Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ДВУХ ЭЛЕМЕНТОВ - Патент РФ 2109995
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ДВУХ ЭЛЕМЕНТОВ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ДВУХ ЭЛЕМЕНТОВ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ДВУХ ЭЛЕМЕНТОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Устройство предназначено для соединения по меньшей мере двух элементов, первый из которых выполнен в виде штифта, а второй из соединяемых элементов выполнен с отверстием под штифт. Цилиндрическая поверхность штифта имеет по меньшей мере один кулачок, выступающий в радиальном направлении, а на поверхности отверстия второго соединяемого элемента выполнены канавки, соответствующие форме и числу кулачков штифта. Поверхности кулачков и канавок имеют криволинейный клиновой профиль, очерченный по логарифмической спирали, построенной относительного центра, совпадающего соответственно с осью штифта или с осью отверстия под штифт. При установке штифта в отверстии взаимодействие соединяемых элементов обеспечивает образование самоторможения между ними в осевом и радиальном направлениях. 14 з.п.ф-лы, 41 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2109995
Класс(ы) патента: F16C33/12
Номер заявки: 95109904/28
Дата подачи заявки: 16.09.1993
Дата публикации: 27.04.1998
Заявитель(и): Ганс Кюль[DE]
Автор(ы): Ганс Кюль[DE]
Патентообладатель(и): Ганс Кюль[DE]
Описание изобретения: Изобретение относится к средствам, предназначенным для соединения по меньшей мере двух элементов.
Известны устройства такого типа, например кнопки, резьбовые винты, фиксируемые или защелкивающиеся соединения. Известные устройства имеют различные недостатки, так, они могут частично воспринимать очень небольшие силы в радиальном или осевом направлении или же они являются сложными по своей конструкции и поэтому их изготовление является дорогостоящим.
Известно устройство для соединения вала со ступицей (DE-C-95 101). На валу выполняется множество клиновых поверхностей, поднимающихся в окружном направлении вала, взаимодействующих с клиновыми поверхностями ступицы. За счет множества клиновых поверхностей должно достигаться простое изменение углового положения эксцентрика, подъемного пальца и т.п. несущих втулок на валу. Клиновые поверхности направлены к оси вала по эксцентричным кругам или эвольвентам. Благодаря этому между валом и ступицей обеспечивается лишь линейный контакт, следствием которого является экстремально высокое поверхностное давление и ограниченное восприятие осевых усилий и крутящих моментов. С помощью известных устройств не могут передаваться достаточные усилия ни в осевом, ни в радиальном направлении. В частности, в радиальном направлении не могут передаваться крутящие моменты в обоих направлениях вращения даже примерно одного порядка.
В основу изобретения положена задача создать устройство для соединения по меньшей мере двух элементов, простое и дешевое в изготовлении, которым просто манипулировать и которое может при этом воспринимать большие нагрузки в осевом, а также в радиальном направлении.
Данный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для соединения по меньшей мере двух элементов, первый из которых выполнен в виде штифта с цилиндрической поверхностью, имеющей по меньшей мере в одной зоне по окружному направлению один кулачок, выступающий в радиальном направлении, второй из соединяемых элементов выполнен с отверстием под штифт и с канавками в нем, соответствующими форме и числу кулачков штифта, при этом поверхности кулачков и канавок имеют криволинейный клиновой профиль, очерченный по спирали, согласно настоящему изобретению криволинейный клиновой профиль кулачков и канавок соответствует, в основном логарифмической спирали построенной относительно центра, совпадающего соответственно с осью штифта или с осью отверстия под штифт, углы наклона криволинейных клиновых профилей кулачков и канавок выполнены одинаковыми с обеспечением образования самоторможения между взаимодействующими поверхностями соединяемых элементов в осевом и радиальном направлениях при установке штифта в отверстии, их относительном перемещении после контакта поверхности кулачков штифта и соответствующих им канавок при создании между ними фрикционного соединения без зазора.
Предлагаемое устройство является, таким образом, безрезьбовым, но разъединяемым в любой момент, если прикладываемый крутящий момент превышает фрикционное соединение (геометрическое замыкание). Усилия, передаваемые в осевом направлении, а также в обе стороны в радиальном направлении, зависят как от материала и свойств поверхности в клиновых соединениях, так и, в частности, от величины относительного поворота между штифтом и отверстием после входа в контакт взаимодействующих между собой поверхностей клиновых элементов. Для соединения обоих предметов штифт должен вводиться в отверстие таким образом, что взаимодействующие между собой клиновые профили располагаются друг напротив друга и контактируют друг с другом. Поскольку после введения штифта в отверстие между противолежащими клиновыми профилями имеется зазор, сначала необходимо осуществить первый относительный поворот между штифтом и отверстием для того, чтобы выбрать зазор и чтобы взаимодействующие клиновые поверхности входили в контакт. После этого необходимо дальнейшее, зависящее от передаваемых сил и определяемое таким образом относительное проворачивание между штифтом и отверстием для достижения фрикционного соединения с самоторможением. Тогда, независимо от направления вращения без зазора могут передаваться в радиальном, а также в осевом направлении значительные силы без разъединения при этом элементов друг от друга. Полюс или начало координат логарифмической спирали, которая определяет характеристику поверхностей в клиновом соединении, находится при этом на оси штифта или оси отверстия. В зависимости от уклона и/или зазора устройство может рассчитываться таким образом, что, начиная с определенных сил, возникающих между штифтом и отверстием, штифт проскальзывает в отверстии, что может служить для предохранения от повреждения материала. Если устройство выполнено таким образом, что проскальзывание невозможно, относительное перемещение прекращается тогда, когда подводимый крутящий момент больше не может преодолевать фрикционное соединение между штифтом и отверстием. Характеристика клиновых поверхностей в форме логарифмической спирали приводит к тому, что противолежащие клиновые поверхности при контакте одновременно контактируют всеми точками поверхности клина и становятся несущими. Таким образом, если смотреть в поперечном сечении, происходит линейный контакт, а не только примерно точечный.
Предпочтительно, чтобы цилиндрическая поверхность штифта и поверхность второго соединяемого элемента, образующая отверстие под штифт, имели последовательно расположенные по окружности друг за другом соответственно три кулачка и канавки. При относительном движении между штифтом и отверстием это приводит к центрированию между вышеназванными элементами. При этом клиновые профили каждого элемента, если смотреть по окружности, расположены на расстоянии друг за другом или на расстоянии друг от друга.
Целесообразным может быть расположение кулачков и канавок на части длины соответственно штифта и отверстия под него.
Штифт может быть установлен в отверстии с образованием зазора между противолежащими поверхностями кулачков и соответствующих им канавок. Это необходимо для облегчения введения штифта в отверстие. Для того чтобы выбрать этот зазор и обеспечить беззазорное прилегание противолежащих поверхностей клиновых элементов, необходимо лишь относительное перемещение или проворачивание между штифтом и отверстием. При этом часть контактирующих поверхностей противолежащих клиновых поверхностей теряется и больше не может участвовать в самоторможении или незначительно способствует ему.
Целесообразно, чтобы криволинейный клиновой профиль поверхностей кулачков и соответствующих им канавок был образован несколькими сопрягающимися кривыми, каждая из которых соответствует логарифмической спирали, очерченной относительно центров, смещенных от оси штифта и оси отверстия под него. Это обусловлено тем, что логарифмическая спираль представляет собой кривую, форма которой математически четко определена и которая обусловливает желаемый контакт противолежащих поверхностей клиновых элементов во всех точках. Но на практике контакт может быть достигнут по всей поверхности клинового элемента с помощью кривых, более или менее приближенных к логарифмической спирали. Незначительные отклонения могут компенсироваться, в частности, посредством упругой и/или пластической деформации материала клиновых элементов. Так, характеристика логарифмической спирали может быть получена также с помощью нескольких криволинейных контуров, имеющих центры, смещенные относительно оси штифта или отверстия. Таким образом могут быть найдены дуги с такими радиусами, центрами и центральными углами, которые в сформированных с их помощью клиновых поверхностях имеют лишь незаметные отклонения от характеристики логарифмической спирали.
Предпочтительный уклон криволинейных клиновых поверхностей кулачков и соответствующих им канавок для достижения желаемого фрикционного соединения с самоторможением составляет от 1:5 до 1:500, а наиболее предпочтительно от 1: 20 до 1:100. При большем или меньшем уклоне желаемое фрикционное соединение с самоторможением может больше не достигаться, потому что происходит либо преждевременное проскальзывание штифта в отверстие или вообще становится невозможным относительное перемещение.
Целесообразно также выполнение штифта или с радиально выступающим элементом в виде головки, втулки, носика и т.п. или с установленными на нем деталями в виде зажимных колец, зажимных дисков и аналогичных элементов.
Возможно выполнение штифта в виде стержня болта, а второго соединяемого элемента в виде гайки. В этом случае речь может идти о безрезьбовом винтовом пальце и безрезьбовой винтовой гайке, т.е. о классическом соединении винтом или соединении винт/гайка без резьбы. Все свойства, известные для винтов или соединений винт/гайка, точно также достигаются в этой предпочтительной форме выполнения. Подвод сил предварительного натяга возможен за счет особой формы головки.
Поверхность штифта может быть образована частью наружной поверхности гайки, а второй соединяемый элемент может быть выполнен в виде втулки, охватывающей указанную наружную поверхность гайки.
Второй соединяемый элемент может быть выполнен в виде упруго раздаваемой или упругопластично раздаваемой в радиальном направлении и/или имеющей прорези втулки. При этом втулка по наружному периметру может иметь, в принципе, различную конфигурацию, например может быть цилиндрической. Втулка вставляется для закрепления в строительную деталь или подобное устройство, причем между втулкой и строительной деталью может иметься зазор или посадка. Как только штифт вставлен внутрь втулки и после контакта поверхностей клиновых элементов происходит дальнейшее относительное перемещение между штифтом и втулкой путем упругой раздачи и/или предусмотренных прорезей на втулке, она зажимается в отверстии с самоторможением. Втулка может быть многократно прорезана параллельно ее оси. Прорези могут проходить по всей длине втулки.
Целесообразно также, чтобы кулачки штифта были выполнены с упорами, а канавки второго соединяемого элемента были выполнены с пазами, при этом при соединении элементов упоры кулачков штифта расположены в пазах канавок. Это необходимо для ограничения относительного перемещения между штифтом и отверстием. Упоры предотвращают повреждение материала и/или могут служить для приема штифта в определенном положении.
Предпочтительно выполнение штифта и отверстия второго соединяемого элемента установочными. Данное выполнение может применяться в качестве устройства для установочного центрирования и/или соединения по посадке.
Штифт может быть выполнен в виде сердечника дюбеля, а второй соединяемый элемент выполнен в виде его втулки. Данная конструкция может применяться в качестве распорного дюбеля. Установочное центрирование и/или соединение по посадке осуществляется за счет проворачивания штифта относительно отверстия.
Возможно выполнение штифта в виде ручки, а второго соединяемого элемента в виде держателя ручки или наоборот. Данное выполнение может служить, в частности, для разъемного крепления ручек на предметах, когда штифт располагается на соответствующей ручке, а отверстие выполняется в держателе ручки. Под ручками подразумеваются, например, дверные ручки, ручки для кастрюль или также ручки для крышек посуды или окон, а также все другие ручки, например, на инструментах и мебели.
Штифт может быть также выполнен в виде цоколя лампочки накаливания или другой светотехнической детали, а второй соединяемый элемент выполнен в виде патрона для механического и электрического соединения лампочки накаливания.
В дополнение к предложенному устройству, состоящему по меньшей мере из двух элементов, могут применяться и другие предметы, а именно, таким образом, что предложенное устройство между этими элементами может способствовать также соединению дополнительных предметов. Наряду с этим один из двух элементов, в частности отверстие, может быть встроено в эти предметы, вследствие чего тогда предложенное устройство состоит из штифта и предмета с отверстием. То же самое относится и к штифту, причем штифт и/или отверстие могут быть, в частности, соединены с этими предметами за одно целое.
Далее изобретение более подобно раскрывается на примерах его конкретного исполнения и поясняется с помощью прилагаемых чертежей, на которых изображено: на фиг. 1 - аксонометрическое изображение детали с отверстием, на фиг. 2 - аксонометрическое изображение штифта,
на фиг. 3 - поперечное сечение штифта и отверстия после установки штифта в отверстие, на фиг. 4 - поперечное сечение по фиг. 3 после перемещения штифта относительно отверстия, на фиг. 5-10- различные формы выполнения устройства согласно настоящему изобретению в продольных сечениях, на фиг. 11А и 11Б - форма выполнения предлагаемого устройства для фиксации резьбовой гайки в поперечном разрезе, на фиг. 12-14 - три различные формы выполнения предлагаемого устройства в виде соединений по посадке в продольном разрезе, на фиг. 15 - продольный разрез дюбельного соединения, на фиг.16 - продольный разрез дюбельного соединения в другой форме выполнения, на фиг.17 - аксонометрическое изображение отверстия в виде дюбельной втулки, на фиг. 18 - поперечный разрез дюбельной втулки и дюбельного сердечника после их сборки, на фиг. 19 - поперечное сечение по фиг. 18 после относительного перемещения между дюбельной втулкой и дюбельным сердечником, на фиг. 20 - продольный разрез дюбельной втулки, на фиг. 21 - вид сверху на дюбельную втулку по фиг.20, на фиг.22 - поперечный разрез дюбельной втулки по фиг.20 вдоль линии A-A, на фиг. 23 - поперечный разрез дюбельной втулки по фиг.20 по линии B-B, на фиг. 24 - вид на добавочный сердечник для дюбельной втулки по фиг.20, на фиг.25 - вид сверху на дюбельный сердечник по фиг.24, на фиг.26 - продольное сечение смонтированного разжимного анкера, устанавливаемого на клею, на фиг.27 - изображение предлагаемого устройства с частичным разрезом, примененного в качестве средства крепления ручки на кастрюле, на фиг.28 - изображение предлагаемого устройства с частичным разрезом в качестве средства крепления ручки на кастрюле в ином варианте исполнения, на фиг.29 - изображение предлагаемого устройства с частичным разрезом в качестве средства крепления ручки на крышке, фиг.30 - изображение предлагаемого устройства с частичным разрезом в качестве средства крепления ручки на сковороде, на фиг.31 - вид сверху с частичным разрезом на предлагаемое устройство в виде дверного замка с двумя ручками, на фиг.32 - вид сверху на предлагаемое устройство в виде другого дверного замка с двумя ручками, на фиг.33 - продольное сечение предлагаемого устройства с поворотным фиксатором, на фиг.34 - поперечный разрез предмета по фиг. 33 вдоль линии VII-VII, на фиг.35 - поперечный разрез поворотного фиксатора в другой форме выполнения, на фиг.36 - вид сверху на предмет по фиг.35, на фиг.37 - разрез элемента по фиг.36, на фиг.38 - другая форма выполнения поворотного фиксатора в поперечном разрезе после установки штифта в отверстие, на фиг. 39 - поперечное сечение устройства по фиг.38 после перемещения штифта относительно отверстия, на фиг.40 - вид сверху на цоколь лампочки накаливания по фиг.41 и на фиг.41 - вид предлагаемого устройства в виде лампочки накаливания.
На фиг. 1 и 2 показаны в аксонометрическом изображении оба элемента предлагаемого устройства, а именно штифт 1 (фиг.2), а также отверстие 2 (фиг. 1). Отверстие 2 выполнено в охватывающей детали 3, имеющей форму шестигранной гайки. По меньшей мере в одной зоне после вдвигания штифта 1 в отверстие 2 штифт 1 имеет относительно воображаемой цилиндрической поверхности или воображаемого цилиндрического сердечника 4 три одинаковых, выступающих за цилиндрический сердечник 4 кулачка 5, клиновые поверхности 6 которых полого поднимаются и от самой высокой точки круто падают до самой низкой точки соседнего кулачка 5 или до цилиндрического сердечника. Кулачки 5 образуют, тем самым, выпуклый профиль. Отверстие 2 имеет по воображаемой цилиндрической поверхности или по воображаемому цилиндрическому отверстию 7 три канавки 8, клиновые поверхности 9 которых падают полого вниз, а от самой низкой точки круто поднимаются к самой высокой точке соседней канавки 8 или к цилиндрическому отверстию 7. Канавка 8 образована, таким образом, в виде выпуклого клинового профиля, причем количество канавок 8 соответствует количеству кулачков 5. Клиновые поверхности 6, 9 кулачков 5 или канавок 8 имеют, если смотреть в поперечном сечении, характеристику логарифмической кривой, центр которой расположен на оси штифта 1 или отверстия 2. Благодаря этому уклон клиновых поверхностей 6, 9 во всех точках вдоль ее прохождения является одинаковым и постоянным.
На фиг. 3 показан в поперечном сечении штифт 1 и отверстие 2 после того, как штифт 1 вставлен в отверстие 2. Для облегчения введения штифта между противолежащими клиновыми поверхностями 6, 9 штифта 1 или отверстия 2 имеется зазор 10. Зазор 10 значительно меньше, чем разница между расстоянием самой высокой точки клиновой поверхности 6 штифта 1 и расстоянием самой высокой точки клиновой поверхности 9 отверстия 2, замеренному по общей продольной оси 11 штифта 1 и отверстия 2. Ширина зазора 10 определяет наряду с уклоном клиновых профилей или клиновых поверхностей 6, 9 как их число, так и радиальный размер, на который перекрываются клиновые поверхности 6, 9, что существенно определяет возможность или предотвращает перескакивание канавок 8 и кулачков 5 при относительном перемещении между штифтом 1 и отверстием 2 для создания фрикционного соединения с самоторможением. В том случае, если перескакивание является желательным, например, в качестве фиксации от отвертывания штифта 1, нужно, помимо всего прочего, использовать и упругость материала клиновых профилей. Для соединения штифта 1 и отверстия 2 сначала штифт 1 вводят в отверстие 2. После этого следует относительное перемещение между штифтом 1 и отверстием 2 путем поворота для того, чтобы сначала выбрать зазор 10 между противолежащими клиновыми поверхностями 6, 9. В этом положении клиновые поверхности 6, 9 противолежащих клиновых профилей касаются друг друга, причем за счет применения трех соответствующих, следующих друг за другом клиновых профилей осуществляется беззазорное центрирование штифта 1 в отверстии 2.
После этого происходит дальнейшее относительное перемещение между штифтом 1 и отверстием 2 путем поворота в положение закрепления, причем происходит упругая деформация клиновых профилей под действием давления в стыках, вследствие чего происходит фрикционное соединение с самоторможением между штифтом 1 и отверстием 2, как это показано на фиг.4. Фиг.4 могла бы представлять собой также положение после удаления зазора 10 и перед созданием фрикционного соединения с самоторможением, т.к. упругую деформацию нельзя показать на чертеже. Соединение, полученное после упругой деформации, можно снова разъединить, если приложить противоположно направленный крутящий момент, который может преодолеть фрикционное соединение или полученное геометрическое замыкание. Угол, на который следует осуществить проворачивание или относительное перемещение после контактирования клиновых поверхностей 6, 9, зависит от зазора, т.е. от ширины зазора 10 между противолежащими клиновыми поверхностями 6 и 9, показателей материала детали, упругости материала клиновых профилей, от приложенного крутящего момента, от уклона, а также количества клиновых профилей и, в случае необходимости, от других параметров. Полученное таким образом соединение часто имеет пологую характеристику моментов на угле поворота, вследствие чего достигаемый момент нагрузки до тех пор, пока имеется достаточное фрикционное соединение или геометрическое замыкание, несущественно отличается от заданного значения, если предусмотренный угол поворота превышен или снижен. Это основополагающее положение относится также и ко всем нижеописанным формам выполнения.
На фиг. 5 показана форма выполнения предлагаемого устройства, причем штифт 1 снабжен головкой 12, на которую может насаживаться инструмент для закручивания штифта 1, например шестигранный ключ, причем форма приложения усилия выбирается произвольно. На свободный конец штифта 1, на расстоянии от головки 12 устанавливается своим отверстием предлагаемое устройство в виде гайки 13 с клиновыми профилями, которая также имеет по своему периметру соответствующую конфигурацию, для насаживания инструмента. Между головкой 12 и гайкой 13 расположены две соединяемые детали 14, 15, например, в виде пластин. Для этого детали 14, 15 имеют отверстия без клиновых профилей, расположенные соосно друг над другом. Штифт 1 проходит через эти отверстия, причем гайка 13 с клиновыми профилями, аналогично соединению винт-гайка, надевается на свободный конец штифта. С помощью соответствующих инструментов осуществляется относительное перемещение между штифтом 1 и гайкой 13 до тех пор, пока их клиновые профили не создадут желаемое фрикционное соединение с самоторможением. Детали 14, 15 могут при этом располагаться между головкой 12 и гайкой 13 с зазором или без него.
На фиг. 6 и 7 показаны формы выполнения, в которых отверстие предлагаемого устройства расположено в элементе 16, который закреплен, например, заклепками 17 к прикрепляемой детали 15, причем элемент 16 в качестве отверстия 2 сам может быть выполнен в виде заклепки. Штифт 1, в основном, соответствует штифту, описанному на фиг.5. На фиг.6 показано, как можно зафиксировать штифт 1 на детали 14 без опасности потерять его с помощью предохранительного кольца 18. Аналогичный эффект может быть получен с помощью пружинного кольца 19 согласно фиг.7. На фиг. 7 показано также, как с помощью тарельчатых пружин, расположенных между головкой 12 штифта 1 и деталью 14, могут удерживаться прижатыми друг к другу под действием пружины детали 14 и 15.
На фиг. 8 показан пример выполнения, в котором отверстие предлагаемого устройства выполнено в присоединяемой детали 15 противоположно головке 12 штифта 1, благодаря чему можно отказаться от другой детали, имеющей отверстие 2. Штифт 1 проходит через гладкое отверстие в детали 14, а также через гнездо детали 15, содержащее отверстие, причем штифт 1 можно поворачивать, например, с помощью канавки 21, т.е. канавки для инструмента аналогично резьбовому винту до фрикционного соединения с самоторможением.
Аналогично тому, как согласно фиг.8 клиновые профили отверстия могут располагаться непосредственно в одной из присоединяемых деталей 14, 15, это является возможным и для клинового профиля штифта 1. Согласно форме выполнения на фиг. 9 штифт 1 вместе со своими клиновыми профилями отформован на детали 14, изготовленной, например, из искусственного материала. Остальные элементы соответствуют при этом элементам, описанным на фиг.5-8.
На фиг.10 показана форма выполнения предлагаемого устройства, при которой клиновой профиль отверстия расположен во втулочной насадке 22 элемента 23, который выполнен дополняющим к элементу 24, имеющему штифт 1. На слегка изогнутых торцевых поверхностях 23, 24 имеются, например, канавки 21, в которые можно вставлять инструменты для встречного поворота обоих элементов 23, 24. Для соединения деталей 14 и 15 оба элемента 23, 24 вставляются в отверстия деталей 14 и 15, входя при этом друг в друга, как штифт 1 и отверстие 2. Затем оба элемента 23, 24 поворачиваются друг относительно друга до получения фрикционного соединения. При этом штифт 1 и/или отверстие 2 (фиг. 1-4) могут быть соединены также, в частности, за одно целое с соединяемыми деталями 14, 15 или между штифтом 1 и/или отверстием 2 могут быть расположены или присоединены любые элементы.
На фиг. 11 показано предпочтительное применение предлагаемого устройства в качестве предохранения от отвинчивания обычных резьбовых гаек в случае возникающих колебаний или вибрационных сил. Резьбовая гайка 110 с резьбой 112 имеет при этом отформованную насадку 114. Насадка 114 соответствует штифту предлагаемого устройства и имеет сквозное отверстие с резьбой 112, соответствующей резьбовой гайке 110 таким образом, что резьба 112 выполнена напроход. По наружной окружности насадки 114 отформованы описанные выше клиновые профили. Предпочтительно, чтобы резьбовая гайка 110 была выполнена с насадкой 114 за одно целое. Выполненная таким образом гайка 110 обычным путем навинчивается на не показанный на чертеже конец пальца с резьбой или на его резьбу. Предохранение осуществляется предохранительным кольцом 116, имеющим сквозное отверстие 118. Сквозное отверстие 118 представляет собой отверстие предлагаемого устройства, которое имеет дополнительно по внутреннему периметру клиновые поверхности, которые взаимодействуют с клиновыми поверхностями по внешней окружности насадки 114. Насадка 114, служащая в качестве штифта, как описано выше, вставляется в сквозное отверстие 118, служащее посадочным отверстием. Наконец, предохранительное кольцо 116 проворачивается относительно насадки 114 до тех пор, пока противолежащие клиновые поверхности не будут контактировать друг с другом. При дальнейшем относительном проворачивании предохранительного кольца 116 относительно насадки 114 обеспечивается желаемое фрикционное соединение с самоторможением. При этом витки резьбы 112 насадки 114 так вдавливаются в витки резьбы не показанного на чертеже резьбового пальца, что все витки резьбы, находящиеся в этой зоне, становятся несущими. Благодаря предложенной конструкции удается надежно предотвратить произвольное отвинчивание резьбовой гайки 110, что позволяет достичь еще лучшего прилегания друг к другу отдельных витков резьбы в этой зоне. Из тех же соображений насадка 114 может иметь также продольную прорезь в направлении продольной оси 120. Внешняя окружность предохранительного кольца 116 может быть выполнена, например, шестигранной для возможности установки инструмента.
На фиг. 12-16 показано применение предлагаемого устройства для установочного центрирования и соединения по посадке. С помощью соединений по посадке в форме проходных штифтов, вставляемых в пригоночные отверстия, детали наиболее точно направляются друг относительно друга, центрируются и/или прочно закрепляются. При этом имеются соединения по посадке, которые только центрируют, но не закрепляют. Они обеспечивают то, что детали, соединяемые по посадке, без труда могут разъединяться, но при соединении снова наиболее точно возвращаются в прежнее соединение по посадке. При соединении по посадке, которое является как центрирующим, так и закрепляющим, детали, центрируемые проходным штифтом, удерживаются вместе также силовым замыканием.
Соединения по посадке включают, таким образом, установочное центрирование. Соединения по посадке, которые как центрируют, так и закрепляют, рассчитаны на то, что соединяемые по посадке детали остаются собранными и разбираются лишь в исключительных случаях. Нижеописанные проходные штифты, в основном, соответствуют штифту 2 согласно фиг.2.
На фиг. 12 показано применение предлагаемого устройства для установочного центрирования и соединения по посадке двух деталей 28 и 29. При этом отверстие предлагаемого устройства соответствует пригоночному отверстию 27. Штифт предлагаемого устройства в этом случае соответствует проходному штифту 26. Клиновые профили обоих пригоночных отверстий 27 в деталях 28, 29, выполненных в виде пластин, одинаковые, т.е. они соответствуют по количеству, уклону и т. д. их клиновым поверхностям. Клиновые профили могут изготавливаться путем выполнения сначала цилиндрического отверстия и затем обработкой на протяжном станке с помощью протяжки получают клиновые профили.
Альтернативно пригоночные отверстия 27 с клиновыми профилями могут изготавливаться с точностью по посадке путем обработки деталей 28, 29 на станке с ЧПУ, в частности фрезерованием. Могут применяться также такие способы изготовления, как шлифование, обработка давлением или штамповка выдавливанием. Проходной штифт 26 имеет проходящие по его длине клиновые профили. Его целесообразно изготавливать профильной протяжкой клинового профиля из пруткового материала, разрезкой на мерные длины или прессованием. Для установочного центрирования деталей 28, 29 проходной штифт 26 вставляют в пригоночные отверстия 27 примерно правильно позиционированным деталям 28, 29 и поворачивают, вставив инструмент в канавку 30. В результате получаемого при этом проскальзывания клиновых профилей проходного штифта 26 и пригоночных отверстий 27 деталей 28,29 они устанавливаются в точное положение, т.е. центрируются. При дальнейшем проворачивании проходного штифта 26 осуществляется соединение по посадке, причем проходной штифт 26 входит с каждой из деталей 28, 29 во фрикционное соединение с самоторможением и при этом сам крепится в деталях 28, 29 и, тем самым, косвенно крепятся детали 28, 29 друг к другу. Проворачивание проходного штифта 26 в пригоночных отверстиях 27 может осуществляться посредством различных инструментов, в частности, отвертками, гаечными ключами с шестигранным углублением и аналогичным инструментом.
На фиг. 13 показано соединение по посадке, в котором проходной штифт 31 (являющийся штифтом в отношении предлагаемого устройства) не имеет доступа сзади, вследствие чего проходной штифт 31 не может удаляться оттуда. Пригоночное отверстие 27 детали 29 выполнено глухим. Фрикционное соединение с самоторможением проходного штифта 31, центрируемого и соединяющего по посадке, аналогично вышеописанному в пригоночных отверстиях 27 обеих деталей 28, 29, может быть прекращено путем обратного вращения шестигранника 32 в направлении, противоположном закреплению, с последующим удалением проходного штифта 31.
На фиг. 14 показан проходной штифт 33, предназначенный для установочного центрирования (штифт в отношении предлагаемого устройства), который имеет клиновые профили только на определенном участке, предназначенном под отверстие в детали 29, а на продольном участке, предназначенном для отверстия в детали 28, выполненным цилиндрическим или с небольшой конусностью, с диаметром, уменьшающимся к концу штифта. Соответственно только деталь 29 имеет клиновые профили, в то время как деталь 28 имеет точное по посадке цилиндрическое или конусное отверстие 34. Проходной штифт 32 описанным выше образом крепится посредством клиновых профилей на нем и в детали 29 за счет фрикционного соединения этой детали 29. Он выступает при этом из детали 29 и может в этой зоне с помощью инструмента, который тогда также снабжен соответствующими клиновыми профилями, устанавливаться в пригоночном отверстии 27 в детали 29 с фрикционным соединением. Деталь 28 может при этом надеваться в точно центрированном положении своим пригоночным отверстием 34 на выступающий из детали 29 цилиндрический конусный конец проходного штифта 33.
Если детали 28, 29 не пригодны для выполнения на них одного или нескольких клиновых профилей, можно применять дюбельное посадочное соединение, показанное на фиг.15. Это дюбельное посадочное соединение имеет втулку или дюбельную посадочную втулку 35, выполненную цилиндрической снаружи и вставленную в цилиндрические отверстия 34 в деталях 28, 29. Посадочная дюбельная втулка 35 имеет на своей внутренней поверхности клиновые профили и, таким образом, представляет собой отверстие в отношении предлагаемого устройства. Соответствующий дюбельный установочный штифт 36 (штифт в отношении предлагаемого устройства) имеет на своей внешней поверхности соответствующие клиновые профили. Для проворачивания между дюбельным проходным штифтом 36 и посадочной дюбельной втулкой 35 дюбельный проходной штифт 36 имеет по меньшей мере на одном свободном конце поверхность для насаживания инструментов, в данном случае - с внутренним шестигранником 37 для создания фрикционного соединения с самоторможением между дюбельным проходным штифтом 36 и посадочной дюбельной втулкой 35. При этом посадочная дюбельная втулка 35 упруго или упругопластично раздается настолько, что она прилегает своей наружной поверхностью по прессовой посадке к имеющим узкие допуски отверстиям 34 в деталях 28, 29 и, тем самым, создает фрикционное соединение, в том числе и между посадочной дюбельной втулкой 36 и отверстиями 34. Наружный диаметр посадочной дюбельной втулки 35 и внутренний диаметр отверстия 34 могут быть обработаны, например, шлифованием с такими узкими допусками, чтобы была достаточной лишь раздача посадочной дюбельной втулки 35 путем упругой деформации для обеспечения желаемой прессовой посадки между посадочной дюбельной втулкой 35 и отверстиями 34. При более высоких допусках посадочная дюбельная втулка 35 может быть снабжена осепараллельными прорезями на части ее длины, которые облегчают более сильную раздачу для компенсации более высоких допусков. Устройство, показанное на фиг.15, пригодно для соединения по посадке.
На фиг.16 показан пример выполнения для установочного центрирования, при котором дюбельный проходной штифт 36 (штифт в отношении предлагаемого устройства) проходит только на той части длины посадочной дюбельной втулки 35 (отверстие в отношении предлагаемого устройства), на которой оно должно раздаваться. В остальной зоне наружный диаметр остается неизменным. Благодаря этому в этой зоне не получается фрикционного соединения или прессовой посадки и деталь 28 может сниматься и насаживаться. Альтернативно клиновые профили в посадочной дюбельной втулке 35 и/или на дюбельном проходном штифте 36 могут ограничиваться той частью длины посадочной дюбельной втулки 35 и дюбельного проходного штифта 36, на которой посадочная дюбельная втулка 35 входит в ту деталь 28, 29, в которой должен крепиться дюбельный проходной штифт 36. Посадочная дюбельная втулка 35 может также быть одно- или многократно прорезанной параллельно ее оси и иметь все признаки нижеописанных дюбельных втулок согласно фиг.17-26.
На фиг.17-26 показано применение предлагаемого устройства в качестве распорного дюбеля. Распорные дюбели крепятся в отверстии под дюбель путем раздачи дюбельной втулки, образующей оболочку дюбеля. Известно, что раздачу можно осуществить путем перемещения сердечника дюбеля во втулку дюбеля в направлении его оси. При этом во втулку дюбеля ввинчивается винт, увеличивающийся к заднему концу, диаметр которого осуществляет раздачу втулки дюбеля, отверстие которого часто сужается в направлении, противоположном острию дюбеля. В других случаях распорный клин втягивается во втулку дюбеля с помощью резьбового штифта и раздает втулку дюбеля.
На фиг. 17-19 схематически пояснен принцип взаимодействия штифта, в отношении предлагаемого устройства, в форме сердечника 40 дюбеля и отверстия, в отношении предлагаемого устройства, в форме втулки 41 дюбеля, в частности, для расширения втулки 41 дюбеля для прилегания к стенке отверстия 49 под дюбель и для получения фрикционного соединения с самоторможением между сердечником 40 дюбеля и втулкой дюбеля 41 на примере участков длины сердечника 40 и втулки 41 дюбеля, связанных с определенными функциями. При этом для облегчения понимания исходят из втулки 41 дюбеля, разделенной прорезями 42 на выступы 43, причем предлагаемое устройство может функционировать без или с прорезями 42, проходящими не по всей длине втулки 41 дюбеля, если втулка 41 дюбеля выполнена упруго расширяемой. Сердечник 40 дюбеля выполнен по тому же принципу, что и штифт 1 на фиг.2.
На фиг.17 показана втулка 41 дюбеля на внутренней поверхности которой - аналогично описанному на фиг.1 - за воображаемым цилиндрическим отверстием 44 выполнены кулачки 45 в виде клиновых профилей, клиновые поверхности 46 которых взаимодействуют с клиновыми профилями сердечника 40 дюбеля (фиг.18). В этом случае предпочтительно образованы три кулачка 45 или три клиновые поверхности 46. Самой высокой или самой низкой точкой такой клиновой поверхности 46 является соответствующий край прорези 42 на втулке 41 дюбеля. Предпочтительно, чтобы воображаемый цилиндрический сердечник 40 дюбеля был немного меньше, чем цилиндрическое отверстие 44 во втулке 41 дюбеля. Вследствие этой разницы в диаметрах между клиновыми профилями сердечника 40 дюбеля и клиновыми профилями на внутренней поверхности втулки 41 дюбеля образуется зазор 47. Ширина этого зазора 47 невелика и имеет такой размер, чтобы не произошло проскальзывания сердечника 40 дюбеля во втулку 41, но чтобы можно было легко ввести сердечник 40 во втулку 41 дюбеля. Для того чтобы закрепить втулку 41 дюбеля в отверстии 49 под дюбель (фиг.18) и соединить сердечник 40 дюбеля с втулкой 41 дюбеля, они, как уже описано, приводятся во взаимодействие двумя операциями.
Сначала сердечник 40 дюбеля вставляется во втулку 41 таким образом, что получается положение, показанное на фиг.18. После этого сердечник 40 дюбеля поворачивается в отверстии 49 под дюбель по часовой стрелке вправо во втулке 41, удерживаемой от вращения в отверстии 49 под дюбель. За счет этого уменьшается расстояние между клиновыми профилями сердечника 40 дюбеля и клиновыми профилями втулки 41 дюбеля до тех пор, пока все клиновые профили соответственно попарно не будут прилегать друг к другу и уже не будет зазора 47. При дальнейшем проворачивании сердечника 40 дюбеля участки 43 втулки 41 дюбеля отжимаются в значительной мере наружу клиновыми профилями внутренней поверхности втулки 41 дюбеля до тех пор, пока ее наружные поверхности не будут контактировать со стенкой отверстия 49 под дюбель. При продолжении поворота сердечника 40 дюбеля клиновые профили сердечника 40 дюбеля и внутренней поверхности втулки 41 дюбеля, которые не могут больше отклоняться наружу, начинают упруго деформироваться, причем в этом положении закрепления, представленном на фиг.19, сердечник 40 дюбеля зажимается с самоторможением на внутренней поверхности втулки 41 дюбеля таким образом, что получается прочное, но имеющее возможность снова разъединяться соединение между отверстием 49 под дюбель, втулкой 41 дюбеля и сердечником 40 дюбеля. Угол, на который осуществляется проворачивание, зависит, в том числе, и от величины зазора 47, применяемых материалов и выполнения клиновых профилей, а также от расстояния между наружной поверхностью выступов 43 от стенки отверстия 49 под дюбель.
На фиг.20-25 представлен распорный дюбель, выполненный по вышеописанному принципу. Втулка 60 дюбеля (отверстие в отношении предлагаемого устройства) имеет на обоих концах кольцевой буртик 50, который в представленном примере соединен с нею тремя перемычками 51. На этих перемычках отформованы выступы 62, внутренняя поверхность которых имеет клиновые профили. Осепараллельные ребра 52 на наружных поверхностях выступов 62 и окружные ребра 53 на кольцевых буртиках 50 фиксируют втулки 60 дюбеля в отверстии под дюбель от поворота и смещения. Фиксация втулки 60 дюбеля от поворота может осуществляться также с помощью инструмента, входящего в радиальную канавку 54 на кольцевых буртиках 50. Сердечник 61 дюбеля (штифт в отношении предлагаемого устройства) имеет на окружной поверхности клиновые профили, взаимодействующие с клиновыми профилями втулки 60 дюбеля. Через сердечник 61 дюбеля проходит резьбовое отверстие 55, а на его конце имеется встроенный шестигранник 56. Для закрепления дюбеля в отверстии под дюбель втулка 60 дюбеля вставлена в отверстие под дюбель, а сердечник 61 дюбеля поворачивается с помощью гаечного ключа. При этом клиновые профили сердечника 61 дюбеля взаимодействуют с клиновыми профилями втулки 60 дюбеля и отжимают наружу выступы 62 с возрастающим поворотом сердечника 61 дюбеля. За счет этого втулка 60 дюбеля зажимается в отверстии под дюбель. В заключение за счет фрикционного соединения с самоторможением между клиновыми профилями сердечник 61 дюбеля закрепляется во втулке 60 дюбеля. Затем в резьбовое отверстие 55 сердечника 61 дюбеля можно ввернуть функциональный элемент, например крюк с резьбовым штифтом. Если дюбель необходимо снова удалить, можно путем обратного поворота сердечника 61 дюбеля нарушить фрикционное соединение между сердечником 61 дюбеля и втулкой 60 дюбеля и вследствие этого также фрикционное соединение между выступами 62 и втулкой 60 дюбеля и стенкой отверстия под дюбель. При этом сердечник 61 и втулка 60 дюбеля могут быть извлечены из отверстия под дюбель и установлены заново.
На фиг.26 показана форма выполнения распорного на клею анкера, в котором втулка 63 дюбеля (отверстие в отношении предлагаемого устройства) выполнена в виде стакана без прорезей, который может изготавливаться из стали способом глубокой вытяжки или из пластмассы способом литья под давлением. Втулка 63 дюбеля имеет на своей внутренней поверхности клиновые профили и служит сердечником при заливке отверстия 64 под дюбель, например, быстро схватывающимся наполнителем 65. Если наполнитель 65 уже схватился, во втулку 63 дюбеля, уже посаженную и закрепленную в наполнителе 65, вставляется сердечник 66 дюбеля (штифт в отношении предлагаемого устройства) и многократно проворачивается, как было описано выше. За счет этого клиновые профили сердечника 66 и втулки 63 дюбеля взаимодействуют друг с другом и разжимают упругую втулку 63 дюбеля таким образом, что она прочно закрепляется в наполнителе 65 и, тем самым, в отверстии 64 дюбеля. При этом сердечник 66 дюбеля соединяется за одно целое с функциональным элементом, в данном случае - ушком 67.
Сердечник и втулка дюбеля могут иметь в первой зоне по оси клиновые профили для расширения втулки дюбеля, имеющие большой уклон, и по меньшей мере в следующей зоне по оси - клиновые профили для фрикционного соединения с самоторможением сердечника и втулки дюбеля с уклоном, уже описанным применительно к штифту и отверстию.
На фиг. 27-39 показано применение предлагаемого устройства для разъемного соединения ручки на захвате. При этом речь может идти о посуде, окнах, дверях, коммутационных агрегатах и т.п. До сих пор соответствующие ручки прикреплялись с помощью винтовых соединений или защелкивающихся под действием пружины приспособлений. При этом недостатками ранее известных приспособлений является высокая стоимость изготовления вследствие изготовления из нескольких элементов и ослабление со временем соответствующего крепления. С помощью предлагаемого решения, с одной стороны, становится возможным четко закрепить ручку в нужном месте и снова ее снять, что создает возможность простой замены или удаления ее, например, с целью мойки, например, кастрюли в посудомоечной машине.
На фиг. 27 показан пример практического применения изобретения для закрепления ручки на кастрюле 75. Клиновые профили отверстия 71 в этом случае отформованы на насадке 72, которую получают литьем под давлением в ручке 74, являющейся деталью, изготовленной литьем под давлением. Штифт 70 с клиновыми профилями, взаимодействующими с клиновыми профилями на отверстии 71, устанавливается на стенке 73 кастрюли 75, в частности приваривается. Для закрепления ручки 74 она надевается отверстием 71 своей насадки на штифт 70 и проворачивается до тех пор, пока не будет достигнуто правильное горизонтальное положение ручки 74 и обеспечено желаемое фрикционное соединение с самоторможением. При этом штифт 70 и отверстие 71 должны быть расположены таким образом, что может достигаться при небольшом угле поворота как правильное положение ручки 74, так и фрикционное соединение с самоторможением. Для снятия ручки 74 ее поворачивают в противоположном направлении, при котором фрикционное соединение ослабляется, и ручка 74 может быть снята.
На фиг. 28 показано крепление ручки в виде одноручного захвата 76 на молочной кружке 77. В этой форме выполнения штифт 70 расположен на насадке 78, которая вставлена в ручку 76, состоящую из двух, зеркально выполненных половин. Ушко 79 на насадке 78, заделанное в тело ручки 76, удерживает насадку 78 без возможности поворота в ручке 76. Отверстие в отношении предлагаемого изобретения в этом случае выполнено в виде втулки 80, которая закреплена на кружке 77. Для закрепления ручки 76 на кружке 77 штифт 70 на ручке 76 вставляется во втулку 80 и поворачивается в вертикальное положение. За счет этого достигается фрикционное соединение и ручка 76 прочно крепится к кружке 77.
На фиг.29 показано закрепление ручки в виде круглой бобышки 81 на крышке кастрюли 82. Штифт 70 отформован на пальце 83 с круглой головкой 84, которая вставлена снизу вверх через отверстие крышки 82 или может быть закреплена на крышке 82, например, сваркой. Возникающие силы позволяют отформовать отверстие 71 непосредственно в бобышке 81, изготовленной из искусственного материала литьем под давлением, благодаря чему можно отказаться от полученной литьем под давлением насадки. Для крепления бобышки 81 она насаживается своим отверстием 71 на штифт 70 и поворачивается до тех пор, пока не будет достигнуто достаточное фрикционное соединение с самоторможением. С помощью инструмента, вставляемого в прорезь 85 на круглой головке 84 пальца 83, можно предотвратить совместный поворот пальца 83. Так как бобышка 81, как правило, представляет собой тело вращения относительно оси крышки, то в этом случае нет необходимости учитывать угловое положение.
На фиг.30 показано закрепление ручки 87 на сковороде 86. В этом примере выполнения отверстие 71 отформовано в выступе 88 на сковороде 86, в то время как штифт 70 находится в ручке 87 сковороды. Для закрепления ручки 87 сковороды штифт 70 вставляется в отверстие 71 выступа 88 и поворачивается до получения фрикционного соединения с самоторможением. Если ручка 87 выполнена в виде тела вращения относительно оси штифта 70, нет необходимости учитывать угловое положение. И здесь также положение штифта 70 и отверстия 71 можно поменять, при этом штифт 70 может быть расположен в выступе 88, а отверстие 71 на ручке 87 сковороды.
На фиг. 31 и 32 показано закрепление дверной ручки с применением предлагаемого устройства. От соответствующей двери на чертеже показан только замок 89 с запорной щеколдой 90. На ручке 91 отформован штифт 70 с клиновыми профилями, причем между ручкой 91 и штифтом 70 вставлен четырехгранник 92. На ручке 93 отформованы клиновые профили отверстия 71. Для закрепления ручек 91 и 93 штифт 70 ручки 91 вставляется в замок 89, причем четырехгранник 92 входит во внутренний четырехгранник механизма замка. Затем ручка 93 надевается на штифт 70, и обе ручки 91, 93 поворачиваются относительно друг друга до тех пор, пока они не установятся параллельно. При соответствующей прочности механизма замка можно блокировать поворот ручки 91 также с помощью четырехгранника, благодаря чему можно поворачивать только ручку 93. Это имеет значение только для дверей с ручкой лишь на одной стороне или у ручек, например, на электрических или гидравлических поворотных включающих элементах. Если согласно фиг. 32 на промежуточном элементе 94, несущем четырехгранник 92, расположены два штифта 70, проходящих в противоположные стороны, с встречными уклонами клиновых профилей, можно применять цельные дверные ручки 93 только с отверстиями 71. Если не учитывать минимальную глубину ввода штифта 70 в отверстие 71, которое требуется для достижения необходимой прочности фрикционного соединения с самоторможением, фрикционного соединения с самоторможением можно достичь при любой глубине ввода. Это имеет особое преимущество в дверных ручках, т.к. крепление ручки предложенного типа можно без труда применять в дверях различной толщины. Крепление ручки просто подгоняется за счет соответствующей толщины двери до беззазорного прилегания ручки к дверному щитку. Т.к. у дверных ручек так же, как и у ручек для кастрюль, важным является правильное угловое положение после достижения фрикционного соединения с самоторможением, в дверных ручках так же, как и во всех других устройствах, описанных здесь, или особых случаях применения, с успехом используется ограничение угла поворота, описываемое ниже.
В форме выполнения по фиг. 33 и 34 в основании 95 штифта 70, сидящего на стенке, расположено изогнутое продольное отверстие 96, в которое может вставляться палец 98, который размещен на втулке 97, соединенной, например, с ручкой кастрюли и имеющей отверстие 71. Удлиненное отверстие 96 и палец 98 установлены с таким взаимным расположением, что предусмотренное положение ручки достигается в том случае, если палец 98, как показано на фиг.34, прилегает к концу удлиненного отверстия 96. Ручка или отверстие 71 надевается в таком положении на штифт 70, в котором палец 98 находится вблизи показанного на фиг.34 правого конца удлиненного отверстия 96. При повороте ручки в направлении часовой стрелки для создания фрикционного соединения с самоторможением палец 98 перемещается в удлиненном отверстии влево, причем, если он прилегает к концу удлиненного отверстия 96, достигается как достаточное фрикционное соединение с самоторможением, так и заданное положение ручки. Таким образом, штифт 70, с одной стороны, и его отверстие 71, с другой стороны, снабжены парой взаимодействующих поворотных упоров, состоящих из выступа или пальца 98 на штифте 70 или отверстия 71 и канавки на штифте 70, отверстия 71 или из осепараллельной канавки на штифте 70 или отверстия 71, причем длина этой канавки соответствует глубине вкладывания, и канавка на своем внутреннем конце входит в окружную канавку, как это описывается в нижеприведенной форме выполнения.
В форме выполнения согласно фиг.35-37 в отверстии 71 выполнена параллельная оси канавка 99, к которой у дна отверстия 71, выполненного во втулке 80, присоединяется короткая окружная канавка 100. Штифт 70 несет на переднем участке палец 101, соответствующий канавкам 39, 40. Ручка, соединенная, например, со штифтом 70, может быть повернута для создания фрикционного соединения с самоторможением только тогда, когда палец 101 переместится на всю длину канавки 99 и попадет в плоскость канавки 100. Тем самым гарантируется, что фрикционное соединение с самоторможением может получаться только на всей предусмотренной длине штифта 70 и отверстия 71. Кроме того, за счет длины канавки 100 может быть достигнут эффект удлиненного отверстия 96 согласно фиг.33 и 34, т.е. если штифт 101 контактирует с концом канавки 100, получается как достаточное фрикционное соединение с самоторможением, так и предусмотренное положение ручки. Возможны также и другие решения, отвечающие той же цели фиксации, изображенной на фиг. 33-37. Так, например, палец 101 может быть расположен на заплечике штифта 70, а удлиненное отверстие 96 на втулке 97 отверстия 71 или также можно предусмотреть вместо пальца 101 кулачок, входящий в канавку. Канавки 99, 100 могут быть расположены также на штифте 1, палец 101 или соответствующий ему выступ могут быть расположены также на втулке 97 отверстия 2 или могут быть многократно применены канавки 99, 100 и палец 101.
Основополагающая возможность ограничения угла поворота между штифтом 70 и отверстием 71 показана на фиг. 38 и 39. В частности, эти формы выполнения ограничения угла поворота, показанные на фиг. 33-37, могут применяться во всех вышеописанных устройствах и примерах применения. В этом случае штифт 70 снабжен по меньшей мере одним, в представленном примере выполнения - тремя параллельными оси упорами 102, которые входят в соответствующие канавки 103, выполненные в отверстии 71. При этом ширина канавок 103 в поперечном сечении выбирается таким образом, что упоры 102 могут перемещаться в канавках 103 на расстояние в окружном направлении, соответствующее максимально допустимому углу поворота. При этом на фиг. 38 показано положение после того, как штифт 70 вставлен в отверстие 71. При этом упоры 102 контактируют с боковой стороной канавки 103. Затем, на фиг. 39 показано положение после поворота, в котором упоры 102 контактируют с другими боковыми сторонами канавок 103 и предотвращают дальнейший поворот. В этом положении, наряду с желаемым заданным положением штифта 70 относительно отверстия 71, обеспечивается также желаемое фрикционное соединение с самоторможением. Длина упоров 102 и соответственно канавок 103 в направлении оси штифта 70 или отверстия 71 может быть подогнана в соответствии с заданными требованиями. Они рассчитываются таким образом, чтобы обеспечивался легкий ввод штифта 70 в отверстие 71.
И, наконец, на фиг. 40 и 41 показан еще один вариант использования устройства в качестве цоколя лампочки накаливания или электрической лампочки 130. Цоколь 132 лампочки 130 соответствует штифту согласно предлагаемому изобретению, снабженному клиновыми профилями, который соединен с одним из концов нити накаливания 134. Другой конец нити накаливания 134, как обычно, примыкает к контактному штифту 136. Клиновые профили соответствующего отверстия предлагаемого устройства выполнены в патроне 138, изготовленном из листа в виде втулки, который соединен с одним из полюсов источника тока. Другой полюс источника тока подключается к обычному язычку 140 контакта.
Для того чтобы ввернуть лампочку, ее, как обычно, ввертывают цоколем 132 в патрон 138 до тех пор, пока контактный штифт не войдет в контакт с язычком 140 и не образуется при вращении фрикционное соединение с самоторможением в патроне 138. За счет фрикционного соединения с самоторможением обеспечивается не только надежное закрепление лампочки 130, но и образуется надежный электрический контакт между цоколем 132 и патроном 138.
Таким образом, представленные сведения подтверждают возможность достижения вышеуказанного технического результата при использовании устройства для соединения по меньшей мере двух элементов согласно настоящему изобретению.
Формула изобретения: 1. Устройство для соединения по меньшей мере, двух элементов, один из которых выполнен в виде штифта с цилиндрической поверхностью, имеющей по меньшей мере в одной зоне по окружному направлению один кулачок, выступающий в радиальном направлении, второй из соединяемых элементов выполнен с отверстием под штифт и с канавками в нем, соответствующими форме и числу кулачков штифта, при этом поверхности кулачков и канавок имеют криволинейный клиновой профиль, очерченный по спирали, отличающееся тем, что криволинейный клиновой профиль кулачков и канавок соответствует, в основном, логарифмической спирали, построенной относительно центра, совпадающего соответственно с осью штифта или осью отверстия под штифт, углы наклона криволинейных клиновых профилей кулачков и канавок выполнены одинаковыми с обеспечением образования самоторможения между взаимодействующими поверхностями соединяемых элементов в осевом и радиальном направлениях при установке штифта в отверстии, их относительном перемещении после контакта поверхности кулачков штифта и соответствующих им канавок при создании между ними фрикционного соединения без зазора.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндрическая поверхность штифта и поверхность второго соединяемого элемента, образующая отверстие под штифт, имеют последовательно расположенные по окружности друг за другом соответственно три кулачка и канавки.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кулачки и канавки расположены на части длины соответственно штифта и отверстия под него.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что штифт установлен в отверстии с образованием зазора между противолежащими поверхностями кулачков и соответствующих им канавок.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что криволинейный клиновой профиль поверхностей кулачков и соответствующих им канавок образован несколькими сопрягающимися кривыми, соответствующими каждая логарифмической спирали, очерченной относительно центров, смещенных от оси штифта и оси отверстия под него.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что уклон криволинейных клиновых поверхностей кулачков и соответствующих им канавок составляет от 1 : 5 до 1 : 500, предпочтительно от 1 : 20 до 1 : 100.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что штифт выполнен с радиально выступающим элементом в виде головки, втулки, носика и т.п. или с установленными на нем деталями в виде зажимных колец, зажимных дисков и аналогичных элементов.
8. Устройство по пп.1 - 7, отличающееся тем, что штифт является стержнем болта, а второй соединяемый элемент выполнен в виде гайки.
9. Устройство по пп.1 - 6, отличающееся тем, что поверхность штифта образована частью наружной поверхности гайки, а второй соединяемый элемент выполнен в виде втулки, охватывающей указанную наружную поверхность гайки.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй соединяемый элемент выполнен в виде упругораздаваемой или упругопластично-раздаваемой в радиальном направлении и/или имеющей прорези втулки.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кулачки штифта выполнены с упорами, а канавки второго соединяемого элемента выполнены с пазами, при этом при соединении элементов упоры кулачков штифта расположены в пазах канавок.
12. Устройство по пп.1 - 6, 10 или 11, отличающееся тем, что штифт выполнен установочным, а отверстие второго соединяемого элемента является установочным.
13. Устройство по пп.1 - 6, 10 или 11, отличающееся тем, что штифт выполнен в виде сердечника дюбеля, а второй соединяемый элемент выполнен в виде его втулки.
14. Устройство по пп.1 - 6, 10 или 11, отличающееся тем, что штифт выполнен в виде ручки, а второй соединяемый элемент выполнен в виде держателя ручки или наоборот.
15. Устройство по пп.1 - 6 или 11, отличающееся тем, что штифт выполнен в виде цоколя лампочки накаливания или другой светотехнической детали, а второй соединяемый элемент выполнен в виде патрона для механического и электрического соединения лампочки накаливания.