CZ35757U1 - Otevíravý systém s magnetickým tlumičem a zarážkou a magnetický tlumič a zarážka - Google Patents

Description

Otevíravý systém s magnetickým tlumičem a zarážkou a magnetický tlumič a zarážka

Oblast techniky

Technické řešení se týká otevíravého systému s magnetickým tlumičem a zarážkou, který obsahuje pohyblivou část a nepohyblivou část, přičemž na pohyblivé části je uspořádán alespoň jeden první magnetický člen magnetického tlumiče a zarážky a na nepohyblivé části je uspořádán alespoň jeden druhý magnetický člen magnetického tlumiče a zarážky, kde každý magnetický člen obsahuje alespoň jeden permanentní magnet.

Technické řešení se také týká magnetického tlumiče a zarážky.

Dosavadní stav techniky

V současnosti jsou známy tlumiče a zarážky otevíravých systémů pro otevíravé systémy obsahující permanentní magnety, mezi nimiž, v závislosti na vzájemné orientaci pólů dvojice magnetů působí přitažlivé nebo odpudivé síly. Tyto systémy se mohou otevírat například rotačně, výklopně/sklopně nebo posuvně, případně jejich kombinací. Příkladem otevíravého systému jsou například dveře, jejíž pohyblivou část tvoří dveřní křídlo a nepohyblivou část tvoří dveřní zárubeň nebo zarážka uložená v podlaze. V závislosti na vzájemné orientaci pólů magnetů, je pak funkcí zarážky a tlumiče udržovat systém v zavřeném stavu, nebo otevřeném stavu, kdy brání nadměrnému otevření pohyblivé části systému, případně tlumí jejich náraz, aby nepoškodily samy sebe nebo předměty uložené v jejich směru otevírání.

U tlumičů a zarážek otevíravých systémů obsahujících magnety se využívá jejich vzájemného magnetického silového působení dvěma způsoby.

V prvním provedení jsou dva magnety orientovány k sobě souhlasnými póly a navzájem se odpuzují. Odpudivá síla mezi magnety se při jejich vzájemném přibližování zvětšuje, přičemž svého maxima dosahuje v těsném kontaktu magnetů. Jeden z magnetů je obvykle uložen v pohyblivé části systému, například v křídle dveří, a druhý magnet je umístěn v nepohyblivé části systému, například v zarážce uložené v podlaze. Toto uspořádání magnetů zabraňuje například nadměrnému otevření dveřního křídla a případnému nežádoucímu poškození jak dveřního křídla, tak i objektů nacházejících se v jeho směru pohybu.

Druhé provedení využívá vlastnosti magnetu, kdy se magnety orientovány směrem k sobě opačnými póly navzájem přitahují. Toho se využívá například k zabránění samovolného otevírání dveří, kdy je jeden z magnetů uložen do křídla dveří a druhý magnet do dveřní zárubně. Případně je tento druhý magnet, místo do dveřní zárubně, uložen do podlahy či stěny ve směru otevírání dveřního křídla, a tím je toto křídlo dveří udržováno v otevřené poloze.

Nevýhoda současných provedení spočívá v tom, že v závislosti na vzájemné orientaci magnetů, se magnety mezi sebou buď pouze přitahují nebo odpuzují.

Výše popsanou nevýhodu současného stavu techniky částečně řeší dokument CZ 307490, který popisuje magnetickou zarážku obsahující dva magnetické členy, z nichž jeden obsahuje vybrání, do kterého je svým čelem alespoň částečně zasahuje druhý z magnetických členů. Magnetické členy jsou proti sobě orientovány shodnými póly, takže se magnetické členy při vzájemném přibližování se od sebe odpuzují. Při blízkém přiblížení se postupně zasouvá čelní strana jednoho z magnetických členů do vybrání druhého z magnetických členů, přičemž klesá velikost odpudivé síly a zvyšuje se velikost přitažlivé síly. Po překonání definované hranice je velikost přitažlivé síly větší než odpudivé síly a magnetické členy jsou k sobě přitahovány.

- 1 CZ 35757 UI

Nevýhodou výše popsaného provedení je zejména mechanické poškození magnetů, kdy odpudivá síla magnetických členů dostatečně neutlumí náraz, a to buď následkem velkého nárazu, při tzv. bouchnutím dveřmi, nebo následkem opakovaných menších nárazů. Jsou-li magnety uspořádány a/nebo tvarovány tak, že je mezi nimi nízká odpudivá síla, pak nedochází k dostatečnému utlumení nárazů a výše popsanému mechanickému poškození. Jsou-li naopak magnety uspořádány a tvarovány tak, že je mezi nimi vysoká odpudivá sílaje nutné vyvinout velkou sílu pro překování této odpudivé síly, načež je vyvinutá síla následně přenesena do nárazu magnetických členů.

Cílem technického řešení je magnetický tlumič a zarážka otevíravých systémů, který/která odstraňují nevýhody dosavadního stavu techniky.

Podstata technického řešení

Cíle technického řešení je dosaženo otevíravým systémem s magnetickým tlumičem a zarážkou podle technického řešení Jehož podstata spočívá v tom, že druhý magnetický člen je uložen mimo dráhu pohybu prvního magnetického členu a přední konce obou magnetických členů ve směru dráhy pohybu prvního magnetického členu vůči druhému magnetickému členu jsou opačně pólově orientované.

Cíle technického řešení je dále dosaženo magnetickým tlumičem a zarážkou pro otevíravý systém, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje alespoň jeden první magnetický člen uzpůsobený pro uložení na pohyblivou část otevíravého systému a pohyb v dráze, přičemž dále obsahuje alespoň jeden druhý magnetický člen uzpůsobený pro uložení na nepohyblivou část otevíravého systému mimo dráhu tak, že přední konce obou magnetických členů jsou ve směru dráhy pohybu prvního magnetického členu vůči druhému magnetickému členu opačně pólově orientované a druhý magnetický člen má nenulovou vzdálenost od dráhy pohybu prvního magnetického členu.

Pro zvýšení odpudivých a přitažlivých sil mezi magnetickými členy obsahuje alespoň jeden z magnetických členů dva permanentní magnety uložené mimo dráhu pohybu permanentního magnetu druhého z dvojice magnetických členů.

Ve výhodném provedení pak mají permanentní magnety prstencový tvar nebo více permanentních magnetů uspořádaných do prstencového tvaru, přičemž vnitřní průměr jednoho z permanentních magnetů je větší než vnější průměr druhého z permanentních magnetů.

Objasnění výkresů

Magnetický tlumič a zarážka otevíravých systémů podle technického řešení bude popsán podle schematického zobrazení na výkresech, kde obr. 1 základní variantu provedení s jedním stacionárním permanentním magnetem v otevřené poloze, obr. 2 základní variantu provedení s jedním stacionárním permanentním magnetem v rovnovážném stavu, obr. 3 základní variantu provedení s jedním stacionárním permanentním magnetem v nestabilní poloze, obr. 4 základní variantu provedení uspořádanou na otevíravém systému, obr. 5 druhou variantu provedení se dvěma stacionárními permanentními magnety v otevřené poloze, obr. 6 druhou variantu provedení se dvěma stacionárními permanentními magnety v rovnovážném stavu, obr. 7 druhou variantu provedení se dvěma stacionárními permanentními magnety v nestabilní poloze, obr. 8 druhou variantu provedení uspořádanou na otevíravém systému, obr. 9 třetí prstencovou variantu provedení v otevřené poloze, obr. 10 třetí prstencovou variantu provedení v rovnovážném stavu, obr. 11 třetí prstencovou variantu provedení v nestabilní poloze, obr. 12 graf závislost síly vyvozené magnetickým tlumičem a zarážkou na vzdálenosti dvojice permanentních magnetů.

-2 CZ 35757 UI

Příklady uskutečnění technického řešení

Magnetický tlumič a zarážka otevíravých systémů obsahuje dvojici magnetických členů 1, 2, přičemž mobilní magnetický člen 1 je uložen na pohyblivé části systému a stacionární magnetický člen 2 je uložen na nepohyblivé části systému. V jedné variantě provedení jsou magnetické členy 1, 2 opatřeny otvory, které slouží pro vložení spojovacího prvku, například šroubu, sloužící ke spojení magnetických členů 1, 2 s pohyblivou a nepohyblivou částí systému. V dalším provedení mohou být magnetické členy 1, 2s pohyblivou nebo nepohyblivou částí systému spojeny jiným známým způsobem, například přilepeny. V dalším provedením mohou být magnetické členy 1, 2 součástí pohyblivé a/nebo nepohyblivé části systému, např. z výroby.

Magnetické členy 2 obsahují alespoň jeden permanentní magnet 11, 21. Permanentní magnet 11, 21 může být spřažen s alespoň jedním pólovým nástavcem, přičemž jeden magnetický člen 1, 2 z dvojice magnetických členů 1, 2 může obsahovat jen permanentní magnet 11. 21 a druhý z této dvojice magnetických členů j_, 2 obsahuje permanentní magnet 11, 21 s pólovým nástavcem. Jednotlivé permanentní magnety 11, 21 nebo pólové nástavce jednoho magnetického členu j_, 2 se pak mohou lišit materiálem použitým na výrobu. V jedné variantě provedení je pak magnetický člen 1, 2 tvořen samotným permanentním magnetem 11, 21.

Stacionární permanentní magnet 21, případně více stacionárních permanentních magnetů 21 jsou na nepohyblivé části systému uloženy mimo dráhu H pohybu mobilního permanentního magnetu 11, resp. více mobilních permanentních magnetů 11 na pohyblivé části systému, a permanentní magnety 11, 21 se tak míjí s určitou mezerou. Provoz magnetického tlumiče a zarážky otevíravých systémů je tak zcela bezkontaktní, čímž se eliminuje poškození permanentních magnetů 11. 21 v důsledku mechanického poškození. Permanentní magnety 11, 21 jsou v magnetických členech 2 orientovány tak, že jejich přední strany ve směru dráhy H mobilního permanentního magnetu 11 jsou opačně pólově orientované. Shodné magnetické póly S, J permanentních magnetů 11. 21 jsou tak orientovány stejným směrem, tedy např. severní magnetické póly Sve směru dráhy H mobilního permanentního magnetu 11 a jižní magnetické póly J proti směru dráhy H mobilního permanentního magnetu 11 nebo opačně.

Na obr. 1 až obr. 3 je zobrazena základní varianta magnetického tlumiče a zarážky otevíravých systémů obsahující mobilní magnetický člen 1 s jedním mobilním permanentním magnetem 11 pro uložení na pohyblivou část systému a stacionární magnetický člen 2 s jedním stacionárním permanentním magnetem 21 pro uložení na nepohyblivou část systému.

Na obr. 1 je zobrazeno uspořádání magnetických členů 1, 2 v otevřeném stavu, při kterém převažuje přitažlivá síla mezi opačně orientovanými póly S, J permanentních magnetů 11. 21. Při přibližování mobilního permanentního magnetu 11 ke stacionárnímu permanentnímu magnetu 21 dochází k nárůstů přitažlivé síly mezi opačně orientovanými póly S, J permanentních magnetů 11. 21. ale současně k mnohem většímu nárůstů odpudivé síly mezi souhlasně orientovanými póly S, J permanentních magnetů 11, 21. Jakmile se velikosti přitažlivé a odpudivé síly vyrovnají jsou permanentní magnety 11, 21 v rovnovážném stavu A. Na obr. 2 je zobrazeno uspořádání magnetických členů 1, 2, ve kterém jsou přední strany permanentních magnetů 11. 21 nad sebou v poloze, při které jsou přitažlivé síly a odpudivé síly mezi permanentními magnety 11, 21 v rovnovážném stavu A, tzv. přídržná poloha. Při dalším přibližování dochází k míjení permanentních magnetů 11. 21 a narůstání odpudivé síly, které navrací mobilní permanentní magnet 11 proti dráze H pohybu mobilního permanentního magnetu 11 zpět do rovnovážného stavu A. Pokud i nadále dochází k pohybu mobilního permanentního magnetu 11 ve směru dráhy H pohybu mobilního permanentního magnetu 11 k nepohyblivé části systému, mobilní permanentní magnet 11 se přesune vedle stacionárního permanentního magnetu 21. opět se vyrovnají přitažlivé a magnetické síly mezi permanentními magnety 11, 21 a permanentní magnety 1M, 21 jsou v tzv. nestabilní rovnovážné poloze C. Na obr. 3 je zobrazeno uspořádání magnetických členů 1, 2, ve kterém je přední strana mobilního permanentního magnetu 11 v jedné rovině se zadní stranou

-3CZ 35757 UI stacionárního permanentního magnetu 21 v nestabilní rovnovážné poloze C, ve které j sou přitažlivé síly a odpudivé síly mezi permanentními magnety 11, 21 v rovnováze.

V příkladném provedení zobrazeném na obr. 4 je pohyblivá část systému tvořena dveřním křídlem D a nepohyblivá část systému je tvořena stěnou místnosti E. V horní stěně dveřního křídla D je uložen mobilní magnetický člen 1 s mobilním permanentním magnetem 11. který je při otevřeném dveřním křídle D orientovaný svou přední stranou se severním pólem S směrem ke stěně místnosti E, na které je uložen stacionární permanentní magnet stacionární magnetický člen 2, přičemž stacionární magnetický člen 2 je uložený ve výšce nad horní hranou dveřního křídla D. Ve spodní části stacionárního magnetického členu 2 se nachází stacionární permanentní magnet 21. který je orientovaný svoji zadní stranou se severním pólem S směrem ke stěně místnosti E, tedy svoji přední stranou s jižním pólem J směrem k otevřenému dveřnímu křídlu D, resp. k mobilnímu permanentnímu magnetu 11 na něm uloženém.

V dalším provedení se zcela míjí pouze permanentní magnety 11, 12, přičemž se magnetické členy 1, 2 mohou k sobě přibližovat až do vzájemného kontaktu. Nežádoucí kontakt mezi magnetickými členy 1, 2 je eliminován nebo alespoň významně zredukován odpudivou silou mezi permanentními magnety 11, 12.

Na obr. 5 až obr. 7 je zobrazena další varianta magnetického tlumiče a zarážky otevíravých systémů obsahující mobilní magnetický člen 1 s jedním mobilním permanentním magnetem 11 na pohyblivé části systému a stacionární magnetický člen 2 s dvěma stacionárními permanentními magnety 21 na nepohyblivé části systému. Stacionární permanentní magnety 21 jsou ve stacionárním magnetickém členu 2 uloženy od sebe ve vzdálenosti odpovídající šířce mobilního permanentního magnetu 11, který tak může být do této mezery zasunut.

Na obr. 5 je zobrazeno uspořádání magnetických členů 1,2 v otevřeném stavu, při kterém převažují přitažlivé síly mezi opačně orientovanými póly S, J permanentních magnetů 11, 21. Při přibližování mobilního permanentního magnetu 11 ke stacionárním permanentním magnetům 21 dochází k nárůstů přitažlivé síly mezi opačně orientovanými póly S, J permanentních magnetů 11. 21. ale současně k mnohem většímu nárůstů odpudivé síly mezi souhlasně orientovanými póly S, J permanentních magnetů 11, 21. Jakmile se velikosti přitažlivé a odpudivé síly vyrovnají, jsou permanentní magnety 11. 21 v rovnovážném stavu. Na obr. 6 je zobrazeno uspořádání magnetických členů 1, 2, ve kterém jsou přední strany permanentních magnetů 11. 21 vedle sebe v poloze, při které jsou přitažlivé síly a odpudivé síly mezi permanentními magnety 11, 21 v rovnovážném stavu A, tzv. přídržná poloha. Při dalším přibližování dochází k míjení permanentních magnetů 11. 21. v tomto případě k zasouvání mobilního permanentního magnetu 11 mezi dva stacionární permanentní magnety 21, a narůstání odpudivé síly, které navrací mobilní permanentní magnet 11 proti dráze H pohybu mobilního permanentního magnetu 11 zpět do rovnovážného stavu A. Pokud i nadále dochází k pohybu mobilního permanentního magnetu 11 v jeho směru dráhy H pohybu, mobilní permanentní magnet 11 se přesune vedle stacionárního permanentního magnetu 21, opět se vyrovnají přitažlivé a magnetické síly mezi permanentními magnety 11, 21 a permanentní magnety 11, 21, ve kterém jsou přední strany permanentních magnetů 11. 21 vedle sebe v jedné rovině, jsou v tzv. nestabilní rovnovážné poloze C. Na obr. 7 je zobrazeno uspořádání magnetických členů 1, 2 v nestabilní poloze C, ve které jsou přitažlivé síly a odpudivé síly mezi permanentními magnety 11, 21 v rovnováze.

V příkladném provedení zobrazeném na obr. 8 je pohyblivá část systému tvořena dveřním křídlem D a nepohyblivá část systému je tvořena stěnou místnosti E. Zobrazený magnetický tlumič a zarážka otevíravých systémů obsahuje mobilní magnetický člen 1 na dveřním křídle D s jedním mobilním permanentním magnetem 11 a stacionární magnetický člen 2 na nástavci na stěně místnosti E se dvěma stacionárními permanentními magnety 21. Mobilní permanentní magnet 11 na dveřním křídle D je při otevřeném dveřním křídle D orientovaný svoji přední stranou se severním pólem S směrem ke stěně místnosti E. Stacionární permanentní magnety 21 jsou ve stacionárním magnetickém členu 2 uloženy tak, že jsou orientovány svoji zadní stranou se

-4CZ 35757 UI severním pólem S směrem ke stěně místnosti E, tedy svoji přední stranou s jižním pólem J směrem k mobilnímu magnetickému členu 1 na otevřeném dveřním křídle D. přičemž jsou stacionární permanentní magnety 21 ve stacionárním magnetickém členu 2 odsazeny od sebe v takové vzdálenosti, aby byla mezera mezi těmito stacionárními permanentními magnety 21 větší než šířka mobilního permanentního magnetu 11. V zobrazené variantě je přední strana mobilního magnetického členu 1 opatřena dvěma pružnými dorazy 3, které utlumí případný kontakt mezi magnetickými členy J, 2.

V další variantě provedení obsahuje stacionární magnetický člen 2 jeden nebo více stacionárních permanentních magnetů 21, které jsou upořádány tak, že vytváří otvor pro zasunutí mobilního permanentního magnetu 11. Ve výhodném provedení pak je stacionární permanentní magnet 21 prstencového tvaru, resp. je více stacionární permanentních magnetů 21 uspořádáno do prstencového tvaru a mobilní permanentní magnet 11 má tvar uzpůsobený pro zasunutí do stacionárního permanentního magnetu 21.

V příkladném provedení, schematicky zobrazeném na obr. 9 až obr. 11 mají permanentní magnety 11. 21 prstencový tvar, přičemž vnější průměr mobilního permanentního magnetu lije menší, než vnitřní průměr stacionárního permanentního magnetu 21, takže je mobilní permanentní magnet 11 zasunutelný do stacionárního permanentního magnetu 21. Na obr. 9 je zobrazeno uspořádání magnetických členů 1, 2 v otevřeném stavu, na obr. 10 je zobrazeno uspořádání magnetických členů 1, 2 v rovnovážném stavu A a na obr. 11 je zobrazeno uspořádání magnetických členů 1, 2 v nestabilní rovnovážné poloze C.

Na obr. 12 je zobrazena typická silová charakteristika, zobrazující závislost síly vyvozené magnetickým tlumičem a zarážkou otevíravých systémů na vzdálenosti dvojice permanentních magnetů 11, 21. Kladné hodnoty síly zobrazují dominantní přitažlivé síly a záporné hodnoty dominantní odpudivé síly.

V průběhu přibližování permanentních magnetů 11, 21 dochází vlivem orientace pólů permanentních magnetů 11, 21 nejprve k jejich přitahování až do bodu rovnováhy A, tzv. přídržná poloha. Při dalším přibližování dochází k míjení permanentních magnetů 11. 21. v kruhovém uspořádání dochází k zasouvání jednoho z dvojice permanentních magnetů 11, 21 do druhého z dvojice, a narůstání odpudivé síly k její maximální síle B, která sníží rychlost pohyblivé části systému a navrací systém zpět do bodu rovnováhy A. V důsledku uspořádání a orientace permanentních magnetů 11, 21 je maximální odpudivá síla B o řád vyšší než maximální přitažlivá síla. Při dalším přibližování se permanentní magnety 11, 21 dostanou do druhé rovnovážné polohy C, ve které jsou permanentní magnety 11, 21 vůči sobě ve střední poloze, tj. vedle sebe. Při dalším přibližování, respektive míjení permanentních magnetů 11, 21 jsou magnetické interakce mezi permanentními magnety 11, 21 obrácené, tj. stejné jako kdyby se mobilní permanentní magnet 11 vracel na dráze H pohybu mobilního permanentního magnetu 11 do výchozí polohy. Vhodným konstrukčním uspořádáním tak lze magnetický tlumič a zarážku otevíravých systémů používat v oboustranném provedení, tj. ke tlumení pohybu a k zajištění polohy pohyblivé části systému z obou stran.

Uspořádáním magnetických členů 1, 2, resp. permanentních magnetů 11, 12 na pohyblivé a nepohyblivé části systému je nastavena mezera mezi permanentními magnety 11, 12, čímž lze uživatelsky změnit maximální vyvozenou přitažlivou a odpudivou sílu. Zvýšení přitažlivé a odpudivé síly mezi permanentními magnety 11, 12 lze dále docílit např. zvětšením množství permanentních magnetů 11, 12 na jedné z částí systému. Pro pohyblivé části systému s větší hmotností lze použít více magnetických tlumičů a zarážek otevíravých systémů.

Pro průměrného odborníka v oboru je zřejmé, že výše popsané technické řešení nemusí sloužit pouze k zajištění otevřené polohy pohyblivé části systému, ale lze také použít k zajištění zavřené polohy pohyblivé části systému, resp. jakékoliv požadované mezipolohy pohyblivé části systému.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Otevíravý systém s magnetickým tlumičem a zarážkou, který obsahuje pohyblivou část a nepohyblivou část, přičemž na pohyblivé části je uspořádán alespoň jeden první magnetický člen (1) magnetického tlumiče a zarážky a na nepohyblivé části je uspořádán alespoň jeden druhý magnetický člen (2) magnetického tlumiče a zarážky, kde každý magnetický člen (1,2) obsahuje alespoň jeden permanentní magnet (11, 21), vyznačující se tím, že druhý magnetický člen (2) je uložen mimo dráhu (H) pohybu prvního magnetického členu (1) a přední konce obou magnetických členů (1, 2) ve směru dráhy (H) pohybu prvního magnetického členu (1) vůči druhému magnetickému členu (2) jsou opačně pólově orientované.
2. 2. Otevíravý systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jeden magnetický člen (1, 2) obsahuje alespoň dva permanentní magnety (11,21).
3. 3. Otevíravý systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že magnetické členy (1, 2) obsahují permanentní magnety (11, 21) prstencového tvaru, přičemž vnitřní průměr prstence permanentního magnetu (11, 21) jednoho z magnetických členů (1, 2) je větší než vnější průměr prstence permanentního magnetu (11,21) druhého z magnetických členů (1,2).
4. 4. Magnetický tlumič a zarážka pro otevíravý systém podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jeden první magnetický člen (1) uzpůsobený pro uložení na pohyblivou část otevíravého systému a pohyb v dráze (H), přičemž dále obsahuje alespoň jeden druhý magnetický člen (2) uzpůsobený pro uložení na nepohyblivou část otevíravého systému mimo dráhu (H) tak, že přední konce obou magnetických členů (1,2) jsou ve směru dráhy (H) pohybu prvního magnetického členu (1) vůči druhému magnetickému členu (2) opačně pólově orientované a druhý magnetický člen (1,2) má nenulovou vzdálenost od dráhy (H) pohybu prvního magnetického členu (1).