Зубчатое колесо, зубчатый элемент для передачи с зубчатым элементом, а также соответствующая передача с зубчатым элементом
Группа изобретений относится к зубчатым колесам. Зубчатое колесо (2) с зубчатым элементом, имеющее зубчатую нарезку (8) зубчатого колеса. Зубья (7) зубчатой нарезки (8) колеса соединены с упорными стенками (12), расположенными в окружном направлении относительно оси (4) вращения зубчатого колеса (2) поочередно на разных сторонах и ограничивающими промежутки (11) между зубьями в аксиальном направлении, так что каждый промежуток (11) между зубьями с одной стороны, противоположной соответствующей упорной стенке (12) в аксиальном направлении, открыт с края с образованием входного отверстия (13), которое в окружном направлении расположено между каждыми двумя упорными стенками (12). Кроме того, заявлен зубчатый элемент (3) для передачи (1), а также передача (1) с зубчатым элементом. Обеспечивается увеличение срока службы и эксплуатационных характеристик зубчатого колеса. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Данное изобретение касается зубчатого колеса для передачи с зубчатым элементом, снабженного зубчатой нарезкой зубчатого колеса. Данное изобретение касается также зубчатого элемента для передачи с зубчатым элементом, а также передачи с зубчатым элементом.
Из уровня техники известна, например, публикация DE 29 10 981 A1. В ней описано рассчитанное на большую нагрузку зубчатое колесо или зубчатый сегмент, причем дно впадины между двумя соседними зубьями в продольном направлении зуба выполнено в форме вогнутого, проходящего примерно в направлении образующей начального тела, соответственно, касательной к этому начальному телу закругленного перехода, и головка зуба в продольном направлении зуба в рабочем положении колес имеет форму, по существу, эквидистантную дну впадины ответного колеса.
Далее, в публикации DE 2 053 789 A показано усиленное зубчатое колесо, которое имеет тело зубчатого колеса, а также распределенные с интервалом по окружности зубья зубчатого колеса, ножки которых соединены с телом зубчатого колеса, причем между зубьями предусмотрены распределенные с интервалом по окружности желобки или впадины. Далее, это зубчатое колесо имеет усиливающие участки, которые выступают во впадины между зубьями по меньшей мере с одного конца тела зубчатого колеса, проходя поперек впадин между зубьями, и соединяют друг с другом соседние зубья. Другие зубчатые колеса известны из публикаций US 4,677,870 и CA 614844 A.
Задача данного изобретения состоит в том, чтобы предложить зубчатое колесо для передачи с зубчатым элементом, которое имеет преимущества перед известными зубчатыми колесами, в частности, имеет значительно больший срок службы и/или - вследствие большей прочности - позволяет передавать больший крутящий момент, соответственно, большее усилие.
Согласно изобретению, это обеспечивается посредством зубчатого колеса для передачи с зубчатым элементом, обладающего признаками независимого пункта 1 формулы изобретения. При этом предусмотрено, что зубья зубчатой нарезки зубчатого колеса соединены с упорными стенками, расположенными в окружном направлении относительно оси вращения зубчатого колеса поочередно на разных сторонах и ограничивающими промежутки между зубьями в аксиальном направлении, так что каждый промежуток между зубьями с одной стороны, в аксиальном направлении противоположной соответствующей упорной стенке, открыт с края с образованием входного отверстия, которое в окружном направлении расположено между каждыми двумя упорными стенками.
Указанное зубчатое колесо предпочтительно является компонентом передачи с зубчатым элементом, которая дополнительно к этому зубчатому колесу располагает зубчатым элементом. Это зубчатое колесо имеет зубчатую нарезку зубчатого колеса, а зубчатый элемент, напротив, имеет зубчатую нарезку зубчатого элемента. В рамках такой передачи с зубчатым элементом зубчатое колесо и зубчатый элемент входят в зацепление друг с другом. Иными словами, зубчатая нарезка зубчатого колеса и зубчатая нарезка зубчатого элемента входят друг в друга для передачи крутящего момента, соответственно, для передачи усилия. Такая передача с зубчатым элементом существует, например, в форме зубчатой передачи для оконной фурнитуры и образует, тем самым, компонент оконной фурнитуры. Оконная фурнитура служит для эксплуатации окна. Например, при первом положении оконной фурнитуры окно заперто, и при втором положении отперто.
В частности, в случае выполнения в виде зубчатой передачи для оконной фурнитуры эта передача с зубчатым элементом предпочтительно служит для преобразования вращательного движения в линейное движение или наоборот. Например, при этом зубчатый элемент представляет собой зубчатую рейку. С помощью рассмотренного в рамках данного описания варианта выполнения зубчатого колеса и зубчатого элемента, соответственно, передачи с зубчатым элементом достигается значительно больший срок службы. Так, в ходе экспериментов было установлено, что обычное зубчатое колесо имеет срок службы около 10.000 циклов. Если предлагаемое изобретением зубчатое колесо применяется предпочтительно в рамках передачи с зубчатым элементом, то обеспечивается срок службы более 25.000 циклов. Под циклом при этом следует понимать отпирание окна и последующее запирание этого окна, т.е. перевод из первого положения во второе положение и обратно в первое положение. К тому же вследствие большей прочности зубчатого колеса и/или зубчатого элемента может передаваться больший крутящий момент, соответственно, большее усилие.
Более длительный срок службы зубчатого колеса, соответственно, бόльшая прочность достигается с помощью упорных стенок, которые проходят между зубьями зубчатой нарезки зубчатого колеса в окружном направлении, и эти зубья по ним опираются друг на друга. Зубья зубчатой нарезки зубчатого колеса в окружном направлении расположены и/или выполнены с равномерными промежутками на зубчатом колесе, соответственно, на базовом элементе зубчатого колеса. Каждые два из зубьев ограничивают один промежуток между зубьями в окружном направлении. Этот промежуток между зубьями в аксиальном направлении с каждой, только одной стороны зубчатого колеса должен быть ограничен одной из упорных стенок, причем аксиальное направление, в котором происходит это ограничение, для непосредственно соседних в окружном направлении промежутков между зубьями оно является разным. Под непосредственно соседними промежутками между зубьями следует понимать такие промежутки между зубьями, которые отделены лишь одним из зубьев зубчатой нарезки зубчатого колеса.
Указанные упорные стенки расположены, иными словами, в окружном направлении поочередно на разных (аксиальных) сторонах зубчатого колеса. Выражаясь иначе, соответствующая упорная стенка для первого из промежутков между зубьями находится на первой стороне воображаемой плоскости, проходящей перпендикулярно оси вращения зубчатого колеса, тогда как для второго промежутка между зубьями, непосредственно соседнего в окружном направлении с первым промежутком между зубьями, она расположена на противоположной этой первой стороне второй стороне этой воображаемой плоскости. Каждый из промежутков между зубьями зубчатой нарезки зубчатого колеса, таким образом, в аксиальном направлении ограничен с одной стороны одной из упорных стенок, а с противоположной стороны открыт с края, так что получается входное отверстие. Таким образом, c каждым из промежутков между зубьями согласована одна из упорных стенок и одно из входных отверстий.
Каждое из входных отверстий, если смотреть в окружном направлении, лежит между каждыми двумя упорными стенками. Иными словами, воображаемая плоскость, в которой располагается соответствующее входное отверстие, проходит через две упорные стенки, которые согласованы с соответствующими непосредственно соседними промежутками между зубьями. Таким образом, непосредственно прилегающие друг к другу промежутки между зубьями имеют свои входные отверстия на противолежащих в аксиальном направлении сторонах. Каждый из промежутков между зубьями в окружном направлении ограничивается двумя зубьями зубчатой нарезки зубчатого колеса, а в аксиальном направлении - одной из упорных стенок. Зубья, ограничивающие каждый из промежутков между зубьями, и относящаяся к ним упорная стенка вместе расположены, по существу, U-образно, причем эти зубья образуют два плеча этой U-образной формы, которые соединены друг с другом полкой, образованной упорной стенкой. В окружном направлении ориентация этих U-образных форм поочередно меняется. Так, такая U-образная форма в аксиальном направлении поочередно открывается, соответственно, открыта с края в одном или в другом направлении.
Особенно предпочтительно, если одна ограничивающая соответствующий промежуток между зубьями в аксиальном направлении внутренняя сторона каждой из упорных стенок наклонена под углом относительно оси вращения зубчатого колеса, соответственно, воображаемой плоскости, в которой лежит ось вращения зубчатого колеса, т.е. заключает с ней угол, который больше 0° и меньше 180°. Иными словами, обращенная к промежутку между зубьями сторона соответствующей упорной стенки, если смотреть в радиальном направлении снаружи, в аксиальном направлении наклонена от соответствующего противоположного входного отверстия, так что размеры этого промежутка между зубьями в аксиальном направлении в той же позиции в окружном направлении увеличиваются в радиальном направлении наружу. С таким вариантом выполнения упорных стенок реализуется особенно длительный срок службы, соответственно, бόльшая прочность.
Описанный вариант выполнения зубчатого колеса делает возможным особенно длительный срок службы и/или передачу большего крутящего момента, соответственно, большего усилия из-за более высокой прочности, а именно вследствие реакции опоры упорных стенок. Это, в частности, имеет место, когда взаимодействующий с зубчатым колесом зубчатый элемент по меньшей мере на одном из зубьев в аксиальном направлении входит в перекрытие с примыкающей к этому зубу упорной стенкой. Эти зубья зубчатой нарезки зубчатого элемента проходят, таким образом, во входное отверстие соответствующего промежутка между зубьями зубчатой нарезки зубчатого колеса, так что они опираются через соответствующий зуб на соответствующую упорную стенку.
Например, зубчатое колесо выполнено из металла, в частности, из цинкового сплава, который обрабатывается посредством литья под давлением из цинка. Особенно предпочтительно, если это зубчатое колесо непосредственно получается литьем под давлением из цинка. Альтернативно это зубчатое колесо может быть изготовлено из другого материала, соответственно, сырья, например, из пластмассы, предпочтительно из армированной волокном пластмассы, в частности, армированной стекловолокном или армированной углеродным волокном пластмассы. Однако, могут быть использованы и другие материалы. Например, зубчатое колесо и зубчатый элемент выполнены из одного и того же материала. Но они могут быть выполнены и из разных материалов, например, зубчатое колесо выполнено из металла, а зубчатый элемент из пластмассы, или наоборот.
В рамках одного предпочтительного варианта выполнения данного изобретения предусмотрено, что зубчатое колесо представляет собой цилиндрическое зубчатое колесо, а зубчатая нарезка зубчатого колеса выполнена как прямолинейная зубчатая нарезка. Под цилиндрическим зубчатым колесом следует понимать зубчатое колесо, имеющее основное тело в форме кругового цилиндра, из боковой поверхности которого выходят зубья зубчатой нарезки зубчатого колеса и проходят наружу в радиальном направлении относительно оси вращения зубчатого колеса. Эта зубчатая нарезка зубчатого колеса предпочтительно выполнена как прямолинейная зубчатая нарезка, т.е. как зубчатая нарезка с параллельными осями. Однако, может быть реализована также косозубая зубчатая нарезка. Вариант выполнения зубчатого колеса в виде цилиндрического зубчатого колеса и зубчатой нарезки зубчатого колеса как прямолинейной зубчатой нарезки обеспечивает, во-первых, простое и экономичное изготовление, а, во-вторых, как уже упоминалось выше, длительный срок службы и/или высокую прочность.
В рамках еще одного варианта выполнения данного изобретения предусмотрено, что зубья зубчатой нарезки зубчатого колеса в аксиальном направлении располагаются на одной прямой, и каждые два из этих зубьев ограничивают указанные промежутки между зубьями в окружном направлении, причем первый из промежутков между зубьями и в окружном направлении непосредственно соседний с этим первым промежутком между зубьями, в данном случае второй из промежутков между зубьями на разных сторонах воображаемой плоскости, проходящей перпендикулярно оси вращения зубчатого колеса в аксиальном направлении, ограничены одной из упорных стенок, а в противоположном направлении открыты с края. Зубья зубчатой нарезки зубчатого колеса лежат, тем самым, между двумя параллельными воображаемыми плоскостями, каждая из которых проходит перпендикулярно оси вращения зубчатого колеса. Каждый из зубьев проходит от одной из плоскостей до соответствующей другой из плоскостей. Соответственно, зубья зубчатой нарезки зубчатого колеса в аксиальном направлении располагаются на одной прямой.
Как уже пояснялось, каждые два из зубьев в окружном направлении ограничивают один промежуток между зубьями, так что всего имеется несколько промежутков между зубьями, а именно по меньшей мере первый промежуток между зубьями и второй промежуток между зубьями. В окружном направлении они расположены непосредственно рядом друг с другом. Под этим следует понимать, что между первым промежутком между зубьями и вторым промежутком между зубьями нет больше никакого дополнительного промежутка между зубьями, а есть только один из зубьев зубчатой нарезки зубчатого колеса, который в окружном направлении ограничивает оба этих промежутка между зубьями в разных направлениях.
Оба этих промежутка между зубьями, т.е. первый промежуток между зубьями и второй промежуток между зубьями имеют на противоположных сторонах в аксиальном направлении соответствующую упорную стенку. Соответственно, ограничивающая первый промежуток между зубьями упорная стенка лежит на первой стороне воображаемой плоскости, а ограничивающая второй промежуток между зубьями упорная стенка лежит на второй стороне воображаемой плоскости, противоположной указанной первой стороне. Эта плоскость расположена, например, в аксиальном направлении по центру зубьев и перпендикулярна оси вращения зубчатого колеса. Входные отверстия первого промежутка между зубьями и второго промежутка между зубьями аналогично расположены на противоположных сторонах воображаемой плоскости; входное отверстие первого промежутка между зубьями находится, таким образом, на второй стороне этой плоскости, а входное отверстие второго промежутка между зубьями - на первой стороне плоскости. Таким вариантом выполнения зубчатого колеса обеспечивается особенно простое изготовление и одновременно достигается длительный срок службы и/или высокая прочность.
Еще один особенно предпочтительный вариант выполнения данного изобретения предусматривает, что первая часть упорных стенок расположена в первой плоскости, перпендикулярной оси вращения зубчатого колеса, а вторая часть упорных стенок расположена в находящейся на расстоянии от первой плоскости и перпендикулярной оси вращения зубчатого колеса второй плоскости. Первая часть и вторая часть содержат каждая по меньшей мере по одной из упорных стенок. Предпочтительно первая часть и вторая часть содержат по половине упорных стенок. Те упорные стенки, которые согласованы с первой частью, и те упорные стенки, которые согласованы со второй частью, в окружном направлении расположены поочередно, а в аксиальном направлении - на противоположных сторонах этого зубчатого колеса.
При этом упорные стенки, согласованные с первой частью, пересекаются первой плоскостью, а упорные стенки, согласованные со второй частью, пересекаются второй плоскостью, предпочтительно соответственно по середине в аксиальном направлении. Первая плоскость и вторая плоскость в аксиальном направлении расположены на расстоянии друг от друга, и каждая проходит перпендикулярно оси вращения зубчатого колеса. Такое определение расположения упорных стенок дополнительно или альтернативно может быть привлечено для других определений, поясняемых в рамках данного описания. При таком варианте выполнения зубчатого колеса тоже могут быть реализованы простое и экономичное изготовление, а также одновременно длительный срок службы и/или высокая прочность.
Один предпочтительный вариант выполнения данного изобретения предусматривает, что каждая из упорных стенок переходит в каждый из соединенных ею зубьев через изогнутый переход. В рамках данного описания эти упорные стенки, хотя и рассматриваются отдельно от зубьев зубчатой нарезки зубчатого колеса, однако, предпочтительно они выполняются как единое целое и/или едиными по материалу с этими зубьями. Предпочтительно как упорные стенки, так и зубья зубчатой нарезки зубчатого колеса дополнительно выполнены как единое целое и/или едины по материалу с основным телом зубчатого колеса. Для достижения особенно высокой длительной прочности зубчатого колеса упорные стенки переходят в зубья через изогнутые переходы. Каждая из стенок, таким образом, через первый переход непосредственно соединена с первым из зубьев и через второй переход непосредственно соединена с вторым из зубьев. Такой изогнутый переход имеет, например, радиус, который является постоянным в радиальном направлении наружу или - альтернативно - увеличивается.
Еще один вариант выполнения данного изобретения предусматривает, что зубья зубчатой нарезки зубчатого колеса выполнены лишь на части внешней окружности этого зубчатого колеса. Иными словами, эти зубья присутствуют лишь в виде частичной зубчатой нарезки, которая проходит, например, в окружном направлении по углу не более 270°, не более 180°, не более 150°, не более 120° или не более 90°. В частности, в случае применения такого зубчатого колеса в зубчатой передаче для оконной фурнитуры вариант выполнения зубьев зубчатой нарезки зубчатого колеса по всей внешней окружности этого зубчатого колеса не является необходимым для надлежащей работы зубчатой передачи для оконной фурнитуры. Соответственно, прежде всего из соображений стоимости, можно отказаться от выполнения зубьев зубчатой нарезки зубчатого колеса по всей внешней окружности этого зубчатого колеса.
И, наконец, в рамках одного особенно предпочтительного варианта выполнения данного изобретения может быть предусмотрено, что зубчатое колесо имеет многогранную выемку. Эта многогранная выемка выполнена, например, в основном теле зубчатого колеса и служит для приема многогранного стержня. Такая многогранная выемка представляет собой, например, четырехгранную выемку. Например, оконная ручка зубчатой передачи для оконной фурнитуры имеет корреспондирующий с многогранной выемкой многогранный стержень, так что эта ручка путем введения многогранного стержня в многогранную выемку может в окружном направлении с геометрическим замыканием сцепляться с зубчатым колесом. Этот вариант выполнения многогранной выемки непосредственно на зубчатом колесе делает возможным непосредственное воздействие на зубчатое колесо с помощью этого многогранного стержня, например, с помощью ручки оконной фурнитуры.
Данное изобретение касается, далее, зубчатого элемента для передачи с зубчатым элементом, имеющего зубья зубчатой нарезки зубчатого элемента. При этом предусмотрено, что зубья зубчатой нарезки зубчатого элемента расположены в одном направлении с попеременным смещением, так что каждые два из зубьев расположены с противоположных сторон еще одного из зубьев и располагаются на одной прямой. Зубчатый элемент предпочтительно является компонентом передачи с зубчатым элементом и при этом взаимодействует с зубчатым колесом, которое предпочтительно выполнено согласно изложенному в рамках данного описания. Для достижения длительного срока службы и/или высокой прочности зубчатого элемента эти зубья зубчатой нарезки зубчатого элемента в одном направлении, а именно предпочтительно в аксиальном направлении относительно оси вращения зубчатого колеса, размещены с попеременным смещением. Это означает, что расположенные непосредственно возле друг друга зубья в этом направлении, например, в аксиальном направлении, хотя и расположены с перекрытием относительно друг друга, однако, не располагаются на одной прямой.
Такое расположение зубьев с попеременным смещением предпочтительно выбрано таким образом, что следующий через один за одним из зубьев зуб располагается на одной линии с последим из упомянутых, т.е. по меньшей мере в одном направлении находится с ним в перекрытии. Эти зубья зубчатой нарезки зубчатого элемента могут быть в этом смысле поделены на первую часть и вторую часть, причем каждая из частей включает в себя половину этих зубьев. Зубья первой части и зубья второй части расположены, чередуясь, и в обозначенном направлении поочередно смещены. Зубья, согласованные с первой частью, располагаются на одной прямой друг с другом, точно так же располагаются на одной прямой друг с другом и зубья, согласованные со второй частью. В частности, предусмотрено, что все зубья зубчатой нарезки зубчатого элемента равномерно поделены на указанные первую часть и вторую часть, и при этом все зубья первой части располагаются на одной прямой, и все зубья второй части располагаются на одной прямой.
Такого рода зубчатый элемент может особенно предпочтительно применяться вместе с зубчатым колесом согласно данному описанию. При зубчатом зацеплении зубчатого колеса и зубчатого элемента друг с другом предпочтительно указанные зубья зубчатой нарезки зубчатого элемента таким образом входят в указанные промежутки между зубьями зубчатой нарезки зубчатого колеса, что они находятся во входном отверстии, соответственно, расположены между каждыми двумя упорными стенками зубчатого колеса. Соответственно, тот зуб зубчатой нарезки зубчатого колеса, который нагружается усилием одним из зубьев зубчатой нарезки зубчатого элемента, через отходящую от него упорную стенку опирается на следующий за ним в окружном направлении зуб зубчатой нарезки зубчатого колеса. Тем самым обеспечивается особенно длительный срок службы зубчатого элемента и зубчатого колеса, и/или высокая прочность.
Следующий вариант выполнения данного изобретения предусматривает, что указанные зубья включают в себя расположенные поочередно первые зубья и вторые зубья, причем эти первые зубья в одном направлении начинаются каждый в воображаемой первой ограничивающей плоскости и проходят вплоть до следующей воображаемой первой ограничивающей плоскости, параллельной указанной первой ограничивающей плоскости, а вторые зубья в одном направлении каждый начинается в воображаемой второй ограничивающей плоскости и проходят до воображаемой другой ограничивающей плоскости, параллельной указанной второй ограничивающей плоскости, и причем указанная первая ограничивающая плоскость находится на расстоянии от вторых зубьев, а также указанная вторая ограничивающая плоскость находится на расстоянии от первых зубьев, и дополнительная первая ограничивающая плоскость пересекает вторые зубья, и дополнительная вторая ограничивающая плоскость пересекает первые зубья.
Эти зубья зубчатой нарезки зубчатого элемента предпочтительно полностью делятся на первые зубья и на вторые зубья, в частности, равномерно. Все первые зубья проходят, начинаясь от первой ограничивающей плоскости, вплоть до следующей первой ограничивающей плоскости и там заканчиваются. К тому же, все вторые зубья, начинаясь от второй ограничивающей плоскости, проходят вплоть до следующей второй ограничивающей плоскости и там же заканчиваются. Указанная первая ограничивающая плоскость и указанная следующая первая ограничивающая плоскость расположены параллельно друг другу. Также указанная вторая ограничивающая плоскость и указанная следующая вторая ограничивающая плоскость расположены параллельно друг другу. Предпочтительно первая ограничивающая плоскость и вторая ограничивающая плоскость тоже расположены параллельно друг другу. Эти ограничивающие плоскости, т.е. указанная первая ограничивающая плоскость, следующая первая ограничивающая плоскость, указанная вторая ограничивающая плоскость, а также следующая вторая ограничивающая плоскость расположены предпочтительно перпендикулярно оси вращения зубчатого колеса, поскольку зубчатое колесо и зубчатый элемент входят в зацепление друг с другом.
Указанная первая ограничивающая плоскость проходит на расстоянии от вторых зубьев, так же, как и вторая ограничивающая плоскость - от первых зубьев. В частности, при этом имеется расстояние в аксиальном направлении относительно оси вращения зубчатого колеса. Следующая первая ограничивающая плоскость, напротив, пересекает вторые зубья, и следующая вторая ограничивающая плоскость пересекает первые зубья, т.е. проходит через них насквозь. Соответственно, обеспечивается расположение с попеременным смещением зубьев зубчатой нарезки зубчатого элемента согласно изложенному в рамках данного описания.
Следующий предпочтительный вариант выполнения данного изобретения предусматривает, что указанные первые зубья на их лежащих между вторыми зубьями концах закруглены сильнее, чем на их противоположных концах, и/или что указанные вторые зубья на их лежащих между первыми зубьями концах закруглены сильнее, чем на их противоположных концах. Каждый первый зуб имеет лежащий - при рассмотрении в аксиальном направлении - между двумя вторыми зубьями конец и лежащий в аксиальном направлении на расстоянии от этих вторых зубьев конец. И наоборот, каждый второй зуб имеет конец, лежащий между двумя первыми зубьями, и конец, находящийся на расстоянии от этих первых зубьев в аксиальном направлении.
Например, эти зубья на своем противоположном конце являются плоскими; ограничивающая каждый зуб боковая поверхность лежит большей частью или даже полностью в воображаемой плоскости, которая предпочтительно перпендикулярна оси вращения зубчатого колеса. Лежащий между другими зубьями конец указанных зубьев, напротив, закруглен, например, высота зуба убывает в направлении этого конца. Дополнительно или альтернативно может убывать ширина зуба в этом направлении. При таком варианте выполнения зубьев обеспечивается особенно предпочтительная подгонка под промежутки между зубьями зубчатой нарезки зубчатого колеса и, в частности, под ограничивающие их в аксиальном направлении упорные стенки.
И, наконец, в рамках еще одного предпочтительного варианта выполнения может быть предусмотрено, что указанный зубчатый элемент выполнен как зубчатое колесо или как зубчатая рейка. За счет варианта выполнения в виде зубчатого колеса, соответственно, дополнительного зубчатого колеса может быть получена передача с зубчатым элементом, которая особенно превосходно подходит для передачи крутящего момента. Если же этот зубчатый элемент, напротив, выполнен как зубчатая рейка, то за счет взаимодействия зубчатого колеса и зубчатого элемента в рамках такой передачи с зубчатым элементом может быть обеспечено преобразование вращательного движения в линейное движение, или наоборот.
Данное изобретение касается, далее, передачи с зубчатым элементом, включающей в себя зубчатое колесо, в частности, зубчатое колесо согласно изложенному в рамках данного описания, и зубчатый элемент, в частности, зубчатый элемент согласно изложенному в рамках данного описания, причем зубчатая нарезка зубчатого колеса и зубчатая нарезка зубчатого элемента находятся в зацеплении друг с другом. При этом предусмотрено, что зубья зубчатой нарезки зубчатого колеса соединены с упорными стенками, расположенными в окружном направлении поочередно на разных сторонах и ограничивающими в аксиальном направлении промежутки между зубьями, так что каждый промежуток между зубьями с одной стороны, в аксиальном направлении противоположной соответствующей упорной стенке, открыт с края с образованием входного отверстия, которое в окружном направлении расположено каждое между двумя упорными стенками, и/или что зубья зубчатой нарезки зубчатого элемента расположены поочередно в аксиальном направлении со смещением, так что каждые два из зубьев расположены на противоположных сторонах от еще одного из зубьев и по меньшей мере в одном направлении располагаются на одной прямой.
Преимущества такого варианта выполнения зубчатого колеса, зубчатого элемента, а также передачи с зубчатым элементом уже приводились выше. Как зубчатое колесо, зубчатый элемент, так и передача с зубчатым элементом могут быть модифицированы согласно изложенному в рамках данного описания, на что и делается ссылка.
Один предпочтительный вариант выполнения данного изобретения предусматривает выполнение передачи с зубчатым элементом в виде зубчатой передачи для оконной фурнитуры. На это уже указывалось выше. Зубчатая передача для оконной фурнитуры является компонентом оконной фурнитуры, которая установлена на окне для его эксплуатации. Применение описанной передачи с зубчатым элементом в качестве зубчатой передачи для оконной фурнитуры позволяет обеспечить особенно длительный срок службы и/или передачу большого крутящего момента, соответственно, большого усилия. Об этом уже тоже говорилось выше.
Другой вариант выполнения данного изобретения предусматривает, что зубчатый элемент связан со штангой оконной фурнитуры. Оконная фурнитура содержит указанную передачу с зубчатым элементом в качестве зубчатой передачи для оконной фурнитуры. Через указанную штангу зубчатый элемент связан с по меньшей мере одной запорной цапфой, которая может взаимодействовать с запирающей пластиной для запирания окна. Например, при первом положении передачи с зубчатым элементом запорная цапфа входит в запирающую пластину, так что окно оказывается запертым. Если же, напротив, имеет место второе положение, то эта запорная цапфа не находится в зацеплении с запирающей пластиной, так что это окно отперто.
И, наконец, в рамках еще одного предпочтительного варианта выполнения данного изобретения может быть предусмотрено, что зубчатое колесо и зубчатый элемент расположены в общем корпусе передачи. Корпус передачи представляет собой корпус зубчатой передачи для оконной фурнитуры. Такое совместное расположение зубчатого колеса и зубчатого элемента в корпусе передачи делает возможным компактное и предпочтительное выполнение этой передачи с зубчатым элементом.
Данное изобретение ниже будет рассмотрено более подробно на представленных на чертежах примерах выполнения, что, однако не ведет к ограничению объема защиты данного изобретения. При этом на чертежах показано следующее.
Фиг.1 передача с зубчатым элементом, включающая в себя зубчатое колесо и зубчатый элемент,
Фиг.2 схематичное детальное изображение зубчатого колеса,
Фиг.3 схематичное детальное изображение зубчатого элемента, а также
Фиг.4 схематичное изображение передачи с зубчатым элементом, выполненной в качестве зубчатой передачи для оконной фурнитуры.
На Фиг.1 показано схематичное изображение передачи 1 с зубчатым элементом, содержащей зубчатое колесо 2, а также зубчатый элемент 3, выполненный в виде зубчатой рейки. Это зубчатое колесо 2 установлено с возможностью вращения вокруг оси 4 вращения зубчатого колеса, а указанный зубчатый элемент 3 установлен с возможностью линейного перемещения. Зубчатое колесо 2 имеет основное тело 5, в котором выполнена многогранная выемка 6. От основного тела 5 выступают зубья 7 зубчатой нарезки 8 зубчатого колеса, лишь некоторые из которых примерно обозначены. Можно видеть, что зубчатая нарезка 8 зубчатого колеса в окружном направлении проходит лишь по части зубчатого колеса 2. Зубья 7 зубчатой нарезки 8 зубчатого колеса по меньшей мере частично находятся в зацеплении с зубьями 9 зубчатой нарезки 10 зубчатого элемента. Эти зубья 9 показаны лишь частично и примерно.
На Фиг.2 показано схематичное детальное изображение зубчатого колеса 2. Четко видны зубья 7 зубчатой нарезки 8 зубчатого колеса. Каждые два из зубьев 7, если смотреть в окружном направлении, ограничивают один промежуток 11 между зубьями. Эти промежутки 11 между зубьями тоже обозначены лишь частично. Промежутки 11 между зубьями в аксиальном направлении с одной стороны ограничены каждый одной упорной стенкой 12, а с другой стороны выполнены открытыми с края с образованием входного отверстия 13. Упорные стенки 12 при этом для непосредственно соседних промежутков 11 между зубьями в аксиальном направлении относительно оси 4 вращения зубчатого колеса расположены на противоположных сторонах. Поэтому упорные стенки 12 в окружном направлении поочередно лежат на разных сторонах в аксиальном направлении на зубчатом колесе 2.
На Фиг.3 показан в схематичном детальном изображении зубчатый элемент, выполненный как зубчатая рейка. Можно видеть, что зубья 9 зубчатой нарезки 10 зубчатого элемента в одном направлении, а именно в продольном направлении зубчатого элемента 3 поочередно расположены со смещением. Это означает, что каждые два из зубьев 9, которые расположены с противоположных сторон относительно еще одного из зубьев 9, располагаются на одной прямой. Получается, что эти зубья 9 могут быть поделены на первые зубья 14 и вторые зубья 15. Эти первые зубья 14 и вторые зубья 15 располагаются поочередно. При этом на одной прямой друг с другом располагаются указанные первые зубья 14. Точно так же располагаются на одной прямой друг с другом указанные вторые зубья 15. К тому же первые зубья 14 на своем лежащем между вторыми зубья 15 конце 16 закруглены сильнее, чем на их противоположном конце 17. То же относится и к вторым зубьям 15.
На Фиг.4 показано схематичное изображение одного варианта выполнения передачи 1 с зубчатым элементом в качестве зубчатой передачи для оконной фурнитуры. Можно видеть зубчатое колесо 2, а также зубчатый элемент 3, которые расположены в показанном здесь лишь частично корпусе 18 передачи. Показано, что зубчатый элемент 3 имеет направляющие пазы 19 и 20, которые образованы на противоположных сторонах. С каждым из этих направляющих пазов 19 и 20 согласован направляющий выступ 21 корпуса 18 передачи. Соответствующий направляющий выступ 21 расположен в направляющем пазу 19, соответственно, 20 для линейного направления зубчатого элемента 3.
Описанный вариант выполнения передачи 1 с зубчатым элементом обладает тем преимуществом, что при сравнительно простом конструктивном выполнении обеспечивается значительное продление срока службы по сравнению с обычным зубчатым колесом и обычной зубчатой рейкой. Исследования показали, что срок службы по сравнению с обычными колесом и рейкой может по меньшей мере удваиваться. Дополнительно или альтернативно вследствие более высокой прочности повышается передаваемый крутящий момент, соответственно, передаваемое усилие.
1. Зубчатое колесо (2) для передачи (1) с зубчатым элементом, имеющее зубчатую нарезку (8) зубчатого колеса, отличающееся тем, что зубья (7) зубчатой нарезки (8) зубчатого колеса соединены с упорными стенками (12), расположенными в окружном направлении относительно оси (4) вращения зубчатого колеса (2) поочередно на разных сторонах и ограничивающими промежутки (11) между зубьями в аксиальном направлении, так что каждый промежуток (11) между зубьями со стороны, противоположной соответствующей упорной стенке (12) в аксиальном направлении, открыт с края с образованием входного отверстия (13), которое в окружном направлении расположено между каждыми двумя из упорных стенок (12).
2. Зубчатое колесо по п.1, отличающееся тем, что это зубчатое колесо (2) представляет собой цилиндрическое зубчатое колесо и зубчатая нарезка (8) этого зубчатого колеса выполнена в виде прямолинейной зубчатой нарезки.
3. Зубчатое колесо по любому из предыдущих пунктов., отличающееся тем, что зубья (7) зубчатой нарезки (8) зубчатого колеса в аксиальном направлении располагаются на одной прямой и каждые два из зубьев (7) ограничивают один из промежутков (11) между зубьями в окружном направлении, причем первый из промежутков (11) между зубьями и второй из промежутков (11) между зубьями, расположенный в окружном направлении непосредственно рядом с этим первым промежутком (11) между зубьями, на разных сторонах воображаемой плоскости, перпендикулярной оси (4) вращения зубчатого колеса, в аксиальном направлении ограничены одной из упорных стенок (12), а в противоположном направлении открыты с края.
4. Зубчатое колесо по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что первая часть упорных стенок (12) расположена в первой плоскости, перпендикулярной оси (4) вращения зубчатого колеса, а вторая часть упорных стенок (12) расположена во второй плоскости, находящейся на расстоянии от первой плоскости и перпендикулярной оси (4) вращения зубчатого колеса.
5. Зубчатое колесо по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что каждая из стенок (12) переходит в каждый из соединенных ею зубьев (7) через изогнутый переход.
6. Зубчатое колесо по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что зубчатая нарезка (8) зубчатого колеса выполнена лишь на части окружности этого зубчатого колеса (2).
7. Зубчатое колесо по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно имеет многогранную выемку (6).
8. Зубчатый элемент (3) для передачи (1) с зубчатым элементом, имеющий зубчатую нарезку (10) зубчатого элемента, отличающийся тем, что зубья (9) зубчатой нарезки (10) зубчатого элемента в одном направлении поочередно расположены со смещением, так что каждые два из зубьев (9) расположены с противоположных сторон еще одного из зубьев (9) и располагаются на одной прямой.
9. Зубчатый элемент по п.8, отличающийся тем, что зубья (9) включают в себя расположенные поочередно первые зубья (14) и вторые зубья (15), причем первые зубья (14) в одном направлении начинаются каждый в воображаемой первой ограничивающей плоскости и проходят вплоть до следующей воображаемой первой ограничивающей плоскости, параллельной указанной первой ограничивающей плоскости, а вторые зубья (15) в одном направлении начинаются каждый в воображаемой второй ограничивающей плоскости и проходят вплоть до следующей одной воображаемой второй ограничивающей плоскости, параллельной указанной второй ограничивающей плоскости, и причем указанная первая ограничивающая плоскость проходит на расстоянии от вторых зубьев (15), а также вторая ограничивающая плоскость проходит на расстоянии от первых зубьев (14), и упомянутая следующая первая ограничивающая плоскость пересекает вторые зубья (15), а упомянутая следующая вторая ограничивающая плоскость пересекает первые зубья (14).
10. Зубчатый элемент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первые зубья (14) на своем лежащем между вторыми зубьями (15) конце (16) закруглены сильнее, чем на своем противоположном конце, и/или что вторые зубья (15) на своем лежащем между первыми зубьями (14) конце закруглены сильнее, чем на своем противоположном конце.
11. Зубчатый элемент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он выполнен как зубчатое колесо или как зубчатая рейка.
12. Передача с зубчатым элементом (1), содержащая зубчатое колесо (2), в частности зубчатое колесо (2) по одному из пп.1-7, и зубчатый элемент (3), в частности зубчатый элемент (3) по одному из пп.8-11, причем зубчатая нарезка (8) зубчатого колеса (2) и зубчатая нарезка (10) зубчатого элемента (3) находятся в зацеплении друг с другом, отличающаяся тем, что зубья (7) зубчатой нарезки (8) зубчатого колеса соединены с упорными стенками (12), расположенными в окружном направлении поочередно на разных сторонах и ограничивающими промежутки (11) между зубьями в аксиальном направлении, так что каждый промежуток (11) между зубьями с одной стороны, противоположной соответствующей упорной стенке (12) в аксиальном направлении, открыт с края с образованием входного отверстия (13), которое в окружном направлении расположено между каждыми двумя из упорных стенок (12), и/или что зубья (9) зубчатой нарезки (10) зубчатого элемента расположены со смещением поочередно в аксиальном направлении, так что каждые два из зубьев (9) расположены с противоположных сторон еще одного из зубьев (9) и по меньшей мере в одном направлении располагаются на одной прямой.
13. Передача с зубчатым элементом по п.12, отличающаяся тем, что она выполнена как зубчатая передача для оконной фурнитуры.
14. Передача с зубчатым элементом по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что зубчатый элемент (3) связан со штангой оконной фурнитуры.
15. Передача с зубчатым элементом по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что зубчатое колесо (2) и зубчатый элемент (3) расположены в общем корпусе (18) передачи.
