ЗАМОК ДЛЯ ПОВОРОТНОЙ СТВОРКИ Российский патент 2024 года по МПК B64C1/14 F16B1/00 

Изобретение относится к конструкции запирающих механизмов и может быть использовано преимущественно в авиастроении или в транспортном машиностроении, для фиксации в закрытом положении поворотных створок, в частности: дверей, крышек люков, поворотных обтекателей, створок и т.п., открываемых и закрываемых в процессе движения.

Известно «Устройство закрывания и фиксации крышки люка» (патент RU 2387585; МПК B64G 1/22; В64С 1/00 (2006.01); опубл.27.04.2010), содержащее петли, размещенные на крышке и окантовке. На петле окантовки выполнен клиновой упор, а петля крышки выполнена в виде пустотелого цилиндра, сочлененного с крышкой сферическим шарниром, внутри которого размещен подпружиненный шток с установленным в нем на валике роликом, взаимодействующим с клиновым упором. При этом клиновой упор имеет две поверхности, одна из которых при закрытом положении крышки составляет относительно оси подпружиненного штока угол, равный или меньший угла трения.

Недостатком устройства является сложность конструкции, выполненной в виде единого механизма закрытия и фиксации на петлях вращения крышки, что не позволяет достичь высокого уровня надежности закрытия и герметизации люкового устройства и создает неудобства обслуживания при его эксплуатации.

Известен замок соединения и разъединения поворотной створки самолета, в котором фиксация поворотной створки происходит замковым устройством за счет входа фиксируемых элементов в пазы поворотного зацепляющего элемента, закрытое и открытое положение зацепляющего элемента фиксируется пружинами, создающими момент силы относительно оси его вращения (патент CN 108100237 (В), МПК В64С 25/16, В64С 25/20, В64С 25/26; опубл.05.01.2021).

В рассмотренной конструкции может произойти расфиксация замкового устройства, вызванная открытием створки под действием нежелательных внешних воздействий или из-за ослабления усилия на пружинах.

Известна система для фиксации поворотной двери транспортного средства и дверь, имеющая такую систему (патент US 10526064 (В2); МПК: В64С 1/14; Е05С 19/12, Е05С 3/12; опубл. 07.01.2020). Система, оборудована поворотным и приводным валами (выполненными с возможностью вращения), приводом поворота приводного вала, а также несколькими замковыми устройствами, содержащими поворотный зацепляющий элемент, установленный на поворотном валу, и фиксируемый элемент. При этом профиль паза в зацепляющем элементе выполнен с возможностью зацепления фиксируемого элемента при закрытии створки. Поворотный и приводной валы установлены на поворотной створке, фиксируемые элементы установлены на корпусе, поворотные зацепляющие элементы установлены на приводном валу. При открытии или закрытии поворотной створки приводной вал приводится во вращение от силового привода и, поворачивая поворотный вал, открывает или закрывает замковые устройства.

Недостатками системы является невозможность синхронизации закрытия каждого из замковых устройств с закрытием сворки и невозможность обеспечения постоянно действующего усилия прижатия в области установки замковых устройств, что может вызвать отсутствие сопряжения внешней поверхности закрытой створки с корпусом транспортного средства, влияющее на ухудшение обтекаемости и герметичности соединения при допустимых деформациях в полете, а также, недостаточная жесткость конструкции транспортного средства при закрытой створке, связанная с расположением зацепляющих элементов на менее жесткой створке.

Прототипом изобретения является замок для поворотной створки, раскрытый в патентном документе CN 112478131 (А); МПК: В64С 1/14, В64С 25/26. Е05В 51/02; опубл. 12.03.2021, содержащий зацепной элемент, устанавливаемый на поворотной створке и запирающее устройство, устанавливаемое на неподвижном корпусе, снабженное зацепляющим механизмом и механизмом стопорения.

Зацепляющий механизм содержит стойку, зацепляющий элемент, приводное коромысло и возвратную пружину.

Механизм стопорения содержит корпус с выполненными в нем приводом закрытия зацепляющего устройства, представляющим собой гидроцилиндр с прямолинейно перемещающимся исполнительными элементом - штоком. При переводе замка в положение закрытия шток, через коромысло, поворачивает зацепляющий элемент и удерживает его за счет давления в гидроцилиндре. При открытии давление в гидроцилиндре снижается, и пружина переводит зацепляющий элемент в положение открытия.

Недостатком прототипа является сложность конструкции, не синхронизация закрытия замка с поворотом створки, необходимость положения механизма стопорения возле зацепляющего механизма, что требует увеличения длины гидроприводов при подключении к проводящим коммуникациям, а также невозможность поворотной створки оставаться в закрытом положении при приложении больших внешних нагрузок.

Изобретение было создано при решении технической задачи создания простой конструкции замка для поворотной створки, обеспечивающего синхронизацию закрытия замка с поворотом створки, управляемого приводом, с возможностью удаления привода от зацепляющего элемента и позволяющего оставаться в закрытом положении при приложении больших внешних нагрузках.

Поставленная задача решается конструкцией замка для поворотной створки, содержащего зацепной элемент, устанавливаемый на поворотной створке, и запирающее устройство, устанавливаемое на неподвижном корпусе, снабженное зацепляющим механизмом и механизмом стопорения, зацепляющий механизм содержит кронштейн зацепляющего механизма, снабженный установленным с возможностью вращения зацепляющим элементом, выполненным с пазом, и пружину сжатия, соединенную одним концом с зацепляющим элементом, а другим концом - с кронштейном, механизм стопорения содержит кронштейн механизма стопорения, снабженный установленным с возможностью вращения однозубым храповым сектором, собачку, выполненную в виде двуплечей качалки; привод открытия механизма стопорения, оборудованный прямолинейно перемещающимся исполнительным элементом, и пружину растяжения, при этом первое плечо собачки выполнено с упором (15) в зуб (16) храпового сектора, а второе снабжено поверхностью под упор исполнительного элемента привода, пружина растяжения соединена одним концом с кронштейном механизма стопорения, а другим концом - со вторым плечом собачки, зацепляющий элемент соединен с храповым сектором тягой.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является упрощение конструкции, синхронизация закрытия замка с поворотом створки, возможность удаления привода от зацепляющего элемента (что позволяет оптимизировать общую закрываемую конструкцию и уменьшить необходимую длину подводящих коммуникаций) и возможность поворотной створки оставаться в закрытом положении при приложении больших внешних нагрузок.

В частных случаях исполнения:

- для исключения перекосов при передаче усилий в конструкции замка и удобства монтажа, соединения зацепляющего элемента (4) и храпового сектора (9) с концами (25, 26) тяги (21) выполнены в виде вильчатых шарниров, например, конструкцией входа петли в вилку с соединением зафиксированной осью.

- для облегчения монтажа и возможности использования замка для различных расположений установки кронштейнов, тяга (21) может быть выполнена телескопической, с возможностью стопорения измененного положения, например, в виде трубки, размещенной внутри другой трубки, закрепляемых цанговым зажимом.

- для фиксации положения открытия зацепляющего элемента, зацепляющий механизм (1) может содержать упор (23), установленный на кронштейне (3) зацепляющего механизма, например, выполненный в виде амортизатора из резины.

- для фиксации положения закрытия однозубого сектора, механизм стопорения (2) может содержать упор (24), установленный на кронштейне (8) механизма стопорения (2), например, выполненный в виде амортизатора из резины.

Для пояснения сущности изобретения используются следующие графические материалы:

Фиг. 1. Поворотная створка в закрытом положении;

Фиг. 2. Поворотная створка в открытом положении;

Фиг. 3. Замковое устройство в положении закрытия, фрагмент I Фиг. 1 (повернуто);

Фиг. 4 Механизм стопорения в положении закрытия;

Фиг. 5. Замковое устройство в положении открытия, фрагмент II Фиг. 2 (повернуто).

Для целей настоящего описания вводятся следующие термины:

Зацепной элемент - деталь, оборудованная пальцем, устанавливается на поворотной створке;

Зацепляющий элемент - деталь, выполненная с возможностью захватывания пальца зацепного элемента при закрытии и удержания его в положении закрытия посредством крюка или профилированного вильчатого паза;

Качалка - рычаг, установленный с возможностью совершать качательное поворотное перемещение относительно оси.

Замок для поворотной створки используется для стопорения в закрытом положении поворотной створки (29) (далее - створка), в частности, закрывающей нишу (31) в транспортном средстве по ее обводу. В обычном режиме створка находится в закрытом положении (Фиг. 1), в случае необходимости створка поворачивается в открытое положение (Фиг. 2), а потом снова возвращается в закрытое положение.

Установку створки производят на петлевых шарнирах (32), поворот створки осуществляется приводом поворота створки (33), например, гидроцилиндром, электродвигателем и т.п.

Замок для поворотной створки (далее - замок) содержит зацепной элемент (27), устанавливаемый на поворотной створке (29), и устанавливаемое на неподвижном корпусе (30) запирающее устройство (28).

Зацепной элемент (27) может быть выполнен в виде скобы или консольно закрепленного пальца с элементами для закрепления на створке (29).

Запирающее устройство (28) содержит зацепляющий механизм (1) и механизм стопорения (2).

Зацепляющий механизм (1) содержит кронштейн (3) зацепляющего механизма, выполненный с элементами для закрепления на корпусе (30), например, отверстиями для использования болтового соединения.

Кронштейн (3) снабжен установленным с возможностью вращения зацепляющим элементом (4), выполненным с пазом (22).

Зацепляющий элемент может представлять собой крюк или вилку.

Контур профиля паза определяется графическим построением при проработке конструкции установки поворотной створки, с учетом возможности захвата зацепляющим элементом зацепного элемента (27) при закрытии створки и его удержания в положении закрытия.

Зацепляющий элемент (4) соединен с кронштейном (3) пружиной (5) сжатия, соединенной одним концом (6) с зацепляющим элементом (4), а другим концом (7) - с кронштейном (3).

Механизм стопорения (2) содержит кронштейн (8) механизма стопорения, собачку (10), привод открытия механизма стопорения (11) и пружину растяжения (13).

Кронштейн (8) механизма стопорения выполнен с элементами для закрепления на неподвижном корпусе (30) и снабжен установленным с возможностью вращения однозубым храповым сектором (9).

Привод открытия механизма стопорения (И) может быть выполнен в виде гидроцилиндра, пневмоцилиндра или электрическим, например, гидроцилиндра по ГОСТ 16514-96 Гидроприводы объемные. Гидроцилиндры. Общие технические требования.

Привод открытия механизма стопорения (11) оборудован прямолинейно перемещающимся исполнительным элементом (12), например, штоком с подпятником на свободном конце.

Управление приводом открытия механизма стопорения (11) согласовано с логикой управления приводом поворота створки (33).

Собачка (10) выполнена в виде двуплечей качалки. Первое плечо (14) собачки выполнено с упором (15) в зуб (16) храпового сектора (9), а второе (17) снабжено поверхностью (18) под упор исполнительного элемента (12) привода.

Пружина растяжения (13) соединена одним концом (20) с кронштейном (8) механизма стопорения, а другим концом (19) - со вторым плечом (17) собачки.

Зацепляющий элемент (4) соединен с храповым сектором (9) тягой (21).

Для исключения перекосов при передаче усилий в конструкции замка и удобства монтажа, соединения зацепляющего элемента (4) и храпового сектора (9) с концами (25, 26) тяги (21) выполнены в виде вильчатых шарниров, например, конструкцией входа петли в вилку с соединением зафиксированной осью.

Для облегчения монтажа и возможности использования замка для различных расположений установки кронштейнов, тяга (21) может быть выполнена телескопической, с возможностью стопорения измененного положения, например, в виде трубки, размещенной внутри другой трубки, закрепляемых цанговым зажимом.

Замок работает раскрытым ниже образом.

При закрытом положении створки запирающее устройство находится в положении закрытия (Фиг. 3) и препятствует ее самопроизвольному открытию посредством удержания контуром паза (22) зацепляющего элемента (4) зацепного элемента (27).

Храповой сектор (9) повернут в положение закрытия и стопорится от поворота в положение открытия контактом упора (15) первого плеча (14) собачки (10) в зуб (16) храпового сектора (9). От самопроизвольного поворота в положение открытия собачка удерживается усилием пружины растяжения (13).

Поворот зацепляющего элемента (4) в положение открытия блокируется тягой (21), соединяющей его с храповым сектором (9).

В случае необходимости открытия створки (29) на привод открытия механизма стопорения (11) поступает команда разблокировки храпового сектора (9), в результате выполнения которой, исполнительный элемент (12) привода (11), перемещаясь прямолинейно, входит в контакт с упорной поверхностью (18) второго плеча (17) собачки и, преодолевая сопротивление пружины растяжения (13), переводит собачку (10) в положение открытия, выводя упор (15) из контакта с зубом (16) храпового сектора, после чего храповой сектор (9) может быть повернут.

Под действием усилия в контуре паза (22) зацепляющего элемента от контактной поверхности зацепного элемента (27), перемещающегося вместе со створкой (29), зацепляющий элемент (4) поворачивается в направлении положения открытия (Фиг. 5), передавая через тягу (21) усилие, поворачивающее храповой сектор (9) в положение открытия.

При дальнейшем повороте створки (29) зацепной элемент (27) выходит из контакта с контуром паза (22), при этом зацепляющий элемент (4) удерживается в положении открытия (Фиг. 5) усилием пружины (5) сжатия, препятствующей его самопроизвольному повороту в положение закрытия, ожидая следующего закрытия створки. Положение открытия храпового сектора (9) удерживается посредством тяги (21), соединяющей его с зацепляющим элементом (4).

Для фиксации положения открытия зацепляющего элемента зацепляющий механизм (1) может содержать упор (23), установленный на кронштейне (3) зацепляющего механизма, например, выполненный в виде амортизатора из резины.

При закрытии створки (29) на привод открытия механизма стопорения (11) от системы управления поступает команда на перемещение исполнительного элемента (12) в положение закрытия, исполнительный элемент перемещается и выходит из контакта с упорной поверхностью (18) второго плеча (17) собачки, не препятствует ее повороту в положение закрытия под действием пружины растяжения (13)

При закрытии створки (29) под действием привода поворота створки (33), зацепной элемент (27), перемещаясь вместе со створкой, входит в контакт с контуром паза зацепляющего элемента (4). Под действием возникающего усилия зацепляющий элемент (4) сжимает пружину (5) и поворачивается в направлении положения закрытия (Фиг. З), передавая через тягу (21) усилие, поворачивающее храповой сектор (9) в положение закрытия.

Усилие растянутой при переводе устройства в положение открытия пружины растяжения (13) стремится повернуть собачку (10) в положение закрытия. При достижении храповым сектором (9) положения, допускающего ввод упора (15) первого плеча (14) собачки (10) в контакт с зубом (16) храпового сектора (9), осуществляется ее поворот в положение закрытия, в результате чего происходит стопорение храпового сектора (9) в положении закрытия, при этом, через тягу (21) происходит блокировка зацепляющего элемента (4) в положении закрытия, соответствующем конструктивному положению зацепного элемента в положении закрытия.

Для фиксации положения закрытия однозубого сектора, механизм стопорения (2) может содержать упор (24), установленный на кронштейне (8) механизма стопорения (2), например, выполненный в виде амортизатора из резины.

Очевидно, что, поскольку техническое решение содержит необходимо-достаточный набор деталей, не требующих специальной оснастки при изготовлении, достигается упрощение конструкции, достигается синхронизация закрытия замка с поворотом створки и возможность удаления привода от зацепляющего элемента (что позволяет оптимизировать общую закрываемую конструкцию и уменьшить необходимую длину подводящих коммуникаций), применение храпового механизма стопорения обеспечивает возможность поворотной створки оставаться в закрытом положении при приложении больших внешних нагрузок.

Изобретение относится к авиастроению. Замок для поворотной створки содержит зацепной элемент (27) и запирающее устройство (28), снабженное зацепляющим механизмом (1) и механизмом стопорения (2). Зацепляющий механизм (1) содержит кронштейн (3) зацепляющего механизма, снабженный установленным с возможностью вращения зацепляющим элементом (4), выполненным с пазом (22), и пружину (5) сжатия, соединенную одним концом (6) с зацепляющим элементом (4), а другим концом (7) - с кронштейном (3). Механизм стопорения (2) содержит кронштейн (8), снабженный установленным с возможностью вращения однозубым храповым сектором (9), собачку (10), привод открытия механизма стопорения (11), и пружину растяжения (13). Первое плечо (14) собачки выполнено с упором (15) в зуб (16) храпового сектора (9), второе плечо (17) собачки снабжено поверхностью (18) под упор исполнительного элемента (12) привода. Пружина (13) соединена одним концом (20) с кронштейном (8), другим концом (19) - со вторым плечом (17) собачки, а зацепляющий элемент (4) соединен с храповым сектором (9) тягой (21). Достигается упрощение конструкции и возможность удаления привода от зацепляющего элемента и возможность поворотной створки оставаться в закрытом положении при приложении больших внешних нагрузок. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Замок для поворотной створки содержит зацепной элемент, устанавливаемый на поворотной створке и запирающее устройство, устанавливаемое на неподвижном корпусе, снабженное зацепляющим механизмом и механизмом стопорения, отличающийся тем, что зацепляющий механизм содержит кронштейн зацепляющего механизма, снабженный установленным с возможностью вращения зацепляющим элементом, выполненным с пазом, и пружину сжатия, соединенную одним концом с зацепляющим элементом, а другим концом - с кронштейном, механизм стопорения содержит кронштейн механизма стопорения, снабженный установленным с возможностью вращения однозубым храповым сектором; собачку, выполненную в виде двуплечей качалки, привод открытия механизма стопорения, оборудованный прямолинейно перемещающимся исполнительным элементом, и пружину растяжения, при этом первое плечо собачки выполнено с упором в зуб храпового сектора, а второе снабжено поверхностью под упор исполнительного элемента привода, пружина растяжения соединена одним концом с кронштейном механизма стопорения, а другим концом - со вторым плечом собачки, зацепляющий элемент соединен с храповым сектором тягой.

2. Замок по п. 1, в котором тяга выполнена телескопической, с возможностью стопорения измененного положения.

3. Замок по п. 1 или 2, в котором соединения зацепляющего элемента и храпового сектора с концами тяги выполнены в виде вильчатых шарниров.

4. Замок по п. 1, в котором зацепляющий механизм содержит упор зацепляющего элемента, установленный на кронштейне зацепляющего механизма, для фиксации положения открытия.

5. Замок по п. 1, в котором механизм стопорения (2) содержит упор (24) однозубого сектора, установленный на кронштейне (8) механизма стопорения, для фиксации положения закрытия.