УСИЛЕННЫЙ КРЕПЁЖ
REINFORCED FASTENER

Изобретение относится к крепежу, используемому для закрепления радиоэлектронной аппаратуры, и может использоваться в приборостроении для обеспечения крепления приборов к опорной стенке. Под крепежом понимается набор деталей и/или узел, получающийся при их сборке, для осуществления крепления, например прибора.
Известен крепеж приборов с использованием ловителей, цилиндрических полостей в элементе прибора, винтов, в том числе невыпадающих (общие признаки), например изобретение по авторскому свидетельству №1765912 (дата приоритета: 19.07.1990, дата публикации 30.09.1992), изобретение по патенту №2019927 (дата приоритета 27.06.1991, дата публикации 15.09.1994).
Недостатком известных креплений является неудобство установки, а также то, что под ловители и притяжные винты необходимо выделять отдельное пространство в плоскости, в которой производится установка прибора.
Известен крепеж-прототип по патенту РФ на изобретение № 2367124 (дата приоритета 23.07.2007, дата публикации 10.09.2009). Крепеж включает в себя ловители, цилиндрические полости в элементе прибора, шпильку с глухим отверстием, играющую роль направляющей (общие признаки). Недостатками прототипа является то, что ловитель и шпилька являются отдельными конструктивными элементами и, соответственно, занимают отдельное пространство. Шпилька имеет постоянный диаметр и не обеспечивает достаточной надежности при воздействии на шпильку на срез.
Технический результат заключается в обеспечении удобства монтажа/демонтажа прибора, надежности его крепления, способности выдерживать большие статические и динамические нагрузки и экономии установочного пространства.
Техническое решение представляет собой крепеж, включающий втулку, элемент корпуса прибора с цилиндрической полостью, винт, причем во втулке с одного конца выполнено глухое осевое резьбовое отверстие, втулка имеет участки с увеличивающимся от стороны резьбового отверстия диаметром: конусный, цилиндрический, переход конусного участка в цилиндрический выполнен бесступенчатым, со стороны, противоположной концу с глухим отверстием, на втулке имеется стержень с резьбой.
Диаметр цилиндрической полости элемента корпуса прибора соответствует диаметру цилиндрического участка втулки, по оси цилиндрической полости элемента корпуса прибора выполнено сквозное резьбовое отверстие, соответствующее глухому резьбовому отверстию во втулке.
Винт имеет резьбу, соответствующую сквозному резьбовому отверстию в цилиндрической полости элемента корпуса прибора и глухому резьбовому отверстию во втулке.
Во втулке цилиндрический участок может бесступенчато переходить во второй конусный участок.
При осуществлении крепежа приборов с большим весом стоит двойная задача: обеспечить удобство установки и обеспечить высокую надежность крепления. Заявляемый усиленный крепеж позволяет одновременно обеспечить и удобство установки (работает в качестве ловителя), и надежность крепления (винтовое соединение, увеличивающийся диаметр втулки, плотное прилегание второй конической поверхности). При этом экономится пространство рядом с прибором в плоскости установочной стенки, т.к. не нужно его выделение отдельно под притяжные винты и под ловители.
В крепеже винт может быть выполнен невыпадающим, окончание винта может быть выполнено конусным, а глухое резьбовое отверстие во втулке может иметь два участка: первый от входа в отверстие – гладкий с диаметром, равным наружному диаметру резьбы, второй – резьбовой.
Невыпадающий винт, за счет конусного окончания и скольжения наружным диаметром своей резьбы по гладкому участку глухого отверстия во втулке, становится, по существу, встречным ловителем по отношению ко втулке, что дополнительно повышает удобство установки и надежность крепления.
В крепеже у головки винта может быть установлена чашечка, пружина и шайба. Подпружинивание невыпадающего винта улучшает удобство монтажа/демонтажа прибора.
В крепеже втулка у стержня с резьбой может иметь ушки с отверстиями. Ушки с отверстиями позволяют обеспечить крепление втулки-ловителя к стенке с обеспечением надежной фиксации против проворота по своей оси.
Крепеж может иметь по две и более соответствующих втулки, элемента корпуса прибора с цилиндрической полостью, винта. То есть крепеж может, в частности, дублироваться, троироваться, в зависимости от веса прибора и требований по устойчивости к механическим воздействиям. При этом обеспечивается усиление крепежа с сохранением удобства установки и экономии пространства, а также обеспечением надежной фиксации против проворота по оси втулки.
На чертеже представлен эскизный чертеж крепежа.
Крепеж, включающий втулку 1, элемент корпуса прибора с цилиндрической полостью 2, винт 3, причем во втулке с одного конца выполнено глухое осевое резьбовое отверстие 4, втулка имеет участки с увеличивающимся от стороны резьбового отверстия диаметром: первый конусный 5, цилиндрический 6, второй конусный 7, переходы первого конусного участка 5 в цилиндрический 6 и цилиндрического 6 во второй конусный 7 выполнены бесступенчатыми, со стороны, противоположной концу с глухим отверстием 4, на втулке имеется осевой стержень 8 с резьбой.
Цилиндрическая полость 2 элемента корпуса прибора может иметь конический участок, соответствующий первому конусному участку 5 втулки 1.
Диаметр цилиндрической полости 2 элемента корпуса прибора соответствует диаметру цилиндрического участка 6 втулки 2, по оси цилиндрической полости 2 элемента корпуса прибора выполнено сквозное резьбовое отверстие 9, соответствующее глухому резьбовому отверстию 4 во втулке 1, винт 3 имеет резьбу, соответствующую сквозному резьбовому отверстию 9 в цилиндрической полости элемента корпуса прибора и глухому резьбовому отверстию 4 во втулке 1.
Винт 3 выполнен невыпадающим, окончание винта выполнено конусным, а глухое резьбовое отверстие 4 во втулке 1 имеет два участка: первый от входа в отверстие – гладкий с диаметром, равным наружному диаметру резьбы винта 3, второй – резьбовой.
У головки винта 3 установлены чашечка 10, пружина 11 и шайба 12.
Втулка 1 в заявляемом крепеже играет роль ловителя и направляющей. Втулка 1 имеет больший диаметр у конца с осевым стержнем 8 за счет увеличивающегося по участкам диаметра. Увеличенный диаметр втулки 1 обеспечивает повышенную механическую прочность в месте закрепления втулки 1 посредством стержня 8 к установочной стене, при этом меньший диаметр втулки 1 с другой ее стороны позволяет сократить объем цилиндрической полости 2 в элементе прибора, соответствующей этому диаметру. Первый конический участок 5 обеспечивает удобство установки, цилиндрический 6 работает как направляющая при установке и как место приложения статической нагрузки. Второй конический участок 7 обеспечивает простоту изготовления втулки 1, повышение механической прочности (устойчивость крепления к статическим и динамическим нагрузкам). Механическая прочность обеспечивается за счет увеличения диаметра втулки 1 у места крепления к установочной стене, а также за счет отсутствия ступенчатости в переходе от участка к участку.
Элемент корпуса прибора с цилиндрической полостью 2 может представлять из себя крышку (верхнюю стенку) и/или днище (нижнюю стенку) прибора с выступом, в котором выполнена цилиндрическая выточка. Основные напряжения при статической и динамической нагрузке возникают в области сопряжения цилиндрической полости 2 со втулкой 1.
Невыпадающий винт 3 играет роль фиксатора прибора на втулке 1 - ловителе. Нагрузка на винт 3 возникает, в основном, по направлению оси втулки 1 и только при динамическом воздействии.
Втулка 1 устанавливается стержнем 8 в панель (стенку) для монтажа приборов. На стержень 8 накручивается гайка. Дополнительная фиксация втулки 1 от проворота может осуществляться винтами через ушки, размещенные у ее осевого стержня 8.
В приборе на невыпадающий винт 3 одеваются чашечка 10, пружина 11 и шайба 12. Невыпадающий винт 3 вкручивается в сквозное резьбовое отверстие 9. При этом обеспечивается удобный доступ к винту 3, т.к. он вынесен вперед (вкручивается во втулку 1, а не в заднюю стенку), что важно при плотной установке приборов в ограниченном пространстве.
Начинается установка прибора на втулку 1 – ловитель, при этом конический конец винта 3 является, фактически, встречным ловителем по отношению к глухому отверстию 4, во втулке 1.
При установке прибора на втулку 1 - ловитель нет необходимости точного совмещения цилиндрической выточки (цилиндрической полости 2) в крышке прибора и цилиндрического участка 6 втулки 1 - ловителя. Достаточно спозиционировать кромку цилиндрической выточки и зону конической поверхности участка 5 втулки 1 - ловителя. При прижатии прибора к втулке 1 произойдет скольжение цилиндрической выточки в крышке прибора по конической поверхности участка 5 и бесступенчатый переход на цилиндрический участок 6. При этом будет обеспечена точная установка втулки 1 - ловителя на цилиндрический участок 6 до второго конического участка 7. Также нет необходимости в точном совмещении невыпадающего винта 3 и глухого отверстия 4, т.к. на конце винта имеется коническая поверхность.
В случае если длина цилиндрической полости 2 в элементе корпуса прибора больше цилиндрической части втулки 1, то произойдет расклинивание полости 2 вторым конусным участком 7 втулки 1. Прибор будет надежно зафиксирован на втулке 1 - ловителе.
После установки на втулку 1 – ловитель прибор притягивается винтом 3, проходящим через сквозное резьбовое отверстие 9 по оси цилиндрической полости 2 к отверстию 4 втулки 1.
Невыпадающий винт 3 практически не находится под статической нагрузкой веса прибора, т.к. нагрузка приходится, в основном, на втулку 1 - ловитель. Вкручивание и выкручивание винта 3 происходит без дополнительных усилий. В результате втулка 1 размещена в элементе корпуса прибора с цилиндрической полостью 2, винт 3 вкручен в сквозное резьбовое отверстие 9 цилиндрической полости 2 и во втулку 1.
Таким образом формируется надежное встречное соединение втулка 1 – цилиндрическая полость 2 элемента прибора и винт 3 – глухое отверстие 4 и не требуется выделения пространства отдельно под ловители и под притяжные винты, что крайне важно при плотной установке приборов в ограниченном пространстве.