ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ МАШИНА
TECHNOLOGICAL MACHINE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к технологической машине, в частности ручной машине, предпочтительно угловой шлифовальной машине, содержащей держатель, установленный с возможностью совершения вращательного движения вокруг оси выходного вала и выполненный с возможностью удержания рабочего инструмента, в частности сменного рабочего инструмента, на технологической машине таким образом, что ось выходного вала и ось вращения инструмента по существу совпадают, причем держатель имеет по меньшей мере один поводок и зажимной механизм, подвижный относительно поводка, причем поводок для передачи приводного усилия на рабочий инструмент имеет по меньшей мере одну область передачи крутящего момента, расположенную на расстоянии от оси выходного вала.
Уровень техники
В публикации DE 102012007926 A1 описан механизированный ручной инструмент, содержащий корпус со шпиндельной головкой, шпиндель для рабочего инструмента, приводимый во вращение вокруг своей продольной оси, а также зажимное устройство (держатель) и крепежный элемент. Шпиндель для рабочего инструмента имеет обращенный к инструменту конец с удерживающим участком для приводимого инструмента. Зажимное устройство может находиться в конфигурации зажатия, в которой рабочий инструмент посредством крепежного элемента может быть зафиксирован на шпинделе, и в конфигурации освобождения, в которой рабочий инструмент можно отсоединить. Зажимное устройство выполнено с возможностью переключения между этими двумя конфигурациями посредством регулировочного движения в одном и том же направлении.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы простыми конструктивными мероприятиями добиться усовершенствования ручной машины.
Указанная задача решается в технологической машине, в частности ручной машине, предпочтительно угловой шлифовальной машине, содержащей держатель, установленный с возможностью совершения вращательного движения вокруг оси выходного вала и выполненный с возможностью удержания рабочего инструмента, в частности сменного рабочего инструмента, на технологической машине таким образом, что ось выходного вала и ось вращения инструмента по существу совпадают, причем держатель имеет по меньшей мере один поводок и зажимной механизм, подвижный относительно поводка, причем поводок для передачи приводного усилия на рабочий инструмент имеет по меньшей мере одну область передачи крутящего момента, расположенную на расстоянии от оси выходного вала.
Отличительным признаком изобретения является то, что поводок и зажимной механизм выполнены с возможностью проникновения сквозь выемку, в частности единственную выемку, рабочего инструмента, в частности выемку, проходящую через всю толщину материала рабочего инструмента, и зажимания рабочего инструмента при помощи зажимного механизма, подвижного в по существу радиальном по отношению к оси выходного вала направлении. Предпочтительно, чтобы ось движения зажимного механизма, прежде всего его ось поворота, проходила поперек оси выходного вала, в частности по меньшей мере по существу перпендикулярно ей.
Далее приведено более подробное описание изобретения, сделанное преимущественно на примере иллюстративной переносной технологической машины, имеющей держатель, совершающий вращательное движение вокруг оси выходного вала. Однако этот частный демонстративный пример не следует понимать как ограничение возможного спектра применения такой технологической машины.
Технологическая машина представляет собой устройство, имеющее один или несколько приводных двигателей и, при необходимости, один или несколько передаточных механизмов, а также по меньшей мере один выходной вал (шпиндель) с геометрической осью (т.е. здесь осью назван не отдельный физический объект, являющийся элементом конструкции). На выходном валу установлен держатель, непосредственно или при посредничестве иных элементов. Держатель – это конструктивный элемент (или группа таковых), ответственный за передачу крутящего момента на рабочий инструмент (орган), при этом держатель предпочтительно обеспечивает крепление рабочего инструмента, в частности, на переносной технологической машине, благодаря чему рабочий инструмент за счет одного лишь только держателя как удерживается, так и нагружается выходным крутящим моментом. Под выходным крутящим моментом здесь понимается крутящий момент, передаваемый на рабочий инструмент от технологической машины. То же самое справедливо для случаев употребления в тексте прочих терминов, образованных с использованием слова "выходной": они служат для именования соответствующих конструктивных элементов технологической машины. Термин "приводной момент" обозначает силовой момент, воспринятый рабочим инструментом. Рабочий инструмент может быть выполнен в виде рабочего инструмента для обработки заготовки шлифованием, резанием с разделением на части или обработки иного вида.
Нестационарная технологическая машина имеет несущий корпус, в частности рукоятку или подобные элементы, с помощью которого пользователь может манипулировать технологической машиной с закрепленным на ней рабочим инструментом, держа и/или ведя и направляя ее за счет прикладываемого им усилия. Обычно переносные технологические машины бывают оснащены электрическим приводным двигателем, однако также известны и пригодны для применения в рамках изобретения и другие конструктивные типы технологических машин, например, с приводом от двигателя внутреннего сгорания, c гидро- или пневмоприводом.
В качестве технологической машины подходит как стационарная технологическая машина, такая, например, как настольная циркулярная пила в соответствии с патентными публикациями DE 102010042016 или US 2062969 A, так и нестационарная технологическая машина такая, например, как ручная циркулярная пила в соответствии с патентной заявкой DE 3740200 A1 либо, например, угловая шлифовальная машина в соответствии с патентной заявкой DE 102014210915 A1, либо, например, ранцевая мотокоса (кусторез) в соответствии с патентной заявкой DE 19616764 A1. В качестве альтернативы также подходит ручная мотопила. Нестационарная технологическая машина может иметь различные конструктивные исполнения, в том числе предполагающее ручную подачу рабочего инструмента или органа либо подразумевающее ее удержание в руках оператором во время работы.
Предпочтительно предлагаемая в изобретении технологическая машина выполнена в виде угловой шлифовальной машины.
Предлагаемая в изобретении технологическая машина дает возможность безынструментальной посадки, соответственно зажимания рабочих инструментов, прежде всего для применений с высокими частотами вращения, так что для крепления рабочего инструмента на держателе предпочтительно не требуется никакого дополнительного, прежде всего съемного, предохранительного элемента, такого как, например, крепежный винт. Это значит, что технологическая машина предусмотрена для соединения рабочего инструмента с держателем (или зажимания им) с обеспечением особой быстроты и удобства, что позволяет оператору при эксплуатации такой технологической машины проводить особенно быструю смену рабочего инструмента. Это решение также устранило необходимость применения дополнительного рабочего инструмента, например, гаечного ключа или отвертки, для соединения рабочего инструмента с технологической машиной или отсоединения от нее.
В частности, по мере возрастания скорости вращения держателя зажимной механизм может воздействовать на рабочий инструмент, прикладывая к нему зажимное усилие, повышенное за счет действующей на зажимной механизм центробежной силы, в результате чего действующее на рабочий инструмент зажимное усилие возрастает по мере увеличения скорости вращения. Это особенно становится заметно в случае технологических машин, у которых рабочие органы приводятся во вращение с высокими частотами.
В контексте настоящего изобретения под подвижностью понимается, в частности, установка с возможностью перемещения и/или, предпочтительно, установка с возможностью поворота вокруг оси вращения.
Держатель может быть как соединен с технологической машиной с фиксацией, так и съемным образом крепиться к выходному валу, шпинделю или подобным элементам машины.
В частности, зажимной механизм может иметь по меньшей мере один зацепной узел, прежде всего по меньшей мере два зацепных узла. Под зацепным узлом предпочтительно понимается устройство, выполненное с возможностью совершения вращательного, качательного или поступательного движения и имеющее по меньшей мере одну рабочую площадку для передачи зажимающего силового воздействия на рабочий инструмент.
В случае исполнения зажимного механизма с по меньшей мере двумя зацепными узлами, они могут быть относительно подвижными, в частности, иметь возможность поворачивания вокруг оси поворота, так что они выполнены подвижными в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении. Предпочтительно, чтобы зацепные узлы имели общую ось движения, прежде всего общую ось поворота. Вместе с тем возможен вариант, в котором зацепные узлы имеют разные оси движения, прежде всего по меньшей мере по существу параллельные друг другу оси поворота. Предпочтительно, чтобы ось движения зажимного механизма, в частности, зацепных узлов, прежде всего его ось поворота, проходила в плоскости, проходящей поперек оси выходного вала, прежде всего по меньшей мере по существу перпендикулярно ей. Предпочтительно, чтобы ось движения зажимного механизма, в частности, его ось поворота, формировала собой ось вращения зажимного механизма.
По меньшей мере два зацепных узла могут быть подвижными друг относительно друга, прежде всего иметь возможность поворачивания вокруг оси поворота в угловом диапазоне до 50°, предпочтительно до 40°, более предпочтительно до 30°, а особенно предпочтительно – до 20°.
Зажимной механизм, соответственно, по меньшей мере два зацепных узла, может (могут) находиться, в частности, по меньшей мере в двух состояниях, а именно в состоянии с прикрепленным инструментом или в расцепленном состоянии.
При нахождении инструмента в прикрепленном состоянии зацепные узлы выдвинуты в радиальном направлении с ориентацией в сторону от оси выходного вала, в частности, так что в этом выдвинутом состоянии они принимают положение с максимальной радиальной дистанцией друг от друга. При нахождении инструмента в прикрепленном состоянии зажимной механизм может быть предусмотрен для удержания рабочего инструмента в осевом направлении вдоль оси выходного вала с геометрическим замыканием и/или с силовым замыканием. Предпочтительно, чтобы при нахождении инструмента в прикрепленном состоянии зацепные узлы были соединены с рабочим инструментом, в частности входя в зацепление, прежде всего вследствие движения зацепных узлов в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении, соответственно, вокруг оси движения зажимного механизма. При этом рабочий инструмент может удерживаться посредством зацепных узлов с обеспечением возможности его посадки на технологической машине за счет геометрического замыкания и/или силового замыкания. При нахождении рабочего инструмента в прикрепленном состоянии он в осевом направлении вдоль оси выходного вала соединен с держателем с геометрическим замыканием. При нахождении инструмента в прикрепленном состоянии поводок может выдаваться в осевом направлении вдоль оси выходного вала относительно зажимного механизма, прежде всего зацепных узлов. В этом состоянии поводок может служить границей осевой протяженности держателя.
При нахождении в состоянии с отцепленным инструментом зажимной механизм, в частности по меньшей мере два зацепных узла, убирается в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении, в частности так что зажимной механизм, в частности по меньшей мере два зацепных узла, по меньшей мере на отдельных участках имеет максимальную радиальную протяженность вдоль направления, проходящего по меньшей мере по существу перпендикулярно оси выходного вала, меньшую минимальной радиальной протяженности выемки рабочего инструмента. При нахождении в состоянии с отцепленным инструментом зажимной механизм, в частности по меньшей мере два зацепных узла, может (могут) выдаваться над поводком в осевом направлении вдоль оси выходного вала и может (могут) служить границей осевой протяженности держателя.
Предпочтительно, чтобы максимальная радиальная протяженность зажимного механизма, в частности по меньшей мере двух зацепных узлов, которая при нахождении зажимного механизма в состоянии с отцепленным инструментом меньше минимальной радиальной протяженности выемки рабочего инструмента, находилась на осевом участке зажимного механизма в области держателя, выдающейся, или свободно выступающей, в осевом направлении вдоль оси выходного вала, и сделанной именно такой для того, чтобы ее могла окружать выемка рабочего инструмента. Предпочтительным является то, что осевой участок, на котором зажимной механизм имеет максимальную радиальную протяженность, образован не осевым участком зажимного механизма, не выдающимся в осевом направлении вдоль оси выходного вала, который, соответственно, и не окружен, да и потенциально не может быть окружен, рабочим инструментом или технологической машиной в плоскости на протяжении 360°. Под выдающимся здесь понимается зажимной механизм, в частности по меньшей мере два зацепных узла, находящийся в ситуации, когда он выдается относительно посадочной области (высовывается за ее границы), служащей для осевого насаживания рабочего инструмента и ограничивающей движение рабочего инструмента в осевом направлении вдоль оси выходного вала при нахождении инструмента в прикрепленном и/или  отцепленном состоянии. Осевой участок можно рассматривать как осевой уступ зажимного механизма, который при нахождении инструмента в отцепленном состоянии выдается относительно поводка.
При нахождении зажимного механизма в расцепленном состоянии рабочий инструмент можно насаживать на держатель за по меньшей мере одну или по меньшей мере две операции.
Держатель может иметь первую посадочную область и вторую посадочную область. Первая посадочная поверхность может ограничивать осевую протяженность поводка и являться границей осевой протяженности держателя при нахождении в состоянии с прикрепленным инструментом. Вторая посадочная область может окружать первую посадочную область, в частности в плоскости на протяжении угла 360°. Посадочные области проходят по меньшей мере по существу в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении и в окружном направлении вокруг оси выходного вала. Первая посадочная поверхность и вторая посадочная поверхность могут иметь, соответственно, первую и вторую плоские посадочные поверхности. Первая посадочная поверхность расположена на некотором расстоянии от второй посадочной поверхности в осевом направлении вдоль оси выходного вала и, прежде всего, параллельно ей. Посадочные поверхности ограничивают по меньшей мере одну область передачи крутящего момента. Посадочные поверхности ориентированы в сторону от держателя.
В случае если операцию насаживания рабочего инструмента производят за один шаг, выемка присоединительного приспособления рабочего инструмента может иметь ограничивающий ее граничный контур, находящийся на одной линии с наружным контуром зажимного механизма и поводка, что позволяет осуществлять насаживание рабочего инструмента в осевом направлении вдоль оси выходного вала на одном шаге, прежде всего единственном. При этом рабочий инструмент может прилегать к зажимному механизму, в частности зацепному узлу. За счет приложения к рабочему инструменту управляющего усилия в осевом направлении вдоль оси выходного вала этот рабочий инструмент может перемещать зажимной механизм, в частности зацепные узлы, из состояния при отцепленном инструменте в состояние срабатывания. Это дает возможность размещения рабочего инструмента на держателе. При нахождении рабочего инструмента в прикрепленном состоянии он может прилегать ко второй посадочной области. При нахождении рабочего инструмента в прикрепленном состоянии он прилегает в осевом направлении вдоль оси выходного вала к держателю, в частности к поводку, а именно ко второй площадке прилегания держателя.
В случае если процесс насаживания рабочего инструмента происходит за по меньшей мере два шага, на первом шаге насаживания выемка присоединительного приспособления рабочего инструмента может иметь граничный контур, ограничивающий выемку, который при первом помещении рабочего инструмента на держатель сориентирован вокруг оси выходного вала, в частности проворачиванием, таким образом, что этот граничный контур не располагается вровень с наружным контуром зажимного механизма и поводка. При этом в осевом направлении вдоль оси выходного вала рабочий инструмент прилегает к поводку, а в радиальном направлении предварительно центрируется, или грубо центрируется, посредством зажимного механизма. При этом рабочий инструмент может прилегать к первой посадочной области. Присоединительное приспособление предпочтительно выполнено с возможностью вращения вокруг оси выходного вала, в частности, вплоть до вхождения в зацепление с геометрическим замыканием с областью передачи крутящего момента.
Рабочий инструмент, в частности, можно поворачивать вокруг оси выходного вала до тех пор, пока граничный контур выемки не окажется на одной линии с наружным контуром зажимного механизма и поводка.
Предпочтительно, чтобы на втором шаге насаживания, следующем за первым шагом насаживания, рабочий инструмент мог быть направлен вдоль поводка в осевом направлении вдоль оси выходного вала таким образом, что выемка рабочего инструмента по меньшей мере частично обхватывает зажимной механизм и поводок, прежде всего обхватывает полностью. Это дает возможность точного центрирования рабочего инструмента, благодаря чему можно его расположить на держателе с фиксацией от проворачивания вокруг оси выходного вала относительно держателя, в частности поводка и/или зажимного механизма. Рабочий инструмент может прилегать к зажимному механизму. В соответствии с первым шагом насаживания, после этого к рабочему инструменту может быть приложено осевое управляющее усилие для передвижения зажимного механизма, в частности зацепного узла, из состояния при отцепленном инструменте в состояние срабатывания. При этом рабочий инструмент может прилегать ко второй посадочной области и, в частности, формировать состояние с прикрепленным инструментом.
Предпочтительно, чтобы рабочий инструмент насаживался на первую и/или вторую посадочную область в положении, предусмотренном для зажатия при помощи зажимного механизма.
Под осью выходного вала и осью вращения инструмента предпочтительно понимаются, соответственно, воображаемая геометрическая ось вращения держателя и/или выходного вала технологической машины и воображаемая ось вращения рабочего инструмента при нахождении его в состоянии, когда он установлен на держателе, в частности, с фиксацией.
Область передачи крутящего момента поводка имеет по меньшей мере одну передающую вращение поверхность, расположенную на некотором расстоянии от оси выходного вала, каждая из которых имеет множество точек поверхности. Под передающей вращение поверхностью понимается поверхность, которая по меньшей мере при нахождении рабочего инструмента в прикрепленном состоянии по меньшей мере частично, опосредованно или непосредственно, находится в контакте с рабочим инструментом для передачи выходного крутящего момента на рабочий инструмент. Термин "точка поверхности" служит для обозначения, в частности, точек на верхней стороне этой передающей вращение поверхности и понимать его следует в геометрическом смысле.
Область передачи крутящего момента предусмотрена для передачи на рабочий инструмент приводного крутящего момента, развиваемого технологической машиной, при нахождении его в состоянии, когда он установлен на зажимном механизме, в частности, с фиксацией. Также возможен и обратный случай, когда область передачи крутящего момента предусмотрена для передачи крутящего момента от рабочего инструмента на технологическую машину, в частности, тормозного момента, возникающего при затормаживании движения рабочего инструмента.
В зависимых пунктах формулы изобретения приведены прочие предпочтительные варианты выполнения предлагаемой в изобретении технологической машины.
Может быть целесообразным вариант выполнения, в котором держатель имеет осевое отверстие, предусмотренное для размещения зажимного механизма. Это отверстие может окружать ось выходного вала и/или зажимной механизм в плоскости, прежде всего в радиальной плоскости, с обхватом на протяжении 360°. Под радиальной плоскостью здесь понимается плоскость, проходящая радиально к оси выходного вала. Предпочтительно, чтобы держатель был по меньшей мере частично расположен на выходном валу технологической машины, в частности по меньшей мере частично во внутренней области выходного вала технологической машины, выполненного в виде полого вала. Отверстие может быть выполнено в виде проема в корпусе технологической машины. Зажимной механизм может выдаваться за уровень отверстия в осевом направлении. Отверстие по меньшей мере на отдельных участках может быть ограничено второй посадочной областью. Отверстие может вмещать зажимной механизм, или служить ему опорой, с фиксацией от проворачивания вокруг оси выходного вала. Отверстие может быть выполнено удлиненным в радиальной плоскости, что дает возможность особенно компактного исполнения держателя.
Кроме того, может быть целесообразным вариант выполнения, в котором поводок образован по меньшей мере одной поводковой щекой, в частности служащей в качестве направляющей щеки. В частности, поводок может ограничивать отверстие по меньшей мере на отдельных участках в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении и/или может быть расположен по меньшей мере частично в отверстии. Предпочтительно, чтобы поводок мог быть разработан с возможностью направления зажимного механизма держателя, в частности, при перемещении из исходного состояния при отцепленном инструменте в состояние с прикрепленным инструментом, или наоборот, в частности, при по меньшей мере частичном перемещении в радиальном направлении. Здесь под перемещением понимается, в частности, относительное движение. Отверстие может быть по существу прямоугольным. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере одна поводковая щека, служащая в качестве направляющей щеки, могла ограничивать отверстие в радиальном направлении вдоль основной протяженности по существу прямоугольного отверстия. Отверстие может окружать ось выходного вала в плоскости на протяжении 360°. Предпочтительно, чтобы отверстие вдоль направления, проходящего поперек оси выходного вала, прежде всего по меньшей мере по существу перпендикулярно ей, было расположено между по меньшей мере двумя поводковыми щеками поводка. Предпочтительно, чтобы поводковые щеки ограничивали отверстие по меньшей мере вдоль направления, проходящего поперек оси выходного вала, прежде всего по меньшей мере по существу перпендикулярно ей. Предпочтительно, чтобы вдоль направления, проходящего поперек оси выходного вала, прежде всего по меньшей мере по существу перпендикулярно ей, зажимной механизм по меньшей мере частично располагался между по меньшей мере двумя поводковыми щеками поводка.
Это позволяет поводку выполнять дополнительную функцию направления зажимного механизма, что гарантирует компактность конструктивного исполнения держателя.
В контексте настоящего изобретения под ориентацией в некую сторону или в сторону от какого-либо элемента понимается, в частности, ориентация, или равнение, в пространстве, например, в трехмерной системе координат, нормали, которая описывает вектор, находящийся перпендикулярно на плоскости, тангенциальной к отсчетной точке, либо к базовой поверхности, либо к принятому за точку отсчета базовому устройству.
Кроме того, может быть целесообразным вариант выполнения, в котором поводок имеет по меньшей мере две поводковые щеки, расположенные параллельно друг другу и на расстоянии друг от друга. Предпочтительно, чтобы поводковые щеки были с фиксацией от проворачивания соединены с выходным валом. Предпочтительно, чтобы поводковые щеки были выполнены с возможностью приведения во вращательное движение вокруг оси выходного вала, в частности совместно с ним.
Предпочтительно, чтобы две эти поводковые щеки могли быть расположены с равномерным распределением, в частности симметрично, например, с вращательной симметрией, относительно оси выходного вала. Предпочтительно, чтобы поводковые щеки были выполнены с точечной симметрией друг относительно друга, при этом в качестве центра симметрии выступает точка, находящаяся на оси выходного вала. Это дает возможность лучшего распределения действующих усилий. Вместе с тем возможны и прочие варианты, например, когда поводковые щеки выполнены несимметричными по отношению к по меньшей мере одной точке, находящейся на оси выходного вала, когда поводковые щеки выполнены зеркально симметричными относительно по меньшей мере одной плоскости, содержащей ось выходного вала, и прочие варианты.
Может быть целесообразным вариант выполнения, в котором зажимной механизм имеет по меньшей мере одну зажимную поверхность для передачи осевого силового воздействия на рабочий инструмент. Предпочтительно, чтобы зажимная поверхность была предусмотрена для фиксации рабочего инструмента на держателе по меньшей мере в осевом направлении при нахождении зажимного механизма в состоянии с прикрепленным инструментом, в частности вследствие соединения с геометрическим и/или силовым замыканием. Предпочтительно, чтобы зажимная поверхность была предусмотрена для того, чтобы при нахождении зажимного механизма в состоянии с прикрепленным инструментом, обеспечивать приложение к рабочему инструменту фиксирующего усилия, действующего вдоль направления, проходящего по меньшей мере по существу параллельно оси выходного вала. Зажимная поверхность может быть выполнена плоской. Зажимная поверхность может быть выполнена криволинейной по меньшей мере на отдельных участках.
Кроме того, предлагается, чтобы держатель имел плоскую, прежде всего проходящую ортогонально оси выходного вала площадку прилегания, предусмотренную для создания опоры в осевом направлении для рабочего инструмента. Предпочтительно, чтобы рабочий инструмент, прежде всего по меньшей мере одной имеющейся у него контактной площадкой, прилегал к площадке прилегания по меньшей мере при нахождении рабочего инструмента в состоянии, когда он установлен на держателе. Рабочий инструмент может прилегать к площадке прилегания при нахождении его в прикрепленном состоянии. Предпочтительно, чтобы была обеспечена возможность прижимания рабочего инструмента к площадке прилегания посредством зажимного механизма, в частности при нахождении зажимного механизма в состоянии с прикрепленным инструментом. Кроме того, может быть целесообразным вариант выполнения, в котором держатель имеет плоскую площадку прилегания, расположенную в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении на расстоянии от зажимного механизма, в частности его зажимной поверхности. В частности, площадка прилегания может проходить по существу ортогонально оси выходного вала. Площадка прилегания может образовывать собой вторую посадочную поверхность второй посадочной области. Это позволяет добиться плоского наложения рабочего инструмента на держатель и/или утыкания в него, благодаря чему возможна соответствующая надежная эксплуатация держателя с технологической машиной при соблюдении требуемого допуска плоскостности рабочего инструмента. Это позволяет достичь особенно высокой угловой точности рабочего инструмента относительно держателя и тем самым сократить вибрации и недопустимое качание рабочего инструмента во время его эксплуатации с технологической машиной.
Площадка прилегания может по меньшей мере на отдельных участках ограничивать отверстие держателя в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении. Предпочтительно, чтобы в отверстии располагался по меньшей мере один уплотнительный элемент держателя, предпочтительно предусмотренный для герметичного прилегания к ограничивающей отверстие внутренней стенке выходного вала, выполненного в виде полого вала, а также герметичного прилегания к поводку и/или зажимному механизму. Предпочтительно, чтобы уплотнительный элемент был предусмотрен для того, чтобы по меньшей мере в максимально возможной степени исключить проникновение через отверстие загрязнений в держатель, в частности в выходной вал, выполненный в виде полого вала. Предпочтительно, чтобы вдоль окружного направления уплотнительный элемент по меньшей мере частично, прежде всего полностью, окружал держатель, в частности поводок и/или зажимной механизм. Предпочтительно, чтобы окружное направление проходило в плоскости, по меньшей мере по существу перпендикулярной оси выходного вала.
Возможен следующий целесообразный вариант выполнения, в котором поводок имеет максимальную радиальную протяженность вдоль направления, проходящего поперек оси выходного вала, прежде всего по меньшей мере по существу перпендикулярно ей, превышающую максимальную радиальную протяженность зажимного механизма вдоль этого направления при нахождении зажимного механизма в состоянии с прикрепленным инструментом. Предпочтительно, чтобы максимальная радиальная протяженность поводка была образована диаметром. Предпочтительно, чтобы максимальная радиальная протяженность поводка имела значение, в частности, менее 35 мм, предпочтительно менее 30 мм, а особенно предпочтительно – около, прежде всего, не считая производственного допуска, точно 29 мм. Предпочтительно, чтобы максимальная радиальная протяженность зажимного механизма при нахождении в состоянии с прикрепленным инструментом проходила вдоль направления, проходящего поперек оси выходного вала, прежде всего по меньшей мере по существу перпендикулярно ей, и имела значение, в частности, менее 34 мм, предпочтительно менее 29 мм, а особенно предпочтительно – прежде всего, не считая производственного допуска, точно 28,5 мм. Предпочтительно, чтобы максимальная радиальная протяженность зажимного механизма при нахождении его в состоянии с прикрепленным инструментом находилась в пределах значений, ограниченных максимальным диаметром окружности, описанной вокруг оси выходного вала, составляющим 28,5 мм, или, в предпочтительном варианте, имела значение 28,5 мм. В частности, зажимной механизм может иметь окружную поверхность, по меньшей мере на отдельных участках ограничивающую этот зажимной механизм, прежде всего по меньшей мере один зацепной узел, в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении. При нахождении в состоянии с отцепленным инструментом окружная поверхность зажимного механизма может выдаваться за уровень поводка в осевом направлении вдоль оси выходного вала, и может быть наклонена на угол относительно оси выходного вала таким образом, что имеет место уменьшение расстояния от окружной поверхности до оси выходного вала в заданном этой осью осевом направлении в сторону, обратную от держателя, или технологической машины, или, другими словами, она имеет конусообразный характер. Это дает возможность предварительного центрирования рабочего инструмента в процессе насаживания на держатель для его особенно благоприятного надевания на технологическую машину. При нахождении инструмента в отцепленном состоянии окружная поверхность зажимного механизма может образовывать относительно оси выходного вала угол, превышающий 5°, в частности свыше 10°, предпочтительно свыше 15°, более предпочтительно – свыше 20°, а особенно предпочтительно – свыше 25°, и/или менее 60°, в частности менее 50°, предпочтительно менее 40°, более предпочтительно – менее 35°, а особенно предпочтительно – менее 30°. При нахождении инструмента в прикрепленном состоянии окружная поверхность зажимного механизма может быть расположена параллельно оси выходного вала. В частности, максимальная радиальная протяженность поводка может быть больше максимальной радиальной протяженности зажимного механизма с отсчетом от оси выходного вала. Предпочтительно, чтобы максимальная радиальная протяженность поводка в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении была ограничена поводковой граничной окружностью. Предпочтительно, чтобы максимальная радиальная протяженность зажимного механизма в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении была ограничена зажимной граничной окружностью. Предпочтительно, чтобы граничная окружность поводка имела максимальный диаметр, превышающий максимальный диаметр граничной окружности зажимного механизма, в частности на величину до 5%, предпочтительно до 3%, еще более предпочтительно – до 1%. При этом данные окружности выполнены концентричными по меньшей мере в одном состоянии, прежде всего имея центр на оси выходного вала. Это обеспечивает возможность особенно эффективной защиты зажимного механизма от повреждений во время эксплуатации технологической машины с рабочим инструментом, например, при столкновении держателя с обрабатываемой заготовкой.
Предпочтительно, чтобы рабочий инструмент был центрирован по максимальному диаметру поводка величиной 29 мм, за счет того, что максимальный диаметр выемки рабочего инструмента по меньшей мере на отдельных участках предпочтительно примерно соответствует, прежде всего, не считая производственного допуска, точно равен 29 мм, что позволяет получить точный допуск и гарантирует концентричное вращение с высокой точностью по радиальному биению.
Кроме того, может быть целесообразным вариант выполнения, в котором при нахождении держателя в расцепленном состоянии зажимной механизм выдается за уровень поводка в осевом направлении вдоль оси выходного вала в направлении, ориентированном в сторону от технологической машины. В частности, при нахождении держателя в расцепленном состоянии зажимной механизм может выдаваться за уровень поводка в направлении вдоль оси выходного вала в направлении, ориентированном в сторону от технологической машины, дальше, чем при нахождении держателя, прежде всего зажимного механизма, в состоянии с прикрепленным инструментом. Предпочтительно, чтобы держатель, прежде всего зажимной механизм, при нахождении его в состоянии с отцепленным инструментом, мог быть выполнен по меньшей мере по существу конусообразным или мог быть расположен в пределах области, охваченной конической огибающей кривой, которая по меньшей мере частично окружает или ограничивает зажимной механизм, в частности так что рабочий инструмент в ходе операции его насаживания в осевом направлении вдоль оси выходного вала сначала грубо центрируют посредством зажимного механизма, а затем производят его точное центрирование посредством поводка. При нахождении инструмента в отцепленном состоянии максимальная радиальная протяженность зажимного механизма, в частности, при рассмотрении вдоль осевого направления, по меньшей мере на отдельных участках может быть равна 22 мм, т.е. соответствовать величине диаметра описанной вокруг оси выходного вала окружности, составляющего 22 мм, что обеспечивает возможность предварительного центрирования сменного рабочего инструмента. Это дает возможность прилегания рабочего инструмента к поводку держателя в ходе операции его насаживания в осевом направлении вдоль оси выходного вала и его предварительного центрирования, или грубого центрирования в радиальном направлении посредством зажимного механизма, выдающегося в осевом направлении вдоль оси выходного вала. Под центрированием здесь понимается, в частности центрирование в окружном направлении вокруг оси выходного вала.
Кроме того, может быть целесообразным вариант выполнения, в котором область передачи крутящего момента поводка имеет передающую вращение кромку, в частности прямолинейную или криволинейную, и/или передающую вращение поверхность, в частности плоскую или изогнутую. Благодаря этому передающая вращение поверхность и/или передающая вращение кромка может (могут) соприкасаться с имеющейся на рабочем инструменте областью восприятия крутящего момента особенно предпочтительным образом, и этот контакт принимает, в частности, форму точечного касания, предпочтительно линейного касания, а особенно предпочтительно – поверхностного касания. Передающая вращение поверхность может быть ориентирована в окружном направлении вокруг оси выходного вала.
Кроме того, может быть целесообразным вариант выполнения, в котором по меньшей мере одна область передачи крутящего момента, в частности передающая вращение поверхность и/или передающая вращение кромка, наклонена(-ы) на некоторый угол против направления вращения держателя во время работы технологической машины. Предпочтительно, чтобы передающая вращение поверхность и/или передающая вращение кромка, прежде всего в плоскости, проходящей по меньшей мере по существу перпендикулярно оси выходного вала, а также прямые, пересекающие передающую вращение поверхность и/или передающую вращение кромку по меньшей мере в одной точке, образовывали угол, в частности с радиальным направлением, составляющий, в частности, менее 80°, предпочтительно менее 60°, а особенно предпочтительно – менее 45°. Это позволяет уменьшить вероятность повреждений, возникающих из-за столкновений с заготовками.
Кроме того, может быть целесообразным вариант выполнения, в котором поводок имеет по меньшей мере две области передачи крутящего момента, у каждой из которых имеется по передающей вращение кромке и/или передающей вращение поверхности, которые ориентированы в противоположные друг другу стороны, прежде всего по отношению к плоскости, содержащей ось выходного вала, и по существу параллельны друг другу. Предпочтительно, чтобы эти области передачи крутящего момента, имеющие каждая по передающей вращение кромке и/или передающей вращение поверхности, были расположены на некотором расстоянии друг от друга вдоль окружного направления, проходящего вокруг оси выходного вала, при этом, в частности, минимальное расстояние вдоль окружного направления между областями передачи крутящего момента, прежде всего между их передающими вращение кромками и/или передающими вращение поверхностями, составляет, в частности, свыше 10%, предпочтительно свыше 20%, а особенно предпочтительно – менее 60% от величины всего окружного периметра зажимной граничной окружности.
Кроме того, предлагается, чтобы передающая вращение кромка и/или передающая вращение поверхность были наклонены относительно плоскости, заданной осевым и радиальным по отношению к оси выходного вала направлениями, в окружном направлении вокруг оси выходного вала и/или радиальном по отношению к оси выходного вала направлении, образующем радиальную ось, в частности, на угол до 50°, предпочтительно до 40°, более предпочтительно до 30°, а особенно предпочтительно – до 25°. Предпочтительно, чтобы передающая вращение кромка и/или передающая вращение поверхность образовывали угол с плоскостью, заданной осью выходного вала и направлением, проходящим поперек оси выходного вала, прежде всего по меньшей мере по существу перпендикулярно ей, составляющий, в частности, менее 50°, предпочтительно менее 40°, более предпочтительно – менее 30°, и особенно предпочтительно – более 15°. В случае расположения передающей вращение поверхности и/или передающей вращение кромки с наклоном на некоторый угол по отношению к плоскости, заданной осью выходного вала и направлением, проходящим поперек оси выходного вала, прежде всего по меньшей мере по существу перпендикулярно ей, максимальная протяженность передающей вращение поверхности и/или передающей вращение кромки вдоль направления, проходящего по меньшей мере по существу перпендикулярно оси выходного вала, может быть минимизирована без уменьшения максимальной поперечной протяженности само́й передающей вращение поверхности, что позволяет сделать поводок особенно компактным. В случае наклона передающей вращение поверхности на некоторый угол вокруг окружного направления оси выходного вала радиальная протяженность передающей вращение поверхности и/или передающей вращение кромки может быть минимизирована без уменьшения протяженности передающей вращение поверхности, что позволяет сделать поводок особенно компактным. В случае наклона передающей вращение поверхности на некоторый угол вокруг радиального по отношению к оси выходного вала направления, образующего радиальную ось, рабочий инструмент можно насаживать на держатель в осевом направлении особенно простым образом, так что максимальная протяженность передающей вращение поверхности в осевом направлении вдоль оси выходного вала возрастает в сторону технологической машины.
Во время работы технологической машины передающие вращение поверхности могут располагаться под углом против направления вращения держателя. Предпочтительно, чтобы передающие вращение поверхности были наклонены относительно окружного направления, проходящего вокруг оси выходного вала. В частности, каждая из передающих вращение поверхностей образует с окружным направлением угол, отличный от 90°.
Может быть целесообразным вариант выполнения, в котором держатель, в частности зажимной механизм, имеет исполнительное приспособление, предусмотренное для того, чтобы, при осевом воздействии на исполнительное приспособление путем приложения управляющего усилия, обеспечивать перевод зажимного механизма из расцепленного состояния, в котором рабочий инструмент можно снять с держателя, в прикрепленное состояние, в котором рабочий инструмент прикреплен к держателю.
Исполнительное приспособление может быть приведено в действие посредством рабочего инструмента, а именно за счет приложения к рабочему инструменту управляющего усилия таким образом, что он в осевом направлении вдоль оси вращения инструмента, или оси выходного вала, сообщает управляющее усилие зажимному механизму для перевода зажимного механизма из состояния с отцепленным инструментом в состояние с прикрепленным инструментом.
Предпочтительно, чтобы зажимной механизм мог иметь зажимную впадину.
Кроме того, может быть целесообразным вариант выполнения, в котором зажимной механизм имеет по меньшей мере один зацепной узел по меньшей мере с одной радиальной зажимной впадиной, предусмотренный для зажимания рабочего инструмента в осевом направлении вдоль оси выходного вала при нахождении инструмента в прикрепленном состоянии, и освобождения его в расцепленном состоянии. Зажимная впадина может быть предусмотрена для по меньшей мере частичного вмещения рабочего инструмента, а именно при нахождении его в отцепленном состоянии. Зажимная впадина может быть предусмотрена для вмещения рабочего инструмента и удержания его на держателе при нахождении в прикрепленном состоянии. При нахождении в состоянии с отцепленным инструментом зажимная впадина может по меньшей мере частично выдаваться (выступать) относительно поводка в осевом направлении вдоль оси выходного вала. При нахождении в состоянии с отцепленным инструментом зажимная впадина может выдаваться относительно поводка таким образом, что присоединительное приспособление рабочего инструмента принято зажимной впадиной. При нахождении в состоянии с отцепленным инструментом зажимная впадина может быть наклонена на угол относительно оси выходного вала таким образом, что присоединительное приспособление рабочего инструмента по меньшей мере частично может помещаться в зажимной впадине, прежде всего с геометрическим замыканием в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении. Зажимная впадина может быть выполнена в виде окружной выемки. Зажимная впадина может быть выполнена такой, что в состоянии с отцепленным инструментом она по меньшей мере частично открывается в осевом направлении вдоль оси выходного вала для установки рабочего инструмента, прежде всего его присоединительного приспособления.
В частности, зажимной механизм может иметь по меньшей мере два зацепных узла, у каждого из которых есть по меньшей мере одна радиальная зажимная впадина. При нахождении инструмента в прикрепленном состоянии зажимная впадина может проходить по существу в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении. Предпочтительно, чтобы при нахождении инструмента в состоянии, когда он при помощи зажимного механизма прикреплен к держателю, он по меньшей мере частично входил с зацеплением в зажимную впадину. Это позволяет особенно простым образом реализовать соединение с геометрическим замыканием рабочего инструмента с технологической машиной при нахождении его в прикрепленном состоянии. В частности, зажимной механизм может иметь по меньшей мере одну зажимную поверхность для передачи осевого силового воздействия на рабочий инструмент, прежде всего присоединительное приспособление рабочего инструмента, при нахождении его в прикрепленном состоянии. Предпочтительно, чтобы зажимная поверхность контактировала с рабочим инструментом по меньшей мере на отдельных участках в виде точечного соприкосновения, предпочтительно в виде линейного соприкосновения, а особенно предпочтительно – в виде поверхностного соприкосновения. При этом зажимная поверхность может быть плоской или, в частности по меньшей мере на отдельных участках, изогнутой.
Область контакта, образующая точечное, линейное или поверхностное соприкосновение, зависит от формы и типа областей передачи крутящего момента / областей восприятия крутящего момента и их взаимодействия. В случае точечной области контакта она протягивается в виде круга или эллипса. Точечная область контакта является особенно нечувствительной к неточному позиционированию рабочего инструмента по отношению к технологической машине, каковое может быть обусловлено допусками при изготовлении рабочего инструмента.
В случае линейной области контакта она имеет вдоль линии касания большую протяженность, а поперек нее – малую протяженность. Линейная область контакта по сравнению с точечной областью контакта дает больший участок контактирования, и по ней могут передаваться бо́льшие приводные усилия от технологической машины на рабочий инструмент. Поверхностная область контакта по сравнению с линейной дает больший участок контактирования, в частности бо́льшую площадь контактирования, а потому по ней могут передаваться бо́льшие приводные усилия от технологической машины на рабочий инструмент. По сравнению с точечной областью контакта линейная и поверхностная области контакта требуют более высокой точности, как при изготовлении областей передачи крутящего момента / областей восприятия крутящего момента, так и при позиционировании рабочего инструмента на технологической машине. Области передачи крутящего момента / области восприятия крутящего момента могут быть согласованы друг с другом таким образом, что поверхностное или линейное касание наступает только при передаче заметных приводных усилий, например, при работе технологической машины с номинальной мощностью.
Зажимная поверхность может быть плоской или криволинейной. Зажимная поверхность может быть выполнена в по существу радиальной зажимной впадине. Зажимная впадина может быть выполнена, в частности, в виде зажимного желобка или зажимного углубления. Зажимная поверхность проходит по существу в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении. Зажимная поверхность может быть ориентирована в сторону технологической машины. При нахождении держателя в состоянии с прикрепленным инструментом зажимная поверхность может быть ориентирована поперек оси выходного вала, прежде всего по меньшей мере по существу перпендикулярно ей.
Возможен следующий целесообразный вариант выполнения, в котором зажимной механизм, прежде всего по меньшей мере один его зацепной узел, установлен с возможностью поворота вокруг оси вращения зажимного механизма, в частности по существу ортогональной оси выходного вала, таким образом, что в зависимости от угла поворота зажимного механизма, на который он, в частности его зажимная поверхность, наклонен относительно оси выходного вала, при помощи зажимного механизма можно зажимать рабочие инструменты с различной толщиной присоединительных приспособлений. Это дает возможность установки даже рабочих инструментов с присоединительными приспособлениями, толщина которых, она же толщина материала, в осевом направлении может быть сделана разной в зависимости от области применения и требования к рабочему инструменту.
Кроме того, предлагается, чтобы поводок имел по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент, предусмотренный для взаимодействия с принадлежащим рабочему инструменту монтажным кодирующим элементом при нахождении рабочего инструмента в состоянии, когда он установлен на держателе. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один находящийся на поводке обеспечивающий монтаж кодирующий элемент был предусмотрен для кодирования установки или насаживания рабочего инструмента на поводок, прежде всего на площадку прилегания. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один находящийся на поводке обеспечивающий монтаж кодирующий элемент был предусмотрен для кодирования установки или насаживания рабочего инструмента на поводок, прежде всего на площадку прилегания, согласно принципу соответствия ключа и замочной скважины. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один находящийся на поводке обеспечивающий монтаж кодирующий элемент был выполнен за одно целое с поводком, в частности его поводковой щекой. Вместе с тем, возможен вариант, в котором по меньшей мере один находящийся на поводке обеспечивающий монтаж кодирующий элемент выполнен отдельно от поводка, в частности от поводковой щеки, и прикреплен к поводку, прежде всего поводковой щеке, посредством подходящего с точки зрения специалиста соединения. Предпочтительно, чтобы обеспечивающий монтаж кодирующий элемент был выполнен в виде механического элемента, например, в виде выемки, удлиняющего выступа, паза, перемычки и т.д. Вместе с тем возможен вариант, в котором обеспечивающий монтаж кодирующий элемент выполнен в виде электронного элемента, например, в виде чипа радиочастотной идентификации, чипа технологии NFC, радиоволнового анализатора, в виде электронного считывателя (прибора считывания штрихкода, прибора считывания кода матрицы данных или подобных элементов) и т.п., либо же возможен вариант, где он является комбинацией из механического и электронного элементов. Предпочтительно, чтобы принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент был выполнен соответствующим (комплементарным) находящемуся на поводке обеспечивающему монтаж кодирующему элементу. В случае конструктивного исполнения обеспечивающего монтаж кодирующего элемента в виде механического элемента принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент также выполнен в виде механического элемента, например, в виде выемки, удлиняющего выступа, паза, перемычки и т.д. В случае конструктивного исполнения обеспечивающего монтаж кодирующего элемента в виде электронного элемента принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент также выполнен в виде электронного элемента, например, в виде чипа радиочастотной идентификации, чипа технологии NFC, радиоволнового анализатора, в виде электронного считывателя (прибора считывания штрихкода, прибора считывания кода матрицы данных или подобных элементов) и т.п. Также возможны другие подходящие с точки зрения специалиста соответствующие конструктивные исполнения обеспечивающего монтаж кодирующего элемента и принадлежащего рабочему инструменту монтажного кодирующего элемента. Предпочтительно, чтобы держатель содержал несколько обеспечивающих монтаж кодирующих элементов, в частности по меньшей мере два, предпочтительно по меньшей мере три, а в самом предпочтительном случае – по меньшей мере четыре. Предпочтительно, чтобы между числом принадлежащих рабочему инструменту монтажных кодирующих элементов и числом обеспечивающих монтаж кодирующих элементов держателя существовала зависимость, и наиболее предпочтительно, чтобы они были равны. Вместе с тем, возможен вариант, в котором рабочий инструмент имеет число монтажных кодирующих элементов, отличное от числа имеющихся на держателе обеспечивающих монтаж кодирующих элементов, в частности, превышает его. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один находящийся на поводке обеспечивающий монтаж кодирующий элемент был выполнен в виде осевого кодирующего элемента, в частности в виде осевого кодирующего элемента, действующего вдоль направления, проходящего по меньшей мере по существу параллельно оси выходного вала. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один находящийся на поводке обеспечивающий монтаж кодирующий элемент был предусмотрен для кодирования возможности осевого насаживания рабочего инструмента на поводок. Достигаемое с предлагаемым в изобретении конструктивным исполнением преимущество состоит в возможности в максимально возможной степени исключить ошибочный монтаж рабочего инструмента на держателе. Достигаемое при этом преимущество состоит в противодействии установке на держатель рабочих инструментов, непригодных для безопасной эксплуатации технологической машины. Достигаемое при этом преимущество состоит в противодействии, например, установке рабочего инструмента, предназначенного для использования с технологическими машинами с более низкими максимальными частотами вращения, на технологическую машину с более высокой максимальной частотой вращения.
Кроме того, предлагается, чтобы обеспечивающий монтаж кодирующий элемент поводка был расположен по меньшей мере на одной поводковой щеке поводка. Предпочтительно, чтобы этот элемент был выполнен в виде удлиняющего выступа. Предпочтительно, чтобы этот выполненный в виде удлиняющего выступа кодирующий элемент имел основную ориентацию, соответствующую направленности в сторону от оси выходного вала, в частности вдоль направления, проходящего поперек оси выходного вала, прежде всего по меньшей мере по существу перпендикулярно ей. Вместе с тем возможен вариант, в котором этот расположенный по меньшей мере на одной поводковой щеке поводка монтажный кодирующий элемент имеет другое подходящее с точки зрения специалиста конструктивное исполнение. Предпочтительно, чтобы этот кодирующий элемент был расположен на наружной поверхности по меньшей мере одной поводковой щеки, в частности дальней от оси выходного вала. Предпочтительно, чтобы этот расположенный по меньшей мере на одной поводковой щеке поводка обеспечивающий монтаж кодирующий элемент находился на наружной поверхности по меньшей мере одной поводковой щеки, проходящей по меньшей мере по существу параллельно оси выходного вала. В качестве альтернативы или в дополнение возможен вариант, в котором держатель содержит по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент, расположенный на имеющейся у держателя площадке прилегания. Такой элемент можно выполнить механическим или электронным. Достигаемое с предлагаемым в изобретении конструктивным исполнением преимущество состоит в максимально возможно надежном предотвращении установки на держателе непригодного для эксплуатации с ним рабочего инструмента, прежде всего насаживания его на держатель. При этом обеспечена возможность реализации кодирования монтажа за счет конструктивно простого решения.
Кроме того, предлагается, чтобы обеспечивающий монтаж кодирующий элемент поводка был расположен с примыканием к внутренней окружной поверхности по меньшей мере одной поводковой щеки. Предпочтительно, чтобы этот расположенный на по меньшей мере одной щеке поводка обеспечивающий монтаж кодирующий элемент располагался с непосредственным примыканием к внутренней окружной поверхности. В качестве альтернативы или в дополнение возможен вариант, в котором обеспечивающий монтаж кодирующий элемент, находящийся на по меньшей мере одной щеке поводка, расположен на внешней окружной поверхности по меньшей мере одной поводковой щеки. Предпочтительно, чтобы поверхность обеспечивающего монтаж кодирующего элемента, расположенного на по меньшей мере одной щеке поводка, образовывала часть внутренней окружной поверхности или внешней окружной поверхности по меньшей мере одной поводковой щеки. За счет предлагаемых в изобретении решений обеспечена возможность простого конструктивного исполнения кодирования монтажа. Достигаемое при этом преимущество состоит в максимально возможно надежном предотвращении установки на держателе непригодных для эксплуатации с ним рабочих инструментов, прежде всего насаживания их на него.
Кроме того, предлагается, чтобы зажимной механизм, в частности по меньшей мере один его зацепной узел, содержал по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент. Предпочтительно, чтобы зажимной механизм содержал несколько обеспечивающих монтаж кодирующих элементов, прежде всего по меньшей мере два. Вместе с тем, возможен вариант, в котором у зажимного механизма расположенных на зацепном узле обеспечивающих монтаж кодирующих элементов насчитывается отличающееся количество, не один и не два. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент зажимного механизма образовывал кодирующий фиксацию элемент, предусмотренный для кодирования крепления рабочего инструмента на держателе. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент зажимного механизма был предусмотрен для кодирования крепления рабочего инструмента на держателе согласно принципу соответствия ключа и замочной скважины. Предпочтительно, чтобы обеспечивающий монтаж кодирующий элемент зажимного механизма был предусмотрен для того, чтобы, при отсутствии соответствующего обеспечивающего монтаж кодирующего элемента на рабочем инструменте, по меньшей мере в максимально возможной степени не допустить или блокировать производимое посредством зажимного механизма крепление рабочего инструмента на держателе, в частности на площадке прилегания. Предпочтительно, чтобы при наличии соответствующего обеспечивающего монтаж кодирующего элемента на рабочем инструменте было возможно крепление вследствие разрешающей кодировки за счет взаимодействия обеспечивающего монтаж кодирующего элемента зажимного механизма с соответствующим (ответным) принадлежащим рабочему инструменту монтажным кодирующим элементом. Возможен вариант, в котором у держателя по меньшей мере обеспечивающий монтаж кодирующий элемент (или несколько таких элементов) имеется либо только на поводке, либо только на зажимном механизме. Также возможен вариант, в котором держатель, в качестве альтернативы или в дополнение к одному или нескольким обеспечивающим монтаж кодирующим элементам поводка либо одному или нескольким обеспечивающим монтаж кодирующим элементам зажимного механизма имеет другие кодирующие элементы, обеспечивающие возможность кодирования расположения рабочего инструмента на держателе. Например, возможные следующие варианты:
1) по меньшей мере один кодирующий элемент, имеющий возможность движения вследствие расположения рабочего инструмента на держателе, для разрешения расположения рабочего инструмента;
2) по меньшей мере один дополнительный статичный кодирующий элемент на держателе, например, входящий в выемку на рабочем инструменте;
3) по меньшей мере один дополнительный, установленный с возможностью движения кодирующий элемент, предпочтительно обретающий подвижность после правильного расположения подходящего рабочего инструмента в кодирующей выемке рабочего инструмента, служащий для разрешения, например, запуска в эксплуатацию технологической машины;
4) другие подходящие с точки зрения специалиста кодирующие элементы.
Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент зажимного механизма был выполнен в виде радиального кодирующего элемента, прежде всего действующего вдоль направления, проходящего по меньшей мере по существу перпендикулярно оси выходного вала. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент зажимного механизма был предусмотрен для кодирования действующего в радиальном направлении крепления зажимного механизма, служащего для крепления рабочего инструмента на держателе. Достигаемое с предлагаемым в изобретении конструктивным исполнением преимущество состоит в возможности кодирования крепления рабочего инструмента посредством зажимного механизма. Обеспечена возможность блокирования фиксации, например, в случае неподходящего конструктивного исполнения рабочего инструмента, у которого отсутствует элемент, соответствующий по меньшей мере одному обеспечивающему монтаж кодирующему элементу зажимного механизма. При этом обеспечена возможность надежного противодействия креплению на держателе неподходящего рабочего инструмента.
Кроме того, предлагается, чтобы обеспечивающий монтаж кодирующий элемент зажимного механизма был расположен на зацепной щеке, в частности в имеющейся у нее зажимной впадине. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент зажимного механизма был выполнен за одно целое с зацепной щекой. Вместе с тем, возможен вариант, в котором по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент зажимного механизма выполнен отдельно от зацепной щеки и прикреплен к ней при помощи подходящего с точки зрения специалиста соединения. Предпочтительно, чтобы обеспечивающий монтаж кодирующий элемент зажимного механизма был расположен на зажимной поверхности зажимного механизма, в частности с непосредственным примыканием к этой зажимной поверхности, по меньшей мере частично ограничивающей зажимную впадину. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент зажимного механизма был выполнен в виде удлиняющего выступа. Вместе с тем, возможен вариант, в котором по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент зажимного механизма имеет другое подходящее с точки зрения специалиста конструктивное исполнение. По меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент зажимного механизма может быть расположен на зацепной щеке симметрично или асимметрично по отношению к ее центральной плоскости, в частности плоскости симметрии. Предпочтительно, чтобы центральная плоскость зацепной щеки, в частности плоскость симметрии, проходила по меньшей мере по существу параллельно оси выходного вала и/или содержала ее. Также возможен вариант с расположением по меньшей мере одного обеспечивающего монтаж кодирующего элемента зажимного механизма на зацепной щеке с удалением на некоторое расстояние относительно центральной плоскости зацепной щеки, в частности плоскости симметрии. Достигаемое с предлагаемым в изобретении конструктивным исполнением преимущество состоит в возможности реализации компактного конструктивного исполнения. Достигаемое при этом преимущество состоит в возможности надежной защиты от повреждений обеспечивающего монтаж кодирующего элемента зажимного механизма, в частности за счет расположения по меньшей мере одного обеспечивающего монтаж кодирующего элемента в зажимной впадине зацепной щеки.
Еще одним объектом изобретения является обрабатывающая система, включающая в себя по меньшей мере одну предлагаемую в изобретении технологическую машину, содержащую держатель и рабочий инструмент, устанавливаемый в держателе, при этом держатель удерживает рабочий инструмент на технологической машине таким образом, что ось выходного вала технологической машины и ось вращения рабочего инструмента по существу совпадают, то есть это одна и та же ось.
В частности, по меньшей мере один поводок может иметь по меньшей мере одну область передачи крутящего момента, предназначенную для передачи крутящего момента на рабочий инструмент в окружном направлении вокруг оси выходного вала.
Предпочтительно, чтобы рабочий инструмент мог иметь ось вращения и присоединительное приспособление с выемкой, предусмотренное для по меньшей мере частичного, прежде всего полного обхватывания держателя ручной машины в окружном направлении вокруг оси выходного вала. Предпочтительно, чтобы при нахождении рабочего инструмента в состоянии, когда он установлен на держателе, по меньшей мере поводок и/или зажимной механизм держателя по меньшей мере частично входил (входили) с зацеплением в выемку присоединительного приспособления. Предпочтительно, чтобы поводок был предусмотрен для по меньшей мере частичного прилегания к окраине рабочего инструмента, ограничивающей выемку его присоединительного приспособления, в частности при нахождении рабочего инструмента в состоянии, когда он установлен на держателе.
Предпочтительно, чтобы рабочий инструмент мог иметь по меньшей мере одну область восприятия крутящего момента, находящуюся на расстоянии в радиальном направлении от оси вращения инструмента.
Далее, предпочтительно, чтобы область восприятия крутящего момента могла ограничивать выемку по меньшей мере на отдельных участках в радиальном по отношению к оси вращения инструмента направлении. Предпочтительно, чтобы принадлежащая рабочему инструменту область восприятия крутящего момента по меньшей мере частично, прежде всего полностью, ограничивала выемку присоединительного приспособления рабочего инструмента.
Кроме того, предпочтительно, чтобы поводок и зажимной механизм могли быть предусмотрены для проникновения сквозь выемку рабочего инструмента и зажимания рабочего инструмента держателем при помощи зажимного механизма, подвижного относительно оси выходного вала по существу в радиальном направлении.
Особенно предпочтительно, чтобы зажимной механизм мог прикладывать силовое воздействие на рабочий инструмент в области зажимной поверхности, имеющее по меньшей мере одну составляющую в осевом направлении вдоль оси вращения инструмента.
Предпочтительно, чтобы зажимной механизм мог быть выполнен такой формы, что он предотвращает нечаянное отцепление рабочего инструмента от держателя и обеспечивает простоту смены рабочего инструмента.
Кроме того, может быть целесообразным вариант выполнения, в котором присоединительное приспособление проходит в осевом направлении между первой присоединительной поверхностью и противолежащей ей второй присоединительной поверхностью рабочего инструмента.
В частности, присоединительные поверхности рабочего инструмента расположены ортогонально оси вращения инструмента.
Предпочтительно, чтобы расстояние между присоединительными поверхностями, проходящее по меньшей мере по существу параллельно оси вращения инструмента выходного вала, формировало толщину t материала присоединительного приспособления.
Предпочтительно, чтобы между присоединительными поверхностями была расположена по меньшей мере одна область восприятия крутящего момента. Предпочтительно, чтобы имеющаяся у области восприятия крутящего момента приводная поверхность, ограничивающая выемку, была расположена между присоединительными поверхностями рабочего инструмента. Предпочтительно, чтобы приводная поверхность области восприятия крутящего момента была ориентирована по меньшей мере по существу параллельно оси вращения инструмента. Вместе с тем, возможен вариант, в котором приводная поверхность области восприятия крутящего момента расположена с наклоном относительно оси вращения инструмента.
Первая присоединительная поверхность может служить границей присоединительного приспособления в направлении оси выходного вала на стороне, обращенной к технологической машине. Присоединительные поверхности могут быть выполнены плоскими.
Техническим результатом изобретения стала возможность получения особенно компактного конструктивного исполнения рабочего инструмент держателя в осевом направлении.
Возможен следующий целесообразный вариант выполнения, в котором присоединительное приспособление рабочего инструмента имеет по меньшей мере две, прежде всего по меньшей мере четыре области восприятия крутящего момента, расположенные с взаимной вращательной симметрией вокруг оси вращения инструмента. В частности, держатель имеет по меньшей мере две, прежде всего по меньшей мере четыре области передачи крутящего момента, расположенные с взаимной вращательной симметрией вокруг оси выходного вала. В частности, области восприятия крутящего момента выполнены соответствующими областям передачи крутящего момента, прежде всего встречно-противоположными, с формированием в результате, в частности, негативной формы.
Области передачи крутящего момента в окружном направлении вокруг оси A выходного вала расположены симметрично по отношению друг к другу под углом 90°, так что у рабочего инструмента есть четыре окружных положения, при нахождении в которых возможно его соединение с поводком. Получаемое при этом преимущество состоит в повышении комфортности работы оператора машины. Предпочтительно, чтобы области передачи крутящего момента были расположены вокруг оси выходного вала с вращательной симметрией n-го порядка, в частности по меньшей мере четвертого порядка. Вместе с тем возможен вариант, в котором области передачи крутящего момента расположены вокруг оси выходного вала с вращательной симметрией другого подходящего с точки зрения специалиста порядка, например, второго порядка, третьего порядка, пятого порядка и т.д.
Кроме того, может быть целесообразным вариант выполнения, в котором область восприятия крутящего момента в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении по меньшей мере на отдельных участках проходит между первым и вторым радиусами, отсчитываемыми от оси вращения инструмента, причем по меньшей мере один из этих участков предназначен для передачи крутящего момента от технологической машины на рабочий инструмент.
Обеспечена возможность особенно эффективной передачи на рабочий инструмент крутящих моментов, развиваемых технологической машиной, посредством держателя.
Предлагается, чтобы держатель имел плоскую, прежде всего выполненную в форме круглого кольца площадку прилегания, предусмотренную для создания опоры в осевом направлении для рабочего инструмента, а именно для его контактной площадки и/или первой присоединительной поверхности, так что в радиальном по отношению к оси вращения инструмента направлении площадка прилегания проходит между внутренним радиусом и наружным радиусом, отсчитываемыми от оси выходного вала.
Внутренний радиус может образовывать внутренний радиус площадки прилегания, служащий ее границей. Наружный радиус Ra может образовывать внешний радиус площадки прилегания, служащий ее границей.
Предпочтительно, чтобы присоединительное приспособление рабочего инструмента имело по меньшей мере одну зажимную лапку, по меньшей мере частично ограничивающую выемку в радиальном направлении, которая в по существу радиальном по отношению к оси вращения инструмента направлении ограничена первой граничной кромкой, находящейся на первой, в частности минимальной, граничной окружности вокруг оси вращения инструмента.
Предпочтительно, чтобы зажимная лапка рабочего инструмента, в частности ее первая граничная кромка, при нахождении рабочего инструмента в прикрепленном к технологической машине состоянии выдавалась относительно внутреннего радиуса площадки прилегания в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении на расстояние, находящееся в диапазоне значений, верхняя граница которого составляет, в частности до 2 мм, предпочтительно до 1 мм, более предпочтительно до 0,6 мм, а особенно предпочтительно – до 0,1 мм, а нижняя граница равна, в частности, по меньшей мере 0,5 мм, предпочтительно по меньшей мере 0,9 мм, более предпочтительно – по меньшей мере 1 мм, так что в этой области нет опорного материала для поддержки зажимной лапки.
При этом в радиальном направлении зажимная лапка не прилегает к площадке прилегания, по крайней мере не всей площадью поверхности, так что зажимная лапка по меньшей мере на отдельных участках в осевом направлении может упруго изгибаться. Предпочтительно чтобы у зажимной лапки максимальное нормативное значение D коэффициента упругости составляло менее 400000 Н/мм. Предпочтительно, чтобы максимальное нормативное значение D коэффициента упругости зажимной лапки находилось в диапазоне от 10000 до 350000 Н/мм. Максимальное нормативное значение D коэффициента упругости предпочтительно получается из следующего выражения: F=D⋅z, при этом
где
L – максимальная, прежде всего усредненная, протяженность зажимной лапки между первой граничной окружностью и второй граничной окружностью,
b – максимальная тангенциальная протяженность зажимной лапки вдоль второй граничной окружности,
h – максимальная толщина материала зажимной лапки вдоль осевого направления, совпадающего с осью a вращения инструмента.
Максимальная толщина h материала предпочтительно может составлять от 0,5 до 1,6 мм. Предпочтительно, чтобы зажимная лапка, в частности при нахождении рабочего инструмента в состоянии, когда он установлен на держателе, но все еще окончательно не прикреплен к нему, находилась на некотором удалении от площадки прилегания по меньшей мере на отдельных участках вдоль направления, проходящего по меньшей мере по существу параллельно оси выходного вала. В частности, в осевом направлении, прежде всего, если смотреть вдоль оси выходного вала в направлении технологической машины, снизу первой граничной кромки зажимной лапки площадка прилегания не предусмотрена.
Кроме того, предлагается, чтобы когда рабочий инструмент прикреплен к технологической машине, имеющаяся у держателя по меньшей мере одна область передачи крутящего момента находилась между первой ортогональной плоскостью держателя, прежде всего образующей площадку прилегания, и второй ортогональной плоскостью держателя, прежде всего ограничивающей поводок в осевом направлении.
Отверстие держателя может быть предусмотрено для, прежде всего по меньшей мере частичного, вмещения зажимной лапки рабочего инструмента, накрывающей отверстие, и обеспечения возможности движения зажимной лапки в осевом направлении вдоль оси выходного вала, прежде всего если смотреть вдоль оси выходного вала в сторону технологической машины. Достигаемое при этом преимущество состоит в возможности упругой деформации по меньшей мере одной зажимной лапки в осевом направлении вдоль оси выходного вала, ориентированной по направлению к технологической машине.
Первая и вторая ортогональные плоскости отстоят друг от друга на расстояние T. Предпочтительно, чтобы соотношение между расстоянием T и толщиной t материала присоединительного приспособления рабочего инструмента, ограниченной максимальной осевой протяженностью областей восприятия крутящего момента, составляло до 500%, в частности до 350%, предпочтительно до 200%, более предпочтительно до 150% а особенно предпочтительно – до 100%. Преимущество этого заключается в возможности особенно эффективного соединения рабочего инструмента с поводком, прежде всего с центрированием на поводке.
Кроме того, предлагается, чтобы рабочий инструмент имел рабочую область, предназначенную для воздействия на заготовку или обрабатываемый объект.
В частности, рабочая область может быть расположена на присоединительном приспособлении таким образом, что при нахождении инструмента в прикрепленном состоянии она выдается над уровнем присоединительного приспособления вдоль оси вращения инструмента в направлении, ориентированном к держателю технологической машины.
Предпочтительно, чтобы рабочая область могла иметь контактную площадку, которая при нахождении рабочего инструмента в прикрепленном состоянии образует контакт с технологической машиной за счет наложения с силовым замыканием в окружном направлении на площадку прилегания технологической машины. Возможен вариант, в котором рабочая область выполнена гибкой. Предпочтительно, чтобы рабочая область могла быть выполнена из материала, отличающегося от материала присоединительного приспособления, предпочтительно более упругого. В частности, рабочий инструмент может быть зажат на рабочей области в осевом направлении. Это дает рабочей области возможность демпфирования вибрации рабочего инструмента.
Кроме того, может быть целесообразным вариант выполнения, в котором присоединительное приспособление имеет по меньшей мере две зажимные лапки, каждая из которых по существу в радиальном по отношению к оси вращения инструмента направлении ограничена первой граничной кромкой, формирующей протяженность зажимной лапки в окружном направлении вокруг оси вращения инструмента и находящейся на первой, в частности минимальной, граничной окружности вокруг оси вращения инструмента.
Первая граничная кромка может быть образована из нескольких участков. Участки граничной кромки могут находиться по существу на первой граничной окружности и ограничивать минимальную радиальную протяженность зажимной лапки. Граничная кромка может иметь участок, на котором расположен принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент. Каждая зажимная лапка может иметь первую граничную кромку.
В частности, зажимной механизм, в частности его по меньшей мере один зацепной узел, может иметь окружную поверхность, ограничивающую радиальную протяженность зажимного механизма.
Предпочтительно, чтобы расстояние между по меньшей мере двумя соседними друг с другом первыми граничными кромками в окружном направлении вокруг оси вращения инструмента было меньше протяженности, в частности минимальной, окружной поверхности зажимного механизма в окружном направлении.
Это дает возможность особенно предпочтительного грубого, или предварительного центрирования рабочего инструмента в ходе процесса его насаживания.
Возможен следующий целесообразный вариант выполнения, в котором имеющаяся на технологической машине область передачи крутящего момента, предпочтительно несколько этих областей, а особенно предпочтительно все они, соприкасаются(-ется) по меньшей мере на отдельных участках с имеющимися на рабочем инструменте областями восприятия крутящего момента, и этот контакт принимает форму точечного касания, предпочтительно линейного касания, а особенно предпочтительно – поверхностного касания. Это дает возможность особенно предпочтительного контактирования по меньшей мере одной области передачи крутящего момента с рабочим инструментом.
Кроме того, в изобретении предложен предназначенный для применения c технологической машиной рабочий инструмент, содержащий рабочую область, предназначенную для воздействия на заготовку или обрабатываемый объект, и присоединительное приспособление, предназначенное для восприятия приводных усилий, а также соединительную область, соединяющую рабочую область и присоединительное приспособление и предназначенную для передачи развиваемых технологической машиной приводных усилий от присоединительного приспособления к рабочей области.
Кроме того, предлагается, чтобы рабочий инструмент имел по меньшей мере один принадлежащий ему монтажный кодирующий элемент, предусмотренный для взаимодействия с имеющимся на держателе по меньшей мере одним обеспечивающим монтаж кодирующим элементом при нахождении рабочего инструмента в состоянии, когда он установлен на держателе. Предпочтительно, чтобы принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент был выполнен в виде механического элемента, например, в виде выемки, удлиняющего выступа, паза, перемычки, выдавленного рельефного элемента и подобных средств. Вместе с тем возможен вариант, в котором принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент выполнен в электронном виде, например, в виде чипа радиочастотной идентификации, чипа технологии NFC (NFC – сокр. от англ. "near field communication», коммуникация в ближнем поле), радиоволнового анализатора, в виде электронного считывателя (прибора считывания штрихкода, прибора считывания кода матрицы данных или подобных устройств) и т.п., либо же возможен вариант с комбинацией, где он является мехатронным элементом. Предпочтительно, чтобы принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент был предусмотрен для взаимодействия с по меньшей мере одним обеспечивающим монтаж кодирующим элементом поводка или с по меньшей мере одним обеспечивающим монтаж кодирующим элементом зажимного механизма по принципу соответствия ключа и замочной скважины, в частности при нахождении рабочего инструмента в состоянии, когда он установлен на держателе. Предпочтительно, чтобы рабочий инструмент содержал несколько монтажных кодирующих элементов, в частности по меньшей мере два, предпочтительно по меньшей мере три, а в наиболее предпочтительным варианте – по меньшей мере четыре. Количество принадлежащих рабочему инструменту монтажных кодирующих элементов предпочтительно равно количеству обеспечивающих монтаж кодирующих элементов держателя, будучи зависимым от него. Вместе с тем, возможен вариант, в котором рабочий инструмент имеет принадлежащие ему монтажные кодирующие элементы в количестве, отличном от количества обеспечивающих монтаж кодирующих элементов держателя, прежде всего превышающем его. По меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент предпочтительно может быть выполнен в виде разгрузочной зазубрины или действовать, в частности в дополнение к функции кодирования при монтаже, в качестве желобообразного компенсатора напряжений. Предпочтительно, чтобы для монтажа и/или крепления рабочего инструмента на держателе была предусмотрена механическая и/или электронная оценка по меньшей мере одного принадлежащего рабочему инструменту монтажного кодирующего элемента, в частности посредством по меньшей мере одного имеющегося у держателя обеспечивающего монтаж кодирующего элемента, а именно для разрешения монтажа и/или крепления рабочего инструмента на держателе. Возможен вариант, в котором вплоть до наступления момента разрешения монтажа и/или крепления движение зажимного механизма может быть заблокировано, в частности механически и/или электронно. Возможен вариант, в котором по меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент предусмотрен для приведения в действие по меньшей мере одного обеспечивающего монтаж кодирующего элемента держателя, прежде всего инициации его движения, в частности, для обеспечения возможности разрешения монтажа и/или крепления рабочего инструмента на держателе. В качестве альтернативы или в дополнение возможен вариант, в котором рабочий инструмент имеет по меньшей мере один дополнительный монтажный кодирующий элемент, в частности выдавленный рельефный элемент, предусмотренный для приведения в действие, прежде всего инициации движения, по меньшей мере одного дополнительного обеспечивающего монтаж кодирующего элемента держателя, в частности установленного подвижно, прежде всего на площадке прилегания, для обеспечения возможности разрешения монтажа и/или крепления рабочего инструмента на держателе. Достигаемое с предлагаемым в изобретении конструктивным исполнением преимущество состоит в возможности в максимально возможной степени исключить ошибочный монтаж рабочего инструмента на держателе. Достигаемое при этом преимущество состоит в противодействии установке на держатель рабочих инструментов, непригодных для безопасной эксплуатации технологической машины. Достигаемое при этом преимущество состоит в противодействии, например, установке рабочего инструмента, предназначенного для использования на технологических машинах с более низкими максимальными частотами вращения, на технологическую машину с более высокой максимальной частотой вращения. Достигаемое при этом преимущество заключается в получении высокой степени безопасности оператора.
Кроме того, предлагается, чтобы по меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент был расположен на по меньшей мере одной зажимной лапке присоединительного приспособления. При конструктивном исполнении расположенного на зажимной лапке принадлежащего рабочему инструменту монтажного кодирующего элемента в виде выемки, этот кодирующий элемент предпочтительно устроен в зажимной лапке таким образом, что ее свойство стойкости к пластической деформации, возникающей вследствие эксплуатационной нагрузки, снижено максимум вплоть до предельной нагрузки зажимной лапки. Возможен вариант, в котором на зажимной лапке расположен по меньшей мере один элемент жесткости, например, ребро жесткости или подобный предмет. По меньшей мере один расположенный на зажимной лапке принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент предпочтительно предусмотрен для взаимодействия с по меньшей мере одним расположенным на зацепной щеке обеспечивающим монтаж кодирующим элементом зажимного механизма при нахождении рабочего инструмента в состоянии, когда он установлен на держателе. Преимущество предлагаемого в изобретении конструктивного исполнения состоит в возможности получения безопасного кодирования монтажа или крепления по принципу соответствия ключа и замочной скважины.
Кроме того, предлагается, чтобы по меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент вдоль радиальной оси имел максимальную протяженность, самое большее соответствующую максимальному расстоянию между первой граничной окружностью и второй граничной окружностью присоединительного приспособления. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один расположенный на зажимной лапке принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент имел максимальную радиальную протяженность вдоль направления, проходящего поперек оси вращения инструмента, прежде всего по меньшей мере по существу перпендикулярно ей, а это значит, в частности, вдоль радиальной оси рабочего инструмента, равную по величине или меньшую максимального расстояния между первой граничной окружностью и второй граничной окружностью рабочего инструмента. Достигаемое при предлагаемом в изобретении конструктивном исполнении преимущество состоит в получении надежного и безопасного кодирования.
Кроме того, предлагается, чтобы по меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент расположен на зажимной лапке присоединительного приспособления в угловом диапазоне между приводной кромкой и кодирующей кромкой присоединительного приспособления. В частности, угловой диапазон имеет максимальный размах менее 90°, предпочтительно менее 60°, а особенно предпочтительно – менее 40°. Достигаемое при таком конструктивном исполнении преимущество состоит в получении безопасного кодирования крепления. Преимущество этого заключается в том, что удается в максимально возможной степени исключить возможность крепления рабочего инструмента на неподходящих для этого технологических машинах. Достигаемое при этом преимущество состоит в предохранении оператора от травм вследствие крепления рабочего инструмента на неподходящих для этого технологических машинах.
Еще одним объектом изобретения является применение рабочего инструмента с технологической машиной, выполненной в виде угловой шлифовальной машины, при котором возможно приведение в действие рабочего инструмента со скоростью вращения свыше 4000 об/мин, либо свыше 10000 об/мин, либо свыше 20000 об/мин.
В контексте настоящего изобретения под возможностью приведения в действие понимается возможность надежной эксплуатации, так что применение рабочего инструмента с технологической машиной, в частности угловой шлифовальной машиной, соответствует точно такому же или имеющему по меньшей мере приблизительно аналогичную длительность сроку эксплуатации (ресурсу) рабочего инструмента, как, например, у используемого с угловой шлифовальной машиной шлифовального диска с основой из вулканизированного волокна. В частности, под сроком эксплуатации, или ресурсом, понимается ресурс абразивных средств, приводимых в работу угловой шлифовальной машиной, обычный для сферы шлифовальной оснастки.
Кроме того, предлагается, чтобы рабочий инструмент имел рабочую область для обработки заготовки, соединенную с его несущим фланцем, в частности с образованием неразъемного соединения и/или с геометрическим замыканием. Это позволяет достичь особенно эффективного разделения функций.
При этом описанные выше варианты выполнения предлагаемой в изобретении технологической машины, предлагаемой в изобретении обрабатывающей системы и/или предлагаемого в изобретении рабочего инструмента, а также варианты их применения приведены только в качестве примера и не служат для ограничения объема изобретения. В частности, предлагаемая в изобретении технологическая машина, предлагаемая в изобретении обрабатывающая система, и/или предлагаемый в изобретении рабочий инструмент для реализации описанного принципа работы могут иметь число отдельных элементов, деталей и узлов, отличное от указанных в описании. Помимо этого, в случае оговоренных в настоящем описании диапазонов значений, те значения, которые лежат в пределах названных границ, также следует считать охваченными настоящим описанием и допускающими произвольную замену.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества изобретения выявляются в приведенном ниже описании вариантов его выполнения, поясняемом изображающими их чертежами. На чертежах, в описании и формуле изобретения раскрыты многочисленные признаки изобретения, используемые в комбинации. Исходя из целесообразности, специалист будет рассматривать эти признаки и в отдельности, а также объединять их в другие рациональные комбинации. На чертежах показано:
на фиг. 1 – предлагаемый в изобретении держатель ручной машины с рабочим инструментом;
на фиг. 2 – еще один вид в разрезе держателя с рабочим инструментом в прикрепленном состоянии;
на фиг. 3 – еще один вид в разрезе, иллюстрирующий держатель при нахождении в состоянии с прикрепленным инструментом;
на фиг. 4 – вид держателя, показанного на фиг. 1;
на фиг. 5а – вид фрагмента держателя, показанного на фиг. 4;
на фиг. 5б – вид фрагмента первого альтернативного держателя;
на фиг. 5в – вид фрагмента второго альтернативного держателя;
на фиг. 5г – вид фрагмента третьего альтернативного держателя;
на фиг. 5д – вид фрагмента четвертого альтернативного держателя;
на фиг. 6 – изображение в аксонометрии держателя, показанного на фиг. 3;
на фиг. 7 – изображение в аксонометрии держателя, показанного на фиг. 2;
на фиг. 8 – еще одно изображение в аксонометрии держателя;
на фиг. 9 – еще одно изображение в аксонометрии держателя с рабочим инструментом;
на фиг. 10 – следующее изображение в аксонометрии держателя с другим рабочим инструментом;
на фиг. 11 – вид иллюстративного рабочего инструмента;
на фиг. 12 – вид показанного на фиг. 11 рабочего инструмента, посаженного в держатель, показанный на фиг. 1;
на фиг. 13 – сечение держателя вдоль первой ортогональной плоскости, показанной на фиг. 1;
на фиг. 14 – несущий фланец рабочего инструмента в одном из вариантов выполнения;
на фиг. 15 – увеличенное изображение зажимной лапки несущего фланца, показанного на фиг. 11;
на фиг. 16а – конструктивное исполнение рабочего инструмента и/или держателя с по меньшей мере одним подпружиненным предохранительным и/или позиционирующим элементом;
на фиг. 16б – конструктивное исполнение рабочего инструмента и/или держателя с по меньшей мере одним подпружиненным предохранительным и/или позиционирующим элементом, альтернативное показанному на фиг. 16а;
на фиг. 17 – подробное изображение зацепной щеки держателя с расположенным на нем обеспечивающим монтаж кодирующим элементом зажимного механизма держателя; и
на фиг. 18 – сделанный в табличной форме перечень возможных расположений и конструктивных исполнений принадлежащих рабочему инструменту монтажных кодирующих элементов.
Осуществление изобретения
На чертежах одинаковые компоненты обозначены одинаковыми номерами позиций.
На фиг. 1 показана обрабатывающая система, включающая в себя держатель 213, установленный с возможностью совершения вращательного движения вокруг оси A выходного вала, и рабочий инструмент 11. Конструктивное исполнение держателя 213 разработано для удержания рабочего инструмента 11 на ручной машине 211 таким образом, что ось A выходного вала и воображаемая геометрическая ось a вращения инструмента по существу совпадают.
Рабочий инструмент:
Как показано на фиг. 1, 2 и фиг. 9-12, рабочий инструмент 11 может быть выполнен плоским и по меньшей мере по существу дискообразным. Рабочий инструмент 11 имеет воображаемую ось a вращения инструмента, присоединительное приспособление 113 для соединения рабочего инструмента 11 с держателем 213 технологической машины 211, и рабочую область 15. Присоединительное приспособление 113 и рабочая область 15 предпочтительно выполнены за одно целое друг с другом, в частности соединены между собой с замыканием за счет сил межмолекулярного или межатомного сцепления.
Ось a вращения инструмента определяет центр рабочего инструмента 11, вокруг которого он с помощью технологической машины 211 приводится во вращение во время работы. Присоединительное приспособление 113 расположено в радиально внутренней области рабочего инструмента 11 вокруг оси a вращения инструмента.
Присоединительное приспособление 113 имеет выемку 17, образующую сквозной прорыв в материале через рабочий инструмент 11 и проходящую в осевом направлении, заданном осью a вращения инструмента, сквозь всю толщину t материала присоединительного приспособления 113. Выемка 17 может быть предусмотрена для обхвата полностью поводка 215 и зажимного механизма 217 держателя 213. Выемка 17 полностью окружает ось a вращения инструмента по меньшей мере в одной плоскости, например, в ортогональной плоскости, проходящей ортогонально оси a вращения инструмента.
Присоединительное приспособление 113 выполнено с возможностью прикрепления к держателю 213 таким образом, что ось A приводного вала (шпинделя) и ось a вращения рабочего инструмента 11 по существу совпадают.
Кроме того, присоединительное приспособление 113 имеет четыре зажимные лапки 19, проходящие в радиальном относительно оси a вращения инструмента направлении и по меньшей мере на отдельных участках ограничивающие выемку 17 присоединительного приспособления 113 в радиальном направлении, как показано на фиг. 11 и 12. Каждая из зажимных лапок 19 ограничивается, в частности, по существу в радиальном по отношению к оси a вращения инструмента направлении, первой граничной кромкой 21, находящейся на первой, в частности минимальной, граничной окружности 23 вокруг оси a вращения инструмента. Вместе с тем, возможны альтернативные варианты, в которых присоединительное приспособление 113 имеет менее четырех зажимных лапок 19, например, две, или более четырех зажимных лапок 19, например, шесть.
Каждая из зажимных лапок 19, в частности в по существу радиальном и/или окружном по отношению к оси a вращения инструмента направлении, ограничена второй граничной кромкой 25, находящейся на второй, в частности максимальной, граничной окружности 27 вокруг оси a вращения инструмента. В частности, диаметр первой граничной окружности 23 меньше диаметра второй граничной окружности 27. Предпочтительно, чтобы первые граничные кромки 21 и вторые граничные кромки 25 зажимных лапок 19 по меньшей мере на отдельных участках ограничивали выемку 17 в радиальном по отношении к оси a вращения инструмента направлении. Первая граничная окружность 23 и вторая граничная окружность 27 расположены концентрично друг другу вокруг оси a вращения инструмента. Первый диаметр первой граничной окружности 23 имеет величину около 22 мм, благодаря чему рабочий инструмент 11 также подходит для традиционных технологических машин, в частности угловых шлифовальных машин, так что гарантирована обратная совместимость (также известная как совместимость "сверху вниз" или "преемственная совместимость", то есть способность устройства работать совместно с оборудованием предыдущих версий или поколений). В качестве альтернативной возможности первый диаметр первой граничной окружности 23 также может быть меньше 22 мм, так что рабочий инструмент также подходит для имеющих меньшие размеры традиционных технологических машин, в частности угловых шлифовальных машин.
Вторая граничная кромка 25 может быть выполнена с возможностью центрирования и опирания рабочего инструмента 11 в радиальном направлении.
Первая граничная кромка 21 может быть изогнута вокруг оси a вращения инструмента в соответствии с ходом дуги граничной окружности 23. Вторая граничная кромка 25 может быть изогнута вокруг оси a вращения инструмента в соответствии с ходом дуги граничной окружности 27.
Присоединительное приспособление 113 имеет область 40 восприятия крутящего момента. Область 40 восприятия крутящего момента имеет приводную кромку 40a, в частности прямолинейную или криволинейную, и/или приводную поверхность 40b, в частности плоскую или криволинейную. Это позволяет обеспечить контакт находящейся на рабочем инструменте 11 области 40 восприятия крутящего момента с имеющейся на держателе 213 областью 219 передачи крутящего момента, в частности в виде точечного соприкосновения, предпочтительно в виде линейного соприкосновения, еще более предпочтительно – в виде поверхностного соприкосновения. Область 219 передачи крутящего момента расположена на некотором расстоянии от оси a вращения инструмента.
Принадлежащая присоединительному приспособлению 113 область 40 восприятия крутящего момента предусмотрена для передачи приводных усилий от технологической машины 211 на рабочий инструмент 11. Область 40 восприятия крутящего момента в осевом направлении вдоль оси a вращения инструмента расположена между обоими концами выемки 17 рабочего инструмента 11, проходящей через всю толщину материала рабочего инструмента 11. У выемки 17 имеется по меньшей мере четыре области 40 восприятия крутящего момента, расположенные с взаимной вращательной симметрией вокруг оси a вращения инструмента, в частности с вращательной симметрией n-го порядка. Вместе с тем возможен вариант, в котором число имеющихся у рабочего инструмента областей 40 восприятия крутящего момента отличается от четырех. Например, их может быть два, три или более четырех.
Приводная поверхность 40b, в частности один ее участок, предусмотрена для формирования соединения с геометрическим и/или силовым замыканием с держателем 213 технологической машины 211, в частности дающего возможность приведения во вращение рабочего инструмента 11. В осевом направлении вдоль оси a вращения инструмента приводная поверхность 40b ограничена по меньшей мере приводной кромкой 40a. По меньшей мере участок приводной поверхности 40b выполнен плоским.
К радиальному относительно оси a вращения инструмента направлению, образующему радиальную ось r, приводная поверхность 40b наклонена на угол величиной до 30°, например, 25°, как видно на фиг. 11 и 12.
Присоединительное приспособление 113 имеет первую присоединительную поверхность 49 и противоположную ей вторую присоединительную поверхность 50. Эти присоединительные поверхности 49, 50 расположены ортогонально оси a вращения инструмента и предпочтительно ограничивают толщину t материала присоединительного приспособления 113. Между присоединительными поверхностями 49, 50 проходит по меньшей мере одна область 40 восприятия крутящего момента.
Первая граничная кромка 21 в окружном направлении вокруг оси a вращения инструмента ограничена кодирующей кромкой 35, в частности ее участком, и приводной кромкой 40a, в частности ее участком, как в показанном на фиг. 11 и 12 примере. По меньшей мере участок приводной кромки 40a выполнен прямолинейным. По меньшей мере участок кодирующей кромки 35 выполнен прямолинейным. По меньшей мере кодирующая кромка 35 выполнена по существу криволинейной.
Кодирующая кромка 35 соединяет первую граничную кромку 21 со второй граничной кромкой 25. При этом приводная кромка 40a соединяет первую граничную кромку 21 с соседней второй граничной кромкой 25. Кодирующая кромка 35 и приводная кромка 40a проходят в ортогональной плоскости, поперечной оси a вращения инструмента, прежде всего по существу в радиальном направлении. В частности, ортогональная плоскость проходит по существу ортогонально оси a вращения инструмента.
Первая граничная окружность 23 имеет по меньшей мере одну фиктивную спроецированную кромку 22, находящуюся между двумя первыми граничными кромками 21, соседними в окружном направлении, лежащую на первой граничной окружности 23 и проходящую в окружном направлении вокруг оси a вращения инструмента концентрично к первой граничной окружности 23. При этом протяженность в окружном направлении по меньшей мере одной первой граничной кромки 21, находящейся на первой граничной окружности 23, на величину до 10% превышает протяженность соседней фиктивной спроецированной кромки 22, находящейся на первой граничной окружности 23. Предпочтительно, чтобы одна, прежде всего каждая, спроецированная кромка 22 была меньше соседней с ней первой граничной кромки 21. Это позволяет достичь особенно предпочтительного центрирования рабочего инструмента 11, в частности предварительной центровки, соответственно грубой центровки.
Каждая из зажимных лапок 19 может быть ограничена, в частности по существу в радиальном по отношению к оси a вращения инструмента направлении, посредством соответствующей ей второй граничной кромки 25, находящейся на второй, в частности максимальной, граничной окружности 27 вокруг оси a вращения инструмента.
При этом граничные кромки 21, 25, кодирующие кромки 35 и приводные кромки 40a образуют граничный контур выемки 17. В частности, первая граничная кромка 21, кодирующая кромка 35 и приводная кромка 40a образуют контур зажимной лапки 19. Приводная кромка 40a и кодирующая кромка 35 ограничивают первую граничную кромку 21 в окружном направлении вокруг оси a вращения инструмента и примыкают к этой граничной кромке 21.
Зажимные лапки 19 расположены симметрично в окружном направлении вокруг оси a вращения инструмента. В окружном направлении вокруг оси a вращения инструмента зажимные лапки 19 расположены со смещением друг относительно друга на 90°, в результате чего при полном проворачивании на 360° рабочего инструмента 11 вокруг оси a вращения инструмента получаются четыре окружных положения. В качестве альтернативы зажимные лапки 19 в окружном направлении вокруг оси a вращения инструмента могут быть расположены со смещением друг относительно друга на 180° или 60°, в результате чего при полном проворачивании рабочего инструмента 11 на 360° вокруг оси a вращения инструмента получаются два или шесть окружных положений.
Зажимные лапки 19 проходят по меньшей мере по существу вдоль ортогональной плоскости, проходящей в радиальном относительно оси a вращения инструмента направлении. В частности, эта ортогональная плоскость проходит по существу под прямым углом к оси a вращения инструмента.
В частности, граничный контур выемки 17 имеет по меньшей мере на отдельных участках кодирование, выполненное в форме кодирующей кромки 35, симметричное вокруг оси a вращения инструмента. Граничный контур предпочтительно может быть выполнен асимметричным вокруг оси вращения инструмента, в частности не осесимметричным. В показанном на фиг. 11 и 12 предпочтительном варианте выполнения граничный контур может быть выполнен симметричным вокруг оси a вращения инструмента, в частности в соответствии с вращательной симметрией n-го порядка.
В показанном на фиг. 11 и 12 варианте выполнения зажимная лапка 19 проходит по меньшей мере по существу вдоль ортогональной оси a вращения инструмента плоскости и является симметричной, в частности осесимметричной, относительно плоскости, заданной осевым и радиальным по отношению к оси a вращения инструмента направлениями.
В альтернативном варианте выполнения зажимная лапка 19 может быть симметричной относительно плоскости симметрии, заданной осевым и радиальным по отношению к оси a вращения инструмента направлениями, в частности, обладать зеркальной симметрией.
В не показанном на чертежах варианте выполнения зажимная лапка 19 проходит по меньшей мере по существу вдоль ортогональной оси a вращения инструмента плоскости и является асимметричной, в частности не осесимметричной, относительно плоскости, заданной осевым и радиальным по отношению к оси a вращения инструмента направлениями.
Рабочий инструмент 11 имеет первую боковую поверхность 45, при нахождении рабочего инструмента 11 в прикрепленном к держателю 213 состоянии ориентированную к технологической машине 211. Рабочий инструмент 11 имеет вторую боковую поверхность 47, противоположную первой боковой поверхности 45, при нахождении его в состоянии крепления на технологической машине 211 за счет установки на держателе 213 ориентированную в сторону от технологической машины 211. Первая боковая поверхность 45 и вторая боковая поверхность 47 ограничивают рабочий инструмент 11 в осевом направлении вдоль оси a вращения инструмента.
Первая боковая поверхность 45 рабочего инструмента 11 имеет, в частности расположенную радиально внутри первую область 46, предусмотренную для формирования контактной площадки 61 для наложения на держатель 213 технологической машины 211.
Рабочая область 15 выполнена дискообразной и плоской, находясь снаружи в радиальном направлении и ограничивая радиальную протяженность рабочего инструмента 11. Рабочая область 15 может быть выполнена либо в виде абразивного инструмента с по меньшей мере одним абразивным элементом, выполненным в виде абразивного зерна или абразивной кромки, либо в виде отрезного инструмента с режущей кромкой или по меньшей мере одним режущим зубом. Однако это не следует считать ограничением, поскольку специалист вполне в состоянии предусмотреть другие известные ему рабочие области.
Присоединительное приспособление 113, предназначенное для восприятия приводных усилий, соединено с рабочей областью 15 посредством соединительной области 55, предназначенной для передачи развиваемых технологической машиной 211 приводных усилий от присоединительного приспособления 113 к этой рабочей области 15, в частности с образованием неразъемного соединения.
Технологическая машина и обрабатывающая система
Держатель 213 имеет по меньшей мере один поводок 215 и зажимной механизм 217, подвижный относительно поводка 215.
Зажимной механизм 217 имеет два зацепных узла 217a, 217b, выполненных в виде зацепных щек 218a, 218b и установленных с возможностью поворота друг относительно друга вокруг оси k вращения зажимного механизма 217.
Показанные на фиг. 1 зацепные щеки 218a, 218b для лучшей иллюстрации находятся в фиктивном состоянии, а именно: правая зацепная щека 218a находится в состоянии прикрепления инструмента, а левая зацепная щека 218b – в расцепленном состоянии. У предлагаемой в изобретении технологической машины 211 это фиктивное состояние зацепных щек 218a, 218b предпочтительно недостижимо, поскольку обе зацепные щеки 218a, 218b находятся либо в состоянии прикрепления инструмента, либо в состоянии при отцепленном инструменте.
При нахождении зажимного механизма 217 в расцепленном состоянии зацепные щеки 218a, 218b выдаются за уровень поводка 215 в осевом направлении вдоль оси A выходного вала, как можно видеть, например, у левой зацепной щеки 218b на фиг. 1. При этом при нахождении держателя 213 в расцепленном состоянии зацепные щеки 218a, 218b выдаются относительно поводка 215 в осевом направлении вдоль оси A выходного вала дальше, чем в состоянии с прикрепленным инструментом.
В предлагаемой в изобретении технологической машине 211 фиктивное состояние зацепных щек 218a, 218b предпочтительно недостижимо по причине наличия у технологической машины 211 направляющего приспособления, которое направляет движение зацепных щек 218a, 218b таким образом, что движение их друг относительно друга происходит по существу симметрично.
Под направляющим приспособлением здесь понимается, в частности, устройство, предусмотренное для приложения к зажимному механизму 217 реакции связи по меньшей мере вдоль направления зажатия, являющегося осевым и/или радиальным по отношению к оси A выходного вала, с целью задания возможного движения зажимного механизма 217 органа вдоль направления зажатия. Для этого направляющее приспособление имеет по меньшей мере один направляющий элемент, выполненный в виде направляющего пальца 285, на котором (или вокруг которого) направляется зажимной механизм 217, и по меньшей мере один опорный элемент, выполненный в виде установочного пальца 286, предусмотренный для установки зацепных щек 218a, 218b с возможностью вращения вокруг имеющейся у установочного пальца 286 оси k вращения зажимного механизма.
Направляющее приспособление имеет две направляющие выемки, выполненные в виде направляющих пазов 281a, 281b, каждая из которых образует направляющую дорожку для направления зацепных щек 218a, 218b.
Каждая из двух зацепных щек 218a, 218b имеет по направляющему пазу 281a, 281b, предусмотренному для направления зацепных щек 218a, 218b посредством направляющего пальца 285. Обе зацепные щеки 218a, 218b выполнены симметричными относительно друг друга. Направляющие пазы 281a, 281b зацепных щек 218a, 218b выполнены симметричными относительно друг друга. Движение обеих зацепных щек 218a, 218b предпочтительно по существу симметрично, так что обе зацепные щеки 218a, 218b находятся либо в положении при прикрепленном инструменте, либо в положении при отцепленном инструменте.
В расцепленном состоянии зажимного механизма 217, когда зацепные щеки 218a, 218b находятся в положении при отцепленном инструменте, они выдаются над уровнем поводка 215 в направлении вдоль оси A выходного вала, как можно видеть, например, на фиг. 2 или у левой зацепной щеки 218b на фиг. 1. Правая по изображению на фиг. 1 зацепная щека 218a проиллюстрирована при нахождении зажимного механизма 217 в состоянии с прикрепленным инструментом. При нахождении держателя 213 в расцепленном состоянии зацепные щеки 218a, 218b выдаются относительно поводка 215 в осевом направлении вдоль оси A выходного вала дальше, чем в состоянии с прикрепленным инструментом, в котором зацепные щеки 218a, 218b находятся в положении при прикрепленном инструменте.
Направляющий палец 285 проходит ортогонально оси A выходного вала. Направляющий палец 285 имеет ось k вращения зажимного механизма, в частности он ее образует. Зацепные щеки 218a, 218b установлены с возможностью поворота вокруг оси k вращения зажимного механизма.
В зависимости от угла поворота имеющейся у зажимного механизма 217 зажимной поверхности 233, на который она наклонена относительно оси A выходного вала, при помощи зацепных щек 218a, 218b можно зажимать в держателе 213 рабочие инструменты 11 с различными значениями толщины t материала присоединительных приспособлений 113.
Каждая из зацепных щек 218a, 218b имеет по меньшей мере одну радиальную зажимную впадину 231, предусмотренную для зажимания рабочего инструмента 11 в осевом направлении вдоль оси A выходного вала при нахождении его в прикрепленном состоянии, и освобождения в расцепленном состоянии. Каждая из зажимных впадин 231 имеет по меньшей мере одну зажимную поверхность 233, предназначенную для передачи по меньшей мере осевого силового воздействия на рабочий инструмент 11. Зажимная впадина 231 выполнена в виде зажимного углубления, проходящего в радиальном по отношению к оси A выходного вала направлении. При нахождении в состоянии с прикрепленным инструментом зажимная поверхность 233 проходит по существу в радиальном по отношению к оси a вращения инструмента направлении. В направлении вдоль оси A выходного вала зажимная поверхность 233 ориентирована к технологической машине 211. Зажимная поверхность 233 выполнена плоской. Зажимная поверхность 233 по меньшей мере на отдельных участках может быть выполнена криволинейной. Предпочтительно зажимная поверхность 233 контактирует с присоединительным приспособлением 113 рабочего инструмента 11 по меньшей мере на отдельных участках в виде точечного соприкосновения, предпочтительно в виде линейного соприкосновения, а особенно предпочтительно – в виде поверхностного соприкосновения. При этом вид соприкосновения в держателе 213 может изменяться в зависимости от толщины t материала присоединительного приспособления 113, подлежащего соединению с держателем 213. В частности, вид соприкосновения может изменяться в зависимости от упругого отклонения зажимной лапки 19 рабочего инструмента 11 в осевом направлении вдоль оси A выходного вала.
При нахождении инструмента в прикрепленном состоянии зацепные щеки 218a, 218b перекрывают зажимную лапку 19 в радиальном по отношению к оси A выходного вала направлении на величину до 4 мм, прежде всего до 3 мм.
Каждая из зацепных щек 218a, 218b зажимного механизма 217 имеет по меньшей мере одну окружную поверхность 245, ограничивающую максимальную радиальную протяженность зацепных щек 218a, 218b. Окружные поверхности 245 зацепных щек 218a, 218b ориентированы в противоположные друг другу стороны. Каждая из зацепных щек 218a, 218b имеет первую окружную поверхность 245a и вторую окружную поверхность 245b, разделенные в осевом направлении зажимными впадинами 231. Каждая из первой 245a и второй 245b окружных поверхностей ограничивает радиальную протяженность ассоциированной с ней зажимной впадины 231. Первая окружная поверхность 245a является изогнутой, с центром кривизны по меньшей мере на оси A выходного вала.
При нахождении в расцепленном состоянии окружные поверхности 245 зацепных щек 218a, 218b выдаются в направлении вдоль оси A выходного вала над уровнем поводковых щек 216a, 216b. В расцепленном состоянии окружные поверхности 245 зацепных щек 218a, 218b наклонены относительно оси A выходного вала таким образом, что имеет место уменьшение расстояния от окружной поверхности до оси A выходного вала в заданном осью A осевом направлении в сторону, обратную от держателя, или технологической машины. При нахождении в расцепленном состоянии окружная поверхность 245 зажимного механизма 217 относительно оси A выходного вала может формировать угол λ (фиг. 1), превышающий 20° и меньший 30°.
Зажимные впадины 231 предусмотрены для по меньшей мере частичного вмещения рабочего инструмента, при нахождении его в отцепленном состоянии. Зажимные впадины 231 предусмотрены для вмещения рабочего инструмента в прикрепленном состоянии и удержания его на держателе. При нахождении инструмента в отцепленном состоянии зажимные впадины 231 по меньшей мере частично выдаются в осевом направлении над поводковыми щеками 216a, 216b, а именно таким образом, что присоединительное приспособление 113 рабочего инструмента размещено в зажимных впадинах 231. При нахождении инструмента в отцепленном состоянии зажимные впадины 231 наклонены относительно оси A выходного вала на такой угол, что присоединительное приспособление 113 рабочего инструмента 11 размещено внутри зажимных впадин 231. Зажимные впадины 231 выполнены в виде окружных выемок. Зажимные впадины 231 можно выполнить таким образом, что в расцепленном состоянии они по меньшей мере частично открываются в осевом направлении вдоль оси A выходного вала для вмещения рабочего инструмента 11, прежде всего его присоединительного приспособления 113.
Держатель 213 имеет по существу прямоугольное отверстие 225, предусмотренное для вмещения зацепных щек 218a, 218b и, в частности, их установки с возможностью движения в осевом направлении вдоль оси A выходного вала. Отверстие 225 окружает зацепные щеки 218a, 218b в ортогональной плоскости на протяжении угла до 360°.
Зацепные щеки 218a, 218b выдаются за уровень отверстия в осевом направлении. Отверстие 225 по меньшей мере на отдельных участках ограничено второй посадочной поверхностью. Отверстие 225 может вмещать зацепные щеки 218a, 218b с фиксацией от проворачивания вокруг оси A выходного вала, соответственно служить им местом опоры. Отверстие 225 может быть выполнено продолговатым в радиальной плоскости.
Поводок 215 и зажимной механизм 217 предусмотрены для проникновения сквозь единственную выемку 17 рабочего инструмента 11, проходящую через всю толщину t материала рабочего инструмента 11, и зажимания рабочего инструмента 11 держателем 213 при помощи зацепных щек 218a, 218b, подвижных относительно оси A выходного вала по существу в радиальном направлении.
Как показано на фиг. 5а, для передачи приводного усилия на рабочий инструмент 11 поводок 215 имеет четыре области 219 передачи крутящего момента, расположенные по звездообразной схеме на расстоянии от этой оси A выходного вала. При этом по меньшей мере одна область 219 передачи крутящего момента может быть выполнена в виде прямолинейной передающей вращение кромки 219a, в частности ее участка, или в виде плоской передающей вращение поверхности 219b, в частности ее участка. Передающие вращение кромки 219a и передающие вращение поверхности 219b проходят по меньшей мере по существу параллельно радиальному по отношению к оси A выходного вала направлению.
Во время работы технологической машины 211 передающие вращение поверхности 219b областей 219 передачи крутящего момента наклонены против направления вращения держателя 213.
Каждая передающая вращение поверхность 219b обеих поводковых щек 216a, 216b параллельна другой передающей вращение поверхности 219b другой поводковой щеки 216a, 216b.
В расцепленном состоянии зацепные щеки 218a, 218b выдаются над уровнем поводковых щек 216a, 216b в осевом направлении вдоль оси A выходного вала. При нахождении в расцепленном состоянии зацепные щеки 218a, 218b являются границей осевой протяженности держателя. При нахождении же в состоянии с прикрепленным инструментом ситуация выглядит наоборот: поводковые щеки 216a, 216b выдаются над уровнем зацепных щек 218a, 218b в осевом направлении вдоль оси A выходного вала. В этом состоянии поводковые щеки 216a, 216b являются границей осевой протяженности держателя.
Каждая из поводковых щек 216a, 216b имеет по два радиальных выступа, выполненных в виде области 219 передачи крутящего момента.
Когда рабочий инструмент 11 прикреплен к технологической машине 211, имеющиеся у держателя 213 области 219 передачи крутящего момента находятся между первой ортогональной плоскостью 235 и второй ортогональной плоскостью 237 держателя 213.
В направлении вдоль оси A выходного вала первая ортогональная плоскость 235 является границей держателя 213 на стороне, обращенной к технологической машине 211, а вторая ортогональная плоскость 237 является границей держателя 213 на стороне, противоположной технологической машине 211.
В определяемом осью A выходного вала радиальном направлении области 219 передачи крутящего момента проходят по меньшей мере на отдельных участках между первым и вторым радиусами от оси a вращения инструмента и при этом по меньшей мере один из этих участков предназначен для передачи крутящего момента от технологической машины 211 на рабочий инструмент 11.
Предпочтительно одна имеющаяся на технологической машине 211 область 219 передачи крутящего момента, более предпочтительно несколько из них, а особенно предпочтительно все эти области 219 соприкасаются(-ется) с имеющимися на рабочем инструменте 11 областями 40 восприятия крутящего момента по меньшей мере на отдельных участках, и этот контакт принимает форму точечного касания, предпочтительно линейного касания, а особенно предпочтительно – поверхностного касания.
Держатель 213 имеет две поводковые щеки 216a, 216b с соответствующими каждой из них двумя областями 219 передачи крутящего момента, расположенными с взаимной вращательной симметрией вокруг оси A выходного вала. Области 219 передачи крутящего момента расположены симметрично друг другу в окружном направлении вокруг оси A выходного вала под углом 90°, так что рабочий инструмент можно соединять с держателем 213 в четырех окружных положениях.
Передающие вращение поверхности 219b и передающие вращение кромки 219a наклонены на некий угол против направления вращения держателя во время работы технологической машины 211.
Передающие вращение поверхности 219b и передающие вращение кромки 219a наклонены относительно плоскости, заданной осевым и радиальным по отношению к оси A выходного вала направлениями, в окружном направлении вокруг оси A выходного вала, в частности, на угол до 30°, прежде всего до 25°.
В окружном направлении к приводным поверхностям 219b примыкают наружные окружные поверхности 239. Наружные окружные поверхности 239 предусмотрены для центрирования рабочего инструмента 11 на вторых граничных кромках 25 при нахождении его в прикрепленном состоянии. В частности, наружные окружные поверхности 239 наклонены под углом около 1° относительно плоскости, заданной осевым и радиальным по отношению к оси A выходного вала направлениями, в окружном направлении вокруг оси A выходного вала, благодаря чему сужается поле допуска в радиальном направлении при осевом насаживании рабочего инструмента 11 на держатель 213 и повышается точность надевания рабочего инструмента 11.
Каждая из поводковых щек 216a, 216b имеет по внутренней окружной поверхности 240, лежащей по меньшей мере в первой ортогональной плоскости 235 на внутренней периметрической окружности 243, описанной вокруг оси A выходного вала. Каждая из поводковых щек 216a, 216b имеет две наружные окружные поверхности 239, лежащие по меньшей мере в первой ортогональной плоскости 235 на внешней периметрической окружности 245c, ограничивающей в частности, окружную поверхность 245, расположенную вокруг оси A выходного вала. Внутренняя периметрическая окружность 243 является концентричной с внешней периметрической окружностью 245c. Внутренняя периметрическая окружность 243, будучи описанной вокруг оси A выходного вала, имеет диаметр величиной 22 мм, так что минимальный диаметр выемки 17 присоединительного приспособления 113, в частности первой граничной кромки 21 зажимной лапки 19, составляющий около 22,2 мм, обеспечивает возможность обратной совместимости с традиционными технологическими машинами 211.
Поводковые щеки 216a, 216b имеют ширину b, равную 10 мм.
К по меньшей мере одной наружной окружной поверхности 239 поводковых щек 216a, 216b примыкает соответствующая кодирующая поверхность 241, соединяющая внутреннюю окружную поверхность 240 и наружную окружную поверхность 239.
По меньшей мере внутренние окружные поверхности 240, наружные окружные поверхности 239, кодирующие поверхности 241 и приводные поверхности 219b по меньшей мере на отдельных участках ограничивают поводковые щеки 216a, 216b в определяемом осью A выходного вала радиальном направлении.
Поводок 215 образован двумя поводковыми щеками 216a, 216b, в частности служащими в качестве направляющих щек, предусмотренными для направления зацепных щек 218a, 218b в радиальном направлении, за счет обеспечения возможности перемещения зацепных щек 218a, 218b в радиальном направлении, определяемом осью A выходного вала, вокруг оси k вращения зажимного механизма и ограничения этого перемещения перпендикулярно этому радиальному направлению. Поводковые щеки 216a, 216b ограничивают отверстие 225 в заданном осью a вращения инструмента радиальном направлении вдоль основной протяженности по существу прямоугольного отверстия 225.
На фиг. 4 показан, среди прочего, держатель 213, имеющий плоскую, выполненную в форме круглого кольца площадку 261 прилегания, предусмотренную для создания опоры в осевом направлении для рабочего инструмента 11, прежде всего для по меньшей мере имеющейся у него контактной площадки 61. В радиальном направлении площадка 261 прилегания расположена на некотором расстоянии от зацепных щек 218a, 218b и окружает их по меньшей мере в одной плоскости на протяжении угла 360°. Площадка 261 прилегания проходит ортогонально оси A выходного вала.
На фиг. 2 фрагментарно показана рабочая область 15 рабочего инструмента 11, расположенная на присоединительном приспособлении 113 таким образом, что при нахождении инструмента в прикрепленном состоянии рабочая область 15 выдается относительно присоединительного приспособления 113 вдоль оси a вращения инструмента в направлении, обращенном к держателю 213 технологической машины 211. При этом контактная площадка 61 рабочей области 15 при нахождении рабочего инструмента 11 в прикрепленном состоянии соприкасается с площадкой 261 прилегания технологической машины 211 и образует соединение с силовым замыканием с технологической машиной 211 в окружном направлении, заданном осью a вращения инструмента.
При нахождении рабочего инструмента 11 в прикрепленном состоянии контактная площадка 61 образует контакт с технологической машиной 211 за счет наложения с силовым замыканием в окружном направлении на площадку 261 прилегания технологической машины 211. Это позволяет в случае упругой рабочей области 61 дополнительно также еще получить демпфирующее действие в осевом направлении. Это также дает возможность создания преднатяга зажимной лапки 19 в осевом направлении.
В радиальном по отношению к оси A выходного вала направлении площадка 261 прилегания проходит между первым внутренним радиусом Ri и вторым наружным радиусом Ra, отсчитываемыми от оси A выходного вала, при этом первый меньше второго. Первый внутренний радиус Ri образует внутренний радиус площадки 261 прилегания, служащий ее границей. Второй наружный радиус Ra образует внешний радиус площадки 261 прилегания, служащий ее границей.
При нахождении инструмента в прикрепленном состоянии первая граничная кромка 21 находящейся на рабочем инструменте 11 зажимной лапки 19 выдается относительно первого внутреннего радиуса Ri площадки 261 прилегания в радиальном направлении в сторону оси A выходного вала, в частности на расстояние до 2 мм, так что в этой области, прежде всего по меньшей мере в области первой граничной кромки 21, площадка 261 прилегания отсутствует, соответственно нет никакого опорного материала для поддержки зажимной лапки 19 в осевом направлении.
В радиальном направлении зажимная лапка 19 не прилегает к площадке 261 прилегания, прежде всего не прилегает всей площадью поверхности, так что зажимная лапка 19 может упруго изгибаться по меньшей мере на отдельных участках в осевом направлении. В частности, площадка 261 прилегания не предусмотрена в осевом направлении непосредственно снизу первой граничной кромки 21 зажимной лапки 19. В частности, площадка 261 прилегания не предусмотрена в осевом направлении непосредственно снизу второй граничной кромки 25 зажимной лапки 19. Таким образом, при нахождении рабочего инструмента 11 в прикрепленном состоянии его первая граничная кромка 21
и/или вторая граничная кромка 25 имеет максимальную радиальную протяженность, меньшую минимальной протяженности, или первого внутреннего радиуса Ri, площадки 261 прилегания.
Поводок 215 может быть выполнен в качестве защитного узла. Поводок 215 имеет максимальную радиальную протяженность, превышающую максимальную радиальную протяженность зажимного механизма 217 при нахождении в состоянии с прикрепленным инструментом, благодаря чему при приведении держателя 213 во вращение поводковые щеки 216a, 216b, выдающиеся дальше в радиальном направлении, определяемом осью A выходного вала, гарантируют защиту зацепным щекам 218a, 218b, ибо во время работы технологической машины 211 при непредумышленном контакте зацепного узла 217a, 217b с заготовкой зацепные щеки 218a, 218b защищены поводковыми щеками 216a, 216b.
В частности, при нахождении держателя 213 в расцепленном состоянии зацепные щеки 218a, 218b могут выдаваться за уровень поводковых щек 216a, 216b в осевом направлении вдоль оси A выходного вала в направлении, ориентированном в сторону от держателя 213.
В частности, спроецированная кромка 22 присоединительного приспособления 113 рабочего инструмента 11 в окружном направлении короче протяженности, прежде всего минимальной протяженности, окружной поверхности 245 в окружном направлении вокруг оси A выходного вала, в частности, на величину до 70%, предпочтительно до 50%, более предпочтительно – до 30%, еще более предпочтительно – до 20%, а особенно предпочтительно – до 10%, что дает возможность предварительного центрирования, или грубого центрирования держателя 213 вокруг зацепных щек 218a, 218b при нахождении в расцепленном состоянии во время операции насаживания рабочего инструмента 11.
Держатель имеет первую посадочную область и вторую посадочную область. Первая посадочная область выполнена в виде первой плоской посадочной поверхности. Вторая посадочная область выполнена в виде второй плоской посадочной поверхности. Первая посадочная поверхность ограничивает осевую протяженность поводка и является границей осевой протяженности держателя при нахождении в состоянии с прикрепленным инструментом. Вторая посадочная область окружает первую посадочную область, в частности в плоскости на протяжении угла 360°. Посадочные поверхности проходят по меньшей мере по существу в радиальном по отношению к оси выходного вала направлении и в окружном направлении вокруг оси выходного вала. Первая посадочная поверхность расположена на некотором расстоянии от второй посадочной поверхности в осевом направлении вдоль оси выходного вала и, прежде всего, параллельно ей. Посадочные поверхности ограничивают передающие вращение поверхности 219b и передающие вращение кромки 219a. Посадочные поверхности ориентированы в сторону от держателя. При нахождении в прикрепленном состоянии рабочий инструмент прилегает ко второй посадочной поверхности. При нахождении рабочего инструмента в отцепленном состоянии он может прилегать к первой посадочной поверхности. Первая посадочная поверхность может иметь площадку прилегания.
Поводок 217 имеет окружной граничный контур, ограничивающий радиальную протяженность поводка 217, прежде всего поводковых щек 216a, 216b.
Окружной граничный контур поводка 217 образует кодирующий узел 251, в области оси A выходного вала выполненный в виде рельефно возвышенного участка держателя 213.
Этот кодирующий узел 251 предназначен для вхождения с зацеплением в выемку 17 рабочего инструмента 11, как показано на фиг. 12. Кодирующий узел 251 соответствует по существу негативной форме граничного контура выемки 17 присоединительного приспособления 113 и тем самым дает возможность соединения с геометрическим замыканием между рабочим инструментом 11 и держателем 213.
Однако также возможны иные формы выемки 17, отличные от негативной формы, при которых она по меньшей мере на отдельных участках имеет радиальную протяженность, превышающую радиус внутренней периметрической окружности 243 поводковых щек 216a, 216b, в частности превышающую радиус внешней периметрической окружности 245c.
Кодирующий узел 251 образован окружными поверхностями (внутренней окружной поверхностью 240, наружной окружной поверхностью 239, кодирующей поверхностью 241 и передающими вращение поверхностями 219b) поводковых щек 216a, 216b.
Кодирующий узел 251 обладает вращательной симметрией по отношению к оси A выходного вала, в частности согласно вращательной симметрии n-го порядка. Вместе с тем возможен вариант, в котором кодирующий узел 251 имеет конструктивное исполнение, отличное от предполагающего его вращательную симметрию, например, асимметричное и т. д.
Кроме того, рабочий инструмент 11 также можно использовать с традиционными держателями 213 технологической машины 211, прежде всего угловой шлифовальной машины, предусмотренными для посадки рабочего инструмента 11, например, посредством не показанного на чертежах резьбового механизма, содержащего по меньшей мере крепежный винт, подкладную шайбу и гаечную часть. При этом рабочий инструмент 11 удерживается на технологической машине 211 посредством крепежного винта, прикладывающего свое силовое воздействие посредством подкладной шайбы на рабочий инструмент 11. Передача приводных усилий от технологической машины 211 на рабочий инструмент 11 достигается по существу за счет происходящего с геометрическим замыканием взаимосцепления области 219 передачи крутящего момента и области 40 восприятия крутящего момента. При этом рабочий инструмент 11 удерживается на технологической машине 211 таким образом, что ось a вращения инструмента и ось A выходного вала по существу совпадают. Рабочий инструмент 11 приводится во вращение вокруг оси A выходного вала.
На фиг. 5б, 5в, 5г и 5д показаны альтернативные конструктивные исполнения держателя 213 ручной машины 211 для посадки рабочих инструментов 11, имеющих симметричное конструктивное исполнение присоединительного приспособления 113. Проиллюстрированные на этих чертежах держатели 213 имеют конструктивное исполнение, по меньшей мере по существу аналогичное исполнению держателя 213, показанного на предыдущих чертежах, в частности на фиг. 5a. Отличие показанных на фиг. 5б, 5в, 5г и 5д держателей 213 от проиллюстрированных ранее состоит в наличии у них поводка 215, выполненного симметрично относительно плоскости симметрии, проходящей по меньшей мере по существу параллельно оси A выходного вала. Ось A выходного вала предпочтительно проходит в плоскости симметрии, по отношению к которой поводок 215 выполнен симметричным.
Показанный на фиг. 5б поводок 215 предпочтительно имеет поводковые щеки 216a, 216b, выполненные взаимно симметричными. В частности, поводковые щеки 216a, 216b выполнены зеркально симметричными по отношению друг к другу, прежде всего по отношению к плоскости симметрии, содержащей ось A выходного вала. Предпочтительно каждая из поводковых щек 216a, 216b выполнена зеркально симметричной относительно плоскости, проходящей по меньшей мере по существу перпендикулярно плоскости симметрии. Предпочтительно на каждой из поводковых щек 216a, 216b расположено по меньшей мере одно вводное гнездо под внедрение поводка 215, в которое можно вводить и/или в котором можно размещать, в частности, имеющую прямоугольное поперечное сечение, предпочтительно трапециевидное, зажимную лапку рабочего инструмента 11, на данных чертежах не показанного и выполненного соответствующим держателю 213, показанному на фиг. 5б. В частности, каждая из поводковых щек 216a, 216b имеет по меньшей мере один вводной скос, расположенный на соответствующей поводковой щеке 216a, 216b, а именно на ее наружной поверхности, по меньшей мере частично ограничивающей вводное гнездо.
Показанный на фиг. 5в поводок 215 предпочтительно имеет поводковые щеки 216a, 216b, выполненные взаимно симметричными. В частности, поводковые щеки 216a, 216b выполнены зеркально симметричными относительно друг друга, прежде всего по отношению к плоскости симметрии, содержащей ось A выходного вала. Предпочтительно каждая из поводковых щек 216a, 216b выполнена зеркально симметричной относительно плоскости, проходящей по меньшей мере по существу перпендикулярно плоскости симметрии. Каждая из поводковых щек 216a, 216b имеет прямоугольную основную форму с по меньшей мере двумя скошенными краями. На своей наружной стороне, соединяющей между собой два этих края с фасками, каждая из поводковых щек 216a, 216b содержит выпячивающийся выступ. Этот выступ соответствующей поводковой щеки 216a, 216b предпочтительно выполнен в форме сегмента круга и может формировать, например, обеспечивающий монтаж кодирующий элемент показанного на фиг. 5в держателя 213. Внутренняя поверхность зажимного механизма 217, проходящая по меньшей мере по существу перпендикулярно зажимной поверхности 233 зажимного механизма 217 держателя 213, показанного на фиг. 5в, предпочтительно имеет выполненный в форме сегмента круга выступ. Выступ зажимного механизма 217 может формировать собой, например, кодирующий крепление элемент держателя 213, показанного на фиг. 5в. Проистекающее из такого решения преимущество состоит в том, что посредством зажимного механизма 217 держателя 213, показанного на фиг. 5в, предпочтительно можно в максимально возможной степени исключить крепление рабочего инструмента (на фиг. 5в не показанного), имеющего выемку, не соответствующую выступу зажимного механизма 217. Предпочтительно выступы поводковых щек 216a, 216b и выступы зажимного механизма 217 в плоскости, проходящей по меньшей мере по существу перпендикулярно оси A выходного вала, образуют окружной контур держателя 213, имеющий ось симметрии четвертого порядка.
Показанный на фиг. 5г поводок 215 предпочтительно имеет поводковые щеки 216a, 216b, выполненные взаимно симметричными. В частности, поводковые щеки 216a, 216b выполнены зеркально симметричными относительно друг друга, прежде всего по отношению к плоскости симметрии, содержащей ось A выходного вала. Предпочтительно каждая из поводковых щек 216a, 216b выполнена зеркально симметричной относительно плоскости, проходящей по меньшей мере по существу перпендикулярно плоскости симметрии. Предпочтительно каждая поводковая щека 216a, 216b имеет по меньшей мере два поводковых и/или кодирующих контура, выполненных соответствующими зажимным лапкам 19 рабочего инструмента 11, на данном чертеже не показанного. Предпочтительно поводковые и/или кодирующие контуры выполнены в виде углублений в наружном контуре поводка 215, в частности, в плоскости, проходящей по меньшей мере по существу перпендикулярно оси A выходного вала. Зажимной механизм 217 держателя 213, показанного на фиг. 5г, содержит внутреннюю поверхность, проходящую по меньшей мере по существу перпендикулярно зажимной поверхности 233 зажимного механизма 217. В плоскости, проходящей по меньшей мере по существу перпендикулярно оси A выходного вала, эта внутренняя поверхность имеет очертание, аналогичное одному из поводковых и/или кодирующих контуров. В плоскости, проходящей по меньшей мере по существу перпендикулярно оси A выходного вала, поводковые и/или кодирующие контуры поводковых щек 216a, 216b и внутренние поверхности зажимного механизма 217 предпочтительно образуют окружной контур держателя 213, имеющий ось симметрии шестого порядка.
Показанный на фиг. 5д поводок 215 предпочтительно имеет поводковые щеки 216a, 216b, выполненные взаимно симметричными, в частности обладающими точечной симметрией друг относительно друга. На поводке 215 предпочтительно расположены обеспечивающие монтаж кодирующие элементы 300, 302, 308, 310 держателя 213, по меньшей мере по два на одну поводковую щеку 216a, 216b. В качестве альтернативы или в дополнение возможен вариант, в котором в каждом случае по два обеспечивающих монтаж кодирующих элемента 300, 302, 308, 310 держателя 213 расположены по меньшей мере по существу примыкая к зацепному узлу 217a, 217b. Каждый из по меньшей мере двух обеспечивающих монтаж кодирующих элементов 300, 302, 308, 310 держателя 213, расположенных на соответствующей поводковой щеке 216a, 216b, предпочтительно имеет максимальную окружную протяженность, не превышающую 17 мм, и предпочтительно они расположены, в частности совместно, на соответствующей поводковой щеке 216a, 216b в пределах углового сектора с размахом значений от 10 до 40°.
На фиг. 13-18 показаны изображения дополнительных подробностей обрабатывающей системы, которые на предыдущих чертежах фиг. 1-12 по соображениям наглядности показаны не были, для упрощения и повышения их читаемости. Раскрываемые на фиг. 13-18 признаки можно перенести по аналогии на фиг. 1-12.
Рабочий инструмент 11 содержит по меньшей мере один принадлежащий ему монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314, предусмотренный для взаимодействия с имеющимся на держателе 213 по меньшей мере одним обеспечивающим монтаж кодирующим элементом 300, 302, 308, 310 при нахождении рабочего инструмента 11 в состоянии, когда он установлен на держателе 213. По меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту 11 монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314 и по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302, 308, 310 держателя 213 выполнены, в частности, соответствующими (комплементарными). Предпочтительно по меньшей мере один находящийся на держателе 213 обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302, 308, 310 предусмотрен для кодирования расположения рабочего инструмента 11 на держателе 213, фиксации к нему или насаживания на него, в частности, его площадку 261 прилегания. Предпочтительно по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302, 308, 310 держателя 213 предусмотрен для кодирования расположения рабочего инструмента 11 на держателе 213, фиксации к нему или насаживания на него, в частности, его площадку 261 прилегания, согласно принципу соответствия ключа и замочной скважины.
Поводок 215 содержит по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302, предусмотренный для взаимодействия с по меньшей мере одним принадлежащим рабочему инструменту 11 монтажным кодирующим элементом 304, 306 при нахождении рабочего инструмента 11 в состоянии, когда он установлен на держателе 213. По меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302 поводка 215 расположен по меньшей мере на одной поводковой щеке 216a, 216b поводка 215 (см. фиг. 13).
По меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302 поводка 215 выполнен в виде механического элемента. По меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302 поводка 215 выполнен за одно целое с поводковой щекой 216a, 216b. По меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302 поводка 215 выполнен в виде удлиняющего выступа. Вместе с тем, возможен вариант, в котором по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302 поводка 215 имеет другое подходящее с точки зрения специалиста конструктивное исполнение, например, в виде выемки, перемычки и прочих элементов. По меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302 поводка 215 проходит предпочтительно по меньшей мере вдоль направления, проходящего поперек, по меньшей мере по существу перпендикулярно оси a вращения рабочего инструмента 11. По меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302 поводка 215 расположен с примыканием к внутренней окружной поверхности 240 по меньшей мере одной поводковой щеки 216a, 216b. По меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302 поводка 215 проходит, начинаясь от внутренней окружной поверхности 240 по меньшей мере одной поводковой щеки 216a, 216b, в частности, в направлении, ориентированном в сторону от оси a вращения инструмента, прежде всего максимум вплоть до окружной поверхности 245, границей которой служит внешняя периметрическая окружность 245c (см. фиг. 12 и 13).
По меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302 поводка 215 предпочтительно расположен, если смотреть в окружном направлении, между приводной кромкой 219a и/или приводной поверхностью 219b и стороной поводковой щеки 216a, 216b, противоположной приводной кромке 219a и/или приводной поверхности 219b. По меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302 поводка 215 вдоль окружного направления предпочтительно имеет максимальную протяженность, меньшую максимального расстояния вдоль окружного направления между приводной кромкой 219a и/или приводной поверхностью 219b и стороной поводковой щеки 216a, 216b, противоположной этой приводной кромке 219a и/или приводной поверхности 219b. Предпочтительно по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302 поводка 215 находится в угловом диапазоне менее 60° между приводной кромкой 219a и/или приводной поверхностью 219b и стороной поводковой щеки 216a, 216b, противоположной этой приводной кромке 219a и/или приводной поверхности 219b.
По меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302 поводка 215 может иметь любые подходящие с точки зрения специалиста конструктивные исполнения. Например, возможен вариант, в котором он, в частности при рассмотрении в первой ортогональной плоскости 235, имеет многоугольное (квадратное, прямоугольное, треугольное, n-угольное и иной геометрической формы) или круглое (в форме полукруга, полукруга с волнообразной линией наружного периметра и пр.) поперечное сечение, как это также можно понять из приведенных на фиг. 15 иллюстративных изображений, поскольку по меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту 11 монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314 предпочтительно выполнен соответствующим по меньшей мере одному находящемуся на держателе 213 обеспечивающему монтаж кодирующему элементу 300, 302, 308, 310. Вместе с тем, возможен вариант, в котором по меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту 11 монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314 и по меньшей мере один находящийся на держателе 213 обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302, 308, 310 выполнены с отличием, в частности с точки зрения назначения пространственного размера. Например, возможен вариант, в котором по меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту 11 монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314 вдоль окружного направления или вдоль радиального направления имеет максимальную протяженность, соответствующую кратному максимальной протяженности по меньшей мере одного обеспечивающего монтаж кодирующего элемента 300, 302, 308, 310 держателя 213, и т.д.
В предпочтительном варианте по меньшей мере на каждой поводковой щеке 216a, 216b поводка 215 расположен по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 300, 302 (см. фиг. 12). Вместе с тем, возможен вариант, в котором предусмотрено более одного обеспечивающего монтаж кодирующего элемента 300, 302 на поводковую щеку 216a, 216b, например, по меньшей мере два, по меньшей мере три, по меньшей мере четыре или более таких элементов 300, 302 на поводковую щеку 216a, 216b. Расположенные на поводковых щеках 216a, 216b обеспечивающие монтаж кодирующие элементы 300, 302 имеют, в частности аналогичное друг другу конструктивное исполнение, но также возможно и отличающееся их конструктивное исполнение.
Предпочтительно расположенные на поводковых щеках 216a, 216b обеспечивающие монтаж кодирующие элементы 300, 302 поводка 215 по отношению к плоскости, содержащей ось A выходного вала, расположены на поводковых щеках 216a, 216b асимметрично. Вместе с тем, возможен вариант, в котором расположенные на поводковых щеках 216a, 216b обеспечивающие монтаж кодирующие элементы 300, 302 поводка 215 по отношению к плоскости, содержащей ось A выходного вала, расположены на поводковых щеках 216a, 216b симметрично, как это, в частности, можно понять из приведенных на фиг. 18 иллюстративных изображений, где показаны возможные соответствующие компоновки принадлежащих рабочему инструменту монтажных кодирующих элементов 304, 306, 312, 314.
Зажимной механизм 217, в частности по меньшей мере его зацепной узел 217a, 217b, содержит по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 308, 310 (см. фиг. 13 и 17). Обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 308, 310 зажимного устройства 217 предпочтительно расположен на зацепной щеке 218a, 218b, в частности в имеющейся у нее зажимной впадине 231. Предпочтительно зажимной механизм 217 содержит несколько обеспечивающих монтаж кодирующих элементов 308, 310, прежде всего по меньшей мере два. Вместе с тем, возможен вариант, в котором у зажимного механизма 217 расположенных на зацепном узле 217a, 217b обеспечивающих монтаж кодирующих элементов 308, 310 насчитывается отличающееся количество, не один и не два. Предпочтительно по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 308, 310 зажимного механизма 217 образует кодирующий фиксацию элемент, предусмотренный для кодирования крепления рабочего инструмента 11 на держателе 213. Предпочтительно по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 308, 310 зажимного механизма 217 предусмотрен для кодирования крепления рабочего инструмента 11 на держателе 213 согласно принципу соответствия ключа и замочной скважины.
Предпочтительно по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 308, 310 зажимного механизма 217 выполнен за одно целое с зацепной щекой 218a, 218b. Вместе с тем, возможен вариант, в котором по меньшей мере один этот элемент 308, 310 зажимного механизма 217 выполнен отдельно от зацепной щеки 218a, 218b и прикреплен к ней при помощи подходящего с точки зрения специалиста соединения. Предпочтительно по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 308, 310 зажимного механизма 217 расположен на зажимной поверхности 233 зажимного механизма 217, в частности с непосредственным примыканием к этой зажимной поверхности 233, по меньшей мере частично ограничивающей зажимную впадину 231. По меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 308, 310 зажимного механизма 217 имеет, в частности, максимальную протяженность внутри зажимной впадины 231, меньшую максимальной протяженности зажимной поверхности 233 зажимного механизма 217. Предпочтительно по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 308, 310 зажимного механизма 217 выполнен в виде удлиняющего выступа. Вместе с тем, возможен вариант, в котором по меньшей мере один этот элемент 308, 310 зажимного механизма 217 имеет другое подходящее с точки зрения специалиста конструктивное исполнение, например, в виде выемки, паза, перемычки, зубчатого контура или подобных конфигураций. По меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 308, 310 зажимного механизма 217 может быть расположен на зацепной щеке 218a, 218b симметрично или асимметрично по отношению к ее центральной плоскости, в частности плоскости симметрии, как это, в частности, можно понять из приведенных на фиг. 18 иллюстративных изображений, где показаны возможные соответствующие компоновки принадлежащих рабочему инструменту монтажных кодирующих элементов 304, 306, 312, 314.
Центральная плоскость зацепной щеки 218a, 218b, в частности плоскость симметрии, по отношению к которой зацепные щеки 218a, 218b выполнены по меньшей мере по существу симметрично, по меньшей мере кроме расположения обеспечивающего монтаж кодирующего элемента 308, 310, предпочтительно проходит по меньшей мере по существу параллельно оси A выходного вала и/или содержит ее. Также возможен вариант, в котором по меньшей мере один обеспечивающий монтаж кодирующий элемент 308, 310 зажимного механизма 217 расположен на зацепной щеке 218a, 218b с удалением на некоторое расстояние от центральной плоскости зацепной щеки 218a, 218b, в частности плоскости симметрии.
Присоединительное приспособление 113 рабочего инструмента 11 имеет по меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314, предусмотренный для взаимодействия с имеющимся на держателе 213 по меньшей мере одним обеспечивающим монтаж кодирующим элементом 300, 302, 308, 310 при нахождении рабочего инструмента 11 в состоянии, когда он установлен на держателе 213. По меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314 расположен на по меньшей мере одной зажимной лапке 19 присоединительного приспособления 113 (см. фиг. 18). Вдоль радиальной оси r по меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314 имеет максимальную протяженность, самое большее равную максимальному расстоянию между первой граничной окружностью 23 и второй граничной окружностью 27 присоединительного приспособления 113, как это видно из показанных на фиг. 18 в качестве примера возможных конструктивных исполнений присоединительного приспособления 113. По меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314 предпочтительно расположен на зажимной лапке 19 присоединительного приспособления 113 в угловом диапазоне между приводной кромкой 40a и кодирующей кромкой 35 присоединительного приспособления 113. В частности, максимальная протяженность этого углового диапазона составляет менее 90°, предпочтительно менее 60°, а особенно предпочтительно – менее 40°. Вдоль окружного направления по меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314 имеет максимальную протяженность, предпочтительно меньшую максимального расстояния между приводной кромкой 40a и кодирующей кромкой 35 присоединительного приспособления 113. В частности, по меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314 проходит вдоль окружного направления в области между приводной кромкой 40a и кодирующей кромкой 35, и расположена эта область предпочтительно в пределах, отделенных первой граничной окружностью 23 и второй граничной окружностью 27 присоединительного приспособления 113. Предпочтительно эта область образована фрагментом круглого кольца, ограничивающегося первой граничной окружностью 23 и второй граничной окружностью 27 присоединительного приспособления 113, как это видно из показанных на фиг. 18 в качестве примера различных возможных конструктивных исполнений, сведенных в табличный перечень, при этом также абсолютно возможна комбинация проиллюстрированных возможных вариантов конструктивного исполнения. Присоединительное приспособление 113 предпочтительно содержит несколько принадлежащих рабочему инструменту монтажных кодирующих элементов 304, 306, 312, 314, которые могут быть расположены на присоединительном приспособлении 113, прежде всего на зажимных лапках 19, симметрично, в частности в соответствии вращательной симметрией n-го порядка, или несимметрично.
На фиг. 14 показан вариант выполнения предлагаемого в изобретении рабочего инструмента 11 с по меньшей мере одним принадлежащим рабочему инструменту монтажным кодирующим элементом 304, 306, 312, 314, предусмотренным для взаимодействия с по меньшей мере одним обеспечивающим монтаж кодирующим элементом 300, 302, 308, 310, принадлежащим держателю 213, при нахождении рабочего инструмента 11 в состоянии, когда он установлен на держателе 213. По меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314 расположен на по меньшей мере одной зажимной лапке 19 присоединительного приспособления 113. Вдоль радиальной оси r по меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314 имеет максимальную протяженность, самое большее равную максимальному расстоянию между первой граничной окружностью 23 и второй граничной окружностью 27 присоединительного приспособления 113, как это можно видеть на фиг. 18, где приведены различные иллюстративные возможные конструктивные исполнения присоединительного приспособления 113. По меньшей мере один принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 304, 306, 312, 314 на зажимной лапке 19 присоединительного приспособления 113 предпочтительно находится в угловом диапазоне между приводной кромкой 40a и кодирующей кромкой 35 присоединительного приспособления 113.
Показанный на фиг. 14 рабочий инструмент 11 в качестве альтернативы или вдобавок к по меньшей мере одному принадлежащему рабочему инструменту монтажному кодирующему элементу 304, 306, 312, 314 содержит по меньшей мере один дополнительный принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 316, 318, 320, 322, предусмотренный для вмещения предохранительного и/или позиционирующего элемента 324 (его пример – см. фиг. 16а и 16б), подвижно установленного на держателе 213. Подвижно установленный предохранительный и/или позиционирующий элемент 324 держателя 213 может быть выполнен в виде, например, подпружиненного стопорного пальца или подобных деталей. По меньшей мере один дополнительный принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 316, 318, 320, 322 предпочтительно расположен на зажимной лапке 19. Предпочтительно по меньшей мере один дополнительный принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 316, 318, 320, 322 выполнен в виде незаполненного материалом прорыва в зажимной лапке 19, в частности, в виде выемки, полностью проходящей сквозь максимальную толщину h материала зажимной лапки 19. Вместе с тем, возможен вариант, в котором дополнительный принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 316, 318, 320, 322 выполнен на зажимной лапке 19 и/или на несущем фланце 14 в виде углубления, например, в виде произведенной методом рельефного вдавливания ямки, как это проиллюстрировано на фиг. 16а и 16б. Несущий фланец 14 может быть выполнен за одно целое с рабочей областью 15 или может быть соединен с ней с геометрическим и/или силовым замыканием посредством имеющегося у несущего фланца 14 фиксационного элемента, в частности, изготовленного методом рельефного выдавливания. Оба варианта представлены для сравнения на фиг. 16а и 16б.
Максимальный диаметр dw по меньшей мере одного дополнительного принадлежащего рабочему инструменту монтажного кодирующего элемента 316, 318, 320, 322 предпочтительно соответствует значению из диапазона от 0,8 до 1,6 мм. В радиальном направлении по меньшей мере один дополнительный принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 316, 318, 320, 322 предпочтительно расположен на зажимной лапке 19 в области между первой граничной окружностью 23 и второй граничной окружностью 27. Вместе с тем, возможен вариант, в котором по меньшей мере один дополнительный принадлежащий рабочему инструменту монтажный кодирующий элемент 316, 318, 320, 322 расположен в другой области рабочего инструмента 11. Предпочтительно рабочий инструмент 11 содержит несколько дополнительных принадлежащих рабочему инструменту монтажных кодирующих элементов 316, 318, 320, 322, предпочтительно равномерно распределенных по рабочему инструменту 11, в частности на его несущем фланце 14. В частности, дополнительные принадлежащие рабочему инструменту монтажные кодирующие элементы 316, 318, 320, 322 расположены на общей кольцевой окружности 326, максимальный диаметр которой имеет значение в диапазоне от 23 до 28 мм. Общая кольцевая окружность предпочтительно имеет центр, расположенный на оси a вращения инструмента.
На фиг. 15 показано подробное изображение одной из зажимных лапок 19. У зажимной лапки 19 предпочтительно максимальное нормативное (служащее ориентиром) значение D коэффициента упругости (называемого также коэффициентом жесткости или коэффициентом Гука) находится в диапазоне от 10000 до 350000 Н/мм. Максимальное нормативное значение D коэффициента упругости зажимной лапки предпочтительно получается из следующего выражения: F=D⋅z, при этом
где
L – максимальная, прежде всего усредненная протяженность зажимной лапки 19 между первой граничной окружностью 23 и второй граничной окружностью 27, в частности вдоль направления, проходящего по меньшей мере по существу параллельно радиальной оси r,
b – максимальная тангенциальная протяженность зажимной лапки 19 в направлении по касательной ко второй граничной окружности 27,
h – максимальная толщина материала зажимной лапки 19 вдоль осевого направления, определяемого осью a вращения инструмента.
Максимальная толщина h материала предпочтительно может составлять от 0,5 до 1,6 мм.
В первом столбце показанного на фиг. 18 табличного перечня иллюстративных возможных конструктивных исполнений присоединительного приспособления 113, в частности, с точки зрения возможных вариантов выполнения принадлежащих рабочему инструменту монтажных кодирующих элементов 304, 306, 312, 314, продемонстрированы возможные варианты выполнения принадлежащих рабочему инструменту монтажных кодирующих элементов 304, 306, 312, 314 в отношении размеров, в частности длины, ширины и пр. Во втором столбце данной таблицы приведены возможные варианты выполнения принадлежащих рабочему инструменту монтажных кодирующих элементов 304, 306, 312, 314 в отношении формы, например, показаны форма многоугольника, круглая форма и пр. В третьем столбце данной таблицы показаны возможные варианты выполнения принадлежащих рабочему инструменту монтажных кодирующих элементов 304, 306, 312, 314 в отношении расположения относительно радиальной оси r или плоскости, содержащей ось a вращения инструмента, например, симметричное расположение по отношению к радиальной оси r, одностороннее расположение относительно радиальной оси r, вращательная симметрия n-го порядка и пр. На фиг. 18 номера позиций проставлены только на одном из возможных вариантов выполнения, с целью улучшения читаемости этого табличного перечня. Показанные на фиг. 18 возможные варианты выполнения присоединительного приспособления 113, в частности, в отношении возможных вариантов выполнения принадлежащих рабочему инструменту монтажных кодирующих элементов 304, 306, 312, 314, в контексте данного описания не следует рассматривать как некое ограничение, поскольку эти элементы 304, 306, 312, 314 могут иметь другие подходящие с точки зрения специалиста возможные конструктивные исполнения.