УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАТИРАНИЯ И ЗАГЛАЖИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ Российский патент 1997 года по МПК E04F21/16 

Изобретение относится к области строительного инструмента, а именно к устройствам для затирания и заглаживания строительных поверхностей.

Известно переносное устройство для затирания штукатурки, имеющее корпус с вмонтированным двигателем и редуктором, крыльчатку с воздухозаборными лопатками, рабочий орган и диффузор с лабиринтом охладителя (авт. св. СССР N 690146, М. кл. 2 E 04 F 21/16).

Ближайшим аналогом является устройство для затирания поверхностей, включающее привод, лопасти с уплотняющими органами и цилиндрические кронштейны [1]
К недостаткам известных устройств относятся большие габариты, значительный веса и сложность конструкции, обусловленные сравнительно большим количеством деталей передаточного механизма, а также большие затраты энергии на вращение затирающих элементов и недостаточная универсальность.

Задача изобретения повышение эффективности устройства за счет применения новой конструкции передаточного (от двигателя к рабочему органу) механизма.

Задача решается тем, что с валом привода жестко связано водило, на рычагах которого на осях подвижно укреплены ролики (или один ролик), через желобы которых снаружи пропущены две ветви струны, натянутой между корпусом и рабочим инструментом (или его звеном). Натяжение струны обусловлено наличием пружины (пружин), расположенной между корпусом и рабочим органом. Оси роликов закреплены на рычагах водила с возможностью изменения расстояний между осью привода и осями роликов. Устройство может быть укомплектовано сменными роликами различных диаметров и сменными водилами с различным количеством рычагов (один, два, три.). Струна может быть соединена с корпусом и с рабочим органом как неподвижно, так и посредством роликов (ролика), причем расстояния между ветвями струны в местах соединения ее с корпусом и с рабочим органом могут быть как одинаковыми, так и разными, а также регулируемыми.

Устройство может иметь как один передаточный "струнный" механизм, связанный с концом одностороннего вала привода, так и два передаточных "струнных" механизма, каждый из которых связан с одним из концов двухстороннего вала двигателя. При этом передаточные механизмы могут быть настроены на синхронную работу, на работу со сдвигом фаз или вообще на различную частоту колебаний. Рабочий механизм такого устройства может представлять единое целое, связанное с корпусом посредством струн и пружин или состоять из двух или трех звеньев, связанных между собой шарнирно, а с корпусом посредством струн, пружин и упоров.

Использование "струнного" механизма для преобразования вращательного движения вала двигателя в колебательные движения рабочего органа с возможностью увеличения частоты колебаний рабочего органа по сравнению со скоростью вращения вала двигателя без редуктора предлагается впервые. Предлагается использование двух "струйных" механизмов, связанных с обоими концами двухстороннего вала двигателя. При этом предусматривается как синхронная, так и асинхронная работа "струнных" механизмов, т. е. возможно одинаковая или различная частота и (или) амплитуда колебания противоположных концов (или звеньев) рабочего органа. Предусмотрена также возможность колебаний рабочего органа не только в плоскости, перпендикулярной обрабатываемой поверхности, но и в плоскости, ей параллельной, при условии обеспечения разных расстояний между ветвями струны в местах соединения ее с корпусом и с рабочим органом.

На чертежах изображено устройство в разрезе (фиг. 1); поперечный разрез А-А при крайнем нижнем положении конца рабочего органа (фиг. 2); фрагмент разреза А-А устройства при крайнем верхнем положении конца рабочего органа (фиг. 3); фрагмент разреза А-А варианта устройства, на водиле которого расположены четыре ролика (фиг. 4); фрагмент разреза А-А (фиг. 5) и разреза Б-Б (фиг. 6) варианта устройств, рабочий орган которого совершает возвратно-колебательные движения как в плоскости, перпендикулярной обрабатываемой поверхности, так и в плоскости, параллельной обрабатываемой поверхности; фрагмент разреза А-А (фиг. 7) и разреза Б-Б (фиг. 8) варианта устройства, на водиле которого расположено три ролика, а рабочий орган также совершает сложные колебания (в двух плоскостях).

В корпусе 1 (фиг. 1, 2) укреплен электродвигатель 2, на двухсторонний вал 3 которого плотно насажены с двух сторон водила 4 с роликами 5, к которым прижаты внешним образом две ветви струны 6, прикрепленной к корпусу 1 скобой (или роликами) 7, а к звеньям 8 и 9 рабочего органа скобой (или роликами) 10. При этом соединение водила 4 с роликами 5 выполнено с возможностью регулирования расстояния между осью 3 двигателя и осями роликов 5. Между рабочим органом и корпусом 1 установлены пружины 11. Звенья 8 и 9 рабочего органа соединены горизонтальным шарниром 12, который связан с упором 13, верхняя часть которого соединена вертикальным шарниром 14 с корпусом 1.

На фиг. 4 показан вариант передаточного "струнного" механизма с крестообразной формой водила 4, к которому присоединены четыре ролика 5 с возможностью регулирования расстояний между осью двигателя и осями роликов.

Вариант передаточного "струнного" механизма, изображенный на фиг. 5, отличается тем, что расстояние между ветвями струны 6 в месте ее присоединения к корпусу 1 больше, чем расстояние между ее ветвями в месте присоединения к звену 8 рабочего органа. При этом обе ветви прижаты к нижнему ролику 5, а между ними и верхним роликом 5 обеспечен зазор. Кроме того, струна 6 присоединена к корпусу 1 посредством ролика 7. На фиг. 6 изображен второй передаточный "струнный" механизм того же варианта устройства, отличающийся тем, что струна 6 присоединена посредством ролика 7 к звену 9 рабочего инструмента, в результате чего расстояние между ее ветвями в месте присоединения к звену 9 рабочего органа больше, чем в месте ее присоединения к корпусу 1. При этом обе ветви струны 6 прижаты к верхнему ролику 5, а между ними и нижним роликом 5 обеспечен зазор.

На фиг. 7 показан вариант передаточного "струнного" механизма с водилом 4, к которому присоединены три ролика 5 с возможностью регулирования расстояний между осью двигателя и осями роликов. При этом струна 6 натянута в виде равнобедренного треугольника с возможностью изменения расстояния между двумя верхними вершинами (т.е. между двумя роликами 7, прикрепленными к корпусу 1. На фиг. 8 представлен второй передаточный "струнный" механизм того же варианта устройства, отличающийся тем, что оба ролика 7 прикреплены к звену 9 рабочего органа, а водило 4 укреплено на валу двигателя со сдвигом на 60^o по отношение к положению водила первого передаточного "струнного" механизма (фиг. 7).

Кроме указанных вариантов конструкции передаточного "струнного" механизма возможны и другие варианты, например, со взаимно параллельным расположением ветвей струны 6 и т.д. Возможны также сочетания различных вариантов передаточного механизма в одном устройстве.

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 3 двигателя 2 (фиг. 1, 2) вращается водило 4 с роликами 5, раздвигая струны 6 при повороте на угол 90^o (фиг. 1), что приводит к сокращению расстояния между корпусом 1 и звеном 8 (9) рабочего органа. При дальнейшем вращении водила 4 расстояние между корпусом 1 и звеном 8 (9) рабочего органа увеличивается до максимального значения при повороте на угол 180^o. При повороте вала на следующие 180^o цикл колебания рабочего органа повторяется. Таким образом, за один оборот вала 3 двигателя 2 звено 8 (и 9) рабочего органа совершает два полных колебания в вертикальной плоскости относительно шарнира 12. При этом передаточные "струнные" механизмы, присоединенные к противоположным концам вала 3, могут быть настроены как на синхронную работу звеньев 8 и 9 рабочего органа, так и на работу со сдвигом фаз или вообще на работу с различной частотой и амплитудой колебаний звеньев 8 и 9. При перемещении устройства, например, вручную вдоль обрабатываемой поверхности происходит интенсивный провес ее затирания или заглаживания. Устройство с передаточным "струнным" механизмом, изображенном на фиг. 4, работает следующим образом. При повороте крестовидного водила 4 на угол 45^o от исходного (изображенного на фиг. 4) происходит увеличение расстояния между корпусом 1 и звеном 8 (9) от минимальной до максимальной величины. При дальнейшем повороте водила 4 на угол от 45^o до 90^o происходит уменьшение этого расстояния до минимального значения. Т.е. при повороте водила 4 на угол 90^o происходит полный цикл колебания звена 8 (9) рабочего органа. Таким образом, за один оборот вала 3 двигателя 2 звено 8 (9) рабочего органа совершает четыре полных колебания в вертикальной плоскости относительно шарнира 12. Устройство с передним и задним передаточным "струнными" механизмами, изображенными на фиг. 5 и 6, присоединенными к противоположным концам двухстороннего вала 3 двигателя 2, работает следующим образом. При повороте переднего (фиг. 5) водила 4, например, против часовой стрелки в начальный момент времени правая ветвь струны 6 отклоняется вправо посредством нижнего ролика 5, в результате чего происходит отклонение звена 8 вправо в горизонтальной плоскости относительно шарнира 14 (фиг. 1). При этом заднее водило 4 (фиг. 6) поворачивается по часовой стрелке и в начальный момент времени посредством верхнего ролика 5 отклоняет правую ветвь струны 6 вправо в горизонтальной плоскости относительно шарнира 14 (фиг. 1). В этот момент натяжение правой и левой ветвей струны 4 уравновешивается при помощи ролика 7 (фиг. 5 и 6). Таким образом, в начальный момент времени передний и задний передаточные механизмы устройства сообщают рабочему органу колебательный импульс в горизонтальной плоскости. При этом происходит одновременное вращательное колебание звеньев 8 и 9 (фиг. 1, 5, 6) в сторону корпуса 1 вокруг шарнира 12. По мере перемещения верхнего ролика 5 влево (фиг. 5) происходит выравнивание отклонений левой и правой ветвей струны 6, первого передаточного механизма, а по мере перемещения нижнего ролика 5 (фиг. 6) происходит то же самое со вторым передаточным механизмом. При этом происходит замедление поворота рабочего органа вокруг оси 14 (фиг. 1) и рабочий орган начинает поворачиваться в противоположную сторону вокруг той же оси. Этому отчасти способствуют и пружины 11. При достижении водилами 4 горизонтального положения (угол 90^o) отклонения ветвей струны 6 влево и вправо уравновешивается (фиг. 5, 6) и рабочий орган занимает первоначальное (исходное)положение в горизонтальной плоскости (относительно шарнира 14 (фиг. 1). При дальнейшем повороте вала двигателя (фиг. 5) левый ролик 5 увеличивает отклонения левой ветви струны 6 влево, а правый уменьшает отклонение правой ветви вправо. В результате этого переднему звену 8 рабочего органа сообщается колебательный импульс влево в горизонтальной плоскости вокруг шарнира 14 (фиг. 1). Аналогичным образом сообщается колебательный импульс влево вокруг шарнира 14 звену 9 рабочего органа. При повороте вала двигателя на угол 180^o оба звена рабочего органа возвращаются в первоначальное положение после выполнения полного колебательного цикла в горизонтальной плоскости вокруг шарнира 14 (фиг. 1), а также после выполнения полного колебательного цикла в вертикальной плоскости относительно шарнира 12. Следовательно, за один оборот вала двигателя устройство с такой конструкцией передаточных механизмов совершает по два колебания как в вертикальной (относительно шарнира 12), так и в горизонтальной (относительно шарнира 14) плоскостях (фиг. 1, 5, 6). Устройство с передним и задним передаточным "струнными" механизмами, изображенными на фиг. 7 и 8, работает аналогично. При этом за один оборот вала двигателя устройство с такой конструкцией передаточных механизмов совершает по три колебания как в вертикальной, так (относительно шарнира 12) и в горизонтальной (относительно шарнира 14) плоскостях (фиг. 1, 7, 8). Регулировать амплитуду колебаний рабочего органа такого устройства можно, изменяя диаметр роликов 5, расстояние от их осей до оси двигателя, а также изменяя расстояние между роликами 7 (фиг. 7 и 8).

Таким образом, использование передаточных "струнных" механизмов в устройствах для затираниия и заглаживания поверхностей позволяет увеличить ресурс электродвигателя в связи со сравнительно более благоприятным условиями работы его вала; эффективно редуцировать частоту колебаний рабочего органа по сравнению с частотой вращения вала электродвигателя; задавать режим работы устройства только с колебаниями рабочего органа в плоскости, перпендикулярно обрабатываемой поверхности, а также в режиме колебаний одновременно в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях.

Использование: строительный инструмент для затирания и заглаживания поверхностей. Сущность изобретения: устройство содержит корпус, привод с валом и рабочий орган. С валом привода соединено водило с рычагами. На рычагах закреплены ролики. С корпусом и рабочим органом связана замкнутая струна, контактирующая с поверхностью роликов. Водило может быть выполнено с равномерно расположенными по окружности рычагами. Ролики могут быть выполнены съемными и разных диаметров и закреплены на рычагах с возможностью регулирования расстояния от оси ролика до оси вала. С корпусом одним концом шарнирно может быть соединен упор, его другой конец соединен с рабочим органом с возможностью колебаний рабочего органа в плоскости, параллельной обрабатываемой поверхности. Струна может быть соединена с корпусом и рабочим органом посредством роликов с возможностью регулирования расстояния между ветвями струны в месте соединения с корпусом и с рабочим органом. Вал привода может иметь с противоположной стороны последнего выходной конец. На нем установлено дополнительное водило с рычагами. На рычагах закреплены контактирующие с замкнутой струной ролики, выполненные одинакового или разного диаметра. 5 з. п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для затирания и заглаживания поверхностей, содержащее корпус, привод с валом и рабочий орган, отличающееся тем, что оно снабжено соединенным с валом привода водилом с рычагами, имеющими закрепленные на них ролики, замкнутой струной, связанной с корпусом и рабочим органом и контактирующей с поверхностью роликов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что водило выполнено съемным с равномерно расположенными по окружности рычагами, а ролики выполнены съемными и разных диаметров. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что ролики закреплены на рычагах с возможностью регулирования расстояния от оси ролика до оси вала. 4. Устройство по пп. 1 3, отличающееся тем, что оно снабжено упором, одним концом шарнирно соединенным с корпусом, а другим с рабочим органом с возможностью колебаний рабочего органа в плоскости, параллельной обрабатываемой поверхности. 5. Устройство по пп. 1 4, отличающееся тем, что струна соединена с корпусом и рабочим органом посредством роликов с возможностью регулирования расстояния между ветвями струны в месте соединения с корпусом и с рабочим органом. 6. Устройство по пп. 1 5, отличающееся тем, что вал привода имеет с противоположной стороны последнего выходной конец, на котором установлено дополнительное водило с рычагами, имеющими закрепленные на них ролики, контактирующие с замкнутой струной, связанной с корпусом и рабочим органом, причем ролики выполнены одинакового или разного диаметра.