МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ САМОРАЗБЛОКИРУЮЩИЙСЯ РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, В ЧАСТНОСТИ ШПАЛЕРНЫЕ НОЖНИЦЫ Российский патент 2014 года по МПК A01G3/04 

Настоящее изобретение касается механизированного саморазблокирующегося режущего инструмента.

Предпочтительно изобретение применяют для шпалерных ножниц, используемых для резки живых изгородей как для их формирования, так и для ухода за ними. Такие механизированные портативные инструменты содержат режущую планку, содержащую два прилегающих друг к другу симметричных лезвия, оборудованных отстоящими друг от друга треугольными или трапециевидными зубьями, при этом, по меньшей мере, одно из этих режущих лезвий приводится в очень быстрое прямолинейное возвратно-поступательное движение, обеспечивающее за счет сдвига резку древесины, заходящей между зубьями лезвий режущей планки.

Из этих двух лезвий режущими зубьями оборудованы либо оба лезвия, либо только одно.

Оба лезвия могут быть подвижными, и каждое из них может совершать прямолинейное возвратно-поступательное движение или только одно из них может совершать прямолинейное возвратно-поступательное движение.

Прямолинейное возвратно-поступательное движение подвижного лезвия или подвижных лезвий создает двигатель, который может быть электрическим или тепловым и даже пневматическим или гидравлическим, выход которого соединен с одним из концов подвижного режущего лезвия или каждого подвижного режущего лезвия через редуктор, эксцентрик или два эксцентрика и один или два шатуна, позволяющие преобразовать вращательное движение приводного двигателя в прямолинейное возвратно-поступательное движение подвижного режущего лезвия или подвижных режущих лезвий.

Вместе с тем, изобретение можно применять для других типов инструментов или машинок обрезки, например, для режущих инструментов, описанных в документах ЕР-0147344 и FR-2730378 и содержащих расположенные друг над другом дисковые режущие органы, оборудованные периферическими зубьями, по меньшей мере, один из которых приводится во вращение двигателем, при этом упомянутые режущие органы дополняют друг друга и вместе образуют систему режущих лезвий и контр-лезвий, производящих резку за счет сдвига.

Основной недостаток современных механизированных режущих инструментов, в частности шпалерных ножниц с режущей планкой вышеупомянутого типа, состоит в том, что, поскольку их приводной двигатель вращается только в одном направлении, когда слишком толстая или слишком твердая ветка попадает между зубьями режущих лезвий и не может быть обрезана по причине недостаточной мощности, эксцентрик не может достичь своей крайней точки, позволяющей поменять на обратное направление перемещения режущих лезвий, и устройство блокируется и останавливается. При этом его невозможно разблокировать, если не извлечь ветку, застрявшую между зубьями режущего лезвия, сильно потянув ее вверх, что может повлечь за собой механическое повреждение инструмента и привести к травме пользователя. Кроме того, эти заклинивания, которые приводят к неожиданным остановкам в работе инструментов, очень мешают операторам.

Настоящее изобретение призвано предложить пользователям механизированные режущие инструменты и, в частности, шпалерные ножницы, в которых устранены вышеупомянутые недостатки.

В этой связи объектом настоящего изобретения является режущий инструмент, содержащий два прилегающих друг к другу лезвия, оборудованных отстоящими друг от друга зубьями, при этом по меньшей мере одно из этих лезвий подвижно и соединено с приводным устройством, благодаря которому ему передается движение в двух противоположных направлениях, что обеспечивает за счет сдвига резку древесины, заходящей между упомянутыми зубьями, при этом упомянутый режущий инструмент отличается тем, что содержит средство управления приводным устройством, при этом средство управления выполнено с возможностью обнаружения остановок движения подвижного лезвия или подвижных лезвий вследствие его (их) блокировки во время работы, с возможностью мгновенного и автоматического управления изменения направления вращения упомянутого приводного устройства и, следовательно, изменения направления перемещения упомянутого или упомянутых подвижных лезвий и раздвиганием зубьев прилегающих друг к другу лезвий.

В случае блокировки это изменение направления позволяет режущим частям зубьев лезвий освободиться от застрявшей ветки путем их отдаления друг от друга под действием эксцентрика или эксцентриков вплоть до достижения крайней точки, обеспечивающей изменение направления перемещения режущих лезвий, затем опять приблизиться друг к другу. В этом случае либо происходит полное разрезание ветки, и работа может нормально продолжаться, либо происходит новая блокировка. При этом направление вращения приводного устройства опять меняется на противоположное, и так до полного устранения блокировки и до продолжения штатной работы, причем пользователь даже не замечает наличия проблемы блокировки.

Изобретение позволяет устранить несвоевременные остановки по причине захождения слишком толстых или слишком твердых веток между зубьями режущей системы.

Оно позволяет также избежать рисков механических повреждений инструментов резки и телесных повреждений оператора в случае наличия слишком толстой и слишком твердой ветки, которая должна быть вынута из зубьев режущей системы путем ее вытягивания.

Предпочтительно, как было указано выше, изобретение можно применять для механизированных портативных шпалерных ножниц, содержащих режущую планку, содержащую два прилегающих друг к другу симметричных лезвия, оборудованных отстоящими друг от друга треугольными или трапециевидными зубьями, при этом, по меньшей мере, одно из этих лезвий является подвижным и может приводиться в прямолинейное возвратно-поступательное движение, обеспечивающее за счет сдвига резку древесины, заходящей между зубьями лезвий режущей планки.

Необходимо отметить, что, независимо от направления вращения двигателя, по часовой стрелке или против часовой стрелки, относительное возвратно-поступательное движение между двумя лезвиями, передаваемое эксцентриком или эксцентриками, остается идентичным.

Согласно предпочтительному варианту выполнения, приводное устройство этой машинки для обрезки живых изгородей представляет собой бесщеточный электрический двигатель с электронным управлением, известный под названием двигателя “Brushless”, и средство управления этим двигателем представляет собой электронную схему, выполненную также с возможностью обнаружения, с одной стороны, остановок вращения двигателя вследствие блокировки подвижного лезвия или подвижных лезвий, и, с другой стороны, с возможностью подачи команды на изменение направления вращения упомянутого двигателя.

Понятно, что, когда система лезвия и контр-лезвия оказывается заблокированной слишком толстой или слишком твердой веткой во время первого движения сближения зубьев, между которыми оказалась эта ветка, эксцентрики, приводящие в движение упомянутое или упомянутые лезвия, больше не могут вращаться, что препятствует вращению двигателя.

Электронная схема управления двигателем обнаруживает, что он перестал отвечать на команды вращения (нулевое вращение и/или перегрузка), и устанавливает, что произошла блокировка лезвия и контр-лезвия, и эта же схема мгновенно и автоматически подает команду на двигатель для изменения направления вращения.

Изменение направления вращения позволяет эксцентрикам повернуться, что приводит к отдалению зубьев лезвия от зубьев контр-лезвия, освобождая их таким образом от ветки, в которой они оказались заблокированными.

Под действием эксцентриков зубья лезвий и контр-лезвий затем опять сближаются и делают новую попытку разрезания ветки:

- если ветка была почти разрезана, возврат с максимальной скоростью, создающей определенную инерцию, может позволить лезвию и контр-лезвию разрезать ветку, и инструмент может продолжить нормальную работу,

- если ветка во время возврата не была разрезана, происходит новая блокировка, и описанная выше процедура повторяется,

- если после определенного числа (например, десяти) безуспешных попыток разблокировки ветка остается не разрезанной, для обеспечения защиты электронная схема управления двигателем выдает на него команду на остановку.

Задачи, отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид в изометрии примера выполнения режущего инструмента, в котором применяется изобретение и которое в этом примере является шпалерными ножницами.

Фиг.2 - вид сверху режущей планки этого инструмента и механизма, обеспечивающего прямолинейное возвратно-поступательное движение двух подвижных режущих лезвий упомянутой режущей планки, при этом упомянутые режущие лезвия показаны в одном из своих крайних положений.

Фиг.3 - увеличенный вид в продольном разрезе по линии 3-3 фиг.2.

Фиг.4 - вид сверху, аналогичный фиг.2, режущих лезвий в одном из их промежуточных положений.

Фиг.5 - вид сверху, аналогичный фиг.2, режущих лезвий в их втором крайнем положении.

Фиг.6 - увеличенный вид в продольном разрезе по линии 6-6 фиг.5.

Фиг.7 - вид сверху, аналогичный фиг.4, механизма привода режущих лезвий в положение, соответствующее их второму промежуточному положению.

Фиг.8 - вид сверху примера выполнения дискового режущего инструмента, для которого также можно применять изобретение.

Для описания не ограничительных примеров выполнения саморазблокирующегося режущего инструмента в соответствии с настоящим изобретением рассмотрим упомянутые чертежи.

В дальнейшем тексте настоящего описания и в формуле изобретения будет использован неологизм «саморазблокирующийся», что значит, что его разблокировка происходит автоматически без вмешательства пользователя.

С другой стороны, термин «режущий инструмент» обозначает как механизированные портативные режущие устройства, такие как шпалерные ножницы, газонокосилки и т.д., так и режущие инструменты, которыми оборудуют автоматические режущие машины, такие, например, как машины предварительной обрезки, машины для обрезки сучьев и т.д.

Представленные в качестве примера шпалерные ножницы содержат режущую планку 1, в основном состоящую из двух расположенных друг над другом симметричных лезвий 2А, 2В, противоположные продольные края которых оборудованы отстоящими друг от друга зубьями, соответственно 3А, 3В, треугольной или трапециевидной формы с постоянным промежутком. По меньшей мере, одно из этих лезвий 2А, 2В является подвижным и может совершать прямолинейное возвратно-поступательное движение, обеспечивающее за счет сдвига резку древесины, заходящей между зубьями 3А, 3В упомянутых лезвий во время работы.

Согласно представленному примеру, оба лезвия 2А, 2В являются подвижными и совершают, каждое, прямолинейное возвратно-поступательное движение противоположного направления во время работы инструмента.

Предпочтительно, зубья 3А, 3В двух лезвий 2А, 2В содержат противоположные режущие края, однако возможен вариант, в котором только одно из режущих лезвий содержит зубья с противоположными режущими краями, при этом другое лезвие служит контр-лезвием, обеспечивающим разрезание за счет сдвига.

В дальнейшем описании оба лезвия 2А, 2В (или 15А, 15В) будут называться «режущими лезвиями» как в случае двух режущих лезвий, так и только одного режущего лезвия и одного контр-лезвия, при этом оба лезвия взаимодействуют, обеспечивая действие разрезания за счет сдвига.

Прямолинейное возвратно-поступательное движение лезвий 2А, 2В создает система с двойным эксцентриком и с двумя шатунами, приводимыми во вращение двигателем и редуктором.

Эта система содержит два эксцентрика 4А, 4В, неподвижно соединенные с зубчатым колесом 7 и расположенные на его противоположных сторонах, при этом упомянутые эксцентрики расположены таким образом, чтобы их собственные оси 5А, 5В были расположены симметрично относительно оси вращения 6 зубчатого колеса 7.

Шатун 8А, 8В связан во вращении, с одной стороны, при помощи шарнира 9А, 9В с каждым эксцентриком 4А, 4В и, с другой стороны, при помощи шарнира 10А, 10В с ближним концом соответствующего режущего лезвия 2А или 2В, при этом упомянутые режущие лезвия направляются в поступательном движении и удерживаются прижатыми друг к другу при помощи известных средств.

Зубчатое колесо 7 зацепляется с ведущей шестерней 11, неподвижно установленной на выходном валу 12 приводного устройства инструмента, образуя редуктор.

Это устройство может представлять собой электрический двигатель, или пневматический двигатель, или гидравлический двигатель.

Предпочтительно, этот двигатель 13 является электрическим двигателем бесщеточного типа, известного под названием двигателя “Brushless” с электронным управлением.

Согласно важному отличительному признаку изобретения, инструмент содержит средство управления приводным устройством 13, и это средство управления выполнено, с одной стороны, с возможностью обнаружения остановок движения подвижного лезвия или подвижных лезвий 2А, 2В во время работы и, с другой стороны, с возможностью мгновенной и автоматической подачи команды на изменение направления вращения упомянутого устройства и, следовательно, на изменение направления перемещения упомянутого или упомянутых подвижных лезвий.

Предпочтительно, это средство управления содержит электронную схему 14, например, установленную в отсеке, выполненном в картере двигателя 13, или в аккумуляторном отсеке, обеспечивающем питание упомянутого двигателя постоянным электрическим током.

Эта электронная схема тоже выполнена, с одной стороны, с возможностью обнаружения остановок движения подвижного лезвия или подвижных лезвий 2А, 2В во время работы и, с другой стороны, с возможностью мгновенной и автоматической подачи команды на изменение направления вращения электрического двигателя “Brushless” 13 или другого приводного устройства и, следовательно, на изменение направления перемещения упомянутого или упомянутых подвижных лезвий.

Приводное устройство может представлять собой электрический двигатель, отличный от бесщеточного электрического двигателя (двигатель постоянного или переменного тока с щетками), или пневматический двигатель, или гидравлический двигатель, или тепловой двигатель.

В этом случае к средству управления двигателем или приводным устройством добавляют электрическое или электронное устройство обнаружения, позволяющее выявить блокировку подвижного лезвия или подвижных лезвий, и это устройство обнаружения может представлять собой известный датчик усилия и/или перемещения, например, такой как тензометр, оптический детектор и т.д., соединенный с электронной схемой управления двигателем или приводным устройством.

В случае блокировки и в случае инструмента с приводом от пневматического или гидравлического двигателя, устройство обнаружения подает команду на электронную схему управления для изменения направления вращения упомянутого двигателя за счет действия на электрические вентили управления для изменения направления питания этого двигателя.

В случае инструментов с приводом от теплового двигателя после сцепления на входной оси редуктора, вращающего эксцентрик или эксцентрики, приводящие в движение подвижное лезвие или подвижные лезвия, добавляют известную зубчатую передачу или известную систему изменения направления, позволяющую изменять направление вращения упомянутого редуктора, при этом данная зубчатая передача или система изменения направления управляются электрически в соответствии с командами, поступающими от устройства обнаружения, позволяющего выявить блокировку режущей планки.

Можно легко понять, что изобретение можно применять для инструментов или машин, отличных от инструментов или машин, содержащих режущие лезвия с прямолинейным возвратно-поступательным движением.

Например, изобретение можно применять для дисковых режущих инструментов, описанных в документах ЕР-0147344 и FR-2730378. Такие инструменты 17, пример которых показан на фиг.8, содержат расположенные друг над другом дисковые режущие органы 15А, 15В, оборудованные периферическими зубьями, соответственно 16А, 16В, по меньшей мере, один из которых 16А приводится во вращение двигателем, при этом упомянутые режущие органы дополняют друг друга и вместе образуют систему режущих лезвий и контр-лезвий, производящих резание за счет сдвига.

Инструмент содержит два прилегающих друг к другу лезвия (2А, 2В), оборудованных отстоящими друг от друга треугольными или трапециевидными зубьями (3А, 3В). По меньшей мере одно из этих лезвий является подвижным и соединено с приводным устройством. Приводное устройство приводит лезвие в движение в двух противоположных направлениях, что обеспечивает за счет сдвига резку древесины, заходящей между упомянутыми зубьями (3А, 3В). Инструмент содержит средство управления приводным устройством. Средство управления выполнено с возможностью обнаружения остановок движения подвижного лезвия или подвижных лезвий вследствие его (их) блокировки во время работы. Средство управления выполнено также с возможностью мгновенной и автоматической подачи команды на изменение направления вращения упомянутого приводного устройства и, следовательно, на изменение направления перемещения упомянутого или упомянутых подвижных лезвий и на раздвигание зубьев (3А, 3В) прилегающих друг к другу лезвий (2А, 2В). Такое конструктивное выполнение позволит повысить качество технологического процесса за счет исключения остановок при работе инструмента. 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Механизированный режущий инструмент, содержащий два прилегающих друг к другу лезвия (2А, 2В), оборудованных отстоящими друг от друга треугольными или трапециевидными зубьями (3А, 3В), при этом, по меньшей мере, одно из этих лезвий является подвижным и соединено с приводным устройством (13), благодаря которому лезвию передается движение в двух противоположных направлениях, что обеспечивает за счет сдвига резку древесины, заходящей между упомянутыми зубьями (3А, 3В), отличающийся тем, что содержит средство управления приводным устройством, при этом средство (14) управления выполнено с возможностью обнаружения остановок движения подвижного лезвия или подвижных лезвий вследствие его (их) блокировки во время работы, и с возможностью мгновенной и автоматической подачи команды на изменение направления вращения упомянутого приводного устройства и, следовательно, на изменение направления перемещения упомянутого или упомянутых подвижных лезвий и на раздвигание зубьев (3А, 3В) прилегающих друг к другу лезвий (2А, 2В).

2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что средство управления приводным устройством (13) содержит электронную схему (14), выполненную с возможностью мгновенной и автоматической подачи команды на изменение направления вращения упомянутого устройства.

3. Инструмент по п.2, отличающийся тем, что приводное устройство (13) представляет собой бесщеточный электрический двигатель или электрический двигатель "Brushless" с электронным управлением, и тем, что электронная схема (14) управления этим двигателем выполнена с возможностью обнаружения остановок движения подвижного лезвия или подвижных лезвий (2А, 2В) упомянутого инструмента во время работы.

4. Инструмент по п.2, отличающийся тем, что приводное устройство (13) представляет собой щеточный электрический двигатель постоянного тока, или щеточный двигатель переменного тока, или пневматический двигатель, или гидравлический двигатель, или тепловой двигатель, и тем, что средство управления упомянутым устройством содержит также средство обнаружения, позволяющее выявить, что подвижное лезвие или подвижные лезвия (2А, 2В) заблокированы, и передать эту информацию в электронную схему (14).

5. Инструмент по п.4, отличающийся тем, что упомянутое устройство обнаружения представляет собой известный датчик усилия и/или перемещения, например, такой как тензометр или оптический детектор, соединенный с электронной схемой (14) управления двигателем.

6. Инструмент по любому из п.2-5, отличающийся тем, что электронная схема (14) управления приводным устройством (13) выполнена с возможностью подачи команды для его остановки после определенного числа безуспешных попыток разблокировки.

7. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что представляет собой шпалерные ножницы, содержащие режущую планку (1), содержащую два прилегающих друг к другу симметричных лезвия (2А, 2В), оборудованных отстоящими друг от друга треугольными или трапециевидными режущими зубьями (3А, 3В), при этом, по меньшей мере, одно из этих лезвий соединено с приводным устройством (13), передающим ему прямолинейное возвратно-поступательное движение.

8. Инструмент по п.7, отличающийся тем, что оба расположенных друг над другом прилегающих друг к другу симметричных лезвия (2А, 2В) режущей планки (1), оборудованных отстоящими друг от друга треугольными или трапециевидными режущими зубьями (3А, 3В), являются подвижными и соединены с приводным устройством (13), передающим им прямолинейное возвратно-поступательное движение противоположного направления.

9. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что выполнен в виде дискового режущего инструмента (17), содержащего расположенные друг над другом дисковые режущие органы (15А, 15В), которые оборудованы периферическими зубьями (16А, 16В) и, по меньшей мере, один из которых (15А) приводится во вращение приводным устройством (13).