УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК F16B7/04 F16B21/18 F16L19/08 F16L19/10 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к соединительным устройствам, обеспечивающим соединение и разъединение двух деталей без доступа к стыку.

Известно замковое соединение цилиндрических деталей, содержащее охватываемую и охватывающую детали с совмещенными канавками на обращенных одна к другой поверхностях и разрезное пружинное кольцо, размещенное между соединяемыми деталями в оппозитно расположенных канавках (см. авт. СССР №1670207, кл. F16B 21/18, 1991 г.).

К недостаткам данного замкового соединения следует отнести ограниченную возможность осевых смещений деталей, а также необходимость приложения осевых усилий для соединения деталей.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является узел соединения, содержащий охватываемую цилиндрическую и охватывающую детали, установленные с возможностью упора одна в другую и выполненные с оппозитными канавками на взаимообращенных поверхностях, в которых размещены взаимодействующие между собой стопорное разрезное кольцо растяжения с конической внутренней поверхностью, конгруэнтной наружной поверхности дна канавки охватываемой детали, и дополнительное разрезное кольцо, выполненное из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ), и имеющие в исходном положении наружный диаметр, не превышающий наружный диаметр охватываемой детали (см. патент РФ №2167346, кл. F16B 21/18,2001 г.).

Недостатками этого узла соединения являются:

- необходимость использования второго кольца с ЭПФ при разъединении деталей, что повышает стоимость узла соединения;

- увеличенная металлоемкость конструкции, связанная с использованием второго кольца с ЭПФ и увеличением продольных размеров узла соединения.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и снижение стоимости узла соединения.

Указанный технический результат достигается тем, что в узле соединения, содержащем охватываемую цилиндрическую и охватывающую детали, установленные с возможностью упора одна в другую и выполненные с оппозитными канавками на взаимообращенных поверхностях, в которых размещены взаимодействующие между собой стопорное разрезное кольцо растяжения с конической внутренней поверхностью, конгруэнтной наружной поверхности дна канавки охватываемой детали, и дополнительное разрезное кольцо, выполненное из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ), и имеющие в исходном положении наружный диаметр, не превышающий наружный диаметр охватываемой детали, согласно изобретению, дополнительное разрезное кольцо из материала с ЭПФ зафиксировано от осевого перемещения относительно стопорного разрезного кольца фиксаторами и своей торцевой частью жестко соединено с торцевой частью охватываемой детали, при этом дополнительное кольцо выполнено со стороны стопорного кольца с удлиненными в поперечном сечении каналами для размещения фиксаторов.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что опорный торец охватываемой детали для дополнительного кольца выполнен съемным, причем внутренний диаметр его соответствует минимальному диаметру стопорного кольца в исходном положении.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид узла соединения в рабочем положении; на фиг.2 - вид кольца из материала с ЭПФ со стороны торца; на фиг.3 - вид А на фиг.2 (кольцо в рабочем положении).

Узел соединения содержит соосно установленные охватывающую 1 и охватываемую 3 детали, опирающиеся одна в другую по стыку 5. На взаимообращенных поверхностях деталей 1 и 3 выполнены оппозитные кольцевые канавки соответственно 2 и 4, причем канавка 4 в охватываемой детали имеет коническое дно 8. В полости совмещенных канавок 2 и 4 расположено стопорное разрезное кольцо растяжения 6, которое при осевом перемещении в сторону меньшего основания кольцевой канавки 4 оказывает радиальное давление на коническую поверхность 8. Стопорное кольцо 6 посредством фиксаторов 13 жестко соединено с дополнительным кольцом 9, выполненным из материала с ЭПФ и обеспечивающим при изменении его формы перемещение стопорного кольца 6 вдоль продольной оси соединяемых деталей 1 и 3 до его упора меньшей торцевой поверхностью 10 в торцевую поверхность 11 кольцевой канавки 2 охватывающей детали 1. Дополнительное кольцо 9 с противоположной стороны жестко соединено с опорным торцом 14 охватываемой детали 3 для него, выполненным съемным для обеспечения удобства монтажа и демонтажа колец 6 и 9. При этом внутренний диаметр опорного торца 14 выполнен соответственно минимальному диаметру стопорного кольца 6 в исходном (свободном) положении.

Узел соединения работает следующим образом. В кольцевой канавке 4 охватываемой детали 3 устанавливают заранее жестко соединенные между собой стопорное 6 и дополнительное кольца 9 из материала с ЭПФ и съемный опорный торец 14 охватываемой детали 3. В исходном положении перед соединением деталей 1 и 3 стопорное 6 и дополнительное 9 кольца расположены в кольцевой канавке 4 таким образом, что их наружные диаметра не выступают за диаметр наружной поверхности охватываемой детали 3. В рабочем положении дополнительное кольцо 9 имеет волнообразную форму (см. фиг.3), причем дополнительное кольцо 9 соединено со стопорным кольцом 6 и съемным опорным торцом 14 вершинами волн. Это положение колец 6 и 9 жестко фиксируют штифтами 13, которые устанавливают в совмещенных каналах 12 колец 6 и 9, причем каналы 12 в дополнительном кольце 9 имеют продолговатую форму (см. фиг.2 и 3). Форму каналов 12 выбирают соответственно траектории движения фиксаторов 13, размещенных в каналах стопорного кольца 6 при его осевом и радиальном перемещениях. С другой стороны дополнительное кольцо 9 жестко соединяют со съемным торцом 14. После этого деталь 1 надевают на деталь 3 до их взаимного соприкосновения по стыку 5 и нагревают дополнительное кольцо 9 до температуры восстановления его волнистой формы. При этом дополнительное кольцо 9 перемещает стопорное разрезное кольцо 6 по конической поверхности 8 благодаря конгруэнтной форме его внутренней поверхности 7. Стопорное кольцо 6 при перемещении по конической поверхности 8 расширяется, увеличиваясь в диаметре, и в крайнем положении упирается своей меньшей торцевой поверхностью 10 в торцевую поверхность кольцевой канавки 2 охватывающей детали 1. Это обеспечивает надежное соединение деталей 1 и 3.

Для разъединения узла используют дополнительное кольцо 9 с реверсивным эффектом памяти, когда материал при одной форме «вспоминает» одну форму, а при другой температуре - другую. Благодаря этому при нагреве кольца 9 до заданной температуры оно переводится в исходное положение, т.е. кольцо сжимается в осевом направлении. При этом благодаря жесткой связи кольца 9 с опорным торцом 14 кольцо 9 подтягивается к опорному торцу 14 и подтягивает туда же и соединенное с ним стопорное кольцо 6. При этом стопорное кольцо 6, перемещаясь вдоль конической поверхности 8 в сторону большей торцевой поверхности кольцевой канавки 4, сжимается, уменьшаясь в диаметре, и благодаря этому оно выходит из кольцевой канавки 2 и освобождает охватываемую деталь 3 от охватывающей детали 1.

Применение предложенного устройства исключает необходимость использования второго кольца с ЭПФ при разъединении деталей, что уменьшает стоимость узла соединения, кроме того, предложенное устройство имеет более компактную конструкцию, что в ряде случаев имеет существенное значение.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к соединительным устройствам, обеспечивающим соединение и разъединение двух деталей без доступа к стыку. Узел соединения содержит охватываемую цилиндрическую и охватывающую детали, установленные с возможностью упора одна в другую и выполненные с оппозитными канавками на взаимообращенных поверхностях. В этих канавках размещены взаимодействующие между собой стопорное разрезное кольцо растяжения с конической внутренней поверхностью, конгруэнтной наружной поверхности дна канавки охватываемой детали, и дополнительное разрезное кольцо, выполненное из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ), и имеющие в исходном положении наружный диаметр, не превышающий наружный диаметр охватываемой детали. Дополнительное разрезное кольцо из материала с ЭПФ соединено с одной стороны со стопорным разрезным кольцом, а с другой стороны - с торцевой частью охватываемой детали, выполненной съемной. При этом дополнительное кольцо выполнено со стороны стопорного кольца с удлиненными в поперечном сечении каналами для размещения фиксаторов. Предложенное устройство позволяет упростить конструкцию узла соединения и уменьшить его стоимость. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

1. Узел соединения, содержащий охватываемую цилиндрическую и охватывающую детали, установленные с возможностью упора одна в другую и выполненные с оппозитными канавками на взаимообращенных поверхностях, в которых размещены взаимодействующие между собой стопорное разрезное кольцо растяжения с конической внутренней поверхностью, конгруэнтной наружной поверхности дна канавки охватываемой детали, и дополнительное разрезное кольцо, выполненное из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ) и имеющее в исходном положении наружный диаметр, не превышающий наружный диаметр охватываемой детали, отличающийся тем, что дополнительное разрезное кольцо из материала с ЭПФ зафиксировано от осевого перемещения относительно стопорного разрезного кольца и своей торцевой частью жестко соединено с торцевой частью охватываемой детали, при этом дополнительное кольцо выполнено со стороны стопорного кольца с удлиненными в поперечном сечении каналами для размещения фиксаторов.

2. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что опорный торец охватываемой детали для дополнительного кольца выполнен съемным, причем внутренний диаметр его соответствует минимальному диаметру стопорного кольца в исходном положении.