RU2340817C1 - Устройство для выборочного прерывания вращательно-поступательного движения - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройству для выборочного прерывания вращательно-поступательного движения. Устройство содержит нарезной удлиненный элемент (114) и элемент (112) с внутренней резьбой, сцепленный с резьбой удлиненного элемента (114). Один из указанных элементов (112, 114) совершает при сцеплении с другим элементом поступательное движение, по меньшей мере, до позиции, определяемой конечным положением (150). Движущийся поступательно элемент (112, 114) способен подвергаться мгновенным деформациям при достижении указанного, по меньшей мере, одного конечного положения (150), освобождаясь в результате от сцепления с другим элементом. Такое выполнение упрощает устройство при производстве и сборке. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для выборочного прерывания вращательно-поступательного движения, которое часто используется в устройстве для ограничения количества оборотов механического вала в системе привода для штор на роликах.

Уровень техники

Во многих применениях требуется устройство для выборочного прерывания вращательно-поступательного движения, т.е. под управлением в зависимости от граничных условий. Хотя известны сложные системы для достижения этой цели (например, системы электронного управления), было бы чрезвычайно удобно получить простое и надежное решение. В следующем описании рассматривается пример такого решения - устройство для ограничения количества оборотов механического вала, никоим образом не ограничивающий объем изобретения.

В системе привода для штор на роликах механический вал является основной частью привода, и при этом требуется управлять его вращательным движением. В частности, очень часто используемый способ управления основан на измерении числа оборотов, совершаемых валом в обоих направлениях. В указанных системах привода шторы на роликах (занавес, жалюзи и т.п.) разворачиваются и сворачиваются на роликах, составляющих одно целое с валом, что позволяет преобразовать число оборотов в сигнал управления конечного положения штор на роликах.

Ближайшим аналогом для данной заявки может считаться устройство 1, описанное в патенте US 3718215, поперечные сечения которого показаны на фиг.1 и фиг.2. Шлицованный вал 10, который составляет одно целое с механическим валом 55, являющимся объектом управления (показан схематично) и приводящимся в действие двигателем 20, сцеплен с двумя зубчатыми колесами 12, которые, в свою очередь, соединены посредством внутренней резьбы с резьбовым валом 14, на котором колеса могут передвигаться продольно в обоих направлениях в соответствии с их вращением - см. фиг.1. В зависимости от направления вращения шлицованного вала 10 (и, следовательно, управляемого вала) одно из двух зубчатых колес 12 достигает и толкает управляющий элемент 16, который воздействует на электрический переключатель 18 (микропереключатель), изменяя его состояние - открытый/закрытый - смотри верхний переключатель на фиг.2. Изменение состояния переключателя 18 обнаруживается устройством 1, и двигатель 20 останавливается. Другое зубчатое колесо 12, наоборот, движется в противоположном направлении, достигая, при необходимости, конца резьбового вала 14. Очевидно, что в устройстве 1 имеются два набора элементов, обеспечивающих возможность управления вращением механического вала 55 в обоих направлениях. Пружины 22 толкают зубчатые колеса 12 в сторону резьбы резьбового вала 14, позволяя им снова зацепляться при изменении направления его вращения. Это происходит и тогда, когда колеса 12 находятся в контакте с управляющим элементом 16 и толкают его, и тогда, когда колеса находятся на противоположном конце вала 14 и не соединены с ним - см. фиг.2. Следует заметить, что и зубчатые колеса 12, и валы 14 выполнены из металла. Кроме того, ясно, что зубчатые колеса 12, резьбовые валы 14 и пружины 22 образуют устройство для точного выборочного прерывания вращательно-поступательного движения, а именно, движения зубчатых колес 12 по резьбовому валу 14.

Два резьбовых вала 14, соответственно, продолжаются в продольном направлении в виде двух стержней 70а и 70b, на конце которых расположены соосно с ними зубчатые колеса 72а и 72b. Зубчатые колеса 72а и 72b соединены соответственно с двумя червяками 74а и 74b. После установки двигателя производится регулировка конечных положений при открывании и закрывании. Двигателем штора на роликах устанавливается в желаемое открытое положение, и с помощью соответствующего инструмента, например отвертки, и предполагая, что верхний вал 14 используется для регулировки конечного открытого положения. Червяк 74а поворачивают до тех пор, пока в результате вращения стержня 70а и, следовательно, верхнего вала 14 верхнее зубчатое колесо 12 не переключит верхний переключатель 18, вызывая остановку двигателя 20. Затем штору на роликах устанавливают в закрытое положение, после чего определяют положение, в котором нижнее зубчатое колесо 12 переключает нижний переключатель 18, используя тот же способ, как для открытого положения, в результате чего верхнее зубчатое колесо 12 движется от переключателя 18 в положение, определенное конечным закрытым положением. Это положение может изменяться в зависимости от типа жалюзи или занавеса, на которых смонтирован двигатель, и в зависимости от требований конкретного клиента. При последующем открывании шторы на роликах двигатель будет работать до тех пор, пока одно из зубчатых колес 12 не переключит один из переключателей 18. Следовательно, положение покоя (выключенное) верхнего и нижнего зубчатых колес 12 может находиться в любом месте вала 14 и может различаться в зависимости от выполненных регулировок. После завершения регулировок червяки 74а, b удерживают валы 14 в фиксированном положении.

Устройство 1 может быть усовершенствовано с тем, чтобы оно содержало меньшее количество деталей, приводя к преимуществам в весе, меньшей сложности, более низкой стоимости.

Раскрытие изобретения

Цель настоящего изобретения - улучшить устройство предшествующего уровня техники. Данная цель достигается использованием устройства для выборочного прерывания вращательно-поступательного движения в соответствии с изложенной далее формулой изобретения.

Краткое описание чертежей

Преимущества и характеристики настоящего изобретения станут более понятными после следующего описания воплощения, которое следует рассматривать только как пример, а ни в коей мере как ограничение. Описание проводится со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - схематичное поперечное сечение устройства, соответствующего предшествующему уровню техники в первом положении;

фиг.2 - схематичное поперечное сечение устройства, показанного на фиг.1, во втором положении;

фиг.3 - схематичное поперечное сечение устройства, содержащего настоящее изобретение, в первом положении;

фиг.4 - схематическое поперечное сечение устройства, показанного на фиг.3, во втором положении;

фиг.5 - детализация устройства, соответствующего настоящему изобретению;

фиг.6 - детализация варианта устройства, соответствующего настоящему изобретению;

фиг.7 - укрупненный вид детализации на участке Q по фиг.6;

фиг.8 - детализация другого варианта устройства, соответствующего настоящему изобретению;

фиг.9 - детализация еще одного варианта устройства, соответствующего настоящему изобретению;

фиг.10 - детализация другого варианта устройства, соответствующего настоящему изобретению;

фиг.11 - схематичное поперечное сечение варианта устройства, показанного на фиг.3, в первом положении;

фиг.12 - схематическое поперечное сечение устройства, показанного на фиг.11, во втором положении.

Осуществление изобретения

Ссылочной позицией 100 обозначено ограничивающее устройство, которое основано на усовершенствованном указанном выше устройстве 1, ссылочные позиции которого сохранены с добавлением индекса «1» для аналогичных элементов. Таким образом, ограничивающее устройство 100 содержит шлицованный вал 110, составляющий одно целое с валом 155, являющимся объектом управления (показан схематично) и приводимым в действие двигателем 120. Указанный вал 110 сцеплен с двумя зубчатыми колесами 112, которые, в свою очередь, соединены посредством внутренней резьбы с резьбовым валом 114. Указанный вал 110 установлен на два опорных фланца 150. Как и в случае указанного выше патента, указанные колеса 112 могут двигаться вдоль оси на указанном валу 114 в обоих направлениях в соответствии с его вращением (см. фиг.3 и фиг.4), и с тем же эффектом они могут приближаться и толкать управляющий элемент 116, который воздействует на электрический переключатель 118 (микропереключатель), изменяя, таким образом, его состояние открыт/закрыт и останавливая, таким образом, двигатель 120 (см. верхний переключатель на фиг.4), или могут двигаться вдоль резьбового вала 114 и в направлении, противоположном переключателям 118. Два резьбовых вала 114 (как и в известном уровне техники соответственно коаксиально соединены с двумя стержнями 170а и 170b, на концах которых коаксиально установлены зубчатые колеса 172а и 172b. Колеса 172а и 172b соединены соответственно с двумя червяками 174а и 174b. Регулировка конечных положений после установки двигателя 120 (т.е. исходное определение положения колес 112 на валу 114) осуществляется так же, как было описано в предшествующем уровне техники. Аналогично червяки 174а, b после регулировки удерживают валы 114 в фиксированном положении.

Отличительный признак ограничивающего устройства 100 (вследствие специфических свойств настоящего изобретения) состоит в отсутствии пружин 22, имеющихся в предшествующем уровне техники, что приводит к несомненной экономии материала и большей простоте при производстве и сборке. Чтобы предотвратить выталкивание колес 112 за пределы резьбы резьбового вала 114 и снять проблему повторного сцепления с ним, при движении в противоположном направлении колеса имеют разрез вдоль радиуса - смотри фиг.5, где разрез обозначен ссылочной позицией 113. В случае когда колеса изготовлены из пластика, это легко обеспечивается. Кроме того, расстояние между фланцами 150 и окончанием 115 резьбы на валах 114 сделано меньшим, чем толщина зубчатых колес 112, благодаря чему указанные колеса 112 останавливаются фланцами 150 до того, как они окончательно сойдут с резьбы валов 114, и благодаря радиальному разрезу они несколько деформируются и отклоняются, вращаясь вхолостую (см. фиг.4). При изменении направления вращения двигателя 120 колесо 112 изменяет направление вращения и, вновь сцепляясь с резьбой вала 114, движется в направлении от расположенного рядом фланца 150. Второй отличительный признак настоящего изобретения состоит в изготовлении всех вращающихся частей предпочтительно из пластика, в частности зубчатых колес 122 и резьбовых валов 114. Таким образом, эти детали могут изготовляться путем литья под давлением, эффективным и дешевым способом (пластик стоит меньше, и отлитые детали из пластика дешевле обрабатываются).

Таким образом, очевидно, что эта новая система для выборочного прерывания вращательно-поступательного движения, а именно посредством деформации зубчатых колес 112, достигает поставленной цели и значительно упрощает изготовление ограничивающего устройства.

Альтернативным решением может быть изготовление указанных выше компонентов из мягкого пластика или резины, при этом не требуется делать разрезы для достижения необходимой деформации.

На фиг.11 и 12 показан вариант 1000 ограничивающего устройства 100, где используются те же ссылочные позиции, что и на фиг.3 и 4, для идентичных деталей, и механизм регулирования конечных положений (два стержня 170а, 170b, зубчатые колеса 172а, 172b и два червяка 174а, 174b) не показан. В этом варианте управляющие элементы 116 имеют угловую форму (L-образную форму) и скользят внутри отверстия опорного фланца 150. Электрические переключатели 118 установлены вне фланцев 150 и приводятся в действие (см. верхний переключатель на фиг.12) одним концом 116b элемента 116. В остальном это устройство функционально идентично предыдущему устройству. Следует отметить, что в данном варианте можно устанавливать конечную позицию колес 112 (в качестве альтернативы использованию фланцев 150 или червяков 174а, b), используя длину концов 116b и сопротивление корпуса переключателей 118 контрольным элементам 116 (и, следовательно, колесам 112).

Разрез 113 в зубчатом колесе 112 может быть не только линейным (см. фиг.5), но также иметь другую конфигурацию, например V-образную продольную форму (см. фиг.10) или поперечную форму (см. фиг.8). Конфигурации разреза, показанные на фиг.8 и фиг.10, таковы, что не требуется удалять один или несколько зубцов колеса 112 полностью, что улучшает сцепление колеса и вала 110. Понятно, что могут быть предусмотрены и другие формы канавок.

В данном случае разрез (или канавка) разрывает внутреннюю резьбу колеса 112. Вариант изобретения показан на фиг.6 и 7. Вместо того чтобы прорезать колесо 112, может оказаться достаточным сформировать канавку 117 в колесе параллельно зубцам. В этом случае кольцевая зона 121 колеса 112 остается в полном контакте с резьбой, обеспечивая оптимальное сцепление, но плотность контакта несколько уменьшается, что дает возможность колесу 112 расширяться при нагрузке и терять контакт с резьбой вала 114.

Чтобы позволить зубчатому колесу 112 возвращаться на резьбу вала 114 в конечную позицию, необязательно делать разрез (или формировать канавку) в указанном колесе 112. Другое решение показано на фиг.9. Нарезной вал 114 выполнен полым и с продольным пазом 123, который разрезает его поперечное сечение. Когда колесо 112 оказывает давление на резьбу вала 114, последний позволяет ему прокручиваться, сжимаясь (паз 123 становится более узким), и теряет контакт с колесом 112. Также может оказаться достаточным сделать продольный паз на валу 114, не являющемся полым, вдоль участка его резьбы, при этом паз может быть несквозным или может продолжаться от одной до другой стороны.

Понятно, что число разрезов или канавок может изменяться в зависимости от конкретного случая и может быть больше одного. Кроме того, можно представить устройство, в котором вал 114 совершает вращательно-поступательное движение по резьбе вдоль неподвижной внутренней резьбы.

Устройство для выборочного прерывания вращательно-поступательного движения согласно настоящему изобретению может применяться в других механизмах, например в устройствах обнаружения препятствий или ограничителей. Шлицованный вал 110 может быть заменен гладким валом, который передает через эластичные ремни движение колесу 112. В качестве альтернативы колесо 112 может быть гладким, а не зубчатым, возможно изготовленным из резины, и находиться в контакте с гладким валом, который заставляет колесо вращаться за счет трения. В некоторых случаях может оказаться целесообразным изготавливать эти элементы из различных материалов, например резина снаружи и внутренняя резьба из пластика.

Понятно, что незначительные изменения относительно предложенной идеи настоящего изобретения в любом случае включены в следующую патентную формулу.

Claims (12)

1. Устройство для выборочного прерывания вращательно-поступательного движения, содержащее нарезной удлиненный элемент (114) и элемент (112) с внутренней резьбой, находящийся в зацеплении с резьбой удлиненного элемента (114), один из указанных элементов (112, 114) совершает при зацеплении с другим элементом поступательное движение, по меньшей мере, до позиции, определяемой конечным положением (150), отличающееся тем, что указанный движущийся поступательно элемент имеет деформируемую структуру, чтобы подвергаться мгновенным деформациям при достижении указанного, по меньшей мере, одного конечного положения (150), освобождаясь в результате от зацепления с другим элементом.

2. Устройство по п.1, в котором указанная деформация достигается при помощи, по меньшей мере, одной канавки (113, 117, 123), сформированной, по меньшей мере, в одном из двух элементов (112, 114).

3. Устройство по п.2, в котором, по меньшей мере, одна указанная канавка (113, 123) прерывает резьбу соответствующего элемента.

4. Устройство по п.2 или 3, в котором, по меньшей мере, одна канавка (113) имеет V-образную или U-образную форму.

5. Устройство по любому из пп.1-3, в котором указанные элементы изготовлены из пластика и/или эластичного материала.

6. Устройство по любому из пп.1-3, в котором удлиненный элемент (114) является полым.

7. Устройство по любому из пп.1-3, в котором продольная канавка (123) сформирована на удлиненном элементе (114) и прерывает его профиль.

8. Устройство по любому из пп.1-3, в котором элемент с внутренней резьбой является зубчатым или гладким колесом.

9. Устройство (100, 1000) для ограничения количества оборотов первого вала, содержащее второй вал (110), вращающийся вместе с указанным первым валом, два удлиненных элемента (114), параллельных указанному второму валу (110) и имеющих резьбу в противоположных направлениях вдоль части своей длины, два элемента (112) с внутренней резьбой, соответственно установленные на резьбе каждого из указанных удлиненных элементов (114), каждый элемент (112) с внутренней резьбой находится в зацеплении с указанным вторым валом (110) и при вращении, передаваемом последним, свободно движется вдоль резьбы удлиненного элемента (114) в направлении, противоположном направлению движения другого элемента с внутренней резьбой, к, по меньшей мере, одному конечному положению, опору (150) для установки указанного второго вала (110) и указанных удлиненных элементов, средство (118) для остановки указанного первого вала, приводимое в действие указанными элементами (112) с внутренней резьбой, когда они достигают, по меньшей мере, одного конечного положения на указанных удлиненных элементах (114), отличающееся тем, что указанные элементы (112), находящиеся в зацеплении посредством внутренней резьбы, и указанные удлиненные элементы (114) выполнены в виде устройства по пп.1-8.

10. Устройство по п.9, в котором указанный второй вал (110) имеет гладкую поверхность или снабжен шлицами.

11. Устройство по п.9 или 10, в котором расстояние между указанной опорой (150) и окончаниями резьбы (115) на указанных удлиненных элементах (114) меньше толщины указанных элементов (112) с внутренней резьбой так, что они блокируются опорой (150), при этом они все еще находятся в зацеплении с резьбой удлиненных элементов (114).

12. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что оно используется для ограничения количества оборотов приводного вала для штор на роликах.

Images