БЫСТРО СОЕДИНЯЕМАЯ И РАЗЪЕДИНЯЕМАЯ МУФТА, СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕЕ СБОРКИ Российский патент 2000 года по МПК F16L37/12 

Настоящее изобретение относится к быстро соединяемой и разъединяемой муфте, образованной охватывающим соединительным элементом и вставляемым в нее охватываемым соединительным элементом, предназначенной, например, для подсоединения линии высокого давления к клапанному узлу, где охватываемый элемент муфты, используемый вместе с упомянутым ее охватывающим элементом, содержит цилиндрический участок, который может вставляться в охватывающий элемент, охватывающая поверхность которого выполнена с кольцевой канавкой определенной ширины, вмещающей между двумя ее стенками подвижное вдоль оси охватываемого элемента кольцо, толщина которого практически равна глубине канавки, а охватывающий элемент муфты содержит цилиндрическую полость для цилиндрического участка охватываемого элемента, причем охватывающая поверхность указанной полости имеет, по меньшей мере, одну канавку, вмещающую с возможностью выхода из и входа в цилиндрическую полость подвижные блокирующие элементы, взаимодействующие в их блокирующем положении с кромкой канавки охватываемого элемента муфты, расположенной вблизи наружного конца указанного охватываемого элемента, и которые могут перемещаться из блокирующего положения в положение размыкания посредством перемещения кольца в направлении указанной наружной концевой кромки, которое возможно при вдавливании охватываемого элемента муфты в ее охватывающий элемент до тех пор, пока блокирующие элементы не войдут во фрикционное сцепление с периферийной поверхностью кольца. Изобретение также относится к способу и устройству для сборки муфты.

Предпосылки создания изобретения
Быстро соединяемая и разъединяемая муфта упомянутого типа известна из ЕР 0375674 и выполнена с пружинным стальным кольцом. Такое кольцо обеспечивает достаточную надежность блокировки для обычных гидравлических линий, но при очень высоком гидравлическом давлении существует риск его деформации. Если для выдерживания повышенного давления такое блокировочное кольцо выполняют более прочным, его намного труднее устанавливать в канавку, имеющуюся внутри наружного элемента муфты. Стоимость изготовления муфты этого типа зависит, главным образом, от возможности ее рациональной и эффективной сборки. Сборка, предпочтительно, автоматизирована и не требует ручного квалифицированного труда.

Цепь изобретения
Одной целью изобретения является создание охватывающего элемента муфты с блокирующими средствами, с помощью которого решается проблема надежности при очень высоком гидравлическом давлении. Другой целью изобретения является создание способа и инструмента для сборки муфты, с помощью которых могут быть решены проблемы рациональной и эффективной сборки муфты.

Решение
Для достижения целей охватывающий элемент муфты согласно изобретению отличается тем, что на внешней стороне его канавки соосно с ней предусмотрен, по существу, кольцевой фланец, расположенный в одну линию с охватывающей поверхностью указанной полости этого элемента, и тем, что блокирующие средства содержат, по меньшей мере три располагаемых в указанной канавке металлических дуговых элемента, каждый из которых смещен эластичным элементом в наклонное положение относительно симметричной продольной оси наружного элемента муфты, при этом указанное наклонное положение дуговых элементов является их блокирующим положением, в котором все дуговые элементы образуют усеченный конус, широкое основание которого опирается на внешнюю сторону канавки, радиально снаружи указанного фланца.

Способ, в соответствии с настоящим изобретением, отличается тем, что помещают эластичный элемент в канавку, вводят подающую головку инструмента в цилиндрическую полость наружного элемента муфты, подают за один раз один блокирующий элемент с помощью указанной подающей головки из открытого конца наружного элемента муфты мимо канавки в положение за указанной канавкой, после чего блокирующий элемент перемещается в направлении назад мимо фланца, будучи при этом наклонен в канавку.

Подающая головка инструмента для сборки охватывающего элемента муфты, в соответствии с изобретением, отличается тем, что она выполнена с направляющей втулкой, которая может вводиться с поворотом в цилиндрическую полость охватывающего элемента и действовать в качестве направляющей для подающих средств, которые могут перемещаться внутри направляющей втулки и содержат соосно расположенный ползун.

Краткое описание чертежей
Изобретение будет ниже описано со ссылкой на воплощения, проиллюстрированные на приложенных чертежах, на которых
фиг. 1 - разрез наружного элемента муфты, в соответствии с изобретением, показанного до и после сборки блокирующих элементов;
фиг. 2 - наружный элемент муфты несколько иной конструкции вместе с охватываемым элементом муфты, показанным не в разрезе, уплотняющими средствами и блокирующими элементами;
фиг.3 - вид блокирующего элемента в перспективе; и
фиг.4 - вид сбоку с частичным разрезом подающей головки.

Описание предпочтительного варианта воплощения
На фиг.1 охватывающий элемент 10 муфты может, например, быть установлен в корпусе клапана (не показан) с помощью наружной резьбы 11 и шестиугольной головки 12. Такая конструкция охватывающего элемента муфты занимает очень мало места снаружи указанного корпуса клапана, что является преимуществом, ввиду обеспечения увеличенного люфта конструкции, например, при установке корпуса клапана на гидравлически управляемом рычаге.

Цилиндрическая полость 13 внутри охватывающего элемента 10 муфты позволяет вводить соответствующий цилиндрический участок 14 охватываемого элемента 15 муфты (фиг.2). По охватывающей поверхности цилиндрической полости 13 соосно проходит внутренняя канавка 16, используемая для приема уплотнения 17, содержащего О-образное кольцо и пластиковое кольцо.

Наружная канавка 18 элемента 10 выполнена глубже и шире канавки 16, а также имеет кольцеобразный фланец 19 у ее стороны, расположенной рядом с входным отверстием элемента 10. Канавка 18 предназначена для размещения блокирующих элементов 20, которые могут перемещаться из и в цилиндрическую полость 13 под упругим воздействием О-образного кольца 21. В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения, канавка 18 вмещает пять блокирующих элементов 20, каждый из которых выполнен в форме дуги с длиной дуги, соответствующей 72^o, с тем, чтобы эти пять элементов в комбинации, будучи сопрягаемыми по концам образовывали 360^o-ное кольцо, имеющее форму усеченного конуса. Этот конус сужается в направлении от входного отверстия наружного элемента 10 таким образом, чтобы его широкое торцевое основание опиралось на внешнюю сторону канавки 18 радиально снаружи фланца 19. Узкий конец конуса выступает за фланцем 19 из канавки 18, заходя своим торцевым краем в цилиндрическую полость 13.

В этом блокирующем положении блокирующие элементы 20, изготовленные из отпущенной стали, и имеющие, как показано на их виде сбоку (фиг.3), по существу, вытянутую прямоугольную форму с профилированными концами, образуют кольцеобразную стопорную поверхность, упирающуюся во внутреннюю кромку канавки 32, образованную в цилиндрическом участке 14 охватываемого элемента 15. В соответствии с прототипом, канавка 22 предусмотрена с кольцом 23, ширина которого соответствует глубине канавки 22.

Охватываемый элемент муфты может быть, в соответствии с прототипом, введен в охватывающий элемент 10 муфты, при этом блокирующие элементы 20 сначала принудительно разводятся посредством передней части цилиндрического участка 14 охватывающего элемента 10, а затем под действием упругих сил поджимаются в канавку 22 указанного охватываемого элемента муфты. В этом положении охватываемый элемент 15 муфты оказывается заблокированным внутри охватывающего элемента 10 муфты, и теперь охватывающий элемент 10 воспринимает любое давление посредством блокирующих элементов 20 через их угловую поверхность, расположенную в указанном блокирующем положении элементов 20, по существу, под прямым углом к продольной оси охватывающего элемента 10 муфты. Одновременно, блокирующие элементы 20 поддерживаются друг другом посредством их боковых поверхностей 25 при равномерном распределении усилия по всем пяти блокирующим элементам, опирающихся их скошенной кромкой 26 на внешнюю кромку канавки 18. Благодаря такой конструкции блокирующих элементов, давление распределяется по большим площадям, не создавая локальных нагрузок, что позволяет муфте выдерживать очень высокие давления до 1500 бар (1530 кг/см²) без какого-либо риска функциональных нарушений.

Расцепление муфты осуществляют путем удаления установочной защелки 27 с последующим проталкиванием охватываемого элемента 15 муфты дополнительно на некоторое расстояние в охватывающий элемент 10 муфты, при этом на блокирующие элементы 20 будет воздействовать кольцо 23, разводя их и, соответственно, выводя их из блокирующего положения. Вследствии осевого смещения кольца 23 вдоль канавки 22 охватываемого элемента 15, оно останется в позиции разъема муфты при вытягивании охватываемого элемента 15 из охватывающего элемента 10 до тех пор, пока он вместе с его канавкой 22 не пройдет блокирующие элементы 20, которые будут теперь упираться в поверхность цилиндрического участка 14 охватываемого элемента 15. Отвод охватываемого элемента 15 облегчается тем, что блокирующие элементы 20 предусмотрены со скосом 24a.

Работа блокирующих элементов 20 облегчается также тем, что они выполнены со скругленным переходом между базовой опорной поверхностью и наружной стороной, который образует шарнирную точку в течение поворота элементов 20 между положениями блокирования и разъема.

На фиг. 4 схематично показано, каким образом блокирующие элементы 20 собираются в охватывающем элементе 10 муфты с помощью подающей головки 28 инструмента, имеющего направляющую втулку 29, которая может вставляться и поворачиваться внутри цилиндрической полости 13 охватывающего элемента 10, и которая образует направляющую для подающих средств 30, которые могут перемещаться вдоль оси внутри втулки 29 и содержат соосно расположенный ползун 31. Этот ползун с одной стороны имеет поверхность 32, которая, по существу, перпендикулярна продольной оси подающей головки 28, а с другой стороны угловую поверхность 33, которая служит в качестве направляющей для кромки 26 блокирующего элемента 20 с целью ее направления в канавку 18 мимо фланца 19, в то время как подающие средства 30 входят в охватывающий элемент 10 муфты.

Направляющая втулка 29 имеет угловую поверхность 34, которая служит для направления противоположной кромки 24 блокирующего элемента 20 в канавку 18, в то время как направляющая втулка 29 отводится на некоторое расстояние вверх за следующим блокирующим элементом.

На фиг. 4 схематично показано, каким образом блокирующие элементы 20 "заостряются" мимо фланца 19 в канавку 18.

Сборка блокирующих элементов внутри наружного элемента муфты осуществляется следующим образом.

В позицию в канавке 18 вводится О-образное кольцо 21. В цилиндрическую полость 13 вводится подающая головка 28 инструмента.

Один блокирующий элемент 20 за один прием подается в цилиндрическую полость 13 охватывающего элемента 10 муфты через его открытый конец посредством направляющей втулки 29, на поверхности 32 которой располагается указанный элемент 20, проходя канавку 18 в позицию, где кромка 26 элемента 20 располагается за фланцем 19, после чего перемещение направляющей втулки 29 в полость 13 прекращается.

Затем ползун 31 перемещается далее на некоторое расстояние в полость 13 охватывающего элемента 10, в результате чего угловая поверхность 33 направляющей втулки воздействует на противоположную угловую поверхность блокирующего элемента, так чтобы она проталкивалась в канавку, располагаясь против кольца 21.

Теперь направляющая втулка оттягивается на некоторое расстояние вверх и затем поворачивается вокруг ее продольной оси на угол, соответствующий длине дуги блокирующего элемента, и соответствующие укладочные средства, имеющиеся на направляющей втулке, смещают блокирующий элемент в канавке на соответствующее расстояние.

Затем направляющая втулка поворачивается обратно в первоначальное положение, в котором блокирующий элемент располагается на стороне полости направляющей втулки, расположенной между ее двумя угловыми поверхностями 33, 34.

Направляющая втулка окончательно отводится назад из наружного элемента муфты на необходимое расстояние с тем, чтобы внутри направляющей втулки мог поместиться следующий блокирующий элемент для возможности повторения упомянутого цикла подачи блокирующего элемента.

После установки последнего блокирующего элемента в соответствующее место в охватывающем элементе муфты, упомянутый укладочный поворот направляющей втулки не осуществляется.

Изобретение не ограничивается вышеописанным воплощением и в пределах объема формулы изобретения возможны несколько его примеров.

Быстро соединяемая и разъединяемая муфта, образованная охватывающим соединительным элементом и вставляемым в него охватываемым соединительным элементом, предназначенная, например, для подсоединения линии высокого давления к клапанному узлу. Указанный охватывающий элемент муфты содержит цилиндрическую полость для цилиндрического участка указанного охватываемого элемента муфты, где охватывающая поверхность полости имеет, по меньшей мере, одну канавку, служащую для размещения с возможностью упругого выхода из и входа в полость подвижных блокирующих элементов. На внешней стороне канавки охватывающего элемента имеется соосный с ней кольцевой фланец, расположенный, по существу, в одну линию с охватывающей поверхностью указанной полости. Блокирующие элементы содержат, по меньшей мере, три располагаемых в канавке металлических дуговых элемента, каждый из которых смещается упругим элементом в наклонное положение относительно симметричной продольной оси охватывающего элемента муфты, при этом указанное наклонное положение элементов является их положением блокировки. В этом положении блокировки элементы вместе образуют усеченный конус, широкое основание которого опирается на внешнюю сторону канавки радиально снаружи фланца. Изобретение повышает надежность соединения. 3 с. и 7 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Быстро соединяемая и разъединяемая муфта, образованная охватывающим соединительным элементом и вставляемым в нее охватываемым соединительным элементом, предназначенная, например, для подсоединения линии высокого давления к клапанному узлу, где указанный внутренний элемент (15) муфты, используемый вместе с указанным охватывающим элементом (10) муфты, содержит цилиндрический участок (14), который может вставляться в охватывающий элемент (10), охватывающая поверхность которого имеет кольцевую канавку (22) определенной ширины, вмещающую между двумя ее стенками подвижное вдоль оси охватываемого элемента (15) кольцо (23), толщина которого, по существу, равна глубине канавки, а охватывающий элемент (10) муфты содержит цилиндрическую полость (13) для цилиндрического участка (14) охватываемого элемента (15) муфты, где охватывающая поверхность указанной полости выполнена с, по меньшей мере, одной канавкой (18), служащей для размещения с возможностью упругого выхода из и входа в цилиндрическую полость (13) подвижных блокирующих элементов (20), взаимодействующих в их положении блокировки с кромкой канавки (22) охватываемого элемента (15), расположенной вблизи наружного конца элемента (15) и которые могут перемещаться из положения блокировки в положение размыкания посредством перемещения кольца (23) в направлении указанной наружной концевой кромки, которое возможно при введении охватываемого элемента (15) в охватывающий элемент (10) до тех пор, пока блокирующие элементы (20) не войдут во фрикционное сцепление с периферийной поверхностью кольца (23), отличающаяся тем, что на внешней стороне канавки (18) охватывающего элемента (10) муфты соосно с ней имеется, по существу, кольцевой фланец (19), расположенный, по существу, в одну линию с охватывающей поверхностью указанной цилиндрической полости (13), и тем, что блокирующие элементы (20) содержат, по меньшей мере, три располагаемых в указанной канавке (18) металлических дуговых элемента, каждый из которых смещается упругим элементом (21) в наклонное положение относительно симметричной продольной оси наружного элемента (10) муфты, в котором они находятся в положении блокировки, и в котором элементы (20) образуют вместе усеченный конус, широкое основание которого опирается на внешнюю сторону канавки (18) радиально снаружи фланца 19. 2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что каждый дуговой элемент имеет базовую опорную поверхность, которая в положении блокировки расположена в плоскости, перпендикулярной продольной оси охватывающего элемента (10) муфты. 3. Муфта по п.2, отличающаяся тем, что каждый дуговой элемент имеет блокирующую поверхность, которая в положении блокировки расположена в плоскости, перпендикулярной продольной оси охватывающего элемента (10) муфты. 4. Муфта по п. 3, отличающаяся тем, что каждый дуговой элемент имеет скругленный переход между базовой поверхностью и его наружной стороной, образующий шарнирную точку при повороте элемента (20) между положением блокировки и положением размыкания. 5. Способ сборки охватывающего элемента (10) муфты, предназначенной, например, для подсоединения линии высокого давления к клапанному узлу, где охватывающий элемент (10) содержит цилиндрическую полость (13) для цилиндрического участка (14) охватываемого элемента (15) муфты, взаимодействующего с охватывающим элементом (10) муфты, причем охватывающая поверхность полости (13) имеет, по меньшей мере, одну канавку (18) для размещения в ней с возможностью выхода из и входа в указанную полость (13) подвижных блокирующих элементов (20), взаимодействующих в их положении блокировки с поперечной кромкой охватываемого элемента (15), и содержит в указанной канавке (18), по меньшей мере, три металлических дуговых элемента, каждый из которых смещается упругим элементом (21), где канавка (18) имеет ширину, по существу, соответствующую высоте блокирующих элементов (20), и выполнена с кольцевым фланцем (19), образующим стопор для элементов (20), с целью предотвращения их выскальзывания из канавки (18), отличающийся тем, что помещают упругий элемент (21) в канавку (18), вводят подающую головку (28) инструмента в цилиндрическую полость (13) охватывающего элемента (10) муфты, подают за один раз один блокирующий элемент (20) посредством подающей головки (28) через открытый конец охватывающего элемента (10) мимо канавки 18 в положение за указанной канавкой, после чего блокирующий элемент (20) перемещают назад, наклоняя его в канавку (18) мимо фланца (19). 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанный наклон осуществляется путем воздействия первой угловой поверхности (33) подающей головки (28) на одну кромку блокирующего элемента (20), и тем, что вторая угловая поверхность (34) подающей головки (28) воздействует при отводе головки (28) назад на противоположную кромку блокирующего элемента (20). 7. Подающая головка для сборки охватывающего соединительного элемента муфты, предназначенной, например, для подсоединения линии высокого давления к клапанному узлу, где указанный охватывающий элемент (10) содержит цилиндрическую полость (13) для цилиндрического участка (14) охватываемого соединительного элемента (15) муфты, где охватывающая поверхность указанной полости (13) имеет, по меньшей мере, одну канавку (18), служащую для размещения с возможностью упругого выхода из входа в полость (13) подвижных блокирующих элементов (20), взаимодействующих в их положении блокировки с поперечной кромкой охватываемого элемента (15) муфты, и содержит в указанной канавке (18), по меньшей мере, три металлических дуговых элемента, каждый из которых смещается упругим элементом (21), где канавка (18) имеет ширину, по существу, соответствующую высоте блокирующих элементов (20), и выполнена с кольцевым фланцем (19), образующим стопор для блокирующих элементов (20) с целью предотвращения их выскальзывания из канавки (18), отличающаяся тем, что она имеет направляющую втулку (29), которая может вводиться с возможностью поворота в цилиндрическую полость (13) охватывающего элемента (10) муфты, и которая действует в качестве направляющей для подающих средств (30), которые могут перемещаться в указанной втулке (29) вдоль оси, и содержат соосно расположенный ползун (31). 8. Подающая головка по п.7, отличающаяся тем, что ползун (31) имеет палец (32), который, по существу, перпендикулярен продольной оси подающей головки. 9. Подающая головка по п.7, отличающаяся тем, что ползун (31) имеет угловую поверхность (33), служащую для направления передней кромки блокирующего элемента (20) в канавку (18), и тем, что направляющая втулка (29) имеет угловую поверхность (34), служащую для направления задней кромки блокирующего элемента (20) в канавку (18). 10. Подающая головка по п.7, отличающаяся тем, что направляющая втулка (29) имеет периферийно выступающие укладочные средства, используемые при укладке блокирующих элементов (20) в канавку (18).