Функции и особенности сверлильных патронов

Функция сверлильного патрона заключается в том, чтобы удерживать оснастку на шпинделе. Фактически, патрон служит переходником между инструментом (дрелью, шуруповертом или перфоратором) и рабочей насадкой (сверлом, буром, битой, метчиком, коронкой и др.).

В сфере электроинструментов наибольшее распространение нашли кулачковые патроны. В центре такого патрона находятся три взаимозависимых кулачка, которые при вращении гильзы синхронно сходятся, зажимая хвостовик оснастки, или расходятся в стороны, освобождая его.

Достоинства трехкулачковых патронов:

  • универсальность — можно зажимать насадки, имеющие хвостовики круглой формы (сверла) или в виде шестигранника (биты);
  • изменение диаметра — кулачковый механизм позволяет использовать один и тот же патрон для фиксации оснастки разного размера (дрели и шуруповерты обычно комплектуются патронами диаметром 1 – 10 мм или 1.5 – 13 мм).

Есть у них, конечно же, и некоторые недостатки. Главный из них — это возможность засорения механизма (пылью, металлической стружкой или отходами стройматериалов), которое приводит к заклиниванию кулачков. Также стоит упомянуть о том, что существует возможность проворота круглого хвостовика в кулачковом патроне при слишком большом крутящем моменте (поэтому для некоторых инструментов были разработаны другие виды патронов, о которых речь пойдет ниже).

Устройство и принцип работы кулачкового сверлильного патрона:

Популярные дрели

Ключевые и быстрозажимные патроны

В зависимости от способа вращения регулировочной гильзы, с помощью которой затягиваются кулачки, патроны данного типа делятся на зубчато-венцовые (ключевые) и быстрозажимные (одномуфтовые и двухмуфтовые).

Ключевые патроны по периметру имеют венец — кольцо с зубьями. Вращение венца приводит в движение кулачки, зажимающие оснастку. Зубчато-венцовый патрон затягивается с помощью специального патронного ключа, шлицы которого входят в зацепление с зубьями венца.

Преимущества ключевых патронов — это возможность затянуть кулачковый механизм с большим усилием, необходимым для надежной фиксации оснастки, и высокая надежность цельнометаллической конструкции. К недостаткам относятся необходимость использовать вспомогательный инструмент (ключ), не очень быстрый процесс замены оснастки и необходимость задействовать обе руки.

Классический ключевой патрон, конструкция которого запатентована еще в 1902 году.

Быстрозажимные патроны, в отличие от ключевых, затягиваются и откручиваются исключительно за счет силы рук. Поэтому замена оснастки занимает значительно меньше времени. Быстрозажимные патроны бывают одномуфтовыми и двухмуфтовыми.

  • Двухмуфтовый быстрозажимной патрон состоит из двух половинок. Чтобы ослабить или затянуть его, необходимо одной рукой крепко сжимать заднюю муфту, а второй — вращать переднюю часть. Такая конструкция отличается надежностью, простотой и значительно более быстрым процессом замены оснастки по сравнению с ключевыми патронами.
  • Одномуфтовый быстрозажимной патрон имеет лишь одну внешнюю гильзу. Вращая ее одной рукой, можно привести в движение губки кулачкового механизма, чтобы зафиксировать рабочую насадку или освободить ее, а вторая рука остается свободной для других действий. Одномуфтовые патроны наиболее удобные для пользователей, но ставятся они только на те инструменты, у которых есть блокировка выходного вала.
Одномуфтовый патрон (слева) крутят одной рукой, а двухмуфтовый (справа) — двумя.

Быстрозажимные патроны чаще встречаются на дрелях и шуруповертах среднего класса мощности. Они удобные и практичные (особенно, если необходимо часто менять насадки). Но следует отметить, что патроны данного типа не очень надежно фиксируют сверла большого диаметра, а кулачковый механизм из-за постоянного закручивания и раскручивания неизбежно изнашивается (при более-менее интенсивном использовании дрели приходиться раз в пару лет менять патрон). Ключевые же патроны, которые обеспечивают высокую степень надежности фиксации сверл, значительно лучше подходят для мощных дрелей.

Дрели с быстрозажимным патроном

Патроны под биту

Патрон под биту встречается на многих шуруповертах и некоторых дрелях (в первую очередь, на тех моделях, у которых есть регулятор, позволяющий настраивать частоту вращения насадки). Такой патрон представляет собой шестигранное отверстие в выходном валу, по размеру и форме точно соответствующее стандартным насадкам-битам. Для фиксации насадки внутри отверстия могут использоваться магниты либо запорные механизмы с подпружиненными шариками — оба варианта достаточно надежные и удобные в использовании. Наличие у инструмента такого патрона позволяет закручивать и откручивать крепеж или использовать оснастку с шестигранными хвостовиками (в продаже встречаются сверла и коронки данного вида).

Дрели с патроном под биту

Патроны SDS+ и SDS-Max

Как упоминалось выше, кулачковые патроны не очень хорошо подходят для инструментов с большим крутящим моментом и работы с крупными сверлами (диаметром больше 16 мм). Поэтому для перфораторов были разработаны другие виды патронов и специальная оснастка. В патронах SDS+ и SDS-Max для фиксации хвостовиков вместо подвижных кулачков используются шлицы особой формы и специфические запорные механизмы. Шлицы передают крутящий момент с вала на насадку и центрируют оснастку в патроне. А фиксаторы (шарики или ролики, в зависимости от конструкции того или иного механизма), попадая в закрытые канавки, предотвращают выпадение хвостовика из патрона.

Патроны SDS+ чаще используются на перфораторах среднего класса мощности, предназначенных для бурения и демонтажа не самых плотных материалов (например, кирпичной кладки, стеновых блоков и др.). А SDS-Max — это «усиленная» версия для работы с более крупными насадками, которая отличается от SDS+ по размеру, форме внутренних каналов и способу механической фиксации хвостовиков. Патроны SDS-Max чаще встречаются на крупных и тяжелых перфораторах с большой энергией удара, предназначенных для выполнения демонтажных работ.

Одинаковые по диаметру буры с хвостовиками SDS-Max (сверху) и SDS+ (внизу).

Оснастка SDS+ и SDS-Max (сверла, буры, лопатки, зубила, пики и некоторые коронки) не подходит для использования с дрелями, оснащенными кулачковыми патронами (и наоборот). Совместимость можно обеспечить только с помощью специальных адаптеров.

Перфораторы SDS Plus

Металл или пластик

Все «внутренности» сверлильного патрона, независимо от его конструкции, изготавливаются из металла. Особое внимание уделяется прочности кулачкового механизма и твердости рабочих поверхностей его губок. А вот для «оболочки» используются разные материалы. Вращающиеся гильзы патрона могут быть полностью металлическими (чаще встречаются на дрелях) либо сделанными из ударопрочного пластика (такая конструкция используется на многих дрелях-шуруповертах). Цельнометаллические патроны более прочные и надежные, а пластиковые — легче и дешевле. Нередко встречаются патроны, имеющие комбинированную конструкцию: металлическая основа покрыта пластиком для того, чтобы пользователю было удобнее фиксировать оснастку вручную.

Шуруповерты с металлическим (слева) и пластиковым (справа) патронами.

Крепления сверлильных патронов

Соединение патрона с выходным валом дрели или шуруповерта может быть реализовано несколькими разными способами. Чаще всего встречаются такие крепления:

  • резьбовое — патрон накручивается на выходной вал. В зависимости от производителя, может использоваться метрическая или дюймовая резьба.
  • конусное — патрон держится в гнезде за счет силы трения между поверхностями наружного конуса (хвостовика) и внутреннего конуса (отверстия);
  • быстросъемное — крепление, которое фиксирует и освобождает патрон при повороте замка, оттягивании кольца или другим способом. Данный тип фиксации патрона встречается преимущественно на шуруповертах и дрелях небольшой мощности.

Конструкция и типоразмер крепления важны, в первую очередь, при выборе нового патрона для дрели вместо изношенного узла.

Дрели-шуруповерты с быстрой заменой патрона

Краткие выводы

Идеального патрона, который бы удовлетворил запросы всех без исключения пользователей, не существует. К примеру, цельнометаллический ключевой патрон — надежный и крепко держит оснастку, но при этом тяжелый и заставляет всегда держать при себе ключ. А быстрозажимные аналоги позволяют быстрее менять насадки, если необходимо переключиться с одного вида работы на другой, но при этом могут «потерять» сверло при больших нагрузках. Поэтому при покупке дрели или шуруповерта стоит выбирать инструмент с тем типом патрона, который лучше подходит для вашего способа и темпа работы.