МОБИЛЬНЫЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЗАЖИМ

Полезная модель относится к приспособлениям для фиксации изделий, а именно, к зажимам листовых материалов и может быть использовано в бытовой сфере и в промышленности в различных устройствах для подвешивания предметов.
Известен зажим, содержащий упругий элемент в виде плоской пружины, на концах которого подвижно закреплены зажимы с возможностью расположения между ними закрепляемого изделия [см.патент США №2056878 по классу А47К 10/14 опубликованный в 1936 году].
Основным недостатком этого зажима является то, что его конструкция, в частности, использование в ней плоской пружины, не обеспечивает достаточно высокой надежности зажима материала, особенно, если он имеет значительный вес.
Известен также зажим, который содержит упругий элемент в виде подковообразной пружины с противолежащими пазами, на концах которого подвижно закреплены зажимы, выполненные в виде эксцентриков с рычагами и зубчатой насечкой, и защитную пластмассовую пластину с выступами на концах. При использовании зажим опускается на предмет, после чего рычаги эксцентриков с зубчатой насечкой поднимаются вверх [см. авт.св. СССР №1799259 по классу А44В 21/00, D06F 55/02 опубликованное 28.02.93 г. в Бюл. №8].
Основным недостатком этого зажима является сложность его применения, так как при зажиме материала возникает необходимость сначала открывать эксцентричные зажимы, а затем при повороте их производить зажатие. Поскольку для разворота используются две руки одновременно, необходима помощь для поддержания предмета.
Этот недостаток устранен в универсальном зажиме, который содержит упругий элемент в виде подковообразной пружины с противолежащими пазами, защитную пластмассовую пластину с выступами на концах. На концах упругого элемента подвижно закреплены эксцентриковые зажимы с рычагами и зубчатой насечкой. В эксцентриках установлены идентичные цилиндрические пружины, которые одним концом зафиксированы на эксцентрике, а другим - на подковообразной пружине. Под воздействием цилиндрических пружин возникает постоянный крутящий момент, благодаря которому, эксцентрики находятся в постоянно закрытом положении [см. пат. России №2093055 по классу А44В 21/00, D06F 55/02 опубликованный 20.10.1997 г.].
Основным недостатком этого технического решения являются его значительные габаритные размеры, обусловленные наличием рычагов, отходящих радиально от эксцентриков в противоположные стороны.
Этот недостаток устранен в универсальном зажиме, который содержит упругий элемент в виде подковообразной пружины с противолежащими пазами, подвижно закрепленные эксцентриковые зажимы с зубчатой насечкой и защитную пластину с выступами на концах. Зажим дополнительно содержит подковообразную пружину с линейными шестернями на концах, выполненными с возможностью поворота эксцентриковых зажимов при нажатии на цилиндрическую пружину кнопкой. Эксцентриковые зажимы расположены в пазах подковообразной пружины и выполнены из двух половин, одна из которых имеет шестерню. При использовании зажима нажимают на кнопку, надевают зажим на зажимаемый предмет и отпускают кнопку. Под воздействием пружины происходит поднятие подковообразной пружины, линейные шестерни поворачивают эксцентриковые зажимы против часовой стрелки, происходит фиксация зажимаемого предмета [см. пат. России №2123076 по классу D06F 55/02, А44В 21/00 опубликованный 10.12.1998 г.].
Основным недостатком этого универсального зажима является его чрезмерная сложность конструкции, обусловленная использованием в ней трех видов пружин, двух видов шестерен, кнопки, что в целом делает этот зажим неоправданно трудоемким в изготовлении и повышением вероятности поломки из-за значительной номенклатуры небольших по размерам деталей, входящих в его конструкцию. Кроме того, пружины с течением времени изнашиваются и постепенно утрачивают свои упругие свойства, что приводит к постепенному снижению надежности фиксации предметов, и, в какой-то мере, ограничивает срок службы зажима. К тому же, на изготовление пружин расходуются дорогостоящие пружинные стали, что отражается в худшую сторону на стоимости зажима.
С этой точки зрения, более простыми и, в тоже время, достаточно надежными, являются зажимы, в конструкции которых пружины или упругие элементы вообще отсутствуют, а зажатие материала происходит с помощью эксцентриковых или передвижных элементов за счет заклинивания между ними подвешиваемого предмета.
Среди множества таких зажимов наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффекту, принимаемым за прототип, является мобильный универсальный зажим, содержащий приспособление для крепления зажима (например, для подвешивания зажима на веревке) выполненное в виде крючка, тело зажима, от которого отходят вниз две челюсти с зазором между ними для прохода подвешиваемого предмета, одна из которых имеет плоскую опорную поверхность, а вторая - оснащена передвижным элементом, выполненным в виде параллелепипеда, и перемещаемым в наклонных пазах, выполненных в боковых стенках второй челюсти. Принцип работы этого зажима заключается в следующем. В исходном состоянии передвижной элемент - параллелепипед - под действием собственного веса находится в нижнем положении и его рабочая (зажимающая) плоская поверхность сопрягается (упирается) с адекватной опорной плоской поверхностью первой челюсти. Для подвешивания предмета, передвижной элемент перемещают по пазам вверх. Благодаря тому, что пазы во второй челюсти выполнены наклонными, при перемещении передвижного элемента, он отдаляется от опорной плоской поверхности первой челюсти и между опорными поверхностями передвижного элемента и первой челюсти образуется зазор. В этот зазор заводят подвешиваемый предмет, после чего передвижной элемент опускают вниз. Благодаря наклону пазов передвижной элемент при опускании приближается к подвешиваемому предмету, прижимает его к опорной поверхности первой челюсти. Поскольку подвешиваемый предмет имеет определенный вес, то сила тяжести, направленная вниз, автоматически стремится увлечь подвижный элемент вниз, тем самым, заклинивая подвешиваемый предмет между опорными поверхностями, надежно удерживая предмет в подвешенном состоянии. Для извлечения подвешенного предмета из зажима, передвижной элемент поднимают вверх, высвобождая предмет из образовавшегося зазора между опорными поверхностями передвижного элемента и первой челюсти [см. Европейский патент №1672112 по классу D06F 55/02, D06F 55/00 опубликованный 21.06.06 г.в Бюл. №25].
Основным конструктивным недостатком известного мобильного универсального зажима является то, что передвижной элемент выполнен в виде параллелепипеда. Этот недостаток поясняется следующим.
Во-первых, зажатие подвешиваемого предмета происходит между двумя плоскостями, то есть усилие зажатия распределяется равномерно по некоторой поверхности. Понятно, что чем больше площадь зажатия, тем меньше локальное давление на материал подвешиваемого предмета. Тогда, чем больше вес подвешиваемого предмета, тем больше вероятность его выскальзывание из зажимающих плоскостей. Следовательно, из-за распределения зажимающего усилия по некоторой поверхности, надежность удержания особенно тяжелых предметов, снижается, то есть ограничивается эксплуатационных характеристики известного  зажима. Его нецелесообразно использовать для подвешивания тяжелых предметов, то есть область его применения ссужается.
Во-вторых, выполнение передвижного зажима в форме параллелепипеда позволяет использовать только одну его сторону в качестве рабочей (зажимающей) поверхности, а остальные три его поверхности участия в фиксации подвешиваемого предмета не участвуют. Кроме того, что это само по себе не рационально, перед каждым разом использования, возникает необходимость в предварительной пространственной ориентации передвижного элемента, разворачивая его рабочей поверхностью в сторону адекватной поверхности на второй челюсти. А также, в процессе осуществления процедуры подвешивания, необходимо передвижной элемент перемещать по пазам параллельно, чтобы обеспечить контакт рабочей поверхности по плоскости. В противном случае, передвижной элемент просто повернется вокруг своей оси в пазах и фиксации подвешиваемого предмета не произойдет. Все это создает определенные неудобства для пользователя при эксплуатации известного зажима.
В-третьих, выполнение приспособления для крепления зажима в виде крючка создает определенные неудобства для такого типа зажимов. Чтобы снять с зажима подвешенный предмет, необходимо одной рукой поднять вверх передвижной элемент, при этом прилагая определенное усилие, поскольку предмет заклинен между рабочими поверхностями. Второй рукой необходимо поддерживать подвешенный предмет, чтобы он не упал на землю. Но в процессе перемещения передвижного элемента верх, из-за необходимости преодоления усилия заклинивания, зажим будет просто подниматься вверх над веревкой, поскольку крючок не препятствует такому свободному его перемещению. Следовательно, тело зажима необходимо чем-то придерживать, а в его конструкции такого средства для удержания не предусмотрено.
Таким образом, выполнение передвижного элемента зажима в виде параллелепипеда, а также выполнение средства для подвешивания зажима в виде крючка ограничивают его технико-эксплуатационные показатели (ограничение подвешиваемых предметов по весу, неудобства при снятии предметов), что ограничивает сферу его применения, особенно, в промышленности, где довольно часто возникают задачи подвешивания довольно тяжелых предметов, например, мешков для заполнения их сельскохозяйственной или пищевой продукцией (например, зерном, сахаром), строительными материалами (например, цементом).
В основу полезной модели поставлена задача расширения технико-эксплуатационных показателей и сферы применения мобильного универсального зажима за счет увеличения зажимного усилия между челюстями и жесткой фиксации тела зажима путем изменения формы передвижного элемента и средства для крепления тела зажима к неподвижной опоре.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном мобильном универсальном зажиме, содержащем средство для крепления зажима, тело зажима, от которого отходят вниз две челюсти с зазором между ними для прохода подвешиваемого предмета, одна из которых имеет плоскую опорную поверхность, а вторая - оснащена передвижным элементом, перемещаемым в наклонных пазах, выполненных в боковых стенках второй челюсти, согласно предложению, передвижной элемент выполнен в виде тела вращения, в частности, в виде ролика с цилиндрической, или выпуклой, или вогнутой рабочей поверхностью, или вообще в виде шарика, а средство для крепления зажима выполнено в виде площадки с отверстиями под крепежные метизы, например, винты, шурупы, саморезы, которая сверху закрыта защитным поворотным кожухом, при этом зазор между челюстями может быть как с параллельными стенками, так и со сближающимися к низу под углом заклинивания, а также, челюсть с опорной поверхностью, может иметь эту поверхность выпуклой или вогнутой, причем все рабочие поверхности передвижного элемента и опорная поверхность другой челюсти могут иметь рифление для усиления удерживающего эффекта.
Выполнение передвижного элемента в виде ролика позволяет, во-первых, все его цилиндрическую поверхность использовать в качестве рабочей, поскольку ролик - это тело вращения, следовательно, нет необходимости в пространственной ориентации передвижного элемента относительно рабочей поверхности другой челюсти, во-вторых, свести к минимуму площадь контакта, практически свести ее к касательной линии, тем самым, максимально повысить зажимающее усилие, следовательно, появляется возможность подвешивать и надежно удерживать более тяжелые предметы. Еще в большей степени наблюдается концентрация зажимающего усилия, если передвижной элемент выполнен в виде шарика, поскольку зажимающее усилие действует локально только на одну точку материала подвешиваемого предмета.
Изменение уровня выпуклости рабочей поверхности передвижного элемента и опорной поверхности противолежащей челюсти позволяет изменять зажимное усилие в широком диапазоне и, тем самым, точно подбирать передвижной элемент и зажим в целом, в соответствии с весом, конструкцией и формой подвешиваемого предмета.
Выполнение средства для крепления зажима в виде площадки с отверстиями, позволяет зажим крепить неподвижно к какой-либо жесткой поверхности. Следовательно, при навешивании или снятии подвешенного предмета нет необходимости в дополнительном придерживании зажима руками, что повышает удобство им пользования.
Защитный поворотный кожух предотвращает попадание в зоне фиксации подвешиваемого изделия сыпучих материалов, если таковыми заполняется подвешенный предмет, например, мешок при заполнении зерном, сахаром или мукой.
Таким образом, изменение конструкции, в частности, формы передвижного элемента и средства для крепления зажима, а также оснащение защитным кожухом, позволяет расширить его технико-эксплуатационные показатели, расширить область ее применения, без существенного усложнения его конструкции и увеличения стоимости, то есть, действительно сделать ее универсальной и мобильной, поскольку время, затрачиваемое на подвешивание предмета и его снятия сокращается до минимума, а все манипуляции с зажимом можно осуществлять одной рукой, что повышает удобства пользования предложенным зажимом.
Дальнейшая сущность полезной модели поясняется совместно с иллюстрационным материалом, на котором изображено следующее: фиг.1 - предложенный мобильный универсальный зажим с сближающимися к низу стенками в зазоре, вид сбоку, рабочее положение, поворотный кожух закрыт; фиг.2 - тоже самое, вид сбоку, исходное положение, поворотный кожух открыт; фиг.3 - тоже самое, вид сзади; фиг.4 - тоже самое, вид сбоку, с параллельными стенками в зазоре, поворотный кожух закрыт; фиг.5 - предложенный мобильный универсальный зажим с передвижным элементов в виде шарика; фиг.6. - поперечное сечение предложенного зажима, вид сверху, с передвижным элементом в виде ролика с цилиндрической рабочей поверхностью; фиг.7 - тоже самое, с передвижным элементом в виде ролика с выпуклой рабочей поверхностью; фиг.8 - тоже самое, с передвижным элементом в виде ролика с вогнутой рабочей поверхностью; фиг.9 - тоже самое, с передвижным элементом в виде шарика с плоской опорной поверхностью на противолежащей челюсти; фиг.10 - тоже самое, с передвижным элементом в виде шарика с выпуклой опорной поверхностью на противолежащей челюсти; фиг.11 - тоже самое, с передвижным элементом в виде шарика с вогнутой опорной поверхностью на противолежащей челюсти; фиг.12 - тоже самое, с передвижным элементом в виде ролика с цилиндрической рабочей поверхностью и с выпуклой опорной поверхностью на противолежащей челюсти; фиг.13 - тоже самое, с вогнутой опорной поверхностью на противолежащей челюсти; фиг.14 - распределение зажимного усилия при использовании передвижного элемента зажима, выбранного в качестве прототипа (стрелками схематически показано усилие зажатия, пунктирной линией - площадь, на которую это усилие действует), усилие распределяется равномерно по площади; фиг.15 - распределение зажимного усилия при использовании передвижного элемента в виде ролика с цилиндрической рабочей поверхностью, усилие концентрируется в одну линию и увеличивается (стрелка больше и толще); фиг.16 - распределение зажимного усилия при использовании передвижного элемента в виде шарика, усилие концентрируется в одну точку и достигает максимума (стрелка еще больше и еще толще).
Предложенный мобильный универсальный зажим, содержит тело 1, от которого вниз отходят две челюсти 2 и 3. Одна челюсть 2 имеет внутреннюю плоскую опорную поверхность 4. Вторая челюсть 3 образована параллельными стенками 5, в которой выполнены пазы 6 также параллельно продольной оси стенок 5. В эти пазы 6 установлен на оси 7 передвижной элемент, выполненный в виде ролика 8, на цилиндрической поверхности которого нанесено рифление для лучшего сцепления ролика 8 с материалом подвешиваемого предмета 9. Аналогичное рифление может быть нанесено на внутреннюю плоскую опорную поверхность 4 челюсти 2. Между челюстями 2 и 3 имеется зазор 10 для прохода подвешиваемого предмета 9. В верхней части тела 1 зажима имеется средство для его крепления, выполненное в виде площадки 11 с отверстиями 12 для установки крепежных метизных изделий 13, например, винтов, шурупов, саморезов. Для придания эстетического вида зажиму и для предотвращения попадания сыпучих материалов, если зажим используется в промышленности, например, для удержания мешков при их заполнении, сверху на теле 1 закреплен защитный поворотный кожух 14, перекрывающий доступ сыпучих материалов в зону фиксации роликом 8 подвешиваемого предмета 9. При открытии поворотного защитного кожуха 14 появляется доступ к крепежным метизным изделиям 13. Для предотвращения возможного отгиба челюсти 2, при подвешивании тяжелых предметов 9, с внешней ее стороны может быть установлено ребро жесткости 15. Для удобства завода подвешиваемого предмета 9 в зазор 10, нижние участки челюстей 2 и 3 имеют расширяющие их округления 16 и 17 соответственно. Зазор 10 между челюстями 2 и 3 может быть выполнен как с сближающимися к низу под углом заклинивания, так и с параллельными стенками. В последнем случае в стенках 5 паз 6 выполняют наклонным для обеспечения угла заклинивания при расположении ролика 8 в нижней части паза 6.
Вместо ролика 8, в качестве передвижного элемента может быть использовано иное тело вращения, например, шарик 18. Такой шарик 18 позволяет сконцентрировать усилие зажатия до максимумы, и использовать зажим для подвешивания довольно тяжелые предметы. В этом случае, вместо пазов 6 в параллельных стенках 5 челюсти 3, для удержания шарика 18, достаточно выполнить лишь углубление 19, без разрушения целостности стенок 5. Такое углубление 19 можно получить путем вдавливания матрицы гибочного штампа.
Использование передвижных элементов с различной выпуклостью их рабочей поверхностью, при взаимодействии с внутренней опорной поверхностью 4 противолежащей челюсти 2, которая также может иметь различную кривизну, позволяет подобрать «контактную зажимную пару» рабочих поверхностей под любой подвешиваемый предмет. Например, при использовании ролика 8 с вогнутой рабочей поверхностью и плоской внутренней опорной поверхности 4 челюсти 2, позволяет зажимать доже обычную веревку, что максимально расширяет сферу возможного использования предложенного мобильного универсального зажима.
Принцип работы предложенного мобильного универсального зажима, например, с передвижным элементом в виде ролика 8, заключается в следующем.
Предварительно зажим с помощью крепежных метизных изделий 13 жестко крепится к какой-либо поверхности. Такие поверхности, как правило, обязательно предусмотрены в тех помещениях или в установках (например, дозаторах, сепараторах), где вообще предусмотрено функционально подвешивание предметов. Поэтому нет необходимости в постоянном подвешивании или снятии зажимов после использования (например, в тех же прачечных, прищепки остаются висеть на веревках, даже если нет белья, а в дозаторах или сепараторах мешки под выходные окна всегда располагают в одном и том же месте). Поэтому жесткое (стационарное) крепление зажима к какой-либо поверхности вполне оправдано, исключает потерю зажима, повышает удобство пользования, поскольку он всегда находится на одном и том же месте.
Для подвешивания предмета 9, его заводят в зазор 10 под ролик 8, который при этом проворачивается (по рисунку, против часовой стрелки) на оси 7 в пазах 6 и может приподняться вверх по пазам 6 в зависимости от толщины материала подвешиваемого предмета 9. Отметим, при этом нет необходимости в отдельном поднятии по пазам 6 ролика 8, что заметно упрощает процедуру подвешивания. Затем подвешиваемый предмет 9 отпускают. Он под действием силы тяжести стремиться опуститься вниз, но при этом увлекает ролик 8, проворачивая его по часовой стрелке, который прижимает предмет 9 к поверхности 4 челюсти 2, надежно фиксируя его в зазоре 10. При этом локальное усилие зажатия предмета 9 максимально, поскольку ролик 8 прижимает по касательной линии, а не по плоскости. Чем больше вес подвешиваемого предмета 9, тем больше заклинивание ролика 8 и надежнее его удержание. Для снятия подвешенного предмета 9, достаточно его поднять вверх по зазору 10, ролик 8 провернется против часовой стрелки, расфиксировав зажим, и, придерживая ролик 8 рукой, предмет 9 извлекают из зазора 10.
Существенное отличие заявляемого объекта от ранее известных, заключается в том, что в зажиме в качестве передвижного элемента использовано тело вращения, в частности, ролик 8 или шарик 18 с рифлением рабочей поверхности различной выпуклости и различной выпуклости внутренней опорной поверхности 4 противолежащей челюсти 2 и имеется средство для стационарного крепления зажима к неподвижной поверхности. Указанные отличия, в совокупности, позволяют локализовать усилие фиксации подвешиваемого предмета 9 в зазоре между челюстями 2 и 3, упростить процедуру подвешивания и снятия предмета 9, что, в итоге, позволяет увеличить вес подвешиваемых предметов 9, не снижая надежности фиксации, и создать дополнительные удобства пользования: нет необходимости в удерживании самого зажима. Ни один из известных зажимов не может обладать отмеченными свойствами, поскольку либо не имеют самофиксирующихся передвижных элементов, либо имеют, но они не являются телом вращения и требуют дополнительного вмешательства пользователя для их пространственной ориентации.
К техническим преимуществам предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, следует отнести следующее:
- возможность локализовать и, тем самым, увеличить усилие зажатия подвешиваемого предмета за счет использования передвижного элемента с выпуклой рабочей поверхностью;
- повысить эффективность использования передвижного элемента за счет того, что он выполнен в виде тела вращения, что позволяет полностью использовать его цилиндрическую поверхность;
- упростить процедуру подвешивания предметов за счет автоматического самопроизвольного поворота передвижного элемента благодаря его цилиндрической форме;
- возможность обеспечения неподвижности зажима за счет наличия средства для крепления к стационарным жестким поверхностям;
- увеличение вела подвешиваемых предметов за счет повышения усилия его зажатия в челюстях;
- расширение области использования за счет защитного кожуха, исключающего возможность попадания сыпучих материалов в зону фиксации предмета роликом;
- возможность изменения усилия зажатия предметов за счет выполнения рабочих поверхностей различной выпуклости и различной конструкции (ролик, шарик, тор);
- расширение сферы применения зажима за счет увеличения веса подвешиваемых предметов и их разнообразия;
- повышение удобства эксплуатации за счет неподвижного крепления зажима.
Специалистам в данной области знаний должно быть понятным, что представленное выше описание мобильного универсального зажима является, в первую очередь, лишь иллюстративным, а не ограничивающим, представленным данным конкретным примером его исполнения. Конструкция, форма и размеры отдельных деталей, материалы, область использования, безусловно, могут варьировать в широких пределах в контексте принципа построения предложенной полезной модели, то есть без изменения кинематической схемы их взаимодействия и, в совокупности, определяя единство конструкции описанной выше полезной модели. Понятно, что варьирование размерами, материалами отдельных деталей зажима зависят от условий его эксплуатации и находятся в пределах объема одного из обычных и естественных подходов к рационализации в данной области знаний и рассматриваются таковыми, что находятся в пределах объема предложенного технического решения.
Квинтэссенцией предложенного технического решения является то, что его передвижной элемент имеет форму тела вращения, что позволяет сконцентрировать усилие фиксации подвешиваемого предмета, а также наличие средства для крепления, которое обеспечивает неподвижность зажима, создавая при этом дополнительные удобства для пользователя, и именно эти конструктивные особенности позволили предложенному зажиму приобрести отмеченные выше преимущества. Изменение принципа концентрации усилия зажатия подвешиваемого предмета посредством изменения конструкции передвижного элемента на иной, ограничивает спектр преимуществ, перечисленных выше, и не может считаться новым техническим решением в данной области знаний, поскольку изменение только формы передвижного элемента уже не требует какого-либо творческого подхода от конструкторов и инженеров, а значит, не может считаться результатами их творческой деятельности, следовательно, и считаться новыми объектами интеллектуальной собственности, подлежащими охране соответствующими охранными документами.