Замковое устройство

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2364758:

Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)

Изобретение относится области машиностроения, в частности к устройствам, обеспечивающим замыкание и разделение двух элементов конструкции. Замковое устройство содержит захватываемый упор с коническим буртиком, жестко установленный на одной соединяемой детали, и захватывающий механизм, подвижно установленный в отверстие второй соединяемой детали и выполненный в виде наружной и внутренней концентричных и подпружиненных друг относительно друга втулок, приводного поршня, шариков, размещенных между конусом буртика упора, торцевой расточкой внутренней втулки и буртиком наружной втулки. Замковое устройство содержит также втулку с прорезями, которая взаимодействует с буртиком наружной втулки. Втулка с прорезями может быть подпружинена к буртику наружной втулки. Наружная втулка снабжена элементами угловой фиксации в соединяемой детали. Наружная и внутренняя втулки снабжены элементами угловой фиксации друг относительно друга. Втулка с прорезями снабжена элементами угловой фиксации относительно внутренней втулки. В результате уменьшены габариты и масса устройства, увеличивается ресурс работы замкового устройства, уменьшаются усилия при его расстыковке. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится области машиностроения, в частности к устройствам, обеспечивающим замыкание и разделение двух элементов конструкции.

Известен быстроразъемный шариковый замок (а.с. 591631, F16B 2/16) для многоразовой стыковки и автоматической расстыковки, содержащий корпус, втулку-сепаратор, шток с кольцевой конической канавкой, кольцевые ряды шариков, запирающую силовую втулку.

Однако в данном быстроразъемном шариковом замке не обеспечивается равномерное распределение нагрузок по шарикам. Шарики расположены в круглых отверстиях сепараторов и передают нагрузку на боковую поверхность отверстий через сепараторы. Отверстия выполнены перпендикулярно оси замка. За счет неточностей при перестановке положения детали или инструмента при выполнении отверстий оси отверстий смещены относительно их общей плоскости. Также существует погрешность в выполнении каждого из отверстий по величине диаметра, в результате чего возникает неплоскостность и неравномерность расположения относительно оси замка опорных поверхностей сепаратора, на которые опираются шарики, т.е. не все опорные поверхности передают усилие и не все шарики участвуют в передаче усилия. Это приводит к необходимости иметь больше шариков для передачи усилия, боковой неравномерности передачи усилия на шток, появлению дополнительных боковых усилий трения на штоке и соответственно к необходимости больших усилий при расстыковке и соответственно приводит к увеличению массы устройства и уменьшению ресурса.

Близким по технической сущности является замковое устройство (а.с. 540064, F16В 2/16), содержащее захватываемый упор с коническим буртиком, жестко установленный на одной соединяемой детали, и захватывающий механизм, подвижно установленный в отверстие второй соединяемой детали и выполненный в виде двух концентричных и подпружиненных втулок, приводного поршня, шариков, размещенных между конусом буртика упора, торцевой расточкой внутренней втулки и буртиком наружной втулки. Осевая нагрузка воспринимается конусом упора и буртиком наружной втулки второй соединяемой детали. Во внутренней втулке размещена подпружиненная подвижная втулка. При срабатывании замка на открытие после перемещения внутренней втулки и перемещения за упором подпружиненной подвижной втулки шарики заполняют образовавшуюся кольцевую полость и занимают произвольное положение. Так как в состыкованном положении замкового устройства при удержании передается большое усилие, то в местах контакта с передающими усилие шариками от этого воздействия их высокопрочных поверхностей остаются небольшие углубления. При повторной состыковке шарики занимают любое другое произвольное положение, при этом часть шариков может попасть в те же углубления, а часть нет. Нагрузка через шарики будет передаваться неравномерно. Часть шариков не будут передавать нагрузку в полной мере. При такой конструкции замок надо переразмеривать на увеличение для передачи требуемого усилия. Кроме того из-за образования углублений на контактирующих с шариками поверхностях появляется неравномерная поперечная нагрузка. Это требует увеличения усилия при расстыковке и увеличения массы и габаритов создающего усилие механизма, например поршня. Кроме того при расстыковке и стыковке в горизонтальном положении шарики за счет силы тяготения окажутся в нижней части кольцевой канавки. При повторной стыковке потребуется дополнительное усилие для обеспечения их перераспределения и перемещения вверх по кольцевой проточке. Это также приводит к дополнительному повреждению ограничивающих шарики деталей и уменьшению ресурса работы замкового устройства. Результатом этого является увеличение массы замкового устройства и уменьшение ресурса.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение постоянства положения шариков в замковом устройстве при многократных стыковках и расстыковках.

Сущность изобретения заключается в том, что в замковом устройстве, содержащем захватываемый упор с коническим буртиком, жестко установленный на одной соединяемой детали, и захватывающий механизм, подвижно установленный в отверстие второй соединяемой детали и выполненный в виде двух концентричных и подпружиненных втулок, приводного поршня, шариков, размещенных между конусом буртика упора, торцевой расточкой внутренней втулки и буртиком наружной втулки, введена втулка с прорезями для размещения шариков, взаимодействующая с буртиком наружной втулки. Кроме того втулка с прорезями может быть подпружинена к буртику наружной втулки. При этом наружная втулка может быть снабжена элементами угловой фиксации в соединяемой детали, наружная и внутренняя втулки могут быть снабжены элементами угловой фиксации друг относительно друга, а также втулка с прорезями для размещения шариков может быть снабжена элементами угловой фиксации относительно внутренней втулки.

Техническим результатом предлагаемой конструкции является уменьшение габаритов и массы устройства, увеличение ресурса работы замкового устройства, уменьшение усилий на приводе расстыковки замкового устройства.

Сущность изобретения поясняется фигурами:

фиг.1 - замковое устройство в закрытом положении;

фиг.2 - замковое устройство в открытом положении;

фиг.3 - устройство в закрытом положении с втулкой с прорезями для размещения шариков, подпружиненной к буртику наружной втулки;

фиг.4 - устройство в открытом положении с втулкой с прорезями для размещения шариков, подпружиненной к буртику наружной втулки.

Замковое устройство соединяет две детали 1 и 2, на одной из которых жестко установлен захватываемый упор 3 с коническим буртиком 4, а в другой подвижно установлен захватывающий механизм, выполненный в виде наружной 5 и внутренней 6 втулок, подпружиненных относительно друг друга пружиной 7; шариков 8, размещенных между конусом буртика 4, торцевой расточкой 9 внутренней втулки 6 и буртиком 10 наружной втулки 5. В наружной втулке 5 расположена взаимодействующая с буртиком 10 втулка 11 с прорезями 12, в которых размещены шарики 8. Втулка 11 с прорезями может быть подпружинена к буртику 10 пружиной 13 (см. фиг.3). Во внутренней втулке 6 размещена подпружиненная подвижная втулка 14. Захватывающий механизм снабжен поршнем 15 с удлиненным концом, взаимодействующим с упором 3. Гайка 16 установлена на наружной втулке 5 и создает стягивающее усилие между деталями 1 и 2. На наружной втулке 5 могут быть выполнены элементы фиксации 17, обеспечивающие однозначное угловое положение относительно соединяемой детали 2, имеющей ответные пазы. Также внутренняя втулка 6 может быть снабжена пазом 18, а наружная втулка 5 - штифтом 19 для обеспечения их взаимного фиксированного углового положения. Подпружиненная втулка 11 с прорезями для шариков 8 может быть снабжена пазом 20, а внутренняя втулка 6 - штифтом 21 для обеспечения их взаимного фиксированного углового положения. Для обеспечения фиксированного углового положения могут использоваться другие любые конструктивные элементы.

Замковое устройство работает следующим образом. В закрытом положении замкового устройства стягивающее усилие между деталями 1 и 2, создаваемое гайкой 16, передается через шарики 8 на поверхности, с которыми они взаимодействуют: конус буртика 4, торцевую расточку 9 внутренней втулки 6 и буртик 10 наружной втулки 5. При необходимости раскрытия замкового устройства внутреннюю втулку 6 принудительно с усилием, например с помощью тяги, подачи давления на поршень 15 или другого механизма (не показано), перемещают в противоположную от упора 3 сторону, сжимая пружину 7, освобождая шарики 8 и радиально раздвигая их подвижной подпружиненной втулкой 14. При этом шарики 8 остаются в прорезях 12 втулки 11. Втулка 11 не воспринимает осевые нагрузки. Под действием удлиненного конца поршня 15, воздействующего на упор 3, происходит расталкивание деталей 1 и 2. Замковое устройство расстыковано.

Перед повторной стыковкой гайку 16 отворачивают на несколько оборотов для снижения усилия стягивания. Осуществляют движение детали 1 навстречу детали 2. Торец упора 3 перемещает подпружиненную подвижную втулку 14 и поршень 15, освобождая шарики 8, остающиеся при этом в прорезях 12 втулки 11. Подпружиненная втулка 6 под воздействием пружины 7 перемещается в сторону упора 3 и торцевой расточкой 9 перемещает шарики 8 радиально к оси устройства, которые благодаря снижению стягивающего усилия легко возвращаются в исходное положение, т.е. соприкасаются с коническим буртиком 4 упора 3. Причем каждый из шариков 8, находясь в пазах 12 втулки 11, не препятствует перемещению других шариков. Последующая затяжка гайки 16 создает стягивающее усилие между соединяемыми деталями 1 и 2. Замковое устройство состыковано.

При обеспечении фиксированного углового положения между наружной 5 и внутренней 6 втулками, а также между внутренней втулкой 6 и втулкой 11 шарики 8 попадают строго на одни и те же места, что обеспечивает равную по величине между шариками передачу усилия, в результате чего обеспечивается максимальный ресурс срабатываний и минимальное расчетное количество шариков для передачи усилия, и соответственно минимальный габарит и масса. Даже без обеспечения фиксированного углового положения между вышеперечисленными деталями, соединение будет проходить с меньшим усилием, что важно при ручной стыковке, так как нет необходимости перераспределять шарики по кольцевой проточке с большего диаметра на меньший и поднимать их вверх при горизонтальной стыковке, в результате чего они могут привести к нарушению передающих усилие поверхностей.

1. Замковое устройство, содержащее захватываемый упор с коническим буртиком, жестко установленный на одной соединяемой детали, и захватывающий механизм, подвижно установленный в отверстие второй соединяемой детали и выполненный в виде двух концентричных и подпружиненных втулок, приводного поршня, шариков, размещенных между конусом буртика упора, торцевой расточкой внутренней втулки и буртиком наружной втулки, отличающееся тем, что содержит втулку с прорезями для размещения шариков, взаимодействующую с буртиком наружной втулки.

2. Замковое устройство по п.1, отличающееся тем, что втулка с прорезями подпружинена к буртику наружной втулки.

3. Замковое устройство по п.2, отличающееся тем, что наружная втулка снабжена элементами угловой фиксации в соединяемой детали, наружная и внутренняя втулки снабжены элементами угловой фиксации относительно друг друга, а также втулка с прорезями для размещения шариков снабжена элементами угловой фиксации относительно внутренней втулки.

Похожие патенты:

Устройство стопорное // 2304237

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к атомной технике, и может быть преимущественно использовано для удержания компенсирующих групп в крайнем нижнем положении через штоки тепловыделяющих сборок на судах с атомной паропроизводящей установкой.

Замок для раздвижных дверей // 2295621

Изобретение относится к замковым устройствам, а именно к замкам для раздвижных дверей, и касается замка, содержащего стакан, закрепленный на одной двери, имеющий на внутренней цилиндрической поверхности проточку в форме сегмента, цилиндр, закрепленный на другой двери или косяке проема двери, имеющий сквозное поперечное отверстие с размещенными в нем двумя шариками и продольное осевое отверстие, при этом имеется подпружиненный снаружи шток, имеющий возможность осевого перемещения, также шток размещен по оси стакана и один его конец закреплен штифтом, расположенным в пазу сухаря, а сухарь расположен в стакане с возможностью осевого перемещения и невозможностью разворота и взаимодействует с кулачком, жестко связанным с квадратом защелки либо с другим механизмом перемещения, при этом шток имеет плоскую форму, а осевое отверстие в цилиндре имеет прямоугольную форму с высотой и шириной больше, чем толщина и ширина штока, а ось этого отверстия, расположенная вдоль его ширины, перпендикулярна оси поперечного отверстия цилиндра, в котором расположены шарики.

Шариковый замок // 2291328

Изобретение относится к области машиностроения, к соединительно-разъединительным механизмам, и может быть использовано для спуска вставного погружного насоса в скважину.

Шариковый замок // 2291327

Соединительно-разъединительный механизм // 2260720

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к соединительно-разъединительным механизмам. .

Винтовой механизм // 2226246

Изобретение относится к машиностроению, а именно к винтовым передачам с самоустанавливающейся гайкой, и может применяться, в частности, в нагруженных передачах винтовых подъемников.

Устройство для разделения элементов космического аппарата // 2196712

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано для удержания в сложенном положении развертываемых конструкций космического аппарата (антенн, штанг и т.д.).

Быстросъемное замыкающее устройство для закрепления детали на валу // 2196259

Изобретение относится к машиностроению, в частности к замковым соединениям, которые могут быть использованы для закрепления автомобильных колес к валу балансировочного станка.

Замок-разъединитель // 2193119

Изобретение относится к морской технике, а именно к буям. .

Замковое устройство // 2184284

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для замыкания двух элементов конструкции. .

Соединительное устройство // 2398974

Изобретение относится к подводному соединительному устройству

Замковый узел // 2418997

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к соединительно-разъединительным механизмам, и может быть использовано в узлах для механической фиксации разъемных частей

Отделитель // 2428591

Изобретение относится к области морской техники, а именно к автономным гидроакустическим и сейсмогидроакустическим станциям наблюдения за подводной обстановкой

Замковое устройство // 2428592

Межплатное разъемное соединение магистралей // 2431586

Разъемное соединение разделяемых в процессе эксплуатации частей изделия и узел фиксации разъемного соединения // 2469215

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при разработке разъемных соединений разделяемых в процессе эксплуатации частей изделий

Механизм соединения-разделения элевона складываемого крыла летательного аппарата // 2509682

Изобретение относится к устройствам соединения и разделения частей крыла. Механизм содержит корпус, в котором установлены поршень и гильза. В отверстиях гильзы свободно расположены шарики, скрепляющие корпус и гильзу. В гильзе расположен шток, который удерживается в гильзе при помощи разрезного пружинного кольца и заплечиками удерживает шарики. Поршень механизма снабжен поршневыми, разрезными кольцами. Механизм имеет газовый канал, который состоит из одной части, которая имеет поводок с коническим отверстием, шарнирно соединенный с обоймой, которая шарнирно соединена с валом механизма управления элевоном, и другой части, которая расположена в вале, соединена с газогенератором и имеет подпружиненный сферический наконечник, который при раскрытии входит в коническое отверстие поводка, образуя замкнутый газовый канал, по которому проходит газ для перемещения поршня, штока и гильзы. Изобретение направлено на обеспечение работоспособности при воздействии повышенных температур. 6 ил.

Шариковый замок // 2529250

Изобретение относится к области машиностроения. Шариковый замок содержит рабочую поверхность, выполненную в виде конической поверхности. На штоке выполнены посадочный буртик и посадочный фланец. На втулке выполнен стыковочный фланец с посадочным отверстием и заходной фаской, стыковочный фланец снабжен адаптером для установки второго объекта. Во втулке неподвижно установлен вкладыш, рабочая поверхность которого выполнена в виде конической поверхности, угол наклона рабочей поверхности втулки больше угла наклона рабочей поверхности штока на 1÷12°. Втулка снабжена рукояткой с головкой захвата. В запорном кольце выполнены радиальные отверстия, в которых установлены запорные шарики. Наружная посадочная поверхность запорного кольца взаимодействует с внутренней посадочной поверхностью рукоятки втулки. Ограничитель перемещения выполнен в виде не менее двух выступающих над поверхностью запорного кольца элементов. Запорное кольцо снабжено рукояткой с радиальными отверстиями, охватывающими ограничители перемещения. Рукоятка с зазором охватывает втулку, на рукоятке выполнена головка захвата. Достигается соединение и разделение двух объектов сжатием кисти руки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиксирующее устройство // 2543457

Изобретение относится к приборостроению, может быть использовано для фиксации различных соединений и направлено на повышение надежности соединения при вибрации. Фиксирующее устройство содержит вал с возможностью вращения, охватывающую его деталь и фиксирующее охватывающую деталь устройство. Вал с возможностью вращения выполнен с лыской, параллельной оси вращения, охватывающая его деталь выполнена в виде корпуса, в полости которого, перпендикулярно оси вала, размещен цилиндрический фиксирующий элемент с лыской, параллельной лыске вала, контактирующей с лыской вала, жестко закрепленный в корпусе, в корпусе выполнено резьбовое отверстие, параллельное оси вала, в которое ввернут винт с конической поверхностью с одного его торца и с пазом, параллельным его оси, с другого его конца. Коническая поверхность винта контактирует с цилиндрической поверхностью фиксирующего элемента со стороны лыски. 3 ил.

Шариковый замок и способ выбора его геометрических параметров и силовых характеристик // 2583767

Предложен шариковый замок. Он содержит шарики, размещенные в радиальных отверстиях боковой поверхности штока, заклинивающиеся между конусной поверхностью неподвижного упора с образующей конуса, выполненной под углом наклона больше угла трения скольжения, максимально возможного для материалов, из которых выполнены упор и шарики, и конусной поверхностью подпружиненного подвижного золотника. С целью упрощения конструкции и надежной фиксации замка при минимальном усилии на его открытие, угол наклона образующей конуса золотника больше угла трения качения, но меньше угла трения. Также предложен способ выбора геометрических параметров и силовых характеристик шарикового замка. Способ заключается в том, что задают угол наклона образующей конусной поверхности упора, усилием, действующим на закрывание замка, определяют для ряда значений угла наклона образующей конуса золотника, включая значение, при котором происходит самооткрывание замка, соответствующие этим значениям усилия на открывание замка, после чего определяют угол трения в соединении, и из ряда этих усилий на открывание замка выбирают требуемое и соответствующее ему значение угла наклона образующей конуса золотника. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.