УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ ПЛИТ
DEVICE FOR CUTTING PLATES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области строительства, конкретнее – к режущим инструментам, применяемым для резки плиточных материалов: керамической плитки, керамогранита, стекла и т.п.
Уровень техники
Конструкция любого механического настольного плиткореза предполагает наличие двух основных составляющих: каретки, несущей режущий узел, и одной или пары направляющих, вдоль которых перемещается каретка, см. патенты CN 1420005, опубл. 28.05.2003, WO2014154811, опубл. 02.10.2014, US11014266 B2, 25.05.2021, ЕА 201100554, 30.12.2011, CN107405787, 28.11.2017, CN201329620, 21.10.2009.
Каретка имеет два возможных исполнения, в первом из которых она выполнена с возможностью скольжения вдоль направляющей (ползун), а во втором – оснащена, как минимум, двумя парами ходовых роликов для возможности качения по направляющей.
В случае одной направляющей, как правило, ходовые ролики каретки закреплены зеркально симметрично и взаимодействуют с противолежащими поверхностями направляющей, в которых обычно выполнены пазы для качения роликов.
Для удобства управления кареткой служит рукоятка (ручка, рычаг). Дополнительно в состав плиткореза может входить опорная плита (основание), на которой посредством стоек жестко закрепляются направляющие (или направляющая), различные упоры, элементы надламывания плитки и т.д.
К недостаткам всех известных аналогов можно отнести то, что каретка может работать только в паре со строго определенной направляющей, имеющей соответствующие размеры, форму и расположение контактных поверхностей. При повреждении или износе направляющей работоспособность устройства можно восстановить только её заменой на новую тождественную. Изготовить точную копию изношенной направляющей в кустарных условиях невозможно, купить проблематично, а потому, поврежденное устройство обычно выбрасывают и приобретают новое.
В качестве наиболее близкого аналога, по наличию признаков, сходных с существенными признаками заявляемого технического решения, выбрано устройство для резки плит, конструкция которого раскрыта в патенте Германии DE 1421792(A1), опубл. 31.10.1968, МПК: C03B33/02.
Ближайший аналог характеризуется следующими признаками, сходными с существенными признаками заявляемого технического решения. Известное устройство для резки плит включает каретку с режущим узлом и двумя парами ходовых роликов, и направляющую, содержащую нижнюю поверхность, размещаемую на поверхности плиты, подлежащей резке, противолежащую нижней верхнюю поверхность и соединяющую их боковую грань, перпендикулярную нижней поверхности. Каретка установлена на направляющей с размещением режущего узла со стороны упомянутой боковой грани, при этом ходовые ролики одной пары, закрепленной на каретке на одной стороне с режущим узлом, выполнены с возможностью качения по упомянутой боковой грани направляющей.
В ближайшем аналоге ходовые ролики второй пары взаимодействуют со второй боковой гранью направляющей, противолежащей первой, при этом в боковых гранях направляющий сформированы продольные пазы для перемещения роликов.
Как и в других известных решениях, в ближайшем аналоге геометрические параметры ходовой части каретки и контактных поверхностей направляющей жестко взаимосвязаны, что исключает возможность использования каретки после выхода направляющей из строя или ее утере.
Предлагаемое изобретение направлено на решение упомянутых проблем.
Достигаемый технический результат изобретения заключается в исключении строгих требований соответствия формы и геометрических параметров ходовой части каретки и направляющей, расширении возможностей использования каретки, обеспечении возможности использования в качестве направляющей разных подручных материалов (брусков, профилей) и инструментов (уровня, строительного правила и т.п.).
Раскрытие сущности изобретения.
Объектом изобретения является устройство для резки плит, включающее направляющую, содержащую нижнюю поверхность, размещаемую на разрезаемой плите, противолежащую ей верхнюю поверхность и, как минимум одну, соединяющую их боковую грань, перпендикулярную нижней поверхности, и каретку с режущим узлом и двумя парами ходовых роликов, установленную на направляющей с размещением режущего узла со стороны упомянутой боковой грани, при этом ходовые ролики каретки, размещенные на одной стороне с режущим узлом, выполнены с возможностью качения по этой боковой грани.
Конструктивные особенности предлагаемого устройства, согласно заявляемому изобретению, заключаются в том, что ходовые ролики другой пары выполнены с возможностью качения по верхней поверхности направляющей, при этом их оси отклонены от ортогонального, по отношению к осям роликов первой пары, положения на угол, который может быть выбран в пределах 5-35°.
Существенным отличием предлагаемого устройства является исполнение ходовой части каретки с асимметричной установкой ходовых роликов.
В отличие от ближайшего и других известных аналогов, в которых ролики установлены зеркально симметрично относительно продольной оси каретки и взаимодействуют с двумя противолежащими гранями направляющей, в предлагаемом устройстве каретка выполнена с возможностью перемещения по двум примыкающим (смежным) сторонам направляющей.
Так, одна пара ходовых роликов каретки в предлагаемом устройстве выполнена с возможностью качения по отвесной, вертикально расположенной в рабочем положении, боковой грани направляющей, а другая пара ходовых роликов выполнена с возможностью качения по верхней поверхности направляющей, смежной с боковой гранью и расположенной, по сути, ортогонально к ней, как минимум на участке примыкания сторон.
Можно сказать, что каретка охватывает своей ходовой частью направляющую с одного угла. При таком положении каретки для возможности ее перемещения и работы толщина, ширина и даже форма поперечного сечения направляющей не имеют существенного значения.
Устойчивости каретки и гарантированному взаимодействию ее ходовых роликов с боковой гранью, которая собственно и является направляющей поверхностью, определяющей линию реза, обеспечивается установкой второй пары роликов каретки не строго ортогонально к роликам первой пары, а под некоторым углом, меньшим прямого угла на (5-35)°. Такое отклонение осей вторых роликов от ортогональности позволяет создать их некоторый наклон в сторону, противоположную расположению первой пары роликов, что обеспечивает при движении каретки постоянное присутствие усилия тяги в сторону наклона роликов (типа радиальной составляющей, как при повороте колес автомобиля), это способствует поджатию роликов первой пары к отвесной боковой грани направляющей в процессе перемещения каретки и гарантирует качество линии реза.
Для создания упомянутого усилия тяги достаточно небольшого наклона ходовых роликов, образуемого при небольшом отклонении их осей от ортогональности, от 5°.
Отклонение осей от ортогональности более 35° ведет к значительному ухудшению сцепления ходовых роликов с поверхностью качения. Оптимальный размер упомянутого угла отклонения составляет 10-20°.
Таким образом, предлагаемое конструктивное исполнение каретки позволяет устранить требования строгого соответствия геометрических параметров ходовой части каретки и направляющей, что существенно расширяет возможности использования каретки. В частности, обеспечивается возможность работы каретки с различными направляющими из подручных материалов. В качестве таких направляющих может быть использован любой ровный брус (рейка), металлический прямоугольный профиль, строительный уровень, строительное правило и т.п.
Необходимым условием для направляющей является наличие как минимум одной боковой грани, перпендикулярной ее нижней поверхности, размещаемой на разрезаемой плите. При наличии второй боковой грани, перпендикулярной нижней поверхности, например, в случае использования бруска, рейки или профиля прямоугольного поперечного сечения, направляющая имеет двустороннее использование. Обе боковые грани в этом случае являются рабочими и могут выступать в качестве направляющей поверхности для ходовых роликов каретки. Верхняя поверхность направляющей в этом случае плоская и параллельна ее нижней поверхности.
Конструкция каретки обеспечивает также возможность ее работы с направляющей, имеющей наклонную верхнюю поверхность или поверхность, отличную от плоскости, например, выполненную в виде цилиндрической или в виде ломаной поверхности, состоящей из нескольких плоских участков.
Для удобства управления кареткой и облегчения ее перемещения служит рукоятка (ручка), закрепленная на корпусе каретки.
С целью компенсации перепада уровней по окончании резания и исключения соударения с направляющей каретка, предпочтительно, снабжена роликом холостого хода.
Ходовые ролики, предпочтительно, выполнены с выпуклой контактной поверхностью из полимерного материала, что способствует наилучшему сцеплению с направляющей при перемещении.
В качестве ходовых роликов могут быть использованы как одинарные, так и сдвоенные (двойные) ролики с последовательным расположением роликов в паре.
Предлагаемая конструкция каретки отличается простотой, может быть изготовлена из доступных подручных материалов и предполагает возможность ее двустороннего использования, как правшой, так и левшой.
Устройство в целом характеризуется высокой эксплуатационной надежностью и ремонтопригодностью.
Конструктивное исполнение ходовой части каретки позволяет использовать ее с направляющей криволинейного профиля, например, для фигурной резки стекла.
На фиг.1 приведен общий вид устройства для резки в рабочем положении, в качестве направляющей использовано строительное правило;
на фиг. 2 показано взаимное расположение осей ходовых роликов каретки;
на фиг. 3 (а-г) - примеры использования каретки с различными направляющими.
Осуществление изобретения
Устройство для резки плит включает (см. фиг.1) направляющую 1 и установленную на ней с возможностью продольного перемещения каретку 2 с режущим узлом (режущим роликом, диском) 3, рукояткой 4 и двумя парами ходовых роликов 5 и 6, закрепленных по разные стороны относительно продольной оси каретки.
Направляющая 1 характеризуется наличием продольных рабочих поверхностей: нижней поверхности (А), противолежащей ей верхней поверхности (В) и боковой грани (С), перпендикулярной нижней поверхности.
В приведенном на фиг. 1 примере осуществления устройства в качестве направляющей использовано строительное правило, промышленно выпускаемое и широко используемое в строительстве.
Для осуществления резания направляющая 1 устанавливается своей нижней поверхностью (А) на поверхность разрезаемой плиты 7, которая уложена на жесткое основание 8, например, стол.
Каретка 2 устанавливается сверху на направляющую 1 таким образом, что ее режущий узел 3 располагается со стороны ее боковой грани (С), ходовые ролики 5, расположенные со стороны режущего узла 3, взаимодействуют с гранью (С), а ходовые ролики 6 – взаимодействуют с верхней поверхностью (В), смежной с гранью (С).
Ролики 5 и 6 установлены на каретке так, что позволяют ей перемещаться по двум смежным ортогональным поверхностям (либо близким к ортогональности).
Как видно на фиг. 2 оси 9 роликов 5 ориентированы ортогонально продольной оси каретки, при этом оси 10 роликов 6 ориентированы по отношению к осям 9 роликов 5, не строго ортогонально, а с отклонением от прямого угла на величину α = (5-35)°, оптимально на 10-20°. Как видно на чертежах ролики 6 расположены с небольшим наклоном наружу от каретки, в сторону противоположную роликам 5.
Для осуществления резки плитки 7 направляющая 1 устанавливается так, чтобы расположение режущего ролика узла 3 совпало с намеченной линией реза. Каретка 2, удерживаемая за рукоятку 4 перемещается вдоль направляющей 1 с соблюдением равномерности прикладываемого усилия. В процессе перемещения каретки 2, вследствие наклонного расположения роликов 6, на нее действует сила F, направленная в сторону наклона, что способствует прижатию роликов 5 к поверхности грани (С) направляющей 1, и обеспечивает качественную линию реза.
При отклонении роликов менее 5°, создаваемое усилие тяги F незначительное. Отклонение более 35° ведет к ухудшению сцепления ходовых роликов 6 с поверхностью качения (В).
По завершении реза плитка 7 надламывается специальным разделительным инструментом или посредством подручных приспособлений (на чертежах не показаны).
Каретка 2 может быть изготовлена в условиях мастерской с использованием подручных материалов. Корпус каретки 2 может быть сформирован из металлического профиля прямоугольного поперечного сечения.
На одной оси с рукояткой 4 внутри корпуса каретки 2 может быть установлен ролик холостого хода 11, позволяющий скомпенсировать перепад уровней по окончании резания и исключения соударения корпуса каретки с направляющей при сходе с плитки 7.
Ходовые ролики 5 и 6, предпочтительно, выполнены с выпуклой контактной поверхностью из износостойкого ударопрочного полимерного материала, например, полиуретанового эластомера Blickle Extrathane, что обеспечивает наилучшее их сцепление с направляющей при перемещении.
В качестве ходовых роликов могут быть использованы промышленно выпускаемые одинарные или двойные ролики с последовательным расположением роликов в паре. Подобные ролики, установленные на подшипники качения, используются, к примеру, в производстве мебели, душевых кабин и т.д.
Такое конструктивное решение каретки снимает требования строгого соответствия геометрических параметров ходовой части каретки 2 и направляющей 1.
В качестве направляющей 1 может быть использовано строительное правило, строительный уровень или любой ровный брусок, рейка или профиль прямоугольного поперечного сечения, которые всегда под рукой у строителей.
На фиг. 3 (а - г) приведены примеры использования каретки 2 с направляющими разной толщины, ширины и формы поперечного сечения.
На фиг. 3а – направляющая выполнена в виде деревянного бруска прямоугольного сечения, а на фиг. 3б – в виде металлического прямоугольного профиля.
В этих примерах осуществления устройства верхняя поверхность (В) направляющей выполнена в виде плоскости, параллельной нижней поверхности (А).
В примере, приведенном на фиг. 3, верхняя поверхность (В) направляющей выполнена наклонной к нижней поверхности, выполнена отличной от плоскости.
На фиг. 3г в качестве направляющей использовано строительное правило – уровень предназначенный для выравнивания стен, верхняя поверхность которого представляет собой ломаную поверхность, состоящую из двух плоских участков, один из которых параллелен нижней поверхности (А), а другой – наклонный к ней. При этом ролики 6 каретки могут перемещаться как по первому участку, так и по второму.
Предлагаемое устройство может быть использовано для резки плит различных форматов, в том числе - широкоформатных плит.
Конструктивное исполнение ходовой части каретки позволяет использовать ее с направляющей криволинейного профиля, например для фигурной резки стекла, при этом в случае установки двойных роликов, ролики каждой пары работают поочередно на изгибах поверхности, исключая полный отрыв роликов пары от направляющей, что гарантирует качественный контакт с направляющей и точность линии реза.
Предлагаемая конструкция плиткореза характеризуется простотой и универсальностью использования, эксплуатационной надежностью и ремонтопригодностью.
Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается приведенными выше примерами осуществления, приведенными для иллюстрации и лучшего понимания сути изобретения. Практикующим в данной области техники специалистам будут очевидны другие модификации использования предлагаемого изобретения.