ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ, ТАКОЙ КАК УГЛОВАЯ ШЛИФОВАЛЬНАЯ МАШИНА
ELECTRICAL TOOL LIKE ANGLE GRINDING MACHINE

Изобретение относится к электрическим инструментам, таким как угловые шлифовальные машины, сверлильные машины, дисковые пилы или фрезерные устройства, в которых двигатель посредством вращения шпинделя приводит в действие средства обработки, например шлифовальный круг или сверло.
В таких электрических инструментах желательно заменять средства обработки, установленные на шпинделе. При этом желательно заблокировать шпиндель для облегчения такой замены. Известно, что электрический инструмент снабжают устройством блокировки вращения шпинделя или шпиндельного узла.
В документе ЕР 1327497 описан пример выполнения устройства блокировки с штифтом, который может входить в паз шпинделя или шпиндельного узла, блокируя вращение шпинделя.
Задачей изобретения является дальнейшее усовершенствование подобного инструмента, в частности предотвращение его повреждения в результате неправильного использования блокирующего устройства.
Указанная задача решена в инструменте в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения. Такой инструмент не будет поврежден при неправильном использовании блокирующего устройства, например в случае выполнения блокировки при включенном двигателе.
Электрический инструмент согласно изобретению содержит корпус, в котором образована полость для двигателя. В корпусе также расположены внутренние детали инструмента. Корпус может состоять из двух или более элементов, отлитых из пластика или металла. Двигатель может быть электрическим, имеющим возможность подключения к источнику питания. Электропитание может быть обеспечено, например посредством шнура от сети или от батареи, присоединенной к инструменту.
Двигатель соединен со шпинделем, на котором могут быть установлены средства обработки. Предпочтительно средствами обработки являются шлифовальный круг или средства полировки, сверло, бур, фреза или дисковая пила. Такие средства обработки являются сменными для обеспечения возможности выбора подходящего их вида и размера в зависимости от желаемой обработки. Шпиндель передает вращение от двигателя к средствам обработки. Шпиндель установлен в корпусе, например, на подшипниках. Между двигателем и шпинделем может быть установлен передаточный механизм.
Инструмент согласно изобретению содержит также двухпозиционный переключатель. Предпочтительно переключатель расположен или в корпусе, или на корпусе инструмента. Переключателем можно управлять снаружи вручную. Переключатель соединен с двигателем для его включения или выключения.
Известны различные типы двухпозиционных переключателей. Примером двухпозиционного переключателя является кнопочный переключатель, который управляется пользователем посредством пальца руки.
Кроме того, инструмент имеет устройство блокировки шпинделя. Согласно изобретению устройство блокировки предпочтительно содержит кнопку, которой может управлять пользователь, и штифт, который может перемещаться между первым и вторым положениями, благодаря чему шпиндель может находиться в разблокированном и заблокированном положениях соответственно. В одном из вариантов осуществления изобретения используется штифт, который входит в зацепление со шпинделем, в результате чего возникает большая сила трения. Это действие сопоставимо с действием тормоза. При таком варианте осуществления изобретения происходит торможение вращения шпинделя, приводящее его к остановке. Штифт согласно изобретению представляет собой подвижный элемент, соединенный с рабочим элементом. Блокировка/разблокировка шпинделя происходит благодаря перемещению штифта. Специалист, квалифицированный в данной области техники, в состоянии выполнить штифт самыми разнообразными способами.
В другом варианте осуществления изобретения штифт входит в паз шпинделя, предотвращая тем самым его вращение. Рекомендуется использовать такое зацепление, поскольку при этом посредством простого механизма обеспечивается создание большого момента, и осуществляется фиксирующая блокировка.
Согласно изобретению двухпозиционный переключатель связан с устройством блокировки посредством средств сцепления, благодаря чему положения двухпозиционного переключателя и устройства блокировки могут быть взаимосвязаны. Согласно изобретению средства сцепления выполнены с возможностью предотвращения включения двигателя в то время, когда устройство блокировки заблокировало шпиндель. Основное преимущество изобретения состоит в том, что при включенном двигателе шпиндель вращается и не может быть заблокирован при приведении в действие устройства блокировки, в результате чего предотвращается повреждение штифта, например его разрушение или перегорание двигателя. При использовании инструмента из-за его вибрации во время работы возможно срабатывание устройства блокировки, вопреки желанию пользователя. Поскольку при включенном инструменте средства сцепления препятствуют такому срабатыванию, никаких повреждений происходить не будет. Действие средств сцепления является обратимым, подобно действию аварийного тормоза. Устройство блокировки согласно изобретению не может быть использовано в качестве аварийного тормоза, пока двигатель включен.
В одном из вариантов осуществления изобретения имеется электронная защита. Механическая защита более предпочтительна, так как при этом подвижные и управляемые элементы могут быть закреплены в определенном положении переключения.
Предпочтительно средства сцепления выполнены с возможностью блокировки перемещения штифта из первого положения во второе положение при включении двигателя, предотвращая тем самым действие устройства блокировки при включенном положении переключателя.
Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения средства сцепления выполнены с возможностью перевода штифта при заблокированном положении шпинделя из второго положения в первое положение при включении двигателя. Это гарантирует предотвращение включения двигателя при заблокированном шпинделе и обеспечивает автоматическую разблокировку устройства.
В альтернативном или дополнительном варианте осуществления изобретения устройством блокировки со штифтом во втором положении создают защиту от включения двигателя, т.е. посредством средств сцепления блокируют включение двигателя двухпозиционным переключателем. Таким образом, дополнительно повышается безопасность инструмента. В этом варианте осуществления изобретения инструмент может иметь дополнительное средство (113) разблокировки, связанное с устройством блокировки. При действии устройства разблокировки должно быть эффективно выведено из работы устройство блокировки и только затем может быть произведено включение двигателя. Благодаря действию устройства блокировки не будет производиться запуск двигателя или мотора при непреднамеренном контакте пользователя с двухпозиционным переключателем, особенно в момент замены им средств обработки, например режущего диска пилы или шлифовального круга. Кроме того, средство разблокировки может быть выполнено с возможностью избирательного включения двигателя. Также дополнительно или альтернативно средство разблокировки может избирательно, прямо или косвенно, действовать на штифт для перемещения его в первое положение.
Предпочтительно средства сцепления выполнены с возможностью блокировки перемещения штифта из первого положения во второе при включенном положении переключателя, а также с возможностью перемещения штифта из второго положения в первое положение при включении двигателя. Два возможных положения штифта взаимосвязаны с действиями указанных средств сцепления.
В другом варианте осуществления изобретения средства сцепления выполнены с возможностью блокировки включения двигателя при заблокированном положении шпинделя, что повышает безопасность при работе, поскольку в этом случае двигатель не может быть включен. Когда блокировка включена, и шпиндель заблокирован, например, с целью замены установленных на шпинделе средств обработки, предотвращается включение двигателя и, следовательно, вращение шпинделя.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения средства сцепления выполнены с возможностью перемещения переключателя в выключенное положение, когда двигатель включается, и, таким образом, выключения двигателя при действии устройства блокировки, в особенности, когда перемещение штифта из первого положения во второе начинается или только что началось. Двигатель выключается прежде, чем достигнуто второе положение штифта. Таким образом, вращение шпинделя можно замедлить и/или остановить устройством блокировки. При этом устройство блокировки также может функционировать как аварийный тормоз. Этим предотвращается включение двигателя, и блокируется шпиндель, чтобы, например, не сгорел двигатель.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения двухпозиционный переключатель является ползунковым переключателем, а средства сцепления представляют собой скользящий элемент. Для обеспечения скольжения средства сцепления, выполненные, например, в виде стержня, могут быть подвижно установлены в корпусе в соответствующей направляющей и могут перемещаться в положение, при котором устройство блокировки заблокировано. Когда включают двигатель, средства сцепления перемещаются, в частности, таким образом, что препятствуют перемещению устройства блокировки из разблокированного положения в заблокированное.
Наиболее предпочтительно установить средства сцепления на пути перемещения штифта. Средства сцепления благодаря скольжению могут заблокировать перемещение штифта. В результате предотвращается перемещение штифта, т.е. блокируется его перемещение между двумя его положениями. Штифт также может быть выполнен таким образом, что перемещение средств сцепления на пути перемещения штифта было заблокировано в одном из этих двух положений, в частности в заблокированном положении.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения в шпинделе выполнен паз, в который может входить штифт. Таким образом, осуществляется простой, но эффективный механизм блокировки.
Предпочтительно устройство блокировки имеет элемент для удержания штифта, выведенного из второго положения, при этом средства сцепления выполнены с возможностью разблокировки устройства блокировки во втором положении, в частности разъединяя зацепление посредством этого элемента. Так может происходить автоматическая разблокировка, например, когда включают двигатель. Элемент для удержания штифта, выведенного из второго положения, предпочтительно является зацепляющим элементом, преимущественно упругим, например пластинчатой пружиной. Таким образом, устройство блокировки во втором положении может быть зацеплено, перемещено и зафиксировано, благодаря чему легко производится разблокировка. Наряду с элементом для удержания штифта устройство блокировки может содержать средства смещения, обеспечивающие перемещение, в частности, штифта в разблокированное положение или первое положение.
Дополнительное преимущество изобретения состоит в том, что средства сцепления содержат подвижный элемент, предпочтительно скользящий, который выполнен с возможностью зацепления зацепляющего элемента и разблокирования устройства блокировки при включении двигателя. Зацепляющий элемент, в частности, может быть вытолкнут из своего положения зацепления.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения шпиндель электрического инструмента снабжен шестерней, расположенной на шпинделе со стороны двигателя. В частности, если инструмент является угловой шлифовальной машиной, то положение оси вращения шпинделя может быть изменено. Ось вращения двигателя предпочтительно направлена под прямым углом к оси вращения шпинделя.
Дополнительным преимуществом изобретения является то, что устройство блокировки содержит средства смещения, например упругие, для перемещения штифта в первое положение. Таким образом, устройство блокировки занимает предпочтительное положение, т.е. первое положение, при котором шпиндель разблокирован. Предпочтительно штифт совместно со средствами сцепления может быть выведен из второго положения, например, под действием зацепляющего элемента при включении двигателя, а средства смещения будут возвращать штифт в первое положение. В другом варианте осуществления изобретения имеются средства смещения, которые предназначены для смещения устройства блокировки в заблокированное положение.
Дополнительные преимущества изобретения станут более понятны из следующего описания ряда примеров осуществления изобретения. Однако изобретение не ограничивается представленными вариантами и описанными преимуществами.
Изобретение может иметь отношение к средствам, указанным в описании или показанным на чертежах, преимущества которых косвенно или явно показаны.
На чертежах показан ряд вариантов выполнения электрического инструмента согласно изобретению.
На фиг.1 показан инструмент в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, вид в перспективе;
на фиг.2-4 - поперечное сечение инструмента, показанного на фиг.1, в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;
на фиг.5-8 - поперечное сечение инструмента в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения;
на фиг.9-11 - поперечное сечение инструмента в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения.
На фиг.1 показано устройство 1 согласно изобретению, вид в перспективе с частичным разрезом. Электрический инструмент согласно показанному на фиг.1 варианту осуществления изобретения является угловой шлифовальной машиной, содержащей корпус 2, имеющий по меньшей мере одну часть 3, предназначенную для захвата рукой пользователя. Также к корпусу присоединена ручка 4, предназначенная для захвата второй рукой пользователя.
Корпус является, по меньшей мере, частично полым, и в полости корпуса расположен двигатель (не показан). На чертеже виден выступающий из двигателя вал 5, на котором установлен вентилятор 6, и шестерня 7, установленная на конце вала.
Инструмент 1 может быть снабжен батареей или может иметь шнур, соединяющий его с источником электропитания. Электрическим инструментом может производиться обработка материала. Угловая шлифовальная машина снабжена сменными средствами обработки; в данном случае она снабжена дисковой пилой 8, режущий край 9 которой показан на чертеже. Дисковая пила 8 помещена в защитный кожух 10 и лишь частично выступает из него. Дисковая пила может удерживаться быстродействующим зажимным механизмом, который известен и не здесь описан. Дисковая пила 8 может быть приведена в действие шестерней 7 через шпиндель 12, на котором установлена шестерня 13. Шпиндель 12 установлен в корпусе на подшипниках. На чертеже корпус частично вырезан в зоне шпинделя 12.
Кроме того, инструмент содержит устройство 20 блокировки, которое выступает из передней части корпуса 2. Устройство 20 блокировки имеет кнопку 21, которой можно управлять вручную, и штифт 22, который может входить в паз 23 шпинделя. В результате, вращение шпинделя, показанное стрелкой 24, будет заблокировано. Устройство 20 блокировки управляется нажатием кнопки 21 и установлено в корпусе с возможностью скольжения.
Кроме того, корпус снабжен двухпозиционным переключателем 25, который на чертеже показан во включенном положении. При приведении двухпозиционного переключателя 25 во включенное положение двигатель снабжается электропитанием, благодаря чему он может вращаться и вращать шпиндель 12 по стрелке 24 посредством шестерни 7. В показанном на чертеже варианте осуществления изобретения двухпозиционный переключатель переключается по направлению стрелки 26 и может управляться вручную. Он имеет две рабочие поверхности 27 и 28, при этом действие одной поверхности приводит к включению двигателя, а действие другой поверхности - к его выключению. В другом варианте осуществления изобретения может быть использован ползунковый переключатель.
На фиг.2 показан передний конец угловой шлифовальной машины в сечении по линии II-II, изображенной на фиг.1, согласно первому варианту осуществления изобретения. Переключатель 31, с помощью которого можно включать или выключать двигатель, помещен в корпус 30. Переключатель переключается по направлению стрелки 32, и пользователь может управлять переключателем нажатием пальца. Рабочие поверхности переключателя выступают из корпуса 30 наружу.
Двухпозиционный переключатель посредством соответствующего соединения соединен с двигателем, который имеет вращающийся вал 40. Вал двигателя установлен в корпусе на подшипниках и соединен с вентилятором 41 и с шестерней 42. Шестерня 42 входит в зацепление с шестерней 44 шпинделя 45, который установлен в корпусе на подшипниках 46 и имеет ось вращения 47. Шпиндель выступает из корпуса 30, и на его выступающей части 48 могут быть установлены соответствующие средства обработки, например шлифовальный круг. В другом варианте осуществления изобретения на шпинделе 45 могут быть установлены сверло или дисковая пила. В данном случае могут использоваться известные подходящие системы для быстрого крепления средств обработки на шпинделе.
Вращающийся вал 40 и ось вращения 47 расположены под углом друг к другу - в данном случае под углом около 90°.
На шпинделе 45 выполнен паз 50, который может находиться в различных местах и вмещать штифт 51 устройства 52 блокировки. Тем самым предотвращается вращение шпинделя 45 вокруг оси 47. На фиг.2 показано разблокированное положение шпинделя, при котором штифт 51 находится в первом положении. Устройство 52 блокировки является подвижным по направлению стрелки 53, и пользователь может управлять им рукой. Рабочая кнопка 54 выступает из корпуса 30.
Пружина 55, в данном случае спиральная, смещает устройство 52 блокировки в показанное первое положение. Штифт 51 соединен с кнопкой 54.
Средства 60 сцепления расположены в корпусе 30 и соединены с двухпозиционным переключателем 31. Средства 60 сцепления выполнены скользящими по направлению стрелки 61. Средства 60 сцепления имеют язычок 62, который в ситуации, показанной на фиг.2, расположен под ножкой 63 рабочей кнопки 54 устройства 52 блокировки. Поскольку язычок 62 помещен в это положение, невозможно переместить рабочую кнопку 54 устройства блокировки, и штифт не может быть перемещен из показанного первого положения, в котором шпиндель 45 разблокирован, во второе положение, в котором шпиндель был бы заблокирован. На фиг.2 переключатель 31 показан во включенном положении, и соответственно двигатель включен.
На фиг.3 переключатель 31 показан в выключенном положении. При этом элемент средства 60 сцепления перемещается по направлению стрелки 70, что в отличие от ситуации, показанной на фиг.2, позволяет переместить ножку 63 и соответственно кнопку 54 по направлению стрелки 71 из показанного первого положения во второе положение, показанное на фиг.4. Внешний конец 72 штифта 51 вставлен в паз 50 шпинделя 45. Вращение шпинделя заблокировано.
На фиг.2 показана ситуация принудительной разблокировки. На фиг.3 показана ситуация непринудительной разблокировки, а на фиг.4 показана ситуация непринудительной блокировки. Принудительная и непринудительная разблокировка и блокировка имеют отношение, в данном случае, к альтернативе, при которой определенное положение устройства блокировки соответственно не может быть изменено или может быть изменено в зависимости от положения двухпозиционного переключателя двигателя.
На фиг.4 показана расположенная в корпусе ножка 63, которая зацепляется крючком 77, выполненным на одном ее конце, за кромку 78. На фиг.4 показана ситуация блокировки, обеспечиваемой посредством крючка 77.
Когда переключатель 31 находится во включенном положении, средства 60 сцепления будут пытаться скользить по направлению стрелки 73. Зацепляющая часть 77 ножки под кромкой 78 в данном случае выталкивается, и блокирующее устройство будет выходить из заблокированного положения и переходить в разблокированное положение или первое положение, как показано на фиг.2, при смещении пружины 55.
В варианте осуществления изобретения, описанном ниже и показанном на фиг.5-8, сцепление, вызываемое переключением переключателя 31 во включенное положение, и связанное с ним принудительное изменение положения устройства 52 блокировки отсутствуют.
На фиг.5 показан электрический инструмент, снабженный устройством блокировки в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения. Шестерня 100 имеет форму, аналогичную форме шестерни во втором варианте осуществления изобретения. Указанная шестерня может вращаться вокруг оси 101, а средства обработки могут быть установлены на внешнем конце 102 шпинделя. Указанные средства обработки могут быть сменными. В шестерне выполнен паз 103, в который может входить внешний конец 104 штифта 105, при этом штифт является частью устройства блокировки, содержащего рабочую кнопку 107 и средства 108 смещения в виде спиральной пружины.
На фиг.5 показана ситуация, при которой устройство 106 блокировки разблокировано. Кнопка 107 может приводиться в действие пользователем при нажатии пальцем в направлении стрелки 109. На фиг.6 показана кнопка в нажатом положении, при котором внешний конец 104 штифта вошел в паз 103, в результате чего шестерня находится в заблокированном положении, которое показано на чертеже.
На фиг.6 показана установленная на рабочей кнопке 107 пластинчатая пружина 111, которая в заблокированном положении зацепляется с ножкой 112 второй рабочей кнопки 113, являющейся кнопкой, производящей разблокировку устройства 106 блокировки. Устройство блокировки при использовании этой отдельной рабочей кнопки может быть выведено из заблокированного положения.
Пользователь может нажать кнопку 113 по направлению стрелки 114, обратному смещению спиральной пружины 115. Во время перемещения кнопки 113 по направлению стрелки 114 будет завершаться зацепление ножки 112 кнопки с пластинчатой пружиной 111, и рабочая кнопка 107 будет перемещаться по направлению стрелки 116 из показанного заблокированного положения в разблокированное положение, возвращаясь в ситуацию, показанную на фиг.5.
На фиг.7 показан момент, в котором нажата рабочая кнопка 113, и пластинчатая пружина 111 изгибается и выходит из положения зацепления. На фиг.5 и 6 показан инструмент в ситуациях, при которых допускается переключение устройства 106 блокировки между первым и вторым положением. В этом случае инструмент не включен.
Двухпозиционный переключатель (не показан) инструмента соединен со штифтом 120, который при скольжении по направлению стрелки 121 направляется в корпус. На фиг.8 показана ситуация, при которой двухпозиционный переключатель находится во включенном положении, в результате чего штифт 120 перемещается вправо, как показано на чертеже, в отличие от ситуации, показанной на фиг.7, при этом наружный конец 123 штифта перемещается под ножкой 124 кнопки 107. В результате предотвращается перемещение устройства блокировки по направлению стрелки 109. Это приводит к принужденному разблокированному положению. При включенном двигателе штифт 120 будет предотвращать возможность приведения в действие устройства 106 блокировки и также будет предотвращать блокировку при включении двигателя.
Также штифт 120 может не действовать на пластинчатую пружину 111 для ее освобождения, когда приводится в действие рабочая кнопка (не показано), соединенная со штифтом 120 для включения двигателя. Для обеспечения безопасности в этом случае пружину можно освободить, нажимая кнопку 113 разблокировки по направлению стрелки 114. Если штифт 120 перемещается вправо, как показано на фиг.6, по направлению стрелки 122, то он перемещается вдоль пластинчатой пружины 111 и упирается или проходит мимо корпуса кнопки 107, который снабжен пластинчатой пружиной 111, и останавливается, не позволяя затем привести мотор в действие.
Только когда кнопка 113 разблокировки эффективно работает, пластинчатая пружина 111 может освободиться от ножки 112 кнопки 113 разблокировки, и рабочая кнопка 107 затем будет перемещаться снова вверх вместе с пластинчатой пружиной по направлению стрелки 116, как показано на фиг.6. Тогда освобождается путь для штифта 120, чтобы он перемещался под кнопкой 107, и двигатель может быть включен без опасения, что может быть приведена в действие рабочая кнопка 107, блокирующая шестерню 100 в пазу 103. Таким образом, двигатель может быть включен только в том случае, если блокировка была эффективно прекращена при действии кнопки 113 разблокировки, или в том случае, если блокировка ранее вообще не производилась. Напротив, управлять рабочей кнопкой можно только тогда, когда штифт 120 не препятствует ее использованию, т.е. когда двигатель не включен.
Использование штифта в качестве средства сцепления дает возможность получить надежное устройство для обеспечения дополнительной безопасности в соответствии с изобретением.
На фиг.9 показан электрический инструмент в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения, причем одинаковые компоненты не будут описаны еще раз. Средства 120 сцепления соединены с двухпозиционным переключателем (не показан) устройства. Средства сцепления установлены в корпусе 121 с возможностью скольжения по направлению стрелки 122.
Устройство дополнительно снабжено устройством 130 блокировки, содержащим рабочую кнопку 131, средства 132 смещения и штифт 133, внешний конец 134 которого может входить в паз 135 шпинделя 136, при этом на внешнем конце 137 шпинделя могут устанавливаться соответствующие средства обработки. Во время замены средств обработки шпиндель 136 может быть зафиксирован. В данном случае пользователь управляет рабочей кнопкой 131 по направлению стрелки 138. Пластинчатая пружина 139 в данном случае зацепляется за часть корпуса, в результате чего положение блокировки, как показано на фиг.10, может быть сохранено, несмотря на силу смещения, создаваемую пружиной 132.
Когда двигатель включают соответствующим переключателем, стержень 120 может войти в контакт с зацепляющей пластинчатой пружиной 139 и отжать ее ниже язычка 140 корпуса так, чтобы средства блокировки переместились из заблокированного положения, как показано на фиг.11, в разблокированное положение, показанное на фиг.9.
Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения средства 120 сцепления будут перемещаться по направлению стрелки 122 в положение, показанное на фиг.11, когда двигатель включают переключателем, причем внешний конец 141 стержня расположен под ножкой 142 рабочей кнопки 131, в результате чего невозможно действие этой кнопки по переводу средств блокировки из разблокированного положения, как показано на фиг.11, в заблокированное положение. Движение кнопки заблокировано. Тем самым гарантируется, что когда включают двигатель, блокировка не может быть приведена в действие, что в противном случае могло бы повлечь за собой возможное повреждение механизма блокировки или двигателя.
Пользователь может захватить пальцами рабочую кнопку 131 в заблокированном положении, показанном на фиг.10, в месте 150 зацепления и вытянуть эту кнопку из заблокированного положения вверх по направлению стрелки 151, приводя ее в разблокированное положение, показанное на фиг.9.
Хотя изобретение описано на основе предпочтительных вариантов его осуществления, изобретение не ограничено этими вариантами.