МУФТА ДЛЯ КУХОННОГО ПРИБОРА
COUPLING FOR KITCHEN APPLIANCE

Область техники
Предлагаемое изобретение относится к муфте для кухонного прибора, которая предназначена для посадки на приводное устройство кухонного прибора с целью приведения инструмента во вращение вокруг оси вращения, причем наружная поверхность муфты по периметру имеет, по меньшей мере, одну приемную область для крепления инструмента.
Уровень техники
Кухонные приборы, в частности кухонные комбайны, приводятся в действие электродвигателями. Электродвигатель содержит приводной вал, который посредством подходящих муфт может передавать вращение на рабочий инструмент, например режущий нож. Муфты должны быть выполнены таким образом, чтобы они соединяли инструмент с приводным валом и исключали возможность проворачивания этих компонентов  относительно друг друга. Затем вращающийся инструмент может обрабатывать смешиваемые продукты (например, продукты питания), которые могут быть помещены внутрь чаши. Необходимо в максимально возможной степени исключить проворачивание инструмента и его высвобождение из муфты, например, при обработке вязких смешиваемых продуктов или изменении скорости вращения приводного устройства.
Это реализуется мерами, которые описаны, например, в патентной заявке DE 4414415 С1. В этой заявке предлагается оснастить приводную ступицу кулачками, чтобы удерживать рабочий инструмент в своем положении без возможности проворачивания. Немецкая полезная модель 29501484.9 описывает кухонный прибор, причем муфта соединена с инструментом замком, который содержит несколько пазов, взаимодействующих с подходящими элементами рабочего инструмента.
Основная проблема таких муфт уровня техники заключается в том, что они не могут надежно функционировать независимо от направления вращения приводного вала. Во время работы на инструмент может воздействовать отдача, обуславливаемая смешиваемыми продуктами, которая, в свою очередь, может высвободить инструмент из муфты. Это может привести к травмированию пользователя. Кроме того, затруднительна очистка таких муфт, так как продукты питания могут оседать внутри муфты. Эти затвердевшие продукты питания могут вызывать затруднения, в том числе, при установке инструмента в муфту, так как невозможна юстировка для установки инструмента в предусмотренное для него конечное положение.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является разработка муфты для кухонного прибора, которая будет эффективно приводить в действие инструмент и предотвратит высвобождение инструмента из муфты.
Поставленная задача решается муфтой с признаками, раскрываемыми в пункте 1 формулы изобретения. Выгодные варианты исполнения изобретения, которые могут применяться по отдельности или в сочетании друг с другом, описываются в зависимых пунктах формулы.
Муфта для кухонного прибора, описываемая изобретением, предназначена для посадки на приводное устройство кухонного прибора с целью приведения инструмента во вращение вокруг оси вращения и имеет по периметру наружную поверхность. Наружная поверхность содержит, по меньшей мере, одну приемную область для крепления инструмента. Приемная область содержит первую область зацепления и вторую область зацепления, благодаря чему инструмент, независимо от направления вращения, может крепиться, по существу, без возможности проскальзывания вдоль оси вращения.
Приемные области на наружной поверхности по периметру муфты обеспечивают постоянную плотную посадку инструмента без возможности проскальзывания вдоль оси вращения. Благодаря особой форме приемных областей усилия, обуславливаемые крутящим моментом приводного вала, действуют таким образом, чтобы компоненты силы всегда плотно удерживали инструмент в муфте. Такое удерживание имеет место при вращении в обоих направлениях и даже в случае отдачи на инструмент, которая может быть обусловлена, например, инерцией смешиваемых продуктов или изменением скорости вращения приводящего двигателя. Таким образом, инструмент может постоянно вращаться на постоянном удалении от дна чаши для смешивания или контейнера, в котором инструмент вращается и обрабатывает продукты питания. За счет использования двух приемных областей инструмент может удерживаться без зазора при вращении в обоих направлениях, то есть, например, первая приемная область действует при прямом вращении (в направлении нормального вращения двигателя), а вторая - в случае отдачи. Кроме того, устройство, описываемое изобретением, может компенсировать, например, вибрацию инструмента, так как один из компонентов силы всегда воздействует на инструмент таким образом, чтобы он не мог выскользнуть из крепления в муфте.
Согласно одному из вариантов исполнения предлагаемого изобретения первая область зацепления содержит приводную кромку, а вторая область зацепления - упорную кромку. Форма этих кромок позволяет улучшить контакт между инструментом и муфтой. Таким образом, инструмент надежно и безопасно фиксируется в муфте независимо от направления вращения. Даже при отдаче, обусловленной, например, остановкой электродвигателя, инструмент прочно удерживается в муфте.
Согласно предпочтительному варианту исполнения предлагаемого изобретения приводная кромка и упорная кромка ориентированы встречнопараллельно друг другу. Такая ориентация кромок удобна для изготовления и, кроме того, позволяет передавать крутящий момент муфты на инструмент в обоих направлениях вращения таким образом, чтобы вдоль оси вращения не мог возникнуть зазор. В случае обычного привода образуется компонент силы, который фиксирует инструмент в направлении приводного вала. Аналогичным образом образуется похожий компонент силы в случае отдачи на инструмент, обуславливаемой смешиваемыми продуктами, например, при остановке приводного двигателя.
Целесообразно, приводная кромка сформирована под углом к направлению оси вращения, причем угол наклона к оси вращения составляет от 10° до 20°, в частности 20°. Таким образом, на инструмент может воздействовать эффективное прижимающее усилие, обеспечивающее надежную фиксацию инструмента в муфте. Такой угол может быть особенно эффективно сформирован при изготовлении детали, в частности, методом литья под давлением.
Предпочтительно упорная кромка, по существу, параллельна направлению плотной посадки инструмента. Эта кромка также может быть легко изготовлена, а компонент силы, необходимый для фиксации инструмента в муфте в случае отдачи, также является достаточным.
Предпочтительно как приводная кромка, так и упорная кромка имеет скошенную фаску, которая проходит вдоль кромки и устроена таким образом, чтобы она фиксировала инструмент в муфте. Таким образом, инструмент может быть лучше зафиксирован при вращении в обоих направлениях, так как в области контакта имеет место прессовая посадка, благодаря чему улучшается передача крутящего момента. Такая прессовая посадка позволяет также исключить раздражающий стук, который может возникать при неплотном соединении инструмента и муфты.
В предпочтительном варианте исполнения приемная область дополнительно содержит третью область, которая выполнена между первой областью зацепления и второй областью зацепления и устроена таким образом, чтобы юстировать инструмент при его установке в муфту, устанавливая его в конечном положении. Таким образом, пользователь кухонного прибора может легко и удобно установить нужный инструмент, например режущий нож, в его рабочее или конечное положение. Третья приемная область обеспечивает автоматическое выравнивание инструмента в муфте.
Предпочтительно ось вращения ориентирована, по существу, по вертикали. Таким образом, муфта вместе с инструментом может компактно располагаться в контейнере или чаше кухонного прибора.
Согласно предпочтительному варианту исполнения приемные области симметрично расположены на наружной поверхности по периметру муфты и выступают из нее наподобие ребер. Такая конструкция удобна для изготовления. Исполнение приемной области в виде ребра на наружной поверхности позволяет эффективно передавать крутящий момент на инструмент.
Предпочтительно муфта может изготавливаться методом литья под давлением и выполняется, в частности, из пластмассы.
Краткое описание чертежей
Прочие выгодные варианты исполнения изобретения, которыми, однако, изобретение не ограничивается, описываются ниже на основании прилагаемых фигур, на которых схематично изображено:
Фигура 1: муфта согласно одному из вариантов исполнения предлагаемого изобретения;
Фигура 2: кухонный прибор с устройством для приготовления и установленным инструментом согласно одному из вариантов исполнения предлагаемого изобретения;
Фигура 3: перспективный вид муфты с инструментом;
Фигура 4: еще один вид муфты с установленным инструментом;
Фигура 5а: взаимодействие между муфтой и инструментом;
Фигуры 5b и 5с: силы, которые согласно изобретению обуславливаются соответствующим направлением вращения.
Осуществление изобретения
В приведенном ниже описании предлагаемого изобретения одинаковые или сравнимые компоненты имеют одинаковые обозначения.
Признаки, раскрываемые в нижеследующем описании, пунктах формулы изобретения и на фигурах, могут использоваться для реализации различных вариантов исполнения изобретения как по отдельности, так и в произвольных сочетаниях.
На фигуре 1 представлена муфта согласно возможному варианту исполнения предлагаемого изобретения. В нижней части муфты 1 имеется полость, которая предназначена для надевания на приводной вал кухонного прибора 13. Приводной вал, в свою очередь, приводится электродвигателем кухонного прибора 13. Муфта может быть изготовлена съемной, то есть ее можно снова снимать с приводного вала после использования. Инструмент, например режущий нож, легко устанавливается на муфту 1 сверху и фиксируется в муфте 1 с помощью приемных областей 4 согласно изобретению. Инструмент содержит, например, отверстие, которое соответствует наружному диаметру муфты 1. Инструмент 10 также выполнен таким образом, чтобы он мог быть снова снят с муфты. Следовательно, инструмент 10 также приводится во вращение электродвигателем кухонного прибора 13, что позволяет обрабатывать продукты питания в контейнере 9.
Муфта 1 может быть изготовлена из пластмассы, например, методом литья под давлением.
Муфта 1 содержит по периметру наружную поверхность 3, которая в данном варианте исполнения имеет форму цилиндра. Цилиндрическая форма проста в изготовлении. Еще одно преимущество этой формы заключается в простоте очистки в случае загрязнения муфты 1 продуктами питания. Наружная поверхность 3 по периметру муфты содержит несколько приемных областей 4, которые в этом примерном варианте исполнения расположены симметрично. Возможен вариант, в котором муфта будет содержать только две приемные области 4, расположенные и/или выполненные зеркально на наружной поверхности по периметру муфты. Выгодным образом, все приемные области изготавливаются в ходе одной технологической операции процесса изготовления.
Приемные области 4 содержат первую область 5 зацепления и вторую область 6 зацепления. Первая область 5 зацепления действует при нормальной работе кухонного прибора 13. Нормальная работа означает, что инструмент 10 надлежащим образом обрабатывает смешиваемые продукты или продукты питания, вращаясь в направлении 7. Вторая область 6 зацепления действует, например, в случае отдачи, обусловленной изменением скорости вращения, инициированным пользователем прибора 13, или внезапной остановкой электродвигателя. Остановка двигателя и инерция смешиваемых продуктов могут обеспечить дальнейшее проворачивание инструмента 10, хотя вращение приводного вала двигателя и тем самым вращение вокруг оси 2 вращения муфты 1 уже остановлено. Следствием этого может быть высвобождение инструмента из муфты 1 или его смещение вверх. В этом случае вторая область 6 зацепления создает компонент силы, который удерживает или фиксирует инструмент 10 в муфте. Возникновение соответствующих компонентов силы проиллюстрировано на фигурах 5b и 5с, на которых схематично показаны оба направления вращения муфты 1.
Первая область 5 зацепления приемной области 4 содержит приводную кромку 5а, которая нагружается в нормальном режиме работы кухонного прибора 13, то есть приводная кромка взаимодействует с зацепом 12 на инструменте 10. Упорная кромка 6а на второй области 6 зацепления работает в случае отдачи на режущий нож или инструмент 10. Следовательно, муфта 1 удерживает инструмент 10 без возможности проскальзывания вдоль оси 2 вращения, то есть инструмент не может выскользнуть или высвободиться из муфты 1.
Как приводная кромка 5а, так и упорная кромка 6а содержит фаску, которая проходит вдоль кромки и взаимодействует с инструментом 10 в области соприкосновения, вследствие чего повышается надежность фиксации в муфте. Фаска обеспечивает прессовую посадку в области соприкосновения.
Приемные области 4 расположены таким образом, чтобы между ними была сформирована третья приемная область 11. Эта третья область 11 служит для юстировки, так как она приводит инструмент в конечное положение в муфте 1. Две кромки (приводная кромка 5а и упорная кромка 6а) ориентированы встречнопараллельно друг другу, а приводная кромка 5а расположена под углом примерно 20° относительно оси 2 вращения. Подходящая форма приводной кромки 5а позволяет увеличить область зацепления в области соприкосновения инструмента 10 и муфты и, как следствие, улучшить передачу крутящего момента на инструмент. Кроме того, на следующих фигурах примерно показано, как наклонная кромка 5а влияет на распределение сил в области соприкосновения. То же самое справедливо для упорной кромки 6а.
На фигуре 2 представлен кухонный прибор с муфтой 1 согласно предлагаемому изобретению. Кухонный прибор 13 содержит контейнер 9, в котором обрабатываются продукты питания. Контейнер 9 закрывается крышкой 14, в которой выполнено наливное отверстие 15. Через это отверстие можно добавлять продукты питания, не останавливая приводной двигатель (не показанный на фигуре). Кроме того, кухонный прибор 13 содержит несколько предохранительных выключателей, которые обеспечивают безопасную работу. Так, например, двигатель может быть остановлен, если крышка будет снята при работающем двигателе.
Электродвигатель находится под контейнером 9 и содержит приводной вал 16. Вал 16 может использоваться для привода планетарного редуктора 18, который, в свою очередь, приводит промежуточную втулку 17. Таким образом, высокая частота вращения электродвигателя с помощью планетарного редуктора 18 может быть преобразована в более низкую частоту вращения для работы инструмента 10. На промежуточную втулку 17 надевается муфта 1 и фиксируется на ней без возможности проворачивания, например, с помощью внутреннего зубчатого зацепления. Согласно изобретению инструмент 10 приводится  во вращение посредством муфты 1.
Приемные области 4 на наружной поверхности муфты 1 действуют таким образом, чтобы инструмент 10, в данном случае, режущий нож, всегда удерживался, по существу, на постоянном удалении от дна контейнера 9. В случае отдачи на инструмент упорная кромка 6а воздействует на муфту таким образом, чтобы инструмент 10 не поднимался или не подскакивал вверх в направлении крышки 14 вдоль муфты 1. То есть, предотвращается высвобождение инструмента 10.
В целях стабилизации муфта 1 дополнительно опирается с возможностью вращения на крышку 14 прибора, что позволяет предотвратить возникновение опрокидывающего момента.
На фигуре 3 схематично показана муфта 1, описываемая предлагаемым изобретением, с надетым режущим ножом 10. Инструмент 10 содержит зацеп 12, который соприкасается с приводной кромкой 5а или, в случае отдачи, с упорной кромкой 6а. Зацеп 12 и приемная область 4 муфты 1 генерируют осевой компонент силы, который удерживает инструмент 10 в муфте 1 без возможности проскальзывания. Распределение сил проиллюстрировано на фигурах 5b и 5с.
На фигуре 4 представлен еще один вид муфты 1 с установленным инструментом 10. Режущий нож 10, равно как и муфта 1, может быть изготовлен из пластмассы, однако возможен и вариант, в котором нож изготавливается из металла. Также возможен вариант, в котором муфта изготавливается из пластмассы и металла. Режущий нож 10 имеет полый цилиндрический корпус, на котором сформированы режущие насадки. Корпус надевается на муфту сверху и автоматически центруется в своем конечном или рабочем положении с помощью юстировочной области 11. Приемные области 4 обеспечивают плотное соединение инструмента 10 и муфты 1 без возможности проскальзывания. Для обеспечения легкого снятия инструмента 10 приемные области выполнены таким образом, чтобы инструмент 10 имел заданный зазор в плоскости, перпендикулярной оси 2 вращения. В случае клейких смешиваемых продуктов, например теста, такой зазор позволяет легко надевать и снимать инструмент 10.
На фигуре 5а представлен схематичный вид муфты 1 в нормальном рабочем положении. Это означает, что приводная кромка 5а в приемной области 4 воздействует на зацеп 12 на инструменте 10, приводя его в движение. Упорная кромка 6а в этом случае не нагружена, так как контакт между упорной кромкой 6а и зацепом 12 отсутствует.
a
r
На фигуре 5b детально показана область соприкосновения инструмента 10 и муфты 1. В этом случае муфта вращается вперед, вследствие чего приводная кромка 5а приемной области 4 активна, то есть приводит в движение зацеп 12 инструмента 10. Приводная кромка 5а расположена под углом α к оси 2 вращения. Благодаря наклонному исполнению приводной кромки 5а в области соприкосновения с захватом 12 возникает прижимная сила F, которая удерживает инструмент 10 на постоянном удалении от дна контейнера 9 без возможности проскальзывания вдоль оси 2 вращения. Второй компонент F силы действует в направлении вращения и тем самым приводит в движение инструмент 10. В этом режиме работы упорная кромка 6а остается не нагруженной, так как контакт с зацепом 12 на инструменте 10 отсутствует.
a
r
На фигуре 5с, напротив, показано распределение сил в случае отдачи или изменения направления 7 вращения. Упорная кромка 6а, по существу, параллельна оси 2 вращения и образует область соприкосновения с зацепом 12 инструмента 10. В области соприкосновения, аналогично приводящему направлению, силы распределяются в осевом направлении F и в горизонтальном направлении F. Осевой компонент силы отвечает за то, чтобы инструмент в случае отдачи не мог сдвинуться или соскочить вверх по муфте 1. Осевой компонент силы, вследствие параллельного исполнения упорной кромки 6а, не так велик, как в режиме движения вперед, однако достаточен для того, чтобы инструмент 10 удерживался стабильно и без возможности проскальзывания. Возможен вариант, в котором упорная кромка 6а будет также наклонена к оси вращения с целью увеличения осевого усилия. Также возможен вариант, в котором на кромке 6а предусматривается дополнительное предохранительное устройство, которое взаимодействует, например, с подходящим элементом на зацепе 12 инструмента 10. Так, например, упорная кромка могла бы содержать одну или несколько выемок, которые совпадали бы по размеру с взаимодействующими элементами на зацепе 12. В результате инструмент 10 не мог бы сместиться вверх, сойдя с опоры.
Предпочтительно муфта может применяться в кухонном приборе, однако возможно ее применение и в погружном миксере, измельчителе и подобных им устройствах.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 муфта
2 ось вращения
3 наружная поверхность по периметру
4 приемная область
5 первая область зацепления
5а приводная кромка
6 вторая область зацепления
6а упорная кромка
7 направление вращения
8 направление плотной посадки инструмента
9 контейнер
10 инструмент
11 третья, или юстировочная, область
12 зацеп на инструменте
13 кухонный прибор
14 крышка
15 наливное отверстие
16 приводной вал
17 промежуточная втулка
18 планетарный редуктор