Вузол з’єднання елементів конструктора або механічної моделі

Реферат: Вузол з'єднання елементів конструктора або механічної моделі містить першу групу деталей та другу групу деталей. Перша група деталей містить щонайменше одну окрему деталь, яка виконана з щонайменше двома симетрично розташованими виступами, а кожна з окремих деталей другої групи містить центральний отвір та щонайменше два сполучних отвори, які розташовані навколо центрального отвору. Деталі першої групи виконані з поздовжнім пазом для забезпечення можливості установки їх хрестоподібно з заходженням поздовжнього паза однієї деталі в поздовжній паз іншої для сполучення поперечних пазів обох деталей першої групи та створення вала вузла. Виступи на окремих деталях першої групи призначені для входження в отвори, виконані на деталях другої групи, та виконані з можливістю згину у напрямку осі вузла. UA 119137 U (54) ВУЗОЛ З'ЄДНАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ КОНСТРУКТОРА АБО МЕХАНІЧНОЇ МОДЕЛІ UA 119137 U UA 119137 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вузлів з'єднання елементів конструкторських наборів, зокрема для з'єднання нерухомих і рухомих деталей в наборах тривимірних механічних моделей, і може бути використана при виготовленні дитячих, ігрових і сувенірних конструкторських наборів. Відомий вузол з'єднання щонайменше двох деталей конструктора (Патент на корисну модель РФ №22350, МПК А63Н 33/08, опубл. 27.03.2002, Бюл. № 9), що містить щонайменше два взаємодіючих між собою сполучних елементи, кожен з яких виконаний на відповідній з'єднувальній деталі конструктора і має конфігурацію, що забезпечує взаємодію сполучних елементів двох деталей, в якому з'єднувальні елементи виконані з еластичного пінопласту з 3 уявною щільністю 10-300 кг/м . Недоліком даного технічного рішення є нестабільність та низька надійність з'єднання, обумовлена швидким зношуванням елементів. Відомий вузол окремих рухомих елементів механічної моделі, що здатні рухатися навколо однієї осі (Патент UA 95685 U, МПК A63H 33/00, A63F 9/12, опубл. 25.12.2014), який містить вісь та деталі окремих рухомих елементів, які з'єднані між собою. Вузол містить першу та другу групу складових деталей, де перша група складових деталей містить не менш ніж дві окремі деталі, і кожна з цих окремих деталей цієї першої групи містить центральний отвір для вставлення в цей центральний отвір осі, при цьому кожна з не менш ніж двох окремих деталей першої групи містить не менш ніж два прямокутних з'єднувальних отвори, які симетрично розташовані навколо центрального отвору на кожній із окремих деталей першої групи. Друга група складових деталей містить не менш ніж дві окремі деталі, які виконані попарносиметричними, і кожна з цих окремих деталей другої групи містить по краям виступи і також кожна з цих окремих деталей другої групи містить в центральній частині не менш ніж один виступ. Перша та друга група складових деталей з'єднані між собою шляхом попереднього складання окремих деталей другої групи, утворення при цьому складанні між виступами окремих деталей другої групи центрального осьового зазору, подальшого вставляння виступів, які розташовані по краям окремих деталей другої групи в не менш ніж два прямокутних з'єднувальних отвори однієї з окремих деталей першої групи та подальшого вставляння інших виступів, які розташовані по краям окремих деталей другої групи в не менш ніж два прямокутних з'єднувальних отвори іншої окремої деталі першої групи, і наступного вставляння осі в центральний отвір однієї з окремих деталей першої групи, в центральний осьовий зазор, який утворений між виступами окремих деталей другої групи та в центральний отвір іншої окремої деталі першої групи. Недоліками даного технічного рішення є: недостатня надійність з'єднання, обумовлена наявністю некомпенсованих зазорів в отворах наскрізних отворів, порівняно швидкою втратою віссю пружних властивостей і, відповідно, зменшенням її розпірного впливу на елементи; недостатній ресурс осі, обумовлений її використанням як з'єднувального елементу при складанні з'єднуваних деталей у рухомих модулях моделей і одночасно як елементу для їх з'єднання із сполучуваними опорними або рухомими модулями з можливістю обертання та/або переміщення в процесі експлуатації моделі, що призводить до швидкого зношування та/або несправності осі і викликає необхідність повного демонтажу моделей для їх заміни; виконання деталей вузла з листкової фанери, а осі - з дерева з меншою твердістю, приводить до швидкого зносу створеного вузла; істотний вплив на надійність з'єднань та на термін придатності деталей температури і вологості повітря в приміщенні. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення вузла з'єднання елементів конструктора або механічної моделі, в якому за рахунок використання нового виконання форми деталей, їх взаємного розташування і скріплення та матеріалу виготовлення, забезпечується надійна фіксація деталей вузла при їх взаємодії між собою, відсутність люфтів в усіх напрямках відносно осі, при цьому отримання вузла досягається без додаткових закріплювальних деталей та будь-яких клейких речовин. Поставлена задача вирішується тим, що запропонований вузол з'єднання елементів конструктора або механічної моделі, що містить першу групу деталей та другу групу деталей, при цьому перша група деталей містить щонайменше одну окрему деталь, яка виконана з щонайменше двома симетрично розташованими виступами, а кожна з окремих деталей другої групи містить центральний отвір та щонайменше два сполучних отвори, які розташовані навколо центрального отвору, в якому, згідно корисної моделі, деталі першої групи виконані з поздовжнім пазом для забезпечення можливості установки їх хрестоподібно з заходженням поздовжнього паза однієї деталі в поздовжній паз іншої для сполучення поперечних пазів обох деталей першої групи та створення вала вузла, причому виступи на окремих деталях першої групи призначені для входження в отвори, виконані на деталях другої групи, та виконані з можливістю згину в напрямку осі вузла. Крім того, щонайменше одна окрема деталь першої групи виконана з щонайменше одним центральним виступом. 1 UA 119137 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Крім того, на щонайменше одному елементі першої групи виконано стопорні виступи. Крім того, деталі першої та другої групи виконані з листового металу товщиною не менше 0,1 мм. Використання елементів, які мають спеціальні виступи, що виконані з можливістю згину в напрямку осі вузла, дозволяє більш швидко, легко і водночас міцно скріпити деталі між собою в усіх напрямках, забезпечує надійну фіксацію деталей першої та другої групи між собою, тим самим забезпечуючи міцність конструкцій, які збираються. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На Фіг. 1 показано деталі першої групи. На Фіг. 2 - деталі другої групи. На Фіг. 3 - взаємне розташування деталей першої групи для створення вала вузла. На Фіг. 4 - вал вузла. На Фіг. 5 - взаємне розташування деталей першої групи та деталі другої групи перед їх з'єднанням. На Фіг. 6 - з'єднанні деталі першої групи та деталі другої групи. На Фіг. 7 - напрям згину виступів при з'єднанні деталей першої групи та деталі другої групи. На Фіг. 8 - взаємне розташування деталей першої групи та деталей другої групи перед їх з'єднанням. На Фіг. 9 - взаємне розташування деталей другої групи на валу вузла. На Фіг. 10 - напрям згину виступів при з'єднанні деталей другої групи на валу вузла. На Фіг. 11 - готовий вузол за прикладом 1. На Фіг. 12 - показані деталі першої групи у розібраному стані (за прикладом 2). На Фіг. 13 - взаємне розташування деталей першої групи та деталі другої групи перед їх з'єднанням (за прикладом 2). На Фіг. 14 - взаємне розташування деталей другої групи на валу вузла (за прикладом 2). На Фіг. 15 - напрям згину виступів при з'єднанні деталей другої групи на валу вузла (за прикладом 2). На Фіг. 16 - готовий вузол за прикладом 2. Запропонований вузол з'єднання елементів конструктора або механічної моделі (як показано на Фіг. 1-16) містить першу групу деталей та другу групу деталей, які включають одну, дві або більше деталей. В одному з прикладів реалізації запропонованого технічного рішення, перша група деталей містить дві окремі деталі 1, 2, які виконані з щонайменше двома виступами 5, 6 на протилежних краях та щонайменше одним центральним виступом 8. Кожна з окремих деталей другої групи містить центральний отвір 11 та щонайменше два сполучних отвори 12, які розташовані симетрично щодо центрального отвору 11. В центральній частині деталі 1 та деталі 2 першої групи виконано поздовжні пази 3 та 4 відповідно, які призначені для забезпечення можливості установки зазначених деталей 1 та 2 хрестоподібно з заходженням поздовжнього паза 3 однієї деталі 1 в поздовжній паз 4 деталі 2 для сполучення поперечних пазів обох деталей першої групи та створення вала 15 вузла. Виступи 5 на деталях 1 та 2 першої групи призначені для входження в отвори 13, 14, які виконані на деталях другої групи 9 та 10. Новим в запропонованій корисній моделі є те, що виступи 5 виконані з можливістю згину, що забезпечує надійну фіксацію поперечних елементів 9 (елементів другої групи) на валу 15. Віссю вузламожуть служити центральні виступи 8, виконані на деталях 1 та 2 першої групи. Для забезпечення розділення елементів 9 та 10 другої групи на валу 15 на елементах 1 та 2 першої групи виконано стопорні виступи 7. Всі елементи запропонованого вузла виконані з листового металу товщиною не менше 0,1 мм. Наприклад, таким листовим металом може бути нержавіюча сталь. А як відомо, нержавіюча сталь має досить довгий термін придатності, є досить стійкою в будь-яких середовищах і широкому діапазоні температур, має високу міцність, гнучкість, тому вказані властивості забезпечують довгий термін використання деталей запропонованого вузла. Довжина та форма пазів та виступів може змінюватися відповідно до конкретного вузла. Корисна модель пояснюється наступними прикладами. Приклад 1. Вузол, що складається з двох плоских з'єднуваних деталей 1 і 2 першої групи та деталей, виконаних у вигляді шестерень різного діаметра (Фіг. 5-11), який може бути використаний для створення вузла з'єднання елементів конструктора або механічної моделі. Даний вузол містить один елемент другої групи, а саме поперечний елемент 9, та щонайменше п'ять елементів також другої групи, а саме поперечні елементи 10, як показано на Фіг. 3-11, (в даному випадку елементами 9 та 10 є шестерні) та елементи першої групи 1 та 2. Для створення такого вузла виконують наступні дії. 2 UA 119137 U 5 10 15 З елементів 1 і 2 створюють вал 15 (див. Фіг. 3-4), на який одягають поперечний елемент 9. Виступи 5 на деталях першої групи вставляють в отвори 13 на деталі 9, виступи 6 на деталі 1 та виступ 8 на деталі 2 вставляють в центральний отвір 11 на деталі 9. Після чого спеціальні виступи 5 згинаються для міцного з'єднання шестерні 9 на валу. Поперечні елементи 10 (шестерні) також одягають на вал 15, причому виступи 6 деталі 1 входять в отвори 14 деталі 10, а виступ 8 деталі 2 входить у отвори 12 деталей 10. Після чого виступи 6 згинаються для утримання вказаних шестерень на валу 15. Створений таким чином вузол показаний на Фіг. 11. Приклад 2. Вузол, що складається з двох плоских з'єднуваних деталей 16 і 17 першої групи та деталі 9, виконаної у вигляді шестерні (Фіг. 12-16), може бути використаний для створення вузла з'єднання елементів конструктора або механічної моделі. 0 Деталі 16 та 17, які розташовані під кутом 90 одна до одної, вставляють в отвори 11 та 13 деталі 9 з протилежних сторін цієї деталі. Після чого спеціальні виступи 5 згинаються для міцного з'єднання шестерні 9 на валу. Створений таким чином вузол показаний на Фіг. 16. Запропонована корисна модель може бути використана для створення вузлів шестерень, маховиків та інших вузлів в механічних конструкторах для самостійного складання, або в іграшках та дозволяє з меншими витратами часу та коштів виготовляти деталі до механічних конструкторів з листового металу, а також дозволяє більш легко та зручно збирати вузли шестерень та інші деталі конструктора, вали осі, та інші елементи. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 1. Вузол з'єднання елементів конструктора або механічної моделі, що містить першу групу деталей та другу групу деталей, при цьому перша група деталей містить щонайменше одну окрему деталь, яка виконана з щонайменше двома симетрично розташованими виступами, а кожна з окремих деталей другої групи містить центральний отвір та щонайменше два сполучних отвори, які розташовані навколо центрального отвору, який відрізняється тим, що деталі першої групи виконані з поздовжнім пазом для забезпечення можливості установки їх хрестоподібно з заходженням поздовжнього паза однієї деталі в поздовжній паз іншої для сполучення поперечних пазів обох деталей першої групи та створення вала вузла, причому виступи на окремих деталях першої групи призначені для входження в отвори, виконані на деталях другої групи, та виконані з можливістю згину в напрямку осі вузла. 2. Вузол за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше одна окрема деталь першої групи виконана з щонайменше одним центральним виступом. 3. Вузол за п. 1, який відрізняється тим, що на щонайменше одному елементі першої групи виконано стопорні виступи. 4. Вузол за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що деталі першої та другої групи виконані з листового металу товщиною не менше 0,1 мм. 3 UA 119137 U 4 UA 119137 U 5 UA 119137 U 6 UA 119137 U 7 UA 119137 U 8 UA 119137 U 9 UA 119137 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10