CN102725473B - 用于卷门的可调节抗衡系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于具有滚筒的卷门系统的抗衡系统，其中的抗衡作用提供作用在距该滚筒的旋转中心一定距离处的对抗力。对抗力的方向和大小在滚筒的各个角位置处均可变。

Description

用于卷门的可调节抗衡系统

技术领域

本发明一般地涉及构造为在滚筒或滚筒装置上卷起以及从滚筒或滚筒装置上展开的卷门。更具体地，本发明涉及用于卷门的提供可调节对抗力的抗衡系统。更特别地，本发明涉及用于卷门系统的其中对抗力的大小和方向均可调节的可调节抗衡系统。

背景技术

本文所公开的发明涉及为建筑物的开口(例如遮蔽门口的卷门)辅助挠性遮蔽物的卷起和解开或者卷绕和展开或者增强这种挠性遮蔽物的安全操作的装置。本发明在建造或建筑领域(例如用于门口、窗口或者结构或建筑物中的其他开口的卷式遮蔽物)以及运输领域(例如船舶、有轨机车、飞机、商用车辆)或者需要使用挠性卷式遮蔽物的其他领域具有应用前景或潜在的应用前景。

例如工厂、仓库、车库等工业设施可以使用卷门来遮蔽门口或其他区域以将该设施的内部与其外部隔离、分隔该设施内的区域，从而提供安全性以及免受噪声、碎屑和不希望有的气候变化的侵害的保护。典型的卷门系统包括：卷门和位于待遮蔽门口上方的滚筒；以及驱动电动机或驱动系统，其用于为滚筒的旋转提供动力。一些门系统能够在门从滚筒上展开并且遮蔽门口的关闭位置和门卷绕到滚筒上并且门口暴露的打开位置之间快速地移动。

大型的卷门或者那些快速打开或关闭的卷门通常配备有抗衡系统以抵抗由于卷门的未卷绕到滚筒上的部分的重量而施加到滚筒上的力。还可以设置抗衡系统以确保挠性遮蔽物的安全操作并且例如在动力中断或驱动故障过程中能够实现遮蔽物的手动操作。

发明内容

挠性的卷式遮蔽物包括可卷绕到滚筒(如下所述)上的所有遮蔽物，并且可以包括具有一个或多个片状面板的遮蔽物或者由直接或间接地互相连接的刚性或挠性的面板形成从而使得卷式遮蔽物总体上与滚筒的形状相符的铰接遮蔽物，该铰接遮蔽物的面板能够沿着纵向边缘旋转或枢转或者以其他方式相对于彼此移动。如上所述，挠性的卷式遮蔽物可以遮蔽建筑物或其他结构中的门口、窗口或其他开口，或者可以将内部空间与外部空间隔离，或者可以将内部空间彼此隔开。为了本公开的目的，所有挠性的卷式遮蔽物将被称为门或卷门。应当意识到：在一些情形下，所公开的卷式遮蔽物可用于遮蔽除门口以外的开口。

典型的卷绕滚筒包括筒形滚筒，但是可以预想到具有多个平坦侧边或多个弯曲分段的滚筒。所有的构造将被统称为滚筒。无论滚筒的构造如何，都应这样理解：滚筒被支撑以便能够沿着滚筒的纵轴线或旋转轴线旋转。滚筒可被支撑以便通过一体地形成的同轴的毂、管或轴这样旋转，或者滚筒可以被支撑在单独的毂、管或与管具有共同的纵轴线的轴上。

根据本发明的一些实施例，滚筒由安装到毂、管或轴上且沿着毂、管或轴的长度间隔开的多个同心盘组成，从而形成执行如本文所述的滚筒的功能的虚拟滚筒(“滚筒装置”)。

典型的卷门系统包括驱动电动机，该驱动电动机可操作地安装在滚筒上，以使滚筒在电动机的动力作用下沿第一方向以及沿相反的第二方向旋转。对电动机的旋转方向和旋转速度的控制直接或间接地控制滚筒的旋转方向和旋转速度。电动机、电动机控制和在滚筒上的可操作安装为本领域的公知技术。

在典型的卷门系统中，卷式遮蔽物或卷门的一个边缘(例如顶部边缘或顶部边缘的一部分)通常可操作地固定到滚筒上。门的顶部边缘通常沿着滚筒的表面上的纵向线被固定或者沿着该线的与滚筒的旋转轴线平行的一个或多个部分被固定，以便门的左、右边缘与滚筒的端部平行，然而也可以使用其他的安装方案。通过电动机使滚筒沿第一方向动力旋转会使门卷绕到滚筒上从而露出开口。通过电动机使滚筒沿相反的第二方向动力旋转会使得门从滚筒上展开从而关闭开口。

在将门卷绕到滚筒上时，门卷绕成连续层，最内部的第一层抵住滚筒，并且连续层中的每个后一层卷绕到前一层上。在这样做时，对于第一层来说，门的底部边缘被提升的量与滚筒的周长成比例或大致成比例；对于其他连续层来说，门的底部边缘被提升的量与之前的卷绕层的周长成比例或大致成比例。当门被提升到预期位置时，选择性地使电动机的旋转停止，从而停止滚筒的旋转。

可以选择性地在开口被完全遮蔽的极限展开位置和门不遮蔽开口的极限打开位置之间的任意旋转点处停止滚筒的旋转。极限打开位置可以与门完全卷绕到滚筒上的位置对应或者不对应。在一些情形下，期望在门完全卷绕到滚筒上之前停止滚筒的旋转。

当门从滚筒上完全展开时，即门被完全下放以遮蔽开口且门的底部边缘与形成开口的底部的下表面(例如地面或地板)相接触时，如果期望打开门，则必须沿第一方向旋转滚筒以通过将门卷绕到滚筒上来提升门。当门的底部边缘不再与下表面相接触时，滚筒正在支撑门的整个重量。门的重量提供距旋转轴线一定距离施加到滚筒上的力。机械原理表明：距主体的旋转轴线一定距离施加到主体上的力会形成绕主体的旋转轴线施加到主体(这里是滚筒)上的扭矩或力矩。力施加到滚筒上的点包括提升点还有下放点，也就是当门被卷绕时滚筒上首先与门接触的点以及当门从滚筒上展开时滚筒上最后接触门的点。提升点大致位于滚筒加上滚筒上包含的任何卷门层的水平直径的一端处，并且通常位于滚筒的与待遮蔽开口最接近的一侧。

当门从完全展开位置开始卷起时，滚筒的旋转必须克服由施加于提升点处的门的全部重量提供的扭矩。这样在驱动电动机上存在非常大的载荷，需要大容量电动机来开始卷绕。如下所述，主要需要大容量电动机来开始卷绕，即主要将其用在卷绕的早期阶段。

在一些情形下，可能期望或需要手动打开卷门。如同在电动机的动力作用下利用动力卷绕门的情况一样，从完全打开位置开始卷绕需要克服由于门的展开部分的重量作用于提升点处而引起的扭矩。在许多情况下，门的重量足够大而使得在这样的条件下难以或者不可能安全地完成手动打开。

在许多情形下，当在动力作用下或手动地卷绕卷门时，期望或者需要将呈扭矩形式的对抗力施加到滚筒上以便辅助门的提升从而将门卷绕到滚筒上。可以施加直接地或者通过滚筒支撑件(例如轴)施加到滚筒上的对抗力作为与由于展开的门的重量而产生的反向扭矩平衡或基本上平衡的扭矩。

对抗力的大小随着门卷绕到滚筒上而变化。如上所述，当门从完全展开位置卷起时，被滚筒提升的门的全部重量对绕旋转轴线的扭矩做出贡献。在这点处，轴线和载荷之间的偏置距离(有时称为力矩臂)是滚筒的直径的近似一半。滚筒上的门材料或其他材料的任何层会增加力矩臂的长度。随着门的各个层卷绕到滚筒上，滚筒每转一圈力矩臂增加约一个门的厚度。同时，施加到提升点处的门的重量随着门卷绕到滚筒上而减小。

在许多情形下，随着从滚筒悬垂的门的重量减小，表示为力矩臂和力(展开的门的重量)的乘积的扭矩减小。因此，在卷门系统的卷起操作过程中，驱动电动机或驱动系统的扭矩要求会发生变化。在许多情形下，当卷起过程刚刚从完全展开状态开始时，驱动系统的扭矩要求最大，而当门基本上完全卷绕到滚筒上时，扭矩要求最小。在门系统的完全展开状态和完全卷绕状态之间，扭矩要求的大小和方向可以变化，并且在一些条件下，扭矩要求可以为零或接近零。

门的卷绕到滚筒上的部分围绕滚筒的周边均匀地或者基本上均匀地分布。均匀地分布或基本上均匀地分布的重量提供绕旋转轴线的大致相等但是相反的扭矩力。因此，门的卷绕到滚筒上的重量对绕滚筒的旋转轴线的净扭矩分量贡献甚微(如果有贡献的话)。对绕旋转轴线的净扭矩做出贡献的力分量是门的尚未卷绕到滚筒上的部分的重量。

随着门卷绕到滚筒上，门的更多重量被传递给滚筒，更少的重量在提升点处施加到滚筒上。在许多情况下，这使得即使所施加的载荷(展开的门的重量)的力矩臂增加，也会有减小的扭矩施加到滚筒上。

因此，在一些应用中，可能期望具有可调节对抗力，可以施加该可调节对抗力作为随着由作用于提升点处的展开门的重量引起的扭矩而变化的扭矩。可以在卷门的卷绕的整个过程或者一个或多个阶段内通过抗衡装置来施加可调节对抗力。在门的卷起过程的一个或多个阶段内，可能不需要对抗力。

类似地，在卷门从滚筒上展开时，通过下放点(与提升门的提升点相对应)施加的门的重量随着门被展开而增加。同时，力矩臂随着门被展开而减小。

当展开门时，通常会遇到类似可变的扭矩状态。随着完全卷绕的门被展开，门的大部分重量围绕滚筒的周边均匀地或者基本上均匀地分布。门的未卷绕到滚筒上或者卷绕到滚筒上而未被门的位于轴线的相反侧的相似部分平衡的任何部分贡献出趋于从滚筒上展开门的扭矩。趋于从滚筒上展开门的扭矩是门的未卷绕部分或未平衡部分的重量和力矩臂的乘积，力矩臂即从滚筒的轴线(滚筒的旋转中心)到载荷的施加点(即下放点)的距离。在门开始展开时，扭矩的力分量为最小，而力矩臂为最大。随着门的更多部分从滚筒上展开，施加到滚筒上的重量或力增加，而力矩臂减小。在门被展开而基本上完全遮蔽开口时，重量或力的分量接近于最大值，而力矩臂接近于最小值，这基本上对应于卷绕门的初始状态。

因此，在卷门的展开过程中，由门的重量施加的扭矩随着门被展开而增大。由于由门的重量引起的扭矩趋于使滚筒沿第二方向(即展开方向)旋转，所以电动机或驱动系统施加扭矩以下放门的要求最小。为了实现门的迅速展开或者克服可能在门的展开部分的重量作用下阻碍或阻止门展开的摩擦力，需要利用动力展开。

在展开过程中的某点处，需要驱动系统或驱动电动机或者一些其他的系统或部件，将制动力施加到正在展开的门以控制门被展开的速度。在卷门展开时过高和/或不受控制的速度给可能在通往展开门的路径上或在门附近的那些人带来安全问题。不受控制的速度还在门以高速接触静止物体的情况下提供了造成门系统损坏的可能。制动力可以作为扭矩沿着与展开方向相反的方向直接施加到滚筒上，或者间接地施加到滚筒上，即施加到轴上。也可以采用用于施加减速扭矩或制动力的其他位置。在许多情形下，期望在展开的至少部分期间内施加连续的制动力以便在门的展开全过程以受控的方式使门的展开减速。在许多情形下，期望施加连续可变的制动力以便在门展开的全过程或部分期间内以受控的方式使门的展开连续地减速。

提供所需制动力的一种方式是通过抗衡系统。抗衡作用可提供距滚筒的旋转轴线一定距离施加的力以产生与由通过下放点作用的门的重量形成的扭矩相反的扭矩。抗衡系统可直接或者间接地(例如通过轴或其他一些适当的部件)将力施加到滚筒上。

根据本发明的各个实施例的抗衡装置可提供直接或间接施加到滚筒上的力。根据本发明的各个实施例施加的力可通过滚筒的旋转轴线或者偏离滚筒的旋转轴线。根据本发明的一些实施例，由抗衡系统施加的力沿第一径向偏离旋转轴线。由抗衡系统施加的力沿着与第一径向相反或基本上相反的第二径向偏离旋转轴线。

根据本发明的一些实施例，由抗衡装置施加的力可通过滚筒的纵轴线(有时被称为滚筒的旋转中心)，并且与该轴线或旋转中心垂直。对于通过旋转轴线施加的力来说，在施加的力和旋转轴线之间不存在径向偏置。因此，通过轴线施加的力不提供绕轴线的扭矩或力矩。这些通过旋转中心施加的力不促使滚筒绕旋转中心旋转。

根据本发明的一些实施例，由抗衡装置施加的力可偏离滚筒的纵轴线或旋转轴线第一距离。从旋转轴线到第一力的施加点测量到的第一偏置距离提供径向偏置或第一力矩臂。已确立的机械原理表明：距物体的轴线一定距离施加到物体上的力形成使物体绕该轴线旋转的趋向。旋转力或扭矩的大小是力的施加点和旋转轴线之间的有向距离与力的大小的乘积。因此，通过偏离滚筒的轴线的点施加的力形成绕滚筒轴线的扭矩或力矩。绕滚筒的旋转中心施加的扭矩力促使滚筒绕旋转中心或轴线旋转并且使得滚筒在不存在相反的扭矩或力矩的情况下旋转。相反的扭矩加起来以确定施加到滚筒上的净扭矩。施加到滚筒上的净扭矩直接影响滚筒的旋转量和旋转方向。

根据本发明的一些实施例，抗衡系统可调节或可改变施加力的大小以及力在滚筒上的施加位置。在一些实施例中，所施加的抗衡力的大小以及抗衡力施加到滚筒上的位置的变化在卷起门或展开门的循环过程中是不同的。例如，在开始卷起时施加到滚筒上的力可以为第一量值且直接或间接地施加到滚筒上的第一点处。随着门继续卷绕到滚筒上，所施加力的大小变化，力的施加点变化，或者力的大小和施加点均变化。在本发明的一些实施例中，施加点的变化改变了滚筒的旋转方向。

根据本发明的一些实施例，在门的卷起或展开过程中，所施加力的大小或施加点或者两者均可连续地变化。在门的卷起或展开过程中，力的大小、施加点或两者离散地变化。

根据本发明的一些实施例，通过耐张力偏压装置来施加可变力。耐张力偏压装置提供能够在最小张力和最大张力之间随着施加到其上的张力的大小而改变大小的力。在一些实施例中，由耐张力偏压装置提供的力的大小与偏压装置的变形成比例。这种偏压装置可以包括例如弹簧、液压缸或气压缸等作用于工作流体或者由工作流体作用的缸体、电磁线圈、橡胶线缆等弹性部件或结构、配重或配重系统、或者本领域公知的其他适当的机械装置、电子装置或机电装置。

根据本发明的一些实施例，由抗衡系统施加到滚筒上的扭矩力在滚筒旋转的至少部分期间内促使滚筒沿第一方向或卷起方向旋转。

根据本发明一些实施例，由抗衡系统施加到滚筒上的扭矩力在滚筒旋转的至少部分期间内促使滚筒沿第二方向旋转。第二方向与第一方向相反。

由抗衡装置施加的力可通过滚筒的旋转轴线。如果这样施加，则在施加的力和旋转轴线之间不存在径向偏置。由于扭矩是力与力的施加点和轴线之间的有向距离的乘积，所以通过轴线施加的力不产生扭矩。因此，由抗衡系统通过滚筒的旋转轴线施加的力不会促使滚筒沿第一方向或第二方向绕其旋转轴线旋转。

根据本发明的一些实施例，耐张力偏压装置或偏压装置在第一端处被固定。换言之，允许绕第一端的旋转。

偏压装置的第二端能够可操作地安装在适用于不需要或基本上不需要伸长即可传输张力且抗失效或断裂的挠性的细长结构或构造的第二端。在一些实施例中，挠性的细长结构为带状构造，即带、绳、缆、线、带状结构或一系列带、绳、缆、线、带状结构(“带装置”)。为了便于说明，“带装置”在本公开的全文中使用并且用最宽泛的解释为涵盖绳、缆和线。根据本发明用于带的示例性材料包括天然纤维或人造纤维、金属或非金属条带或纤维、皮革、或具有适当的载荷承载能力的其他适当的抗伸长材料。

带与偏压装置的可操作连接在允许带和偏压装置之间的相对旋转的同时防止这两个部件的分离。

条状或带状结构可以与偏压装置一体地形成，即：在较早的制造步骤、稍后的制造步骤或同一制造步骤中，条状或带状结构由与偏压装置相同的材料制成。在另一实施例中，在制造步骤中条或带单独地制造并且与偏压装置接合到一起。

根据本发明的一些实施例，带的第一端可以如下方式直接或间接地固定到滚筒上：允许带卷绕在滚筒上或者卷绕在安装在滚筒上的结构上，即一体地形成的同轴毂、管或轴上或者单独地形成并固定到滚筒上的同轴毂、管或轴上。

带固定到滚筒上使得对于卷绕或展开循环的至少部分期间内滚筒相对于带的旋转受控制或受限制。在滚筒的被驱动旋转的一个或多个期间内，带不会随着滚筒旋转而卷绕到滚筒上。滚筒独立于带而旋转，或者滚筒相对于带滑动。在滑动的规定阶段结束时，带再次卷绕到滚筒上。

带的第一端可以安装到滚筒上，使得当卷门处于完全关闭位置和完全打开位置之间的选定位置时偏压装置通过滚筒的旋转中心将力施加到滚筒上。根据本发明的一些实施例，带与滚筒的连接点能够进行角度调节。也就是说，在一些实施例中，滚筒绕其轴线旋转，直到达到适当的角位置以将带的第一端与滚筒连接。在一些情形下，滚筒与分层卷绕在滚筒的周边上的卷门一起旋转，直到达到适当的连接位置。当偏压装置的偏压力通过滚筒的旋转中心施加时，偏压力为最小值。也就是说，在一些实施例中，当门口被卷门部分地遮蔽时，偏压装置向滚筒提供最小的拉伸力，并且该力通过滚筒的旋转中心施加。

门的底部边缘与门口被卷门遮蔽的期望遮蔽率对应的位置用来确定滚筒的与用于将带安装在滚筒上的适当位置对应的角位置。在根据本发明的一些情形下，当约30％的门口被卷门遮蔽时，也就是说，当门口被卷门打开或暴露70％时，通过偏压装置提供的偏压力通过滚筒的旋转轴线，并且所施加力的大小为最小值。滚筒的相应的角位置有时被称为零扭矩位置或中立位置。

滚筒自中立位置起沿第一方向的旋转使得带沿第一方向卷绕到滚筒上。类似地，滚筒自中立位置起沿第二方向的旋转使得带沿第二方向卷绕到滚筒上。滚筒自中立位置起的旋转方向确定了带在滚筒上的卷起方向。卷起方向确定了偏离旋转轴线的方向，因此确定了所施加的偏压力的方向。随着带绕滚筒卷绕，带的连续层中的一个卷绕到另一个的上面。随着偏压装置通过带施加偏压力，卷绕到滚筒上的带的连续层使力的施加点进一步远离滚筒的旋转轴线。因此，力矩臂随着卷绕层数量的增加而增大。

滚筒自中立位置起沿第一方向的旋转使得门进一步卷起到滚筒上并且使得带卷起到滚筒轴线的与卷门的自由下端相同的一侧。随着通过带施加偏压力，并且由于沿第一方向的旋转使得带在轴线的与门的自由端相同的一侧绕滚筒卷绕，距旋转轴线一定距离施加的偏压力趋于使滚筒展开卷门。也就是说，偏压力趋于使门系统返回至其中立位置。

因此，滚筒自中立位置起沿第二方向的旋转使得门从滚筒上进一步展开以更加完全地遮蔽门口。滚筒沿第二方向的旋转使得带在与门的自由下端相反的一侧卷起到滚筒上。随着通过带施加偏压力，并且由于沿第二方向的旋转使得带在轴线的与门的自由端相反的一侧绕滚筒卷绕，距旋转轴线一定距离施加的偏压力趋于使滚筒卷起卷门。也就是说，偏压力趋于使门系统返回至其中立位置。

因此，滚筒自中立位置起沿第一方向或第二方向的旋转使得抗衡系统的偏压装置偏转。偏压装置的偏转产生由抗衡系统在距滚筒的旋转轴线一定距离处施加到滚筒上的偏压力。在距滚筒的轴线一定距离处作用的偏压力生成沿着与滚筒的旋转相对抗的方向的扭矩。

可以在单个卷门上使用多个抗衡装置。例如，在一些情形下，在门口的每一侧设置一个抗衡系统。每个带可操作地安装在滚筒的相应端上以使每个带绕滚筒卷绕，并且抗衡力施加在距滚筒的旋转轴线一定距离处，也就是说，该力产生绕滚筒的旋转轴线的扭矩。在一些实施例中，带沿相同的方向卷绕到滚筒上，使得每个抗衡装置提供作用于滚筒上以引发沿同一方向旋转的力，也就是说，每个施加的力生成沿相同方向的扭矩。

在本发明的使用多个偏压装置的一些实施例中，多个带中的至少一个带卷绕到门上以使得通过偏压装置施加到带上的张力形成沿第一方向(例如沿着与门卷起到滚筒上相对应的方向)的扭矩。多个带中的其他带沿着与第一带相反的方向(例如沿着与门从滚筒上展开相对应的方向)卷绕。

多个偏压装置中的每个带安装到滚筒上以使在滚筒的同一角位置处每个偏压装置都处于中立位置。在本发明的其他实施例中，多个偏压装置中的每一个在滚筒的不同角位置处于中立位置。

附图说明

下面的描述是通过举例说明的方式给出的但是其意图不是将本发明限制为所公开的细节，并且下面的描述是结合附图进行的，附图中相同的标记表示相同或相似的零部件，其中：

图1a是门处于展开位置的常规抗衡系统的端视图；

图1b是门处于卷起位置的常规抗衡系统的端视图；

图2a是门口部分地被遮蔽的根据本发明的卷门抗衡系统的端视图；

图2b是来自与图1a相似的位置的根据本发明的卷门抗衡系统的端视图；

图2c是来自与图1b相似的位置的根据本发明的卷门抗衡系统的端视图；以及

图3是从门口一侧看到的具有根据本发明的抗衡系统的处于与图2a相似的部分关闭位置的卷门的正视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施例进行描述，附图描绘了卷门抗衡系统的实施例。然而，应理解的是：本发明的应用涵盖发明在涉及卷式遮蔽物的应用中的其他用途。此外，本发明不限于描述的实施例及其细节，实施例及其细节是为了示例而不是为了限制的目的而提供的。

根据本发明的实施例的卷门抗衡系统提供了在大小和施加点这两方面均可变的抗衡力。系统要提供的抗衡力的具体大小和施加点可取决于例如特定应用、门构造和/或尺寸、或卷帘系统的应用。

参照图1a和图1b，常规的抗衡系统1被描绘为与毂、管或轴2可操作地连接，毂、管或轴2与滚筒4一体地形成或者固定到滚筒4上，卷门6附装到滚筒4上。耐张力偏压装置8在第一端10处被固定而防止平移。条带或带状结构14从偏压装置8的第二端12伸出。该第二端延伸到毂2并且缠绕或卷绕到毂2上并且与毂2连接。

图1a示出了常规的门6从滚筒4展开以遮蔽门口。图1b示出了常规的门6卷起以使门口不被门6遮蔽。

如图1a所示，偏压装置8克服其弹性力而线性移动，从而产生方向与其伸长方向相反即图中向下的力。由弹性部件8产生的反向力在偏离滚筒的旋转轴线20的中心距离D1的点P处施加到毂上。从旋转轴线20到力的施加点的有向距离D1的产生使得产生了绕旋转中心的顺时针力矩或扭矩。

类似地，由在点22处固定到滚筒4上的门6的重量引起的向下的力产生了绕旋转轴线20的力矩，从而促使滚筒4逆时针旋转。门的重量引起的力矩的大小是从旋转轴线到施加点22的有向距离D2与门6的展开部分的重量的乘积。如图1a所示，力基本上为门6的总重量。

图1b示出了图1a的门6卷起到滚筒4上。如图1b所示，随着门6响应滚筒4的顺时针旋转而卷绕到滚筒上，带14从滚筒4上展开。如上文所述，偏压装置8克服其弹性力线性移动一定距离，从而产生方向与其伸长方向相反即图中向下的力。如上所述，偏压装置8的偏压力偏离旋转轴线20的距离为D3，产生了绕滚筒4的旋转轴线的顺时针方向的扭矩。由于门6均匀地卷绕到滚筒4上，所以门6的重量不会产生净扭矩，并且门6的重量不会引起绕滚筒4的轴线20的旋转。然而，常规的偏压系统1如上所述产生了扭矩，无法对抗使滚筒顺时针旋转并且使门进一步卷起到滚筒上的趋向。当由偏压装置提供的作为抗衡作用的扭矩超过由门重量产生的扭矩时，这有时也称为过平衡状态。在许多情况下，需要制动器或门张紧装置来补偿过平衡的门系统。

如图2a至2c所示，根据本发明的一些实施例，本发明的抗衡系统包括在第一端部10处被固定的抵抗位移的偏压装置8。偏压装置8的第二端部12包括与偏压装置8的第二端部12一体地形成或可操作地连接的条带或带状结构14。可操作连接抵抗偏压装置8的第二端部12和条带14的第二端部16之间的分离或线性位移。

为了易于说明和图示，本发明的偏压装置8被图示为弹簧8。本领域技术人员可意识到：偏压装置8可以包括例如弹簧、液压缸或气压缸等作用于工作流体或由工作流体作用的缸体、电磁线圈、橡胶线缆等弹性部件或结构、配重或配重系统、或者其他合适的机械装置、电子装置或机电装置。适当的装置提供了抵抗伸长或线性位移的恒定的或可变的抵抗力。当线性移动或伸长时，装置提供抵抗力。在一些情况下，如同一些弹簧一样，抵抗力随着装置的位移而变化。其他装置产生连续的抵抗力，而无论位移量如何。任意类型的装置、线性可变的载荷或恒定载荷，都可适用于本发明的一些实施例。

在一些实施例中，门6与滚筒4的连接是沿径向可调节的，即能够沿径向改变门6的顶部边缘24与滚筒4连接的滚筒的径向位置。例如，连接点22能够沿着滚筒4的周边沿径向移动以将门60的底部边缘26的位置调节至滚筒4的特定径向位置处的期望位置。

图2a示出了根据本发明的一个实施例的包括可调节抗衡系统3的卷门系统。由于所提供的抗衡力在大小和/或施加点方面均可变并且可提供方向以及大小均可变的扭矩，所以下面将变得显而易见的是要求保护的抗衡系统是可调节的。

如图所示，条带14通过滚筒4的旋转轴线20与滚筒4连接或者与固定到滚筒4上的毂2连接，以使得在滚筒的旋转中心20和施加载荷的点P之间不存在有向偏置。由于无偏置或基本无偏置，所以偏压装置8施加到滚筒4上的任何力不产生或基本上不产生扭矩并且对于滚筒4的旋转无影响或基本上无影响。该位置有时被称为中立位置。在如图2a所示的中立位置，偏压装置8向滚筒4或轴2提供力，但是不向滚筒4提供任何扭矩，并且偏压装置8不促使发生任何旋转。

根据本发明的一些实施例，调节门的顶部边缘24与滚筒4的连接，以使得当门系统处于中立位置时(图2a)门6的底端或自由端26能够定位在距门口的底部规定距离Y处。可以设定距离Y以使门口高度的约30％被遮蔽且总的竖直门口高度的70％打开，也就是说，Y为门口高度的约70％。根据其他的实施例，打开/遮蔽比例的分配可以不是30/70，例如在一些情形下或者对于一些应用25/75、35/65、或50/50也是可取的。

如同由驱动系统(图3中的28)驱动的动力旋转一样，从图2a的中立位置起，卷门系统的任何旋转都会使得带子14卷起到滚筒4上。例如，如果从图2a的中立位置起滚筒沿逆时针(如图中所示)的方向旋转，则门6从滚筒4上展开的量与滚筒的旋转量成比例。条带14的第一端部18将沿逆时针方向行进(如图所示)并且开始卷绕到毂2上。带卷绕到毂2上的量将与滚筒4的旋转量成比例。这示于图2b。

可选地，例如如果滚筒4沿顺时针方向旋转，则门6将进一步卷起到滚筒4上，并且带14的第一端部18沿顺时针方向卷绕到毂上(如图所示)的量与滚筒4的旋转量成比例。这示于图2c中。

因此，滚筒4自图2a中的中立位置起沿逆时针方向的旋转使得带14的第一端部18卷绕到滚筒4的右侧(如图所示)，即沿逆时针方向。类似地，滚筒4的顺时针方向的旋转使得带14的第一端部18卷绕到毂4的左侧，即沿顺时针方向。

在图2b中，门的底部边缘或自由边缘26已经从图2a的位置Y下放到门口被完全或基本上完全关闭或遮蔽的位置。滚筒4从水平或大致水平直径的大致左端处的连接点22支撑门6的整个重量。

随着门6从根据本发明的图2a的中立位置起从滚筒4展开，条带14沿着与门6相同的方向但是在滚筒的与展开门6的相反侧卷绕到滚筒上。随着条带14卷绕到滚筒4上，偏压装置8的第二端12朝向滚筒4线性伸展，并且随着条带14卷绕到滚筒4或毂2上而张紧。在偏压装置8伸展时，通过偏压装置8施加反向力或对抗力。所提供的对抗力可以在装置伸长的全过程中为恒定力，或者也可以随着偏压装置8的伸长量而变化。

在图2b中可以看出，当自图2a的中立位置起沿逆时针方向旋转时，条带14在与门6相反的一侧卷绕到滚筒4上或毂2上。因此，由偏压装置8施加的力的施加点P位于滚筒旋转轴线20的与门6相反的一侧。偏压装置提供在偏离滚筒4的轴线20距离D1处施加的对抗力，从而产生绕轴线20的力矩或扭矩。由偏压装置8在距离D1处产生的扭矩的方向促使滚筒4顺时针旋转。在本发明的一些实施例中，由抗衡系统1提供的扭矩的大小与由于门的重量引起的力所提供的扭矩相似，但是方向相反。

图2c示出了滚筒从图2a中描绘的位置起沿着与图2b中相反的方向即顺时针方向旋转。顺时针方向的旋转使得门更加完全地卷绕到滚筒上，使得门口高度的更大部分暴露。随着滚筒4旋转，在来自驱动单元(图3中的28)的动力作用下，条带14沿着与门卷绕到滚筒上相同的方向绕滚筒卷绕。从图2a中所示的位置起，条带14在毂2的左侧即滚筒4的与门6相同的一侧卷起。偏压装置8的第二端12从图2a的位置朝向滚筒伸展出一定距离。在伸展时，偏压装置8提供在距滚筒的旋转轴线20距离为D4处施加的对抗力。

从图2a至2c中可以看出，根据本发明的可调节抗衡系统3通过偏压装置8和条带14向滚筒4提供对抗力，该对抗力的大小和方向均是可变或可调节的。在图2b中，在轴线20的右侧(如图所示)提供对抗力以将顺时针扭矩传递到滚筒4上。对抗力的大小在两方面是可变的。由于扭矩的大小是从旋转轴线20到力的施加点P的有向距离与力的大小的乘积，所以在本发明中所施加力的施加点P和大小均可变。根据一些实施例，随着偏压装置8响应条带14卷绕到滚筒4上而伸展，由偏压装置8施加的对抗力增加。在一些实施例中，随着带卷绕到附装于滚筒4上的毂2上，对抗力保持不变。随着条带14卷绕到滚筒4上，带的每一层位于带的之前的一层或多层上面。因此，随着条带14的每个连续层使载荷的施加点P移位而更远离旋转轴线20，偏置距离增加。根据本发明的一些实施例，对抗力的大小随着偏置距离的增大以及所施加力的大小的增大而增大。

图3示出了本发明的实施例，其中能够在一个卷门系统上使用多个可调节抗衡系统。可调节抗衡系统3’和3”设置在门6的一侧(如图3所示的左侧)，并且相关联的带14通过毂2与滚筒4连接。可调节抗衡系统3”’和3””设置在门的另一侧(如图所示的右侧)，并且相关联的带14通过毂2与滚筒4连接。如图所示，每个带14卷绕到毂2的近侧以及毂的顶部上方，即沿从驱动电动机28一端看到的顺时针方向。可预想的是：在使用多个可调节抗衡系统的应用中，可能期望至少一个抗衡系统的带14沿着与另一抗衡系统的带相反的方向卷绕。

在门系统上使用的多个可调节抗衡系统3’～3””不需要如图3所示对称地分布在门6的右侧和左侧。在一些应用中，可能期望在门6的一侧设置有比另一侧更大数量的抗衡系统。

图3还示出在每个抗衡系统中基本相同的偏压装置8。在一些应用中，可以发现期望提供各种偏压装置构造以实现抗衡系统的期望性能。偏压装置8可具有不同的长度或直径，或者可以是不同的类型、设计或型式，并且可将第一端10固定在相对于滚筒的各个位置处。为了简化说明，已经省略了装置和构造的多种可能的组合。

可以提供偏压装置8的各个实施例，其响应偏压装置的除位移以外的因素而改变对抗力，该因素例如为卷绕速度或展开速度、或者基于滚筒的角位置的展开门的预测或预期的有效重量。

所公开的发明的实施例已经在示例性的且非限制性的意义上进行了说明和图示，而不局限于上文所阐述的方法或结构的精确细节。例如，通过本文的公开，耐张力偏压装置以及该装置与滚筒的连接的变型例和改进方案对于相关领域技术人员来说是显而易见的并且应当包括在本公开的范围内。

Claims (17)

1.一种用于与挠性的卷式遮蔽物系统一起使用的可调节抗衡系统，所述卷式遮蔽物系统包括：

滚筒装置，其与水平的毂同轴设置且由所述毂支撑；

挠性的卷式遮蔽物，其具有顶部边缘、底部边缘和相对的两侧边缘，所述顶部边缘附装到所述滚筒装置上，并且所述底部边缘适于在展开位置和卷起位置之间竖直地循环移动，

并且至少一个可调节抗衡系统包括：

耐张力偏压装置，其能够在张力的作用下伸展，所述耐张力偏压装置具有第一端和第二端，所述第一端被固定以抵抗线性位移；

带装置，其具有第一端和第二端，所述带装置的所述第一端固定到所述毂或所述滚筒装置的一部分上以便沿第一方向或第二方向卷绕到所述毂或所述滚筒装置的所述一部分上，并且所述带装置的所述第二端与所述耐张力偏压装置的所述第二端连接，

其中，所述带装置可操作地安装在所述毂或所述滚筒装置的所述一部分上，以便所述毂或所述滚筒装置沿所述第一方向的旋转使得所述带装置沿所述第一方向卷绕并且所述毂或所述滚筒装置沿所述第二方向的旋转使得所述带装置沿所述第二方向卷绕，并且

当所述卷式遮蔽物位于第一位置时，所述可调节抗衡系统通过第一点向所述滚筒装置施加第一力，所述第一力的方向与所述滚筒装置的纵轴线垂直，所述第一点是所述滚筒装置的旋转中心，

当所述卷式遮蔽物从所述第一位置至少部分地展开时，所述可调节抗衡系统通过所述滚筒装置的直径上的第二点向所述滚筒装置施加第二力，以及

当所述卷式遮蔽物从所述第一位置至少部分地卷起时，所述可调节抗衡系统通过所述滚筒装置的直径上的第三点向所述滚筒装置施加第三力。

2.根据权利要求1所述的可调节抗衡系统，其中，

所述第二力通过所述毂的水平直径的第一端。

3.根据权利要求1所述的可调节抗衡系统，其中，

所述第三力通过所述毂的水平直径的第二端。

4.根据权利要求1所述的可调节抗衡系统，其中，

在所述卷式遮蔽物的卷起和展开的整个过程中，所述第二力和所述第三力的施加点从所述毂的中心沿径向变化。

5.根据权利要求1所述的可调节抗衡系统，其中，

所述耐张力偏压装置提供对抗线性偏转的恒定力。

6.根据权利要求1所述的可调节抗衡系统，其中，

所述耐张力偏压装置提供对抗线性偏转的可变力。

7.根据权利要求1所述的可调节抗衡系统，其中，

在所述卷式遮蔽物从所述展开位置到所述卷起位置的期间内，所述耐张力偏压装置提供通过第一点、第二点和第三点的力。

8.根据权利要求1所述的可调节抗衡系统，其中，

在所述卷式遮蔽物从所述卷起位置到所述展开位置的期间内，所述耐张力偏压装置提供通过第一点、第二点和第三点的力。

9.根据权利要求1所述的可调节抗衡系统，其中，

当所述耐张力偏压装置通过所述滚筒装置的所述旋转中心施加力时，所述卷式遮蔽物的70％卷绕到所述滚筒装置上。

10.根据权利要求8所述的可调节抗衡系统，其中，

由所述耐张力偏压装置通过所述第二点施加到所述滚筒装置上的力产生绕所述滚筒装置的所述旋转中心而沿所述第一方向的扭矩。

11.根据权利要求8所述的可调节抗衡系统，其中，

由所述耐张力偏压装置通过所述第三点施加到所述滚筒装置上的力产生绕所述滚筒装置的所述旋转中心而沿所述第二方向的扭矩。

12.根据权利要求8所述的可调节抗衡系统，其中，

由所述耐张力偏压装置通过所述第一点施加到所述滚筒装置上的力不产生绕所述滚筒装置的所述旋转中心的扭矩。

13.根据权利要求1所述的可调节抗衡系统，其中，

至少一个第一可调节抗衡系统位于所述毂或所述滚筒装置的第一侧，第二可调节抗衡系统位于所述毂或所述滚筒装置的第二侧，并且每个可调节抗衡系统的所述带装置卷绕到所述毂或所述滚筒装置的相应侧上。

14.根据权利要求13所述的可调节抗衡系统，其中，

所述第一可调节抗衡系统和所述第二可调节抗衡系统的所述带装置构造为沿同一方向卷绕到所述毂或所述滚筒装置上。

15.根据权利要求13所述的可调节抗衡系统，其中，

所述第一可调节抗衡系统中的一个第一可调节抗衡系统的所述带装置构造为沿所述第一方向卷绕到所述毂或所述滚筒装置上，所述第二可调节抗衡系统的所述带装置构造为沿所述第二方向卷绕到所述毂或所述滚筒装置上。

16.根据权利要求1所述的可调节抗衡系统，其中，

至少一个可调节抗衡系统位于所述滚筒装置的第一侧，至少两个可调节抗衡系统位于所述滚筒装置的第二侧，并且每个可调节抗衡系统的所述带装置卷绕到所述毂或所述滚筒装置的相应侧上。

17.根据权利要求1所述的可调节抗衡系统，其中，

所述卷式遮蔽物是卷门。