[發(fā)明專利]具有輔助平衡的門組件

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 94103497.6
• 申請(qǐng)日: 1994-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN1059251C
• 公開（公告）日: 2000-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: Ｒ·Ｊ·萊昂斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 比爾科公司
• 主分類號(hào): E05F5/04
• 分類號(hào): E05F5/04;E05F3/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 肖春京

本發(fā)明涉及非垂直鉸接的門及相關(guān)的平衡機(jī)構(gòu)。更為特別地，它所涉及的平衡機(jī)構(gòu)基本上可精確平衡門在整個(gè)回轉(zhuǎn)圓弧所有角度上的重量。

有許多用途的門是用非垂直絞軸線裝配的，并且需要平衡。車頂窗口的艙蓋，與地面齊平安裝的人行道蓋板，以及在室外的地下室入口門蓋都包括在這類用途之中。

這些用途的門蓋，為了強(qiáng)固和耐用起見(jiàn)，常用金屬制作，因而可能很重。平衡使門蓋開閉較為容易，且減少了松手時(shí)門蓋關(guān)閉快猛和開啟時(shí)很費(fèi)力的傾向，從而提高安全性。

典型的部分平衡是從一根或多根扭轉(zhuǎn)桿，彈簧，氣缸或重物獲得的。扭轉(zhuǎn)桿尤其得到廣泛的采用，因?yàn)樗峁┑钠胶廪D(zhuǎn)矩是由于桿的一端相對(duì)于另一端轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)果。因此，可把扭轉(zhuǎn)桿的兩端分別接到門和門框上，構(gòu)成一種簡(jiǎn)單可靠的平衡機(jī)構(gòu)。通過(guò)適當(dāng)選擇扭轉(zhuǎn)桿的直徑和長(zhǎng)度，各種各樣不同重量和尺寸的門可用這種直接連接方法大致得到平衡。

扭轉(zhuǎn)桿還另有優(yōu)點(diǎn)，其扁長(zhǎng)的形狀使它能裝在門框厚度范圍以內(nèi)或側(cè)后，因而制成的門組件庫(kù)存時(shí)所占空間最小，且容易通過(guò)運(yùn)銷渠道運(yùn)輸。加之，扭轉(zhuǎn)桿非常結(jié)實(shí)可靠，這對(duì)經(jīng)常用于由外入內(nèi)或置于室外的門來(lái)說(shuō)是一種重要的因素。

然而，門和門框之間單純直接連接的扭轉(zhuǎn)桿平衡結(jié)構(gòu)并沒(méi)有達(dá)到完全平衡。這是因?yàn)樵谕ǔ５牟僮鞣秶鷥?nèi)，扭轉(zhuǎn)桿提供的平衡轉(zhuǎn)矩與其上的轉(zhuǎn)動(dòng)量或扭轉(zhuǎn)量成線性比例。可是，非垂直鉸接門需要的平衡轉(zhuǎn)矩與門的開啟角非線性相關(guān)。非垂直絞軸線沒(méi)有撐起的門重按開啟角的正弦函數(shù)關(guān)系增大。

結(jié)果，用扭轉(zhuǎn)桿直接連接門和門框的平衡系統(tǒng)僅在二個(gè)不同的開啟角時(shí)給門提供恰當(dāng)?shù)钠胶狻Ｔ谵D(zhuǎn)矩(以絞軸線為軸度量)與開啟角(以關(guān)閉時(shí)作零度)為坐標(biāo)軸的曲線圖上，扭轉(zhuǎn)桿(產(chǎn)生平衡扭矩)的特性線與未受支撐的門重引起的轉(zhuǎn)矩余弦曲線的相交點(diǎn)即可找到這些平衡角。對(duì)水平鉸接門而言，門剛打開時(shí)門的全重沒(méi)有受到鉸鏈支撐，而在全開時(shí)(90°位置)，全部重量由鉸鏈支撐。

盡管在線性平衡系統(tǒng)中使門得到嚴(yán)格平衡的兩個(gè)特殊開啟角是設(shè)計(jì)人員掌握的，但他們通常選擇接近全開和全閉位置。在全開位置，不需要平衡轉(zhuǎn)矩，因而扭轉(zhuǎn)桿不受扭轉(zhuǎn)，在全閉位置，扭轉(zhuǎn)桿被調(diào)整到正好提供門的全重所需的平衡轉(zhuǎn)矩。令人遺憾的是，除了這兩個(gè)角度外，門得不到充分的平衡，因而如果松手，門就會(huì)開始轉(zhuǎn)動(dòng)。

為了改進(jìn)這一缺點(diǎn)，以后設(shè)計(jì)的平衡系統(tǒng)采用了有單根或多根扭轉(zhuǎn)桿的凸輪系統(tǒng)，能在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)幾乎精確與門平衡。這些設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)桿并不直接連接門和門框，而是通過(guò)凸輪動(dòng)作，凸輪改變扭轉(zhuǎn)桿產(chǎn)生的線性轉(zhuǎn)矩，使之與平衡門重所需的正弦轉(zhuǎn)矩一致。具有基于凸輪類型的平衡機(jī)構(gòu)的門可查閱美國(guó)專利4873791及5136811號(hào)。????

在這種基于凸輪的結(jié)構(gòu)中，門的全部平衡力通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)施加。但本發(fā)明采用了直接連接/基于凸輪的混合設(shè)計(jì)。一部分平衡轉(zhuǎn)矩由一根或多根直接連接門和門框的扭轉(zhuǎn)桿產(chǎn)生，其余部分平衡轉(zhuǎn)矩(輔助轉(zhuǎn)矩)通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)由另加的一根或多根扭轉(zhuǎn)桿提供，那是提供接近完全的正弦形平衡所必需的。

由于直接連接扭轉(zhuǎn)桿產(chǎn)生大部分平衡轉(zhuǎn)矩，所以通過(guò)凸輪系統(tǒng)的力較小，這與早期的設(shè)計(jì)相比，減輕了磨擦和磨損。另一優(yōu)點(diǎn)是直接連接/基于凸輪混合式扭轉(zhuǎn)桿設(shè)計(jì)可有選擇的靈活性。因?yàn)榕まD(zhuǎn)桿常常只能獲得標(biāo)準(zhǔn)直徑的，所以就難以滿足某些門的平衡要求。有了混合式設(shè)計(jì)，不同尺寸的扭轉(zhuǎn)桿可以組合起來(lái)，最佳地滿足各種各樣門的平衡要求。

還有一優(yōu)點(diǎn)在于輔助扭轉(zhuǎn)桿平衡系統(tǒng)可按廠內(nèi)裝配方案裝到門上，還可以與只有直接連接的扭轉(zhuǎn)桿平衡系統(tǒng)一起出售，或者可用作現(xiàn)有的直接平衡門附加的現(xiàn)場(chǎng)裝配附件。

考慮到上述內(nèi)容，因此本發(fā)明的目的就是提供一種新型并經(jīng)過(guò)改進(jìn)的平衡門及平衡組件，它的平衡的實(shí)現(xiàn)部分依靠線性的平衡機(jī)構(gòu)，部分通過(guò)輔助平衡機(jī)構(gòu)，從而在整個(gè)回轉(zhuǎn)圓弧上平衡門。

本發(fā)明包括使部分平衡的門增加其平衡的平衡組件以及包括此平衡組件的全套門組件。門組件包括：門框；沿非垂直鉸鏈軸鉸接到門框上的門(鉸鏈?zhǔn)归T能從開位轉(zhuǎn)到閉位)；及在門和門框之間連接的主平衡裝置(它提供繞鉸鏈軸的一部分平衡轉(zhuǎn)矩)。主平衡裝置可包括扭轉(zhuǎn)桿，或者其它任何線性平衡機(jī)構(gòu)，并且可直接連接在門和門框之間，或者連接在與門鉸接的鉸鏈機(jī)構(gòu)鉸鏈片之間。

門組件還包括輔助平衡系統(tǒng)，它包括有凸輪表面的凸輪及輔助平衡裝置，后者施力于凸輪表面以產(chǎn)生繞門鉸鏈軸的輔助平衡轉(zhuǎn)矩，主平衡機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的部分平衡轉(zhuǎn)矩和輔助平衡轉(zhuǎn)矩之和與處在開位和閉位之間的門相平衡。