РУЧНОЙ ШКУРОСЪЕМНЫЙ НОЖ
HAND-HELD FLAYING KNIFE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к ручным шкуросъемным ножам и к шкуросъемным ножам с силовым приводом для удаления шкуры с туши на мясоперерабатывающем заводе. Более точно, настоящее изобретение относится к шкуросъемным ножам, в которых используется пара режущих дисков, приводимых в режущее колебательное движение в противоположных направлениях.
Уровень техники
Ручные шкуросъемные ножи используются на мясоперерабатывающих предприятиях для снятия шкуры с туши животного. Наиболее распространенный тип шкуросъемного ножа включает в себя пару смежных режущих дисков или лезвий, которые приводятся в колебательное движение для резания в противоположных направлениях при помощи соответствующей пары толкателей. Базовая конструкция продемонстрирована в Патенте США №5,122,092, выданном Jarvis Products Corporation, патентообладателю настоящего изобретения. Подобные конструкции шкуросъемных ножей продемонстрированы и описаны в Патентах США №№4,368,560, 3,435,522 и 2,751,680.
В конструкции шкуросъемного ножа, описанной в вышеуказанных патентах, каждое режущее лезвие включает в себя зубья по своему периметру. Смежные дисковые лезвия приводятся в режущее колебательное движение в противоположных направлениях парой толкателей, соединенных с эксцентриковым механизмом привода, работающим от пневматического мотора, установленного в рукоятке инструмента.
Мотор вращает ведущую шестерню, которая, в свою очередь, вращает главное ведущее зубчатое колесо, сориентированное под углом девяносто градусов к оси мотора. Главное ведущее зубчатое колесо вращает эксцентриковый вал для качания толкателей. В ходе каждого колебания зубья на одном дисковом лезвии перемещаются мимо зубьев смежного и двигающегося в противоположном направлении дискового лезвия. Таким образом, создается разделяющее и разрезающее воздействие, быстро удаляющее шкуру с туши.
Несмотря на то, что подобная конструкция шкуросъемного ножа доказала свою эффективность, существующие конструкции замедляются при большой нагрузке при резании и затем возвращаются к более высокой скорости при снятии нагрузки при резании. Для достижения оптимальной скорости резания при работе под нагрузкой, шкуросъемные ножи такого типа должны быть отрегулированы таким образом, чтобы работать с более высокой скоростью, когда они не выполняют резание. Эта большая скорость в ненагруженном состоянии создает нежелательное повышение износа инструмента и шума. Чрезмерная скорость в ненагруженном состоянии является особой проблемой для шкуросъемных ножей, имеющих качающиеся лезвия, из-за частых движений лезвий и толкателей вперед и назад, и износа, связанного с колебательным движением на большой скорости.
Другая проблема существующих конструкций заключается в конструкции колебательных дисковых лезвий. Эти лезвия до сих пор изготавливались с постоянной толщиной во всех местах, за исключением режущих кромок, где толщина снижалась для формирования заостренных кромок лезвий и зубьев. В частности, внутренняя опорная область режущего диска имела ту же толщину, что и внешние участки лезвия. Каждое лезвие при этом вращается вокруг опоры, образованной отверстием в этой внутренней опорной области.
Ограниченная толщина лезвия является предпочтительной на внешних кромках лезвия, но это ограничивает площадь опорной поверхности в центре. Ограниченный размер опорного центрального отверстия создает износ в большей степени, чем желательно. Поскольку лезвие изнашивается, центральное отверстие увеличивается до тех пор, пока лезвие, в конечном счете, не станет непригодным для использования. Зачастую именно износ центральной опоры ограничивает срок эксплуатации лезвия. Если бы не этот чрезмерный износ опоры, лезвие можно было бы дополнительно заточить, и срок эксплуатации лезвия мог бы быть продлен.
Еще одна проблема заключается в колебательной природе толкателей и лезвий с эксцентриковым приводом, что создает существенную вибрацию. Известный способ снижения этой вибрации заключается в использовании уравновешивающих масс на главном ведущем зубчатом колесе, однако, такое решение обладает лишь частичной эффективностью. Для того чтобы избежать интерференции с качающимися толкателями, главное ведущее зубчатое колесо и любые уравновешивающие массы, присоединенные к нему, должны быть вертикально отдалены от плоскости толкателей. Такой интервал между движущейся массой толкателей и противоположно движущейся массой противовеса на главном ведущем зубчатом колесе создает биение.
Сначала величина этого биения довольно ограничена, и инструмент можно использовать с комфортом в течение долгих периодов времени. Однако, со временем, биение создает значительный чрезмерный износ. Поскольку опоры и подвижные части начинают изнашиваться, амплитуда биений увеличивается до тех пор, пока не создастся крайне нежелательная вибрация. Более того, износ, создаваемый таким перемещением, сокращает срок службы частей инструмента.
Принимая во внимание проблемы и трудности предшествующего уровня техники, задачей настоящего изобретения является обеспечение ручного шкуросъемного ножа, который работает с практически постоянной скоростью при работе под нагрузкой и при работе без нагрузки.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение ручного шкуросъемного ножа с лезвиями, которые изнашиваются в области центральной опоры намного медленнее, чем в существующих конструкциях.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является обеспечение ручного шкуросъемного ножа, который создает меньшую вибрацию, обеспечивая возможность комфортного использования в течение долгих периодов времени.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение ручного шкуросъемного ножа, который изнашивается медленнее благодаря сниженной вибрации.
Еще одной задачей изобретения является обеспечение уравновешенного эксцентрикового вала для ручного шкуросъемного ножа с встроенной уравновешивающей массой.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение уравновешивающей чашки для ручного шкуросъемного ножа со встроенной уравновешивающей массой.
Прочие задачи и преимущества изобретения станут более очевидны и более понятны из описания.
Сущность изобретения
Вышеуказанные и прочие задачи, которые станут понятны специалистам в данной области техники, решаются при помощи настоящего изобретения, которое относится к ручному шкуросъемному ножу. В первом варианте настоящего изобретения, корпус шкуросъемного ножа включает в себя вход для воздуха для обеспечения потока сжатого воздуха к двигателю, и регулятор скорости, подсоединенный между входом для воздуха и мотором, при этом регулятор скорости автоматически регулирует поток сжатого воздуха от входа для воздуха к пневматическому мотору для поддержания желаемой скорости вращения мотора.
Согласно одному объекту первого варианта изобретения регулятор скорости соединен для вращения с пневматическим мотором и работает под действием центробежной силы для ограничения потока сжатого воздуха от входа для воздуха к пневматическому мотору для снижения скорости мотора, когда скорость мотора выше желаемой скорости вращения.
В предпочтительном варианте, регулятор скорости включает в себя клапанную головку, соединенную для вращения с пневматическим мотором, и вход для воздуха присоединен к седлу клапана. Клапанная головка перемещается к седлу клапана для ограничения потока сжатого воздуха от входа для воздуха к пневматическому мотору и для снижения скорости мотора, когда скорость мотора выше желаемой скорости вращения.
Согласно другому объекту настоящего изобретения, регулятор скорости включает в себя пружину регулятора, смещающую клапанную головку вдаль от седла клапана, и подвижную массу, соединенную для вращения с пневматическим мотором. Подвижная масса смещается наружу, когда регулятор скорости вращается, и сжимает пружину регулятора для перемещения клапанной головки к седлу клапана и ограничения потока сжатого воздуха от входа для воздуха к пневматическому мотору.
Подвижная масса предпочтительно представляет собой один или несколько грузов регулятора, которые соприкасаются с наклонным фланцем на клапанной головке. По мере вращения грузов, они оказывают центробежную силу на наклонный фланец для сжатия пружины регулятора и перемещения клапанной головки к седлу клапана.
Согласно другому объекту конструкции шкуросъемного ножа, корпус включает в себя крышку механизма привода, состоящую из трех частей. Участок крышки механизма привода расположен над ведущим зубчатым колесом. Участок барьерной пластины расположен под толкателями, и участок стенки соединяет участок крышки механизма привода и участок барьерной пластины. Крышка механизма привода предпочтительно представляет собой цельный элемент, изготовленный из стали.
В соответствии с дополнительным объектом конструкции шкуросъемного ножа, каждый режущий диск включает в себя центральное отверстие и опорный выступ, окружающий центральное отверстие. Центральные отверстия и опорные выступы пары режущих дисков формируют опору, имеющую увеличенную опорную поверхность, которая окружает вал режущих дисков. Вал режущих дисков может включать в себя цилиндрический буртик, имеющий внешнюю опорную поверхность, которую окружает центральное отверстие и опорный выступ каждого режущего диска. Центральные отверстия и опорные выступы пары режущих дисков сообщаются для формирования опоры, имеющей внутреннюю опорную поверхность, соприкасающуюся с внешней опорной поверхностью цилиндрического буртика.
Согласно другому объекту ручного шкуросъемного ножа корпус шкуросъемного ножа включает в себя первую крышку, смежную с первым диском из пары режущих дисков, и вторую крышку, смежную со вторым диском из пары режущих дисков. При этом первая крышка имеет паз для приема опорного выступа первого диска из пары режущих дисков, и вторая крышка имеет другой паз для приема опорного выступа второго диска из пары режущих дисков. При этом цилиндрический буртик также может быть помещен в пазы первой и второй крышек.
Опорный выступ, окружающий центральное отверстие каждого режущего диска, предпочтительно выступает наружу лишь с одной стороны каждого режущего диска так, что пара дисков может быть собрана спинка к спинке без помехи от их соответствующих опорных выступов.
Во втором варианте изобретения шкуросъемный нож представляет собой динамически уравновешенный ручной шкуросъемный нож. Шкуросъемный нож включает в себя пару режущих дисков, механизм привода для приведения режущих дисков в режущее колебательное движение в противоположных направлениях, и мотор, установленный в корпусе. Механизм привода включает в себя эксцентриковый вал, главное ведущее зубчатое колесо, соединенное с эксцентриковым валом для вращения, пару толкателей, и первую и вторую уравновешивающие массы, расположенные по противоположным сторонам толкателей.
Каждый толкатель подсоединен между эксцентриковым валом и соответствующим режущим диском. Путем расположения уравновешивающих масс по противоположным сторонам от толкателей, уравновешивающие массы взаимодействуют для обеспечения уравновешивания, действующего в месте между уравновешивающими массами и противоположной массой эксцентрически движущихся толкателей, для обеспечения эффективного динамического уравновешивания шкуросъемного ножа.
Согласно одному объекту второго варианта изобретения первая уравновешивающая масса выполнена как одно целое с эксцентриковым валом. Вторая уравновешивающая масса может быть выполнена как одно целое с главным ведущим зубчатым колесом, или, более предпочтительно, она может быть выполнена как отдельная часть, содержащая уравновешивающую чашку, расположенную ближе к толкателям и эксцентрику, чем главное ведущее зубчатое колесо. Уравновешивающая чашка включает в себя отверстие под вал, продолжающееся полностью через уравновешивающую чашку, и отверстие в чашке, которое зацепляется с эксцентриковым валом для предотвращения вращения второй уравновешивающей массы относительно эксцентрикового вала.
Двойная уравновешивающая конструкция предпочтительно реализуется в шкуросъемном ноже, в котором корпус имеет съемную крышу лезвия и съемную крышку привода, и механизм привода может быть снят без удаления мотора, когда крышка лезвия и крышка привода удалены.
Настоящее изобретение также направлено на уравновешенный эксцентриковый вал для ручного шкуросъемного ножа, имеющий корпус, пару режущих дисков, главное ведущее зубчатое колесо, приводимое в действие мотором, и пару толкателей, приводимых в действие мотором через главное ведущее зубчатое колесо, для приведения режущих дисков в режущее колебательное движение в противоположных направлениях. Уравновешенный эксцентриковый вал включает в себя первый цилиндрический участок вала для ввода в первую опору в корпусе шкуросъемного ножа, зубчатый участок вала для приема главного ведущего зубчатого колеса, и эксцентриковый участок вала для приведения в движение пары толкателей. Первая уравновешивающая масса выполнена как одно целое с эксцентриковым валом, и второй цилиндрический участок вала вращается внутри второй опоры в корпусе шкуросъемного ножа. Первый и второй цилиндрические валы и вал-шестерня выровнены по оси, и эксцентриковый вал смещен по оси от них.
Настоящее изобретение дополнительно направлено на уравновешивающую чашку для ручного шкуросъемного ножа типа, описанного выше. Уравновешивающая чашка включает в себя отверстие под вал, продолжающееся через уравновешивающую чашу и образующее ось вращения для уравновешивающей чашки, при этом уравновешивающая масса смещена к первой стороне от оси вращения, и отверстие чашки, продолжающееся частично через уравновешивающую чашку, и имеющую центр, смещенный ко второй стороне от оси вращения, противоположной первой стороне. Отверстие чашки имеет такой размер, чтобы зацепляться с эксцентриковым участком эксцентрикового вала для предотвращения вращения уравновешивающей массы относительно эксцентрикового вала.
Краткое описание чертежей
Признаки настоящего изобретения, считающиеся новыми, и основные особенности изобретения подробно определены в прилагаемой формуле изобретения. Чертежи предназначены лишь для иллюстрации и не вычерчены в масштабе. Однако само изобретение, с позиции как организации, так и способа работы, может стать более понятным со ссылкой на подробное описание, следующее далее, совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.1 изображает вид сверху первого варианта шкуросъемного ножа в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2 изображает вид справа первого варианта шкуросъемного ножа в соответствии с настоящим изобретением в поперечном сечении вдоль линии 2-2 с Фиг.1.
Фиг.3 изображает вид в перспективе эксцентрика со встроенным первым противовесом в соответствии с настоящим изобретением, показанного на Фиг.1 и 2.
Фиг.4 изображает вид сверху второго противовеса в соответствии с настоящим изобретением, показанного на Фиг.1 и 2.
Фиг.5 изображает вид снизу в плане второго противовеса, показанного на Фиг.4.
Фиг.6 изображает вид сбоку второго противовеса, показанного на Фиг.4.
Фиг.7 изображает вид сбоку в поперечном сечении участка второго варианта шкуросъемного ножа в соответствии с настоящим изобретением. Изображен лишь центральный участок шкуросъемного ножа поблизости от механизма привода и эксцентрика.
Фиг.8 изображает вид сбоку механизма привода третьего варианта шкуросъемного ножа в сборе в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.9 изображает вид сбоку в поперечном сечении участка регулятора скорости настоящего изобретения, как показано на Фиг.1 и 2.
Фиг.10 изображает вид сбоку в поперечном сечении участка ступицы лезвия в соответствии с настоящим изобретением, как показано на Фиг.1 и 2.
Осуществление изобретения
В описании предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения будет сделана ссылка на Фиг.1-10 чертежей, на которых подобные номера обозначают подобные признаки изобретения.
На Фиг.1 и 2 изображен ручной шкуросъемный нож 10 в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Шкуросъемный нож 10 включает в себя пару смежных режущих дисков 12 и 14, имеющих зубья 16, расположенные по периметру каждого диска. Режущие диски 12, 14 приводятся парой толкателей 18, 20 в режущее колебательное движение в противоположных направлениях при помощи эксцентрикового вала 22 (наилучшим образом показанного на Фиг.3).
Эксцентриковый вал 22 приводится в действие пневматическим мотором 24, расположенным в рукоятке 26 корпуса инструмента. Мотор 24 приводит в действие зубчатую шестерню 28, которая зацепляется с главным ведущим зубчатым колесом 30 и вращает его. Главное ведущее зубчатое колесо 30 закреплено на эксцентриковом валу 22 так, что вращение мотора и зубчатой шестерни вращает главное ведущее зубчатое колесо и эксцентриковый вал для привода толкателей и режущих дисков.
Эксцентриковый вал 22 удерживается между парой подшипников 32, 34, установленных в корпусе 36 шкуросъемного ножа. Корпус включает в себя рукоятку 26 в задней части инструмента, и передний конец инструмента, который оборачивает участок привода по окружности и снизу, и продолжается под режущие диски. Корпус также включает в себя крышку 37 механизма привода, которая продолжается по участку привода и сразу под режущими дисками, и крышку 39 лезвий, расположенную над режущими дисками. Такая конструкция корпуса обеспечивает простую очистку и удаление механизма привода без снятия мотора.
Крышка 37 механизма привода включает в себя три части, включающие в себя участок крышки 41 механизма привода, участок барьерной пластины 45 и участок стенки 43, которая соединяет две другие части. Участок крышки 41 механизма привода покрывает верхнюю часть сборки зубчатых колес и обеспечивает доступ к ним. Барьерная пластина 45 проходит под режущие диски и отделяет их от толкателей. Участок стенки 43 соединяет две другие части и дополнительно изолирует механизм привода от режущих дисков.
Эти три части сообщаются так, чтобы по существу герметизировать механизм привода внутри инструмента и отделить механизм привода и толкатели от режущих дисков 12, 14. Режущие диски 12, 14 расположены с одной стороны от барьерной пластины, в соприкосновении с ее плоским участком. Барьерная пластина 45 служит не только в качестве барьера от попадания загрязняющих веществ, но также как плоская опорная поверхность, по которой скользит режущий диск 14. Эта большая плоская опорная поверхность стабилизирует режущие диски и предотвращает их скручивание в ходе использования. Соответственно, для минимизирования износа, барьерная пластина предпочтительно изготовлена из более твердого материала, чем остальная часть корпуса. Для конструкций предшествующего уровня техники, чей корпус включает барьерную пластину, требовалось, чтобы корпус и барьерная пластина были изготовлены из одного материала. В результате для надлежащего отверждения поверхности барьерной пластины и предотвращения чрезмерного износа требовались дополнительные этапы обработки.
В настоящем изобретении, как участок крышки механизма привода, так и барьерная пластина, предпочтительно изготовлены из стали. Более того, сталь представляет собой превосходный материал для приема подшипника 32, и в случае блокировки подшипника 32, наносимый вред будет меньше, чем если бы крышка механизма привода была изготовлена из алюминия. Если повреждение сильное, крышку механизма привода можно легко заменить.
Главное ведущее зубчатое колесо 30 имеет зубья, обращенные внутрь, и приводится в действие мотором 24 через ведущую шестерню 28. Из-за того, что главное ведущее зубчатое колесо 30 установлено с той же стороны от зубчатой шестерни, что и крышка механизма привода, весь механизм привода можно удалить из корпуса лишь путем снятия крышки механизма привода.
Толкатели 18, 20 приводятся в действие эксцентриковым валом так, что задние концы толкателей концентрично зацепляются с эксцентриком и перемещаются по кругу по мере вращения эксцентрикового вала. Передние концы толкателей перемещаются вперед и назад приблизительно параллельно оси шкуросъемного ножа. Перемещающиеся передние концы присоединены к режущим дискам 12, 14 через барьерную пластину, по одному толкателю на каждый диск.
Каждый толкатель простирается до противоположной стороны вала 38 режущего диска и соединяется с соответствующим режущим диском на соответствующей стороне вала режущего диска. По мере перемещения вперед каждого толкателя, он вращает режущий диск, к которому он присоединен, в направлении, противоположном вращению режущего диска, приводимого в движение другим толкателем с противоположной стороны вала 38 режущих дисков. Это производит противоположные колебания режущих дисков настоящего инструмента.
В ходе каждого режущего колебания зубья 16 режущего диска 12 проходят мимо перемещающихся в противоположном направлении зубьев смежного режущего диска 14. По мере продолжения вращения эксцентрикового вала, толкатели 18 и 20 отводятся назад, и направление движения режущих дисков 12, 14 изменяется на противоположное. Это вынуждает режущие зубья 16 одного режущего диска вновь проходить мимо зубьев другого режущего диска, движущегося в противоположном направлении, для создания ножничного воздействия между зубьями, перемещающимися в противоположных направлениях, что позволяет оператору шкуросъемного ножа быстро и эффективно удалить шкуру с туши.
Более подробное описание работы и преимуществ конструкции корпуса можно найти в Патенте США №5,122,092, выданном Jarvis Products Corporation, патентообладателю настоящего изобретения, описание которого приведено здесь для ссылки.
Из вышеприведенного описания понятно, что все ручные шкуросъемные ножи такой базовой конструкции подвержены вибрациям в результате качающихся масс толкателей и режущих дисков, приводимых в действие системой эксцентрикового привода. В ходе каждого поворота эксцентрикового вала два толкателя перемещаются вперед и назад, и дисковые лезвия ускоряются в первом направлении, затем останавливаются, и ускоряются в противоположном направлении.
Известный способ снижения такой вибрации заключается в обеспечении уравновешивающей массы на главном ведущем зубчатом колесе 30. Уравновешивающая масса на главном ведущем зубчатом колесе (которое расположено в отделении привода около верха инструмента на Фиг.2) расположена так, что она движется обратно (к рукоятке инструмента), когда эксцентриковый участок эксцентрикового вала (расположенный в отделении привода около дна инструмента на Фиг.2) перемещает два толкателя вперед (к режущим дискам на рабочем конце инструмента).
Принципиальной сложностью при таком способе снижения вибрации является то, что он не обеспечивает истинного динамического уравновешивания для шкуросъемного ножа. Для обеспечения зазора для толкателей и для обеспечения возможности удаления механизма привода без снятия мотора, главное ведущее зубчатое колесо должно быть расположено над осью мотора - в плоскости, которая расположена на достаточном расстоянии над плоскостью качающихся масс толкателей. Следовательно, поскольку толкатели перемещаются вперед под действием эксцентрика, существует обратная сила реакции, прилагаемая внизу в отделении привода в инструменте (где расположены эксцентрик и толкатели). Одновременно, уравновешивающая масса на главном ведущем зубчатом колесе перемещается назад, но таким образом создается сила реакции, действующая вперед, прилагаемая вверху в отделении привода в инструменте, где должно быть расположено главное ведущее зубчатое колесо.
Несмотря на то, что силы, оказываемые уравновешивающей и движущейся массами, противоположно направлены, из-за того, что они не лежат в одной плоскости, они не компенсируют друг друга полностью. Сила внизу отделения привода инструмента от движущихся масс и сила вверху в отделении привода создают увеличенный крутящий момент на инструменте, который изменяет направление с каждым колебанием режущих дисков. В результате, в инструментах предшествующего уровня техники, даже в инструментах с уравновешиванием ведущего зубчатого колеса, инструмент динамически неуравновешен, и присутствуют биения, которые производят существенный износ ведущих компонентов инструмента.
Сначала биение относительно невелико, но по мере того, как подшипники и толкатели начинают изнашиваться, уровень вибрации и биения быстро возрастает до нежелательных уровней. Настоящее изобретение решает эту проблему путем обеспечения двух уравновешивающих масс, расположенных с противоположных сторон относительно плоскости толкателей. Две уравновешивающие массы взаимодействуют для обеспечения уравновешивания, которое действует в месте между уравновешивающими массами, и непосредственно противоположными и лежащими в одной плоскости качающимися массами толкателей.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения уравновешивающая масса над плоскостью толкателей удаляется с главного ведущего зубчатого колеса, и перемещается на отдельную уравновешивающую чашку 54 (смотри Фиг.4-6), которая также выполняет функцию разделителя. При удалении уравновешивающей массы с главного ведущего зубчатого колеса, его можно переместить ближе к плоскости толкателей, что снижает создаваемый крутящий момент и биение, получающееся в результате. Дополнительно, стоимость изготовления комплекса главного ведущего зубчатого колеса существенно снижается.
На Фиг.3 изображен эксцентриковый вал в соответствии с настоящим изобретением, используемый в предпочтительной конструкции шкуросъемного ножа на Фиг.1 и 2. Эксцентриковый вал 22 включает в себя первый и второй участки цилиндрического вала 42, 44, помещаемые в подшипники 34 и 32, соответственно. Эксцентриковый участок 46 вала расположен по центру, и цилиндрические опоры на задних концах толкателей помещаются на эксцентриковый участок 46 вала. Рядом с эксцентриковым участком 46 вала расположена первая уравновешивающая масса 48. Следует отметить, что первая уравновешивающая масса 48 расположена по существу с противоположной стороны вала 22 относительно эксцентрикового участка 46. Так, когда толкатели перемещаются к передней части инструмента на Фиг.1 и 2, уравновешивающая масса 48 будет перемещаться к задней части инструмента.
Можно видеть, что уравновешивающая масса 48 расположена очень близко к эксцентриковому участку 46 вала. Соответственно, даже без второй уравновешивающей массы на уравновешивающей чашке 54 размещение первой уравновешивающей массы 48 близко к плоскости толкателей улучшает уравновешивание по сравнению с отдаленным расположением на главном ведущем зубчатом колесе, как в предшествующем уровне техники.
Главное зубчатое колесо 30 установлено на эксцентриковый вал 22 на участке зубчатого вала 50 рядом с опорным участком 44 вала.
Для обеспечения истинного динамического уравновешивания, уравновешивающая масса должна быть расположена непосредственно напротив эксцентрика приблизительно в плоскости толкателей 18, 20. Однако такое расположение создаст интерференцию между уравновешивающей массой и толкателями, когда толкатели перемещаются к задней части инструмента, и уравновешивающая масса должна перемещаться к передней части инструмента. Соответственно, вторая уравновешивающая масса 52 расположена на противоположной стороне от эксцентрика и толкателей относительно первой уравновешивающей массы 48, так что эффективная уравновешивающая масса воздействует в точке между первой и второй уравновешивающими массами.
В предпочтительной конструкции вторая уравновешивающая масса встроена в уравновешивающую чашку 54, изображенную на Фиг.4, 5 и 6. Уравновешивающая чашка 54 включает в себя отверстие 56 под вал, которое продолжается насквозь через уравновешивающую чашку и образует ось вращения 58 для уравновешивающей чашки. Вторая уравновешивающая масса 52 смещена к одной стороне оси вращения 58, и отверстие 60 в чашке, которое продолжается лишь частично сквозь уравновешивающую чашку, имеет центр 62 (см. Фиг.6), который смещен в противоположном направлении от уравновешивающей массы 52.
Как можно заключить из сравнения Фиг.3 и 6 с поперечным сечением на Фиг.2, уравновешивающая чашка 54 скользит по эксцентриковому валу 22. Отверстие 56 под вал соответствует диаметру эксцентрикового вала на участке 64, в то время как отверстие 60 в чашке имеет размер, подходящий для приема эксцентрикового участка вала 46 и зацепления с ним на участке, обозначенном позицией 66. Из-за того, что центр 62 отверстия 60 чашки смещен относительно оси 58, зацепление между отверстием 60 чашки и эксцентриковым участком 46 вала служит для предотвращения вращения уравновешивающей массы 52 относительно эксцентрикового вала 22. Вторая уравновешивающая масса 52 всегда остается с той же стороны вала 22, что и первая уравновешивающая масса 48, и эта сторона всегда противоположна стороне вала от эксцентрика 46.
Такая двойная уравновешивающая конструкция создает эффективное динамическое уравновешивание, воздействующее по существу противоположно массам, приводимым в действие эксцентриковым движением, и устраняет биение, описанное выше. В результате достигается значительное снижение износа, продление срока службы ведущих компонентов и увеличение периода времени, в течение которого инструмент можно использовать без усталости оператора.
Следует отметить, что настоящее изобретение направлено не только на конструкцию шкуросъемного ножа с двойным уравновешиванием на Фиг.1 и 2, но также на отдельные компоненты привода для ручного шкуросъемного ножа, содержащие эксцентриковый вал на Фиг.3 со встроенным противовесом 48 и уравновешивающую чашку, показанную на Фиг.4, 5 и 6, со встроенной уравновешивающей массой 52.
Конструкция, показанная на Фиг.1-6, позволяет располагать уравновешивающие массы 48 и 52 очень близко к плоскости толкателей и движущихся масс. В результате любой остаточный дисбаланс или дисбаланс от последующего износа или производственные вибрации приводят к заметно меньшей амплитуде биений по сравнению с уравновешивающими конструкциями предшествующего уровня техники с одним противовесом, расположенным далеко от плоскости толкателей.
Несмотря на то, что на Фиг.1 и 2 изображен предпочтительный вариант осуществления, на Фиг.7 показан альтернативный вариант осуществления, в котором один противовес остается на главном ведущем зубчатом колесе, как в предшествующем уровне техники, и второй противовес располагается с противоположной стороны от толкателей на эксцентриковом вале. На Фиг.7 показан лишь местный участок механизма привода. Показанный участок по существу соответствует центральной области, при этом эксцентриковый вал 22 показан в поперечном сечении как на Фиг.2.
Однако в конструкции на Фиг.7 уравновешивающая чашка с Фиг.4, 5 и 6 замещается уравновешенным главным зубчатым колесом 70 со встроенной уравновешивающей массой 72. Как можно видеть на увеличенном виде на Фиг.7, уравновешивающая масса 72 расположена с одной стороны от главного ведущего зубчатого колеса 70. Уравновешивающая чашка на Фиг.4, 5 и 6, используемая в конструкции на Фиг.1 и 2, замещена простой разделительной чашкой 74, расположенной между главным ведущим зубчатым колесом 70 и эксцентриком 46. Разделительная чашка не имеет уравновешивающей массы.
Во всех других отношениях вариант осуществления на Фиг.7 соответствует варианту осуществления на Фиг.1-6. Уравновешивающая масса 48 на эксцентриковом валу расположена с противоположной стороны от толкателей относительно уравновешивающей массы 72 на ведущем зубчатом колесе. Как и в конструкции на Фиг.1-6, эти две уравновешивающие массы взаимодействуют для обеспечения динамического уравновешивания, которое действует по существу противоположно эксцентрику 46 в плоскости толкателя.
На Фиг.8 изображен еще один вариант осуществления уравновешенного механизма привода в соответствии с настоящим изобретением. В этой конструкции обе уравновешивающие массы полностью отделены от эксцентрикового вала. Первая уравновешивающая масса 80 представляет собой отдельную деталь, расположенную под эксцентриковым участком 46 вала, куда присоединены толкатели (изображенные пунктиром 82). Первая уравновешивающая масса 80 в данной конструкции удерживается на месте при помощи шпильки 84 для предотвращения ее вращения вокруг эксцентрикового вала. Шпилька 84 обеспечивает то, что первая уравновешивающая масса 80 всегда остается противоположной направлению смещения эксцентрикового участка 46 вала.
Первая уравновешивающая масса 80 является съемной и может быть заменена путем снятия механизма привода на Фиг.8, удаления шпильки 84 и удаления путем скольжения первой уравновешивающей массы 80 с конца эксцентрикового вала.
Вторая уравновешивающая масса 72 расположена на главном ведущем зубчатом колесе, как и в конструкции на Фиг.7, над эксцентриковым участком 46 вала. Вторая уравновешивающая масса 72 расположена с противоположной стороны относительно оси вращения эксцентрикового вала от смещенного эксцентрикового участка 46 вала, и с той же стороны от этой оси, что и первая уравновешивающая масса 80.
Из различных продемонстрированных вариантов осуществления ясно, что первая и вторая уравновешивающие массы могут являться частью эксцентрикового вала (Фиг.3), частью ведущего зубчатого колеса (Фиг.7 и Фиг.8), либо отдельными деталями, такими как уравновешивающая чашка (Фиг.4-6) или первая уравновешивающая масса 80 (Фиг.8). В каждом случае одна уравновешивающая масса расположена над плоскостью толкателей, и другая - под вышеуказанной плоскостью, так что вибрация, вызываемая эксцентрично движущимися массами инструмента, эффективно и динамически уравновешивается.
Помимо двойного уравновешивания, описанного выше, предпочтительный вариант осуществления шкуросъемного ножа также включает в себя регулятор 100 скорости, расположенный в рукоятке 26. Регулятор скорости работает путем ограничения потока сжатого воздуха от входа 102 для воздуха к мотору 24, когда мотор быстро вращается, и путем открытия для большей подачи сжатого воздуха, когда мотор замедляется.
Со ссылкой на Фиг.9 далее будет описана конструкция и принцип работы регулятора 100 скорости. Сжатый воздух из входа 102 для воздуха протекает в воздухопровод 104. Воздухопровод 104 включает в себя седло 106 клапана. Напротив седла 106 клапана расположена клапанная головка 108, которая может перемещаться к седлу 106 клапана. Клапанная головка 108 имеет скошенный конец 110, служащий для ограничения потока воздуха через пространство между седлом 106 клапана и скошенным концом 110. Воздух, проходящий через пространство между седлом 106 клапана и скошенным концом 110, в конечном счете, приводит в действие мотор 24.
Клапанная головка 108 смещена вправо, как показано на Фиг.9, под действием пружины 112 регулятора. Пружина 112 регулятора окружает сердечник 116 и зажата между простирающимся наружу выступом 114 на сердечнике 116 и простирающимся внутрь выступом 118 на клапанной головке 108.
Клапанная головка 108 также включает в себя наклоненный наружу фланец 120, который удерживает множество грузов 122 регулятора между наклонным фланцем 120, сердечником 116 и корпусом 124 регулятора. Клапанная головка 108, сердечник 116, корпус 124 регулятора, грузы 122 регулятора и пружина 112 регулятора вращаются вместе с мотором 24. Поскольку грузы 122 регулятора вращаются вместе с мотором, центробежная сила стремится развести их наружу и вверх по наклонному фланцу 120 между наклонным фланцем 120 и корпусом 124 регулятора.
Грузы 122 регулятора выполняют функцию движущейся массы, действующей как регулятор под действием центробежной силы. Движение грузов регулятора наружу оказывает силу на наклонный фланец 120 и клапанную головку 108, которая сжимает пружину 112 и смещает скошенную область 110 клапанной головки 108 к седлу 106 клапана. Чем быстрее вращается мотор, тем больше подобное воздействие ограничивает поток воздуха, и тем меньшей пневматической мощности подается на мотор.
Когда шкуросъемный нож начинает резание, и нагрузка на мотор возрастает, скорость мотора будет падать. Такое снижение скорости вызовет снижение центробежной силы, оказываемой грузами регулятора на клапанную головку 108. В свою очередь пружина 112 будет смещать клапанную головку 108 вдаль от седла клапана, и клапан будет открываться больше, тем самым обеспечивая больший поток воздуха. В результате увеличения потока воздуха мотор будет производить больше мощности, и вновь будет возвращаться к своей первоначальной рабочей скорости даже под нагрузкой.
Регулятор 100 будет регулировать скорость вышеописанным образом при значительных изменениях рабочей нагрузки. Когда скорость вращения мотора превышает желаемую скорость, регулятор ограничивает поток сжатого воздуха для снижения скорости. Когда скорость вращения мотора ниже желаемой скорости, регулятор открывается для увеличения потока воздуха и увеличивает скорость мотора.
Предпочтительный вариант шкуросъемного ножа дополнительно включает в себя улучшенную конструкцию режущего диска для режущих дисковых лезвий 12 и 14. Режущие диски 12 и 14 вращаются на центральном вале 38 режущих дисков, который включает в себя верхний болт 150, нижнюю гайку 152 и цилиндрический буртик 154. Буртик 154 имеет внешнюю поверхность 156, которая выполняет функцию опорной поверхности, на которой вращаются режущие диски 12 и 14. В существующих конструкциях шкуросъемного ножа, лезвия дисков имеют постоянную толщину. Однако, как можно видеть на Фиг.10, упрочненные режущие диски 12, 14 настоящего шкуросъемного ножа имеют цилиндрический выступ (158 на режущем диске 12 и 160 на режущем диске 14), который существенно увеличивает опорную поверхность между режущими дисками и внешней опорной поверхностью 156 буртика 154.
В предпочтительной конструкции режущие диски изготавливаются из материала, который толще, чем конечная толщина внешней области диска, и равна толщине цилиндрических опорных выступов 158 и 160 в центре диска. Дисковые лезвия шлифуются для снижения их толщины повсюду, за исключением цилиндрических опорных выступов 158 и 160. Однако, альтернативно, опорный выступ может быть добавлен при помощи такого процесса, как припаивание или приваривание дополнительного материала, или путем деформации более тонкого листа на внутреннем периметре для формирования выступа.
Снижение толщины дискового лезвия на внешней области по сравнению с толщиной цилиндрического выступа в центре дискового лезвия представляет два принципиальных преимущества. Первое преимущество заключается в том, что вес каждого режущего дискового лезвия снижается. Это снижает качающуюся массу, что снижает износ и вибрацию, а также уменьшает общий вес шкуросъемного ножа. Второе преимущество заключается в том, что общая толщина совмещенных дисков 12 и 14 снижается, что позволяет режущим дискам легче входить в пространство между тушей и шкурой для удаления шкуры, и улучшает режущую способность по сравнению с более толстыми режущими дисками.
Следует отметить, что режущие диски 12 и 14 идентичны, за исключением того, что один перевернут относительно другого. Опорные выступы 158, 160 простираются наружу под углом девяносто градусов к плоскости их соответствующих режущих дисков. Когда режущие диски перевернуты и приводятся в соприкосновение друг с другом тыльными сторонами, как показано, выступы 158 и 160 простираются в противоположных направлениях, и не пересекаются друг с другом. В результате площадь опорной поверхности в центре инструмента значительно увеличивается, и срок службы режущих дисков также значительно увеличивается.
Простирающийся вверх опорный выступ 158 режущего диска 12 помещен внутрь соответствующего паза 162 в крышке 39 лезвия. Простирающийся вниз опорный выступ 160 на режущем диске 14 помещен внутрь подобного цилиндрического паза 164, выполненного в крышке 37 механизма привода. Пазы 162 и 164 также обеспечивают зазор для цилиндрического буртика 154.
Выступание наружу опорных выступов 158 и 160, в комбинации с формой пазов 162 и 164, также предотвращает попадание загрязнений в опорную область между внешней опорной поверхностью цилиндрического буртика 154 и внутренней опорной поверхностью, образованной опорными выступами 158 и 160 и центральными отверстиями режущих дисков.
Несмотря на то, что конструкция опорного выступа, описанная выше, наилучшим образом подходит для ручных шкуросъемных ножей, имеющих лезвия режущих дисков, качающиеся в противоположных направлениях, также может быть выполнена конструкция шкуросъемного ножа, в которой единственный режущий диск постоянно вращается, в которой пара режущих дисков постоянно вращается в противоположных направлениях, или конструкции шкуросъемных ножей, в которых одно лезвие качается, а другое лезвие остается неподвижным.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было подробно описано со ссылкой на его конкретный предпочтительный вариант, специалистам в данной области техники очевидны различные альтернативы, модификации и изменения в свете вышеприведенного описания. Следовательно, считается, что прилагаемая формула изобретения охватывает все подобные альтернативы, модификации и изменения как попадающие в пределы настоящего изобретения.
Ниже следует формула описанного изобретения.