CN101018924A - 一种用于重型门的带自动返回功能的铰链装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于重型门的带自动返回功能的铰链装置,所述门具有一对铰链,所述铰链装置带有一对凸轮长度互不相同的凸轮轴。该铰链装置包括固联于第一铰链的中央体,以及分别固联于第二铰链上下侧的第一和第二引导管。一对轴相对地安装在中央体中,而与轴相联接的第一和第二铰链分别安装在第一和第二引导管中。第一凸轮轴的凸轮是部分成形的,由此使第一铰链仅在开门初始时段和关门最后时段起动,而第二铰链是一个带有自动返回功能的常规铰链。

Description

一种用于重型门的带自动返回功能的铰链装置
技术领域
本发明涉及一种用于重型门的带自动返回功能的铰链装置,特别是涉及这样一种用于重型门的带自动返回功能的铰链装置,其包含两个封闭液压回路,和对应于这两个封闭液压回路的凸轮图(cam diagram)长度不同的凸轮轴,从而在不增加铰链装置外径的情况下,通过上述一对凸轮图长度不同的凸轮轴来维持使重型门关闭的力,同时将开启门所需的力降至最低,以能够使用较小的力而很容易地将重型门打开。
背景技术
一般来说,铰链装置根据需要将两个部件隔开,或绕轴将一个组件叠在另一部件上。铰链的典型示例是用于门或窗框的包括水平致动器的左/右旋转铰链装置;或是用于冰箱、手机或笔记本电脑的包括竖直致动器的上/下旋转铰链装置。
韩国实用新型No.0271646提供了一种现有技术的铰链式开关门装置,其中液压关门器和弹簧关门器被分别单独配置,并组合在一起。
在铰链装置组合使用弹簧关门器和液压关门器的情况下,开门所需的力与门的打开角度是成比例增长的,于是用户在开启重型门的时候需要用更大的力。
此外,由于在铰链装置关闭方向上产生的旋转惯性力与门的打开角度是同比例增长的,由于大型或重型的门在关闭时会有很高的速度,因此可能在快速关闭重型或大型门的时候对用户造成伤害。
此外,韩国发明专利No.435188提供了一种使用具有螺线凸轮图的单凸轮轴铰链装置,其中最终的关门速度被精确设定,同时稳定的多级自动返回速度设定结构被稳定来防止关门时速度过快。
然而这种铰链装置通常是应用于不需要较大的力来关闭的轻型或小型门,例如用于泡菜冰箱(一种用来储存发酵食品如韩国的传统食品韩国泡菜的储存设备),或者一般的小型冰箱。同样地,由于铰链装置上的阻尼力很不足,因此将其用于在重量上与小型门有显著差别的重型或大型门上,是非常困难的。
考虑到大型门的重量,要使铰链装置能具有与大型门相应的适当阻尼力,需要增加关门所用的力。为此,必须要增大铰链装置的外径。更确切地说,构成液压回路的内腔和其它所有部件都需要选用大型的,以产生符合大型门的重量的适当阻尼力,并由此增加门的阻尼力。
然而如果铰链装置的直径大幅度增大,打开该大型门所需的力也会与门的打开角度成比例地增大。于是打开重型门或大型门会变得更加困难。
进一步地说,在上述门上使用的铰链装置外径增大的情况下,铰链装置的中心,即门的旋转中轴,会超过为使门平稳转动而设定的门的旋转中轴参考值。于是,在极端的情况下,门可能无法打开或(反向地)关闭。
另外,靠近门或携带大体积物品的行人在经过铰链装置时受到影响,因为该铰链装置的外径增大因而比门明显地凸出。
发明内容
技术问题
为解决上述问题,本发明的目的在于提出一种用于带自动返回功能的大型的重型门的铰链装置,其中包含至少两个闭合液压回路,并具有两个在其升降长度上凸轮图案不同的凸轮轴以及两个回复弹簧,以因此通过两个弹簧,在不增加铰链装置直径的情况下维持关闭该大型重型门所需的力,并同时通过使用上述的一对分别具有不同凸轮图长度的凸轮轴将开门所需的力降至最低,从而使得大型重型门能很容易地在用力较小的情况下被打开。
本发明的另一个目的是提供这样一种用于带自动返回功能的大型重型门的铰链装置,其具有液压回路结构和升降通孔的凸轮图长度,以引导一对活塞同时上升和下降,其中,在开门时需要用到两种力,第一种是所有施用于门上的力中最大的,适用于门的打开角度处于0°至15°时;第二种力由于上述一对活塞中的一个被置于下降状态,故被减小至约是第一种力的一半,适用于门的打开角度处于15°至90°时。这样该大型重型门就可以很容易地被打开。
本发明的另一个目的是提供这样一种用于带自动返回功能(即增加关门所需的力)的大型的重型门的铰链装置,其包含第一液压回路,其仅在开门的起始阶段和关门的最后阶段起作用,用于降低开门所需的力和增加关门所需的力;以及第二液压回路,其中液压控制杆***到在活塞杆上形成的油径中,由此油的流量,即活塞的上升速度可根据活塞的上升位置被变换地控制。
本发明的另一个目的是提供这样一种用于带自动返回功能的大型的重型门的铰链装置,其通过在长度方向上增加至少一个液压回路来增加关闭门所需的力。
本发明的另一个目的是提供一种用于带自动返回功能的大型重型门的铰链装置,其相对于凸轮轴上第一和第二升降通孔,通过组合液压控制杆和凸轮图的形状,而多级地控制关门速度。
本发明的另一个目的是提供这样一种用于大型的重型门的自动返回铰链装置,其包括液压回路,在止回阀上设置有凹口,以在关闭门时提供恒定的阻尼力,从而确保关闭门的速度是个恒量。
本发明的另一个目的是提供这样一种用于大型重型门的自动返回铰链装置,其包括过压保护阀,以在如强风之类的外力突然关门时,防止由上腔中产生的过压,对用于牢固密封主体和活塞的各种O型环的损坏。
本发明的另一个目的是提供这样一种用于大型的重型门的自动返回铰链装置,其通过相对于凸轮轴上第一第二升降通孔适当地设定凸轮图,可以将门的打开状态维持在某个角度部分。
解决技术方案
为了实现本发明的上述目的,根据本发明的第一个方面,提出了一种用于大型的重型门的自动返回铰链装置,所述自动返回铰链装置与第一和第二铰链中的任意一个固定在一起,并在关门时自动返回,所述自动返回铰链装置包括:
中央体,其一个周边固联于所述第一铰链的中央;
第一和第二引导管,其周边分别固联于所述第二铰链的上/下侧,其中第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽在相互面对的位置形成,以及填充有油的第一和第二腔在其中形成,以此来保持对应于所述中央主体件的高度的间隙;
第一和第二凸轮轴,在门转动时被在所述第一和第二引导管中产生的相对外力驱使转动,其中第一和第二轴被固定地***所述中央体中并彼此相对;从所述第一和第二轴扩展而形成的第一和第二圆柱体分别可转动地安装于所述第一和第二引导管的内圆周;沿着所述第一和第二圆柱体的外周边***地形成有第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔,所述第一和第二升降引导孔和第三和第四升降引导孔具有可相互移动的对称结构的螺线形状的凸轮图;
第一和第二导销,其两个端部分别经由所述第一和第二升降通孔以及第三和第四升降通孔联接到所述第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽;
第一和第二活塞杆,其每一端分别与所述第一和第二导销的中央部分***地联接,并以根据所述第一和第二凸轮轴的转动而沿着所述第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽滑动的方式,沿着所述第一和第二凸轮轴的所述第一和第二圆柱体的内圆周上升和下降;在所述第一和第二活塞杆的另一端分别形成有垂直连通外周边的第一和第二曲通孔;
第一和第二活塞,其每个的一侧中央分别具有联接到所述第一和第二活塞杆的所述另一端的第一和第二联接孔,在其另一侧分别形成有连通所述第一和第二联接孔的第一和第二中央通孔,其外圆周分别可滑动地设置在所述第一和第二引导槽的内表面上,并将第一和第二腔室分别分成上下部分;
第一和第二止回阀,其被置于第一和第二活塞中,用以增加和减少根据所述第一和第二活塞的上升和下降而在所述第一和第二腔室的上下腔室中相互流动的油体流量,从而控制所述第一和第二活塞的上升/下降速度;
第一和第二密封帽,其与所述第一和第二引导槽的上/下端密封联接,从而在所述第一和第二引导槽中分别形成独立的液压回路;以及
第一和第二弹性部件,其分别安置于所述第一轴的上部和所述第二轴的下部,以弹性地支撑所述第一和第二活塞;并在返回门时能分别提供使所述第一和第二活塞回复到初始位置的回复力,
其中,所述第一和第二凸轮轴的所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔以相对的方向设置,以及所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔中的一对的凸轮图长度比另一对的凸轮图长度长。
根据本发明的第二个方面,提出了一种用于大型的重型门的自动返回铰链装置,所述自动返回铰链装与第一和第二铰链中的任意一个固定,并在关门时可以自动返回,所述自动返回铰链装置包括:
中央体,其一个周边固联于所述第一铰链的中央,所述中央体的内侧被隔离部件分成第一和第二腔室,从所述中央体的所述第一和第二腔室向内相对的位置,分别上下地形成第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽;
第一和第二固定部件,其每一个的一侧分别与所述第二铰链的上下部分的侧端相联接,并保持于使所述中央体能够***的距离的状态;
第一和第二凸轮轴,在门转动时被在所述第一和第二固定部件中产生的相对外力驱使转动,其中第一和第二轴被固定地***所述所述第一和第二固定部件中,与所述第一和第二轴可拆卸地联接的第一和第二圆柱体分别可转动地设置在所述中央体的所述第一和第二腔室的内周边;沿着所述第一和第二圆柱体的外周边***地形成有第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔,所述第一和第二升降引导孔和第三和第四升降引导孔具有可相互移动的对称结构的螺线形状的凸轮图;
第一和第二导销,其两个端部分别经由所述第一和第二升降通孔以及第三和第四升降通孔联接到所述第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽;
第一和第二活塞杆,其每个的上端由所述第一和第二导销联接,并以根据所述第一和第二凸轮轴的转动而沿着所述第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽滑动的方式,沿着所述第一和第二凸轮轴的所述第一和第二圆柱体的内圆周上升和下降;在所述第一和第二活塞杆的另一端分别形成有垂直连通其外周边的第一和第二曲通孔;
第一和第二活塞,其每个的一侧中央分别具有联接到所述第一和第二活塞杆的所述另一端的第一和第二联接孔,在其另一侧分别形成有连通所述第一和第二联接孔的第一和第二中央通孔,其外圆周分别可滑动地设置在所述第一和第二引导槽的内表面上,并将第一和第二腔室分别分成上下部分;
第一和第二止回阀,其被置于第一和第二活塞中,用以增加和减少根据所述第一和第二活塞的上升和下降而在所述第一和第二腔室的上下腔室中相互流动的油体流量,从而控制所述第一和第二活塞的上升/下降速度;
第一和第二密封帽,其与所述第一和第二引导槽的上/下端密封联接,从而在所述第一和第二引导槽中分别形成独立的液压回路;以及
第一和第二弹性部件,其分别安置于所述第一腔的下部和所述第二轴的上部,以弹性地支撑所述第一和第二活塞;并在返回门时能分别提供使所述第一和第二活塞回复到初始位置的回复力,
其中,所述第一和第二凸轮轴的所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔以相对的方向设置,以及所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔中的一对的凸轮图长度比另一对的凸轮图长度长。
根据本发明的第三个方面,提出了一种用于大型的重型门的自动返回铰链装置,所述自动返回铰链装置与第一和第二铰链的任意一个固定,并在关门时可以自动返回,所述自动返回铰链装置包括:
中央体,其一个周边固联于所述第一铰链的中央,在所述中央体的内周边相对的位置,分别上下地形成第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽,在所述中央体的内侧具有腔室;
第一和第二固定部件,其每一个的一侧分别与所述第二铰链的上下部分的侧端相联接,并保持于使所述中央体能够***的距离的状态;
第一和第二凸轮轴,在门转动时被在所述第一和第二固定部件中产生的相对外力驱使转动,其中第一和第二轴被固定地***所述所述第一和第二固定部件中,与所述第一和第二轴可拆卸地联接的第一和第二圆柱体分别可转动地设置在所述中央体的所述第一和第二腔室的内周边;沿着所述第一和第二圆柱体的外周边***地形成有第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔,所述第一和第二升降引导孔和第三和第四升降引导孔具有可相互移动的对称结构的螺线形状的凸轮图;
第一和第二导销,其两个端部分别经由所述第一和第二升降通孔以及第三和第四升降通孔联接到所述第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽;
第一活塞杆,其一端由所述第一导销联接,并以根据所述第一凸轮轴的转动而沿着所述第一和第二竖直引导槽滑动的方式,沿着所述第一凸轮轴的圆柱体的内圆周上升和下降;
第一活塞,在所述第一活塞杆的另一端扩展地形成,并且其外圆周滑动地置于所述中央体的内圆周;
第二活塞杆,其一端与所述第二导销的中间部分联接在一起,并以根据所述第一和第二凸轮轴的转动而沿着所述第三和第四竖直引导槽滑动的方式,沿着所述第二凸轮轴的圆柱体的内圆周上升和下降;在所述第二活塞杆的另一端别形成有垂直连通其外周边的曲通孔;
第二活塞,其一侧的中央具有和所述第二活塞杆的另一端联接的联接孔,在其另一侧具有连通上述联接孔的中央通孔,所述第二活塞的外圆周在所述中央体的腔室的内圆周滑动,并将所述腔室分成上下部分;
止回阀,其被置于所述第二活塞中,用以增加和减少根据所述第二活塞的上升和下降而在所述上下腔室中相互流动的油体流量,从而控制所述第二活塞的上升/下降速度;
第一和第二封帽,其分别与所述中央体的上/下端密封联;以及
弹性部件,其被安装于所述上腔室中,以弹性地支撑所述第一和第二活塞,并并在返回门时能分别提供使所述第一和第二活塞回复到初始位置的回复力,
其中,所述第一和第二凸轮轴的所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔以相对的方向设置,以及所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔中的一对的凸轮图长度比另一对的凸轮图长度长。
在本发明中,所述第一和第二升降通孔仅包括门打开角度为0°-15°的第一升降部分,而所述第三和第四通孔包括门打开角度为0°-15°的第一升降部分、以及门打开角度为15°-90°的第二升降部分,其中,第一和第二升降引导孔的升降部分和第三和第四升降引导孔的第一个升降部分具有相同的凸轮图长度。
在此情况下,优选地,第一升降部分的凸轮角度设定得比第二升降部分的凸轮角度更大。
此外,优选地,第一和第二升降引导孔和第三和第四升降引导孔中升降引导孔的凸轮长度较小者被设定为在门的打开角度为0°-15°时进行操作。
此外,第一和第二止回阀适于使用圆形或球形的阀门致动器。
根据本发明的第四个方面,提出一种用于大型的重型门的自动返回铰链装置,所述自动返回铰链装置与第一和第二铰链的任意一个固定,并在关门时可以自动返回,所述自动返回铰链装置包括:
第一和第二轴;
中央体,其一个周边固联于所述第一铰链的中间,所述第一和第二轴***其中并处于相对的位置;
第一和第二引导管,其周边分别固联于所述第二铰链的上/下侧,填充有油的第一和第二腔在其中形成,以此来保持对应于所述中央主体件的高度的间隙;
第一和第二升降单元,其分别位于所述第一和第二引导管的内圆周上,并在门转动时,通过在所述轴或第一和第二引导管中产生的转矩驱动,使得第一和第二导销上下运动;
第一和第二液压回路,其包括第一和第二活塞杆,所述第一和第二活塞杆的上下部分与所述第一和第二升降单元中的所述第一和第二导销相联接,并根据所述第一和第二导销的上升和下降进行升降运动;第一和第二活塞,其与所述第一和第二活塞杆相联接,并在***于所述第一和第二引导管中的状态分别把第一和第二腔室分隔成上下腔室,当开门时,所述第一和第二液压回路中根据所述活塞的升降运动具有第一油流量,而在关门时,具有比所述第一油流量小的第二油流量;
第一和第二密封帽,其与所述第一和第二引导管的上/下端密封联接,从而分别在所述第一和第二引导管中形成独立的液压回路;以及
第一和第二弹性部件,其被分别安置于所述第一腔的上部和所述第二腔的下部,以弹性地支撑所述第一和第二活塞,并在开门时分别提供能够使第一和第二活塞回复到初始位置的力,
其中,所述第一和第二升降单元中的任何一个仅在预定的门打开角度范围内进行操作。
根据本发明的第五个方面,提出了一种用于大型的重型门的自动返回铰链装置,所述自动返回铰链装置与第一和第二铰链的任意一个固定,并在关门时可以自动返回,所述自动返回铰链装置包括:
第一和第二轴;
中央体,其一个周边固联于所述第一铰链的中间,第一和第二轴***所述中央体中并处于相对的位置;
第一和第二引导管,其周边分别固联于所述第二铰链的上/下侧,以及填充有油的第一和第二腔在其中形成,以此来保持对应于所述中央主体件的高度的间隙;
第一和第二升降单元,其分别位于所述第一和第二引导管的内圆周上,并在门转动时,通过在所述轴或第一和第二引导管中产生的转矩驱动,使得第一和第二导销上下运动;
第一液压回路,其包括第一活塞杆,改活塞杆的下部与所述第一升降单元中的第一导销相联接,并根据所述第一导销的上升和下降进行升降运动;以及第一活塞,其与所述第一活塞杆相联接并在***于所述第一引导管中的状态把第一腔室分隔成上下腔室,当开门时根据所述第一活塞的上升,从第一腔室的上腔室流入下腔室的流量为第一油流量,而在关门时,第一腔室的下腔室流入上腔室的流量为比所述第一油流量小的第二油流量;
第二液压回路,其包括第二活塞杆,改活塞杆的上端与所述第二升降单元中的第二导销相联接,并根据所述第二导销上升和下降进行升降运动;至少一个活塞,其与所述第二活塞杆相联接并把第二腔室分隔成上下腔室;以及至少一个隔离装置,在***于所述第二引导管中的状态下,将所述第二引导槽中的、根据成倍增加的、所述活塞之间的空间隔开;在开门时根据所述至少一个活塞的下降,从所述第二腔室的下腔室流入上腔室的油流量为第一油流量,而在关门时根据所述至少一个活塞的上升,从第二腔室的上腔室流入下腔室的油流量为比第一油流量小的第二油流量,所述第二第二油流量根据门开启角度变化;
第一和第二密封帽,其与所述第一和第二引导管的上/下端密封联起,从而分别在所述第一和第二引导管中形成独立的液压回路;以及
第一和第二弹性部件,其被分别安置于所述第一腔室的上部和所述第二腔室的下部,以弹性地支撑所述第一和第二活塞;并能分别提供所述使第一和第二活塞在开门时回复到初始位置的回复力,
其中,所述第一和第二升降单元中的任何一个仅在预定的门打开角度范围内进行操作。
根据本发明的第四和第五个方面,在该铰链装置中,第一和第二升降单元中的每一个都包括:
第一和第二竖直引导槽和第三和第四竖直引导槽,在所述第一和第二引导管内侧相对的位置上下地形成;
第一和第二凸轮轴,其在门转动时由在所述第一和第二引导管中产生的相对外力驱动而旋转,其中第一和第二轴固定***所述中央体并彼此相对,从所述第一和第二轴扩展形成成的第一和第二圆柱体分别被可转动地安置于所述第一和第二引导管的内圆周,沿着所述第一和第二圆柱体的外周边***地形成有第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔,所述第一和第二升降引导孔和第三和第四升降引导孔具有可相互移动的对称结构的螺线形状的凸轮图;
第一和第二导销,其两个端部分别经由所述第一和第二升降通孔以及第三和第四升降通孔联接到所述第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽;
其中,所述第一和第二凸轮轴的所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔以相对的方向设置,以及所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔中的一对的凸轮图长度比另一对的凸轮图长度长。
此外,第二液压回路也包括:
致动器,包括第二活塞杆,其上部分与所述第二升降单元中的第二导销相联接,并根据所述第二导销的升降而升降;以及至少一个活塞,其与所述第二活塞杆相联接,并把第二腔室分隔成上下腔室,其中,在第二活塞杆和所述至少一个的活塞中包括第一油径和另外至少一个第二油径,其根据门的转动而在所述上下腔室之间移动;
至少一个隔离装置,其根据成倍地增加的活塞数量,将所述第二引导管中的、所述活塞间之间的内部分分隔;
至少一个止回阀,其被置于所述活塞的至少一个第二油径,并仅在开门时开启使得油从下腔室流入上腔室的油径;以及
液压控制杆,其一端由所述第二密封帽支撑,其前端插在所述第二活塞杆中的第一油径中,以根据所述致动器的档位控制经由所述第一油径流入下腔室的油量大小,并由此在关门时多级地控制致动器的上升和下降速度,该致动器由所述第二弹性部件中的回复力驱动上升和下降。
在这种情况下,所述第二液压回路是双液压回路,则所述致动器的第二活塞杆中的第一油径包括:第一副油径,位于距离所述第一油径的中央部分的底端的一定距离处,以使油能够流入每个腔室的上下部分;第二副油径,使所述第一副油径和所述第二腔室的上部互相连通;第三副油径,使所述第一副油径和所述第二腔室的下部相互连通;第四副油径,使所述第一副油径和第三腔室的上部相互连通;
所述液压控制杆包括:直径恒定的一对高速部分装定器,其具有较大油流量的;一对低速部分装定器,其位于所述一对高速部分装定器的下侧,并且是锥形的,这样油的流量随着直径从上部到下部的增加而发生变化,由此使经过所述低速部分装定器的油流量小于经过所述高速部分装定器的油流量;
所述一对低速部分装定器对第二弹性部件中的回复力的减少作出补偿,因为通过从所述第二和第三腔室的上部流向所述第一和第二腔室下部的油流根据活塞的上升位置是逐渐增加的。
此外,上述一对高速部分装定器和一对低速部分装定器的所处位置长度是可变的,其根据使用自动返回铰链装置的主体部件而定,并随之决定所述低速部分装定器的锥度。
同时,所述第二液压回路还包括:
致动器,包括第二活塞杆,其上部分与所述第二升降单元中的第二导销相联接,并根据所述第二导销的升降而升降;以及至少一个活塞,其与所述第二活塞杆相联接,并把第二腔室分隔成上下腔室,其中,在第二活塞杆和所述至少一个的活塞中包括第一油径和另外至少一个第二油径,其根据门的转动而在所述上下腔室之间移动;
至少一个隔离装置,其根据成倍地增加的活塞数量,将所述第二引导管中的、所述活塞间之间的内部分分隔;
至少一个止回阀,其被置于每个活塞的下部,并安装在阀支撑件上,所述阀支撑件具有与所述至少一个第二油径相通的至少一个第三油径,所述至少一个止回阀仅在开门时开启使得油从下腔室流入上腔室;
至少一个过压保护阀,其弹性地在每个活塞下部支撑阀支撑件,在门以正常速度关闭时不工作,而在门被很大外力快速关闭时,在所述阀支撑件的外周和所述第二引导管之间形成第四油径;以及
液压控制杆,其一端由所述第二密封帽支撑,其前端插在所述第二活塞杆中的第一油径中,以根据所述致动器的档位控制经由所述第一油径流入下腔室的油量大小,并由此在关门时多级地控制致动器的上升和下降速度,该致动器由所述第二弹性部件中的回复力驱动上升和下降。
根据本发明的第一至第五个方面,该自动返回铰链装置中的第一升降单元仅在门的设定开启范围(例如0°至15°)内进行操作。
本发明中的铰链的第一铰链与门固联而第二铰链与门框固联,或者相反地,铰链的第一铰链与门框相固联而第二铰链与门相固联。
在根据本发明中经过上述配置的铰链装置中,一对凸轮轴中的任何一个凸轮图长度被形成为比另一个长,由此使得一对活塞在门的开启角度处于比如0°至15°时同时由这对凸轮轴驱使上升和下降,而在门的开启角度处于比如15°至90°时,仅由与所述一对凸轮轴中凸轮长度较大的一个凸轮轴一起运动的活塞上升和下降。这样根据本发明可以在不增加铰链装置外径的情况下提供关门所需的力,并可以在门的开启角度例如为15°至90°时,使用比在门的开启角度比如为0°至15°时开门所需的力较小的力来打开门。
有利效果
如上所述,在根据本发明中经过上述配置的铰链装置中,通过一对具有各不相同的凸轮图长度的凸轮轴,以及一对向活塞提供回复力的回复弹簧在开门的初始时刻和门返回时同时作用,但是仅有一个返回弹簧在开关门的其他时刻作用,而各自不同地设定一对活塞的上升和下降运动的范围。因此,关门所需的力被保持,因为一对回复弹簧在开门起始和关门最后时刻同时作用,并且还减少了开门的力,这是因为在开、关门的其它时间里仅有一个回复弹簧起作用,因此可以容易地使用较小的力打开重型的大型门,并增加了产品的可靠性以及为使用者提供了方便。
此外,门的关闭速度可以通过相对于凸轮轴的第一和第二升降通孔组合液压控制杆和凸轮图的形状而进行多级控制。
进一步地说,根据本发明的铰链装置通过加入一个或多个液压回路和补充足够的阻尼力,可以提供足够的阻尼力,以控制重型的大型门中活塞的上升速度(考虑到门的重量的增加而不是在壳体中起到作用的部件体直径的增加)。
附图说明
本发明的上述及其他目标和优点,在参照附图详细描述笨发明的优选实施方式后将变得现而显而易见,其中:
图1是根据本发明的第一实施方式的大型重型自动返回铰链装置的、沿长度方向的剖面图;
图2A是一对凸轮轴的立体图,其引导如图1所示的大型重型自动返回铰链装置中的一个活塞杆根据着门的开关而上下运动;
图2B示出了导销和处于压缩状态的回复弹簧的、根据图2A中的一对凸轮轴的升降引导孔中的铰链装置的操作的位置。
图3A、3B表示一个圆盘状阀门致动器分别处于图1中所示A和B位置时的运行状态的放大图;
图4A、4B分别表示了图3A、3B中所示止回阀的另一实施例,即球型阀门致动器的放大图;
图5A为位于初始位置的活塞和回复弹簧调节器的剖面图,其中第一和第二活塞分别位于顶部死点和底部死点;
图5B表示了第一和第二活塞在门的开启角度从0°变化到15°而分别做上升和下降动作时活塞中油流的过程;
图5C表示了在第一活塞停止时第二活塞做下降动作的油流过程,其中开门的角度处于15°到90°间;
图5D表示了在第一活塞停止时第二活塞做上升动作的油流过程,其中关门的角度处于15°到90°间;
图5E表示了在第一和第二活塞同时地做上升和下降动作时的油流过程,其中门打开角度根据门的关闭到从15°变化至0°;
图5F为门的开启角度随着关门变至为0时,位于初始位置的活塞和回复弹簧调节器的剖面图,其中第一和第二活塞分别位于顶部死点和底部死点;
图6为用来调整如图1所示密封帽中回复弹簧的弹力的弹力装定器的部分剖面图;
图7是根据本发明的第二实施方式的大型的重型自动返回铰链装置的、沿长度方向的剖面图;
图8是根据本发明的第三实施方式的大型的重型自动返回铰链装置的长度方向剖面图;
图9是根据本发明的第四实施方式的大型的重型自动返回铰链装置的、沿长度方向的剖面图,;
图10A至图10C分别是根据本发明的第四实施方式的致动器在开门时做下降动作时油流情况的部分剖面图;以及
图10D至图10E分别是根据本发明的第四实施方式的致动器在关门时做上升动作时油流情况的部分剖面图。
具体实施方式
下面将参照附图描述依照本发明优选实施方式的大型重型铰链装置,在附图中相同的附图标记表示相同的元件。
下面根据图1至图3B描述本发明的大型的重型自动返回铰链装置的完整配置。
首先,根据本发明的第一实施方式的用于大型重型门的自动返回铰链装置100被固定于第一铰链10和第二铰链20中的任意一个,并在关门时能够自动返回。该自动返回铰链装置包括:其一个周边固联于第一铰链10中间的中央体11;第一和第二引导管(vessel)21、23,其周边分别固联于第二铰链20的上、下侧,其中,第一和第二竖直引导槽22a、22b和第三和第四竖直引导槽24a、24b在第二铰链20的内侧相互面对的位置上下地形成(参阅图5A至5F)。
在这种情况下,优选使第一引导管21和第二引导管23之间的间隙与中央体11的高度相对应,从而使中央体11可以无缝地***第一引导管21和第二引导管23之间。
为便于阐释,如上所述第一和第二铰链分别固联于门框(或固定部件)和门(活动部件)。其在以应用中通常是(但不限于)此种情况:第一和第二铰链中的任意一个固联于门框(或固定部件)时,另一个就固联于门(活动部件)。
另外,第一和第二密封盖93、97分别与第一和第二引导管21、23面向中央体的一端相联接,而第一和第二端盖91、95(其与空气释放螺栓91a、95a相联接)分别与第一和第二引导管21、23的另一端相联接,以防止第一和第二引导管21、23内侧注入的油发生泄漏。
同时,第一和第二凸轮轴30、60被第一和第二引导管21、23在门转动时产生的相对外力驱使转动,其中第一和第二轴31、61分别通过弹簧销31a、61a被固定为以下状态,其中,第一和第二轴31、61***中央体11中并彼此相对;由第一和第二轴31、61扩展成的第一和第二圆柱体33、63分别可转地安置于第一和第二引导管21、23的内周。
在此,第一和第二升降引导孔34a、34b和第三和第四升降引导孔64a、64b具有可相互移动的对称结构的螺线形状,并分别沿着第一和第二圆柱体33、63的外周嵌入地形成。
如图2A中所示的,第一凸轮轴30中的第一和第二升降引导孔34a、34b的长度小于第二凸轮轴60中的第三和第四升降引导孔64a、64b。第一和第二升降引导孔34a、34b中任意一个的端部是开放的直至圆柱体部件33的端部。此外,第二凸轮轴60中第三和第四升降引导孔64a、64b的端部在圆柱体部件63中被形成为关闭的。
在图2A中,为了方便解释图2B中升降通孔的功能,第一凸轮轴30中的第一和第二升降引导孔34a、34b和第二凸轮轴60中的第三和第四升降引导孔64a、64b的螺线外形被表示为具有同一方向。然而实际上,第一凸轮轴30中的第一和第二升降引导孔34a、34b和第二凸轮轴60中的第三和第四升降引导孔64a、64b是带有相反的方向的。
图2B示出了导销和处于压缩状态的回复弹簧的、根据图2A中的一对凸轮轴的升降引导孔中的铰链装置的操作的位置。
与升降活塞53、83相关的第一和第二升降引导孔34a、34b和第三和第四升降引导孔64a、64b的功能将在后面详细描述。
在本发明中,随后将描述一对活塞53、83在门的自动返回操作的最后时刻同时地运作,由此大幅度地增加阻尼力并因而增加关门的力,这归功于引导第一活塞53的第一和第二升降引导孔34a、34b的特殊结构。
弹性地支撑后面将作描述的一对活塞53、83的回复弹簧111、113的斥力被施用于中央体11的内周和轴31、61之间。因此,在凸轮轴30和60转动时,将第一和第二推力轴承(thrust bearing)71a、71b分别推入凸轮轴30、60中,以降低转动摩擦和噪音。
另外,第一和第二径向轴承75a、75b分别联接于第一凸轮轴30的圆柱体部件33上端和第一密封盖93之间,以及第二凸轮轴60的圆柱体部件63上端和第二密封盖97之间。由此使得第一和第二向心轴承75a、75b如同止推轴承71a、71b一样,分别被推入凸轮轴30、60中,以降低凸轮轴30、60转动时的转动摩擦和噪音。
在这种情况下,第一和第二弹性垫圈73a、73b分别置于第一止推轴承71a和第一密封盖93之间,以及第二止推轴承71b和第二密封盖97之间。第一和第二弹性垫圈73a、73b去除了当中央体11接触到第一和第二引导管21、23时的摩擦力,从而可以防止第一和第二引导管中转力的提前下降。
同时,第一和第二导销41、43的两端分别经由第一和第二升降引导孔34a、34b和第三和第四升降引导孔64a、64b联接到第一和第二竖直引导槽22a、22b和第三和第四竖直引导槽24a、24b。
此外,第一和第二导销41、43的中央部分分别***地接合于第一和第二活塞杆51、81的每一个端部,第一和第二活塞杆51、81沿着第一和第二凸轮轴30、60的第一和第二圆柱体33、63内圆周上升和下降,即,根据第一和第二凸轮轴30、60的转动而沿着第一和第二竖直引导槽22a、22b和第三和第四竖直引导槽24a、24b滑动,在第一和第二活塞杆51、81的另外一端上分别形成有垂直连通外周边的第一和第二曲通孔51a、81a。
更进一步地,第一和第二活塞杆51、81形成有通孔51a、81a每一端都与在第一和第二活塞53、83的中心形成的耦合槽53a、83b可拆卸地联接。
这样,第一和第二活塞53、83的外周边就分别可滑动地置于第一和第二引导管21、23的内周边上,并与第一和第二活塞杆51、81做连动运动。而第一和第二活塞53、83分别将第一和第二引导管21、23的内部空间分隔成第一上、下腔室21a、21b和第二上、下腔室23a、23b。
如图3A、3B中所示,第一和第二活塞53、83在直径上比联接孔53b、83b小,同时,分别与联接孔53a、83a连通的第一和第二中央通孔53a、83a在第一和第二活塞53、83中形成。图3A、3B的中间的两点加连线表示油流路径。
因此,铰链装置包括连通第一上、下腔室21a、21b的第一油径,即,第一活塞杆51中的通孔51a和第一中央通孔53a;以及连通第二上、下腔室24a、24b的第二油径,即,第二活塞杆81中的通孔81a和第一中央通孔83a。
同时,带有第一和第二致动器54、84的第一和第二止回阀A、B在第一和第二活塞53、83中形成,并开启和关闭第一第二油径,以根据第一和第二活塞53、83的上升和下降而增加或减少在第一和第二上下腔室21a、21b中,及23a、23b中相互流动的油流量,从而控制第一和第二活塞53、83的上升和下降速度。
第一和第二阀门致动器54、84的直径比第一和第二通孔53b、83b的大,而比第一和第二中央通孔53a、83a的稍小,且包括小中央通孔54a、84a以使油能通过。
此外,多个油槽52沿着第一活塞杆51的通孔51a的内周形成,以使油可以从21a上腔室流入21b下腔室,其流量同第一活塞杆51中通孔51a被第一阀门致动器54(如图3A中所示)关闭时的流量相同。
同样地,多个油槽82沿着第二活塞杆81的通孔81a的内周形成,以使油可以从上腔室23a流入下腔室23b,其流量同第二活塞杆81中通孔81a被第一阀门致动器54(如图3B中所示)关闭时的流量相同。
同时,止回阀A和B带有圆型阀门致动器,其根据依据本发明的铰链装置的开、关门动作而进行如下操作。
首先,在打开门时,在由于第一活塞53的上升而在第一上腔室21a中沿第一油径53a、54a和51a持续地流过的油的作用下,第一阀门致动器54在联接孔53b中做下降运动;同时在将门打开时,在由于第二活塞83的下降而在第二下腔室23b中沿第一油径83a、84a和81a持续地流过的油的作用下,第二阀门致动器84在联接孔83b中做上升运动。
在此过程中,第一上腔室21a中的油流经第一中央通孔53a。然后,油流经第一阀门致动器54外周边和联接孔53b内周边之间的部分,和小通孔54a,然后经由曲通孔51a流出。然后,当第一阀门致动器54关闭曲通孔51a时,油持续地经由多个油径槽52和小通孔54a流向第一下腔室21b,其流量相当于第一油流量。
同时,第二下腔室23b中的油流经第二中央通孔83a。然后,油流经第二阀门致动器84外周边和联接孔83b内周边之间的部分,经小通孔84a,并经曲通孔81a流出。然后,当第二阀门致动器84关闭曲通孔81a时,油持续地从多个油径槽82和小通孔54a流向第二上腔室23a,其流量相当于第一油流量。
这样,开门时的油流量就会变大,并且第一活塞53的上升速度和第二活塞83的下降速度也会变大,从而使开门时门的转动速度较快。
反过来,在关门时,由于根据第一活塞53的下降而在第一下腔室21b中沿第一油径53a、54a和51a持续地流过的油的作用,第一阀门致动器54在联接孔53b中做上升运动。此时,第一阀门致动器54的上表面将第一活塞53中的第一中央通孔53a关闭。然后,油流出到第一上腔室21a的路径就仅限于小通孔54a。因此,油的流量(第二油流量)比第一油流量小很多。从而相对于开门时的情况,此时的油流量被大幅度降低,并降低了第一活塞53的上升速度。因此第一阀门致动器54起到了使门的转动速度变慢的作用。
同时,由根据第一活塞53的下降而在第二上腔室23a中沿第一油径83a、84a和81a持续地流动的油的作用,第二阀门致动器84在联接孔83b中做下降运动。此时,第二阀门致动器84的下表面将第二活塞83中的第二中央通孔83a关闭。然后,油流出到第二下腔室23b的路径就仅限于小通孔84a。这时油的流量(第二油流量)比第一油流量小很多。从而相对于开门时的情况,此时的油流量被大幅度降低,并降低了第二活塞83的下降的速度。如此第二阀门致动器84就起到了使门的转动速度变慢的作用。
同时,第一和第二回复弹簧111和113被置于第一上腔室21a的上侧和第二下腔室23b的下侧,以分别弹性支撑第一和第二活塞53、83。
第一和第二回复弹簧111和113在开门时被压缩,并由此提供了使第一和第二活塞53、83回复到初始位置的回复力。
附图中的附图标记131、132、133、134、135和136代表防止油泄漏的O型环。
图4A和4B是表示图3A、图3B中所示止回阀的另一示例的放大图,其中止回阀C和D分别带有球型阀门致动器。在图4A和图4B中双点划线代表油的流动路径。
如上所述,图3A、3B中的第一和第二阀致动器54、84以圆形外形被描述过,而很显然它们也可以是球型阀门致动器。如图4A中所示,该铰链装置包括一个球型第一阀门致动器154,其直径大于第一活塞中的第一中央通孔53a和活塞杆中的曲通孔51a。当根据第一活塞53下降,第一阀门致动器154关闭第一活塞中的第一中央通孔53a时,在第一活塞53的第一中央通孔53a内圆周设置油槽55,以使油从第一腔室的下腔室21b流向上腔室21a,从而象圆盘型阀门致动器一样增减油的流量。
同样地,如图4B中所示,铰链装置包括一个球型第二阀门致动器184,其直径大于第二活塞中的第二中央通孔83a和第二活塞杆中的曲通孔81a。当根据第二活塞83下降,第二阀门致动器184关闭第二活塞中的第二中央通孔83a时,在第二活塞83的第二中央通孔83a内圆周设置油槽85,以使油从第二腔室的上腔室23a流向下腔室23b,从而象圆盘型阀门致动器一样增减油的流量。
下面将参照图2A和图2B描述根据本发明的活塞的上升和下降引导结构。
首先,第一凸轮轴30中的第一和第二升降引导孔34a、34b包括第一部分“a”和第二部分“b”至“d”,在第一部分“a”中,第一导销41被引导以引导活塞根据门的打开角度上升和下降,如图2B中所示,即,第一部分“a”适用于开门角度0°至15°,而在第二部分“b”至“d”,第一引导管21仅在根据门的转动的凸轮轴固定方法的情况下左右转动,而第一活塞53不做上升和下降动作,即,适用于开门角度15°至160°的第一导销。
在这里,第一和第二升降引导孔34a、34b被形成为使得其每一端都开放至圆柱体部件33的端部。因此,忽略了对应于第二部分“b”至“d”的模式。这样,第二部分“b”至“d”就作为凸轮角度设定成0的停止部分,其中第一引导管21在第一导销41不做进下降动作的情况下随着门的转动而左右转动。这里第一和第二升降引导孔34a、34b被设定成对应于第一部分“a”的长度。
同样地,第二凸轮轴60中的第一和第二升降引导孔64a、64b根据门开启角度包括四个部分“a”到“d”,如图2B中所示,即,第一部分“a”适用于开门角度0°至15°,而第二部分“b”适用于开门角度15°至90°,第三部分“c”适用于开门角度90°至130°,第四部分“d”适用于开门角度130°至160°。
第一部分“a”中,第一和第二活塞53、83同时地进行操作,液压回路使得门上安装的插销具有闭合力,这样门上安装的插销就可以在使门自动返回时与一个锁定设备相联接(参见图5E)。
在这种情况下,由液压回路中的阻力和回复弹簧111、113中成比例的回复力的损耗而导致的关闭力的减少,可以通过提高活塞的上升效率来补充,其中升降引导孔34a、34b的凸轮角度为α;64a和64b被设定于45°到65°的范围内,其相对来说比第二部分“b”的角度β大一些。
结果是,尽管使用的是压缩式弹簧而不是扭簧来作为回复弹簧执行自动关门操作,门还是可以完全回到初始位置,即,被完全关闭。
第二部分“b”中,仅有第二活塞83在这样的一种状态下操作,即,在门自动返回时,第一活塞53停止在随后参照图5C进行描述的液压回路下。在这种情况下,当门打开时,在第一活塞53停止时仅有被第二回复弹簧113弹性支撑的第二活塞83处于运行状态。
相应地,门的开启力与0°至160(在这种状态下,在以往技术中门是被完全打开的)范围内门的打开角度是成比例对应增长的。这样用户开门所需的力也随着门打开角度(即,来自第二部分)的增加而成比例增加。然而在本发明中,为了维持第一部分“a”中的回复力,也需要类似于以往技术中的开门力。但在第二部分“b”中,第一回复弹簧111不再需要压缩,而只需压缩第二回复弹簧113。因此,相比于第一部分“a”,所需的开门力就减少了很多,从而使一个重型或大型门可以轻松的打开。
同时,在第二部分“b”中,第三和第四升降引导孔64a、64b的凸轮角度β被设定于10°至45°范围内,这比第一部分“a”的角度α相对要小些,从而适当地提高了开门时凸轮轴30和60的转动效率,并由此补偿了随着开门角度而成比例变化的开启力中增大的部分。
在第一和第二活塞53、83都停止的状态的第三部分“c”中,第三部分“c”的凸轮角度被设定为0,并因此成为一个停止部分,此时自动返回过程被回复弹簧11 3中止。在第三部分“c”中,门的开启角度维持不变,而回复弹簧113中的回复力为最大值。
第四部分“d”从第三部分“c”向上形成,并且是一个止动力增强部分,在其中导销43由于钩的作用而不移动。在这种情况下,第四部分“d”可根据需要而在门的打开角度为130°至180°范围内延伸。
同时,在导销43受被压缩的回复弹簧113中的斥力作用上升时,第二活塞83上部的油压比回复弹簧113在第二活塞83在其中能够上升的限制界限的弹力大,因此,弹簧83可以相反的方向突然下降。
由于在导销43从第三部分“c”进至第二部分“b”的初始时刻的不规则运动,导销43会产生内部噪声并损耗内部元件。为避免出现这种情况,优选地,将第三和第四升降引导孔64a、64b中第一凸轮支撑部分644和第二凸轮支撑部分645之间的交界部分制成曲面。
同样地,相对于第三升降引导孔64a相隔一定距离,第一凸轮支撑部件部分644和第二凸轮支撑部分645也分别具有相对的曲面。
下面将参见图5A至5E描述根据本发明的大型的重型自动返回铰链装置的完整操作。
图5A是活塞和返回速度调节器的剖面图,并示出了初始的位置,此时第一和第二活塞分别位于顶部死点(dead center)和底部死点。图5B表示了根据门的打开,在门的开启角度从0°变化到15°的过程中,第一和第二活塞单元中的活塞分别上升和下降时的油流。图5C表示了在第一活塞停止时第二活塞下降时的油流,此时开门的角度处于15°到90°间。图5D表示了在第一活塞停止的状态下第二活塞上升时的油流,此时根据门的关闭,门的开启角度处于从90°到15°间。图5E表示了在第一和第二活塞同时地做上升和下降时的油流,此时根据门的关闭门的打开角度从15°变化至0°。图5F是活塞和返回速度调节器的剖面图,其返回到初始的位置,此时第一和第二活塞分别位于顶部死点和底部死点,而门的开启角度根据门的关闭而变为0°。
在根据本发明的第一实施方式的大型重型自动返回铰链装置的情况下,当门从如图5A中所示的关闭状态而打开时,如图5B中所示的液压回路被设置。
即,在根据本发明的第一实施方式中的大型重型自动返回铰链装置100的情况下,当开门时,外部转力被传递到第一和第二凸轮轴30、60上的轴31、61上。其内部元件的运行如下所述。
当用户开启处于如图5A所示的初始关闭状态的门时,左手螺旋方向的扭矩被传递到第一引导管21。因此,两端插在第一和第二升降引导孔34a、34b以及一对形成于第一引导管21的竖直引导槽22a、22b中的导销41随着第一引导管21的转动而转动,并沿着第一凸轮轴30中的第一和第二升降引导孔34a、34b而向上移动。
同时,左手螺旋方向的扭矩会传到第二引导管23,这和第一凸轮轴上的情形一样。因此,两端插在第三和第四升降引导孔64a、64b和一对形成于第二引导管23的竖直引导槽24a、24b中的导销43随着第二引导管23的转动而转动,并沿着第二凸轮轴60中的第三和第四升降引导孔64a、64b而向下移动。
在此情况下,如图5B中所示,趋向于向上和向下的力会分别施于第一和第二活塞53、83,它们与一对导销41、43和一对第一和第二活塞杆51、81(向互相远离对方的方向运动)一起移动。
因此,当第一阀门致动器54打开时,位于第一活塞53上侧的油,即位于第二下腔室23b的油开始运动。因此,油会流经第二油径53a,54a和51a,然后经过第一阀门致动器54的外周边和凹洞53b内周边之间的区域,并很容易地流到第一活塞53的下侧,即第一下腔室21b。
同时,当第二阀门致动器84打开时,位于第二活塞83下侧的油,即位于第二下腔室23b的油开始运动。因此,油会流经第二油径83a,84a和81a,然后经过第二阀门致动器84的外周边和凹洞83b内周边之间的区域,并流入第二活塞83的上侧,即第二上腔室23a。
这样,第一导销41仅在第一部分“a”,即在第一和第二升降引导孔34a、34b的可操作状态中(如图2B中所示),发生运动,由此第一活塞53压缩回复弹簧111并做上升动作。同时,第二导销43持续地在第一和第二部分“a”、“b”中,即在第三和第四升降引导孔64a、64b的可操作状态中,发生运动,由此第二活塞83压缩回复弹簧113并做下降动作。
此外,在第一导销41停止,第二导销43进入第三部分“c”,并在第三和第四升降引导孔64a、64b的第三部分“c”中受限于第一制动器642而运动的状态下,第二凸轮轴60持续转动(如图5C所示)。这样,如图5C中所示,第二活塞83就维持在停止的状态,此时第二活塞83处于底部死点的位置。也就是说,门暂时处于停止状态(参见图5D)。
同时,当用户在90°以内的开门角度关闭门,或在低于90°的开门角度开、关门时,在门被关闭时,根据本发明的铰链装置会执行自动返回操作。
当门的开启角度是90°,也就是说,门处于停止的状态,如果用户转动该门,则很小的右手螺旋方向的外力被施加于第二引导管23上,而第二导销43会穿过第一制动器642并越过第三部分“c”。
然后,第二活塞83受到受压缩的回复弹簧113的斥力而开始向上运动,而与第二活塞83相联接的导销43也沿着第三和第四升降引导孔64a、64b的第二部分“b”向上运动,即,沿着一个10°至45°的倾角缓慢的升降引导641而上升。这样,第二引导管23沿着右手螺旋方向与导销43一同转动,并驱使门回复到初始位置。
此时,通过如图5D所示的上升的第二活塞83,第二上腔室23a中的油分别经过第二油径81b、84a和83a,从第二上腔室23a流向第二中央通孔83a。
这样,在第二活塞83中的第二中央通孔83a被流经第二油径81a、84a和83a的油关闭的状态下,第二阀门致动器84安全地置于活塞83的凹处83b中。
此后,第二油径被第二阀门致动器84隔离,这样第二活塞83上部的油仅经由第二阀门致动器84中的通孔84a流入第二下腔室23b。这样第二油流量就大幅度减少,这样在开门时,第二活塞83就以比第一速度慢的第二速度缓慢地上升。
在这样情况下,与第二活塞83相联的导销43沿着升降引导孔34a、34b的第二部分“b”上升,即,沿着一个倾角缓慢的升降引导641上升。
第二活塞83的缓慢的第二上升速度被保持,直到门的打开角度到达15°,从而使用户避免门突然关闭而造成的安全事故或使用不便。
此后,在门的打开角度超过15°时(如图5E中所示),与持续向顶部死点上升的第二活塞83一同停止的第一活塞53开始下降。也就是说,分别与第一和第二活塞53、83相联接的导销41、43开始沿升降引导641上升和下降,其中,引导641被设定为升降引导孔34a、34b以及64a、64b的第一部分“a”中的突然倾斜的倾角,即,倾角为45°至65°。
此时,通过下降的第一活塞53,如图5E所示,第一下腔室21b中的油从第一上腔室21a分别经由第一油径51b、54b和53a流向第一中央通孔53a。这样,在第一活塞53中的第一中央通孔53a被流经第一油径51a、54a和53a的油关闭的状态下,第一阀门致动器54就安全地置于活塞53的凹处53b中,并因此关闭了第一中央通孔53a。
这样,第一活塞53下部的油就仅经由第一阀门致动器54中的通孔54a流入第一上腔室21a。这样油流量就大幅度减少,因此在开门时,第一活塞53以比第一速度慢的第二速度缓慢地下降。
同时,当门的开启角度处于15°至0°范围内,与在开门角度处于90°至15°范围内一样的方式设置液压回路。然而,升降导子641的倾角设定得比第二部分“b”的相对大。结果,第一和第二回复弹簧111、113的回复力降低了,但升降导子641的摩擦阻力也减少了。于是第一和第二活塞53、83的上升速度和下降速度分别被加速为第三速度。
进一步地,在第一回复弹簧111的回复力设定得比第一止回阀“A”的阻尼力大的时候,第一回复弹簧111的回复力会被加至第二回复弹簧113上,并在最后关门时刻作用出来。
这样,门就返回至初始位置并通过门插销被置于锁定状态。同样,第一和第二活塞53、83也返回至如图5F所示初始位置。
如上所述,在根据本发明的铰链装置中,相对于升降引导孔34a、34b(以及64a、64b)中升降引导641的凸轮角度被适当地设定,以减小摩擦阻力,并增大附加液压回路的阻尼力以及第一回复弹簧111(其仅在返回门的最后时刻启用)的回复力。因此,尽管压缩弹簧被用作第一和第二回复弹簧,但在执行大型重型门自动返回操作的过程中,在将门关闭至初始位置的情况下,回复弹簧中的回复力被降低。因而按照本发明的铰链装置能够解决门无法完全关闭的问题。
具有上述配置的、根据本发明的铰链装置不仅能用于在关闭大型重型门时保持回复力,并且还可以在门的开启角度大于15°时,使用户所需的开门力比在门的开启角度处于0°至15°时减小一半,从而使用户可以轻松地用较小的力打开大型重型门。
而且,通过附加回复弹簧的回复力、液压回路的油径控制、以及通过改变升降通孔中凸轮角度来改变摩擦阻力,本发明还可以控制自动回复的速度以及执行自动回复操作时的回复力。
图6是用来调整图1所示密封盖中回复弹簧的弹力的弹力装定器(setter)的部分剖面图。
同时,根据本发明的第一实施方式的铰链装置还包括一种通过设定每个弹簧的弹力来调整开门、关门力的结构,如图6所示。
即,图1中所示的第一和第二密封盖91、95中安装有特定的弹力装定器。在图6中,弹力装定器被安装在第二密封盖95中。
首先,在第二密封盖95的中间部位,形成螺栓联接槽95b和穿过第二密封盖95的滑孔95c,它们在一致的轴线上具有台阶。同样,将推力螺栓950的头部951螺纹地联接到螺线联接槽95b上,并将在头部951一端延伸地构成的部件(body)952滑动地***滑孔95c。
进一步地,在推力螺栓950的头部951一个表面上形成有扭槽(未显示),因此可以使用如扳手之类的工具来使之转动。
此外,在第二密封帽95和第二回复弹簧113之间设置压盘960,其通过推力螺栓950可以沿第二引导管23的内周上升用于对第二回复弹簧113施压。该压盘的直径优选比第二回复弹簧113的大。
这样,在提高了第二回复弹簧113的弹力从而增加开门、关门力,并且转动推力螺栓951的情况下,头部951沿螺线联接槽95b前进至铰链装置的内侧。然后部件952推动压盘960的一个表面,并因此压缩回复弹簧113。
回复弹簧113的弹力随压缩距离的增加而增加,并最终增加开门、关门的力。反过来,推力螺栓950旋转前进到铰链装置的外侧时,回复弹簧113中的弹力就会减小,并因此减小开门、关门的力。因此,通过调整推力螺栓950就可以控制开门、关门力的强度。
图7是根据本发明的第二实施方式的大型重型自动返回铰链装置的、沿着长度方向的剖面图。
根据本发明第二实施方式的铰链装置与第一实施方式在整体结构和操作上有些相似。根据本发明第一实施方式的铰链装置包括在相对地位于中央体11上的第一和第二引导管21、23中形成的液压回路。然而,在根据本发明第二实施方式的铰链装置中,与第一实施方式中的不同,中央体210’比图4中所示的上下部件221和223相对要长。另外,中央体210’的内侧中央形成有隔离装置211,中央体210’的两端分别联接第一和第二密封盖293、297,由此在中央体210’中形成两个封闭液压回路,这一点与本发明第一实施方式不同。
另外,在本发明的第一实施方式中,凸轮轴30和60分别处于固定的状态。而在本发明第二实施方式中,中央体210’经第一铰链210与门框固定在一起,而第一和第二凸轮轴230、260通过第二铰链220支撑到门,第二铰链220的两端分别固定到上、下部件221、223。从而,第一和第二凸轮轴230、260被上、下部件221、223支撑,因此可随门的转动而转动,这一点与第一实施方式不同。
此外,第一和第二凸轮轴230、260的轴231和261通过键(key)固定的方法形成,即,轴231和261分别被***上、下部件221、223的内侧并通过键299a和299b固定。然而,轴231、261***上、下部件221、223的部分以多边形的形式形成,并且上、下部件221、223的内周边以对应于其内周边的形式固定。此外,在第二实施方式中,很显然也可以使用弹簧销垂直***轴的固定方式,如在第一实施方式中所使用的。
如同本发明的第一实施方式,在根据本发明第二实施方式的铰链装置200中,第一和第二凸轮轴230、260的凸轮图的长度也各不相同。于是,在门的开启角度是0°至15°时,第一和第二回复弹簧212、214可以被设置成同时工作。这样,一对活塞253和283同时上升和下降,从而使得随着第一和第二导销241、243的升降而移动。
结果在门被关闭时,不仅关门的力被第一和第二回复弹簧212、214的回复力维持,而且在门的开启角度大于15°时的开门力被降低到开门锁需的力的一半(与门的开启角度处于0°至15°时相比),从而使用户可以轻松地用较小的力打开大型重型门。
在图7中,附图标号233和263分别表示凸轮轴中的圆柱体部件。
图8是根据本发明的第三实施方式的大型重型自动返回铰链装置沿着长度方向的剖面图。
与本发明第一和第二实施方式一样,根据本发明第三实施方式的铰链装置300使用一对凸轮轴。同样,其整体结构和操作也是类似的。
第一和第二实施方式都包括两个封闭的液压回路,但第三实施方式是采用一个油压封闭回路,活塞383将其分成上、下腔室323a、323b。另外,油径383a、384a和381a分别通往上、下腔室323a和323b。
即,第一活塞353没有油径和用于控制油径的阀门致动器,并在回复弹簧311支撑的状态下起到了活塞的作用。
在图8中,附图标记310和320分别表示第一和第二铰链,附图标记310’、321和323分别表示中央部件、上部件和下部件,附图标记330、360分别表示第一和第二凸轮轴,附图标记331、361分别表示第一和第二凸轮轴,附图标记333、336分别表示第一和第二凸轮轴的圆柱体部件,附图标记341、343分别表示第一和第二导销,附图标记399a、399b分别是用于将轴331、361固定于上部件321和下部件323上的键。
如同本发明第一和第二实施方式,在根据本发明的第三实施方式中的铰链装置300中,第一和第二凸轮轴330、360的凸轮图的长度各不相同。在门的开启角度处于0°至15°时,一对活塞353、383同时地上升和下降,从而和第一和第二导销341、343的上升和下降一起移动。结果,回复弹簧311被上、下压缩。
在门的开启角度大于15°时,第一导销341和活塞353不再下降,并维持再它们所在的位置。回复弹簧311随着第二活塞383的上升而被压缩,第二活塞383在液压回路中位于回复弹簧311下面。
同时,在关门时,回复弹簧311的回复力在门开至15°时仅对第二活塞383的下降起作用,同时回复弹簧311的回复力在返回门时、在开门角度从15°至0°时对第一和第二活塞353、383的上升和下降起作用。
这样,在门被关闭时,不仅可以维持关门的力,还可以在门的开启角度大于15°时,使用户所需的开门力比在门的开启角度处于0°至15°时减小一半,从而使用户可以轻松地用较小的力打开大型重型门。
同时,即便是在本发明的第一和第二实施方式中,如同第三实施方式中一样,一对活塞中的任何一个都被设计成不具有单独的油径和用于控制油径的止回阀(即阀门致动器),并被设计成由回复弹簧弹性支撑的状态。在这种情况下,优选地油应该从具有简单活塞的腔室中排出。
同样地,即便是在本发明的第二、第三实施方式中,很显然也可以使用球型阀门致动器来代替圆盘型(阀门致动器)。
根据本发明第一至第三实施方式中的大型的重型铰链装置包括具有槽口的液压回路,从而可以在关门时在止回阀提供恒定的阻尼力。由此使门具有恒定的关闭速度。
然而,除了被置于上侧并仅在预定开门角度工作的上液压回路,液压控制杆***在下液压回路中的活塞杆中形成的油径中,从而可以根据活塞的上升和下降对油的流量(即,活塞的上升速度)进行变化控制,并因此使得有可能在维持关门力的同时,多级地控制关门的速度。
在这种情况下,下液压回路可以是单回路***。或者根据所需的阻尼力,将下液压回路设计成具有多个多级连接的液压回路。下面将描述第四实施方式,其采用这样一种结构,即下液压回路被设计成双液压回路***。
图9是根据本发明的第四实施方式的大型的重型自动返回铰链装置的长度方向剖面图。图10A至图10C分别是在本发明的第四实施方式中,致动器在开门时做下降时油流情况的部分剖面图。图10D至图10E分别是在本发明的第四实施方式中,致动器在关门时做上升动作时油流情况的部分剖面图。
在以下对本发明第四实施方式的说明中,如同本发明第一实施方式一样,相同的附图标记代表相同的元件。其细节的描述将被省略。
首先,如图9所示,根据本发明的第四实施方式的、具有三组液压回路的自动返回铰链装置包括:中央体11,其周边固联于第一铰链10的中央,如第一实施方式;以及第一和第二引导管21、23,其周边分别固联于第二铰链20的上/下侧,其中第一和第二竖直引导槽和第三和第四竖直引导槽在第二铰链20内侧的上下相对的位置形成。
在这种情况下,优选地,第一引导管21和第二引导管23之间的间距被形成为与中央体11的高度相对应,从而使中央体11可以无缝地***第一引导管21和第二引导管23之间。
此外,第一和第二密封盖93、97分别与第一和第二引导管21、23中面向中央体的一端相联接,而第一和第二端盖91、95分别与第一和第二引导管21、23的另一端相联接,以防止第一和第二引导管21、23内侧注入的油发生泄漏。
同时,第一和第二凸轮轴30、60在门转动时被第一和第二引导管21、23产生的相对外力驱使转动,其中第一和第二凸轮轴30、60中的一对轴31、61分别在这样一种状态下通过弹簧销31a、61a被固定***中央体11中,即,一对轴31、61被***中央体11中并彼此相对,并且分别从第一和第二轴31、61扩展形成的第一和第二圆柱体33、63分别被可转地安置于第一和第二引导管21、23的内圆周中。
在此,以和本发明第一实施方式相同的方式,第一和第二升降引导孔和第三和第四升降引导孔具有可互相移动的对称结构的螺线形状,并分别沿着第一和第二圆柱体33、63的外周边***地形成。
如图2A所示,第一凸轮轴30中的第一和第二升降引导孔的长度小于第二凸轮轴60中的第三和第四升降引导孔。第一和第二升降引导孔中任意一个的端部都是开放的直至圆柱体部件33的端部。此外,第二凸轮轴60中第三和第四升降引导孔的端部在圆柱体部件63中形成为关闭的。
在本发明中,归功于引导第一活塞53的第一和第二升降引导孔34a、34b的特殊结构,随后将描述的一对活塞53、83在门的自动返回操作的最后时刻同时地运作,由此大幅度地增加阻尼力并因而增加关门的力。
同时,第一和第二导销41、43的端部分别经由第一和第二升降引导孔和第三和第四升降引导孔联接到第一和第二竖直引导槽和第三和第四竖直引导槽。
第二导销41、43的中央部分被***地接合在第一和第二活塞杆51、81的每一个端部上,并且第一和第二活塞杆51、161沿着第一和第二凸轮轴30、60的圆柱体33、63内圆周、以根据第一和第二凸轮轴30、60的转动而沿着第一和第二竖直引导槽和第三和第四竖直引导槽滑动的方式上升和下降(参见第一实施方式)。
如前所述,本发明第四实施方式中采用的上液压回路400a具有与第一实施方式中相同的结构。然而,在本发明第四实施方式中采用的下液压回路400b的引导活塞上升和下降的结构与第一实施方式中相同,其它的构造与第一实施方式中是不同的。
下文所要描述的是与本发明第一实施方式不同的配置结构,即,形成两组独立液压回路来调整活塞上升速度,并由此在不增加大型门铰链装置直径的情况下,补足所需的阻尼力的结构。
首先,在按照本发明的第四实施方式的铰链装置中,第二活塞杆161的上端与第二导销43相联,以便共同随第二凸轮轴60的转动而转,第二、第三活塞162a、162b分别与第二活塞杆161的具有预定距离的中间和下部相联接,隔离器120轴向可移动地支撑着活塞杆161,以及被固定到第二引导管23,并设置在第二、第三活塞162a、162b之间。
与第二活塞杆161相联接并与其一起移动的第二、第三活塞162a、162b被称为致动器160。
隔离器200位于第二下腔室193a和第三上腔室191b之间,从而分隔第二、第三上下腔室191a、193a;以及第二、第三活塞162a、162b分割腔室191b、193b。
更进一步地,致动器160的活塞杆161包括:第一油径168a,形成于距离活塞杆中央下部分的下端的一定距离处,使得油可以流入每个腔室的上、下部部分;第二油径168b,将第一油径168a和第二上腔室连通;第三油径168c,将第一油径168a和第二下腔室连通;第四油径168d,将第一油径168a和第三上腔室连通。这样第三下腔室193b中的油可以根据第二活塞162b的下降而流到第二上腔室191b。
在此情况下,用于控制油压的液压控制杆145的一端***第一油径168a中,而另一端固定至被支撑于第二密封盖95的支持器143。与第二密封盖95的中间垂直相连的校准螺栓141与支持器143的内侧相联接。这样,液压控制杆145的档位(level)根据校准螺栓141的前/后旋转而设置。因此,流经第一油径168a的油量可被随意地控制。因此,门的自动回复速度被确定。
在根据本发明第四实施方式的液压控制杆145中,间隔地配置着一对油流量较大的高速部分装定器(1-Fast,2-Fast)145a、145c和一对油流量较小的低速部分装定器(1-Slow,2-Slow)145b、145d,如图10D和10E所示,以便适当地控制双液压回路。
该对高速部分装定器(1-Fast,2-Fast)145a、145c被设置成直径是恒定的,从而可以流过相对多的油量,即,在后述的止回阀E、F(参见图10A)不工作(处于关闭状态),也就是门被打开(即活塞做下降动作)时,约一半的油量可以流过。该对低速部分装定器145b、145d的直径是从上到下成锥形增长的,因而在止回阀E、F都处于关闭状态时(即,当活塞162a和162b做上升时),油的流量可以从1/2到1/80的范围内变动。
在这种情况下,当活塞162a和162b上升时,从第二、第三上腔室191a、191b流入第二、第三下腔室193a、193b的油量,在一对高速部分装定器145a、145c相应于第三和第四油径168c、168d的部分,和一对低速部分装定器145b、145d相比大幅度地增加了,从而使门可以高速返回。
此外,从第二、第三上腔室191a、191b流入第二、第三下腔室193a、193b的油量根据活塞162a、162b的上升位置,在一对高速部分装定器145a、145c相应于第三和第四油径168c、168d的部分,和一对低速部分装定器145b、145d相比大幅度地增加了,从而可以补充回复弹簧113中回复力的损耗。
高速部分装定器145a、145c和低速部分装定器145b、145d根据自动返回铰链装置所施用于的物体而确定各个部分的长度,以进而确定低速部分装定器145b、145d的锥度。
举例来说,当起火时建筑物上的门(比如消防门)会被关闭,而高速部分装定器145a、145c从门的开启角度为30°时开始启动。在家用小型门或室内门中,高速部件装定器145a和145c从门的开启角度为5°时开始启动。在用于上下转动型如泡菜冰箱(一种用来储存发酵食品如韩国的传统食品韩国泡菜的储存设备)的门时,高速部件装定器145a、145c不是必需的,因为不必应用高速部件,因而仅需提供低速部分装定器145b和145d。
同时,根据本发明第四实施方式的铰链装置包括过压保护阀130a和130b,其中第一和第二过压保护元件163a、163b通过第一和第二盘形弹簧164a、164b弹性安装于第二、第三活塞162a、162b的下面。在这种情况下,有必要使第一和第二过压保护元件163a、163b的直径小于第二引导管23的内径,以在第一和第二过压保护元件163a、163b中的每一个与第二引导管23之间构成第八油径169d。此外,第一和第二盘形弹簧164a、164b分别由第一和第二止动环(snap ring)165a、165b支撑。这样,第一和第二盘形弹簧164a、164b就得以避免在过压时沿活塞杆161被下推,从而使过压保护阀130a和130b稳定地工作。
下文中将参照图9和图10A对过压保护阀130a、130b的运行情况做详细说明。
过压保护阀130a、130b在用户以正常速度关门时不工作,而仅在门突然被较大外力(比如强风)推动时起作用。具体地说,当门以正常速度打开、关闭时,会有至少一对止回阀E和F根据过压保护阀130a、130b中的开关球170、171而起作用,以关闭第六油径169b(参见图10D)。
在活塞162a、162b的下端,盘形弹簧164a和164b用预定的压力弹性地支撑过压保护元件163a和163b。在上腔室191a、191b中产生的压力大于盘形弹簧164a、164b的弹力的情况下,过压保护元件163a和163b在油压的作用下向下移动。若过压保护元件163a、164b下移,活塞162a、162b的下表面和过压保护元件163a、163b的上表面之间会形成第七油径169a,上腔室191a、191b中的油会经第五油径169a从第七、第八油径169c、169d流入下腔室193a和193b,从而解除了过压状态。结果是由于上腔室191a、191b中的过压,用于封闭第二引导管23***的O型环和活塞162a、162b中的一个被损坏,或者引导管被损坏,从而预防油的泄漏。
然而,在上腔室191a、191b中产生的压力小于盘形弹簧164a、164b中的弹力时,根据门的正常关闭,过压保护元件163a和163b不会因为油压而下移。如果过压保护元件163a和164b不下移并与活塞162a、162b的下表面保持弹性接触,则活塞162a、162b的下表面和过压保护元件163a、163b的上表面之间不会形成第七油径169a。
因此,第六油径169b在关门时随着开关球170、171的作用而关闭,这样上腔室191a、191b中的油经第一至第三油径168a-168c流入下腔室193a和193b。而且,当开门时,油从下腔室193a和193b中经第六油径169b和止回阀E、F流向上腔室191a和191b。
在这种情况下,盘形弹簧164a、164b应当设计成具有适当的弹性系数,以使过压保护元件153a和163b在过压时可以移动。
同时,支撑螺母166与活塞杆145的端部是螺旋联接的。支撑螺母166起到防止回复弹簧113(其弹性支撑着致动器160)的弹力直接作用于盘形弹簧164a、164b之上的作用,从而在腔内平滑地执行过压保护的功能。
在如图9所示的本发明第四实施方式中,止回阀631与活塞162a、162b分开,以安置过压保护阀130a和130b(如图10A所示),并且是建立在过压保护元件163a和163b之中。然而,在不使用过压保护阀130a和130b时,止回阀是按照熟知结构进行安置,而不是在活塞162a、162b中构成第五油径169a。
在第四实施方式中,形成了两个封闭的回路腔室,以在长度方向上构成两个独立液压回路,从而(增加)大型门中缺乏或较小的阻尼力,并减小门上所用铰链装置的体积。
下面将参照图10A至10E对本发明第四实施方式中铰链装置的运行做详细说明。
在门的开启角度是0的情况下,在开门时,下液压回路400b开始工作,从而使第二、第三活塞162a、162b位于每个腔室的顶部死点,如图10A所示。在门的打开角度处于0°至30°的情况下,第二、第三活塞162a、162b下降,第一和第二止回阀E、F处于如图10B所示的关闭状态。这样,下腔室193a、193b中的油突然经第一和第二止回阀E、F和活塞杆161中第一至第四油径168a-168d流入第二、第三上腔室191a和191b。
此外,在门的打开角度处于30°至90°的情况下,第二、第三下腔室193a、193b中的油突然经第一和第二止回阀E、F和活塞杆161中第一至第四油径168a-168d流入第二、第三上腔室191a和191b,如图10C所示。
在此,在门的打开角度处于0°至30°的情况下,由于流经第一至第四油径168a-168d的油对应于高速部分装定器145a、145c,因此其流量与门开启角度处于30°至90°时相应于低速部件装定器145b、145d的流量相比略微增加,但其绝大多数按顺序经由第六油径169b、第一和第二止回阀E、F以及第五油径169a流过。
在开门时,由于上液压回路400a按照与本发明第一实施方式中一样的方式运行,当门的开启角度超过一个设定的开启角度例如5°时,回复弹簧111中的弹力停止增长。这样,在门打开超过设定开启角度时,可以大幅地减少开门力,以使用户轻松地打开重型大型门。
同时,在关门时,在门的开启角度处于90°到30°范围的情况下(如图10D所示),第二、第三上腔室191a、191b中的油经活塞杆161中第一至第四油径168a-168d以低速的第一速度流入第二、第三下腔室193a、193b,其中第一和第二止回阀E、F处于打开状态。
在这种情况下,经第一至第四油径168a-168d流动的油被设定为与低速部分装定器145b和145d对应,其流量递增,从而可以补偿回复弹簧113中回复力的损耗。
其后,在门的开启角度处于从30°到0°的范围内的情况下,如图10E所示,第二、第三上腔室191a、191b中的油经活塞杆161中第一至第四油径168a-168d流入第二、第三下腔室193a、193b,其速度为比第一速度相对较快的第二速度,此时第一和第二止回阀E、F处于打开状态。
在这种情况下,经第一至第四油径168a-168d流动的油被设定为与高速部分装定器145a和145c对应,其流量递增,从而可以补偿回复弹簧113中回复力的损耗,并同时增加关门所需的力。
其后,在门的开启角度低于一个设定的开启角度例如15°时,上液压回路400a回复至与第一实施方式中相同的运行方式,从而使得第一回复弹簧111中的弹性回复力被附加地施加到上液压回路400a,以附加地增加关门力。在这种情况下,第一回复弹簧111在液压回路400a中的回复力比由止回阀A形成的阻尼力大,从而增加关门所需的力。
而且,在开门角度处于15°至0°时,活塞162a、162b的上升和下降速度能够根据大倾角的升降引导641的设置,而被加速到第三速度。这样,门被回复到初始位置并被门的插销置于锁定的状态。
首先,在如上所述本发明的第四实施方式中,通过组合液压控制杆的形状和凸轮轴中的第一和第二升降引导孔的凸轮图,可以将门的关闭速度分多级地加以控制。
此外,在根据本发明第四实施方式的铰链装置中,考虑到增加门的重量而不是增加框架部件的直径,增加至少一个液压回路以补充不足的阻尼力。因此,可以施加足够的阻尼力,以在重型的大型门的情况下,控制活塞162a、162b的上升速度。
在第四实施方式中,如上所述,采用了双液压回路作为液压回路400b。然而,根据门所需的阻尼力来确定并进而增减液压回路的数目也是可以的。即,通过增减活塞和隔离器(含止回阀)的方式,可以方便地增减液压回路的数目。
更进一步地,在本发明第四实施方式中,第一凸轮轴30的凸轮图可被形成为,使上液压回路400a仅在开门初始时段和门返回最后时段起作用,由此减少开门所需的力并增加回复力。因此,在开门时,第一回复弹簧111的压缩在设定角度之外的部分停止,从而减少开门所需的力。这样,能够容易地打开大型的重型门。在门返回时,当门的开启角度对应于设定的角度时,第一第二回复弹簧111、113同时操作。因此,增加了关门的力,使门可以完全回复。
本发明的最佳实施方式
如上所述,对本发明参照具体优选的实施方式进行了说明。而本发明并不仅限于上述的实施方式,本领域的普通技术人员可以在不偏离本发明宗旨的前提下对本发明做各种修改和变化。因此,本发明的保护范围不限于上述详细说明,而受限于后述的权利要求和本发明的技术宗旨。
工业化应用
如上所述,根据本发明的一种自动返回铰链装置可以用于受铰链类门框支撑的大型重型门。在开门的初始时段和门返回的最后时段,一对回复弹簧同时操作,以维持关门力。在开、关门的其它部分,仅有一个回复弹簧工作,这样就减小了开门所需的力,从而可以使用较小的力来打开重型大型的门。

Claims (12)

1.一种用于大型的重型门的自动返回铰链装置,所述自动返回铰链装置与第一和第二铰链中的任意一个固定在一起,并在关门时自动返回,所述自动返回铰链装置包括:
中央体,其一个周边固联于所述第一铰链的中央;
第一和第二引导管,其周边分别固联于所述第二铰链的上/下侧,其中第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽在相互面对的位置形成,以及填充有油的第一和第二腔在其中形成,以此来保持对应于所述中央主体件的高度的间隙;
第一和第二凸轮轴,在门转动时被在所述第一和第二引导管中产生的相对外力驱使转动,其中第一和第二轴被固定地***所述中央体中并彼此相对;从所述第一和第二轴扩展而形成的第一和第二圆柱体分别可转动地安装于所述第一和第二引导管的内圆周;沿着所述第一和第二圆柱体的外周边***地形成有第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔,所述第一和第二升降引导孔和第三和第四升降引导孔具有可相互移动的对称结构的螺线形状的凸轮图;
第一和第二导销,其两个端部分别经由所述第一和第二升降通孔以及第三和第四升降通孔联接到所述第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽;
第一和第二活塞杆,其每一端分别与所述第一和第二导销的中央部分***地联接,并以根据所述第一和第二凸轮轴的转动而沿着所述第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽滑动的方式,沿着所述第一和第二凸轮轴的所述第一和第二圆柱体的内圆周上升和下降;在所述第一和第二活塞杆的另一端分别形成有垂直连通外周边的第一和第二曲通孔;
第一和第二活塞,其每个的一侧中央分别具有联接到所述第一和第二活塞杆的所述另一端的第一和第二联接孔,在其另一侧分别形成有连通所述第一和第二联接孔的第一和第二中央通孔,其外圆周分别可滑动地设置在所述第一和第二引导槽的内表面上,并将第一和第二腔室分别分成上下部分;
第一和第二止回阀,其被置于第一和第二活塞中,用以增加和减少根据所述第一和第二活塞的上升和下降而在所述第一和第二腔室的上下腔室中相互流动的油体流量,从而控制所述第一和第二活塞的上升/下降速度;
第一和第二密封帽,其与所述第一和第二引导槽的上/下端密封联接,从而在所述第一和第二引导槽中分别形成独立的液压回路;以及
第一和第二弹性部件,其分别安置于所述第一轴的上部和所述第二轴的下部,以弹性地支撑所述第一和第二活塞;并在返回门时能分别提供使所述第一和第二活塞回复到初始位置的回复力,
其中,所述第一和第二凸轮轴的所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔以相对的方向设置,以及所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔中的一对的凸轮图长度比另一对的凸轮图长度长。
2.如权利要求1所述的用于大型的重型门的自动返回铰链装置,其中,所述第一和第二升降通孔仅包括门打开角度为0°-15°的第一升降部分,而所述第三和第四通孔包括门打开角度为0°-15°的第一升降部分、以及门打开角度为15°-90°的第二升降部分。
3.如权利要求1所述的用于大型的重型门的自动返回铰链装置,其中,所述第一和第二止回阀使用圆形或球型的阀门致动器。
4.一种用于大型的重型门的自动返回铰链装置,所述自动返回铰链装与第一和第二铰链中的任意一个固定,并在关门时可以自动返回,所述自动返回铰链装置包括:
中央体,其一个周边固联于所述第一铰链的中央,所述中央体的内侧被隔离部件分成第一和第二腔室,从所述中央体的所述第一和第二腔室向内相对的位置,分别上下地形成第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽;
第一和第二固定部件,其每一个的一侧分别与所述第二铰链的上下部分的侧端相联接,并保持于使所述中央体能够***的距离的状态;
第一和第二凸轮轴,在门转动时被在所述第一和第二固定部件中产生的相对外力驱使转动,其中第一和第二轴被固定地***所述所述第一和第二固定部件中,与所述第一和第二轴可拆卸地联接的第一和第二圆柱体分别可转动地设置在所述中央体的所述第一和第二腔室的内周边;沿着所述第一和第二圆柱体的外周边***地形成有第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔,所述第一和第二升降引导孔和第三和第四升降引导孔具有可相互移动的对称结构的螺线形状的凸轮图;
第一和第二导销,其两个端部分别经由所述第一和第二升降通孔以及第三和第四升降通孔联接到所述第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽;
第一和第二活塞杆,其每个的上端由所述第一和第二导销联接,并以根据所述第一和第二凸轮轴的转动而沿着所述第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽滑动的方式,沿着所述第一和第二凸轮轴的所述第一和第二圆柱体的内圆周上升和下降;在所述第一和第二活塞杆的另一端分别形成有垂直连通其外周边的第一和第二曲通孔;
第一和第二活塞,其每个的一侧中央分别具有联接到所述第一和第二活塞杆的所述另一端的第一和第二联接孔,在其另一侧分别形成有连通所述第一和第二联接孔的第一和第二中央通孔,其外圆周分别可滑动地设置在所述第一和第二引导槽的内表面上,并将第一和第二腔室分别分成上下部分;
第一和第二止回阀,其被置于第一和第二活塞中,用以增加和减少根据所述第一和第二活塞的上升和下降而在所述第一和第二腔室的上下腔室中相互流动的油体流量,从而控制所述第一和第二活塞的上升/下降速度;
第一和第二密封帽,其与所述第一和第二引导槽的上/下端密封联接,从而在所述第一和第二引导槽中分别形成独立的液压回路;以及
第一和第二弹性部件,其分别安置于所述第一腔的下部和所述第二轴的上部,以弹性地支撑所述第一和第二活塞;并在返回门时能分别提供使所述第一和第二活塞回复到初始位置的回复力,
其中,所述第一和第二凸轮轴的所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔以相对的方向设置,以及所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔中的一对的凸轮图长度比另一对的凸轮图长度长。
5.一种用于大型的重型门的自动返回铰链装置,所述自动返回铰链装置与第一和第二铰链的任意一个固定,并在关门时可以自动返回,所述自动返回铰链装置包括:
中央体,其一个周边固联于所述第一铰链的中央,在所述中央体的内周边相对的位置,分别上下地形成第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽,在所述中央体的内侧具有腔室;
第一和第二固定部件,其每一个的一侧分别与所述第二铰链的上下部分的侧端相联接,并保持于使所述中央体能够***的距离的状态;
第一和第二凸轮轴,在门转动时被在所述第一和第二固定部件中产生的相对外力驱使转动,其中第一和第二轴被固定地***所述所述第一和第二固定部件中,与所述第一和第二轴可拆卸地联接的第一和第二圆柱体分别可转动地设置在所述中央体的所述第一和第二腔室的内周边;沿着所述第一和第二圆柱体的外周边***地形成有第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔,所述第一和第二升降引导孔和第三和第四升降引导孔具有可相互移动的对称结构的螺线形状的凸轮图;
第一和第二导销,其两个端部分别经由所述第一和第二升降通孔以及第三和第四升降通孔联接到所述第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽;
第一活塞杆,其一端由所述第一导销联接,并以根据所述第一凸轮轴的转动而沿着所述第一和第二竖直引导槽滑动的方式,沿着所述第一凸轮轴的圆柱体的内圆周上升和下降;
第一活塞,在所述第一活塞杆的另一端扩展地形成,并且其外圆周滑动地置于所述中央体的内圆周;
第二活塞杆,其一端与所述第二导销的中间部分联接在一起,并以根据所述第一和第二凸轮轴的转动而沿着所述第三和第四竖直引导槽滑动的方式,沿着所述第二凸轮轴的圆柱体的内圆周上升和下降;在所述第二活塞杆的另一端别形成有垂直连通其外周边的曲通孔;
第二活塞,其一侧的中央具有和所述第二活塞杆的另一端联接的联接孔,在其另一侧具有连通上述联接孔的中央通孔,所述第二活塞的外圆周在所述中央体的腔室的内圆周滑动,并将所述腔室分成上下部分;
止回阀,其被置于所述第二活塞中,用以增加和减少根据所述第二活塞的上升和下降而在所述上下腔室中相互流动的油体流量,从而控制所述第二活塞的上升/下降速度;
第一和第二封帽,其分别与所述中央体的上/下端密封联;以及
弹性部件,其被安装于所述上腔室中,以弹性地支撑所述第一和第二活塞,并并在返回门时能分别提供使所述第一和第二活塞回复到初始位置的回复力,
其中,所述第一和第二凸轮轴的所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔以相对的方向设置,以及所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔中的一对的凸轮图长度比另一对的凸轮图长度长。
6.一种用于大型的重型门的自动返回铰链装置,所述自动返回铰链装置与第一和第二铰链的任意一个固定,并在关门时可以自动返回,所述自动返回铰链装置包括:
第一和第二轴;
中央体,其一个周边固联于所述第一铰链的中间,所述第一和第二轴***其中并处于相对的位置;
第一和第二引导管,其周边分别固联于所述第二铰链的上/下侧,填充有油的第一和第二腔在其中形成,以此来保持对应于所述中央主体件的高度的间隙;
第一和第二升降单元,其分别位于所述第一和第二引导管的内圆周上,并在门转动时,通过在所述轴或第一和第二引导管中产生的转矩驱动,使得第一和第二导销上下运动;
第一和第二液压回路,其包括第一和第二活塞杆,所述第一和第二活塞杆的上下部分与所述第一和第二升降单元中的所述第一和第二导销相联接,并根据所述第一和第二导销的上升和下降进行升降运动;第一和第二活塞,其与所述第一和第二活塞杆相联接,并在***于所述第一和第二引导管中的状态分别把第一和第二腔室分隔成上下腔室,当开门时,所述第一和第二液压回路中根据所述活塞的升降运动具有第一油流量,而在关门时,具有比所述第一油流量小的第二油流量;
第一和第二密封帽,其与所述第一和第二引导管的上/下端密封联接,从而分别在所述第一和第二引导管中形成独立的液压回路;以及
第一和第二弹性部件,其被分别安置于所述第一腔的上部和所述第二腔的下部,以弹性地支撑所述第一和第二活塞,并在开门时分别提供能够使第一和第二活塞回复到初始位置的力,
其中,所述第一和第二升降单元中的任何一个仅在预定的门打开角度范围内进行操作。
7.如权利要求6所述的用于大型的重型门的自动返回铰链装置,其中,所述第一和第二升降单元包括:
第一和第二竖直引导槽和第三和第四竖直引导槽,在所述第一和第二引导管内侧相对的位置上下地形成;
第一和第二凸轮轴,其在门转动时由在所述第一和第二引导管中产生的相对外力驱动而旋转,其中第一和第二轴固定***所述中央体并彼此相对,从所述第一和第二轴扩展形成成的第一和第二圆柱体分别被可转动地安置于所述第一和第二引导管的内圆周,沿着所述第一和第二圆柱体的外周边***地形成有第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔,所述第一和第二升降引导孔和第三和第四升降引导孔具有可相互移动的对称结构的螺线形状的凸轮图;
第一和第二导销,其两个端部分别经由所述第一和第二升降通孔以及第三和第四升降通孔联接到所述第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽;
其中,所述第一和第二凸轮轴的所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔以相对的方向设置,以及所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔中的一对的凸轮图长度比另一对的凸轮图长度长。
8.一种用于大型的重型门的自动返回铰链装置,所述自动返回铰链装置与第一和第二铰链的任意一个固定,并在关门时可以自动返回,所述自动返回铰链装置包括:
第一和第二轴;
中央体,其一个周边固联于所述第一铰链的中间,第一和第二轴***所述中央体中并处于相对的位置;
第一和第二引导管,其周边分别固联于所述第二铰链的上/下侧,以及填充有油的第一和第二腔在其中形成,以此来保持对应于所述中央主体件的高度的间隙;
第一和第二升降单元,其分别位于所述第一和第二引导管的内圆周上,并在门转动时,通过在所述轴或第一和第二引导管中产生的转矩驱动,使得第一和第二导销上下运动;
第一液压回路,其包括第一活塞杆,改活塞杆的下部与所述第一升降单元中的第一导销相联接,并根据所述第一导销的上升和下降进行升降运动;以及第一活塞,其与所述第一活塞杆相联接并在***于所述第一引导管中的状态把第一腔室分隔成上下腔室,当开门时根据所述第一活塞的上升,从第一腔室的上腔室流入下腔室的流量为第一油流量,而在关门时,第一腔室的下腔室流入上腔室的流量为比所述第一油流量小的第二油流量;
第二液压回路,其包括第二活塞杆,改活塞杆的上端与所述第二升降单元中的第二导销相联接,并根据所述第二导销上升和下降进行升降运动;至少一个活塞,其与所述第二活塞杆相联接并把第二腔室分隔成上下腔室;以及至少一个隔离装置,在***于所述第二引导管中的状态下,将所述第二引导槽中的、根据成倍增加的、所述活塞之间的空间隔开;在开门时根据所述至少一个活塞的下降,从所述第二腔室的下腔室流入上腔室的油流量为第一油流量,而在关门时根据所述至少一个活塞的上升,从第二腔室的上腔室流入下腔室的油流量为比第一油流量小的第二油流量,所述第二第二油流量根据门开启角度变化;
第一和第二密封帽,其与所述第一和第二引导管的上/下端密封联起,从而分别在所述第一和第二引导管中形成独立的液压回路;以及
第一和第二弹性部件,其被分别安置于所述第一腔室的上部和所述第二腔室的下部,以弹性地支撑所述第一和第二活塞;并能分别提供所述使第一和第二活塞在开门时回复到初始位置的回复力,
其中,所述第一和第二升降单元中的任何一个仅在预定的门打开角度范围内进行操作。
9.如权利要求8所述的用于大型的重型门的自动返回铰链装置,其中,所述第二液压回路包括:
致动器,包括第二活塞杆,其上部分与所述第二升降单元中的第二导销相联接,并根据所述第二导销的升降而升降;以及至少一个活塞,其与所述第二活塞杆相联接,并把第二腔室分隔成上下腔室,其中,在第二活塞杆和所述至少一个的活塞中包括第一油径和另外至少一个第二油径,其根据门的转动而在所述上下腔室之间移动;
至少一个隔离装置,其根据成倍地增加的活塞数量,将所述第二引导管中的、所述活塞间之间的内部分分隔;
至少一个止回阀,其被置于所述活塞的至少一个第二油径,并仅在开门时开启使得油从下腔室流入上腔室的油径;以及
液压控制杆,其一端由所述第二密封帽支撑,其前端插在所述第二活塞杆中的第一油径中,以根据所述致动器的档位控制经由所述第一油径流入下腔室的油量大小,并由此在关门时多级地控制致动器的上升和下降速度,该致动器由所述第二弹性部件中的回复力驱动上升和下降。
10.如权利要求9所述的用于大型的重型门的自动返回铰链装置,其中,如果所述第二液压回路是双液压回路,则所述致动器的第二活塞杆中的第一油径包括:第一副油径,位于距离所述第一油径的中央部分的底端的一定距离处,以使油能够流入每个腔室的上下部分;第二副油径,使所述第一副油径和所述第二腔室的上部互相连通;第三副油径,使所述第一副油径和所述第二腔室的下部相互连通;第四副油径,使所述第一副油径和第三腔室的上部相互连通;
所述液压控制杆包括:直径恒定的一对高速部分装定器,其具有较大油流量的;一对低速部分装定器,其位于所述一对高速部分装定器的下侧,并且是锥形的,这样油的流量随着直径从上部到下部的增加而发生变化,由此使经过所述低速部分装定器的油流量小于经过所述高速部分装定器的油流量;
所述一对低速部分装定器对第二弹性部件中的回复力的减少作出补偿,因为通过从所述第二和第三腔室的上部流向所述第一和第二腔室下部的油流根据活塞的上升位置是逐渐增加的。
11.如权利要求8所述的用于大型的重型门的自动返回铰链装置,其中,所述第一和第二升降单元包括:
第一和第二竖直引导槽和第三和第四竖直引导槽,其在所述第一和第二引导管内侧相对的位置上下地形成;
第一和第二凸轮轴,其在门转动时由在所述第一和第二引导管中产生的相对外力驱动而旋转,其中第一和第二轴固定***所述中央体并彼此相对,从所述第一和第二轴扩展形成成的第一和第二圆柱体分别被可转动地安置于所述第一和第二引导管的内圆周,沿着所述第一和第二圆柱体的外周边***地形成有第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔,所述第一和第二升降引导孔和第三和第四升降引导孔具有可相互移动的对称结构的螺线形状的凸轮图;
第一和第二导销,其两个端部分别经由所述第一和第二升降通孔以及第三和第四升降通孔联接到所述第一和第二竖直引导槽以及第三和第四竖直引导槽;
其中,所述第一和第二凸轮轴的所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔以相对的方向设置,以及所述第一和第二升降引导孔以及第三和第四升降引导孔中的一对的凸轮图长度比另一对的凸轮图长度长。
12.如权利要求8所述的用于大型的重型门的自动返回铰链装置,其中,所述第二液压回路包括:
致动器,包括第二活塞杆,其上部分与所述第二升降单元中的第二导销相联接,并根据所述第二导销的升降而升降;以及至少一个活塞,其与所述第二活塞杆相联接,并把第二腔室分隔成上下腔室,其中,在第二活塞杆和所述至少一个的活塞中包括第一油径和另外至少一个第二油径,其根据门的转动而在所述上下腔室之间移动;
至少一个隔离装置,其根据成倍地增加的活塞数量,将所述第二引导管中的、所述活塞间之间的内部分分隔;
至少一个止回阀,其被置于每个活塞的下部,并安装在阀支撑件上,所述阀支撑件具有与所述至少一个第二油径相通的至少一个第三油径,所述至少一个止回阀仅在开门时开启使得油从下腔室流入上腔室;
至少一个过压保护阀,其弹性地在每个活塞下部支撑阀支撑件,在门以正常速度关闭时不工作,而在门被很大外力快速关闭时,在所述阀支撑件的外周和所述第二引导管之间形成第四油径;以及
液压控制杆,其一端由所述第二密封帽支撑,其前端插在所述第二活塞杆中的第一油径中,以根据所述致动器的档位控制经由所述第一油径流入下腔室的油量大小,并由此在关门时多级地控制致动器的上升和下降速度,该致动器由所述第二弹性部件中的回复力驱动上升和下降。
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