CN105672799A

CN105672799A - 地弹簧

Info

Publication number: CN105672799A
Application number: CN201510779366.8A
Authority: CN
Inventors: 关孟桑; 梁杰山
Original assignee: Dorma Deutschland GmbH
Current assignee: Dorma Deutschland GmbH
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2016-06-15
Also published as: EP3029252A1

Abstract

本发明涉及一种地弹簧(1)，包括壳体(2)、第一活塞(3)、第二活塞(4)、以及延伸穿过壳体(2)的开口(7)的轴杆(5)，其中，轴杆(5)连接至第一活塞(3)，即在凸轮表面(6)与主辊子(17)之间，使得第一活塞(3)的纵向运动在已加载的闭门弹簧(8)的作用下转化为轴杆(5)的旋转运动，并且其中，第一活塞(3)和第二活塞(4)一体地形成为复合活塞(9)。

Description

地弹簧

技术领域

本发明涉及地弹簧。这类地弹簧设置在地面中并且起门铰链的作用。由此可以通过直接位于铰链处的地弹簧操作门，使得不需要在门自身上安装其他的门操作器。

背景技术

图1中示出了现有技术中公知的地弹簧。该地弹簧100具有在壳体103中被导引的活塞101。两个连接凸耳104连接至活塞101使得连接凸耳104的运动沿着壳体103传递至活塞101。此外，地弹簧100包括闭门弹簧(closerspring)102，该闭门弹簧102夹设在活塞101与壳体103之间并环绕连接凸耳104。因此，活塞101总是受到随着活塞101的位置而改变的弹簧力的作用，活塞的位置改变进而跟随着连接凸耳104的运动。

最后，地弹簧100具有轴杆107，该轴杆107在壳体103内设置成与闭门弹簧102和活塞101垂直。轴杆107具有突出于壳体103之外并且用作地弹簧与门扇之间的连接接合件的轴杆头108。这允许通过轴杆头108将门的旋转与轴杆107联系起来。为了使轴杆107的旋转与活塞101的运动联接起来，轴杆107包括凸轮表面106。另一方面，两个连接凸耳104通过在轴杆107的凸轮表面106上滚动的两个辊子105连接。在零位置处，两个辊子都将与凸轮表面106接触。当轴杆107旋转离开零位置时，仅一个辊子将与凸轮表面106接触。第三个辊子105(靠近于弹簧102)用作安全副辊子。

在连接至轴杆107的门扇以打开门扇的方式旋转的情况下，辊子105中的一者(远离弹簧102的辊子)和凸轮表面106将轴杆107的旋转转化为连接凸耳104的线性运动，并且进而朝向轴杆107拉动活塞101。这通过活塞101的运动使得闭门弹簧102压缩。因此，地弹簧100加载有能量以将门扇移动回原来的位置，即关闭门扇。

然而，制造以上描述的现有技术的地弹簧100需要许多部件。这导致了由各个部件的材料使用产生的高成本和由装配复杂产生的长的装配时间。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种易于装配、制造成本低廉并且节省操作的地弹簧。

通过独立权利要求1的特征实现该目的。因此，该目的通过这样一种地弹簧实现，所述地弹簧包括壳体、第一活塞、第二活塞以及轴杆。轴杆延伸穿过壳体的开口。此外，轴杆连接至第一活塞和第二活塞使得允许将第一活塞和/或第二活塞的纵向运动转化为轴杆的旋转运动。第一活塞和第二活塞一体地形成为复合活塞，使得第一活塞和第二活塞两者均为复合活塞的部件。通过提供这种地弹簧，减少了装配所需的部件的数量。这使得装配步骤简化，因此，该创新性地弹簧能够比现有技术的地弹簧更廉价地制造。此外，该创新性地弹簧的总尺寸因具有复合活塞的凸轮驱动系统的紧凑性而减小。

从属权利要求涵括本发明的有利实施方式。

优选地，第一活塞和第二活塞沿着相同的轴线装配在壳体内。具体地，第一活塞和第二活塞沿着壳体的纵向轴线设置。具体地，该纵向轴线与轴杆的轴线相交。

具体地，轴杆包括凸轮表面以建立凸轮传动装置。轴杆通过所述凸轮传动装置连接至复合活塞。因此，提供了轴杆的旋转至复合活塞的纵向运动的转化。

为了实现轴杆的旋转与复合活塞的纵向运动之间的可靠转化，第一活塞必须一直压靠轴杆的凸轮表面。这通过夹设在壳体的内壁与第一活塞之间的闭门弹簧得到保证。该设计还允许当轴杆旋转(沿着门扇打开的方向)将轴杆的旋转转化为第一活塞的线性运动时闭门弹簧被压缩。另一方面，闭门弹簧的这个压缩动作使第一活塞经由主辊子压靠轴杆的凸轮表面，使得轴杆能够在已加载的闭门弹簧的力的作用下旋转(沿着门扇关闭的方向)。

具体地，闭门弹簧首先通过连接至轴杆的门的手动打开被加载，并且在这之后，闭门弹簧通过将第一活塞经由主辊子推压在轴杆的凸轮表面上从而转化为轴杆上的转动力矩而迫使门关闭。

第一活塞具体地包括在轴杆的凸轮表面上滚动的主辊子。以同样的方式，第二活塞包括总是保持与轴杆的凸轮表面的极小间隙的第二辊子(较小)。第二活塞上的第二辊子被称为副辊子。替代性地，代替第二辊子，第二活塞可以包括滚动螺栓。与第二副辊子相比，滚动螺栓需要较小的安装空间。

第二活塞优选地使壳体内的第一流体室与第二流体室分隔开。壳体包括连接第一流体室与第二流体室的流体通道。以这种方式，安装了阻尼系统。当第二活塞因闭门弹簧使第一活塞压靠凸轮表面引起的轴杆的旋转而移动时，第二活塞对轴杆的旋转进行阻尼。该阻尼通过对从第一流体室至第二流体室的流体的流量进行调节的流体通道而实现。因此，第二活塞的运动的速度主要由从第一流体室流动至第二流体室的流体来确定。优选地，流体通道包括用于设置所述流量的阀。在设置有上述阻尼系统的情况下，轴杆的任何旋转都被阻尼。这会导致在门打开期间触发阻尼作用，从而会导致门的不适宜的操作。为避免这种缺陷，第二活塞优选地包括允许流体从第二流体室流动至第一流体室的单向阀。因此，可以在无阻尼力的情况下打开门，使得阻尼系统仅在关闭门时起作用。

另外，可能存在在阻尼系统正施加阻尼力的同时使用者强力关闭门的情况。这会在第一流体室和流体通道内产生很大的压力。为了防止地弹簧的损坏，第二活塞优选地包括减压系统。具体地，减压系统为弹簧阀。减压系统允许在超过第一流体室内的预定压力时流体从第一流体室流动至第二流体室。

在优选实施方式中，复合活塞包括位于外表面上的至少一个密封件。该密封件使复合活塞相对于壳体的内壁密封。具体地，在壳体由刚度较差的材料如塑料制成的情况下设置这样的密封件。密封件优选地允许第一流体室与第二流体室的增强的分隔。

特别地，第二活塞包括密封环并且/或者第一活塞包括磨损环。第二活塞的密封环优选地为橡胶O型环和聚氨酯密封件的组合。因此，建立了紧密密封。

在优选实施方式中，轴杆的直径和壳体的长度以约1：8的比率设置。附加地或替代性地，轴杆的直径和壳体的宽度以约1：3的比率设置。又附加地或替代性地，轴杆的直径和壳体的高度以约1：2的比率设置。这允许地弹簧的紧凑设计。尽管设计紧凑，但是地弹簧能够提供与现有技术相同量的作用在轴杆上的例如用于使门旋转的力矩。这意味着尽管根据优选实施方式的创新性地弹簧的尺寸减小，然而其能够移动与现有技术相同重量的门。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的具体实施方式。在附图中：

图1为根据现有技术的地弹簧的总体示意图，

图2为根据本发明的第一实施方式的地弹簧的总体示意图，

图3为根据本发明的第一实施方式的地弹簧的一部分的示意图，

图4为根据本发明的第二实施方式的地弹簧的一部分的示意图，以及

图5为根据本发明的第三实施方式的地弹簧的一部分的示意图。

具体实施方式

图2为根据本发明的第一实施方式的地弹簧1的总体示意图。地弹簧1包括壳体2，该壳体2形成为具有至少部分地筒形的内表面。因此，壳体2的内壁11至少部分地形成为筒形。在壳体2中，第一活塞3和第二活塞4被导引。具体地，第一活塞3为关闭活塞而第二活塞4为阻尼活塞。第一活塞3和第二活塞4一体地形成以建立复合活塞9。换句话说，第一活塞3和第二活塞4是复合活塞9的单独的区域。复合活塞9连同第一活塞3和第二活塞4沿着壳体2的纵向轴线10设置。

在壳体2的内壁11与复合活塞9——具体为第一活塞3——之间夹设有闭门弹簧8。该闭门弹簧8优选地为螺旋弹簧。闭门弹簧8以与复合活塞9相同的方式沿着壳体2的纵向轴线10定向。

闭门弹簧8能够通过复合活塞9的运动被压缩。具体地，当连接至地弹簧1的门打开时，复合活塞9移动以压缩闭门弹簧8。在此之后，储存在闭门弹簧8中的能量可以用于使复合活塞移动，从而使得门能够被移动回到关闭状态。

复合活塞9通过壳体的开口安装在壳体2内，该开口通过端盖12封闭。该开口也允许将闭门弹簧8安装在壳体2内。具体地，端盖12具有能旋拧到壳体2中的螺纹。

为了将门连接至地弹簧1，地弹簧1包括延伸穿过壳体2的轴杆5。该轴杆5具有在壳体2外部的区域上的轴杆头20，使得门能够被连接至该轴杆头20。由于地弹簧1将设置在房间的地面中，因此凸轮20应起门的下部铰链的作用。以这种方式，门可以被直接操作而在门上没有任何可见的门操作器。

轴杆5还具有凸轮表面6，凸轮表面6用于在轴杆5与复合活塞之间建立凸轮传动装置。具体地，凸轮表面6设置在第一活塞3与第二活塞4之间。在闭门弹簧8的力的作用下确保了凸轮表面6与第一活塞3通过辊子17的紧密接触。因此，可以通过使轴杆5旋转以及由此使凸轮表面6旋转而使复合活塞9移动。相应地，可以通过因闭门弹簧8所储存的能量使复合活塞9移动而使得凸轮表面6以及因此轴杆5旋转。

在门打开的情况下，门的运动通过轴杆头20传递至轴杆5。因此，轴杆5旋转并且凸轮表面6因而旋转。凸轮表面6的旋转致使复合活塞9被移动从而使闭门弹簧8被压缩。以这种方式，能量储存在闭门弹簧8内使得闭门弹簧8能够使复合活塞9移动。由于复合活塞9的运动，因此，凸轮表面6旋转并且轴杆5因而旋转。所述旋转通过轴杆头20传递至门，从而使门移动回到关闭状态。

第二活塞4用于阻尼轴杆5的运动。因此，第二活塞4使第一流体室14与第二流体室15分隔开。具体地，第一流体室14设置在复合活塞9与端盖12之间。在壳体2内，未示出的在壳体2内的流体通道连接第一流体室14与第二流体室15。具体地，流体通道具有用于设置通过流体通道的流量的调节阀。第二活塞4还具有允许第二流体室15内的流体流入第一流体室14中的单向阀(参见图3)。

在门打开的情况下，第二活塞4移动，使得第一流体室14增大并且第二流体室15减小。这意味着流体通过壳体2的流体通道和/或第二活塞4的单向阀22从第二流体室15流动至第一流体室14。具体地，不产生阻尼力。

在门通过闭门弹簧8关闭的情况下，复合活塞9以及因此第二活塞4通过凸轮表面6移动，使得第一流体室14减小并且第二流体室15增大。这意味着流体通过壳体2的流体通道从第一流体室14流动至第二流体室15。由于流体的最大流量可以通过设置在流体通道内的阀改变，因此产生了使用者可设置的阻尼力。该阻尼力防止门撞击门框。

此外，第一活塞3具有在凸轮表面6上滚动的主辊子17。第二活塞具有第二辊子18，即为副辊子，在正常操作下，副辊子18保持其与凸轮表面6之间的小的间隙。图3中示出了第一活塞3、第二活塞4以及凸轮表面6之间的连接的细节。由于主辊子17的存在，凸轮表面6在第一活塞3上滑动产生的摩擦减小。因此，地弹簧1允许在不增大力的情况下打开门。

图4为根据本发明的第二实施方式的地弹簧1的一部分的示意图。在第二实施方式中，与第一实施方式的唯一不同是第二活塞4不包括第二辊子18而是包括滚动螺栓(rollingbolt)19。滚动螺栓19在第二活塞4内需要较小的空间，使得复合活塞9的总尺寸以及因此地弹簧1的总尺寸得以减小。因此，第二实施方式允许具有减少的部件数量的地弹簧1的紧凑设计。

最后，图5为根据本发明的第三实施方式的地弹簧1的一部分的示意图。图5示出了设置有附加的密封系统的复合活塞9。这样的密封系统优选地在壳体3由刚度较差的材料如塑料制成的情况下安装。

第一活塞3包括磨损环13。另一方面，第二活塞4包括密封环21。密封环21优选地为橡胶O型环和聚氨酯密封件的组合。密封环21确保了第二活塞4使第一流体室14与第二流体室15完全分隔开，使得在壳体2的内壁11与复合活塞9——具体地是第二活塞4——之间没有流体流动是可能的。

另外，在第三实施方式中，地弹簧1可以包括减压系统16。可能存在门被手动关闭使得闭门弹簧8的力和使用者试图关闭门的力两者作用在复合活塞9上的情况。因此，第一流体室14和流体通道内的压力增大。为了防止因高的流体压力引起的损坏，第二活塞4包括减压系统16。减压系统16优选地为弹簧阀，从而允许在超过第一流体室14内的预定流体压力时流体从第一流体室14流入第二流体室15。由于第二活塞4不包括第二副辊子18(第一实施方式)而是包括滚动螺栓19(第二实施方式)，因此，第二活塞4内具有用于设置减压系统16的足够的空间。因此，减压系统16也可以设置在根据第二实施方式的地弹簧1中。

对于所有的实施方式，可以看出，与图1中示出的现有技术的地弹簧100相比，部件的总数量非常少。因此，能够降低制造成本并且减少装配时间。另外，与现有技术的地弹簧100相比，地弹簧1的总尺寸减小。具体地，设置在轴杆5上的凸轮表面6的尺寸减小。具体地，轴杆5的直径和壳体2的长度以约1:8的比率设置。此外，轴杆5的直径和壳体2的宽度以约1:3的比率设置。最后，轴杆5的直径和壳体2的高度以约1:2的比率设置。因此，地弹簧1具有非常紧凑的设计，使得地弹簧1所需的安装空间较小。尽管如此，地弹簧1可应用于与现有技术的门重量相同的门。

附图标记

1地弹簧

2壳体

3第一活塞

4第二活塞

5轴杆

6凸轮表面

7壳体的开口

8闭门弹簧

9复合活塞

10壳体的纵向轴线

11壳体的内壁

12端盖

13磨损环

14第一流体室

15第二流体室

16减压系统

17主辊子

18副辊子

19滚动螺栓

20轴杆头

21密封环

100地弹簧(现有技术)

101活塞(现有技术)

102闭门弹簧(现有技术)

103壳体(现有技术)

104连接凸耳(现有技术)

105辊子(现有技术)

106凸轮表面(现有技术)

107轴杆(现有技术)

108轴杆头(现有技术)。

Claims

1.一种地弹簧(1)，包括：

-壳体(2)；

-第一活塞(3)；

-第二活塞(4)；以及

-轴杆(5)，所述轴杆(5)延伸穿过所述壳体(2)的开口(7)，

-其中，所述轴杆(5)连接至所述第一活塞(3)，使得所述第一活塞(3)的纵向运动经由主辊子(17)转化为所述轴杆(5)的旋转运动，并且

-其中，所述第一活塞(3)和所述第二活塞(4)一体地形成为复合活塞(9)。

2.根据权利要求1所述的地弹簧(1)，其特征在于，所述第一活塞(3)和所述第二活塞(4)沿着相同的轴线(10)设置在所述壳体(2)内。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的地弹簧(1)，其特征在于，所述轴杆(5)包括凸轮表面(6)，其中，所述轴杆(5)经由所述主辊子(17)和所述凸轮表面(6)连接至所述第一活塞(3)，以建立凸轮传动机构。

4.根据权利要求3所述的地弹簧(1)，其特征在于，在所述壳体(2)的内壁(11)与所述第一活塞(3)之间设置有闭门弹簧(8)，使得所述第一活塞(3)经由所述主辊子(17)压靠所述轴杆(5)的所述凸轮表面(6)。

5.根据权利要求3或4所述的地弹簧(1)，其特征在于，所述第一活塞(3)包括在所述轴杆(5)的所述凸轮表面(6)上滚动的主辊子(17)，并且/或者所述第二活塞(4)包括在正常操作状态下保持与所述轴杆(5)的所述凸轮表面(6)的小的间隙的副辊子(18)或滚动螺栓(19)。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的地弹簧(1)，其特征在于，所述第二活塞(4)使所述壳体(2)内的第一流体室(14)与第二流体室(15)分隔开，其中，所述壳体(2)包括连接所述第一流体室(14)与所述第二流体室(15)的流体通道。

7.根据权利要求6所述的地弹簧，其特征在于，所述第二活塞(4)包括减压系统(16)，从而允许在超过所述第一流体室(14)内的预定压力时流体从所述第一流体室(14)流动至所述第二流体室(15)，其中，所述减压系统(16)具体地为弹簧阀。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的地弹簧(1)，其特征在于，所述复合活塞(9)包括位于外表面上的一个密封环(21)，用于使所述复合活塞(9)相对于所述壳体(2)的内壁(11)密封。

9.根据权利要求8所述的地弹簧(1)，其特征在于，所述第二活塞(4)包括密封环(21)，所述密封环(21)具体地为橡胶O型环和聚氨酯密封件的组合；并且/或者所述第一活塞(3)包括磨损环(13)。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的地弹簧(1)，其特征在于，

-所述轴杆(5)的直径和所述壳体(2)的长度以约1：8的比率设置，并且/或者

-所述轴杆(5)的直径和所述壳体(2)的宽度以约1：3的比率设置，并且/或者

-所述轴杆(5)的直径和所述壳体(2)的高度以约1：2的比率设置。