用于窗户或门的插锁的制作方法

本发明涉及一种用于窗户、门或类似物的插锁。

更具体地，本发明的目的在于一种具有壳体的插锁，其设置有操作机构，操作机构具有可旋转地安装在壳体内的小齿轮和与之啮合的可移动地固定在壳体内的齿条，其中通过手柄或钥匙产生的小齿轮的转动运动会被转换为齿条的滑动运动，其转而确保打开和关闭锁。

背景技术：

这样的插锁通常嵌入到固定框和窗户、门或类似物的可移动扇之间的空间中，其中可用空间被限制，从而在此情况下小齿轮的直径必须小，例如大小的程度最大为15毫米或甚至小于10毫米，以传递如此相对大的力。

这样的插锁在de10.2013.105.303中是已知的，其具有带有小齿轮和与之啮合的齿条的操作机构，小齿轮和齿条中的每个具有两个齿接，这两个齿接通过垂直于小齿轮的轴向方向延伸的几何分隔平面彼此相互分离，且其两者都构造为直线齿接，即，这样的齿接，其表面沿着纵向方向上看，平行于彼此并垂直于上述分隔平面延伸。在此情况下，两个齿接的齿彼此都成一直线。

这样的插锁在be1.018.951中是已知的，同样在一个实施例中，通过一个齿接由半节齿相对于其它齿接旋转，两个齿接的齿相对于彼此偏移，从而实现更平滑的传递，因为通过这样的方式，当驱动小齿轮时，在小齿轮和齿条的两个齿之间的接触末端之间实现了两倍的转换数量，并且开始了在小齿轮和齿条的接下来两个齿之间的接触。

在两种情况中，不利之处在于过渡接触区域通常小且紧要，并且通常位于齿顶的高度上，这里存在翻转和抖动传递的的真正危险，由此随着小齿条的直径越小，该危险都越大。

在de10.2013.105.303中还已知一个实施例，其中两个齿接被构造为斜齿接，齿的表面是平行的，但与轴向方向成一角度，其中齿被定向成使得两个齿接一起形成箭头齿接(arrowtoothing)。

箭头齿接确保了轴向力彼此抵消，但还具有同样的缺点：当小齿轮的直径小时翻转的真正危险。

这样的箭头齿接的缺点还在于，需要复杂的模具、使用常规的模制技术、利用塑料或金属来制造小齿轮，并且在注塑模制之后，能够将注塑的小齿轮从模具上移除，这导致高的生产成本。

技术实现要素：

本发明的目的是为一个或多个上述的和其它缺点提供解决方案。

为此，本发明涉及一种具有壳体的插锁，所述壳体设置有操作机构，操作机构具有围绕几何轴线可旋转的、安装在壳体内的小齿轮和与所述小齿轮接合的、沿着垂直于上述几何轴线的方向可移动地贴附在壳体内的齿条，其中小齿轮设有两个齿接，两个齿接通过垂直于小齿轮的轴向延伸的几何分隔平面分开，其中两个齿接的齿从它们的纵向上看时，横向于此分隔平面，从宽底部轴向延伸到窄顶部，其中所述齿接可以与齿条上的两个对应的齿接啮合，其特征在于，小齿轮的齿接是斜齿接，所述齿的面相对于轴向是倾斜的，这些面彼此之间具有角度，使得两个齿接中每一个齿接的齿的宽度在分隔平面的方向上或者减小或者增加。

以此方式，与具有带类似直径小齿轮的操作机构的已知插锁相比，获得了更耐用且因此更坚固的齿。

此外，在锁的使用期间，小齿轮的齿和齿条的齿之间产生的轴向传递力被大大地抵消。

优选地，小齿轮的齿当沿着它们的纵向看时具有锥形形状，该锥形形状具有穿过小齿轮的几何轴线的对称平面；而齿条的齿具有互补的锥形形状，该互补的锥形形状具有平行于小齿轮的该几何轴线的对称平面。

这提供了更坚固和更耐用的齿。

此外，当小齿轮的齿接的齿在轴向朝向分隔平面变得更宽时，得到的优点在于为了注塑模制这种小齿轮，可使用具有两个半模的简单模具，每个半模用于小齿轮的两个齿接中的一个齿接，其可在轴向上被简单地移动分开，以从模具移除模制好的小齿轮。

在一个实施例中，小齿轮的两个齿接的齿以及齿条的两个齿接的对应的齿，在分隔平面的两侧在轴向上相对于彼此对齐。

以此方式，具有坚固菱形齿的小齿轮获得了菱形齿接，其可以说形成了双箭头齿接，该双箭头齿接具有由齿的一侧的面形成的第一箭头齿接和由齿的另一侧的面形成的第二箭头齿接，其中，两个箭头齿接的点的旋转方向在两个箭头齿接的相反方向上取向。

以此方式，小齿轮的对称载荷在小齿轮的一个旋转方向上相对于另一个旋转方向而获得。

根据优选的实施例，小齿轮的两个齿接的齿以及齿条的两个齿接的对应的齿在分隔平面的两侧相对于彼此偏移地布置。

不仅是由此得到的以上列出的优点，而且还获得平滑驱动的优点，因为在通过小齿轮和齿条的两个连续齿中断接触和恢复接触时，小齿轮的齿和齿条的齿之间有两倍的接触过渡。

由于齿的偏移布置，获得了额外的优点，在上述接触过渡时，接触区域上升到齿的更大长度之上并处于所述面的高度的一半而不是在齿的顶部，因此排除了翻转的风险。

根据具体实施例，小齿轮的齿具有在径向上从齿的根部到顶部测量的高度，当在齿的纵向上看时，该高度朝向分隔平面增加；而齿条的齿具有在垂直于该顶表面的方向上从齿条的顶表面测量的高度，在齿的纵向上看时，该高度朝向分隔平面相应地减小。

通过利用在齿纵向上齿高度的降低，在互相接触的齿之间的力的分布和力的传递可以进一步优化。

采用小直径的小齿轮，上述优点变得特别明显，该小齿轮用于插锁中时优选选择尽可能的小和优选为小于15毫米，甚至更优选为小于10毫米。

更具体地，上述de10.2013.105.303中已知的插锁将内置于窗户的固定框和铰链扇之间，该窗户配备有锁定板条，所述锁定板条沿着扇的外周边可移动地贴附并且带有锁定销，由于锁定板条的移动，所述锁定销可移进或移出固定框上的相应锁定件，以便能够通过旋转操作手柄而打开和关闭窗户，操作手柄驱动上述操作机构的小齿轮，其中小齿轮又使操作机构的齿条移动，其运动被传递到插锁的壳体上方的与u形中央部分可移动地贴附的操作板条上，且其在它们的自由端具有臂，臂具有侧向突出唇部，操作板条借助该侧向突出唇部联接到或可以联接到上述锁定板条。

在此情况下，操作板条由一个部分如注塑模制部分制成，在唇部和操作板条的桥状部分的臂之间具有刚性连接。

当打开或关闭窗户时，相反的拉伸力和压缩力经由唇部被施加到操作板条上，在唇部和中央u形部分之间有刚性连接，确保会在此连接的水平上造成断裂的弯曲力矩。

根据本发明的特定方面，其进一步目的在于提供对此缺点的至少部分解决方案，在此情况下，借助铰链销，至少一个唇部自由铰接到有关u形部分的臂的上述端部，其中铰链销被横向于u形部分的中间平面而定向。

由于这种可铰接的连接，不期望的弯曲力矩会产生在唇部和操作板条的中央u形部分之间的连接位置，这种不期望的弯曲力矩能够引发断裂。

显然，本发明的这一方面也可以应用在不具有根据本发明的操作机构的插锁中。

还显然的是，本发明的具有小齿轮和齿条的操作机构也可以用于不具有用于操作锁定板条的操作板条的插锁，例如在用于操作门闩和/或固定栓的门锁的情况中。

附图说明

为了更好的示出本发明的特征，在下文参照附图借助不具有任何限制性的示例描述本发明插锁的优选实施例，其中：

图1示意性的示出了窗扇的分解透视图，其中窗扇配备有根据本发明的插锁；

图2示出了根据图1的线ii-ii的横截面，已经安装了插锁；

图3示出了由图1中的f3指示的插锁的分解图；

图4和5分别示出了对于随时可用的组装好的插锁的根据图3中的箭头f4和根据图3中的箭头f5的视图针对的是；

图6示出了根据图4的线vi-vi的横截面；

图7示出了根据图5的线vii-vii的横截面；

图8以较大比例示出了由图3中的f8指示的操作机构，但处于反向位置；

图9示出了图8的操作机构，但处于组装好的状态；

图10示出了从后面观察的图8的操作机构，指示出了齿之间的接触区域；

图11和12以较大比例示出了由图10中的f11和f12指示的圆部分；

图13和14示出了根据本发明的操作机构的两个不同的变形例；

图15以和图10相同的方式指示了图14的操作机构的齿之间的接触区域；

图16至图18以较大比例示出了图15的圆部分，分别由f16、f17和f18指示；

图19示出了针对插锁，由图5中的f19指示的操作板条在使用期间经历的程式化形式的弯曲；

图20是根据本发明的例如图19的操作板条的示意图。

图21以较大比例示出了由图6中的f21指示的部分的透视图；

图22和23示出了在安装期间的不同状态下的图21的部分。

具体实施方式

借助例子，图1示出了根据本发明的插锁1，其用于安装在扇2的外周边以操作锁定板条3，锁定板条3可移动地贴附在沿着扇2的周边5延伸的安装槽4中。

为此，插锁具有操作板条6，该操作板条6在其端部7被联接或可被联接到上述锁定板条3，且通过转动操作手柄8，其可沿着扇2的周边移动，以用已知的方式打开和关闭窗户。

插锁1被用来内置于固定框与窗或门的扇2之间的有限空间内，因此也需要以厚度a限定。

如图3所示，插锁包括具有明显的纵向方向x-x’的壳体9，从而在所示的实施例中，该壳体9由两个部分组成：彼此紧固在一起的第一部分9a和第二部分9b。

壳体9包括操作机构10，操作机构10具有安装在圆柱通道内的壳体9中的支承上的小齿轮11，且其可围绕操作手柄8的几何轴线y-y’旋转，操作手柄8具有销13，销13具有方形或其它非圆形截面，安装在上述小齿轮11中轴向延伸的对应孔14中并在小齿轮11中插入穿过壳体9的通道12。

操作机构10还包括齿条15，其可移动的固定在壳体9中的x-x’方向，且可通过旋转小齿轮11在一个或其它方向上移动。

为此小齿轮11和齿条15都各自分别设置有双齿接16、17。

齿条15设置在齿接17的反向后侧，具有两个在齿条15的上述后侧上围绕轴19自由旋转固定的嵌齿轮18。

这些嵌齿轮18的齿与齿条20在壳体9内侧相啮合并且与齿条21的径向相对的齿在上述操作板条6的内侧啮合，在示例中，操作板条6由两个部分6a和6b组成并且作为一种类型的可移动盖可移动地固定在壳体9上。

操作板条6的部分6a构造为具有臂24的中央u形部分22，臂24的端部具有唇部24，唇部24带有栓25，这些唇部25借助所述栓25与锁定板条3联接，为此锁定板条3设置有对应的圆角26。

由于这种结构，借助操作手柄8用已知方法旋转小齿轮11，在第一种情况中，齿条15移动，从而该齿条15转而使嵌齿轮18旋转，从而使操作板条6在上述安装槽4中移动相对于操作板条6的移动的两倍距离，以打开或关闭窗户。

如图8和图9详细所示，小齿轮11的双齿接16设置有通过几何分隔平面b以几何方式彼此分开的两个连续齿排16a和16b，几何分隔平面b垂直于小齿轮11的轴向y-y’取向。

根据本发明的一个特定的方面，小齿轮11的齿16a和16b具有斜齿接的齿的形状，斜齿接具有相对于轴向y-y’倾斜延展的面27和28，且斜齿接相互之间具有角度c，从而在平行于分隔平面b的平面中测量的齿16a和16b的宽度d在齿16a和16b的轴纵向增加，更具体地，从齿的顶部29到较宽的底部30增加。

沿着齿16a和16b的纵向方向看去，齿16a和16b具有锥形形状，锥形形状具有穿过小齿轮11的几何轴线y-y’的对称平面。

在图8的情况中，分隔平面b在分隔平面b的两侧形成齿接16a和16b的对称平面，从而这些齿16a和16b在彼此的轴线上延伸，并因此彼此对齐。它们的底部30在分隔平面b的高度上彼此连接，从而可以说是齿16a和16b一起形成菱形齿接，从而在齿16一侧的面27形成第一箭头齿接，且在齿16的另一侧的面28形成第二箭头齿接，借此，至少当在围绕轴y-y’的旋转方向上观察时，两个箭头齿接相对于彼此在相反方向取向。

以类似的方式，齿条15具有双齿接17，双齿接17具有两排齿17a和17b，它们的形状与小齿轮11的齿16a和16b互补。

齿17a和17b也具有锥形形状，在此情况中，它们的宽度d在分隔平面b的方向上较小，所述分隔平面b与小齿轮11的双齿接16的分隔平面b重合。

以此方式，齿17a和17b与双齿接17一起形成空竹形。

显著的是，尽管小齿轮11的直径小，小齿轮11和齿条15的齿是坚固齿。

如图10所示，小齿轮11和齿条15的齿接16和17相互啮合。

当通过操作手柄5来驱动小齿轮11旋转时，齿条15在方向x-x’上移位。

图10示出了在从两个齿之间的接触末端过渡到随后一对齿接触时小齿轮11的齿接16和齿条15的齿接17之间的接触区域31。

图11和12的细节示出了这些接触区域31位于齿的顶部32，即，在小齿轮11的齿接16的外周边上和朝向小齿轮11定向的齿条15的顶表面上。

显然，小齿轮11可以设置有空竹形齿接16，其可以与齿条15的菱形齿接17接合，因此操作机构10的对立面如上所述。

根据本发明的操作机构10的一个变形示出在图13中，借此在此情况中，在小齿轮11的径向和垂直于齿条15的上述顶表面的方向上测量的齿的高度e在轴向方向y-y’上变化。

在图13的示例中，小齿轮11的齿16a和16b使其脚33位于圆柱芯34上，且在顶部32上这些齿放置为双圆锥形，从而齿16a和16b的高度朝向分隔平面b增加。

在类似的方式中，齿17a和17b的高度从齿条15到分隔平面b增加。

在这种方式中，平滑过渡范围可被进一步优化，且齿可被制造得更坚固。

不排除齿的高度通过将芯34和/或小齿轮的齿的顶部32设置为双锥形而改变。

图14示出了本发明操作机构10的变形，该变形不同于图9的实施例，因为在这种情况下齿16a和16b相对于彼此在分隔平面b的两侧上偏离，因此，话句话说，齿接16a相对于齿接16b旋转超过齿16的一半齿距。

以同样的方式，齿条15的齿相对于彼此偏移。

与图10相似，图15示出了在彼此接触的小齿轮之间过渡的接触区域15，其示出了接触区域31更好的分布在所述面的长度上并且距齿的顶部更远，从而消除了翻过来的风险。

换句话说，由于齿的偏移，有了更平滑的过渡且过渡区的数量翻倍，这促成了非常平滑的操作机构10，另外在被驱动时抵销掉轴向力。

以上所描述的小齿轮11的实施例能够使小齿轮使用简单的模具注塑模制，这种简单的模具具有在分隔平面b的水平面上轴向连接在一起的两个半模。

由于齿的朝向分隔平面b变宽的锥形形状，所形成的小齿轮11能够容易地通过轴向移动半模部分而从模具移除。

图14的偏移齿形式的额外优点在于，在注塑模制期间，在形成于分隔平面b上的小齿轮11上不可避免地所产生的毛刺仅形成在小齿轮11的外周边上，在这里毛刺可以很容易地去除，而其它形式的小齿轮相比起来其毛刺形成在齿之间的不太容易够到的地方。

显然，这样的操作机构还可以作为锁定机构的组件结合于门锁中，例如通过操作手柄或利用门钥匙或类似物操作门闩和/或固定栓。

根据本发明的另一方面，上述的唇部24通过铰链销35铰接到操作板条6的u形部分22的臂23的末端上，如图20示意性所示，这与图19中示意性所示的常规操作板条6相比，其唇部24刚性地连接到臂23。

当操作插锁时，反向拉伸和压缩力施加到唇部24上，如图19所述，其中在拉伸力的情况下，将臂23相互拉开并使操作板条6变形。在唇部24和操作板条6的其余部分之间的刚性连接位置，产生弯曲力，其会造成不希望的断裂。

根据本发明的可铰接的实施例，其中铰链销35横向于u形部分22的中间平面而定向，铰链35的存在消除了弯曲力矩，因此阻止了断裂的发生。

图20至23示出了这样的铰接实施例的可能的实施例。

在这种情况下，u形部分22的臂23通过两个平行耳部23’形成，这些平行耳部可以用作为上述唇部的铰链销35的支承，借此每个耳部23’的支承都是通过在扇形上延伸的支承衬36形成的开放式支承，从而唇部可以容易地安装和拆除。

每个唇部24设置有两个槽37，当唇部24围绕上述铰链销35旋转时，两个槽37为耳部23’形成侧向轴向导向。

至少一个耳部23’设置有用于使唇部23’旋转到平行于操作板条6的u形部分22的背部的使用位置的端部止挡件38。

为了联接到锁定板条3，唇部24设置有上述栓24’，借此在本发明的情况下，在唇部24的材料中在围绕栓24’的特定扇形上方具有凹陷39，其或多或少具有在u形部分22的方向上从栓24’的边缘延伸的勺尖的形状。

显然，操作板条可仅具有单一一个唇部24。

显然，根据本发明的操作板条6还可以用于具有常规操作机构的插锁，就像根据本发明的操作机构10可以用于具有常规的操作板条的插锁1一样。

本发明决不局限于作为示例所描述的且示出在附图中的实施例，而是在不脱离本发明范围的情况下，以所有类型的形状和尺寸实现根据本发明的插锁按。