механическое устройство, содержащее множество деталей, собранных вместе с точным относительным расположением

Формула изобретения

1. Механическое устройство, содержащее узел из множества скрепленных друг с другом деталей, которые необходимо точно расположить относительно друг друга, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна из деталей включает в себя два выступа, образующих шевронную конфигурацию, при этом, по меньшей мере, одна другая деталь включает в себя две канавки, образующие шевронную конфигурацию, причем выступы и канавки имеют сопрягаемые формы и соответствующие размеры, и указанные детали позиционируются относительно друг друга на узле с помощью взаимного зацепления указанных выступов и канавок, образующих шевронную конфигурацию и выполненных взаимно зацепляющимися, при этом обе детали содержат соответствующие отверстия между шевронами, причем отверстие при выравнивании образует канал для размещения болта при сборке деталей.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанные выступы и канавки имеют V-образное сечение.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что указанные выступы и канавки, составляющие любой шеврон, образуют друг с другом заданный угол, находящийся в диапазоне от 40 до 140°.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к любому механическому устройству, которое содержит узел из множества закрепленных друг относительно друга деталей, которые требуется точно расположить друг относительно друга, для того чтобы собрать механический узел сложной формы, который было бы трудно изготовить как единую деталь формованием и/или механической обработкой. Изобретение позволяет расположить собранные вместе детали быстрым и абсолютно точным способом, который может быть повторен с той же легкостью, точностью и надежностью, если детали когда-нибудь потребуется разобрать, а затем снова собрать.

Чтобы собрать две детали вместе, точно и с возможностью повтора, уже известны несколько решений, которые требуют добавления вспомогательных компонентов. Например, возможно использовать конические штифты. Гнезда для таких штифтов необходимо изготавливать за одну операцию, в то время как две детали точно собирают вместе специальным механическим средством, таким образом требуя сборочное приспособление, которое является более или менее сложным, в зависимости от характера деталей, подлежащих сборке вместе. Как только эта операция выполнена, конические штифты обеспечивают на каждой операции сборки то, что две собранные вместе детали возвращаются в положение, которое является точно идентичным.

Конические отверстия могут ослабить детали, подлежащие сборке вместе, особенно если детали имеют малые размеры. Кроме того, конические штифты могут быть утеряны во время операций сборки и повторной сборки.

Другое решение заключается в совмещении посредством цилиндрических штырей, которые зацеплены силой с одной из деталей для сборки вместе и которые размещают по скользящей посадке в соответствующих отверстиях другой детали.

Риски ослабления остаются, и операции механической обработки и пригонки остаются относительно сложными. Кроме того, качество, с которым две детали расположены друг относительно друга, зависит от посадочного зазора, с которым штырь зацеплен в приемном отверстии.

При всех обстоятельствах чрезвычайно трудно «разделить» узел сложной формы и относительно малые размеры между определенным количеством более простых деталей, которые располагают друг относительно друга, из-за многочисленных отверстий, которые необходимо просверлить.

Изобретение позволяет решить эти проблемы. Идея, на которой основано изобретение, состоит в выполнении (механической обработке) установочного средства в самих деталях так, чтобы устранить использование любых отдельных соединительных элементов для целей позиционирования.

Точнее, согласно изобретению создано механическое устройство, содержащее узел из множества скрепленных друг к другом деталей, которые необходимо точно расположить друг относительно друга, характеризующееся тем, что, по меньшей мере, одна из деталей включает в себя два выступа шевронной конфигурации, при этом, по меньшей мере, одна другая деталь включает в себя две канавки шевронной конфигурации, причем выступы и канавки имеют сопрягаемые формы и соответствующие размеры и указанные детали позиционируются друг относительно друга на узле с помощью взаимного зацепления указанных выступов и канавок шевронной конфигурации.

Преимущественно указанные выступы и канавки имеют V-образное сечение.

Выступы и канавки могут быть подвергнуты механической обработке с очень высокой точностью с помощью использования современных станков с числовым программным управлением. Они также могут быть получены с использованием традиционного оборудования, которое может быть более простым, если предусмотреть, чтобы выступы и канавки на двух деталях для сборки вместе были выполнены за одну последовательность операций механической обработки (фрезерования), применяемую одновременно к обеим деталям, пока они установлены на станке, и без разделения деталей с этого момента.

Изобретение может быть лучше понято, и другие его преимущества проявятся более ясно в свете последующего описания, данного исключительно в виде примера и выполненного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - механическое устройство относительно сложной формы, выполненное сборкой вместе четырех деталей, которые расположены друг относительно друга в соответствии с принципом изобретения, причем устройство показано в перспективе с пространственным разнесением деталей;

Фиг.2 - две из деталей с Фиг.1, показанные под другим углом;

Фиг.3 - этап механической обработки одной из деталей с Фиг.1.

Механическое устройство, показанное на Фиг.1, предназначено для составления единицы движущегося оборудования, несущей колеса и вмещающей цилиндрический вал. Колеса и вал не показаны. Колеса устанавливают в соответствующих вилках. Вал проходит через центр указанного движущегося оборудования.

Чтобы выполнить такое устройство, его подразделяют на четыре детали для сборки друг с другом с помощью использования установочного средства в соответствии с принципом изобретения. Показаны две симметричные продольные детали 12 и 13, каждая из которых имеет две вилки 15 для вмещения соответствующих колес. В целом, устройство вмещает четыре колеса, которые опираются на две продольные детали. Их удерживают параллельно друг другу две поперечные детали 18, 19. Формы и размеры поперечных деталей таковы, что после сборки две продольные детали удерживаются разнесенными друг от друга, таким образом оставляя пространство для прохождения вала, который удерживается между двумя отверстиями 21 и 22, каждое из которых образовано в центре соответствующей одной из поперечных деталей.

Согласно изобретению, каждую поперечную деталь 18, 19 позиционируют относительно продольной детали 12, 13 системой канавок и выступов шевронной конфигурации. Таким образом, продольная деталь 12 включает в себя на своей верхней поверхности (в ориентации, показанной на Фиг.1) два выступа 24, образующие шеврон, который взаимодействует с двумя канавками 26, образующими шеврон сопрягаемой формы и соответствующего размера, выполненный в нижней поверхности поперечной детали 18. Для другой продольной детали 13 и поперечной детали 18 сборка такая же.

Кроме того, нижние поверхности двух продольных деталей 12, 13 снабжены канавками 28 шевронной конфигурации, которые взаимодействуют с выступами 30 шевронной конфигурации, выполненными на верхней поверхности нижней поперечной детали.

Таким образом, при сборке вместе все детали становятся расположенными друг относительно друга просто с помощью выступов и канавок шевронной конфигурации, как описано выше, взаимно зацепляющихся. Как показано, выступы и канавки имеют V-образное сечение. Дополнительно, выступы и канавки, составляющие любой шеврон, образуют друг с другом заданный угол, который может быть выбран как функция формы деталей, подлежащих сборке вместе. На практике этот угол предпочтительно находится в диапазоне от 40° до 140°. Угол, близкий к 90°, предпочтителен с точки зрения механики.

Четыре детали имеют отверстия 31, 32 и 33, проходящие между шевронами. Эти отверстия перемещаются, выравниваясь по одной линии при сборке, чтобы образовать два канала для размещения болтов. Тем не менее, ясно, что болты не участвуют в относительном расположении деталей, которое полностью зависит от шевронов.

Как показано на Фиг.3, ближайшие друг к другу края выступов (или канавок), образующих любой шеврон, разнесены на расстояние D, которое достаточно, чтобы оставить место для прохождения инструмента 35.