專利名稱：帶有單向離合器的再生反饋式門的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及門的閉合，更具體來說，涉及一種再生電磁制動(dòng)式門的閉合。
樞軸或擺動(dòng)式門的控制裝置常常用于通過一人后需將門自動(dòng)閉合的情況。這種裝置常用于使門經(jīng)常保持關(guān)閉的場(chǎng)合。一種這樣的控制裝置在不存在開門力時(shí)，利用開門時(shí)所付出的儲(chǔ)存在壓簧中的能量使門反向擺向其閉合位置。為了使閉合速度適中采用了減速系統(tǒng)。
在目前公知和使用的制動(dòng)系統(tǒng)中，采用了液壓或氣壓室，為通過該室的運(yùn)動(dòng)，一個(gè)活塞密封圈連接于該室。單向通道使活塞在開門過程中相對(duì)自由地單向移動(dòng)，而其它高壓控制流體通道則在關(guān)門過程中阻滯活塞的反向運(yùn)動(dòng)將該活塞連接于門的控制裝置，就可實(shí)現(xiàn)受控的閉合運(yùn)動(dòng)。美國(guó)專利4，064，589號(hào)中公開了這種門的閉合機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。這里將該專利的技術(shù)內(nèi)容作為參考。
雖然這種裝置可充分地完成開門能量的儲(chǔ)存并將該能量可控地釋放出來，具有使門以緩合的方式閉合的功能，但是為保證液壓室或氣壓室本身及活塞密封的長(zhǎng)壽以防泄露，制造公差要求嚴(yán)格，因而造價(jià)較高。
已有許多專利公開了以下技術(shù)內(nèi)容自動(dòng)門的操縱者使用一個(gè)可用做電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)的直流電機(jī)來提供開門力和閉門阻尼，閉門是由儲(chǔ)存在彈簧中的能量完成的。這些專利包括美國(guó)專利3，247，617號(hào);3，457，674號(hào);3，245，161號(hào);4，220，051號(hào)以及4，333，270號(hào)。
這些專利一般公開了以下內(nèi)容當(dāng)驅(qū)動(dòng)一個(gè)開關(guān)(如地板墊踏板開關(guān))，電機(jī)即接通電源，提供一個(gè)克服回位彈簧力的開門力，同時(shí)也提供足以打開門使門擺動(dòng)的力。在門的閉合運(yùn)動(dòng)過程中，主彈簧提供關(guān)門力，與門連接。在開關(guān)門時(shí)都發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)此時(shí)用做發(fā)電機(jī)，所產(chǎn)生的電力反饋到電機(jī)使關(guān)門減速。即使門關(guān)閉到閉合運(yùn)動(dòng)的最后幾度時(shí)，仍在使關(guān)門速度下降。在電機(jī)和門之間設(shè)有滑動(dòng)離合器以防門被堵塞時(shí)燒毀電機(jī)。
雖然上述裝置提供了一種非液壓，非普通氣壓制動(dòng)系統(tǒng)來控制在關(guān)門運(yùn)動(dòng)中彈簧所儲(chǔ)能量的釋放，但是上述裝置卻要使用足夠大的直流電機(jī)來壓縮回位彈簧，還要提供打開門本身所需要的力。由于這種控制門的裝置具有直接與門的樞軸點(diǎn)或與門的樞軸點(diǎn)很近處的連接裝置，所以從連接點(diǎn)到門的外部擺動(dòng)部分，門的力矩臂要求一個(gè)相當(dāng)大的附加力才能將門打開。
因此，如果能提供一種非液壓的，非氣壓的，較便宜的制動(dòng)系動(dòng)以便在關(guān)門過程中控制所儲(chǔ)能量的釋放，且使制動(dòng)系統(tǒng)做得很小就是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的一種改進(jìn)。
本發(fā)明的控制裝置并不提供為門本身的開門力，它利用再生式電磁制動(dòng)來控制門的閉合運(yùn)動(dòng)。做到這一點(diǎn)無需任何外部能源或電能儲(chǔ)存裝置。
本發(fā)明的裝置利用一臺(tái)調(diào)節(jié)關(guān)門速度的小型直流電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和一個(gè)在開關(guān)循環(huán)中儲(chǔ)能的儲(chǔ)能件，如彈簧。由于在開門過程中手推動(dòng)門擺動(dòng)。與樞軸連接的凸輪和隨動(dòng)件連接機(jī)構(gòu)使一桿件產(chǎn)生縱向運(yùn)動(dòng)而壓縮彈簧。當(dāng)終止開門力且沒有力將門保持在打開位置上時(shí)，在彈簧中儲(chǔ)存的能量傳遞到桿件上使桿件做與開門時(shí)運(yùn)動(dòng)相反方向的運(yùn)動(dòng)。這一運(yùn)動(dòng)又通過凸輪和隨動(dòng)件連接機(jī)構(gòu)與門樞軸發(fā)生關(guān)系使門擺動(dòng)向閉合裝置。在桿件和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)之間的單向離合器中的一個(gè)機(jī)械連接機(jī)構(gòu)只在關(guān)門運(yùn)動(dòng)中使桿件運(yùn)動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，產(chǎn)生反饋到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的電磁力以阻止轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于在桿件和轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接，對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的減速起到對(duì)桿件運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)作用。反饋電路可以包括一個(gè)控制制動(dòng)大小的可變電阻器以及一個(gè)或多個(gè)開關(guān)，以便在門的控制裝置的不同運(yùn)動(dòng)位置上提供不同大小的制動(dòng)力。
單向離合機(jī)構(gòu)可使桿件與電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)脫開。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，向電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)也可以施加外部電力，從而通過與桿件的機(jī)械連接機(jī)構(gòu)提供一個(gè)正向的開門力，以幫助將門打開。這樣只需在門上施加很小的開門力，而同時(shí)提供了力量可控的門的閉合運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)對(duì)照以下附圖詳述本發(fā)明。


圖1是反映本發(fā)明原理的門的控制裝置的立體圖，設(shè)置在門側(cè)壁中。
圖2是門的控制裝置的平面圖，未畫外殼部分，所示為圖的閉合位置。
圖3為圖2所示門的控制裝置的側(cè)視圖。
圖4為圖2所示門的控制裝置的平面圖，所示為門的打開位置。
圖5是圖4所示門的控制裝置的端視圖。
圖7是沿圖4中Ⅶ-Ⅶ線的剖視圖。
圖8是沿圖4中Ⅷ-Ⅷ線的部分剖視圖。
圖9是門的控制裝置的電路圖。
如圖所示反映本發(fā)明原理的門的控制裝置10具有一個(gè)凸輪殼體部分12，一個(gè)中間的彈簧殼體部分14和一個(gè)傳動(dòng)殼體部分16。這些殼體部分是在一個(gè)單一的外殼18上形成的。外殼18有一個(gè)內(nèi)腔20。門的控制裝置10有一個(gè)上壁22和一個(gè)下壁24進(jìn)一步將內(nèi)腔20封閉起來。下壁24設(shè)有一個(gè)開口26，開口26中穿過門軸28，門軸28有一個(gè)非圓形的端部28a以便安裝在門上，例如裝入門上端的一個(gè)非圓形孔中。門軸28也包括做為軸頸裝在滾珠軸承30中的一個(gè)圓柱形部分28b，一對(duì)軸肩32、34以及做為軸頸安裝在滾珠軸承36中的圓柱形部分28c，如圖5所示。
門的控制裝置在中間殼體部分裝有螺簧40，套在一個(gè)連桿42上。該螺簧的一端抵住鄰近外殼的凸輪部分的壁44，螺簧40的另一端抵住靠近外殼的齒輪部分的壁46。
連桿42具有一凸起部分50，其上形成可與一小齒輪54嚙合的齒條52。小齒輪54安裝在一根軸56上，軸56通過一適當(dāng)?shù)臏p速齒輪系58連接于一直流電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)62的傳動(dòng)軸60，小齒輪軸56和齒輪系58之間的連接通過一個(gè)單向離合機(jī)構(gòu)63，使小齒輪54以一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不使齒輪系統(tǒng)58轉(zhuǎn)動(dòng)。而小齒輪54以反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)則帶動(dòng)齒輪系58轉(zhuǎn)動(dòng)。
連桿42連接于包圍凸輪件68的一對(duì)凸輪盤64、66。凸輪件68安裝在軸肩部分32和34之間的軸28上。凸輪盤64、66也承載著凸輪滾輪70，72。凸輪滾輪70，72與凸輪件68的凸輪周圍表面74相接合。
在使用中，門的控制裝置10剛性地安裝在門框中，最好如圖1所示安裝在門框上橫梁的隱蔽部分中。本專業(yè)技術(shù)人員知道，閉合位置可以在地面、門檻或安裝面上，也可在其它位置上。大家知道，軸28和門之間的連接可以是直接的或間接通過一條連桿。在圖示的推薦實(shí)施例中，軸28的非圓形部分28a插入門上端的一個(gè)裝配孔中形成門的樞軸之一，在開、關(guān)門的兩個(gè)方向上被轉(zhuǎn)動(dòng)，從而與門相連接。在圖2所示的凸輪結(jié)構(gòu)中，門處于完全閉合位置。在該位置上，凸輪面74上的凹口抵住凸輪隨動(dòng)滾輪70，72，因此保證門準(zhǔn)確地處于閉合位置。當(dāng)打開門時(shí)(見圖4)，凸輪68由軸28相應(yīng)地轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪面74抵住隨動(dòng)滾輪70，使凸輪盤64，66縮回外殼的凸輪部分的空腔中。顯然，從圖4上方看去，如果門以逆時(shí)針方向被打開，則凸輪面74將抵住隨動(dòng)滾輪72而結(jié)果相似。
門的繼續(xù)開啟和凸輪盤的縮回使連桿42在外殼中軸向移動(dòng)，因此，齒條52使小齒輪54轉(zhuǎn)動(dòng)。但是由于單向離合機(jī)構(gòu)63，這一轉(zhuǎn)動(dòng)并不傳遞到齒輪系58。
單向離合機(jī)構(gòu)63可以具有一個(gè)或多個(gè)棘爪，與上述齒輪系之一部分上的棘輪齒接合。棘輪齒結(jié)構(gòu)可以使每個(gè)棘爪在齒上單向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滑過，而以相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)則接合棘輪齒，使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)。也可以使用其它形式的單向離合機(jī)構(gòu)。重要的是，對(duì)開門的阻力要小，而關(guān)門時(shí)要有可變的阻力。
由于在開門過程中螺簧40儲(chǔ)存了能量。因而門很容易閉合。閉門過程中，連桿42移動(dòng)到進(jìn)一步伸出的位置，又使齒條52轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪54。在這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向上，單向離合器63使轉(zhuǎn)動(dòng)通過齒輪系傳遞到直流電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的軸60。軸60(包括轉(zhuǎn)子)的轉(zhuǎn)動(dòng)使電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)62用做一個(gè)發(fā)電機(jī)。如圖9的電路圖所示，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)62在線75上的電力輸出反饋到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的輸入端76以阻止軸60，小齒輪54以及軸28的轉(zhuǎn)動(dòng)。因此直流電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)62減小并控制了門的閉合速度。
如圖9所示，設(shè)有一個(gè)可調(diào)電阻器80，因此，用戶可以選擇所需要的閉門速度。另外，所設(shè)置的微動(dòng)開關(guān)82具有一條可與凸輪盤64、66之一接合的驅(qū)動(dòng)臂84、以便在軸28轉(zhuǎn)動(dòng)的最后幾度中有選擇地在電路中引入或去掉附加電阻86，從而使門的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，將門鎖可靠地碰鎖住。因此，如果需要門的控制裝置在關(guān)門的最后幾度中使門的轉(zhuǎn)速增加。那么開關(guān)82就應(yīng)當(dāng)是通常向觸點(diǎn)85偏動(dòng)的那種類型。這樣，直至門處于打開的最后幾度，微動(dòng)開關(guān)82開始與觸點(diǎn)92接合的那一點(diǎn)之前，線75中的電流都通過線90而繞過電阻86，而當(dāng)微動(dòng)開關(guān)開始與觸點(diǎn)92接合時(shí)，就把電阻86引入電路，從而增加門的轉(zhuǎn)速。另一方面，如果在閉合的最后幾度中需要降低轉(zhuǎn)速。那么微動(dòng)開關(guān)82可以是通常向觸點(diǎn)92偏動(dòng)的那種類型，這樣，電阻86通常都處于電路之中，但是當(dāng)?shù)竭_(dá)閉合的最后幾度時(shí)，開關(guān)82就開始接合觸點(diǎn)88，通過線90使電流繞過電阻86。
顯然，可以對(duì)前述的那些實(shí)施例做出各種修改和變動(dòng)，而并不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于樞軸式門的控制裝置，包括當(dāng)門擺動(dòng)時(shí)與門接合以便轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸；與上述主軸相連接，開門時(shí)儲(chǔ)存能量而關(guān)門時(shí)釋放能量的儲(chǔ)能裝置；具有一條轉(zhuǎn)子軸的直流電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)；在所述主軸和所述轉(zhuǎn)子軸間的有選擇的傳動(dòng)裝置，用于在所述主軸第一轉(zhuǎn)向時(shí)防止將轉(zhuǎn)動(dòng)傳到所述轉(zhuǎn)子軸，而在主軸第二轉(zhuǎn)向時(shí)使轉(zhuǎn)動(dòng)傳到所述轉(zhuǎn)子軸；以及連接所述直流電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的電的輸出端與電的輸入端的電路，因此，從所述輸出端向輸入端提供的電能將使所述轉(zhuǎn)子軸和主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)減速。
2.按照權(quán)利要求1所述的門的控制裝置，其特征在于所述有選擇的傳動(dòng)裝置具有一個(gè)單向離合機(jī)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求1所述的門的控制裝置，其特征在于所述儲(chǔ)能裝置具有一彈簧。
4.按照權(quán)利要求3所述的門的控制裝置，其特征在于所述彈簧是螺簧。
5.按照權(quán)利要求1所述的門的控制裝置，其特征在于所述有選擇的傳動(dòng)裝置具有一齒條和小齒輪機(jī)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求1所述的門的控制裝置，其特征在于所述電路具有一可調(diào)電阻器用于調(diào)整向所述輸入端提供的電能大小。
7.按照權(quán)利要求1所述的門的控制裝置，其特征在于還包括一個(gè)用于在關(guān)門過程中驅(qū)動(dòng)的控制機(jī)構(gòu)，以便為關(guān)門提供至少雙速控制。
8.按照權(quán)利要求7所述的門的控制裝置，其特征在于所述控制機(jī)構(gòu)具有在所述電路中由所述門的控制裝置中的運(yùn)動(dòng)零件接合的一個(gè)開關(guān)，所述運(yùn)動(dòng)零件響應(yīng)所述主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。
9.按照權(quán)利要求8所述的門的控制裝置，其特征在于所述開關(guān)相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)零件安裝，從而使關(guān)門運(yùn)動(dòng)的最后幾度中門的速度增加。
10.按照權(quán)利要求1所述的門的控制裝置，其特征在于所述有選擇的傳動(dòng)裝置具有一個(gè)單向離合機(jī)構(gòu)以及一個(gè)齒條和小齒輪機(jī)構(gòu)。
11.一種用于樞軸式門的控制裝置，具有當(dāng)門擺動(dòng)時(shí)與門接合以便轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸;與上述主軸相連接，開門時(shí)儲(chǔ)存能量而關(guān)門時(shí)釋放能量的可壓縮的彈簧;具有一轉(zhuǎn)子軸的直流電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī);安裝在所述主軸和所述轉(zhuǎn)子軸之間的單向離合機(jī)構(gòu)，用于在所述主軸第一轉(zhuǎn)向時(shí)防止將轉(zhuǎn)動(dòng)傳到所述轉(zhuǎn)子軸，而在所述主軸第二轉(zhuǎn)向時(shí)使轉(zhuǎn)動(dòng)傳到所述轉(zhuǎn)子軸;以及連接所述直流電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的電的輸出端與電的輸入端的電路，因此，從所述輸出端向所述輸入端提供的電能將使所述轉(zhuǎn)子軸和主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)減速。
12.按照權(quán)利要求11所述的門的控制裝置，其特征在于所述彈簧是螺簧。
13.按照權(quán)利要求11所述的門的控制裝置，其特征在于所述門的控制裝置還包括在所述主軸和所述轉(zhuǎn)子軸之間的一齒條和小齒輪機(jī)構(gòu)，用于將所述主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳到所述轉(zhuǎn)子軸。
14.按照權(quán)利要求11所述的門的控制裝置，其特征在于所述電路具有一個(gè)可調(diào)電阻器，用于調(diào)整輸送到所述輸入端的電能大小。
15.按照權(quán)利要求11所述的門的控制裝置，其特征在于還具有一個(gè)用于在關(guān)門過程中驅(qū)動(dòng)的控制機(jī)構(gòu)，以便為關(guān)門提供至少雙速控制。
16.按照權(quán)利要求15所述的門的控制裝置，其特征在于所述控制機(jī)構(gòu)具有一個(gè)在所述電路中由所述控制裝置中的運(yùn)動(dòng)零件接合的開關(guān)，上述運(yùn)動(dòng)零件響應(yīng)于所述主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。
17.按照權(quán)利要求16所述的門的控制裝置，其特征在于所述開關(guān)相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)零件安裝，從而在關(guān)門運(yùn)動(dòng)的最后幾度中使關(guān)門的速度增加。
18.用于樞軸式門的控制裝置，具有一個(gè)外殼;一根可轉(zhuǎn)動(dòng)地承載于上述外殼的主軸，當(dāng)門擺動(dòng)時(shí)主軸伸出上述外殼的部分與門接合以便轉(zhuǎn)動(dòng);裝在上述主軸上隨其轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)凸輪;一個(gè)凸輪盤裝在所述外殼中作縱向運(yùn)動(dòng)，能與上述凸輪接合，從而使凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)變成所述凸輪盤的縱向運(yùn)動(dòng);一條固定在上述凸輪盤上隨其運(yùn)動(dòng)的延伸臂;在上述延伸臂上的齒條;能與所述齒條接合的靜止小齒輪，從而使所述齒條的縱向運(yùn)動(dòng)變成所述小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng);一臺(tái)裝在所述外殼中的具有轉(zhuǎn)子軸的直流電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī);位于所述小齒輪和所述轉(zhuǎn)子軸之間將所述小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳到所述轉(zhuǎn)子軸的一個(gè)齒輪系;位于所述小齒輪和所述轉(zhuǎn)子軸之間的一個(gè)單向離合機(jī)構(gòu)，用于在所述小齒輪第一轉(zhuǎn)向時(shí)防止將轉(zhuǎn)動(dòng)傳到所述轉(zhuǎn)子軸，而在所述小齒輪第二轉(zhuǎn)向時(shí)使轉(zhuǎn)動(dòng)傳到所述轉(zhuǎn)子軸;連接所述直流電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的電的輸出端與電的輸入端的電路，因此，從所述輸出端向所述輸入端提供的電能將使所述轉(zhuǎn)子軸和主轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)減速;在所述電路中的一可調(diào)電阻器，用于調(diào)整從所述輸出端送往所述輸入端的電能的大小;以及在所述電路中的，由所述凸輪盤接合的開關(guān)，用來實(shí)現(xiàn)關(guān)門的雙速控制。
全文摘要
樞軸式門的控制裝置，在開門時(shí)利用轉(zhuǎn)動(dòng)件壓縮彈簧在彈簧中儲(chǔ)能，以便在關(guān)門過程使用，該裝置設(shè)有一直流電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)連接裝置，能在關(guān)門時(shí)能使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。在關(guān)門時(shí)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)用作發(fā)電機(jī)，產(chǎn)生的電能反饋到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以使轉(zhuǎn)子減速，從而對(duì)關(guān)門運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。反饋電路包括在關(guān)門過程的最后幾度取消制動(dòng)的開關(guān)，以及控制制動(dòng)力的可調(diào)電阻器。
文檔編號(hào)E05F15/10GK1076243SQ92105880
公開日1993年9月15日 申請(qǐng)日期1992年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月9日
發(fā)明者詹姆斯·A·奧伯賴恩Ii 申請(qǐng)人:索馬斯實(shí)業(yè)公司