МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ РУЧНОЙ ИНСТРУМЕНТ
MULTIFUNCTIONAL HAND TOOLS

Изобретение относится к ручному гидравлическому инструменту, который может использоваться при проведении спасательных работ при автомобильных авариях, пожарах и других видах чрезвычайных ситуаций.
Известен инструмент для аварийно-спасательных работ, выпускаемый фирмой «LUKAS» (Германия), который состоит из силового модуля и жестко закрепленным на нем исполнительным органом. В результате для каждого вида аварийно-спасательных работ требуется отдельный инструмент, вследствие чего требуется несколько инструментов с автономным приводом (например, ножницы, разжимы, домкраты и т.д.), что увеличивает продолжительность и стоимость аварийно-спасательных работ.
При этом следует отметить, что в процессе резания металла любым инструментом очень часто происходит «зажевывание» металла, что вызывает трудности в освобождении рабочих элементов инструмента из зоны реза.
Известен многофункциональный гидравлический инструмент по патенту РФ №2233735. Инструмент содержит силовой модуль, содержащий насосный узел, гидроцилиндр и сменные насадки. Данный инструмент устраняет недостатки аналога, так как для осуществления нескольких операций при проведении аварийно-спасательных работ достаточно одного инструмента, имеющего силовой модуль и несколько съемных насадок, которыми можно выполнять различные виды работ.
Недостатком данной конструкции является возможность изменения положения при выполнении работ инструмента только через 90°, а также в случае «зажевывания» разрезаемого металла возникают трудности освобождения рабочих элементов ввиду отсутствия возможности их механического разжима.
Наиболее близким по конструктивному выполнению с заявляемым является комплексный многофункциональный инструмент (патент РФ №2116170), содержащий сменный исполнительный механизм, включающий корпус, рабочие элементы и взаимодействующий с ними толкатель (ползун), приводной механизм, содержащий силовой цилиндр, размещенный в нем шток и поршень, и источник давления. При этом для соединения исполнительного механизма с приводом выполнены торцевые пазы и выступы на внешней поверхности корпуса и внутренней части толкателя исполнительного механизма, взаимодействующие с ответно выполненными торцевыми пазами и выступами на внешней поверхности поршня и внутренней части корпуса силового цилиндра. Фиксация соединения осуществляется накидной гайкой.
Недостатком данного инструмента является то, что так как в данной конструкции отсутствует постоянная ориентация пазов корпуса силового цилиндра и выступов поршня, а также учитывая, что выступы на корпусе силового цилиндра выполнены на его внутренней поверхности, соединение исполнительного механизма с силовым модулем осложняется тем, что требуется подгонка одновременного соединения выступов и пазов на корпусах силового цилиндра и исполнительного механизма, а также выступов и пазов поршня с толкателем (ползуном). Кроме того, для фиксации соединения необходимо закручивание соединения резьбовой накидной гайкой. Таким образом, значительно увеличивается время соединения исполнительного механизма с приводом, что недопустимо при смене насадок в процессе ведения аварийно-спасательных работ. Выполнение выступов на внешней поверхности корпуса исполнительного механизма и внутренней части толкателя приводит к увеличению габаритов привода и соответственно весу ручного инструмента. Кроме того, также как и в предыдущей конструкции, сложно разжать рабочие элементы ножниц при «зажевывании» разрезаемого металла и заклинивании рабочих элементов, так как конструктивное выполнение источника давления не позволяет провести освобождение рабочих элементов исполнительного механизма в данной ситуации.
Технической задачей изобретения является создание конструкции с постоянно ориентированными пазами на корпусе силового цилиндра, с выступами на поршне силового цилиндра для упрощения процесса соединения исполнительного механизма с силовым модулем, а также обеспечение возможности «разжатия» рабочих элементов в случае «зажевывания» металла.
Поставленная задача решается тем, что в ручном многофункциональном инструменте, содержащем сменные исполнительные механизмы, силовой модуль, включающий источник давления и силовой цилиндр с размещенным в его корпусе поршнем и штоком, жестко соединенный с источником давления, а исполнительный механизм содержит корпус с установленным на нем фиксатором соединения с силовым цилиндром, толкатель и рабочие элементы, взаимосвязанные с толкателем, причем соединение исполнительного механизма с силовым модулем выполнено в виде пазов и выступов в корпусе и толкателе и ответных выступов и пазов, выполненных на штоке силового модуля, согласно изобретению на конце корпуса силового цилиндра, соединяемого с исполнительным механизмом, установлена муфта с возможностью вращения относительно корпуса, которая жестко соединена со штоком, при этом пазы и выступы выполнены на наружной поверхности муфты, а выступы и пазы на штоке выполнены в расточке штока. Кроме того, в качестве источника давления установлен гидравлический насос с гидрораспределителем.
Предложенная совокупность признаков имеет отличительные признаки как от аналогов, так и от прототипа. Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию «новизна».
В результате того, что муфта жестко соединена со штоком силового цилиндра, пазы и выступы штока находятся в постоянной ориентации с пазами и выступами, выполненными на внешней стороне муфты, поэтому при соединении корпуса исполнительного механизма с силовым цилиндром достаточно совместить один выступ на корпусе исполнительного механизма, с пазом на муфте, чтобы автоматически совпали все выступы и пазы толкателя и штока силового цилиндра. Так как муфта установлена с возможностью вращения относительно корпуса силового цилиндра, то при ее незначительном вращении происходит одновременное зацепление выступов корпуса исполнительного механизма с выступами муфты и зацепление выступов толкателя с выступами штока, что позволяет быстро произвести соединение исполнительного механизма с силовым модулем, с последующей фиксацией соединения. Выполнение выступов и пазов на внешней стороне муфты и в расточке штока позволяет уменьшить диаметр корпуса и штока и, следовательно, снизить диаметр и вес силового модуля. Наличие гидрораспределителя в насосном узле позволяет осуществлять в процессе работы инструмента режимы сжатия и разжима инструмента.
Предлагаемое изобретение обеспечивает новый механизм воздействия элементов в совокупности существенных признаков, наличие новых свойств, обуславливающих решение поставленной задачи. Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».
Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства, на фиг.2 - разрез по сечению А-А и Б-Б фиг.1, на фиг.3 - второй исполнительный механизм.
Многофункциональный инструмент состоит из силового модуля 1, включающего источник давления, выполненный в виде насосного узла 2, силового цилиндра 3 и сменных исполнительных механизмов 4 (ножницы) и 5 (комбинированные ножницы), которые предназначены для резки, стягивания и разжимания деталей. Насосный узел 2 содержит корпус 6, в котором установлен гидрораспределитель 7. На корпусе 6 закреплены ручка 8 и качающая рукоятка 9. Корпус 6 источника давления 2 жестко соединен с корпусом 10 силового цилиндра 3. Внутри корпуса 10 силового цилиндра 3 установлены поршень 11 со штоком 12 и клапанная система (на чертеже не показана). На противоположном конце шток 12 в расточке выполнен с пазами 13, радиальными выступами 14 и кольцевой канавкой 15. На другом конце корпуса 10 насажена с возможностью вращения относительно корпуса 10 через вставку 16 муфта 17, жестко связанная со штоком 12 шпонкой 18. На конце муфты 17, соединяющимся с исполнительным механизмом 4 или 5, по внешней поверхности выполнены пазы 19 и радиальные выступы 20, за которыми выполнена кольцевая канавка 21. Исполнительный механизм 4 содержит корпус 22, на котором установлена собачка 23 и к которому прикреплены осью 24 рабочие элементы 25, которые тягой 26 и осями 27 соединены с толкателем 28. На другом конце толкателя 28 по наружной поверхности выполнены ответно пазам 13 и выступам 14 штока 12 радиальные выступы 29, чередующиеся с пазами 30. На корпусе 22, соединяемым с муфтой 17, по внутренней стороне выполнены ответно пазам 19 и выступам 20 радиальные выступы 31 и пазы 32. Рабочие элементы исполнительного механизма 4 выполнены в виде ножей, а в исполнительном механизме 5 рабочие элементы выполнены в виде комбинированного резака, включающего по своей конструкции функции ножниц, а наконечники - функции сжатия-разжима. Собачка 23 выполнена с зубом 34, а на наружной стороне корпуса 22 выполнен паз 35 для захода зуба 34.
Инструмент работает следующим образом.
Конец корпуса 22 исполнительного механизма выступами 31 совмещаем с пазами 19 муфты 17. Ввиду того, что муфта 17 жестко соединена с штоком 12, пазы и выступы штока 12 находятся в постоянной взаимной ориентации с пазами и выступами муфты 17. В результате этого при совмещении выступов 31 корпуса 22 с пазами 19 муфты 17 корпуса силового цилиндра 10 автоматически выступы 29 совмещаются с пазами 13. При этом собачка 23 вследствие продвижения корпуса 22 вдоль муфты 17 отклоняется от исходного положения и зуб 34 выходит из паза 35. Поворачиваем корпус 22, в результате выступы 32 проходят в кольцевую канавку 21, а выступы 30 - в кольцевую канавку 15, при этом выступы 32 частично заходят за выступ 20, а выступы 30 - за выступы 14, при этом собачка 23 становится в исходное положение и зубом 34 защелкивается в паз 35. В итоге происходит надежное соединение исполнительного механизма с гидроцилиндром. Затем инструмент подводим в рабочую зону, например к стойке автомобиля, и гидрораспределитель 7 насосного узла 2 переключаем на режим резания. Качая рукоятку 9, осуществляем перемещение поршня 11 и штока 12. Последний перемещает толкатель 28, который воздействует на тягу 26 через оси 27. В результате рабочие элементы 25, поворачиваясь на оси 24, осуществляют разрезание стойки (на чертеже не показана). Посте этого устанавливаем распределитель 7 на режим разжима, качаем рукоятку 9, при этом происходит перемещение поршня 11 и штока 12, толкателя 28 и тяги 26 в обратном направлении, что обеспечивает разжим режущих элементов 25, даже в случае «зажевывания» металла, и выведение исполнительного механизма 4 из рабочей зоны. По окончании работы нажимаем на собачку 23, выводим зуб 34 из паза 35 и поворачиваем исполнительный механизм до совмещения выступов 31 с пазами 19. При этом в кольцевых канавках 15 и 21 выводятся из зацепления, соответственно, выступ 31 с выступом 20, а также выступ 29 с выступом 14. Исполнительный механизм 4 отсоединяется от корпуса 12 гидроцилиндра 3. Аналогично работает инструмент при осуществления резания, сжатия и разжима рабочими элементами исполнительного механизма 5. Время замены исполнительного механизма составляет 10-15 секунд.
Таким образом, конструктивное выполнение инструмента позволяет быстро соединить и разъединить исполнительный механизм с силовым модулем, а в случае «зажевывания», легко осуществить освобождение рабочих элементов из зоны реза.