УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ РУЧНОГО ИНСТРУМЕНТА
DEVICE TO FIX HAND TOOL

Изобретение относится к устройствам для фиксации ручного инструмента и предназначено для проведения ремонтных и регламентных работ, в особенности работ, проводимых на высоте, в стесненных условиях, а также в условиях невесомости.
Известны фиксаторы ручного инструмента на основе магнитных свойств материала [1]. Однако данные фиксаторы ручного инструмента не могут обеспечить фиксацию инструмента, материал которого не обладает магнитными свойствами.
Известно также устройство для хранения инструментов, содержащее оборачиваемое вокруг руки пользователя основание, снабженное элементами крепления основания и средствами для размещения инструментов, которые также можно рассматривать как аналоги. В устройстве для хранения используются магнитные элементы, петли, устанавливаемые соосно с магнитными элементами, и фиксаторы в виде липкой ленты для закрепления источника света [2]. Однако недостатками этих устройств для размещения инструментов является: для магнитных фиксаторов избирательность к материалу, из которого изготовлен инструмент, и их взаимодействие с магнитным полем земли; при использовании петель в работе необходимо задействовать обе руки, а также инструмент может быть зафиксирован определенной формы и размера; для фиксаторов в виде липкой ленты является их склонность к загрязнению поверхности, что делает их неработоспособными.
Задачей предлагаемого устройства является повышение универсальности и удобства использования в условиях невесомости, исключение постоянных магнитов из конструкции фиксатора.
Технический результат достигается тем, что устройство для фиксации ручного инструмента, содержащее закрепленную на основании гребенку с зубцами, выполненными в виде лепестков, зазор между которыми, а также зазор между торцами лепестков и основанием не превышает минимальный размер ручного инструмента из комплекта, при этом зубцы выполнены из упругого материала, силы упругости которых обеспечивают создание уравновешивающих сил, действующих на зафиксированный ручной инструмент из комплекта. Для достижения лучшего результата на поверхность основания нанесено покрытие, повышающее силу трения, а для уменьшения габаритов гребенка установлена с возможностью поворота и укладки ее на основание. Для увеличения фиксирующего усилия могут быть установлены две и более гребенки параллельно в ряд.
Повышение универсальности и удобство использования достигается за счет «безразличия» конструкции устройства для фиксации ручного инструмента к свойствам материала, из которого изготовлен ручной инструмент из комплекта. Конструкция устройства дает возможность манипулирования ручным инструментом при помощи одной руки. Постоянные магниты исключены из конструкции устройства.
Суть изобретения поясняется фиг.1-3, на которых приведены:
на фиг.1 - вид слева;
на фиг.2 - поперечный разрез;
на фиг.3 - вид в изометрии.
Устройство для фиксации ручного инструмента выполнено в виде основания 1 с закрепленной на нем гребенкой 2 с зубцами в виде лепестков 3, зазор между которыми и основанием 1 не превышает (в свободном состоянии) минимальный размер ручного инструмента из комплекта, при этом зубцы в виде лепестков 3 выполнены из упругого материала, силы упругости которого обеспечивают создание уравновешивающих сил, действующих на зафиксированный ручной инструмент из комплекта, т.е.:
где  - сумма всех сил, действующих на зафиксированный в устройстве ручной инструмент из комплекта. Основная сила, которую необходимо компенсировать, - это сила тяжести ручного инструмента, а основная компенсирующая сила - это сила трения между поверхностями ручного инструмента и поверхностью основания 1, а также поверхностями торцов лепестков. Для реализации данного устройства необходимо подобрать материал для лепестков 3 и определить их геометрические параметры. Вывод математической зависимости этих параметров от сил, фактически действующих на любой зафиксированный в устройстве ручной инструмент, является сложной задачей из-за большого количества факторов, влияющих на величины этих сил. Поэтому при подборе параметров, необходимых для удовлетворительной работы устройства для фиксации ручного инструмента, можно использовать экспериментальный метод. При подборе материала для изготовления лепестков 3 предпочтение следует отдавать материалу с минимальным накоплением остаточной деформации после длительного выдерживания в деформированном состоянии в рабочем интервале температур окружающей среды (в которой предполагается эксплуатация устройства для фиксации ручного инструмента). Для подбора геометрических параметров лепестков 3 следует выбрать из комплекта ручной инструмент, имеющий максимальную толщину и вес. По максимальной толщине ручного инструмента и свойствам материала определяется длина лепестка 3 (высота гребенки 2), а по максимальному весу - толщина и ширина лепестка 3. Количество лепестков 3 (длина гребенки 2) зависит от предполагаемого количества инструментов, требующих одновременной фиксации в устройстве. Для увеличения силы трения, как одной из главных сил, компенсирующих силу тяжести ручного инструмента, на основание 1 нанесено покрытие 4.
Заготовка для изготовления лепестков 3 может быть представлена в виде шнура, форма поперечного сечения может быть квадратной, прямоугольной, шестиугольной, восьмиугольной. В этом случае нарезанные из шнура лепестки 3 подгоняются друг к другу с необходимым зазором и надежно закрепляются на основании гребенки 5, изготавливаемой из металла или ударопрочной пластмассы. Технологически наиболее выгодным является изготовление лепестков 3 из листового материала. В прямоугольной заготовке делаются параллельные прорези необходимой ширины со стороны одной из больших сторон, а противоположная сторона заготовки надежно закрепляется в основании гребенки 5. Прорези выполняются с недорезом, что позволяет исключить рассыпание на отдельные лепестки. При монтаже устройства на основании 1 необходимо, чтобы зазор между торцами лепестков 3 и покрытием 4 не превышал минимального размера ручного инструмента из комплекта (иглы, ножовочного полотна, отвертки и т.п.).
Используя вышеизложенные рекомендации, из комплекта ручного инструмента предназначенного для фиксации, был выбран молоток 6 весом 270 г и толщиной 19 мм, а в качестве наиболее подходящего материала для изготовления лепестков 3 - резина марки 9102 на основе бутадиен-нитрильного каучука (СКН) ТУ 38 005924-2002 толщиной 2 мм, при ширине лепестка 15 мм и длине 50 мм была достигнута устойчивая фиксация ручного инструмента, например молотка 6. Для увеличения силы трения между ручным инструментом и основанием 1 было использовано покрытие 4, например ткань петельная КТЛ 1000/6 ТУ У 17.6-16287311-154-2008. В правильности выбранных параметров конструкции можно убедиться, выдерживая устройство необходимое время с зафиксированным ручным инструментом, например молотком 6 в рабочем интервале температур, а затем проверив усилие вытаскивания молотка 6 динамометром.
Следует отметить, что ввиду большого разброса весовых характеристик используемого ручного инструмента данный способ фиксации наиболее эффективен в условиях невесомости.
Устройство работает следующим образом. Ручной инструмент, например молоток 6 из комплекта, предназначенный для фиксации, вводится в пространство между основанием гребенки 5 и основанием 1 с покрытием 4. Часть лепестков 3, препятствующих ручному инструменту, например молотку 6 из комплекта, отгибаются под воздействием силы, прилагаемой к молотку, и пропускают его под основание гребенки 5, возникающие при этом силы упругости, стремящиеся вернуть отогнутые лепестки 3 в исходное положение, воздействуют на поверхность молотка 6 и прижимают его к основанию 1 с покрытием 4. Силы, возникающие при этом, препятствуют перемещению молотка 6 вдоль поверхности с покрытием 4 под воздействием силы тяжести, т.е. уравновешивают ее и при этом не возникает затруднений при манипуляциях с молотком 6. Тонкий или миниатюрный ручной инструмент, например отвертка 7, попадающий между лепестками 3, также испытывает эффект заклинивания из-за воздействия сил упругости, стремящихся вернуть лепестки 3 в исходное положение, при этом силы, удерживающие отвертку 7, возникают на ее поверхности. Устанавливая гребенки 2 (одной конструкции) параллельно в ряд, можно добиться увеличения суммарных сил, препятствующих расфиксированию ручного инструмента из комплекта на число установленных гребенок 2.
Таким образом, в изобретении было достигнуто «безразличие» конструкции фиксатора к свойствам материала, из которого изготовлен ручной инструмент. Постоянные магниты исключены из конструкции фиксатора. А также устройство для фиксации ручных инструментов применимо в условиях невесомости, что решает поставленные задачи.
Литература
1. «Практические советы владельцу автомобиля». Горнушкин Ю.Г., ДОСААФ, 1984.
2. Патент RU №2304421 C1, A45C 11/26, A45F 5/00, 14.02.2006.
3. Элементарный учебник физики. Под ред. акад. Г.С.Ландсберга, том 1. М., 1971 г.