Urządzenie ma zastosowanie przykładowo do przenikania ekranów takich jak okno. Pocisk jest odpalany z pistoletu do kołków, którego wylot jest w kontakcie z oknem.

Urządzenie ujawnione w publikacji US6126055 (A) dotyczy urządzeń do osadzania napędzanych ładunkiem wybuchowym/prochem, które składają się z prowadnicy cylindra przesuwnego względem korpusu narzędzia, tłoka napędowego umieszczonego przesuwnie w otworze wewnętrznym cylindra prowadzącego, kołka sterującego wystającego z przesuwnego cylindra w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania sprężyny grota iglicznego/ sprężyny spustowej, współpracującej z kołkiem sterującym, wyzwalającym tłok w celu przemieszczenia powierzchni łączącej/współpracującej iglicy wystającej poza powierzchnię osi występu kołka sterującego, spust do uruchamiania tłoka, kołek zapasowy wystający przez wewnętrzny otwór cylindra przesuwnego, przy najmniejszej odległości pomiędzy kołkiem zapasowym i zamocowany wewnątrz świder osadzony w kierunku odpowiednim do długości tłoka napędowego.

Celem przedmiotowego wynalazku jest opracowanie wyposażonego w wymienne końcówki robocze elementu roboczego urządzeń udarowych wyzwalanych energią gazów prochowych przeznaczonego zwłaszcza do stosowania z małogabarytowymi robotami mobilnymi.

Element roboczy urządzeń udarowych wyzwalanych energią gazów prochowych i wyposażonych w komorę spalania, który to element ma cylindryczny korpus, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w wewnętrznej komorze cylindrycznego korpusu (1) jest usytuowany przesuwny tłok (2) wyposażony w trzpień (3), wokół którego znajduje się element podatny (4). Trzpień (3) zakończony jest wymienną końcówką roboczą (5) a element podatny (4) podparty jednym końcem na tłoku (2), zaś drugim końcem na denku (6) cylindrycznego korpusu (1), które posiada przelotowy otwór, w którym jest prowadzony trzpień (3).

Korzystnie, przedłużenie przelotowego otworu w denku (6) na zewnątrz elementu stanowi tuleja (7), która jest prowadnicą dla wymiennej końcówki roboczej (5).

Korzystnie, element podatny (4) stanowi amortyzator wykonany z elastomeru o strukturze komórkowej, sprężyn elastomerowych lub innych sprężyn.

PL 224 962 B1

Korzystnie, tłok (2) wyposażony jest w pierścienie prowadzące (8).

Korzystnie, wymienna końcówka robocza (5) ma kształt walca.

Korzystnie, wymienna końcówka robocza (5) ma kształt stożka.

Korzystnie, wymienna końcówka robocza (5) ma kształt walca zakończonego ostrzem w kształcie stożka, przy czym na boku walca znajdują się co najmniej dwa wgłębienia, w których umieszczone są składane i rozkładane sprężynowo ramiona (9).

Korzystnie, wymienną końcówkę roboczą (5) stanowi grot, którego ostrze złożone jest z czterech ścian w kształcie trójkątów prostokątnych, mających wspólną jedną z przyprostokątnych, która jest jednocześnie osią symetrii wymiennej końcówki roboczej (5).

Korzystnie, wymienną końcówkę roboczą (5) stanowi wielospadowe ostrze w kształcie ściętego stożka oraz umieszczonego na nim stożka, przy czym kąt nachylenia ściany stożka jest mniejszy niż w kąt nachylenia ściany ściętego stożka. Korzystniej, na ścianie ściętego stożka znajdują się biegnące wzdłuż niej równoległe względem siebie rowki (10).

Korzystnie, końcówkę roboczą (5) stanowi ostrze w kształcie przeciętego ukośnie walca, którego wnętrze jest wyżłobione.

Korzystnie, na denku (6), od jego zewnętrznej strony umieszczone są symetrycznie względem osi przesuwu tłoka (2) i prostopadłe do powierzchni denka (6) dwa podłużne elementy (11) wyposażone na przeciwległych powierzchniach w prowadnice (12) dla wymiennej końcówki roboczej (5) w kształcie ostrza, którego krawędź robocza zwrócona jest w kierunku wolnych końców podłużnych elementów (11).

Korzystnie, wymienna końcówka robocza (5) ma kształt ostrza a denko (6) wyposażone jest w obsadę (13), przy czym położenie kątowe ostrza wymiennej końcówki roboczej (5) określa ogr anicznik (14), który jest zamontowany w obsadzie (13) za pomocą pierwszej śruby (15), ponadto w obsadzie (13) zamontowany jest za pomocą drugiej śruby (16) nóż tnący (17), dodatkowo między elementem podatnym (4) a wymienną końcówką roboczą (5) zamontowana jest podkładka oporowa (18).

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pierwszy przykład wykonania elementu roboczego, fig. 2 - drugi przykład wykonania elementu roboczego, fig. 3-16 przykłady wykonania wymiennych końcówek roboczych, fig. 17 - trzeci przykład wykonania elementu roboczego, a fig. 18 - czwarty przykład wykonania elementu roboczego.

Na fig. 1 przedstawiono pierwszy przykład wykonania elementu roboczego według wynalazku. Element roboczy ma cylindryczny korpus, w którego wewnętrznej komorze jest usytuowany przesu wny tłok (2) wyposażony w trzpień (3), wokół którego znajduje jest element podatny (4). Elementem podatnym (4) jest amortyzator w postaci elastomeru o strukturze komórkowej (może być w tym celu wykorzystana także sprężyna). Trzpień (3) zakończony jest wymienną końcówką roboczą (5). Wymienna końcówka robocza (5) mocowana jest na trzpieniu (3) przy pomocy gwintu. Może być też zamontowana rozłącznie, wsuwnie lub też przy użyciu zatrzasku. Element podatny (4) podparty jest jednym końcem na tłoku (2), zaś drugim końcem na denku (6) cylindrycznego korpusu (1), które posiada przelotowy otwór, w którym jest prowadzony trzpień (3). Ponadto przedłużenie przelotowego otworu w denku (6) na zewnątrz elementu stanowi tuleja (7), która jest prowadnicą dla wymiennej końcówki roboczej (5). Nie jest to jednak element konieczny dla funkcjonowania elementu roboczego. Element roboczy łączy się z komorą spalania urządzenia udarowego wyzwalanego energią gazów prochowych. Gazy prochowe nadają energię tłokowi (2) do momentu tuż przed uderzeniem w obiekt. Tłok (2) porusza się dalej dzięki nadanej energii kinetycznej i umieszczona na jego trzpieniu (3) wymienna końcówka robocza (5) uderza w obiekt. Jeżeli nastąpiła penetracja obiektu i tłok (2) porusza się dalej wówczas zostaje on wyhamowany przez element podatny (4), a następnie element podatny (4) powoduje powrót tłoka do pozycji wyjściowej.

W drugim przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 2 tłok (2) wyposażony jest w pierścienie prowadzące (8) w celu zmniejszenia tarcia tłoka (2).

Na fig. 3 i 4 przedstawiono wymienną końcówkę roboczą (5), która ma kształt walca. Taka końcówka robocza jest stosowana, ale nie tylko, do wybijania elementów np. zamków do drzwi.

Na fig. 5 i 6 przedstawiono wymienną końcówkę roboczą (5), która ma kształt stożka. Końcówka taka służy do wybijana lub przebijania do szyb lub innych materiałów. Kształt ostrza powoduje, że następuje przebicie przy pomocy końcówki ostrza, a następnie dalsza jego część umożliwia łatwe wsunięcie w materiał.

Na fig. 7 i 8 przedstawiono wymienną końcówkę roboczą (5), która ma kształt walca zakończonego ostrzem w kształcie stożka, przy czym na boku walca znajdują się co najmniej dwa wgłębienia,

PL 224 962 B1 w których umieszczone są składane i rozkładane sprężynowo ramiona (9). Taka końcówka stanowi grot, który służy do wbijania się w materiał jak np. w blachę. Po przebiciu warstwy materiału grot ten rozkłada się sprężynowo, co uniemożliwia jego wyjęcie.

Na fig. 9 i 10 przedstawiono wymienną końcówkę roboczą (5), która ma kształt w postaci grotu, którego ostrze złożone jest z czterech ścian w kształcie trójkątów prostokątnych, mających wspólną jedną z przyprostokątnych, która jest jednocześnie osią symetrii wymiennej końcówki roboczej (5). Grot ten służy do wbijania się w materiał jak np. blacha. Podobnie jak we wcześniejszym przykładzie wykonania do grotu można podłączyć linę lub łańcuch służący do ciągnięcia/holowania oraz szekle lub oczka służące do mocowania.

Na fig. 11 i 12 przedstawiono wymienną końcówkę roboczą (5), w postaci wielospadowego ostrza w kształcie ściętego stożka oraz umieszczonego na nim stożka, przy czym kąt nachylenia ściany stożka jest mniejszy niż w kąt nachylenia ściany ściętego stożka. Końcówka ta może służyć do przebijania szyb lub innych materiałów. Kształt ostrza powoduje, że następuje przebicie przy pomocy końcówki ostrza, a następnie dalsza jego część umożliwia łatwe wsunięcie w materiał.

Na fig. 13 i 14 przedstawiono wymienną końcówkę roboczą (5) w postaci wielospadowego ostrza w kształcie ściętego stożka oraz umieszczonego na nim stożka, przy czym kąt nachylenia ściany stożka jest mniejszy niż kąt nachylenia ściany ściętego stożka, przy czym na ścianie ściętego stożka znajdują się biegnące wzdłuż niej równoległe względem siebie rowki (10). Rowki te ułatwiają ws unięcie w materiał.

Na fig. 15 i 16 przedstawiono wymienną końcówkę roboczą (5) ostrza w kształcie przeciętego ukośnie walca, którego wnętrze jest wyżłobione. Końcówka ta służy, choć nie tylko do przebijania opon.

Na fig. 17 przedstawiono element roboczy, w którym na denku (6), od jego zewnętrznej strony umieszczone są symetrycznie względem osi przesuwu tłoka (2) i prostopadłe do powierzchni denka (6) dwa podłużne elementy (11) wyposażone na przeciwległych powierzchniach w prowadnice (12) dla wymiennej końcówki roboczej (5) w kształcie ostrza, którego krawędź robocza zwrócona jest w kierunku wolnych końców podłużnych elementów (11). Taka konstrukcja elementu roboczego pozwala na wykorzystanie go, choć nie tylko, do ścinania lub przecinania podłużnych elementów takich jak pręty, kable.

Na fig. 18 przedstawiono element roboczy, w którym wymienna końcówka robocza (5) ma kształt ostrza a denko (6) wyposażone jest w obsadę (13), przy czym położenie kątowe ostrza w ymiennej końcówki roboczej (5) określa ogranicznik (14), który jest zamontowany w obsadzie (13) za pomocą pierwszej śruby (15), ponadto w obsadzie (13) zamontowany jest za pomocą drugiej śruby (16) nóż tnący (17), dodatkowo między powrotnym elementem sprężynującym (4) a wymienną końcówką roboczą (5) zamontowana jest podkładka oporowa (18). Tak skonstruowany element roboczy służy do przecinania podłużnych elementów takich jak pręty, kable.

W celu zapewnienia parametrów użytkowych i eksploatacyjnych element roboczy został poddany szczegółowej kontroli poprodukcyjnej. Ze względów bezpieczeństwa istotne jest, aby we wszystkich elementach będących w kontakcie z rozprężającymi się gazami prochowymi, nie było uszkodzeń, mikro-uszkodzeń oraz aby były one zgodne z dokumentacją techniczną. Elementy metalowe poddawane były obróbce termicznej (ulepszane/hartowane), obróbce zgrubnej, wykańczającej oraz naniesieniu powłok ochronnych. Na elementach będących w bezpośrednim lub pośrednim kontakcie z gazami prochowymi naniesiono powłokę w technologii TENIFER. Technologia ta gwarantuje wysoki stopień zabezpieczenia przed działaniem czynników mechanicznych, środowiskowych oraz termiczno/chemicznych towarzyszących spalaniu gazów prochowych. Dodatkowo jest to metoda nanoszenia na tak zwany gotowy detal i nie wymagająca obróbki po naniesieniu powłoki. Wszystkie elementy, które współpracującą suwliwie były szlifowane lub honowane, przy zachowaniu zasad bazowania elementów, w celu zapewnienia najlepszej możliwej współpracy przy najmniejszych możliwych oporach. Na elementy nałożone były wysokie tolerancje geometryczne bicia promieniowego oraz kołowości. Do wykonania elementów korpusu (1), tłoka (2) oraz komory spalania zastosowano tradycyjnie stosowane przy produkcji broni stale. Do wykonania wymiennych końcówek roboczych (5) zastosowano stale narzędziowe poddane procesowi hartowania oraz odpuszczania w celu uzyskania maksymalnej wytrzymałości w trakcie pracy.

Wymienne końcówki robocze (5) przedstawione w przykładach wykonania na fig. 3-14 zostały poddane badaniom przebijania różnych materiałów w tym: szyb, desek drewnianych, blach aluminiowych, blach stalowych oraz laminatów. Wymienna końcówka robocza (5) przedstawiona na fig. 15 i 16 została poddana próbie przebijania opon samochodowych. Zaś elementy robocze przedstawione na

PL 224 962 B1 fig. 17 i 18 zostały poddane próbom przecinania przewodów elektrycznych, łańcuchów oraz prętów z różnych materiałów i o różnych średnicach. Każdy z badanych elementów wykonał cykl 100 strzałów i powrotów w warunkach normalnych. W trakcie oraz po próbach nie pojawiły się objawy nadmiernego zużycia. Co w połączeniu z kontrolowanym procesem projektowym pozwala stwierdzić, że elementy te spełniają wymogi użytkowo-eksploatacyjne dla tego typu rozwiązań.

Claims (13)

1. Element roboczy urządzeń udarowych wyzwalanych energią gazów prochowych i wyposażonych w komorę spalania, który to element ma cylindryczny korpus, znamienny tym, że w wewnętrznej komorze cylindrycznego korpusu (1) jest usytuowany przesuwny tłok (2) wyposażony w trzpień (3), wokół którego znajduje się element podatny (4), przy czym trzpień (3) zakończony jest wymienną końcówką roboczą (5) a element podatny (4) podparty jednym końcem na tłoku (2), zaś drugim końcem na denku (6) cylindrycznego korpusu (1), które posiada przelotowy otwór, w którym jest prowadzony trzpień (3).

2. Element, według zastrz. 1, znamienny tym, że przedłużenie przelotowego otworu w denku (6) na zewnątrz elementu stanowi tuleja (7), która jest prowadnicą dla wymiennej końcówki roboczej (5).

3. Element, według zastrz. 1-2, znamienny tym, że element podatny (4) stanowi amortyzator wykonany z elastomeru o strukturze komórkowej, sprężyn elastomerowych lub innych rodzajów sprężyn.

4. Element, według zastrz. 1-3, znamienny tym, że tłok (2) wyposażony jest w pierścienie prowadzące (8).

5. Element, według zastrz. 1-4, znamienny tym, że wymienna końcówka robocza (5) ma kształt walca.

6. Element, według zastrz. 1-4, znamienny tym, że wymienna końcówka robocza (5) ma kształt stożka.

7. Element, według zastrz. 1-4, znamienny tym, że wymienna końcówka robocza (5) ma kształt walca zakończonego ostrzem w kształcie stożka, przy czym na boku walca znajdują się co najmniej dwa wgłębienia, w których umieszczone są składane i rozkładane sprężynowo ramiona (9).

8. Element, według zastrz. 1-4, znamienny tym, że wymienną końcówkę roboczą (5) stanowi grot, którego ostrze złożone jest z czterech ścian w kształcie trójkątów prostokątnych, mających wspólną jedną z przyprostokątnych, która jest jednocześnie osią symetrii wymiennej końcówki roboczej (5).

9. Element, według zastrz. 1-4, znamienny tym, że wymienną końcówkę roboczą (5) stanowi wielospadowe ostrze w kształcie ściętego stożka oraz umieszczonego na nim stożka, przy czym kąt nachylenia ściany stożka jest mniejszy niż kąt nachylenia ściany ściętego stożka.

10. Element, według zastrz. 9, znamienny tym, że na ścianie ściętego stożka znajdują się biegnące wzdłuż niej równoległe względem siebie rowki (10).

11. Element, według zastrz. 1-4, znamienny tym, że końcówkę roboczą (5) stanowi ostrze w kształcie przeciętego ukośnie walca, którego wnętrze jest wyżłobione.

12. Element, według zastrz. 1 lub 3, lub 4, znamienny tym, że na denku (6), od jego zewnętrznej strony umieszczone są symetrycznie względem osi przesuwu tłoka (2) i prostopadłe do powierzchni denka (6) dwa podłużne elementy (11) wyposażone na przeciwległych powierzchniach w prowadnice (12) dla wymiennej końcówki roboczej (5) w kształcie ostrza, którego krawędź robocza zwrócona jest w kierunku wolnych końców podłużnych elementów (11).

13. Element, według zastrz. 1 lub 3, lub 4, znamienny tym, że wymienna końcówka robocza (5) ma kształt ostrza a denko (6) wyposażone jest w obsadę (13), przy czym położenie kątowe ostrza wymiennej końcówki roboczej (5) określa ogranicznik (14), który jest zamontowany w obsadzie (13) za pomocą pierwszej śruby (15), ponadto w obsadzie (13) zamontowany jest za pomocą drugiej śruby (16) nóż tnący (17), dodatkowo między powrotnym elementem podatnym (4) a wymienną końcówką roboczą (5) zamontowana jest podkładka oporowa (18).