CN1615391A - 装备有单向机构的特别是用于蚊帐的粘性制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了用于滚动元件，特别是用于蚊帐的配备有单向机构的粘性制动装置(1)，该装置包括：一个包含粘性流体的定子(3)；一个包含在所述定子(3)内部的卷绕转子(5)；连接到所述转子(5)的偏心制动控制装置(7)；以及偏心制动装置(9)，为了允许沿所述转子(5)的第一转动方向进行滚动元件的粘性制动并且允许沿与所述第一转动方向相对的所述转子(5)的第二转动方向进行滚动元件的自由滑动，所述偏心制动装置与所述偏心控制装置(7)连接。

Description

装备有单向机构的特别是用于蚊帐的粘性制动装置
技术领域
本发明涉及装备有单向机构的粘性制动装置，该制动装置特别适合用于制动诸如辊子等的滚动装置，例如，所述滚动装置具有卷绕在其上的诸如蚊帐的各种材料卷，以便用于覆盖、修理或保护。
背景技术
为了便于说明，本发明将以应用于蚊帐领域进行说明，但是非常明显，本发明的装置能够用于不得不解决衰减滚动装置关闭问题的任何目的，例如用于窗户的遮光窗帘或卷绕式布帘。
在它们的传统结构中，这种系统(因为本领域众所周知，因此没有示出)有空心辊子制成，该空心辊子的一侧包含卷绕弹簧，其中这种辊子适合于以最小可能的空间在其上卷绕屏蔽织物。当该织物完全伸出时，卷绕弹簧受到很大载荷，因为其目的是当需要将织物再次卷绕到辊子上时可以不费力地将该织物收回到其静止位置。然而，假定弹簧上施加非常高的载荷，会发生辊子剧烈重绕，由此可能导致诸如手被挤压、划伤的对用户的危险，或至少带有令人不快的噪音的剧烈冲击。
发明内容
本发明的目的是通过提供一种装置解决上述现有技术的问题，该装置的一侧适合于允许打开时的织物的自由滑动，并且该装置的另一侧适合于制动由弹簧载荷关闭时返回的织物。
本发明的另一个目的是提供一种上述装置，该装置能够以非常有限的件数，优选以塑料材料实现，由此使组装操作更容易并且降低相关的成本。为此，最好的技术方案还应当使元件包含在辊子的内部，以最大限度简化安装并且不影响整个装置的美观。此外，这种布置的阻力与转速成反比，从而当弹簧被施加很大载荷(整个织物伸出)执行有效的制动并且当重绕力最小时(重绕端部)不阻止其重绕。
本发明的上述和其它目的和优点通过下面的说明将变得清楚，并且通过权利要求1中所述的粘性制动装置获得。本发明的优选实施例和重要的变化在从属权利要求中请求保护。
附图说明
通过参照附图由作为非限定示例的优选实施例将更好地描述本发明，其中：
图1是根据本发明的制动装置的实施例的透视图；
图2是图1中所示装置的侧剖视图；
图3是图1中所示装置的部分的剖视主视图；
图4是图1中所示装置的另一部分的剖视主视图；
图5是图1中所示装置的分解透视和最终安装图；
图6是图1中所示装置的分解透视图；
图7是示出关闭位置的颚板的图1中所示装置的局部分解透视图；
图8是示出开启位置的颚板的图1中所示装置的局部分解透视图；以及
图9是本发明制动装置的棘轮装置变化的示意透视图。
具体实施方式
下面将参照附图示出本发明的粘性制动装置的优选实施例。如上面已经看到，在不偏离本发明的权利要求限定的范围的情况下可以对所描述的装置进行各种变化和修改(例如，对于形状、尺寸、各种颜色以及具有等同功能的部件)，这是显而易见的。
如图中所示，本发明的粘性制动装置1装备有单向机构(为了消除手动展开期间的摩擦力)并且用于滚动元件，特别是用于蚊帐：这种元件可以以非限定的方式由辊子2(图5)构成，织物(图中未示出)围绕辊子2卷绕，例如，用于蚊帐的网状织物。
在下面的描述中，传统的术语“定子”将表示外壳，类似于电机中的称谓，并且术语“转子”表示内部元件。很明显，这只是为了方便，因为重要的是两个部件之间的相对运动。例如，同样对于电机(诸如悬挂在天花板上的电风扇)，转动部件是外部件，但是仍然是装置的“定子”。
本发明的装置1实质上包括：
至少一个包括粘性流体的定子3；
至少一个包含在定子3的内部的卷绕转子5；
连接到卷绕转子5的偏心制动控制装置7；以及
偏心制动装置9，为了允许沿转子5的第一转动方向进行滚动元件的粘性制动并且允许沿与第一转动方向相对的转子5的第二转动方向进行滚动元件的自由滑动，偏心制动装置与偏心制动控制装置7操作性地连接。
特别是在图1至8所示的实施例中作为粘性流体容器的定子3内部包含装置1的所有主要元件，定子设有允许有关弹性组装的底部切口。
而在所示的优选实施例中的转子5是执行真正制动任务的部件并且设有多个翼片，该翼片的功能是增加粘性紊乱并且用作流体的储存空间。
除了上述基本元件之外，本发明的装置1还包括适合于与用于保持装置1的外部系统11连接的至少一个滚筒10，如图5中所示。以这种方式，一旦已经将装置1放置在辊子2的内部并且已经将它操作性地连接到外部保持装置11，就可以以简单、直接并且有效的方式实现蚊帐的最终操作结构，或这种类型的其他系统。滚筒10内部容纳偏心制动控制装置7以及偏心制动装置9；滚筒10外部必须具有足够的机械阻力，以刚性地耦合到与用于整个系统的支撑框架的固定部分成一体的弹性联轴节。在可能实施例中的一个中，弹性联轴节通过盘绕方向与制动锁定当向相反的螺旋弹簧部分获得：以这种方式，即当它受压时，它趋于紧固卷绕滚筒自身，以阻止滚筒。滚筒10的后部容纳梯形钩持轮廓30，该梯形钩持轮廓30适合于插入定子底部切口内并且允许咬合地关闭装置1。
特别是在图示的非限定实施例中，偏心制动控制装置7由具有两个螺旋形外表面24、26的圆柱形元件构成，当该外表面沿第一方向转动时，增大抵抗滚筒10的偏心制动装置9(图8)，而当沿第二方向转动时，对制动斜坡“脚后跟”的操作完全释放张开动作(图7)，由此允许滚筒10的内部的偏心制动装置9自由转动。在这种情况下主要的重要性是装置1的展开梯度小于所用材料的摩擦系数，因为，否则，在不进行正确制动动作的情况下制动装置9会转动滞后。
此外，特别是偏心制动装置9由至少两个颚板9′、9″构成，颚板由两个变壁厚的半圆筒构成：这种颚板9′、9″适合于填充在偏心制动控制装置7和滚筒10之间的空间中。对于颚板9′、9″，机械精度很重要，因为用于正确动作的可能偏心等于一毫米的十分之几：过大的间隙会损害颚板9′、9″的锁定，而更小的间隙会妨碍他们正确的自由转动。本发明的装置1还包括粘性流体的保持装置12，该保持装置12的一侧操作性地插入转子5和定子3之间，而另一侧插入转子5和滚筒10之间，以防止粘性流体从装置1流出。特别是保持装置12能够由至少两个垫圈(例如O型环或唇形密封、迷宫式密封等)14、16构成，一个14放置在定子3和转子5之间的界面处，另一个16放置在转子5和滚筒10之间的界面处。第二层面的垫圈16用于防止油从接触颚板9′、9″处降低它们功能的即使最小的泄漏。但是，这种垫圈16对于本发明不是必要的：实际上，例如，在棘轮装置类型的单向装置的情况下，它是无用的。其它类型的保持装置12很明显是可以的，只要它们适合于实现相同的流体保持功能。
此外，定子3设有至少一个夹持件18(例如，示出一个键状的)，夹持件18适合于接合辊子2(如图5中所示)，以便将辊子2操作性地连接到装置1。实际上键的目的是防止辊子2和装置1之间的相对转动。由于同样的原因，在特定的应用中滚筒10同样可以设有键。
对于用于本发明的装置1操作的粘性流体，它可以是(优选，但不排除其它范围)用于一些粘性动力制动装置的高粘性油，例如100,100cSt油，或油脂以便密封件更容易生效。然而，优选的选择仍然是油，因为为了能够制造当速度趋于零时力趋于零的装置，必须使用液体而不是固体，尽管极其可屈服。
对于本发明的装置1的物理和热动力特性，它用15N的制动力在典型的0.3m/s的重卷期间经受了至少0.2Nm的回转扭应力并且消耗5机械W的功率。在大约2m制动距离的单次试验中，以及在以最大速度重复动作的情况下，它不是很热。
从上述优选实施例的描述可以清楚地看出，本发明提供了在多数不同领域中许多的应用变化。实际上其所基于的基本原理是以简单但不是主要的方式实现流体动力制动系统的运动链，该运动链基本上由运动部件和流体动力制动装置构成，该运动部件适合于无论是出现开启或关闭阶段都以向右或向左运动传递力矩，并且流体动力制动装置由一个或多个粘性摩擦级制成，每一个粘性摩擦级由定子和转子构成。
这些优选变化(图中未示出)中的一个如此设置：本发明的装置1还设有倍速器(例如周转轮系型倍速器)，所述倍速器放置在转子5的入口处并且适合于增加转子5的速度，以获得更大的制动力矩或较低的油粘性等级(用于加速装置1的制造过程)。这种类型的布置还有助于制动力矩的效果随转速的增加而增加，因为转子速度比定子速度大等于速比的量。此外，在周转轮系减速装置的特定情况下，实现转子转动方向的反向，从而相对转子-定子速度等于：
Δω＝ωr+ωs*R
其中Δω是转子-定子角速度，ωr是转子角速度，ωs是定子角速度。
由此导出如果制动元件不得不以较小空间获得，则该布置特别有利。
尽管前面的描述基于流体动力型的制动装置1，但是本发明的重要特征是利用任何类型的制动力矩固有地取决于反转速度ω的制动装置，以便避免为了完成窗帘的开启必须手动干涉。实际上，除了上述装置之外，还可以设计出基于涡流制动装置的等同装置(图中未示出)。在其最简单的布置中，它由一个由导电材料或磁性材料制成的定子、以及由磁性材料(可以是电磁材料，以外部致动)或导电材料制成的转子构成。根据这种变化，通过相对移动两个部件，切割导电材料的磁力线通量变化在其中感应涡流(傅科电流)，涡流又产生与产生它的过程或运动自身相反方向的磁场(楞次定律)，由此执行期望的制动动作。尽管这种布置成本高，但是这种布置允许获得能够在最低温度操作的装置，这种情况用油不总是可能的。此外，在利用电磁的情况下，从外面致动制动装置的可能性允许避免插入单向装置，以降低关闭制动能力。
此外，本发明的进一步变化是可能的，例如，可以用于单向(或飞轮)装置，所有这些变化适合于当窗帘转动方向反转时分开制动力矩，以便避免在关闭步骤期间具有制动力。
作为被使用的飞轮的(非限定)变化，所有的都能由塑料材料制造(因为蚊帐等需要较小的制动力矩)，作为例子可以描述两种类型。第一种是棘轮装置型(如图9中所示)，其中定子3′包含在转子5′的内部并且设有至少一个弹性捕获舌20，捕获舌20适合于与相应的锯齿22协作，转子5′的内周表面设有锯齿22，以便实现沿一个方向的制动动作以及沿相对方向的滑动动作。由该实施例，避免使用滑润剂和与其相关的密封问题。
比上述一个变化操作噪音小的另一个变化是具有螺旋弹簧制动装置的类型：在这种情况下，利用了下述原理：螺旋弹簧围绕销轴卷绕(或被强制安装在孔中)，当它由外部力矩强制沿相同的卷绕方向转动时，则放松其抓持并且让销轴滑动，而当它被强制沿相对的方向转动时，则越来越紧地绷紧，阻止销轴自身。在这种情况下，飞轮方向能够容易地转向，用向左的弹簧代替向右的弹簧并且反之亦然。该弹簧还可以用于制动装置和固定部件之间的接合关节。
因此，上述实施例示出了全部通过注塑由塑料制造的制动装置(乙缩醛均聚物)：这允许在较大体积的情况下高度地节省成本。此外，由于没有设置金属部件，因此允许部件经受磨损，以具有更高的运行可重复性和降低粗糙度，所有这些都有利于可靠性。单向件的存在允许在用于蚊帐等的特定应用中极大地提高必要的作用力，以致动应用单向件的窗帘。

Claims (16)

1.用于滚动元件，特别是用于蚊帐的配备有单向机构的粘性制动装置(1)，其特征在于，该装置包括：
包含粘性流体的至少一个定子(3)；
包含在所述定子(3)内部的至少一个卷绕转子(5)；
连接到所述卷绕转子(5)的偏心制动控制装置(7)；以及
偏心制动装置(9)，所述偏心制动装置与所述偏心控制装置(7)操作性地连接，以便允许沿所述转子(5)的第一转动方向进行滚动元件的粘性制动并且允许沿与所述第一转动方向相对的所述转子(5)的第二转动方向进行滚动元件的自由滑动。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述装置还包括至少一个滚筒，所述滚筒适合于与用于保持所述装置(1)的外部系统(11)连接。
3.根据权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，所述装置还包括所述粘性流体的保持装置(12)，所述保持装置(12)的一侧操作性地插入所述转子(5)和所述定子(3)之间并且其另一侧插入在所述转子(5)和所述滚筒(10)之间以防止所述粘性流体从所述装置(1)泄漏。
4.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，所述保持装置(12)由至少一个垫圈(例如O型环或唇形密封)(14)构成，所述垫圈(14)放置在定子(3)和转子(5)之间的界面处。
5.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，所述保持装置(12)由两个垫圈(例如O型环或唇形密封)(14、16)构成，其中一个垫圈(14)放置在定子(3)和转子(5)之间的界面处，并且另一个垫圈(16)放置在转子(5)和滚筒(10)之间的界面处。
6.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述定子(3)和/或转子(5)设有至少一个夹持件(18)，所述夹持件(18)适合于接合所述辊子(2)，以便将所述辊子(2)操作性地连接到所述装置(1)。
7.根据权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，所述偏心制动控制装置(7)由具有两个螺旋形外表面(24、26)的圆柱形元件构成，当沿所述第一方向转动时，所述外表面抵抗所述滚筒(10)增大所述偏心制动装置(9)，而当沿所述第二方向转动时，抵抗所述滚筒(10)释放与所述偏心制动装置(9)的接合。
8.根据权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，所述偏心制动装置(9)由至少两个颚板(9′、9″)构成，所述颚板由两个可变壁厚的半圆筒构成，所述颚板(9′、9″)适合于填充在所述偏心制动控制装置(7)和所述滚筒(10)之间的空间中。
9.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述粘性流体是高粘性油。
10.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述粘性流体是油脂。
11.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述装置还设有倍速器，所述倍速器放置在所述转子(5)的入口处，所述倍速器适合于增加所述转子(5)的速度，以获得更大的制动力矩或较低的油粘性等级。
12.根据权利要求11所述的装置(1)，其特征在于，所述倍速器是周转轮系型。
13.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)是具有涡流制动装置型的，所述装置(1)包括由导电材料制成的定子以及由磁性材料制成的转子。
14.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)是具有涡流制动装置型的，所述装置(1)包括由磁性材料制成的定子以及由导电材料制成的转子。
15.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)是具有棘轮制动装置型的，所述定子(3′)包含在所述转子(5′)的内部，所述定子(3′)设有至少一个弹性捕获舌(20)，所述捕获舌(20)适合于与相应的齿(22)协作，所述转子(5′)的内周表面设有所述齿(22)，以便实现沿一个方向的制动动作以及沿相对方向的滑动动作。
16.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)是具有螺旋弹簧制动装置型的，所述装置(1)设有至少一个围绕销轴卷绕的螺旋弹簧，当所述螺旋弹簧由外部力矩强制沿相同的卷绕方向转动时，则放松其抓持并且让所述销轴滑动，而当所述螺旋弹簧被强制沿相对的方向转动时，则越来越严格地绷紧，由此锁定所述销。
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