Патент на изобретение №2373107

(54) СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к соединительным устройствам. Соединительное устройство для крепления плоских или сферических частей на несущих конструкциях, предпочтительно для крепления щитков или панелей на несущей конструкции летательного аппарата, содержит закрепленный на щитке или панели фиксатор. В фиксаторе удерживается вставная цапфа таким образом, что ее положение можно регулировать в ограниченных пределах по меньшей мере по вертикали по отношению к поверхности щитка или панели. Вставная цапфа совмещается с приемным устройством на несущей конструкции, которое выполнено из упругодеформируемого мягкого материала и имеет полость для вставной цапфы. Форма полости соответствует форме вставной цапфы для ее установки с натягом так, что обеспечивается защелкивание вставной цапфы в приемном устройстве на несущей конструкции. Приемное устройство содержит опорный фланец, с помощью которого оно опирается на фиксатор на несущей конструкции и удерживается с возможностью регулировки при соединении в плоскости, перпендикулярной направлению соединения. В результате соединительное устройство защищено от случайного отсоединения, легко и быстро устанавливается и демонтируется. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к соединительному устройству для прикрепления плоских или полусферических частей к несущим конструкциям, предпочтительно для прикрепления щитков или панелей к несущей конструкции летательного аппарата.

Обычно для прикрепления щитков или панелей к несущей конструкции летательного аппарата используется большое количество соединительных устройств. Такие соединительные устройства должны удовлетворять многим достаточно жестким условиям, которые делают невозможным применение обычных крепежных средств, обычно используемых в технике, например болты, винты, заклепки и зажимные устройства. К указанным условиям относятся следующие (без упорядочивания по степени их значимости): шумоизоляция и тепловая изоляция; малый вес соединительных устройств; защита от случайного отсоединения даже в случае предельных нагрузок, например, при пожаре, который может возникнуть в результате аварии; легкость и удобство установки даже в трудных условиях монтажа; минимальное количество инструмента и малое время соединения и отсоединения, то есть установки и демонтажа соединительных устройств.

Целью настоящего изобретения является создание соединительного устройства, которое отвечало бы вышеуказанным требованиям и в то же время себестоимость такого соединительного устройства находилась бы в разумных пределах.

В соответствии с одним вариантом реализации изобретения соединение осуществляется с помощью фиксатора или держателя на щитке или панели, причем в фиксаторе удерживается вставная цапфа таким образом, что ее положение можно регулировать в ограниченных пределах по меньшей мере по вертикали (ось Z, R_z) по отношению к поверхности щитка или панели и она совмещается с приемным устройством, которое размещено на несущей конструкции и которое выполнено из упругодеформируемого мягкого материала и содержит полость для вставной цапфы, причем форма полости соответствует форме вставной цапфы для ее установки с натягом так, что обеспечивается защелкивание вставной цапфы в приемном устройстве, содержащем опорный фланец, с помощью которого приемное устройство опирается на фиксатор на несущей конструкции и удерживается с возможностью регулировки в процессе соединения в плоскости XY, перпендикулярной направлению соединения (R_z).

Вышеописанное соединительное устройство может удовлетворять вышеуказанным требованиям. Конструкция соединения, которое осуществляется путем защелкивания, позволяет исключить необходимость в использовании специальных инструментов.

Возможность регулировки положения относительно щитка или панели в направлении Z и регулировки в плоскости XY на несущей конструкции дают возможность компенсировать допустимые допуски расстояний между плоскими или полусферическими щитками или панелями, которые должны быть присоединены, с одной стороны, и несущей конструкцией летательного аппарата, с другой стороны, причем указанная компенсация или соответствующая регулировка может осуществляться непосредственно при ручном монтаже щитка или панели с использованием предлагаемого в изобретении соединительного устройства. Выбор материалов позволяет обеспечить сравнительно малый общий вес соединительного устройства и в то же время хорошую тепловую изоляцию, то есть удовлетворяется основное требование, предъявляемое к конструкциям элементов летательных аппаратов.

В предпочтительном варианте предлагаемого в изобретении соединительного устройства вставная цапфа выполнена таким образом, что когда она защелкивается в приемном устройстве в положении соединения, то приводятся в действие механические или гидравлические устройства, которые плотно зажимают опорный фланец в фиксаторе на несущей конструкции. В результате использования такой конструкции установленное положение соединения в плоскости XY станет окончательным положением соединения в тот момент, когда вставная цапфа защелкнется в приемном устройстве. Таким образом, фиксация необходимого положения фиксатора на несущей конструкции, с одной стороны, и прикрепление вставной цапфы к щитку или панели, с другой стороны, осуществляется одновременно, а не посредством выполнения последовательных действий.

В другом варианте предлагаемого в изобретении соединительного устройства приемное устройство содержит две полости для вставной цапфы, которые отстоят друг от друга на некотором расстоянии по оси Z. Достоинством такой конструкции может быть то, что сначала вставная цапфа может быть введена в первую из двух полостей, и в этом первом положении персонал, выполняющий установку, может выполнить позиционирование фиксатора на несущей конструкции, и положение соединения достигается при окончательном точном соединении посредством введения цапфы с защелкиванием во вторую полость.

Еще в одном варианте предлагаемого в изобретении соединительного устройства возможность регулировки вставной цапфы по оси Z обеспечивается с помощью винтовой резьбы. В результате фиксирующее усилие, действующее на часть, которая должна быть прикреплена, может регулироваться в определенных пределах. Винтовая резьба должна быть предпочтительно выполнена между фиксатором на щитке или панели и крепежной частью вставной цапфы.

Еще в одном варианте реализации изобретения, в котором вставная цапфа удерживается в крепежной части с помощью шарового соединения, обеспечивается удобное позиционирование фиксатора на несущей конструкции.

В еще одном варианте реализации изобретения приемное устройство содержит крепежные элементы на опорном фланце, через которые в корпус приемного устройства может быть введена U-образная фиксирующая скоба, причем расстояние между ее ножками соответствует диаметру основания вставной цапфы таким образом, что после установки фиксирующей скобы вставную цапфу невозможно вытянуть из приемного устройства. Такая конструкция соединительного устройства обеспечивает его надежность, поскольку даже если корпус приемного устройства будет разрушен при возникновении экстремальных нагрузок или экстремальных температур, например, в результате пожара, соединение между частью и несущей конструкцией не может быть нарушено полностью. Это имеет особенное значение для летательного аппарата, поскольку при любых обстоятельствах необходимо предотвращать опасность для пассажиров, например опасность в пассажирском салоне, возникающую при нарушении соединения частей в результате непредвиденного повреждения соединительного устройства или соединительных устройств.

Изобретение описывается ниже более подробно с помощью примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показано:

Фигура 1 – схематическое изображение сечения соединения, установленного с помощью предлагаемого в изобретении соединительного устройства между щитком или панелью и несущей конструкцией летательного аппарата.

Фигура 2 – схематическое изображение приложения прижимающей силы для плотного прижатия фиксатора к несущей конструкции.

Фигура 3 – упрощенный вид сечения по линии III-III на фигуре 1.

Фигура 4 – схема наклоненного приемного устройства на несущей конструкции, на которой вставная цапфа защелкнута в положении 1.

Фигура 5 – вид частичного сечения приемного устройства на несущей конструкции в закрытом положении в соответствии с фигурой 1.

Фигура 6 – иллюстративное изображение прикрепления щитка или панели к несущей конструкции летательного аппарата с помощью соединительного устройства в соответствии с фигурами 1-4 для положений 1 и 2.

На фигуре 1 иллюстрируется крепление щитка или панели 2 к несущей конструкции 1 летательного аппарата. Крепление осуществляется с помощью соединительного устройства, которое содержит на прикрепляемой части фиксатор 4, имеющий форму цилиндрической гильзы, прикрепленной к поверхности 21 щитка или панели 2. На внутренней поверхности фиксатора 4 на щитке или панели имеется резьба 41, с помощью которой в гильзу ввинчивается удерживающая часть 42. Сферическая головка вставной цапфы 6 устанавливается в полусферическом гнезде 44 удерживающей части 42 и фиксируется с помощью держателя 43 вставной цапфы. Таким образом, вставная цапфа или палец 6 может поворачиваться в некоторых пределах в этом шаровом шарнире. Положение вставной цапфы 6 в направлении оси Z может регулироваться путем ввертывания или вывертывания удерживающей части 42. На нижнем конце вставной цапфы 6 формируется основание 66, имеющее наклон с обоих концов так, что оно имеет переменный диаметр. В положении, показанном на фигуре 1, основание 66 удерживается (положение 2) с натягом в нижней полости 53 цилиндрического корпуса 56 приемного устройства 5, расположенного на несущей конструкции.

На цилиндрическом корпусе 56 приемного устройства 5 снизу имеется опорный фланец 51, который размещается на плоской поверхности выемки 31 фиксатора 3 на несущей конструкции и удерживается в фиксаторе 3 с помощью удерживающей пластины 32. Глубина плоской выемки 31 немного больше толщины опорного фланца 51. В положении 1, показанном на фигуре 1, приемное устройство 5 плотно зажимает опорный фланец 51 в фиксаторе 3 на несущей конструкции в результате того, что штифт 65 на нижнем конце вставной цапфы 6 (см. на фигуре 1), действуя по линии приложения силы К, перемещает промежуточную кнопку 55 приемного устройства 5, в результате чего включается механический или гидравлический механизм 35, который, перемещая вверх накладку 36, прижимает опорный фланец 51 к удерживающей пластине 32.

На фигуре 2 схематично показано приложение прижимающей силы, которая обеспечивает фиксацию приемного устройства 5 в фиксаторе 3 на несущей конструкции. Одинаковые компоненты имеют такие же номера позиций, как на фигуре 1. Передача силы К для обеспечения зажима опорного фланца в фиксаторе 3 на несущей конструкции предпочтительно осуществляется с помощью механических рычагов или толкателей, но может быть осуществлена и с помощью гидравлического устройства.

На фигуре 3 представлен упрощенный вид сечения по линии III-III фигуры 1, на котором показано, как вставная цапфа 6 фиксируется в приемном устройстве 5 на несущей конструкции с помощью U-образной фиксирующей скобы 54. Для этой цели на опорном фланце 51 предусмотрены два крепежных элемента 52, в которых имеются проходные отверстия для введения двух ножек фиксирующей скобы 54. Предпочтительно диаметр отверстий соответствует диаметру ножек фиксирующей скобы 54 так, чтобы обеспечивалась плотная посадка скобы. Однако на концах ножек U-образной фиксирующей скобы 54 могут использоваться средства для предотвращения выскальзывания ножек из отверстий крепежных элементов 52. Расстояние А между ножками скобы соответствует диаметру D основания 66 таким образом, чтобы вставную цапфу нельзя было вытянуть из приемного устройства, когда фиксирующая скоба введена в крепежные элементы. Таким образом, даже если цилиндрический корпус 56 приемного устройства 5 на несущей конструкции будет разрушен, например, в результате поломки или в результате пожара, вставная цапфа 6 будет по-прежнему надежно соединена с несущей конструкцией с помощью фиксирующей скобы 54. Фиксирующая скоба 54 и крепежные элементы 52 предпочтительно изготавливаются из металла, в то время как остальные элементы соединительного устройства предпочтительно изготавливаются из пластмассы, в частности из наиболее подходящего для этой цели упругого полимера. Вместо U-образной фиксирующей скобы 54 возможно использование отдельных фиксирующих шпилек.

Представленный на фигуре 4 вид наклоненного приемного устройства 5 на несущей конструкции с введенной вставной цапфой 6, защелкнутой в положении 1, и частичный вид приемного устройства 5, представленный на фигуре 5, вместе показывают, как штырек 65, имеющийся на основании 66 вставной цапфы 66, действует на соответствующую кнопку 55 для созданий прижимающей силы К. На фигуре 4 схематично показано, что вставная цапфа 6 находится в положении 1, то есть в положении, в котором опорный фланец 51 еще может перемещаться в плоскости XY в плоской выемке 31 фиксатора 3 на несущей конструкции. Таким образом, до фиксации соединения приемное устройство 5 может быть установлено на несущей конструкции в соответствии с нужным положением прикрепляемого к несущей конструкции щитка или панели 2. Далее, на фигуре 4 показаны отверстия 57, 58 для ножек U-образной фиксирующей скобы 54.

Достоинства точной установки и прикрепления плоских или сферических частей с помощью описанных соединительных устройств показаны с помощью фигуры 6, на которой иллюстрируется последовательность монтажа с указанием положений 1 и 2. Как показано на фигуре 4, в положении 1 вставная цапфа 6 защелкнута в верхней полости 53 приемного устройства 5 на несущей конструкции.

В этом положении соединительное устройство можно перемещать в определенных пределах в плоскости XY относительно фиксатора 3 на несущей конструкции. В этом варианте соединительное устройство снабжено индикатором, в качестве которого может использоваться механическое, электрическое или электронное устройство, указывающее монтажнику на необходимость смещения части 2 так, чтобы она заняла положение, соответствующее второму положению вставной цапфы, то есть в положение прикрепления соединительного устройства; таким образом, обеспечивается соединение с имеющимися несущими конструкциями с необходимой точностью установки. Индикатор также обеспечивает индикацию величины смещения щитка или панели 2 по оси Z от ее конечного положения. Если это смещение отличается от заданного значения, которое необходимо выдержать для того, чтобы добиться нужной конечной высоты по оси Z в положении 2, которое является положением соединения, на фиксаторе, размещенном на щитке или панели, или на удерживающей части вставной цапфы, то необходимая высота может быть установлена изменением смещения с использованием резьбы 41 так, чтобы после защелкивания вставной цапфы в положении 2 щиток или панель 2 заняли бы нужное точное конечное положение.

Формула изобретения

1. Соединительное устройство для крепления плоских или сферических частей на несущих конструкциях, предпочтительно для крепления щитков или панелей (2) на несущей конструкции (1) летательного аппарата, содержащее закрепленный на щитке или панели фиксатор (4), в котором удерживается вставная цапфа (6) таким образом, что ее положение можно регулировать в ограниченных пределах по меньшей мере по вертикали (ось Z, R_z) по отношению к поверхности (21) щитка или панели, и которая совмещается с приемным устройством (5) на несущей конструкции, которое выполнено из упруго деформируемого мягкого материала и имеет полость (53) для вставной цапфы (6), причем форма полости (5) соответствует форме вставной цапфы для ее установки с натягом так, что обеспечивается защелкивание вставной цапфы в приемном устройстве (5) на несущей конструкции, которое содержит опорный фланец (51), с помощью которого приемное устройство опирается на фиксатор на несущей конструкции и удерживается с возможностью регулировки при соединении в плоскости XY, перпендикулярной направлению соединения (R_z).

2. Соединительное устройство по п.1, в котором вставная цапфа имеет штифт (65), предназначенный для того, чтобы при защелкивании цапфы в положении соединения в приемном устройстве (5) включать механические или гидравлические устройства (35), которые плотно зажимают опорный фланец (51) в фиксаторе (3) на несущей конструкции.

3. Соединительное устройство по п.1 или 2, в котором приемное устройство (5) содержит две полости (53) для вставной цапфы (6), находящиеся на некотором расстоянии друг от друга по оси Z.

4. Соединительное устройство по п.1, в котором регулировка положения вставной цапфы по оси Z обеспечивается с помощью винтовой резьбы (41).

5. Соединительное устройство по п.4, в котором соединение с помощью винтовой резьбы (41) осуществляется между фиксатором (4) на щитке или панели и удерживающей частью (42) вставной цапфы (6).

6. Соединительное устройство по п.1, в котором вставная цапфа (6) удерживается в удерживающей части с помощью шарового шарнира.

7. Соединительное устройство по п.1, в котором соединение приемного устройства (5) на несущей конструкции с опорным фланцем (51) осуществляется с помощью удерживающей пластины (32), которая может прикрепляться к фиксатору (3) на несущей конструкции.

8. Соединительное устройство по п.1, в котором приемное устройство (5) содержит удерживающие элементы (52) на опорном фланце (51), через которые в корпус (56) приемного устройства (5) может быть введена U-образная фиксирующая скоба (54), причем расстояние между ножками скобы соответствует диаметру (D) основания (66) вставной цапфы (6) таким образом, что после установки фиксирующей скобы вставную цапфу невозможно вытянуть из приемного устройства (5).

9. Соединительное устройство по п.1, в котором в качестве мягкого материала, из которого изготовлено приемное устройство (5), используется упругий полимер.

РИСУНКИ