СКОБОСШИВАТЕЛЬ С РЫЧАЖНЫМ УЗЛОМ ШАРНИРНО-СОЧЛЕНЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ

Предпосылки создания предлагаемой полезной модели
1. Область техники, к которой относится предлагаемая полезная модель
Предлагаемая полезная модель относится к скобосшивателю, в частности - к скобосшивателю, рычажный узел которого имеет шарнирно-сочлененную конструкцию, обеспечивающую легкое сшивание документов без чрезмерного усилия.
2. Описание предшествующего уровня техники
Скобосшиватели относятся к обычным канцелярским принадлежностям, используемым в офисах для скрепления отдельных документов или листов бумаги вместе. В течение обычного рабочего дня иному офисному работнику приходится скреплять документы с помощью скобосшивателя сотни раз. Большой процент таких офисных работников составляют женщины, у которых может не хватать сил, требуемых для такой непрерывной тяжелой работы по скреплению листов бумаги или документов. При скреплении листов бумаги или документов офисный работник должен нажимать на рычажный узел скобосшивателя с силой, достаточной для прокалывания стопки листов бумаги или документов. После такой работы, когда приходится проделывать операцию по
скреплению листов бумаги или документов сотни раз в день, и так изо дня в день, у офисных работников могут появиться боли в области ладони или в пальцах рук. Через некоторое время в результате такой работы у офисного работника может возникнуть профессиональное заболевание рук, при котором дальнейшая такая работа становится невозможной.
Для решения этой профессиональной проблемы предлагаемой полезной моделью предусматривается создание скобосшивателя с рычажным узлом шарнирно-сочлененной конструкции, что позволяет устранить вышеуказанную проблему или снять ее остроту.
Краткое описание предлагаемой полезной модели
Главной целью предлагаемой полезной модели является создание скобосшивателя, рычажный узел которого имеет шарнирно-сочлененную конструкцию, обеспечивающую легкое сшивание документов без чрезмерного усилия. Конструкция скобосшивателя по предлагаемой полезной модели включает основание, магазин, узел ручки и рычажный узел. Основание имеет базовый кронштейн и отбойную площадку, прикрепленную к базовому кронштейну. Магазин имеет шарнирное соединение с основанием и включает раму, которая шарнирно соединена с основанием, и желоб, ограниченный рамой. Узел ручки шарнирно соединен с основанием и включает ручку и крышку магазина, которая шарнирно соединена с основанием. Рычажный узел шарнирно-сочлененной конструкции шарнирно соединен с узлом ручки и
основанием и включает рычаг и сочленение. Рычаг шарнирно соединен с основанием. Сочленение расположено между рычагом и ручкой и имеет с ними шарнирные соединения.
Другие цели, преимущества и новые признаки предлагаемой полезной модели станут ясны из последующего подробного описания при рассмотрении совместно с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание прилагаемых чертежей
На фиг.1 представлен в аксонометрии общий вид скобосшивателя по предлагаемой полезной модели.
На фиг.2 скобосшиватель по предлагаемой полезной модели, в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.1, показан в аксонометрии с частичным разнесением составных частей.
На фиг.3 в аксонометрии с разнесением деталей показан без верхней крышки и подошвы скобосшиватель по предлагаемой полезной модели, в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.2.
На фиг.4 скобосшиватель по предлагаемой полезной модели, в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.1, показан на виде сбоку в разрезе.
На фиг.5 на виде сбоку показан скобосшиватель по предлагаемой полезной модели, в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.4, при этом толстыми сплошными линиями показаны длины рычага и сочленений рычажного узла шарнирно-сочлененной конструкции.
На фиг.6 представлена кинематическая схема скобосшивателя по предлагаемой полезной модели, в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.4, при этом толстыми сплошными линиями показаны звенья этой кинематической схемы, а линиями со стрелками показаны силы, действующие на скобосшиватель.
Подробное описание предлагаемой полезной модели
Как показано на фиг.1, фиг.2 и фиг.3, скобосшиватель по предлагаемой полезной модели включает следующие составные части: основание (1), магазин (2), узел ручки (3), нижнюю шпильку (4), рычажный узел шарнирно-сочлененной конструкции (5), верхнюю шпильку (6), подошву (7) и верхнюю крышку (8).
Как можно видеть на фиг.3 и фиг.4, основание (1) имеет базовый кронштейн (9), наковальню (10) и отбойную площадку (11).
Базовый кронштейн (9) имеет нижнюю пластину (12) и два плечика (13). Нижняя пластина (12) имеет передний конец, задний конец, верхнюю часть, два расположенных друг напротив друга боковых края и монтажный выступ (14). Монтажный выступ (14) выполнен с выступанием от верхней части нижней пластины (12). Плечики (13) выполнены с простиранием вверх от боковых краев нижней пластины (12), при этом в каждом из плечиков (13) выполнено верхнее опорное отверстие (15) и нижнее опорное отверстие (16). Верхнее опорное отверстие (15) каждого плечика (13) выполнено вблизи заднего конца нижней пластины (12). Нижнее опорное отверстие (16) каждого плечика (13) выполнено ниже верхнего опорного отверстия (15) вблизи заднего конца нижней пластины (12).
Наковальня (10) установлена на верхней поверхности нижней пластины (12) базового кронштейна (9) и снабжена верхним углублением (17). При работе скобосшивателя концы скрепки входят в это верхнее углубление (17) в наковальне (10), и при прижимании скрепки к наковальне (10) происходит загибание концов скрепки.
Отбойная площадка (11) является гибкой, она установлена на верхней части нижней пластины (12) базового кронштейна (9) с простиранием кверху от нее. Отбойная площадка (11) имеет нижний конец, верхний конец (18) и монтажное отверстие, которое выполнено в ее нижнем конце, и сквозь которое пропущен монтажный выступ (14).
Магазин (2) имеет шарнирное соединение с основанием (1) и предназначен для размещения в нем скрепок, при этом верхним концом (18) отбойной площадки (11) обеспечивается удерживание магазина (2) от нажатия на наковальню (10); магазин (2) включает раму (19) и направляющий элемент (20).
4
4
Как можно видеть на фиг.5, рама (19) имеет шарнирное соединение с основанием (1) и включает верхнюю часть, передний конец, задний конец, желоб (21), две опорных площадки (22), два опорных отверстия (23), а длина рамы (19) как звена кинематической схемы далее обозначена L. Образованный рамой (19) желоб (21) ориентирован в продольном направлении и предназначен для размещения в нем скрепок. Задний конец рамы (19) установлен между плечиками (13) и шарнирно соединен с базовым кронштейном (9) основания (1). Каждая из опорных площадок (22) выполнена с простиранием от заднего конца рамы (19) на некоторое расстояние и шарнирно соединена с соответствующим плечиком (13) на базовым кронштейне (9) основания (1). Опорные отверстия (23) выполнены в соответствующих опорных площадках (22) на заднем конце рамы (19) и по расположению согласованы с нижними опорными отверстиями (16) в плечиках (13). Длина (L) рамы (19) составляет 145 единиц.
Направляющий элемент (20) установлен в желобе (21) рамы (19), имеет U-образную форму поперечного сечения, соответствующую форме скрепки, и выполнен с возможностью удерживать скрепки от самопроизвольного перекашивания в процессе скольжения по этому направляющему элементу (20).
Узел ручки (3) имеет шарнирное соединение с основанием (1) и включает ручку (24) и крышку магазина (25).
Ручка (24) имеет шарнирное соединение с основанием (1) и включает передний конец, задний конец, две опорных площадки (26), два опорных отверстия (27), опорный элемент (28) и приводную площадку (29). Задний конец ручки (24) установлен между плечиками (13) и шарнирно соединен с базовым кронштейном (9) основания (1). Каждая из опорных площадок (26) выполнена с простиранием от заднего конца ручки (24) на некоторое расстояние и шарнирно соединена с соответствующим плечиком (13) на базовом кронштейне (9) основания (1). Опорные отверстия (27) выполнены в соответствующих опорных площадках (26) на заднем конце ручки (24) и по расположению согласованы с нижними опорными отверстиями (16) в плечиках (13). Опорный элемент (28) находится на ручке (24) между ее передним и задним концами, и имеется опорное отверстие, выполненное в опорном элементе (28). Приводная площадка (29) установлена на переднем конце ручки (24) с простиранием вниз от этого переднего конца, при этом в приводной площадке (29) выполнен установочный проем (30).
Крышка магазина (25) имеет шарнирное соединение с основанием (1), она выполнена с возможностью прикрывать желоб (21) рамы (19) и включает передний конец, задний конец, две опорных площадки (31), два опорных отверстия (32) и соединительную площадку (33). Задний конец крышки магазина (25) установлен между плечиками (13) и шарнирно соединен с
базовым кронштейном (9) основания (1). Каждая из опорных площадок (31) выполнена с простиранием от заднего конца крышки магазина (25) и шарнирно соединена с соответствующим плечиком (13). Опорные отверстия (32) выполнены в соответствующих опорных площадках (31) на заднем конце крышки магазина (25) и по расположению согласованы с нижними опорными отверстиями (16) в плечиках (13). Соединительная площадка (33) выполнена с выступанием от переднего конца крышки магазина (25) и с простиранием сквозь установочный проем (30) в приводной площадке (29) на ручке (24).
Нижняя шпилька (4) пропущена сквозь нижние опорные отверстия (16) в плечиках (13) на базовом кронштейне (9) основания (1), а также сквозь опорные отверстия (23) в опорных площадках (22) на раме (19), опорные отверстия (27) в опорных площадках (26) на ручке (24) и опорные отверстия (32) в опорных площадках (31) на крышке магазина (25).
Рычажный узел шарнирно-сочлененной конструкции (5) имеет шарнирное соединение с узлом ручки (3) и основанием (1) и включает рычаг (34), сочленение (35), шпильку ручки (36) и рычажную шпильку (37).
0
Как можно видеть на фиг.5, рычаг (34) имеет шарнирное соединение с основанием (1) и включает передний конец, задний конец, две опорные площадки (38), два задних опорных отверстия (39), два передних опорных отверстия (40), а длина рычага (34) далее обозначена L. Задний конец рычага (34) установлен между плечиков (13) и шарнирно соединен с базовым кронштейном (9) основания (1) и расположен выше задних концов рамы (19), ручки
0
(24) и крышки магазина (25). Каждая из опорных площадок (38) выполнена с простиранием от заднего конца рычага (34) и шарнирно соединена с соответствующим плечиком (13). Каждая из опорных площадок (38) имеет ближний конец, образованный на заднем конце рычага (34), и дальний конец, шарнирно соединенный с соответствующим плечиком (13) и расположенный на некотором расстоянии выше опорных отверстий (23) на заднем конце рамы (19), опорных отверстий (27) на заднем конце ручки (24) и опорных отверстий (32) на заднем конце крышки магазина (25). Задние опорные отверстия (39) выполнены в опорных площадках (38) вблизи их ближних концов и по расположению согласованы с верхними опорными отверстиями (15) в плечиках (13). Передние опорные отверстия (40) выполнены в опорных площадках (38) перед задними опорными отверстиями (39). Длина (L) рычага (34) составляет 152 единицы.
2
Сочленение (35) установлено между рычагом (34) и ручкой (24) и имеет с ними шарнирные соединения, при этом сочленение (35) включает передний конец, задний конец, две передние опорные площадки (41), две задние опорные площадки (42), два передних опорных отверстия (43), два задних опорных отверстия (44), а длина сочленения (35) как звена кинематической схемы далее обозначена L. Передний конец сочленения (35) имеет шарнирное соединение с опорным элементом (28), а задний конец сочленения (35) установлен между опорными площадками (38), где имеет шарнирное соединение с рычагом (34). Передние опорные площадки (41) выполнены с простиранием от переднего конца сочленения (35) и соединены с опорным элементом (28) на ручке (24). Задние опорные площадки (42) выполнены с простиранием от заднего конца
сочленения (35) и соединены с соответствующими опорными площадками (38) на рычаге (34) вблизи их ближних концов. Передние опорные отверстия (43) выполнены в соответствующих передних опорных площадках (41) и по расположению согласованы с опорным отверстием в опорном элементе (28) на ручке (24). Задние опорные отверстия (44) выполнены в соответствующих передних опорных площадках (42) сочленения (35) и по расположению согласованы с передними опорными отверстиями (40) в рычаге (34).
1
3
Расстояние (L) между задними опорными отверстиями (44) в сочленении (35) и верхними опорными отверстиями (15) в плечиках (13) базового кронштейна (9) [в кинематической схеме] составляет 25 единиц. Расстояние (L) между передними опорными отверстиями (43) в сочленении (35) и нижними опорными отверстиями (16) в плечиках (13) [в кинематической схеме] составляет 75 единиц.
Шпилька ручки (36) установлена с простиранием сквозь передние опорные отверстия (43) в сочленении (35) и сквозь опорное отверстие в ручке (34). Рычажная шпилька (37) установлена с простиранием сквозь задние опорные отверстия (44) в сочленении (35) и сквозь передние опорные отверстия (40) в рычаге (34). Верхняя шпилька (6) установлена с простиранием сквозь задние опорные отверстия (39) в опорных площадках (38) на рычаге (34) и сквозь верхние опорные отверстия (15) в плечиках (13) основания (1).
Подошва (7) установлена на основании (1) и прикрывает его снизу, а верхняя крышка (8) установлена на рычаге (34), относящемся к рычажному узлу шарнирно-сочлененной конструкции (5), и прикрывает его сверху.
Как можно видеть на фиг.5 и фиг.6, при нажатии на рычаг (34), прикрытый верхней крышкой (8), приводится в движение сочленение (5), что приводит к повороту узла ручки (3) с перемещением его книзу. Узел ручки (3) приводит в движение магазин (2), который поворачивается с перемещением книзу, производя нажатие на наковальню (10). Дальнейшее нажатие на рычаг (34) после контакта магазина (2) с наковальней (10) приводит к тому, что приводная площадка (29) ручки (24) начинает воздействовать на скрепку, вынуждая последнюю прошивать листы бумаги, лежащие на наковальне (10). Такой скобосшиватель, снабженный рычажным узлом шарнирно-сочлененной конструкции (5), является более экономным в отношении прилагаемых усилий, нежели обычный скобосшиватель, не имеющий подобного рычажного узла шарнирно-сочлененной конструкции.
0
0
1
2
3
0
4
0
1
3
4
Для доказательства того, что скобосшиватель, снабженный рычажным узлом шарнирно-сочлененной конструкции (5), является более экономным в отношении прилагаемых усилий, нежели обычный скобосшиватель, ниже приводятся уравнения по расчету момента, возникающего в скобосшивателе при приложении внешней силы (F) к переднему концу рычага (34). Внутренние силы, являющиеся производными внешней силы F, обозначены как F, F и F, а сила противодействия, действующая против внешней силы F, обозначена F. Кроме того, в расчетах участвуют углы θ, θ, θ, и θ, образованные между
0
4
1
0
1
2
3
4
соответствующими длинами (L, L) и расстояниями (L, L3) и силами (F, F, F, F, F).
0
1
0
1
L=152; L=25; θ=86,243°; θ=47,864°;
0
0
0
1
1
1
2
1
F×sin(θ)×L=F×L; F=F×cos(θ);
0
0
2
1
F×sin(86,243°)×L=F×cos(47,864°)×L;
0
2
2
0
151,67×F=16,77F; F=9,044F;
3
4
L3=75; L4=145; θ=28,964°; θ=84,441°;
4
4
4
3
3
3
2
3
F×sin(θ)×L=F×L; F=F×sin(θ);
4
4
2
F×sin(84,441°)×L=F×sin(28,964°)×L;
4
2
2
4
144,32F=35,848F; F=4,026F;
4
0
4
0
4,026F=9,044F; F=2,246F;
Экономия усилия = (2,246-1)/(2,246)=55,47%.
Таким образом, рычажный узел шарнирно-сочлененной конструкции (5) дает возможность пользователю, особенно, если это женщина или ребенок, при скреплении листов бумаги или документов нажимать на скобосшиватель без чрезмерного усилия. Благодаря такому техническому решению удается предотвратить профессиональные заболевания ладоней или пальцев, связанные с работой со скобосшивателем.