БЫСТРОСОЕДИНЯЕМОЕ БАЙОНЕТНОЕ КРЕПЛЕНИЕ
QUICK CONNECT BAYONET-TYPE COUPLING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к соединительному узлу, состоящему из двух деталей, являющихся частью магистральной системы кондиционирования воздуха в воздушном судне, содержащих присоединительные участки в форме трубы или втулки, которые могут вставляться друг в друга.
Уровень техники
При сборке магистральной системы кондиционирования воздуха в воздушном судне, в силу большой протяженности системы магистралей и большого числа мест соединений, которое сопутствует этому, стремятся находить простые решения для надежного соединения друг с другом соседних элементов системы магистралей - элементов, которые могут вставляться друг в друга. На практике известен способ соединения двух элементов магистрали посредством ленточного хомута, который надевается снаружи и стягивает соединяемые элементы. Установка ленточного хомута и его снятие в процессе разборки представляет собой сравнительно трудоемкую операцию для персонала, занятого сборкой. Ленточный хомут также означает дополнительные затраты на материалы.
В патенте США 1033187 раскрыт способ соединения двух деталей, имеющих форму шланга или патрубка, посредством запирающего выступа, который в процессе соединения двух деталей друг с другом движется в направляющем пазу другой детали и окончательно защелкивается в фиксирующем вырезе, выполненном в конце направляющего паза. В сочленении вставного типа, описанного в данном документе, указанный направляющий паз содержит ряд изгибов, то есть паз состоит из последовательных участков, которые, чередуясь, следуют в осевом направлении и в направлении окружности.
Патентные документы FR 2357809 A, US 4758023, WO 96/14096 A2 и US 2003/233718 A1 раскрывают соединительные механизмы для крепления двух трубчатых деталей. Концевые участки деталей могут быть введены друг в друга в осевом направлении и затем повернуты относительно друг друга для обеспечения соединения деталей. Относительный поворот деталей вызывает сцепление запирающего выступа, предусмотренного на одной из деталей, с запирающей впадиной другой детали. Для освобождения соединения деталей требуется их относительный поворот в противоположном направлении, после чего детали могут быть вынуты друг из друга в осевом направлении.
Наконец, патентный документ GB 280556 А раскрывает пару труб, поперечное сечение каждой из которых соответствует архимедову винту. Чтобы соединить трубы между собой, они должны быть введены друг в друга и затем повернуты относительно друг друга.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание крепления, посредством которого две детали, которые образуют часть магистральной системы кондиционирования воздуха в воздушном судне, присоединительные участки которых имеют форму трубы или втулки и могут вставляться друг в друга, могли бы быть соединены друг с другом и отсоединены друг от друга с небольшим усилием и небольшими затратами материалов, без оказания негативного влияния на надежность соединения.
Для решения указанной задачи изобретение предлагает соединительный узел, охарактеризованный в пункте 1. Предпочтительные варианты охарактеризованы в зависимых пунктах.
Две детали соединительного узла являются частью магистральной системы кондиционирования воздуха в воздушном судне и содержат присоединительные участки в форме трубы или втулки, выполненные с возможностью введения друг в друга, причем на присоединительном участке первой детали предусмотрен, по меньшей мере, один радиальный запирающий выступ, а на присоединительном участке второй детали предусмотрен, по меньшей мере, один запирающий паз, полностью окруженный материалом обечайки, при этом, по меньшей мере, один запирающий выступ и, по меньшей мере, один запирающий паз выполнены и взаимно расположены таким образом, что при относительном угловом положении запирания двух указанных деталей каждый запирающий выступ сцепляется с соответствующим запирающим пазом, тем самым препятствуя выводу одной детали из другой в осевом направлении, причем на присоединительном участке второй детали, соответственно каждому запирающему пазу, предусмотрена, по меньшей мере, одна проходящая в осевом направлении направляющая канавка, которая имеет в окружном направлении угловое смещение относительно соответствующего запирающего паза и которая открыта (отсутствует материал обечайки) в направлении заходного торца второй детали, при этом в осевом направлении направляющая канавка доходит, по меньшей мере, по существу до соответствующего запирающего паза таким образом, что при исходном взаимном угловом положении двух указанных деталей каждый запирающий выступ в окружном направлении перекрывается соответствующей направляющей канавкой, тем самым обеспечивается возможность беспрепятственного введения одной детали в другую в осевом направлении до положения подготовки к запиранию, при этом на каждом запирающем выступе предусмотрена внешняя наклонная поднимающаяся грань, действующая при повороте двух указанных деталей друг относительно друга из положения подготовки к запиранию в направлении углового положения запирания.
Изобретение дает возможность осуществлять надежное соединение двух деталей с минимальными манипуляциями и без дополнительных соединительных деталей. С этой целью указанные две детали вставляют присоединительными участками друг в друга в определенном исходном угловом положении. Когда их таким образом вставляют друг в друга, каждый запирающий выступ первой детали движется в осевом направлении внутри соответствующей направляющей канавки второй детали. Присоединительные участки двух деталей выполнены таким образом, чтобы при других относительных угловых положениях, когда запирающий выступ или выступы первой детали смещены по углу относительно направляющей канавки или канавок второй детали, было бы невозможно протолкнуть одну деталь в другую в осевом направлении, или это было бы возможно, но с риском повредить указанные детали. С другой стороны, в исходном угловом положении оказывается возможным легко и удобно вставлять одну из деталей в другую, в частности, поскольку материал обечайки на том конце каждой направляющей канавки, который обращен в направлении другой детали, не препятствует осевому перемещению деталей друг относительно друга. Здесь термины «осевой» и «радиальный» относятся к оси присоединительных участков в форме трубы или втулки.
Если присоединительные участки двух деталей вставлены один в другой в осевом направлении, в положение подготовки к запиранию, то затем их можно перевести в угловое положение запирания путем вращения одной детали относительно другой. При этом каждый запирающий выступ выходит из своей направляющей канавки и движется под стенкой присоединительного участка второй детали, пока не попадет в соответствующий запирающий паз. Выход запирающего выступа из своей направляющей канавки облегчается (или вообще делается возможным) благодаря внешней наклонной поднимающейся грани, сформированной на запирающем выступе. Грань запирающего выступа, которая ориентирована в осевом направлении и в процессе сочленения находится дальше от второй детали, желательно выполнить достаточно крутой, чтобы в случае попытки сдернуть одну деталь с другой в осевом направлении, когда они находятся в зацеплении, возникало эффективное сопротивление разъединению за счет упора выступа в материал обечайки в месте запирающего паза.
На присоединительном участке второй детали, соответственно каждому запирающему пазу, предусмотрена освобождающая канавка, которая выполнена с угловым смещением по окружности относительно соответствующего запирающего паза со стороны, противоположной направляющей канавке, и которая открыта (отсутствует материал обечайки) в направлении заходного торца второй детали и доходит в осевом направлении, по меньшей мере, по существу до соответствующего запирающего паза таким образом, что при взаимном угловом положении освобождения двух деталей, при котором каждый запирающий выступ в окружном направлении перекрывается соответствующей освобождающей канавкой, обеспечена возможность беспрепятственного отделения одной детали от другой движением в осевом направлении, начиная из положения подготовки к освобождению, при этом из углового положения запирания в положение подготовки к освобождению указанные детали могут быть переведены путем их поворота друг относительно друга при помощи внешней наклонной поднимающейся грани запирающего выступа.
Наличие освобождающей канавки дает возможность привести детали в положение подготовки к освобождению, позволяющее просто и легко разъединить детали движением в осевом направлении. Это осуществляется путем дополнительного поворота одной детали относительно другой в том же направлении, в каком их поворачивали при переводе из положения подготовки к запиранию в угловое положение запирания. В процессе разъединения деталей и их движения вдоль оси каждый запирающий выступ движется внутри соответствующей освобождающей канавки второй детали. Таким образом, две детали могут быть соединены друг с другом путем осевого проталкивания одной детали в другую с последующим поворотом и могут быть снова разъединены путем дальнейшего поворота в том же самом направлении и последующего извлечения одной детали из другой в осевом направлении. При этом внешняя наклонно поднимающаяся грань облегчает (или вообще делает возможным) выход запирающего выступа из соответствующего запирающего паза. Таким образом, на каждом запирающем выступе достаточно иметь одну внешнюю наклонно поднимающуюся грань.
Каждый запирающий паз и/или каждая направляющая канавка и/или каждая освобождающая канавка могут полностью проходить сквозь стенку присоединительного участка второй детали. Однако каждый запирающий паз и/или каждая направляющая канавка и/или каждая освобождающая канавка, по меньшей мере, на некоторых участках могут проходить через стенку присоединительного участка второй детали только на часть толщины указанной стенки.
Желательно, чтобы первая деталь была выполнена всего с двумя диаметрально противоположными запирающими выступами, и вторая деталь, аналогично, была выполнена всего с двумя диаметрально противоположными запирающими пазами. Однако можно предусмотреть более двух запирающих выступов и более двух запирающих пазов.
Желательно, чтобы одна из двух деталей представляла собой патрубок магистрали системы кондиционирования воздуха, в частности патрубок воздушной магистрали. Если есть необходимость на время или на постоянно закрывать патрубок такого рода, то другая деталь может представлять собой, например, уплотнительный колпачок, который должен надеваться на указанный патрубок. Если несколько патрубков должны быть соединены последовательно, то в роли одной из деталей может выступать один из указанных патрубков, а другой деталью может служить муфта, которую следует устанавливать между первым патрубком и другим патрубком. В этом случае муфта может содержать гибкий участок гофрированного типа, который обеими сторонами примыкает к жесткому присоединительному участку. В этом случае имеется возможность нежесткого соединения двух патрубков друг с другом. Естественно, что вместо муфты с мягким, гофрированным средним участком, можно также использовать и муфту, которая является целиком жесткой. Также, в качестве одной из деталей может выступать гибкий шланг, присоединительный участок которого выполнен из жесткого материала. Следует понимать, что вышеприведенные примеры применения изобретения не являются исчерпывающими, и изобретение никоим образом не ограничивается приведенными примерами.
Краткое описание чертежей
Далее, настоящее изобретение будет описано со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 представляет собой осевое продольное сечение соединительного узла по первому варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 представляет собой вид сбоку патрубка как первой детали соединительного узла по фиг.1;
фиг.3 представляет собой поперечное сечение уплотнительного колпачка как второй детали соединительного узла по фиг.1;
фиг.4 представляет собой осевое продольное сечение уплотнительного колпачка по фиг.3;
фиг.5 представляет собой осевое продольное сечение соединительного узла по второму варианту осуществления настоящего изобретения; и
фиг.6 представляет собой осевое продольное сечение соединительного узла по третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Согласно фиг.1, представленный соединительный узел состоит из патрубка 10 магистрали и уплотнительного колпачка 14, который расположен на концевом участке 12 указанного патрубка 10. Уплотнительный колпачок 14 имеет форму стакана, при этом его корпус 16 образует присоединительный участок в форме трубы или втулки, как изложено в формуле изобретения. Концевой участок 12 патрубка 10 образует другой присоединительный участок в форме трубы или втулки, как изложено в формуле изобретения. На наружной, периферической поверхности концевого участка 12 патрубка выполнены два диаметрально противоположных, выступающих в радиальном направлении запирающих выступа 18, которые также видны на фиг.2. На каждом из запирающих выступов 18 сформирована наклонно поднимающаяся грань 20, которая, как видно на поперечном сечении, проходит наклонно относительно периферической окружности. Внешние, наклонно поднимающиеся грани 20 на двух запирающих выступах 18 ориентированы в одном направлении.
На фиг.3 и 4 показано, что в корпусе 16 уплотнительного колпачка 14 сформированы два запирающих паза (запирающие впадины) 22, которые диаметрально противоположны друг другу и проходят сквозь корпус 16 через всю его толщину. Дополнительно, в корпусе 16 колпачка, с каждой стороны (в окружном направлении) от каждого запирающего паза 22, сформированы направляющие пазы (канавки) 24 и освобождающие пазы (канавки) 26. В представленном примере направляющая и освобождающая канавки 24, 26 не проходят на всю толщину корпуса 16 уплотнительного колпачка 14. Если вариант осуществления видоизменить, то указанные канавки, могут, естественно, проходить и насквозь, через всю толщину корпуса 16 колпачка.
Запирающие пазы 22 полностью окружены материалом обечайки колпачка. С другой стороны, направляющая и освобождающая канавки 24, 26 следуют непрерывно до заходного торца корпуса 16 колпачка, который обращен к патрубку 10, когда уплотнительный колпачок 14 надевают на патрубок 10, и, следовательно, в направлении заходного торца указанные канавки не встречают материала обечайки. Запирающие пазы 22 выполнены на некотором удалении от заходного торца корпуса в направлении оси и в осевом направлении имеют протяженность, по существу, равную осевой протяженности запирающих выступов 18. Направляющая и освобождающая канавки 24, 26 проходят в осевом направлении, по существу, до запирающих пазов 22, и обеспечивают внутри себя сравнительно легкое скольжение запирающих выступов 18.
Чтобы установить уплотнительный колпачок 14 на патрубок 10, указанный колпачок 14 надевают на патрубок 10 и разворачивают колпачок относительно патрубка по окружности так, чтобы направляющие канавки 24 перекрыли запирающие выступы 18 патрубка 10. В указанном положении, уплотнительный колпачок 14 толкают в осевом направлении, надевая его на концевой участок 12 патрубка, или же толкают концевой участок, задвигая его в колпачок 14. Чтобы было легче надевать колпачок 14 на патрубок 10, можно на запирающих выступах 18 предусмотреть скос, на той их грани, которая обращена в сторону направляющей канавки колпачка при его надевании на патрубок, хотя на фиг.1 это не показано. Если канавки 24, 26 выполнены в виде пазов, проходящих через корпус 16 колпачка насквозь, то можно обойтись и без скоса на гранях запирающих выступов 18.
Колпачок 14 надвигают на патрубок 10 до тех пор, пока запирающие выступы 18 не встанут в осевом направлении напротив запирающих пазов 22. Это положение, которое можно назвать «положением подготовки к запиранию», можно, например, определить по моменту удара запирающих выступов 18 о задние края направляющих канавок 24. Положение подготовки к запиранию можно также определить как положение в момент удара переднего торца патрубка о дно уплотнительного колпачка 14. В любом случае, начиная из положения подготовки к запиранию, можно путем вращения уплотнительного колпачка 14 относительно патрубка 10 прийти в положение запирания, при котором запирающие выступы 18 окажутся сцепленными с запирающими пазами 22 и зафиксируются в них. Это состояние показано на фиг.1. В ходе этой операции поворота, внешние, наклонно поднимающиеся грани 20 запирающих выступов 18 дают возможность и помогают запирающим выступам 18 зайти под стенку корпуса 16 колпачка.
Затем, чтобы снять уплотнительный колпачок 14 с патрубка 10, вращают указанный уплотнительный колпачок относительно патрубка 10 далее, в том же самом направлении, что и при операции установки колпачка. При этом запирающие выступы 18 выходят из зацепления с запирающими пазами 22. Вращение уплотнительного колпачка 14 относительно патрубка 10 осуществляют до тех пор, пока запирающие выступы 18 не войдут в освобождающие канавки 26. Выходу запирающих выступов 18 из запирающих пазов 22 снова способствуют внешние, наклонно поднимающиеся грани 20 запирающих выступов 18. Как только запирающие выступы 18 достигнут освобождающих канавок 16, уплотнительный колпачок 18 можно будет снять в осевом направлении с патрубка 10.
В примере, показанном на фиг.1, торец патрубка 10 слегка скошен в радиальном направлении изнутри наружу, в направлении от торца патрубка. Со своей стороны, уплотнительный колпачок 14, в области перехода от донышка колпачка к корпусу 16, выполнен с фаской, скос которой обращен в том же направлении. Расположение запирающих выступов 18 и запирающих пазов 22 может быть выбрано таким образом, чтобы в положении запирания, показанном на фиг.1, скошенный торец патрубка 10 равномерно прилегал к встречной фаске уплотнительного колпачка 14, и, таким образом, обеспечивалось герметичное соединение указанного патрубка 10 с уплотнительным колпачком 14.
На фиг.5 и 6, аналогичные элементы или элементы, выполняющие аналогичные функции, обозначены теми же индексами, что и на фиг.1-4, но с добавлением строчной буквы.
На фиг.5 представлен пример осуществления, в котором два патрубка 10а соединяются друг с другом муфтой 28а. Указанная муфта 28а содержит два присоединительных участка 30а, имеющие форму втулок, которые выполнены из жесткого материала, и, в каждом случае, содержат два диаметрально противоположных запирающих паза 22а. Между присоединительными участками 30а на муфте 28а имеется гибкий участок 32а гофрированного вида, выполненный из сравнительно мягкого материала. Указанный гофрированный участок 32а позволяет патрубкам 10а в процессе работы менять положение друг относительно друга, не нарушая соединения между муфтой 28а и каждым из патрубков 10а.
На фиг.6 показан пример осуществления изобретения, в котором патрубок 10b соединяется со шлангом 34b. Указанный шланг 34b, гибкий по конструкции, на одном из концов имеет жесткий присоединительный участок 36b. На присоединительном участке 36b выполнены диаметрально противоположные запирающие пазы 22b, с каждым из которых в положении запирания вступает в зацепление запирающий выступ 18b патрубка 10b.
Естественно, муфта 29а, а также шланг 34b в примерах вариантов осуществления по фиг.5 и 6 также оснащаются направляющими канавками и освобождающими канавками, хотя указанные канавки на чертежах не показаны.