УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИМА ПАКЕТА ПЛОСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Решение относится к области быстро сборных - разборных устройств, предназначенных для зажима пакетов, преимущественно плоских деталей и исключающих самопроизвольное раскрытие. Оно может применяться в самых различных областях: бытовой технике, канцелярских принадлежностях, декоративно-прикладных изделиях и других, где требуется быстро, легко и достаточно надежно скрепить пакет плоских деталей (изделий), имеющих совместимые отверстия.
Известно кулачковое стягивающее устройство [1], позволяющее зажимать пакет плоских деталей. Устройство включает ось, на одном конце которой имеется перпендикулярная опорная площадка, на другом - отверстие, внутри которого расположен кулачек, неподвижно соединенный с рычагом. Валик кулачка и рычага шарнирно соединен с кулачком, упирающимся в пакет изделий. При повороте кулачка на 90° пакет стягивается (зажимается). Это устройство не допускает самопроизвольного разъединения и достаточно просто в эксплуатации.
Недостатком описанного устройства является то, что оно позволяет зажимать пакеты деталей только одной фиксированной толщины.
Известно другое прижимное устройство ([2], прототип.), позволяющее зажимать пакет плоских изделий. Это устройство основано на использовании клинового (распорного) эффекта. Суть клинового соединения заключается в возможности сжатия или разъединения деталей с помощью усилий, передаваемых боковыми поверхностями клина при действии силы вдоль его продольной оси. Усилие, необходимое для движения клина, может передаваться различными способами. Прижимное устройство-прототип включает основание, на котором устанавливается пакет зажимаемых изделий, прижимной клин, расположенный сверху пакета, и средства для передачи усилия для перемещения клина в рабочее положение. В рассматриваемой конструкции клин приводится в движение от гидропривода.
Недостатками такого зажима является значительная сложность, использование гидравлического привода не позволяет сделать его переносным и независящим от места нахождения источников энергии.
Решаемая задача - устройство для зажима пакета плоских деталей, исключающего самопроизвольный разъем, несложного конструктивно и простого в эксплуатации. Технический эффект -возможность просто и быстро зажимать пакеты разной толщины, возможность регулировать прижимное усилие при существенном упрощении конструкции.
Результат достигается тем, что в известном устройстве для зажима пакета плоских деталей, включающем основание зажима, прижимной клин и средство передачи усилия перемещения прижимного клина, в отличие от известного средство передачи усилия перемещения клина выполнено в виде перекидного рычага с тягой, расположенных на плоском основании, параллельном основанию зажима, причем рычаг одним концом шарнирно закреплен на оси поворота, расположенной на плоском основании параллельно ему, а тяга одним концом шарнирно закреплена на рычаге вдоль его продольной оси с эксцентриситетом относительно поворотной оси рычага, при этом прижимной клин свободно установлен на другом конце тяги с возможностью вращения параллельно продольной оси рычага, и кроме того в указанном плоском основании выполнено протяженное отверстие, длинная ось которого параллельна оси поворота рычага и расположена в пределах рабочего хода нижнего края клина от места положения его на плоском основании, обращенного в сторону поворотной оси рычага в предельном свободном положении рычага, а также устройство дополнительно содержит фиксатор в виде П-образной скобы, закрепленной свободными концами на основании зажима перпендикулярно ему, проходящей через протяженное отверстие в плоском основании и имеющей высоту не более максимальной высоты клина, а ширину - больше максимальной толщины клина В основании зажима по оси П-образной скобы фиксатора, перпендикулярной этому основанию, может быть выполнено резьбовое отверстие и дополнительно введен регулировочный винт, установленный с возможностью свободного перемещения в указанном отверстии вдоль оси скобы.
Отличия предлагаемого решения от известного из уровня техники заключаются в применении для передачи усилия перемещения клина перекидного рычага с тягой, установленных на отдельном плоском основании с отверстием, в установке зажимного клина на свободном конце тяги перекидного рычага с возможностью вращения параллельно продольной оси рычага и наличии дополнительного фиксатора, определенной формы и размеров, закрепленного на основании зажима определенным образом. Дополнительно к этому фиксатор может иметь регулировочный винт, установленный определенным образом.
Технический эффект достигается вследствие новой конструкции, характеризующейся неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков. Предлагаемая конструкция позволяет зажимать пакеты различной толщины - от конструктивного минимума до толщины, практически равной максимальной высоте клина при существенно более простой конструкции за счет использования чисто механического, ручного средства передачи усилия на клин, также исключающего самопроизвольное разъединение.
Сущность предлагаемого решения раскрывается при рассмотрении представленных на фигурах 1, 2 конкретного варианта выполнения предлагаемого устройства для зажима (фиг.1) и его вида в разрезе (фиг.2), а также процесса работы предлагаемого зажима.
На фигурах:
1- плоское основание,
2- перекидной рычаг,
3- поворотная ось рычага,
4- тяга,
5- зажимной клин
6- прямоугольное отверстие в плоском основании 1,
7- основание зажима,
8- фиксатор,
9- регулировочный винт,
10- зажимаемый пакет плоских деталей,
А - эксцентриситет,
L - длина рабочего хода нижнего края клина.
На плоском основании 1, установлен перекидной рычаг 2 в виде прямоугольной плоской скобы, закрепленной на оси поворота 3, которая в свою очередь неподвижно закреплена на плоском основании 1 параллельно ему. Тяга 4 в форме плоской незамкнутой прямоугольной рамки, шарнирно закреплена одной своей узкой стороной на рычаге 2 вдоль его продольной оси с эксцентриситетом А относительно оси поворота рычага 3. На второй узкой стороне тяги 4, параллельной оси поворота 3, шарнирно закреплен прижимной клин 5 с возможностью вращения, параллельно продольной оси рычага 2. Клин 5 может иметь любую форму, в частности, коробчатую, как показано на фиг.1. На фигуре 1 рычаг 2 находится в предельном свободном положении В плоском основании 1 выполнено протяженное прямоугольное отверстие 6, длинная ось которого параллельна оси поворота 3 рычага 2. Отверстие 6 расположено в пределах длины рабочего хода нижнего края клина L от места положения нижнего края клина 5 на плоском основании 1 в предельном свободном положении рычага 2 в направлении оси поворота 3. Как известно, в такой конструкции длина рабочего хода L=2А. Фиксатор 8 в виде плоской П-образной скобы закреплен свободными концами на основании зажима 7, перпендикулярно ему, проходит через отверстие 6 в плоском основании 1 и имеет высоту меньше максимальной высоты клина, а ширину - больше максимальной толщины клина.
Коробчатая форма прижимного клина 5 предпочтительна, поскольку более устойчива в работе из-за большой площади прижима.
Наличие дополнительного регулировочного винта 9 позволяет регулировать диапазон толщин зажимаемых пакетов. На конце регулировочного винта 9, может быть свободно закреплена площадка, которая улучшит условия поджима пакета 10 плоских деталей и предотвратит вывинчивание винта 9.
Рычаг 2 и тяга 4 могут быть выполнены с возможностью изменения длины тяги (рычаг - скоба с перекладиной; тяга - на одном конце винт, на другом петля; крепление тяги с рычагом - винтовая пара). Это даст дополнительную возможность регулировки по диапазону толщин зажимаемых пакетов.. При работе зажимаемые детали с отверстиями укладывают в пакет на основание зажима 7, надевая их на фиксатор 8 как на ось. В результате
фиксатор 8 пройдет сквозь весь пакет и верхний конец его выступит над пакетом. Плоское основание 1 с рычагом 2 устанавливают сверху пакета, пропуская выступающий конец фиксатора 8 через отверстие 6. Переводят перекидной рычаг 2 в предельное свободное положение (левое, как показано на фиг.1), располагают клин на плоском основании 1 и затем переводят перекидной рычаг2 через мертвую точку в закрытое (предельное правое) положение, при этом зажимной клин 5, скользя по поверхности плоского основания 1 в сторону поворотной оси 3 проходит внутрь скобы фиксатора 8 и плотно заклинивается между плоским основанием 1 и верхней стороной фиксатора 7, зажимая пакет между основанием зажима и плоским основанием.
Расположение отверстия 6 в пределах длины рабочего хода L нижнего края клина от места положения его на плоском основании 1 в предельном свободном положении рычага 2, очевидно, обусловлено требованиями работоспособности устройства. При расположении отверстия 6 дальше в сторону от оси поворота 3 - клин не возможно будет завести в просвет фиксатора 8. При переводе рычага 2 через мертвую точку в закрытое положение край клина 5 смещается на длину рабочего хода L в направлении оси поворота 3. Поэтому расположение отверстия за пределами этого диапазона в сторону оси - бессмысленно.
Степень захода прижимного клина 5 в просвет скобы 8 определяется толщиной зажимаемого пакета 10. Очевидно, что переменная высота клина 5 в направлении его перемещения позволяет зажимать пакеты различной толщины - от конструктивного минимума до толщины, практически равной максимальной высоте клина, при сохранении высокой нагрузочной способности. Это же обстоятельство позволяет плавно регулировать усилие зажима пакета.
Также из рассмотрения процесса работы очевидно, что требования к размерам скобы фиксатора 8 задаются в зависимости от размеров зажимного клина 5 -клин должен беспрепятственно входить в фиксатор.
Регулировкой положения винта 9 можно создавать дополнительное прижимное усилие. Наличие на конце винта 9, площадки позволяет более равномерно распределить дополнительное усилие и предотвратить вывинчивание винта из основания зажима 7.
Очевидно, что по сравнению с прототипом, предлагаемое устройство несложно по конструкции и очень легко в эксплуатации. При сохранении всех преимуществ принципа клинового соединения оно существенно проще и надежнее за счет применения простых ручных средств передачи усилия перемещения клина. Также можно говорить о повышении быстродействия устройства. Как известно, используемый принцип перекидного рычага относится к быстродействующим устройствам для соединения и, так же как клин, исключает самопроизвольное разъединение. Таким образом, в новой конструкции предлагаемого устройства реализованы преимущества двух эффективных принципов соединений, применительно к задаче зажима пакета плоских изделий.
Промышленная применимость предлагаемого устройства очевидна - оно может найти применение в любой области деятельности. Его изготовление не требует никаких усовершенствований известных технологий и материалов; оно доступно так же, как производство других известных аналогичных устройств, широко используемых и выпускаемых промышленностью.
Выбор конкретного варианта конструкции - размеров, дизайна, материалов и т.п.- определяется конкретным назначением, условиями применения.
Источники информации
1. Крайнев А.Ф. Идеология конструирования. Соединение элементов и деталей.- М., «Машиностроение», «Издательство «Машиностроение», 2003, с.204, фиг.32.3
2. Крайнев А.Ф. Идеология конструирования. Соединение элементов и деталей. - М., «Машиностроение», «Издательство «Машиностроение», 2003, с.126, фиг.3.3