Запирающее устройство для двери

Техническое решение относится к устройствам для запирания дверей, в частности, обеспечивающим теплоизоляцию ручки или замка.
Из уровня техники известно решение, выбранное в качестве ближайшего аналога, представляющее собой теплоизоляционную втулку, содержащую на концах два встречных соосных отверстия, для размещения в них валов специальной формы или специальных цилиндрических адаптеров, и фиксации их с помощью клея через отверстие, или посредством резьбового соединения, ввинчивая их во втулку. Патент Китая № CN 213838084 U, МПК E05B1/00; E05B15/00; E05B17/00; E06B3/263; опубликован 30.07.2021.
Известен также замок для холодильника, включающий винтовую рукоятку со стержнем, часть которого выполнена из материала с низкой теплопроводностью, имеющем углубление на конце, в которое помещается стержень механизма управления затвором замка. Заявка США на изобретение № US 6877346 B1, МПК E05B17/00; E05B65/00; E05B65/10; E05B63/00; опубликована 12.04.2005.
Из уровня техники известно также решение, представляющее собой цилиндровый замок с терморазрывом, в котором внешняя и внутренняя стороны цилиндрового механизма соединены специальными термопластиковыми компонентами. https://pro-locks.ru/cylinders/cyl_dorma/matrix_plus_tic_k_pk.html
Все известные устройства выполняют роль обеспечения терморазрыва, то есть предотвращения передачи тепла от одной части устройства, имеющей более высокую температуру, другой части, имеющей более низкую температуру. При этом части устройства зачастую нельзя отдельно заменить, при их поломке, без полной замены устройства в целом, а соединяются они через специальные переходники, которые могут быстро выходить из строя, уменьшая эксплуатационные характеристики, долговечность и надежность устройства. Кроме того, при использовании множества переходных соединителей, устройство менее эффективно выполняет свои теплоизолирующие функции.
Задачей заявленного решения является создание простого запирающего устройства для двери, разделяющей пространства с большой разницей температур, надежно выполняющего свои функции.
Технический результат заявленного решения заключается в повышении надежности запирающего устройства.
Повышение надежности запирающего устройства определяется, в частном случае, увеличением долговечности и износостойкости устройства.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что запирающее устройство для двери включает поворотную ручку двери, цилиндровый замок со стержнем и шток, выполненный из жесткого материала с низкой теплопроводностью, первый конец штока соединен с поворотной ручкой двери с возможностью передачи крутящего момента стержню замка, второй конец штока выполнен с соединительным элементом, включающим полость для размещения в нем стержня замка. Предпочтительно шток выполнен в форме цилиндра, усеченного по хорде в плоскости, параллельной оси вращения. Соединительный элемент штока может быть выполнен в форме цилиндра. Предпочтительно полость соединительного элемента для размещения в нем стержня замка выполнена в форме цилиндра, усеченного по хорде в плоскости, параллельной оси вращения. Соединительный элемент штока может содержать отверстие для крепежного элемента, соединяющего шток и стержень цилиндрового замка. Предпочтительно ось отверстия для крепежного элемента, соединяющего шток и стержень цилиндрового замка, выполнена перпендикулярно плоскости усечения по хорде цилиндра, формирующего полость соединительного элемента. Поворотная ручка двери может содержать отверстие для крепежного элемента, соединяющего первый конец штока с поворотной ручкой двери. Отверстие для крепежного элемента может быть выполнено с резьбой. Крепежный элемент может быть выполнен в виде болта. Предпочтительно шток содержит ребра жесткости, расположенные в месте перехода первого конца штока к соединительному элементу второго конца штока. Предпочтительно шток выполнен из жесткого материала на полимерной основе. Длина штока может составлять 56 мм. Предпочтительно длина соединительного элемента штока составляет 16 мм, при этом глубина полости составляет 15 мм. Радиус кривизны штока может составлять 3,85 мм. Предпочтительно длина хорды усечения штока составляет 5,18 мм. Внешний диаметр соединительного элемента штока может составлять 16,80 мм. Предпочтительно диаметр отверстия для крепежного элемента составляет 3,50 мм. Ребра жесткости могут быть выполнены криволинейными с радиусом кривизны 1,50 мм.
Широко известно из уровня техники, что для реализации целевого назначения запирания дверей различные запирающие устройства включают замок и поворотную ручку двери. Наиболее распространенным исполнением замка для соединения с поворотной ручкой является цилиндровый замок со стержнем, однако, при прямом соединении стержня замка и поворотной ручки двери в условиях, где пространства, разделенные дверью с подобным устройством, имеют большую разницу температур, происходит быстрая передача тепла от более нагретой части устройства к менее нагретой, в результате чего, они могут перемерзать, леденеть и быстро выходить из строя.
Наличие штока, соединяющего своими концами стержень замка и поворотную ручку двери, обеспечивает передачу крутящего момента, не нарушая эксплуатационные характеристики устройства - за счет отсутствия множества промежуточных элементов, соединяющих ручку со стержнем замка, крутящий момент передается напрямую, снижается вероятность поломки и изнашивания устройства, а также возникновения люфта, что обеспечивает высокую надежность и долговечность данного устройства. Предпочтительно, первый конец штока соединен с поворотной ручкой двери посредством крепежного элемента через отверстие в поворотной ручке двери, что позволяет при желании или выходе из строя устройства заменить поворотную ручку двери, либо шток, что повышает надежность и ремонтопригодность устройства. Предпочтительно шток выполнен в форме цилиндра, усеченного по хорде в плоскости, параллельной оси вращения, как наиболее распространенной и легкой для изготовления и закрепления формы, а также подобное исполнение позволяет закрепить его крепежным элементом через отверстие в поворотной ручке двери по плоскости хорды, обеспечивая прочное и жесткое соединение без возможности взаимного вращения, возникновения люфта и как следствие потери эксплуатационных качеств, что повышает надежность заявляемого устройства.
Соединение штока одним концом с поворотной ручкой двери, а другим концом со стержнем цилиндрового замка и выполнение штока из материала с низкой теплопроводностью необходимо для предотвращения быстрой передачи тепла от более теплой части устройства к более холодной, таким образом, не позволяя быстро охлаждаться, перемерзать и выходить из строя частям устройства с более высокой температурой, что обеспечивает надежность устройства. Стоит отметить, что понятием «низкой теплопроводности» характеризуются материалы, обычно называемые теплоизоляционными, коэффициент теплопроводности которых ниже 0,3 Вт/(м⋅К). При быстрой передаче тепла, от более теплого замка к более холодной ручке двери, например, при использовании устройства в качестве запирающего устройства для двери холодильной камеры, замок имеет тенденцию к замерзанию с конденсацией на нем влаги из воздуха и последующим обледенением, что приведет к его быстрому износу и потере эксплуатационных свойств. В другом случае, например, при использовании устройства в качестве запирающего устройства входной двери, быстрая передача тепла от более теплой ручки двери к более холодному замку может приводить к замерзанию поворотного механизма двери по тем же причинам, что также приведет к потере эксплуатационных качеств устройства и возможности его использования по целевому назначению. Исполнение штока из материала с низкой теплопроводностью препятствует данному явлению, что обеспечивает высокую надежность, долговечность и износостойкость запирающего устройства, а также позволяет надолго сохранить его работоспособное состояние. Предпочтительно, шток выполнен из жесткого материала на полимерной основе, так как полимерные материалы, широко использующиеся в различных устройствах с теплоизоляционными характеристиками, обладают низкой теплопроводностью, высокой морозостойкостью, а также за счет своих физических свойств выдерживают трение и кручения, возникающие при эксплуатации устройства и приводящие к появлению напряжений в материале, способствующих его скорому повреждению и износу, что повышает его надежность, долговечность и износостойкость.
Выполнение второго конца штока с соединительным элементом обеспечивает надежное соединение штока и стержня замка, а наличие в соединительном элементе полости позволяет разместить в нем стержень и прочно закрепить, что предотвращает возникновение трения между штоком и стержнем вследствие их коаксиального расположения, приводящего к истиранию частей устройства и как следствие возникновению люфта, нарушению передачи крутящего момента и потери эксплуатационных качеств, что придает устройству надежность и долговечность. Кроме того, помещение стержня в полость соединительного элемента штока служит гарантией высокой теплоизоляции стержня, так как вся его контактная поверхность изолирована материалом штока с низкой теплопроводностью, что препятствует быстрой передачи тепла между частями устройства, предотвращая их замерзание и преждевременный износ, что также обеспечивает высокую надежность устройства. В предпочтительном варианте исполнения устройства, соединительный элемент штока выполнен в форме цилиндра, что облегчает вращение штока в двери, уменьшая возникающее трение и появление повреждений устройства за счет отсутствия выступов на поверхности, что увеличивает надежность и износостойкость устройства. Предпочтительно, полость соединительного элемента для размещения в нем стержня замка выполнена в форме цилиндра, усеченного по хорде в плоскости, параллельной оси вращения, что при помещении стержня замка, в большинстве случаев имеющего также форму цилиндра, усеченного по хорде, параллельно оси вращения, в полость, плоскости усечения частей устройства совмещаются, формируется прочное соединение, которое предотвращает взаимное вращение стержня замка и штока, уменьшает вероятность возникновения люфта и взаимного трения, нарушения передачи крутящего момента и преждевременного износа частей устройства, обеспечивая единое вращение и увеличивая надежность, долговечность и износостойкость заявляемого устройства. Кроме того, предпочтительное наличие отверстия для крепежного элемента в соединительном элементе и расположение его перпендикулярно плоскости усечения по хорде цилиндрической полости соединительного элемента позволяет жестко закрепить стержень замка в полости соединительного элемента штока, что также нивелирует негативное влияние относительного вращения штока и стержня за свет коаксиального расположения и дополнительно увеличивает надежность, долговечность и износостойкость заявляемого устройства. Предпочтительное выполнение крепежного элемента в виде болта, а отверстия - с резьбой, обеспечивает плотное, прочное и надежное соединение частей устройства и возможность их легкой замены при преждевременном выходе из строя, что увеличивает надежность и ремонтопригодность устройства.
Предпочтительно шток содержит ребра жесткости, расположенные в месте перехода первого конца штока к соединительному элементу второго конца штока, так как вследствие более низкой механической прочности материалов с низкой теплопроводностью относительно металлических, наличие ребер жесткости повышает прочность конструкции штока и его устойчивость к кручению, предотвращая изломы, сколы и выход из строя штока, увеличивая его надежность и долговечность.
Из экспериментально полученных результатов производства штока с различными размерными параметрами было выявлено, что предпочтительно длина штока составляет 56 мм, длина соединительного элемента штока - 16 мм, глубина полости соединительного элемента - 15 мм, радиус кривизны штока - 3,85 мм, длина хорды усечения штока - 5,18 мм, внешний диаметр соединительного элемента штока - 16,80 мм, диаметр отверстия для крепежного элемента - 3,50 мм, ребра жесткости выполнены криволинейными с радиусом кривизны 1,50 мм, диаметр цилиндра, формирующего полость соединительного элемента, составляет 8,00 мм, а длина хорды усечения цилиндра, формирующего полость - 4,52 мм, что обеспечивает прочность и жесткость конструкции штока, и наилучшие эксплуатационные характеристики устройства, повышая его надежность.
Заявляемое техническое решение далее поясняется с помощью фигур, на которых условно представлен один из возможных вариантов исполнения запирающего устройства для двери.
На фиг. 1 представлен общий вид запирающего устройства для двери.
На фиг. 2 представлен вид штока сверху.
На фиг. 3 представлен вид штока сбоку.
На фиг. 4 представлен вид штока по оси вращения со стороны первого конца.
На фиг. 5 представлен общий вид штока со стороны первого конца.
На фиг. 6 представлен общий вид штока со стороны соединительного элемента.
Цифрами на фиг. 1-6 обозначены:
цилиндровый замок (1);
стержень (2) цилиндрового замка (1);
шток (3);
соединительный элемент (4) штока (3);
ребра жесткости (5);
отверстие (6) для крепежного элемента, соединяющего шток (3) и стержень (2) цилиндрового замка (1);
поворотная ручка (7) двери;
отверстие (8) для крепежного элемента в поворотной ручке (7) двери;
полость (9) для размещения стержня (2) цилиндрового замка (3);
хорда (10) усеченного в плоскости, параллельной оси вращения, цилиндра штока (3);
хорда (11) усеченного в плоскости, параллельной оси вращения, цилиндра, формирующего полость (9) соединительного элемента (4) штока (3).
Далее со ссылками на фигуры описан один из возможных вариантов исполнения запирающего устройства для двери.
Запирающее устройство для двери включает цилиндровый замок (1) со стержнем (2), шток (3), который устанавливается на стержне (2), посредством размещения стержня (2) в полости (9) соединительного элемента (4) штока (3), и поворотную ручку (7) двери. Первый конец штока (3), выполненного в форме цилиндра, усеченного по хорде (10) в плоскости, параллельной оси вращения, соединен с поворотной ручкой (7) двери посредством крепежного элемента через отверстие (8) в поворотной ручке двери (7). Шток (3) крепится к стержню (2), помещенному в полость (9) соединительного элемента (4), посредством крепежного элемента через отверстие (6), расположенное на соединительном элементе (4). Шток (3) содержит ребра жесткости (5), расположенные в месте перехода первого конца штока (3) к соединительному элементу (4) второго конца штока (3).
При эксплуатации данного устройства вращением поворотной ручки (7) двери крутящий момент передается штоку (3) за счет соединения первого конца штока (3) с поворотной ручкой (7) двери посредством крепежного элемента через отверстие (8). Далее при вращении штока (3) крутящий момент передается стержню (2) цилиндрового замка (1) за счет прочного соединения штока (3) и помещенного в полость (9) соединительного элемента (4) стержня (2) посредством крепежного элемента через отверстие (6), тем самым обеспечивая требуемые функции запирающего устройства для двери. В предпочтительном варианте, если стержень (2) выполнен в форме цилиндра, усеченного по хорде в плоскости, параллельной оси вращения, и полость (9) соединительного элемента (4) также выполнена в форме цилиндра, усеченного по хорде (11) в плоскости, параллельной оси вращения, части устройства совмещают по плоскостям усечения и фиксируют стержень (2) в полости (9) посредством крепежного элемента через отверстие (6) в соединительном элементе (4), ось которого выполнена перпендикулярно плоскости усечения по хорде (11) цилиндра, формирующего полость (9), что обеспечивает дополнительную жесткость соединению и предотвращает нарушения передачи крутящего момента.
При использовании заявляемого устройства в качестве запирающего устройства для двери, например, холодильной камеры, где поворотная ручка двери (7) находится непосредственно в холодильной камере с температурой близкой к 0°С, а цилиндровый замок (1), обращенный наружу, при комнатной температуре, передача тепла происходит от цилиндрового замка (1) через стержень (2), размещенный в полости (9) соединительного элемента (4) штока (3) непосредственно штоку (3), а затем поворотной ручке (7) двери за счет соединения штока (3) и поворотной ручки (7) двери посредством крепежного элемента через отверстие (8). Выполнение штока (3) из жесткого материала с низкой теплопроводностью сильно замедляет переход тепла от цилиндрового замка (1) через стержень (2) штоку (3), а затем на поворотную ручку (7) двери, предотвращая резкое снижение температуры цилиндрового замка (1), конденсацию на нем влаги и последующее обледенение с потерей эксплуатационных качеств и невозможности использования устройства по назначению. Также при использовании заявляемого устройства в качестве запирающего устройства входной двери, где, наоборот, цилиндровый замок (1) сообщается с окружающей средой, температура которой значительно ниже 0°С, а поворотная ручка (7) двери находится при комнатной температуре, переход тепла от поворотной ручки (7) двери через шток (3) к цилиндровому замку (1) также будет сильно замедлен вследствие исполнения штока (3) из материала с низкой теплопроводностью, что не помешает использованию устройства по целевому назначению и предотвратит его преждевременный износ. Ребра жесткости (5), расположенные в месте перехода первого конца штока (3) к соединительному элементу (4) второго конца штока (3), повышают прочность конструкции штока и его устойчивость к кручению при передаче крутящего момента в процессе эксплуатации устройства.
Представленные фигуры, описание конструкции и использования запирающего устройства для двери не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения. Возможны иные варианты исполнения в объеме заявляемой формулы.