Результат интеллектуальной деятельности: ТОРЦОВОЧНАЯ ПИЛА С ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ

По данной заявке испрашивается приоритет предварительной заявки на изобретение США №61/914654, которая была подана 11 декабря 2013 г. и содержание которой в полном объеме включено в настоящее описание путем ссылки.

Настоящее изобретение относится к механическим пилам, в частности к механической торцовочной пиле, выполненной с возможностью резания заготовки с наклоном влево, наклоном вправо и с нулевым наклоном.

Торцовочная пила, также называемая торцовочно-усовочной пилой, используется для выполнения в заготовке, т.е. обрабатываемом изделии, поперечных резов с помощью вращающегося режущего элемента или полотна, выполненного в виде пильного диска. Торцовочная пила является регулируемой, и при должной настройке пользователем она позволяет выполнять точные поперечные резы и точные резы под углом.

Торцовочные пилы используются для резания множества различных типов материалов, включая разные виды древесины, а также синтетические материалы. Типичная торцовочная пила имеет станину или платформу, на которой расположен поворотный стол. Поворотный стол имеет опорную поверхность для размещения заготовки, обрабатываемой торцовочной пилой. С поворотным столом соединено опорное устройство, поддерживающее режущее устройство, которое используется для выполнения резов в заготовке. Опорное устройство содержит регулируемые компоненты, позволяющие отводить режущее устройство от опорной поверхности и подводить его к опорной поверхности для резания заготовки. Кроме того, опорное устройство обычно содержит другие регулируемые компоненты, обеспечивающие возможность поворота режущего устройства для установки последнего в наклонное положение под углом к опорной поверхности, что позволяет выполнять в заготовке наклонные резы.

Высокие заготовки, такие как напольные и потолочные плинтусы и панели, можно резать обычной торцовочной пилой только с нулевым углом наклона и с наклоном влево. Настроить торцовочную пилу для реза с наклоном вправо невозможно, поскольку передаточный механизм не позволяет устанавливать пильный диск под некоторыми или многими углами, требующимися во многих случаях применения. Кроме того, передаточный механизм может мешать резанию заготовок различных размеров и форм. В некоторых ситуациях заготовку невозможно поместить в нужное место на опорной поверхности для выполнения намеченного реза. Кроме того, передаточный механизм может представлять для пользователя непредвиденную опасность, если пользователь не понимает ограничений торцовочной пилы при резании высоких или нетипичных заготовок или вообще не знает о существовании таких ограничений. Таким образом, существует потребность в пиле, которая позволяла бы выполнять косые резы с наклоном влево и вправо, а также резы с нулевым наклоном без задевания заготовки различными компонентами пилы, в том числе передаточным механизмом.

Объектом изобретения является механическая пила, содержащая основание с опорной поверхностью для размещения на ней заготовки, опирающийся на основание двигатель, режущий элемент, предназначенный для выполнения реза в заготовке и приводимый в движение посредством приводного элемента, и трансмиссию, связывающую двигатель с режущим элементом и содержащую первый передаточный механизм, проходящий от двигателя до места, отстоящего от приводного элемента, и второй передаточный механизм, связывающий первый передаточный механизм с приводным элементом для передачи движения от двигателя на приводной элемент через первый передаточный механизм и через второй передаточный механизм, причем второй передаточный механизм содержит ведущую звездочку, установленную на промежуточном валу для совместного вращения с промежуточным валом и ведомым шкивом первого передаточного механизма и имеющую множество зубьев, выполненных для зацепления с цепью, проходящей от ведущей звездочки до ведомой звездочки, причем второй передаточный механизм содержит натяжной механизм, взаимодействующий с цепью между ведущей звездочкой и ведомой звездочкой второго передаточного механизма и содержащий регулировочное приспособление и звездочку, выполненную с возможностью взаимодействия с цепью, причем регулировочное приспособление выполнено таким образом, чтобы устанавливать звездочку ближе к цепи или дальше от цепи.

В одном варианте осуществления изобретения предлагается торцовочная пила, имеющая двигатель и трансмиссию для привода пильного диска при резании заготовки, причем трансмиссия содержит цепную передачу, функционально включенную между двигателем и пильным диском. В другом варианте осуществления изобретения цепная передача, используемая в торцовочной пиле, выполнена узкопрофильной, благодаря чему узкий кожух трансмиссии, образующий узкое отделение для цепной передачи, не мешает пользователю выполнять косые резы с наклоном как влево, так и вправо, и не ограничивает возможностей пилы в этом отношении.

В еще одном варианте осуществления изобретения трансмиссия не содержит зубчатых передач, предусмотренных для передачи мощности от двигателя непосредственно на пильный диск. Вместо этого трансмиссия содержит шкивы в компоновке, позволяющей получить компактный передаточный механизм, который на задевает заготовку при выполнении стандартной операции резания.

На фиг. 1 приведен схематический вид сбоку торцовочной пилы, содержащей трансмиссию в соответствии с одним раскрытым вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 2 приведено схематическое перспективное изображение торцовочной пилы, показанной на фиг. 1.

На фиг. 3 приведен схематический фронтальный разрез трансмиссии и двигателя для торцовочной пилы, показанной на фиг. 1.

На фиг. 4А приведена схема расположения заготовки в известной из уровня техники технологической машине, настроенной для выполнения косого реза с наклоном вправо.

На фиг. 4Б приведена схема расположения заготовки в предлагаемой в изобретении технологической машине, настроенной для выполнения косого реза с наклоном вправо.

Для разъяснения принципов, положенных в основу изобретения, ниже приведено описание вариантов осуществления изобретения, поясняемое чертежами. При этом подразумевается, что данное описание не ограничивает возможностей осуществления изобретения. Также подразумевается, что в рассматриваемые варианты осуществления изобретения и формы реализации указанных принципов могут вноситься изменения, очевидные для специалиста в области техники, к которой относится изобретение.

На фиг. 1 схематический вид сбоку механической пилы 100, содержащей поворотный стол 102, опирающийся на станину 104. Механической пилой 100 может быть пила любого типа, включая торцовочную пилу, торцовочную пилу с возможностью наклона пильного диска, торцовочную пилу с возможностью выполнения резов с комбинированным углом наклона (под углом относительно как вертикальной, так и горизонтальной плоскостей), настольную пилу, строгальную пилу, мини-пилу, ручную механическую пилу или технологические машины, оснащаемые пильным полотном, пильным диском или иным режущим инструментом, способным резать заготовку. Положение поворотного стола 102 на станине 104 может регулироваться по углу поворота вокруг оси, проходящей по существу перпендикулярно плоскости 106, определяемой опорной поверхностью 108 поворотного стола 102. Пила 100 содержит опорное устройство 110, поддерживающее режущий инструмент, такой как пильный диск 112, предназначенный для резания заготовки 114, которая одной стороной опирается на опорную поверхность 108, а другой стороной упирается в упорную (направляющую) планку 116. Упорная планка 116 имеет направляющую поверхность 118, по которой заготовка позиционируется для резания. Упорная планка 116, показанная на чертежах, может быть отрегулирована так, чтобы прилегать к поверхности 108 поворотного стола по существу перпендикулярно ей. В других вариантах осуществления изобретения упорная планка 116 может быть отрегулирована так, чтобы ее направляющая поверхность 118 располагалась наклонно относительно поверхности 108 поворотного стола.

Опорное устройство 110 для поддержки режущего инструмента содержит наклоняемый рычаг 120, установленный на поворотном столе 102 с возможностью поворота вокруг оси 122, проходящей по существу параллельно поверхности поворотного стола в плоскости 124 резания пильного диска 112 (см. фиг. 3) Наклоняемый рычаг 120 можно поворачивать влево или вправо относительно оси 122 для выполнения в заготовке косых резов. Для фиксации наклоняемого рычага 120 в выбранном положении с помощью стопорного механизма 128 известным специалисту образом предусмотрен рычажок 126.

Опорное устройство 110 также содержит одну или несколько опорных балок 130, установленных с возможностью скользящего перемещения в направляющей 132 наклоняемого рычага 120. Одним концом балка(-и) 130 выступает(-ют) в направлении пильного диска 112 и оканчивается(-ются) у поворотного узла 134, который соединен с возможностью поворота с торцовочным рычагом 136. Торцовочный рычаг 136 установлен с возможностью поворота в шарнире 138, который фиксируется и освобождается ручкой (на чертежах не показана), поджатой пружиной 140. Поскольку опорные балки 130 могут скользить внутри направляющей 132, пильный диск 112 может перемещаться вдоль плоскости 124 резания пильного диска 112. Кроме того, поскольку пильный диск 112 соединен с торцовочным рычагом 136, положение пильного диска 112 может регулироваться путем поворота по дуге, задаваемой шарниром 138. Механическая пила 100 и опорное устройство 110 могут быть выполнены, как это известно из уровня техники, с возможностью установки пильного диска в различные положения, чтобы механической пилой можно было выполнять в заготовке широкий спектр резов.

Как показано на фиг. 1 и 2, торцовочный рычаг 136 поддерживает привод пильного диска, содержащий двигатель 142 и связанную с двигателем трансмиссию 144. Трансмиссия 144 содержит первый передаточный механизм или передачу 146 и второй передаточный механизм или передачу 148. Первый передаточный механизм 146 проходит от двигателя 142 по направлению к месту, расположенному по существу вертикально над осью 150 вращения пильного диска 112. Второй передаточный механизм 148 проходит от первого передаточного механизма 146 по направлению к поверхности 108 поворотного стола и оси 150 вращения пильного диска и может быть ориентирован по существу под прямым углом к торцовочному рычагу 136. Предпочтительно предусмотрен кожух (на чертежах не показан), закрывающий трансмиссию 144, в частности и первый 146, и второй 148 передаточные механизмы. На торцовочном рычаге 136 также установлено ограждение 152 пильного диска, которое в одном варианте осуществления изобретения может закрывать верхнюю переднюю четверть пильного диска 112, как показано на фиг. 1 и 2.

Поскольку ограждение 152 закрывает верхнюю переднюю четверть пильного диска 112, создается свободное пространство 154, которое значительно увеличивает рабочий просвет для заготовки 114. Свободное пространство 154 ограничено нижней кромкой 156 торцовочного рычага 136 и либо задней вертикальной кромкой 158 ограждения 152 пильного диска, либо участком кожуха трансмиссии (на чертежах не показан). Предполагается, что кожух трансмиссии в основном повторяет контур торцовочного рычага и ограждения пильного диска для максимизации свободного пространства 154.

Двигатель 142 имеет приводной вал 160, связанный с первым передаточным механизмом 146, который содержит ведущий шкив 162, соединенный с приводным валом 160 для совместного с ним вращения, т.е. с фиксацией от проворачивания относительно приводного вала. В одном варианте осуществления изобретения с ведущим шкивом 162 посредством ремня 166 связан ведомый шкив 164. Ведомый шкив 164 установлен с возможностью вращения на торцовочном рычаге 136 посредством промежуточного вала 168 таким образом, что промежуточный вал вращается вместе с ведомым шкивом.

Второй передаточный механизм 148 содержит ведущую звездочку 170, установленную на промежуточном валу 168 для совместного вращения с промежуточным валом и ведомым шкивом 164, как это лучше всего видно на фиг. 3. Ведущая звездочка 170 имеет множество зубьев, выполненных для зацепления с цепью 172. С приводным элементом режущего элемента, т.е. пильного диска, в рассматриваемом варианте осуществления изобретения представляющим собой шпиндель 176 на оси 150 вращения пильного диска, соединена ведомая звездочка 174. Ведомая звездочка имеет множество зубьев, выполненных для зацепления с цепью 172. Ведомая звездочка зафиксирована от проворачивания относительно шпинделя, вследствие чего шпиндель вращается вместе с ведомой звездочкой. Шпиндель 176 выполнен так, чтобы посаженный на него пильный диск 112 был известным образом зафиксирован от проворачивания и мог вращаться вместе со шпинделем, а значит, и с ведомой звездочкой 174. Ведомая звездочка представляет собой приводной элемент для пильного диска. Разумеется, для других типов режущих заготовку элементов шпиндель 176 может быть соединен с режущим элементом подходящим образом для привода режущего элемента. Например, режущий элемент 112 может представлять собой режущее полотно с возвратно-поступательным или возвратно-поступательным движением, а шпиндель 176 может взаимодействовать с механизмом для преобразования вращения шпинделя в возвратно-поступательное или возвратно-вращательное движение режущего элемента.

Цепь 172 проходит от ведущей звездочки 170 до ведомой звездочки 174, причем подходящее натяжение цепи может поддерживаться натяжным механизмом 178, расположенным рядом с цепью 172. Натяжной механизм 178 может содержать регулировочное приспособление 180 и звездочку 182, выполненную с возможностью взаимодействия с цепью 172. Регулировочное приспособление 180 выполнено таким образом, чтобы устанавливать звездочку 182 ближе к цепи или дальше от цепи для поддержания требуемого натяжения цепи. В различных вариантах осуществления изобретения управление регулировочным приспособлением 180 может осуществляться вручную, с помощью электронных средств управления, автоматически с использованием силы пружины (на чертежах не показана) или с использованием комбинации этих методов, как известно из уровня техники.

Цепь 172 входит в состав второго передаточного механизма 148 как часть трансмиссии 144 торцовочной пилы 100, предназначенной для передачи крутящего момента и скорости двигателя 142 на пильный диск 112. В вариантах осуществления изобретения, показанных фиг. 1 и 2, трансмиссия 144 содержит ременную передачу, представляющую собой первый передаточный механизм 146 и имеющую ремень 166, и цепную передачу, представляющую собой второй передаточный механизм 148 и имеющую цепь 172, причем оба передаточных механизма взаимодействуют для привода пильного диска 112. Ременная передача передает крутящий момент и скорость, развиваемые двигателем 142, на промежуточный вал 168. Соответственно, цепная передача передает крутящий момент и скорость с промежуточного вала 168 на пильный диск 112. В одном варианте осуществления изобретения понижение скорости выходного вала двигателя может обеспечиваться, как показано на чертежах, ременной частью трансмиссии за счет того, что длина окружности ведомого шкива 164 больше длины окружности ведущего шкива 162. В другом случае понижение скорости выходного вала двигателя может обеспечиваться за счет подбора длин окружности ведущей звездочки 170 и ведомой звездочки 174 цепной части трансмиссии, используемого либо в отдельности, либо в сочетании с подбором отношения длин окружности шкивов ременной части трансмиссии.

На фиг. 3 приведен схематический фронтальный разрез трансмиссии 144 и двигателя 142. В частности, на этом чертеже показано, что задняя часть цепи 172 проходит от ведущей звездочки 170 к ведомой звездочке 174 по существу вертикально. Вертикальная ориентация цепи 172 позволяет получить не занятое трансмиссией 144 свободное пространство 154 (фиг. 1), тем самым увеличивая наибольшие размеры изделия, обрабатываемого посредством торцовочной пилы. Такой увеличенный просвет уменьшает или вообще исключает вероятность задевания компонентами пилы высоких, более крупных или нетипичных заготовок 114, таких как показана на фиг. 1. Кроме того, трансмиссия 144 также обеспечивает просвет, достаточный для выполнения косых резов с наклоном вправо, при которых режущее полотно 112 наклонено относительно оси 122 поворота в сторону трансмиссии (т.е. в правую сторону). Несложно представить себе, что в известных из уровня техники технологических машинах это свободное пространство 154 со стороны трансмиссии 144 обычно уменьшается устройствами привода, но в случае с трансмиссией 144 предлагаемой в изобретении технологической машины передаточные механизмы 146, 148 оставляют пространство 154 свободным. Таким образом, как показано на фиг. 4А, трансмиссия D известной технологической машины мешала бы резать заготовку W под показанным углом наклона. С другой стороны, как показано на фиг. 4Б, передаточный механизм 146 трансмиссии 144 предлагаемой в изобретении технологической машины при том же угле наклона не задевает заготовку W. Необходимо заметить, что на фиг. 4Б передаточный механизм 148 находится перед заготовкой, так что он не может задевать ее.

Хотя в рассмотренном выше варианте осуществления изобретения используется цепь 172, передающая движение ведомой звездочке 174, посаженной на шпиндель 176, в другом варианте осуществления изобретения вместо цепи 172 используется ремень. Аналогично, в еще одном варианте осуществления изобретения цепь используется вместо ремня 166. Следовательно, в различных вариантах осуществления изобретения оба передаточных механизма могут иметь только ремни, т.е. могут быть ременными передачами, могут иметь только цепи, т.е. могут быть цепными передачами, или могут иметь комбинацию из цепи и ремня. В других конфигурациях могут быть включены дополнительные цепи и/или ремни.

Как видно на фиг.3, трансмиссия 144 имеет в целом узкий профиль или ширину, измеряемый(-ую) в направлении 190, по существу перпендикулярном плоскости 124 резания. Этот профиль или ширина проходит от первой стороны 192 до второй стороны 194 трансмиссии 144. В частности, ширина трансмиссии, включая кожух 192, приблизительно является меньшей одной трети длины двигателя 142, измеряемой в направлении, по существу перпендикулярном плоскости 124 резания. Хотя в рассматриваемых вариантах осуществления изобретения ширина трансмиссии 144 больше ширины ограждения 152 пильного диска, в других вариантах трансмиссия может иметь иную ширину. Однако в каждом варианте осуществления изобретения трансмиссия в основном имеет ширину, достаточно малую для того, чтобы обеспечить возможность выполнения резов с нулевым углом наклона, а также с наклоном влево и вправо под углом к плоскости опорной поверхности 106, составляющим до 45 градусов включительно.

Следует понимать, что варианты раскрытых выше и других признаков и функций или их альтернативы можно требуемым образом комбинировать во множество разных других систем, применений или методов. Подразумевается, что различные альтернативы, модификации, вариации или усовершенствования, которые в настоящее время невозможно предвидеть или предусмотреть и которые позже могут быть реализованы специалистами, также подпадают под патентные притязания. Описанные выше варианты осуществления изобретения приведены в качестве примеров и не носят ограничительного характера.