Приспособление для соединения фигурных полых штанг

 

Изобретение относится к устройствам для соединения элементов каркасных конструкций. Приспособление для соединения фигурных полых штанг содержит корпус с выполненными в нем клиновидными площадками, пружинную стяжку, размещенную в корпусе с возможностью ее продольного перемещения и имеющую на одном конце зацепы в виде крючков, разделенных продольной щелью, и эксцентриковый болт, установленный в фигурном отверстии на другом конце пружинной стяжки. Эксцентриковый болт выполнен в виде последовательно расположенных головки, опорного диска и опорного стержня. В средней части пружинной стяжки выполнена опорная отгибка, расположенная в продольной щели стяжки и контактирующая с внутренней поверхностью корпуса. Эксцентриковый болт снабжен кулачком, размещенным на внутренней поверхности опорного диска и установленным с возможностью взаимодействия со стенками фигурного отверстия стяжки. Кулачок выполнен в виде цилиндра с двумя параллельными лысками, ось которого смещена по отношению к оси эксцентрикового болта. Фигурное отверстие в пружинной стяжке выполнено в форме арки, основание которой параллельно боковой стороне стяжки. В результате упрощается конструкция устройства, повышается надежность приспособления и снижается стоимость его изготовления и применения. 6 з. п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к устройствам для соединения элементов каркасных конструкций из алюминиевого или стального профиля и может быть использована, например, при строительстве перегородок, боксов и других объектов в выставочных помещениях для быстрого и надежного крепления горизонтальных или наклонных прогонов (штанг) к вертикальным стойкам.

Известно приспособление для каркасной конструкции по патенту США 4345849, F 16 B 7/04, 1982 г., предназначенное для соединения и разъединения составляющих конструкцию штанг, установленное в некоторых из них (в несущих штангах). Приспособление содержит опорный элемент с установленным на нем эксцентриковым элементом, имеющим доступ для его поворота с одной стороны штанги, в которой размещено приспособление, и пружинную стяжку (держатель), охватывающую опорный элемент и установленную с возможностью ее перемещения в продольном и поперечном направлениях в зависимости от вращения эксцентрика. Пружинная стяжка выполнена в виде П-образной скобы, включающей пару рычагов, одни концы которых соединены перемычкой, а другие зацепляющие концы имеют крючкообразную форму. В пружинной стяжке выполнен паз для размещения эксцентрика, а сам эксцентрик выполнен из двух плоских кулачков, жестко соединенных между собой опорным штифтом с внутренним отверстием, и установленной в этом отверстии втулки. На внешней поверхности втулки и на внутренней поверхности штифта нанесены бороздки, предназначенные для взаимодействия втулки и штифта. При повороте эксцентрика его кулачки, взаимодействуя с задней стенкой пружинной стяжки, отодвигают ее, S-образные загибы рычагов наползают на центральную перемычку опорного элемента, раздвигаются в поперечном направлении и зацепляются за стенки Т-образного паза другой штанги.

Для установки указанного приспособления в несущую штангу пружинную стяжку со вставленными в нее опорным элементом и кулачковой частью эксцентрика размещают в полости штанги у ее торца, после чего через отверстие в корпусе штанги втулку с усилием вставляют в отверстие штифта эксцентрикового элемента. При этом получают практически неразъемную конструкцию, т.е. извлечь приспособление из штанги после его установки весьма затруднительно, и в случае выхода из строя одного из приспособлений приходится заменять всю штангу, что увеличивает время сборки всей каркасной конструкции, а также требует наличия дополнительных штанг, повышая тем самым ее себестоимость.

Известно замковое приспособление германской фирмы "Octanorm Nordic" (см. Каталог изделий указанной фирмы, 1994 г., артикул Z961), содержащее корпус с установленной в нем пружинной стяжкой и эксцентриковый болт, размещенный в отверстии пружинной стяжки. Эксцентриковый болт содержит головку, ось и два кулачка, наружный и внутренний, размещенные на оси болта один над другим, а пружинная стяжка выполнена с продольным пазом, по обеим сторонам которого расположены лапки, и снабжена пружинящей отгибкой, размещенной в том конце паза, где соединяются лапки, и контактирующей с наружным кулачком эксцентрикового болта, а задний торец пружинной стяжки выполнен с отгибкой, параллельной плоскости стяжки.

Затяжку замкового приспособления осуществляют поворотом эксцентрика с помощью специального ключа. При повороте эксцентрика наружный кулачок, взаимодействуя с отгибкой пружинной стяжки, перемещает ее, при этом лапки стяжки, имеющие S-образную форму, наползают на наклонные площадки корпуса, раздвигаются и своими крючками зацепляются за стенки паза в стойке. При дальнейшем повороте эксцентрика и соответствующем ему перемещении стяжки осуществляется прижим прогона к стойке с усилием, определяемым упругой деформацией стяжки. В исходное состояние стяжка перемещается принудительно за счет взаимодействия наружного (верхнего) кулачка эксцентрика со специальной выдавкой в стяжке.

Внутренний (нижний) кулачок эксцентрика служит для ограничения его поворота в пределах от 0 до 180^o. Ограничение осуществляется за счет взаимодействия кулачка со стенками фигурного отверстия в стяжке. Подпор эксцентрика в поперечном направлении осуществляется опирающейся на внутреннюю структуру корпуса отгибкой в стяжке.

В указанном замковом приспособлении при нажатии на эксцентрик с усилием, превышающим усилие подпора, и одновременном повороте ключа деформируется верхняя стенка корпуса, замок заклинивается в прогоне и выходит из строя. Кроме того, из-за малых размеров внутреннего кулачка по сравнению с допускаемыми зазорами при приложении к ключу значительного усилия эксцентриковый болт зачастую проворачивается, что увеличивает время сборки выставочного оборудования и снижает надежность соединения. Детали замка имеют достаточно сложную конфигурацию, их изготовление требует дорогой оснастки, приводя к удорожанию замкового соединения.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является приспособление для соединения фигурных полых штанг по патенту СССР 1838765, F 16 B 7/22, 1993 г. , содержащее корпус, установленный в нем с возможностью продольного перемещения пружинный элемент (профильную плиту), имеющий на одном конце зацепы в виде крючков, и эксцентриковый болт, размещенный на другом конце пружинного элемента. Продольное перемещение пружинного элемента обеспечивается вращением болта. Корпус выполнен с двумя клиновидными поверхностями, контактирующими каждая с наклонным участком соответствующего крючка. При перемещении пружинного элемента в продольном направлении его крючки смещаются относительно друг друга по клиновидным поверхностям в поперечном к элементу направлении. Приспособление устанавливают в несущей штанге, затем головки крючков заводят в паз второй штанги и поворотом эксцентрикового болта вдвигают пружинный элемент в корпус. При этом крючки раздвигаются относительно друг друга, а торцы их головок зацепляются за стенки паза второй штанги.

В указанном приспособлении в пружинном элементе (плите) с одной стороны выполнена глухая продольная щель, разделяющая его на две полосы, концевые участки которых изогнуты в виде крючков и разомкнутыми концами направлены навстречу друг другу. Ближе к другому концу плиты в ней выполнено удлиненное окно, через которое проходит эксцентриковый болт. Па другом конце плиты выполнена петля, свободный конец которой расположен под прямым углом к упорной поверхности плиты и также проходит через удлиненное окно в плите. При этом тот участок конца петли, который выступает за упорную поверхность, служит задним управляющим выступом для эксцентрикового диска болта; на противолежащей этому выступу стороне окна выполнен передний управляющий выступ, а эксцентриковый диск опирается на упорную поверхность плиты и расположен между этими выступами.

Эксцентриковый болт содержит головку, упомянутый эксцентриковый диск и цилиндрическую опорную шейку, со стороны диска снабженную упором, который может перемещаться через одностороннюю вырезку окна плиты и предназначен для ограничения поворота болта свыше 180^o. Однако размеры этого упора относительно малы по сравнению с зазором окна плиты, и при приложении к эксцентриковому болту излишнего вращающего усилия упор может проскальзывать через ограничивающую кромку окна, приводя к проворачиванию болта и ослаблению положения зажима приспособления.

Кроме того, изготовление пружинного элемента с петлей и передним управляющим выступом согласно описанному выше является весьма нетехнологичным, т. к. требует выполнения нескольких технологических операций и дорогой оснастки. При этом для надежного крепления штанг (прогонов) всей каркасной конструкции в каждом приспособлении необходимо точное соблюдение расстояния между задним управляющим выступом и торцевыми кромками крючков, прижимающими стенки второй штанги к торцевой стороне несущей штанги, что сложно осуществить из-за разброса допусков при нескольких гибочных операциях. Если же это условие не выполняется, то либо штанги будут неплотно притянуты друг к другу, либо зацепления крючками стенок второй штанги вообще не произойдет. Это приводит к необходимости замены приспособления, что также увеличивает трудозатраты и стоимость сборки каркасной конструкции выставочного оборудования и снижает надежность соединения конструкции в целом.

Изобретение решает задачу упрощения конструкции устройства, повышения надежности приспособления и снижения стоимости его изготовления и применения.

Достигается это тем, что в приспособлении для соединения фигурных полых штанг, содержащем корпус с выполненными в нем клиновидными площадками, размещенную в корпусе с возможностью продольного перемещения пружинную стяжку, имеющую на одном конце зацепы в виде крючков, разделенных продольной щелью, и эксцентриковый болт, установленный в (фигурном отверстии на другом конце пружинной стяжки, причем эксцентриковый болт выполнен в виде последовательно расположенных головки, опорного диска и опорного стержня, а в средней части пружинной стяжки выполнена опорная отгибка, расположенная в продольной щели стяжки и контактирующая с внутренней поверхностью корпуса, эксцентриковый болт снабжен кулачком, размещенным на внутренней поверхности опорного диска и установленным с возможностью взаимодействия со стенками фигурного отверстия стяжки, корпус снабжен блокировочными выступами, расположенными в задней его части, а задний торец пружинной стяжки выполнен плоским.

Кулачок выполнен в виде цилиндра с двумя параллельными лысками, причем ось цилиндра смещена по отношению к оси эксцентрикового болта, а толщина кулачка превышает толщину пружинной стяжки. Фигурное отверстие в пружинной стяжке выполнено в форме арки, основание которой параллельно боковой стороне стяжки, при этом боковые стенки фигурного отверстия сопряжены с рабочими поверхностями кулачка, а его основание сопряжено с лыской кулачка эксцентрикового болта. Опорный диск выполнен в виде плоского диска, соосного с осью эксцентрикового болта.

Пазы, образованные в продольной щели пружинной стяжки по обеим сторонам опорной отгибки, выполнены разной длины, причем паз, расположенный со стороны пружинной стяжки, подверженной наибольшему скручиванию, выполнен более коротким.

Устройство поясняется чертежами, на которых на фиг.1 показано заявленное приспособление в плане; на фиг.2 - продольный разрез приспособления по линии А-А; на фиг. 3 - продольный разрез приспособления по линии В-В; на фиг.4 - продольный разрез приспособления в положении, обеспечивающем его монтаж и демонтаж, т.е. с утопленным эксцентриковым болтом; на фиг.5 - вид пружинной стяжки в плане; на фиг.6 - пружинная стяжка, вид сверху; на фиг.7 - поперечное сечение штанги с Т-образным пазом; на фиг.8 (а и b) - схема взаимного расположения кулачка, управляющего отверстия и U-образных крючков стяжки в исходном положении приспособления; на фиг.9 (а и b) - схема взаимного расположения тех же элементов в рабочем положении приспособления.

Приспособление для соединения фигурных полых штанг, например для крепления прогона 1 к стойке 2, имеющей Т-образный паз, содержит корпус 3 с выполненными в нем клиновидными площадками 4, 5 и блокировочными выступами 6, пружинную стяжку 7, размещенную в корпусе с возможностью ее продольного перемещения и имеющую на одном конце зацеп в виде крючков, и эксцентриковый болт 8, установленный на другом конце пружинной стяжки 7.

С одного конца пружинной стяжки 7 в ней выполнена продольная фигурная щель 9, разделяющая ее на две полосы 10 и 11, изогнутые симметрично относительно плоскости стяжки. Концевые участки этих полос изогнуты в виде U-образных крючков 12 и 13, разомкнутыми концами направленных навстречу друг другу, и имеют наклонные участки 14, 15 и расположенные за ними продольные участки 16 и 17 соответственно. Ширина d каждого из крючков несколько меньше ширины проходного отверстия b Т-образного паза 18, выполненного в стойке 2, соединяемой с прогоном 1. В исходном (выдвинутом) положении пружинной стяжки 7 головки крючков 12 и 13 расположены друг относительно друга так, что их общая ширина не превышает ширины d одного крючка. Каждый из продольных участков 16 и 17 полос 9 и 10 изогнут в средней части и расположен примерно на одном уровне с разомкнутым концом соответствующего крючка 12 и 13, причем полосы 9 и 10 образуют S-образную форму с перекрещенными наклонными участками 14 и 15.

В средней части пружинной стяжки 7 выполнена опорная пружинящая отгибка 19, размещенная в расширенной части фигурной щели 9 в том ее конце, где соединяются полосы 10 и 11, и своим свободным концом 20 контактирующая с возможностью скольжения с внутренней поверхностью корпуса 3. Эта опорная отгибка 19 в месте ее контакта с корпусом 3 изогнута больше, чем полосы 9 и 10, и предназначена для создания пружинящего воздействия (усилия подпора) на эксцентриковый болт 8, установленный в стяжке 7.

По обеим сторонам опорной отгибки 19 внутри щели 9 образованы пазы 21 и 22. В исходном состоянии наклонные участки 14 и 15 крючков 12 и 13 прижаты к клиновидным площадкам 4 и 5 с некоторым усилием благодаря их предварительному напряжению (заневоливанию); при этом создается крутящий момент, воздействующий на стяжку 7 и стремящийся развернуть ее в поперечном направлении. Это может привести к перекашиванию стяжки 7 в корпусе 3 приспособления и тем самым к заклиниванию устройства. Для компенсации возникающего крутящего момента пазы 21 и 22 могут быть выполнены разной длины, причем паз 21, расположенный со стороны полосы 9, прижатой к верхней клиновидной площадке 4 и подверженной наибольшему скручиванию, должен быть короче паза 22.

Эксцентриковый болт 8 содержит последовательно расположенные головку 23, опорный диск 24, опирающийся на пружинную стяжку 7 своей внутренней поверхностью 25, кулачок 26, размещенный на внутренней поверхности 25 диска 24, и опорный стержень 27, установленный в отверстии 28 в задней стенке корпуса 3. Опорный диск 24 выполнен в виде плоского диска, соосного с осью 29 эксцентрикового болта 8. Подпор эксцентрикового болта 8 в поперечном направлении осуществляется опирающейся на внутреннюю поверхность корпуса 3 отгибкой 19 стяжки 7.

Кулачок 26 выполнен в виде цилиндра с двумя параллельными лысками 30, между которыми расположены рабочие цилиндрические поверхности 31, а ось цилиндра смещена по отношению к оси 29 эксцентрикового болта.

За опорной отгибкой 19 в стяжке 7 выполнено управляющее фигурное отверстие 32, через которое проходит эксцентриковый болт 8. Отверстие 32 выполнено в форме арки, основание 33 которой параллельно боковой стороне стяжки 7. При этом боковые стенки 34 и 35 отверстия 32 являются управляющими и сопряжены с рабочими поверхностями 31 кулачка 26, а основание 33 отверстия 32 сопряжено с лыской 30 кулачка 25 и служит для ограничения поворота эксцентрикового болта 8 в пределах от 0 до 180^o.

Для того чтобы обеспечить надежное взаимодействие кулачка 26 с отверстием 32, толщина кулачка 26 превышает толщину пружинной стяжки 7.

Поверхность заднего торца 36 пружинной стяжки 7 выполнена плоской, без загибов. Для блокировки замка в закрытом состоянии, т.е. предотвращения нажатия эксцентрикового болта 8, когда приспособление вставлено в штангу 1 и головка 23 болта 8 размещена в фиксирующем отверстии штанги, служат выполненные в задней части корпуса 3 блокировочные выступы 6, препятствующие перемещению стяжки 7 в поперечном направлении. При повороте эксцентрикового болта 8 задний торец 36 пружинной стяжки 7 беспрепятственно проходит над блокировочными выступами 6 и нажатие на эксцентрик 8 становится невозможным. Причем торец 36 стяжки 7 оказывается над выступами 6 при очень малом продольном перемещении стяжки, равном, например, 0,1 мм. Это расстояние должно быть малым для того, чтобы стяжка не успела развернуться под действием крутящего момента, возникающего от разведенных крючков 12 и 13.

На наружной части корпуса 3 выполнены выступы 37, торцы 38 которых в положении зацепления прилегают к торцевой стороне прогона 1. Выступы 37 расположены по обеим сторонам от крючков 12 и 13 примерно на их уровне в выдвинутом положении, а ширина выступов 37 соответствует ширине b проходного отверстия Т-образного паза 18, выполненного в стойке 2. При монтаже каркасной конструкции выступы 37 входят в паз 18 стойки 2 и тем самым препятствуют перекатыванию прогона 1 по отношению к стойке 2.

Для установки замкового приспособления в боковой стенке штанги (прогона 1) выполняют фиксирующее отверстие 39 под выступающую за габариты приспособления головку 23 эксцентрикового болта 8. При нажатии на головку 23 эксцентрика выступающая его часть утапливается в корпус 3 и приспособление свободно вставляется в штангу. При совпадении головки 23 болта 8 с фиксирующим отверстием 39 в прогоне 1 под давлением пружинной стяжки 7 эксцентриковый болт 8 выталкивается из корпуса 3 и его выступающая часть размещается в фиксирующем отверстии прогона.

Для поворота эксцентрикового болта 8 в головке 23 выполнено глухое фасонное отверстие 40 под установочный ключ.

Приспособление работает следующим образом. Затяжку (закрытие) замкового приспособления осуществляют поворотом эксцентрикового болта 8 специальным ключом на пол-оборота по стрелке 41. При повороте эксцентрика его кулачок 26, взаимодействуя со стенками управляющего отверстия 32 пружинной стяжки 7, отодвигает ее в направлении стрелки 42 на расстояние D (фиг.8 и 9). При этом наклонные участки 14 и 15 S-образных полос 9 и 10 стяжки 7 наползают на клиновидные площадки 4 и 5 корпуса 3, раздвигаются и крючками 12 и 13 зацепляются за стенки паза 18 в стойке 2. При дальнейшем повороте эксцентрикового болта 8 и соответствующем ему перемещении стяжки 7 осуществляется прижим прогона к стойке с усилием, определяемым упругой деформацией стяжки 7. Размыкание (открытие) замкового приспособления происходит в обратном порядке. В исходное состояние стяжка перемещается принудительно за счет взаимодействия кулачка 26 эксцентрикового болта 8 с фигурным отверстием 32 в стяжке.

Таким образом, выполнение эксцентрикового болта с одним кулачком, взаимодействующим с фигурным отверстием пружинной стяжки, а не с двумя, как в известных технических решениях, а также форма исполнения кулачка и фигурного отверстия в пружинной стяжке позволяют совместить функции перемещения стяжки в выдвинутое положение и ограничения поворота эксцентрикового болта с помощью одних и тех же элементов, что существенно упрощает конструкцию и производство как отдельных деталей, так и всего приспособления в целом, а тем самым повышает надежность его работы и снижает себестоимость его изготовления.

Формула изобретения

1. Приспособление для соединения фигурных полых штанг, содержащее корпус с выполненными в нем клиновидными площадками, пружинную стяжку, размещенную в корпусе с возможностью ее продольного перемещения и имеющую на одном конце зацепы в виде крючков, разделенных продольной щелью, и эксцентриковый болт, установленный в фигурном отверстии на другом конце пружинной стяжки, причем эксцентриковый болт выполнен в виде последовательно расположенных головки, опорного диска и опорного стержня, а в средней части пружинной стяжки выполнена опорная отгибка, расположенная в продольной щели стяжки и контактирующая с внутренней поверхностью корпуса, отличающееся тем, что эксцентриковый болт снабжен кулачком, размещенным на внутренней поверхности опорного диска и установленным с возможностью взаимодействия со стенками фигурного отверстия стяжки, причем кулачок выполнен в виде цилиндра с двумя параллельными лысками, ось которого смещена по отношению к оси эксцентрикового болта, а фигурное отверстие в пружинной стяжке выполнено в форме арки, основание которой параллельно боковой стороне стяжки.

2. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что боковые стенки фигурного отверстия сопряжены с рабочими поверхностями кулачка, а его основание сопряжено с лыской кулачка эксцентрикового болта.

3. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что толщина кулачка превышает толщину пружинной стяжки.

4. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что корпус дополнительно снабжен блокировочными выступами, расположенными в задней его части.

5. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что задний торец пружинной стяжки выполнен плоским.

6. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что пазы, образованные в продольной щели пружинной стяжки по обеим сторонам опорной отгибки, выполнены разной длины.

7. Приспособление по п.6, отличающееся тем, что паз, расположенный со стороны пружинной стяжки, подверженной наибольшему скручиванию, выполнен более коротким.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9