Зажимное устройство ручной машины и ручная машина.
Изобретение относится к конструкции зажимного устройства ручной машины. Зажимное устройство содержит по меньшей мере один зажимной узел (12а; 12b; 12с) для зажима рабочего инструмента (14а; 14b; 14с) на шпинделе (16а; 16b; 16с) путем прижима рабочего инструмента (14а; 14b; 14с) в осевом направлении (28а; 28b; 28с) к посадочному фланцу (80а; 80с) и по меньшей мере предохранительный узел (18а; 18b; 18с) для предотвращения самопроизвольного отделения зажимного узла (12а; 12b; 12с) и/или рабочего инструмента (14а; 14b; 14с) от шпинделя (16а; 16b; 16с). Предохранительный узел (18а; 18b; 18с) имеет по меньшей мере один узел (20а; 20b; 20с) изменения движения для по меньшей мере частичного преобразования в режиме торможения первого относительного движения между по меньшей мере двумя входящими в состав зажимного узла (12а; 12b; 12с) зажимными элементами (22а, 24а; 22b, 24b; 22с, 24с), представляющего собой поворот вокруг оси (86а; 86с) вращения шпинделя, во второе относительное движение, представляющее собой перемещение в осевом направлении (28а; 28b; 28с). Первый зажимной элемент (22а; 22b; 22с) установлен во втором зажимном элементе (24а; 24b; 24с) подвижно в окружном направлении (58; 58b; 58с) и в осевом направлении (28а; 28b; 28с). Устройство снабжено по меньшей мере одним упорным элементом (42а, 44а, 46а; 42b, 44b, 46b; 42с, 44с) для ограничения по меньшей мере одного относительного движения между двумя зажимными элементами (22а, 24а; 22b, 24b; 22с, 24с). Технический результат заключается в повышении надежности и безопасности ручной машины. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.
Настоящее изобретение относится к механизированному инструменту, в частности к зажимным устройствам, предназначенным для закрепления рабочего инструмента на ручных машинах.
Известны зажимные устройства ручных машин, содержащие зажимной узел, предусмотренный для зажима рабочего инструмента на шпинделе. Кроме того, зажимные устройства ручных машин содержат предохранительный узел для предотвращения самопроизвольного отделения зажимного узла и/или рабочего инструмента от шпинделя.
Из публикации DE 102008015955 А известно зажимное устройство ручной машины, содержащее по меньшей мере один зажимной узел, предусмотренный для зажима рабочего инструмента на шпинделе путем прижима рабочего инструмента в осевом направлении к посадочному фланцу, и по меньшей мере предохранительный узел для предотвращения самопроизвольного отделения зажимного узла и/или рабочего инструмента от шпинделя, причем предохранительный узел имеет по меньшей мере один узел изменения движения, предусмотренный для того, чтобы в режиме торможения по меньшей мере частично преобразовывать первое относительное движение между по меньшей мере двумя входящими в состав зажимного узла зажимными элементами, представляющее собой поворот вокруг оси вращения шпинделя, во второе относительное движение, представляющее собой перемещение в осевом направлении, причем первый зажимной элемент установлен во втором зажимном элементе подвижно в окружном направлении и в осевом направлении.
В основу изобретения положена техническая задача разработки зажимного устройства, характеризующегося повышенной безопасностью и надежностью.
Эта задача решена в описанном выше зажимном устройстве за счет того, что зажимное устройство содержит по меньшей мере один упорный элемент, предусмотренный для ограничения по меньшей мере одного относительного движения между двумя зажимными элементами. Относительное движение между рабочим инструментом и зажимным узлом может приводить к уменьшению зажимного усилия, создаваемого зажимным узлом, а соответственно, к самопроизвольному отделению зажимного узла и/или рабочего инструмента от шпинделя. Предлагаемое в изобретении зажимное устройство ручной машины эффективно препятствует подобному самопроизвольному отделению (самоотворачиванию) зажимного узла от шпинделя, а значит, и отделению рабочего инструмента от шпинделя. Кроме того, предлагаемое в изобретении выполнение зажимного устройства обеспечивает ограничение углового диапазона, в котором зажимные элементы имеют возможность поворота относительно друг друга. Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключаются в повышении надежности зажимного устройства и безопасности эксплуатации ручной машины, оснащенной таким зажимным устройством.
Под зажимным узлом здесь понимается, в частности, узел, предусмотренный для того, чтобы прижимать установленный на шпинделе рабочий инструмент в осевом направлении к посадочному фланцу. Предпочтительным является резьбовое соединение зажимного узла со шпинделем. Вместе с тем, зажимной узел может быть соединен со шпинделем иным видом соединения, подходящим с точки зрения специалиста. В этой связи выражение "предусмотренный" или "предназначенный" следует понимать, в частности, как специально выполненный, рассчитанный и/или установленный для выполнения определенной функции. Под предохранительным узлом здесь понимается, в частности, узел, предусмотренный для того, чтобы в режиме торможения по меньшей мере по существу предотвращать ослабление зажимного усилия, создаваемого крепежным узлом в осевом направлении, и в особенности предусмотрен для того, чтобы увеличивать зажимное усилие, действующее со стороны зажимного узла на рабочий инструмент, т.е. прикладываемое зажимным узлом к рабочему инструменту. Под узлом изменения движения здесь понимается, в частности, узел, включающий в себя механизм, в частности резьбу или иные подходящие с точки зрения специалиста механизмы, и обеспечивающий преобразование одного вида движения, например вращения, в другой вид движения, например поступательное перемещение. Под режимом торможения здесь понимается, в частности, режим ручной машины, в частности динамическое состояние ее шпинделя, в котором шпиндель затормаживается посредством тормозного устройства, что позволяет, по крайней мере, значительно сократить выбег шпинделя, например, при прекращении подачи электропитания в электродвигатель. В режиме торможения за счет моментов инерции массы рабочего инструмента, в частности дискообразного рабочего инструмента, может возникнуть относительное движение между закрепленным на шпинделе рабочим инструментом и зажимным узлом, предусмотренным для зажима рабочего инструмента на шпинделе.
Кроме того, узел изменения движения может быть выполнен в виде распорного узла, предусмотренного для того, чтобы в режиме торможения создавать по меньшей мере одно относительное движение двух зажимных элементов в осевом направлении. Под распорным узлом здесь понимается, в частности, узел, посредством которого может создаваться перемещение элемента, в частности зажимного элемента зажимного узла, вдоль прямого отрезка пути, в частности вдоль оси вращения шпинделя. Под осевым направлением здесь понимается, в частности, направление вдоль средней оси зажимного узла, относительно которой зажимной узел выполнен, по меньшей в основном, вращательно-симметричным. Предлагаемое в изобретении выполнение узла изменения движения позволяет эффективно создавать осевое перемещение одного из зажимных элементов, приподнимающее его относительно другого зажимного элемента и тем самым создающее усилие распора.
В предпочтительном исполнении распорный узел имеет по меньшей мере один распорный элемент, который, по меньшей мере частично, выполнен за одно целое с одним из двух зажимных элементов. Под выполнением элементов за одно целое понимается, в частности, по крайней мере, их неразъемное (обеспечиваемое силами межмолекулярного или межатомного сцепления) соединение, например сварное, клеевое соединение, приформовывание методом литья под давлением и/или соединение иным целесообразным с точки зрения специалиста методом, и/или, что предпочтительно, выполнение элементов в виде одного изделия, например, путем их изготовления из одной отливки и/или путем их изготовления методом одно- или многокомпонентного литья под давлением и, что предпочтительно, из одной заготовки. Это позволяет уменьшить монтажное пространство, трудоемкость монтажа и затраты.
Далее, распорный элемент может быть выполнен с наклонной поверхностью. Под выполнением распорного элемента с наклонной поверхностью здесь понимается, в частности, геометрическая форма с поверхностью, восходящей вдоль отрезка, начинающегося в исходной точке, в направлении конечной точки отрезка и имеющей математически определенный угол подъема, в результате чего между исходной точкой и конечной точкой имеется разность высот. Целесообразно, чтобы распорный узел включал в себя по меньшей мере один другой распорный элемент, который вследствие первого относительного движения посредством взаимодействия с первым распорным элементом создает второе относительное движение. Предпочтительно, чтобы угол подъема наклонных поверхностей распорных элементов был больше или равен углу подъема резьбы зажимного элемента, входящего в состав зажимного узла, и шпинделя, на который можно навинчивать и с которого можно свинчивать зажимной узел. При этом угол подъема наклонных поверхностей распорных элементов составляет, в частности, от 100 до 150% угла подъема резьбы зажимного элемента и шпинделя, предпочтительно - от 110 до 140% угла подъема резьбы зажимного элемента и шпинделя и особенно предпочтительно - от 120 до 130% угла подъема резьбы зажимного элемента и шпинделя. Для увеличения трения в резьбовом соединении крепежного узла и шпинделя по сравнению с трением между распорными элементами в резьбовое соединение крепежного узла и шпинделя могут быть введены повышающие трение средства, такие, например, как резиновые элементы, упругие элементы, покрытия и т.д. В альтернативном варианте выполнения предлагаемого в изобретении предохранительного устройства для создания осевого перемещения, создающего усилие распора, а именно относительного осевого перемещения первого зажимного (передаточного) элемента и второго зажимного (передаточного) элемента, распорный элемент, входящий в состав распорного узла, может быть выполнен в виде тела качения, которое при повороте первого зажимного (передаточного) элемента относительно второго зажимного (передаточного) элемента обкатывается по имеющему наклонную поверхность распорному элементу. В этом варианте осуществления изобретения относительное движение, предназначенное для создания и/или поддержания зажимного усилия в режиме торможения, создается конструктивно простым образом.
Предпочтительно, чтобы упорный элемент был выполнен за одно целое с одним из зажимных элементов, и чтобы другой из зажимных элементов имел по меньшей мере одну выемку, предусмотренную для размещения упорного элемента. В этом варианте осуществления изобретения эффективно достигается ограничение углового диапазона, в пределах которого зажимные элементы могут поворачиваться относительно друг друга. При этом указанный угловой диапазон составляет, в частности, менее 25°, предпочтительно - менее 15° и особенно предпочтительно - менее 7°.
В альтернативном варианте выполнения предлагаемого в изобретении зажимного устройства ручной машины распорный узел выполнен в виде кулачкового механизма, включающего в себя по меньшей мере один распорный элемент, выполненный в виде кулачкового паза, в который по меньшей мере частично входит по меньшей мере один кулачковый поводок кулачкового механизма. Под кулачковым механизмом здесь понимается, в частности, механизм, который вследствие движения своего первого звена, в частности движения кулачкового поводка вокруг некоторой оси, и вследствие взаимодействия первого звена со вторым звеном кулачкового механизма, в частности с кулачковым пазом, управляет конструктивным элементом, который вследствие этого совершает перемещение, заданное взаимодействием звеньев кулачкового механизма. Под кулачковым пазом здесь понимается, в частности, впадина в материале детали, в которую для создания движения входит кулачковый поводок, причем кулачковый поводок и кулачковый паз являются подвижными, в частности относительно друг друга. В этом варианте выполнения предлагаемого в изобретении предохранительного устройства конструктивно простым образом достигается направление движения кулачкового поводка в кулачковом пазу. Кроме того, эффективно предотвращается самопроизвольное отделение рабочего инструмента.
Кроме того, кулачковый поводок может быть выполнен в форме пальца.
Под формой пальца здесь понимается, в частности, геометрическая форма, имеющая, по меньшей мере в основном, главную протяженность, в частности главную протяженность, проходящую вдоль средней оси, являющейся осью вращательной симметрии геометрической формы, причем размер геометрической формы в направлении ее главной протяженности по меньшей мере равен ее размеру в направлении, перпендикулярном главной протяженности, в частности ее диаметру. Особенно предпочтительным является выполнение кулачкового поводка в виде цилиндрического пальца, или штифта. Вместе с тем, кулачковый поводок может быть выполнен и в иной форме, подходящей с точки зрения специалиста. Главная протяженность кулачкового поводка проходит, при установленном кулачковом элементе, по меньшей мере по существу перпендикулярно средней оси зажимного узла и/или оси вращения шпинделя. Под по существу перпендикулярной ориентацией определенного направления относительно направления отсчета здесь понимается, в частности, то, что указанное направление и направление отсчета, в частности при их рассмотрении в одной плоскости, образуют угол 90°, и максимальное отклонение от этого угла составляет, в частности, менее 8°, предпочтительно - менее 5° и особенно предпочтительно - менее 2°.
Вместе с тем, главная протяженность кулачкового поводка также может проходить вдоль другой подходящей с точки зрения специалиста оси и/или в другом направлении, например по меньшей мере по существу параллельно средней оси зажимного узла и/или оси вращения шпинделя. В случае ориентации главной протяженности кулачкового поводка, параллельной оси вращения шпинделя, выполненный в форме пальца кулачковый поводок может входить в кулачковую выемку, в которой расположена рабочая дорожка с наклонной поверхностью. При ориентации главной протяженности кулачкового поводка, параллельной оси вращения, кулачковый паз проходит в плоскости, по меньшей мере по существу перпендикулярной средней оси зажимного (передаточного) узла и/или оси вращения шпинделя. При этом кулачковый поводок, в частности с обращенной к кулачковому пазу стороны, а также рабочая дорожка с наклонной поверхностью могут быть снабжены антифрикционным покрытием, чем достигается уменьшение трения между рабочей дорожкой и кулачковым поводком. Вместе с тем, возможен также вариант осуществления изобретения, в котором шпиндель и расположенный на шпинделе передаточный элемент, входящий в состав передаточного узла, в частности передаточный элемент, соединенный со шпинделем с геометрическим замыканием, имеют желобки, а кулачковый поводок для образования сопряжения выполнен в виде помещенного в эти желобки тела качения, в частности в виде шарика. Кроме того, возможно выполнение кулачкового поводка в виде резьбы между шпинделем и расположенным на шпинделе передаточным элементом, в частности находящимся в непосредственном контакте со шпинделем, что также обеспечивает создание относительного движения вдоль оси вращения шпинделя между передаточным элементом, входящим в состав передаточного узла, и шпинделем. Возможно и другое подходящее с точки зрения специалиста выполнение кулачкового поводка и/или сопряжения между шпинделем и передаточным элементом. Выполнение кулачкового поводка в форме пальца позволяет получить прочный и устойчивый кулачковый поводок. Кроме того, при этом конструктивно простым образом реализуется, например, функция стопорения, в частности для осевой фиксации (фиксации от осевого перемещения) и/или для окружной фиксации (фиксации от проворачивания), передаточного узла на шпинделе.
Предпочтительно, чтобы кулачковый паз был расположен на зажимном элементе, входящем в состав зажимного узла. Особенно предпочтительным является расположение кулачкового паза в зажимном элементе. При этом кулачковый паз выполнен, в частности, в виде канавки. Предпочтительно, чтобы зажимной элемент в зоне кулачкового паза имел меньшую толщину материала по сравнению с примыкающей к кулачковому пазу областью зажимного элемента, в частности толщину 0 мм. Вместе с тем, возможен также вариант осуществления изобретения, в котором у наружной поверхности зажимного элемента расположено по меньшей мере два ребра, с которыми по меньшей мере частично взаимодействует кулачковый поводок. При этом по меньшей мере два ребра могут выступать, в частности, из наружной поверхности по меньшей мере по существу перпендикулярно в направлении кулачкового поводка, образуя таким образом направляющую для кулачкового поводка. Предпочтительно, чтобы кулачковый поводок по меньшей мере частично проходил в зоне кулачкового паза насквозь через зажимной элемент. Под прохождением кулачкового поводка "насквозь" здесь понимается, в частности, то, что кулачковый поводок имеет главную протяженность, проходящую в направлении, по меньшей мере по существу перпендикулярном средней оси зажимного элемента и превышающую протяженность кулачкового паза в направлении, проходящем по меньшей мере по существу перпендикулярно средней оси. В этом варианте обеспечивается надежное соединение кулачкового поводка с кулачковым пазом и с зажимным элементом.
Целесообразно, чтобы кулачковый механизм включал в себя по меньшей мере один упругий элемент, предусмотренный для смещения, или поджатия, по меньшей мере одного зажимного элемента, входящего в состав зажимного узла, относительно кулачкового поводка. Под упругим элементом здесь понимается, в частности, элемент, который под нагрузкой способен упруго деформироваться, накапливая потенциальную энергию, а после снятия нагрузки способен за счет накопленной потенциальной энергии самостоятельно восстанавливать свою форму, которую он имел до приложения нагрузки. Предпочтительным является выполнение упругого элемента в виде пружины растяжения и/или пружины сжатия. Вместе с тем, упругий элемент может иметь иное исполнение, подходящее с точки зрения специалиста. В этом варианте осуществления изобретения конструктивно простыми средствами эффективно обеспечивается возврат кулачкового механизма и/или передаточного элемента относительно шпинделя в исходное положение.
Кроме того, кулачковый паз в боковой стороне зажимного элемента может иметь угловую протяженность в окружном направлении, составляющую менее 40°. Предпочтительно, чтобы кулачковый паз в боковой стороне зажимного элемента имел угловую протяженность в окружном направлении, составляющую менее 30° и особенно предпочтительно - менее 20°. Боковая сторона предпочтительно проходит вокруг средней оси зажимного узла и расположена концентрически относительно этой оси. Особенно предпочтителен вариант, в котором боковая сторона по меньшей мере частично образована боковой поверхностью выполненного в зажимном элементе установочного гнезда под шпиндель, имеющего форму полого цилиндра. Окружное направление предпочтительно проходит в плоскости, по меньшей мере частично простирающейся перпендикулярно средней оси зажимного узла. Особенно предпочтительно, чтобы проходящий в окружном направлении кулачковый паз имел математически определенный угол подъема своей рабочей поверхности в осевом направлении. При этом угол подъема кулачкового паза составляет, в частности, от 100 до 150% угла подъема резьбы между зажимной гайкой, в виде которой выполнен зажимной элемент, и шпинделем, предпочтительно - от 110 до 140% угла подъема резьбы между зажимной гайкой и шпинделем и особенно предпочтительно - от 120 до 130% угла подъема резьбы между зажимной гайкой и шпинделем. Это обеспечивает компактность выполнения предохранительного устройства.
Объектом изобретения также является ручная машина, в частности угловая шлифовальная машина, с предлагаемым в изобретении зажимным устройством. В предлагаемой ручной машине обеспечивается предотвращение возможного самопроизвольного отделения рабочего инструмента ручной машины от ее шпинделя.
Другие преимущества изобретения выявляются в нижеследующем описании его осуществления, поясняемом чертежами. На чертежах в качестве примеров представлены варианты осуществления изобретения. На чертежах, в описании и в формуле изобретения многочисленные признаки содержатся в определенной комбинации. Исходя из целесообразности, специалист сможет также рассматривать эти признаки в отдельности и объединять их в другие рациональные комбинации. На чертежах показано:
на фиг. 1 - схематическое изображение предлагаемой в изобретении ручной машины с предлагаемым в изобретении зажимным устройством,
на фиг. 2 - подробное схематическое изображение шпинделя ручной машины, показанной на фиг. 1, с установленным на шпинделе предлагаемым в изобретении зажимным устройством ручной машины,
на фиг. 3 - подробное схематическое изображение предлагаемого в изобретении зажимного устройства ручной машины с обращенной от установленного рабочего инструмента стороны зажимного устройства ручной машины,
на фиг. 4 - подробное схематическое изображение предлагаемого в изобретении зажимного устройства ручной машины с обращенной к установленному рабочему инструменту стороны зажимного устройства ручной машины,
на фиг. 5 - подробное перспективное изображение предлагаемого в изобретении зажимного устройства ручной машины в разомкнутом состоянии с разрезом по линии V-V, показанной на фиг. 4,
на фиг. 6 - еще одно подробное перспективное изображение предлагаемого в изобретении зажимного устройства ручной машины в разомкнутом состоянии с разрезом по линии V-V, показанной на фиг. 4,
на фиг. 7 - подробное перспективное изображение альтернативного предлагаемого зажимного устройства ручной машины в разомкнутом состоянии с аналогичным разрезом по линии V-V, показанной на фиг. 4,
на фиг. 8 - схематический вид предлагаемого в изобретении устройства для ручной машины в разрезе по оси вращения шпинделя,
на фиг. 9 - схематический вид предлагаемого в изобретении устройства для ручной машины в разрезе по оси вращения шпинделя после выключения ручной машины и
на фиг. 10 - подробное схематическое изображение кулачкового паза кулачкового механизма зажимного устройства ручной машины.
На фиг. 1 схематически изображена ручная машина 62а, выполненная в виде угловой шлифовальной машины 60а и имеющая предлагаемое в изобретении зажимное устройство 10а ручной машины. Угловая шлифовальная машина 60а содержит узел 64а защитного кожуха, корпус 66а и основную рукоятку 68а, проходящую с противоположной рабочему инструменту 14а стороны 70а в направлении 72а главной протяженности угловой шлифовальной машины 60а. Корпус 66а ручной машины включает в себя корпус 74а двигателя для размещения электрического двигателя (на чертежах не показан) и корпус 76а редуктора для установки редуктора (на чертежах не показан). На корпусе 76а редуктора угловой шлифовальной машины 60а расположена дополнительная рукоятка 78а. Дополнительная рукоятка 78а проходит поперек направления 72а главной протяженности угловой шлифовальной машины 60а.
На фиг. 2 приведено подробное схематическое изображение шпинделя 16а ручной машины 62а, выполненной в виде угловой шлифовальной машины 60а, с расположенным на шпинделе 16а зажимным устройством 10а. Шпиндель 16а проходит перпендикулярно направлению 72а главной протяженности, выступая из корпуса 76а редуктора (на чертежах не обозначен). Зажимное устройство 10а ручной машины при этом содержит зажимной узел 12а, предусмотренный для зажима дискообразного рабочего инструмента 14а на шпинделе 16а. Шпиндель 16а имеет для установки посадочного фланца 80а на наружной поверхности две лыски 82а, расположенные диаметрально противоположно и таким образом образующие двугранный профиль 84а. При этом на фиг.2 изображена только одна из лысок 82а. Внешняя окружность или периметр шпинделя 16а находится в плоскости, проходящей перпендикулярно оси 86а вращения шпинделя 16а. Вместе с тем, шпиндель 16а на участке его сопряжения с посадочным фланцем 80а также может быть выполнен коническим, а посадочный фланец может иметь установочное отверстие, соответствующее коническому участку шпинделя, так что посадочный фланец 80a устанавливается на шпиндель 16a по конической посадке. Шпиндель 16a посредством не показанного на чертежах передаточного механизма (редуктора) и не показанного на чертежах электродвигателя угловой шлифовальной машины 60a приводится во вращение вокруг оси 86a вращения. Во время работы угловой шлифовальной машины 60a шпиндель 16a, если смотреть от угловой шлифовальной машины 60a, приводится во вращение в направлении по часовой стрелке. При этом зажимное устройство 10a ручной машины в установленном состоянии также приводится во вращение в направлении по часовой стрелке.
Зажимной узел 12a зажимного устройства ручной машины 10a содержит первый зажимной элемент 22a и второй зажимной элемент 24a, подвижный относительно первого зажимного элемента 22a (фиг.5). Первый зажимной элемент 22a выполнен дискообразным. Кроме того, первый зажимной элемент 22a имеет контактную поверхность 92a, прилегающую к установленному рабочему инструменту 14a. При установке рабочего инструмента 14a его надевают центральным отверстием на шпиндель 16a, перемещая рабочий инструмент в осевом направлении 28a до упора в посадочный фланец 80a. Затем зажимной узел 12a посредством внутренней резьбы 88a второго зажимного элемента 24a навинчивают на резьбу 90a шпинделя 16a до прилегания контактной поверхности 92a первого зажимного элемента 22a к рабочему инструменту 14a. Таким образом рабочий инструмент 14a закрепляется на шпинделе 16a, прижимаясь к посадочному фланцу 80a посредством зажимного узла 12a. При этом контактная поверхность 92a первого зажимного элемента 22a и прилегающая к контактной поверхности 92a сторона рабочего инструмента 14a могут иметь фрикционное покрытие (на чертежах не обозначено), что обеспечивает высокое трение между контактной поверхностью 92a первого зажимного элемента 22a и прилегающей к контактной поверхности 92a стороной рабочего инструмента 14a. Вместе с тем, контактная поверхность 92a и прилегающая к контактной поверхности 92a сторона рабочего инструмента 14a могут иметь соответствующие друг другу элементы с наклонными поверхностями, сопрягаемые друг с другом. Также возможны другие подходящие с точки зрения специалиста мероприятия по повышению трения, а также другие формы выполнения контактной поверхности 92a и прилегающей к контактной поверхности 92a стороны рабочего инструмента 14a.
За счет зажима рабочего инструмента 14a между зажимным узлом 12a и посадочным фланцем 80a на шпинделе 16a со шпинделя 16a на рабочий инструмент 14a передается крутящий момент. Во время работы угловой шлифовальной машины 60a рабочий инструмент 14a приводится во вращение в направлении по часовой стрелке, если смотреть от угловой шлифовальной машины 60a. Во время работы угловой шлифовальной машины 60a сохранение зажимного усилия, создаваемого зажимным узлом 12a для закрепления рабочего инструмента 14a, обеспечивается трением между зажимным узлом 12a и прилегающей к контактной поверхности 92a стороной рабочего инструмента 14a. Первый зажимной элемент 22a имеет на своей противоположной контактной поверхности 92a стороне 174a две выемки 176a, 178a под двухштыревой ключ, штырьки которого вводятся в эти выемки для приложения крутящего момента при завинчивании и/или отвинчивании. При этом средняя ось каждой из выемок 176a, 178a в установленном состоянии зажимного устройства ручной машины проходит по меньшей мере по существу параллельно оси 86a вращения.
Угловая шлифовальная машина 60a содержит тормозное устройство (на чертежах не обозначено) для остановки выбега шпинделя 16a при выключении угловой шлифовальной машины 60a, например посредством прерывания подачи тока. Угловая шлифовальная машина 60a при ее выключении переключается в режим торможения и затормаживает шпиндель 16a посредством тормозного устройства. В режиме торможения рабочий инструмент 14a вследствие своей инерции стремится дополнительно повернуться по часовой стрелке, или продолжить вращение вокруг оси 86a вращения шпинделя 16a, вследствие чего между рабочим инструментом 14а, шпинделем 16a и зажимным узлом 12a возникает разность крутящих моментов. Эта разность крутящих моментов приводит к относительному движению между рабочим инструментом 14a и зажимным узлом 12a. За счет трения между зажимным узлом 12a и обладающим инерционностью рабочим инструментом 14a зажимной узел 12a увлекается рабочим инструментом 14a в направлении, противоположном направлению вращения рабочего инструмента во время работы угловой шлифовальной машины 60a, вследствие чего затяжка резьбового соединения, обеспечиваемая углом подъема внутренней резьбы 88a второго зажимного элемента 24a и резьбы 90a шпинделя 16a, может ослабнуть. В результате этого зажимное усилие, создаваемое зажимным узлом 12a, может уменьшиться, и зажимной узел вместе с рабочим инструментом 14a может самопроизвольно отделиться от шпинделя 16a.
Для предотвращения самопроизвольного отделения зажимного узла 12a и/или рабочего инструмента 14a зажимное устройство 10a ручной машины содержит предохранительный узел 18a, включающий в себя узел 20a изменения движения. Узел 20a изменения движения предусмотрен для того, чтобы по меньшей мере частично преобразовывать первое относительное движение между первым зажимным элементом 22a и вторым зажимным элементом 24a, входящими в состав зажимного узла 12a, во второе относительное движение (фиг.5). При этом первое относительное движение между первым зажимным элементом 22a и вторым зажимным элементом 24a представляет собой поворот вокруг оси 86a вращения. Второе относительное движение между первым зажимным элементом 22a и вторым зажимным элементом 24a представляет собой поступательное перемещение в осевом направлении 28a. Поворот между первым зажимным элементом 22a и вторым зажимным элементом 24a является следствием возникающей в режиме торможения разности крутящих моментов между рабочим инструментом 14a и зажимным узлом 12a. За счет трения, возникающего между рабочим инструментом 14a и контактной поверхностью 92a первого зажимного элемента 22a, рабочий инструмент 14a увлекает за собой во вращение первый зажимной элемент 22a, причем второй зажимной элемент 24a посредством своей внутренней резьбы 88a соединен со шпинделем 16a. При этом первый зажимной элемент 22a подвижно установлен во втором зажимном элементе 24a, выполненном чашеобразным. Первый зажимной элемент 22a подвижно установлен во втором зажимном элементе 24a с возможностью перемещения в окружном направлении 58a, т.е. поворота, и в осевом направлении 28a.
Узел 20a изменения движения выполнен в виде распорного узла 26a, выполненного с возможностью перемещения первого зажимного элемента 22a вследствие первого относительного движения, в частности проворачивания, относительно второго зажимного элемента 24a в осевом направлении 28a. Распорный узел 26a имеет три первых распорных элемента 30a, 32a, 34a, выполненных за одно целое с первым зажимным элементом 22a. Три первых распорных элемента 30a, 32a, 34a выполнены с наклонными поверхностями. Кроме того, распорный узел 26a имеет три вторых распорных элемента 36a, 38a, 40a, которые вследствие первого относительного движения, или поворота первого зажимного элемента 22a относительно второго зажимного элемента 24a, посредством взаимодействия с первыми распорными элементами 30a, 32a, 34a создают второе относительное движение, или поступательное перемещение первого зажимного элемента 22a относительно второго зажимного элемента 24a. При этом вторые распорные элементы 36a, 38a, 40a также выполнены с наклонными поверхностями. Кроме того, вторые распорные элементы 36a, 38a, 40a выполнены за одно целое со вторым зажимным элементом 24a (фиг.5). При этом первые распорные элементы соответствуют вторым распорным элементам 36a, 38a, 40a, т.е. взаимодействуют с ними. Вместе с тем, число распорных элементов также можно предусмотреть большим или меньшим, чем три первых распорных элемента 30a, 32a, 34a на первом зажимном элементе 22a и три вторых распорных элемента 36a, 38a, 40a на втором зажимном элементе 24a. В зависимости от конкретных требований специалист сможет определить, какое число распорных элементов 30a, 32a, 34a, 36a, 38a, 40a целесообразно выполнить на первом зажимном элементе 22a и втором зажимном элементе 24a. Первые распорные элементы 30a, 32a, 34a проходят в окружном направлении, имея каждый угловую протяженность от 30° до 60°, и равномерно распределены по окружности 360° первого зажимного элемента 22а вокруг центрального отверстия 94a, выполненного в первом зажимном элементе 22a под шпиндель 16a. При этом центральное отверстие 94a выполнено в виде калибрового отверстия.
Вторые распорные элементы 36a, 38a, 40a проходят в окружном направлении, имея каждый угловую протяженность от 30° до 60°, и равномерно распределены по окружности 360° второго зажимного элемента 24a вокруг центрального отверстия 96a, выполненного во втором элементе 24a под шпиндель 16a (фиг.5). Вторые распорные элементы 36a, 38a, 40a имеют математически определенный угол подъема своих наклонных поверхностей, восходящих от внутренней, т.е. обращенной внутрь зажимного узла, поверхности 98a второго зажимного элемента 24a в направлении первого зажимного элемента 22a. При этом угол подъема наклонных поверхностей вторых распорных элементов 36a, 38a, 40a соответствует углу подъема наклонных поверхностей первых распорных элементов 32a, 34a, 36a. Угол подъема наклонных поверхностей первых распорных элементов 32a, 34a, 36a и вторых распорных элементов 38a, 40a, 42a больше или равен углу подъема резьбы 90a шпинделя 16a и внутренней резьбы 88a второго зажимного элемента 24a. При повороте первого зажимного элемента 22a относительно второго зажимного элемента 24a вследствие перехода в режим торможения первые распорные элементы 30a, 32a, 34a скользят по вторым распорным элементам 36a, 38a, 40a. Благодаря этому создается осевое, т.е. происходящее в осевом направлении 28a, перемещение первого зажимного элемента 22a относительно второго зажимного элемента 24a, при котором первый зажимной элемент приподнимается от второго зажимного элемента, создавая усилие распора. Это осевое перемещение, создающее усилие распора, обеспечивает сохранение и/или увеличение зажимного усилия, или усилия затяжки, между внутренней резьбой 88a второго зажимного элемента 24a и резьбой 90a шпинделя 16a, что препятствует самопроизвольному отделению зажимного узла 12a и/или рабочего инструмента 14a от шпинделя 16a.
Зажимное устройство 10a ручной машины содержит три упорных элемента 42a, 44a, 46a, предусмотренных для ограничения первого относительного движения между первым зажимным элементом 22a и вторым зажимным элементом 24a, или поворота первого зажимного элемента 22a относительно второго зажимного элемента 24a (фиг.5). Упорные элементы 42a, 44a, 46a расположены на внутренней поверхности 98a второго зажимного элемента 24a, обращенной к первому зажимному элементу 22a. Первый зажимной элемент 22a имеет три выемки 100a, 102a, 104a (фиг.6), предусмотренные для размещения упорных элементов 42a, 44a, 46a. Вместе с тем, может быть предусмотрено большее или меньшее число упорных элементов и соответствующих выемок, чем три упорных элемента 42a, 44a, 46a на втором зажимном элементе 24a и три выемки 100a, 102a, 104a в первом зажимном элементе 22a. В зависимости от конкретных требований специалист сможет определить, какое число упорных элементов 42a, 44a, 46a целесообразно выполнить на втором зажимном элементе 24a, и какое число выемок 100a, 102a, 104a целесообразно выполнить в первом зажимном элементе 22a.
Три упорных элемента 42a равномерно распределены по окружности 360° второго зажимного элемента 24a, расположены на расстоянии друг от друга и на расстоянии от трех вторых распорных элементов 36a, 38a, 40a второго зажимного элемента 24a. Кроме того, три упорных элемента 42a, 44a, 46a имеют осевую протяженность (высоту), проходящую в осевом направлении 28a. При этом значения этой осевой протяженности выбирают таким образом, чтобы три упорных элемента 42a, 44a, 46a входили в три выемки 100a, 102a, 104a первого зажимного элемента 22a. Эти три выемки 100a, 102a, 104a равномерно распределены на окружности 360° первого зажимного элемента 22a, имеют каждая угловую протяженность от 15° до 30° и расположены вокруг центрального отверстия 94a в первом зажимном элементе 22a на расстоянии друг от друга и от первых распорных элементов 30a, 32a, 34a.
Упорные элементы 42a, 44a, 46a ограничивают взаимный поворот между первым зажимным элементом 22a и вторым зажимным элементом 24a угловым диапазоном, определяемым размером выемок 100a, 102a, 104a и размером упорных элементов 42a, 44a, 46a. Это позволяет намеренно ослаблять затяжку зажимного узла 12a, например, при замене рабочего инструмента. Если зажимной узел 12a повернуть по часовой стрелке, глядя от угловой шлифовальной машины 60a, т.е. в направлении, противоположном направлению его вращения во время работы, то первый зажимной элемент 22a повернется относительно второго зажимного элемента 24а до упора упорных элементов 42a, 44a, 46a первого зажимного элемента 24a в края 106a, 108a, 110a выемок 100a, 102a, 104a первого зажимного элемента 22a. За счет упора упорных элементов 42a, 44a, 46a в края 106a, 108a, 110a выемок 100a, 102a, 104a, или прилегания упорных элементов 42a, 44a, 46a к этим краям, первый зажимной элемент 22a становится неподвижно связанным со вторым зажимным элементом 24a.
Кроме того, зажимное устройство 10a ручной машины имеет множество приемных пространств 112a для смазки, предназначенных для размещения смазки с целью уменьшения трения при первом относительном движении между первым зажимным элементом 22a и вторым зажимным элементом 24a. Приемные пространства 112a для смазки образованы карманами 114a для смазки. Карманы 114a для смазки расположены на расстоянии друг от друга и равномерно распределены по окружности вокруг центрального отверстия 94a в первом зажимном элементе 22a (фиг.6). Карманы 114a для смазки расположены в первом зажимном элементе 22a на его стороне 116a, противоположной контактной поверхности 92a. Кроме того, в имеющих наклонные поверхности первых распорных элементах 30a, 32a, 34a и в имеющих наклонные поверхности вторых распорных элементах 36a, 38a, 40a также выполнены карманы для смазки (на чертежах не показаны), что позволяет уменьшить сопротивление трения при скольжении имеющих наклонные поверхности первых распорных элементов 30a, 32a, 34a по имеющим наклонные поверхности вторым распорным элементам 36a, 38a, 40a при повороте первого зажимного элемента 22a относительно второго зажимного элемента 24a.
Кроме того, второй зажимной элемент 24a имеет опорный элемент 118a, расположенный в кольцеобразной выемке 120a во внутренней поверхности 98a второго зажимного элемента 24a. Опорный элемент 118a при этом выполнен в виде подшипника скольжения. Вместе с тем, опорный элемент 118a в его альтернативном исполнении может быть выполнен в виде подшипника качения. В кольцеобразной выемке 120a также имеется несколько карманов для размещения смазки (на чертежах не показаны), расположенных на одинаковых расстояниях друг от друга. Также опорный элемент 118a может быть выполнен из эластичного, например упругого, материала, и может быть расположен в кольцеобразной выемке 120a второго зажимного элемента 24a поджатым в осевом направлении 28a. Это позволяет уменьшить контактное давление между первыми распорными элементами 30a, 32a, 34a и вторыми распорными элементами 36a, 38a, 40a, что обеспечивает уменьшение трения между первыми распорными элементами 30a, 32a, 34a и вторыми распорными элементами 36a, 38a, 40a. Кроме того, за счет выполнения опорного элемента 118a из упругого материала обеспечивается возврат первого зажимного элемента 22a в исходное положение относительно второго зажимного элемента 24a после того как первый зажимной элемент 22a и второй зажимной элемент 24а окажутся в по меньшей мере по существу ненагруженном состоянии, например после их снятия со шпинделя 16a.
Зажимной узел 12a также имеет первый уплотнительный элемент 122a и второй уплотнительный элемент 124a, предусмотренные для защиты зажимного узла 12a от попадания пыли из окружающей среды и для предотвращения просачивания смазки изнутри. Первый уплотнительный элемент 122a расположен при этом в первой канавке 126a второго зажимного элемента 24a, а второй уплотнительный элемент 124a расположен во второй канавке 128a второго зажимного элемента 24a (фиг.5). Первая канавка 126a выполнена в боковой поверхности 130a второго зажимного элемента 24a. Боковая поверхность 130a проходит перпендикулярно внутренней поверхности 98a второго зажимного элемента 24a и вдоль всей окружности второго зажимного элемента 24a, проходящей в плоскости, параллельной внутренней поверхности 98a. Вторая канавка 128a выполнена с обращенной к боковой поверхности 130a стороны 132a полого цилиндра 134a, окружающего центральное отверстие 96a во втором зажимном элементе 24a. Первый уплотнительный элемент 122a точно по допуску запрессован в первую канавку 126a, а второй уплотнительный элемент 124a точно по допуску запрессован во вторую канавку 128a.
Первый зажимной элемент 22a также имеет первую канавку 136a под первый уплотнительный элемент 122a. Первая канавка 136a в первом зажимном элементе 22a расположена снаружи вдоль окружности первого зажимного элемента 22a и проходит на всем ее протяжении. Окружность первого зажимного элемента 22a проходит в плоскости, по меньшей мере по существу параллельной контактной поверхности 92a. При этом первая канавка 136a имеет протяженность в осевом направлении 28a, превышающую протяженность первого уплотнительного элемента 122a в осевом направлении 28a. Благодаря этому обеспечивается функция уплотнения при осевом перемещении первого зажимного элемента 22a относительно второго зажимного элемента 24a.
Кроме того, в первом зажимном элементе 22a имеется вторая канавка 138a под второй уплотнительный элемент 124a, расположенный на втором зажимном элементе 24a. Вторая канавка 138a выполнена во внутренней стороне 140a центрального отверстия 94a в первом зажимном элементе 22a и проходит вдоль всей окружности центрального отверстия 94a. Окружность центрального отверстия 94a проходит в плоскости, по меньшей мере по существу параллельной контактной поверхности 92a первого зажимного элемента 22a. Вторая канавка 138a имеет протяженность в осевом направлении 28a, превышающую протяженность второго уплотнительного элемента 124a в осевом направлении 28a. Благодаря этому также обеспечивается функция уплотнения при осевом перемещении первого зажимного элемента 22a относительно второго зажимного элемента 24a. Посредством первого уплотнительного элемента 122a и второго уплотнительного элемента 124a первый зажимной элемент 22a и второй зажимной элемент 24a соединены друг с другом и зафиксированы в осевом направлении.
На фиг.7-10 представлено два альтернативных варианта осуществления изобретения. Элементы конструкции, признаки и функции, остающиеся в основном неизменными, обозначены в принципе теми же номерами позиций. Для проведения различий между вариантами осуществления изобретения номера позиций на чертежах снабжены, соответственно представленным на этих чертежах вариантам, буквами "a"-"c". Нижеследующее описание ограничивается в основном отличиями от первого варианта осуществления изобретения, показанного на фиг.1-6, причем в отношении элементов конструкции, признаков и функций, остающихся неизменными, можно обращаться к описанию первого варианта осуществления изобретения, показанного на фиг.1-6.
На фиг.7 приведено подробное перспективное изображение альтернативного предлагаемого в изобретении зажимного устройства 10b ручной машины в разомкнутом состоянии с аналогичным разрезом по линии V-V, показанной на фиг.4. Зажимное устройство 10b ручной машины содержит зажимной узел 12b, предусмотренный для зажима рабочего инструмента 14b на шпинделе 16b. Зажимной узел 12b содержит первый зажимной элемент 22b и второй зажимной элемент 24b, подвижный относительно первого зажимного элемента 22b. Кроме того, зажимное устройство 10b ручной машины содержит предохранительный узел 18b для предотвращения самопроизвольного отделения зажимного узла 12b и/или рабочего инструмента 14b от шпинделя 16b. Предохранительное устройство 18b имеет узел 20b изменения движения, выполненный в виде распорного узла 26b таким образом, чтобы в режиме торможения преобразовывать первое относительное движение между первым зажимным элементом 22b и вторым зажимным элементом 24b во второе относительное движение.
Распорный узел 26b имеет три первых распорных элемента 30b, 32b, 34b, расположенных на стороне 116b первого зажимного элемента 22b, противоположной его контактной поверхности 92b, или обращенной от этой контактной поверхности. Кроме того, распорный узел 26b имеет три вторых распорных элемента 36b, 38b, 40b, выполненных за одно целое со вторым зажимным элементом 24b. Вторые распорные элементы 36b, 38b, 40b выполнены с наклонными поверхностями. Первые распорные элементы 30b, 32b, 34b выполнены в виде тел 142b, 144b, 146b качения. Тела 142b, 144b, 146b качения расположены в выемках 148b, 150b, 152b, выполненных в первом зажимном элементе 22b со стороны 116b, противоположной его контактной поверхности 92b. Выемки 148b, 150b, 152b равномерно распределены по окружности первого зажимного элемента 22b и расположены в нем на расстоянии друг от друга. Тела 142b, 144b, 146b качения первого зажимного элемента 22b соответствуют имеющим наклонные поверхности вторым распорным элементам 36b, 38b, 40b второго зажимного элемента 24b. Вместе с тем, в альтернативном исполнении распорного узла первые распорные элементы 30b, 32b, 34b могут быть сформированы в виде наклонных возвышений на первом зажимном элементе 22b, а вторые распорные элементы 36b, 38b, 40b могут быть выполнены в виде тел качения и расположены в выемках во втором зажимном элементе 24b. При повороте первого зажимного элемента 22b относительно второго зажимного элемента 24b вследствие перехода в режим торможения тела 142b, 144b, 146b качения обкатываются по вторым распорным элементам 36b, 38b, 40b, имеющим наклонные поверхности, и таким образом создают перемещение первого зажимного элемента 22b относительно второго зажимного элемента 24b в осевом направлении 28b, создающее усилие распора.
На фиг.8 показан еще один альтернативный вариант выполнения зажимного устройства 10c ручной машины. Зажимное устройство 10c ручной машины содержит зажимной узел 12c, предусмотренный для зажима рабочего инструмента 14c на шпинделе 16c в осевом направлении 28c. Для предотвращения самопроизвольного отделения зажимного узла 12c и/или рабочего инструмента 14c от шпинделя 16c в режиме торможения зажимное устройство 10c ручной машины содержит предохранительный узел 18c. Предохранительный узел 18c имеет узел 20c изменения движения, предусмотренный для того, чтобы в режиме торможения преобразовывать первое относительное движение между первым зажимным элементом 22c и вторым зажимным элементом 24c, входящими в состав зажимного узла 12c, во второе относительное движение. Узел 20c изменения движения выполнен в виде распорного узла 26c, предусмотренного для того, чтобы в режиме торможения создавать по меньшей мере одно относительное движение первого зажимного элемента 22c относительно второго зажимного элемента 24c в осевом направлении 28c. Распорный узел 26c выполнен в виде кулачкового механизма 154c, включающего в себя два распорных элемента 30c, 32c, выполненных в виде кулачковых пазов 48c, 50c, в каждый из которых входит один из двух кулачковых поводков 52c, 54c кулачкового механизма 154c. Вместе с тем, кулачковый механизм 154c может иметь иное подходящее с точки зрения специалиста число кулачковых поводков 52c, 54c и кулачковых пазов 48c, 50c. В зависимости от конкретного случая применения специалист сможет предусмотреть подходящее число кулачковых поводков 52c, 54c и кулачковых пазов 48c, 50c.
Кулачковые поводки 52c, 54c подвижно установлены в кулачковых пазах 48c, 50c. Кроме того, кулачковые поводки 52c, 54c выполнены в форме пальцев. При этом каждый из кулачковых поводков 52c, 54c зафиксирован в соответствующей выемке 158c, 160c второго зажимного элемента 24c посредством прессовой посадки. Вместе с тем, кулачковые поводки 52c, 54c могут фиксироваться на шпинделе 16c с помощью другого подходящего с точки зрения специалиста вида соединения, например соединения с силовым замыканием и/или неразъемного соединения. Выемки 158c, 160c расположены диаметрально противоположно друг другу с проходящей в окружном направлении 58c стороны 162c второго зажимного элемента 24c. Таким образом, выемки 158c, 160c расположены во втором зажимном элементе 24c равномерно распределенными в окружном направлении 58 с.Кулачковые пазы 48c, 50c кулачкового механизма 154c расположены в первом зажимном элементе 22c. При этом кулачковые пазы 48c, 50c имеют вдоль проходящей в окружном направлении 58c стороны 156c первого зажимного элемента 22c угловую протяженность, составляющую в окружном направлении 58 с примерно 20°. Кроме того, кулачковые пазы 48c, 50c имеют, если смотреть в окружном направлении 58c, математически определенный угол подъема их рабочих поверхностей в осевом направлении 28c. Кулачковые поводки 52c, 54c входят в кулачковые пазы 48c, 50c, выступая из второго зажимного элемента 24c.
Кулачковые поводки 52c, 54c предусмотрены для того, чтобы в режиме торможения угловой шлифовальной машины 60c посредством взаимодействия с кулачковыми пазами 48c, 50c преобразовывать первое относительное движение между первым зажимным элементом 22c и вторым зажимным элементом 24c, входящими в состав зажимного узла 12c, во второе относительное движение. При этом первый зажимной элемент 22c вследствие его поворота относительно второго зажимного элемента 34c и относительно шпинделя 16c поступательно перемещается относительно второго зажимного элемента 34c вдоль оси вращения 86c шпинделя 16c в направлении рабочего инструмента 14с. Поступательное перемещение вдоль участка пути x первого зажимного элемента 22c ограничивается при этом размером кулачковых пазов 48c, 50c.
Во время работы угловой шлифовальной машины 60 с кулачковые поводки 52c, 54c расположены в находящейся со стороны рабочего инструмента стенки 164c соответствующих кулачковых пазов 48c, 50c. Первый зажимной элемент 22c и второй зажимной элемент 24c при этом прилегают к обращенной к зажимному узлу 12c стороне 166c рабочего инструмента 14c. Вместе с тем, во время работы второй зажимной элемент 24c также может быть расположен на расстоянии от обращенной к зажимному узлу 12c стороны 166c рабочего инструмента 14c, и к обращенной к зажимному узлу 12c стороне 166c рабочего инструмента 14c может прилегать только первый зажимной элемент 22c. Контактная поверхность 92c первого зажимного элемента 22c, прилегающая к обращенной к зажимному узлу 12c стороне 166c рабочего инструмента 14c снабжена фрикционным покрытием, имеющим высокий коэффициент трения. Сторона 166c рабочего инструмента 14c, обращенная к зажимному узлу 12c, также снабжена фрикционным покрытием. За счет этого может быть обеспечена передача вращения в процессе самопроизвольного отделения и/или в режиме торможения.
Поворот между первым зажимным элементом 22c и вторым зажимным элементом 24c возникает в режиме торможения от разности крутящих моментов между рабочим инструментом 14c и зажимного узла 12c. За счет трения, возникающего между рабочим инструментом 14c и контактной поверхностью 92c первого зажимного элемента 22c, рабочий инструмент 14c увлекает за собой во вращение первый зажимной элемент 22c. За счет входа кулачковых поводков 52c, 54c в кулачковые пазы 48c, 50c и благодаря наличию угла подъема рабочих поверхностей кулачковых пазов 48c, 50c первый зажимной элемент 22c вследствие его поворота относительно второго зажимного элемента 24c поступательно перемещается в осевом направлении 28c. При этом первый зажимной элемент 22 с прикладывает к рабочему инструменту 14c усилие в осевом направлении 28c. Таким образом, рабочий инструмент 14c прижимается в осевом направлении 28c к шпинделю 16c, вследствие чего зажимное усилие в резьбе 90c шпинделя 16c и во внутренней резьбе 88c второго зажимного элемента 24c сохраняется и/или увеличивается. Это препятствует ослаблению крепления рабочего инструмента 14c и тем самым предотвращает самопроизвольное отделение рабочего инструмента 14c и/или зажимного узла 12св режиме торможения.
Посредством разности крутящих моментов, возникающей между рабочим инструментом 14c и зажимным узлом 12c в режиме торможения, кулачковые поводки 52c, 54c вследствие первого относительного движения между первым зажимным элементом 22c и вторым зажимным элементом 24c перемещаются внутри кулачковых пазов 48c, 50c в направлении стенки 168c кулачковых пазов 48c, 50c, расположенной со стороны (второго) зажимного элемента. Расположенная со стороны зажимного элемента стенка 168c кулачковых пазов 48c, 50c находится с обращенной ко второму зажимному элементу 24c стороны кулачковых пазов 48c, 50c. При этом второй зажимной элемент 24c отходит от стороны 166c рабочего инструмента 14c, обращенной к зажимному узлу 12с. При перемещении кулачковых поводков 52c, 54c к расположенной со стороны машины стенке 168c кулачковых пазов 48c, 50c первый зажимной элемент 22c проходит участок пути x в осевом направлении 86c. Кулачковые поводки 52c, 54c также проходят в осевом направлении 86с участок пути x относительно расположенной со стороны рабочего инструмента стенки 164c кулачковых пазов 48c, 50c. Таким образом, поступательное перемещение первого зажимного элемента 22c ограничено расстоянием между расположенной со стороны рабочего инструмента стенкой 164c и расположенной со стороны зажимного элемента стенкой 168c вдоль подъема рабочих поверхностей кулачковых пазов 48c, 50c (фиг.10).
Для обеспечения передачи крутящих моментов и/или сил между первым зажимным элементом 22c и рабочим инструментом 14с в режиме торможения кулачковый механизм 154c имеет два упругих элемента 56с, предусмотренных для того, чтобы поджимать первый зажимной элемент 22 с к кулачковым поводкам 52с, 54с (на фиг.10 изображен только один упругий элемент). Упругие элементы 56с выполнены в виде пружин 172с растяжения. Вместе с тем, упругие элементы 56с могут быть выполнены и в иной подходящей с точки зрения специалиста форме, например, в виде эластомерных элементов или подобных им элементов. Пружины 172с растяжения расположены в соответствующих кулачковых пазах 48с, 50с, если смотреть в окружном направлении 58с, между расположенной со стороны рабочего инструмента стенкой 164с кулачковых пазов 48с, 50с и входящим в соответствующий кулачковый паз 48с, 50с кулачковым поводком 52с, 54с. Таким образом, пружины 172с растяжения нагружают первый зажимной элемент 22 с силами упругости в окружном направлении 58с. Под действием сил упругости пружин 172с растяжения первый зажимной элемент 22с поджимается в направлении второго зажимного элемента 24с. Таким образом, зажимной узел 12с в по существу ненагруженном состоянии возвращается в исходное положение, что обеспечивает надежность совершения относительных движений между первым зажимным элементом 22с и вторым зажимным элементом 24с в режиме торможения.
Первый зажимной элемент 22с также имеет у поверхности 170с, обращенной ко второму зажимному элементу 24с, приемные гнезда для смазки (на чертежах не показаны), обеспечивающие уменьшение трения при относительном движении между первым зажимным элементом 22с и вторым зажимным элементом 24с. Кроме того, приемные гнезда для смазки могут быть расположены на втором зажимном элементе 24с либо как на первом зажимном элементе 22с, так и на втором зажимном элементе 24с.
Зажимное устройство 10с ручной машины содержит два упорных элемента 42с, 44с, предусмотренных для ограничения первого относительного движения между первым зажимным элементом 22с и вторым зажимным элементом 24с, или поворота первого зажимного элемента 22с относительно второго зажимного элемента 24с. При этом упорные элементы 42с, 44с образованы соответствующими концами кулачковых пазов 48с, 50с, которые ограничивают протяженность этих пазов и в которые кулачковые поводки 52с, 54с упираются, достигнув крайнего положения при повороте первого зажимного элемента 22с относительно второго зажимного элемента 24с.
1. Зажимное устройство ручной машины, содержащее по меньшей мере один зажимной узел (12а; 12b; 12с), предусмотренный для зажима рабочего инструмента (14а; 14b; 14с) на шпинделе (16а; 16b; 16с) путем прижима рабочего инструмента (14а; 14b; 14с) в осевом направлении (28а; 28b; 28с) к посадочному фланцу (80а; 80с), и по меньшей мере предохранительный узел (18а; 18b; 18с) для предотвращения самопроизвольного отделения зажимного узла (12а; 12b; 12с) и/или рабочего инструмента (14а; 14b; 14с) от шпинделя (16а; 16b; 16с), причем предохранительный узел (18а; 18b; 18с) имеет по меньшей мере один узел (20а; 20b; 20с) изменения движения, предусмотренный для того, чтобы в режиме торможения по меньшей мере частично преобразовывать первое относительное движение между по меньшей мере двумя входящими в состав зажимного узла (12а; 12b; 12с) зажимными элементами (22а, 24а; 22b, 24b; 22с, 24с), представляющее собой поворот вокруг оси (86а; 86с) вращения шпинделя, во второе относительное движение, представляющее собой перемещение в осевом направлении (28а; 28b; 28с), причем первый зажимной элемент (22а; 22b; 22с) установлен во втором зажимном элементе (24а; 24b; 24с) подвижно в окружном направлении (58; 58b; 58с) и в осевом направлении (28а; 28b; 28с), отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере один упорный элемент (42а, 44а, 46а; 42b, 44b, 46b; 42с, 44с), предусмотренный для ограничения по меньшей мере одного относительного движения между двумя зажимными элементами (22а, 24а; 22b, 24b; 22с, 24с).
2. Зажимное устройство по п.1, отличающееся тем, что узел (20а; 20b; 20с) изменения движения выполнен в виде распорного узла (26а; 26b; 26с), предусмотренного для создания в режиме торможения по меньшей мере одного относительного движения двух зажимных элементов (22а, 24а; 22b, 24b; 22с, 24с) в осевом направлении (28а, 28b, 28с).
3. Зажимное устройство по п.2, отличающееся тем, что распорный узел (26а; 26b; 26с) имеет по меньшей мере один распорный элемент (30а, 32а, 34а, 36а, 38а, 40а; 30b, 32b, 34b; 32с, 34с), выполненный, по меньшей мере частично, за одно целое с одним из двух зажимных элементов (22а, 24а; 22b, 24b; 22с, 24с).
4. Зажимное устройство по п.3, отличающееся тем, что распорный элемент (30а, 32а, 34а, 36а, 38а, 40а; 30b, 32b, 34b; 30с, 32с) выполнен с наклонной поверхностью.
5. Зажимное устройство по одному из пп.2-4, отличающееся тем, что распорный узел (26с) выполнен в виде кулачкового механизма (154с), включающего по меньшей мере один распорный элемент (30 с, 32с), выполненный в виде кулачкового паза (48с, 50с), в который по меньшей мере частично входит по меньшей мере один кулачковый поводок (52с, 54с) кулачкового механизма (154с).
6. Зажимное устройство по п.5, отличающееся тем, что кулачковый поводок (52с, 54с) выполнен в форме пальца.
7. Зажимное устройство по п.5, отличающееся тем, что кулачковый паз (48с, 50с) расположен на зажимном элементе (22с), входящем в состав зажимного узла (12с).
8. Зажимное устройство по п.7, отличающееся тем, что кулачковый механизм (154с) включает по меньшей мере один упругий элемент (56с), предусмотренный для смещения по меньшей мере одного зажимного элемента (22с), входящего в состав зажимного узла (12с), относительно кулачкового поводка (52с, 54с).
9. Зажимное устройство по п.7, отличающееся тем, что кулачковый паз (48с, 50с) в боковой стороне (156с) зажимного элемента (22с) имеет угловую протяженность в окружном направлении (58с), составляющую менее 40°.
10. Ручная машина, в частности угловая шлифовальная машина, содержащая зажимное устройство по одному из пп.1-9.
