БЕЗОПАСНЫЙ НОЖ С АВТОМАТИЧЕСКИ УБИРАЮЩИМСЯ СМЕННЫМ ЛЕЗВИЕМ

Полезная модель относится к ручным режущим инструментам, в частности к утилитарным ножам-резакам со сменными лезвиями [B26B 1/02, B26B 1/08, B26B 27/00, B26B 5/00].
В строительстве, торговле, офисной работе и в быту широко применяются ножи-резаки с выдвижными сменными прямоугольными и трапециевидными ножами-пластинами, для вскрытия упаковки, разрезания бумаги и картона, резки веревок, шпагатов и других материалов строительного и бытового характера. Выдвижение лезвия в этих ножах осуществляется в основном нажимом большим пальцем руки на кнопку или клавишу, соединенную каким-либо образом с обоймой, удерживающей сменное лезвие. При всех достоинствах - легкость использования, отсутствие необходимости поддерживать остроту лезвия благодаря использованию сменных лезвий - у этих ножей есть два недостатка: сравнительно большие габариты и опасность нанести работнику травму выдвинутым лезвием, когда нож не в работе. Отмечены множественные случаи, когда работники наносили себе вред, кладя в карман нож, забыв убрать выдвинутое лезвие.
Существуют способы решения указанных недостатков. В частности, для решения проблемы компактности, в патенте US 20120180324 A1 предложено устройство, предназначенное для резки шпагата, в виде кольца, надеваемое на палец. Проблема компактности решена, но область применения сильно ограничена и существует возможность травмирования работника ничем не прикрытым лезвием.
В патентах US 1439507 A, US 6471577 B1 для решения компактности предложен складной нож с кольцом на рукоятке, при использовании надеваемый на палец. Но теряется легкость использования, так как перед работой нож необходимо открыть, и не решена проблема безопасности при использовании.
В патентах US 6438849 B1, US 3906627 A (принят за прототип) предпринята попытка решения проблемы безопасности при выдвинутом лезвии в перерывах между работой. В них осуществлена уборка лезвия в корпус под воздействием пружины.
В прототипе обойма, удерживающая сменное лезвие, под действием пружины растяжения постоянно втянута в корпус. Чтобы привести нож в рабочее положение, необходимо пальцем нажать на клавишу, которая соединена выступом с обоймой и, преодолевая усилие пружины, по внутренним направляющим выдвинуть обойму с лезвием за пределы корпуса. При нерабочем моменте достаточно ослабить палец, и пружина, сокращаясь, втянет обойму с лезвием в корпус.
Недостатком прототипа является довольно большие габариты самого ножа, соответственно, необходимость постоянно убирать нож из рук, когда он не используется.
Перед автором стояла задача создания компактного, безопасного, простого в изготовлении и использовании утилитарного ножа-резака, который всегда находится в руке работника, что исключает необходимость отвлекаться на постоянные движения по взятию и уборке ножа куда-нибудь в сторону.
Для решения поставленной задачи была разработана конструкция ножа, приводимого в рабочее положение нажимом на клавишу большим пальцем руки, во время этого лезвие выдвигается в рабочее положение, при котором осуществляется рабочая операция. При завершении рабочей операции нажим большого пальца ослабляется, и лезвие под воздействием пружины втягивается в корпус, исключая возможность нанесения травмы работнику в последующем времени. Главным отличием от прототипа является момент, когда нож не используется в рабочей операции, в это время с помощью отверстия на одной из пластин корпуса нож висит на безымянном пальце руки, позволяя осуществлять другую работу обеими руками, не отвлекаясь на поиски места, куда отложить нож, так как при такой конструкции габариты самого ножа минимальны, и он легко помещается в ладонь работника.
Техническим результатом полезной модели является возможность удержания ножа в руке или на пальце руки с постоянно втянутым лезвием в корпус, что обеспечивает безопасность использования ножа, снижение возможности травматизма.
Указанный технический результат достигается за счет того, что безопасный нож с автоматически убирающимся лезвием, состоящий из корпуса, сменного лезвия, автоматически убирающимся в корпус при снятии нагрузки с элемента ножа, с помощью которого лезвие выдвигается из корпуса, отличающийся тем, что сменное лезвие установлено на подвижной пластине, которая выполнена с возможностью поступательно-вращательного движения с упором на как минимум один штифт и на направляющие в боковых поверхностях корпуса, функцией которых является задание траектории поступательного движения подвижной пластины. Предпочтительно, направляющие в боковых поверхностях корпуса вырезаны. В корпусе ножа предпочтительно выполнено отверстие для постоянного размещения ножа на пальце руки.
В отверстие корпуса под палец может быть установлена пластиковая или резиновая вставка, функцией которой является уменьшение диаметра отверстия, под тонкие пальцы. Боковины корпуса могут быть соединены винтами с крупной накаткой или вырезами на боковой поверхности винтов, для откручивания их без помощи инструментов.
В верхних направляющих вырезах предпочтительно выполнен дополнительный фигурный вырез, функцией которого является передача нагрузки при резе на корпус ножа в открытом положении. Безопасный нож может быть выполнен с возможностью ограничения втягивания пружиной пластины с лезвием в корпус при снятии давления на клавишу.
Безопасный нож предпочтительно содержит пружину растяжения или пружину кручения. Сменное трапециевидное лезвие может быть выполнено с прямой режущей кромкой, либо с серповидной, либо с крючкообразной режущей кромкой.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 и Фиг. 2 показано нерабочее Фиг. 1 и рабочее Фиг. 2 положение ножа.
На Фиг. 3 показаны все детали ножа, детали разнесены для лучшего восприятия конструкции.
На Фиг. 4, Фиг. 5 (аксонометрия) изображен момент начала приведения ножа в рабочее состояние (пластина корпуса 5 не показана).
На Фиг. 6, Фиг. 7 (аксонометрия, повернуто) изображено среднее положение деталей ножа.
На Фиг. 8, Фиг. 9 (аксонометрия) изображено рабочее положение ножа.
На Фиг. 10-16 изображен вариант ножа, у которого в верхних направляющих есть дополнительный фигурный вырез вниз и в бок.
Осуществление полезной модели
На Фиг. 3 показаны все детали ножа, детали разнесены для лучшего восприятия конструкции: пластины 1 и 5, образующие корпус, соединены между собой винтами 4 через обеспечивающие проектное расстояние между пластинами дистанционными втулками 12. Сменное стандартное лезвие через отверстия в теле лезвия устанавливается на штифты 3 и 7, которые в свою очередь установлены в поворотно-сдвижную пластину 8. Сама поворотно-сдвижная пластина 8 движется по траектории, задаваемой нижними направляющими вырезами в пластинах 1 и 5, по этим вырезам скользят штифты поворотно-сдвижной пластины 8. В отверстии на одной стороне пластины 8 закреплен один конец пружины растяжения 2, другим концом пружина закреплена на одной из дистанционных втулок 12 таким образом, чтобы пружина всегда была растянута, этим обеспечивается постоянное удержание сменного лезвия внутри корпуса.
Поворотно-сдвижная пластина 8 приводится в движение клавишей 9 через фигурный вырез в пластине 8, находящийся в зацепе со штифтом 10 клавиши 9, именно на клавишу 9 осуществляется давление большим пальцем руки при приведении ножа в рабочее положение. Сама клавиша также движется по траектории, задаваемой верхними направляющими вырезами в пластинах 1 и 5, в этих вырезах установлены штифты 10 и 11 клавиши 8.
На Фиг. 10-16 изображен вариант ножа, у которого в верхних направляющих есть дополнительный фигурный вырез вниз и в бок. При такой конструкции при выдвинутом сменном лезвии нагрузка при резе передается с пластины 8 не на большой палец, а на пластины корпуса, так как штифт 7 попадает в фигурный вырез и упирается в стенку выреза, воспринимающую нагрузку от реза. Давление большим пальцем здесь необходимо лишь для того, чтобы удерживать штифт 7 в фигурном вырезе.
На Фиг. 10 показаны все детали этого варианта ножа, детали разнесены для лучшего восприятия конструкции: на пластинах корпуса 1 и 5 видны фигурные вырезы в верхних направляющих вырезах, три обычных винта 4 заменены на два больших винта с крупной накаткой на боковой поверхности 13 и дистанционную проставку 14, пружина растяжения 2 заменена на пружину кручения 15, отображены возможные сменные лезвия - серповидное 16 и крючкообразное 17.
Достоинства вышеописанной конструкции:
Предложенный вариант является наиболее компактным из существующих конструкций, без потери удобства использования. Более того, благодаря такой конструкции, нож может постоянно висеть на пальце руки, минимально стесняя возможность работы этой рукой. Как следствие -отпадает необходимость убирать нож из руки, когда он не нужен, и сразу же привести его в рабочее положение, когда он необходим. При этом нож является безопасным, так как режущий элемент всегда автоматически убирается в корпус, за исключением моментов, когда он нужен для работы.
Первым существенным признаком, достаточным для достижения указанного технического результата, является пластина, удерживающая сменное лезвие, которая осуществляет не просто поступательное, как в прототипе, а поступательно-вращательное движение по направляющим вырезам в корпусе, что позволяет лезвию при небольшом выходе за пределы корпуса открыть значительную часть режущей кромки. Это позволяет уменьшить линейные габариты ножа. Основные детали ножа могут быть изготовлены как из металла, так и из прочной пластмассы, что позволит значительно уменьшить вес.
Вторым существенным признаком является автоматическое убирание лезвия, когда не выполняется рабочая операция, соответственно, исключено травмирование работника неубранным по забывчивости лезвием. Пружина, втягивающая пластину в корпус, может быть как пружиной растяжения, так и пружиной кручения, и изготавливаться как из металла, так и из пластмассы.
Третьим существенным признаком является сама конструкция корпуса, в котором вырезаны направляющие, по которым с помощью штифтов движется пластина. Также в корпусе может быть выполнено отверстие, благодаря которому нож может висеть на пальце руки, позволяя задействовать в работе обе руки, и не отвлекаться на постоянные движения по взятию и уборке ножа куда-нибудь в сторону.
Работает нож следующим образом:
На Фиг. 4, Фиг. 5 (аксонометрия) изображен момент начала приведения ножа в рабочее состояние (пластина корпуса 5 не показана). Нож располагается в руке и одет кольцом на безымянный палец. Средний и указательный палец располагаются в соответствующих углублениях на корпусе ножа. Большой палец руки давит на клавишу 9, заставляя ее скользить штифтами 10 и 11 по верхним направляющим вырезам в пластинах 1 и 5. Через штифт 10 давление передается поворотно-сдвижной пластине 8, так как штифт 10 располагается в фигурном вырезе пластины 8 и выйти из зацепления не может, а движение что пластины, что клавиши ограничено направляющими вырезами, то пластина начинает скользить штифтами 3 и 7 вперед в нижних направляющих, неся на себе сменное лезвие 6 и перемещая его вперед, при этом пружина 2 растягивается.
На Фиг. 6 (пластина корпуса 5 и сменное лезвие 6 не показаны), Фиг. 7 (аксонометрия, повернуто) изображено среднее положение деталей ножа. Поворотно-сдвижная пластина 8, скользя штифтами 3 и 7 по нижним направляющим корпуса, упирается штифтом 3 в стенку нижнего выреза на пластине корпуса 1 и перестает скользить, а штифт 7 перестает опираться на другую нижнюю направляющую пластины корпуса 5, так как попадает на радиусный вырез этой направляющей. Так как давление на верхнюю часть поворотно-сдвижной пластины продолжается через фигурный вырез пластины 8 штифтом 10 клавиши 9, а штифт 7 получает свободу в движении вниз, то крутящий момент, где ось вращения - штифт 3, а плечо - расстояние между центром штифта 3 и центром штифта 10, начинает выполнять полезное действие. Под действием крутящего момента поворотно-сдвижная пластина 8 начинает вращаться, увлекая за собой сменное лезвие 6.
На Фиг. 8 (пластина 5 не показана), Фиг. 9 (аксонометрия, пластина 5 и сменное лезвие 6 не показаны) изображено рабочее положение ножа. Поворотно-сдвижная пластина 8 со сменным лезвием 6 под действием крутящего момента продолжает вращаться на оси, которой в данный момент является штифт 3, и окончательно останавливается в тот момент, когда штифт 7 упирается в стенку радиусного выреза нижней направляющей. Клавиша 9 в этот момент упирается штифтом 10 в стенку верхней направляющей и тоже останавливается. Лезвие 6 большей частью вышло за габариты корпуса, и режущая кромка открыта для работы. Такое положение продолжается, пока происходит давление большим пальцем на клавишу 9.
При снятии давления большим пальцем руки с клавиши 9 происходит процесс втягивания поворотно-сдвижной пластины 8 со сменным лезвием 6 в корпус под воздействием растянутой пружины 2. Сам процесс аналогичен приведению ножа в рабочее положение, только в обратном направлении.
Вариант ножа с фигурными вырезами в верхних направляющих.
На Фиг. 11 и Фиг. 12 (аксонометрия, пластина 5 и сменное лезвие 6 не показаны) изображен момент начала приведения ножа в рабочее состояние.
На Фиг. 13 и Фиг. 14 (аксонометрия, винты 13 и пластина 5 не показана) изображено рабочее положение ножа.
На Фиг. 15 (рабочее положение ножа) и Фиг. 16 (момент реза) крупным планом изображено расположение штифта 10 в фигурном вырезе верхнего направляющего выреза в пластинах корпуса 1 и 5, и поворот клавиши 9 для утапливания штифта 10 в фигурный вырез. На Фиг. 15 изображено, как под давлением большого пальца клавиша 9, скользя штифтами 10 и 11 по верхнему направляющему вырезу, начинает одновременно с скольжением вперед поворачиваться на оси, которой служит штифт 11, так как штифт 10 двигается по криволинейной траектории, задаваемой фигурным вырезом. Движение и поворот клавиши 9 прекращается, когда штифт 10 клавиши 9 и штифт 7 поворотно-сдвижной пластины 8 упираются в стенки направляющих вырезов. Штифт 10 упирается в переднюю стенку фигурного выреза.
На Фиг. 16 изображен момент реза. При резе обратное давление с лезвия передается на пластину 8, и пластина через свой фигурный вырез за счет неизбежных зазоров смещает штифт 10 с передней стенки фигурного выреза верхнего направляющего выреза на заднюю стенку, и через нее передает обратное давление на корпус. Давление большим пальцем здесь необходимо лишь для того, чтобы удерживать штифт 7 в фигурном вырезе.