ШАРНИРНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ Российский патент 1998 года по МПК E05D15/58 

Изобретение относится к шарнирному приспособлению, выполненному согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Известны шарнирные приспособления для шарнирной установки передвижного элемента, который может перемещаться по двум неподвижным направляющим и поддерживаться ими, обладая возможностью поворота вокруг связанной с ним шарнирной оси. Типичная система таких элементов включает в себя множество прямоугольных передвижных элементов, две стороны каждого из которых параллельны друг другу. К обеим сторонам передвижного элемента прикреплены узлы направляющих роликов. В состав системы входят также две направляющие секции, установленные неподвижно таким образом, что каждая из них примыкает к соответствующей стороне передвижного элемента, при этом узлы направляющих роликов перемещаются по направляющим секциям. Передвижные элементы последовательно поддерживаются направляющими секциями и могут передвигаться по ним требуемым образом. Поскольку шарнирные приспособления передвижных элементов фактически не имеют фиксированного положения, как, например, в случае обычных окон, поворот передвижных элементов на оси шарнира связан с решением проблемы создания достаточной опоры для стекла, а также обеспечения простоты и удобства использования [1].

Известно применение, например, в системах остекления балконов, направляющих для передвижного элемента, отклоняющихся по кривой от собственно направляющей секции, с помощью которых элемент может быть повернут в открытое положение, при котором он располагается под углом к основному направлению своего перемещения вдоль направляющих секций [2].

Применение отдельных изогнутых направляющих налагает ограничение на установку передвижного элемента, такого, например, как стекло балконного окна, так как изогнутая направляющая является той частью системы, которая держит стекло. Поэтому в любом случае ее необходимо подкрепить в точке, воспринимающей вес стекол. Для балконов, на которых остекление не доходит до несущей плиты вышерасположенного балкона или у которых вообще отсутствует крыша, применение рассматриваемой системы затруднено или вообще невозможно. Перемещение оконных стекол вдоль изогнутой направляющей и открывание их затруднительно и подразумевает необходимость чрезвычайно осторожного перемещения стекла по криволинейной траектории. Но даже в этом случае стекла большой высоты не всегда оказываются подкрепленными в достаточной степени, и поэтому при открывании для устойчивости должны поддерживаться рукой. Изготовление изогнутой направляющей означает дополнительные расходы. Направление, в котором открываются балконные стекла, раз и навсегда задано, поскольку установка изогнутой направляющей неизменна. Это привносит определенный фактор риска в выбор размеров балконных стекол, поскольку особо должна быть учтена необходимость ручной поддержки их при открывании.

Известно также применение особого стопорного элемента, соединенного с верхним узлом направляющих роликов и перемещающегося вместе с передвижным элементом; этот стопорный элемент соединяется с системой направляющих роликов другого оконного стекла при вхождении в контакт с последним. В системах балконного остекления, использующих такой особый стопорный элемент внутри направляющей секции, стопорение осуществляется путем вдвижения стопорного элемента перед открываемым оконным стеклом или за ним. Так как стопорный элемент всегда движется с оконным стеклом, он тормозит движение последнего и является деталью, подверженной износу. Прохождение стопорного элемента через острые углы невозможно, поэтому он не годится для использования в угловых балконах. Справедливости ради следует отметить, что многие системы балконного остекления, имеющиеся на рынке, не могут быть использованы в условиях углового расположения также и по другим причинам; выходом из положения является возможность открывания балконных стекол в двух направлениях [3].

Ни одно из описанных выше шарнирных приспособлений не может быть использовано в случае, когда стопорение оконных стекол требуется для поворота их таким образом, что часть передвижного стеклянного элемента открывается в точке, находящейся приблизительно посередине направляющих секций или в любой другой произвольно выбранной на них точке. Таким образом, стопорение передвижного элемента и его поворот на шарнире всегда должны происходить на концах направляющих секций.

Другим недостатком существующих шарнирных приспособлений является ограниченность возможности выбора места расположения поворотной оси и, следовательно, шарниров. Более того, в указанных шарнирных приспособлениях для открывания передвижных элементов необходимо обеспечить надежное закрепление их сверху. Во всех ныне используемых приспособлениях стопорение таким же образом нижних частей передвижных элементов невозможно: они либо остаются без опоры, либо в этом случае необходимо использовать какое-либо другое приспособление. Когда передвижным элементом является стеклянный лист, как в случае систем балконного остекления, все известные шарнирные приспособления не обеспечивают достаточной опоры для оконных стекол при открывании последних, поэтому их конструкция производит впечатление весьма непрочной.

Следующей проблемой, касающейся ныне существующих шарнирных приспособлений, является то, что производство и установка их требует осуществления в несколько отдельных операций.

Отличия предлагаемого шарнирного приспособления охарактеризованы в п.1 формулы изобретения.

В соответствии с изобретением шарнирное устройство включает в себя первое соединительное звено, примыкающее к направляющей секции. Первое и второе соединительные звенья выполнены с возможностью сочленения друг с другом при совпадении расположения первого соединительного звена с положением второго соединительного звена и стопорения положения шарнирной оси неподвижно относительно направляющей секции для поворота передвижного элемента.

Под передвижным элементом подразумевается любой конструктивный элемент, выполненный с возможностью перемещения по направляющим и опирающийся на них. Такими элементами являются, например, передвижные оконные, дверные и им подобные элементы. Передвижные элементы могут устанавливаться вертикально, горизонтально или под любым требуемым углом. Соответственно, их перемещение может происходить в вертикальном, горизонтальном или любом другом направлениях, в зависимости от применения. Одним из применений может быть система балконного остекления, когда балкон изолируется от окружающего воздуха посредством передвижных стеклянных элементов, которые могут открываться.

Предлагаемое шарнирное приспособление обеспечивает коренное улучшение надежности и прочности стопорения, а также возможность выбора места нахождения точки поворота. Изобретение облегчает и ускоряет процесс производства и монтажа, поскольку установка предлагаемых шарнирных компонентов на направляющие секции может производиться уже в процессе изготовления.

Согласно одному из вариантов выполнения шарнирное приспособление включает в себя соединительный элемент, который крепится к направляющей секции и на котором предусмотрено одно из двух соединительных звеньев. Этот соединительный элемент может крепиться в любом требуемом месте по длине направляющей секции.

Первое соединительное звено может содержать ползун на шарнирной оси, а соединительный элемент - направляющую, которая вместе с ползуном образует направляющую пару для перемещения шарнирной оси к месту сочленения с другим соединительным звеном. Ползун может быть выполнен в виде выступа на конце шарнирной оси, а направляющая - в виде паза, в который входит выступ оси. Если шарнирная ось имеет круглое сечение, выступ на конце шарнирной оси выполняют путем удаления с противоположных сторон упомянутого конца сегментов, расположенных симметрично центральной оси шарнирной оси.

Второе соединительное звено может содержать круглую поворотную втулку с диаметральным пазом для ползуна, а соединительный элемент - иметь выемку, в которой втулка установлена с возможностью поворота.

Соединительный элемент может содержать два или более следующих друг за другом вторых соединительных звеньев. Последовательно в ряд друг за другом могут следовать несколько соединительных элемента, для чего они могут быть оснащены элементами взаимной фиксации.

Шарнирное приспособление может быть использовано применительно к любым передвижным элементам, имеющим возможность перемещения по направляющим и опирающимся на них, таким как окна, двери, стеклянные двери, дверные панели, стенки, перегородки, элементы крыши, крышки полок, люки и т.п., в жилых и промышленных зданиях и наземных и морских транспортных средствах.

Наиболее важными преимуществами изобретения являются большие чем прежде удобства и безопасность использования и открывания передвижных элементов, поскольку нет необходимости перемещать передвижные элементы при открывании по какой-либо направляющей секции, например изогнутой. При необходимости такие же стопорные системы могут быть использованы на обеих частях пары направляющих секций, посредством чего достигается высокая устойчивость конструкции. Поскольку стопорный узел зафиксирован, он не препятствует передвижению элементов мимо точек поворота.

На фиг.1 изображена схема панельной системы остекления балкона со стороны балкона; на фиг.2 - горизонтальный разрез панельной системы остекления балкона с двумя открытыми на боковых шарнирах стеклянными панелями; на фиг.3 - вертикальный разрез одного передвижного элемента панельной системы остекления балкона в одном из вариантов выполнения изобретения; на фиг. 4 - вид передвижного элемента по стрелкам IV-IV на фиг.3; на фиг.5 - разрез V-V на фиг. 4; на фиг.6 - разрез, аналогичный разрезу на фиг.5, но при повороте передвижного элемента на угол α; на фиг.7 - соединительный элемент в соответствии с другим вариантом выполнения шарнирного приспособления; на фиг.8 - вид в аксонометрии соединительного элемента, показанного на фиг.7; на фиг.9 - другой вариант применения на практике шарнирного приспособления в соответствии с данным изобретением; на фиг.10 - схема конструкции, показанной на фиг.9, вид сбоку.

На фиг. 1 показана система остекления балкона с передвижными элементами 2, в данном случае стеклянными балконными панелями, смонтированными для перемещения между верхней 1¹ и нижней 1²направляющими секциями. Верхняя направляющая секция 1¹ прикреплена к выступающей вниз балконной плите 27 непосредственно над балконом или к продолжению ограждения вышерасположенного балкона, частично выступающему вниз в световой проем нижерасположенного балкона. Нижняя направляющая секция 1² закреплена на ограждении нижерасположенного балкона.

Стеклянная балконная панель 2 представляет собой прямоугольный передвижной элемент, непосредственно к углам которого на верхней 28 и нижней 29 кромках прикреплены узлы 100 и 101 направляющих роликов. Узел 100 на стороне расположения шарниров детально показан на фиг.3 и 4. Узлы 100 и 101 направляющих роликов дают возможность стеклянной панели 2 перемещаться по паре направляющих секций 1¹ и 1² в направлении, определяемом направляющими секциями.

Каждый из стеклянных элементов 2 может быть открыт в боковом направлении посредством поворота стеклянного элемента 2 вокруг его шарнирной оси 3; при этом узлы 101 направляющих роликов выходят через проемы 30, предусмотренные в направляющих секциях 1¹ и 1². Шарнирные оси 3 на верхней и нижней кромках точно совпадают друг с другом и расположены под прямым углом к этим кромкам. Шарнирные оси являются также осями узлов 100 направляющих роликов, вследствие чего ролики этих узлов вращаются в плоскости, перпендикулярной плоскости стеклянного элемента 2. В том случае, когда направляющие секции 1¹ и 1² расположены горизонтально, а стеклянные элементы 2 расположены вертикально и перемещаются в горизонтальном направлении, шарнирная ось 3, которая одновременно является и осью вращения узла 100 направляющих роликов, также будет направлена вертикально.

Горизонтальный разрез на фиг.2 показывает стеклянные элементы 2 повернутыми так, что они примыкают друг к другу боковыми сторонами, причем по мере увеличения числа открытых элементов они с каждым разом будут приближаться к проему 30, через который осуществляется открывание. По этой причине место установки роликов 101, закрепленных на открывающемся краю обрамляющих секций 31 и 32 стеклянного элемента, для каждого последующего элемента приближается к краю расположения шарнира.

На фиг.3 показан вертикальный разрез одного из передвижных элементов панельной системы остекления балкона с направляющими секциями. На фиг.4 показан вид на ту же самую часть конструкции по стрелкам IV-IV на фиг.3, с вырывом по направляющим секциям для лучшего восприятия. Как показано на фиг.3 и 4, верхняя и нижняя секции 1¹ и 1² являются зеркальными отображениями друг друга, а узлы 100 направляющих роликов вверху и внизу идентичны. Узел 100 направляющих роликов включает в себя три ролика 33, 34 и 35 и ось 3 для установки роликов, которая неподвижно закреплена на кромках 28, 29 передвижного элемента 2, т.е. перпендикулярно обрамляющим секциям 31, 32. Ролики 33, 34 и 35 установлены с возможностью вращения на оси 3, которая в данной конструкции одновременно является и осью шарнира, вокруг которой может быть повернут элемент. Внутри направляющих секций 1¹ и 1² коробчатого типа вдоль по их стенкам имеются желобообразные направляющие канавки 36, 37, 38, в которые входят ролики 33, 34 и 35 с чередованием опоры на их диаметрально противоположные стороны. Таким образом, роликовые узлы 100 перемещаются внутри направляющих секций 1¹, 1² и охватываются последними. Направляющие секции 1¹ и 1² преимущественно изготавливаются штамповкой из алюминиевых сплавов.

На фиг.3-6 показано выполнение предлагаемого шарнирного приспособления. Шарнирное приспособление содержит первое соединительное звено 4, соединенное с осью 3, и второе соединительное звено 5, закрепленное на направляющих секциях 1¹, 1². Когда первое соединительное звено 4 заходит во второе соединительное звено 5, эти соединительные звенья 4 и 5 входят в зацепление друг с другом и тем самым стопорят шарнирную ось 3, делая ее неподвижной относительно направляющей секции 1¹, для того, чтобы обеспечить возможность поворота передвижного элемента 2. Хотя в данном варианте выполнения шарнирное приспособление показано выполненным на обеих противоположных сторонах передвижного элемента 2, такое решение не является обязательным и шарнирное приспособление может быть выполнено только на одной стороне.

В варианте выполнения на фиг.3-6 шарнирное приспособление включает соединительный элемент 6, закрепленный на направляющих секциях 1¹, 1². Второе соединительное звено 5 предусмотрено на этом соединительном элементе 6. Первое соединительное звено 4 имеет ползун 7 на шарнирной оси, выполненный в виде выступа 7 на конце шарнирной оси 3. В соединительном элементе имеется вытянутый направляющий паз 8, который совместно с ползуном образует направляющую пару для шарнирной оси при ее зацеплении с вторым соединительным звеном 5. Во втором соединительном звене 5 имеется цилиндрическая поворотная втулка 9 с диаметрально проходящим по ней пазом 10, в которую может входить ползун 7. Соединительный элемент 6 имеет выемку 11, в которой расположена с возможностью поворота втулка 9.

На фиг. 3, 4 и 5 шарнирное приспособление показано в положении, когда соединительные звенья 4 и 5 находятся в таком взаимном зацеплении, что при начале поворота передвижного элемента 2 из данного положения в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа, шарнирная ось 3 будет удерживаться на месте в процессе вращения, предотвращая какое-либо боковое перемещение передвижного элемента 2 в процессе открывания. На нижней направляющей секции 1² установлена консоль 39, поддерживающая передвижной элемент 2 в начале его открывания и дающая уверенность, что выступ 7 на конце оси 3 остается в поворотной втулке 9 до тех пор, пока стенки выемки 11 не обеспечат поддержку боковым стенкам выступа 7 конца шарнирной оси 3. Как показано на фиг.6, при дальнейшем открывании шарнирная ось 3 прочно опирается на стенки выемки 11 и не может перемещаться в боковых направлениях.

На фиг.7 показан вид сверху соединительного элемента 6 в другом варианте выполнения предлагаемого шарнирного приспособления.

На фиг.8 показан вид в аксонометрии этого же соединительного элемента 6 без поворотных втулок 9. Соединительный элемент 6 содержит в данном случае два вторых соединительных звена 5. Конечно, любое необходимое количество таких звеньев может быть выполнено на соединительном элементе 6. В центральной части соединительного элемента 6 предусмотрен направляющий паз 8 для ползуна 7, т.е. выступа 7 на конце шарнирной оси 3. Поворотные втулки 9 на фиг.7 показаны в положении, при котором выступ 7 на конце шарнирной оси 3 имеет возможность проходить вдоль по направляющему пазу 8 до попадания в паз 10 на поворотной втулке 9. Направляющий паз 8 проходит через весь соединительный элемент 6 для того, чтобы передвижной элемент 2 можно было при необходимости перемещать мимо шарнирной точки. На концах соединительных элементов 6 могут быть выполнены элементы 40 и 41 зацепления типа ласточкина хвоста для возможности последовательного наращивания требуемой длины соединительного элемента 6, с последующим его закреплением на направляющих секциях 1¹ и 1².

На фиг.9 показаны варианты практического применения, в которых шарнирное приспособление в соответствии с данным изобретением используется для открывания навеса с перемещением стеклянных элементов 2, установленных с наклоном к горизонту, в сторону. На фиг.10 показан вариант практического применения для открывания навеса с перемещением в сторону горизонтально установленных стеклянных элементов. В этих случаях рекомендуется устанавливать шарнирное приспособление на сторонах стеклянного элемента, примыкающих к обеим направляющим секциям 1¹ и 1², с целью устранить боковое соскальзывание стеклянных панелей 2.

Шарнирное приспособление в соответствии с настоящим изобретением может быть также использовано для облегчения функционирования систем с передвижными элементами типа поднимающихся дверей в помещениях, где крыша (потолок) расположены достаточно низко, чтобы позволить переместить всю секцию стены в положение, параллельное крыше (потолку). Приспособление также пригодно к использованию для облегчения открывания поднимаемых дверей в случае, когда крыша (потолок) достаточно высоки и для закрепления на месте направляющих рельсов, по которым можно осуществить подъем двери, потребовались бы сложные опорные конструкции. В этих случаях требуется только короткая рельсовая конструкция в продолжении двери, которой будет достаточно для открывания набора элементов с одной стороны с помощью бокового шарнирного приспособления. Элементы оказываются свободно подвешенными с одной стороны и удерживаются на направляющих рельсах стопорными элементами своих шарниров.

Изобретение не ограничивается исключительно рассмотренными выше примерами выполнения и позволяет использовать другие его модификации в объеме формулы изобретения. В частности, соединительные звенья предлагаемого шарнирного приспособления могут быть установлены в направляющих различного типа независимо от используемой конструкции роликовых узлов для перемещения элемента. При необходимости соединительное звено также может иметь возможность частичного или полного перемещения по направляющей секции.

Шарнирное приспособление предназначено для установки передвижного элемента, имеющего возможность перемещения по двум направляющим секциям с опорой на них и поворота вокруг шарнирной оси, прикрепленной к передвижному элементу. Шарнирное приспособление содержит первое соединительное звено, связанное с шарнирной осью, и второе соединительное звено, связанное с направляющей секцией. Первое и второе соединительные звенья выполнены с возможностью сочленения при совпадении положения первого соединительного звена с положением второго соединительного звена, что обеспечивает стопорение шарнирной оси относительно направляющей секции для поворота передвижного элемента. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Шарнирное приспособление для шарнирной установки передвижного элемента, перемещаемого по двум неподвижным направляющим секциям и опирающегося на них, содержащее шарнирную ось, закрепленную на передвижном элементе, первое соединительное звено, содержащее ползун в виде выступа на шарнирной оси, и соединительный элемент, прикрепленный к направляющей секции и имеющий направляющую для ввода выступа оси, отличающееся тем, что соединительный элемент содержит одно или более последовательно расположенных вторых соединительный звеньев, причем первое и каждое второе соединительные звенья выполнены с возможностью сочленения друг с другом при совпадении положения первого соединительного звена с положением второго соединительного звена и тем самым стопорения шарнирной оси неподвижно относительно направляющей секции для поворота передвижного элемента, при этом направляющая соединительного элемента выполнена в виде вытянутого паза, проходящего через весь соединительный элемент для обеспечения перемещения передвижного элемента мимо шарнирной точки. 2. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что второе соединительное звено содержит круглую втулку с диаметрально проходящим через нее пазом для ползуна, а соединительный элемент имеет выемку, в которой втулка установлена с возможностью поворота. 3. Приспособление по п.1 или 2, отличающееся тем, что ползун выполнен на конце шарнирной оси.