БЫТОВОЙ ПРИБОР С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
ELECTRIC HOUSEHOLD APPLIANCIES FOR FOOD PROCESSING

Область техники
Изобретение относится к бытовому прибору с электроприводом для обработки продуктов питания, содержащему чашу для обработки, шпиндель, опорный шип шпинделя, муфту для подключения шпинделя к приводу прибора, рабочий инструмент, присоединенный к шпинделю, крышку для предотвращения доступа пользователя к указанному рабочему инструменту и удержания обрабатываемых продуктов питания в чаше во время обработки, а также фрикционный элемент, расположенный между шпинделем и шипом для быстрого прекращения вращения шпинделя, когда крышку поднимают с чаши.
Уровень техники
Бытовые приборы с электроприводом для обработки продуктов питания с автоматической остановкой рабочего инструмента, как правило, лезвия, известны из уровня техники. Существуют решения, использующие фрикционные элементы, а также несколько решений с использованием различных подходов, например с пружинным механизмом, отсоединяющим шпиндель с рабочим инструментом от привода при снятии крышки.
В патентной заявке WO 2007/015189 A2 описано устройство для обработки продуктов питания, содержащее контейнер с центральным валом, установленным на дне контейнера, крышку, накрывающую контейнер, блок обрабатывающих инструментов, поддерживающий инструмент для обработки продуктов питания, причем его верхний конец может быть соединен с приводным устройством через крышку, а нижний конец имеет удлиненную полость для входа в зацепление с центральным валом с возможностью вращения, позволяющую поворачиваться вокруг оси центрального вала, причем удлиненная полость снабжена опорной частью, отличающееся тем, что опорная часть имеет заданную форму внутренней поверхности, предназначенную для сцепления с центральным валом во время поворота.
В патентной заявке EP 0784445 B1 описан бытовой прибор с вращающимся ножом, например измельчитель, содержащий чашу, которая закрыта съемной крышкой и в которой предусмотрен вертикальный вращающийся вал, нижний конец которого служит опорой для ножа и входит в зацепление с подшипником, зафиксированным в нижней части чаши, а верхний конец которого выступает свободно через отверстие в крышке, и моторный блок, в состав которого входит корпус, установленный съемным образом на крышке и содержащий электродвигатель, выходной вал которого закреплен в отверстии погрузочного устройства в нижней части корпуса и предназначен для соединения со свободным верхним концом опорного вала ножа, отличающийся тем, что он также содержит устройство для затормаживания вращательного движения ножа, начинающее действовать сразу после удаления моторного блока, причем это тормозное устройство содержит цилиндрическую трубчатую втулку, изготовленную из полимерного материала, служащую тормозом и встроенную в отверстие крышки, причем свободный верхний конец опорного вала ножа проходит через втулку с небольшим периферическим зазором, причем указанная втулка оказывает фрикционное действие на свободный верхний конец опорного вала ножа в момент снятия моторного блока, причем указанный вал начинает вращаться вхолостую в результате его расцепления с загрузочным устройством, зафиксированным на выходном валу двигателя.
Из уровня техники известен ряд проблем, например увеличение тормозного усилия за счет двух поверхностей скольжения или необходимость в сложной конструкции фрикционного тормозного механизма, встроенного в крышку.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование схемы автоматической остановки рабочего инструмента в бытовом приборе с электроприводом с целью повышения эффективности и безопасности пользователя.
Эту задачу решают с помощью бытового прибора с электроприводом для обработки продуктов питания с признаками, раскрываемыми в пункте 1 формулы изобретения.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения разработан бытовой прибор с электроприводом для обработки продуктов питания. Бытовой прибор содержит, по меньшей мере, чашу для обработки, шпиндель, опорный шип шпинделя, муфту, соединяющую шпиндель с приводом прибора, рабочий инструмент, присоединенный к шпинделю, крышку для предотвращения доступа пользователя к указанному рабочему инструменту и удержания обрабатываемых продуктов питания в чаше во время обработки, и фрикционный элемент, расположенный между шпинделем и шипом для быстрого прекращения вращения шпинделя при подъеме крышки с чаши, причем шпиндель опирается на шип по периметру в нижней трети высоты шпинделя, при измерении от нижней части чаши для обработки, и поддерживается одной поверхностью скольжения, причем упомянутый фрикционный элемент расположен либо во внутренней полости шпинделя, либо на шипе.
Преимущество бытового прибора с электроприводом для обработки продуктов питания, описываемого настоящим изобретением, заключается в том, что он содержит одну поверхность скольжения в отличие от двух противоположных областей трения, описанных на уровне техники, в результате чего уменьшается нежелательное усилие торможения во время работы прибора и предотвращается потеря энергии.
Еще одно преимущество заключается в том, что фрикционный элемент расположен в нижней части шпинделя, где его можно легко установить, или, в альтернативном варианте, встроен в шпиндель или шип на этапе производства, в то время как известные решения используют фрикционный элемент, встроенный в крышку, что требует значительного усложнения конструкции.
Предпочтительные варианты исполнения, которые могут быть реализованы по отдельности или в сочетании друг с другом, раскрыты в зависимых пунктах формулы.
Согласно предпочтительному варианту исполнения поверхность скольжения имеет, по существу, круглую форму с высотой менее 2 мм, предпочтительно менее 0,5 мм. Круглая форма проста в изготовлении и уменьшает производственные затраты. Выбор высоты поверхности скольжения в указанном диапазоне снижает усилие трения по сравнению с поверхностью большей высоты. Кроме того, уменьшенная поверхность скольжения в указанном диапазоне высот предотвращает чрезмерное выделение тепла, способное привести к нарушению структуры поверхности скольжения, шпинделя или шипа.
В предпочтительном варианте исполнения вертикальное положение шпинделя мгновенно нарушается после снятия муфты с верхней части шпинделя, в результате чего шпиндель наклоняется, а фрикционный элемент входит в соприкосновение с фрикционной поверхностью, замедляя и останавливая вращение шпинделя за 1,5 секунды. Наклон необходим для обеспечения контакта между фрикционным элементом и фрикционной поверхностью. Такой контакт приводит к быстрому замедлению вращения шпинделя и рабочего инструмента. В оптимальном случае расстояние между фрикционным элементом и фрикционной поверхностью во время работы прибора сохраняется минимальным с тем, чтобы обеспечить быстрое замедление при снятии крышки и наклоне шпинделя. Указанное короткое время остановки шпинделя и рабочего инструмента - обязательная функция безопасности бытовых приборов с электроприводом, срабатывающая в случае открытия крышки во время работы.
Под вертикальным положением в соответствии с настоящим изобретением понимают положение шпинделя во время работы, совпадающее с вертикальной осью чаши для обработки и представляющее собой положение, в котором шпиндель вращается в нормальном режиме работы бытового прибора, определяемое позиционированием шпинделя при подсоединении к шипу и муфте.
В частности, фрикционный элемент может быть выполнен из материала с высоким коэффициентом трения, например резины. Высокий коэффициент трения необходим для сведения к минимуму времени, необходимого для замедления шпинделя до полной остановки. Резина - очень удобный и недорогой материал, однако можно использовать и другие материалы с высоким коэффициентом трения.
Предпочтительно, фрикционный элемент имеет форму кольца, полностью охватывающего шпиндель или шип по окружности. Учитывая круговую геометрию поверхности трения, предпочтительно реализовать кольцевой фрикционный элемент. Силы трения и вращательная устойчивость системы будут оптимальны, когда фрикционный элемент будет полностью охватывать окружность зоны трения. Гибкость и возможный износ фрикционного элемента также обеспечивают равномерное распределение усилия торможения по значительной площади поверхности фрикционного элемента и фрикционной поверхности.
В другом предпочтительном варианте исполнения снятие крышки приводит к небольшому отклонению шпинделя от вертикального положения вращения за счет потери опоры в области муфты с обеспечением соприкосновения фрикционного элемента с шипом или шпинделем и быстрого замедления вращения. Такая конфигурация не нуждается в активном механизме наклона шпинделя. Наклон эффективно и очень быстро происходит в результате нестабильности, вызванной вращением шпинделя и низким расположением точки контакта поверхности скольжения и шпинделя.
Таким образом, можно предположить, что после снятия крышки шпиндель и рабочий инструмент предпочтительно прекратят вращение в течение 1,5 секунд. Таким образом, будут выполнены стандарты безопасности при эксплуатации бытовых приборов с электроприводом.
В соответствии с одним из возможных вариантов фрикционный элемент может быть встроен во внутреннюю полость шпинделя или в шип. Это упрощает процесс производства и снижает производственные затраты. Кроме того, при этом устраняется риск случайного выпадения фрикционного элемента из гнезда во время работы бытового прибора.
Краткое описание фигур чертежей
Изобретение детально описывается ниже на основании примерного варианта исполнения со ссылкой на схематические фигуры, на которых изображено:
Фигура 1: измельчающее приспособление, вид в аксонометрии.
Фигура 2: схематичное изображение положения шипа и шпинделя внутри измельчающего приспособления.
Фигура 3: крупный план шипа и шпинделя с фрикционным элементом и поверхностью скольжения.
Фигура 4: схематичное изображение наклоненного шпинделя после снятия крышки с чаши измельчителя.
Осуществление изобретения
Предпочтительные варианты исполнения и модификации, которые могут быть использованы по отдельности или в сочетании друг с другом, раскрываются в зависимых пунктах формулы изобретения.
Признаки, раскрытые в формуле изобретения и в описании, могут относиться к представленному изобретению по отдельности или в любом сочетании.
В целях максимального сокращения времени остановки желательно максимально увеличить фрикционную поверхность 12 между вращающимися и неподвижными частями, а также использовать материалы с очень высоким коэффициентом трения. Цель заключается в максимальном увеличении трения. Материалы должны быть способны выдерживать высокие нагрузки, обусловленные быстрой остановкой рабочего инструмента 5, следовательно, большинство известных решений использует, по меньшей мере частично, металлические подшипники. Согласно настоящему изобретению используются эластичные материалы (например, резина) с высоким коэффициентом трения.
На фигуре 1 в аксонометрии изображены основные детали бытового прибора 1 с электроприводом, в частности измельчителя или мельницы, с чашей 8 для обработки, шпинделем 3 с рабочим инструментом 5, в данном случае лезвием, муфтой 4, встроенной в крышку 2, и приводным устройством 9 бытового прибора 1 (не показанным в целом), который в описываемом варианте представляет собой приводной блок погружного миксера.
На фигуре 2 изображен бытовой прибор 1 с электроприводом в рабочем положении, в котором крышка 2 установлена на чашу 8 для обработки, а муфта 4 входит в зацепление со шпинделем 3, фиксируя его в вертикальном положении по отношению к чаше 8 для обработки. В результате шпиндель 3 может свободно вращаться вокруг своей оси, когда бытовой прибор 1 работает. Указанное вращение поддерживается контактом шпинделя 3 с поверхностью 11 скольжения, находящейся в нижней трети 10 шпинделя 3. Расположение поверхности 11 скольжения в нижней трети 10 шпинделя 3 обеспечивает достаточную дестабилизацию сразу после снятия крышки 2 с чаши 8 для обработки для того, чтобы шпиндель 3 быстро наклонялся.
На фигуре 3 крупным планом изображено рабочее положение, показанное на фигуре 2. На фигуре показано, что, пока шпиндель 3 и присоединенный к нему рабочий инструмент 5 поддерживаются в вертикальном рабочем положении муфтой 4 в верхней части и поверхностью 11 скольжения в нижней трети 10 шпинделя 3, фрикционный элемент 6 не соприкасается с фрикционной поверхностью 12 и эти два элемента удерживаются на небольшом расстоянии друг от друга. Это, в свою очередь, означает, что фрикционный элемент 6 не оказывает усилия торможения на шпиндель 3. Расстояние между фрикционным элементом 6 и фрикционной поверхностью 12 в процессе эксплуатации составляет предпочтительно менее 5 мм, более предпочтительно менее 2 мм.
На фигуре 4 изображена конфигурация чаши 8 для обработки, шпинделя 3 с рабочим инструментом 5 и шипа 7 после снятия крышки 2. Как только крышка 2 будет снята, верхняя опора шпинделя 3, ранее обеспечиваемая муфтой 4 и крышкой 2, исчезает. Поскольку эта опора необходима для удержания шпинделя 3 в вертикальном положении по отношению к чаше 8 для обработки, шпиндель 3 быстро слегка наклоняется, что приводит к соприкосновению фрикционного элемента 6 с фрикционной поверхностью 12. В результате развивается значительная сила трения, и вращение шпинделя 3 и рабочего инструмента 5 быстро замедляется и останавливается предпочтительно в пределах 1,5 секунд, предписанных стандартами безопасности. Следует отметить, что фрикционный элемент 6 может быть расположен во внутренней полости 13 шпинделя 3 или на шипе 7. И наоборот, фрикционная поверхность 12 должна быть расположена непосредственно напротив фрикционного элемента 6, то есть на шипе 7 или во внутренней полости 13 шпинделя 3. Наклон, необходимый для обеспечения контакта фрикционного элемента 6 с фрикционной поверхностью 12, предпочтительно составляет менее 10 градусов, более предпочтительно менее 5 градусов, еще более предпочтительно менее 2 градусов от оси шпинделя 3 в указанном вертикальном положении.
В одном из вариантов исполнения фрикционный элемент 6 встроен в шпиндель 3 в виде резиновой ленты. Когда крышка снята, верхняя опора шпинделя, ранее обеспечиваемая контактом шпинделя с муфтой, исчезает, что приводит к наклону шпинделя 3.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 бытовой прибор с электроприводом
2 крышка
3 шпиндель
4 муфта
5 рабочий инструмент
6 фрикционный элемент
7 шип
8 чаша для обработки
9 приводное устройство бытового прибора
10 нижняя треть шпинделя
11 поверхность скольжения
12 фрикционная поверхность
13 внутренняя полость шпинделя