Складной нож

Полезная модель относится к ручным режущим инструментам, в частности к конструкции складных ножей преимущественно хозяйственного назначения.
Известен туристический складной нож, содержащий клинок и рукоять, соединенные с возможностью складывания-раскладывания посредством поворота относительно осевой втулки, закрепленной в рукояти, и фиксации в рабочем положении, причем на внутренней стороне рукояти выполнен сегментный ведущий паз с фиксирующей частью, и в нем закреплен штифт, при этом с внешней стороны клинка на штифт запрессована рамка, в осевом пазу которой размещена осевая втулка (патент на полезную модель РФ № 180255, опубл. 07.06.2018г.).
Также известен складной нож, содержащий клинок с упорным роликом и выборкой, затвор с осью, закрепленный между правой боковой пластиной и левой боковой пластиной, и спиральную пружину. На оси затвора с одной стороны нарезана резьба и выполнено углубление под спиральную пружину. Нож снабжен втулками, одна из которых выполнена с резьбой для навинчивания на резьбу оси затвора и расположена в левой боковой пластине, другая втулка - в правой боковой пластине. Спиральная пружина одним концом закреплена в левой боковой пластине, вторым - в затворе, выполненном с радиальной частью, причем в выборке на клинке и на радиальной части затвора выполнены одинаковые косые срезы под углом 3-15 градусов (патент на изобретение РФ № 2634814, опубл.03.11.2017г.).
В результате патентных исследований выявлены следующие технические решения, которые имеют отношение к данной теме и были учтены заявителем при анализе и выявлении совокупности существенных признаков: PCT/US2018/047776, CN 208409928, EP 2663430, US 14759216.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа,  является складной нож, содержащий клинок, шарнирно соединенный с рукояткой, состоящей их двух плашек, причем клинок и одна плашка рукоятки насажены на  осевую втулку, к которой с одной стороны примыкает шайба, в осевую втулку  установлен   стопорный винт, который стягивает две плашки рукоятки с клинком,  последний имеет возможность фиксации в рабочем положении  (US 14197120,  опубл. 04.09.2014г.).
В известной конструкции клинок стягивается двумя плашками рукояти, это снижает долговечность ножа. Так как при частой эксплуатации, открывании и закрывании, при боковых и скручивающих усилиях на клинке происходит постепенный износ ряда деталей, загрязнение механизма. Как следствие, требуется периодическое обслуживание и регулировка, но при регулировке-стягивании плашек нарушается параллельность трущихся поверхностей, что влечет за собой целый ряд негативных последствий:  повышенному износу ряда деталей, люфту клинка относительно рукояти, что также может привести к снижению надежности фиксации  клинка, как в раскрытом, так и закрытом положении. При сборке такого складного ножа требуется высокая точность настроек стягивания двух плашек для обеспечения необходимого легкого хода клинка при отсутствии люфтов и необходимости в итоге максимально точного изготовления деталей конструкции и финишной подгонки для обеспечения параллельности трущихся поверхностей клинка и антифрикционных  элементов,  зазоров  между клинком и плашками. Это приводит к повышенным трудозатратам и увеличению числа специализированных работников для сборки высококачественного складного ножа, усложняет его настройку, обслуживание или ремонт в процессе эксплуатации.
Технической задачей заявляемой полезной модели является упрощение сборки ножа при одновременном повышении его долговечности в процессе эксплуатации.
Достигаемым техническим результатом является упрощение сборки и повышенная долговечность складных ножей  за счет более эффективной компенсации боковых и скручивающих усилий на клинке, улучшенная ремонтопригодность.
Дополнительным техническим результатом является возможность ручной регулировки шарнирного соединения при износе или замене антифрикционных шайб с длительным сохранением параллельности трущихся поверхностей и регулировкой хода клинка в достаточно широком диапазоне без люфтов.
Техническая задача достигается тем, что заявляется складной нож, содержащий клинок, шарнирно соединенный с рукоятью посредством осевой втулки с фланцем, стягивающего винта с головкой и шайбы, и выполненный с возможностью фиксации в рабочем положении, при этом рукоять выполнена составной из замковой плашки и накладной плашки, разъемно прикрепленной к замковой плашке с образованием зазора между ними для перемещения клинка, отличающийся тем, что фланец осевой втулки взаимодействует с поверхностью замковой плашки, на осевой втулке установлена дополнительная шайба, при этом упомянутые шайбы выполнены из антифрикционного упруго-деформируемого материала и установлены на осевой втулке по обе стороны от клинка.
Шайбы, взаимодействующие с поверхностями клинка с правой и левой стороны, выполнены из антифрикционного упруго - деформируемого материала с модулем упругой деформации при сжатии не менее 800 МПа. В качестве антифрикционного упруго - деформируемого материала, может быть использован модифицированный политетрафторэтилен, например, композитный фторопласт марки Ф4К15М5 или серии «Флувис», характеризующиеся высокой износостойкостью, низким коэффициентом трения без смазки, химической стойкостью, требуемым модулем упругой деформации и практически полным отсутствием износа сопрягаемой поверхности.
Рукоять имеет вторую плашку, которая разъемно крепится к поверхности замковой плашки и выполняет функцию накладного элемента (накладная плашка). Разъемное крепление накладной плашки к замковой плашке может быть осуществлено любыми известными средствами с образованием зазора, необходимого для свободного перемещения клинка. Крепление накладной плашки к замковой плашке может быть выполнено, например, посредством винтов с резьбой и вставки между плашками (бэкспейсер или бонок), которые обеспечивают надежную взаимную фиксацию плашек с учетом величины зазора, необходимого для свободного движения клинка. Величина зазора при сборе ножа задается с учетом возможного износа шайб и исключения возможности касания клинком плашек.  При этом, в случае превышения величины зазора между накладной и замковой плашками, это никак не влияет на нормальную работу складного ножа, т.к. клинок посредством шарнирного соединения консольно крепится только к замковой плашке, образуя единую конструкцию, а свободное движение клинка осуществляется вокруг втулки, являющейся частью шарнирного соединения. В случае частичного износа шайб (появления люфта) нормальная работа складного ножа восстанавливается регулировкой стягивающим винтом путем поджима шайб в достаточно широком диапазоне без люфтов, при этом для осуществления регулировки демонтируется только накладная плашка и не требуется подетальный разбор ножа.
Фланец осевой втулки с одной стороны может взаимодействовать с наружной стороной замковой плашки, при этом такое взаимодействие может быть осуществлено как путем размещения фланца за границами внешней поверхности замковой плашки, так и путем размещения фланца на глубину выборки. Фланец осевой втулки может быть размещен таким образом, что взаимодействует с внутренней поверхностью замковой плашки, при этом такое взаимодействие может быть осуществлено взаимодействием поверхности фланца с внутренней поверхностью замковой плашки на глубину выборки с учетом толщины шайб и желаемым зазором межу клинком и плашкой.
Стягивающий винт своим стержнем взаимодействует с внутренней полостью осевой втулки, а его головка взаимодействует с шайбой, которая, в свою очередь, взаимодействует с поверхностью клинка. С внутренней стороны накладной плашки сделана выборка под головку стягивающего винта.
Дополнительно складной нож снабжен лайнером, размещенным в нижней части замковой плашки, который выполнен в виде подпружиненной фиксирующей планки, которая надежно фиксирует клинок в раскрытом положении и предотвращает риск случайного закрывания и раскрывания ножа.
При совмещении замковой плашки и накладной плашки и креплении их друг с другом посредством крепежных элементов, складной нож дополнительно снабжен бэкспейсером, который представляет собой проставку в зазор, образующийся между плашками в верхней части рукоятки.
Клинок снабжен штифтом, который выполняет функцию упора и предназначен для ограничения траектории перемещения клинка.
Дополнительно для повышения надежности ножа и долговечности его эксплуатации, шарнирное соединение заявляемого складного ножа может содержать центратор под переходную посадку для стягивающего винта. Замковая плашка может дополнительно содержать фиксирующую планку, впресоовки или резьбу и иные дополнительные элементы.
Заявляемая конструкция складного ножа в процессе его изготовления обеспечивает простую сборку, а в процессе эксплуатации- ремонтопригодность и долговечность.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
- шарнирное соединение клинка выполнено только к одной плашке, выполняющей функцию замковой плашки, при этом крепление клинка к замковой плашке осуществлено посредством стягивающего винта;
- осевая втулка с одной стороны имеет фланец, который взаимодействует с поверхностью замковой плашки;
-  на осевой втулке установлена дополнительная шайба, которая взаимодействует с поверхностью клинка таким образом, что установленные на осевой втулке шайбы размещены с левой и правой стороны клинка;
- плашки рукоятки разъемно соединены друг с другом;
- шайбы выполнены из антифрикционного упруго - деформируемого материала.
Поэтому можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».
Полезная модель может быть реализована с использованием известных технических средств, и собрана известными в технике способами. Поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
На Фиг.1 показан заявляемый складной нож в разобранном виде при раскрытом положении клинка;
на Фиг.2 схематично показано шарнирное соединение складного ножа в сборе на примере когда фланец осевой втулки взаимодействует с наружной поверхностью замковой плашки;
на Фиг.3- тоже что на Фиг.2, на примере когда фланец осевой втулки установлен с заглублением в наружную поверхность замковой плашки, а стержень осевой втулки имеет резьбовое соединение с телом замковой плашки;
на Фиг.4 - тоже что на Фиг.3, но на примере, когда фланец осевой втулки установлен с внутренней стороны замковой плашки, а осевая втулка имеет плотную посадку за счет впрессовки;
на Фиг.5 -тоже что на Фиг.3, но на примере когда стягивающий винт снабжен центратором;
на Фиг.6 -тоже что на Фиг.5, но на примере когда фланец осевой втулки взаимодействует с наружной поверхностью замковой плашки;
на фиг. 7 показано тоже, что на Фиг.5, но на примере когда втулка выполнена заподлицо с наружной поверхностью замковой плашки, которая снабжена фиксирующей планкой (лайнером);
на Фиг. 8 -тоже что на Фиг.6, но на примере где стягивающий винт выполнен с потайной головкой, которая выведена в накладную плашку.
Складной нож содержит клинок 1, который шарнирно крепится к замковой плашке 2. При этом, клинок 1 и замковая плашка 2 установлены на осевую втулку 3, которая имеет фланец 4, взаимодействующий с замковой плашкой 2, имеющей отверстие под стержень осевой втулки 3. С обеих сторон клинка 1 на осевую втулку 3 установлены шайбы 5 и 6 толщиной предпочтительно не менее 1,35мм, выполненные из антифрикционного упруго-деформируемого материала, в качестве которого предпочтительно использовать композитный фторопласт, имеющий модуль упругости при сжатии не менее 800 МПа. В осевую втулку 3 завинчивается стягивающий винт 7, головка которого обращена к накладной плашке 8. К замковой плашке 2 разъемно крепится накладная плашка 8, образуя рукоятку, в зазор между плашками 2 и 8 может устанавливаться проставка 11 (бэкспейсер), которая размещена в верхней части рукоятки. Клинок 1 снабжен штифтом 9, выполняющий функцию упора и ограничивающий ход. На замковой плашке 2 установлен лайнер 10 (подпружиненная фиксирующая планка), которая размещена в нижней части замковой плашки 2. Накладная плашка 8 имеет отверстия для винтов крепления 12, посредством которым накладная плашка 8 соединена с замковой плашкой 2, имеющая ответные отверстия 13. Дополнительно осевая втулка 3 и замковая плашка 2 могут быть выполнены с плотной посадкой, которая может реализовываться посредством впрессовки 14, обеспечивающей соединение осевой втулки 3 и замковой плашки 2 внатяг. Дополнительно стягивающий винт 7 может быть снабжен центровкой 15, который увеличивает точность посадки и надежность шарнирного соединения.
Сборка складного ножа производится сборкой на замковой плашке 2 шарнирного соединения путем последовательной установки в отверстие замковой плашки 2 осевой втулки 3, фланца 4, который взаимодействует с замковой плашкой 2, последующего насаживания на стержень осевой втулки 3 шайбы 5, клинка 1 и шайбы 6, которые стягиваются посредством стягивающего винта 7, завинчиваемого в стержень осевой втулки 3 посредством резьбового соединения 16. При необходимости к замковой плашке крепится лайнер 10 (Фиг.3, 7). Накладная плашка 8 крепится посредством винтов крепления 12 и отверстий 13 к замковой плашке 2, а зазор, образующийся между плашками 2 и 8, закрывается бэкспейсером 11. Для усиления жесткости шарнирного соединения стягивающий винт 7 может быть выполнен с центратором 15 (Фиг.5,7) под переходную посадку с осевой втулкой 3.  Такое соединение позволяет дополнительно более точно и равномерно перераспределить нагрузку от крутящих моментов и боковых усилий на клике 1 с антифрикционных шайб 5 и 6, что повышает долговечность осевого узла (шарнирного соединения). Выполнение стягивающего винта 7 с потайной головкой (Фиг.8), которая выведена в накладную плашку 8, позволяет регулировать шарнирное соединение без снятия накладной плашки 8. Установка фланца 4 с наружной поверхности замковой плашки 2 (Фиг.1, 2, 5 и 8) или с заглублением в тело замковой плашки (Фиг.3) или заподлицо с ней (Фиг. 7) или в непосредственной близости от внутренней поверхности (Фиг.4 и 5) обеспечивают одинаковый технический результат и являются примерами возможного расположения фланца 4 осевой втулки 3 относительно замковой плашки 2.
Консольная конструкция замковой плашки и состав шарнирного соединения в совокупности с материалом изготовления шайб обеспечивает получение заявленного технического результата. Особенностью заявляемой конструкции является также то, что шайбы выполнены из антифрикционного упруго-деформируемого материала с модулем упругости при сжатии не менее 800 МПа.
Как известно, в складных ножах широко используются шайбы, выполненные из бронзы или латуни, недостатком которых является их быстрый износ и высокий коэффициент трения без смазки, сложная настройка и, как следствие, быстрый выход ножей из строя или необходимость регулярного обслуживания. При использовании в шарнирном соединении подшипников необходима специальная смазка. Изготовление шайб из фторопласта показало также определенные недостатки из-за ползучести и холодной текучести данного материала.
Экспериментальные данные показывают, что использование антифрикционных упруго-деформируемых шайб предпочтительно с модулем упругости на сжатие не менее 800 МПа, позволяет сохранить параллельность рабочих контактных поверхностей клинка и рукояти при длительном использовании ножа, особенно при частом раскрывании и закрывании, а также при различных боковых нагрузках, при прикладывании к клинку моментов кручения при работе с плотными материалами. При этом, такие шайбы позволяют обеспечить возможность регулировки шарнирного соединения при износе с сохранением параллельности трущихся поверхностей без дополнительной подгонки. Одновременно заявляемая конструкция позволяет обеспечить не только перераспределение нагрузки на весь осевой узел (шарнирное соединение), но и повышает жесткость шарнирного соединения, которая влияет на долговечность и надежность работы складного ножа. Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить долговечность ножа на 15-17%.
Заявляемая конструкция позволяет одновременно обеспечить простоту сборки, т.к использование антифрикционных упруго-деформируемых шайб исключает жесткие требования к подгонке-притиранию, вышлифовке, т.е. позволяют использовать их без финишной подгонки с обычными допусками при изготовлении на современном оборудовании, что значительно сокращает необходимость ручной высококвалифицированной работы при сборке, но не приводит к потере качества сборки. Допуски влияют только на расположение клинка относительно рукоятки, а не на рабочие характеристики, т.е. обеспечивается высокая технологичность сборки складного ножа, а также его улучшенная ремонтопригодность.