СКЛАДНОЙ НОЖ
FOLDING KNIFE

Изобретение относится к складным ножам и может быть использовано туристами, охотниками и другими лицами для работы в обычных, а также тяжелых природных условиях, в том числе выживание, в быту, а также в иных целях, связанных с простым использованием режущих инструментов.
Из уровня техники известен складной нож, содержащий рукоятку, шарнирно соединенный с ней клинок, механизм раскрывания/закрывания и фиксации клинка, выполненный в виде двух частей, шарнирно соединенных друг с другом одними своими концами, при этом другой конец первой части шарнирно связан с клинком, а другой конец второй части шарнирно связан с рукояткой с возможностью фиксации клинка в открытом/закрытом положениях при угле между линиями, соединяющими точки шарнирного соединения частей механизма с клинком и рукояткой, меньшем 180 градусов (см. US 2010132198 (А1), опубликована 03.06.2010 г.).
Недостатками известного решения является: отсутствие глубокой подпальцевой выемки между лезвием и рукоятью, что обусловлено вертикальным углом расположения оси крепления шатуна к пяте клинка, относительно продольной оси рукояти; большая ширина ножа в осевом узле; слабо защищенный от механических воздействий механизм раскрывания/закрывания и фиксации клинка, т.к. блок фиксации размещен в торце рукояти; не удобное управление складыванием ножа, т.к. механизм фиксации расположен под мизинцем.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является повышение надежности механизма запирания (фиксации) клинка складывающегося ножа, повышение прочности узла складывания/раскладывания ножа, повышение надежности фиксации клинка в открытом положении, исключение люфтов, возникающих в многозвенных механизмах, повышение удобства и безопасности пользования складным ножом.
Техническая проблема изобретения решается тем, что складной нож содержит рукоятку, шарнирно соединенный с ней клинок, механизм раскрывания/закрывания и фиксации клинка, связанный с рукояткой и клинком, при этом рукоятка имеет по меньшей мере одну продольную направляющую, а механизм раскрывания/закрывания и фиксации клинка включает по меньшей мере один шатун, один конец которого шарнирно связан с клинком, а другой - с подвижным элементом, взаимодействующим с по меньшей мере одной продольной направляющей с возможностью возвратно-поступательного движения и фиксации клинка в открытом положении при угле между осью шатуна и плоскостью, перпендикулярной линии направления движения подвижного элемента, тангенс которого меньше коэффициента трения скольжения между поверхностью подвижного элемента и поверхностью по меньшей мере одной продольной направляющей.
Рукоятка может иметь две или более продольные направляющие, между которыми может быть установлен подвижный элемент с возможностью фиксации клинка в открытом положении при угле между осью шатуна и плоскостью, перпендикулярной линии направления движения подвижного элемента, тангенс которого меньше коэффициента трения скольжения между поверхностью подвижного элемента и поверхностью первой направляющей, расположенной дальше от соединения шатуна с клинком в открытом положении клинка, при этом поверхность второй направляющей расположена ближе к соединению шатуна с клинком в открытом положении клинка.
Также рукоятка может иметь две или более продольные направляющие, на которых может быть установлен подвижный элемент с возможностью фиксации клинка в открытом положении при угле между осью шатуна и плоскостью, перпендикулярной линии направления движения подвижного элемента, тангенс которого меньше коэффициента трения скольжения между поверхностью подвижного элемента и поверхностью первой направляющей, расположенной ближе к соединению шатуна с клинком в открытом положении клинка, при этом поверхность второй направляющей расположена дальше от соединения шатуна с клинком в открытом положении клинка.
Кроме того, рукоятка может быть выполнена в виде двух частей, между которыми расположен клинок в закрытом положении.
По меньшей мере одна продольная направляющая может быть выполнена из по меньшей мере одного продольно расположенного элемента, закрепленного между частями рукоятки вдоль нее.
Кроме того, механизм раскрывания/закрывания и фиксации клинка может быть расположен в отверстии, выполненном в рукоятке.
Также по меньшей мере одна продольная направляющая может быть выполнена из по меньшей мере одного продольно расположенного элемента, закрепленного в отверстии по меньшей мере одной части рукоятки.
Кроме того, механизм раскрывания/закрывания и фиксации клинка может быть расположен в отверстии, выполненном в рукоятке, а части поверхности отверстия рукоятки могут образовывать первую и вторую направляющую.
Кроме того, механизм раскрывания/закрывания и фиксации клинка может быть расположен в отверстии, выполненном в рукоятке, а части поверхности отверстия рукоятки могут образовывать первую направляющую, а вторая направляющая образована продольными вставками, закрепленными на рукоятке вдоль нее в зоне отверстия.
Механизм раскрывания/закрывания и фиксации клинка может быть расположен в отверстии, выполненном в рукоятке, а части поверхности отверстия рукоятки могут образовывать первую направляющую, а вторая направляющая образована внешней поверхностью рукоятки.
Кроме того, рукоятка может быть выполнена цельной с прорезью для размещения в ней клинка в закрытом положении, при этом рукоятка может иметь сквозное отверстие, в котором может быть расположен механизм закрывания/раскрывания и фиксации клинка.
По меньшей мере одна продольная направляющая может быть закреплена в сквозном отверстии рукоятки вдоль нее.
Кроме того, рукоятка может быть выполнена цельной с прорезью для размещения в ней клинка в закрытом положении, при этом рукоятка может иметь сквозное отверстие, в котором может быть расположен механизм закрывания/раскрывания и фиксации клинка, а части поверхности отверстия рукоятки образуют первую и вторую направляющую.
Кроме того, рукоятка может быть выполнена цельной с прорезью для размещения в ней клинка в закрытом положении, при этом рукоятка может иметь сквозное отверстие, в котором может быть расположен механизм закрывания/раскрывания и фиксации клинка, а часть поверхности отверстия рукоятки образует первую направляющую, а вторая направляющая может быть образована продольными вставками, закрепленными на рукоятке вдоль нее в зоне отверстия.
С подвижным элементом может быть связан упругий элемент с возможностью воздействия на подвижный элемент в сторону соединения шатуна с клинком при открытом положении клинка.
Также подвижный элемент может иметь паз, в котором может быть расположен доводящий элемент с возможностью воздействия на него упругим элементом в сторону соединения шатуна с клинком при открытом положении клинка, а поверхность по меньшей мере одной направляющей может иметь выемку, предназначенную для расположения в ней доводящего элемента с возможностью фиксации клинка в открытом или закрытом положениях.
Кроме того, рукоятка может иметь упорный элемент для взаимодействия с клинком.
Нож может содержать доводящий элемент, связанный с подвижным элементом посредством упругого элемента с возможностью воздействия им на доводящий элемент в сторону упорного элемента, а поверхность по меньшей мере одной направляющей может иметь выемку, предназначенную для расположения в ней доводящего элемента с возможностью фиксации клинка в открытом или закрытом положениях.
Нож может содержать доводящий элемент, связанный с подвижным элементом посредством упругого элемента с возможностью воздействия им на доводящий элемент в сторону упорного элемента, а поверхность по меньшей мере одной направляющей может иметь выступ, предназначенный для расположения за ним доводящего элемента с возможностью фиксации клинка в открытом или закрытом положениях.
Кроме того, с по меньшей мере одной продольной направляющей может быть связан упругий элемент с возможностью воздействия на подвижный элемент в сторону соединения клинка с рукояткой.
Техническим результатом изобретения, обеспечивающим решение технической проблемы, является обеспечение возможности защиты механизма раскрывания/закрывания и фиксации клинка, а также исключение возможности случайного раскрывания/закрывания клинка за счет расположения элементов механизма раскрывания/закрывания и фиксации клинка в рукоятке; обеспечение надежной фиксации клинка в открытом положении без наличия люфтов за счет создания эффекта подпорки (расклинивания) путем расположения оси шатуна относительно плоскости, перпендикулярной линии движения подвижного элемента так, что обеспечивается тангенс угла между осью шатуна и указанной плоскостью меньший, чем коэффициент трения скольжения между подвижным элементом и поверхностью, по которой он перемещается.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан складной нож, вид сбоку в открытом положении клинка (без одной части рукоятки); на фиг. 2 - то же, вид сбоку в закрытом положении клинка; на фиг. 3 - то же, вид сбоку в промежуточном положении клинка; на фиг. 4 показана часть ножа с механизмом раскрывания/закрывания и фиксации клинка в открытом положении клинка (без одной части рукоятки); на фиг. 5 - то же в промежуточном положении клинка; на фиг. 6 показана схема расположения осей крепления элементов ножа при открытом положении клинка, и возможный диапазон расположения оси крепления шатуна к клинку при открытом положении клинка; на фиг. 7 показано сечение подвижного элемента, установленного на направляющих, захватывая их.
Складной нож содержит рукоятку 1 (рукоять), шарнирно соединенный с ней (посредством оси 14 крепления клинка к рукоятке) клинок 2 с лезвием и обухом, и механизм раскрывания/закрывания и фиксации клинка 2, связанный с рукояткой 1 и клинком 2. Рукоятка 1 имеет, преимущественно, две продольные направляющие 3 и 4 (верхний и нижний опорные рельсы) с рабочими поверхностями, расположенными параллельно друг другу и обращенными в сторону друг друга, либо возможен вариант выполнения направляющих с рабочими поверхностями, обращенными в сторону друг от друга (возможен случай выполнения рукоятки с одной продольной направляющей).
Механизм раскрывания/закрывания и фиксации клинка 2 включает шатун 5 (рычаг), а также подвижный элемент 6 (поршень), взаимодействующий с, например, одной продольной направляющей (не показан случай выполнения ножа с одной направляющей, например, в виде стержня) с возможностью возвратно-поступательного движения и фиксации клинка 2 (подвижный элемент 6 устанавливается на направляющую, охватывая ее с возможностью возвратно-поступательного движения на ней и фиксации клинка 2 в открытом положении). При этом один конец шатуна 5 шарнирно связан с пятой клинка 2 (посредством оси 15 крепления шатуна к клинку), а другой конец шатуна 5 шарнирно связан с подвижным элементом 6 (посредством оси 16 крепления шатуна к подвижному элементу). Шатун 5 связан с пятой клинка 2 (выполняющей роль кривошипа) и с подвижным элементом 6 с возможностью изменения угла наклона оси шатуна 5 относительно плоскости перемещения (линии направления движения) подвижного элемента 6.
Предпочтительно, нож имеет две продольные направляющие 3 и 4, между которыми (или на которых, захватывая их) установлен подвижный элемент 6 с возможностью возвратно-поступательного движения и фиксации клинка 2 в открытом положении. Подвижный элемент 6 имеет, преимущественно, П-образную форму поперечного сечения, параллельные стенки которого своим основанием опираются на рабочие поверхности второй направляющей 4 (контактируют с поверхностью второй направляющей 4), а перегородка опирается на рабочую поверхность первой направляющей 3 (контактирует с поверхностью первой направляющей 3). С подвижным элементом 6 связан (закреплен на нем с возможностью перемещения вместе с ним) упругий элемент 7 (доводящая пружина, преимущественно Г-образной формы) с возможностью воздействия на подвижный элемент 6 в сторону рабочей поверхности второй направляющей 4 (в сторону оси 15 при открытом положении клинка 2).
Также подвижный элемент 6 имеет доводящий элемент 8 (фиксатор, доводящий распорный штифт, стержень, клин, собачку (вращающийся рычаг) и т.п.), расположенный в пазу 9 подвижного элемента 6, образованном в вертикальных его стенках, при этом доводящий элемент 8 взаимодействует с упругим элементом 7, который толкает доводящий элемент 8 в сторону рабочей поверхности второй направляющей 4 (таким образом, доводящий элемент 8 имеет возможность под действием упругого элемента 7 перемещаться в пазу 9 в сторону воздействия на него упругим элементом 7 (в сторону рабочей поверхности направляющей 4) и обратно). В предложенном варианте выполнения изобретения подвижный элемент 6 в перегородке, соединяющей стойки, имеет отверстие (не показано), в котором расположен один конец упругого Г-образного элемента 7, который другим концом закреплен на подвижном элементе 6 (на выступающей части - дополнительной опорной пластине подвижного элемента 6). Упругий элемент 7 может иметь и другую форму (например, плоскую или витую, или другую форму), обеспечивающую надежное крепление к подвижному элементу 6 или к другим частям ножа (например, к рукоятке 1 с возможностью воздействия на подвижный элемент 6 в сторону упорного элемента 13 (опорной втулки, опорного штифта)), удобное его размещение в рукоятке 1 и воздействие на доводящий элемент 8 (который может иметь любую другую форму и быть связан с подвижным элементом 6 посредством упругого элемента) в сторону рабочей поверхности направляющей 4 или в сторону упорного элемента 13. Упругий элемент 7 может быть закреплен и на других частях ножа в зависимости от выполнения формы рукоятки 1, удобства его размещения и способности воздействовать на подвижный элемент 6 с целью его доведения в крайнее (наиболее близкое к пяте клинка 2) фиксирующее положение. Подвижный элемент 6 может и не иметь доводящего элемента 8 и подпружиниваться дополнительным внешним упругим элементом, закрепленным на рукоятке 1 и воздействующим на подвижный элемент 6 в сторону обуха клинка 2, либо вообще не фиксироваться дополнительными упругими элементами. В случае выполнения ножа с одной направляющей, упругий элемент 7 может быть связан с ней (расположен продольно на ней, охватывая направляющую) с возможностью воздействия на подвижный элемент в сторону оси 14 (соединения клинка 2 с рукояткой 1).
Подвижный элемент 6 также может иметь другую форму поперечного сечения, обеспечивающую необходимое взаимодействие с шатуном 5 и возвратно-поступательное движение между направляющими 3 и 4 (или на направляющих - фиг. 7). Например, подвижный элемент 6 может быть выполнен в виде цельного бруска с пазом 9 для доводящего элемента 8, либо в виде утолщенной пластины и т.п.Также подвижный элемент 6 может иметь и любую другую форму, обеспечивающую устойчивое расположение между направляющими 3, 4 (или на направляющей(щих)) и свободное перемещение по ним, находясь в связи с шатунами 5.
Рукоятка 1 выполнена, преимущественно, в виде двух продольных частей (пластин, плашек), соединенных между собой (с зазором или без него на некоторых участках, при этом в зоне вхождения клинка 2 при его закрывании должен быть зазор для его расположения) посредством соединительных элементов (например, втулок, заклепок, винтов, шпилек или других элементов, обеспечивающих жесткое соединение), и между которыми расположен клинок 2 в закрытом положении. Рукоятка 1 также может быть выполнена цельной с прорезью на торце, обеспечивающей расположение клинка 2 в ней при закрытом его положении.
Рукоятка 1 имеет фигурное отверстие 10, при этом в случае выполнения рукоятки 1 цельной, отверстие 10 выполнено сквозным, а в случае выполнения рукоятки 1 из двух частей, то каждая из частей может иметь либо сквозное отверстие 10 (аналогичное отверстию 10 в другой части рукоятки 1), либо глухое отверстие 10 (в виде выемки), обращенное в сторону такого же отверстия 10 в другой части рукоятки 1 (либо одна часть рукоятки 1 может иметь сквозное отверстие 10, а другая часть - глухое отверстие 10). При этом в отверстии 10 (отверстиях 10 частей рукоятки 1) расположен механизм раскрывания/закрывания и фиксации клинка 2. При выполнении отверстий 10 глухими, они выполняются так, что в них предусмотрены соответствующим образом выполненные уступы и выступы (не показаны), образующие соответствующие направляющие 3 и 4, между которыми (или на которых) устойчиво располагается подвижный элемент 6. Механизм раскрывания/закрывания и фиксации клинка 2 может включать один шатун 5 или два шатуна 5 (установленных параллельно друг другу с обеих сторон от клинка 2) в зависимости от выполнения рукоятки 1 цельной или из частей, при этом осуществляется соответствующее соединение шатуна 5 с клинком 2, обеспечивающее свободное перемещение (раскрывание/закрывание) клинка 2 и шатуна 5, а также надежную (без люфтов) фиксацию клинка 2 в открытом положении. При выполнении механизма раскрывания/закрывания и фиксации клинка 2 с двумя шатунами 5, расположенными симметрично с двух сторон от клинка 2, обеспечивается более устойчивая и надежная связь клинка 2 с подвижным элементом 6.
В случае выполнения ножа с одной продольной направляющей (не показано), она может быть выполнена из одного или из нескольких продольно расположенных элементов, которые закреплены либо между частями рукоятки 1 вдоль нее, либо закреплены в отверстии 10 каждой части рукоятки 1 вдоль нее, либо в отверстии 10 одной из частей рукоятки 1. При цельном выполнении рукоятки 1 одна направляющая закреплена в сквозном отверстии 10 вдоль рукоятки 1. В данном случае на направляющей установлен подвижный элемент 6 и упругий элемент 7, который воздействует на подвижный элемент 6 в сторону оси 14 (соединения клинка 2 с рукояткой 1).
В предложенном варианте первая направляющая 3 образована, преимущественно, частями поверхностей самих отверстий 10 обеих частей рукоятки 1, либо одной из частей рукоятки 1. В случае выполнения рукоятки 1 цельной, первая направляющая 3 образована частью поверхности самого сквозного отверстия 10. Также первая направляющая 3 может быть образована одной или несколькими вставками (не показаны), установленными (закрепленными) на части поверхности отверстия 10. В случае выполнения рукоятки 1 цельной, имеющей одно сквозное отверстие 10, на части поверхности отверстия 10 может быть установлена (закреплена) либо одна вставка, либо несколько вставок, образующих первую направляющую 3. В случае выполнения рукоятки 1 из частей, вставка (вставки) может быть закреплена на части поверхности отверстия 10 как одной части рукоятки 1, так и обеих частей рукоятки 1. Причем на части поверхности отверстия 10 одной части рукоятки 1 может быть установлена одна вставка, а на части поверхности отверстия 10 другой части рукоятки 1 может быть установлено несколько вставок. Также может быть закреплено либо по одной вставке на части поверхности отверстия 10 каждой части рукоятки 1, либо по несколько вставок на части поверхности отверстия 10 каждой части рукоятки 1. Кроме того, при выполнении рукоятки 1 из двух частей, вставка (вставки) может быть сплошной, т.е. одновременно закрепленной на частях поверхностей отверстий 10 сразу обеих частей рукоятки, соединяя их. Причем вставка (вставки) жестко устанавливается в тело рукоятки 1, либо закрепляется на указанной части поверхности отверстия 10 любым возможным способом, обеспечивающем жесткую связь. Вставки могут быть изготовлены как из одного материала, так и из разных материалов, при этом материал вставок может совпадать с материалом изготовления рукоятки 1, а также вставки могут быть изготовлены из отличного от изготовления рукоятки 1 материала. Вставки могут быть выполнены из материала, аналогичного материалу подвижного элемента 6, либо из другого материала, пара трения которых имеет соответствующий коэффициент трения, который подбирается на стадии изготовления деталей ножа в зависимости от его конфигурации, размера и т.п. В случае расположения подвижного элемента 6 между направляющими 3 и 4, рабочая поверхность первой направляющей 3 расположена дальше от соединения шатуна 5 с клинком 2 в открытом положении клинка 2 и направлена в сторону этого соединения (в сторону клинка 2 при закрытом его положении). В случае, когда подвижный элемент 6 установлен на направляющих 3 и 4, зацепляя их своими боковыми поверхностями, рабочая поверхность первой направляющей 3 расположена ближе к соединению шатуна 5 с клинком 2 в открытом положении клинка 2 и направлена в сторону этого соединения.
В случае, когда подвижный элемент 6 установлен между направляющими 3 и 4, вторая направляющая 4 выполнена, преимущественно, из двух продольных вставок 11, каждая из которых жестко закреплена или в самом отверстии 10 соответствующей части рукоятки 1, или на внешней плоской поверхности соответствующей части рукоятки 1 вдоль нее в зоне отверстия 10. Вторая направляющая 4 может быть выполнена заодно целое с частями рукоятки 1 (или со всей рукояткой 1 при цельном ее выполнении), т.е. образована также частями поверхностей отверстий 10 частей рукоятки 1 (частью поверхности сквозного отверстия при цельной рукоятке 1). Вторая направляющая 4 может быть выполнена совместно с первой направляющей 3 и объединена с ней через спинку рукоятки 1. При глухом выполнении отверстий 10, вторая направляющая 4 образована продольным выступом, параллельным части поверхности отверстия 10 и который образуется при изготовлении части рукоятки 1 любым известным способом (например, фрезерование и т.п.). При выполнении рукоятки 1 цельной со сквозным отверстием 10, вторая направляющая 4 может быть выполнена заодно целое с рукояткой 1, либо может включать две продольные вставки 11, которые жестко закреплены с обеих сторон рукоятки 1 вдоль нее в зоне отверстия 10. Рабочая поверхность второй направляющей 4 расположена ближе к соединению шатуна 5 с клинком 2 в открытом положении клинка 2. При этом на рабочей поверхности второй направляющей 4 ближе к месту соединения клинка 2 с рукояткой 1 образована выемка 12 (доводящий опорный паз, скос, уступ), предназначенная для расположения в ней доводящего элемента 8 при воздействии на него упругим элементом 7 в открытом или закрытом положениях клинка 2 (выемка 12 также может быть образована при выполнении ножа с одной направляющей, при этом выемка 12 может быть образована как на самой направляющей, так и в рукоятке 1). Выемка 12 и доводящий элемент 8 позволяют довести механизм раскрывания/закрывания и фиксации клинка 2 в необходимое положение, обеспечивающее надежную фиксацию клинка 2 в открытом или закрытом положениях, а также исключающее образование возможных люфтов в соединениях элементов ножа. Вместо выемки 12 поверхность направляющей может иметь выступ (не показан), предназначенный для расположения за ним доводящего элемента 8 с возможностью фиксации клинка 2 в открытом или закрытом положениях.
В случае установки подвижного элемента 6 на направляющих 3 и 4 (фиг. 7), вторая направляющая 4 образована внешней торцевой поверхностью либо одной части рукоятки 1, либо обеих частей рукоятки 1, при этом рабочая поверхность второй направляющей 4 расположена дальше от оси 15 (соединения шатуна 5 с клинком 2) в открытом положении клинка 2. В данном случае на внешней торцевой поверхности также могут быть установлены одна или несколько вставок (не показаны), которые образуют вторую направляющую 4.
Рукоятка 1 имеет упорный элемент 13 (опорная втулка), предотвращающий дальнейшее открывание (поворот) клинка 2 при открытом его положении. Также рукоятка 1 может иметь накладки (не показаны), установленные с внешней стороны рукоятки 1 (на ее частях) на плоских ее поверхностях, закрывающие отверстия 10. Накладки позволяют защитить элементы механизма раскрывания/закрывания и фиксации клинка 2 от загрязнения, попадания каких-либо внешних частиц, пыли и т.п.
Фиксация клинка 2 в открытом положении происходит при угле а между осью шатуна 5 и плоскостью, перпендикулярной линии направления движения подвижного элемента 6, тангенс которого меньше коэффициента трения скольжения между поверхностью подвижного элемента 6 и поверхностью первой направляющей 3 (при наличии одной направляющей - между поверхностью данной направляющей). При таком положении обеспечивается надежная фиксация клинка 2 в открытом положении без наличия каких-либо люфтов за счет создания эффекта подпорки (расклинивания), когда между фиксируемым объектом и основанием, к которому он присоединен и относительно которого он должен быть зафиксирован, вставляется так называемая подпорка. При этом при изготовлении деталей ножа возможно применение любого сочетания материалов. Материал изготовления подвижного элемента 6, направляющих 3 и 4, шатуна, а также рукоятки 1 может быть как одинаковый, так и отличаться друг от друга, при этом выбирается такой материал изготовления подвижного элемента 6 и направляющей 3, который бы обеспечивал оптимальный коэффициент трения между поверхностью подвижного элемента 6 и поверхностью первой направляющей 3 (с учетом размеров деталей ножа) при переведении клинка 2 из открытого положения в закрытое, и минимальный их износ. Например, материалы рукояти 1 - произвольные, применяемые для изготовления ножей и обеспечивающих необходимую жесткость и прочность; направляющие - латунь, сталь, оксидированный титан, оксидированный титановый сплав (например, ВТ6); подвижный элемент - латунь, сталь; материалы шатунов: латунь, сталь. Возможно любое сочетание материалов при изготовлении соответствующих деталей ножа.
При изготовлении деталей ножа учитываются следующие исходные данные:
- коэффициент трения (КТ) пары подвижный элемент 6 - направляющая 3;
- высота направляющей 3 относительно центра оси крепления клинка 2 к рукоятке 1;
- длина кривошипа - расстояние между центрами оси крепления клинка 2 к рукоятке 1 и оси крепления шатуна 5 к клинку 2;
- расстояние от оси крепления шатуна 5 к подвижному элементу 6 до первой направляющей 3;
Расчетные величины:
- угол гарантированной фиксации шатуна 5 рассчитывается, как α=arctg(KT)-2°. При таком угле обеспечивается надежная фиксация клинка 2 в открытом положении. Какое бы усилие на складывание в данном случае к обуху клинка 2 не прикладывалось, оно не позволит сместиться подвижному элемент 6 по направляющей 3, поскольку тангенс угла будет меньше коэффициента трения между поверхностями подвижного элемента 6 и направляющей 3;
- длина шатуна 5 между центрами осей креплений рассчитывается так, чтобы:
а) в открытом состоянии клинка 2 угол опоры шатуна 5 относительно направляющей 3 составлял (90-α)°;
б) в закрытом и открытом состояниях клинка 2, доводящий элемент 8 располагался в начале выемки 12 для обеспечения доводящего усилия.
Механизм работы ножа следующий (пример описан для варианта выполнения с двумя направляющими, между которыми установлен подвижный элемент 6).
В исходном закрытом положении складного ножа клинок 2 сложен, т.е. располагается между частями рукоятки 1 (или в соответствующей прорези при выполнении рукоятки 1 цельной). При этом шатун 5 (шатуны) располагается в части отверстия 10, совпадающей с направляющими 3 и 4, т.е. между ними (ось 15 крепления шатуна 5 к клинку 2 занимает положение в отверстии 10 между направляющими 3 и 4). Доводящий элемент 8 подвижного элемента 6 под давлением упругого элемента 7 расположен в выемке 12, тем самым, зафиксировав клинок 2 в закрытом положении, предотвращая его самопроизвольное открытие. Фиксация клинка 2 в сложенном состоянии реализуется посредством фиксации подвижного элемента 6, который, в свою очередь, фиксируется путем помещения доводящего элемента 8 между подвижным элементом 6 и направляющей 3 или 4.
Далее пользователь прикладывает небольшое усилие (дает толчок) на подвижный элемент 6, например, путем воздействия на доводящий элемент 8. Под воздействием переданного усилия доводящий элемент 8 выходит из выемки 12 и подвижный элемент 6 перемещается по направляющим 3, 4 (клинок 2 уже не удерживается в сложенном состоянии). Угол между осью шатуна 5 и линией направления движения подвижного элемента 6 (и соответственно между плоскостью, перпендикулярной линии направления движения подвижного элемента 6) уменьшается. При этом шатун 5 толкает пяту клинка 2, поворачивая (раскрывая) клинок 2, приводя его в открытое положение. Подвижный элемент 6 при этом проходит по направляющим 3 и 4 двойной путь (туда - обратно), и возвращается в положение, при котором доводящий элемент 8 заходит в выемку 12. Доводящий элемент 8, отталкиваясь от наклонной поверхности паза 9, проталкивает подвижный элемент 6 в зону гарантированной фиксации и выбирает все возможные люфты. Шатун 5 (шатуны) при этом перемещается в отверстии 10 и ось 15 крепления шатуна 5 к клинку 2 занимает положение в другой части отверстия 10 (под обеими направляющими 3, 4). После оборота клинка 2 на сто восемьдесят градусов (180°) относительно оси крепления клинка 2 к рукоятке 1 и фиксации пяты (обуха) клинка 2 на упорном элементе 13, доводящий элемент 8, подпружиненный упругим элементом 7, оказывается в выемке 12. Таким образом, подвижный элемент 6 доводится в положение надежной фиксации клинка 2 в открытом положении, что предотвращает самопроизвольное смещение подвижного элемента 6 относительно первой направляющей 3. Кроме того, конфигурация доводящего элемента 8, выполненная в виде наклонной плоскости или иной поверхности, имеющей произвольно сконфигурированный уклон (например, вогнутая поверхность), обеспечивает выборку люфтов во всех сочленениях механизма ножа. При этом шатун 5 (шатуны) занимает такое положение, при котором тангенс угла между осью шатуна 5 и плоскостью, перпендикулярной линии направления движения подвижного элемента 6, становится меньшей коэффициента трения скольжения между поверхностью подвижного элемента 6 и поверхностью первой направляющей 3. При этом в открытом положении клинка 2 ось 15 соединения шатуна 5 с клинком 2 может занимать место соединения на пяте клинка 2 в диапазоне h до девяноста градусов (90°) на участке (секторе), показанном на фиг. 6.
Предотвращение случайного смещения подвижного элемента 6 из фиксирующего положения (на угол больше критического) и разблокирования клинка 2, при открытом клинке 2, также обеспечивается доводящим элементом 8 между подвижным элементом и направляющей 3 или 4.
Последовательность осуществления фиксации клинка 2 следующая. Усилие на складывание, переданное на обух клинка 2, передается по следующей цепочке: ось 14 крепления клинка 2 к рукоятке 1 - пята клинка 2 - ось 15 крепления шатуна 5 к клинку 2 - шатун 5 - ось 16 крепления шатуна 5 к подвижному элементу 6 - подвижный элемент 6 - первая направляющая 3, заданный угол (90-α)° шатуна 5 относительно первой направляющей 3 препятствует движению подвижного элемента 6 по направляющей 3 в соответствии с законами движения тела по наклонной плоскости. Люфты выбираются (исключаются) принудительной доводкой подвижного элемента 6 упругим элементом 7 и доводящим элементом 8. При открытом положении клинка 2 линии, соединяющие оси 14, 15, 16, образуют треугольник.
При складывании ножа пользователь прикладывает небольшое усилие к подвижному элементу 6 (дают толчок), смещая его из зоны фиксации по направляющим 3 и 4. Под воздействием переданного усилия доводящий элемент 8 выходит из выемки 12, подвижный элемент 6 перемещается до положения, при котором указанный угол становится критическим. Далее (после перемещения за критический угол) подвижный элемент 6 приходит в движение уже путем надавливания на обух клинка 2. Подвижный элемент 6 будет свободно перемещаться по направляющим 3, 4, когда тангенс угла между осью шатуна 5 и плоскостью, перпендикулярной линии направления движения подвижного элемента 6, станет больше коэффициента трения между поверхностью подвижного элемента 6 и поверхностью первой направляющей 3 (с учетом выбранных материалов изготовления подвижного элемента 6 и направляющей 3). Клинок 2 делает обратный оборот на сто восемьдесят градусов и приходит в закрытое состояние. Подвижный элемент 6 при этом опять проходит двойной путь (туда - обратно) и возвращается в положение, при котором подпружиненный доводящий элемент 8 заходит в выемку 12 (отталкиваясь от наклонной поверхности), тем самым, доводя подвижный элемент 6 в положение фиксации клинка 2 в закрытом положении.
Благодаря такому выполнению конструкции ножа создаются: идеальные условия для задания точного угла между осью шатуна 5 (распоркой) и поверхностью направляющей 3; идеальные условия трущихся пар - максимальная площадь соприкосновения для кардинального снижения износа и нивелирования фактора загрязнения трущихся пар, приводящего к уменьшению коэффициента трения (больше площадь соприкосновения, меньше вероятность полного загрязнения области контакта).
Кроме того, реализуется механизм полуавтоматического открывания/закрывания клинка 2. Для того, чтобы фиксатор (доводящий элементом 8), оказывались в положении воздействия на подвижный элемент с опорой на паз при открытом и закрытом положении клинка 2, предложен соответствующий математический ряд формул, учитывающий коэффициент трения пары подвижный элемент 6/опорная направляющая 3 на рукоятке 1 и определяющий длину шатунов 5, верхнюю границу отверстий 10 и расстояние от оси клинка 2 до оси шатуна 5.
Благодаря выполнению механизма раскрывания/закрывания и фиксации клинка 2 в виде шатуна 5 с поршнем (подвижным элементом 6), которые располагаются внутри рукоятки 1, повышается надежность механизма запирания (фиксации) клинка складывающегося ножа и его защищенность от непроизвольных механических воздействий. Повышается прочность узла раскрывания/закрывания ножа, выбираются (исключаются) все возможные люфты, возникающие в многозвенных механизмах, поскольку создается эффект распорки (расклинивания), при котором шатун 5 занимает такое положение, что усилие, переданное вдоль его оси, не позволяет сместить подвижный элемент 6 по направляющей 3 (за счет соответствующего коэффициента трения). Благодаря расположению механизма раскрывания/закрывания и фиксации клинка 2 в отверстии 10 рукоятки 1 повышается удобство и безопасность пользования складным ножом, поскольку обеспечивается удобное и простое приведение его в движение (одним большим, либо указательным пальцем), а также исключается возможность случайного воздействия на механизм, которое бы самопроизвольно раскрывало/закрывало клинок 2.