CN1993573A - 用于选择性中断旋转平动的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于选择性中断旋转平动的装置，包括带有螺纹的细长元件(14；114)以及带有与细长元件(14；114)的螺纹配合的内螺纹的元件(112)；所述元件(112，14；114)中的一个通过与另一个元件啮合来执行平动并到达由行程终端止挡件(150)限定的至少一个位置，并且所述平动的元件能够在到达所述至少一个行程终端位置(150)时进行暂时变形，从而与另一个元件脱离啮合。

Description

用于选择性中断旋转平动的装置
技术领域
本发明涉及一种用于选择性中断旋转平动的装置，所述装置特别地应用于一种在用于卷帘的致动***中限定机械轴的旋转数的装置。
背景技术
在很多应用中，都需要一种以选择性的方式——即通过特定的边界条件进行控制和/或影响——来中断旋转平动的装置。尽管已知用于实现此目标的复杂***(如利用电子控制)，但具有一种简单可靠的解决方案的可能性将是相当实用的。在下面的说明中参考了一个示例性的实例－－一种用于限定机械轴的旋转数的装置，但并不希望以任何方式限制本发明的范围。
在应用于卷帘的致动***中，一机械轴组成主要致动件，并且需要对该机械轴的旋转运动进行控制。特别地，一种很常用的控制方法就是基于所述轴在两个方向上运转的旋转数。在所述致动***中，卷帘(门帘、百页窗等)卷绕在与所述轴一体的卷轴上以及从该卷轴展开，从而对旋转数的控制可以转化为对卷帘的行程终点位置的控制。
与本申请最接近的现有技术可以看作是现已失效的专利US 3,718,215中所描述的装置1，来自该专利的截面图示于图1和图2中。见图1，花键轴10与两个齿轮12相啮合，所述花键轴10与要进行控制并由马达20致动的机械轴55(以示意形式示出)一体，所述齿轮12中的每一个齿轮通过内螺纹又与丝杠14相啮合，在所述丝杠14上两个齿轮能够通过其自身的旋转沿两个方向纵向移动。根据花键轴10(因此被控制的轴)的旋转方向，两个齿轮12中的一个到达并推动一操纵电开关18(微动开关)的控制元件16，从而改变该电开关的打开/关闭状态——参照图2中位于上部的开关。开关18的状态改变被装置1检测到并且马达20被停机。而另外一个齿轮12向相反方向移动，如果必要的话会到达丝杠14的端部。很明显，为了能够控制机械轴55的两个方向的旋转，在装置1中有两套元件。弹簧22将齿轮12向丝杠14的螺纹压紧，使得在齿轮改变旋转方向的时候齿轮和丝杠能再次啮合。参照图2，这种情况在所述齿轮12接触并且推动控制元件16的时候以及当齿轮12在丝杠14的另一端并且从丝杠上拧下时发生。应当注意的是，两个齿轮12与丝杠14都由金属制成。此外，明显地，齿轮12、丝杠14与弹簧22形成用于选择性中断旋转平动的装置，更准确的说是形成用于选择性中断齿轮12在丝杠14上的旋转平动的装置。
两个丝杠14分别以两个杆70a、70b的形式纵向延伸，在每个杆的端部有一个与其同轴的齿轮72a、72b。齿轮72a、72b分别与蜗杆74a、74b相啮合。马达安装后，可设想调整打开与关闭的行程终点的位置。通过马达的动作，并且通过利用一种适当的工具例如螺旋传动装置，卷帘被置于需要的打开位置；假设上部丝杠14用于调整打开的行程终点位置，则蜗杆74a通过杆70a的旋转并因此通过上部丝杠14a的旋转而旋转，直到上部齿轮12接触到上部开关18，这将导致马达20的停机。随后用上述与打开位置相同的方法使卷帘变位到关闭位置并由此限定下部齿轮12接触开关18的位置，这使上部齿轮12远离上部开关18到达由关闭行程终点止挡件的致动而确定的位置。后一个位置可能根据马达安装在其上的百叶窗或者窗帘的类型以及各用户的要求而不同。在随后打开卷帘时，马达将会一直转动到齿轮12中的一个致动一个开关18。因此，上部和下部齿轮12的剩下的(或者没有***作的)位置可能位于丝杠14上的任何位置，并且可能根据所做的调整而不同。一旦调整结束，蜗杆74a、74b使丝杠14保持固定。
装置1可以改进以包含数量更少的零件，使其拥有重量上的优势，更小的复杂性以及更低的成本。
发明内容
本发明的目的在于改进此现有技术。此目的通过根据下述权利要求的一种用于选择性中断旋转平动的装置的应用而实现。
附图说明
通过下文对一实施例的描述可更清楚地看到本发明的优点与特征性特点，此实施例仅仅作为示例而不用于限制。所述描述参照附图，其中：
图1示出现有技术的装置在第一位置的示意性剖视图；
图2示出根据图1的装置在第二位置的示意图；
图3示出包括本发明的装置在第一位置的示意性剖视图；
图4示出根据图3的装置在第二位置的示意图；
图5示出根据本发明的装置的细节；
图6示出根据本发明的装置的一变型的细节；
图7示出包含于图6的***件Q中的细节的放大视图；
图8示出根据本发明的装置的另一变型的细节；
图9示出根据本发明的装置的另一变型的细节；
图10示出根据本发明的装置的另一变型的细节；
图11示出图3所示的装置的变型在第一位置的示意性剖视图；
图12示出图11所示的装置在第二位置的示意图；
具体实施方式
标号100表示一限定装置，此装置基于前述装置1并且对其有所改进，此装置(中各构件)的编号得以保持，其中，相似的元件的编号上添加了前缀“1”。因此限定装置100包括一花键轴110，所述花键轴110与要进行控制并由马达120致动的轴155(在示意图中示出)一体。所述花键轴110与两个齿轮112相啮合，所述齿轮112中的每一个通过内螺纹又与丝杠114相啮合，所述轴110由两个支承凸缘150支承。参见图3和图4，如前述专利中的情况一样，所述齿轮112可以通过其自身的旋转运动在所述丝杠114上沿两个方向轴向移动，并且具有相同的作用：见图4中的上部开关，所述齿轮可以到达并推动控制电开关118(微动开关)的控制元件116，从而改变该开关的打开/关闭状态并因此停止马达120；或者可以沿着丝杠114向与开关118相反的方向移动。如已知技术的情况一样，两个丝杠114分别同轴地连接到两个杆170a、170b，在杆的端部是与其同轴的齿轮172a、172b。齿轮172a、172b分别与两个蜗杆174a、174b相啮合。如已针对已知技术所描述的一样，在安装马达120后对行程终点止挡件进行调整(即初始限定齿轮112在丝杠114上的位置)。相似地，在调整后蜗杆174a、174b使丝杆114保持固定。
由于本发明的特定特点，限定装置100的一个特征为没有包含在已知技术中存在的弹簧22，从而在生产和安装上不容置疑地节省了材料并更大地简化了安装。为了防止齿轮112被压到丝杠114的螺纹外，从而不能够与丝杠啮合以向相反的方向移动，齿轮112被沿径向切开——见图5，其中此切口的标号为113。在齿轮是由塑料制成的情况下，这并不难办到。另外，在凸缘150与丝杠114的螺纹的端部115之间的距离保持为小于齿轮112的厚度：以此方式，所述齿轮112在能完全脱离丝杠114的螺纹前被凸缘150止挡住，并且由于沿齿轮径向的切口，所述齿轮会变形并轻微地张开，从而空转(见图4)。随着马达120转向的改变，齿轮112也改变其旋转的方向，并通过再次与丝杠114的螺纹啮合而远离相邻的凸缘运动。本发明的第二个特征性特点是优选用塑料制造所有的旋转零件，尤其是齿轮122与丝杠114。以此方式，这些元件可以通过高效并节省成本的方式用模制的方法制造(塑料具有更低的成本并且用塑料模制零件是低成本过程)。
所以明显地，这种用于选择性中断旋转平动的新***——即通过齿轮112变形(来选择性中断旋转平动的***)——实现了预定目的并且大大简化限定装置的生产。
一种替代方法可以是用软塑料或者橡胶来生产上述部件，这样就不需要切割这些部件来获得必要的变形。
图11和图12示出了限定装置100的一变型1000，其中，与图3和图4中相同的零件保持使用相同的标号，并且没有示出行程终点调整机构(两个杆170a、170b、齿轮172a、172b和两个蜗杆174a、174b)。在此例中，控制元件116为“L”形并且可在支承凸缘150的开口里面滑动。电开关118安排在凸缘150的外侧并且由元件116的一个端部116b致动(见图12的上部开关)。此装置余下的部分与前述装置在功能上相同。需要指出的是在此变型中，作为使用凸缘150或者蜗杆174a、174b的替代方法，可以通过利用端部116b的长度和开关118的体部对控制元件116(并因此对齿轮112)的阻力来建立齿轮112的行程终点位置。
齿轮112中的切口113不仅可以是线性的(见图5)，也可以有不同的形式(progression)，如V形形式(见图10)或者横向形式(见图8)。图8和图10中所示的切口113的构型使得不必完全切除齿轮112的一个或多个齿，从而提高了齿轮112与花键轴110的结合。显然，也可设想到具有不同形式的凹槽。
在此例中，切口(或凹槽)中断了齿轮112的内螺纹。此发明的一个变型示于图6和图7中。不是切割齿轮112，而是在其中加工一个与齿平行的凹槽117就可以是足够的了。以此方式齿轮112的一个环形区域121保持与螺纹的完全接触，从而有利于最优的啮合，但是该环形区域的厚度却在某种程度上更小，以在受力时能够延展并且使齿轮112可以脱离丝杠114的螺纹。
为了使齿轮112可以跳跃到丝杠114的螺纹上并进入行程终点位置，并不是必须要求在所述齿轮112上做一切口(或形成一凹槽)。在图9中示出了另外一种解决方案。丝杠114被做成空心的并带有一纵向切口123，该切口中断了所述丝杠114的截面。当齿轮112对丝杠114的螺纹施加力时，丝杠通过收缩(切口123变窄)而让步，并且与齿轮112脱离啮合。也可以仅在不是空心的丝杠114上沿其螺纹的一部分纵向地切割出一凹槽，所述凹槽是盲槽或者从一侧延伸到另一侧。
明显地，切口或者凹槽的数量可根据特定的情况而变化并且包含多于一个。另外，也可以设想到一种装置，其中是丝杠114沿着一固定的内螺纹的螺纹来执行旋转平动。
依据本发明的用于选择性中断旋转平动的装置可以应用到其它机构上，例如用于检测障碍物或者阻碍的装置。花键轴110可以用一通过弹性带将运动传递到齿轮112的光滑轴代替。或者，齿轮112也可以是光滑的而不带有齿、可以由橡胶制成，并且该齿轮与一光滑的芯轴接触，该芯轴通过摩擦使所述齿轮转动。在某些情况下，用不同的材料生产这些元件也可能是方便的，例如在外部用橡胶而内螺纹用塑料制成。
可以理解，相对本发明建议的思想进行的较小的变化在任何情况下都包含在下述权利要求中。

Claims (12)

1.一种用于选择性中断旋转平动的装置，包括带有螺纹的细长元件(14；114)以及带有与细长元件(14；114)的螺纹配合的内螺纹的元件(112)，所述元件(112，14；114)中的一个通过与另一个元件啮合来执行平动并到达由行程终端止挡件(150)限定的至少一个位置，其特征在于，所述平动的元件能够在到达所述至少一个行程终端位置(150)时进行暂时变形，从而与另一个元件脱离啮合。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述变形通过在所述两个元件(112，14；114)中的至少一个上形成的至少一个凹槽(113；117；123)获得。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于，所述至少一个凹槽(113；123)中断相应元件的螺纹。
4.根据权利要求2或3的装置，其特征在于，至少一个凹槽(113)具有V形或U形形式。
5.根据前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述元件由塑性材料和/或弹性材料制成。
6.根据前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述细长元件(14；114)是空心的。
7.根据前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，在所述细长元件(114)上形成一纵向凹槽(123)，所述纵向凹槽(123)中断所述细长元件的横截面。
8.根据前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述内螺纹元件是有齿的轮或者光滑的轮。
9.一种用于限定第一轴的旋转数的装置(100；1000)，包括：
与所述第一轴一起旋转的第二轴(110)；
两个细长元件(114)，这两个细长元件与所述第二轴(110)平行并且沿其长度的一部分具有沿相反的方向形成的螺纹；
两个内螺纹元件(112)，所述内螺纹元件(112)分别安装于各个所述细长元件(114)的螺纹上，每个内螺纹元件(112)都与所述第二轴(110)啮合，并且如果通过所述第二轴而旋转，则可以向着与另一个内螺纹元件的移动方向相反的方向沿细长元件(114)的螺纹自由地移动到至少一个行程终端位置；
用于支承所述第二轴(110)和所述细长元件的支承件(150)；
用于停止所述第一轴的装置(118)，当所述内螺纹元件(112)到达位于所述细长元件(114)上的所述至少一个行程终端位置时，所述内螺纹元件(112)致动所述装置(118)；
其特征在于，所述内螺纹元件(112)通过内螺纹啮合，并且所述细长元件(114)形成为根据权利要求1-8的装置。
10.根据权利要求9的装置，其特征在于，所述第二轴(110)是带花键的轴或者光滑的轴。
11.根据权利要求9或10的装置，其特征在于，所述支承件(150)与所述细长元件(114)上的螺纹的端部(115)之间的距离小于所述内螺纹元件(112)的厚度，以使所述内螺纹元件(112)在仍然与所述细长元件(114)上的螺纹啮合时可以被所述支承件(150)锁止。
12.根据权利要求9-11中任一项的装置，其特征在于，所述装置用来限定卷帘的致动轴的旋转数。
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