ФИКСИРУЮЩЕЕ СРЕДСТВО И ЕГО КОМБИНАЦИЯ С ПАРОЙ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
FIXING FACILITY AND ITS COMBINATION WITH PAIR OF STRUCTURAL ELEMENTS

Изобретение относится к фиксирующему средству для подвижных относительно друг друга конструктивных элементов согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения и комбинации такого средства с конструктивными элементами согласно ограничительной части пункта 9 формулы изобретения.
В различных областях техники существует потребность в фиксирующих средствах для разъемной фиксации соединенных подвижно относительно друг друга конструктивных элементов. Прежде всего, если один из конструктивных элементов является стационарным, то часто необходимо или желательно, по меньшей мере, временное обеспечение фиксации положения пространственно сопряженного с ним подвижного конструктивного элемента. В качестве повседневного примера можно назвать блокировку выдвижных ящиков, форточек или дверц мебели, для чего могут служить так называемые "защелки". Они обычно состоят из металлической пластины с круглым или овальным отверстием на неподвижной поверхности и из корпуса, который содержит нагружаемый пружиной шарик, на смежной поверхности, которая может быть выполнена, например, с возможностью откидывания или поворота. В желаемой позиции шарик входит в снабженную отверстием пластину, вследствие чего конструктивные элементы разъемно фиксируются друг относительно друга, правда нередко относительно неточно, то есть с допускающим шатание или откидывание люфтом, который может очень сильно мешать или беспокоить.
Значительной областью применения фиксирующих средств являются исполнительные ручки для окон или дверей. Обычно их рукоятки закреплены аксиально неподвижно, но с возможностью поворота на упорном теле, около (нижней) таблички на двери, крепежной пластины, "розетки" или тому подобном. Чаще всего упорное тело прикручено к поверхности оконной рамы или двери. Между ним и манипулирующей надставкой выполненная, например, из полимерного материала втулка скольжения обеспечивает имеющее незначительное трение и стабильное поворотное опирание рукоятки, которая принимает в своем заплечике или, соответственно, надставке четырехгранный штифт, поворотное движение которого приводит в действие фиксирующий механизм в оконной раме или, соответственно, в дверном полотне.
В то время как рукоятка из металлического материала часто прифланцовывается к упорной пластине или, соответственно, втулке скольжения без возможности аксиального перемещения и с возможностью поворота (см. DE 7431689 U1), например, из DE 7503143 U1 и EP 0406566 А1 известно защелкивающее соединение в случае выполненной из полимерного материала рукоятки. Кроме того, рукоятка и упорное тело сформированы раздельно - также с отдельными перекрытиями "розеток" или, соответственно, табличек - и между конструктивными элементами снабжены разъемным фиксирующим соединением, которое позволяет выполняемый на месте монтаж рукоятки на упорном теле. В DE 20007818 U1 предлагается насаживать одним концом втулку скольжения на заплечик рукоятки и фиксировать или, соответственно, блокировать с ним без возможности проворота и аксиального смещения. Для этого служат шарики, штифты, пальцы или тому подобные средства, которые при стыковке четырехгранного штифта с заплечиком рукоятки входят с силовым и/или геометрическим замыканием в соответствующие пазы втулки скольжения. Рукоятка отделяется от упорной пластины только тогда, когда четырехгранник извлекается из заплечика рукоятки.
Во всех названных случаях может очень сильно мешать то, что сопряженные друг с другом конструктивные элементы в заданном положении часто не являются на самом деле хорошо зафиксированными, а имеют более или менее свободный подвижный люфт. Следствием этого часто является то, что с течением времени имеется ошибочное функционирование или недостаточная стабильность. Это может вызвать у пользователя чувство ненадежности, не только - однако же, непосредственно - у ручек, где, например, установленные в крепежной пластине фиксирующие шарики заскакивают в выполненные в форме канавок, желобков или отверстий выемки в общем со стыковым люфтом. Они упираются своим диаметром (в окружном направлении) слева и справа в фиксирующие выемки, что у рукоятки выражается в виде допускающего небольшое шатание люфта.
Целью изобретения является создание фиксирующих средств, которые устраняют недостатки уровня техники и которые при простой структуре расположения подвижных относительно друг друга, в частности, также выполненных с возможностью вращения или откидывания, конструктивных элементов в выбранном положении обеспечивают беззазорную фиксацию. Такие фиксирующие средства должны среди всего прочего иметь возможность использования в установленных аксиально неподвижно, но с возможностью поворота, исполнительных ручках, которые могут экономично изготавливаться и монтироваться. При этом желательно, чтобы независимо от мастерства монтировщика или пользователя в зафиксированном положении ручки не появлялся мешающий, допускающий шатание или откидывание люфт.
Существенные признаки изобретения указаны в пунктах 1 и 9. Усовершенствования являются предметом пунктов 2-8 и 10-12.
Фиксирующее средство для подвижных относительно друг друга конструктивных элементов, главным образом для пары конструктивных элементов, отдельные части которых имеют пространственно сопряженные непосредственно друг с другом поверхности, на которых выступающие элементы взаимодействуют с силовым замыканием с принимающими элементами, причем, по меньшей мере, одно находящееся под предварительным напряжением фиксирующее тело удерживается, в частности, без возможности выпадения, в конструктивном элементе - конструктивном элементе с фиксирующим телом или телами (далее - конструктивный элемент с фиксирующим телом) - в направляющей так, что оно выступает за внешнюю поверхность конструктивной части с фиксирующим телом и на обращенной к нему внешней поверхности другого конструктивного элемента - конструктивного элемента с выемкой или выемками (далее - конструктивный элемент с выемкой) - частично входит в сопряженную выемку, характеризуется в соответствии с изобретением по пункту 1 такой конструкцией и расположением направляющей одного или, соответственно, каждого фиксирующего тела, что это фиксирующее тело прижимается только одной стороной точечно к сопряженным краевым местам сопряженных друг с другом фиксирующих областей. Следовательно, фиксирующее усилие не действует как обычно, где-то в краевой области выемки, что, в общем, сопровождается допускающим шатание люфтом; а, наоборот, одно или, соответственно, каждое точечно опирающееся внутри на свою направляющую фиксирующее тело с целью точечного прилегания или контакта своей выступающей частью следует наружу к боковой области выемки. Таким образом, данная ориентация и расположение направляющей обеспечивают полностью беззазорную фиксацию.
Если в качестве фиксирующего тела используется шарик, (усеченный) конус или другое тело качения, выемка может представлять собой паз или отверстие, в простейшем случае круглое отверстие или продольное отверстие. Однако также принимается во внимание и другая геометрия, например полигональные выемки или нерегулярно сформированные выемки, если их эффективная ширина в свету меньше, чем эффективный на контактном краю диаметр фиксирующего тела, которое поэтому никогда не может дойти непосредственно до дна выемки.
Край выемки задает плоскость, которая проходит перпендикулярно к линии симметрии выемки. Предпочтительно используется шарик, который в направляющей в части с фиксирующим телом нагружается нажимным элементом и в положении фиксации эксцентрично смещен относительно края выемки или, соответственно, контактного края. Следовательно, направляющая находится под предварительно заданным углом к линии симметрии так, что фиксирующее тело в своей направляющей нагружено нажимным элементом в направлении, которое отклоняется от линии симметрии сопряженной выемки. Поэтому под действием своего - ориентированного "в сторону" посредством направляющей нажимного элемента - предварительного нагружения фиксирующее тело доходит в части с выемкой до просто одностороннего прилегания (контакта) к границе, например, к краю отверстия или наклонной боковой поверхности паза так, что оба конструктивных элемента фиксируются без каких-либо зазоров. За счет этого достигается главное усовершенствование по отношению к традиционным фиксирующим средствам.
Если одна или, соответственно, каждая выемка дистанцированно под углом имеет относительно одного или каждого контактного края контактную кромку или, соответственно, наклонную боковую поверхность паза, то есть, например, шарик опирается без касания расположенного впереди края, что прежде всего в случае часто приводимых в действие фиксирующих средств предоставляет преимущество уменьшенного износа.
Особенно благоприятный вариант осуществления изобретения предусматривает, что на подлежащих фиксации конструктивных элементах имеются, по меньшей мере, две сопряженные друг с другом фиксирующие пары, которые состоят из соответствующего фиксирующего тела и выемки. Вследствие этого автоматически обеспечена беззазорная фиксация. Двойная посадка предотвращается, если используются точно две фиксирующие пары.
Один из конструктивных элементов по пункту 9, для которого испрашивается самостоятельная защита, на поворотном теле может иметь диск, который установлен с возможностью вращения вокруг оси на сопряженном конструктивном элементе или в нем и, в частности, на своей периферии или вблизи нее имеет, по меньшей мере, одну снабженную контактным краем выемку, которой непосредственно противостоит удерживаемое в сопряженном конструктивном элементе тело качения, предпочтительно шарик, которое или, соответственно, который предварительно напряжено или, соответственно, напряжен в направлении выемки или посредством направляющей эксцентрично смещено или, соответственно, смещен в сопряженном конструктивном элементе относительно контактного края.
В предпочтительном выполнении выемка имеет проходящую параллельно или перпендикулярно своей границе ось симметрии так, что возможна фиксация в аксиальном и радиальном направлении, то есть как "донная фиксация", так и "боковая фиксация". Это значительно расширяет возможности использования.
Часть с выемкой или, соответственно, диск может иметь, по меньшей мере, две диаметрально противоположные друг другу выемки, предпочтительно таким образом, что каждая выемка или каждая вторая выемка противолежит телу качения или, соответственно, шарику. Таким образом, фиксирующие тела принимают часть с выемкой диаметрально между собой.
Изобретение применяется в качестве фиксирующего средства в исполнительных ручках для закрывающих помещения элементов, главным образом дверей и окон, у опоры для рукоятки или в ней и особенно в прикрепленном к манипулирующей шейке или надставке без возможности проворота и установленном в упорном теле диске, который на своей периферии или вблизи нее снабжен фиксирующими выемками и посредством наклонно направленных фиксирующих тел выполнен с возможностью беззазорной фиксации. Это обеспечивает надежную фиксацию от поворота для конструктивных частей.
Предпочтительное применение осуществляется в случае диска, который на поверхности и/или у своей периферийной области имеет, по меньшей мере, одну снабженную контактным краем выемку, которой противолежит удерживаемое в упорном теле тело качения, в частности шарик, которое или, соответственно, который предварительно напряжено или, соответственно, напряжен в направлении выемки и посредством направляющей эксцентрично смещено или, соответственно, смещен относительно контактного края. Эта обеспеченная таким образом фиксация при использовании ручки ощущается весьма стальной и надежной.
Если диск имеет круговую или подобную кругу основную форму и при этом также имеет несколько расположенных вращательно-симметрично относительно своей оси выемок, то он за счет этого определенно устанавливает - известным самим по себе способом - отчетливо заметное угловое положение рукоятки вне зависимости от того, открыт ли закрывающий помещение элемент полностью, открыт только частично или совсем закрыт.
Предпочтительно, в упорном теле для установки диска предусмотрено гнездо, у которого оканчиваются направляющие, удерживаются пружины сжатия для нагружения фиксирующих тел, а последние точечно опираются в положении фиксации. Кроме того, манипулирующая надставка или шейка, как обычно, может иметь расположенное с торцевой стороны глухое отверстие, в которое с целью приведения в действие закрывающего механизма может вставляться с геометрическим замыканием ведущий элемент, в частности четырехгранный штифт, посредством которого может приводиться в действие фиксатор, блокирующая защелка или тому подобное.
Дальнейшие признаки, подробности и преимущества изобретения следуют из текста формулы изобретения, а также из приведенного ниже описания примеров осуществления со ссылками на чертежи, на которых показано:
фиг.1 - схема усилий соответствующего изобретению фиксирующего средства,
фиг.2 - вид сбоку в частичном разрезе конструкции фиксирующего средства, причем плоскость разреза соответствует линии II на фиг.4,
фиг.2а - увеличенный фрагмент в соответствии с круглым фрагментом IIa на фиг.2,
фиг.3 - вид снизу упорного тела с установленной исполнительной ручкой,
фиг.3а - увеличенный вид снизу в соответствии с овальным фрагментом IIIa на фиг.3,
фиг.4 - вид снизу упорного тела измененной конструкции с установленной исполнительной ручкой,
фиг.4а - увеличенный вид снизу в соответствии с овальным фрагментом IVa на фиг.4,
фиг.5 - схематичный вид сверху линейной системы в положении фиксации,
фиг.5а - увеличенный вид в соответствии с круглым фрагментом Va на фиг.5,
фиг.5b - вид сбоку в разрезе зафиксированной линейной системы согласно фиг.5, и
фиг.5с - вид сбоку в разрезе согласно фиг.5b, однако, в положении расфиксации.
Принципиальная фиксирующая система наглядно представлена на фиг.1. При этом конструктивный элемент К с фиксирующим телом и конструктивный элемент N с выемкой своими обращенными друг к другу внешними поверхностями G и, соответственно, H располагаются друг против друга с возможностью скольжения. В конструктивном элементе К с фиксирующим телом на нижнем конце направляющей F находится фиксирующее тело R, здесь шарик, который выступает за внешнюю поверхность G конструктивного элемента с фиксирующим телом и посредством действующего в направляющей F вдоль ее оси А нагружающего усилия В частично прижимается к выемке L другого конструктивного элемента N или, соответственно, вдавливается в нее. Выемка L в показанном примере выполнена в виде снабженного наклонными боковыми поверхностями паза, верхняя граница М которого задает плоскость, перпендикулярно к которой проходит линия S симметрии. Она находится под острым углом к оси А направляющей F так, что точечно опирающийся на направляющую шарик R под действием усилия В с одной стороны прижимается к наклонной боковой поверхности паза, а с другой стороны - к противолежащему ей входному краю направляющей F. Достигнутая вследствие этого беззазорная фиксация тел К и N показывается токами V и U приложения векторов силы.
Практический вариант осуществления такой системы следует из фиг.2 и относящегося к ней увеличенного фрагмента на фиг.2а. При этом конструктивный элемент К с фиксирующим телом формирует корпус 16, в котором направляющая F или, соответственно, 30 выполнена в виде глухого отверстия, которое направляет и поддерживает пружину 36 сжатия. Усилие В этой пружины нагружает шарик R или, соответственно, 40, который в показанном положении фиксации контактирует с точками U и V приложения векторов силы, а именно с одной стороны (справа) с входной областью направляющей F/30, а с другой стороны - с кромкой отверстия L пластины Р, которая жестко соединена с конструктивным элементом N с выемкой или выполнена за одно целое с ним. Посредством смещения пластины Р - вправо или влево - шарик F/40 выдавливается вверх против направления действия усилия В, т.е. конструктивные элементы К, N расфиксируются.
На фиг.3 представлена исполнительная ручка 10, рукоятка 12 которой на манипулирующей шейке (не показана) несет диск N/20, который посредством отбортовки или посредством аксиального винта 21 жестко соединен с манипулирующей шейкой и установлен с возможностью поворота в упорном теле К или, соответственно, 18, которое посредством проходящих сквозь упорные отверстия 29 винтов (не показаны) выполнено с возможностью закрепления на поверхности, например на раме окна. Диск N/20 имеет по периферии 22 четыре паза L/24, которые противолежат друг другу в виде двух пар пазов по типу креста. Каждый паз 24 имеет симметрично с двух сторон дна 32 наклонные боковые поверхности 34, верхний край которых формирует границу М. В упорном теле К/18 под углом к его главной протяженности имеются две направляющие F/30, которые расположены диаметрально противоположно друг другу вдоль оси А, которая пересекает ось С вращения диска N/20, причем эти направляющие поддерживают соответствующую пружину 36 сжатия. Нагружаемые ею шарики R/40 вводятся соответственно в фиксирующий контакт с точкой U приложения наклонной боковой поверхности 34 паза диска N/20 и с точкой V опирания на входном конце сопряженной направляющей F/30.
Аналогичным образом, в примере осуществления с фиг.4 и 4а имеется ручка 10 с рукояткой 12, от шейки 14 которой под отбортовкой или, соответственно, аксиальным винтом 21 видна торцевая поверхность с четырехгранным отверстием 15. Посредством кольца 21 с манипулирующей шейкой 14 соединен без возможности проворота диск 20, который установлен с возможностью поворота в упорном теле 18 и имеет на периферии 22 четыре частично открытых наружу круглых паза 25. Они служат для фиксации посредством шариков 40, диаметр которых, по меньшей мере, незначительно превышает диаметр круглых канавок 25, и выполнены с возможностью фиксации в показанных двойным пунктиром положениях перпендикулярно к плоскости чертежа посредством слегка наклонно установленных нагружающих пружин (здесь не показаны).
Между примерами осуществления согласно фиг.3-4а и уровнем техники существуют существенные различия, которые поясняются далее на основании использованных здесь ссылочных позиций. Традиционно, в конструктивном элементе (К) с фиксирующим телом, который имеет направляемое радиально относительно оси (С) вращения фиксирующее тело (R), может быть установлен с возможностью вращения и без возможности аксиального перемещения диск (20), который на своей периферии (22) имеет равномерно распределенные выемки (L). Количество выемок в несколько раз больше количества фиксирующих тел (R), которые воздействуют с одним и тем же шагом на периферию диска. Следовательно, в положении фиксации чаще всего действующие попарно фиксирующие тела (R) входят соответственно в сопрягаемые с ними выемки (L) так, что имеется видимая геометрическая конгруэнтность. Тем самым одно или, соответственно, каждое фиксирующее тело (R) может свободно радиально перемещаться, но при этом является неизбежным, что каждая направляющая (F) имеет обусловленный производственными или функциональными причинами люфт. На конце рукоятки (12) этот сильно увеличенный за счет ее плеча рычага стыковой люфт должен отчетливо чувствоваться, как нежелательно расшатанная посадка.
Этой проблеме изобретение противодействует за счет того, что предусматриваются, по меньшей мере, две фиксирующие пары, однако, не в конгруэнтном положении, а с (аксиальным) смещением, как особенно наглядно представлено на фиг.1 и 3а. При этом два фиксирующих тела (R) или, соответственно, шарика 40 могут находиться в положении фиксации на пересекающей ось С вращения оси А, относительно которой эксцентрично смещены образованные двумя пазами 24 выемки L. Альтернативно, впадины или, соответственно, выемки L могут быть распределены по периферии под неравными углами, например на концах "верхней" дуги под углом 182°, а "нижней" дуги под углом 178°. Видно, что соответствующее изобретению отклонение от симметрии полностью устраняет мешающие фиксирующие люфты, а именно не зависит от каких-либо производственных или монтажных допусков.
Соответствующее изобретению фиксирующее средство выполнено с возможностью использования даже в не осесимметричном устройстве. Так, в случае линейной системы (расположения) оба конструктивных элемента могут представлять собой выполненный в форме прямоугольного параллелепипеда корпус К в качестве неподвижного тела и перемещаемую относительно него пластину N с выемкой. В неподвижном теле К имеются два пересекающихся глухих отверстия (см. фиг.5-5с) с одинаковым диаметром. Первое глухое отверстие принимает в качестве направляющей F/30 пружину 36 сжатия, которая усилием В непосредственно нагружает нажимной шарик D. В находящемся осепараллельно рядом с первым глухим отверстием другом глухом отверстии установлен шарик R, который нагружается усилием V посредством нажимного шарика D. Шарик R находится напротив границы М продольного отверстия L или, соответственно, 38, которое расположено предпочтительно поперек направления смещения конструктивных элементов К, N. Когда пластина N занимает положение, которое показано на фиг.5b, шарик R защелкивается, контактируя при этом сбоку с точкой U приложения стенки Т. Фиг.5с показывает незащелкнутое положение, при котором смещенная пластина N кромкой своего продольного отверстия подняла, преодолев усилие В, фиксирующий шарик R и прилегающий к нему в точке V приложения нажимной шарик D так, что тела K, N могут проскальзывать друг относительно друга.
Большим преимуществом всех этих фиксирующих систем (расположений) является то, что даже при износе кромок после длительного применения имеется обусловленное пружинным усилием саморегулирование фиксирующего механизма. Даже когда в отличии от стандартного случая одностороннего прилегания фиксирующего шарика шарик в устойчивом равновесии прилегает к обеим кромкам края продольного отверстия, фиксирующее усилие при соответствующих размерах пружины 36 сжатия может препятствовать перемещению конструктивных элементов К, N.
Изобретение не ограничено одним из описанных выше вариантов осуществления, а выполнено с возможностью разнообразного модифицирования. Так, вместо сквозных отверстий в качестве выемок L или, соответственно, 24/25/38 также могут быть предусмотрены желобки, канавки или тому подобное и/или другие конфигурации границ М, если только эффективный фиксирующий диаметр выемки не превышает эффективный фиксирующий диаметр шариков R или, соответственно, 40, и последние даже в наиболее глубоком положении располагаются, по меньшей мере, на незначительном расстоянии от дна выемки. Также нажимной шарик D может нагружать два или более фиксирующих шарика R, если его направляющая концентрично или, соответственно, симметрично окружает центральную направляющую F. Кроме того, возможны последовательные системы (расположения) направляющих F с нагружаемыми пружиной нажимными и/или фиксирующими шариками.
Резюмируя, необходимо отметить, что фиксирующее средство для подвижных относительно друг друга конструктивных элементов, главным образом для пары К/N конструктивных элементов, отдельные части которых имеют пространственно сопряженные непосредственно друг с другом поверхности G/H, на которых выступающие элементы R взаимодействуют с силовым замыканием с принимающими (предназначенными для заскакивания в них) элементами L, в соответствии с изобретением имеет в конструктивном элементе К с фиксирующим телом, по меньшей мере, одно находящееся под предварительным напряжением фиксирующее тело R, которое удерживается в направляющей F, в частности, без возможности выпадения, так, что оно выступает за внешнюю поверхность G конструктивной части с фиксирующим телом и под действием наклонной нагрузки частично входит в сопряженную выемку L обращенной к нему внешней поверхности Н в конструктивном элементе N с выемкой. Направляющая F точечно опирающегося на нее фиксирующего тела R ориентирована так, что фиксирующее тело R только с одной стороны точечно прижимается к краю М выемки сопряженного конструктивного элемента N.
В предпочтительном варианте осуществления или, соответственно, применения исполнительная ручка 10 для дверей, окон и тому подобного имеет рукоятку 12, которая с помощью шейки или, соответственно, надставки 14 установлена аксиально неподвижно, но с возможностью поворота, в упорном теле 18 или соответственно на нем. В аксиальное углубление 15 манипулирующей надставки 14 с целью приведения в действие закрывающего механизма может быть вставлен ведущий элемент, например четырехгранник. В упорном теле 18 поворотно установлен соединенный с надставкой 14 без возможности проворота диск 20, который на своей периферии 20 или вблизи нее снабжен выемками, например пазами 24, 25. Вблизи периферии диска оканчиваются направляющие 30, которые, предпочтительно вдоль своей оси А, могут располагаться диаметрально противоположно с двух сторон диска 20, содержат пружины 36 сжатия и направляют нагруженные этими пружинами сжатия шарики 40 под острым углом к линии S симметрии пазов 24, 25. В концевом положении опирающиеся на направляющие фиксирующие шарики 40 точечно прилегают к фиксирующим выемкам 24, 25 конструктивного элемента N, вследствие чего достигается беззазорная фиксация от поворота.
Все без исключения вытекающие из формулы изобретения, описания и чертежей признаки и преимущества, включая конструктивные элементы, пространственные расположения и стадии процесса, могут быть существенными для изобретения как сами по себе, так и в различных комбинациях.
Список ссылочных позиций
A ось
L выемка/отверстие
B нагружающее усилие
M граница/край
C ось вращения
N конструктивный элемент с выемкой
D нажимное тело/шарик
P (нижняя) пластина
F направляющая
R фиксирующее тело/шарик
G внешняя поверхность (К)
S ось симметрии
H внешняя поверхность (N)
T (опорная) стенка
K конструктивный элемент с фиксирующим телом
U,V,W точки приложения вектора силы
10 исполнительная ручка
24 паз(ы)
12 рукоятка
25 круглый паз(ы)
14 манипулирующая надставка/шейка
29 упоры (упорные отверстия)
15 четырехгранное отверстие
30 направляющая
16 корпус
32 дно паза
18 упорное тело
34 наклонная боковая поверхность(и) паза
19 гнездо
36 пружина (сжатия)
20 диск
38 продольное отверстие
21 отбортовка/аксиальный винт
40 (фиксирующий) шарик
22 периферия