ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДВУХ ПРОФИЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 1997 года по МПК F16B7/04 

Изобретение относится к зажимным устройствам для разъемного соединения профильных деталей и может быть отнесено к машиностроению.

Известно зажимное устройство [1] для разъемного соединения двух профильных деталей, содержащее сердечник, выполненный с двумя взаимно пересекающимися отверстиями и установленный в проеме одной из соединяемых деталей. Его фиксирование осуществляется анкерным болтом с конической выемкой в средней части болта и винтом с коническим хвостовиком.

Сердечник выполнен с держателями для взаимодействия с полкой другой соединяемой профильной детали.

Недостатком известного устройства является недостаточная надежность и маневренность выполнения держателя для соединения с полкой второй профильной детали.

Целью изобретения является повышение надежности держателя, а также работы анкерного болта.

На фиг. 1 изображено зажимное устройство со вставным сердечником и первой профильной деталью; на фиг.2-схематическое изображение зажимного устройства, разрез по продольной оси; на фиг. 3 схематическое изображение зажимного устройства, поперечный разрез; на фиг. 4 вид сверху плоского держателя зажимного устройства; на фиг. 5 сердечник, вид сбоку; на фиг. 6 - изображение в перспективе анкерного болта с поперечно монтируемым пальцем; на фиг. 7 в перспективе профильная пружина; на фиг. 8 и 9 схематически изображен держатель в открытом положении и соответственно в замкнутом положении; на фиг. 10 и 11 вариант профильной пружины, виды спереди и сбоку; на фиг. 12 профильная пружина, вид сбоку; на фиг. 13 схематическое изображение принципа действия профильной пружины; на фиг. 14 и 15 - схематическое изображение принципа действия стопорения в заблокированном и соответственно в свободном состоянии.

Каркас металлической конструкции может быть изготовлен из большого количества профильных деталей. В одну из профильных деталей 1 может быть вставлен сердечник 2, изготовленный из легкого материала, преимущественно из полимерного материала. Сердечник 2 выполнен с поперечным отверстием 3 для размещения втулки 4 с винтом 5. Сердечник выполнен с продольным отверстием для размещения винтовой пружины 6 и анкерного болта 7. Профильная деталь 1 имеет преимущественно прямоугольное поперечное сечение с направляющими 8, расположенными внутри профиля и служащими для направления сердечника 2. Для этой цели сердечник 2 может быть выполнен с плечиками 9 и 10, которые облегчают его введение внутрь профиля. Сердечник 2 на своей торцевой стороне имеет торцевой поперечный паз 11, проходящий перпендикулярно к оси отверстия 3, которое в данном случае может быть перекрыто соответствующими боковыми пластинами 12. На фиг. 1 изображена только одна такая боковая пластина 12, которая на своей левой лицевой стороне имеет в середине небольшой выступ 13. С помощью пластины 12 и плечиков 9 и 10 образуются два паза, которые обеспечивают и облегчают точность введения сердечника 2 по направляющим 8. Аналогично выполнена и нижняя боковая пластина, не изображенная на фиг.1. Эти боковые пластины 12 преимущественно также изготавливаются из полимерных материалов.

Анкерный болт 7 устанавливается подвижно в продольном оотверстии сердечника, при этом между его концом и торцем продольного отверстия располагается винтовая пружина сжатия 6. В анкерном болте 7 имеется коническая выемка 14, в которую входит конический конец 15 винта 5. Последний проходит через втулку 4, которая входит в отверстие 3 сердечника 2. Втулка 4 имеет поперечное отверстие 16 для анкерного болта 7. Конический конец 15 винта 5 взаимодействует с конической выемкой 14 по принципу наклонных плоскостей и перемещает анкерный болт 7 внутрь сердечника (фиг. 1) для фиксации зажимного устройства.

Анкерный болт 7 предусмотрен для удерживания держателей 17 и 18. Эти держатели выполнены в виде пластин Г-образной формы и располагаются в двух группах с чередованием расположения полки профиля.

Вторая профильная деталь 19 имеет профиль, в стенке которого выполнен проем, образующий полки для соединения с держателями.

В нейтральном положении держатели 17 и 18 удерживаются профильной пружиной 20.

Каждый держатель выполнен Г-образной формы, его профиль включает полку 21 с наклонной поверхностью на одном его конце и отверстие 22 на противоположном. Держатели шарнирно своим отверстием 22 устанавливаются на анкерном болте 7.

В центральной части профиля держателя выполнен выступ 23, направленный противоположно полке 21 и имеющий наклонную поверхность 24.

Сердечник выполнен со сквозным торцевым пазом 11, внутренние стенки которого имеют фигурные участки 25 и 26. Участки 26, расположенные у края паза 11, имеют наклон стенок наружу для взаимодействия с наклонными поверхностями 24 выступа пластин держателей 17 и 18.

Анкерный болт 7 выполнен с отверстием 27, в которое вводится палец 28. Этот палец 28 служит для шарнирной установки держателей в их отверстия 22. Такие держатели могут штамповаться, например, из легких металлов или стали. Палец 28 может фиксироваться по центру.

Профильная пружина 20 выполнена в виде скобы, имеет трапецеидальное поперечное сечение. Продольные боковые стенки 29 профильной пружины 20 удерживают держатели с боков. Дно профильной пружины 20 имеет центральное отверстие 30 для размещения анкерного болта 7. Пружинное действие профильной пружины 20 позволяет удерживать держатели 17, 18, чтобы их концы образовали пакет, ширина которого немного меньше ширины полки второй профильной детали 19, в которую они вводятся совместно, а именно независимо от ориентации полок смежных держателей влево или вправо.

Зажимное устройство работает следующим образом.

В нейтральной позиции держатели могут вводиться вертикально в полку второй профильной детали 19. Расстояние между осью отверстия 22 держателя или соответственно между пальцем 28 анкерного болта 7 и базовым пунктом P профильной детали 19 будет в этой открытой позиции иметь определенную величину. Как видно из фиг. 2, в этой позиции наиболее глубокая точка конической выемки 14 анкерного болта 7 смещена относительно оси вращения винта 5 (фиг. 1) и соответственно относительно оси симметрии втулки 4. При вворачивании винта 5 в коническую выемку 14 анкерный болт 7 (фиг. 2) перемещается вниз, в результате чего расстояние между осью 31 (фиг. 9) и пунктом P будет увеличиваться против начальной величины. Наклонная плоскость 24 выступа держателя скользит по наклонной стенке 26 сквозного торцевого паза сердечника и обусловливает поворачивание держателя вокруг оси пальца 28 до тех пор, пока полка 21 не войдет в проем или полку профильной детали 19. Так как последовательно установленные держатели действуют поочередно и поэтому также отдельно, получается надежное соединение профильных деталей 1 и 19.

Эффект зажима может быть достигнут также при использовании одного единственного держателя. На практике, однако, используются два или несколько держателей в каждом зажимном устройстве. Очень хорошие результаты могут быть достигнуты, независимо от последовательности, с тремя держателями слева и тремя держателями справа в анкерном болте 7. Наклонные стенки 26 сквозного торцевого паза могут быть доведены прямо в концевую зону (фиг. 2) стенки сердечника или же несколько дальше, во внутреннюю часть (фиг. 5) вставного сердечника 2.

Вместо наклонных стенок 26 могут быть выполнены круглые плоскости скольжения или запрессованные полоски. К тому же необходимо отметить, что при надлежащем выборе размеров профильной пружины 20, что в общем не является обязательным, может отсутствовать пружина 6.

В примере согласно фиг. 3 держатели 17, 18 могут быть зажаты с боков между кольцевой пружиной и гайкой, чтобы они не могли проворачиваться под действием собственного веса. Благодаря этому может отсутствовать и пружина 20.

Отсюда вытекают варианты выполнения, например, с h держателями соответственно справа и/или слева, причем h может быть также равно 1.

Винт 5 с конической вершиной 15 и выемка 14 анкерного болта 7 образуют систему наклонных или скользящих плоскостей, которая может быть реализована также и другими средствами, например с помощью двухгранной выемки 14 в анкерном болте и защелки, соответствующей формы, расположенной между втулкой 16 и анкерным болтом 7 таким образом, чтобы винт, предпочтительно без острия, мог вдавливать защелку в выемку.

И, наконец, на фиг. 1 профильная деталь 1 выполнена с отверстием 32, которое взаимодействует с проточкой 33 на резьбовой части втулки 4, чтобы закрепить сердечник 2 в профильной детали 1.

В вариантном исполнении изобретения профильная пружина 20 может быть в виде зажимной пружиной двойного действия. Такая зажимная пружина изображена на фиг. 10 13. Эта зажимная пружина 20 включает днище с одним центральным, предпочтительно, круглым отверстием 30, двух продольных боковых стенок 29 и двух узких боковых стенок 34, которые могут иметь небольшие круглые отверстия 35 соответственно каждая. Такая зажимная пружина может действовать с боков на узкие стороны всех держателей и/или на крайние плоские стороны пакета, образованного держателями. При этом палец 28 может иметь сужение на своих концах для удерживания ее в зажимной пружине между отверстиями 35. Пружина 20 (фиг. 7), которая является упрощенным вариантом без узких боковых стенок, может точно также иметь круглое отверстие в днище, диаметр которого больше диаметра анкерного болта.

Сердечник может быть цельным и не иметь боковых пластин 12.

Наклонная поверхность полки 21 профиля держателя (фиг. 4) имеет угол ω приблизительно 10^o. Наклонная поверхность выступа 24 (фиг. 4) преимущественно имеет скос приблизительно w′ 40^o.

Фиг.14 и 15 показывают принцип действия втулки 4 в качестве блокирующего стопорения осевого передвижения болта 7. Этот эффект стопорения осуществляется самостоятельно, так как при затягивании винта 5 (фиг. 1) наружный край втулки 4 входит в отверстие 32 профильной детали 1 (фиг.1 и 14). Это означает, что зажимное устройство блокируется самостоятельно, если оно застопорено без винта 5, как это показано на фиг. 14. Напротив зажимное устройство освобождено (фиг. 15), если винт 5 не нажимает. В этом случае втулка 4 может быть вдавлена внутрь в профиль 1, чтобы можно было без проблем вытащить корпус. Для этой цели диаметр отверстия 16 (фиг. 1) втулки 4 больше диаметра анкерного болта 7 в области конической выемки 14, причем отверстие 16 может иметь также овальную форму, предпочтительно оно может быть выполнено в виде удлиненного отверстия с параллельными стенками и закругленными краями, чтобы обеспечить боковое перемещение между анкерным болтом 7 и втулкой 4.

При таком исполнении шаг резьбы винта 5 или соответственно втулки 4 (фиг. 1) может быть больше 1 мм за один оборот. Очень хорошие результаты могут быть, например, достигнуты при значениях 3 и 4, 5 мм за один оборот. Преимущественно применяется трапецеидальная резьба, например типа M 10x3. Такая предохранительная система и/или такой шаг резьбы могут быть применены вообще в зажимных устройствах такого рода.

В противоположность исполнению, представленному на фиг. 7, на фиг. 14 и 15 профильные пружины 20 имеют слегка трапецеидальное сечение, а могут и не иметь его в том случае, если сердечник 2 (фиг. 5) в сквозном торцовом пазу, где устанавливаются профильные пружины 20, имеет скошенные внутрь стенки, которые представляют собой направляющие для днища пружины 20. Это исполнение является особенно важным, если продольные боковые стенки профильной пружины 20 проходят вертикально к ее днищу (фиг. 12).

Втулка 4 согласно фиг. 14 и 15 выполнена с внешней торцевой поверхностью 36, поверхностью с буртиком 37, передней опорной поверхностью 38 и задней опорной поверхностью 39. При введении торцовой поверхности 36 в отверстие 30 поверхность с буртиком 37 может опираться на край стенки отверстия 30. Расстояние между плоскостями 38 и 39 соответствует увеличенному диаметру поперечного отверстия 16 втулки 4, которое преимущественно является удлиненным отверстием. Расстояние между плоскостями 36 и 38 (фиг. 15) преимущественно меньше, чем наименьшее расстояние между внутренней стенкой профильной детали 1 и анкерным болтом 7 в области конической выемки 14, а расстояние между плоскостями 37 и 39 немного больше, чем наибольшее расстояние между внутренней стенкой профильной детали 1 в области отверстия 30 и анкерным болтом 7 в области за конической выемкой 14.

Исполнения винта 5 с трапецеидальной резьбой и/или держателями могут применяться также без расширения поперечного отверстия 16 во втулке 4. Первое исполнение более быстрое, так как для стопорения устройства штифт с трапецеидальной резьбой следует вращать меньше.

Использование: соединение профильных стержней. Сущность: зажимное устройство содержит сердечник 2, установленный в проеме одной из соединяемых деталей. В продольном отверстии сердечника установлен анкерный болт 7, несущий по меньшей мере один держатель для взаимодействия с полкой второй соединяемой профильной деталью. В поперечном отверстии 3 сердечника 2 установлена втулка 4 с винтом 5 для взаимодействия с конической выемкой 14 в анкерном болте 7. Держатели выполнены в виде пластин Г-образной формы с выступом в средней части, обращенным в противоположную сторону от полки профиля и с отверстием для шарнирной установки на торце анкерного болта. Пластины установлены в пакеты с направлением полок профиля смежных пластин в противоположные стороны. Профильная пружина в виде скобы охватывает пакет держателей и размещена в сквозном торцевом пазу сердечника 2, выполнена с центральным отверстием в ее дне для анкерного болта. 7 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Зажимное устройство для разъемного соединения двух профильных деталей, содержащее сердечник, выполненный с двумя взаимно пересекающимися отверстиями, одно из которых расположено вдоль, другое поперек сердечника, и установленный в проеме одной из соединяемых профильных деталей с возможностью фиксации в ней посредством установленного в его продольном отверстии анкерного болта с конической выемкой в его средней части и с по меньшей мере одним держателем для взаимодействия с полкой второй соединяемой детали, установленной в поперечном отверстии сердечника втулки с поперечным отверстием для размещения анкерного болта и с резьбовым участком, а также винта с коническим хвостовиком, установленного в резьбовом участке втулки для взаимодействия с конической выемкой анкерного болта, отличающееся тем, что сердечник выполнен со сквозным торцевым пазом со стороны его продольного отверстия, имеющим внутренние стенки с фигурными участками, один из которых имеет наклон наружу, держатель выполнен в виде по крайней мере одной пластины, в основном Г-образной, шарнирно соединенной с торцом анкерного болта и снабженной выступом, направленным противоположно ее полке и имеющим наклонную поверхность, и размещенной в пазу сердечника с возможностью взаимодействия наклонной поверхностью выступа с наклонным наружу участком стенок. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что Г-образные пластины объединены в пакет, при этом полки смежных пластин направлены в противоположные стороны. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что шарнирное соединение держателя с анкерным болтом включает палец, жестко связанный с торцом анкерного болта и расположенный перпендикулярно его оси, при этом в конце стойки Г-образной пластины выполнено отверстие для установки на упомянутом пальце. 4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что полка профиля Г-образной пластины выполнена с наклонной поверхностью. 5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что оно снабжено профильной пружиной, охватывающей держатель и выполненной в виде скобы с продольными боковыми стенками и днищем с центральным отверстием для размещения в нем анкерного болта. 6. Устройство по пп.1 5, отличающееся тем, что другой из фигурных участков внутренних стенок торцевого паза сердечника выполнен с наклоном стенок внутрь. 7. Устройство по пп.1 6, отличающееся тем, что резьба втулки и ее винт имеют шаг, составляющий по меньшей мере 3 мм за один оборот винта. 8. Устройство по пп. 1 7, отличающееся тем, что поперечное отверстие втулки имеет в основном овальную форму в ее продольном сечении.