Соединительный замок

 

Изобретение относится к общему машиностроению, а именно к устройствам для соединения элементов конструкции с последующей их фиксацией, и может быть использовано для разъемного соединения элементов конструкции транспортных средств, преимущественно элементов летательных аппаратов. Замок содержит корпус с вырезом для ввода монтажного элемента и последующего его запирания посредством запирающего элемента. Наружная запирающая поверхность монтажного элемента конгруэнтна внутренней запирающей поверхности запирающего элемента, позволяющего запереть монтажный элемент в своей полости по трем ортогональным направлениям взаимного положения соединяемых элементов конструкции. Корпус выполнен в виде полого цилиндра с вырезом на боковой поверхности. Установленный в нем запирающий элемент выполнен разъемным и состоит из соединенных между собой засова, также имеющего радиальный вырез для введения монтажного элемента, и ключевой вставки. Между засовом и ключевой вставкой и/или между засовом и корпусом размещены регулировочные прокладки для компенсации погрешностей взаимного расположения монтажного и запирающего элементов после их установки на соединяемых элементах конструкции. Замок содержит крышки, соединенные между собой и с вышеуказанным корпусом, позволяющие увеличить площадь соединения замка с элементами тонкостенной конструкции. В отверстии в запирающем элементе и корпусе может быть установлен блокировочный элемент, позволяющий избежать самопроизвольного их разъединения при работе в условиях вибрации. Блокировочный элемент может быть установлен в запирающем элементе на резьбе. В корпусе может быть неподвижно установлен ограничитель углового перемещения запирающего элемента. Изобретение повышает надежность фиксации соединяемых элементов конструкции. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к общему машиностроению, а именно к устройствам для соединения элементов конструкции с последующей их фиксацией, и может быть использовано для разъемного соединения элементов конструкции транспортных средств, преимущественно, элементов летательных аппаратов.

Известно разъемное соединение [Международная заявка WO 99/20909, кл. F 16 B 21/09, опубл. 29.04.99], которое состоит из двух элементов. Первый элемент имеет две плоские части, в одной из которых выполнено отверстие с широким и узким сечением, а вторая имеет штифт, расположенный напротив узкого сечения. Второй элемент содержит полый подковообразный шип, который имеет узкую часть у основания и утолщение на конце. При соединении первого и второго элементов подковообразный шип заводится через широкое сечение отверстия и сдвигается в область узкого сечения отверстия. Соединение элементов происходит после их поворота относительно оси шипа.

К недостаткам данного изобретения следует отнести ограниченную область применения из-за невозможности его использования для соединения замком элементов конструкции в том случае, если они являются шарнирно подвижными. Это объясняется тем, что в этом известном изобретении для соединения элементов конструкции необходимо перемещать один элемент относительно другого по нескольким направлениям. К недостаткам также следует отнести неполную фиксацию соединяемых элементов конструкции, так как соединение допускает взаимное вращение этих элементов, при этом фиксация обеспечивается только в некотором заданном диапазоне относительного углового положения соединяемых элементов, а вне этого диапазона возможно самопроизвольное рассоединение.

Известен стеллажный грузовой замок [Патент США №6241109, кл. A 47 F 005/00, опубл. 05.06.01], который состоит из L-образного монтажного кронштейна и вертикальной стойки. Первая полка кронштейна примыкает к передней грани вертикальной стойки, а вторая - к боковой грани вертикальной стойки. На первой полке кронштейна размещены монтажные штифты и отверстия, а на ее наружной поверхности установлен упругий фиксирующий элемент с фиксирующим штифтом. Этот штифт выступает через отверстия в кронштейне и в вертикальной стойке, тем самым препятствуя перемещению кронштейна относительно вертикальной стойки, фиксируя при этом элементы конструкции.

Недостатком данного изобретения является невозможность применения данного замка для соединения шарнирно подвижных элементов конструкции из-за необходимости осуществления сложного движения одного элемента относительно другого для его фиксации. Недостатком также является низкий ресурс соединения, так как в конструкции замка присутствует гибкий элемент, который при частом использовании подвержен быстрому износу и, как следствие, перестает выполнять свои функции, что приводит к необходимости его замены. К недостаткам также следует отнести повышенные требования к точности установки элементов замка на соединяемые элементы конструкции из-за необходимости обеспечения высокой точности взаимного расположения отверстий на первом и втором элементах замка. Кроме того, недостатком является ненадежность фиксации, так как при работе в условиях вибрации существует опасность выхода фиксирующего штифта, установленного на гибком элементе, из отверстия в кронштейне и, как следствие, самопроизвольное разъединение элементов конструкции.

Известно монтажное устройство [Международная заявка WO 01/66963, кл. F 16 B 21/02, F 16 B 12/20, А 47 В 47/00, опубл. 13.09.01], в состав которого входят охватываемая и охватывающая детали. Охватываемая деталь имеет разделительную часть, заключенную между запирающими частями, формируя две опорные выступающие плоскости. Охватывающая деталь имеет вырез, ограниченный в продольном направлении двумя выступающими плоскостями.

Недостатком данного изобретения является низкая надежность соединения при работе в условиях вибрации, так как охватываемая деталь фиксируется в охватывающей только за счет сил трения. Кроме того, к недостаткам следует отнести повышенные требования к точности установки элементов замка на соединяемые элементы конструкции, так как в данном изобретении не предусмотрена возможность регулирования взаимного положения охватываемой и охватывающей деталей после их установки на соединяемые элементы конструкции. К недостаткам также следует отнести низкую жесткость соединения при использовании замка для соединения элементов, представляющих собой тонкостенную конструкцию.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности, назначению, достигаемому результату и выбранным в качестве прототипа является соединительный замок [Патент РФ №97101468, кл. E 04 G 7/30, опубл. 27.03.99], в состав которого входят корпус, запирающий элемент, монтажный элемент и соединительные элементы. Корпус представляет собой две плоскопараллельные вертикальные стенки с серповидным вырезом, соединенные между собой посредством полки. Запирающий элемент представляет собой плоский стопорный рычаг, установленный между вертикальными стенками корпуса с возможностью поворота вокруг оси, жестко соединенной с вертикальными стенками и параллельной продольной оси замка.

Недостатками данного изобретения являются:

- низкая надежность фиксации соединяемых элементов, так как в направлении, перпендикулярном плоскости вращения стопорного рычага, монтажный элемент фиксируется только благодаря силе трения, возникающей между монтажным элементом и серповидным вырезом корпуса;

- повышенные требования к точности установки элементов замка на соединяемые элементы конструкции, так как не предусмотрена возможность регулирования взаимного положения запирающего стопорного рычага и монтажного элемента после их установки на соединяемых элементах конструкции;

- низкая жесткость соединения при установке замка на тонкостенную конструкцию вследствие малой площади поверхности контакта установочных элементов замка с элементами конструкции. Это приводит к необходимости применения дополнительных элементов для повышения жесткости соединения.

В основу изобретения поставлена задача повышения надежности фиксации соединяемых элементов, снижения требований к точности взаимного расположения элементов соединительного замка на элементах конструкции и повышения жесткости соединения элементов, один из которых представляет собой тонкостенную конструкцию.

Поставленная задача решается тем, что соединительный замок содержит корпус, запирающий элемент, монтажный элемент и соединительные элементы. Согласно изобретению внутренняя запирающая поверхность запирающего элемента содержит хотя бы один участок, на котором касательная к указанной поверхности образует тупой угол с осью запирающего элемента, а наружная запирающая поверхность монтажного элемента конгруэнтна внутренней запирающей поверхности запирающего элемента.

Кроме того, в другой конкретной форме выполнения запирающий элемент выполнен разъемным и состоит из засова и ключевой вставки.

Запирающий элемент содержит блокировочный элемент.

Блокировочный элемент установлен в запирающем элементе на резьбе.

Замок содержит переднюю крышку.

Замок содержит заднюю крышку.

Корпус содержит ограничитель углового перемещения.

Замок содержит, по крайней мере, одну регулировочную прокладку.

В данном изобретении обеспечиваются:

- повышение надежности соединения благодаря выполнению контактных поверхностей запирающего и монтажного элементов таким образом, что внутренняя запирающая поверхность запирающего элемента содержит хотя бы один участок, на котором касательная к указанной поверхности образует тупой угол с осью запирающего элемента, а наружная запирающая поверхность монтажного элемента конгруэнтна внутренней запирающей поверхности запирающего элемента. Такое выполнение контактных поверхностей позволяет геометрически запереть монтажный элемент в полости запирающего элемента по трем ортогональным направлениям взаимного положения соединяемых элементов;

- снижение требований к точности взаимного расположения элементов замка на соединяемых элементах конструкции благодаря тому, что предусмотрена возможность компенсации погрешностей взаимного расположения монтажного элемента относительно запирающего элемента после их установки на соединяемых элементах конструкции. Это достигается путем применения регулировочных прокладок, которые размещаются между засовом и ключевой вставкой или между засовом и корпусом в зависимости от погрешности;

- повышение жесткости соединения элементов, которые представляют собой тонкостенную конструкцию. Применение передней и задней крышек в конструкции соединительного замка позволяет увеличить площадь соединения замка с элементами тонкостенной конструкции, повышая, таким образом, жесткость соединения замка с элементами конструкции.

Следует отметить, что данное изобретение позволяет надежно соединять элементы конструкции, которая работает в условиях вибрации, а использование блокировочного элемента позволяет избежать при этом самопроизвольного разъединения этих элементов. Кроме того, при приложении нагрузки к корпусу замка монтажный элемент надежно и жестко фиксируется в запирающем элементе.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить надежность разъемного соединения двух элементов конструкции, обеспечивая при этом фиксацию их взаимного положения по трем ортогональным направлениям, снизить требования к точности взаимного расположения элементов замка на соединяемых элементах конструкции, а также повысить жесткость соединения элементов, один из которых представляет собой тонкостенную конструкцию.

На фиг.1 показан общий вид соединительного замка; на фиг.2 - сечение А-А; на фиг.3 - сечение Б-Б.

В состав соединительного замка входит корпус 1, установленный на первом элементе конструкции, и запирающий элемент 2, установленный в корпусе 1. В состав соединительного замка также входит монтажный элемент 3, установленный на второй элемент конструкции. Корпус 1 выполнен в виде полого цилиндра с вырезом на боковой поверхности. Запирающий элемент 2 состоит из засова 4 и ключевой вставки 5, соединенных между собой посредством соединительных элементов 6, например штифтов. Ключевая вставка 5 на своей внешней поверхности содержит углубления 7, предназначенные для ключа. Внутренняя запирающая поверхность 8 засова 4 конгруэнтна наружной запирающей поверхности 9 монтажного элемента 3. Засов 4 имеет также радиальный вырез, предназначенный для введения монтажного элемента 3. В отверстии, выполненном в ключевой вставке 5, засове 4 и корпусе 1, установлен на резьбе блокировочный элемент 10, выполненный в виде винта. Замок содержит также переднюю 11 и заднюю 12 крышки, соединенные между собой посредством винтов. Указанные крышки соединены с корпусом 1 и предназначены для повышения жесткости соединения при установке соединительного замка на тонкостенную конструкцию. В корпусе 1 неподвижно установлен ограничитель 13 углового перемещения, выполненный в виде штифта и предназначенный для ограничения поворота засова 4, на угол, определяемый угловым размером выточки 14. Между засовом 4 и ключевой вставкой 5 и/или между засовом 4 и корпусом 1 размещены регулировочные прокладки 15, повторяющие форму поперечного сечения засова 4. Эти прокладки 15 предназначены для регулирования осевого положения засова 4 относительно корпуса 1 путем увеличения или уменьшения толщины и/или их количества между корпусом 1 и засовом 4, или между засовом 4 и ключевой вставкой 5.

Изобретение используют следующим образом. Устанавливают ключ для открывания замка в углубления 7 ключевой вставки 5. Совмещают вырезы на засове 4 и на корпусе 1. Вводят монтажный элемент 3, установленный на втором элементе конструкции, через указанный вырез в полость засова 4. Поворачивают запирающий элемент 2 с помощью ключа на угол, заданный угловым размером выточки 14 на засове 4 до упора в ограничитель углового перемещения 13. При этом засов 4 геометрически запирает монтажный элемент 3, фиксируя его поперечное сечение (А-А) в полости засова 4. В закрытом состоянии замка отверстие в корпусе совпадает с блокировочным элементом 10, установленным на резьбе в ключевой вставке 5. Блокируют замок в закрытом состоянии, для чего завинчивают блокировочный элемент 10 до входа его в отверстие в корпусе 1. При этом блокировочный элемент 10 препятствует вращению запирающего элемента 2 относительно корпуса 1.

Заявляемое изобретение позволяет повысить надежность фиксации соединяемых элементов конструкции, снизить требования к точности взаимного расположения элементов замка на элементах конструкции. Кроме того, изобретение позволяет повысить жесткость соединения элементов, один из которых представляет собой тонкостенную конструкцию, а также надежно соединить и предотвратить самопроизвольное разъединение элементов конструкции, которая работает в условиях вибрации.

Формула изобретения

1. Соединительный замок, содержащий установленный на первом соединяемом элементе конструкции корпус с вырезом для ввода установленного на другом соединяемом элементе конструкции монтажного элемента и последующего его запирания посредством установленного в этом корпусе запирающего элемента, отличающийся тем, что наружная запирающая поверхность монтажного элемента конгруэнтна внутренней запирающей поверхности запирающего элемента, позволяющего запереть монтажный элемент в своей полости по трем ортогональным направлениям взаимного положения соединяемых элементов конструкции, причем корпус выполнен в виде полого цилиндра с вырезом на боковой поверхности, а установленный в нем запирающий элемент выполнен разъемным и состоит из соединенных между собой засова, также имеющего радиальный вырез для введения монтажного элемента, и ключевой вставки, причем между засовом и ключевой вставкой и/или между засовом и корпусом размещены регулировочные прокладки для компенсации погрешностей взаимного расположения монтажного и запирающего элементов после их установки на соединяемых элементах конструкции, при этом замок содержит крышки, соединенные между собой и с вышеуказанным корпусом, позволяющие увеличить площадь соединения замка с элементами тонкостенной конструкции.

2. Замок по п.1, отличающийся тем, что в отверстии, выполненном в запирающем элементе и корпусе, установлен блокировочный элемент, позволяющий избежать самопроизвольного их разъединения при работе в условиях вибрации.

3. Замок по п.2, отличающийся тем, что блокировочный элемент установлен в запирающем элементе на резьбе.

4. Замок по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в корпусе неподвижно установлен ограничитель углового перемещения запирающего элемента.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3