Дверная петля (варианты)
Дверная петля содержит первый элемент, выполненный в виде втулки, внутри которой размещена опора, установленная с возможностью осевого перемещения и фиксации в заданном положении, второй элемент, выполненный с лункой на верхнем торце, а также шарик, размещенный между опорой и лункой. Кроме того, опора размещена с гарантированным зазором относительно стенки отверстия втулки и выполнена с возможностью при взаимодействии с шариком упругодеформироваться в радиальном направлении до контакта, по крайней мере, с тремя участками поверхности отверстия втулки. Согласно второму варианту петля содержит упругодеформируемый в радиальном направлении вкладыш, размещенный в отверстии втулки в радиально сжатом состоянии. Величина радиальной деформации не должна препятствовать возможности осевого перемещения вкладыша до взаимодействия его с шариком. Это позволяет повысить технико-эксплуатационные параметры дверной петли. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к области строительства, а более конкретно к устройствам для навешивания дверных полотен, оконных рам и т.п.
Из уровня техники известны различные конструкции дверных петель. Так в заявке Франции (FR – А, № 2516582, 1983) описана конструкция дверной петли, содержащей элемент, закрепляемый на дверном полотне, и элемент, закрепляемый на дверной коробке и снабженный шаровой опорой, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации в требуемом положении. В известной дверной петле шаровая опора выполнена в виде болта с шаровой головкой (шарового пальца), а в элементе, закрепляемом на дверном полотне, - цилиндрическое глухое отверстие для размещения в нем шаровой головки болта.
Основной недостаток дверных петель с шаровой опорой, выполненной в виде болта с шаровой головкой, заключается в том, что они имеют высокую стоимость, во-первых, за счет больших трудозатрат при изготовлении шаровой опоры, а во-вторых, за счет значительного расхода дорогостоящего металла.
Известна также дверная петля, содержащая цилиндрический элемент, закрепляемый на дверном полотне, и цилиндрический элемент, закрепляемый на дверной коробке и снабженный перемещаемой в осевом направлении шаровой опорой, выполненной в виде цилиндрического элемента со сферической лункой на одном из его торцов, в которой размещен шарик, а элемент, закрепляемый на дверной коробке, и элемент, закрепляемый на дверном полотне, связаны между собой осью, на нижнем торце которой выполнена лунка, взаимодействующая с поверхностью шарика (см. заявку FR - А1, № 2786806, 2000).
Недостаток известной дверной петли заключается в том, что наличие оси, связывающей между собой элементы, закрепляемые на дверном полотне и дверной коробке, приводит не только к усложнению конструкции дверной петли (а следовательно, к увеличению ее стоимости), но и к снижению технико-эксплуатационных параметров за счет обязательного обеспечения не только при установке дверной петли, но и в процессе ее эксплуатации, соосности цилиндрических отверстий элементов, закрепляемых на дверном полотне и дверной коробке, а также системы ось-шарик-цилиндрический элемент с лункой. При этом несоосность указанной выше системы (при вращении шарика в процессе эксплуатации петли) приводит, за счет износа, к существенному уменьшению срока службы петли. Известные же из уровня техники попытки уменьшить износ за счет "торможения" шарика приводят к еще большему усложнению конструкции петли (см. патент ЕР - А2, № 1126113, 2001), а именно, вместо шарика используется тело, имеющее форму тороида с двумя цилиндрическими соосными выступами.
Известна также дверная петля, взятая в качестве прототипа и содержащая элемент, закрепляемый на дверном полотне, выполненный в виде втулки, внутри которой размещена опора, выполненная с возможностью осевого перемещения и фиксации в заданном положении, элемент, закрепляемый на дверной коробке с конусообразной лункой на верхнем торце, и шарик, размещенный между опорой и лункой и взаимодействующий с ними (см. Б.В.Леваков. Шаровые петли, "БДРК ПШ" - принципиально новый тип подвеса дверей, журнал "Светопрозрачные конструкции", №1, 2003, с.46-47).
Недостаток известной дверной петли заключается в том, что при монтаже не имеющих карт элементов дверной петли на металлические двери с использованием сварки происходит (за счет термоусадочных явлений) трансформация формы отверстия в элементе, выполненном в виде втулки, а именно, отверстие, имеющее первоначально форму кругового цилиндра, приобретает в сечении форму овала или эллипса. Выполнение же опоры с гарантированным зазором относительно внутренней поверхности отверстия втулки, по существу, сводится к использованию в дверной петле оси, соединенной с одной стороны с элементом, закрепляемым на дверном полотне, посредством резьбового участка, а с другой стороны - взаимодействующей с шариком. В результате существенно снижаются технико-эксплуатационные параметры дверной петли, поскольку появляется скрип, а также имеют место и другие известные недостатки дверных петель с осью, опирающейся на шарик, описанные в прототипе.
Изобретение направлено на решение технической задачи по повышению технико-эксплуатационных характеристик дверной петли. Достигаемый при этом технический результат заключается в обеспечении возможности беспрепятственного осевого перемещения опоры в отверстии втулки (вне зависимости от того изменилась ли форма отверстия после приваривания втулки к дверному полотну или нет) до взаимодействия ее с шариком, а после тарированного силового взаимодействия с шариком - обеспечение безлюфтовой (жесткой) фиксации опоры относительно стенки отверстия в элементе, закрепляемом на дверном полотне.
Поставленная задача, согласно первому варианту, решена тем, что в дверной петле, содержащей первый элемент, выполненный в виде втулки, внутри которой размещена опора, установленная с возможностью осевого перемещения и фиксации в заданном положении, второй элемент, выполненный с лункой на верхнем торце, а также шарик, размещенный между опорой и лункой, согласно предложенному техническому решению, опора размещена с гарантированным зазором относительно стенки отверстия втулки и выполнена с возможностью при взаимодействии с шариком упруго деформироваться в радиальном направлении до контакта, по крайней мере с тремя участками поверхности отверстия втулки.
Кроме того, поставленная задача решена тем, что:
- опора выполнена в виде цанги;
- со стороны, обращенной к шарику, опора снабжена жестко соединенным с ней посредством перемычки разрезным кольцом с тремя гранями на внешней цилиндрической поверхности, расположенными на одинаковом угловом расстоянии друг от друга и симметрично относительно продольной диаметральной плоскости симметрии разрезного кольца, а перемычка расположена также симметрично относительно продольной диаметральной плоскости симметрии разрезного кольца и со стороны ее грани, перпендикулярной указанной выше плоскости симметрии.
Согласно второму варианту поставленная задача решена тем, что в дверной петле, содержащей первый элемент, выполненный в виде втулки, внутри которой размещена опора, установленная с возможностью осевого перемещения и фиксации в заданном положении, элемент, выполненный с лункой на верхнем торце, а также шарик, размещенный в лунке, согласно предложенному техническому решению, дополнительно содержится взаимодействующий с шариком со стороны опоры вкладыш, упругодеформируемый в радиальном направлении и размещенный в отверстии втулки в радиально сжатом состоянии, при величине радиальной деформации, не препятствующей возможности осевого перемещения вкладыша до взаимодействия его с шариком, а опора размещена в отверстии втулки с гарантированным зазором относительно его стенки.
Кроме того, поставленная задача решена тем, что:
- вкладыш выполнен в виде намотанной с шагом цилиндрической пружины, свернутой в кольцо;
- вкладыш выполнен в виде разрезного кольца, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены, по крайней мере три грани, расположенные на одинаковом угловом расстоянии друг от друга;
- вкладыш выполнен в виде диска с, по крайней мере, тремя упругими лепестками, расположенными под углом 120-150° к его поверхности и на одинаковом угловом расстоянии друг от друга, причем в каждом лепестке выполнено отверстие, в котором с возможностью вращения относительно своего центра размещен соответствующий сферический элемент, взаимодействующий с одной стороны с шариком, а с другой - со стенкой отверстия втулки.
Предложенное выполнение дверной петли обеспечивает повышение ее технико-эксплуатационных характеристик, поскольку существенно снижаются требования к точности как при проведении монтажных работ, связанных с установкой элементов дверных петель на дверное полотно, так и при изготовлении самой опоры. Действительно, согласно предложенному техническому решению опора выполняется с гарантированным зазором относительно поверхности отверстия втулки, иными словами без выполнения каких-либо точностных условий на посадку. Выполнение же в первом варианте опоры, а во-втором варианте - вкладыша с возможностью упруго деформироваться в радиальном направлении обеспечивает при силовом взаимодействии опоры (вкладыша) с шариком надежную фиксацию (за счет прижима элементов опоры (вкладыша) к стенке отверстия втулки) опоры или вкладыша относительно стенки отверстия втулки. В результате весь возникающий комплекс нагрузок будет действовать только на шарик, а следовательно, исключается возможность заклинивания петель и возникновения скрипа. Предложенные варианты выполнения дверной петли исключают также проблемы, связанные с несоосностью как элементов дверной петли, так и петель между собой.
На фиг.1 схематично изображена дверная петля (опора в нерабочем положении), продольный разрез, согласно первому варианту; на фиг.2 - то же, в рабочем положении опоры в виде цанги; на фиг.3 - сечение А - А фиг.2; на фиг.4 - то же, согласно другой модификации первого варианта; на фиг.5 - опора на фиг.4, вид со стороны шарика; на фиг.6 - дверная петля, продольный разрез, согласно второму варианту; на фиг.7 - вкладыш в виде разрезного кольца, вид сверху; на фиг.8 - дверная петля, продольный разрез, согласно другой модификации второго варианта.
Дверная петля (фиг.1 и 2) содержит первый элемент 1, закрепляемый, например, на дверном полотне (на чертежах не показано), который выполнен в виде втулки с отверстием 2, например осевым, имеющим резьбовой участок 3 под регулировочный винт 4. В отверстии 2 размещена с гарантированным зазором опора 5 в виде цанги. Кроме того, дверная петля содержит второй элемент 6, закрепляемый, например, на дверной коробке (на чертежах не показана), на верхнем торце которого выполнена лунка 7, в которой размещен шарик 8. Стопорение регулировочного винта 4 осуществляется с помощью винта 9.
В дверной петле, изображенной на фиг.4, размещенная в отверстии 2 с гарантированным зазором опора 5' со стороны, обращенной к шарику 8, снабжена разрезным кольцом 10, которое жестко соединено с ней посредством перемычки 11. На внешней цилиндрической поверхности разрезного кольца 10 (фиг.5) выполнены три грани 12, расположенные на одинаковом угловом расстоянии друг от друга (120°), при этом грани 12 отделены друг от друга цилиндрическими участками 13. Грани 12 расположены симметрично относительно продольной диаметральной плоскости 14 симметрии разрезного кольца 10. Перемычка 11 расположена также симметрично относительно плоскости 14 и со стороны грани 12, которая перпендикулярна плоскости 14.
Согласно второму варианту осуществления предложенного технического решения (фиг.6-8) дверная петля дополнительно содержит вкладыш, упругодеформируемый в радиальном направлении. Так на фиг.6 вкладыш выполнен в виде намотанной с шагом цилиндрической пружины 15, свернутой в кольцо, и размещен в отверстии 2 между опорой 5” и шариком 8. Пружина 15 размещена в отверстии 2 в радиально сжатом состоянии, при этом величина радиальной деформации должна, с одной стороны, предотвратить выпадание ее из отверстия, а с другой стороны, возникающая в результате радиального сжатия пружины 15 сила трения не должна препятствовать возможности осевого перемещения пружины 15 совместно с опорой 5” до взаимодействия ее с шариком 8.
Вкладыш может быть выполнен также в виде разрезного кольца 10’ (фиг.7), на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены, по крайней мере, три грани 12’, расположенные на одинаковом угловом расстоянии друг от друга.
На фиг.8 показан другой вариант выполнения вкладыша, а именно в виде диска 16 с по крайней мере тремя упругими лепестками 17, которые расположены под углом 120-150° к поверхности диска 16 и на одинаковом угловом расстоянии друг от друга. В каждом лепестке 17 выполнено отверстие, в котором с возможностью вращения относительно своего центра размещен сферический элемент 18, взаимодействующий с одной стороны с шариком 8, а с другой - со стенкой отверстия 2. Элементы цанги на фиг.1-3 обозначены позицией 19.
Указанный выше диапазон углов является (как показали эксперименты) оптимальным с точки зрения обеспечения необходимой силы прижатия сферических элементов 18 к стенке отверстия 2 без существенного увеличения величины крутящего момента, прикладываемого к регулировочному винту 4.
Дверная петля используется следующим образом. После монтажа элементов 1 и 6 соответственно, например, на дверном полотне и дверной коробке осуществляется навеска дверного полотна, при этом дверное полотно поднимается на высоту, сравнимую с радиусом шарика 8. После этого осуществляется перемещение опоры 5 в отверстии 2 с помощью регулировочного винта 4 в осевом направлении. Поскольку опора 5 выполнена с гарантированным зазором относительно стенки отверстия 2, то термоусадочные явления, имевшие место в процессе монтажа элемента 1 с использованием сварочного оборудования, не будут сказываться каким-либо образом на процесс осевого перемещения опоры 5. После контакта опоры 5 с поверхностью шарика 8, под действием усилия, создаваемого при дальнейшем завинчивании регулировочного винта 4, все три элемента 19 цанги будут упруго деформироваться в радиальном направлении вплоть до контакта внешней поверхности каждого элемента 19 цанги со стенкой отверстия 2. После того, как будет обеспечен надежный контакт каждого элемента 19 цанги со стенкой отверстия 2 (этот момент может быть определен по достижению величины крутящего момента, прикладываемого к регулировочному винту 4, заданного максимального значения) осуществляют фиксацию (стопорение) регулировочного винта 4 с помощью винта 9. Здесь необходимо отметить, что фиксация опоры 5 относительно стенки отверстия 2 за счет контакта ее со стенкой в трех участках будет иметь место вне зависимости от того, имеет ли отверстие 2 форму круговой цилиндрической поверхности или нет, т.к. каждый элемент 19 цанги упруго деформируется в радиальном направлении независимо от других элементов. Таким образом обеспечивается надежная фиксация опоры 5 в отверстии 2 без радиального и осевого люфта.
Аналогично осуществляется установка опоры 5’ (фиг.4, 5). Однако в этом случае при взаимодействии с шариком 6 происходит расширение разрезного кольца 10, выполненного из упругодеформируемого материала, до контакта его цилиндрических участков 13 со стенкой отверстия 2. В этом случае также произойдет адаптация опоры 5’ к конкретной конечной форме стенки отверстия 2, которую заранее предсказать не представляется возможным из-за множественности случайных факторов, имеющих место при монтаже элемента 1 и влияющих на окончательную форму отверстия 2.
Использование вкладышей (фиг.6-8) позволяет дополнительно снизить затраты на изготовление дверной петли. Наиболее простая конструкция вкладыша - это намотанная с шагом цилиндрическая пружина 15 и свернутая в кольцо (фиг.6). Перед установкой дверного полотна намотанная с шагом цилиндрическая пружина 15 сжимается в радиальном направлении и с натягом вставляется в отверстие 2. При этом величина радиальной деформации предотвращает выпадание вкладыша, но не должна препятствовать возможности осевого перемещения вкладыша, совместно с опорой 5”, до взаимодействия его с шариком 8. В результате взаимодействия с шариком 8 происходит радиальная упругая деформация растяжения пружины 15, а следовательно, надежная фиксация в радиальном направлении опоры 5” относительно стенки отверстия 2.
Работа вкладыша, выполненного в виде разрезного кольца 10’, ничем не отличается от описанного выше варианта выполнения опоры 5’ (фиг.4 и 5). Представленный на фиг.8 вариант выполнения вкладыша позволяет дополнительно снизить величину трения (трение качения меньше, чем трение скольжения).
Описанное выше техническое решение может быть использовано как в жилищном секторе, так и в нежилых помещениях как производственного, так и иного назначения.
1. Дверная петля, содержащая первый элемент, выполненный в виде втулки, внутри которой размещена опора, установленная с возможностью осевого перемещения и фиксации в заданном положении, второй элемент, выполненный с лункой на верхнем торце, а также шарик, размещенный между опорой и лункой, отличающаяся тем, что опора размещена с гарантированным зазором относительно стенки отверстия втулки и выполнена с возможностью при взаимодействии с шариком упругодеформироваться в радиальном направлении до контакта, по крайней мере, с тремя участками поверхности отверстия втулки.
2. Дверная петля по п.1, отличающаяся тем, что опора выполнена в виде цанги.
3. Дверная петля по п.1, отличающаяся тем, что со стороны, обращенной к шарику, опора снабжена жестко соединенным с ней посредством перемычки разрезным кольцом с тремя гранями на внешней цилиндрической поверхности, расположенными на одинаковом угловом расстоянии друг от друга и симметрично относительно продольной диаметральной плоскости симметрии разрезного кольца, а перемычка расположена также симметрично относительно продольной диаметральной плоскости симметрии разрезного кольца и со стороны его грани, перпендикулярной указанной выше плоскости симметрии.
4. Дверная петля, содержащая первый элемент, выполненный в виде втулки, внутри которой размещена опора, установленная с возможностью осевого перемещения и фиксации в заданном положении, второй элемент, выполненный с лункой на верхнем торце, а также шарик, размещенный в лунке, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит взаимодействующий с шариком со стороны опоры вкладыш, упругодеформируемый в радиальном направлении и размещенный в отверстии втулки в радиально сжатом состоянии при величине радиальной деформации, не препятствующей возможности осевого перемещения вкладыша до взаимодействия его с шариком, а опора размещена в отверстии втулки с гарантированным зазором относительно его стенки.
5. Дверная петля по п.4, отличающаяся тем, что вкладыш выполнен в виде намотанной с шагом цилиндрической пружины, свернутой в кольцо.
6. Дверная петля по п.4, отличающаяся тем, что вкладыш выполнен в виде разрезного кольца, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены, по крайней мере, три грани, расположенные на одинаковом угловом расстоянии друг от друга.
7. Дверная петля по п.4, отличающаяся тем, что вкладыш выполнен в виде диска с, по крайней мере, тремя упругими лепестками, расположенными под углом 120°÷150° к его поверхности и на одинаковом угловом расстоянии друг от друга, причем в каждом лепестке выполнено отверстие, в котором с возможностью вращения относительно своего центра размещен соответствующий сферический элемент, взаимодействующий с одной стороны с шариком, а с другой - со стенкой отверстия втулки.
