ВИНТОВОЙ САМОЗАПИРАЮЩИЙСЯ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ДВЕРИ
HELICAL SELF-LOCKING MECHANISM FOR DOOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к механическому приводу и, в частности, к запирающему и самоотпирающемуся механизму для дверных механизмов с винтовым приводом.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Дверные механизмы с винтовым приводом широко используют, например, для дверей различных транспортных средств, для защитных дверей, дверей общественных зданий и подобных. Дверные механизмы с винтовым приводом обычно имеют проблемы при запирании и отпирании. В настоящее время дверные механизмы с винтовым приводом как отечественного, так и зарубежного производства, обычно снабжают различными замками, включающими тормоза и захваты, или замками с электромагнитным, гидравлическим или пневматическим приводом для запирания и отпирания. Недостатки большинства упомянутых выше запирающих дверных механизмов состоят в сложности, низкой надежности и потребности в дополнительных приводах для отпирания.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение решает упомянутые выше проблемы с помощью простого и надежного, не требующего отдельного привода для замка винтового самозапирающегося и самоотпирающегося механизма для двери.
Суть технического решения сводится к следующему. Винтовой самозапирающийся механизм для двери состоит из винта с переменным углом подъема резьбы и самоустанавливающейся головки. Винт с переменным углом подъема резьбы присоединен к приводу, а самоустанавливающаяся головка соединена с дверью. Винтовая прорезь винта с переменным углом подъема резьбы разделена на три участка: рабочий участок с углом подъема резьбы больше угла трения, запирающий участок с углом подъема резьбы меньше угла трения и переходный участок между ними. Привод может вращать винт с переменным углом подъема резьбы в обоих направлениях. Самоустанавливающаяся головка содержит соединенные втулку вала и штифт и предназначена составлять, вместе с винтом с переменным углом подъема резьбы, винтовую кинематическую пару, причем штифт в самоустанавливающейся головке заглублен в винтовую прорезь винта с переменным углом подъема резьбы и контактирует с винтовой прорезью так, что штифт и винтовая прорезь при любом угле подъема резьбы образуют согласованную винтовую пару, реализующую передачу усилия и движения.
Отличительные признаки настоящего изобретения
Самозапирание: запирание и отпирание дверного механизма не требуют отдельного привода, само вращение винта с переменным углом подъема резьбы в самоустанавливающейся головке по и против часовой стрелки приводит к запиранию и самоотпиранию самоустанавливающейся головки, и таким способом образуют замок, не требующий привода.
Высокая надежность: на участке запирания винта угол подъема резьбы винтовой пары меньше угла трения, что вызывает самозапирание и тем позволяет винту с переменным углом подъема резьбы запирать самоустанавливающуюся головку, то есть надежно запирать дверь без проблем отпирания, связанных с вибрацией и прочими помехами. Поскольку привод вращает по и против часовой стрелки винт с переменным углом подъема резьбы, то он также приводит самоустанавливающуюся головку и дверь в синхронное движение параллельно оси винта с переменным углом подъема резьбы при заходе и сходе самоустанавливающейся головки с участка запирания винта для реализации запирания и не требующего питания самоотпирания дверного механизма.
Простота: механизм запирания двери имеет минимум частей и простую конструкцию.
Настоящее изобретение пригодно для различных запирающих дверных механизмов с винтовым приводом.
Принцип действия настоящего изобретения:
При закрывании двери приводом, винт с переменным углом подъема резьбы вращается по часовой стрелке и перемещает самоустанавливающуюся головку с рабочего участка на участок запирания, и, когда самоустанавливающаяся головка заходит на участок запирания винта с переменным углом подъема резьбы, дверь закрывается, а затем происходит самозапирание двери.
При открывании двери приводом, винт с переменным углом подъема резьбы вращается против часовой стрелки и перемещает самоустанавливающуюся головку с участка запирания на рабочий участок, и когда самоустанавливающаяся головка уходит с участка запирания винта с переменным углом подъема резьбы, происходит самоотпирание двери, а затем дверь открывается.
Закрывание двери вручную отличается от закрывания приводом тем, что самоустанавливающаяся головка приводит во вращение винт с переменным углом подъема резьбы, что позволяет самоустанавливающейся головке заходить на участок запирания винта с переменным углом подъема резьбы для самозапирания двери и ее закрытия.
Для открывания двери вручную требуется предусмотреть устройство, обеспечивающее проворот винта с переменным углом подъема резьбы против часовой стрелки на заданный угол, чтобы самоустанавливающаяся головка ушла с участка запирания винта и можно было произвести отпирание с последующим открытием двери за счет вращения против часовой стрелки самоустанавливающейся головки. Для этого можно применить переводной рычаг, зубчатую передачу, расцепляющие механизмы и другие устройства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 показывает принцип действия настоящего изобретения.
Фиг.2 показывает частичный увеличенный вид типичного участка винта 1 с переменным углом подъема резьбы.
Фиг.3 показывает в разрезе и аксонометрии штифт самоустанавливающейся головки 19 на рабочем участке винта 1.
Фиг.4 показывает в разрезе и аксонометрии штифт 5 самоустанавливающейся головки на участке запирания винта 1.
Фиг.5 показывает упрощенный принципиальный чертеж ручного отпирающего устройства.
Фиг.6 показывает трехмерный вид устройства с фиг.5.
На фиг.1-6:
1 - винт с переменным углом подъема резьбы,
2 - гайка,
3 - стопорное кольцо,
4 - торсионная пружина,
5 - штифт,
6 - роликовый подшипник,
7 - шпиндельная втулка,
8 - крышка подшипника,
9 - втулка гайки,
10 - дверь,
11 - привод,
12 - тяговое колесо,
13 - левый переводной рычаг,
14 - правый переводной рычаг,
15 - правая соединительная пластина,
16 - тяга,
17 - торсионная пружина,
18 - промежуточная опора,
19 - самоустанавливающаяся головка.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее приведено подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на фиг.1.
Винтовой самозапирающийся механизм для двери содержит винт 1 с переменным углом подъема резьбы и самоустанавливающуюся головку 19.
Винт 1 соединен с приводом 11, который предназначен для вращения винта 1 в обоих направлениях, а самоустанавливающаяся головка 19 соединена с дверью 10, в результате чего самоустанавливающаяся головка 19 и дверь движутся синхронно. Винтовая прорезь на винте 1 делится на три участка: рабочий участок с углом подъема резьбы больше угла трения, запирающий участок с углом подъема резьбы меньше угла трения и переходный участок между ними. Винтовая прорезь в винте 1 имеет прямоугольное или трапециевидное сечение, причем резьба на винте 1 может быть одно- или многозаходной. Самоустанавливающаяся головка 19 содержит шпиндельную втулку 7, штифт 5, втулку 9 гайки, гайку 2, роликовый подшипник 6, крышку 8 подшипника, стопорное кольцо 3 и торсионную пружину 4. Гайка 2 и втулка 9 гайки соединены по окружности с возможностью вращения, а в осевом направлении гайка зафиксирована стопорным кольцом 3. Один конец торсионной пружины 4 соединен со втулкой 9 гайки, другой ее конец соединен с гайкой 2.
Штифт и шпиндельная втулка могут быть соединены жестко или с возможностью вращения. Когда штифт 5 и шпиндельная втулка 7 находятся в жестком соединении, винтовая пара находится в трении скольжения. Когда штифт 5 и шпиндельная втулка 7 соединены с возможностью вращения, винтовая пара находится в трении качения.
Когда привод 11 закрывает дверь, винт 1 вращается по часовой стрелке и ведет самоустанавливающуюся головку 19 с рабочего участка винта 1 на запирающий участок, и дверь запирается. Когда привод 11 открывает дверь, винт 1 вращается против часовой стрелки, ведет самоустанавливающуюся головку 19 с запирающего участка в противоположном направлении и открывает дверь.
Когда дверь закрывают вручную, перемещение самоустанавливающейся головки 19 заставляет винт 1 вращаться по часовой стрелке, при этом самоустанавливающаяся головка 19 заходит на запирающий участок винта 1 и обеспечивает закрытие двери вручную и запирание двери.
Открытие двери вручную показано на фиг.5. Правый переводной рычаг 14 соединен с гайкой 2 самоустанавливающейся головки 19 через правую соединительную пластину 15. Левый переводной рычаг 13 соединен с тяговым колесом 12, которое свободно насажено на винт 1. Тяга 16 присоединена к тяговому колесу 12. Один конец торсионной пружины 17 соединен с тягой 16, а другой конец соединен с промежуточной опорой 18. Тяга 16 вращает тяговое колесо 12 и левый переводной рычаг 13, и далее через правый переводной рычаг 14 и правую соединительную пластину 15 вращает гайку 2, чтобы провернуть винт 1 на заданный угол. После завершения ручного отпирания, дверь открывают вручную при вращении самоустанавливающейся головки 19 против часовой стрелки. После отпирания, под действием торсионной пружины 17, тяговое колесо 12 и тяга 16 возвращаются в исходное положение и готовы к следующему циклу ручного отпирания.
Фиг.2 показывает частичный увеличенный вид типичного участка винта 1 с переменным углом подъема резьбы, причем часть А представляет собой запирающий участок с углом подъема резьбы меньше угла трения, часть С - рабочий участок с углом подъема резьбы больше угла трения, а часть В - переходную секцию между ними с плавно изменяющимся углом подъема резьбы.
Фиг.3 показывает штифт 5 самоустанавливающейся головки 19 на рабочем участке винта 1, причем самоустанавливающаяся головка 19 и винт 1 составляют винтовую кинематическую пару, штифт 5 самоустанавливающейся головки 19 зацеплен в винтовой прорези винта 1 и находится в контакте с винтовой прорезью, при этом штифт и винтовая прорезь при всех углах подъема резьбы образуют согласованную винтовую пару для передачи усилия и момента движения, необходимых для открывания и закрывания двери.
Фиг.4 показывает штифт самоустанавливающейся головки 19 на запирающем участке винта 1 в положении самозапирания, обусловленного углом подъема резьбы винтовой пары, который меньше угла трения, причем винтовая прорезь запирающего участка на винте 1 фиксирует штифт 5, то есть самоустанавливающаяся головка 19 лишена возможности перемещения, чем обеспечено надежное запирание двери.