ОКНО ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Техническое решение относится к окнам транспортных средств, и может быть использовано на пассажирском транспорте, в частности, железнодорожном, в конструкциях окон с форточками.
Известно окно транспортного средства, содержащее неподвижное стекло и подвижную форточную створку, в котором устройство для перемещения форточной створки содержит направляющие пазы, выполненные в боковых частях рамы, для перемещения в них роликов, попарно установленных на боковых гранях форточной створки. Направляющий паз содержит прямолинейный вертикальный участок и два криволинейных участка, обуславливающих перемещение створки в вертикальной поперечной плоскости окна (см. заявку Японии JP 11171012 (А), опубликованную 29-06-1999, кл. МПК B61D 25/00, по которой выдан патент Японии JP 4231114 (В2)). Описанная конструкция окна позволяет обеспечить полное открытие форточного проема и компактную траекторию перемещения створки внутрь транспортного средства, но не предусматривает фиксацию створки в ее промежуточных положениях и неудобна в использовании на форточных створках, имеющих большую длину или большой вес.
Известно окно транспортного средства, в котором устройство для перемещения форточной створки содержит два параллелограмма подвески форточной створки и балансирный механизм для восприятия веса рычагов параллелограмма и подвижной створки. Рычаги предназначены для перемещения в плоскости, расположенной перпендикулярно плоскости окна. Балансирный механизм содержит вал, установленный в опорах, размещенных в полости горизонтального стержневого элемента стационарной створки, и расположенную вокруг вала пружину с зафиксированными концами. При этом один конец пружины связан с валом, а второй - с упомянутым стержневым элементом, а на валу жестко закреплены ведущие рычаги параллелограммов (см. патент РФ №40733 на полезную модель, кл. МПК B61D 25/00, приоритет 25.06.2004).
Перемещение форточной створки вызывает поворот ведущих рычагов и вала, закручивание пружины относительно остающихся неподвижными опорной втулки и стержневого элемента. Вес форточной створки при этом частично уравновешивается усилием взвода пружины (которая может быть предварительно - при сборке - закручена), что обеспечивает минимизацию усилий для перемещения створки. Плавности перемещения подвижной створки способствует повышенное трение, вызываемое фрикционными прокладками. Полезная модель позволяет снизить усилия по перемещению форточной створки, а также повысить плавность этого процесса и исключить заклинивание створки.
Недостатками описанного окна являются:
- наличие большого выноса форточной створки внутрь транспортного средства, обусловленного длиной рычагов подвески,
- невозможность регулирования величины открытия окна,
- неполное открытие форточного проема в крайнем нижнем положении форточной створки, что также обусловлено рычажной конструкцией подвески.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является окно железнодорожного вагона, описанное в патенте РФ на полезную модель №91039 (кл. МПК B61D 25/00, приоритет 14.10.2009).
Окно содержит раму с подфорточной перекладиной и неподвижным остеклением, форточную створку и устройство для ее перемещения. Устройство для перемещения форточной створки содержит направляющие с пазами, задающими траекторию перемещения форточной створки, которые жестко закреплены на противоположных сторонах рамы окна, направляющие элементы, закрепленные на форточной створке для перемещения в пазах направляющих, и механизм компенсации веса форточной створки. Упомянутый механизм компенсации содержит вал, установленный на игольчатых подшипниках во внутреннем импосте подфорточной перекладины рамы окна, установленные на валу втулку-стопор, пружину, храповой механизм и жестко закрепленные на концах вала шестерни, а также зубчатые рейки, устанавливаемые по бокам форточной створки для образования зубчатого зацепления с шестернями. Вал устанавливается в сборе с импостом в отверстиях направляющих рамы с помощью шариковых подшипников.
Для открытия форточки створка с помощью ручек выдвигается из плоскости окна и сдвигается вертикально вниз по пазам направляющих до упора в ограничители. При опускании форточной створки зубчатые рейки приводят в движение шестерни и вал. Вал, вращаясь, с помощью втулки-стопора и храпового механизма, закручивает пружину, принимая на себя часть веса створки и замедляя ее движение. В нижнем положении створка фиксируется в раме окна фиксаторами нижнего положения створки. При закрывании форточки, пружина, раскручиваясь, через шестерни и зубчатую передачу, помогает закрывать створку, компенсируя вес форточки.
В описанной конструкции окна устройство для перемещения форточной створки позволяет устранить большой вынос форточной створки внутрь транспортного средства, характерный для вышеописанного аналога с рычажной подвеской. Механизм компенсации веса равномерно распределяет вес форточки, предотвращая перекосы створки при открывании-закрывании.
Недостатком данного окна является неполное открытие форточного проема при положении форточной створки в крайней нижней позиции, если корпус створки имеет скругленную форму в углах верхней части. Это обусловлено расположением зубчатых реек не по всей высоте корпуса створки, а лишь на линейных участках корпуса. Кроме того, в конструкции не предусмотрена фиксация створки в промежуточных положениях. Другим недостатком является возможность заклинивания шестерен относительно направляющих элементов и реек.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в обеспечении полного открытия форточного проема, фиксации створки в любом ее положении и высоких эксплуатационных качеств окна.
Решение поставленной задачи достигается следующим.
Окно пассажирского транспортного средства содержит раму с неподвижным остеклением, форточную створку с корпусом и устройство для ее перемещения. Устройство для перемещения форточной створки содержит направляющие с пазами, задающие траекторию перемещения корпуса створки и закрепленные на противоположных частях рамы окна, направляющие элементы, установленные на форточной створке для перемещения в пазах направляющих, зубчатые рейки и вал с установленными на его концах шестернями, входящими в зацепление с зубчатыми рейками.
Согласно предлагаемой полезной модели, зубчатые рейки и шестерни размещены в направляющих. Вал расположен в корпусе форточной створки в той ее части, которая по длине примыкает к неподвижному остеклению рамы окна в закрытом положении, и установлен с возможностью фиксации в любом положении на траектории перемещения. Каждая направляющая состоит, по меньшей мере, из двух конструктивных частей, одна из которых имеет паз для перемещения в нем направляющих элементов форточной створки, а другая представляет собой зубчатую рейку.
Предложенная установка вала на форточной створке и размещение зубчатых реек и шестерен позволяет, в отличие от вышеупомянутого ближайшего аналога, увеличить длину реек, обеспечить полное открытие форточного проема и возможность быстрого воздействия на вал для фиксации форточной створки в любом ее положении.
Каждую шестерню целесообразно установить на валу с одной степенью свободы в осевом направлении так, чтобы она удерживалась на зубчатой рейке в осевом направлении конструктивными частями направляющей. Благодаря такой установке шестерен обеспечивается компенсация влияния неточностей в изготовлении конструктивных элементов рамы окна и форточной створки на функционирование устройства для перемещения последней и, как следствие, достигаются плавность хода форточной створки и исключение заклинивания створки при ее перемещении, что особенно актуально для длинных створок.
Паз направляющей может быть выполнен с прямолинейным участком а, задающим перемещение форточной створки в продольной плоскости окна, и с отходящими от участка а, по меньшей мере, двумя криволинейными или прямолинейными участками, задающими перемещение форточной створки в поперечной плоскости окна. Тогда для облегчения манипуляции створкой по всей траектории ее перемещения целесообразно каждую зубчатую рейку выполнить по образующей, расположенной эквидистантно траектории перемещения геометрической оси вала так, что рейки образуют с шестернями внутренние или внешние зацепления.
Окно целесообразно снабдить ограничителями, устанавливаемыми на противоположных частях рамы с возможностью механического взаимодействия с форточной створкой в процессе ее линейного перемещения по прямолинейному участку а паза направляющей и обеспечения полного и беспрепятственного прохождения направляющих элементов форточной створки упомянутого участка а - к соответствующим отходящим от него участкам паза направляющей. Это позволит в процессе закрытия окна предотвратить сбой в работе устройства, обусловленный возможным попаданием наиболее удаленного от вала направляющего элемента форточной створки в первый по ходу перемещения участок паза, отходящий от участка а, обеспечивая плавность и точность работы устройства.
Для фиксации вала окно может быть снабжено любым, подходящим для этой цели, устройством. В частности, может быть использован фрикционный тормоз, обгонная муфта, механическое зацепление и др.
Устройство для фиксации вала может быть выполнено, например, в виде храпового механизма, содержащего закрепленное на валу храповое колесо и, входящий в зацепление с храповым колесом, фиксирующий элемент, который установлен на корпусе форточной створки и подпружинен к храповому колесу.
Предложенный храповой механизм вместе с зубчатыми зацеплениями образует устройство для фиксации форточной створки, практически, в любом ее положении на траектории перемещения.
Для удобства эксплуатации и обеспечения требуемой величины открытия форточного проема предлагаемое окно может быть снабжено механизмом ручного управления устройством для фиксации вала.
Для облегчения перемещения форточной створки целесообразно на валу установить пружину кручения для компенсации веса форточной створки.
Предлагаемое окно иллюстрируется чертежами.
На фиг.1 изображен общий вид окна.
На фиг.2 - вид А на фиг.1
На фиг.3 - общий вид устройства для перемещения форточной створки.
На фиг.4 - устройство для перемещения форточной створки (вид спереди)
На фиг.5 - вид В на фиг.4
На фиг.6 - разрез С-С на фиг.4.
На фиг.7 - зубчатая рейка.
На фиг.8 - храповой механизм.
На фиг.9 - храповой механизм в поперечном разрезе.
Окно (фиг.1) содержит направляющие 1 с пазами 2 (фиг.2) и установленными в них направляющими элементами 3, 4 форточной створки 5, закрепленными в ее корпусе 5' (фиг.3, 4, 5), а также вал 6 с установленными на его концах шестернями 7 и зубчатые рейки 8. На фиг.3 не показана вторая направляющая и шестерня на конце вала. Вал 6 установлен на опорах 9 вращения (фиг.4, 5) в корпусе 5' форточной створки, в той его части, которая по длине примыкает к неподвижному остеклению 10 рамы 11 окна в закрытом положении (фиг.1). Направляющие 1 закреплены на противоположных частях 11', 11'' рамы 11 окна. Шестерни 7 и зубчатые рейки 8 размещены в направляющих 1 (фиг.4, 5) и образуют зубчатые зацепления (фиг.6). Вал 6 в местах установки на нем конструктивных элементов, поворачивающихся вместе с валом, в поперечном сечении имеет форму шестигранника или любую другую форму, кроме круглой. Направляющая 1 состоит из нескольких конструктивных частей 12, 13, 14, выполненных в виде соединенных между собой пластин (фиг.4, 5, 6, 7). Возможны различные конструктивные исполнения направляющей, например, ее формование заедино. В пластине 12 выполнен паз 2 для перемещения направляющих элементов 3, 4 форточной створки 5. В пластине 13 выполнена зубчатая рейка 8 (фиг.6). Пластина 14 прилегает к раме 11 окна и является опорной частью направляющей 1. Шестерни 7 установлены на концах вала 6 с одной степенью свободы в осевом направлении и удерживаются на рейках в осевом направлении в направляющих 1 пластинами 12, 14. Направляющая 1 может содержать две конструктивные части 12 и 13, тогда в качестве осевой опоры для шестерни 7 используется конструктивный элемент рамы 11.
Паз 2 имеет прямолинейный участок а и два дугообразных участка e и f (фиг.6). Участки e, f обеспечивают перемещение корпуса створки в поперечной плоскости окна. Участок а обеспечивает перемещение форточной створки в плоскости, параллельной плоскости окна.
Рейки 8 выполнены по образующей 15, имеющей прямолинейный и дугообразный участки (фиг.6, 7). На дугообразном участке 15' рейка 8 образует с шестерней 7 внутреннее зацепление (фиг.6). Рейка 8 может быть выполнена для наружного зацепления с шестерней 7 и тогда будет расположена с другой стороны относительно оси вала 6 (не показано). Представленное на фиг.6 выполнение реечного зацепления более рационально, так как обеспечивает надежный и плавный переход направляющих элементов 4 в участки е пазов 2 в пластинах 12. Образующая 15 рейки 8 эквидистантна траектории 16 геометрической оси вала 6 и расположена на расстоянии d от нее (фиг.6). Траектория 16 задается соответствующими стенками паза 2 на участках e и f и направляющим элементом 4, расположенном на валу 6.
Для фиксации вала 6 устройство снабжено храповым механизмом 17 (фиг.3, 4, 8, 9), который содержит храповое колесо 18 (фиг.8, 9), закрепленное на валу 6, и фиксирующий элемент 19 с цилиндрической частью 20, установленной в цилиндрическом пазу 21 корпуса 5' форточной створки 5 с возможностью поворота (фиг.9). Храповой механизм 17 снабжен пружиной 22, которая подпружинивает фиксирующий элемент 19 к храповому колесу 18.
С фиксирующим элементом 19 связан стержень 23, кинематически соединенный с рукояткой для его перемещения (не показано). Рукоятка может иметь различное конструктивное исполнение, в том числе может являться частью стержня 23. Рукоятка и стержень 23 образуют механизм ручного управления храповым механизмом 17. Для перемещения форточной створки 5 в направляющих 1, - на корпусе 5' форточной створки 5 установлена, по меньшей мере, одна ручка 24. Целесообразно ручку 24 установить так, чтобы в ней смонтировать вышеупомянутый механизм ручного управления. На фиг.3 представлен вариант конструкции устройства с двумя ручками 24, в одной из которых расположен механизм ручного управления (не показан).
Для облегчения манипулирования форточной створкой на валу 6 установлена пружина 25 кручения, закрепленная во втулках 26, 27 (фиг.3, 4, 5, 8). Втулка 26 зафиксирована в корпусе 5' форточной сворки 5 (фиг.5), а втулка 27 закреплена на валу 6. Пружина 25 предназначена для частичной компенсации веса створки, а также уменьшения усилия, необходимого для закрытия и уплотнения створки при закрытии форточки.
На направляющих 1 закреплены ограничители 28 (фиг.2, 4, 6), выполненные в виде пальцев, для механического взаимодействия с поверхностями 5'' корпуса 5' форточной створки 5 в процессе ее линейного перемещения по участку е паза 2. Ограничители 28 могут иметь любое исполнение, пригодное для указанного назначения.
На противоположных частях рамы 11', 11'' закреплены упоры 29 (фиг.1, 4) для опирания на них форточной створки 5 при полностью открытом окне.
В исходном положении (фиг.1, 8) форточная створка 5 расположена в форточном проеме окна, направляющие элементы 3, 4 форточной створки 5 находятся в участках e, f пазов 2. Шестерни 7 находятся в зацеплении с рейкой 8 и удерживаются на рейке 8 от осевых перемещений поверхностями пластин 12 и 14 в направляющей 1, а фиксирующий элемент 19 входит в зацепление с храповым колесом 18 и удерживает вал 6 вместе с форточной створкой 5 от перемещений. Перемещая стержень 23 рукояткой, и преодолевая действие пружины 22, фиксирующий элемент 19 выводят из зацепления с храповым колесом 18. Удерживая фиксирующий элемент 19 при помощи рукоятки, форточную створку 5 перемещают ручками 24 вдоль участков e, f пазов 2 направляющих 1, освобождая форточную створку 5 от контакта с рамой 11 окна. При этом шестерни 7, перемещаясь по рейкам 8, скользят торцевыми поверхностями по пластинам 12, 14 и приводят вал 6 во вращение вместе с втулкой 27 и храповым колесом 18. Поворачиваясь, втулка 27 закручивает пружину 25, что создает возвратное усилие, частично компенсирующее вес створки. Сместив форточную сворку 5 в любое положение, фиксирующий элемент 19 отпускают, и под воздействием пружины 22 он входит в зацепление с храповым колесом 18, препятствуя перемещению вала 6 и форточной створке 5. При полностью открытом окне форточная створка 5 опирается на упоры 29. Перемещение форточной створки 5 в сторону исходного положения производится аналогично, при этом пружина 25 раскручивается, облегчая возврат форточной створки к исходному положению.
При приближении направляющих элементов 3 форточной створки 5 к участку е паза 2 направляющей 1, ограничители 28 препятствуют перемещению направляющих элементов 3 в участок е паза 2. За счет механического взаимодействия с линейными поверхностями 5'' корпуса 5' форточной створки 5, ограничители 28 направляют направляющие элементы 3 и форточную створку 5 по линейному участку а направляющей 1.
Из-за неточности изготовления рамы окна, форточной створки - может происходить заклинивание шестерен 7 относительно направляющих 1. Благодаря наличию степени свободы в осевом направлении шестерен 7 относительно вала 6, исключаются заклинивания устройства. Поэтому даже длинная створка плавно перемещается по всей траектории движения.
Таким образом, по сравнению с ближайшим аналогом и другими известными аналогами, в предложенном окне обеспечивается фиксация форточной створки в любом положении. Кроме того, достигается полное открытие форточного проема, и обеспечиваются высокие эксплуатационные качества окна, которые облегчают приведение в действие длинных форточных створок и делают их перемещение плавным и надежным.
Предложенное окно не ограничивается использованием только в конструкции, приведенной в описании. Окно может быть использовано в конструкциях с подъемными, опускными, сдвижными в продольном направлении окон форточными створками, перемещаемыми как в одной продольной плоскости окна, так и в двух его плоскостях - продольной и поперечной.