Устройство для разъемного соединения длинномерных элементов Российский патент 2024 года по МПК F16B7/04 

Изобретение относится к средствам для закрепления и соединения длинномерных элементов и может использоваться в области строительства, в машиностроении, мебельной промышленности и т.д.

Известно устройство для разъемного соединения длинномерных элементов, описанное в св. №9028 на полезную модель "Устройство для разъемного соединения длинномерных цилиндрических элементов" по кл. F16B 2/00, 2/06, 7/00, 7/04, 7/18, 12/40, з. 16.02.98, опубл. 16.01.99 г.

Известное устройство содержит сферический разъемный по диаметральной плоскости корпус, в котором выполнены три сквозные расточки (пазы) под соединяемые длинномерные элементы, при этом продольные оси всех трех расточек являются непересекающимися, а наружные края расточек образуют на сферической поверхности корпуса криволинейные щечки для частичного охвата соединяемых элементов; в центре диаметральной плоскости, перпендикулярной плоскости разъема, выполнено сквозное отверстие с резьбой под крепежный элемент, угол между продольной осью которого и продольными осями каждой из расточек составляет 20-60°.

Недостатками известного устройства являются его ограниченные функциональные возможности, т.к. оно служит для соединения только цилиндрических элементов. Кроме того, оно является достаточно тяжелым и металлоемким.

Известно устройство для разъемного соединения длинномерных элементов, представленное в п. РФ №2233398 по кл. F16B 2/00, 7/00, з. 12.03.2003 г, опубл. 27.07.2004 г.

Известное устройство для разъемного соединения длинномерных элементов, содержащее разъемный по центральной плоскости сферический двухчастевой корпус с тремя выполненными в нем под соединяемые длинномерные элементы сквозными пазами, продольные оси которых являются непересекающимися, а наружные края образуют на поверхности каждой части корпуса щечки для частичного охвата соединяемых элементов, и сквозным отверстием под крепежный элемент, выполненным в середине сечения в центральной плоскости, перпендикулярной плоскости разъема, причем угол между продольной осью сквозного отверстия и продольными осями каждого из пазов составляет 20-60°, отличается тем, что сквозные пазы в теле корпуса имеют внутренний профиль, идентичный наружному профилю частей длинномерных элементов, входящих в пазы при соединении.

Недостатком известного устройства является сложность изготовления, обусловленная шаровидной формой корпуса, его большая металлоемкость и большой вес.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для разъемного соединения длинномерных элементов, представленное в п. РФ №2670266 по кл. F16B 7/04, з. 06.06.2017 г., оп.19.10.2018 г. и выбранное в качестве прототипа.

Известное устройство характеризуется следующей формулой.

1. Устройство для разъемного соединения длинномерных элементов, содержащее разъемный по центральной плоскости корпус, в котором под соединяемые длинномерные элементы выполнены три сквозные расточки (пазы), продольные оси которых являются непересекающимися, а наружные края расточек образуют на поверхности корпуса криволинейные выпуклые щечки для частичного охвата соединяемых элементов; в центре плоскости, перпендикулярной плоскости разъема, выполнено сквозное отверстие под крепежный элемент, угол между продольной осью которого и продольными осями каждой из расточек составляет 20-60°, при этом криволинейные щечки корпуса имеют внутренний профиль, соответствующий наружному профилю частей соединяемых длинномерных элементов, отличающееся тем, что центральная часть корпуса разъема выполнена плоской в виде равнобедренного треугольника со сквозным отверстием под крепежный элемент в центре, расположенного между криволинейными щечками таким образом, что к каждой из его вершин снаружи с левой стороны примыкает небольшой равнобедренный треугольник с одной криволинейной стороной, образованной на плоскости корпуса верхней частью криволинейной щечки, при этом наружные поверхности щечек также имеют профиль, соответствующий наружному профилю частей соединяемых длинномерных элементов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поверхности криволинейных щечек снабжены дополнительными ребрами жесткости в виде проходящих вдоль продольной оси щечек уплотнительных выпуклых поясков.

Недостатком известного устройства является его не вполне удовлетворительная надежность из-за того, что оно не является достаточно прочным по причине недостаточной жесткости конструкции двух частей корпуса по трем продольным осям, отходящим от отверстия под крепежный элемент в центре корпуса. При этом «продольные» ребра жесткости на щечках не обеспечивают прочности по продольным осям, отходящим от отверстия под крепежный элемент в центре корпуса.

Недостатком известного технического решения является сложность изготовления соединительного устройства, обусловленная, тем, что его корпус изготавливается из металла или пластика литьем или штамповкой либо обработкой резанием, что весьма трудоемко. Кроме того, форма корпуса достаточно металлоемкая. При этом оно неудобно в сборке, т.к. монтажнику приходится при этом держать и болт, и гайку крепежного элемента.

Задачей является упрощение технологии изготовления и сборки при снижении металлоемкости устройства.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для разъемного соединения длинномерных элементов, содержащем разъемный по центральной плоскости корпус, в котором под соединяемые длинномерные элементы выполнены делящие его на две одинаковые по форме и размерам половинки три сквозные полости, продольные оси которых являются непересекающимися, а наружные края полостей образуют на поверхности половинок корпуса криволинейные выпуклые щечки для частичного охвата соединяемых элементов, центральная часть каждой половинки разъемного корпуса имеет расположенное между криволинейными щечками сквозное круглое отверстие в центре под крепежный элемент, угол между продольной осью которого и продольными осями каждой из полостей составляет 20-60°, при этом криволинейные щечки половинок корпуса имеют внутренний и наружный профили, соответствующие наружному профилю частей соединяемых длинномерных элементов, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, каждая из щечек выполнена составной из обращенной выпуклостью наружу дугообразной металлической пластины и обрамляющих ее с обеих наружных сторон двух толстых металлических прутков круглого сечения и неразъемно прикрепленных к ней посредством сварки, при этом пластина имеет толщину вдвое меньше толщины прутка и скошена с одной стороны с ее обращенного к сквозному отверстию края под углом в 45° с образованием с другого ее края прямолинейного участка в четверть ширины пластины, при этом пруток согнут таким образом, что одна его часть со стороны, выходящей вниз наружу, имеет вид части дуги окружности, плавно сопряженной с другого конца с прямолинейным участком прутка, находящегося с ней в одной плоскости, имеющего в его нижней части дугообразный отгиб в плоскости, перпендикулярной первой его части, сопряженный с первой частью прутка заметным изломом в виде кольцевого ребра под тупым углом наклона к внутреннему концу первой части прутка с образованием с одной стороны прутка его частью в виде дуги окружности и с другой его стороны его дугообразным изгибом в совокупности с дугообразной пластиной между ними профиля под один из соединяемых длинномерных элементов, при этом в обеих половинках корпуса сквозное отверстие под соединительный элемент в их центральной части обрамлено выступающей наружу частью в виде шестигранной гайки, неразъемно прикрепленной сверху к цилиндрической втулке, гладкой внутри в одной половинке корпуса и имеющей внутреннюю резьбу в другой половинке корпуса, причем в обеих половинках корпуса к втулкам неразъемно прикреплена начальным участком скошенной поверхности изогнутая дугообразная пластина с образованием между противолежащими скошенными участками края дугообразной пластины и частями ее дугообразной поверхности, а также внутренними сторонами трех дугообразных прутков и частями цилиндрической втулки трех сквозных отверстий в виде косоугольных трапеций, отделенных от сквозного круглого отверстия на толщину втулки с гайкой, при этом дугообразные пластины щечек корпуса и окаймляющие их прутки выполнены методом холодной штамповки, а их соединение между собой - с помощью сварки.

Изготовление половинок корпуса из прутков и пластин, полученных методом холодной штамповки и соединяемых между собой посредством сварки, значительно упрощает технологический процесс сборки, в 2-3 раза снижает количество отходов, уменьшает металлоемкость изделия и в 3-5 раз снижает трудозатраты по сравнению с технологиями литья и горячей штамповки. Более подробно можно отметить следующее.

Выполнение каждой из половинок корпуса в виде трех щечек, состоящих каждая из двух толстых металлических прутков по обеим ее наружным сторонам и неразъемно прикрепленной к ним с наружной стороны обращенной выпуклостью наружу дугообразной металлической пластины, имеющей толщину вдвое меньше толщины прутка и скошенной с одной стороны с ее обращенного к сквозному отверстию края под углом в 45° в совокупности с выполнением их методом холодной штамповки и с последующим соединением их между собой посредством сварки существенно упрощает технологию изготовления изделия, что при обрамлении в одной половинке корпуса сквозного отверстия выступающей наружу гладкой внутри цилиндрической втулкой, имеющей верхнюю часть в виде шестигранной гайки, а в другой половике корпуса - втулкой с внутренней резьбой и с вышеописанным скреплением элементов между собой упрощает сборку изделия.

Выполнение сборки устройства из элементов вышеописанной формы с образованием между дугообразной поверхностью пластины и внутренними сторонами трех дугообразных прутков и частями цилиндрической втулки трех сквозных отверстий в виде косоугольных трапеций, отделенных от сквозного круглого отверстия на толщину втулки с гайкой, снижает металлоемкость изделия.

Технический результат - упрощение технологии сборки при снижении металлоемкости изделия и, как следствие, его веса.

Заявляемое устройство обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как выполнение каждой из щечек составной из обращенной выпуклостью наружу дугообразной металлической пластины и обрамляющих ее с обеих наружных сторон двух толстых металлических прутков круглого сечения и неразъемно прикрепленных к ней посредством сварки, при этом пластина имеет толщину вдвое меньше толщины прутка и скошена с одной стороны с ее обращенного к сквозному отверстию края под углом в 45° с образованием с другого ее края прямолинейного участка в четверть ширины пластины, выполнение прутка согнутым таким образом, что одна его часть со стороны, выходящей вниз наружу, имеет вид части дуги окружности, плавно сопряженной с другого конца с прямолинейным участком прутка, находящегося с ней в одной плоскости, имеющего в его нижней части дугообразный отгиб в плоскости, перпендикулярной первой его части, сопряженный с первой частью прутка заметным изломом в виде кольцевого ребра под тупым углом наклона к внутреннему концу первой части прутка, образование с одной стороны прутка его частью в виде дуги окружности и с другой его стороны его дугообразным изгибом в совокупности с дугообразной пластиной между ними профиля под один из соединяемых длинномерных элементов, обрамление в обеих половинках корпуса сквозного отверстия под соединительный элемент в их центральной части выступающей наружу частью в виде шестигранной гайки, неразъемно прикрепленной сверху к цилиндрической втулке, гладкой внутри в одной половинке корпуса и имеющей внутреннюю резьбу в другой половинке корпуса, неразъемное крепление к гайке начальным участком скошенной поверхности изогнутой дугообразной пластины с образованием между противолежащими скошенными участками края дугообразной пластины и частями ее дугообразной поверхности, а также внутренними сторонами трех дугообразных прутков и частями цилиндрической втулки трех сквозных отверстий в виде косоугольных трапеций, отделенных от сквозного круглого отверстия на толщину втулки с гайкой, выполнение пластин щечек корпуса и окаймляющих их прутков методом холодной штамповки, а их соединение между собой - с помощью сварки, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.

Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными выше отличительными признаками, которые обеспечивали бы в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемое устройство для разъемного соединения длинномерных элементов соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемое устройство может найти широкое применение в области строительства, в машиностроении, мебельной промышленности и т.д. и потому соответствует критерию «промышленная применимость».

Изобретение иллюстрируется чертежами и фото, где представлены на:

- фиг.1 - общий вид в изометрии устройства разъемного соединения 3-х труб в сборе;

- фиг.2. - вид одной половинки корпуса устройства;

- фиг.3 - вид второй половинки корпуса устройства;

- фиг.4 - вид обеих половинок корпуса устройства;

- фиг.5 - а) вид первой половинки в вертикальном разрезе и общий вид ее сверху; б) вид второй половинки спереди снизу и ее общий вид сверху;

- фиг.6 - деталировка элементов для сборки устройства;

- фото - цветная фотография устройства в сборе (изометрия).

Устройство для разъемного соединения длинномерных элементов содержит корпус 1 из двух половинок 2 и 3. Половинка 2 корпуса содержит три щечки 4_1-3, каждая из которых представляет собой выгнутую дугой выпуклостью наружу пластину, которая в плоской развертке имеет вид высокого и достаточно узкого прямоугольника со скосом в 45° верхней стороны справа налево и очень короткой прямолинейной частью верхней стороны слева, обрамленную с двух боковых сторон неразъемно присоединенными к ним круглыми выгнутыми наружу прутками 5, 6, 7. Все элементы половинок 2 и 3 корпуса 1 выполнены методом холодной штамповки, при этом прутки 5, 6, 7 одной половинки 1 корпуса приварены каждый одной дугообразной частью и одной частью прутка с заметным изломом в виде кольцевого ребра к двум из наружных сторон щечек 4₁, 4₂ и 4₃ половинки 2 корпуса 1. В центральной части половинки 2 корпуса 1 внутренние концы (края) пластин 4_1-3 соединены неразъемно с цилиндрической поверхностью короткой втулки 8, снабженной в верхней части шестигранной гайкой 9 и имеющей внутри гладкое отверстие 10. При этом в пространстве между втулкой 8 и местом излома каждого из прутков 5-7 образованы трапецеидальные косоугольные прорези 11 12, 13. Вторая половинка 3 корпуса 1 содержит три щечки 14_1-3, каждая из которых представляет собой выгнутую дугой выпуклостью наружу пластину, которая в плоской развертке имеет вид высокого и достаточно узкого прямоугольника со скосом в 45° верхней стороны справа налево и очень короткой прямолинейной частью верхней стороны слева, обрамленную с двух боковых сторон неразъемно присоединенными к ним круглыми выгнутыми наружу прутками 15, 16, 17. Прутки 15, 16, 17 второй половинки 3 корпуса 1 приварены каждый одной дугообразной частью и одной частью прутка с заметным изломом в виде кольцевого ребра к двум из наружных сторон щечек 14₁, 14₂ и 14₃ половинки 3 корпуса 1. Аналогичным образом во второй половинке 3 корпуса в центральной части ее части внутренние концы (края) пластин щечек 14₁, 14₂ и 14₃ соединены неразъемно с цилиндрическими короткими стенками втулки 18, снабженной снаружи неразъемно прикрепленной к ней шестигранной гайкой 19 и имеющей сквозное отверстие 20 с внутренней резьбой 21 в нем, с образованием в пространстве между ними трапецеидальных косоугольных прорезей 22, 23 и 24.

Корпус 1 устройства выполнен из металла. Его половинки 2 и 3 в виде щечек, снабженных неразъемно прикрепленными к ним с наружных сторон прутками 15-17, выполнены методом холодной штамповки (формовкой), а соединены между собой посредством сварки. Монтажник собирает корпус 1 из двух половинок 2 и 3 и с помощью ключа или отвертки, соединяет их посредством соединительного элемента 25 в виде болта с потайной шестигранной головкой 26, вставляемого в половинке 3 корпуса 1 в сквозное отверстие 20 втулки 18 с внутренней резьбой 21 в нем, слегка закручивая болт 25. Болт 25 снабжен кольцевым пазом 27, в котором размещено упругое стопорное кольцо 28. С наружной стороны втулки 18 на ее опорную поверхность при сборке укладывается шайба (на чертежах не показана) под головку болта 25.

При этом монтажнику не приходится держать и болт 25, и гайку 26 крепежного элемента, что облегчает сборку.

В отверстии 20 втулки 18 болт 25 изнутри закреплен размещенным в его кольцевом пазу 27 стопорным кольцом 28, а с наружной стороны - шайбой, что обеспечивает в совокупности с резьбой 21 последующее надежное соединение длинномерных элементов 29-31 между собой. Затем он вставляет в образовавшиеся при сборке половинок 2 и 3 корпуса 1 цилиндрические отверстия - ложементы длинномерные элементы 29-31, например, трубы цилиндрического профиля, и с помощью ключа или отвертки туго затягивает болт 25, обеспечивая их надежное соединение. Щечки 4_1-3 и 14_1-3 при этом туго охватывают соединяемые элементы 29-31. Болт 25 в центре корпуса, фиксируемый в осевом направлении в половинке 3 корпуса 1 стопорным кольцом 28, в совокупности с тугим охватом соединяемых элементов 29-31 щечками 4 и 14 обеспечивает их надежное соединение между собой.

В сравнении с прототипом заявляемое устройство является более простым в сборке и менее металлоемким.

Изобретение относится к средствам для закрепления и соединения длинномерных элементов и может использоваться в области строительства, в машиностроении, мебельной промышленности и т.д. Устройство содержит разъемный корпус, в котором выполнены делящие его на две одинаковые по форме и размерам половинки три сквозные полости, продольные оси которых являются непересекающимися, а наружные края полостей образуют на поверхности половинок корпуса криволинейные выпуклые щечки для частичного охвата соединяемых элементов. Центральная часть каждой половинки разъемного корпуса имеет расположенное между криволинейными щечками сквозное круглое отверстие в центре под крепежный элемент, угол между продольной осью которого и продольными осями каждой из полостей составляет 20-60°. Каждая из щечек выполнена составной из обращенной выпуклостью наружу дугообразной металлической пластины и обрамляющих ее с обеих наружных сторон двух толстых металлических прутков круглого сечения. Пластина имеет толщину вдвое меньше толщины прутка и скошена с одной стороны с ее обращенного к сквозному отверстию края под углом в 45° с образованием с другого ее края прямолинейного участка в четверть ширины пластины. Пруток согнут таким образом, что одна его часть со стороны, выходящей вниз наружу, имеет вид части дуги окружности, плавно сопряженной с другого конца с прямолинейным участком прутка, находящегося с ней в одной плоскости, имеющего в его нижней части дугообразный отгиб в плоскости перпендикулярной первой его части, сопряженный с первой частью прутка заметным изломом в виде кольцевого ребра под тупым углом наклона к внутреннему концу первой части прутка с образованием с одной стороны прутка его частью в виде дуги окружности и с другой его стороны его дугообразным изгибом в совокупности с дугообразной пластиной между ними профиля под один из соединяемых длинномерных элементов. В обеих половинках корпуса сквозное отверстие под соединительный элемент в их центральной части обрамлено выступающей наружу частью в виде шестигранной гайки, неразъемно прикрепленной сверху к цилиндрической втулке, гладкой внутри в одной половинке корпуса и имеющей внутреннюю резьбу в другой половинке корпуса. В обеих половинках корпуса к втулкам прикреплена начальным участком скошенной поверхности изогнутая дугообразная пластина с образованием между противолежащими скошенными участками края дугообразной пластины и частями ее дугообразной поверхности, а также внутренними сторонами трех дугообразных прутков и частями цилиндрической втулки трех сквозных отверстий в виде косоугольных трапеций, отделенных от сквозного круглого отверстия на толщину втулки с гайкой. Технический результат: упрощение технологии изготовления и сборки при снижении металлоемкости устройства. 6 ил.

Устройство для разъемного соединения длинномерных элементов, содержащее разъемный по центральной плоскости корпус, в котором под соединяемые длинномерные элементы выполнены делящие его на две одинаковые по форме и размерам половинки три сквозные полости, продольные оси которых являются непересекающимися, а наружные края полостей образуют на поверхности половинок корпуса криволинейные выпуклые щечки для частичного охвата соединяемых элементов, центральная часть каждой половинки разъемного корпуса имеет расположенное между криволинейными щечками сквозное круглое отверстие в центре под крепежный элемент, угол между продольной осью которого и продольными осями каждой из полостей составляет 20-60°, при этом криволинейные щечки половинок корпуса имеют внутренний и наружный профили, соответствующие наружному профилю частей соединяемых длинномерных элементов, отличающееся тем, что каждая из щечек выполнена составной из обращенной выпуклостью наружу дугообразной металлической пластины и обрамляющих ее с обеих наружных сторон двух толстых металлических прутков круглого сечения и неразъемно прикрепленных к ней посредством сварки, при этом пластина имеет толщину вдвое меньше толщины прутка и скошена с одной стороны с ее обращенного к сквозному отверстию края под углом в 45° с образованием с другого ее края прямолинейного участка в четверть ширины пластины, при этом пруток согнут таким образом, что одна его часть со стороны, выходящей вниз наружу, имеет вид части дуги окружности, плавно сопряженной с другого конца с прямолинейным участком прутка, находящегося с ней в одной плоскости, имеющего в его нижней части дугообразный отгиб в плоскости перпендикулярной первой его части, сопряженный с первой частью прутка заметным изломом в виде кольцевого ребра под тупым углом наклона к внутреннему концу первой части прутка с образованием с одной стороны прутка его частью в виде дуги окружности и с другой его стороны его дугообразным изгибом в совокупности с дугообразной пластиной между ними профиля под один из соединяемых длинномерных элементов, при этом в обеих половинках корпуса сквозное отверстие под соединительный элемент в их центральной части обрамлено выступающей наружу частью в виде шестигранной гайки, неразъемно прикрепленной сверху к цилиндрической втулке, гладкой внутри в одной половинке корпуса и имеющей внутреннюю резьбу в другой половинке корпуса, причем в обеих половинках корпуса к втулкам неразъемно прикреплена начальным участком скошенной поверхности изогнутая дугообразная пластина с образованием между противолежащими скошенными участками края дугообразной пластины и частями ее дугообразной поверхности, а также внутренними сторонами трех дугообразных прутков и частями цилиндрической втулки трех сквозных отверстий в виде косоугольных трапеций, отделенных от сквозного круглого отверстия на толщину втулки с гайкой, при этом дугообразные пластины щечек корпуса и окаймляющие их прутки выполнены методом холодной штамповки, а их соединение между собой - с помощью сварки.