БЫСТРОРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2002 года по МПК F16B2/10 F16B21/06 

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к быстроразъемным крепежным устройствам защелкивающегося действия, и может быть использовано как в областях техники, где требуется быстрое и надежное соединение стыкуемых объектов, испытывающих большие нагрузки (например, автоматические стыковочные захваты различных грузоподъемных или транспортных средств), так и в малогабаритных защелках, например мебельных.

Известно стыковочное устройство защелкивающего типа, содержащее корпус с подпружиненной удерживающей защелкой, стержень с конической головкой и пазом, взаимодействующим с защелкой, подпружиненный выталкиватель, взаимодействующий с конической головкой стержня, и штангу, взаимодействующую с защелкой под воздействием внешней силы при расцеплении устройства [1].

Недостатком этого устройства является его сложность и необходимость ручного воздействия на расцепляющее приспособление.

Известен замок нажимного действия для разъемного соединения двух конструктивных элементов, содержащий цилиндрическую обойму с пазами вдоль образующей, в полости которой установлена цанга с утолщенным рабочим концом, двумя конусными поверхностями и заплечиками, подпружиненную кнопку в форме стакана, края которого взаимодействуют с конусной поверхностью цанги, выводя ее плечики из зацепления с присоединяемым элементом [2].

Недостатки этого устройства состоят в сложности изготовления цанги и необходимости непрерывного ручного воздействия на кнопку в процессе расцепления замка.

Известно стыковочное устройство, содержащее зажимной механизм и вводимый в него штырь, стыкование которых производится возвратно-поступательным движением штыря, заклиниваемого при введении в зажимной механизм подпружиненными шариками. При расстыковке к штырю прилагается усилие в направлении ввода, перемещающее подпружиненный ползун, выводящий шарики из зацепления [3].

Преимущество этого устройства заключается в том, что стыковка и расстыковка происходят под воздействием внешней силы на шток без дополнительного ручного воздействия на расцепляющие приспособления. Недостатком устройства является сложность конструкции и большая номенклатура элементов.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип изобретения, является устройство для разъемного соединения двух частей, содержащее корпус, подпружиненные защелки, шток со ступенчатой головкой, взаимодействующей с подпружиненными защелками, размыкающую втулку, перемещаемую вдоль оси штока и взаимодействующую с коническими поверхностями защелок, и подпружиненный выталкиватель, взаимодействующий с головкой штока [4].

Недостаток этого устройства заключается в том, что для расцепления необходимо перемещать воздействием внешней силы размыкающую втулку вдоль штока в направление к головке и в процессе расцепления удерживать ее плотно прижатой к головке для предотвращения повторного защелкивания. Другой недостаток устройства обусловлен тем, что размыкающая втулка размещена на штоке и ее габариты задаются диаметром штока. Увеличение этого диаметра для работы устройства при больших нагрузках влечет за собой увеличение габаритов размыкающей втулки и всего устройства.

Целью изобретения является устранение недостатков прототипа с обеспечением надежности, быстродействия и простоты использования устройства при стыковке и расстыковке, а также обеспечение автоматического приведения устройства в исходное состояние после расстыковки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном прототипе, содержащем корпус, подпружиненные защелки, шток с головкой, размыкающую втулку и подпружиненный выталкиватель, каждая из подпружиненных защелок подвижно установлена на закрепляемой в корпусе оси и выполнена с тремя конусными поверхностями - входной, размыкающей и удерживающей, заплечиком и овальным отверстием, в котором размещен ограничительный штифт, укрепленный на корпусе, ступенчатая головка штока выполнена в форме усеченного круглого конуса, боковая поверхность которого взаимодействует при стыковке с входными конусными поверхностями подпружиненных защелок, нижнее основание взаимодействует в состыкованном состоянии с заплечиками подпружиненных защелок, а на верхнем основании закреплен стержень с головкой, на котором размещена с возможностью перемещения вдоль оси стержня упомянутая размыкающая втулка, выполненная в форме цилиндра с коническим выступом у верхнего основания, взаимодействующим при расстыковке с размыкающими и удерживающими конусными поверхностями подпружиненных защелок, при этом подпружиненный выталкиватель взаимодействует с головкой стержня.

На фиг.1 показано устройство в состыкованном рабочем положении;
на фиг. 2 - то же в начальной фазе стыковки или в конечной фазе расстыковки;
на фиг.3 - то же в начальной фазе расстыковки;
на фиг.4 - то же в промежуточной фазе расстыковки.

Быстроразъемное соединительное устройство содержит корпус 1, подпружиненные защелки 2, подвижно надетые на закрепляемые в корпусе 1 оси 3, пружины 4, у каждой из которых один конец закреплен на оси 3, а другой прижат к ребру 5 подпружиненной защелки 2, ограничительные штифты 6, закрепленные в корпусе 1 и размещенные в овальных отверстиях 7 подпружиненных защелок 2, шток 8 с головкой 9 в форме усеченного круглого конуса, стержень 10 с головкой, закрепленный на верхнем основании 11 усеченного круглого конуса головки 9 штока 8, размыкающую втулку 12 с коническим выступом 13 и пазом 14, в котором размещена пружина 15, упирающаяся свободным концом в головку стержня 10, выталкиватель 16 с пружиной 17. Каждая из подпружиненных защелок 2 имеет заплечико 18 и три конусные поверхности - 19, 20 и 21, образующие соответственно входной, размыкающий и удерживающий конусы.

Устройство работает следующим образом.

При поступательном движении штока 8 размыкающая втулка 12, прижатая пружиной 15 к верхнему основанию 11 усеченного конуса головки 9 штока 8, свободно входит в отверстие входного конуса 19, боковая поверхность 22 усеченного конуса головки 9 штока 8 упирается в кромки входной конусной поверхности 19 и раздвигает защелки 2, преодолевая усилия пружин 4, головка стержня 10 давит на выталкиватель 16, сжимая пружину 17 (фиг.2).

На фиг.1 показано устройство в состыкованном положении, при котором подпружиненные защелки 2 под действием пружин 4 заходят заплечиками 18 за нижнее основание 23 усеченного конуса головки 9 штока 8, предотвращая выход штока.

Для расстыковки устройства к штоку 8 прилагается внешняя сила F в том же направлении, что и при стыковке. При этом шток перемещается внутрь устройства, кромка конического выступа 13 размыкающей втулки 12 скользит по размыкающим конусным поверхностям 20 и раздвигает подпружиненные защелки 2, преодолевая усилия пружин 4, стержень 10 перемещает выталкиватель 16, полностью сжимая его пружину 17. Подпружиненные защелки 2 под действием пружин 4 прижимаются удерживающими конусными поверхностями 21 к коническому выступу 13 размыкающей втулки 12, удерживая ее в этом положении (фиг.3).

При снятии внешней силы F, приложенной к штоку 8, выталкиватель 16 под действием сжатой пружины 17 перемещает шток в сторону расстыковки. При этом размыкающая втулка 12, удерживаемая конусными поверхностями 21 подпружиненных защелок 2, остается неподвижной до полного сжатия пружины 15, так как удерживающее втулку усилие пружин 4 превосходит усилие сжимающейся пружины 15. При дальнейшем перемещении штока 8 под воздействием выталкивателя 16 головка стержня 10 приходит в соприкосновение с размыкающей втулкой 12 и выводит ее конический выступ 13 из зацепления с удерживающими конусными поверхностями 21 подпружиненных защелок 2, так как усилие пружины 17 превосходит усилие пружин 4, удерживающее втулку 12. При этом нижнее основание 23 усеченного конуса головки 9 штока 8 выходит из области пространства, где возможен его захват заплечиками 18 защелок 2 (фиг.4).

Размыкающая втулка 12, выведенная из зацепления с защелками 2, прижимается усилием пружины 15 к верхнему основанию 11 усеченного конуса головки 9 штока 8. Подпружиненные защелки 2 под действием пружин 4 прижимаются конусными поверхностями 19 к боковой поверхности 22 усеченного конуса головки 9 штока 8, не препятствуя извлечению штока (фиг.2). Края овальных отверстий 7 подпружиненных защелок 2 упираются в ограничительные штифты 6 и удерживают подпружиненные защелки в положении, не препятствующем выходу размыкающей втулки 12.

Устройство расстыковано и автоматически приведено в исходное состояние для повторной стыковки.

Быстроразъемное соединительное устройство обеспечивает надежность соединения, простоту и быстродействие использования при стыковке и расстыковке, обеспечивает автоматическое приведение устройства в исходное состояние после расстыковки. При этом устройство просто по конструкции, позволяет, варьируя размеры деталей и жесткость пружин, изменять величину сил, прилагаемых к штоку для стыковки и расстыковки, и соотношение этих сил, получать как мощные стыковочные узлы, способные выдерживать большие нагрузки, так и малогабаритные легкие защелки. Детали устройства технологичны и могут быть изготовлены на станках автоматах и методом холодной штамповки.

Источники информации
1. Патент ФРГ 3519954, кл. Е 05 В 65/44, 1998.

2. Европатент 641942, кл. F 16 B 21/08, 1994.

3. Авторское свидетельство СССР 693060, кл. F 16 B 21/06, 1977.

4. Европатент 0326096, кл. F 16 B 21/06, 1989 (прототип).

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к быстроразъемным устройствам защелкивающего действия. Быстроразъемное соединительное устройство содержит корпус, подпружиненные защелки, шток с головкой, размыкающую втулку и подпружиненный выталкиватель. Каждая из подпружиненных защелок подвижно установлена на закрепляемой в корпусе оси и выполнена с тремя конусными поверхностями - входной, размыкающей и удерживающей, заплечиком и овальным отверстием, в котором размещен ограничительный штифт, укрепленный на корпусе. Головка штока выполнена в виде усеченного круглого конуса, боковая поверхность которого взаимодействует при стыковке с входными конусными поверхностями подпружиненных защелок, нижнее основание взаимодействует в состыкованном состоянии с заплечиками подпружиненных защелок, а на верхнем основании закреплен стержень с головкой, на котором размещена с возможностью перемещения вдоль оси стержня упомянутая размыкающая втулка, выполненная в форме цилиндра с коническим выступом у верхнего основания, взаимодействующим при расстыковке с размыкающими и удерживающими конусными поверхностями подпружиненных защелок, при этом подпружиненный выталкиватель взаимодействует с головкой стержня. В результате обеспечиваются надежность, быстродействие и простота использования устройства при стыковке и расстыковке, а также автоматическое приведение устройства в исходное состояние после расстыковки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Быстроразъемное соединительное устройство, содержащее корпус, подпружиненные защелки, шток с головкой, размыкающую втулку и подпружиненный выталкиватель, отличающееся тем, что каждая из подпружиненных защелок подвижно установлена на закрепляемой в корпусе оси и выполнена с тремя конусными поверхностями - входной, размыкающей и удерживающей, заплечиком и овальным отверстием, в котором размещен ограничительный штифт, укрепленный на корпусе, головка штока выполнена в виде усеченного круглого конуса, боковая поверхность которого взаимодействует при стыковке с входными конусными поверхностями подпружиненных защелок, нижнее основание взаимодействует в состыкованном состоянии с заплечиками подпружиненных защелок, а на верхнем основании закреплен стержень с головкой, на котором размещена с возможностью перемещения вдоль оси стержня упомянутая размыкающая втулка, выполненная в форме цилиндра с коническим выступом у верхнего основания, взаимодействующим при расстыковке с размыкающими и удерживающими конусными поверхностями подпружиненных защелок, при этом подпружиненный выталкиватель взаимодействует с головкой стержня. 2. Быстроразъемное соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что размыкающая втулка имеет на торце паз, в котором размещена пружина, упирающаяся свободным концом в головку стержня. 3. Быстроразъемное соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что пружины размыкающей втулки, подпружиненных защелок и выталкивателя имеют разную жесткость, при этом усилие, создаваемое пружинами подпружиненных защелок, больше усилия пружины размыкающей втулки, а усилие пружины выталкивателя больше усилия пружин подпружиненных защелок.