Резьбовое соединение Советский патент 1980 года по МПК F16B41/00 

1

Изобретение относится к области машиностроения.

Известно резьбовое соединение против неразрешенного отвинчивания резьбового элемента, содержашее резьбовой элемент с головкой и резьбовой стержень-ключ 1.

В n3BccTHOiM соединении не достигнута полная против неразрешенного отвинчивания, так как головка резьбового элемента (болта) может быть захвачена стандартным монталшым инструментом, например газовым ключом.

РЬвестно резьбовое соединение, содерл ашее резьбовой элемент с головкой и резьбовой стержень-ключ 2.

Резьбовой элемент в этом соединении снабжен накидной гайкой, буртик которой установлен на цилиндрическом пояске, расположенном нод головкой резьбового элемента, причем торец головки выполнен с наклоном (скосом), а взаимодействуюшнй торец стержня-ключа с таким же наклоном. Накидная гайка имеет резьбу, соответствуюшую резьбе стержня-ключа. Резьбовое соединение снабжено эластичным кольцом, установленным под накидной гайкой и пробкой, установленной в накидной гайке.

Данное устройство является наиболее близким к изобретению но технической сушности и достигаемому реззль- ату.

НехТ,остатком известного резьбового соединения является то, что соединение ключа и резьбового элемента (болта) накидной гайкой для совместной их работы нри завинчивании и отвинчивании резьбового элемента сопровождается большими трудностями, а в некоторых случаях даже невозможно. Для соединения резьбового элемента и ключа необходимо взаимное повора110 чивание иакидной гайки и ключа. При этом очень трудно совместить плоскости наклонных торцов ключа и резьбового элемента. Целью изобретения является упрошение процесса монтажа и расширение функциональных возможностей соединения.

Указанная цель достигается тем, что стержень-ключ выполнен составным, включаюш,им наружный элемент с осевым отверстием и буртиком, расположенным на наружной цилиндрической поверхности этого элемента и выполненным в виде чередующихся впадин и выстунов с выполненными в некоторых из них радиально располол еннымн отверстиями, в которых установлены

25 уиоры, и внутренний элемент в виде стуиенчатого цилиндра, на меньшем диаметре которого, сопрягаемого с осевым отверстием иарул ного элемента, выполнена кольцевая канавка, в которзао входят упоры, взаимоЗО действующие со штифтами, установленными

В плоскости упоров в радиально расположенных отверстиях внутреннего элемента, при этом накидная гайка имеет осевое цилиндрическое отверстие, в которое входит стержень-ключ, и выполнена с донолннтельным буртиком, выполненным в виде чередующихся выступов и впадин, соответствующих впадинам и выступам на стержнеключе и взаимодействующих с ними нри отвинчивании и завинчивании резьбового элемента.

На фнг. 1 изображен резьбовой элемент с накидной гайкой в рабочем ноложении; на фиг. 2 - стержень-ключ; на фиг. 3 - вариант выполнения стержня-ключа; на фиг. 4 - разрез А-А фнг. 2; на фнг. 5 - разрез Б-Б фиг. 1; на фиг. 6 - резьбовой элемент с накидной гайкой с установленной декоративной пробкой и эластичной прокладкой; на фиг. 7 - вариант упрощенного выполнения стержня-ключа без внутреннего элемента.

Резьбовое соединение содержит резьбовой элемент 1, накидную гайку 2 и сиециальный стержень-ключ 3.

Резьбовой элемент 1 с конической нрижнмной поверхностью 4 имеет цилиндрическую головку 5 с наклонным торцом (скосом) 6. Под головкой 5 расноложен цилиндрический поясок 7, на котором установлена накидная гайка 2.

При использовании резьбового соединения для деталей на движущихся мащинах во избежаиии дребезжания накидной гайки под ней устанавливают эластичную прокладку 8, выбирающую зазоры между свободно посаженной на цилиндрическом пояске 7 резьбового элемента 1 накидной гайкой 2 и поверхностью ближайшей к ней соединяемой детали. Одновременно эластичная ирокладка 8 служит для защиты резьбы соединения от загрязиения.

Для предохранения внутренних поверхностей накидной гайки, резьбового элемента и резьбы соединяемых деталей от загрязнения может быть установлена декоративная пробка 9, выиолненная из резины, пластмассы или дерева.

Cпeцнaль гый стержень-ключ 3 выполнен в внде гладкого цилиндрического стержия, включающего наружный элемент 10 с осевым отверстнсм 11 и буртиком 12, расноложенным на наружной цилиндрической новерхности 13 элемента 10. Буртик 12 состонт из чередующихся впадин 14 н выступов 15. Некоторые выступы 15 и.меют раднально расположенные отверстия 16. В отверстиях 16 неподвижно установлены упоры 17.

Специальный стержень-ключ 3 включает также внутренний элемент 18, расположенный в осевом отверстни 11 наружного элемента 10. Внутренннй элемент 18 имеет наклоиный торец 19 и радиально расположенные в одной плоскости отверстия 20 В отверстиях 20 неподвижно установлены штифты 21. Виутренний элемент 18 выполнен в виде цилиндра, на наружной поверх5 иости 22 которого, соирягаемой с поверхностью осевого отверстия 11 наружного элемента 10, выполнена кольцевая канавка 23, В кольцевую канавку 23 входят штифты 21, расноложенные в отверстиях

10 20 внутреннего элемента 18. Штифты 21 взаимодействуют с выступающими концами расположенных в наружном элементе 10 упоров 17.

Головка 24 стержня-ключа 3 может

5 быть вынолнена нод стандартный ключ (фиг. 3) или иметь рукоятку или маховик (фиг. 2).

Накидная гайка имеет гладкое цилиндрическое отверстие 25, в которое входит

20 стержень-ключ 3, и снабжена буртиком 26, с номощью которого накидная гайка 2 устанавливается в цилиндрическом пояске 7 резьбового элемента 1.

Накидная гайка 2 снабжена дополнительным буртиком 27, состоящим из чередующихся выступов 28 и впадин 29, соответствующих выстунам 15 и впадинам 14 на наружной поверхности 13 наружного элемента 10 стержня-ключа 3.

0 Угол наклона торцовых поверхностей 19 и 6 соответствеино стержня-ключа 3 и резьбового элемента 1 к нлоскости, нерпендикулярной оси вран1,ения, больше угла трения.

v5 При завннчнвании резьбового элемента 1 в соединяемые детали резьбовой элемент 1 устанавливается в накидную гайку 2. Затем в накидную гайку 2 вставляется стержень-ключ 3. При этом выступы

0 15 буртика 12 иа стержие-ключе 3 проходят через впадины 29 дополнительного буртика 27 накидной гайки 2, а выстуиы 28 дополнительного буртика 27 - через впадины 14 буртика 12.

5 После прохождения буртика 26 буртиком 12 наклонный торец 19 стержня-ключа 3 совмещается с торцом 6 резьбового элемента 1, имеющим наклон, одинаковый с наклоном торца 19. О нол1гом правильном

0 совмещении наклонных торцов 6 н 19 свндетельствует расноложеиие стержня-ключа 3 и резьбового элемента 1 на одной оси, т. е. стержень-ключ 3 быть расноложен без наклона к резьбовому элемен5 ту 1.

Затем стерлсень-ключ 3 поворачивают в требуемом направлении, например, в направленни завинчивания резьбового элемента 1. При этом наружный элемент 10 поворачивается на оиределенный угол относнтельно внутреннего элемента 18, так как внутренний элемент ограничен во вращении взаимодействующими между собой наклон5 ными торцами 6 и 19.

Концы упоров 17, установленных в отверстиях 16 наружного элемента 10, взаимодействуют со штифтами 21, установленными напротив выступов 15 буртика 12, а впадины 14 буртика 12 - напротив впадин 29 буртика 27.

Дальнейшее вращение наружного элемента 10 приводит к вращению внутреннего элемента 18, но так как последний взаимодействует своим торцом 6 с торцом 19 резьбового элемента 1, а резьбовой элемент 1 в начальный момент является неподвижным, например, за счет сил трения в резьбовой паре, то торец 19 начинает смещаться относительно торца б в окружном направлении и на них мгновенно возникает осевая сила (по принципу разложения сил на клиновых поверхностях), приложенная к резьбовому элементу 1 и стержень-ключу 3, причем величина усилия зависит от величины крутящего момента и угла наклона торцов 6 и 19. Под действием этих осевых усилий резьбовой элемент 1 и стерженьключ 3 будзт стремиться нереместиться в осевом направлении, выберут зазоры и станут в распор между буртиком 26 и дополнительным буртиком 27, так что головка 5 резьбового элемента 1 будет взаимодействовать с буртиком 26 накидной гайки 2, а выступ 15 стержня-ключа 3 с выступами 28 дополнительного буртика 27 на накидной гайке 2.

В случае необходимости под накидную гайку устанавливают прокладку 8 из эластичного материала, например резины, и пробка 9 в отверстие 25 накидной гайки 2.

При вывинчивании резьбового элемента 1 снимается пробка, а стержень-ключ 3 вставляется в отверстие 25 накидной гайки 2 так, чтобы выступы 15 буртика 12 стержня-ключа 3 проходили через впадины 29 дополпительного буртика 27 накидной гайки 2, а выступы 28 дополпительного буртика 27 - через виадины 14 буртика 12.

После прохождения буртика 27 буртиком 12 наклонный торец 19 стержня-ключа 3 упирается в наклонный торец 6 резьбового элемента 1.

После соосной установки резьбового элемента 1 и стержня-ключа 3 поворачивают к направлении отвинчивания резьбового элемента 1 наружный элемент стерл{няключа до контакта уиоров 17 и штифтов 21. При этом выступы 15 буртика 12 устанавливаются напротив выступов 28 буртика 27, а впадины 14 буртика 12 - напротив внадин 29 буртика 27.

Дальнейшее вращение наружного элемента 10 приводит к вращению внз-треннего элемента 18, но так как последний взаимодействует своим наклонным торцом, с наклонным торцом 19 резьбового элемента 1. а резьбовой элемент 1 в начальный момент является неподвижным за счет сил

трения в резьбовой паре, то торец 19 начинает смещаться относительно торца 6 в окружном направлении, и на них возникает осевая сила, приложенная к резьбовому

элементу 1 и стержню-ключу 3. Под действием этих осевых усилий резьбовой элемент 1 и стержень-ключ 3 будут стремиться переместиться в осевом направлении, выбе рут зазоры и станут в распор между буртиком 26 и дополнительным буртиком 27 так, что головка 5 резьбового элемента 1 будет взаимодействовать с буртиком 26 накидной гайки 2, а выступы 15 стержня-ключа 3 - с выступами 28 дополнительного буртика

27 на накидной гайке 2.

После этого резьбовой элемент 1, накидная гайка 2 и стержень-ключ 3 вывинчиваются из соединяемых деталей как единый болт.

Использование предложенной конструкции резьбового соединения позволяет предотвратить неразрешенное отвинчивание резьбового элемента посторонними лицами, так как для его отвинчивания необходим

специальный ключ, использ емый в предложенном техническом решении.

Кроме того, использование предложенной конструкции позволяет сократить время, необходимое для отвинчивания резьбового элемента по сравнению с известной конструкцией, так как в предложенной конструкции ключ просто вставляется в отверстие накидной гайки, а в известной его необходимо ввинчивать, причем время завинчивапия определяется длиной резьбы, ее шагом и т. д.

Данная конструкция допускает использование ее в труднодоступных местах, в частностп где подход к накидной гайке

затруднителен.

Формула изобретения 1. Резьбовое соедииение, содержащее

резьбовой элемент с головкой, имеющей скос на торце и цилиндрический поясок под головкой, стержень-ключ со скосом на торце, соответствующим скосу на головке резьбового элемента, и гайку с буртиком, взаимодействующим с цнлиндрнческим пояском резьбового элемента, отличающ е с с я тем, что, с целью упрощения процесса монтажа соединения и расширения функциональных возможностей, стерженьключ выполнен составным, включающим нарзжный элемент с осевым

отверстием и буртиком, расположенным на наружной цилиндрической поверхности этого элемента и выполненным в вмдс чсредуюп1,ихся впадин и выступов с выпол епными в них радиально расположсяными отверстиями, в которых установлены упоры, и внутренний элемент в виде ступенчатого цилиндра, на меньшем диаметре которого, сопрягаемого с осевым отверстием наружного элемента, выполнена

кольцевая канавка, в которую входят упоры, взаимодействующие со штифтами, установленными в плоскости упоров в радиально расположенных отверстиях внутреннего элемента, при этом наружная гайка имеет осевое цилиндрическое отверстие, в которое входит стержень-ключ, и выполнена с дополнительным буртиком, выполненным в виде чередующихся выступов и впадин, соответствующих впадинам и выступам на стержне-ключе и взаимодействующих с ними при отвинчивании и завинчивании резьбового элемента.

2. Резьбовое соединение по п. 1, отличающееся тем, что угол наклона торцовых поверхностей стержня-ключа и резьбового элемента к плоскости, перпендику27

5 7 625 2

ш , tI

1 ( /

1рч2 /

А

Риг.З

лярной оси вращения, больше угла трений,

3.Резьбовое соединение по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено эластичным кольцом, установленным между

накидной гайкой и поверхностью, ближайшей к ней соединяемой детали.

4.Резьбовое соединение по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено пробкой, установленной в накидной гайке.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ № 832966, кл. 47 а 15, 1952.

2.Авторское свидетельство СССР № 535429, кл. F 16 В 41/00, 1974 (прототип).

15 2521

i6 , А-А

20 2i

21