专利名称：带有单向离合器的再生反馈式门的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及门的闭合，更具体来说，涉及一种再生电磁制动式门的闭合。
枢轴或摆动式门的控制装置常常用于通过一人后需将门自动闭合的情况。这种装置常用于使门经常保持关闭的场合。一种这样的控制装置在不存在开门力时，利用开门时所付出的储存在压簧中的能量使门反向摆向其闭合位置。为了使闭合速度适中采用了减速系统。
在目前公知和使用的制动系统中，采用了液压或气压室，为通过该室的运动，一个活塞密封圈连接于该室。单向通道使活塞在开门过程中相对自由地单向移动，而其它高压控制流体通道则在关门过程中阻滞活塞的反向运动将该活塞连接于门的控制装置，就可实现受控的闭合运动。美国专利4，064，589号中公开了这种门的闭合机构的一个实例。这里将该专利的技术内容作为参考。
虽然这种装置可充分地完成开门能量的储存并将该能量可控地释放出来，具有使门以缓合的方式闭合的功能，但是为保证液压室或气压室本身及活塞密封的长寿以防泄露，制造公差要求严格，因而造价较高。
已有许多专利公开了以下技术内容自动门的操纵者使用一个可用做电动机及发电机的直流电机来提供开门力和闭门阻尼，闭门是由储存在弹簧中的能量完成的。这些专利包括美国专利3，247，617号;3，457，674号;3，245，161号;4，220，051号以及4，333，270号。
这些专利一般公开了以下内容当驱动一个开关(如地板垫踏板开关)，电机即接通电源，提供一个克服回位弹簧力的开门力，同时也提供足以打开门使门摆动的力。在门的闭合运动过程中，主弹簧提供关门力，与门连接。在开关门时都发生转动的电机此时用做发电机，所产生的电力反馈到电机使关门减速。即使门关闭到闭合运动的最后几度时，仍在使关门速度下降。在电机和门之间设有滑动离合器以防门被堵塞时烧毁电机。
虽然上述装置提供了一种非液压，非普通气压制动系统来控制在关门运动中弹簧所储能量的释放，但是上述装置却要使用足够大的直流电机来压缩回位弹簧，还要提供打开门本身所需要的力。由于这种控制门的装置具有直接与门的枢轴点或与门的枢轴点很近处的连接装置，所以从连接点到门的外部摆动部分，门的力矩臂要求一个相当大的附加力才能将门打开。
因此，如果能提供一种非液压的，非气压的，较便宜的制动系动以便在关门过程中控制所储能量的释放，且使制动系统做得很小就是对现有技术的一种改进。
本发明的控制装置并不提供为门本身的开门力，它利用再生式电磁制动来控制门的闭合运动。做到这一点无需任何外部能源或电能储存装置。
本发明的装置利用一台调节关门速度的小型直流电动机/发电机和一个在开关循环中储能的储能件，如弹簧。由于在开门过程中手推动门摆动。与枢轴连接的凸轮和随动件连接机构使一杆件产生纵向运动而压缩弹簧。当终止开门力且没有力将门保持在打开位置上时，在弹簧中储存的能量传递到杆件上使杆件做与开门时运动相反方向的运动。这一运动又通过凸轮和随动件连接机构与门枢轴发生关系使门摆动向闭合装置。在杆件和电动机/发电机之间的单向离合器中的一个机械连接机构只在关门运动中使杆件运动，使电动机/发电机的转子产生转动，因此，产生反馈到电动机/发电机的电磁力以阻止转子的转动。由于在杆件和转子之间的机械连接，对转子转动的减速起到对杆件运动的制动作用。反馈电路可以包括一个控制制动大小的可变电阻器以及一个或多个开关，以便在门的控制装置的不同运动位置上提供不同大小的制动力。
单向离合机构可使杆件与电动机/发电机脱开。在本发明的另一实施例中，向电动机/发电机也可以施加外部电力，从而通过与杆件的机械连接机构提供一个正向的开门力，以帮助将门打开。这样只需在门上施加很小的开门力，而同时提供了力量可控的门的闭合运动。
现对照以下附图详述本发明。
图1是反映本发明原理的门的控制装置的立体图，设置在门侧壁中。
图2是门的控制装置的平面图，未画外壳部分，所示为图的闭合位置。
图3为图2所示门的控制装置的侧视图。
图4为图2所示门的控制装置的平面图，所示为门的打开位置。
图5是图4所示门的控制装置的端视图。
图7是沿图4中Ⅶ-Ⅶ线的剖视图。
图8是沿图4中Ⅷ-Ⅷ线的部分剖视图。
图9是门的控制装置的电路图。
如图所示反映本发明原理的门的控制装置10具有一个凸轮壳体部分12，一个中间的弹簧壳体部分14和一个传动壳体部分16。这些壳体部分是在一个单一的外壳18上形成的。外壳18有一个内腔20。门的控制装置10有一个上壁22和一个下壁24进一步将内腔20封闭起来。下壁24设有一个开口26，开口26中穿过门轴28，门轴28有一个非圆形的端部28a以便安装在门上，例如装入门上端的一个非圆形孔中。门轴28也包括做为轴颈装在滚珠轴承30中的一个圆柱形部分28b，一对轴肩32、34以及做为轴颈安装在滚珠轴承36中的圆柱形部分28c，如图5所示。
门的控制装置在中间壳体部分装有螺簧40，套在一个连杆42上。该螺簧的一端抵住邻近外壳的凸轮部分的壁44，螺簧40的另一端抵住靠近外壳的齿轮部分的壁46。
连杆42具有一凸起部分50，其上形成可与一小齿轮54啮合的齿条52。小齿轮54安装在一根轴56上，轴56通过一适当的减速齿轮系58连接于一直流电动机/发电机62的传动轴60，小齿轮轴56和齿轮系58之间的连接通过一个单向离合机构63，使小齿轮54以一个方向转动时，不使齿轮系统58转动。而小齿轮54以反向转动时则带动齿轮系58转动。
连杆42连接于包围凸轮件68的一对凸轮盘64、66。凸轮件68安装在轴肩部分32和34之间的轴28上。凸轮盘64、66也承载着凸轮滚轮70，72。凸轮滚轮70，72与凸轮件68的凸轮周围表面74相接合。
在使用中，门的控制装置10刚性地安装在门框中，最好如图1所示安装在门框上横梁的隐蔽部分中。本专业技术人员知道，闭合位置可以在地面、门槛或安装面上，也可在其它位置上。大家知道，轴28和门之间的连接可以是直接的或间接通过一条连杆。在图示的推荐实施例中，轴28的非圆形部分28a插入门上端的一个装配孔中形成门的枢轴之一，在开、关门的两个方向上被转动，从而与门相连接。在图2所示的凸轮结构中，门处于完全闭合位置。在该位置上，凸轮面74上的凹口抵住凸轮随动滚轮70，72，因此保证门准确地处于闭合位置。当打开门时(见图4)，凸轮68由轴28相应地转动，凸轮面74抵住随动滚轮70，使凸轮盘64，66缩回外壳的凸轮部分的空腔中。显然，从图4上方看去，如果门以逆时针方向被打开，则凸轮面74将抵住随动滚轮72而结果相似。
门的继续开启和凸轮盘的缩回使连杆42在外壳中轴向移动，因此，齿条52使小齿轮54转动。但是由于单向离合机构63，这一转动并不传递到齿轮系58。
单向离合机构63可以具有一个或多个棘爪，与上述齿轮系之一部分上的棘轮齿接合。棘轮齿结构可以使每个棘爪在齿上单向转动时滑过，而以相反方向转动时则接合棘轮齿，使其不能转动。也可以使用其它形式的单向离合机构。重要的是，对开门的阻力要小，而关门时要有可变的阻力。
由于在开门过程中螺簧40储存了能量。因而门很容易闭合。闭门过程中，连杆42移动到进一步伸出的位置，又使齿条52转动小齿轮54。在这个转动方向上，单向离合器63使转动通过齿轮系传递到直流电动机/发电机的轴60。轴60(包括转子)的转动使电动机/发电机62用做一个发电机。如图9的电路图所示，电动机/发电机62在线75上的电力输出反馈到电动机/发电机的输入端76以阻止轴60，小齿轮54以及轴28的转动。因此直流电动机/发电机62减小并控制了门的闭合速度。
如图9所示，设有一个可调电阻器80，因此，用户可以选择所需要的闭门速度。另外，所设置的微动开关82具有一条可与凸轮盘64、66之一接合的驱动臂84、以便在轴28转动的最后几度中有选择地在电路中引入或去掉附加电阻86，从而使门的转速发生变化，将门锁可靠地碰锁住。因此，如果需要门的控制装置在关门的最后几度中使门的转速增加。那么开关82就应当是通常向触点85偏动的那种类型。这样，直至门处于打开的最后几度，微动开关82开始与触点92接合的那一点之前，线75中的电流都通过线90而绕过电阻86，而当微动开关开始与触点92接合时，就把电阻86引入电路，从而增加门的转速。另一方面，如果在闭合的最后几度中需要降低转速。那么微动开关82可以是通常向触点92偏动的那种类型，这样，电阻86通常都处于电路之中，但是当到达闭合的最后几度时，开关82就开始接合触点88，通过线90使电流绕过电阻86。
显然，可以对前述的那些实施例做出各种修改和变动，而并不超出本发明的范围。
权利要求
1.一种用于枢轴式门的控制装置，包括当门摆动时与门接合以便转动的转动主轴；与上述主轴相连接，开门时储存能量而关门时释放能量的储能装置；具有一条转子轴的直流电动机/发电机；在所述主轴和所述转子轴间的有选择的传动装置，用于在所述主轴第一转向时防止将转动传到所述转子轴，而在主轴第二转向时使转动传到所述转子轴；以及连接所述直流电动机/发电机的电的输出端与电的输入端的电路，因此，从所述输出端向输入端提供的电能将使所述转子轴和主轴的转动减速。
2.按照权利要求1所述的门的控制装置，其特征在于所述有选择的传动装置具有一个单向离合机构。
3.按照权利要求1所述的门的控制装置，其特征在于所述储能装置具有一弹簧。
4.按照权利要求3所述的门的控制装置，其特征在于所述弹簧是螺簧。
5.按照权利要求1所述的门的控制装置，其特征在于所述有选择的传动装置具有一齿条和小齿轮机构。
6.按照权利要求1所述的门的控制装置，其特征在于所述电路具有一可调电阻器用于调整向所述输入端提供的电能大小。
7.按照权利要求1所述的门的控制装置，其特征在于还包括一个用于在关门过程中驱动的控制机构，以便为关门提供至少双速控制。
8.按照权利要求7所述的门的控制装置，其特征在于所述控制机构具有在所述电路中由所述门的控制装置中的运动零件接合的一个开关，所述运动零件响应所述主轴的转动而运动。
9.按照权利要求8所述的门的控制装置，其特征在于所述开关相对于所述运动零件安装，从而使关门运动的最后几度中门的速度增加。
10.按照权利要求1所述的门的控制装置，其特征在于所述有选择的传动装置具有一个单向离合机构以及一个齿条和小齿轮机构。
11.一种用于枢轴式门的控制装置，具有当门摆动时与门接合以便转动的转动主轴;与上述主轴相连接，开门时储存能量而关门时释放能量的可压缩的弹簧;具有一转子轴的直流电动机/发电机;安装在所述主轴和所述转子轴之间的单向离合机构，用于在所述主轴第一转向时防止将转动传到所述转子轴，而在所述主轴第二转向时使转动传到所述转子轴;以及连接所述直流电动机/发电机的电的输出端与电的输入端的电路，因此，从所述输出端向所述输入端提供的电能将使所述转子轴和主轴的转动减速。
12.按照权利要求11所述的门的控制装置，其特征在于所述弹簧是螺簧。
13.按照权利要求11所述的门的控制装置，其特征在于所述门的控制装置还包括在所述主轴和所述转子轴之间的一齿条和小齿轮机构，用于将所述主轴的转动传到所述转子轴。
14.按照权利要求11所述的门的控制装置，其特征在于所述电路具有一个可调电阻器，用于调整输送到所述输入端的电能大小。
15.按照权利要求11所述的门的控制装置，其特征在于还具有一个用于在关门过程中驱动的控制机构，以便为关门提供至少双速控制。
16.按照权利要求15所述的门的控制装置，其特征在于所述控制机构具有一个在所述电路中由所述控制装置中的运动零件接合的开关，上述运动零件响应于所述主轴的转动而运动。
17.按照权利要求16所述的门的控制装置，其特征在于所述开关相对于所述运动零件安装，从而在关门运动的最后几度中使关门的速度增加。
18.用于枢轴式门的控制装置，具有一个外壳;一根可转动地承载于上述外壳的主轴，当门摆动时主轴伸出上述外壳的部分与门接合以便转动;装在上述主轴上随其转动的一个凸轮;一个凸轮盘装在所述外壳中作纵向运动，能与上述凸轮接合，从而使凸轮的转动变成所述凸轮盘的纵向运动;一条固定在上述凸轮盘上随其运动的延伸臂;在上述延伸臂上的齿条;能与所述齿条接合的静止小齿轮，从而使所述齿条的纵向运动变成所述小齿轮的转动;一台装在所述外壳中的具有转子轴的直流电动机/发电机;位于所述小齿轮和所述转子轴之间将所述小齿轮的转动传到所述转子轴的一个齿轮系;位于所述小齿轮和所述转子轴之间的一个单向离合机构，用于在所述小齿轮第一转向时防止将转动传到所述转子轴，而在所述小齿轮第二转向时使转动传到所述转子轴;连接所述直流电动机/发电机的电的输出端与电的输入端的电路，因此，从所述输出端向所述输入端提供的电能将使所述转子轴和主转的转动减速;在所述电路中的一可调电阻器，用于调整从所述输出端送往所述输入端的电能的大小;以及在所述电路中的，由所述凸轮盘接合的开关，用来实现关门的双速控制。
全文摘要
枢轴式门的控制装置，在开门时利用转动件压缩弹簧在弹簧中储能，以便在关门过程使用，该装置设有一直流电动机/发电机的传动连接装置，能在关门时能使转子转动。在关门时电动机/发电机用作发电机，产生的电能反馈到电动机/发电机以使转子减速，从而对关门运动实现制动。反馈电路包括在关门过程的最后几度取消制动的开关，以及控制制动力的可调电阻器。
文档编号E05F15/10GK1076243SQ92105880
公开日1993年9月15日 申请日期1992年7月18日 优先权日1992年3月9日
发明者詹姆斯·A·奥伯赖恩Ii 申请人:索马斯实业公司