ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО НА ОСНОВЕ ЗАЩИТНОГО КОЖУХА
SAFETY DEVICE BASED ON PROTECTIVE CASING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к предохранительному устройству на основе защитного кожуха согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Из ЕР 812657 А1 уже известна угловая шлифовальная машина с переставляемым защитным кожухом. При этом защитный кожух установлен на цилиндрическом выступе опорного фланца угловой шлифовальной машины с возможностью регулирования его углового положения и фиксируется с возможностью его снятия посредством единственного создающего геометрическое замыкание стопорящего средства. Через опорный фланец по центру проходит шпиндель угловой шлифовальной машины. На свободном конце шпинделя с возможностью вращения вместе со шпинделем зажимается отрезной или шлифовальный круг для резания и обработки заготовок, который частично ограждается защитным кожухом. При этом защитный кожух надлежит устанавливать на ручной машине в таком угловом положении, чтобы защитный кожух заслонял обращенный к пользователю участок шлифовального круга. Одновременно участок шлифовального круга, обращенный в сторону от пользователя, свободно выступает в радиальном направлении за пределы опорного фланца для воздействия на заготовку.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение относится к предохранительному устройству на основе защитного кожуха для ручной машины, прежде всего угловой шлифовальной машины, содержащему узел защитного кожуха, включающий в себя защитный кожух, и предохранительный узел по меньшей мере с одним предохранительным элементом, который вместе с узлом защитного кожуха предусмотрен для обеспечения защиты в случае разрыва рабочего органа ручной машины.
В соответствии с изобретением предохранительный элемент по меньшей мере частично образован дополнительным к защитному кожуху защитным экраном. В предпочтительном варианте применения узел защитного кожуха предусмотрен для защиты оператора в штатном режиме работы ручной машины от воздействия рабочего органа (инструмента) ручной машины, в частности приводимого во вращение дискообразного рабочего органа, и/или от брасываемых в направлении оператора продуктов обработки заготовки и крепится в рабочем положении на ручной машине. Кроме того, под “защитным экраном” следует понимать, в частности, ограждающий элемент, который в случае разрыва рабочего органа ручной машины в дополнение к защитному кожуху закрывает по меньшей мере часть зоны или области, предусмотренной для размещения рабочего органа ручной машины. С этой целью для защиты оператора защитный экран и защитный кожух выполнены с возможностью восприятия сил от брошенного наружу фрагмента рабочего органа, разорвавшегося во время работы ручной машины. Благодаря предлагаемому в изобретении поворачивающемуся предохранительному устройству на основе защитного кожуха достигается эффективная защита оператора ручной машины от воздействия рабочего органа, вращающегося во время работы ручной машины, и/или - особенно в случае поломки рабочего органа, например в случае разрыва рабочего органа ручной машины - от разлетающихся в направлении оператора фрагментов рабочего органа. При этом особенно предпочтительно, чтобы защитный экран закрывал, или ограждал, сектор рабочего органа угловой протяженностью по меньшей мере 30°, предпочтительно по меньшей мере 90° и в особенно предпочтительном случае - по существу 180°, в результате чего в случае разрыва рабочего органа ручной машины защитный экран совместно с защитным кожухом способен обеспечить по существу полное перекрытие рабочего органа. При этом под “сектором угловой протяженностью по существу 180°” следует понимать, в частности, закрытие сектора рабочего органа, угловая протяженность, или длина, которого составляет 180°±10%. Кроме того, предохранительный узел, или защитный экран предохранительного узла также может быть образован несколькими предохранительными элементами, которые предпочтительно расположены в пределах предохранительного узла друг за другом в окружном направлении, или в направлении вращения рабочего органа, например два предохранительных элемента, каждый из которых закрывает сектор рабочего органа угловой протяженностью примерно 90°, и/или отдельные предохранительные элементы могут быть выполнены пластинчатыми и/или всегда возможны другие подходящие с точки зрения специалиста варианты выполнения предохранительных элементов.
Кроме того, защитный экран может быть установлен по меньшей мере частично на защитном кожухе, что позволяет достичь, в частности, компактного, экономного с точки зрения занимаемого места размещения защитного экрана. При этом особенно предпочтительно, чтобы форма и/или контур предохранительного элемента были по меньшей мере частично согласованы с формой и/или контуром защитного кожуха. В этой связи “установку на защитном кожухе” следует понимать, в частности, в том смысле, что защитный экран имеет по меньшей мере одну точку контакта, предпочтительно поверхность контакта, с защитным кожухом и/или по меньшей мере один участок перекрытия с защитным кожухом и/или может находиться в контакте с защитным кожухом через другую деталь, в частности опорную деталь.
Если к тому же защитный экран установлен по меньшей мере частично с возможностью поворота относительно защитного кожуха, это обеспечивает движение, или поворот, защитного экрана в положение срабатывания предохранительного устройства в случае разрыва рабочего органа ручной машины, в штатном же режиме работы ручной машины достигается видимость обрабатываемого объекта для оператора, обеспечиваемая тем, что в исходном положении защитный экран по меньшей мере частично расположен в пределах узла защитного кожуха, в частности защитного кожуха. Предпочтительно, чтобы в штатном режиме работы ручной машины или в выключенном состоянии ручной машины защитный экран в исходном положении находился в пределах предохранительного устройства на основе защитного кожуха, или узла защитного кожуха.
Если защитный экран установлен по меньшей мере частично на стороне защитного кожуха, обращенной к рабочему органу ручной машины, это позволяет получить экономную с точки зрения компоновку, и/или импульс, или кинетическая энергия фрагмента рабочего органа, отбрасываемого наружу и попадающего в защитный экран, вызывают движение или поворот защитного кожуха из исходного положения в положение срабатывания предохранительного устройства. При этом под “установкой на защитном кожухе” следует понимать, в частности, ситуацию, когда при монтаже узла защитного кожуха на ручную машину защитный экран образует с защитным кожухом сборочную единицу.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения предохранительное устройство на основе защитного кожуха содержит по меньшей мере один направляющий элемент, предусмотренный для подвижного крепления защитного экрана, что позволяет, в частности, достичь целенаправленного движения или целенаправленного поворота защитного экрана из исходного положение в положение срабатывания предохранительного устройства для защиты оператора от разорвавшегося рабочего органа. Кроме того, направляющий элемент может быть по меньшей мере частично выполнен за одно целое с узлом защитного кожуха, что позволяет сэкономить дополнительные детали, а также уменьшить монтажное пространство, трудоемкость сборки и затраты.
Также узел защитного кожуха может иметь борт защитного кожуха, который окружает гнездо для установки на ручную машину по меньшей мере на 270° в окружном направлении, чем достигается выгодная в случае разрыва рабочего органа ручной машины схема крепления узла защитного кожуха на ручной машине.
Кроме того, направленное движение защитного экрана в окружном направлении с по меньшей мере частичным предохранением от спадания защитного экрана достигается в случае, если борт защитного кожуха по меньшей мере частично образован направляющим элементом.
Далее, борт защитного кожуха может быть по меньшей мере частично выполнен ступенчатым, т.е. с уступом, что позволяет обеспечить крепление узла защитного кожуха или защитного кожуха на ручной машине, в частности со стопорением от проворачивания, на первой ступени и одновременно дает возможность направляемого бортом защитного кожуха движения или поворота защитного экрана в положение срабатывания предохранительного устройства на второй ступени.
Безопасное размещение защитного экрана в положении срабатывания предохранительного устройства, а значит, особенно предпочтительное для оператора положение узла защитного кожуха при срабатывании предохранительного устройства в случае разрыва рабочего органа ручной машины с обеспечением защиты от брасываемых в направлении оператора фрагментов рабочего органа достигается в случае, если в защитном кожухе имеется зона размещения рабочего органа ручной машины, и в положении срабатывания предохранительного устройства защитный экран вместе с защитным кожухом закрывает сектор зоны размещения рабочего органа угловой протяженностью по меньшей мере 235°, предпочтительно по меньшей мере 270° и особенно предпочтительно по существу 360°. При этом “по существу 360°” следует понимать, в частности, как сектор зоны размещения рабочего органа угловой протяженностью от 320° до 360°.
Особенно предпочтительным объектом применения изобретения является ручная машина, оснащаемая вращающимся, предпочтительно дискообразным, рабочим органом и содержащая корпус ручной машины, снабженный опорным фланцем или шейкой ручной машины, на которой для ограждения рабочего органа съемным образом зажимается защитный кожух, в частности, выполненный из листового металла, причем защитный кожух имеет корпус, представляющий собой изделие, изготовленное из круглой пластины, в частности с отогнутой наружной кромкой (поясом), и имеющий по центру круга круглую выемку, по кромке которой сформирован борт (воротник), на котором кольцеобразно закреплен стяжной хомут, стягиваемый зажимным средством, причем между шейкой ручной машины и защитным кожухом расположено средство стопорения защитного кожуха от проворачивания относительно шейки ручной машины, выполненное в виде профильного замка, и защитный кожух с помощью стяжного хомута и/или зажимного средства в его затянутом положении сопрягается с шейкой ручной машины с множественным геометрическим и/или силовым замыканием и таким образом фиксируется от проворачивания в заданном угловом положении, а для достижения ослабленного (незакрепленного) положения - выводится из геометрического и/или силового замыкания с шейкой ручной машины с возможностью последующего изменения углового положения защитного кожуха, т.е. его положения по углу поворота.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества изобретения выявляются в приведенном ниже описании осуществления изобретения, поясняемом чертежами. На чертежах представлены варианты осуществления изобретения. На чертежах, в описании и формуле изобретения раскрыты многочисленные признаки изобретения, используемые в комбинации. Исходя из целесообразности, специалист будет рассматривать эти признаки и в отдельности, а также объединять их в другие рациональные комбинации. На чертежах показано:
на фиг.1 - покомпонентное изображение в аксонометрии ручной машины с предлагаемым в изобретении предохранительным устройством на основе защитного кожуха,
на фиг.2 - предохранительное устройство на основе защитного кожуха в аксонометрии,
на фиг.3 - предохранительное устройство на основе защитного кожуха в разрезе, и
на фиг.4 - предохранительное устройство на основе защитного кожуха, альтернативное показанному на фиг.3 устройству, в разрезе.
Осуществление изобретения
На фиг.1 представлена система 40 механизированного инструмента, включающая в себя ручную машину 12, выполненную в виде угловой шлифовальной машины и изображенную на чертеже лишь частично, и предохранительное устройство 10 на основе защитного кожуха с узлом 14 защитного кожуха. Ручная машина 12 имеет свой корпус 42 и опорный блок 44, который предназначен для установки узла 14 защитного кожуха и рабочего органа 22, выполненного в виде отрезного круга, и привинчен к корпусу 42 ручной машины. Из опорного блока 44 с обращенной от корпуса 42 ручной машины стороны 46 выступает приводной вал 48, который на своем свободном конце 50 соединяется с рабочим органом 22, имеющим форму диска или круга, и приводится во вращение вокруг оси 52. Узел 14 защитного кожуха содержит защитный кожух 16 и замковый узел 88. В собранном состоянии системы 40 механизированного инструмента защитный кожух 16 закрывает сектор рабочего органа 22 угловой протяженностью примерно 180° и имеет для этого полукруглую стенку 54 и пояс 56, который сначала проходит перпендикулярно полукруглой стенке 54 защитного кожуха, а затем загибается внутрь в радиальном направлении 58 параллельно ей.
Предохранительное устройство 10 на основе защитного кожуха содержит помимо узла 14 защитного кожуха предохранительный узел 18 с предохранительным элементом 20, который вместе с узлом 14 защитного кожуха или входящим в его состав защитным кожухом 16 предусмотрен для защиты в случае разрыва рабочего органа 22 ручной машины. Предохранительный элемент 20 образован дополнительным защитному кожуху 16 защитным экраном 24 и закрывает сектор рабочего органа 22 угловой протяженностью примерно 180°. Защитный экран 24 установлен на защитном кожухе 16 и имеет для этого форму или контур защитного кожуха 16. В защитном кожухе 16 имеется зона 38 размещения рабочего органа 22, причем защитный экран 24 установлен в пределах зоны 38 размещения рабочего органа или на защитном кожухе 16 со стороны 26 зоны 38 размещения рабочего органа, обращенной к рабочему органу 22, так что при этом защитный кожух 16 образует наружную оболочку для защитного экрана 24, а защитный экран 24, соответственно, образует внутреннюю оболочку для защитного кожуха 16. В исходном положении, т.е. в положении, соответствующем штатному режиму работы ручной машины 12, защитный экран 24 установлен на защитном кожухе 16, практически полностью перекрываясь с ним (фиг.1 и 2).
Кроме того, защитный экран 24 установлен на защитном кожухе 16 подвижно, вследствие чего в случае разрыва рабочего органа 22 ручной машины защитный экран 24 способен воспринять импульс фрагмента разорвавшегося рабочего органа 22, попавшего в узел 14 защитного кожуха, или защитный экран 24, и посредством этого импульса перейти в положение срабатывания предохранительного устройства. Для этого узел 14 защитного кожуха, или защитный кожух 16, имеет борт 30 защитного кожуха, который окружает гнездо 32 для установки на ручную машину 12, или ее опорный блок 44 на 360° в окружном направлении 34, 36 (фиг.1 и 2). При этом окружное направление 34, 36 проходит вокруг оси 52 приводного вала 48 и ориентировано по существу перпендикулярно ей. Борт 30 защитного кожуха выполнен вдоль оси 52 ступенчатым и имеет на участке 60, расположенном ближе к рабочему органу 22, или зоне 38 размещения рабочего органа 22, бóльшую площадь охватываемого поперечного сечения, чем на участке 62, расположенном дальше от рабочего органа 22, или зоне 38 размещения рабочего органа 22 (см. фиг.3). Участок 60 с большей площадью охватываемого поперечного сечения имеет на стороне 64, обращенной к гнезду 32 для установки на ручную машину 12, направляющий элемент 28 предохранительного устройства 10 на основе защитного кожуха, который выполнен за одно целое с бортом 30 защитного кожуха. Направляющий элемент 28 предусмотрен для подвижного крепления защитного экрана 24 в узле 14 защитного кожуха и образован направляющим пазом, проходящим в окружном направлении и выступающим наружу в радиальном направлении 58. Защитный экран 24 установлен с возможностью поворота относительно защитного кожуха 16 вокруг оси 52 приводного вала 48 и для этого предусмотрены направляющие элементы, каждый из которых выполнен в виде направляющего выступа 66 и которые расположены в направляющем пазу, причем на фиг.3 виден только один направляющий выступ 66. Благодаря этому защитный экран 24 застрахован от нежелательного выпадения из узла 14 защитного кожуха во время его движения в положение срабатывания предохранительного устройства и/или во время работы ручной машины 12.
Для фиксации защитного экрана 24 в штатном режиме работы в исходном положении, т.е. положении, в котором он практически полностью перекрывается с защитным кожухом 16, предохранительное устройство 10 на основе защитного кожуха содержит не показанный подробно узел фиксации, препятствующий нежелательному движению защитного экрана 24 в положение срабатывания предохранительного устройства в штатном режиме работы ручной машины 12. Этот узел фиксации допускает, в зависимости от переданного на защитный экран 24 импульса, движение защитного экрана 24 в направлении 68 вращения рабочего органа 22. Если в случае разрыва рабочего органа 22 ручной машины отброшенный наружу фрагмент рабочего органа попадет в узел 14 защитного кожуха, т.е. в защитный экран 24, переданный на защитный экран 24 импульс превысит фиксирующее усилие узла фиксации, и защитный экран 24 повернется в направлении 68 вращения из своего исходного положения в положение срабатывания предохранительного устройства, т.е. положение защиты.
Находясь в положении срабатывания предохранительного устройства, защитный экран 24 вместе с защитным кожухом 16 закрывают всю зону 38 размещения рабочего органа 22, т.е. сектор угловой протяженностью 360°. Для того чтобы после установки защитного экрана 24 в положение срабатывания предохранительного устройства предотвратить дальнейший поворот защитного экрана 24 в направлении 68 вращения рабочего органа 22, предохранительное устройство 10 на основе защитного кожуха имеет задерживающий узел 70, который останавливает вращение защитного экрана 24 в направлении 68 вращения после достижения им положения срабатывания предохранительного устройства. Задерживающий узел 70 содержит два задерживающих элемента, выполненных в виде соответствующих стопоров 72, 74, один из которых расположен на обращенной радиально внутрь стороне 76 пояса 56 защитного кожуха, а другой - на стороне 78 защитного экрана 24, обращенной к поясу 56 защитного кожуха. Кроме того, пояс 56 защитного кожуха имеет упор 80, расположенный за стопором 72 в направлении 68 вращения, причем упор 80 и стопор 72 расположены на краю 82 пояса 56 защитного кожуха, обращенном навстречу направлению 68 вращения. Стопор 74 защитного экрана 24 расположен на краю 84, обращенном по направлению 68 вращения. С помощью упора 80 останавливается вращательное движение защитного экрана 24 в направлении 68 вращения, а с помощью обоих стопоров 72, 74 предотвращается поворот обратно в исходное положение под действием обратного импульса.
Участок 62 борта 30 защитного кожуха с меньшей площадью поперечного сечения охвачен снаружи в радиальном направлении 58 стяжным хомутом 86 замкового узла 88, причем борт 30 защитного кожуха и стяжной хомут 86 связаны друг с другом сварным соединением (фиг.1-3). Вместе со стяжным хомутом 86 борт 30 защитного кожуха предусмотрен для крепления узла 14 защитного кожуха на ручной машине 12, или ее опорном блоке 44, который для этого имеет цилиндрический посадочный фланец 90. Кроме того, участок 62 с меньшей площадью охватываемого поперечного сечения выполнен с прорезями, направленными вдоль оси 52 приводного вала 48, что позволяет посредством стяжного хомута 86 эффективно уменьшать площадь охватываемого поперечного сечения для достижения силового замыкания между бортом 30 защитного кожуха и посадочным фланцем 90. Кроме того, стяжной хомут 86 имеет два концевых участка 92, 94, выступающих наружу в радиальном направлении 58. Каждый из двух концевых участков 92, 94 имеет выемку 96, через которую проходит запирающий элемент замкового узла 88 (см. фиг.1), выполненный в виде стяжного винта и на чертежах не показанный. Защитный кожух 16 посредством замкового узла 88 крепится в рабочем положении на опорном блоке 44, или его посадочном фланце 90, за счет фрикционного соединения между бортом 30 защитного кожуха и стяжным хомутом 86, с одной стороны, и посадочным фланцем 90, с другой стороны. В принципе, в другом варианте выполнения замкового узла 88 вместо стяжного винта всегда можно использовать другие запирающие элементы, например зажимной рычаг и/или создающие геометрическое замыкание элементы и т.д.
На фиг.4 представлен альтернативный вариант выполнения предохранительного устройства 10 на основе защитного кожуха с узлом 14 защитного кожуха. Узел 14 защитного кожуха содержит собственно защитный кожух 16, выполненный с бортом 30, который имеет постоянную вдоль оси приводного вала площадь охватываемого поперечного сечения. На стороне 98 защитного кожуха 16, обращенной к зоне 38 размещения рабочего органа, имеется направляющий элемент 28, обеспечивающий направленное движение защитного экрана 24 предохранительного узла 18. Направляющий элемент 28 расположен на обращенной к зоне 38 размещения рабочего органа краевой части 100 стенки 54 защитного кожуха 16 и вытянут вдоль оси приводного вала. Кроме того, направляющий элемент 28 выполнен кольцевым и на своей обращенной наружу в радиальном направлении 58 стороне 102 имеет направляющий паз 104, в котором подвижно, т.е. с возможностью направленного поворота, установлен защитный экран 24 и, соответственно, направляющий элемент 106 защитного экрана 24. Направляющий элемент 106 и направляющий паз 104 выполнены L-образными, благодаря чему защитный экран 24 при его повороте в положение срабатывания предохранительного устройства, а также во время работы ручной машины зафиксирован от выпадения.
В альтернативном варианте выполнения предохранительного устройства 10 на основе защитного кожуха, на чертежах не показанном, предохранительный узел 18, т.е. защитный экран 24 может быть образован несколькими предохранительными элементами, расположенными, например, друг за другом в окружном направлении, и/или предохранительным элементом, складывающимся по типу гармошки, которые подвижно установлены на защитном кожухе 16. При этом предохранительные элементы или один предохранительный элемент могут перемещаться или переводиться в положение срабатывания предохранительного устройства за счет импульса попавшего в защитный экран 24 фрагмента разорвавшегося рабочего органа 22. Кроме того, предпочтительно, чтобы предохранительные элементы были соединены между собой поводковым элементом таким образом, чтобы при попадании фрагмента разорвавшегося рабочего органа 22 в один предохранительный элемент и передаче ему импульса все предохранительные элементы предохранительного узла 18 смогли установиться или передвинуться в положение срабатывания предохранительного устройства.