CN104234562A - 具有压力平衡元件的门操作器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作门的门板的门操作器(1)，其具有壳体(10)，具有相应的几何包络形状的多个功能元件(11、12、13、14)容纳在该壳体中，用以形成门操作器机械装置，并且其中，此外在壳体(10)中引入阻尼流体，其中，至少一个压力平衡元件(15)设置在壳体(10)内部，该压力平衡元件具有能压缩的材料并且防止阻尼流体中的不被允许的压力过高。根据本发明设置，在保留几何包络形状的情况下，至少一个压力平衡元件(15)容纳或布置在门操作器机械装置的至少一个功能元件(11、12、13、14)中或者上。

Description

具有压力平衡元件的门操作器

技术领域

本发明涉及一种用于操作门的门板的门操作器，其具有壳体，具有相应的几何包络形状的多个功能元件容纳在该壳体中，用以形成门操作器机械装置，并且其中，此外在壳体中引入了阻尼流体，其中，至少一个压力平衡元件设置在壳体内部，该压力平衡元件具有能压缩的材料并且防止阻尼流体中的压力过高。

在本发明的意义中，门操作器在此指的是无源作用的门操作器，其具有作为能量存储器的关闭器弹簧。此外其具有阻尼单元，利用该阻尼单元可调节门板的关闭运动。此外在本发明的意义中，门操作器还指的是电动液压的门操作器，其除了关闭运动以外还可以实施门板的打开运动。

在门操作器中容纳有一系列的功能元件，这些功能元件形成门操作器机械装置，其中，所述功能元件均具有通过功能元件的外轮廓确定的包络形状，从而例如柱体形地构造出活塞，并且从而通过周侧面和两个端部面确定活塞的几何包络形状。

门操作器的壳体通常压力密封地实施，并且因此，压力密封的实施方案已经要求用来避免阻尼流体溢出壳体。在门操作器温度升高的情况下，例如当该门操作器暴露在太阳的直接辐射下时，会导致门操作器的壳体中的阻尼流体的压力过高，该压力过高会导致门操作器故障，例如会损坏用于密封壳体的密封元件，或者会在壳体中形成裂纹。

背景技术

由DE 40 24 121 A1公知了一种用于操作门的门板的门操作器，并且在门操作器的壳体中引入了阻尼流体，阻尼流体能够在门操作器变热时膨胀，从而在门操作器的壳体中产生过压。为了在阻尼流体的过压的情况下避免损坏壳体，当壳体例如变热时，在壳体中有提供壳体的内部腔与外侧连接的泄压阀。泄压阀在此这样地处于工作状态，即，在门操作器的壳体中达到极限压力时，阻尼流体会受控地溢出壳体。但原则上期望的是，避免阻尼流体溢出壳体，这尤其是因为该阻尼流体会由油介质组成。

由DE 41 01 640 A1公知了一种用于操作门的门板的门操作器，其中，在门操作器的壳体中有阻尼流体。在门操作器的壳体中设置有压力平衡元件，其由具有压力平衡腔的平衡壳体形成。压力平衡腔经由依赖于压力或温度的封闭件防止该压力平衡腔与门操作器的壳体中的填充有阻尼流体的腔连接，并且该压力平衡腔可以形成填充有空气的腔，并且封闭件例如可以由阀或其它器件形成，阀或其它器件在门操作器的壳体内部出现过压时才打开，从而阻尼流体可以进入到压力平衡腔中。因为在门操作器内部仅存在有限的、用于布置压力平衡元件的安置的地方，所以提出了将平衡壳体引入到弹簧腔内，尤其是内侧地引入到关闭器弹簧中。不利地，尽管利用关闭器弹簧内部的空闲空间来用于安置压力平衡元件，但平衡壳体还是占据一定的空间，该空间会使门操作器的壳体的可能填充以阻尼流体的量减少。但期望的是，给门操作器的壳体填充以尽可能多的阻尼流体，这是因为大量的压力油能够实现更长的使用寿命，并且能够改善油纯净度，这是因为位于油中的、例如归因于磨损的污染物可以分布到更大的油量中。

DE 20 2012 100 497 U1示出了一种用于操作门的门板的门操作器，其具有壳体，在该壳体中容纳有多个用于形成门操作器机械装置的功能元件，并且其中，此外在壳体中引入了阻尼流体，其中，至少一个压力平衡元件设置在壳体内部，该压力平衡元件具有能压缩的材料并且防止阻尼流体中的压力过高。在此说明的是，能压缩的材料由具有高体积压缩率的封闭的、海绵状的塑料组成。不利地，压力平衡元件位于门操作器的弹簧腔中，该弹簧腔是罐腔(Tankraum)的组成部分，而罐腔形成门操作器的壳体中的如下空间，在该空间中，至少用于使门操作器运行的阻尼流体不处于压力下。在此，压力平衡元件占据了罐腔的主要部分，由此再次减小了能容纳在门操作器的壳体中的阻尼流体的最大量。

发明内容

本发明的任务在于，对用于操作门的门板的门操作器进行改进，使得在门操作器的壳体内的阻尼流体中避免出现不被允许的压力过高，并且在门操作器壳体中应当容纳有尽可能多的阻尼流体。尤其地，该任务在于，防止门操作器的壳体内的阻尼流体的压力不被允许地过度升高，并且由此避免阻尼流体溢出，其中，门操作器应当是易装配且成本低廉的。

该任务从根据权利要求1的前序部分的用于操作门的门板的门操作器出发与具有区分性的特征相结合而得到了解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中得到了说明。

本发明包括如下技术指导，即，在保留几何包络形状的情况下，至少一个压力平衡元件容纳或布置在门操作器机械装置的至少一个功能元件中或上。

本发明有利地利用了将压力平衡元件集成在门操作器机械装置的至少一个功能元件中的可能性。在此，在至少一个功能元件中设置有容纳凹处，压力平衡元件可以容纳在其中，而不用改变功能元件的几何包络形状。因此，压力平衡元件并不挤压阻尼流体，从而可以容纳在门操作器的壳体中的阻尼流体的量，相应于当在门操作器的阻尼流体腔中没有设置压力平衡元件时的常规量。容纳凹处在此可以集成到功能元件中，从而能够节约出用于形成功能元件的一部分材料，并且通过材料节约形成用于形成容纳凹处和用于容纳压力平衡元件的体积。在此，将压力平衡元件集成在功能元件中是便于装配并且成本低廉的解决方案，这是因为具有特殊的封闭件的平衡腔不是必需的。

作为门操作器机械装置的组成部分的功能元件例如可以由能在壳体中运动地容纳的活塞形成。活塞例如可以形成阻尼活塞，其能运动地容纳在壳体中并且将壳体中的罐腔与压力腔分隔，并且与门操作器的关闭器轴协同作用。阻尼活塞形成门操作器的阻尼单元的中心节段，当关闭器轴例如经由关闭器弹簧被置于转动运动中时，通过阻尼单元来阻尼关闭器轴的转动运动。通过阻尼关闭器轴的转动运动例如可以控制门的门板的关闭运动。在阻尼活塞中可以额外地布置止回阀和/或泄压阀，并且此外，可以利用压力弹簧加载阻尼活塞，通过该压力弹簧，阻尼活塞在门板的打开运动和关闭器轴的旋转期间，朝关闭器轴的方向预载，并且从而使存在于阻尼活塞上的按压辊与关闭器轴的凸子轮廓保持连续的接触，以便打开与阻尼活塞相邻的压力腔。

根据另一实施例，用于容纳压力平衡元件的功能元件可以由开口活塞形成，开口活塞能运动地容纳在壳体中，并且在关闭器轴与关闭器弹簧之间作用连接。开口活塞在此形成弹簧支撑节段，关闭器弹簧的一侧支撑在该弹簧支撑节段上，并且在开口活塞中可以能转动支承地容纳有按压辊，该按压辊在关闭器轴的凸子轮廓上滚动。

根据另一可能的实施例，用于容纳压力平衡元件的功能元件可以由弹簧调节螺栓形成，其中，弹簧调节螺栓用于调节关闭器弹簧中的弹簧应力。关闭器弹簧利用与开口活塞相对置的端部邻接于容纳盘，容纳盘经由螺纹容纳在弹簧调节螺栓上。如果弹簧调节螺栓尤其从门操作器的壳体的外侧进行扭转，那么容纳盘就被平移地调节，以便进一步压紧或放松关闭器弹簧。因此可以经由弹簧调节螺栓和容纳盘来调整关闭器弹簧中的预应力。弹簧调节螺栓可以形成柱体形的基体，在该基体中容纳有用于容纳压力平衡元件的容纳凹处。

根据另一实施例，用于容纳压力平衡元件的功能元件可以由轴承壳体形成，关闭器轴通过该轴承壳体能转动地支承在壳体中。例如，轴承壳体可以形成门操作器机械装置的实心的金属质构件，其中，可以移除实心的轴承壳体的一部分材料，这一部分材料由压力平衡元件取代。尤其地，压力平衡元件可以在外周向上地布置在轴承壳体上，并且因此具有环形形状。轴承壳体在此优选在外侧地容纳压力平衡元件，并且轴承壳体的外侧位于用于容纳阻尼流体的罐腔中。

压力平衡元件可以由聚酯氨基甲酸酯橡胶(Polyester-Urethan-Kautschuk)、海绵橡胶、蜂窝状的软塑料和/或由实心塑料形成。聚酯氨基甲酸酯橡胶已知为商品名Vulkollan，并且具有类似于天然橡胶的弹性特性，但改进的化学和机械特性是可能的，并且能有利地使用。聚酯氨基甲酸酯橡胶作为主要的特征在于具有压缩率，但是不进行能压缩的材料内部的介质与能压缩的材料外部的介质的交换。因此，聚酯氨基甲酸酯橡胶没有像吸满其周围介质的海绵那样的性质。因此，也没有阻尼流体进入到压力平衡元件中，但是基于所封入的可以例如由如氮气的浮力物质形成的气体的压缩率，该压力平衡元件仍然能够改变其体积。相同的有利特性对于泡沫橡胶或蜂窝状的软塑料和/或实心塑料来说也能够用作在门操作器的壳体中的压力平衡元件的材料。能用于压力平衡元件的材料已知为另外的商品名Zellvulkollan和Viton。Viton在此是用于氟橡胶的商标，而其特征在于具有高的耐热性和高的化学稳定性。

压力平衡元件可以在未负载压力的情况下具有例如0.2立方厘米至50立方厘米，优选0.5立方厘米至10立方厘米，而特别优选1.2立方厘米至5立方厘米的体积。在此，压力平衡元件能压缩至其体积的一半，优选三分之一，而特别优选甚至四分之一。如果门操作器中的温度提升，那么阻尼流体膨胀，阻尼流体位于整个机械结构中，进而也位于门操作器的壳体的罐腔中。在功能元件中的容纳凹处可以在此具有朝罐腔方向的开口，而当阻尼流体膨胀时，压力平衡元件同时被压缩，这是因为该压力平衡元件与阻尼流体处于流体接触。由此才有效地避免门操作器的壳体内的阻尼流体中的压力过高。如果阻尼流体再次收缩，那么压力平衡元件会再次膨胀，并且再次占据压力平衡元件在未负载压力的状态下所具有的体积。此外，通过能压缩的材料的不具有在阻尼流体与用于形成压力平衡元件的材料之间进行交换的隔离的特性有效地避免了在阻尼流体中形成气泡。

压力平衡元件可以具有环形的主体，其尤其具有圆形的或者优选矩形的环横截面，该环形的主体绕压力平衡元件的中心轴线旋转对称地构造。如果压力平衡元件设计为环形，该压力平衡元件可以优选容纳在门操作器中的活塞内部，例如在阻尼活塞内或在开口活塞内。

根据压力平衡元件的另一设计方案，该压力平衡元件可具有棍状或柱体形的主体，其沿着中心轴线纵向地延伸。如果压力平衡元件例如应集成在用于调节关闭器弹簧的弹簧预应力的弹簧调节螺栓中，那么适合用由棍状或柱体形的主体形成的压力平衡元件。压力平衡元件的环形或棍状，或者说柱体形的主体在此可以匹配于功能元件中的容纳凹处的形状和大小。尤其地，压力平衡元件可以比容纳凹处稍微过盈地实施，从而该压力平衡元件能够自固定地进而防丢失地集成在容纳凹处中。

附图说明

在下面借助附图与本发明的优选实施例的描述一起对其它的、改进本发明的措施进行详细叙述。其中：

图1示出具有门操作器机械装置和多个功能元件的门操作器的横截面视图，其中，压力平衡元件示例性地引入在形成阻尼活塞的功能元件中；

图2示出门操作器的横截面视图，其中，压力平衡元件示例性地引入在形成开口活塞的功能元件中；

图3示出门操作器的横截面视图，其中，压力平衡元件示例性地引入在形成弹簧调节螺栓的功能元件中；

图4示出门操作器的横截面视图，其中，压力平衡元件示例性地引入在形成轴承壳体的功能元件中；

图5以环形造型的透视图示出压力平衡元件的实施例并且

图6以柱体形造型的透视图示出压力平衡元件的实施例。

具体实施方式

图1至图4分别示出具有壳体10的门操作器1，在该壳体中容纳有具有多个功能元件的门操作器机械装置。为了描述门操作器机械装置并且以便给相应的功能元件配属功能，在下面将简短地描述门操作器1的功能。

作为主要的组成部分，门操作器1具有关闭器轴18，其能转动地容纳在壳体10中，并且该关闭器轴以其端部从壳体10引导出来。门板可以利用用于由门操作器1来操作的铰链机械装置通过将该铰链机械装置接到关闭器轴18的从壳体10引导出来的端侧的方式与关闭器轴18联接。

所示的门操作器1实施为机械-液压门关闭器，并且具有关闭器弹簧19，关闭器弹簧经由开口活塞12和布置在开口活塞12上的按压辊27对着凸子轮廓28作用，凸子轮廓形成心形的盘形凸轮并且大致在中间区域中地安装在关闭器轴18的圆周面上。如果通过打开门板使关闭器轴18经由铰链机械装置扭转，那么通过按压辊27在凸子轮廓28上滚动的方式使开口活塞12朝关闭器弹簧19的方向移位。由此可以压缩关闭器弹簧19，从而在关闭器弹簧19中存储了用于随后关闭门板的能量。

为了改变关闭器弹簧19的预应力而示出了弹簧调节螺栓13，容纳盘29经由螺纹容纳在该弹簧调节螺栓上。如果从外侧由操作者利用相应的工具使弹簧调节螺栓13置于转动，那么就实现了容纳盘29的平移的移位。关闭器弹簧19的后端侧在此对着容纳盘29按压，并且通过容纳盘29的平移的移位，在开口活塞12没有移位的情况下改变关闭器弹簧19中的预应力。在此，弹簧调节螺栓13能转动地容纳在封闭螺栓30中，其中，在壳体10的两个端侧上分别设置有封闭螺栓30，以便压力密封地封闭壳体10。

此外，门操作器机械装置包括阻尼活塞11，其能纵向运动地容纳在壳体10中，并且其经由另一按压辊31同样与关闭器轴18上的凸子轮廓28协同作用。阻尼活塞11将压力腔17与罐腔16分隔，而罐腔16不仅由在其中容纳有关闭器轴18的空间形成，而且还由在其中容纳有关闭器弹簧19的空间形成。

位于罐腔中的阻尼流体通常不处于压力下，并且位于罐腔16中的阻尼流体的量形成了一种用于阻尼流体的储存器(Reservoir)的类型。如果门操作器1变热，那么罐腔16中的阻尼流体的压力会不被允许地升高，这会导致对门操作器1的破坏。

因此，根据本发明设置有压力平衡元件15，其集成地容纳在门操作器1的不同的功能元件中，在下面参照图1至图4对这些功能元件进行详细描述。

图1示出了门操作器1的实施例，该门操作器具有集成在功能元件11中的压力平衡元件15，该功能元件由阻尼活塞11形成。所示的压力平衡元件15具有环形的主体24(该环形的主体具有大致矩形的、环绕的横截面)并且被引入在阻尼活塞11内部的容纳凹处21中。在此，压力平衡元件15的内表面与罐腔16中的阻尼流体接触。如果阻尼流体膨胀，那么压力平衡元件15的体积缩小，由此避免了在门操作器1的壳体10中的不被允许的压力过高。

图2示出了门操作器1的实施例，该门操作器具有形式为开口活塞12的功能元件12，压力平衡元件15集成在该开口活塞中。所示的压力平衡元件15同样具有环形的主体24，该环形的主体具有大致矩形的、环绕的横截面。用于容纳被引入到开口活塞12中的压力平衡元件15的容纳凹处22具有指向关闭器弹簧19的方向的开口，从而压力平衡元件15的侧面可以与罐腔16中的阻尼流体交替作用。在此以未详细示出的方式还可以设置压板，该压板避免了压力平衡元件15与关闭器弹簧19的端部的接触。

图3示出了门操作器1的另一实施例，该门操作器具有功能元件13，该功能元件以弹簧调节螺栓13的形式实施，并且用于容纳压力平衡元件15。压力平衡元件15具有柱体形的主体25并且集成地容纳在弹簧调节螺栓13内的同样是柱体形的容纳凹处23中。在此，压力平衡元件15的敞开的端侧可以与阻尼流体交替作用，并且如果阻尼流体中的压力升高，那么压力平衡元件15可以在其纵向方向上缩短，从而在形式上()该压力平衡元件压入到容纳凹处23中。如果阻尼流体中的压力又减小，那么压力平衡元件15基于其固有弹性又会膨胀。

最后，图4示出了门操作器1的实施例，该门操作器具有关闭器轴18，该关闭器轴支承在两个轴承壳体14中并且这两个轴承壳体形成门操作器机械装置的另外的功能元件14。轴承壳体14具有环形的留空部，压力平衡元件15容纳在这些留空部中。因此，这些压力平衡元件可以与罐腔16中的阻尼流体接触，关闭器轴18位于该罐腔中。

图5示出了具有环形的主体24的压力平衡元件15的实施例，该环形的主体具有矩形的横截面并且围绕中间轴线20延伸。具有所示造型的压力平衡元件15例如可以容纳在阻尼活塞11中或在开口活塞12中。

图6示出了具有柱体形状的压力平衡元件15的实施例，该压力平衡元件具有柱体形的主体25，该柱体形的主体围绕中心轴线20延伸。所示的柱体形状的压力平衡元件15例如可以容纳在弹簧调节螺栓13中。在本发明的范围内，压力平衡元件15的形状也可以是长方体形、梯形或其它形状，以便在不改变功能元件的外部形状的情况下形成其组成部分。因此，压力平衡元件的形状可以匹配于功能元件上或功能元件中的容纳空间的形状，而不必使功能元件在容纳压力平衡元件的情况下占据增大了的体积。

本发明在其实施方案中并不局限于之前说明的优选的实施例。相反地，可以想到一些变型方案，在原则上不同类型的实施方案中，这些变型方案也使用所示的解决方案。所有由权利要求、说明书或附图得到的特征和/或优点，包括结构上的细节或空间上的布置在内，无论对其本身，还是在最不同的组合中对于本发明来说都是很重要的。尤其可以设置如下门操作器1，其在壳体10内配备有多个压力平衡元件15。例如，在门操作器1中，压力平衡元件15可以容纳在作为相应的功能元件11、12、13和14的阻尼活塞11中和/或开口活塞12中和/或弹簧调节螺栓13中和/或轴承壳体14中。通过容纳多个压力平衡元件15增大了有效的平衡体积，而不必在此缩小用于给壳体10填充压力液的体积。

附图标记列表

1   门操作器

10  壳体

11  功能元件、阻尼活塞

12  功能元件、开口活塞

13  功能元件、弹簧调节螺栓

14  功能元件、轴承壳体

15  压力平衡元件

16  罐腔

17  压力腔

18  关闭器轴

19  关闭器弹簧

20  中心轴线

21  容纳凹处

22  容纳凹处

23  容纳凹处

24  环形的主体

25  柱体形的主体

26  压力弹簧

27  按压辊

28  凸子轮廓

29  容纳盘

30  封闭螺栓

31  按压辊

Claims (12)

1.用于操作门的门板的门操作器(1)，其具有壳体(10)，具有相应的几何包络形状的多个功能元件(11、12、13、14)容纳在所述壳体中，用以形成门操作器机械装置，并且其中，还在所述壳体(10)中引入阻尼流体，其中，至少一个压力平衡元件(15)设置在所述壳体(10)内部，所述压力平衡元件具有能压缩的材料并且防止所述阻尼流体中的压力过高，其特征在于，在维持所述几何包络形状的情况下，至少一个压力平衡元件(15)容纳或布置在所述门操作器机械装置的至少一个功能元件(11、12、13、14)中或上。

2.根据权利要求1所述的门操作器(1)，其特征在于，所述功能元件(11、12)由能运动地容纳在所述壳体(10)中的活塞(11、12)形成。

3.根据权利要求1或2所述的门操作器(1)，其特征在于，所述功能元件(11)由阻尼活塞(11)形成，所述阻尼活塞能运动地容纳在所述壳体(10)中，并且将所述壳体(10)中的罐腔(16)与压力腔(17)分隔，并且与所述门操作器(1)的关闭器轴(18)协同作用。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的门操作器(1)，其特征在于，所述功能元件(12)由开口活塞(12)形成，所述开口活塞能运动地容纳在所述壳体(10)中，并且在所述关闭器轴(18)与关闭器弹簧(19)之间作用连接。

5.根据前述权利要求中任一项所述的门操作器(1)，其特征在于，所述功能元件(13)由弹簧调节螺栓(13)形成，其中，所述弹簧调节螺栓(13)用于调节所述关闭器弹簧(19)中的弹簧应力。

6.根据前述权利要求中任一项所述的门操作器(1)，其特征在于，所述功能元件(14)由轴承壳体(14)形成，所述关闭器轴(18)通过所述轴承壳体能转动地支承在所述壳体(10)中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的门操作器(1)，其特征在于，所述压力平衡元件(15)由聚酯氨基甲酸酯橡胶、海绵橡胶、蜂窝状的软塑料和/或由实心塑料形成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的门操作器(1)，其特征在于，所述压力平衡元件(15)在未负载压力的情况下具有例如0.2立方厘米至50立方厘米，优选0.5立方厘米至10立方厘米，而特别优选1.2立方厘米至5立方厘米的体积。

9.根据前述权利要求中任一项所述的门操作器(1)，其特征在于，所述压力平衡元件(15)能压缩至其体积的一半，优选三分之一，而特别优选四分之一。

10.根据前述权利要求中任一项所述的门操作器(1)，其特征在于，所述压力平衡元件(15)具有环形的主体(24)，所述环形的主体具有尤其是圆形的或者优选矩形的环横截面，所述压力平衡元件(15)的环形的主体(24)以所述环横截面环绕所述压力平衡元件(15)的中心轴线(20)。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的门操作器(1)，其特征在于，所述压力平衡元件(15)具有棍状或柱体形的主体(25)，所述棍状或柱体形的主体沿着所述中心轴线(20)纵向地延伸。

12.根据前述权利要求中任一项所述的门操作器(1)，其特征在于，所述功能元件(11、12、13、14)具有容纳凹处(21、22、23)，所述压力平衡元件(15)容纳在所述容纳凹处中，其中，所述容纳凹处(21、22、23)尤其是朝所述罐腔(16)的方向打开地实施。