СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЛИСТОВОГО УПРУГОГО МАТЕРИАЛА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2024 года по МПК F16B5/07 

Соединительный узел относится к сборно-разборному узлу крепления типа “шип-паз” плоских деталей из листового упругого материала и может быть использован в разъемных соединениях, например, в детских конструкторах для неоднократной сборки и разборки 3Д моделей.

Из области техники, патент № 206777 с приоритетом от 19.06.2021 г., известно сборное изделие из листового материала, включающее собранные в единую конструкцию детали, попарно соединенные между собой посредством шипового соединения, для чего, по крайней мере, один участок края первой детали пары выполнен в виде шипа, перпендикулярно расположенного относительно участка второй детали пары, выполненного в форме паза с обеспечением вставления в него шипа, отличающееся тем, что на торцах шипа первой детали пары, имеющего П-образный вырез в центральной части, выполнены фаски, а паз выполнен фигурным с расположенным в его центральной части сплошнотелым ромбовидным элементом и торцами, выполненными с заоваливанием радиусом, при этом сплошнотелый ромбовидный элемент паза выполнен обеспечивающим его размещение в П-образном вырезе шипа с натягом.

Из области техники, патент № 2769086 с приоритетом от 09.06.2021 г., известно соединение пластинчатых деталей выполненных плоскими, одна из которых снабжена шипом, с возможностью ввода в продольный паз другой детали, снабженной клиновидными выступами, отличающееся тем, что клиновидные выступы выполнены на торцевой части продольного паза, шип состоит из трех элементов, разделенных пропилами, с компенсационными отверстиями, причем крайние элементы снабжены по крайней мере одним зубцом, обращенными в противоположные стороны, и имеют возможность упругого контакта с клиновидными выступами продольного паза при их вводе.

Из области техники, патент №2690331 с приоритетом от 10.05.2017 г., известно соединение деталей из листового материала неравномерной толщины по способу соединения "шип-паз" где узел неподвижно соединенных деталей, выполненных плоскими на участке соединения и из материала с неравномерной толщиной, имеющего заданные значения максимальной и минимальной толщины, содержащий первую и вторую детали, участок края одной из которых выполнен в виде шипа с возможностью вставления в паз, выполненный во второй соединяемой детали, с расположением шипа перпендикулярно участку детали с пазом, отличающийся тем, что на краю паза выполнено не менее одного выступа клиновидной формы, высота которого установлена в зависимости от разности между заданными максимальной и минимальной толщинами материала с обеспечением зацепления с шипом второй детали, включая использование деталей с минимальной толщиной их материала, при этом упомянутый паз выполнен с высотой, превышающей среднюю толщину материала детали с шипом на величину предельного заданного отклонения толщины материала деталей в большую сторону.

Упомянутые выше технические решения не предназначены для многоразовой сборки и разборки. Разборка таких соединений приведет либо к потере работоспособности соединения, либо к разрушению элементов конструкции соединения.

Самым близким по своей технической сущности является описанное в патенте № 192423 с приоритетом от 14.06.2019г., универсальное крепление состоит из прямоугольного выступа, расположенного на одной из соединяемых деталей, и прямоугольного паза, расположенного на другой. Выступ имеет две фаски по краям и, по меньшей мере, одну прорезь, выполненную вдоль выступа, при этом ширина выступа на конце больше, чем у его основания, и больше ширины прямоугольного паза.

Недостатком данного соединения является то, что в собранном состоянии деталей конструктора шип выступает за пределы паза и может быть поврежден во время игры, что впоследствии не позволит повторно собрать детали конструктора, кроме того при эксплуатации края деталей конструктора начинают махриться, что также препятствует сборке разборке деталей конструктора.

Техническим результатом предлагаемого устройства является создание надежного сборно-разборного узла крепления типа “шип-паз” плоских деталей из листового упругого материала с возможностью их неоднократного разъединения и соединения без применения дополнительного инструмента.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что соединительный узел деталей из листового упругого материала, по первому варианту, содержащий по крайней мере две сопрягаемые детали, участок края одной из которых выполнен в виде шипа с возможностью размещения в паз второй соединяемой детали, при этом высота шипа не превышает толщину детали с пазом. Крой деталей из листового материала выполнен методом лазерной резки при этом, шип содержит не менее одного упруго отклоняющегося лепестка, причем торец шипа является основанием лепестка и выполнен меньше ширины паза сопрягаемой детали. Ширина зазора между лепестком и шипом равна разнице ширины шипа и паза, а толщина лепестка и ширина его основания равны 1/3 толщины детали. Соединительный узел деталей из листового упругого материала, по второму варианту, содержащий по крайней мере две сопрягаемые детали, участок края одной из которых выполнен в виде шипа с возможностью размещения в паз второй соединяемой детали, а высота шипа не превышает толщину детали с пазом. Крой деталей из листового материала выполняют методом лазерной резки, и паз содержит не менее одного упруго отклоняющегося лепестка. Основанием лепестка является торец детали, и ширина паза с торца детали выполнена больше ширины шипа сопрягаемой детали. Ширина зазора между лепестком и стенкой паза равна разнице ширины шипа и паза, а толщина лепестка и ширина его основания равны 1/3 толщины детали. В момент установки шипа в паз, лепесток упруго деформируется у своего основания и после установки шипа в паз лепесток с силой действует на стенки паза в первом варианте и на шип во втором варианте, что обеспечивает в том и в другом случаи надежность соединения деталей. Соединительный узел образует надежное сборно-разборное соединение деталей, позволяющее неоднократно соединять и разъединять их без дополнительных инструментов. Выполнение кроя деталей из листового материала методом лазерной резки основан на тепловом воздействии лазерного излучения на края материала, при этом края деталей из листового материала оплавляются, что позволяет краям деталей не махриться при неоднократной сборке и разборки деталей, например 3Д модели конструктора. Высота шипа не превышает толщину детали с пазом, таким образом шип не выступает за пределы паза, что обеспечивает целостность шипа при сборке, эксплуатации и разборке 3Д модели. Особенностью конструкции лепестка, является то, что в первом варианте, его основанием является торец шипа (плоскость А), а во втором варианте, его основанием является торец детали, а сам лепесток расположен в пазе. Далее приведены значения параметров для древесноволокнистой плиты высокой плотности (HDF) номинальной толщиной d = 3 мм, подобранных эмпирическим путем таким образом, чтобы соблюсти баланс между силой соединения, комфортом сборки и прочностью элементов конструкции. Разница между шириной шипа b и паза а составляет 0,1-0,15 толщины листа d. Ширина зазора c равна разнице ширины шипа b и паза а. Толщина f и ширина основания лепестка e равны 1/3 толщины используемого материала. В зависимости от материала значения параметров могут меняться, сохраняя приведенную выше пропорцию. Это позволяет не только обеспечить многократное использование соединения, но и уменьшить усилие, с которым происходит сборка и разборка соединения. При разборке 3Д модели достаточно потянуть соединённые детали в разные стороны, и они с легкостью разъединятся.

Суть технического решения поясняется чертежами, где на фигуре 1, по первому варианту схематически изображены деталь с шипом 1, лепесток 2, шип 3, деталь с пазом 4, паз 5. На фигуре 2 по первому варианту схематически изображены деталь с шипом 1, лепестки 2, шип 3, деталь с пазом 4, паз 5, ширина паза a, ширина шипа b, ширина зазора c, толщина материала d, ширина основания лепестка e, толщина лепестка f; торец шипа А. На фигуре 3 по второму варианту схематически изображены деталь с шипом 1, лепесток 2, шип 3, деталь с пазом 4, паз 5. На фигуре 4 по второму варианту изображены деталь с пазом 1, лепестки 2, шип 3, деталь с пазом 4, паз 5, ширина паза a, ширина шипа b, ширина зазора c, толщина материала d, ширина основания лепестка e, толщина лепестка f.

Соединительный узел деталей из листового упругого материала собирается следующим образом. Детали с шипом 1, и деталь с пазом 4, совмещают друг с другом таким образом, чтобы шип 3, являющейся неотъемлемой частью детали 1 с одной стороны был совмещен в пазом 5 на ответной детали, при прикладывании необходимого усилия за счет наличия упругого лепестка 2 в момент установки шипа 3 в паз 5 лепесток 2 упруго деформируется у своего основания, и после чего с силой действует на шип 3 во втором варианте и стенки паза 5 в первом варианте, что обеспечивает в том и в другом случаи надежность соединения деталей 1 и 2. При разборке 3Д модели достаточно потянуть соединённые детали 1 и 2 в разные стороны, они с легкостью разъединятся. Совокупность признаков нова и позволяет собирать и разбирать детали без повреждения и без дополнительных инструментов.

Изобретение относится к сборно-разборному узлу крепления типа ʺшип-пазʺ плоских деталей из листового упругого материала и может быть использовано в разъемных соединениях. Соединительный узел содержит по крайней мере две сопрягаемые детали, участок края одной из которых выполнен в виде шипа с возможностью размещения в паз второй соединяемой детали, при этом высота шипа не превышает толщину детали с пазом. Крой деталей из листового материала выполнен методом лазерной резки. Шип содержит не менее одного упругоотклоняющегося лепестка. Торец шипа является основанием лепестка и выполнен меньше ширины паза сопрягаемой детали. Ширина зазора между лепестком и шипом равна разнице ширины шипа и паза, а толщина лепестка и ширина его основания равны ¹/₃ толщины детали. Соединительный узел, по второму варианту, содержит по крайней мере две сопрягаемые детали, участок края одной из которых выполнен в виде шипа с возможностью размещения в паз второй соединяемой детали, а высота шипа не превышает толщину детали с пазом. Крой деталей из листового материала выполняют методом лазерной резки, и паз содержит не менее одного упругоотклоняющегося лепестка. Основанием лепестка является торец детали, и ширина паза с торца детали выполнена больше ширины шипа сопрягаемой детали. Ширина зазора между лепестком и стенкой паза равна разнице ширины шипа и паза, а толщина лепестка и ширина его основания равны ¹/₃ толщины детали. Технический результат: создание надежного сборно-разборного узла крепления типа ʺшип-пазʺ плоских деталей из листового упругого материала с возможностью их неоднократного разъединения и соединения без применения дополнительного инструмента. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Соединительный узел деталей из листового упругого материала, содержащий по крайней мере две сопрягаемые детали, участок края одной из которых выполнен в виде шипа с возможностью размещения в паз второй соединяемой детали, а высота шипа не превышает толщину детали с пазом, отличающийся тем, что крой деталей из листового материала выполнен методом лазерной резки, при этом шип содержит не менее одного упругоотклоняющегося лепестка, причем торец шипа является основанием лепестка и ширина торца шипа меньше ширины паза сопрягаемой детали, а ширина зазора между лепестком и шипом равна разнице ширины шипа и паза, при этом толщина лепестка и ширина его основания равны ¹/₃ толщины детали.

2. Соединительный узел деталей из листового упругого материала, содержащий по крайней мере две сопрягаемые детали, участок края одной из которых выполнен в виде шипа с возможностью размещения в паз второй соединяемой детали, а высота шипа не превышает толщину детали с пазом, отличающийся тем, что крой деталей из листового материала выполняют методом лазерной резки, и паз содержит не менее одного упругоотклоняющегося лепестка, при этом основанием лепестка является торец детали и ширина паза с торца детали выполнена больше ширины шипа сопрягаемой детали, причем ширина зазора между лепестком и стенкой паза равна разнице ширины шипа и паза, а толщина лепестка и ширина его основания равны ¹/₃ толщины детали.