СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ
CONNECTION OF PARTS

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к быстроразъемным герметичным соединениям, и может быть использовано преимущественно при соединении крышки с цилиндром в транспортируемом изделии.
Известно соединение корпуса с крышкой цилиндра с помощью замка (затвора) и фиксатора. Замок выполнен в виде П-образной разрезной скобы, входящей своими полками в пазы, выполненные в корпусе и крышке. Фиксатор выполнен в виде втулки, которая насаживается на скобу с натягом или же навертывается на резьбе [патент США №3921505, кл. 92-169, опубл. 1975 г.].
Устройство является простым в применении.
Однако недостатком данного соединения корпуса с крышкой цилиндра является низкая надежность соединения из-за возможности «проворота» крышки относительно корпуса, а также фиксируемых П-образных скоб относительно крышки и корпуса. Кроме того, затруднена разборка цилиндра, так как возможно слипание фиксируемой с натягом втулки со скобой или же сбив резьбы разрезной скобы при скручивании втулки, что также приводит к понижению надежности соединения.
Известно байонетное соединение деталей с помощью замка (затвора) и фиксатора [авторское свидетельство СССР №363834, кл. F16L 37/26, опубл. 1970 г.].
Недостатком данного соединения является постоянное поджатие фиксаторов пружиной, при ослаблении или поломке которой конструкция работать не будет, а заменить пружину не представляется возможным, что отрицательно влияет на надежность соединения.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому и поэтому принятым за прототип является соединение деталей, преимущественно крышки с корпусом цилиндра, с помощью затвора, выполненного в виде чередующихся на деталях пазов и выступов, и фиксатора. Крышка выполнена с торцевым буртиком. На торце крышки в кольцевой проточке установлена резиновая прокладка. При осуществлении соединения крышки с корпусом цилиндра за счет чередующихся пазов и выступов после поворота крышки относительно корпуса цилиндра буртик крышки образует кольцевой паз, в который устанавливаются две полушайбы, фиксирующиеся стопорным кольцом [авторское свидетельство СССР №744184, кл. F16L 37/26, опубл. 30.06.1980 г.].
Данное устройство обеспечивает герметичность и имеет более высокую надежность, чем вышеупомянутые аналоги.
Однако при длительном нахождении в состыкованном состоянии крышки с корпусом цилиндра возможно «залипание» резины, а в процессе стыковки - расстыковки соединения значительное сопротивление повороту и движению крышки оказывает сила трения в связке «резина-металл», что существенно затрудняет «срыв» резиновой прокладки при расстыковке соединения в начальный момент времени, а при относительно больших габаритах соединения делает практически невозможным расстыковку соединения без применения какого-либо инструмента. Кроме того, при случайном ударе соединения (при транспортировании в случае возможного падения) возможен срыв стопорного кольца, приводящий к расстыковке соединения. Все это значительно снижает надежность соединения и отрицательно влияет на герметичность. А наличие дополнительных элементов конструкции, таких как полушайбы и стопорящее их кольцо, приводит к неудобству эксплуатации, их можно просто потерять. Причем, чтобы снять стопорное кольцо, требуется, например, отвертка, что также доставляет свои неудобства.
Задачей данного изобретения является повышение надежности и удобства эксплуатации соединения при высокой степени герметичности после длительного нахождения соединения в состыкованном состоянии.
Для решения данной задачи, соединение деталей, преимущественно крышки с корпусом цилиндра, с помощью затвора, выполненного в виде чередующихся на деталях пазов и выступов, и фиксатора, согласно изобретению корпус цилиндра содержит горловину с кольцевой проточкой и радиальными выступами, равномерно разнесенными по ее внутренней поверхности, а крышка состоит из дна, верха и затворного кольца, размещенного в центральном отверстии верха с возможностью поворота, при этом дно крышки выполнено с пазами, соответствующими выступам горловины, причем затворное кольцо имеет выполненные на его образующей поверхности лепестки, размещенные между скрепленными между собой дном и верхом крышки и взаимодействующие с выступами горловины, а фиксатор выполнен в виде буртиков, расположенных на одном из боковых торцев каждого лепестка затворного кольца, при этом между дном и горловиной расположена уплотнительная прокладка в виде фигурного кольца с выступающей наружу полкой, закрепленной в кольцевой проточке горловины.
Для повышения удобства эксплуатации дно крышки имеет по периферии радиальные выступы, взаимодействующие с лепестками затворного кольца.
Совокупность упругих сил прокладки и особая форма ее выполнения дает достаточно большую величину хода осевого поджатия прокладки и деформацию ее в заданном направлении, что предотвращает «залипание» уплотнения при длительном нахождении в состыкованном состоянии соединения крышки с корпусом цилиндра. Кроме того, подвижным элементом в предлагаемом техническом решении является только затворное кольцо, а верх и дно крышки с прокладкой неподвижны, поэтому силы трения, возникающие при взаимодействии дна крышки с прокладкой, незначительны, что облегчает стыковку - расстыковку соединения, повышает надежность и положительно влияет на герметичность соединения. Буртики, расположенные на одном из боковых торцов каждого лепестка затворного кольца, надежно фиксируют соединение крышки с корпусом цилиндра даже при возможном ударе (например, при падении соединенных деталей при транспортировании), так как самопроизвольная расстыковка соединения возможна только при совпадении вектора максимальной перегрузки с общей осью соединения и крутящего момента в сторону расстыковки, что маловероятно.
Новые признаки (наличие у корпуса цилиндра горловины с кольцевой проточкой и радиальными выступами, равномерно разнесенными по ее внутренней поверхности, выполнение крышки из дна, верха и затворного кольца, размещенного в центральном отверстии верха с возможностью поворота, и выполнение дна крышки с пазами, соответствующими выступам горловины, снабжение затворного кольца выполненными на его образующей поверхности лепестками, размещенными между скрепленными между собой дном и верхом крышки и взаимодействующими с выступами горловины, выполнение фиксатора в виде буртиков, расположенных на одном из боковых торцев каждого лепестка затворного кольца, расположение между дном и горловиной уплотнительной прокладки в виде фигурного кольца с выступающей наружу полкой, закрепленной в кольцевой проточке горловины) не выявлены в технических решениях аналогичного назначения, и поэтому они обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень".
Изобретение поясняется чертежами:
Фиг.1 - крышка с корпусом цилиндра в расстыкованном состоянии;
Фиг.2 - общий вид соединения крышки с корпусом цилиндра в состыкованном состоянии (верх крышки снят);
Фиг.3 - общий вид прокладки;
Фиг.4 - общий вид затворного кольца;
Фиг.5 - общий вид дна крышки.
Соединение деталей содержит крышку с корпусом 1 цилиндра.
Крышка состоит из дна 2, верха 3 с центральным отверстием и затворного кольца 4. Затворное кольцо 4 установлено в центральном отверстии верха 3 с возможностью поворота при помощи прикрепленной к нему ручки 5. Затворное кольцо 4 оснащено выполненными по его образующей поверхности лепестками 6, расположенными между скрепленными между собой с помощью винтов 7 дном 2 и верхом 3 крышки. Резьбовые отверстия под винты 7 выполнены в четырех выступах 8, равномерно разнесенных по поверхности дна 2 (фиг.1)
Корпус 1 цилиндра имеет горловину 9 с кольцевым буртом 10 в месте их стыка и с выступами 11, равномерно разнесенными по ее внутренней поверхности. Количество лепестков 6 соответствует количеству выступов 11. По периметру дна 2 крышки выполнены пазы 12. Соединение крышки с корпусом 1 цилиндра осуществляется с помощью затвора в виде чередующихся пазов 12, выступов 11 и лепестков 6. Для герметизации соединения между дном 2 и горловиной 9 размещена прокладка 13 (фиг.1, 2). Прокладка 13 выполнена штамповкой в виде фигурного резинового кольца с выступающей наружу полкой 14 (фиг.3). Полка 14 располагается в кольцевой проточке 15 горловины 9 и закрепляется в ней при помощи клея. Особая форма выполнения прокладки 13 дает достаточно большую величину хода ее осевого поджатия и деформацию ее в заданном направлении, позволяющее производить сочленение крышки и горловины 9 с обеспечением надежной герметизации и предотвращением «залипания» после длительного нахождения в состыкованном состоянии. Так как подвижным элементом соединения крышки с корпусом 1 цилиндра является только затворное кольцо 4, а уплотняющая плоскость неподвижна, то при длительном нахождении в состыкованном состоянии соединения «отрыв» дна 2 от прокладки 13 при расстыковке соединения осуществляется достаточно легко из-за незначительных сил трения.
Для ограничения угловых перемещений кольца 4 в сторону расстыковки у каждого лепестка 6 на одном из его боковых торцев выполнены буртики 16 для взаимодействия с выступами 11 (фиг.4). Высота буртиков 16 в совокупности с силой реакции прокладки 13 в поджатом состоянии определяется допустимыми перегрузками при эксплуатации и препятствует осуществлению самопроизвольного поворота крышки и расстыковке соединения.
Для повышения удобства эксплуатации из-за имеющихся сил трения, влияющих на быстроту стыковки и расстыковки соединения, дно 2 на поверхности соприкосновения с кольцом 4 имеет равномерно разнесенные по периферии радиальные выступы 17 (фиг.5), которые уменьшают площадь взаимодействия (площадь скольжения) затворного кольца 4 с дном 2. Для лучшего скольжения соприкасающиеся плоскости лепестков 6 и выступов 17 имеют повышенную чистоту обработки поверхности.
Для удобства пользования соединением крышки с корпусом 1 цилиндра на верхе 3 крышки нанесены две метки разного цвета, соответствующие положениям «открыто» и «закрыто», а на затворном кольце 4 нанесена одна метка. При совмещении меток верха 3 крышки с меткой затворного кольца 4 соединение находится или в положении «открыто» или в положении «закрыто» соответственно.
Соединение крышки с цилиндром осуществляется следующим образом.
Предварительно отдельно производят сборку крышки. На дно 2 крышки помещают затворное кольцо 4 с закрепленной на нем ручкой 5, располагая лепестки 6 между выступами 8. Центрируют кольцо 4 относительно дна 2 при помощи верха 3, который закрепляют на выступах 8 при помощи винтов 7. При этом в собранной крышке поворачивается только кольцо 4 между скрепленными между собой дном 2 и верхом 3. Крышка собрана. Одновременно прокладку 13 полкой 14 помещают в кольцевую проточку 15 и закрепляют в ней при помощи клея.
Собранная крышка с поднятой ручкой 5 опускается в горловину 9 корпуса 1 цилиндра. При этом выступы 11 свободно проходят сквозь пазы 12. Кольцо 4 находится в положении «открыто». Затем, фиксируя дно 2 крышки в горловине 9 и преодолевая сопротивление прокладки 13, частичным нажатием дна 2 на прокладку 13 и одновременном повороте затворного кольца 4 (в данном случае по часовой стрелке) его лепестки 6, скользя по выступам 17, огибают выступы 11. После снятия усилия нажатия дна 2 на прокладку 13 за счет упругости резины крышка приподнимается. При этом буртик 16 каждого лепестка 6 упирается в выступы 11, фиксируя затворное кольцо 4 от поворота (в данном случае против часовой стрелки) и возможной расстыковки. Соединение крышки с корпусом 1 цилиндра завершено, кольцо 4 находится в положении «закрыто». Прокладка 13 находится в сжатом состоянии, соединение крышки с корпусом цилиндра 1 становится герметичным.
Разборка соединения осуществляется в обратном порядке. Взявшись за ручку 5, путем нажатия дна 2 на прокладку 13 и одновременном повороте затворного кольца 4 в направлении расстыковки (в данном случае против часовой стрелки) лепестки 6 выходят из зацепления с выступами 11. Крышка свободно извлекается из горловины 9. Затраты времени на стыковку и расстыковку соединения очень малы и исчисляются несколькими секундами и осуществляется без применения какого-либо инструмента.
Итак, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
- обеспечение надежности соединения при высокой степени герметичности после длительного нахождения соединения в состыкованном состоянии;
- обеспечение быстроразъемного герметичного соединения;
- повышение удобства эксплуатации соединения без применения какого-либо инструмента;
- для заявляемого соединения в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.