ЗАМКОВОЕ УСТРОЙСТВО ТЕМПЕРАТУРНОЙ РАЗВЯЗКИ Российский патент 2021 года по МПК F16B2/18 B64G1/22 

Настоящее устройство относится к космической отрасли машиностроения, в частности к механизмам удержания, например, панелей космических аппаратов в транспортировочном положении, а также обеспечению температурной развязки между элементами космического аппарата. При выводе космического аппарата требуется жесткое закрепление всех частей ввиду действия высоких нагрузок. Однако при работе космического аппарата, когда конструкция находится в невесомости, на основной план выходит точность работы оборудования. Данное устройство отсоединяет некоторые элементы конструкции от несущих частей аппарата с целью устранения влияния расширения-сжатия материалов, вызванных перепадом температур на высокоточное оборудование космического аппарата.

Из существующего уровня техники известно устройство отделения и раскрытия створок батареи солнечной космического аппарата (патент RU №2441817). Устройство состоит из рамы, жестко закрепленной на валу электропривода, и двух пакетов створок, в которых нижние створки закреплены на раме, а остальные створки соединены между собой шарнирно, причем рама и пакеты створок с помощью пиросредств закреплены на корпусе космического аппарата; батарея солнечная имеет прижимные замки, расположенные вдоль створок, причем с одной стороны замки взаимодействуют жестко с рамой, а с другой стороны - с верхними створками пакетов, при этом на корпусе прижимных замков шарнирно закреплены крюки, взаимодействующие с подпружиненными штоками прижимных замков и с качалками, которые закреплены на подпружиненной тяге, размещенной на раме, на которой также жестко закреплены пирочеки, взаимодействующие с поворотным рычагом, закрепленным на указанной тяге шарнирно. Подпружиненные штоки можно подбирать в зависимости от толщины пакета, не меняя при этом основную механическую часть устройства. Устройство раскрывается благодаря пирочекам, которые вынесены за пределы конструкции, при этом одна пирочека активирует несколько связанных устройств отделения по средствам жестких подпружиненных тяг. Недостатком устройства является то, что сама замковая часть не содержит пружины, а значит, не содействует раскрытию и снижает тем самым надежность срабатывания.

Также известен рычажный замок (патент RU №2267450). Замок содержит кронштейн с основанием, закрепляемым на одном отделяемом элементе, рычаг, установленный на кронштейне с возможностью поворота, стягивающий элемент с резьбовой частью на одном конце, устанавливаемый на другом отделяемом элементе перпендикулярно основанию кронштейна в его отверстии, крепежный элемент, установленный на стягивающем элементе, и пружину. Замок снабжен дополнительным рычагом, установленным на кронштейне с возможностью поворота, и звеном, кинематически связывающим одни плечи обоих рычагов, при этом пружина растяжения одним концом зафиксирована на кронштейне, а другим - в месте соединения одного плеча рычага с указанным звеном, рычаги установлены на основании кронштейна, а стягивающий элемент, устанавливаемый резьбовой частью одного конца непосредственно в другом отделяемом элементе, выполнен с резьбовой частью на другом конце, на котором с возможностью контакта с двумя другими плечами рычагов установлен крепежный элемент. Во взведенном состоянии плечи удерживаются через ребро, при этом плечи удерживают шток через гайку с шаровидной площадкой. При отпускании ребра плечи разворачиваются под действием пружины, отпуская шток (стягивающий элемент). Устройство принято за прототип.

Устройство отделения имеет ряд недостатков в части:

- сложности технологии установки (эксплуатационные характеристики) - кронштейн с плечами должен быть точно установлен относительно штока;

- низкие функциональные возможности - замок работает только на стягивание удерживаемых элементов (шток работает на растяжение);

- ограниченные функциональные возможности - после срабатывания удерживаемые элементы способны перемещаться только в одном из направлений от плоскости разъема;

- недостаточно высокая надежность - при отказе (нераскрытии) одного из устройств отделения отказывает вся система удержания элементов (не раскрываются и остальные устройства отделения); пружина растяжения установлена с одной стороны от плеч, что при воздействии создает перекос системы, и, как следствие, повышенные трения при срабатывании.

Техническими проблемами, решаемыми заявляемым изобретением, являются повышение надежности и эксплуатационных характеристик устройства, а также расширение функциональных возможностей.

Поставленные задачи решаются за счет того, что: замковое устройство температурной развязки содержит кронштейн с основанием и ребрами, закрепленный на удерживающем элементе конструкции; рычаг, установленный на кронштейне с возможностью поворота; стягивающий элемент, пружину; стягивающий элемент выполнен в виде штока, фиксированного одной стороной на шаровом подшипнике крепления, резьбовая часть крепления установлена на удерживаемом элементе конструкции; другой стороной сферической формы шток размещен в чашке кронштейна и в транспортировочном положении поджат крюком; крюк соединен одной осью со звеном рычага, а другой осью – с кронштейном; рычаг установлен на оси, проходящей через центр пружины и ребра кронштейна; при этом применена пружина спирального типа, которая внутренним концом жестко закреплена на ребре кронштейна, а внешним концом – на плече рычага; в выемку плеча рычага установлен шариковый наконечник троса, удерживающего систему замковых устройств.

Изобретение поясняется чертежами:

Фиг.1 – Замковое устройство. Общий вид 1;

Фиг.2 – Замковое устройство. Общий вид 2;

Фиг.3 – Замковое устройство в сработанном положении (пружина не показана).

Кронштейн 4 с основанием и ребрами закреплен на одном элементе конструкции, например, корпусе космического аппарата. Шток 1 одной стороной фиксирован на шаровом подшипнике 2 крепления 3. Другой стороной сферической формы (головой) шток 1 уложен в чашку кронштейна 4, и в транспортировочном положении поджат от выпадения крюком 5. Шток 1 ограничен двумя шаровыми элементами, а крепление 3 за счет его резьбовой части 6 имеет возможность вкручивать и выкручивать крепление 3, что позволяет производить регулировку вылета крепления относительно удерживаемого/фиксируемого элемента. За счет регулировки возможна неточная установка крепления 3 относительно кронштейна 4. Крепление 3 – деталь, устанавливаемая на удерживаемом элементе конструкции (например, астроплате космического аппарата), при этом за крепление 3 крепится шток 1. За счет установки и поджатия головы штока 1 на шток могут воздействовать растягивающие и сжимающие нагрузки. Крюк 5 соединен осью 13 со звеном рычага 7, а осью 12 – с кронштейном 4. Рычаг 7 установлен на оси 8, проходящей через ребра кронштейна 4 и центр спиральной пружины 9. При этом спиральная пружина внутренним концом жестко закреплена на ребре кронштейна 4, а внешним концом – на плече рычага 7. В транспортировочном положении пружина 9 сжата. Вся система удерживается тросом 10 с шариковым наконечником 11. Наконечник 11 устанавливается в выемку плеча рычага 7. Таким образом, наконечник 11 и, соответственно, трос 10 закреплены не жестко, и при заклинивании замка наконечник 11 может выйти из зацепления (контакта) с плечом рычага 7. Трос 10 удерживает рычаг 7 от проворачивания под воздействием спиральной пружины 9.

Работа замкового механизма происходит следующим образом. В транспортировочном положении шток 1 фиксирован на шаровом подшипнике 2 крепления 3, а голова штока находится в чашке кронштейна 4 и зажата крюком 5. Замковое устройство удерживается от открытия тросом 10. После срабатывания инициирующего устройства трос 10 отпускается. При отпускании троса 10 рычаг 7 разворачивается под действием пружины 9 вокруг оси 8. За рычагом 7 разворачивается крюк 5 вокруг осей 13 и 12, при этом освобождая шток 1. В свою очередь сферическая часть штока 1 выпадает из чашки кронштейна 4, обеспечивая развязку удерживаемой детали. Если одно из замковых устройств в системе удержания не сработало, шариковый наконечник 11 выходит из зацепления с рычагом 7 под действием других замковых устройств, удерживаемых одним тросом (системы замковых устройств). Таким образом, неисправное замковое устройство не влияет на срабатывание исправных замковых устройств системы.

Технический результат, достигаемый при использовании замка реализуемого по заявляемому способу, заключается в том, что:

1. В конструкцию замкового устройства введены шаровые элементы, а конструкция крепления выполняется с винтовой регулировкой, что позволяет компенсировать неточную установку элементов конструкции. Отсутствует необходимость точной установки друг относительно друга удерживающего и удерживаемого элемента;

2. Шток работает на растяжение и сжатие благодаря способу фиксации штока;

3. Шток после срабатывания освобождается и может перемещаться во всех направлениях, не создавая ограничений перемещению. При срабатывании замка удерживаемая деталь может перемещаться в обе стороны от плоскости разъема соединения;

4. Трос, удерживающий замковое устройство закрепляется не жестко, а с помощью шарикового наконечника, который вкладывается в выемку на рычаге, и дает возможность выхода из зацепления рычага и троса в случае заклинивания замка. За счет этого гарантируется срабатывание исправных замков системы вне зависимости от количества неисправных (несработавших) замковых устройств;

5. В конструкции установлена спиральная пружина (пружина кручения) которая создает крутящий момент, не создавая дополнительных перекосов детали, исключая дополнительное трение при срабатывании.

Реализация заявляемого технического решения позволяет повысить надежность и эксплуатационные характеристики устройства, а также расширить его функциональные возможности.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к механизмам удержания. Замковое устройство температурной развязки содержит кронштейн, рычаг, стягивающий элемент, пружину. Стягивающий элемент выполнен в виде штока, фиксированного одной стороной на шаровом подшипнике крепления. Резьбовая часть крепления установлена на удерживаемом элементе конструкции. Другой стороной сферической формы шток размещен в чашке кронштейна и в транспортировочном положении поджат крюком. Крюк соединен одной осью со звеном рычага, а другой осью с кронштейном. Рычаг установлен на оси, проходящей через центр пружины спирального типа и ребра кронштейна. В выемку плеча рычага установлен шариковый наконечник троса, удерживающего систему замковых устройств. Достигается повышение надежности. 3 ил.

Замковое устройство температурной развязки, содержащее кронштейн с основанием и ребрами, закрепленный на удерживающем элементе конструкции, рычаг, установленный на кронштейне с возможностью поворота, стягивающий элемент, пружину, отличающееся тем, что стягивающий элемент выполнен в виде штока, фиксированного одной стороной на шаровом подшипнике крепления, резьбовая часть крепления установлена на удерживаемом элементе конструкции, другой стороной сферической формы шток размещен в чашке кронштейна и в транспортировочном положении поджат крюком, крюк соединен одной осью со звеном рычага, а другой осью с кронштейном, рычаг установлен на оси, проходящей через центр пружины и ребра кронштейна, при этом применена пружина спирального типа, которая внутренним концом жестко закреплена на ребре кронштейна, а внешним концом на плече рычага, в выемку плеча рычага установлен шариковый наконечник троса, удерживающего систему замковых устройств.