CN1171491A - 发条驱动装置 - Google Patents

Abstract

一个用于控制一负荷的升降的驱动装置,其包括一存放滚筒,一输出滚筒及一可工作地连接于该两滚筒之间并与之构成一发条驱动装置的弹簧元件,一对绳滚筒与该存放滚筒和输出滚筒对齐并分别与之相邻。包括一与该存放滚筒相关的惰齿轮的齿轮系使该绳滚筒驱动地与该输出滚筒啮合,因此,不管该升降力是否作用于该绳子连到负荷上的点之间的中心位置,都可使连到该绳滚筒上的绳子上的负荷均衡地进行升降。

Description

发条驱动装置

本发明涉及发条驱动装置(弹力马达，下同)技术，具体地说涉及发条驱动装置大小和工作的改进。

本发明之发条驱动装置已经对其大小及工作特性作出了改进。从而使该发条驱动装置极为适应于对一可变负荷，诸如由百页窗形窗帘产生的可变负荷进行升降。因此，结合上述特点的可变负载，在此对本发明进行图示并说明。然而，在此同时将如下述要清楚说明的那样，本发明的发条驱动装置最好是在工作时可控制除由百页窗提供的可变负荷之外的可变负荷之位移。并此外最好是在工作时可辅助或控制均匀负荷的位移。

本发明所指的特点的发条驱动装置是公知的，并包括一弹簧金属带板，该弹簧带板带有预应力并螺旋地卷起来，具有自然地松驰状态，在该状态该弹簧构成一设置于或存放于或收紧于辊子上的卷紧弹簧。该卷簧的自由端连接到一输出或驱动滚筒的轮毂上，借助于使该输出滚筒在该弹簧反绕的方向旋转，可使弹簧反卷在滚筒上。当使弹簧反绕于该输出滚筒上的夹紧力或负荷释放时，则该弹簧的卷曲特性使该弹簧反卷绕于该存放滚筒上或之中，使存放滚筒处于其自然或松驰状态。众所周知，在该发条驱动装置中的弹簧元件之作用力根据该驱动装置所打算应用之场合不同可是常量或变化的。如进一步公知的那样，该变力特性可以众多方式获得，其包括使该弹簧元件两端之间的厚度和/或宽度锥度化的方式，和/或沿该弹簧元件之长度力向改变该弹簧元件的曲率半径的方式。

上述特点的发条驱动装置用于各种应用场合，此时希望该驱动装置控制该用于使一负荷或物体在该弹簧相对于其固定位置的延伸位置和恢复位置之间移动所需的力。这些应用场合包括松开并再卷绕一汽车安全带，例如如chawla等人的专利No.4429841所述，包括升降一以悬垂状态支承的负荷，例如在Dale等人的专利号No.5020032中所述。在前述和其它应用场合，与该输出滚筒共轴的控制滚筒连接到该输出滚筒上并随之一起旋转，并且将一带或绳在一方向上绕卷于该控制滚筒上，其适合将该带或绳相对该控制滚筒松开，以便使该输出滚筒在将该弹簧元件从该存放滚筒卷到该输出滚筒上的卷绕方向上旋转。当进行这种松开(松卷)所需的力消除时，该弹簧元件回复主其自然卷曲状态，因此在将该绳或带再卷到该控制滚筒上的方向，借助于该弹簧元件使该输出滚筒旋转。在与升降一诸如一百页窗的基面导轨或底部导轨及各百页这样的负荷相配合时，两绳子可在相对的方向上以这样的方式卷绕于该控制滚筒上，即各绳子的自由端连接到相对的基轨的各端上。当该基轨下降时，两绳子从该控制滚筒上卷开，因而驱动该输出滚筒将该弹簧元件卷绕于该输出滚筒上。该基轨从一较下的位置向上移动导致该弹簧元件相对该存放滚筒进行再卷，从而使该输出滚筒旋转，进而使该控制滚筒在将两绳子再卷绕于该滚筒上的方向上旋转。在升降一具有上述特性的悬垂负荷——该负荷太重以致不能用一单一发条驱动装置使其升降而获得理想的位移特性时，并且作为替换，为了该后者目的而提供一更大的发条驱动装置时，可用两个给定尺寸的发条驱动装置协调工作，该两根绳子的每根可绕在该两驱动装置中相应的一个的控制滚筒上。

具有上述特点的发条驱动装置具有许多缺点。相对所设计的控制结构，存在着缺乏通用性的缺点，尽管该控制结构对该控制滚筒或其它控制件相对该发条驱动装置的位置进行了优化，涉及的参数包括诸如空间要求参数及与该发条驱动装置的具体用途相关的发条驱动装置位置参数。例如，在这一方面，该控制滚筒与该发条驱动装置的输出滚筒共轴，这样在该滚筒的轴线方向附加对该发条驱动装置的空间提出要求。在升降一诸如百页窗之类的负荷时，当发条驱动装置装于该百页窗的顶轨中并且该滚筒轴线垂直于该窗时，则与该发条驱动装置的驱动滚筒共轴安装的绳滚筒增加了对该垂直于该窗的顶轨的宽度要求，至少是该绳滚筒的轴向宽度。这样一来，在制造该顶轨时不但要求使用另外的材料，而且也影响该百页窗组件的美观性，特别是该百页窗为微型百页窗，其中各百页是相当狭窄的并且希望该相应的顶轨的宽度尽可能与各百页保持紧密时更是如此。其它的缺点在于：该绳滚筒或其它控制滚筒要求安装于该发条驱动装置的输出滚筒上阻碍了有关该控制滚筒和驱动滚筒之间的定向的任意选择性，因而影响了设置一发条驱动装置或一些发条驱动装置布置得协同工作而不需要对该控制滚筒相对单一发条驱动装置的驱动滚筒或一组这样设置得协同工作的驱动装置的各驱动滚筒的位置作出特别的要求的能力。更进一步地，当利用一对绳索使一组发条驱动装置协同工作以升降一诸如一百页窗之类的负荷时，先有技术的发条驱动装置布置不能在几个驱动装置的零部件之间提供一理想的均匀运动，因此在同时作用于两控制绳上的升降控制力不相等时，不能提供有关该负荷的升降的理想平衡。

一种本发明所述的驱动装置(马达，下同)，其包括一存放滚筒和一输出滚筒及一在该两滚筒之间工作地连接以便与该两滚筒一起构成一发条驱动装置的弹簧元件，还包括一控制结构，借助于该控制结构，以克服至今所使用的各种发条驱动装置中所存在的上述和其它缺点的方式控制该输出滚筒的旋转。有关这一点，更具体地说，本发明的控制结构是与该发条驱动装置的输出和存放滚筒侧向对齐的并且与该输出滚筒是直接地或间接地驱动地与输出滚筒相互啮合的，以便在该驱动装置工作期间相对于该弹簧件的卷绕及松开对该输出滚筒的旋转作出控制。在每种情况下，该控制结构是这样的，以致该驱动装置在该存放和输出滚筒轴向的宽度基本上对应于该存放和输出滚筒的轴向尺寸，从而该驱动装置在各滚筒轴向的宽度是最小的。

根据本发明一方面的内容，该控制结构包括一个可绕平行于输出和存放滚筒轴线且与该输出和存放轴线隔开的轴线旋转的控制滚筒，并且该控制滚筒与该输出滚筒为直接的或间接的驱动啮合，以致在该弹簧元件卷绕于该输出滚筒上及从该输出滚筒上松开时对该输出滚筒的旋转进行控制。当使用一单一发条驱动装置时，借助于将各齿轮在输出和控制滚筒上对齐并相互啮合可获得各齿轮的直接啮合。另外，借助于一齿轮系(包括一个与该存放滚筒同轴且直接由控制滚筒驱动的惰轮)可获得对该输出滚筒的一种间接驱动。

根据本发明另一方面内容，单个发条驱动装置或相互连接协同工作的一组发条驱动装置可带有两个控制滚筒，以便通过两根分别在该的控制滚筒的一个及另一个上的柔性线或绳使一负荷相对该驱动装置移动。在这一情况下，对于单一发条驱动装置，该控制滚筒的第一个通过其间的齿轮与该发条驱动装置的输出滚筒直接地驱动啮合，而第二个控制滚筒通过该第二控制滚筒上的齿轮和与该存放滚筒同轴设置的一个惰轮与该输出滚筒间接地驱动地啮合。在一组发条驱动装置彼此串联地协同工作的结构中，一个控制滚筒与串联的第一驱动装置的输出滚筒直接地驱动地啮合，而另一控制滚筒以所述单发条驱动装置的方式与串联的最后一驱动装置的输出滚筒间接地驱动地啮合。此外，在第一和最后一驱动装置之间串联的各发条驱动装置或单发条驱动装置的输出滚筒与该第一和最后一驱动装置或各输出滚筒驱动地相互连接。最好地，在上述结构中一驱动装置或各驱动装置的零部件之间的这种驱动性相互啮合是由一齿轮系取得的，该齿轮系包括设置于该控制滚筒和输出滚筒上的并可绕它们旋转的各齿轮，及与该存放滚筒共轴设置且可相对该存放滚筒旋转的惰轮。

该一对控制滚筒和与该控制滚筒相关的一个或多个发条驱动装置之间的驱动性相互啮合关系较好地提供了在该些零部件之间的均匀运动及一个在该控制滚筒线之间支承的负荷的平衡位移，即使在该两线上的控制力不相等也能如此。在升降一百页窗时，例如，该驱动性相互啮合关系适合于在该发条驱动装置的两工作方向施加均匀的弹簧力，从而使所有零部件均匀运动，以便保证该百页窗平衡地升降，保持该窗的基轨水平。此外，该最好由齿轮系提供的驱动性相互啮合结构减小了该控制、输出及存放滚筒的驱动装置的轴向宽度，同时能提供前述所需的工作特性。

因此本发明的一显著目的在于提供用于控制一发条驱动装置的输出滚筒的旋转的及一负荷在伸展和回撤位置之间相对该发条驱动装置移动的改进结构。

另一目的是提供一种带有前述特点的驱动装置，其中控制结构是与横切其轴线的发条驱动装置的输出和存放滚筒对齐的，从而使该驱动装置在该发条驱动装置的输出和存放滚筒的轴线方向的宽度最小。

另一目的是提供一种带有前述特点的驱动装置，其中控制结构可相对一发条驱动装置的输出滚筒和存放滚筒有选择地定位并可直接地和/或间接地与该输出滚筒实现驱动性啮合。

另一目的是提供一种带有前述特点的驱动装置，其中该控制结构能提供所有运动部件之间的均匀运动，因此能保证一负荷同时在伸展及回撤位置时相对该发条驱动装置平衡地移动。

另一目的是提供一种带有前述特点的驱动装置，其中该结构包括一对用于通过一齿轮系控制一发条驱动装置或一组发条驱动装置的输出滚筒旋转的控制滚筒，该齿轮系包括位于控制和输出滚筒上的各齿轮及一个与每个发条驱动装置的存放滚筒共轴设置的惰轮。

另一目的是提供一种带有前述特点的驱动装置，其中该控制滚筒带有一绕于其上的柔性控制线或绳，该线或绳的自由端连接到一相对该驱动装置进行升降的共同负荷上，诸如一百页窗的基轨和百页上，并且该控制结构适合于使该负荷平衡地升降，而不依赖于使相等的控制力作用于连接到该负荷上的控制线的每个端部上。

另一目的是提供一种带有前述特点的驱动装置，该驱动装置结构简单，紧凑，相对各设计参数具有相当程度的通用性，并且在控制一负荷相对该驱动装置移动时具有很高的工作效率。

结合附图所示的本发明的优化实施例的书面描述，本发明的上述各目的及其它方面将在后文中在某种程度上是显而易见的并且在某种程度上作了更充分的阐述；其中：

图1是一示意性地表示本发明的驱动装置用于一百页窗的前视图；

图2是图1所示驱动装置平面图；

图3是沿图2中3-3线剖取的剖视图；

图4是沿图2中4-4线剖取的剖视图；

图5是沿图2中5-5线剖取的该驱动装置的控制滚筒横剖面图；

图6是沿图2中6-6线剖取的该驱动装置的输出滚筒的横剖面图；

图7是沿图3中7-7线剖取的该驱动装置的存放滚筒的横剖面图；

图8是一用于该发条驱动装置的弹簧元件如图所示卷绕于该存放滚筒上的透视图；

图9是一该弹簧元件如图所示部分地卷绕于该存放滚筒和输出滚筒上的透视图；

图10是一类似于图2-4所示的驱动装置前视图，为清楚起见而在图中删除了支承板，该驱动装置包括一组处于该控制滚筒之间的发条驱动装置；

图11是一个示意性地示出本发明的驱动装置的另一实施例之前视图；

图12是一个示意性地示出本发明的驱动装置的又一实施例的前视图；

图13是一个示意性地示出本发明的驱动装置的再一实施例的前视图。

现在详细参照各附图；其中各附图所示只是为了说明本发明的优化实施例，但并不是为了限制本发明，图1在某种程度上示出了本发明的一驱动装置10，其与一百页窗单元12协调工作，从而为该百页窗之升降提供一种无绳装置。在这方面，更具体地说，该百页窗单元包括顶轨14，一基轨或底轨16及若干百页18。如大家所知但并示出的那样。百页18是由顶轨14独立地支承的，以致当该基轨16降低至如图1所示位置时，该些百页彼此相互垂直地隔开，并当该基轨16升到顶轨之下靠近该顶轨14的回撤位置时，这些百页一个个地集结在一堆，并由该基轨16支承。驱动装置10适当地装于顶轨14中，并如后文将详细描述的那样，其包括一发条驱动装置20和一控制装置，该控制装置包括柔性绳26和28分别缠绕于其上的绳滚筒22和24。绳26和28从相应的滚筒向外延伸并绕过相应的支承滑轮30，并具有相应的适合于固定到该基轨16临近的两相对端上的自由端26a和28a。在该环境下，驱动装置10提供一无绳百页窗，其中在与基轨16相反的方向作用的最小手动力用于使该百页窗18和基轨16相对该顶轨14进行升降。

如附图2-7最清楚地示出的那样，驱动装置10包括前后金属支承板32和34，这些板分别给该驱动装置提供纵向相对的端部10a，10b。如后文将要详细描述的那样，发条驱动装置20包括一个装在板32和34之间绕一滚筒轴38旋转的输出滚筒36，一个装在板34和32之间绕一贯穿该两板的滚筒轴42旋转的存放滚筒40，及分别装于板32和34的相临端10a和10b上，以便分别绕滚筒轴44和46旋转的控制或绳索辊22和24。轴38，42，44和46贯过板32和34，相互平行并在一共同的平面A内相互隔开。

绳滚筒22和24之结构是完全相同的，因此应注意到该图5所示的绳滚筒22的以下描述也可同样适应于绳滚筒24。现在参照图5，绳滚筒22包括一圆形轮毂48，该轮毂48具有一靠近支承板34的径向向外延伸的圆周法兰50及一靠近支承板32内侧的径向向外延伸的齿形滚筒齿52。轮毂48包括轴向向内延伸的环形凹腔54和56，并且滚筒支承在板32和34之间，借助于分别将该两板翻转而构成一个朝着该两凹腔54和56相应的一个的轴向向内延伸的环形衬套58和60。滚筒齿52在临近轮轴48处设有一轴向延伸的并具有一扩大的外端62a的孔62，并且绳子26的内端轴向向外延伸通过孔62并打结或者在外部62a处扩大，以致将该绳相对该滚筒栓住。然后将该绳绕法兰50和齿52之间的轮毂48卷绕，从而提供一必要的长度，以便升降该百页窗时使驱动装置10工作。应注意到：该绳28栓在并出于同一目的绕在辊24的轮轴24上。绳26和28绕在相应的滚筒上的方向将在以下可清楚看出。

如图6中最清楚地看出的那样，发条驱动装置20的输出滚筒36包括一轮毂64，该轮毂64在临近支承板34的内侧处具有一径向向外延伸的圆周法兰66，及一个在临近支承板32内侧处的径向向外延伸的齿形滚筒齿68。滚筒36由一延伸通过轮毂64中的一孔72的轴件70装于板32和34之间以便在此产生相对旋转，并且该轴带有滚筒轴线38。轴70的轴向相对端设有凸伸部74，该凸伸部74延伸通过支承板32和34中的孔76，并且支承板和轴由带有延伸穿入轴70中的螺纹孔中的螺纹杆的螺纹紧固件78相互牢牢紧固。发条驱动装置20还包括一将在下文描述的弹簧件S，并且如大家所知道的那样，该弹元件S可工作地连接于输出滚筒36和存放滚筒40之间，从而在此形成一发条驱动装置。在这一方面，弹簧S具有一界定该输出滚筒36的轮毂64的第一端S1，为该目的，轮毂64设有一径向向外延伸的凸伸部80，以便将弹簧端S1连接于其上。如进一步公知的那样，当弹簧S从存放滚筒40卷到输出滚筒36上时，该弹簧力总是趋向于将弹簧S卷到该存放滚筒上。为了将该发条驱动装置锁定于该弹簧S部分地绕输出滚筒36卷绕的位置处，轮毂64设有成对的沿直径相对的孔82，该孔82从临近支承板34的内侧的该轮毂的端部轴向延伸，并且该支承板设有与每个孔82对齐的孔84。当对齐时，孔82和84中装插一可拆卸的锁销86，该锁销86将该输出滚筒36与该支承板34相互咬合，从而防止该滚筒在此产生相对旋转运动。该锁销结构最好是能有助于驱动装置10安装于一百页窗的顶轨中，并结合该百页窗的组装和安装而在绳26，28和基轨16之间形成必要的连接。

现在参见图7，存放滚筒40包括一圆形轮毂88，该轮毂具有一径向向外延伸的圆周法兰90，该法兰临近支承板34的内侧。轮毂88由一滚筒轴92安装于支承板32和34之间以便在此产生相对旋转运动，该滚筒轴92带有一滚筒轴线42，并延伸通过轮毂88中的一孔93。以类似于输出滚筒36的方式，轴92的轴向相对端设有轴向向外延伸的突伸部94，设突伸部94延伸通过设置于支承板32和34中的孔96中，该轴由螺纹紧固件98牢牢紧固于板32和34之间，该紧固件98具有与该轴中的螺纹孔相配合的螺纹杆。存放滚筒40还包括一个位于轴92上轮毂88和支承板32的内侧之间的惰轮100。轮毂88和惰轮100相对于彼此及支承板32和34可绕轴92旋转。

至此正如从驱动装置10的描述可注意的那样，该输出及存放滚筒的轴70和92使支承板32和34保持平行隔开的关系，此时螺纹紧固件78和98是唯一的需要将该驱动装置的零部件保持处于组装关系的紧固件。如图2和4中可看出的那样，出于下文更详细阐明之目的，控制滚筒齿52、输出滚筒齿68及存放滚筒齿100都是直径相同的，并在其圆周上具有相同数量的齿，且在纵向对齐，装在支承板32和34之间，每个齿轮之齿与纵向相邻的齿轮的齿相互啮合。

现在参见附图8和9，弹簧S的端S1具有一孔102，通过该孔接纳输出滚筒36的轮毂64上的突伸件80，从而端S1由该孔插装至该输出滚筒上。如大家知道的那样，弹簧S是一带预应力的金属板带簧，其具有一自然或松驰状态，在该状态，该弹簧形成一紧紧卷绕的卷簧，该卷簧装在但并不固定在该存放滚筒。如从图3和9所示方向所示出的那样，该弹簧的端部S1连接到输出滚筒36上，以致逆着该弹簧的松驰曲率之方向卷绕于该输出滚筒36上。因此，借助于使输出滚筒36沿图3和9中反时针方向旋转，当弹簧S进一步从存放滚筒40传递到输出滚筒36上时，该弹簧具有一理想的不变或可变阻力，该阻力在使该输出滚筒36反时针方向旋转的力消失时将使该弹簧S再卷回到存放滚筒40上。较好的是，在升降图1所示的百页窗时，弹簧S是一种可变弹力弹簧，这种弹簧中，在该百页窗的基轨16和百页18处于直接位于顶轨14下方的顶部位置时，其恢复力最大。在该顶部位置，如大家所知，基轨16承受着各百页18的集合重量，因此在朝下的方向使绳子26和28及驱动装置10承受最大的负荷。相比较地，当基轨16如图1所示降至最低位置时，各百页18悬挂着由顶轨14支承，因此作用在绳26和28及驱动装置10上的负荷只有该基轨16本身之负荷。弹簧S的力设置得与给定的百页窗单元的大小一致的，从而促进基轨16的升降，同时使用最小的人力操作该百页窗。因此，应注意到，上述的可变为特点提供了用基本均匀的人力升降该百页窗的可行性。

更具体地说，考虑到该百页窗12的升降，如果该百页窗的基轨16处于回撤位置或处于顶轨14之下的顶部位置并承受各百页18的重量时，该弹力驱动装置20弹簧元件S在其松驰状态或自然状态紧紧卷绕在存放滚筒40的轮毂88上。如前述中所知的那样，参照附图3，通过绳26和28作用于发动机10上的负荷在该基轨16处于这样的位置时是最大的，趋向于将弹簧元件S卷绕到该存放滚筒上的恢复力很可能在该基轨处于该位置时是最大的。当人抓住基轨16并朝下拉时，绳26和28使绳滚筒22和24分别绕相应的轴44和46之一反时针和顺时针地旋转。绳滚筒齿轮52，惰轮100及输出滚筒齿轮62上的各齿的相互啮合使滚筒齿轮52与输出齿轮68相互驱动地啮合，从而该输出齿轮68沿图3中所示的反时针方向旋转，从而在基轨16朝下运动时将弹簧件S向前卷绕到输出滚筒上。此外，如上所述，作用于驱动装置10上的负荷随着基轨16朝下运动而降低并且弹簧S的弹性力也随着该弹簧元件进一步卷绕于输出滚筒36上而降低，此时需要降低该百页窗的朝下手动力保持基本上不变。重要的是，根据本发明，该些相互啮合的齿轮最好设计带有平稳或均匀的绳滚筒和输出滚筒运动，从而确保即使在手动力不是直接作用于该基轨的中央时，也能使该基轨16平衡地下降。因此，例如，如果用户在靠近绳26处而不是绳28处朝下施力作用于该基轨16上时，尽管此时作用于绳滚筒22上之力大于作用于绳滚筒24上的力，但该齿轮系不但可保证输出滚筒36产生所需之旋转，而具可保证该绳滚筒24相对绳滚筒22均匀地旋转，从而从绳滚筒24上松开绳28，以便使基轨16在其下降时保持于水平位置。弹簧元件S的弹力特性是这样的，即该基轨16的重量及在百页窗下降期间于任一具体点而作用于该基轨16上的任一百页18的重量稍稍大于该弹簧元件的恢复力，因此，该基轨在其延伸部分的任一给定点处被限定在顶轨14之下，防止朝上朝其回撤位置产生不希望出现的位移。

当希望将基轨16和百页18回撤或拉升至顶轨14下的顶部位置时，一向上的手动力作用于该基轨16上，其通过绳滚筒齿轮52消除作用于发条驱动装置20的作用力。因此，弹簧件S的恢复力使该弹簧元件再卷到该存放滚筒40上，这种再卷绕使输出滚筒36沿图3中顺时针方向旋转。该输出滚筒之这种旋转运动使该输出滚筒齿轮68在相同的方向产生旋转，因此该齿轮系可使绳滚筒22和24的绳滚筒齿轮S2分别沿图3中所示的顺时针和反时针方向旋转，从而将绳26和28再绕于其绳滚筒上。另外，即使在向上的作用力不是作用于基轨16的中心时，该齿轮系也可保证该绳滚筒的均匀位移并保证绳子可均匀地再绕于其滚筒上。当基轨和百叶朝顶轨14上升时，其重量逐渐增加，从而逐渐增加作用于驱动装置10上的负荷，并且弹簧元件S的力特性使其恢复力逐渐增加，从而需要使该基轨和百页上升的手动力基本上保持均匀不变。更进一步地，结合到一百页窗单元的结构，将可从图2中看出：顶轨14的宽度或厚度与该绳滚筒和输出滚筒如同先有技术中那样同轴设置时的宽度相比实质上是由使该发条驱动装置和绳滚筒纵向对齐而减少的。借助于驱动装置10之结构而实现的该顶轨的宽度减少最好是减少了需要构成该顶轨的材料量并增加了相对一将在其上打算安装百页窗单元的窗框及窗安装该百页窗单元的通用性。

如熟知的那样，发条驱动装置的弹簧元件的可变弹性力特性可以若干不同之方式获得，例如，沿弹元件之长度方向改变其厚度，沿弹簧元件长度方向改变其宽度，沿弹簧元件长度方向同时改变其厚度和宽度，控制该弹簧的设置及硬度，沿弹簧长度方向改变其曲率半径。较好的是，用于升降一百页窗的发条驱动装置10的可变弹性力是由沿弹的长度方向改变其曲率半径而获得的。作为一弹簧元件S用于升降一具有大约72英寸垂直行程的百叶窗的例子，并参照附图8和9，该弹簧是由Bartex制成的，Bartex是一种弹簧金属。具有高的含碳量，并且该弹簧之长度大约为100英寸，厚度t为大约0.0043英寸，宽度b为大约0.325英寸。

更进一步地，结合该优化实施例，该输出滚筒齿轮，控制滚筒齿轮及隋轮中每一个具有大约1.250英寸的外直径，大约1.187英寸的节圆直径及38个绕圆周布置的齿，并且每个齿轮的轴向宽度为大约0.187英寸。此外，该输出，存放及控制滚筒轮毂轴向宽度大约为0.331英寸，该控制滚筒的轮毂外直径为大约0.600英，该输出滚筒的轮毂的外直径为大约0.845英寸。该发条驱动装置的弹簧件的自然内直径为大约0.500英寸，并且该存放滚筒的轮毂之外直径比该弹簧元件的自然直径稍大一点，以致在该弹簧元件从该滚筒上全部伸展开稍差一点的地方，该弹簧元件的内端牢牢地卡住该滚筒。该滚筒及齿轮的材料最好是一种适合的聚合材料，诸如尼龙。

图10在某种程度上示意性地示出了一驱动装置10A，该驱动装置10A与上述之驱动装置10相应，但该驱动装置10A包括一组串联于支承板之纵向相对端之间的发条驱动装置20并且相互连系协调工作。图10是卸除了支承板32的驱动装置的前视图。在该实施例中，各发条驱动装置20如绳滚筒22和24所述结构那样在结构上与上述发条驱动装置20是对应的，并且可用例如驱动装置10A按上述所示的相同方式来实现一百叶窗的升降，再考虑到图1及一百页窗单元，该百页窗单元将形成一由驱动装置10A控制的并比由驱动装置10控制的负荷更大的负荷。如从图10中所看出的那样，各发条驱动装置20串联设置于绳滚筒22和24之间，从而存放和输出滚筒40和36及惰轮和存放滚筒齿轮100和68在从绳滚筒22到绳24的方向上交替地设置。如可从图10中进一步看出的那样，并结合前述的驱动装置10，各齿轮沿纵向对齐并保持相互啮合，从而获得理想的一致运动及所有零部件的运动，因而在与该驱动装置之工作相对的方向，在升降一可变负荷时施加一均匀的作用力。

尽管至今所述各实施例都是与一百页窗单元相关地示出的，该百页窗单元由一对绳支承着相对该驱动装置保持悬挂并带有一可变负荷，但是，从至今之描述中可看出：该驱动装置10和10A可用于可变负荷或扭矩而不是针对一百页窗提供的负荷或扭矩工作，此外也可用于控制一恒定负荷或均匀负荷的位移，其中发条驱动装置或各驱动装置的弹簧元件S具有一常数弹簧力特性。此外，如图11-13中示例示出的那样，弹簧元件和本发明的绳滚筒或控制滚筒之间的纵向对齐可使在各零部件之间实现宽选择范围的定位，这在根据空间限制，负荷要求和/或设计参数或各种限制条件而设计一驱动装置时可提供通用性。因此，如图11之示例所示，本发明的驱动装置10B包括一发条驱动装置200，该发条驱动装置200包括一输出滚筒202，一存放滚筒204及一可工作地连接于输出和存放滚筒之间以便在其间提供一发条驱动装置的弹簧元件206。驱动装置10B还包括一控制滚筒208，一柔性控制线210绕在该控制滚筒208上。输出滚筒202包括一连接到其上用于随其旋转的齿轮212，并且该齿轮212与连到控制滚筒208上的用于随该滚筒208一起旋转的齿轮214相啮合。输出滚筒202可绕轴202a旋转，存放滚筒可绕轴204a旋转，控制滚筒208可绕轴208a旋转，这些轴处于一共同的平面216内。在该实施例中，在朝下方向作用于线210上的均匀或可变负荷之作用是使输出滚筒202旋转，从而将弹簧元件206绕在其上，并且该负荷之释放将引起弹簧元件206再卷绕至存放滚筒204上，因而朝上取消该负荷。如从图2中可看出的那样，输出滚筒202，存放滚筒204及控制滚筒208是纵向对齐的，因此使驱动装置10B用于一侧向狭窄的空间中，同时控制一负荷的位移，该负荷不象一百页窗所要求的那样不要求带有一对控制绳。

图12示意性地示出一驱动装置10C，该驱动装置为驱动装置10B的改进型。在该实施例中，控制滚筒208垂直地设置于该发条驱动装置200的存放滚筒204下方，并借助于给该存放滚筒204提供一惰轮218而与该发条驱动装置的输出滚筒202相互啮合，该惰轮218可相对存放滚筒204绕轴204a旋转。发条驱动装置200的轴202a和204a位于一共同的平面216内，并且该发条驱动装置的存放滚筒轴204a和控制滚筒轴208a处于一垂直于平面216的共同平面220中。如从图12中可看出的那样，作用于线210上的朝下作用力使该控制滚筒齿214反时针方向旋转，以致输出滚筒齿212反时针方向旋转通过惰齿轮218将弹簧件206卷于输出滚筒202上。根据该线210上的作用力之释放，弹簧件206的恢复力使该弹簧件再卷绕到存放滚筒204上，并且这种再旋转使输出滚筒沿顺时针方向旋转，从而，控制滚筒208沿顺时针方向旋转通过惰轮218将线210再卷绕于控制滚筒上。

图13示意性地示出一驱动装置10D，该驱动装置10D是图12所示驱动装置10C的改进型。在这一方面，驱动装置10D包括一第二控制滚筒222，控制线224卷绕在该滚筒222上，并且该滚筒222包括固定于其上的齿轮226，以便该齿轮226绕滚筒轴222a与该滚筒222一起旋转。齿轮226与发条驱动装置200的输出滚筒齿212啮合并与控制滚筒208的控制齿轮214啮合。滚筒轴202a和222a处于一共同平面228内，该平面228平行于平面220并垂直于平面206。这一结构最好用于支承一在纵向和侧向都较紧凑的结构中从控制线210和224悬垂下来的负荷，并且依据本发明，该结构最好用于使各零部件产生均匀运动，因而使一负荷进行平衡的升降。

如从本文各实施例及说明中可看出的那样，本发明的驱动装置的特征在于至少一个发条驱动装置，其中弹簧元件具有不变或可变弹力特性，并具有一个与该弹力驱动装置纵向对齐并与该发条驱动装置的输出滚筒驱动地相互啮合的控制装置，从而相对该发条驱动装置或各驱动装置和该控制装置的零部件之间选定的相对方向具有侧向紧凑性及通用性。本文所用的术语“纵向地”是指一发条驱动装置的输出和存放滚筒的轴线横切的方向，而术语“侧向地”是指该些滚筒轴的方向。

尽管本文所示出的及所描述的重点着重放在各实施例的结构上，但应看出可在这些实施例中作出许多改变并且在不脱离本发明之原理之条件下可方便地推导出其它的各实施例。在这一方面，例如可看出：缠绕该控制滚筒的柔性控制线可是除本文所述的绳子之外的物品，例如可是金属带或金属线。同样地，可以看出该发条驱动装置滚筒和控制滚筒或各滚筒可旋转地支承在除本文所述的支承板之外的支承件之间，并且由除本文示出的并描述的轴及桩定滚筒支承之外的支承结构支承着。更进一步地，将应注意到本发明的驱动装置的发条驱动装置或各发条驱动装置的弹簧元件依据作用于控制滚筒上的控制绳上的负荷的特点可具有一不变的或可变的弹力特性，并且该控制线卷绕于其上的控制滚筒轮毂的直径可改变，以便根据为了实现对该作用于该控制线上的给定负荷的位移的理想控制所需要的力而增加或减少作用于该控制滚筒上的扭矩。可以看出：其它的尺寸变化也是可能的，并且可相对该发条驱动装置或各驱动装置对控制滚筒或各滚筒进行其它的定向。特别是对控制滚筒而言，应注意到：例如图13所示实施例中各控制滚筒的一条或两条轴可设置于图示各位置和各轴线与该发条驱动装置滚筒轴线共平面的位置之间的任何地方。作为后一实施例的进一步改进型，即图12所示实施例的改进型，控制滚筒轴线可设置于该发条驱动装置轴线之上而不是之下，并且也可设置于该控制滚筒轴线处于平面220和228的位置及该后述轴线与平面216共面的位置之间任何位置处。也将可看出：该控制滚筒或各滚筒相对一发条驱动装置或各发条驱动装置的这种选择取向定位也可用到图1-5及图10所示的驱动装置中。

更进一步地，在最好由在此示出的并描述的齿轮系布置将一发条驱动装置的零部件和控制滚筒实现驱动性相互啮合的同时，将可看出：也可能借助于摩擦啮合轮取代齿轮或与该发条驱动装置相关的滑轮或链轮和控制滚筒之间的循环皮带啮合而使各零部件实现驱动性相互啮合。最后，将应注意到：该发条驱动装置的弹簧元件的长度及卷绕在该控制滚筒上的柔性控制线的长度可根据该负荷在远离该驱动装置的方向移动的距离而变化。然而，应懂得：根据本发明，该负荷之位移是这样的，以致该发条驱动装置的控制滚筒和输出滚筒旋转多圈，同时在相对该滚筒的各相对方向上使该负荷移动。本文示出的并描述的各前述实施例及其改进型以及本发明的其它实施例根据本文所公开的内容对本领域之熟练技术人员来说都是显而易见的，因此应清楚地懂得前述说明书只能理解为是为了说明本发明但并不能作为对本发明的限制。

Claims (45)

1、一种驱动装置，其包括带有一第一轴的存放滚筒装置，一个可绕一平行于并隔开于所述第一轴的第二轴旋转的输出滚筒，一个工作地连接于所述存放滚筒装置和所述输出滚筒之间以便与它们一起构成一发条驱动装置的弹簧元件，所述弹簧元件具有横切所述第一和第二轴的侧向相对侧，所述输出滚筒包括与所述弹簧元件的所述侧面之一相邻用于使所述输出滚筒在相对的各方向绕所述第二轴旋转，以便将所述弹簧元件卷绕于所述输出滚筒上并从所述输出滚筒上松开的输出滚筒传动装置，与所述传动装置侧向对齐的控制装置及将所述控制装置和所述传动装置相互啮以便控制所述输出滚筒的旋转的装置。

2、如权利要求1所述驱动装置，其中所述控制装置可绕一平行于且隔开于所述第二轴的第三轴旋转。

3、如权利要求2所述驱动装置，其中将所述控制装置和所述传动装置相互啮合的所述装置包括齿轮装置。

4、如权利要求2所述驱动装置，其中所述第一，第二和第三轴处于一共同平面内。

5、如权利要求2所述驱动装置，其中所述第一和第二轴处于一共同平面内而所述第三轴与所述平面隔开。

6、如权利要求1所述驱动装置，其中将所述控制装置和所述传动装置相互啮合的所述装置包括各齿轮装置。

7、如权利要求6所述驱动装置，其中所述齿轮装置包括一设置于所述输出滚筒上的传动齿轮作为所述传动装置，一相对所述存放滚筒装置绕所述第一轴线旋转的惰轮，及一可绕一平行于所述第一和第二轴线的第三轴线旋转的控制齿轮，所述控制齿轮与所述惰轮啮合并用作所述控制装置。

8、如权利要求7所述驱动装置，其中所述控制装置还包括一连接到所述控制齿轮上以便与之一起旋转的控制滚筒，及卷绕于所述控制滚筒上用于控制所述控制滚筒在相对各方向绕所述第三轴旋转的柔性线装置。

9、如权利要求6所述驱动装置，其中所述齿轮装置包括一设置于所述输出滚筒上用作所述传动装置的传动齿轮及一与所述传动齿轮啮合的并用作所述控制装置的控制齿轮。

10、如权利要求9所述驱动装置，其中所述齿轮装置还包括一可绕所述第一轴相对所述存放滚筒装置旋转的惰轮，所述控制齿轮为与所述惰轮啮合的一第一控制齿轮和一第二控制齿轮。

11、如权利要求9所述驱动装置，其中所述控制齿轮是可绕一平行于所述第一和第二轴的第三轴旋转的，并且其中之所述控制装置还包括一个连接到所述控制齿轮上以便与之一同旋转的控制滚筒，及卷绕于所述控制滚筒上用于控制所述控制滚筒在相对的方向绕所述第三轴旋转的柔性线装置。

12、如权利要求11所述驱动装置，其中所述齿轮装置还包括一个可相对所述存放滚筒装置绕所述第一轴旋转的惰轮，所述控制齿轮为第一控制齿轮，一第二控制齿轮与所述惰齿轮啮合，所述控制滚筒为一连接到所述第一控制齿轮上的第一控制滚筒，一第二控制滚筒连接到所述第二控制齿轮上，以便绕一平行于所述第一，第二及第三轴的第四轴并随该第二控制齿轮一起旋转，设置于所述第二控制滚筒上的柔性线装置用于控制所述第二控制滚筒在相对方向绕所述第四轴的旋转。

13、如权利要求2所述驱动装置，及相对其对应之轴线支承所述存放滚筒装置、所述输出滚筒及所述控制装置的装置，该装置包括平行并隔开的支承板，所述存放滚筒装置，输出滚筒和控制装置处于所述支承板之间，并且所述第一，第二和第三轴线与之横切。

14、如权利要求2所述驱动装置，其中所述控制装置为第一控制装置，及与所述传动装置侧向对齐并可绕一平行于且隔开于每个所述第一，第二及第三轴线的轴线旋转的第二控制装置，及将所述第二控制装置与所述传动装置相互啮合以便控制所述输出滚筒的旋转。

15、如权利要求1所述驱动装置，其中所述控制装置包括一个与所述输出和存放滚筒侧向对齐的控制滚筒及绕在所述控制滚筒上的柔性线装置。

16、如权利要求1所述驱动装置，其中所述发条驱动装置为一第一发条驱动装置，并至少一个附加发条驱动装置与所述第一发条驱动装置相互驱动地啮合，从而使它们一起协同工作。

17、如权利要求1所述驱动装置，其中所述发条驱动装置为一第一发条驱动装置，及一组与所述第一发条驱动装置结构相对应的附加发条驱动装置，和将所述附加发条驱动装置彼此相互驱动性啮合的装置，同时使所述第一发条驱动装置与该些附加发条驱动装置协同工作。

18、如权利要求17所述驱动装置，其中所述各附加发条驱动装置包括一最后的附加发条驱动装置，所述控制装置为第一控制装置，与所述最后的发条传动装置的驱动装置侧向对齐的第二控制装置，及与所述附加发条驱动装置和所述第二发条传动装置相互驱动性啮合的所述装置，所述第二发条驱动装置包括使所述第二控制装置和所述最后的发条驱动装置的驱动装置相互驱动性啮合的装置。

19、如权利要求1所述驱动装置，其中所述控制装置包括一可绕一平行于并隔开于所述第一和第二轴线的第三轴线旋转的控制滚筒，所述装置使所述控制装置和所述传动装置相啮合，该传动装置包括设置于所述控制滚筒和所述输出滚筒上的啮合齿轮装置。

20、如权利要求19所述驱动装置，其中每个所述输出和控制滚筒包括一横切于其轴线的法兰，所述啮合齿轮装置包括处于各个所述法兰上的齿轮的齿。

21、如权利要求19所述驱动装置，其中所述控制滚筒为一第一控制滚筒，可绕所述第一轴线相对所述存放滚筒装置旋转的惰齿装置，所述惰齿装置与所述第一控制滚筒上的所述齿轮装置相互啮合，一第二控制可绕一平行于及隔开于所述第一轴线的第四轴线旋转并包括与所述惰齿轮装置相互啮合的齿轮装置。

22、如权利要求21所述驱动装置及绕在每个所述第一和第二控制滚筒上的柔性绳装置。

23、如权利要求21所述驱动装置，其中所述输出滚筒和所述第一，第二控制滚筒每个都具有一横切其轴线的法兰，所述内啮合齿轮装置包括在每个所述法兰上的齿。

24、如权利要求23所述驱动装置，及绕在每个所述第一和第二控制滚筒上的柔性绳装置。

25、一驱动装置，其包括一对平行隔开的支承板，一个在所述板之间的发条驱动装置，所述发条驱动装置包括装在所述板之间存放滚筒装置并该存放滚筒装置之第一轴线横切所述板，一输出滚筒装在所述板之间以便绕一平行于且隔开于所述第一轴线的第二轴线旋转，一弹簧元件工作地连接到所述存放滚筒装置和所述输出滚筒上，滚筒齿装置与所述第二轴线共轴并连接到所述输出滚筒上以便随之旋转，与所述第一轴共轴并可相对所述存放滚筒装置旋转的惰轮装置，所述滚筒齿装置和惰齿装置相互啮合，控制齿装置在装所述支承板之间以便绕一平行于且隔开于所述第一和第二轴线的第三轴线旋转，所述控制齿装置与所述滚筒齿装置和惰轮装置之一啮合，以便控制所述输出滚筒的旋转。

26、如权利要求25所述驱动装置，其中所述控制齿轮装置为第一控制齿轮装置，和装在所述支承板之间以便绕一平行于且隔离于所述第一，第二和第三轴线的第四轴线旋转的第二控制齿轮装置，所述第二控制齿轮装置与所述滚筒齿装置和惰齿轮装置中的另一个相互啮合。

27、如权利要求26所述驱动装置，其中所述第一，第二，第三和第四轴处于一共同平面内。

28、如权利要求26所述驱动装置，其中每个所述第一和第二控制齿轮装置包括一与所述第三和第四轴线之相应一个共轴的控制滚筒。

29、如权利要求28所述驱动装置，其中每个所述第一和第二控制滚筒和输出滚筒包括一个与所述支承板之一的内侧相邻的法兰，每个所述法兰具有许多齿，并带有所述滚筒齿装置和所述控制齿轮装置。

30、如权利要求29所述驱动装置，其中所述第一，第二，第三及第四轴处于一共同平面内。

31、如权利要求25所述驱动装置，其中所述发条驱动装置是一个第一发条驱动装置，及至少一个处于所述支承板之间与所述第一发条驱动装置串联并与所述第一发条驱动装置结构相应的附加发条驱动装置，所述第一发条驱动装置和所述至少一个附加发条驱动装置两者中的一个的惰齿轮装置与所述第一发条驱动装置和所述至少一个附加发条驱动装置两者中另一个的滚筒齿轮装置相互啮合。

32、如权利要求31所述驱动装置，其中所述第一和至少一附加发条驱动装置的第一和第二轴线处于一共同平面内。

33、如权利要求31所述驱动装置，其中所述控制齿轮装置为第一控制齿轮装置，及装在所述支承板以便绕一平行于且隔开于所述第三轴的第四轴旋转的第二控制齿轮装置，所述第一控制齿轮装置与所述滚筒齿轮装置和所述第一发条驱动装置的所述惰齿轮装置两者中之一相互啮合，所述第二控制齿轮装置与所述滚筒齿轮装置和所述至少一个附加发条驱动装置的惰齿轮装置两者之一相互啮合。

34、如权利要求33所述驱动装置，其中所述第一和所述至少一个附加弹力驱动装置的第一和第二轴与所述第三和第四轴处于同一平面内。

35、发权利要求33所述驱动装置，其中每个所述第一和第二控制齿轮装置包括一个与所述第三和第四轴的相应一个共轴的控制滚筒，及卷绕于所述控制滚筒上的柔性线装置。

36、如权利要求35所述驱动装置，其中每个所述第一和第二控制滚筒及所述第一发条驱动装置和至少一个附加发条驱动装置的输出滚筒包括一个与所述支承板的一个的内侧相邻的法兰，每个所述带有许多齿的法兰带有所述滚筒齿轮装置和所述控制齿轮装置。

37、如权利要求36所述驱动装置，其中所述第一控制齿轮装置与所述第一发条驱动装置的所述滚筒齿轮装置相互啮合，而所述第二控制齿轮装置与所述至少一个附加发条驱动装置的所述惰齿轮装置啮合。

38、如权利要求37所述驱动装置，其中所述第一发条驱动装置和所述至少一个附加发条驱动装置的第一和第二轴和所述第三和第四轴处于同一平面。

39、一种驱动装置，其包括：带有一对平行隔开的且具有相对端的支承板，一组发条驱动装置串联的设置于所述端部之间，每个所述驱动装置包括存放滚筒装置和一输出滚筒，该输出滚筒在从所述相对端的一端到另一端的方向上相继布置，一弹簧元件将所述存放滚筒装置和所述输出滚筒工作地连接起来，所述存放滚筒装置和输出滚筒安装于所述支承板之间，并且其隔开的轴线与所述支承板横切，至少所述输出滚筒可绕其轴线旋转，齿轮系装置将所述组发条驱动装置驱动地相互连接起来以便协同工作，控制齿轮装置与所述齿轮系装置的到少一个齿轮相互啮合。

40、如权利要求39所述驱动装置，其中所述齿轮系装置包括一个设置于所述组发条驱动装置的每个的输出滚筒上的并可随之旋转的输出齿，及一个与所述组发条驱动装置的每个的存放滚筒装置共轴的且相对该存滚筒装置可旋转的隋齿轮。

41、如权利要求40所述驱动装置，其中所述发条驱动装置组包括一第一发条驱动装置和一个相对所述支承板的所述相对端的一端至另一端的方向处于最后的发条驱动装置，所述第一发条驱动装置的输出齿轮和惰轮两者之一面对着所述一端，而所述第一发条驱动装置的输出齿轮和惰齿轮两者的另一面朝所述另一端，所述控制齿轮装置包括分别与所述第一发条驱动装置的所述一个齿轮和所述最后的发条驱动装置的所述另一齿轮相互啮合的第一和第二控制齿轮。

42、如权利要求41所述驱动装置，其中所述存放滚筒装置的轴线与所述组的发条驱动装置的所述输出滚筒的轴线处于一共同平面内，所述第一和第二控制齿轮是可绕横切于所述支承平面的轴线旋转的并处于所述平面内。

43、如权利要求41所述驱动装置，其中所述第一和第二控制齿轮分别连接于分别绕横切于所述支承平面的第一和第二轴而随之旋转的第一和第二控制滚筒上，所述第一和第二控制滚筒及所述发条驱动装置组的输出滚筒中的每一个都包括一个与所述支承板之一的内侧相邻的法兰，每个带有许多齿的所述法兰设有所述第一和第二控制齿轮及所述发条驱动装置组的输出齿轮。

44、如权利要求43所述驱动装置及绕在每个所述第一和第二控制滚筒上的柔性线装置。

45、如权利要求44所述驱动装置，其中所述存放滚筒装置的轴线和所述发条驱动装置组的输出滚筒的曲线与所述第一和第二轴线处于同一平面内。

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