БЫСТРОСЪЕМНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ПАЛЕЦ Российский патент 2001 года по МПК F16B21/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах для крепления грузов, требующих частое и быстрое соединение и разъединение деталей.

Известен быстросъемный соединительный палец по А.С. СССР N 573622, кл. МПК F 16 B 21/08, содержащий стержень с рукояткой на конце и установленную в глухом осевом отверстии на другом конце фиксирующую пружину кручения с изогнутыми элементами, выступающими наружу через диаметрально расположенные прорези и взаимодействующие со стороны рукоятки с торцевыми стенками прорезей. При этом выступающие входные концевые элементы пружины выполнены под острым углом, а фиксирующие элементы пружины - под тупым углом, причем входной конец стержня снабжен штифтом, установленным перпендикулярно к оси стержня, проходящим через его осевое отверстие и виток пружины и поджимающим пружину к торцовым стенкам прорезей. При этом прорези выполнены открытыми со стороны торца стержня.

Данный палец обеспечивает надежность в работе, однако имеет недостатки:
1. Наличие в пальце глухого осевого отверстия и 2-х широких диаметрально расположенных прорезей существенно уменьшают площадь сечения пальца, находящуюся в зоне приложения нагрузки на палец, что приводит к снижению несущей способности пальца.

2. Низкая надежность фиксации за счет большой свободы фиксирующей пружины: фиксирующая пружина кручения либо заклинивается, либо слабо удерживает палец от выпадания.

Известен самостопорящийся фиксатор по патенту ФРГ N 4016343, кл. F 16 B 21/08. Он содержит полый цилиндрический стержень, состоящий из 2-х частей, связанных друг с другом перемычкой. При этом каждая из этих частей стержня выполнена с продольным шлицеобразным пазом, расположенным по продольной оси стержня. В верхней части стержня выполнен упорный элемент, жестко связанный со стержнем, а в нижней части жестко закреплена пружина.

Стержень разделен на 3 участка: передний, средний и задний. Поперечное сечение заднего участка - овальное. Наружный диаметр переднего участка меньше наружного диаметра среднего участка. Продольные прорези, выполненные на заднем участке, образуют язычки вдоль продольной оси стержня. Язычки отогнуты под углом и незначительно выходят наружу за диаметр стержня. Поэтому при введении фиксатора язычок плотно прижимается к внутренней поверхности отверстия. На переднем участке имеется прорезь для вхождения концов пружины.

Данный фиксатор соединяет детали без стука и шума даже в том случае, когда диаметр отверстия деталей не полностью соответствует диаметру стержня фиксатора.

Недостатками данного фиксатора является его малая несущая способность, сложность раскроя листового материала и сложность в эксплуатации, так как при выводе пальца необходимо первым движением пружинные концы сжать и вторым движением - выводить.

Известен соединительный палец по патенту США N 4086014, кл. 411-514. Он содержит трубчатый корпус с радиальным фланцем и имеет на этом же конце осевую выемку с внутренней конусной поверхностью. Такая же коническая поверхность выполнена на внутренней поверхности нижнего конца трубчатого корпуса. Нижний конец трубчатого корпуса выполнен в виде усеченного конуса и снабжен открытым пазом и втулкой. Удерживающая палец пружина сделана из металлической проволоки в виде двойного кольца и имеет две ножки с загнутыми концами. Посредством безопасной булавки фиксируется положение соединительного пальца.

Чтобы рассоединить детали, необходимо расстегнуть и вытащить булавку из втулки, затем потянуть за кольцо. При этом загнутые концы, скользя по скосу, сомкнутся и войдут в отверстие одной детали. При дальнейшем приложении усилия к кольцу соединительный палец выйдет из второй детали - детали рассоединятся. Чтобы ввести палец и соединить эти детали, нужно потянуть рукой за кольцо относительно фланца. Произойдет сжатие ножек с загнутыми концами. Совместив отверстия в соединяемых деталях, необходимо вставить палец, удерживая кольцо относительно фланца и прикладывая усилие к фланцу, т.е. выполнять одновременно две функции. Данный соединительный палец имеет следующие недостатки:
1. Недостаточную несущую способность из-за наличия в нем сквозного осевого отверстия.

2. Неудобство в эксплуатации, так как при вводе (выводе) пальца необходимо выполнять одновременно две функции: удерживать кольцо выдвинутым и вставлять палец.

3. Пружина имеет сложную конфигурацию и трудоемка в изготовлении.

Самым близким по конструктивному исполнению является быстродействующий соединительный палец по А.С. СССР N 889920, кл. F 16 В 21/08. Он содержит стержень с рукояткой на конце и установленную в глухом осевом отверстии пружину кручения с изогнутыми элементами, выступающими наружу через диаметрально расположенные прорези и взаимодействующие со стороны рукоятки с торцовыми стенками прорезей. Выступающие входные концевые элементы пружины выполнены под острым углом, а фиксирующие элементы пружины - под тупым углом, причем входной конец стержня снабжен штифтом, установленным перпендикулярно к оси стержня, проходящим через его осевое отверстие и виток пружины и поджимающим пружину к торцовым стенкам прорезей. С целью повышения надежности фиксации пальца в рабочем положении, он снабжен резьбовой втулкой с односторонним поднутрением и контргайкой с наружными диаметрами, не превышающими диаметр стержня, а конец стержня со стороны диаметрально расположенных прорезей выполнен с резьбовым хвостовиком, на котором установлены упомянутые втулка и контргайка. При этом резьбовая втулка установлена с возможностью взаимодействия поверхности поднутрения с входными концевыми элементами фиксирующей пружины.

Недостатки данного быстродействующего пальца следующие:
1. Наличие в пальце глухого осевого отверстия и 2-х широких диаметрально расположенных прорезей, каждая из которых должна быть больше двух диаметров проволоки плюс зазор между ними, существенно уменьшают площадь сечения пальца, находящегося в зоне приложения нагрузки на палец, что приводит к снижению несущей способности пальца и невозможности его использования для крепления грузов при их транспортировке и в устройствах, находящихся под нагрузкой и требующих частое и быстрое соединение (рассоединение) деталей.

2. Низкая надежность фиксации за счет большой свободы фиксирующей пружины: фиксирующая пружина кручения либо заклинивается, либо слабо удерживает палец от выпадания.

3. Наличие тонкостенных резьбовых втулки и гайки, а также необходимость проведения настройки с помощью резьбового соединения и последующей контровки приводит к усложнению конструкции, к возрастанию трудоемкости и стоимости изготовления.

4. Технологические трудности при изготовлении тонкостенных резьбовых втулки и гайки вносят ограничения при изготовлении пальцев небольших диаметров.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение несущей способности быстросъемного соединительного пальца, который можно было бы применять, например, в стяжках для крепления грузов при их транспортировке, а также упрощение технологии изготовления и сборки пальца.

Технический результат достигается за счет того, что быстросъемный соединительный палец содержит стержень с рукояткой на одном конце и фиксирующую пружину изгиба - на другом, входном конце стержня. При этом стержень пальца выполнен сплошным, т.е. глухое осевое отверстие на входном конце, ослабляющее палец, отсутствует, а фиксирующий упругий узел выполнен в виде фиксирующей пружины изгиба, установленной в узкой прорези, выполненной по оси стержня, что обеспечивает пружине одну степень свободы.

Входные выступающие через прорезь концы фиксирующей пружины изгиба направлены в сторону рукоятки и выполнены из двух участков, образующих между собой прямой угол и взаимодействующих соответственно с телом одной из соединяемых деталей и с опорным кольцом. При введении пальца в отверстия соединяемых деталей выступающие концы фиксирующей пружины изгиба, скользя по узкой прорези, легко вводятся внутрь пальца.

Опорное кольцо жестко закреплено на входном конце стержня посредством штифта, сопряженного с криволинейным участком фиксирующей пружины изгиба и установленного у торца входного конца стержня перпендикулярно его оси и плоскостям осевой прорези в сквозном отверстии, проходящем через входной конец стержня и опорное кольцо.

Благодаря новой совокупности отличительных признаков допустимые нагрузки на палец увеличиваются на 33%, что позволяет использовать его в стяжках для крепления грузов при их транспортировке.

Кроме того, наличие в быстросъемном пальце опорного кольца, удерживающего фиксирующую пружину изгиба от перемещения в сторону входного конца стержня, и крепление его на стержне посредством того же штифта, который сопряжен с криволинейным участком фиксирующей пружины изгиба и удерживает ее от перемещения в сторону рукоятки, обеспечивает упрощение конструкции пальца, технологии изготовления, сборки и эксплуатации, повышая его надежность.

Таким образом, предлагаемое техническое решение отличается от прототипа наличием новых признаков, взаимным расположением и формой выполнения, которые придают объекту новые свойства, проявившиеся в техническом эффекте.

Сущность изобретения поясняется графическими изображениями, где на фиг. 1 представлен общий вид быстросъемного соединительного пальца, на фиг. 2 - сечение по А-А, фиг. 1.

Быстросъемный соединительный палец содержит сплошной стержень 1 с рукояткой 2 на одном конце 3 и фиксирующий упругий узел на другом - входном конце 4. Фиксирующий упругий узел выполнен в виде фиксирующей пружины изгиба 5, установленной в прорези 6, выполненной по оси стержня 1.

Фиксирующая пружина изгиба 5 имеет криволинейный участок 7, два участка 8, параллельных оси стержня 1, и входные выступающие из осевой прорези 6 концы 9, каждый из которых состоит из двух участков 10 и 11, образующих между собой прямой угол α = 90^o. Входные выступающие из осевой прорези 6 концы 9 направлены в сторону рукоятки 2.

На входном конце 4 стержня 1 выполнена проточка 12, на которую посажено опорное кольцо 13 со срезанным под углом β коническим торцем 14. Угол β = 45^o. Наружный диаметр опорного кольца 13 равен наружному диаметру стержня 1. Через входной конец 4 стержня 1 и опорное кольцо 13 перпендикулярно к оси стержня 1 и плоскостям прорезей 6 просверлено сквозное отверстие 15, выполненное у торца входного конца 4. В отверстие 15 установлен штифт 16, сопряженный с криволинейным участком 7 фиксирующей пружины изгиба 5. Одновременно посредством штифта 16 на стержне 1 жестко закреплено опорное кольцо 13, взаимодействующее коническим торцем 14 с участками 10 входных концов 9 фиксирующей пружины изгиба 5. Посредством быстросъемного пальца необходимо соединить детали 17 и 18.

Быстросъемный соединительный палец работает следующим образом. При вводе пальца в отверстия соединяемых деталей 17 и 18 под действием осевого усилия, прикладываемого к рукоятке 2, выступающие участки 10 и 11 входных концов 9 фиксирующей пружины изгиба 5 сжимаются, уходя внутрь стержня 1 по осевой прорези 6. При этом штифт 16 удерживает фиксирующую пружину изгиба 5 от перемещения по направлению к рукоятке 2, а опорное кольцо 13 - от перемещения в про- тивоположную сторону.

Далее палец проходит через отверстия соединяемых деталей 17 и 18 и перед завершением хода участки 10 и 11 фиксирующей пружины изгиба 5 разжимаются, выходя за размер наружного диаметра стержня 1 и фиксируя детали 17 и 18 между рукояткой 2 стержня 1 и участками 11 фиксирующей пружины изгиба 5. При этом выступающие участки 11 входных концов 9 фиксирующей пружины изгиба 5 прижаты к кромке детали 17, а выступающие участки 10 сопряжены с коническим торцем 14 опорного кольца 13, взаимодействуя с ним. Детали - соединены.

Вывод пальца из рабочего положения осуществляется аналогично с помощью осевого усилия, прикладываемого к рукоятке 2.

Применение данного быстросъемного соединительного пальца обеспечивает увеличение допустимых нагрузок на палец на 33%, что позволяет использовать его в стяжках для крепления грузов при их транспортировке, а также в устройствах, находящихся под нагрузкой и требующих частое и быстрое соединение (рассоединение) деталей.

Кроме того, данная конструкция пальцев упрощает технологию изготовления, сборки и эксплуатацию быстросъемного соединительного пальца.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах для крепления грузов, требующих частое и быстрое соединение и разъединение деталей. Быстросъемный соединительный палец содержит стержень с рукояткой на одном конце и фиксирующий упругий узел на другом - входном конце. Фиксирующий упругий узел выполнен в виде фиксирующей пружины изгиба, установленной в прорези, выполненной по оси стержня. Входные выступающие из прорези концы фиксирующей пружины изгиба направлены в сторону рукоятки и выполнены из двух участков, образующих между собой прямой угол и взаимодействующих соответственно с телом одной из соединяемых деталей и с опорным кольцом, жестко закрепленным на входном конце стержня посредством штифта, сопряженного с криволинейным участком фиксирующей пружины изгиба и установленного у торца входного конца стержня перпендикулярно его оси и плоскостям осевой прорези в сквозном отверстии, проходящем через входной конец стержня и опорное кольцо. В результате увеличивается несущая способность быстросъемного соединительного пальца и упрощается технология его изготовления и сборки. 2 ил.

Быстросъемный соединительный палец, содержащий стержень с рукояткой на одном конце и фиксирующий упругий узел на другом - входном конце, отличающийся тем, что фиксирующий упругий узел выполнен в виде фиксирующей пружины изгиба, установленной в прорези, выполненной по оси стержня, а входные выступающие из прорези концы фиксирующей пружины изгиба направлены в сторону рукоятки и выполнены из двух участков, образующих между собой прямой угол и взаимодействующих соответственно с телом одной из соединяемых деталей и с опорным кольцом, жестко закрепленным на входном конце стержня посредством штифта, сопряженного с криволинейным участком фиксирующей пружины изгиба и установленного у торца входного конца стержня перпендикулярно его оси и плоскостям осевой прорези в сквозном отверстии, проходящем через входной конец стержня и опорное кольцо.