БЫСТРОСЪЕМНОЕ ЗАЖИМНОЕ СРЕДСТВО

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в различных конструкциях, где требуется в процессе эксплуатации частая установка и снятие деталей или узлов, подвергающихся диагностики и обслуживанию, в частности, она может быть использована в оборудовании для очистки топливных систем бензиновых двигателей.
Известно быстроразъемное соединение, содержащее стержень с головкой и пружиной, размещенной на стержне с возможностью взаимодействия одним торцом с головкой, и откидной стопор, установленный в пазу хвостовика стержня, пружина выполнена винтовой конической, взаимодействующей с головкой стержня посредством витка наименьшего диаметра, при этом на стержне выполнена кольцевая проточка, куда частично утоплен указанный виток пружины, а каждый внутренний диаметр последующего витка пружины имеет размер, превышающий наружный диаметр соседнего меньшего витка (RU 2125189 С1, F 16 B 21/06, 20.01.99). Соединение и разъединение деталей осуществляют следующим образом. Совмещая отверстия соединяемых деталей одно с другим, вставляют стержень, который предварительно устанавливают таким образом, чтобы скос паза препятствовал развороту откидного стопора. Далее стержень разворачивают на 180° и одновременно с этим, воздействуя на его головку, сжимают пружину до упора. После разворота стержня на 180° скос паза не препятствует самопроизвольному развороту откидного стопора под действием неуравновешенного момента собственного веса относительно оси, и стопор самоустанавливается в соответствующее положение. После прекращения силового воздействия на головку стержня последний под действием пружины переместится до упора откидного стопора в плоскость другой соединяемой детали, при этом пружина остается сжатой на определенную величину и фиксирует положение стержня относительно деталей. Для разъединения деталей воздействуют на головку стержня, сжимая пружину, и разворачивают стержень на 180°, после чего под действием неуравновешенного момента собственного веса откидной стопор развернется на оси и, опираясь на скос в пазу, займет горизонтальное положение,
затем прекращают воздействие на головку стержня и на пружину, и стержень переместится влево до свободного состояния пружины. После этого стержень извлекают из отверстий соединяемых деталей, при этом пружина остается на стержне, будучи зафиксированной своим витком наименьшего диаметра в кольцевой проточке на стержне. При наличии на головке выступов последние используются при повороте стержня на 180° - в обе стороны.
Такое выполнение быстроразъемного соединения обеспечивает простоту конструкции и как следствие повышение эксплуатационной надежности.
К недостаткам известного быстроразъемного соединения следует отнести сложность его использования в устройствах, конструкция которых ограничивает доступ к головке стержня, необходимый при соединении и разъединении деталей (при повороте стержня, воздействии на головку при сжатии пружины), а также невозможность его использования в тех узлах устройства, в конструкции которых предусмотрены только шпильки для соединения деталей.
В качестве прототипа полезной модели принято зажимное приспособление для элемента (детали) один конец которого предварительно жестко закреплен, а второй пропускается через сквозной канал корпуса и фиксируется в нем с помощью двух одинаковых подпружиненных тел вращения, размещенных в двух пазах, сообщающихся со сквозным каналом, пазы размещены по разные стороны от сквозного канала, наклонены к нему и смещены относительно друг друга вдоль оси сквозного канала, приспособление снабжено дополнительным фиксирующим элементом, который имеет резьбовую часть, рукоятку, отогнутую относительно резьбовой части, а между рукояткой и резьбовой частью - кольцевую канавку, кроме того, приспособление снабжено стопором, который жестко прикрепляется на конце дополнительного фиксирующего элемента, при этом наибольший поперечный размер стопора больше диаметра резьбовой части дополнительного фиксирующего элемента, а его торцевая поверхность заострена и предназначена для взаимодействия с боковой поверхностью закрепляемого элемента, корпус выполнен с выступом, внутри которого выполнено резьбовое отверстие, которое предназначено для размещения в нем резьбовой части дополнительного фиксирующего элемента, а также полость, предназначенная для размещения
стопора и сообщающаяся со сквозным каналом корпуса и с резьбовым отверстием (RU 2004117580, F 16 G 11/04, 20.11.05).
Вышеописанное зажимное приспособление обладает относительно высокой эксплуатационной надежностью и может быть использовано в конструкциях, где требуется частая установка и снятие деталей или узлов.
К недостаткам известного зажимного приспособления следует отнести относительно невысокую степень простоты изделия, обусловленную выполнением фиксирующих элементов, размещенных в пазах, а также выполнением дополнительного фиксирующего элемента с закрепленным на нем стопором. Кроме того, конструкция вышеперечисленных элементов зажимного приспособления не позволяет осуществить надежную фиксацию на стержне, имеющим резьбу (на шпильке), поэтому для закрепления детали с использованием шпилек необходима определенная доработка элементов фиксации зажимного приспособления.
Технический результат заключается в создании простого и надежного быстросъемного крепежного средства для деталей, устанавливаемых преимущественно с использованием крепежной детали в виде стержня с резьбой.
Технический результат достигается тем, что в быстросъемном зажимном средстве, содержащем корпус, в котором выполнено сквозное отверстие, сообщающееся с пазом, и стопор, паз выполнен под прямым углом к продольной оси сквозного отверстия и пресекает его, внутри паза установлен с возможностью возвратно поступательного перемещения по направлению продольной оси паза вкладыш с двумя отверстиями, подпружиненный со стороны донной поверхности паза, одно из отверстий вкладыша сквозное и имеет в сечении форму эллипса, большая ось которого совпадает с продольной осью паза, при этом часть внутренней поверхности сквозного отверстия вкладыша выполнена с резьбой, а стопор, который установлен в дополнительном сквозном отверстии, выполненным в стенке паза, размещен во втором отверстии вкладыша.
Корпус быстросъемного зажимного средства выполняется удлиненным в направлении продольной оси сквозного отверстия.
В качестве стопора в быстросъемном зажимном средстве может быть использован штифт.
Быстросъемное зажимное средство имеет простую конструкцию, обладает высокой эксплуатационной надежностью и позволяет обеспечить оперативную установку детали и ее закрепление с использованием шпильки, а также осуществить быстрое снятие закрепленной детали.
На чертеже (рис.1) представлен пример реализации быстросъемного зажимного средства, установленного на шпильке. На рис.2 показан корпус быстросъемного зажимного средства. На рис.3 приведена конструкция вкладыша.
Быстросъемное зажимное средство содержит корпус 1 со сквозным отверстием 2, под прямым углом к продольной оси сквозного отверстия 2 выполнен паз 3 пересекающий сквозное отверстие 2, внутри паза 3 устанавливается с возможностью возвратно поступательного перемещения по направлению продольной оси паза 3 вкладыш 4 с двумя отверстиями (5, 6), подпружиненный со стороны донной поверхности паза 3, в котором имеется углубление 7 для установки в него пружины 8, другой конец пружины вставляется в углубление 9 вкладыша 4, сквозное отверстие 5 которого имеет в сечении форму эллипса, большая ось которого совпадает с продольной осью паза 3, а второе отверстие 6, предназначено для введения в него стопора 10, который устанавливается в дополнительном сквозном отверстии 11, выполненным в стенке паза.3. В качестве стопора может быть использован штифт, в частности, цилиндрической формы. Если стопор 10 установлен с использованием резьбового соединения (на части стопора выполняется внешняя резьба для ввинчивания в дополнительное сквозное отверстие с внутренней резьбой), то его перемещение для ввода в отверстие 6 осуществляют путем поворота вокруг оси. Часть внутренней поверхности сквозного отверстия 5 вкладыша 4 выполнена с резьбой 12, размеры которой соответствуют размерам внешней резьбы шпильки 13. Быстросъемное зажимное средство может быть изготовлено из металла, а также из другого материала (например, пластмассы), если свойства этого материала обеспечивает требуемые эксплуатационные качества изделия.
Быстросъемное зажимное средство используют следующим образом.
На ввернутую в основание (на чертеже не показано) шпильку 13 устанавливается деталь, которую закрепляют с помощью быстросъемного зажимного средства. Для того чтобы стержень шпильки 13 свободно проходил
через сквозное отверстие 2 в корпусе 1 необходимо нажать на выступающий из паза 3 вкладыш 4, подпружиненный со стороны донной поверхности этого паза. При нажатии на вкладыш 4, он будет перемещаться в сторону донной поверхности паза 3, сжимая упругий элемент (пружину 8), установленный в углублениях 7 и 9 между донной поверхностью паза 3 и вкладышем 4. Нажатие на вкладыш 4 осуществляют до совпадения сквозного отверстия 2 с отверстием 5 вкладыша 4, т.е. до тех пор, пока имеет место даже незначительное перекрытие вкладышем 4 сквозного отверстия 2. Фактически на вкладыш 4 нажимают то тех пор, пока его перемещению не будет препятствовать установленный в дополнительном сквозном отверстии 11 стопор 10, который размещен в отверстии 6 вкладыша 4. Размер отверстия 6 вкладыша 4 выбирается с учетом требуемой величины перемещения вкладыша, необходимой для установки и фиксации быстросъемного зажимного средства. После этого быстросъемное зажимное средство устанавливают на шпильку 13, которая проходит через сквозное отверстие 2 и отверстие 5 во вкладыше 4. Прижимая корпусом 1 быстросъемного зажимного средства закрепляемую деталь отпускают вкладыш 4, который под воздействием пружины 8 прижимается к шпильке, обеспечивая тем самым фиксацию зажимного средства и, следовательно, закрепляемой детали. Поскольку часть внутренней поверхности отверстия 5 имеет резьбу 12, размеры которой соответствуют размерам внешней резьбы шпильки 13, то выступы внутренней (внешней) резьбы будут входить во впадины внешней (внутренней) резьбы. При этом, поворачивая зажимное средство вокруг оси можно дополнительно усилить жесткость соединения, т.е. обеспечить более жесткую фиксацию. Кроме того, надежная фиксация обусловлена и выполнением корпуса быстросъемного зажимного средства удлиненным в направлении продольной оси сквозного отверстия. На этом процесс установки и закрепления детали заканчивается. Снятие закрепленной детали осуществляют в обратном порядке. Вначале поворачивают зажимное средство вокруг оси для ослабления жесткости соединения. Далее нажимают на вкладыш 4, при этом происходит разъединение участка, где происходило взаимодействие резьбы шпильки с резьбой, выполненной на части внутренней поверхности отверстия 5 вкладыша 4. После выхода резьбы из зацепления осуществляют съем со шпильки 13 быстросъемного зажимного средства, а затем и закрепляемого изделия (детали).
Из вышеизложенного следует, что закрепление изделия (детали) требует незначительных затрат времени (приблизительно несколько секунд), поскольку затраты времени необходимы лишь на пропускание шпильки через сквозное отверстие зажимного средства с предварительно нажатым вкладышем и поворота зажимного средства вокруг оси (на некоторый угол) после прекращения нажатия на вкладыш, т.е. когда вкладыш (часть внутренней поверхности его отверстия) прижат пружиною к шпильке.
Предлагаемое быстросъемное зажимное средство было испытано на оборудовании для очистки топливных систем, где необходима частая установки и снятие детали в процессе ее обработки и диагностики. В частности, быстросъемное зажимное средство использовалось для закрепления топливных форсунок, для которых в процессе обслуживания может потребоваться несколько этапов очистки и соответственно диагностирования, что предполагает соответствующее количество их установок и снятия с оборудования. Результаты испытаний показали высокую эксплуатационную надежность и эффективность предлагаемого средства, с помощью которого можно осуществлять в минимально короткий отрезок времени установку и съем закрепляемого изделия.