ДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ ШАЙБ И ГАЕК
HOLDER FOR WASHERS AND NUTS

Изобретение относится к машиностроению, к устройствам для хранения шайб и гаек.
Известно устройство для хранения шайб и гаек (т.е. деталей, имеющих отверстие) (см. на стр. 233 второй снизу рисунок в книге: Инструменты и приспособления: Энциклопедия бытовой смекалки. / Авт.-сост. В.М. Сацута, Е.В. Малашевич, И.М. Старченко; Худож. В. Сенченко. 2-е изд. Минск: «Беларуская Энцыклапедыя», 1997, 281 с. Это устройство представляет собой прямолинейный, вертикально расположенный стержень, нижняя часть которого неподвижно закреплена на основании. Стержень имеет круглое сечение, диаметр которого меньше диаметра отверстия в шайбах и гайках, которые предназначены для хранения на этом устройстве. Длину стержня выбирают такой, чтобы было удобно разместить на этом стержне более пяти шайб или гаек. Стержень расположен вертикально, нижняя часть стержня неподвижно закреплена на основании; гайки и шайбы «нанизывают» на этот стержень; под действием собственного веса (и веса вышерасположенных деталей) эти детали остаются «нанизанными» на этот стержень и не теряются.
Совпадающими признаками этого устройства и заявляемого изобретения являются следующие. Это устройство предназначено для хранения деталей с отверстием (шайб, гаек и др.). Оно имеет стержень круглого сечения, диаметр этого стержня меньше диаметра отверстия в шайбах и гайках, которые предназначены для хранения на этом устройстве; длину стержня выбирают такой, чтобы было удобно хранить более пяти шайб, гаек. Этот стержень (направляющая) одним своим концом неподвижно прикреплен к основанию.
:
Недостатки этого устройства заключаются в следующем. Чтобы взять выбранную деталь (шайбу или гайку), следует со стержня снять вышерасположенные детали (гайки или шайбы); эти детали надо временно где-то расположить, а затем вернуть обратно. При проведении этих операций какая-либо деталь может потеряться. Вероятность потери какой-либо детали заметно возрастает, если работы проводятся в условиях воздействия вибраций.
Известен держатель для размещения метчиков и других подобных инструментов (см. патент № US 2352857, fig. №2), этот держатель принят в качестве прототипа. Держатель имеет две опорные детали. Причем эти опорные детали как бы образуют две части одной направляющей: они расположены соосно и при перемещении одной из них (подвижной части направляющей) она перемещается вдоль общей оси симметрии. Причем одна часть этой направляющей неподвижно закреплена на неподвижной стойке. Другая часть направляющей взаимодействует со второй стойкой (которая неподвижно скреплена с основанием) так, что может (в определенных пределах) смещаться вдоль своей оси. Торцевые зоны обоих частей направляющей, направленные друг к другу, сделаны сужающимися, поверхность этих торцевых зон представляет собой поверхность конуса (высота этого конуса примерно равна диаметру основания конуса). Эта вторая часть направляющей пружиной сжатия поджимается в направлении первой части направляющей. Таким образом, можно сказать, что этот держатель содержит основание с закрепленными на нем двумя стойками и жесткую горизонтальную направляющую, состоящую из двух соосных частей в виде прямолинейного стержня, при этом основная часть каждой части направляющей имеет постоянное круглое сечения, одна из этих частей направляющей неподвижно закреплена на стойке. При этом торцевая зона каждой части направляющей, направленная в сторону торцевой зоны другой части направляющей, выполнена сужающейся, а диаметр направляющей меньше диаметра отверстия в шайбах и гайках, которые предполагается размещать на этом держателе. Если части направляющей сделать достаточной длины, то эти части направляющей своими торцевыми частями будут соприкасаться, а их длина обеспечит возможность размещения на этом держателе нескольких шайб (или гаек), и возможность снятия с этого держателя выбранной детали без снятия с держателя других деталей.
Совпадающими признаками этого известного технического решения и заявленного изобретения являются следующие. Наличие в торцевых зонах частей направляющей сужающейся части. Одна часть направляющей неподвижно закреплена на неподвижной стойке. Части направляющей расположены соосно. Вторая часть направляющей может смещаться вдоль своей оси. Вторая часть направляющей пружиной сжатия поджимается в направлении первой части направляющей.
Недостатки этого известного технического решения заключаются в следующем. Если этот известный держатель использовать для размещения шайб или гаек «напрямую» (без доработок), то, во-первых, наличие зазора между торцевыми зонами частей направляющей будет способствовать потери деталей; во-вторых, малая длина частей направляющей позволит разместить на частях направляющей только малое число деталей (шайб или гаек). Кроме того, наличие «открытых» витков пружины сжатия на второй части направляющей создает сложности для размещения шайб и гаек на этой части направляющей. А то, что торцевая зона каждой части направляющей имеет поверхность в виде конуса (даже если части направляющей сделать длинными, чтобы части направляющей своими торцевыми зонами соприкасались) обуславливает то, что неудобно будет перемещать шайбы (гайки) через эту зону соприкосновения, чтобы снять с держателя выбранную деталь без снятия с держателя других деталей.
Задачи изобретения заключаются в следующем. Держатель надо приспособить для хранения шайб и гаек. При этом, чтобы была обеспечена возможность взятия нужной детали без возможной потери других деталей в условиях воздействия вибраций (а также в условиях невесомости). Чтобы была обеспечена возможность извлечения с держателя нужной детали (шайбы, гайки) без снятия с держателя других деталей. Для удобства обращения с держателем и удобства при размещении на держателе шайб (гаек) витки пружины сжатия надо «закрыть» защитной деталью.
Эти задачи решаются следующим. Части направляющей сделаны длинными, они соприкасаются своими торцевыми частями. Вторая часть направляющей установлена в трубке. Эта трубка неподвижно закреплена на второй стойке и выполнена с возможностью перемещения вдоль своей оси. Эта вторая часть направляющей выполнена с возможностью поджима (т.е. прижатия без зазора пружиной сжатия) своей сужающейся торцевой частью к торцевой части первой части направляющей посредством пружины сжатия, установленной в трубке. Причем зона соприкосновения торцевых участков частей направляющей расположена на равном расстоянии от стоек. А поверхность сужающейся части торцевых зон частей направляющей выполнена в виде усеченного конуса или части поверхности сферы.
Сущность изобретения заключается в следующем. Вторая часть направляющей установлена в трубке. Эта трубка неподвижно закреплена на второй стойке и выполнена с возможностью перемещения вдоль своей оси и поджима своей сужающейся торцевой частью к торцевой части первой части направляющей посредством пружины сжатия, установленной в трубке. Причем зона соприкосновения торцевых участков частей направляющей расположена на равном расстоянии от стоек. Поверхность сужающейся части торцевых зон частей направляющей выполнена в виде усеченного конуса или части поверхности сферы.
Технический результат изобретения заключается в том, что облегчается процесс снятия с держателя нужной шайбы (гайки), обеспечивается удобство при работе с держателем (в том числе при размещении на держателе шайб (гаек)), при этом не требуется снимать с держателя другие детали, тем самым исключается возможность потери других деталей.
Торцевые части частей направляющей, в месте их соприкосновения, сделаны сужающимися (диаметр сечения стержня (части направляющей) в этой зоне уменьшается по мере приближения к торцевой части). Причем сужающаяся часть этих зон направляющей представляет собой усеченный конус, или часть поверхности сферы или другую поверхность. Это сделано, в частности, для того, чтобы при снятии с держателя (или при установки на держатель) нужной шайбы (гайки) требуемое место расположения этой шайбы (гайки) на держателе можно было бы зафиксировать не только визуально, но и на основании других ощущений, - нужная шайба (гайка) перед ее снятием будет находиться в «выямке». Место расположения «выямки» можно найти на ощупь пальцами или перемещая нужную шайбу (гайку) вдоль направляющей, не глядя на сам держатель. Затем, сместив нужную шайбу (гайку) в «выямку» и отодвинув в стороны другие шайбы (гайки), прикладывают усилие к элементу 5, отодвигают друг от друга торцевые части элементов 3 и 5 до тех пор, пока не образуется зазор, достаточный для снятия нужной шайбы (гайки). После снятия нужной шайбы (гайки), элемент 5 отпускают, и он упругим элементом 6 своей торцевой зоной поджимается к торцевой зоне элемента 3. Если шайба (гайка) достаточно тонкая, то, возможно, не потребуется прилагать усилие к элементу 5, а достаточно будет приложить усилие к шайбе (гайке) в нужном направлении. (Аналогичным образом поступают при установке шайбы (гайки) на приспособление.)
Торцевые зоны (в месте их соприкосновения) частей направляющей выполнены в виде усеченного конуса (а не «остроконечного» конуса) или части поверхности сферы, чтобы удобней было (при необходимости) перемещать шайбы (гайки) через зону соприкосновения частей направляющей.
На фиг. 1 показан держатель для шайб и гаек; на фиг. 1 показан разрез трубки 4, чтобы показать зону установки пружины сжатия 6.
На фиг. 2 показан держатель в момент, когда устанавливают на держатель шайбу 10 для ее размещения на держателе (или «вынимают» шайбу 10).
На фигурах обозначены следующие детали.
1 - стойка, неподвижно закрепленная на основании.
2 - другая стойка, также неподвижно закрепленная на основании.
3 - стержень (часть направляющей), неподвижно закрепленный на стойке 1.
4 - стержень в виде трубки, неподвижно закрепленный на стойке 2. Внутри трубки 4 расположена пружина сжатия 6, которая поджимает торцевую часть стержня 5 к торцевой части стержня 3 (стержень 5 также расположен (частично) в трубке 4).
5 - стержень, торцевая часть которого пружиной 6 поджимается к торцевой части стержня 3.
6 - пружина сжатия (точнее витки пружины сжатия).
7, 8, 9, 10, 11, 12 - шайбы; шайба 10 показана в момент ее установки на держатель.
Причем детали 3, 4, 5 устанавливаются соосно (их оси симметрии лежат на одной прямой).
Параметры пружины сжатия 6 выбираются из следующих условий. При отсутствии дополнительного силового воздействия торцевые участки элементов 3 и 5 (см. фигуры) поджимались бы друг к другу; а усилие около 5 Н, приложенное к элементу 5 вдоль его оси в направлении от элемента 3, вызывало бы образование зазора между торцевыми зонами элементов 3 и 5, равного 2…5 мм. (Если приспособление предназначено для хранения крупных гаек, имеющих большую высоту, то величина образовавшегося зазора между деталями 3 и 5, при приложении силы к элементу 5, должна быть увеличена.)
Фактически длина частей направляющей 3, 5 и 4 может быть больше, чем показано на фигурах (на фигурах длина этих деталей и другие размеры выбраны такими, чтобы наглядно показать устройство держателя).
Чтобы взять с держателя нужную шайбу (гайку) поступают следующим образом. Выбирают нужную шайбу (гайку). Перемещая вправо или влево соседние шайбы и гайки, подводят выбранную шайбу (гайку) к «выямке», образованной в месте соприкосновения торцов элементов 3 и 5. Остальные шайбы и гайки отодвигают от этой «выямки» и, прикладывая усилие, вынимают выбранную шайбу (гайку). При необходимости можно деформировать пружину 6, прилагая усилие к детали 5 до тех пор, пока между торцами элементов 3 и 5 не образуется зазор, достаточный для того, чтобы снять с держателя выбранную шайбу (гайку).
Чтобы установить на держатель шайбу (гайку), поступают следующим образом. Визуально оценивают отверстие в шайбе (гайке) и убеждаются в том, что держатель подходит для таких шайб (гаек). От «выямки» между торцами элементов 3 и 5 отодвигают шайбы (гайки). Прилагая усилие к шайбе (гайке), ее стараются «пропихнуть» между торцевыми частями элементов 3 и 5. При необходимости смещают деталь 5 вдоль оси симметрии детали 5, деформируя при этом пружину 6. При необходимости, перед установкой на держатель очередной шайбы (гайки), остальные шайбы (гайки или часть их) следует сместить «вправо» (или «влево») от зоны соприкосновения элементов 3 и 5.
Для удобства наружный диаметр сечения деталей 3 и 4 делают одинаковым. Держатель может быть смонтирован на переносном основании, т.е. держатель может быть переносным и может крепиться в нужном месте.
Кроме шайб и гаек на держателе можно располагать другие детали, у которых есть отверстия.
Видимо, для массивных шайб и гаек (имеющих соответственно большую массу и большой диаметр отверстия в них) при изготовлении держателя следует использовать стержень большого диаметра (для уменьшения массы держателя, в этом случае при изготовлении может использоваться стержень в виде трубы). А для небольших шайб и гаек (имеющих соответственно малую массу и малый диаметр отверстия в них) при изготовлении приспособления следует использовать стержень с сечением малого диаметра.
Удобно направляющую изготовлять из стержня круглого сечения. Но сечение стержня может быть и другим, например, в виде правильного шестиугольника и т.п.
Общее количество шайб (гаек), устанавливаемых на держателе, выбирается таким, чтобы была возможность, смещая детали вправо (влево), выбрать и снять с держателя нужную деталь.
«Направляющие» могут быть покрыты, например, «резиновой оболочкой», чтобы уменьшить «шумовой» эффект.
Таким образом, держатель для шайб и гаек имеет неподвижно скрепленную с основанием жесткую направляющую в виде прямолинейного стержня, постоянного круглого сечения. Диаметр этой направляющей меньше диаметра отверстия в шайбах и гайках, которые предполагается хранить на этом держателе, а длина этой направляющей позволяет располагать на ней более пяти названных выше гаек и шайб. Причем направляющая расположена горизонтально. Направляющая является составной: она состоит из двух частей: одна часть направляющей неподвижно закреплена на стойке, которая неподвижно закреплена на основании, вторая часть направляющей может перемещаться вдоль своей оси. Причем эта часть направляющей своей торцевой частью поджимается к торцевой части первой части направляющей пружиной сжатия. Причем части направляющей расположены соосно, их торцы в зоне соприкосновения двух частей направляющей сделаны сужающимися при приближении к этим торцам. Причем сужающаяся часть этих зон направляющей представляет собой усеченный конус, или часть поверхности сферы или другую поверхность. При этом, та часть направляющей, которая поджимается пружиной сжатия к первой части направляющей, перемещается вдоль своей оси, перемещаясь в трубке, в которой также расположена пружина сжатия. Причем эта трубка неподвижно закреплена на второй стойке, которая неподвижно скреплена с основанием. Причем зона соприкосновения торцевых участков частей направляющей расположена на равном расстоянии от стоек.
Протяженность сужающейся части торцевой зоны каждой части направляющей примерно равна радиусу сечения этой части направляющей.
Причинно-следственная связь между задачей изобретения и техническим результатом изобретения проявляется в следующем. Обеспечивается соприкосновение торцевых зон частей направляющей путем поджатая пружиной сжатия. Сужающиеся части торцевых зон частей направляющей имеют поверхность в виде усеченного конуса или части сферы. При этом пружина сжатия расположена в трубке, которая неподвижно закреплена на стойке, которая закреплена на основании. Тем самым облегчается процесс снятия с держателя нужной шайбы (гайки), при этом не требуется снимать с держателя другие детали, их надо только переместить на другую часть направляющей. А то, что пружина сжатия расположена в трубке обеспечивает удобство при работе с держателем (в том числе при размещении на держателе шайб (гаек)). Без трубки шайбы (гайки) могли бы «занять» место между витками. Это могло бы способствовать тому, что пружина «хуже бы работала» (и можно было бы получить травму при сжатии витков пружины).