ШАРНИРЫ И ИХ СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
HINGES AND THEIR COMPONENTS

Настоящее изобретение относится к шарнирам для форточек и их составным элементам. В частности, настоящее изобретение относится к параллельно открывающимся шарнирам и их усовершенствованию.
Параллельно открывающиеся шарниры хорошо известны. Например, обратимся к более раннему европейскому патенту № 0968349 настоящих заявителей.
Когда тяжелая оконная рама, по весу примерно между 100-200 килограммами, должна быть прикреплена для открывания параллельно к неподвижно закрепленной раме, обычно используется довольно много параллельно открывающихся шарниров. Например, на длинных сторонах форточки можно использовать два и более отдельных параллельных шарнира, и на коротких сторонах форточки можно использовать один или два отдельных параллельных шарнира для поддержания и контроля открывания форточки. Хотя эти устройства функционируют, было отмечено, что вес рамы может вызвать постоянное опускание и выпадение верхней части рамы относительно неподвижно закрепленной рамы. Это может привести к тому, что форточка будет открываться не параллельно и не открывающаяся, конечно, не будет идеальной. Также из-за тяжести рам, поддерживаемых параллельными шарнирами, может произойти определенной степени «перекос», так как скользящий контакт перемещается вдоль направляющей параллельного шарнира во время открывания и/или закрывания форточки. Это не является идеальным и к тому же нарушает плавный ход шарнирного устройства, приводимого в действие вручную или электрическим двигателем. Отмечено также, что чрезмерное качание в центральном шарнирном соединении между двумя соединительными звеньями параллельно открывающегося шарнира может также снизить плавную работу шарнирного устройства.
Настоящее изобретение ставит своей целью решение вышеизложенных проблем путем создания параллельно открывающегося шарнирного устройства и нескольких его составных элементов.
С учетом изложенного выше, настоящее изобретение представляет параллельно открывающийся шарнир, содержащий первую направляющую, вторую направляющую и по меньшей мере две пары шарнирно соединенных пересекающихся соединительных звеньев, в котором каждая пара пересекающихся соединительных звеньев прикреплена к направляющим при помощи фиксированной оси и подвижной оси в каждой направляющей, при этом соединительный элемент соединяет две подвижные оси в направляющей таким образом, что подвижные оси перемещаются одновременно.
То, что две подвижные оси, являющиеся, по существу, прилегающими параллельными шарнирами, перемещаются одновременно, помогает предотвратить выпадение наружу верхней части оконной рамы. Действительно, использование соединительного элемента приводит к одновременному перемещению обоих параллельных шарниров в одинаковых пределах, что приводит к почти абсолютно параллельному открыванию форточки.
Несмотря на то что настоящее изобретение будет функционировать только с одним соединительным элементом, действующим в одной направляющей параллельно открывающегося шарнирного устройства, усовершенствованное открывание может быть достигнуто, если каждая направляющая параллельно открывающегося шарнирного устройства будет иметь собственный соединительный элемент для соединения подвижных осей в соответствующей направляющей. Кроме того, если содержится больше двух параллельных шарниров в паре направляющих, соединительный элемент может действовать между двумя и более подвижными осями в каждой параллельной направляющей.
В типичном параллельно открывающемся шарнире, подвижные оси, являющиеся предпочтительно ползунами, содержатся внутри направляющей. Как будет понятно, соединительным элементом предпочтительно является соединительная тяга, прикрепленная к подвижным осям, при этом соединительная тяга содержится и перемещается внутри направляющей. В качестве альтернативы будет возможным, чтобы соединительный элемент был присоединен к подвижной оси и проходил вне основания направляющей и вдоль нижней стороны направляющей до повторного вхождения в направляющую для присоединения к следующей подвижной оси.
Если соединительный элемент содержится внутри направляющей, то соединительный элемент предпочтительно содержит пазы для размещения других компонентов, таких как, например, другие поворотные оси и винтовые опорные головки внутри шарнира.
Соединительный элемент может быть прикреплен к подвижной оси при помощи заклепки. В качестве альтернативы, соединительный элемент может быть прикреплен к подвижной оси с помощью формованной соединительной детали, такой как устройство в виде ответных соединительных элементов, например защелки. Другие формы соединительной детали будут приняты во внимание специалистами в данной области техники.
Направляющая предпочтительно имеет основание и две боковые стенки, имеющие направленные внутрь выступы, по существу, параллельные основанию. Это типичная с С-образным поперечным сечением направляющая известна в предшествующем уровне техники. Как будет понятно, выступы удерживают подвижные оси/ползуны внутри направляющей.
Настоящее изобретение дополнительно содержит новый и усовершенствованный элемент крепления для использования в направляющей шарнира, причем элемент крепления сформирован для вмещения и удерживания внутри направляющей, при этом элемент крепления содержит множество вращающихся шариков для примыкания к направляющей при использовании.
В предшествующем уровне техники ползуны могли перемещаться свободно вдоль направляющей и обеспечивали хорошую опору для оконной рамы. Однако сейчас используются намного более тяжелые оконные рамы, которые надо надежно поддерживать, поэтому стало необходимым изобрести новую форму элемента крепления, и это привело к настоящему изобретению, которое использует вращающиеся шарики.
Предпочтительно элемент крепления содержит, по меньшей мере, одно отверстие для вмещения оси вращения, чтобы присоединить элемент к соединительному звену шарнира. Элемент может также содержать второе отверстие для вмещения соединительной детали, чтобы присоединить элемент крепления к другому элементу крепления в параллельно открывающемся шарнирном устройстве, как здесь описано. В качестве альтернативы, любое другое соединительное устройство может содержаться на элементе крепления.
Элемент крепления предпочтительно содержит корпус и поверхностный слой, покрывающий корпус для предотвращения контакта корпуса с направляющей при использовании. Это особенно применимо, когда корпус изготовлен из металла и поверхностный слой является пластиковым, так как пластиковый слой не только вызывает в меньшей степени трение между элементом крепления и направляющей, но в пластиковом поверхностном слое могут быть легко выполнены вырезанные участки для размещения вращающихся шариков. Таким образом, вращающиеся шарики могут примыкать как к металлической направляющей, так и к металлическому корпусу элемента крепления для переноса веса оконной рамы непосредственно между ними.
В предпочтительном варианте осуществления элемент крепления является, по существу, прямоугольным, и вращающиеся шарики располагаются в направлении к четырем углам элемента крепления на стенках элемента, которые примыкают к стенкам направляющей. При необходимости, может быть использовано более четырех вращающихся шариков.
Вращающиеся шарики предпочтительно изготовлены из металла, но, в качестве альтернативы, может быть использован любой другой подходящий материал.
Настоящее изобретение дополнительно содержит шарнирное крепление для соединительного звена шарнира, которое содержит опорный элемент и шарнирную ось, взаимодействующую с опорным элементом, при этом ось вращения содержит криволинейную поверхность для взаимодействия с соединительным звеном шарнира при использовании, чтобы перемещать соединительное звено относительно элемента.
Посредством включения шарнирного крепления такого вида в шарнир, особенно в параллельно открывающийся шарнир, любое опускание рамы относительно неподвижно закрепленной рамы может быть допущено во время установки посредством корректировки искривленного положения для поднятия оконной рамы. Было установлено, что это полезное изобретение.
Шарнирная ось предпочтительно содержит стержень для присоединения опорного элемента.
Криволинейная поверхность является предпочтительно круглой и смещенной от оси стержня оси вращения. Дополнительно, диаметр окружности, определяющий криволинейную поверхность, являющуюся предпочтительно больше диаметра стержня оси вращения, допускает выполнение значительного количества перемещений оконной рамы, прикрепленной на параллельно открывающемся шарнире. В основном, вращение криволинейной поверхности корректирует положение направляющей, перемещающей оконную раму относительно остальной части параллельного шарнира.
Предпочтительно, ось вращения содержит верхний элемент для удерживания соединительного звена на элементе при использовании. В необходимых случаях может также быть использована одна и более кольцевых прокладок. Дополнительно, верхний элемент оси вращения является предпочтительно сформированным для вмещения инструмента, такого как торцевой ключ или отвертка для вращения оси во время установки.
Настоящее изобретение также содержит шарнир для форточки, включающий элемент крепления и/или шарнирное крепление, как здесь описано и заявлено.
Как упоминалось выше, центральное шарнирное соединение между двумя соединительными звеньями параллельно открывающегося шарнира может создать чрезмерное качание, которое может быть вредным для функционирования параллельно открывающегося шарнира. Таким образом, настоящее изобретение дополнительно содержит шарнирную ось между двумя соединительными звеньями шарнира, причем шарнирная ось содержит крепежный элемент, удерживающий соединительные звенья вместе, и втулку, взаимодействующую с крепежным элементом для установления пространства между соединительными звеньями. Посредством включения втулки, которая является идеально прилегающей к соединительным звеньям, представлено шарнирное устройство, в котором осевое отклонение вдоль крепежного элемента может быть минимизировано. Как результат, более плавная работа шарнирной оси может иметь место, таким образом, улучшающая открывание параллельного шарнира.
Втулка предпочтительно содержит выступ для примыкания поверхности соединительного звена. Поверхность соединительного звена является предпочтительно поверхностью с вырезом, так что и выступ втулки, и соответствующая часть крепежного элемента могут быть размещены внутри выреза.
На другом конце втулка предпочтительно примыкает к верхней части крепежного элемента, таким образом, устанавливая длину крепежного элемента во время сборки. Более предпочтительным является размещение верхней части крепежного элемента в вырезе в одном из соединительных звеньев. Таким образом, вся шарнирная ось может быть размещена внутри контура двух близлежащих соединительных звеньев.
Крепежный элемент предпочтительно проходит через втулку и, если крепежный элемент является заклепкой, то ее сплющивают снаружи выше выступа втулки во время сборки.
Втулка является предпочтительно жесткой и действует как опора для двух соединительных звеньев. Фосфористая бронза является очень хорошим опорным материалом, который к тому же имеет хорошее сопротивление и прочность. Могут, конечно, в качестве альтернативы быть использованы другие подходящие материалы. Как будет понятно, кольцевая прокладка идеальна для использования между двумя соединительными звеньями с наружной стороны втулки для предотвращения трения между соединительными звеньями. Следовательно, втулка должна быть достаточной длины для размещения кольцевой прокладки, которая является предпочтительно полиамидной или из другого подходящего материала.
Здесь описаны избирательные варианты осуществления настоящего изобретения только в виде примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает перспективный вид параллельно открывающегося шарнира в соответствии с настоящим изобретением в открытой позиции;
Фиг.2 изображает перспективный вид шарнира фиг.1 в закрытой позиции;
Фиг.3 изображает перспективный вид элемента крепления в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.4 изображает перспективный вид, показывающий часть параллельно открывающегося шарнира с одной из направляющих, отодвинутой для изображения элемента крепления фиг.3 в использовании;
Фиг.5 изображает перспективный вид части параллельно открывающегося шарнира фиг.1 и 2, изображающий шарнирное крепление в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.6 изображает перспективный вид оси вращения для использования в шарнирном креплении, изображенном на фиг.5;
Фиг.7 изображает поперечное сечение по оси поворота крепления, изображенного на фиг.5; и
Фиг.8 изображает поперечное сечение по оси поворота, соединяющей пересекающиеся соединительные звенья параллельно открывающегося шарнира.
На фиг.1 и 2 сопроводительных чертежей изображена параллельно открывающаяся шарнирная система 1. Как будет понятно, шарнирная система эффективно объединяет два параллельных шарнирных устройства в единое изделие. Новый параллельный шарнир содержит пару параллельных направляющих 3, 5 с основанием, имеющим, по существу, с-образное поперечное сечение и две боковые стенки, содержащие направленные внутрь выступы, по существу, параллельные основанию. Шарнир 1 дополнительно содержит две пары пересекающихся соединительных звеньев 7, 9, в котором каждая пара пересекающихся соединительных звеньев 7, 9 шарнирно соединяется с осью 11 и с каждой направляющей 3, 5. Соединительные звенья 7 прикреплены к направляющей 3 неподвижными шарнирами 13 и к направляющей 5 - подвижными шарнирами 15. Аналогично, соединительные звенья 9 прикреплены к направляющей неподвижными шарнирами 17 и к направляющей 3 - подвижными шарнирами 19. Так как параллельные направляющие 3, 5 перемещаются одновременно или в отдельности, подвижные шарниры 15, 19 перемещаются вдоль направляющих, тогда как неподвижные шарниры 13, 17 остаются неподвижными.
Как будет видно на фиг.1, подвижные шарниры 15 передвигаются при помощи элементов крепления 21, изображенных более детально на фиг.3 и 4. Эти элементы крепления 21 сформированы для вмещения и удерживания внутри направляющих 3, 5 с с-образным поперечным сечением. Между двумя элементами крепления 21 в направляющей 5, например, соединительный элемент или соединительный стержень 23 предназначен для соединения двух ползунов 21 так, что они перемещаются как один. Соединительный элемент 23 насажен с одного конца на элемент крепления 21 и прикрепляется к нему заклепкой. Соединительный элемент 23, таким образом, перемещается вдоль основания направляющей 5, избегая шарнирной оси 17 посредством паза 25 в соединительном элементе 23 до присоединения к элементу крепления 21b в направляющей 5. Соединительной деталью с элементом крепления 21b может быть защелка или, например, устройство в виде составного соединения, где два компонента являются взаимодополняющими друг друга по форме.
Аналогичный соединительный элемент 23 можно использовать между закрепленными подвижно осями 19 в направляющей 3, что не показано на фиг.1.
На фиг.3 и 4 элемент крепления 21 изображен более детально.
Как будет принято во внимание, часть металлического корпуса 27 сформирована для размещения в с-образной направляющей 3, 5 и частично покрыта пластиковым поверхностным слоем 29. Это устройство похоже на то, которое описано и заявлено в патенте UK 2281098 настоящего заявителя. Отличие, при этом, заключается в том, что пластиковый поверхностный слой 29 имеет четыре вырезанных участка 31 для размещения металлических вращающихся шариков 33. Вращающиеся шарики 33 калиброваны для размещения в пространстве между выступами и основанием направляющей 3, 5. Вращающийся шарик 33 незначительно выступает на пластиковом поверхностном слое 29, таким образом, примыкая и двигаясь вдоль направляющих 3, 5. В связи с этим, происходит более равномерное перемещение элементов крепления вдоль направляющих 3, 5. Если необходимо, можно, конечно, использовать больше вращающихся шариков 33 в дополнительных вырезах 31.
Каждый элемент крепления 21 содержит отверстия 35, 37. Одно отверстие используется для размещения шарнирной оси 15, и другое отверстие используется для присоединения к соединительному элементу 23. Таким образом, два элемента крепления 21а, 21b противостоят лицевыми поверхностями в направляющей 5 со свободными отверстиями, противостоящими лицевыми поверхностями, как показано на фиг.1.
Переходя к дополнительному аспекту настоящей параллельно открывающейся шарнирной системы, на фиг.6 и 7 показано шарнирное крепление. Шарнирное крепление по фиг.5 является увеличенным изображением участка, окружающего шарнир 17 по фиг.1. Как будет видно, шарнирная ось 41 удерживает соединительное звено 9 на опоре 43, которая зафиксирована внутри направляющей 5. Опора 43 прикреплена к направляющей 5 при помощи заклепки 45, хорошо видной на фиг.1. Шарнирная ось 41 прикреплена к опоре 43 с возможностью свободного вращения относительно нее вокруг стержня 47. Шарнирная ось 41 к тому же содержит криволинейную поверхность 49 для взаимодействия с отверстием (не изображено) в соединительном звене 9. Верхний элемент 51 содержится на оси вращения для удержания соединительного звена 9, присоединенного к опоре 43. Верхний элемент 51 содержит вырез 53 для размещения ключа-шестигранника или тому подобного для поворота шарнирной оси 41 относительно опоры 43.
Во время установки параллельного шарнира в соответствии с настоящим изобретением, оконная рама, присоединенная к направляющей 5, может немного опуститься под действием своего веса и стать не параллельной к неподвижно закрепленной раме и, при этом, иметь неприглядный вид. Чтобы избежать этого, ключ-шестигранник может быть вставлен в вырез 53 в верхнем элементе 51 каждого крепления с центральным шарниром для поворота шарнирной оси 41 вокруг стержня 47, тем самым обеспечивая плотное прилегание криволинейной поверхности 49 к соединительному звену 9. Взаимное перемещение соединительного звена 9 и опоры 43, и, следовательно, направляющей 5 приводит к поднятию (или опусканию) оконной рамы по мере необходимости. Таким образом, происходит практически абсолютное позиционирование и совмещение оконной рамы относительно неподвижно закрепленной рамы.
На фиг.1 и 8, шарнирная ось 11 между пересекающимися соединительными звеньями 7, 9 содержит заклепку 55, втулку 57 и полиамидную кольцевую прокладку 59. Как будет видно, заклепка содержит головку 61, помещенную внутри выреза 63 в соединительном звене 9, и крепежный элемент проходит через втулку 57. Другое соединительное средство 7 также содержит вырез 65 для размещения выступа 67 втулки 57 и свободный край 69 заклепки 55 сдавливается над выступом 67 втулки 55. Последующее сдавливание заклепки 55 заключается в размещении ее внутри утолщения от совмещения двух соединительных звеньев 7, 9 и кольцевой прокладки 59. Дополнительно, посредством выступа 67 втулки 57, упирающегося в поверхность 71 в вырезе 65 соединительного звена 7, положение втулки 57 определяется и активная длина заклепки 55 фиксируется посредством осевой длины втулки 57. Поэтому, как будет видно на фиг.8, свободный край втулки 57 упирается в головку 61 заклепки 55, так что расстояние между двумя соединительными звеньями 7, 9 может быть предопределено выбором длины втулки 57. Толщина полиамидной кольцевой прокладки 59 может быть подобрана таким образом, что два соединительных звена 7, 9 смогут свободно вращаться вокруг втулки 57 из фосфористой бронзы с незначительным осевым отклонением вдоль заклепки 55. Представленное таким образом усовершенствованное шарнирное соединение, подвергающееся незначительному трению, приводит к уменьшению прикладываемых усилий при открывании и закрывании форточки. Большие и тяжелые форточки могут, таким образом, быть приведены в действие вручную.
Как будет понятно, здесь описаны новые изобретательные признаки, которые при использовании в шарнире, таком как параллельно открывающийся шарнир, приводят к значительному усовершенствованию открывания и использования шарнира.
Разумеется, следует понять, что настоящее изобретение описано выше исключительно в качестве примера, и модификации могут быть выполнены в рамках настоящего изобретения, как указано в формуле изобретения.