Универсальное крепление для деталей конструктора

Полезная модель относится к креплению деталей и может применяться в разъемных соединениях деталей детских конструкторов.
Известны детские конструкторы, в которых для соединения плоских деталей используется соединение выступ-паз. Паз может быть открытым или закрытым. Выступ плотно вставляется в паз, обеспечивая закрепление. Например, способы осуществления такого решения описаны в патентах RU2613514 A63H 33/00, RU182394 A63H 33/08, US1437867 A63H 33/08, US4569664 A63H 33/08, US5215490 A63H 33/08.
Недостатками такого решения является недостаточная прочность, надежность закрепления деталей. Собранные детали испытывают внутренние напряжения, что ведет к быстрому их износу и сокращает срок службы. При проектировании внешних углов, конструктивные элементы деталей соединения оказываются снаружи изделия, это сказывается на внешнем виде и увеличивает вероятность поломки.
Известно универсальное крепление, состоящее из прямоугольного выступа расположенных на одной из соединяемых деталей, и прямоугольного паза, расположенных на другой. Прямоугольный выступ фиксируется в прямоугольном пазе с помощью планки, содержащей выступ, который имеет две фаски по краям и две прорези V-образной формы и который вставляется в прямоугольное отверстие, выполненное в прямоугольном выступе соединяемой детали (по патенту RU194205, кл. F16B 12/10, A63H 33/08, опубл. 12.03.19).
Также известно универсальное крепление, состоящее из прямоугольного выступа расположенных на одной из соединяемых деталей, и прямоугольного паза, расположенных на другой. Прямоугольный выступ фиксируется в прямоугольном пазе с помощью планки, содержащей выступ, который имеет две фаски по краям и прорезь, выполненную вдоль выступа, и который вставляется в прямоугольное отверстие, выполненное в прямоугольном выступе соединяемой детали, при этом ширина выступа планки на конце больше, чем у его основания, и больше ширины прямоугольного отверстия в прямоугольном выступе соединяемой детали (по патенту RU196647, A63H 33/00, опубл. 11.03.20).
Данные технические решения обладают большей прочностью и надежностью соединения, но со временем в результате сборок-разборок выступ, имеющий отверстие из-за давления, воздействующего на него при вставлении планки, может сломаться. При соединении выступов на планках и отверстий в прямоугольных выступах имеется люфт. Также анизотропные свойства материала сильно отражаются на механических качествах элементов соединения, упругость деталей с продольным расположением волокон и поперечным будет существенно отличаться.
В качестве прототипа взято универсальное крепление, состоящее из одного и более прямоугольных выступов, расположенных на одной из соединяемых деталей, и такого же количества прямоугольных пазов, расположенных на другой, прямоугольный выступ фиксируется в прямоугольном пазе с помощью планки, содержащей выступ, который имеет две фаски по краям и, по меньшей мере, одну прорезь, выполненную вдоль выступа, и который вставляется в прямоугольное отверстие, выполненное в прямоугольном выступе соединяемой детали, и отличающееся тем, что выступ на планке располагается в углублении, ширина которого не менее, чем ширина прямоугольного выступа соединяемой детали (по патенту RU196541, кл.A63H 33/08, A63H 33/06, опубл. 04.03.20).
Недостатком такого решения является то, что со временем в результате сборок-разборок выступ, имеющий отверстие из-за давления, воздействующего на него при вставлении планки, может сломаться. При соединении выступов на планках и отверстий в прямоугольных выступах имеется люфт, элементы соединения очень чувствительны к толщине материала. Уменьшение толщины материала добавляет степень свободы, фактически превращая узел в шарнирное соединение, увеличение   же толщины материала ведет к поломкам. Исходя из этого необходима высокая точность изготовления.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в упрощении изготовления, повышении надежности, прочности соединения, удобства сборки и увеличении количества вариантов применения детали, за счет конструктивного исполнения.
Указанный технический результат достигается тем, что универсальное крепление для деталей конструктора состоит из выступа, расположенного на одной из соединяемых деталей, и паза, расположенного на другой детали, отличающееся тем, что паз выполнен Т-образной формы, через широкую часть которого заходит грибовидный выступ и стыкуется своей узкой частью в узкой части паза, в освободившуюся широкую часть паза вставляется, препятствующая разъединению деталей, фиксирующая планка, имеющая выступ, на котором выполнены два V-образных пропила и дополнительные треугольные выступы по краям, при этом количество выступов на фиксирующей планке равно количеству пазов на детали.
Предлагаемая полезная модель поясняется следующими чертежами, где:
на фиг.1 – универсальное крепление деталей конструктора в разобранном виде;
на фиг.2 – универсальное крепление деталей конструктора в собранном виде.
Универсальное крепление деталей конструктора (фиг.1) состоит из грибовидного выступа 1 расположенного на одной из соединяемых деталей, который входит в широкую часть Т-образного паза 2, расположенного на другой детали и стыкуется своей узкой частью в узкой части Т-образного паза. В освободившуюся широкую часть паза вставляется, препятствующая разъединению деталей, фиксирующая планка 3, своим стыковочным выступом 4, на котором выполнены два V-образных пропила 5 и дополнительные треугольные выступы 6 по краям. Количество выступов и ответных пазов может быть разнообразным. В собранном виде (фиг.2) шляпка 7 грибовидного выступа 1 и фиксирующая планка 3 образуют ступеньки и выглядят достаточно эстетично сами по себе, но они вполне могут стилизоваться под элементы конструкции, детали отделки, органические формы и выполнять декоративную функцию. Специфичность соединения состоит в том, что составные части собранного узла не испытывают внутренних напряжений, вызывающих усталость материала, вследствие чего увеличивается срок службы изделия, снижается вероятность поломки, появляется возможность многократного использования деталей для повторных сборок и разборок. Также сборка соединений не требует больших усилий. Детали соединения легко масштабируются, что позволяет внести разнообразие во внешний вид проектируемого изделия. Конструкция соединения хорошо работает в достаточно широком диапазоне допусков по толщине материала.
Таким образом, решения, используемые в полезной модели, позволяют повысить надежность, прочность соединения и увеличить количество вариантов применения детали и тем самым способствуют достижению технического результата.