верхнее направляющее устройство с подпружиненным роликом

Формула изобретения

1. Верхнее роликовое направляющее устройство для перемещения двери по направляющей качения в форме перевернутой буквы U, содержащее: а) корпус для установки на верхнем крае двери, б) простирающуюся вверх первую ось на указанном корпусе, в) первый ролик на указанной первой оси для вращения вокруг нее при контактировании с возможностью качения с одной боковой стенкой направляющей, г) вертикально направленный торсионный элемент, установленный в корпусе и содержащий (1) вертикально простирающийся удлиненный торсионный стержень, нижним концом неподвижно установленный на корпусе, (2) горизонтально простирающийся рычаг, одним концом прикрепленный к верхнему концу торсионного стержня и простирающийся от первой оси, и (3) простирающуюся вверх вторую ось вблизи другого конца рычага, и д) второй ролик на второй оси для вращения вокруг нее при контактировании с возможностью качения с другой боковой стенкой направляющей, причем второй ролик расположен на расстоянии от первого ролика, при этом второй ролик и рычаг выполнены с возможностью упругого смещения вокруг продольной оси указанного торсионного стержня по направлению к корпусу для вставления роликов в направляющую, и когда к торсионному стержню второго ролика приложен крутящий момент, этим создается сила, поджимающая рычаг и тем самым второй ролик по направлению к их первоначальному положению для увеличения расстояния между указанными роликами и для поддержания при качении указанных роликов их плотного контакта с боковыми стенками направляющей.

2. Верхнее направляющее устройство по п. 1, в котором корпус содержит кронштейн для установки с возможностью поворота торсионного стержня вблизи его верхнего конца.

3. Верхнее направляющее устройство по п. 1, в котором содержатся второй, вертикально направленный торсионный элемент, установленный в корпусе, и третий ролик на его оси, при этом второй и третий ролики расположены на расстоянии и в одинаковом направлении от первого ролика и опираются на другую стенку направляющей.

4. Верхнее направляющее устройство по п. 3, в котором корпус имеет поперечную ось, а горизонтальные рычаги торсионных элементов расходятся от поперечной оси.

5. Верхнее направляющее устройство по п. 1, в котором торсионный стержень изготовлен из синтетической смолы.

6. Верхнее направляющее устройство по п. 1, в котором горизонтальный рычаг и вторая ось выполнены за одно целое.

7. Верхнее направляющее устройство по п. 1, в котором горизонтальный рычаг на своем конце выполнен раздвоенным.

8. Верхнее направляющее устройство по п. 1, в котором торсионный стержень имеет горизонтально расположенный опорный элемент на нижнем конце, неподвижно установленном в корпусе.

9. Верхнее направляющее устройство по п. 8, в котором опорный элемент имеет выступающую лапку, установленную в пазу в корпусе.

10. Верхнее направляющее устройство по п. 8, в котором опорный элемент и торсионный стержень выполнены за одно целое.

11. Верхнее роликовое направляющее устройство для перемещения двери по направляющей качения в форме перевернутой буквы U, содержащее: а) корпус для установки на верхнем крае двери, б) простирающуюся вверх первую ось на указанном корпусе, в) первый ролик на первой оси для вращения вокруг нее при контактировании с возможностью качения с одной боковой стенкой направляющей, г) вертикально направленный торсионный элемент, установленный в корпусе и содержащий (1) вертикально простирающийся удлиненный торсионный стержень, имеющий опорный элемент на нижнем конце, неподвижно установленном в корпусе, при этом корпус имеет кронштейн для установки верхней концевой части стержня, (2) горизонтально простирающийся рычаг, одним концом прикрепленный к верхнему концу торсионного стержня и простирающийся от первой оси, и (3) простирающуюся вверх вторую ось вблизи другого конца рычага, при этом торсионный элемент целиком выполнен из синтетической смолы, и д) второй ролик на второй оси для вращения вокруг нее при контактировании с возможностью качения с другой боковой стенкой направляющей, причем второй ролик расположен на расстоянии от первого ролика, при этом второй ролик и рычаг выполнены с возможностью упругого смещения вокруг продольной оси торсионного стержня по направлению к корпусу для вставления роликов в направляющую, и когда к торсионному стержню второго ролика приложен крутящий момент, этим создается сила, поджимающая рычаг и тем самым второй ролик по направлению к их первоначальному положению для увеличения расстояния между роликами и для поддержания при качении роликов их плотного контакта с боковыми стенками направляющей.

12. Верхнее направляющее устройство по п. 11, в котором горизонтальный рычаг на своем одном конце выполнен раздвоенным.

13. Верхнее направляющее устройство по п. 11, в котором содержатся второй, вертикально направленный торсионный элемент, установленный в корпусе, и третий ролик на его оси, при этом второй и третий ролики расположены на расстоянии и в одинаковом направлении от первого ролика и опираются на другую стенку направляющей.

14. Верхнее направляющее устройство по п. 13, в котором корпус имеет поперечную ось, а горизонтальные рычаги торсионных элементов расходятся от поперечной оси.

15. Верхнее направляющее устройство по п. 11, в котором опорный элемент имеет выступающую лапку, установленную в пазу в корпусе.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение касается раздвижных дверей, а конкретнее - верхнего направляющего устройства для таких раздвижных дверей, способствующего устойчивой установке дверей и их перемещению вдоль направляющей, в которую они вставлены.

Внутри жилых и некоторых торговых зданий используют раздвижные двери различных типов. Хотя некоторые раздвижные двери раздвигаются в проеме, образованном в стене здания, в уборных часто применяют обходные двери, т.е. две двери, которые будут раздвигаться в параллельных направляющих, так что та или другая сторона дверного проема остается свободной для доступа в уборную. Такие двери могут представлять собой двери с полой внутренней частью, изготовленные из дерева и т.п., или конструкцию из зеркал или других полотен, установленных в металлические или деревянные обвязки.

Направляющие, которые применяются в таких конструкциях, обычно изготовлены из алюминиевых деталей, полученных выдавливанием, или из катаной листовой стали. В обходных дверях обычно используют направляющую с поперечным сечением в виде перевернутой буквы "Е", в которой имеются две наружные стенки и одна центральная стенка, образующие два паза.

В патенте США 5349783 на имя Джэсперсона и др. показано верхнее направляющее устройство, в котором используются два ролика, опирающихся на противоположные стенки каждого из пазов направляющей для обеспечения устойчивости двери в дверном проеме и желательного направленного перемещения двери по длине направляющей качения.

В устройстве согласно этому патенту отражаются усилия по решению проблемы изменений ширины направляющей вследствие допусков при формовании направляющей и, кроме того, проблемы, связанные с износом роликов, используемых на протяжении длительных периодов времени. Хотя устройство, раскрытое в патенте Джэсперсона и др. , является полезным, существует необходимость в создании более долговечного устройства, в котором имеется желательное подпружинивание для поддержания плотного соприкосновения роликов с возможностью качения с двумя стенками направляющей, в которой они действуют.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание для раздвижных дверей нового верхнего роликового направляющего устройства, в котором обеспечивается постоянное подпружинивание для поддержания контакта роликов со стенками направляющей.

Кроме того, задачей является создание верхнего роликового направляющего устройства, содержащего детали, которые могут быть просто и экономично изготовлены из синтетической смолы.

Другой задачей является создание такого верхнего роликового направляющего устройства, которое может быть быстро собрано из деталей и которое может быть использовано как с деревянными, так и с филенчатыми дверями.

Вышеизложенные и сопутствующие задачи могут быть легко достигнуты посредством снабженного роликами верхнего направляющего устройства для перемещения двери по направляющей качения в форме перевернутой буквы U, которое содержит корпус для установки на верхнем крае двери с расположением на корпусе простирающейся вверх первой оси и первый ролик на этой оси для вращения вокруг нее при контактировании с возможностью качения с одной боковой стенкой направляющей. В корпусе установлен вертикально направленный торсионный элемент, содержащий вертикально простирающийся удлиненный торсионный стержень, нижним концом неподвижно установленный на корпусе, горизонтально простирающийся рычаг, одним концом прикрепленный к верхнему концу торсионного стержня и простирающийся от первой оси, и простирающуюся вверх вторую ось вблизи другого конца рычага.

На второй оси установлен второй ролик для вращения вокруг нее при контактировании с возможностью качения с другой боковой стенкой направляющей. Второй ролик расположен на расстоянии от указанного первого ролика, при этом второй ролик и рычаг выполнены с возможностью упругого смещения вокруг продольной оси торсионного стержня от первоначального положения по направлению к корпусу для вставления роликов в направляющую. Получающийся в результате крутящий момент в торсионном стержне создает силу, поджимающую рычаг и тем самым второй ролик по направлению к их первоначальному положению для увеличения расстояния между роликами и для поддержания при качении роликов их плотного контакта с боковыми стенками направляющей.

Желательно, чтобы корпус содержал кронштейн для установки с возможностью поворота торсионного стержня вблизи его верхнего конца. Направляющее устройство предпочтительно содержит второй вертикально направленный торсионный элемент, установленный в корпусе, и третий ролик на его оси. Второй и третий ролики расположены на расстоянии и в одинаковом направлении от первого ролика и опираются на другую стенку направляющей. Корпус имеет поперечную ось, и горизонтальные рычаги торсионных элементов расходятся от поперечной оси.

Торсионный стержень изготовлен из синтетической смолы, и горизонтальный рычаг и вторая ось выполнены за одно целое с этим стержнем. Горизонтальный рычаг на своем конце, соединенным со стержнем, предпочтительно выполнен раздвоенным.

Желательно, чтобы торсионный стержень на своем нижнем конце, неподвижно установленном в корпусе, имел горизонтально расположенный опорный элемент, который имеет выступающую лапку, посаженную в паз в корпусе. Опорный элемент выполнен за одно целое с торсионным стержнем.

На чертежах изображено:

фиг. 1 - фрагментарный вид дверного устройства с частичным пространственным разделением деталей, в котором используется верхнее роликовое направляющее устройство, воплощающее в себе настоящее изобретение;

фиг. 2 - вид в увеличенном масштабе верхнего направляющего устройства с пространственным разделением деталей, на котором сплошной линией показан узел из торсионного элемента и ролика при одном расположении, а штрихпунктирной линией - второй узел из торсионного элемента и ролика для образования трехроликового верхнего направляющего устройства, показанного на фиг. 3;

фиг. 3 - вид сбоку варианта воплощения настоящего изобретения, в котором имеются три ролика, два из которых установлены на торсионных элементах;

фиг. 4 - вид в перспективе торсионного элемента, который применяется в устройстве и который сплошной линией показан в своем первоначальном или исходном положении, а штрихпунктирной линией - в скрученном или частично повернутом положении;

фиг. 5 - вид сверху дверного устройства на фиг. 1 с частью второй двери, показанной в соседнем пазу Е-образной направляющей;

фиг. 6 - частично схематичный вид, на котором на части направляющей, изображенной штрихпунктирной линией, ролик на торсионном элементе показан так, как он был бы расположен при отсутствии поворота рычага вокруг торсионного стержня, а на части направляющей, изображенной сплошной линией, ролик показан отклоненным от исходного положения на части направляющей, изображенной штрихпунктирной линией;

фиг. 7 - частичный вид сбоку в увеличенном масштабе двери на фиг. 1, установленной в направляющей;

фиг. 8 - частичный вид в перспективе дверного устройства с двумя трехроликовыми верхними направляющими устройствами, одно из которых демонтировано с двери;

фиг. 9 - вид, сходный с видом на фиг. 5 и показывающий два трехроликовых верхних направляющих устройства согласно варианту выполнения на фиг. 3, расположенных в одном из пазов направляющей, и вторую неполную часть второй двери в соседнем пазу;

фиг. 10 - вид, сходный с видом на фиг. 6 и иллюстрирующий величину углового смещения роликов и рычагов торсионных элементов.

На фиг.1 частично показана филенчатая дверь, обозначенная в целом позицией 10 и имеющая угловые соединительные части, которые в целом обозначены позицией 14, на которых установлены верхние роликовые направляющие устройства, воплощающие в себе настоящее изобретение и обозначенные в целом позицией 28. Как показано на фиг. 7, верхние роликовые направляющие устройства 28 простираются внутри U-образной направляющей, имеющей двухдорожечную конструкцию с по существу перевернутой Е-образной конфигурацией и обозначенной в целом позицией 12. Направляющая 12 имеет боковые стенки 16, центральную стенку 18 и поперечно простирающуюся верхнюю стенку или перемычку 20.

Филенчатая дверь, показанная на фиг.1, обычно состоит из вертикальных частей 22 и горизонтальных частей 24 обвязки дверного полотна, в пазах которых устанавливают дверную филенку 25, при этом вертикальные и горизонтальные части 22, 24 обвязки дверного полотна соединены угловыми соединительными частями 14.

На фиг. 2 и 3 показано верхнее роликовое направляющее устройство 28, которое содержит корпус, обозначенный в целом позицией 30 и имеющий нижнюю стенку 32, боковые стенки 34, верхнюю стенку 36 и панельную стенку 38. На панельной стенке 38 вблизи верхней стенки 36 расположены два кронштейна или захвата 40. Под ними находятся две цилиндрические бобышки 46 для установки крепежных деталей (не показаны) для прикрепления корпуса 30 к деревянной двери (не показана), а в центре под ними - полукруглая бобышка 48, которая действует в качестве упора при соединении с металлической угловой соединительной частью 14.

Вверх от верхней стенки 36 выступает ось 50 с буртиком 52 вокруг ее верхнего конца. В центре нижней стенки 32 расположена вертикальная центральная стенка 42, и нижняя стенка 32 снабжена пазами 44 вблизи места пересечения центральной стенки 42 с панельной стенкой 38.

На ось 50 надеты опорное кольцо 68 и ролик 70, и буртик 52, через который они надеваются на ось при сборке, удерживает их на оси.

Как лучше всего видно на фиг. 2 и 4, торсионный элемент, обозначенный в целом позицией 54, содержит опору 56, удлиненный стержень 58, раздвоенный рычаг 60 и ось 62, имеющую буртик 64 вблизи своего верхнего конца. Опора 56 имеет выступающую лапку 66, которая будет устанавливаться в паз 44 в нижней стенке 32. Как видно на фиг. 2 и яснее видно на других фигурах, раздвоенный рычаг 60 простирается под внутренним углом около 45^o к линии, перпендикулярной к панельной стенке 38. На оси 62 установлены опорные кольцо 68 и ролик 70, и буртик 64 удерживает их на оси.

На фиг. 2 штрихпунктирными линиями показан второй торсионный элемент 54, который является противоположно направленным, т.е. простирающимся в противоположном направлении и также под внутренним углом около 45^o. На фиг. 3 показано устройство с двумя торсионными элементами, в котором два торсионных элемента 54 установлены в кронштейнах или захватах 40 при расположении лапок 66 в пазах 44 для надежного закрепления опор торсионных элементов 54 против их вращения, тогда как верхние концевые части торсионных стержней могут свободно поворачиваться в кронштейнах 40.

Как показано на фиг. 4, смещение внешнего конца рычага 60 на 15^o от положения, показанного сплошной линией, в положение, показанное штрихпунктирной линией, будет приводить к скручиванию стержня 58, как это показано штрихпунктирной линией, проходящей вдоль него.

Таким образом, как схематически показано на фиг. 6, на которой неотклоненное положение ролика 70 и рычага 60 обозначено позицией "А", верхнее роликовое направляющее устройство 28 не помещалось бы в направляющую 18. Отклонение рычага 60 и ролика 70 в положение "В" позволяет вставлять верхнее роликовое направляющее устройство 28 в направляющую 12, и это вызывает деформацию скручивания по длине стержня 58. Когда верхнее роликовое направляющее устройство 28 с отклоненным рычагом 60 установлено в направляющей 12, крутящий момент или сила скручивания в стержне 58 теперь поджимает ролик 70 к центральной стенке 18, тогда как стационарный ролик 70 на оси 50 опирается на боковую стенку 16. Это поджатие обеспечивает плавное качение верхнего роликового направляющего устройства 28 по стенкам 16, 18 направляющей 12.

В обычной конструкции обходной двери, показанной на фиг. 5, две двери 10 установлены в двух пазах направляющей 12, и ролики 70 на торсионных элементах 54 каждой двери поджаты к центральной стенке 18 для поддержания хорошего контакта при качении и для установки дверей 10 в правильном положении.

На фиг. 3 и 8 показан трехроликовый вариант выполнения верхнего роликового направляющего устройства согласно настоящему изобретению. Используются два противоположно направленных или расположенных под углом торсионных элемента 54 для обеспечения того, чтобы два смещенных при кручении ролика 70 опирались на центральную стенку 18 направляющей 12, как это показано на фиг. 9 и 10. Как схематически показано на фиг. 10, противоположно направленные под углом рычаги 60 торсионных элементов 54 отклонены в противоположных направлениях с уменьшением расстояния между их осями и центральной линией корпуса 30, чтобы можно было вставить верхнее направляющее устройство 28 в паз направляющей 12. Когда снято первоначальное отклоняющее усилие, рычаги 60 поджимаются по направлению к их неотклоненному положению, показанному в правой части этой фигуры, обеспечивая плотное прижатие роликов к центральной стенке 18. Величина постоянного отклонения характеризуется внутренним углом между линиями А и В.

Сохраняющаяся скручивающая нагрузка в торсионном элементе будет обеспечивать приложение постоянного поджимающего усилия или подпружинивание, действующее через ролик на стенку направляющей. Это будет плотно удерживать дверь на месте в направляющей, устраняя шум при работе двери, и будет обеспечивать плавное качение во время движения двери вдоль направляющей. Очевидно, что два торсионных элемента, показанных на фиг. 8 и 9, обеспечивают большее подпружинивающее усилие, чем один торсионный элемент, показанный на фиг. 4 и 5.

Важнейшим элементом устройства является сам торсионный элемент, который для обеспечения высокой прочности детали формован целиком. Угловая ориентация по длине рычага будет зависеть от ширины направляющей, в которой должно действовать верхнее направляющее устройство. В обычном случае желательно, чтобы при подпружиненном положении в направляющей отклонение составляло около 10-15^o, и это обычно потребует отклонение на около 25-30^o для возможности вставления в направляющую. Как установлено на практике, использование стержневой части торсионного элемента с длиной по вертикали около 40-50 мм и диаметром около 4-5 мм будет обеспечивать желаемую степень скручивания. Как показали недавние испытания, некоторое улучшение в образовании желаемого скручивания достигаются при использовании стержня, сужающегося от его основания к уменьшенному диаметру вблизи захвата с уменьшением приблизительно на 10%. Часть от захвата до верхнего конца имеет постоянный диаметр. Длина рычага торсионного элемента между центрами стержня и оси на конце рычага обычно составляет 20-35 мм. Использование раздвоенной части рычага увеличивает прочность соединения между рычагом и стержнем.

В показанном варианте воплощения изобретения опора и лапка торсионного элемента неподвижно установлены в основании корпуса для закрепления нижней части стержня против какой-либо возможности ее поворота, тогда как захват или кронштейн вблизи верхней части стержня допускают поворот этой части в них.

Для изготовления деталей верхнего направляющего устройства можно использовать различные полимеры. Корпус и торсионные элементы желательно изготавливать из высокопрочного ацетилполимера. Шину и ролик желательно выполнять из эластомерного материала, а опорный элемент для ролика - из малофрикционного материала типа "нейлон 66".

При сборке устройства вначале устанавливают опору и лапку на место в основании нижней стенки корпуса, после чего торсионный элемент может быть повернут вверх для установки в захвате или кронштейне корпуса. Опорный элемент или ролик могут быть насажены на ось через буртик.

Показанные варианты выполнения верхнего направляющего устройства можно использовать в сочетании с угловым кронштейном, обычно применяемым для зеркальных и других филенчатых дверей. С другой стороны, в деревянных дверях корпус может быть непосредственно прикреплен к двери с помощью крепежных элементов, вставленных через круглые бобышки, которые показаны в нескольких вариантах воплощения изобретения.

Таким образом, верхнее роликовое направляющее устройство согласно настоящему изобретению может быть легко изготовлено и собрано с образованием долговечного устройства, в котором имеется постоянное поджатие, плотно поддерживающее дверь на месте в направляющей. Благодаря небольшому количеству деталей сводится до минимума стоимость изготовления, при этом возможен оптимальный выбор материалов для улучшения долговечности.