УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ КРЕСТОВИНЫ С ВАЛОМ ТУРНИКЕТА Российский патент 1999 года по МПК E06B11/08 

Изобретение относится к области строительства, а именно к турникетным устройствам, устанавливаемым в проходных контрольно-пропускных пунктов и используемых для двухстороннего прохода сотрудников охраняемых объектов.

Известен узел передачи крутящего момента по патенту США N 4645372, кл. F 16 B 21/00 от 02.24.87, включающий соединенные соосно вал и ступицу. Ступица зафиксирована от рассоединения с валом при помощи встроенного в ее канавку шарика, частично входящего в канавку вала. На ступице установлено подпружиненное кольцо в форме манжеты, которое в одном положении фиксирует шарик в канавке вала, а в другом - освобождает его. Подпружиненное фиксирующее кольцо имеет внутреннюю канавку, в которую вставлено C-образное пружинное кольцо, входящее и в канавку ступицы. Для удерживания подпружиненного фиксирующего кольца в первом положении в нем выполнена стопорная канавка, боковая стенка которой со стороны шарика имеет уклон к дну канавки. Такое устройство узла обеспечивает передачу крутящего момента, когда вал и ступица должны вращаться совместно (при фиксированном положении шарика в канавке вала), и дает возможность независимого вращения валу и ступице, для чего стопорный шарик выводится из удерживающей его канавки вала. Однако конструкция узла, имеющая две работающие в разных направлениях пружины и несколько выполненных в сопряженных деталях взаимосвязанных канавок (канавка вала, внутренняя канавка фиксирующего кольца, канавка ступицы, стопорная канавка фиксирующего кольца, канавка ступицы, стопорная канавка фиксирующего кольца с наклонной стенкой, требует высокой точности его исполнения и уступает в простоте прототипу и предлагаемому техническому решению.

За прототип предлагаемого технического решения взят турникет по патенту РФ N 2049900, кл. E 06 B 11/08 от 10.12.95. Каждая из его расположенных крест-накрест относительно вала опорных площадок (ступиц), несущих поперечины, зафиксирована на валу посредством тела качения в форме шарика, регулировочного винта и пружины между шариком и этим винтом. Шарик частично входит в выполненное симметрично соединению углублению в валу. Фиксирование ступиц узла должно быть отрегулировано с усилием не только достаточным для удерживания поперечин на валу во взаимно перпендикулярном положении при их свободном вращении, но и ограниченным, позволяющим при блокировке одной из поперечин повернуть относительно нее вал через посредство другой поперечины до установки второй относительно первой вне зоны прохода. Такая посадка ступиц с поперечинами на вал дает простое решение вопроса работы турникета в аварийном режиме, когда пропускную зону должен без задержки миновать поток людей. Однако, как показывает практика, настройка узла на определенное усилие требует тщательного тарирования пружин и постоянного контроля затяжки резьбы.

Задачей изобретения является исполнение узла в виде несложного быстродействующего запорного механизма, удовлетворяющего требования как надежности его работы, так и удобства эксплуатации при переводе турникета с одного режима действия на другой.

Поставленная задача решается следующим образом.

В узел соединения крестовины с валом турникета, содержащий свободно посаженную на вал до опоры ступицу с поперечинами (или лопастями) крестовины и подпружиненное тело качения, напротив которого в валу по оси симметрии крестовины имеется углубление, введены рычаг, имеющий паз и установленный одним плечом посредством оси на ступице, и рычаг с расположением сил рычага первого рода, имеющий два шипа со смешением осей, при этом тело качения установлено на первом из рычагов, усилие пружины приложено к другому плечу этого рычага, оси шипов расположены на одной прямой с осью симметрии крестовины, один из шипов установлен с возможностью перемещения в пазу, а другой - с возможностью поворота на 180^o в отверстии, выполненном в ступице. Второй из рычагов может быть размещен между ступицей и первым рычагом с расположением шипов с противоположных сторон их рычага. Тело качения лучше выполнить в форме ролика, а углубление под него - в виде шпоночного паза.

Введением в конструкцию подпружиненного рычага обусловлено при посредстве второго (ведущего) рычага надежно жесткое, с требуемым усилием, соединение ступицы с валом. Введение второго рычага, взаимодействующего вкупе с первым, дает возможность оперативного и удобного управления первым (ведомым) рычагом, что всецело подтверждается практикой. Эксцентричным положением шипов, один из которых, входящий в паз ведомого рычага, выполняет роль тяги, а другой, входящий в отверстие ступицы, служит поворотной осью, обеспечивается перемещение ведущего рычага в зацеплении с ведомым с противоположные стороны до упора (в одной позиции - до упора тела качения в вал, в другой - до упора, например, ручки ведущего рычага непосредственно в ведомый рычаг). Расположение осей обоих шипов на одной прямой с осью вала в обеих позициях ведущего рычага обеспечивает невозможность выталкивание тела качения при совместном вращении ступицы с валом и невозможность самопроизвольного соединения последних. Рычаг с пазом, представляющий собой рычаг второго рода, позволяет установку тела качения и приложение тяги посредине его, что способствует образование компактного и сбалансированного относительно вала узла. Размещение рычага с шипами между ступицей и рычагом с пазом также способствует получению компактной и простой конструкции, при которой не требуется более сложных и дополнительных деталей для взаимосвязи действующих. Использование в силовом соединении тела качения в качестве элемента, непосредственно стыкующего ступицу с валом, обеспечивает как легкий ввод такого элемента в углубление вала, так и его вывод. Выполнение тела качения в форме ролика проще, нежели шарика, так как его посадка в углубление требует точности, поскольку во избежание заклинивания оно должно входить в углубление (в глубь паза на величину заведомого чуть меньшую, чем его радиус).

Сущность изобретения поясняется, где на фиг. 1 дан общий вид узла, на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1 в положении совместного поворота вала и ступицы, и на фиг. 4 показано положение с возможностью независимого поворота вала и ступицы.

Узел соединения крестовины с валом турникета содержит посаженную по свободной посадке на вал 1 до опоры ступицу 2 с двумя противолежащими поперечинами 3 крестовины (крестовина может быть собрана и из лопастей, состоящих из поперечин, расположенных по высоте вала и соединенных штангами). Пара поперечин 4 крестовины принадлежит непосредственно валу 1 (но может принадлежать и другой ступице, посаженной на вал выше или ниже ступицы 2, изображенной на фиг. 1 чертежа). Узел содержит и подпружиненный посредством пружины 5 ролик 6, напротив которого в валу по оси симметрии крестовины выполнен паза 7.

В узел введены рычаг 8, имеющий паз 9 и установленный одним плечом посредством оси 10 на ступице 2, и рычаг 11 с расположением сил рычага первого рода, имеющий шипы 12 и 13, выполненные со смещением осей. При этом ролик 6 установлен на рычаге 8, усилие пружины 5 приложено к другому плечу этого рычага, оси шипов 12 и 13 расположены по оси симметрии крестовины (вертушки); шип 12 установлен со свободной перемещения в пазу 9 рычага 8, а шип 13 - с возможностью поворота в отверстии 14 ступицы 2.

Работает устройство следующим образом.

В обычном, старт-стопном, режиме работы турникета вал 1 и ступица 2 соединены (фиг. 1 и 2) усилием пружины 5, посредством ролика 6 и с помощью рычага 11 и могут быть повернуты в соединенном положении в любую сторону посредством поперечин 3 или 4. Поскольку оси ролика и шипов 12 и 13 рычага 11 находятся на одной прямой, ролик не может быть вытолкнут из паза 7 при повороте вертушки. При этом жесткость соединения обеспечивается расчетной силой пружины и сбалансированностью рычага второго рода (рычага 8) относительно стыкуемых вала и ступицы.

В тех случаях, когда охраняемый объект должны срочно покинуть его сотрудники, вал 1 и ступица 2 должны иметь возможность быть повернутыми относительно друг друга посредством поперечно 3 и 4 до их совмещенного положения, то-есть, когда обе пары поперечины окажутся вне зоны перехода (фиг. 3). Для осуществления такого поворота необходимо предварительно, преодолевая усилия пружины 5, развернуть (на чертеже - против часовой стрелки) рычаг 11, действующий как рычаг первого рода, на 180^o. При этом шип 13, перемещаясь вдоль паза 9, тянет рычаг 8, и ролик 6 выходит из зацепления с валом. При полном выходе ролика из зацепления и полном развороте рычага 11 последний упирается ручкой в рычаг 8 (если установить ролик 6 снизу рычага 8, то он упрется, как показано на той же фиг. 3, в кулачковую часть рычага 11, выполненную в зоне шипов; на фиг. 1 ролик 6 показан установленным сверху рычага 8 для удобства чтения чертежа). Так как оси шипов 12 и 13 в разъединенном положении вала и ступицы оказываются на той же прямой с осью симметрии крестовины, рычаг 8 не может самопроизвольно вернуться в зацепление. Во избежание заклинивания ролика при выводе его из зацепления он должен входить в паз 7 на величину несколько меньшую, чем радиус ролика, как показано на фиг. 2.

Введение в турникетное устройство взаимосвязанных рычагов первого и второго рода представляет возможность изготовить несложный, прочный, износоустойчивый механизм, обеспечивающий надежность работы и легкость управления узлом разъемного соединения аксиально расположенных тел с возможностью их вращения как вкупе, так и одно относительно другого. Очевидно, что такой механизм может быть использован не только в качестве запорного устройства применительно к турникетам с крестообразной вертушкой, но и в технических решениях, где соосно соединенные объекты должны работать то с передачей крутящего момента один другому, то с вращением одного относительно другого.

Изобретение может применяться в турникетных устройствах, устанавливаемых в проходных контрольно-пропускных пунктов для двустороннего прохода сотрудников охраняемых объектов. Изобретение обеспечивает посредством несложного, удобного в эксплуатации механизма быстрое и надежное освобождение зоны прохода от ограждения в ситуациях, когда требуется пропустить через проходную поток людей без задержки. Узел содержит свободно посаженную на вал до опоры ступицу с поперечинами крестовины и подпружиненный ролик, напротив которого на валу по оси симметрии крестовины имеется углубление, в узел введены рычаг, имеющий паз и установленный одним плечом посредством оси на ступице, и рычаг, имеющий два шипа со смещением осей, ролик установлен на первом из рычагов, к другому плечу которого приложено усилие пружины, оси шипов расположены по одной прямой с осью симметрии крестовины, один из шипов установлен с возможностью перемещения в пазу, а другой - с возможностью поворота на 180^o. Технический результат: введение взаимосвязанных рычагов первого и второго рода позволяет изготовить прочный, износоустойчивый механизм, обеспечивающий легкость управления узлом разъемного соединения соосно расположенных тел с возможностью их вращения как вкупе, так и одно относительно другого. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Узел соединения крестовины с валом турникета, содержащий свободно посаженную на вал до опоры ступицу с поперечинами крестовины и подпружиненное тело качения, напротив которого на валу по оси симметрии крестовины имеется углубление, отличающийся тем, что в него введены рычаг, имеющий паз и установленный одним плечом посредством оси на ступице, и рычаг с расположением сил рычага первого рода, имеющий два шипа со смещением осей, при этом тело качения установлено на первом из рычагов, усилие пружины приложено к другому плечу этого рычага, оси шипов расположены по одной прямой с осью симметрии крестовины, один из шипов установлен с возможностью перемещения в пазу, а другой - с возможностью поворота на 180^o в отверстии, выполненном в ступице. 2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что шипы расположены с противоположных сторон их рычага, а сам рычаг размещен между ступицей и другим рычагом. 3. Узел по п. 1, отличающийся тем, что тело качения выполнено в форме ролика, а углубление - в виде шпоночного паза.