门致动器的制作方法

本发明涉及用于打开和/或关闭门扇的门致动器。

背景技术：

例如，门致动器可以形成为闭门器、伺服闭门器或门驱动器。门致动器可以设置在门扇的上方或者设置为地面闭门器。此外，可以在门的铰链中设置门致动器。本文中所考虑的门致动器的类型包括凸轮盘。该凸轮盘位于输出轴上。输出轴直接连接至门扇或经由臂组件连接至门扇。运动元件设置在门致动器中的凸轮盘的两侧上，例如，运动元件形成为阻尼活塞和打开活塞。运动元件能够在门致动器内线性运动。经由凸轮盘实现将输出轴的旋转运动转变为运动元件的线性运动以及将运动元件的线性运动转变为输出轴的旋转运动。

技术实现要素：

本发明的目的是示出一种用于打开和/或关闭门扇的门致动器，该门致动器具有简单的结构，可以以减少维护和减少磨损的方式进行操作，并且由此实现门扇的可靠的打开和/或关闭。

该问题借助于独立权利要求的特征解决。本发明的其他有利的构造是从属权利要求的主题。

因此，该问题通过用于打开和/或关闭门扇的门致动器解决。该门致动器包括壳体和输出轴，该输出轴以可旋转的方式支撑在壳体中，并且该输出轴具有凸轮盘。举例来说，凸轮盘可以是输出轴的一体式部件或置于输出轴上。输出轴形成为用于将扭矩传递到门扇上。此外，输出轴可以例如经由多边形件直接连接至门扇，或者连接至臂组件。该臂组件又通向门扇。

此外，第一运动元件和第二运动元件在壳体中以可线性移动的方式引导。第一运动元件包括第一接触表面。第二运动元件包括第二接触表面。优选地，两个接触表面分别借助于滚轮形成，该滚轮以可旋转移动的方式设置在运动元件中。两个接触表面设置成用于在凸轮盘上滚动。为此目的，凸轮盘位于两个运动元件之间，并且凸轮盘因此位于两个接触表面之间。特别地，两个接触表面在凸轮盘的两个相反侧部上在凸轮盘上滚动。

例如，门致动器可以形成为闭门器、伺服闭门器或门驱动器。总的来说，在门致动器的壳体中的两个运动元件可以以被动的方式、例如借助于加载弹簧力移动，或者以主动的方式、例如借助于液压移动。运动元件的运动经由凸轮盘转变为输出轴的旋转运动。在相反的方向上、例如在手动打开门扇时，施加至门扇上的力转变为输出轴的旋转运动。经由凸轮盘，输出轴的所述旋转运动转而导致两个运动元件的线性运动。

在将门致动器构造为闭门器时，第一运动元件特别地形成为打开活塞。在这种情况下，优选地，所述打开活塞是用第一弹簧(关闭弹簧)以使第一弹簧沿凸轮盘的方向迫压第一运动元件的方式进行弹簧加载。在打开门扇时，弹簧被张紧。弹簧中由此储存的能量可以用于使第一运动元件沿凸轮盘的方向移动，并且因此用于使门关闭。在将门致动器构造为伺服闭门器时，第一弹簧以同样的方式设置。然而，在这种情况下，张紧弹簧不是仅仅经由手动致动门实现的，而是识别出门扇的打开并由此激活门致动器中的致动机构，该致动机构又产生了用于张紧弹簧的全部或部分的力。然后，为了关闭门扇，可以使第一弹簧松弛，以便使第一运动元件沿凸轮盘的方向移动。

第二运动元件特别地形成为阻尼活塞。特别地，液压腔室位于壳体中。通过移动阻尼活塞，流体通过节流阀被排出液压腔室，从而实现对阻尼活塞的运动的阻尼，并且因此也实现了对输出轴的旋转运动的阻尼。

总的来说，两个运动元件可以彼此独立地线性移动，使得两个运动元件之间的距离基本上可以改变。因此，两个接触表面基本上总是抵靠在凸轮盘上。这样的好处在于，凸轮盘的几何形状可以相对自由地选择，并且相应地，凸轮盘在旋转角度的每个位置处到接触面的接触点之间不必具有相同的直径。然而，在本发明的范围内认识到的是，存在凸轮盘的旋转角度的位置以及对应的输出轴的旋转角度的位置，在这些位置处，相对较高的表面负载施加到接触表面上，并特别地施加到凸轮盘上。因此，凸轮盘可以例如具有尖角区域。通常，在旋转角度为0°的位置处(门扇关闭)，所述尖角区域位于例如为阻尼活塞的第二接触表面处。在所述尖角区域处，凸轮盘的半径相对较小，使得凸轮盘存在较高的表面负载。

为了避免在旋转角度的某些位置处的所述表面负载，本发明的门致动器包括设置在壳体中的间隔装置。间隔装置形成为用以至少在旋转角度的限定范围中限定运动元件之间的最小距离。在这里，用限定最小距离来描述的是，通过所述限定，两个运动元件不能朝向彼此更靠近地移动。在这种情况下，两个运动元件之间的距离的增加、即两个运动元件远离彼此的移动不受间隔装置限定。旋转角度的至少一个限定范围以外的部分限定了输出轴的旋转角度的至少一个自由范围。在旋转角度的所述至少一个自由范围内，两个运动元件的线性运动不受间隔装置限定。在旋转角度的自由范围内，两个运动元件可以在不受间隔装置限定的情况下尽量朝向彼此移动，使得两个接触表面搁置抵靠在凸轮盘上。然而，在旋转角度的所述至少一个限定范围内，间隔装置形成为使得两个接触表面中仅一个接触表面搁置抵靠在凸轮盘上，并且另一个接触表面与凸轮盘间隔开。这一接触表面与凸轮盘的所述间隔防止了上述表面负载。

特别地，间隔装置形成为使得在旋转角度的每个自由范围内，两个接触表面搁置抵靠在凸轮盘上。如已描述的，例如形成为打开活塞和阻尼活塞的两个运动元件可以以不同的方式在壳体中移动。特别地，意在使两个运动元件能够分别借助于在凸轮盘方向上的一个弹簧移动。在这种情况下，弹簧的构造和布置选择成使得在旋转角度的限定范围中，(第一运动元件的)第一接触表面搁置抵靠在凸轮盘上并且(第二运动元件的)第二接触表面与凸轮盘间隔开。为此目的，特别地，作用在第一运动元件上的弹簧力大于作用在第二运动元件上的弹簧力。

特别地，凸轮盘倾向于形成为心形。凸轮盘的尖角区域以及凸轮盘的与尖角区域相反定位的凹陷区域表征了所述心形。特别地，凸轮盘的尖角区域位于旋转角度为0°的位置处。特别地，旋转角度为0°的位置描述了门扇的关闭状态。心形凸轮盘的凹陷区域不必与尖角区域完全相反，而是大约位于从0°的尖角区域开始180°的区域中。特别地，凹陷区域的中心位于120°至240°之间。因此，凸轮盘的旋转角度为0°的位置或者输出轴的旋转角度为0°的位置表示门扇的关闭状态。同时，心形凸轮盘的尖角区域限定旋转角度为0°的位置，使得对应的凸轮盘的角度范围可以从所述尖角区域开始限定。因此，在这里，旋转角度的限定位置和旋转角度的范围对应于凸轮盘上的角度位置和角度范围。

因此，优选地，意在使凸轮盘呈心形，从而使凸轮盘包括尖角区域，其中，在旋转角度为0°的位置处，尖角区域指向第二接触表面。特别地，在这种情况下，旋转角度的第一限定范围位于-10°至+10°之间、优选地位于-5°至+5°之间。所述值表示旋转角度的所述限定范围的上限，该值也可以更小。基本上，旋转角度的第一限定范围在凸轮盘的尖角区域上延伸。通过间隔装置的对应构型，保证了在旋转角度的第一限定范围内，第二接触表面与凸轮盘间隔开，并且因此在这里减少了表面负载。如果门致动器形成为用于门扇的枢转运动，则这是特别有利的。通过门扇的枢转运动，门扇可以越过其关闭位置来回地摆动或者移动。因此，在枢转运动中，凸轮盘穿过0°的位置，从而在没有本发明的间隔装置的情况下，每次都会与第二接触表面产生非常大压力的接触。

此外，优选地，意在使凸轮盘呈心形，并且在这种情况下，凸轮盘包括凹陷区域，其中，在旋转角度为v的位置处，凹陷区域的中心指在第二接触表面上。在这种情况下，v定位在120°至240°之间。优选地，间隔装置形成用于旋转角度的第二限定范围，该旋转角度的第二限定范围定位在v-45°至v+45°之间，优选地在v-30°至v+30°之间。此处再次表明旋转角度的第二限定范围的上限，其中，旋转角度的第二限定范围也可以更小。由于旋转角度的第二限定范围，防止了第二接触表面与心形凸轮盘的凹陷区域的接触，使得第二接触表面不“落入”到所述凹陷区域中。

根据间隔装置的第一变型，意在使间隔装置包括至少一个间隔元件，其中，间隔元件在两个运动元件中的一个运动元件中线性地引导。在这种情况下，间隔元件形成为使得在旋转角度的限定范围中，间隔元件抵靠所述运动元件，该间隔元件在所述运动元件中被线性地引导。理论上，间隔元件可以在两个运动元件处以可线性移动的方式引导，然后间隔元件在旋转角度的限定范围内对应地抵靠在两个运动元件上。然而，在优选实施方式中，意在使间隔元件仅在一个运动元件处以可线性移动的方式引导并且牢固地链接在另一运动元件处。然而，替代在另一运动元件处的所述牢固的链接，还可以形成与所述运动元件一体的间隔元件，使得间隔元件形成所述运动元件的一体式部件。

特别地，提供了至少两个间隔元件。然后，所述两个间隔元件同时用作两个运动元件相对彼此的抗旋转保护件。然而，这种抗旋转保护件可以仅用一个间隔元件实现；例如，如果间隔元件在其线性引导区域中不具有圆形横截面。

优选地，使间隔元件在其中以可线性移动的方式引导的所述至少一个运动元件包括凹部。间隔元件装配在所述凹部中并且相应地在凹部中以可线性移动的方式引导。

此外，优选地，间隔元件倾向于包括肩部。所述肩部用作抵接部并紧靠运动元件，以便限定最小距离。

特别地，所述至少一个间隔元件形成为杆状件。杆状件可以例如经由螺纹配合或压配合牢固地链接在两个运动元件中的一个运动元件中。在另一个侧部上，杆状件以可线性移动的方式插入到运动元件的孔中。

当采用至少两个间隔元件时，优选地，意在使两个间隔元件设置在输出轴的两个不同侧部上。因此，输出轴旋转围绕的假想的输出轴线在两个间隔元件之间延伸。

根据间隔装置的第二变型，意在使间隔装置包括在输出轴上的间隔凸轮盘以及间隔元件。间隔凸轮盘具有与前述凸轮盘不同的轮廓。间隔凸轮盘可以直接抵接凸轮盘或与凸轮盘间隔开。在所述第二变型中，间隔元件位于第二运动元件处。间隔元件牢固地连接至第二运动元件或与第二运动元件一体地构成。根据所述第二变型的间隔元件不延伸直至另一运动元件，而只是延伸直至间隔凸轮盘。在旋转角度的限定范围中，间隔凸轮盘搁置抵靠间隔元件。间隔凸轮盘的轮廓形成为使得在旋转角度的自由范围中，间隔凸轮盘与间隔元件不具有任何接触，而是仅在旋转角度的至少一个限定范围中与间隔元件接触。在这种情况下，间隔元件和间隔凸轮盘设置成并形成为使得在旋转角度的限定范围中，凸轮盘和第二接触表面彼此间隔开。

特别地，在间隔装置的第二变型中，意在使门致动器包括位于两个运动元件之间的额外的抗旋转保护件。例如，所述抗旋转保护件可以借助于至少两个杆状件形成。在这种情况下，杆状件在至少一个运动元件中以可线性移动的方式引导，并且杆状件不具有任何抵接部，使得杆状件仅保障了抗旋转保护，而不限制两个运动元件之间的距离。抗旋转保护的杆状件可以在凸轮盘与间隔凸轮盘之间在输出轴的限制下延伸。

此外，优选地，意在使间隔凸轮盘的尖角区域处的半径大于凸轮盘的尖角区域处的半径。间隔凸轮盘的尖角区域处的所述相对较大的半径防止了间隔凸轮盘与相关联的间隔元件之间的过大的表面负载。特别地，间隔凸轮盘的尖角区域处的半径至少比凸轮盘的尖角区域处的半径大20％。

附图说明

现在将基于两个示例性实施方式更具体地描述本发明。其示出了：

图1是根据第一示例性实施方式的本发明的门致动器的示意图；

图2至图7是根据第一实施方式的本发明的门致动器的详细视图；以及

图8至图11是根据第二实施方式的本发明的门致动器的详细视图。

具体实施方式

门致动器1的两个示例性实施方式将基于图1至图11解释。在两个示例性实施方式中，相同的、或者功能上相同的结构部件由相同的附图标记标识。

图1示出了用于第一示例性实施方式的整个门致动器1的示意图。对于第二示例性实施方式而言，门致动器1以相同的方式构造，只是具有将基于具有第二示例性实施方式的图8至图11进行描述的改变。

图1示出了具有其壳体2的门致动器1的示意性截面图。输出轴4以可旋转移动的方式支撑在壳体2中。输出轴4能够绕输出轴线3旋转移动。

凸轮盘5位于输出轴4上。凸轮盘5和输出轴4位于第一运动元件6与第二运动元件11之间。在此，第一运动元件形成为打开活塞。在此，第二运动元件形成为阻尼活塞。整个门致动器1形成为闭门器。

两个运动元件6、11以垂直于壳体2中的输出轴线3线性移动的方式引导。

第一运动元件6包括第一滚轮8。第一滚轮8的周向表面形成第一接触表面7。在第一运动元件6中，第一滚轮8以能够绕第一滚轮轴线9旋转移动的方式支撑。第一滚轮轴线9平行于输出轴线3延伸。

第二运动元件11包括第二滚轮13。第二滚轮13的周向表面形成第二接触表面12。第二滚轮13以能够绕第二滚轮轴线14旋转移动的方式支撑在第二运动元件11中。第二滚轮轴线14平行于输出轴线3延伸。

此外，门致动器1包括第一弹簧10。在此，第一弹簧10用作关闭弹簧。第一弹簧10在壳体2中设置在第一运动元件6背离凸轮盘5的侧部上。第一弹簧10在一侧上抵靠第一运动元件6支撑，第一弹簧10在另一侧上可以抵靠壳体2或抵靠未示出的弹簧调节件支撑。在开门时，所述第一弹簧10被张紧。然后，根据图1中的图示，通过使第一弹簧10松弛，第一运动元件6可以移动至左手侧，从而导致凸轮盘5的旋转运动并且因此导致输出轴4的旋转运动。此外，门致动器1包括壳体2中的第二弹簧15。第二弹簧15位于第二运动元件11背离凸轮盘5的侧部。第二弹簧的一个侧部抵靠第二运动元件11支撑。在根据图1的图示中，仅示意性地示出了两个弹簧10、15的布置。

此外，图1仅示意性地示出了壳体2内的液压腔室16。在第二运动元件11的线性运动期间，第二运动元件11可以驱动流体离开液压腔室16，从而致使产生第二运动元件11的运动的阻尼。

此外，图1示出了两个滚轮8、13具有滚轮轴18。所述滚轮轴18相应地沿着第一滚轮轴线9、第二滚轮轴线14延伸。所述滚轮轴18在安装时插入到相应的运动元件6、11中，并且用螺栓17固定以防止脱落。然后，所述螺栓17相应地垂直于滚轮轴线9、14延伸。

此外，图1示出了在两个运动元件6、11处或者说在两个运动元件6、11之间的间隔装置20。

图2至图7示出了根据第一示例性实施方式的间隔装置20的详细构造。

根据图2，间隔装置20包括两个间隔元件21，所述两个间隔元件21在这里形成为杆状件。

每个间隔元件21包括延伸部22。所述延伸部22以可线性移动的方式插入到在第二运动元件11中的凹部23中。在相反的侧部上，间隔元件21牢固地连接至第一运动元件6。

由于延伸部22与凹部23之间的线性运动，两个运动元件6、11基本上能够相对于彼此垂直于输出轴线3移动。

然而，为了在输出轴4的旋转角度的某些位置中或者凸轮盘5的旋转角度的某些位置中限定两个运动元件6、11之间的距离32，各个间隔元件包括肩部24。在所需的最小距离处，所述肩部24可以抵靠第二运动元件11。特别地，图5中的图示示出了：在旋转角度的对应位置处，可以在间隔元件21的肩部24与第二运动元件11之间产生间隙。

图2示出了在相对于输出轴线3垂直的平面中的凸轮盘5。在这种情况下，可以非常好地看出，凸轮盘5形成心形。所述心形具有尖角区域30和相反的凹陷区域31。在根据图2所示的位置中，尖角区域指向第二接触表面12。特别地，在所述位置中，门扇处于其关闭位置。因此，门扇和输出轴4以及凸轮盘5的旋转角度的所述位置被描述为0°。

旋转角度为0°的所述位置限定了旋转角度的第一限定范围33。特别地，所述旋转角度的第一限定范围33在凸轮盘5的尖角区域30上延伸。大约与旋转角度的第一限定范围33相反的位置限定了旋转角度的第二限定范围34。旋转角度的第二限定范围34大致在凸轮盘的凹陷区域31上延伸。旋转角度的两个限定范围33、34的准确的角度范围已经在概述部分限定了。旋转角度的两个自由范围35位于旋转角度的两个限定范围33、34之间。

在根据图2的图示中，门致动器位于旋转角度为0°的位置，并且因此位于旋转角度的第一限定范围33内。在这里，间隔装置22形成为使得肩部24搁置抵靠在第二运动元件11上，并且因此限定距离32。由此形成了第二接触表面与凸轮盘5之间的间隙36，从而防止了尖角区域30中的过大的表面负载。图3、图4、图6以及图7用放大的形式以放大图示出了第二滚轮13与凸轮盘5之间的区域。

图3正与图2一样，示出了旋转角度为0°的位置。在所述放大图中可以看出第二接触表面12与凸轮盘5的尖角区域30之间的间隙36。

图4示出了从旋转角度的第一限定范围33至旋转角度的相邻自由范围35的过渡。在所述运动期间，间隙36持续地减小，直到第二接触表面12与凸轮盘5接触为止。

图5示出了在旋转角度的自由范围25内的门致动器1，在该范围内建立了第二接触表面12与凸轮盘5之间的接触。相比于旋转角度的限定范围33、34，在这里两个运动元件6、11之间的间隙32增加了。因此，肩部24也不再搁置抵靠在第二运动元件11上。两个滚轮8、13都在凸轮盘5上滚动，并且因此两个接触表面7、12都在凸轮盘5上滚动。

图6示出了从旋转角度的自由范围35至旋转角度的第二限定范围34的过渡。在根据图6的图示中，第二接触表面12仍与凸轮盘5接触。

图7图示了旋转角度的第二限定范围34。在这里，间隔装置20再次将距离32限定至最小距离，使得在第二接触表面与凸轮盘5之间调节了间隙36。基于图7可以看出的是，在旋转角度的第二限定范围34中，第二滚轮13不搁置在心形的凸轮盘5的凹陷区域31中。

门致动器1的第二示例性实施方式基于图8至图11描述。门致动器1的基本结构已经基于图1进行了描述。两个示例性实施方式仅在间隔装置20的构造上有不同。

图8示出了两个抗旋转保护件37的立体图，所述两个旋转保护件37形成为杆状件。所述两个抗旋转保护件37插入到两个运动元件6、11中，并且所述两个抗旋转保护件37在所述两个运动元件6、11中以可线性移动的方式引导。然而，抗旋转保护件37不包括抵接部，该抵接部防止接触表面7、12中的一个接触表面与凸轮盘5之间的接触。两个抗旋转保护件37仅用于使两个运动元件6、11不绕垂直于输出轴线3的轴线旋转的目的。

第二示例性实施方式的间隔装置20包括间隔元件21，然而，这里的间隔元件21仅插入到第二运动元件11中。在这里，间隔元件21牢固地连接至第二运动元件11。作为替代方案，间隔元件21也可以是第二运动元件11的一体式部件。

此外，在这里，间隔装置20包括在输出轴4上的间隔凸轮盘38。在所示的示例性实施方式中，间隔凸轮盘38与凸轮盘5间隔开。两个抗旋转保护件37在间隔凸轮盘38与凸轮盘5之间延伸。

在这里，间隔元件21和间隔凸轮盘38形成并设置成使得间隔元件21和间隔凸轮盘38在旋转角度的第一限定范围33和旋转角度的第二限定范围34内彼此接触，从而限定距离32。在旋转角度的两个自由范围35内，在间隔元件21与间隔凸轮盘38之间不存在接触。

在第二示例性实施方式中，因为间隔元件21设置成使得其保证了第二滚轮13的滚轮轴18不能脱出，所以间隔元件21同时满足了螺栓17的功能。

图9至图11示出了第二示例性实施方式在垂直于输出轴线3的平面中的图示。

图9示出了旋转角度的第一限定范围33。在这里，间隔凸轮盘38和间隔元件21彼此接触并从而限定了距离32，使得在第二接触表面12与凸轮盘5之间存在间隙36。

图10示出了旋转角度的两个自由范围35中的一个自由范围。在这里，两个接触表面7、12都与凸轮盘5接触。间隔凸轮盘38和间隔元件21彼此不接触。

图11示出了旋转角度的第二限定范围34，其中，间隙再次通过间隔元件21与间隔凸轮盘38之间的接触而调节。

如在图8至图11中进一步阐明的，间隔凸轮盘38也形成心形并且对应地包括尖角区域和相反的凹陷区域。

优选地，间隔凸轮盘38的尖角区域处的半径39构造成大于凸轮盘5的尖角区域30处的半径40。

附图标记列表

1门致动器

2壳体

3输出轴线

4输出轴

5凸轮盘

6第一运动元件(打开活塞)

7第一接触表面

8第一滚轮

9第一滚轮轴线

10第一弹簧(关闭弹簧)

11第二运动元件(阻尼活塞)

12第二接触表面

13第二滚轮

14第二滚轮轴线

15第二弹簧

16液压腔室

17螺栓

18滚轮轴

20间隔装置

21间隔元件

22延伸部

23凹部

24肩部

30尖角区域

31凹陷区域

32距离

33旋转角度的第一限定范围

34旋转角度的第二限定范围

35旋转角度的自由范围

36间隙

37抗旋转保护件

38间隔凸轮盘

39间隔凸轮盘的尖角区域处的半径

40凸轮盘的尖角区域处的半径