Узел крепления рукоятки инструмента

Полезная модель относится к ручным инструментам, преимущественно ударного типа, таким как, молотки, кувалды, топоры и т.п., а более конкретно к узлу соединения рукоятки и головки инструмента.
Известен узел соединения трубчатой металлической рукоятки с головкой топора-колуна (патент РФ №45327, кл. B26B 23/00, опубл. 10.05.2005), в котором торец рукоятки встык соединен с обухом с помощью сварки. В этой конструкции сварное соединение  подвержено максимальным нагрузкам в процессе эксплуатации и возможно его быстрое разрушение. Использование дополнительной металлической пластины треугольной формы для усиления соединения усложняет конструкцию, но незначительно укрепляет.
Также из уровня техники известно аналогичное соединение металлической трубчатой рукоятки с обухом топора-колуна (патент РФ №188845, кл. B26B 23/00, опубл. 25.04.2019), при этом конец рукоятки продет в отверстие обуха и закреплен с передней стороны головки. Крепление рукоятки удерживает головку от стягивающего усилия, но нагрузки, действующие перпендикулярно оси рукоятки вызывают появление люфта, ослабление соединения и снижают надежность конструкции. Причиной этого является момент нагрузки относительно места крепления рукоятки и отсутствие крепления рукоятки к задней части головки инструмента. Выполнение сквозного отверстия в обухе для размещения рукоятки увеличивает трудоемкость изделия.
Прототипом изобретения является узел крепления трубчатой рукоятки кувалды (https://www.kraftool-instrument.ru/Kuvalda-kraftool-expert-superfest-celnometallicheskaja-maslobenzostojkaja-rukojatka-2000-2007420-p-1272.html) в котором конец рукоятки размещен в глухом цилиндрическом отверстии головки и зафиксирован от осевых перемещений штифтом через отверстие в боковой поверхности головки.
Недостатком прототипа является низкая прочность и недостаточная надежность соединения. Нагрузки, действующие на рукоятку перпендикулярно ее оси, ослабляют крепление, вызывают появление люфта и разрушение конструкции. Технологическое отверстие для штифта в рукоятке вызывает концентрацию напряжений в этой области и снижает надежность узла крепления.
Задачей полезной модели является повышение прочности и надежности узла крепления рукоятки инструмента и создание условий безопасной работы.
Технический результат полезной модели состоит в повышении жесткости соединения и более равномерном распределении нагрузки на рукоятке.
Результат достигается тем, что в узле крепления трубчатой рукоятки инструмента, содержащем трубчатую рукоятку, конец которой размещен в глухом отверстии головки инструмента, согласно полезной модели часть глухого отверстия выполнена конической формы, сужающейся к основанию, при этом рукоятка и головка инструмента соединены с помощью сварки по периметру рукоятки и примыкающей поверхности головки инструмента.
При запрессовке рукоятки в отверстие головки инструмента, часть ее, размещенная у основания отверстия, имеет более жесткую посадку за счет сужающейся конической формы отверстия. При этом усиленная посадка конца рукоятки эффективно противодействует нагрузкам, действующим поперек оси рукоятки, а сварное соединение действующим по оси рукоятки. Часть рукоятки у основания отверстия находится в предварительно напряженном состоянии, за счет сжимающих усилий в  сужающейся конической части отверстия и именно это обеспечивает запас прочности соединения. Необходимо отметить, что сжимающие усилия достигают максимальной величины у основания глухого отверстия, где действующие нагрузки также максимальны.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 показано продольное сечение узла крепления, являющегося объектом полезной модели.
Узел крепления трубчатой рукоятки инструмента содержит трубчатую рукоятку 1, конец которой размещен в глухом отверстии 2 головки инструмента 3. Часть глухого отверстия 4 выполнена конической формы, сужающейся к основанию. Рукоятка 1 и головка 3 соединены сварочным швом 5 по периметру рукоятки 1 и примыкающей поверхности головки инструмента 3.
В процессе изготовления предлагаемого узла крепления наиболее важным является выполнение глухого отверстия, имеющего цилиндрическую форму на входе и коническую сужающуюся в основании. Такое отверстие может быть выполнено, например спиральным сверлом с конической заточкой на вертикально-сверлильном станке.
В процессе сборки инструмента конец трубчатой рукоятки 1 запрессовывают в отверстие 2 до упора, и затем жестко соединяют рукоятку 1 и головку инструмента 3 сваркой, при этом сплошной сварочный шов 5 размещают по периметру рукоятки, расположив прилегающую поверхность головки инструмента в горизонтальной плоскости.
По результатам испытаний кувалды массой 5 кг с узлом крепления, выполненным согласно полезной модели, она выдерживает стягивающее усилие более 500 кгс при норме 250 кгс согласно ГОСТ 11435-75.
Применение полезной модели увеличивает срок службы орудий труда на неограниченно долгое время, а его характерные положительные особенности остаются неизменными.