КАБИНА С ПОВОРОТНОЙ ДВЕРЬЮ

Настоящая полезная модель относится к кабине с поворотной дверью для транспортного средства.
Конструкция кабин, например сантехнических кабин в транспортных средствах, в частности в железнодорожных транспортных средствах, обусловлена наличием ограниченного пространства. В частности, закрывающаяся поворотная дверь, края умывальника и унитаза ограничивают остающееся свободное пространство кабины, например, для поворота пассажира вокруг своей оси.
Как правило, проблему ограниченного радиуса поворота до настоящего времени решали оптимизацией расположения распашной или сдвижной двери, умывальника и унитаза. Предпочтение отдавали раздвижной двери, так как она с учетом радиуса разворота внутри кабины не ограничивает при закрывании внутреннее пространство кабины. Однако, ее использование удлиняет кабину для возможности размещения дверного полотна в открытом положении. Распашные двери, дверное полотно которых при открывании по ширине полностью занимает коридор, также нежелательны, так как они ограничивают свободу перемещения в коридоре, что может привести к нежелательному столкновению пассажиров.
В документе US 2010/0 237 193 AI раскрыт механизм открывания двери сантехнической кабины самолета, экономящий пространство.
В публикации “Гаражные ворота без направляющих”, G.Dittrich, Сборник отраслевого профсоюза металлургической промышленности “Передаточные механизмы”, № 603, 2000, Институт по вопросам передаточных механизмов и машинной динамики Технического университета Рейн-Вестфалии, Аахен раскрыт шестизвенный кривошипный механизм открывающихся вверх гаражных ворот, обеспечивающих увеличение полезного пространства гаража.
Таким образом, задача полезной модели состоит в том, чтобы создать кабину с поворотной дверью, обеспечивающей максимально большой радиус разворота внутри кабины и минимально блокирующей коридор при открывании.
Согласно полезной модели предложена кабина с поворотной дверью для транспортного средства, имеющая стенку кабины с проемом. Кабина имеет также поворотную дверь с дверным полотном, выполненным с возможностью поворота в закрытое и открытое положение. Согласно полезной модели предложен шестизвенный рычажный передаточный механизм, соединенный с дверным полотном и кабиной и совершающий движение по изогнутой траектории между открытым и закрытым положением под воздействием силы, причем в закрытом положении дверное полотно перекрывает проем кабины.
Преимуществом такой кабины является возможность путем выбора конструкции оптимизировать траекторию движения в соответствии с фактическими требованиями, например, для увеличения радиуса разворота или для уменьшения выступающей траектории движения. Обеспечена возможность дополнительной оптимизации траектории движения за счет проектирования синтезированных механизмов.
Рычажный передаточный механизм является шестизвенным. Такие рычажные механизмы обеспечивают возможность реализации большого количества траекторий движения с целью их оптимизации. Рычажный передаточный механизм называют также сопряженным механизмом.
Сопряженный механизм – это предпочтительно рычажно-шарнирный передаточный механизм, причем связующим звеном рычажно-шарнирного механизма является дверное полотно. Такой специальный рычажно-шарнирный механизм обеспечивает реализацию траектории движения по дуге, выступающей только незначительно, примерно на половину диаметра дверного полотна. Дверное полотно и в открытом положении выступает внутрь кабины и не загораживает коридор. Кроме этого соответствующее расположение поворотной двери со специальным рычажно-шарнирным механизмом предпочтительно увеличивает радиус разворота пассажира внутри кабины, что повышает пользовательский комфорт пассажира.
Нижний край дверного полотна имеет направляющую точку. Это повышает устойчивость поворотной двери при открывании или закрывании.
Рычажный передаточный механизм и его соответствующие передаточные звенья устанавливают предпочтительно в зоне потолка. Это снижает загроможденность коридора и упрощает пользование поворотной дверью за счет отсутствия выступающих звеньев передаточного механизма.
Проем кабины в стенке кабины расположен предпочтительно в переходе стенки кабины в соответствующую боковую стенку, причем рычажный передаточный механизм сочленен с дверным полотном таким образом, что дверное полотно совершает поворотное движение в направлении боковой стенки. Такое расположение обеспечивает движение открывания с минимальным отстоянием от боковой стенки. Это дополнительно увеличивает свободу движения пассажира внутри кабины.
В открытом положении между дверным полотном и боковой стенкой установлена предпочтительно защита от защемления. Это обеспечено тем, что в открытом положении дверное полотно отстоит от боковой стенки с образованием промежутка между дверным полотном и боковой стенкой. Таким образом, при открывании поворотной двери риск повреждения или защемления руки, например, невелик.
Кроме этого предложена конфигурация с двумя расположенными друг против друга кабинами указанного исполнения, причем проемы кабин разделены проходящим между кабинами коридором. Предпочтительно небольшое выступающее в коридор движение открывающейся или закрывающейся поворотной двери даже при наличии заданной небольшой ширины коридора обеспечивает возможность применения в транспортных средствах, в частности в железнодорожном транспорте, конфигурации противоположно расположенных кабин, называемой часто Визави-конфигурацией.
При этом ширина коридора предпочтительно больше или равна ширине дверного полотна. Так как, например, выступающее движение поворотной двери с рычажно-шарнирным механизмом при открывании или закрывании составляет примерно половину ширины дверного полотна, ширина коридора обеспечивает возможность одновременного открывания или закрывания.
Предложено также транспортное средство, по меньшей мере, с кабиной указанного выполнения и/или, по меньшей мере, с конфигурацией кабин согласно одному из указанных вариантов выполнения.
Транспортное средство – это предпочтительно моторизованное транспортное средство. В частности, в железнодорожных транспортных средствах устанавливают соответствующие двери кабин, например, в сантехнической зоне. К транспортным средствам относятся также и другие транспортные средства, например, автобусы, корабли и самолеты. В них также кабины, например, сантехнические, закрывают поворотными дверями по данной полезной модели.
Поворотная дверь согласно данной полезной модели работает как в ручном, так и в автоматическом режиме.
Указанные свойства, признаки и преимущества настоящей полезной модели, а также вид и способ их обеспечения более ясно и подробно представлены в последующем описании вариантов осуществления полезной модели на основе чертежей, на которых представлено следующее:
фиг. 1 – кабина по данной полезной модели со специальным рычажно-шарнирным механизмом,
фиг. 2 – кабина по данной полезной модели,
фиг. 3 – кабина с распашной дверью по существующему уровню техники,
фиг. 4 – кабина по данной полезной модели,
фиг. 5 – кабина с распашной дверью по существующему уровню техники,
фиг. 6 – боковая проекция кабины по данной полезной модели,
фиг. 7 – конфигурация кабин по данной полезной модели,
фиг. 8 – транспортное средство по данной полезной модели.
На фиг. 1 показана вертикальная проекция кабины 1 по данной полезной модели с поворотной дверью 6. Кабина имеет стенку 3 кабины с проемом 5 кабины, причем обозначен только последний. Кабина 1 имеет также поворотную дверь 6 с дверным полотном 7, выполненную с возможностью поворота между открытым положением и закрытым положением. Выполнен также рычажный передаточный механизм 10, соединенный с дверным полотном 7 и кабиной 1 и обеспечивающий движение дверного полотна 7 по изогнутой траектории 18, 19 между открытым и закрытым положением с силовым воздействием. В закрытом положении дверное полотно 7 перекрывает проем 5 кабины.
При этом выполненный рычажный передаточный механизм 10 является шестизвенным и плоским рычажным передаточным механизмом 10. Рычажный передаточный механизм 10 называют также сочлененным механизмом. В частности, он является специальным рычажно-шарнирным механизмом, описанным ниже.
Следует учесть, что возможно применение и других рычажных передаточных механизмов 10. Таким образом, полезная модель не ограничена описанным далее рычажным передаточным механизмом 10.
Шесть передаточных звеньев Gl, G2, G3, G4, G5, G6 сочленены друг с другом посредством шести шарниров Dl, D2, D3, D4, D5, D6. Каждое передаточное звено имеет фиксированную длину. Звено G1, выполняющее роль базового звена, установлено в кабине 1 жестко или неподвижно. В закрытом положении поворотной двери 6 ориентация звена G1 совпадает с ориентацией дверного плотна 7. Звено G1 ориентировано также вертикально относительно боковой стенки 4, причем полезная модель не ограничена этим.
Звено G1 включает два поворотных шарнира, приводной поворотный шарнир D1 и дополнительный поворотный шарнир D2. Поворотный шарнир D2 установлен при этом на обращенной к боковой стенке 4 стороне, причем приводной поворотный шарнир D1 установлен на обращенной от боковой стенки 4 стороне. Соответственно эти два поворотных шарнира D1, D2 сохраняют жестко неподвижное положение при движении передаточного механизма.
Передаточное звено G2, выполняющее роль приводного звена, посредством поворотного шарнира D1 соединено со звеном G1 с возможностью поворота. На его конце, не соединенном со звеном G1, установлен поворотный шарнир D4, с которым с возможностью поворота соединено связующее звено G3. Связующее звено G3 соединено с поворотной дверью 6 или с дверным полотном 7 таким образом, чтобы движение и ориентация связующего звена G3 в вертикальной проекции соответствовали движению и ориентации поворотной двери 6. В этом конкретном примере длина связующего звена G3 идентична ширине t дверного полотна 7, за счет чего на Фигуре 1 в данном виде или в данной проекции связующее звено G3 неотличимо от дверного полотна 7, а кинематика связующего звена G3 совпадает с кинематикой дверного полотна 7. В принципе, ширина t дверного полотна 7 и длина связующего звена G3 необязательно должны быть идентичными.
Как связующее звено G3, так и передаточное звено G2 имеют на своих участках звеньев два поворотных шарнира D3, D6.
С этими поворотными шарнирами D3, D6 сочленены передаточные звенья G5, G6, обращенные от поворотных шарниров D3, D6 концы которых соединены между собой с возможностью вращения двойным поворотным шарниром D5. С двойным поворотным шарниром D5 соединено с возможностью вращения также и передаточное звено G6. соединенное в свою очередь со звеном G1 посредством поворотного шарнира D2. Соотношения длин и места установки поворотных шарниров на соответствующих звеньях выбирают не произвольно, а согласно определенным соотношениям длин, чтобы обеспечить возможность движения связующего звена G3.
При этом места установки поворотных шарниров Dl, D2, D3, D4, D5, D6 Dl, D2, D3, D4, D5, D6 и соотношения длин понятны из фигур. Для более лучшей репродуцируемости эти соотношения длин пронумерованы, причем для документирования этих соотношений длин отрезки между двумя поворотными шарнирами DX и DY обозначены как d (DX, DY). За нумерацией самого короткого отрезка – отрезка между поворотным шарниром D1 и поворотным шарниром D3, т.е. d (Dl, D3) = 1, следуют соответственно d (Dl, D4) = 2,968; d (Dl, D2) =3,125; d (D4, D6) = 2,656; d (D3, D5) =2,031; d (D5, D2) =2,25; d (D5, D6) = 1,387.
Рычажный передаточный механизм 10 целиком приводят в движение, например, посредством передаточного звена G2. Место установки приводных звеньев определяет переменная, например, указанные на фигурах углы поворота. Таким образом, для каждого установленного угла поворота передаточного звена G2 однозначно определены все места установки или ориентации остальных передаточных звеньев Gl, G3, G4, G5, G6, причем это однозначно определяет, в частности, место установки и ориентацию связующего звена G3, т.е. дверного полотна 7.
Угол поворота α передаточного звена G2 относительно звена G1 ограничен предпочтительно величиной 0 °≤ α ≤180 °, причем α = 0° обозначает закрытое положение поворотной двери 6. В этом случае дверное полотно 7 ориентировано параллельно звену G1 и, соответственно, перекрывает проем 5 кабины. Приемные гнезда 45 на связующем звене G3 и на стенке 3 кабины приводят к защелкиванию связующего звена G3 при α = 0°. Для этого устанавливают также запорный механизм с фиксирующим крюком.
Открытое положение соответствует α = 180°. Траектории движения 18, 19 дверного полотна 7 при последовательном прохождении допустимых углов поворота (0°≤ α ≤180°) передаточного звена G2 схематично показаны на Фигуре 1. При этом внешняя траектория 19 проходит через точки положения поворотного шарнира D4 и, тем самым, первой стороны дверного полотна 7. При этом внешняя траектория 19 приблизительно соответствует полуокружности. При этом внешняя траектория выступает примерно на половину ширины t дверного полотна. Это предпочтительно явно меньше, чем у распашной двери из уровня техники, которая выступает на ширину t дверного полотна, что более подробно рассмотрено в последующих фигурах в сравнении с существующим уровнем техники.
В схематическом изображении внутренняя траектория 18 проходит точки положения обращенной от поворотного шарнира D4 свободной стороны дверного полотна 7. При этом внутренняя траектория 18 является только приблизительно прямой. Внутренняя траектория 18 при этом приближена к боковой стенке 4, расположенной в сторону стенки кабины. Чем меньше эти промежутки, тем меньше места внутри кабины 1 нанимает кинематика дверного полотна 7. Поэтому особенно предпочтительно расположение проема 5 кабины в переходе стенки 3 кабины в соответствующую боковую стенку 4, чтобы внутренняя траектория 18 была реализована рядом со стенкой, как показано, например, на фиг. 1, а для пассажира в кабине 1 было обеспечено максимальное свободное пространство.
На обращенной от поворотного шарнира D4 стороне дверного полотна 7 установлен дверной уплотнитель 30. Он предназначен для перекрытия визуального просвета во внутреннее пространство кабины 1 при образовании в закрытом положении нежелательной щели, например, на переходе стенки 3 кабины в боковую стенку 4.
Также предпочтительно конечное положение дверного полотна 7, т.е. при α = 180°, не параллельное боковой стенке 4, чтобы дверное полотно 7 немного отстояло от боковой стенки 4. В открытом положении это обеспечивает наличие щели, выполняющей роль защиты 32 от защемления. Таким образом, не происходит зажим руки, охватывающей полотно для закрывания или открывания поворотной двери 6, что повышает безопасность обращения с поворотной дверью 6 или снижает риск получения повреждения.
На фиг. 2-5 показана предпочтительная кинематика при закрывании или открывании поворотной двери 6 по данной полезной модели в сравнении с распашной дверью из уровня техники.
На фиг. 2 кабина 1 по данной полезной модели показана в вертикальной проекции для визуализации кинематики поворотной двери при открывании или закрывании. Например, в кабине 1 показаны пользовательские предметы – умывальник 70 и унитаз 80, определяющие своим положением заданные пограничные условия для оптимизации выполнения механизма поворотной двери.
Кабина 1 имеет прямую стенку 3 с расположенным в ней проемом 5. Кабина 1 имеет также поворотную дверь 6 с дверным полотном 7, положение которого, включая открытое положение и закрытое положение, показано множественным положением 95, чтобы по нему можно было отследить траекторию 18, 19 движения поворотной двери 6. Положения дверного полотна 7 соответствуют описанной на фиг. 1 траектории 18, 19. В закрытом положении поворотная дверь 6 перекрывает проем 5 кабины, а в открытом положении открывает доступ в кабину 1 через проем 5. В этом положении поворотная дверь 6 полностью расположена внутри кабины 1 и, таким образом, не перекрывает коридор.
Рычажный передаточный механизм (не показан) выполнен таким образом, чтобы траектория движения поворотной двери 6 проходила в направлении боковой стенки 4, а не в центральной зоне кабины 1. Кроме этого проем 5 кабины расположен в переходе стенки 3 кабины в соответствующую боковую стенку 4. За счет этого траектория движения или множественное положение 95 дверного полотна 7 проходит предпочтительно с коротким отстоянием от боковой стенки 4.
Для характеристики имеющегося в распоряжении пассажира свободного пространства внутри кабины 1 показана, например, круглая плоскость с радиусом поворота 90, образованная между компоновкой умывальника 70 и унитаза 80, а также плоскостью движения дверного полотна 7. Этот радиус поворота 90 в кабине 1 по данной полезной модели с поворотной дверью 6 и с рычажным передаточным механизмом 10 особенно большой, что далее наглядно будет показано в сравнении с распашной дверью, известной из уровня техники.
На фиг. 3 для сравнения показана кабина 1 с распашной дверью 6 из существующего уровня техники. Места расположения пользовательских элементов, т.е. умывальника 70 или унитаза 80 идентичны фиг. 2.
Распашная дверь 6 из уровня техники имеет дверное полотно 7, открывающееся или закрывающееся путем поворота вокруг неподвижной точка вращения 85. Таким образом, площадь движения соответствует сегменту круга. Соответствующий радиус поворота 90, имеющийся в распоряжении пассажира внутри кабины 1, значительно меньше по сравнению с радиусом поворота 90 в кабине 1 по данной полезной модели и по месту положения менее удобен. Это явно подчеркивает преимущество кабины 1 по данной полезной модели с поворотной дверью 6.
Фиг. 4 и фиг. 5 показаны аналогично фиг. 2 и 3 для сравнения кабины 1 по данной полезной модели с кабиной 1, известной из уровня техники. В этих вариантах осуществления полезной модели пользовательские элементы – умывальник 70 и унитаз 80 – установлены по сравнению с фиг. 2 и 3 в других местах. При этом множественное положение 95 поворотной двери 6 по данной полезной модели на фиг. 4 аналогично множественному положению 95 по фиг. 2.
Образованный движением открывания или закрывания поворотной двери 6 радиус поворота внутри кабины 1 на фиг. 4 соответственно больше радиуса поворота 90 в кабине 1, известной из уровня техники; для сравнения: соответствующая кабина, известная из уровня техники на фиг. 5 при таком же расположении пользовательских элементов, но с такой же распашной дверью 6, известной из уровня техники, как показано на фиг. 3. Также предпочтительно расположение радиуса поворота 90 по фиг. 4 по центру кабины 1, а не как, например, на фиг. 5, где радиус поворота 90 расположен с краю кабины 1. Таким образом, кабина 1 по данной полезной модели обеспечивает пассажиру более высокий комфорт при открывании или закрывании поворотной двери, так как ему нет необходимости сильно отклоняться, как это происходит в кабине, известной из уровня техники.
На фиг. 6 показана боковая проекция кабины 1 по данной полезной модели. Кабина 1 имеет аналогично фиг. 1-5 поворотную дверь 6 с дверным полотном 7, показанную в закрытом положении. Проем кабины (не показан) соответственно перекрыт дверным полотном 7 и расположен в переходе в боковую стенку 4. В верхней части кабины 1 расположена потолочная зона 20. В этой потолочной зоне 20 установлен предпочтительно рычажный передаточный механизм 10, передаточные звенья Gl, G2, G3, G4, G5, G6 которого при открывании или закрывании не мешают пассажиру.
Поворотная дверь 6 имеет также дверную ручку 35 для ручного манипулирования дверью, а также фиксирующий крюк 40 для механизма закрывания. Поворот двери в альтернативном варианте осуществляют автоматически. Ширина 7 дверного полотна составляет предпочтительно менее 1 м, предпочтительнее менее 80 см, особенно предпочтительно 50 см. Для большей устойчивости дверное полотно 7 имеет на нижнем крае направляющую опорную точку 48.
На фиг. 7 показана конфигурация кабин 70 по данной полезной модели. При этом кабины 1 расположены друг против друга, т.е. визави, причем кабины 1 отделены друг от друга коридором 54. Коридор имеет ширину g. При этом ширина g коридора равна или приблизительно равна ширине t дверного полотна 7. При такой ширине g коридора можно предпочтительно использовать кабины 1 по данной полезной модели, так как их поворотные двери 6 при открывании или закрывании описывают дугообразную траекторию, выступающую примерно на половину ширины t дверного полотна. За счет этого поворотные двери 6 не мешают друг другу, и пассажиры могут их открывать или закрывать одновременно. Ширина t дверного полотна, например, 50 см обеспечивает возможность выполнения коридора шириной 50 см или, конечно, и более.
На фиг. 8 показано транспортное средство 100, предпочтительно железнодорожное транспортное средство, например, с кабиной 1 по данной полезной модели и компоновкой кабин 50. В альтернативном варианте в транспортном средстве 100 можно устанавливать любое количество кабин 1 и/или компоновок кабин 50.
В итоге, кабина 1 по данной полезной модели обеспечивает оптимальное использование имеющегося пространства за счет применения рычажных передаточных механизмов 10 для поворотных дверей 6. Это обеспечивает возможность расширения имеющихся для пользования площадей, а также повышения комфорта их использования.