CN104204384B - 齿轮组件及在圆筒锁中的用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供齿轮组件及在圆筒锁中的用途，该组件包括：圆筒锁，该圆筒锁包括用于促动外部锁定元件的可旋转构件；和设置在该圆筒锁的内部的减速装置，该减速装置机械地连接到所述可旋转构件且能够操作以旋转所述可旋转构件，该减速装置包括用于连接到促动器的接口构件，该促动器用于所述减速装置的运动。

Description

齿轮组件及在圆筒锁中的用途

技术领域

本发明总体上涉及齿轮组件和锁定装置，更具体地涉及一种紧凑的齿轮组件，在其诸多用途中，该齿轮组件尤其可以嵌装在圆筒锁中的插孔内，用于该圆筒锁的机电操作。

背景技术

如本领域中众所周知的，存在很多种由电动马达操作的机电圆筒锁，该电动马达使马达驱动式圆筒锁中的锁定元件转动。

已知的现有技术系统使用了马达，该马达需要降低旋转速度以操作马达驱动式圆筒锁。已知的减速装置都很大，且必须位于圆筒锁的外部。

发明内容

本发明尝试提供一种通常用作减速装置的新颖紧凑的齿轮组件，如下文中更详细描述的，在其诸多用途中，该齿轮组件尤其可以嵌装在圆筒锁中的插孔内，用于该圆筒锁的机电操作。因而，在其用途之一中，该齿轮组件位于圆筒锁中。

因此，根据本发明的一个实施例，提供了一种包括圆筒锁和减速装置的组件，该圆筒锁包括用于促动外部锁定元件的可旋转构件，该减速装置被设置在圆筒锁内，该减速装置机械地连接到可旋转构件且能够操作以旋转所述可旋转构件，该减速装置包括用于连接到促动器的接口构件，该促动器用于所述减速装置的运动。

本发明的非限制性实施例包括下列特征中的一个或更多个。

所述减速装置包括内侧齿轮和外侧齿轮，该外侧齿轮被布置用于绕旋转轴线旋转。

所述可旋转构件和减速装置都被布置用于绕该旋转轴线旋转。

所述内侧齿轮被布置用于平移运动，其中在内侧齿轮的平移运动期间，内侧齿轮与外侧齿轮啮合并使外侧齿轮绕旋转轴线旋转。该内侧齿轮不旋转。

内侧齿轮被安装在轴上，该轴包括相对于旋转轴线偏心的偏心构件，并且，在该轴绕旋转轴线旋转期间，偏心构件使内侧齿轮以平移运动移动。

限位器将内侧齿轮的平移运动约束在限定的极限内，该限位器未延伸超过内侧齿轮的外侧齿。该限位器是从内侧齿轮轴向延伸的直边构件，该限位器被布置用于在第一边界构件的内周中运动。第一边界构件的外周是直边的，第一边界构件被布置用于在第二边界构件的内周中运动，且第一边界构件和第二边界构件被安装在所述轴上。

替代地，还可以存在其中内侧齿轮绕旋转轴线旋转的实施例。

根据本发明的实施例，还提供了一种齿轮组件，该齿轮组件包括：内侧齿轮和外侧齿轮，该外侧齿轮被布置用于绕旋转轴线旋转且内侧齿轮被布置用于平移运动，其中，在内侧齿轮的平移运动期间，内侧齿轮与外侧齿轮啮合并使外侧齿轮绕旋转轴线旋转；和限位器，该限位器将内侧齿轮的平移运动约束在限定的极限内，该限位器未延伸超过内侧齿轮的外侧齿。

根据本发明的实施例，也提供了一种齿轮组件，该齿轮组件包括内侧齿轮和外侧齿轮，内侧齿轮被布置用于绕旋转轴线旋转且外侧齿轮被布置用于平移运动，其中，在外侧齿轮的平移运动期间，外侧齿轮与内侧齿轮啮合并使内侧齿轮绕旋转轴线旋转。可使用本实施例来增大输入旋转速度而不是减小输入速度。

附图说明

从以下结合附图进行的详细描述中，将更充分地理解和领会本发明，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例操作和构造的减速装置的简化立体图；

图2是图1的减速装置的简化侧视图；

图2A是沿图2中的线A-A截取的图2的减速装置的简化剖视图；

图2B是沿图2A中的线B-B截取的图2的减速装置的简化剖视图；

图2C是沿图2A中的线C-C截取的图2的减速装置的简化剖视图；

图3A-3F是根据本发明的一个实施例的减速装置的内侧齿轮的简化视图，该内侧齿轮平移并引起外侧齿轮的旋转；

图4是根据本发明的另一个实施例操作和构造的齿轮组件的简化立体图；

图5是图4的齿轮组件的简化侧视剖视图；

图5A是沿图5中的线A-A截取的图5的齿轮组件的简化剖视图；并且

图6A和6B是根据本发明的实施例操作和构造的圆筒锁的简化立体图和分解图，其中，减速装置位于该圆筒锁中。

具体实施方式

现在参考图1到图2C，这些图示出了根据本发明的非限制性实施例操作和构造的减速装置10。

在所图示的实施例中，减速装置10包括内侧齿轮12和外侧齿轮14。外侧齿轮14被布置用于绕旋转轴线16旋转。外侧齿轮14以轴颈连接的方式(journaled)位于壳体18中且具有从壳体18向外延伸的输出轴20。优选地，支承面是在形成于壳体18中的孔21内旋转的输出轴20(例如，带有可选的支承元件或润滑材料)，或者是在壳体18中旋转的外侧齿轮14的外轮廓(例如，带有可选的支承元件或润滑材料)。

内侧齿轮12和外侧齿轮14安装在绕旋转轴线16旋转的轴22上。然而，与外侧齿轮14相比，内侧齿轮12被布置用于平移运动但不旋转。轴22包括相对于旋转轴线16偏心的偏心构件24(如图2A所示，偏心距E)。在轴22绕旋转轴线16旋转期间，偏心构件24使内侧齿轮12以平移运动移动。如下文将更详细说明的，在其平移运动期间，内侧齿轮12与外侧齿轮14啮合并使外侧齿轮14绕旋转轴线16旋转。

还设有限位器26，该限位器26将内侧齿轮12的平移运动约束在限定的极限内。限位器26未延伸超过内侧齿轮12的外侧齿，这也是减速装置10是如此紧凑组件的原因之一。

在所图示的实施例中，限位器26是从内侧齿轮12轴向延伸的直边构件。限位器26示出为具有四条边，这被认为是最优数目，但本发明绝不局限于这种构造。限位器26和内侧齿轮12具有用于安装在轴22上的共同的通孔28。通孔28足够大，以允许偏心构件24的运动，因此，通孔28相比于轴22的外径也是尺寸超大的。

限位器26被布置用于在第一边界构件30的内周中运动。第一边界构件30具有直边的内轮廓和直边的外轮廓。该内轮廓匹配于限位器26的形状，但比限位器26的外轮廓大，以允许限位器26在该内轮廓中的直线运动。

第一边界构件30被布置用于在第二边界构件32的内周中运动。第一边界构件30和第二边界构件32也安装在轴22上。如图2A中最好地看到的，轴22以轴颈连接的方式位于在第二边界构件32中形成的安装孔34(例如，带有可选的支承元件或润滑材料)内。轴22的延伸到第二边界构件32外部的部分是用于连接到促动器(例如伺服马达等，未示出)的接口构件，该促动器用于所述减速装置10的运动。

在轴22上可以安装有配重36，用于平衡偏心构件24。

现在参考图3A-3F，这些图示出了根据本发明一个实施例的内侧齿轮12，该内侧齿轮12平移并引起外侧齿轮14的旋转。

参考轴是X₀和Y₀。内侧齿轮12的笛卡尔坐标位置被示出为坐标X₀和Y₀。示出外侧齿轮14的角位置的向量被标示为Y₂。

最初，如图3A可见，内侧齿轮12相对于外侧齿轮14定位成使得上侧的齿相互啮合。内侧齿轮12的初始位置被标示为12.1，且外侧齿轮14的初始位置被标示为14.1。

在图3B中，内侧齿轮12向右并向下平移到位置12.2(借助于偏心构件的旋转，为简单起见，这里未示出)。这使得内侧齿轮12的最上侧的齿从外侧齿轮14中移出，且右侧的齿与外侧齿轮14啮合。这使得外侧齿轮14顺时针旋转到位置14.2。

在图3C中，内侧齿轮向左并向下平移到位置12.3。这使得内侧齿轮12的右侧的齿从外侧齿轮14中移出，且下侧的齿与外侧齿轮14啮合。这使得外侧齿轮14进一步顺时针旋转到位置14.3。

在图3D中，内侧齿轮12向左并向上平移到位置12.4。这使得内侧齿轮12的下侧的齿从外侧齿轮14中移出，且左下侧的齿与外侧齿轮14啮合。这使得外侧齿轮14进一步顺时针旋转到位置14.4。

在图3E中，内侧齿轮12向左并向上平移到位置12.5。这使得内侧齿轮12的左下侧的齿从外侧齿轮14中移出，且更多的左上侧的齿与外侧齿轮14啮合。这使得外侧齿轮14进一步顺时针旋转到位置14.5。

在图3F中，内侧齿轮12向右并向上平移到位置12.4。这使得内侧齿轮12的左侧的齿从外侧齿轮14中移出，且上侧的齿与外侧齿轮14啮合。这使得外侧齿轮14进一步顺时针旋转到位置14.6。然后，该循环本身重复。

请注意，减速装置10允许齿轮齿的非常稳固的构造。该齿不需要是渐近线式的；而是，内侧齿轮和外侧齿轮的齿都可以是直边的，具有稳定的厚度。这提供了优异的强度、所述齿上的显著减少的弯曲应力和接触应力以及增加的寿命。所述齿的啮合速度较慢，因为它由偏心构件的半径而不是由内侧齿轮的半径决定。

现在参考图4-5A，这些图示出了根据本发明的另一个非限制性实施例操作和构造的齿轮组件40。齿轮组件40的元件类似于减速装置10的元件，但在本实施例中，其作用反过来了：即，外侧齿轮平移并使内侧齿轮旋转。

在所图示的实施例中，齿轮组件40包括内侧齿轮42和外侧齿轮44。内侧齿轮42被布置用于绕旋转轴线46旋转。内侧齿轮42以轴颈连接的方式位于壳体48中并具有从壳体48向外延伸的输出轴50。旋转构件51具有绕旋转轴线46旋转的轴52。轴52包括相对于旋转轴线46偏心的偏心构件54(图4所示的偏心距E′)。还可以存在配重66。

还设有限位器56，该限位器56将外侧齿轮44的平移运动约束在限定的极限内。在所图示的实施例中，限位器56是从外侧齿轮44轴向延伸的直边构件。限位器56被布置用于在第一边界构件60的内周中运动。第一边界构件60被布置用于在第二边界构件62的内周中运动。在轴52绕旋转轴线46旋转期间，偏心构件54抵靠着第一边界构件60的盘毂63移动，并使外侧齿轮44以平移运动移动。在其平移运动期间，外侧齿轮44与内侧齿轮42啮合并使内侧齿轮42绕旋转轴线46旋转，其方式类似于上文针对减速装置10说明的方式。

现在参考图6A-6B，这些图示出了根据本发明的实施例操作和构造的圆筒锁100，其中，减速装置10位于该圆筒锁100内。

圆筒锁100被示出为欧洲式样(European profile)的双圆筒锁。更具体地，所图示的实施例是由马达101驱动的马达驱动式圆筒锁，该马达101与钥匙操作的圆筒锁103在一条直线上，而且它们二者促动一个共同的外部锁定元件(即，在该圆筒的外部)，该锁定元件通常是居中定位的可旋转凸轮102。该马达驱动式圆筒锁通常位于门的内部，且可以由被授权的人操作，例如借助于钥匙中的将马达101促动的发射机(例如通过射频识别技术)或借助于感应被授权人的生物特征参数(例如，指纹等)并操作马达101的生物识别传感器。外部圆筒锁103是钥匙操作的，且可以设计为在特定条件下使用的机械超驰控制装置。

然而，本发明不限于这种构造，而是也可以针对单个圆筒锁和任何类型的外形来实施本发明。

在所图示的实施例中，在图6B的右侧可以看到，壳体18以轴颈连接的方式位于圆筒锁100的插孔104中。外侧齿轮14的输出轴20被设定尺寸以与凸轮102直接或间接接合。该减速装置可以是包括图6B右侧的元件的单级减速装置。

图6B示出了一个替代实施例，该实施例是两级减速装置。在本实施例中，设有另一组内侧齿轮和外侧齿轮。这两级相互协作如下。右侧级的第一边界构件30被布置用于在第二边界构件32中运动，如上所述。第二边界构件32是壳体18′的一部分，壳体18′是用于左侧级(连接到马达的级)的壳体。左侧级的外侧齿轮14的输出轴被标示为22′，且用作具有偏心构件24′的轴22′，该偏心构件24′用于右侧级的内侧齿轮12和外侧齿轮14。

左侧级的轴22能够以轴颈连接的方式位于套筒106和端盖108中，用于与马达101的轴接合。

可选地，该圆筒锁中的减速装置可以是内侧齿轮和外侧齿轮都旋转的类型，例如但不限于：谐波传动减速装置或行星-摩擦式变速装置，该行星-摩擦式变速装置具有被设置在太阳轮和外齿圈之间的多个行星滚动元件，如美国专利5423725中描述的，该美国专利的公开内容在此通过引用的方式并入本文。

Claims (8)

1.一种锁组件，包括：

圆筒锁，所述圆筒锁包括用于促动外部锁定元件的可旋转构件；和

减速装置，所述减速装置被设置在所述圆筒锁的内部，所述减速装置机械地连接到所述可旋转构件且能够操作以旋转所述可旋转构件，所述减速装置包括用于连接到促动器的接口构件，所述促动器用于所述减速装置的运动，其中所述减速装置包括内侧齿轮和外侧齿轮，所述内侧齿轮被布置用于平移运动和/或绕旋转轴线旋转运动，并且所述外侧齿轮被布置用于绕所述旋转轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的锁组件，其中所述可旋转构件和所述减速装置都被布置用于绕所述旋转轴线旋转。

3.根据权利要求1所述的锁组件，其中所述内侧齿轮被布置用于所述平移运动，其中在所述内侧齿轮的平移运动期间，所述内侧齿轮与所述外侧齿轮啮合，并且所述内侧齿轮使所述外侧齿轮绕所述旋转轴线旋转。

4.根据权利要求1所述的锁组件，其中所述内侧齿轮不旋转。

5.根据权利要求1所述的锁组件，其中所述内侧齿轮被安装在轴上，所述轴包括相对于所述旋转轴线偏心的偏心构件，并且在所述轴绕所述旋转轴线的旋转期间，所述偏心构件使所述内侧齿轮以所述平移运动移动。

6.根据权利要求3所述的锁组件，进一步包括限位器，所述限位器将所述内侧齿轮的所述平移运动约束在限定的极限内，所述限位器未延伸超过所述内侧齿轮的外侧齿。

7.根据权利要求6所述的锁组件，其中所述限位器是从所述内侧齿轮轴向延伸的直边构件，所述限位器被布置用于在第一边界构件的内周中的运动。

8.根据权利要求5所述的锁组件，进一步包括限位器，所述限位器将所述内侧齿轮的所述平移运动约束在限定的极限内，所述限位器未延伸超过所述内侧齿轮的外侧齿，并且其中所述限位器是从所述内侧齿轮轴向延伸的直边构件，所述限位器被布置用于在第一边界构件的内周中的运动，并且其中所述第一边界构件的外周是直边的，并且所述第一边界构件被布置用于在第二边界构件的内周中的运动，并且所述第一边界构件和所述第二边界构件被安装在所述轴上。