用于提供来自闭门器或操作器的恒定的扭矩输出的设备制造技术

一种闭门器或操作器包括用于传输门运动的在闭门器壳体上的枢轴转动小齿轮，以及被连接至其的凸轮。连接构件沿着弹簧延伸并且啮合凸轮的周边边缘。凸轮的旋转导致连接构件的在切向于凸轮周边边缘的位置和弹簧第二端部之间的部分的长度的改变以膨胀或压缩弹簧，导致作为弹簧偏转的结果的被沿着连接构件的纵向轴线传输的力。凸轮周边边缘具有在切向于凸轮周边边缘的位置处的在凸轮轴线和连接构件之间的变化的径向距离的轮廓，使得径向距离当弹簧膨胀或压缩时被改变以保持围绕凸轮和小齿轮的轴线的期望的恒定的扭矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求于2013年10月18日提交的美国申请第61/892,674号的优先权。
本专利技术涉及遍及门摇摆的范围向门提供均匀的压力的闭门器。
技术介绍
在今天的闭门器/操作器行业中具有对于使用者当打开门时感受到恒定的力的需要，特别是对于需要满足ADA要求的门的需要。根据现有技术，一个解决方案是当由于线性弹簧扭矩在闭门器/操作器上增加时改变臂和门之间的矢量角的双杠杆臂。另一个解决方案是在其中凸轮轮廓随着弹簧压缩改变以提供恒定的扭矩输出的凸轮和滚动器设计。现有技术闭门器包括美国专利第4,653,227号、美国专利公布第2013/0081227号、美国专利第4,763,385号和美国专利第8,732,904号的那些。这种设计中的每个具有缺点。每个具有机械损失，由于摩擦、在双杠杆臂关闭器上的齿条和小齿轮设置以及在凸轮/滚动器设计上的凸轮滚动器。此外，它们每个要求非常严格的公差以用于合适的功能性。
技术实现思路
考虑到现有技术的问题和缺陷，因此本专利技术的一个目的是提供用于提供恒定的扭矩以打开和关闭门的设备和方法。本专利技术的另一个目的是提供提供在门的打开和关闭期间的期望的扭矩轮廓的闭门器和/或操作器。本专利技术的一个另外的目的是提供具有恒定的扭矩输出和改进的维护和磨损特性的闭门器和/或操作器。本专利技术的再其他的目的和优点将部分地是明显的并且将部分地是从说明书可见的。以上的和其他的目的将是对于本领域的技术人员明显的，在本专利技术中实现，其涉及一种闭门器或操作器，包括适应于被安装至门框架或门中的一个的闭门器或操作器壳体以及用于在所述闭门器壳体和所述门或门框架中的另一个之间传输门运动的在所述闭门器壳体上的枢轴转动小齿轮。凸轮被连接至所述小齿轮并且是随着所述小齿轮围绕旋转轴线可旋转的，所述凸轮具有围绕所述旋转轴线的周边边缘。所述闭门器还包括具有两个端部的弹簧，具有被固定至所述闭门器壳体的第一端部，以及连接构件，被固定至所述弹簧并且毗邻于其的第二端部以压缩所述弹簧。所述连接构件沿着所述弹簧从所述弹簧第二端部延伸至超出所述弹簧第一端部的在其处所述连接构件相切于并且啮合所述凸轮的所述周边边缘的位置。所述凸轮的旋转导致所述连接构件的在所述切向于所述凸轮周边边缘的位置和所述弹簧第二端部之间的部分的长度的改变以膨胀或压缩所述弹簧，导致作为弹簧偏转的结果的被沿着所述连接构件的纵向轴线传输的力。所述凸轮周边边缘具有具有在所述切向于所述凸轮周边边缘的位置处的在所述凸轮轴线和所述连接构件之间的变化的径向距离的轮廓，使得所述径向距离当所述弹簧膨胀或压缩时被改变以保持围绕所述凸轮和所述被连接的小齿轮的所述轴线的期望的扭矩。所述凸轮周边边缘的所述轮廓可以是圆形的或非圆形的，并且具有在所述切向于所述凸轮周边边缘的位置处的在所述凸轮轴线和所述连接构件之间的径向距离，使得所述径向距离当所述弹簧压缩或膨胀时被减少以提供围绕所述凸轮和所述被连接的枢轴转动构件的所述轴线的期望的扭矩轮廓，例如保持围绕所述凸轮和所述被连接的枢轴转动构件的所述轴线的恒定的扭矩。所述凸轮可以具有被布置为沿着所述凸轮的所述周边边缘的沟槽并且所述连接构件可以是线缆。所述线缆具有被固定至所述凸轮的第一端部和被固定为毗邻于所述弹簧第二端部的第二端部，其中所述线缆当所述凸轮旋转时在所述沟槽中包裹围绕所述凸轮以压缩或膨胀所述弹簧。所述凸轮可以包括围绕所述周边边缘的齿并且所述连接构件可以包括啮合所述凸轮齿的齿。所述凸轮可以包括具有围绕所述周边边缘的齿的小齿轮并且所述连接构件可以包括具有啮合所述小齿轮齿的齿的齿条。所述弹簧可以包括具有中央开口的螺旋弹簧并且所述连接构件可以延伸穿过所述弹簧中央开口从所述弹簧第二端部至所述凸轮。所述闭门器或操作器可以具有用于把所述门在打开位置和关闭位置之间枢轴转动的联接臂，所述联接臂具有被附接至并且相对于被安装至所述门框架或所述门表面中的另一个的轨道滑动的第一端部以及被固定至所述小齿轮并且随着其可旋转的第二端部。任选地，所述闭门器或操作器可以具有用于把所述门在打开位置和关闭位置之间枢轴转动的双杠杆臂，所述双杠杆臂具有被安装至所述门框架或所述门表面中的另一个的第一端部以及被固定至所述小齿轮并且随着其可旋转的第二端部。所述闭门器或操作器可以不采用联接臂，并且所述门可以被固定至所述小齿轮，使得所述门的所述旋转轴线成为所述小齿轮的所述旋转轴线。在一个相关的方面，本专利技术涉及一种控制摆动的门的操作的方法。所述方法包括提供在门框架中居间的并且被至少一个铰链固定至所述门框架的在打开位置或关闭位置中的门，以及提供被安装至所述门框架或所述门表面中的一个并且具有上文描述的结构和特征的闭门器。所述方法包括把所述门致动入所述打开位置或关闭位置中的另一个中以及当所述门运动时把所述小齿轮和被连接的凸轮围绕所述凸轮轴线旋转。所述凸轮的所述旋转导致所述连接构件的在所述切向于所述凸轮周边边缘的位置和所述弹簧第二端部之间的部分的长度的改变以膨胀或压缩所述弹簧并且作为所述弹簧的压缩度的结果把力沿着所述连接构件的纵向轴线传输。所述方法包括当所述门运动至所述打开位置或关闭位置中的另一个时保持围绕所述凸轮和所述被连接的小齿轮的所述轴线的期望的扭矩，作为当所述弹簧膨胀或压缩时的在所述切向于所述连接构件的位置处的所述凸轮轴线至所述凸轮周边边缘的改变的径向距离的结果。附图说明本专利技术的被认为是新颖的特征和本专利技术的元素特性在所附的权利要求中具体地提出。附图仅用于图示目的并且不是按比例绘制的。然而，本专利技术本身，关于组织和操作的方法二者，可以通过参照下文的与附图共同地阅读的详细描述被最好地理解，在附图中：图1是采用被安装在被部分地打开的门上的单一的杠杆臂排列的本发明的闭门器的第一实施方案的透视图。图2是具有被更完全地打开的门的图1的闭门器的透视图。图3是图1的闭门器的内部的俯视平面图，示出了本专利技术的弹簧、小齿轮和可变半径凸轮的实施方案。图4是图3的闭门器内部的侧视正视图。图5是承载本专利技术的小齿轮和凸轮的闭门器旋转构件的实施方案的透视图。图6是图5中的凸轮的透视图。图7是图6的凸轮的背部侧部的透视部分剖视图。图8是在使用恒定半径凸轮的门上的增加的关闭力的图形代表。图9是本专利技术的可变半径凸轮的实施方案的侧视剖视图，示出了线缆在门的关闭期间在不同的相对位置中。...

【技术保护点】
一种闭门器或操作器，包括：闭门器或操作器壳体，适应于被安装至门框架或门中的一个；在所述闭门器壳体上的枢轴转动小齿轮，用于在所述闭门器壳体和所述门或门框架中的另一个之间传输门运动；凸轮，被连接至所述小齿轮并且是随着所述小齿轮围绕旋转轴线可旋转的，所述凸轮具有围绕所述旋转轴线的周边边缘；具有两个端部的弹簧，具有被固定至所述闭门器壳体的第一端部；以及连接构件，被固定至所述弹簧并且毗邻于其的第二端部以压缩所述弹簧，所述连接构件沿着所述弹簧从所述弹簧第二端部延伸至超出所述弹簧第一端部的在其处所述连接构件相切于并且啮合所述凸轮的所述周边边缘的位置，所述凸轮的旋转导致所述连接构件的在所述切向于所述凸轮周边边缘的位置和所述弹簧第二端部之间的部分的长度的改变以膨胀或压缩所述弹簧，导致作为弹簧偏转的结果的被沿着所述连接构件的纵向轴线传输的力，所述凸轮周边边缘具有具有在所述切向于所述凸轮周边边缘的位置处的在所述凸轮轴线和所述连接构件之间的变化的径向距离的轮廓，使得所述径向距离当所述弹簧膨胀或压缩时被改变以保持围绕所述凸轮和所述被连接的小齿轮的所述轴线的期望的扭矩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.18 US 61/892,6741.一种闭门器或操作器，包括：
闭门器或操作器壳体，适应于被安装至门框架或门中的一个；
在所述闭门器壳体上的枢轴转动小齿轮，用于在所述闭门器壳体和所
述门或门框架中的另一个之间传输门运动；
凸轮，被连接至所述小齿轮并且是随着所述小齿轮围绕旋转轴线可旋
转的，所述凸轮具有围绕所述旋转轴线的周边边缘；
具有两个端部的弹簧，具有被固定至所述闭门器壳体的第一端部；以
及
连接构件，被固定至所述弹簧并且毗邻于其的第二端部以压缩所述弹
簧，所述连接构件沿着所述弹簧从所述弹簧第二端部延伸至超出所述弹簧
第一端部的在其处所述连接构件相切于并且啮合所述凸轮的所述周边边
缘的位置，所述凸轮的旋转导致所述连接构件的在所述切向于所述凸轮周
边边缘的位置和所述弹簧第二端部之间的部分的长度的改变以膨胀或压
缩所述弹簧，导致作为弹簧偏转的结果的被沿着所述连接构件的纵向轴线
传输的力，
所述凸轮周边边缘具有具有在所述切向于所述凸轮周边边缘的位置
处的在所述凸轮轴线和所述连接构件之间的变化的径向距离的轮廓，使得
所述径向距离当所述弹簧膨胀或压缩时被改变以保持围绕所述凸轮和所
述被连接的小齿轮的所述轴线的期望的扭矩。
2.根据权利要求1所述的闭门器或操作器，其中所述凸轮周边边缘
的所述轮廓具有在所述切向于所述凸轮周边边缘的位置处的在所述凸轮
轴线和所述连接构件之间的径向距离，使得所述径向距离当所述弹簧压缩
或膨胀时被减少以保持围绕所述凸轮和所述被连接的枢轴转动构件的所
述轴线的恒定的扭矩。
3.根据权利要求1所述的闭门器或操作器，其中所述凸轮周边边缘
的所述轮廓具有在所述切向于所述凸轮周边边缘的位置处的在所述凸轮

\t轴线和所述连接构件之间的径向距离，使得所述径向距离当所述弹簧压缩
或膨胀时被减少或增加以提供围绕所述凸轮和所述被连接的枢轴转动构
件的所述轴线的期望的扭矩轮廓。
4.根据权利要求1所述的闭门器或操作器，其中所述凸轮具有被布
置为沿着所述凸轮的所述周边边缘的沟槽并且所述连接构件包括线缆，所
述线缆具有被固定至所述凸轮的第一端部和被固定为毗邻于所述弹簧第
二端部的第二端部，所述线缆当所述凸轮旋转时在所述沟槽中包裹围绕所
述凸轮以压缩或膨胀所述弹簧。
5.根据权利要求1所述的闭门器或操作器，其中所述凸轮包括围绕
所述周边边缘的齿并且所述连接构件包括啮合所述凸轮齿的齿。
6.根据权利要求1所述的闭门器或操作器，其中所述凸轮包括具有
围绕所述周边边缘的齿的小齿轮并且所述连接构件包括具有啮合所述小
齿轮齿的齿的齿条。
7.根据权利要求1所述的闭门器或操作器，其中所述弹簧包括具有
中央开口的螺旋弹簧并且所述连接构件延伸穿过所述弹簧中央开口从所
述弹簧第二端部至所述凸轮。
8.根据权利要求1所述的闭门器或操作器，还包括用于把所述门在
打开位置和关闭位置之间枢轴转动的联接臂，所述联接臂具有被附接至并
且相对于被安装至所述门框架或所述门表面中的另一个的轨道滑动的第
一端部以及被固定至所述小齿轮并且随着其可旋转的第二端部。
9.根据权利要求1所述的闭门器或操作器，还包括用于把所述门在
打开位置和关闭位置之间枢轴转动的双杠杆臂，所述双杠杆臂具有被安装
至所述门框架或所述门表面中的另一个的第一端部以及被固定至所述小
齿轮并且随着其可旋转的第二端部。
10.根据权利要求1所述的闭门器或操作器，其中所述门被固定至所
述小齿轮，使得所述门的所述旋转轴线成为所述小齿轮的所述旋转轴线。
11.一种闭门器或操作器，包括：
闭门器或操作器壳体，适应于被安装至门框架或门中的一个；
在所述闭门器壳体上的枢轴转动小齿轮，用于在所述闭门器壳体和所

\t述门或门框架中的另一个之间传输门运动；
凸轮，被连接至所述小齿轮并且是随着所述小齿轮围绕轴线可旋转
的，所述凸轮具有非圆形的周边边缘；
具有两个端部的螺旋弹簧，具有被固定至所述闭门器壳体的第一端
部；以及
连接构件，被固定至所述弹簧并且毗邻于其的第二端部以压缩所述弹
簧，所述连接构件沿着所述弹簧从所述弹簧第二端部延伸至超出所述弹簧
第一端部的在其处所述连接构件相切于并且啮合所述凸轮的所述非圆形
的周边边缘的位置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·萨索伍斯基，达斯汀·劳森，
申请(专利权)人：美国耶鲁安全公司，
类型：发明
国别省市：美国;US