РУЧНОЙ СИЛОВОЙ МЕХАНИЗМ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1998 года по МПК B21C51/00 

Изобретение относится к ручным инструментам, например для клеймения, пломбирования жестких пломб и т.д.

Известен эксцентриково-рычажный зажим, содержащий эксцентрик с ручкой, неподвижную направляющую, ползун, расположенный в направляющей и опорные площадки (см. И.И.Артоболевский, Механизмы в современной технике. Рычажные механизмы, 1971 г, стр. 151, карта N 224).

Недостатки: для осуществления зажима и последующей обработки давлением требуется сравнительно большой ход ползуна, что сопровождается большим угловым перемещением ручки. Большое угловое перемещение ручки и то, что опорная площадка с ручкой не охватываются кистью руки обуславливает невозможность произвести пломбирование одной кистью руки. Наличие оси вращения и роста габарита механизма взаимосвязанные характеристики.

Известен также силовой механизм, содержащий корпус, кулачок с опорной поверхностью под опору и с рукояткой, нагруженный пружиной шток, установленный в направляющей во взаимодействии с кулачком и площадки для обрабатывающего инструмента на корпусе и штоке (авт. свид. СССР 1077774, кл. B 25 B 17/00, 1984).

Недостатки: большой угловой ход рукоятки вызывает необходимость в столе (в качестве опоры) или использования обоих рук, т.е. пломбирование одной кистью руки невозможно. Направляющая для штока и корпус выполнены раздельно, чем, также, вызван рост габарита механизма. Наличие оси вращения у рукоятки с кулачком обуславливают рост габарита механизма.

Наиболее близким по технической сущности является ручной силовой механизм, содержащий корпус с опорной площадкой, кулачок с рукояткой, подпружиненный шток, установленный в направляющей, выполненной в корпусе между кулачком и опорной площадкой (авт. свид. СССР 1227467, кл. B 26 F 1/36, 1986).

Недостатки: операции по зажиму обрабатываемого материала и последующей его обработки выполняются различными узлами устройства, вследствие чего значительно увеличен ход штока, что сопровождается большим угловым перемещением ручки. Большое угловое перемещение ручки, ее отдаленность от корпуса обуславливают рост габарита механизма.

Задача - создание кистевого пресса, например, для клеймения, пломбирования жестких пломб (свинцовых), перекусывания проволоки и т.п. с повышенными эксплуатационными характеристиками за счет увеличения коэффициента мультипликации.

Поставленная задача решается ручным силовым механизмом, содержащим корпус с опорной площадкой, кулачок с рукояткой, подпружиненный шток, установленный в направляющей, выполненной в корпусе, между кулачками и опорной площадкой, в котором поперек штока в корпусе выполнена ниша для кулачка, опорная поверхность кулачка образована его наружной стороной с возможностью взаимодействия с поверхностью ниши, причем поверхность ниши в сочетании со штоком и кулачком образует замковое соединение посредством пружины, нагружающей шток.

Можно опорную поверхность кулачка выполнить в месте контакта с торцем штока, тогда с другой стороны кулачка поверхность ниши на уровне штока выполняется с выступом, радиусы профиля кулачка вниз от места контакта с выступом увеличиваются, а низ кулачка взаимодействует с поверхностью ниши по восходящей части окружности с центром на торце штока.

Целесообразно на площадке корпуса предусмотреть опору на эксцентрике для закрепления обрабатывающего инструмента.

Вариант. Известен ручной силовой механизм, содержащий корпус, рычаг с опорной поверхностью под опору, опору, подпружиненный шток, установленный в корпусе во взаимодействии с рычагом и имеющий площадку для опирания обрабатывающего инструмента (см. авт. свид. СССР 1248788, кл. B 25 B 25/00, 1986 г. )
Недостатки. Боковое воздействие рычага на шток вызывает паразитную нагрузку в виде трения между штоком и корпусом. Сопряжение рычага со штоком подверженно быстрому износу при высоких нагрузках. При больших нагрузках и маленьких рабочих ходах малейший износ оси рычага приводит к потере работоспособности, т. к. не будет нужной глубины отпечатка при клеймении. Наличие оси вращения обуславливает рост габарита механизма при росте нагрузки.

Задача - создание кистевого пресса с повышенными эксплуатационными характеристиками за счет увеличения коэффициента мультипликации.

Поставленная задача решается ручным силовым механизмом (вариант), содержащим корпус, рычаг с опорной поверхностью под опору, опору, подпружиненный шток, установленный в корпусе во взаимодействии с рычагом и имеющий площадку для опирания обрабатывающего инструмента, в котором поперек штока за его торцем в корпусе выполнена ниша с опорной поверхностью для рычага, опорная поверхность которого расположена на его наружной поверхности ниже оси штока, причем взаимодействующие поверхности ниши, штока и рычага выполнены с возможностью образования замкового соединения посредством пружины, нагружающей шток, при этом штоку придана возможность углового перемещения, например, за счет установки его в корпусе с направляющей, выполненной в отверстии цилиндрического шарнира.

В частности, шток может быть выполнен из двух звеньев, при этом звено, взаимодействующее с рычагом, установлено в конусообразном канале с возможностью углового перемещения.

На фиг. 1 изображен ручной силовой механизм (кулачково-рычажный); на фиг. 2 - рычажный ручной силовой механизм; на фиг. 3 - подвид кулачково-рычажного силового механизма; на фиг. 4, 5 - рычажные силовые механизмы с качающимся штоком.

Ручной силовой механизм содержит корпус 1, соизмеримый с кистью руки человека, шток 2, направляющую 3 для штока 2 в корпусе 1 в виде канала, кулачок 4 с рукояткой 5 (см. фиг. 1, 3), изогнутой под углом к корпусу 1 или же рычаг 6 (см. фиг. 2, 4, 5). В корпусе 1 поперек штока 2 с обоих его сторон выполнены ниша 7 и проточка 8. Часть корпуса за проточкой 8 является опорной площадкой для одной половины обрабатывающего инструмента (на чертеже не показан). Торец штока 2, выходящий в проточку 8, является площадкой для опирания второй половины обрабатывающего инструмента. В нише 7 смонтирован кулачок 4 (см. фиг. 1 и 3) или же рычаг 6 (см. фиг. 2, 4, 5) во взаимодействии с торцем штока 2 посредством пружины 9, установленной на штоке 2. Другими словами пружина 9 обеспечивает силовое замыкание кулачка 4 (рычага 6) со штоком 2.

Угловое перемещение кулачка 4 (рычага 6) (см. фиг. 1, 2) предусмотрено относительно опорной поверхности 10 в нише 7. Опорной поверхностью самого кулачка 4 (рычага 6) является его наружная сторона, находящаяся в контакте с опорной поверхностью 10. Угловое смещение кулачка 4 (рычага 6) вызывает поступательное движение штока 2.

У механизма, изображенного на фиг. 3, опорная поверхность 10 расположена на торце штока 2. Поверхность ниши 7 с другой стороны кулачка 4 (по отношению к штоку) выполнена с выступом 11 на уровне оси штока 2. Для разгрузки штока от радиальных усилий низ кулачка 4 взаимодействует с поверхностью ниши 7, выполненной по восходящей части окружности с центром в точке 0 на торце штока 2. При этом радиусы профиля кулачка 4 вниз от места контакта с выступом 11 увеличиваются.

Сопрягающиеся поверхности ниши 7, кулачка 4 (рычага 6) и штока 2 выполнены так, что образуют замковое соединение под действием пружины 9, нагружающей шток 2 и следовательно, кулачок 4 (рычаг 6), т.е. обеспечивающей силовое замыкание подвижных звеньев механизма. Замковое соединение обусловлено криволинейностью контура кулачка 4 (рычага 6) и входящих в подвижное соединение с ним под действием пружины 9 соответствующих участков поверхностей ниши 7 и штока 2.

У рычажного варианта механизма (фиг. 2, 4, 5) предусмотрены подварианты с поступательным движением штока 2, несущего инструмент (фиг. 2) и сложного движения во взаимно перпендикулярных направлениях (см. фиг. 4 и 5) в случае использования механизма в качестве кусачек.

На фиг. 2 шток 2 механизма выполнен из двух звеньев 2а и 2б, причем звено 2б, взаимодействующее с рычагом 6, установлено с возможностью углового перемещения, т.е. часть канала в пределах звено 2б выполнена конусообразной. Опорная поверхность ниши 7 и, следовательно, ответная поверхность рычага 6 выполнены ниже штока.

На фиг. 4 и 5 изображены механизм со сложным движением штока 2, что достигается за счет установки в корпусе направляющей 3, выполненной в цилиндрическом шарнире 12 (фиг. 4) или за счет выполнения канала, в котором размещен шток 2, конусообразным, с выходным отверстием в проточку 8, профилированным по штоку 2 (фиг. 5).

Для повышения эксплуатационных характеристик (удобства размещения пломбы, бирки и т.п. в зазоре между половинами обрабатывающего инструмента, а также уменьшения хода рукоятки) целесообразно на площадке корпуса 1 предусмотреть ползун 13 для обрабатывающего инструмента на эксцентрике 14. При этом углы между звеньями механизма принимаются минимальными (достигается максимально возможный коэффициент мультипликации) из условия соответствия хода штока 2 необходимой глубине отпечатка. В случае, если глубина отпечатков от обоих половин инструмента или одной половины равна толщине обрабатываемого объекта (проволока), то механизм использован как кусачки.

Замковое соединение: корпус 1, кулачок 4, (рычаг 6), шток 2 разберется, если от кулачка 4 (рычага 6) отвести шток и удержать его в проточке 8, так как размыкается силовое взаимодействие звеньев.

Монтаж пружины 9 на штоке 2. На шток 2 (см. фиг. 1) надевается пружина 9, затем завинчивается рамка 15 с окном 16 для кулачка 4, диаметр которой больше, чем у штока 2 и в нишу 7 через окно 16 в рамке 15 вставляют кулачок 4. При отсутствии нагрузки на рукоятке 5 кулачок 4 вместе с рукояткой 5 находятся в крайнем левом положении, при этом обеспечиваются целостность замкового соединения и готовность к рабочей операции.

Шток выполнен с уширением 17 (см. фиг. 2). Пружина 9 смонтирована на штоке 2 между корпусом 1 справа и уширением 17 слева. Уширение 17 выполнено с гнездом 18 для звена 2б штока.

Шток 2 (см. фиг. 4) установлен в отверстии цилиндрического шарнира 12 и снабжен шпилькой 19. Пружина 9 установлена на штоке 2 между шарниром 12 и шпилькой 19. Шток 2 выдвигается пружиной 9 из проточки 8 при снятии нагрузки с рычага 6.

Предлагаемый механизм работает следующим образом.

Механизм ориентируют в руке так, что большой и указательный пальцы располагаются на рукоятке 5 с максимальным "плечом" относительно кулачка 4 (или поверхности 10). Вводят в проточку 8 между половинами обрабатывающего инструмента (на фиг. не показан), например, свинцовую пломбу и сжимают кисть руки, сближая рукоятку 5 и корпус 1. Кулачок 4 (рычаг 6) получает угловое смещение относительно опорной поверхности 10 и передвигает шток 2. Сначала расстояние между половинами обрабатывающего инструмента уменьшается, т.е. пломба зажимается. Зажим пломбы (на чертеже не показано) перед обработкой давлением можно произвести и эксцентриком 14 (см. фиг. 3). Эксцентрик 14 при зажиме пломбы поворачивают за "мертвую точку" до контакта с поверхностью отверстия, в котором от смонтирован. Затем нагрузку на рукоятку 5 увеличивают так, что на пломбе выдавливается рисунок заданной глубины. Кисть руки разжимают и пружина 9 выводит шток 2 из проточки 8, при этом расстояние между половинами инструмента увеличивается. Пломба освобождается от захвата, а кулачок 4 (рычаг) возвращается в исходное положение (см. фиг. 1-5).

На фиг. 3 изображен механизм, в котором при сближении рукоятки 5 и корпуса 1 кулачок 4 получает угловое перемещение относительно опорной поверхности 10 на торце штока 2. В этом движении кулачка 4 сечение его в плоскости, проходящей через ось штока 2, увеличивается и шток 2 сдвигается относительно выступа 11, производя выдавливание рисунка на бирке, пломбе и пр.

В механизмах, изображенных на фиг. 4, 5, при вращении рычага 6 шток получает сложное движение - поступательное и вращательное. Сложное движение обуславливает снижение энергозатрат при резке проволоки.

Изобретение относится к ручным инструментам, например для клеймения, пломбирования, резки проволоки и пр. Ручной силовой механизм представляет собой кистевой пресс с повышенными эксплуатационными характеристиками за счет увеличения коэффициента мультипликации. Основными конструктивными элементами являются корпус с нишей, кулачок с рукояткой или рычаг, взаимодействующие с подпружиненным штоком. Шток установлен в направляющей, выполненной в корпусе. Ниша для кулачка (рычага) выполнена в корпусе поперек штока. Взаимодействующие поверхности ниши корпуса, кулачка (рычага) и штока образуют замковое соединение под действием пружины, нагружающей шток. Шток может иметь возможность углового перемещения за счет установки его в корпусе с направляющей, выполненной в отверстии цилиндрического шарнира. Мультипликация усилия осуществляется относительно опорных поверхностей, находящихся на внешней поверхности кулачка (рычага) и ответной поверхности в нише корпуса. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 5 ил. 'н

1. Ручной силовой механизм, содержащий корпус с опорной площадкой, кулачок с рукояткой, подпружиненный шток, установленный в направляющей, выполненной в корпусе, между кулачком и опорной площадкой, отличающийся тем, что в корпусе поперек штока выполнена ниша для кулачка, опорная поверхность кулачка образована его наружной стороной с воможностью взаимодействия с поверхностью ниши, причем поверхность ниши в сочетании со штоком и кулачком образует замковое соединение посредством пружины, нагружающей шток. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что опорная поверхность кулачка предусмотрена в месте контакта с торцом штока, с другой стороны кулачка поверхность ниши на уровне оси штока выполнена с выступом, радиусы профиля кулачка вниз от места контакта с выступом увеличиваются, при этом низ кулачка взаимодействует с поверхностью ниши по восходящей части окружности с центром на торце штока. 3. Механизм по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на площадке корпуса смонтирована на эксцентрике опора для обрабатывающего инструмента. 4. Ручной силовой механизм, содержащий корпус, рычаг с опорной поверхностью под опору, опору, подпружиненный шток, установленный в корпусе во взаимодействии с рычагом и имеющий площадку для опирания обрабатывающего инструмента, отличающийся тем, что поперек штока за его торцом в корпусе выполнена ниша с опорной поверхностью для рычага, опорная поверхность которого расположена на его наружной поверхности ниже штока, причем взаимодействующие поверхности ниши, штока и рычага выполнены с возможностью образования замкового соединения посредством пружины, нагружающей шток, при этом штоку придана возможность углового перемещения, например, за счет установки его в корпусе с направляющей, выполненной в отверстии цилиндрического шарнира. 5. Механизм по п.4, отличающийся тем, что шток выполнен из двух звеньев, при этом звено, взаимодействующее с рычагом, установлено в конусообразном канале с возможностью углового перемещения.