Устройство и способ осуществления разъемного соединения конструктивных элементов, в особенности, в воздушном судне
Устройство для осуществления разъемного соединения конструктивных элементов, в частности, в воздушном судне содержит механизм зажимного рычага, соединенный с первым конструктивным элементом, и зажимную шпильку, соединенную со вторым конструктивным элементом. Механизм зажимного рычага содержит эксцентриковый вал, зажимной рычаг и приводную втулку. Эксцентриковый вал смонтирован с возможностью вращения вокруг оси вращения на первом конструктивном элементе. Зажимной рычаг смонтирован эксцентрически и с возможностью поворота относительно эксцентрикового вала. Приводная втулка смонтирована с возможностью вращения вокруг оси вращения относительно эксцентрикового вала и сопряжена по типу зубчатой передачи с зажимным рычагом. Механизм зажимного рычага выполнен с возможностью перемещения между положением расцепления, положением готовности и фиксирующим положением. В положении расцепления зажимной рычаг и зажимная шпилька разъединены, а в фиксирующем положении зажимной рычаг и зажимная шпилька сцеплены блокирующим принудительным образом вследствие относительного вращения эксцентрикового вала и приводной втулки, а также зажимного рычага. Изобретение также относится к способу осуществления разъемного соединения конструктивных элементов, в особенности в воздушном судне, предусматривающему использование вышеуказанного устройства. Заявленная группа изобретений обеспечивает безопасное и долговременное соединение и высокую эргономическую эффективность. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству и способу осуществления разъемного соединения конструктивных элементов, в особенности в воздушном судне.
Уровень техники
В современном воздушном судне часто требуется быстро устанавливать и демонтировать отдельные конструктивные элементы. Например, в пассажирском воздушном судне устанавливаются некоторые объекты, которые могут легко выводиться из сложенного или нерабочего состояния с целью их временного использования. Примером таких объектов являются места отдыха для летного экипажа, которые называются также отделениями отдыха летных экипажей. В частности, в дальних рейсах такие места отдыха должны обеспечивать возможность быстрого выведения из своего сложенного положения, так чтобы находящиеся за ними зоны оказывались легкодоступными для использования летным экипажем. Однако до того как эти места отдыха потребуются вновь, их приходится еще раз приводить в сложенное положение (экономящим место и, самое главное, механически безопасным способом), в котором они безопасно удерживаются и занимают минимально возможное пространство.
До настоящего времени съемные детали, такие как штанги, крышки с защелкой или им подобные, часто использовались для того, чтобы закреплять такие устанавливаемые и демонтируемые конструктивные элементы. Несмотря на то что использовавшиеся до настоящего времени соединительные механизмы, как правило, были относительно простыми в эксплуатации, они имели большое количество недостатков. Так, например, было обнаружено, что решения с использованием штанг не могут противостоять постоянным вибрациям и не могут гарантировать надежного, долговременного соединения конструктивных элементов. Помимо этого, соединительные механизмы, содержащие съемные детали, скрывают опасность того, что эти детали могут быть потеряны, в результате чего соединительный механизм будет уже невозможно использовать.
Документы, отражающие предшествующий уровень техники, - DE 10138471 A1, US 3565469 и US 2738211, - показывают фиксирующие приспособления, используемые в данной области техники для соединения конструктивных элементов.
Раскрытие изобретения
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предусмотреть устройство и способ для осуществления разъемного соединения конструктивных элементов в воздушном судне, которые, обходясь без съемных деталей, гарантируют безопасное и долговременное соединение и отличаются высокой эргономической эффективностью.
Эта задача решается при помощи устройства для осуществления разъемного соединения конструктивных элементов в воздушном судне, которое содержит механизм зажимного рычага, соединенный с первым конструктивным элементом, и зажимную шпильку (скобу), соединенную со вторым конструктивным элементом.
Механизм зажимного рычага содержит эксцентриковый вал, смонтированный с возможностью вращения вокруг оси вращения на первом конструктивном элементе, зажимной рычаг, смонтированный эксцентрически и с возможностью поворота относительно эксцентрикового вала, и приводную втулку, смонтированную с возможностью вращения вокруг оси вращения относительно эксцентрикового вала и сопряженную по типу зубчатой передачи с зажимным рычагом. При этом механизм зажимного рычага выполнен с возможностью перемещения между положением расцепления, положением готовности и фиксирующим положением. В положении расцепления зажимной рычаг и зажимная шпилька разъединены, а в фиксирующем положении зажимной рычаг и зажимная шпилька сцеплены блокирующим принудительным образом вследствие относительного вращения эксцентрикового вала и приводной втулки, а также зажимного рычага.
Устройство, соответствующее изобретению, включает в себя зажимной рычаг, который может с возможностью поворота и поступательного движения перемещаться с помощью приводной втулки и эксцентрикового вала. Таким образом, зажимной рычаг может быть приведен из положения расцепления, в котором два соединяемых конструктивных элемента могут отделяться друг от друга, через положение готовности, в котором два соединяемых конструктивных элемента размещаются относительно друг друга, в фиксирующее положение, в котором два соединяемых конструктивных элемента прочно фиксируются относительно друг друга. Предпочтительно, чтобы фиксирование происходило путем создания состояния натяжения, так чтобы два соединяемых конструктивных элемента скреплялись друг с другом и вследствие этого надежно удерживались вместе, в том числе и при возникновении вибраций. Возникающие в связи с этим усилия натяжения создаются путем перехода механизма зажимного рычага из положения готовности в фиксирующее положение и выбираются так, чтобы противодействовать любому непредусмотренному ослаблению соединения вследствие возникающих вибраций. Помимо этого, блокирующее принудительное зацепление зажимного рычага с зажимной шпилькой увеличивает эксплуатационную надежность устройства, соответствующего изобретению, и, более того, уменьшает риск непредусмотренного ослабления соединения устройства.
В соответствии с изобретением может быть предусмотрено, чтобы приводная втулка монтировалась с возможностью поворота на эксцентриковом валу. Также предусматривается, что зажимной рычаг смонтирован эксцентрически с возможностью поворота относительно оси вращения на эксцентриковом участке эксцентрикового вала. Кроме того, в изобретении предусматривается, что зажимной рычаг содержит опорный участок, принимающий эксцентриковый вал и участок захвата или направляющий участок, который может быть приведен в блокирующее зацепление с зажимной шпилькой. Таким образом, в соответствии с изобретением, зажимной рычаг может перемещаться путем вращения эксцентрикового вала. Вследствие расположения зажимного рычага на эксцентриковом участке эксцентрикового вала зажимной рычаг поворачивается вокруг оси поворота, определяемой эксцентриковым участком, которая, однако, не совпадает с осью вращения эксцентрикового вала.
В модификации изобретения предусматривается, что опорный участок имеет упор, который совместно с контрупором, предусмотренным на первом конструктивном элементе, определяет положение расцепления механизма зажимного рычага. Обеспечение упора, а также контрупора обеспечивает однозначное определение положения расцепления механизма зажимного рычага. В соответствии с модификацией изобретения механизм зажимного рычага может быть натянут наподобие пружины в направлении этого положения расцепления.
Что касается конструктивной конфигурации участка захвата, то в модификации изобретения предусматривается, что он содержит опорную поверхность, которая в положении готовности перед достижением фиксирующего положения упирается в зажимную шпильку. Таким образом, положение готовности также является заранее заданным. В этой связи следует отметить, что опорная поверхность участка захвата и дополнительные функциональные поверхности участка захвата, которые впоследствии будут создавать блокирующее принудительное соединение зажимного рычага и зажимной шпильки, в соответствии с изобретением сконфигурированы с образованием стягивающих скошенных участков, которые приводят зажимной рычаг и зажимную шпильку в заданные положения по отношению друг к другу, когда механизм зажимного рычага перемещается из положения готовности в фиксирующее положение.
Как уже упоминалось во вводной части, в соответствии с изобретением соединяемые конструктивные элементы желательно соединять с предварительным натяжением. Для обеспечения возможности успешного приложения этих сил предварительного натяжения конструктивно простым способом в модификации изобретения предусматривается, что опорный участок и участок захвата соединены друг с другом посредством соединительного рычага, работающего как упругая пружина. В этом варианте соединительный рычаг при переходе из положения готовности в фиксирующее положение упруго деформируется и, следовательно, сжимает вместе два конструктивных элемента, подлежащих фиксации. С одной стороны, для достижения такого эффекта соединительный рычаг, работающий как упругая пружина, может быть выполнен из упругодеформируемого материала. С другой стороны, требуемые пружинные характеристики могут быть обеспечены, дополнительно или в качестве альтернативы, путем профилирования рычага, например, в виде криволинейного зажимающего хомута.
Таким образом, при перемещении механизма зажимного рычага из положения готовности в фиксирующее положение участок захвата входит в зацепление с зажимной шпилькой и под действием упругой деформации соединительного рычага прижимает первый конструктивный элемент ко второму конструктивному элементу.
Что касается сопряжения приводной втулки и зажимного рычага, то в модификации изобретения предусматривается, что зажимной рычаг содержит направляющую канавку, предусмотренную на опорном участке. Кроме того, в связи с этим предусматривается, что приводная втулка содержит приводную лапку, которая входит в направляющую канавку для сопряжения приводной втулки с зажимным рычагом по типу зубчатой передачи. В этой связи следует сказать, что приводная втулка, которая монтируется с возможностью поворота на эксцентриковом валу, и зажимной рычаг, который аналогичным образом монтируется с возможностью поворота на эксцентриковом валу, во время относительного вращения относительно эксцентрикового вала вращаются вокруг различных осей вращения.
Вследствие того что зажимной рычаг монтируется на эксцентриковом участке эксцентрикового вала, эта ось вращения вокруг эксцентрикового вала не совпадает на величину эксцентриситета эксцентрикового участка с осью вращения эксцентрикового вала. По этой причине в случае сопряжения зажимного рычага и приводной втулки необходимо учитывать поступательные относительные движения, возникающие между этими двумя компонентами вследствие осевого смещения при относительном вращении относительно эксцентрикового вала. Поэтому в соответствии с изобретением предусматривается, что приводная лапка также поступательным образом движется в пределах направляющей канавки в случае совместного относительного вращения зажимного рычага и направляющей втулки относительно эксцентрикового вала. Для того чтобы это поступательное движение происходило с малым трением и отсутствием блокирования, в модификации изобретения предусматривается, что приводная лапка имеет закругленные боковые наклонные поверхности. В случае поступательного движения приводной лапки в направляющей канавке, вызванного вышеописанным эксцентриситетом, закругленные боковые наклонные поверхности приводной лапки скользят с малым трением по боковым наклонным поверхностям направляющей канавки.
Для того чтобы ограничить относительное горизонтальное качание эксцентрикового вала, с одной стороны, и совместно движущихся компонентов, т.е. приводной втулки и зажимного рычага, с другой стороны, в соответствии с изобретением может дополнительно предусматриваться, что приводная лапка содержит стопорную поверхность, расположенную радиально и обращенную внутрь по отношению к оси вращения, причем указанная поверхность в фиксирующем положении входит в блокирующее зацепление с эксцентриковым участком. В связи с этим в модификации изобретения предусматривается, что стопорная поверхность сконфигурирована так, что при перемещении механизма зажимного рычага из положения готовности в фиксирующее положение эксцентриковый участок эксцентрикового вала может перемещаться относительно приводной втулки за пределы мертвой точки эксцентрика на фиксирующий угол до упора стопорной поверхности в эксцентриковый участок.
Таким образом, при перемещении механизма зажимного рычага из положения готовности в фиксирующее положение можно обеспечить горизонтальное качание зажимного рычага в диапазоне, достаточно широком для того, чтобы зажимной рычаг был, прежде всего, плотно прижат вследствие перемещения эксцентрикового участка до тех пор, пока эксцентриковый участок в своем вращении не достигнет мертвой точки. При достижении мертвой точки наблюдается максимальная упругая деформация зажимного рычага. Однако затем эксцентриковый вал поворачивается дальше, так что натяжение зажимного рычага слегка уменьшается, но удерживается на заранее заданном уровне. И наконец, стопорная поверхность приводной втулки прижимается к эксцентриковому участку, так что дальнейшее относительное вращение от эксцентрикового участка к зажимному рычагу до достижения состояния беспрепятственного вращения становится невозможным. Однако противоположное вращение эксцентрикового вала необходимо только при определенных затратах силы, поскольку в этом случае зажимной рычаг снова пришлось бы дополнительно упруго деформировать до тех пор, пока не будет достигнута мертвая точка. Таким образом, удается предотвратить непредусмотренное ослабление соединения, например, вследствие вибраций, возникающих в процессе эксплуатации. В случае непредусмотренного ослабления соединения эксцентриковому валу приходится перемещаться, прежде всего, преодолевая эту противодействующую силу сразу же за пределами мертвой точки эксцентрика. Если после этого мертвая точка эксцентрика будет пройдена, то оставшийся путь будет пройден при перемещении из фиксирующего положения в положение готовности под действием поддерживающей силы, возникающей вследствие ослабления натяжения зажимного рычага.
С целью повышения эргономической эффективности в соответствии с изобретением на эксцентриковом валу и на приводной втулке, на видимой поверхности, доступной во время работы устройства, предусматриваются метки положения, с помощью которых положение механизма зажимного рычага может быть определено как «положение расцепления», «фиксирующее положение» или «положение готовности». Таким образом, оператор в любой момент времени точно знает, в каком положении находится устройство, соответствующее данному изобретению.
С конструктивной точки зрения можно дополнительно предусмотреть, чтобы с целью приведения в движение эксцентрикового вала и приводной втулки на последних во всех случаях были предусмотрены профилированные участки для зацепления, в частности шестигранные профилированные участки. Так, например, наружный шестигранный профилированный участок может быть расположен на приводной втулке, а соответствующий внутренний шестигранный профилированный участок может быть расположен на эксцентриковом валу. В таком случае эти участки могут должным образом зацепляться и приводиться в движение с возможностью вращения посредством соответствующего комбинированного инструмента. В качестве альтернативы, с целью повышения экономической эффективности в соответствии с изобретением можно дополнительно предусмотреть активирующий рычаг как на эксцентриковом валу, так и на приводной втулке для приведения их в движение.
Помимо этого, изобретение относится к способу осуществления разъемного соединения конструктивных элементов в воздушном судне, использующему описанное ранее устройство, в котором процесс соединения содержит следующие этапы:
- размещение двух соединяемых конструктивных элементов с требуемым выравниванием относительно друг друга, причем механизм зажимного рычага находится в положении расцепления,
- поворачивание приводной втулки с целью поворота зажимного рычага так, что механизм зажимного рычага перемещается из положения расцепления в положение готовности,
- поворачивание эксцентрикового вала с целью перемещения зажимного рычага путем поворачивания эксцентрикового участка так, что механизм зажимного рычага перемещается из положения готовности в фиксирующее положение.
В соответствии с изобретением дополнительно предусматривается, что вышеописанные этапы процесса соединения осуществляются в обратном порядке с тем, чтобы отделить конструктивные элементы друг от друга путем перемещения механизма зажимного рычага из фиксирующего положения через положение готовности в положение расцепления.
В модификации изобретения предусматривается, что поворачивание приводной втулки и поворачивание эксцентрикового вала во время соединения, а также во время отделения конструктивных элементов, происходит в каждом случае с одинаковым направлением вращения.
Краткое описание чертежей
Далее следует более подробное описание изобретения с помощью прилагаемых чертежей, на которых:
Фиг.1 представляет перспективное изображение устройства, соответствующего данному изобретению, причем соединяемые конструктивные элементы условно не показаны;
Фиг.2 представляет перспективное изображение эксцентрикового вала, соответствующего данному изобретению;
Фиг.3 представляет перспективное изображение зажимного рычага, соответствующего данному изобретению;
Фиг.4 представляет перспективное изображение приводной втулки, соответствующей данному изобретению;
Фиг.5 представляет вид слева приводной втулки, показанной на Фиг.4;
Фиг.6 представляет изображение сечения через два соединяемых конструктивных элемента, которое иллюстрирует положение расцепления;
Фиг.7 представляет изображение, которое соответствует Фиг.6 и иллюстрирует положение готовности;
Фиг.8 представляет изображение, которое соответствует Фигурам 6 и 7 и иллюстрирует фиксирующее положение;
Фигуры 9-11 представляют боковые виды соединяемых элементов, которые соответствуют положениям на Фигурах 6-8;
Фиг.12 представляет вид в разрезе по линии XXII-XXII на Фиг.8;
Фиг.13 представляет вид в разрезе по линии XXIII-XXIII на Фиг.8.
Осуществление изобретения
Соответствующее данному изобретению устройство для соединения двух конструктивных элементов, например двух конструктивных элементов в воздушном судне, показано на Фиг.1 отдельно и в общем случае обозначено ссылочным номером 10. В дальнейшем конструкция соответствующего изобретению устройства описывается со ссылкой на Фигуры с 1 по 5. Устройство 10, соответствующее данному изобретению, включает в себя механизм 12 зажимного рычага, который расположен на одном из соединяемых конструктивных элементов, а также зажимную шпильку 14, которая расположена на другом конструктивном элементе. Механизм 12 зажимного элемента включает в себя зажимной рычаг 16, приводную втулку 18 и эксцентриковый вал 20, которые монтируются так, как это показано на Фиг.1.
На Фиг.2 эксцентриковый вал 20 показан в перспективном изображении в виде отдельной детали. Опорный участок 24, посредством которого эксцентриковый вал 20 устанавливается с возможностью вращения в первом из соединяемых конструктивных элементов, выходит из фланца 22. С этой целью первый соединяемый конструктивный элемент содержит соответствующее принимающее отверстие, которое описывается в дальнейшем со ссылкой на Фиг.13.
Стержневой участок 26 примыкает к опорному участку 24. Эксцентриковый участок 28 примыкает к стержневому участку 26 в направлении продольной оси А. Начиная от эксцентрикового участка 28 опорный стержень 30, который имеет меньший диаметр по сравнению со стержневым участком 26, проходит в осевом направлении. Этот опорный стержень 30 имеет на своем правом конце, согласно Фиг.2, кольцевое углубление 32 для приема фиксирующего кольца. Опорный стержень 30 на своей правой передней поверхности 36, согласно Фиг.2, снабжен внутренним шестигранным отверстием 34, которое может принимать соответствующий инструмент с наружным шестигранником. Кроме того, эксцентриковый вал 20 имеет на своей передней поверхности 36 засечную метку 38, назначение которой будет рассмотрено в дальнейшем более подробно.
Из Фиг.2 ясно, что фланец 22, опорный участок 24, стержневой участок 26, а также опорный стержень 30 расположены концентрически, причем продольная ось А проходит через их центры. С другой стороны, эксцентриковый участок 28 располагается эксцентрически, причем его эксцентрическая продольная ось Е проходит параллельно продольной оси А эксцентрикового вала 20, но смещена на величину X. Это проиллюстрировано в виде простой схемы на Фиг.2.
Фиг.3 показывает зажимной рычаг 16 в виде отдельного перспективного изображения. Зажимной рычаг 16 содержит опорный участок 40, который окружает круглое цилиндрическое опорное отверстие 42. Внутренний диаметр круглого цилиндрического опорного отверстия 42 соответствует наружному диаметру эксцентрикового участка 28 эксцентрикового вала 20, так что зажимной рычаг 16 может принимать эксцентриковый участок 28 в опорном отверстии 42 без люфта, но с возможностью вращательного движения.
Дугообразный соединительный рычаг 44 примыкает к опорному участку 40, причем рычаг проходит по касательной от опорного участка 40 и сужается в направлении своего свободного конца. На конце соединительного рычага 44 выполнен участок захвата 46, в который плавно переходит соединительный рычаг 44. Этот участок захвата имеет стопорный зуб 48, который снабжен опорной поверхностью 50. Принимающая полость 52, которая, как показано на Фиг.1, может окружать зажимную шпильку 14 блокирующим принудительным способом, выполнена с плавным переходом от опорной поверхности 50.
Кроме того, зажимной рычаг 16 содержит направляющую канавку 54, которая ограничена боковыми наклонными поверхностями 56 и 58. И наконец, на Фиг.3 видно, что на опорном участке 40 выполнена стопорная лапка 60, которая, как это более подробно будет рассмотрено ниже, эффективно определяет положение расцепления.
На Фиг.3 также можно видеть поворотную ось В поворотного рычага 16, которая в смонтированном состоянии совпадает с эксцентриковой осью Е эксцентрикового вала, как это показано на Фиг.2.
Приводная втулка 18 проиллюстрирована на Фигурах 4 и 5, причем Фиг.4 показывает перспективное изображение, а Фиг.5 - вид слева. Вдоль продольной оси С, как показано на Фиг.4, приводная втулка 18 выполнена на своем левом, согласно Фигуре, конце, прежде всего, с наружным шестигранным профилированным участком 62. К нему примыкает опорный участок 64, который служит для установки в соответствующем углублении в первом конструктивном элементе и имеет приблизительно такой же диаметр, как и опорный участок 24 на эксцентриковом валу 20. К опорному участку 64 примыкает стержневой участок 66 меньшего диаметра, на свободном конце которого выполнен кронштейн 68. Кронштейн 68 имеет проходящие конусообразно боковые поверхности, а на своем свободном конце он снабжен приводной лапкой 70, которая выступает в направлении продольной оси С. Приводная лапка 70 имеет закругленные боковые наклонные поверхности 72 и 74. Кроме того, на внутренней стороне области, расположенной радиально, приводная лапка имеет аналогично закругленную и асимметрично проходящую стопорную поверхность 76. Скругленный контур стопорной поверхности 76 приблизительно соответствует скругленному контуру цилиндрической поверхности эксцентрикового участка 28 эксцентрикового вала 20.
Приводная втулка 18 снабжена сквозным отверстием 78, внутренний диаметр которого совпадает с наружным диаметром опорного стержня 30 эксцентрикового вала.
Что касается монтажа соответствующего данному изобретению механизма рычага на первом конструктивном элементе 80, то следует обратиться к Фигурам 12 и 13. Из чертежей видно, что зажимной рычаг 16 монтируется на эксцентриковом участке 28 эксцентрикового вала 20. Соскальзывание зажимного рычага с эксцентрикового участка предотвращается способом, который здесь не показан. Эксцентриковый вал 20 вставляется в первый конструктивный элемент 80 и своим опорным участком 24 располагается в соответствующем отверстии первого конструктивного элемента 80. Эксцентриковый вал 20 своим фланцем 22 опирается на наружную сторону первого конструктивного элемента 80. Приводная втулка 18 монтируется на удаленном от фланца конце эксцентрикового вала 20 и удерживается на месте посредством фиксирующего кольца 82. В то же время приводная лапка 70 входит в зацепление по типу зубчатой передачи с направляющей канавкой 54, в результате чего зажимной рычаг 16 при вращении приводной втулки 18 зацепляется с приводной лапкой 70. Это также видно на Фиг.1. Зажимная шпилька 14 фиксируется во втором конструктивном элементе 84, благодаря чему второй конструктивный элемент 84 соединяется с первым конструктивным элементом 80 разъемным образом. Для предварительного расположения два соединяемых конструктивных элемента могут выравниваться относительно друг друга посредством установочных штифтов.
Для рассмотрения механизма зажимного рычага, соответствующего изобретению, в действии следует обратиться к Фигурам с 6 по 11. Фиг.6 показывает положение расцепления. При этом зажимной рычаг показан во «ввернутом» положении. Это означает, что зажимной рычаг 16 находится в первом конструктивном элементе 80 и при этом не выступает из отверстия 86 боковой стенки 88 первого конструктивного элемента. Положение зажимного рычага 16 в положении расцепления, соответствующем Фиг.6, определяется тем, что стопорная лапка 60 изнутри упирается в боковую стенку 88, так что зажимной рычаг 16 больше не может поворачиваться в направлении против часовой стрелки вокруг оси вращения А эксцентрикового вала 20.
Фиг.9 соответствует положению расцепления, представленному не в разрезе. Здесь можно видеть, что засечная метка 38 и следующая засечная метка 91 на передней поверхности наружного шестигранного профиля 62 приводной втулки 18 совпадают с меткой положения 90, прочно закрепленной на первом конструктивном элементе 80. Кроме того, на Фиг.9 в виде пунктирных линий можно видеть контур зажимного рычага 16.
При повороте приводной втулки 18 (во время перехода из состояния, соответствующего Фиг.6 и Фиг.9, в состояние, соответствующее Фиг.7 или Фиг.10, которые показывают положение готовности) наружный восьмигранный профилированный участок 62 входит в зацепление и поворачивается в направлении по часовой стрелке, как это показано стрелкой Р на Фиг.7. Это вращательное движение осуществляется до тех пор, пока опорная поверхность 50 не войдет в зацепление с зажимной шпилькой 14. В этом вращательном движении приводная втулка увлекает зажимной рычаг 16 посредством приводной лапки 70. Помимо этого, эксцентриковый вал 20 тоже соответствующим образом вовлекается во вращательное движение. Видно, что участок захвата 46 может скользить мимо зажимной шпильки 14 безо всякого затруднения до тех пор, пока не будет достигнуто положение, показанное на Фиг.7. Видно также, что две метки 38 и 91 совпадают с дополнительной меткой 92, что указывает на достижение положения готовности.
В положении готовности, соответствующем Фигурам 7 и 10, два конструктивных элемента 80 и 84 пока еще не прочно соединены друг с другом. Прочное соединение достигается только при переводе механизма зажимного рычага из положения готовности в фиксирующее положение, показанное на Фигурах 8 и 11. В это же время эксцентриковый вал 20 поворачивается далее по часовой стрелке посредством шестигранного инструмента. Зажимной рычаг 16, так же как и приводная втулка 18, не может следовать этому вращательному движению, поскольку зажимная втулка 14 блокирует это вращательное движение. При вращении эксцентрикового вала 20 эксцентриковый участок 28 вращается вместе с ним. Это вращение эксцентрикового вала означает, что опорный участок 40 зажимного рычага 16 поступательно перемещается влево по стрелке Q на Фиг.8 в рамках «качательного» движения. Таким способом принимающая полость 52 участка захвата 46, прежде всего, притягивается в направлении зажимной шпильки 14 до тех пор, пока не возникнет блокирующее принудительное зацепление принимающей полости 52 и зажимной шпильки 14.
Поступательное перемещение опорного участка 40 на Фиг.8 по стрелке Q влево вследствие вращения эксцентрикового участка 28 является достаточно большим для того, чтобы зажимной рычаг 16 «вытягивался». Это приводит к упругой деформации соединительного рычага 44, а следовательно, к деформированию конструктивных элементов 80 и 84 относительно друг друга, вследствие чего могут быть также скомпенсированы производственные допуски.
Однако вращение эксцентрикового вала 20 в направлении по часовой стрелке ограничено. Во время вращения эксцентрикового вала 20 относительно приводной втулки 18 эксцентриковый участок 28 упирается в стопорный участок 76. Вследствие своего асимметричного расположения стопорный участок блокирует дальнейшее относительное вращение эксцентрикового вала 20, т.е. вместе с ним и вращение эксцентрикового участка 28 относительно приводной втулки 18. Другими словами, когда эксцентриковый участок 28 упирается в цилиндрическую поверхность стопорного участка, его дальнейшее вращение относительно приводной втулки 18 становится невозможным.
Геометрия эксцентрикового вала 20 и приводной втулки 18 выбирается таким образом, что описанная выше стопорная функция эксцентрикового участка 28 и стопорной поверхности 76 выполняется только тогда, когда относительное вращение эксцентрикового вала 20 и приводной втулки 18 выходит за пределы мертвой точки эксцентрика, которая на Фиг.8 лежит в горизонтальной плоскости, содержащей ось вращения А. Величина, на которую вращение выходит за пределы мертвой точки эксцентрика, определяется углом α. Это означает, что при достижении этой горизонтальной плоскости имеет место максимальное перемещение опорного участка по стрелке Q в направлении от зажимной шпильки 14. Другими словами, при достижении мертвой точки эксцентрика зажимной рычаг 16 упруго деформируется на максимальную величину. При прохождении углового участка α в процессе дальнейшего вращения эксцентрикового вала 20 соответственно происходит частичное ослабление натяжения рычага 16. Это обеспечивает прочное фиксирование механизма зажимного рычага, предотвращающее любое самопроизвольное высвобождение, поскольку в направлении по часовой стрелке блокирующее действие стопорной поверхности 76 предотвращает дальнейшее вращение. Зажимающие силы зажимного рычага 16, которые в связи с этим необходимо преодолевать, блокируют любое непредусмотренное движение в направлении против часовой стрелки.
На Фиг.11 видно, что метка 38 теперь находится на одной линии с меткой 94, что указывает на нахождение механизма зажимного рычага в фиксирующем положении.
На Фиг.11 показаны дополнительные отдельные углы. Угол α представляет собой угол максимального поворотного движения эксцентрикового вала после прохождения мертвой точки. Угол β представляет собой угол, который пройден после перемещения из положения подхода, показанного на Фиг.6, в положение готовности, показанное на Фиг.7. Угол γ представляет собой угол между положением готовности и мертвой точкой эксцентрика. Угол δ представляет собой угол между положением готовности и фиксирующим положением.
Для того чтобы освободить механизм, эксцентриковый вал 20, прежде всего, поворачивается обратно из фиксирующего положения, показанного на Фигурах 8 и 11. Затем два компонента перемещаются в направлении против часовой стрелки и приводятся в первоначальное положение, показанное на Фигурах 6 и 9.
Посредством изобретения можно простым способом добиться такого соединения двух соединяемых конструктивных элементов, которое является защищенным от вибраций и других внешних воздействий. Это соединение отличается, в частности, тем, что в нем не применяются съемные детали, которые могут быть потеряны. Оно отличается также тем, что является очень надежным благодаря достижению предварительного зажимающего состояния с помощью упругой деформации зажимного рычага 16 и компенсирует производственные допуски.
1. Устройство (10) для осуществления разъемного соединения конструктивных элементов (80, 84), в частности, в воздушном судне, содержащее механизм (12) зажимного рычага, соединенный с первым конструктивным элементом (80), и зажимную шпильку (14), соединенную со вторым конструктивным элементом (84), причем механизм (12) зажимного рычага содержит эксцентриковый вал (20), смонтированный с возможностью вращения вокруг оси вращения (А) на первом конструктивном элементе (80), зажимной рычаг (16), смонтированный эксцентрически и с возможностью поворота относительно эксцентрикового вала (20), и приводную втулку (18), смонтированную с возможностью вращения вокруг оси вращения (А) относительно эксцентрикового вала (20) и сопряженную по типу зубчатой передачи с зажимным рычагом (16), при этом механизм (12) зажимного рычага выполнен с возможностью перемещения между положением расцепления, положением готовности и фиксирующим положением, причем в положении расцепления зажимной рычаг (16) и зажимная шпилька (14) разъединены, а в фиксирующем положении зажимной рычаг (16) и зажимная шпилька (14) сцеплены блокирующим принудительным образом вследствие относительного вращения эксцентрикового вала (20) и приводной втулки (18), а также зажимного рычага (16).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приводная втулка (18) смонтирована с возможностью поворота на эксцентриковом валу (20).
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зажимной рычаг (16) смонтирован эксцентрически с возможностью поворота относительно оси вращения (А) на эксцентриковом участке (28) эксцентрикового вала (20).
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что зажимной рычаг (16) содержит опорный участок (40), выполненный с возможностью приема эксцентрикового вала (20), и участок захвата (46), выполненный с возможностью приведения в блокирующее принудительное зацепление с зажимной шпилькой (14).
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что опорный участок (40) имеет упор (60), который совместно с контрупором, предусмотренным на первом конструктивном элементе (80), определяет положение расцепления механизма (12) зажимного рычага.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что участок захвата (46) имеет опорную поверхность (50), которая в положении готовности перед достижением фиксирующего положения упирается в зажимную шпильку (14).
7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что опорный участок (40) и участок захвата (46) соединены друг с другом посредством упругодеформируемого соединительного рычага (44).
8. Устройство по п.4, отличающееся тем, что участок захвата (46) выполнен с возможностью вхождения в зацепление с зажимной шпилькой (14) при движении механизма зажимного рычага из положения готовности в фиксирующее положение с прижатием первого конструктивного элемента (80) ко второму конструктивному элементу (84) под действием упругой деформации соединительного рычага (44).
9. Устройство по п.4, отличающееся тем, что зажимной рычаг (16) имеет направляющую канавку (54), предусмотренную на опорном участке (40).
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приводная втулка (18) имеет приводную лапку (70), которая выполнена с возможностью вхождения в направляющую канавку (54) для сопряжения приводной втулки (18) с зажимным рычагом (16) по типу зубчатой передачи.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что приводная лапка (70) имеет закругленные боковые наклонные поверхности (72, 74).
12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что приводная лапка (70) имеет стопорную поверхность (76), расположенную радиально и обращенную внутрь по отношению к оси вращения (С) приводной втулки (18), причем стопорная поверхность выполнена с возможностью вхождения в блокирующее зацепление с эксцентриковым участком (28) в фиксирующем положении.
13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что стопорная поверхность (76) выполнена с возможностью обеспечения перемещения эксцентрикового участка (28) эксцентрикового вала (20) при перемещении механизма (12) зажимного рычага из положения готовности в фиксирующее положение относительно приводной втулки (18) за пределы мертвой точки эксцентрика на фиксирующий угол (а) до упора стопорной поверхности (76) в эксцентриковый участок (28).
14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на эксцентриковом валу (20) и на приводной втулке (18), на видимой поверхности, доступной во время работы устройства, предусмотрены метки положения (38, 91), с помощью которых положение механизма (12) зажимного рычага может быть определено как «положение расцепления», «фиксирующее положение» или «положение готовности».
15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для приведения в движение эксцентрикового вала (20) и приводной втулки (18) они снабжены профилированными участками для зацепления, в частности шестигранными профилированными участками.
16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для приведения в движение эксцентрикового вала (20) и приводной втулки (18) на них предусмотрен активирующий рычаг.
17. Способ осуществления разъемного соединения конструктивных элементов, в особенности, в воздушном судне, предусматривающий использование устройства по п.1, содержащий следующие этапы:
размещение двух соединяемых конструктивных элементов с требуемым выравниванием относительно друг друга, причем механизм зажимного рычага находится в положении расцепления,
поворачивание приводной втулки с целью поворота зажимного рычага так, что механизм зажимного рычага перемещается из положения расцепления в положение готовности, и
поворачивание эксцентрикового вала (20) с целью перемещения зажимного рычага путем поворачивания эксцентрикового участка так, что механизм зажимного рычага перемещается из положения готовности в фиксирующее положение.
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что для отделения конструктивных элементов друг от друга путем перемещения механизма зажимного рычага из фиксирующего положения через положение готовности в положение расцепления этапы способа по п.17 осуществляют в обратном порядке.
19. Способ по п.17, отличающийся тем, что поворачивание приводной втулки и поворачивание эксцентрикового вала (20) во время соединения, а также во время отделения конструктивных элементов осуществляют в каждом случае с одинаковым направлением вращения.
