專利名稱：用于不連續(xù)地緩沖旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的緩沖裝置的制作方法
用于不連續(xù)地緩沖旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的緩沖裝置
本發(fā)明涉及一種緩沖裝置，所述緩沖裝置用于借助于不連續(xù)的傳動(dòng)裝置來不連續(xù) 地緩沖能夠繞驅(qū)動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)齒輪(特別是入口閉鎖裝置的驅(qū)動(dòng)齒輪)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所 述傳動(dòng)裝置由兩個(gè)相互嚙合、偏心支承的、非圓形的齒輪構(gòu)成并且使所述驅(qū)動(dòng)齒輪與配設(shè) 給輸出軸的緩沖元件相連。
這種緩沖裝置已經(jīng)由德國公開文獻(xiàn)DE3638353A1在先已知。這里與門關(guān)閉器連接 的肘活節(jié)的端部的連續(xù)的旋轉(zhuǎn)通過由兩個(gè)相同的非圓形齒輪組成的傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)換為不連 續(xù)的旋轉(zhuǎn)，這種不連續(xù)的旋轉(zhuǎn)最終受到緩沖。
在這種門關(guān)閉器中，但特別是在人員分隔裝置中采用的入口閉鎖裝置中，通常使 受保護(hù)的區(qū)域的進(jìn)入取決一個(gè)條件，例如取決于是否出示有效的入場券。因此這種入口閉 鎖裝置在每次通過一個(gè)人之后使鎖定裝置卡鎖，從而用一張有效的入場券不能讓多個(gè)人進(jìn) 入受保護(hù)的區(qū)域。通過這種卡鎖觸發(fā)了對(duì)入口閉鎖裝置的機(jī)械鎖定，這種鎖定防止繼續(xù)旋 轉(zhuǎn)。如果入口閉鎖裝置以未降低的速度運(yùn)動(dòng)到終端位置，則鎖定機(jī)構(gòu)的卡鎖一方面使材料 受到強(qiáng)烈的載荷，另一方面意味著產(chǎn)生噪聲污染。在入口閉鎖裝置的區(qū)域中這樣產(chǎn)生的噪 聲通常還讓人感覺是負(fù)面的質(zhì)量特征，從而在制造商方面也存在避免這種情況的需求。
就是說，原則上在入口閉鎖裝置、門關(guān)閉器或其他類似的裝置中這樣緩沖時(shí)，希望 在終端位置的區(qū)域內(nèi)以這樣的方式緩沖入口閉鎖裝置的運(yùn)動(dòng)使得實(shí)現(xiàn)柔和但順暢的終端 位置運(yùn)行。連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在直接緩沖時(shí)只能均勻地進(jìn)行，從而門由于緩沖只是變得沉重， 當(dāng)然只是在緩沖器活塞偏轉(zhuǎn)的極值點(diǎn)可以較為輕松地運(yùn)行。由于緩沖作用與旋轉(zhuǎn)速度相 關(guān)，這里大的旋轉(zhuǎn)速度意味著高的緩沖，小的旋轉(zhuǎn)速度意味著小的緩沖，因此為了在終端位 置的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行緩沖必須實(shí)現(xiàn)逐漸提高的速度。這通過使用不連續(xù)的傳動(dòng)裝置來實(shí)現(xiàn)，所 述不連續(xù)的傳動(dòng)裝置構(gòu)造成，使得從不穩(wěn)定(Iabil)位置之后到即將到達(dá)終端位置之前實(shí) 現(xiàn)不斷增加的旋轉(zhuǎn)速度。
由上面給出的公開文獻(xiàn)在先已知的齒輪構(gòu)造成相同的，但在將連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn) 換成不連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)有這樣的缺點(diǎn)，即，由于各齒輪相同的結(jié)構(gòu)必須忍受的是明顯地 偏離于理想的緩沖曲線。現(xiàn)有技術(shù)因此還致力于獲得實(shí)現(xiàn)盡可能理想的緩沖曲線的其他可 能性。為此由例如德國專利文獻(xiàn)DE102007010385B4已知一種的用于十字轉(zhuǎn)門設(shè)備的鎖定 裝置。這種十字轉(zhuǎn)門設(shè)備構(gòu)成入口閉鎖裝置的一種可能的方案，其中設(shè)有閉鎖元件，所述閉 鎖元件設(shè)有空間上的分隔裝置。通過閉鎖元件的步進(jìn)步驟，每次使得一個(gè)人可以通過入口 閉鎖裝置，由此實(shí)現(xiàn)了人員分離。在該德國專利文獻(xiàn)的公開范圍內(nèi)，閉鎖元件的步進(jìn)通過電 機(jī)實(shí)現(xiàn)，這樣來控制所述電機(jī)使得在運(yùn)動(dòng)的終端區(qū)域，就是說在閉鎖元件的終端位置的區(qū) 域中設(shè)置緩沖。在終端位置的區(qū)域內(nèi)使電機(jī)減速，由此電機(jī)不會(huì)擺動(dòng)越過終端位置，從而實(shí) 現(xiàn)了所述緩沖。
出于不同的原因，例如出于降低噪聲、防爆的原因，或者也可能由于要向顧客提供 一種比電子部件使用壽命更長的機(jī)械的解決方案，還存在對(duì)于純機(jī)械式的入口閉鎖裝置的 需求，但這種入口閉鎖裝置應(yīng)具有在質(zhì)量上相應(yīng)良好的緩沖。這里，理想的情況下使用和在 機(jī)動(dòng)化的方案中在結(jié)構(gòu)上盡可能相同的產(chǎn)品方案，以便能實(shí)現(xiàn)改裝或精益生產(chǎn)。
因此本發(fā)明的目的在于，提供一種用于連續(xù)地增強(qiáng)對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的終端位置 緩沖的緩沖裝置，所述緩沖裝置使得可以實(shí)現(xiàn)盡可能理想的緩沖曲線，而沒有過擺動(dòng) C Llberschwing),并且同時(shí)可以放棄使用電機(jī)。
所述目的通過按權(quán)利要求1的特征的緩沖裝置來實(shí)現(xiàn)。所述緩沖裝置的其他有利 的實(shí)施形式可以由從屬權(quán)利要求中得出。
在結(jié)構(gòu)上，首先存在驅(qū)動(dòng)齒輪，入口閉鎖裝置以其力作用在所述驅(qū)動(dòng)齒輪上。利用 繞驅(qū)動(dòng)軸能旋轉(zhuǎn)地支承的驅(qū)動(dòng)齒輪將入口閉鎖裝置的運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩傳遞給緩沖裝置。如果 替代于此設(shè)置電機(jī)，這里首先設(shè)置黑匣子，所述黑匣子應(yīng)發(fā)揮與在上面所述的控制中的電 機(jī)相同的作用。為此已經(jīng)證明是創(chuàng)造性的解決方案是，對(duì)于黑匣子設(shè)置不連續(xù)的驅(qū)動(dòng)裝置， 所述驅(qū)動(dòng)裝置將由通行的人導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的入口閉鎖裝置或驅(qū)動(dòng)齒輪的連續(xù)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換成不連續(xù)的旋轉(zhuǎn)。在最終效果上，由此由于所采用的不連續(xù)的傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸的連續(xù) 的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生相同的不連續(xù)傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸的不連續(xù)的運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在在輸出軸上的速度相 關(guān)的緩沖在輸出軸速度較高時(shí)導(dǎo)致強(qiáng)烈的緩沖，而驅(qū)動(dòng)軸較小的速度則帶來較小的緩沖。
為此采用的不連續(xù)的傳動(dòng)裝置包括兩個(gè)非圓形的齒輪，所述齒輪具有不同的滾動(dòng) 曲線(WSlzkurve)?？梢源_定，設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸上的齒輪優(yōu)選可以具有蛋狀的滾動(dòng)曲線，而另 一個(gè)安裝在輸出軸上的非圓形的齒輪相對(duì)于驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪在極值的方向上縮短，相反在所 述方向的橫向方向上加寬。這種滾動(dòng)曲線的分布特別是相對(duì)于采用相同的例如蛋狀的滾動(dòng) 曲線的情況在輸出軸上作為在輸出軸上施加連續(xù)的旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)響應(yīng)產(chǎn)生明顯更為漸進(jìn)式 的速度曲線。這導(dǎo)致更為清晰的終端位置運(yùn)行和在旋轉(zhuǎn)期間均勻的緩沖特性，由此實(shí)現(xiàn)了 與通過速度的無關(guān)性，在所述通過速度下總是發(fā)生可控的終端位置運(yùn)行。
一個(gè)不是特別優(yōu)選的、特別是在終端位置運(yùn)行中并且在不穩(wěn)定位置的區(qū)域中較差 的構(gòu)型通過交換兩個(gè)齒輪來實(shí)現(xiàn)，就是說將加寬和縮短的齒輪設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸上。但這里也 明確要求保護(hù)這種技術(shù)方案。
兩個(gè)非圓形的齒輪有利地分別設(shè)計(jì)成對(duì)稱的，從而入口閉鎖裝置的旋轉(zhuǎn)可以沿兩 個(gè)方向進(jìn)行。這里零點(diǎn)位置，以及不穩(wěn)定平衡在中間的旋轉(zhuǎn)位置中位于齒輪的這樣一個(gè)位 置中，在該位置中，其對(duì)稱軸線彼此重合。優(yōu)選兩個(gè)齒輪具有相同的齒數(shù)，以便允許沿相同 的方向多次通過。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的相同的滾動(dòng)曲線的優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)于相同的齒輪的制造只需要制 造一個(gè)工具。由于這種工具的成本，這是一個(gè)非常重要的優(yōu)點(diǎn)，由于這個(gè)優(yōu)點(diǎn)可以忍受不良 的旋轉(zhuǎn)特性。但為此本發(fā)明采用了 MIM或CIM部件，以便保持用于工具的成本較低。由此 所需的工具的成本比傳統(tǒng)的這種金屬齒輪所需的工具要低數(shù)倍。
輸出軸的緩沖根據(jù)本發(fā)明可以通過也設(shè)置在這里的電機(jī)進(jìn)行，所述電機(jī)以與開頭 所述的電機(jī)類似的方式和形式控制。如果采用由現(xiàn)有技術(shù)已知的具有兩個(gè)相同齒輪的不連 續(xù)傳動(dòng)裝置，則采用一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置的電機(jī)在實(shí)際的輸出側(cè)導(dǎo)致相同的速度曲線分 布，這意味著，電機(jī)恒定的旋轉(zhuǎn)使得旋轉(zhuǎn)門這樣旋轉(zhuǎn)這種旋轉(zhuǎn)在不穩(wěn)定的中間位置非?？?速。這種電機(jī)必須復(fù)雜地控制，使得其運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)于恒定旋轉(zhuǎn)時(shí)的函數(shù)終止于驅(qū)動(dòng)側(cè)。此外， 電機(jī)必須設(shè)置為比標(biāo)準(zhǔn)情況下動(dòng)力更強(qiáng)。相反，根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置通過其形式設(shè)計(jì)成， 使得反函數(shù)是正弦函數(shù)或余弦函數(shù)，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)加速和減速運(yùn)行，就 是說，在運(yùn)動(dòng)的峰值處達(dá)到最高的速度。根據(jù)本發(fā)明的緩沖裝置因此既適于或設(shè)計(jì)成用于通過恒定旋轉(zhuǎn)的電機(jī)進(jìn)行機(jī)動(dòng)式驅(qū)動(dòng)，也適于或設(shè)計(jì)成用于手動(dòng)運(yùn)行，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的情況 下，驅(qū)動(dòng)軸和傳動(dòng)軸的函數(shù)是互換的。就是說，電機(jī)作用在輸出軸上，并通過不連續(xù)的傳動(dòng) 裝置實(shí)現(xiàn)入口閉鎖裝置的旋轉(zhuǎn)。傳動(dòng)裝置根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，這里確保傳動(dòng)裝置的特性在 兩個(gè)運(yùn)行方向上完全相同，就是說當(dāng)在輸出軸上施加恒定的電機(jī)速度時(shí)在輸出軸上的反函 數(shù)是正弦或余弦函數(shù)。從而由于同樣需要較小用于加速和減速的力，可以使用功率上較小 的電機(jī)，這種電機(jī)相對(duì)于動(dòng)力較強(qiáng)的電機(jī)節(jié)省成本。
理想緩沖函數(shù)的確定可以借助齒輪連桿傳動(dòng)裝置(Raderkoppelgetriebe)來實(shí)現(xiàn)，其方式是，通過改變齒輪連桿傳動(dòng)裝置中的曲軸間距來確定穩(wěn)定位置中的起動(dòng)力矩，即 所謂的保持力矩。可以由齒輪連桿傳動(dòng)裝置中集成的曲軸作為反函數(shù)讀取正弦或余弦函 數(shù)，所述正弦或余弦函數(shù)對(duì)于機(jī)動(dòng)的運(yùn)行可以帶來上面說明的優(yōu)點(diǎn)。所確定的函數(shù)和反函 數(shù)現(xiàn)在傳遞到兩個(gè)非圓形的齒輪上，因?yàn)榕c根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)齒輪的非連續(xù)的傳動(dòng)裝 置的使用，齒輪連桿傳動(dòng)裝置的組裝明顯更為困難，并且因此是昂貴的。但這里明確地包括 替代本發(fā)明的具有非圓形齒輪的傳動(dòng)裝置使用齒輪連桿傳動(dòng)裝置的情況。
在另一個(gè)實(shí)施形式中設(shè)定，輸出軸配設(shè)有曲軸元件，從而例如構(gòu)造成彈簧緩沖元 件的緩沖元件能夠與輸出軸實(shí)現(xiàn)偏心的連接。這種緩沖元件例如可以有利地集成在氣壓彈 簧中，所述氣壓彈簧包括活塞和缸。在活塞向缸中或從缸中直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)相關(guān)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行緩 沖，從而通過活塞以偏心方式例如經(jīng)由所述的曲軸元件與輸出軸的連接，但可選地也可以 直接與不連續(xù)的驅(qū)動(dòng)裝置的連接，能實(shí)現(xiàn)希望的緩沖。
為了進(jìn)一步避免在終端位置的過擺動(dòng)而設(shè)定，在不連續(xù)的傳動(dòng)裝置和彈簧元件處 于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)時(shí)達(dá)到驅(qū)動(dòng)齒輪的終端位置。這意味著，不連續(xù)的傳動(dòng)裝置處于輸出軸 最快速運(yùn)動(dòng)的區(qū)域內(nèi)，而活塞處于其無勢(shì)能的位置中。這里，此外還設(shè)定，活塞僅沿一個(gè)方 向、特別是沿移出方向緩沖，從而沿相反的方向，即特別是在移入時(shí)可以進(jìn)行不受緩沖的運(yùn) 動(dòng)。為此，氣壓彈簧的活塞例如具有相應(yīng)的閥。通過所述閥液壓油流動(dòng)通過活塞的閥孔并 由此在所述方向上不進(jìn)行緩沖。
但也毫無問題地可以相反使作用方向反轉(zhuǎn)，從而氣壓彈簧只在移入時(shí)進(jìn)行緩沖， 這種情況也應(yīng)明確地包括在本發(fā)明中。同樣也可以在移入和移出時(shí)都進(jìn)行緩沖，盡管這不 是優(yōu)選的方案。
為此可以使用例如設(shè)計(jì)成復(fù)位彈簧形式的附加的復(fù)位元件，用于使入口閉鎖裝置 從不穩(wěn)定位置回到終端位置，例如當(dāng)入口閉鎖裝置在開始旋轉(zhuǎn)之后重新沿反方向離開時(shí)。 為此始終朝最近的下一個(gè)終端位置進(jìn)行復(fù)位，以便當(dāng)已經(jīng)開始的旋轉(zhuǎn)終止時(shí)，不會(huì)造成不 希望的整圈旋轉(zhuǎn)。
為了在這種緩沖裝置的使用中獲得盡可能大的自由度，設(shè)定替代在不連續(xù)的傳 動(dòng)裝置的輸出軸上設(shè)置簡單的、僅允許與緩沖元件偏心連接的曲軸，使用曲軸盤，所述曲軸 盤在其外周上分布地設(shè)有用于緩沖元件的固定機(jī)構(gòu)，所述固定機(jī)構(gòu)具有不同的偏心度。如 果采用齒軸作為驅(qū)動(dòng)軸和/或輸出軸，則固定機(jī)構(gòu)以與設(shè)置在齒軸上的齒相同的數(shù)量繞旋 轉(zhuǎn)點(diǎn)分布。由此曲軸盤可以以適當(dāng)?shù)姆绞脚湓O(shè)于固定機(jī)構(gòu)的每個(gè)位置。由此可以再次調(diào)整 緩沖的程度，特別是在具有不同大小的質(zhì)量的不同規(guī)格的入口閉鎖裝置中單獨(dú)地調(diào)整緩沖 的程度。除了精細(xì)調(diào)整的可能性以外，由此還存在這樣的可能性，即針對(duì)各種不同的產(chǎn)品進(jìn) 行適配，例如具有不同的分度的十字轉(zhuǎn)門、旋轉(zhuǎn)門等等。
另外的附加的緩沖可以這樣來實(shí)現(xiàn)，S卩，不連續(xù)的傳動(dòng)裝置容納在殼體中，所述殼體用傳動(dòng)裝置機(jī)油填充。由此確保了不連續(xù)的傳動(dòng)裝置的平緩的運(yùn)行，這是一種緩沖措施， 這種緩沖措施均勻地對(duì)驅(qū)動(dòng)齒輪的整個(gè)連續(xù)的旋轉(zhuǎn)起作用。
另一個(gè)集成步驟這樣來實(shí)現(xiàn)，S卩，與驅(qū)動(dòng)齒輪作用連接的驅(qū)動(dòng)軸以及緩沖作用在其上的輸出軸分別與所屬的非圓形齒輪一體地制成。由此連同所采用的球軸承一起，對(duì)于整個(gè)非圓形傳動(dòng)裝置需要不超過八個(gè)部件，所述球軸承將非圓形齒輪連同各軸支承在為此設(shè)置的、雙殼式的殼體中。這種非圓形傳動(dòng)裝置的組裝已經(jīng)證明是非常簡單和非常經(jīng)濟(jì)的。
如前面所述，這種緩沖裝置應(yīng)能夠用于系列產(chǎn)品，特別是可以用于具有不同的分度的旋轉(zhuǎn)門和十字轉(zhuǎn)門。當(dāng)十字轉(zhuǎn)門具有90°的分度時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪朝入口閉鎖裝置的方向需要1:4的傳動(dòng)比，從而十字轉(zhuǎn)門旋轉(zhuǎn)四分之一圈使得驅(qū)動(dòng)軸或輸出軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)整圈。
驅(qū)動(dòng)軸這里也執(zhí)行一整圈的旋轉(zhuǎn)，從而由于不連續(xù)的傳動(dòng)裝置，首先依次實(shí)現(xiàn)快速的運(yùn)動(dòng)，然后是慢速運(yùn)動(dòng)的區(qū)域，然后又是快速運(yùn)動(dòng)。就是說存在兩個(gè)快速運(yùn)動(dòng)的區(qū)域， 其中可以確定，緩沖元件實(shí)現(xiàn)的緩沖在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)較強(qiáng)，從而在傳統(tǒng)的緩沖缸中，所述實(shí)際上這兩個(gè)區(qū)域受到較強(qiáng)的緩沖。但由于緩沖元件僅沿一個(gè)方向作用，僅在后面說明的快速運(yùn)動(dòng)時(shí)才進(jìn)行明顯的緩沖，該區(qū)域位于十字轉(zhuǎn)門的終端位置的區(qū)域中。由于緩沖元件的彈簧壓力，這里建立了穩(wěn)定的終端位置運(yùn)行。當(dāng)設(shè)置1:3或1:2的傳動(dòng)比時(shí)，通過另外的傳動(dòng)比相同的裝置可以用于120°分度或也可以用于180°分度。
由于所述不連續(xù)的傳動(dòng)裝置通常包圍在殼體中并且需要不連續(xù)的傳動(dòng)裝置這樣的定向，以便將最大緩沖的時(shí)刻置于運(yùn)動(dòng)的末端區(qū)域，合理的是，采用措施來確保不連續(xù)的傳動(dòng)裝置在殼體中的正確位置。為此驅(qū)動(dòng)軸或輸出軸之上局部地構(gòu)造成齒軸，從而對(duì)于輸出軸，曲軸元件可以直接套裝在齒軸上，而對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸，變速器或驅(qū)動(dòng)齒輪可以直接套裝在齒軸上。這里特別合理的是，變速裝置或驅(qū)動(dòng)齒輪具有的齒是齒軸中的多倍。在這種情況下確保了，在變速齒輪或驅(qū)動(dòng)齒輪的每個(gè)位置中可以進(jìn)行正確的調(diào)整。
但補(bǔ)充地設(shè)定，在齒軸上設(shè)置用于不連續(xù)的傳動(dòng)裝置的正確位置的標(biāo)記。
根據(jù)緩沖裝置的一個(gè)可選的實(shí)施形式，驅(qū)動(dòng)齒輪構(gòu)造成這樣的齒輪，所述齒輪嚙合到齒條或齒形傳動(dòng)帶中，這種實(shí)施形式允許當(dāng)齒條或齒形傳動(dòng)帶設(shè)置在壁部的區(qū)域中并且所述齒輪使驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，作為用于平移門的緩沖裝置使用所述緩沖裝置。驅(qū)動(dòng)齒輪在需要時(shí)可以這樣降速，使得完整的推移開啟對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)軸的一次整圈的旋轉(zhuǎn)，在理想情況下，不是傾向于發(fā)生完全完整的旋轉(zhuǎn)，從而在緩沖最大的位置并由此還到達(dá)轉(zhuǎn)矩最大的情況時(shí)達(dá)到初始位置，并且可靠地關(guān)閉門。如果朝打開或關(guān)閉的方向略微將門移動(dòng)越過中間位置，則門接著會(huì)自行地由彈簧緩沖元件推動(dòng)地移動(dòng)到相應(yīng)的打開或關(guān)閉位置。
相同的情況也適用于將相關(guān)的緩沖裝置用于雙開式彈簧門的情況，在這種情況下，沿門的打開方向設(shè)置齒軌，所述齒軌嚙合到驅(qū)動(dòng)齒輪或配設(shè)給驅(qū)動(dòng)齒輪的齒輪中。在需要時(shí)這里也可以使用變速器。
下面根據(jù)實(shí)施例來詳細(xì)解釋前面所述的本發(fā)明。
其中


圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的從斜上方觀察的透視圖2示出根據(jù)本發(fā)明的緩沖裝置的從斜上方觀察的透視圖3示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)、本發(fā)明和理想情況的不同的活塞輸出速度的圖線；
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)圖3的函數(shù)的反函數(shù)的圖線；
圖5示出具有根據(jù)圖2的緩沖裝置的旋轉(zhuǎn)門的透視圖6示出具有根據(jù)圖1的緩沖裝置的雙開式彈簧門的透視圖；以及
圖7示出具有根據(jù)圖1的緩沖裝置的滑移門的透視圖。
圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的緩沖裝置10，所述緩沖裝置特別是適用于緩沖入口閉鎖 裝置的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。入口閉鎖裝置的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)這里作用在一個(gè)未詳細(xì)示出的變速裝置上，其 中將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到驅(qū)動(dòng)齒輪13上。驅(qū)動(dòng)齒輪13安裝在驅(qū)動(dòng)軸15上，驅(qū)動(dòng)軸15與不連 續(xù)的傳動(dòng)裝置連接，所述傳動(dòng)裝置包括兩個(gè)相同的、非圓形的齒輪11和12。由于齒輪11和 12的蛋狀的滾動(dòng)曲線，入口閉鎖裝置的連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成輸出軸16上不連續(xù)的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)，所述輸出軸與緩沖元件17、18連接。由于相同的滾動(dòng)曲線，不需要制造多個(gè)用于這兩 個(gè)齒輪11、12的工具，從而制造齒輪11、12所需的成本保持較低。但由此所實(shí)現(xiàn)的滾動(dòng)曲 線不是理想的，因?yàn)檫@種滾動(dòng)曲線有利于中間位置緩沖并且在末端位置的緩沖不精確。在 這個(gè)區(qū)域還是非常明顯的不穩(wěn)定的位置。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的解決方案，該解決方案基本上具有相同的構(gòu)造，但兩個(gè)齒 輪11和12具有不同的滾動(dòng)曲線。因此，驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪11的滾動(dòng)曲線基本上是蛋形的，而 輸出側(cè)的齒輪12的滾動(dòng)曲線相對(duì)于驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪11的滾動(dòng)曲線沿極值的方向縮短，但沿 該方向的橫向方向加寬。由此兩個(gè)齒輪11、12具有相同的周長并使得可以在輸出軸16上 所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速度具有理想化的分布并由此實(shí)現(xiàn)緩沖。
這通過氣壓彈簧17的作用在輸出軸16上的活塞18來實(shí)現(xiàn)，所述活塞通過曲軸元 件14與輸出軸16連接。由此將不連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，所述直線運(yùn)動(dòng)由氣壓 彈簧17緩沖。氣壓彈簧17只在活塞18移出時(shí)進(jìn)行緩沖，從而在輸出軸16完整旋轉(zhuǎn)一圈 時(shí)氣壓彈簧17才在第二半?yún)^(qū)中，就是說在活塞17完全移入氣壓彈簧17的缸中之后開始緩 沖。就是說，如果使用這種緩沖，由所示的終端位置出發(fā)，與驅(qū)動(dòng)齒輪13相連的入口閉鎖裝 置的旋轉(zhuǎn)直至一半的旋轉(zhuǎn)結(jié)束之前不受緩沖的進(jìn)行。但緩沖與活塞18的移出速度相關(guān)地 起作用，從而由于不連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，緩沖基于不連續(xù)的傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)從第二旋轉(zhuǎn)半 區(qū)開始直至接近旋轉(zhuǎn)的終點(diǎn)越來越多地對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起作用，由此在終點(diǎn)區(qū)域中發(fā)生足夠強(qiáng) 的緩沖，以便防止入口閉鎖裝置發(fā)生過擺動(dòng)并且使其可以在其終端位置的區(qū)域內(nèi)停止。
圖3示出了根據(jù)理想曲線51、根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的解決方案的曲線50和根據(jù)本發(fā)明 的曲線的圖線，在該圖中繪制了活塞速度關(guān)于輸出側(cè)的齒輪12的旋轉(zhuǎn)角度的曲線?？紤]到 兩個(gè)齒輪11、12的對(duì)稱性，曲線50、51和52是對(duì)稱曲線，其對(duì)稱性構(gòu)成在旋轉(zhuǎn)Ji時(shí)構(gòu)成繞 零點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)稱。理想曲線51示出在對(duì)稱點(diǎn)53附近的區(qū)域內(nèi)具有較陡的并基本上恒定的斜 率，這意味著在這個(gè)區(qū)域內(nèi)均勻的緩沖。在對(duì)稱點(diǎn)53處，系統(tǒng)達(dá)到不穩(wěn)定的平衡，在這種平 衡狀態(tài)下，活塞速度具有拐點(diǎn)。通過高的速度變化避免了入口閉鎖裝置在其中間位置由于 摩擦的原因可能卡死。同樣的情況也適用于利用根據(jù)本發(fā)明的齒輪實(shí)現(xiàn)的曲線52。只有反 映現(xiàn)有技術(shù)的利用相同的齒輪實(shí)現(xiàn)的曲線具有在斜率上過小的活塞速度變化，這意味著暫 時(shí)的減速和加速，這種減速和加速由于活塞18的緩沖特性導(dǎo)致在運(yùn)動(dòng)中的中間位置緩沖。 在利用本發(fā)明的齒輪實(shí)現(xiàn)的曲線52的情況下緩沖或活塞速度的高點(diǎn)也比利用相同的齒輪 實(shí)現(xiàn)的曲線50更遠(yuǎn)地朝終端位置的方向偏移，這會(huì)導(dǎo)致更為清晰的終端位置運(yùn)行。
如果不是通過入口閉鎖裝置的人推動(dòng)傳動(dòng)裝置，而是安裝在輸出側(cè)的電機(jī)對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，則根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置確保實(shí)現(xiàn)根據(jù)圖4的反曲線54，該曲線在驅(qū)動(dòng)側(cè)或在入 口閉鎖裝置一側(cè)得到正弦或余弦曲線。就是說，這種設(shè)計(jì)使得可以將相同的傳動(dòng)裝置用于 手動(dòng)運(yùn)行和機(jī)動(dòng)運(yùn)行，其中在機(jī)動(dòng)運(yùn)行的情況下，不必對(duì)電機(jī)實(shí)施復(fù)雜的控制方法，而是可 以使其在恒定的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，以便確保入口閉鎖裝置的適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)清晰的加速運(yùn) 行和減速運(yùn)行。
根據(jù)圖5的布置結(jié)構(gòu)示出緩沖裝置10，該緩沖裝置的驅(qū)動(dòng)軸13通過變速器21與 十字轉(zhuǎn)門20相連。這種十字轉(zhuǎn)門20可以與相同的緩沖裝置10 —起使用，和旋轉(zhuǎn)門或類似 設(shè)備相同。這里只需要設(shè)置另一個(gè)曲軸元件14或在使用曲軸盤的情況下選擇另一個(gè)偏心 度，以便在緩沖時(shí)對(duì)旋轉(zhuǎn)門的較大質(zhì)量予以考慮。由于這里所示出的120°的分度，選擇了I 3的傳動(dòng)比。如果例如應(yīng)采用具有2個(gè)或4個(gè)閉鎖欄的十字轉(zhuǎn)門20，則只需要使傳動(dòng)比與 此相適配，即在兩等分的情況下采用1:2的傳動(dòng)比，在四等分的情況下采用1:4的傳動(dòng)比。 在選擇1:3的傳動(dòng)比的情況下，在十字轉(zhuǎn)門20旋轉(zhuǎn)完整一圈時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸16旋轉(zhuǎn)三次，即三 次越過緩沖最大點(diǎn)，即在每次通過十字轉(zhuǎn)門20時(shí)越過緩沖最大點(diǎn)。
根據(jù)圖6的視圖，還設(shè)定將本發(fā)明用于雙開式彈簧門30。在雙開式彈簧門30外部 的墻壁的區(qū)域內(nèi)設(shè)有齒軌31，齒軌直接嚙合到驅(qū)動(dòng)齒輪13中并由此將其置于旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)齒 輪13的尺寸在這種情況下這樣選擇，即，完全打開對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)齒輪13旋轉(zhuǎn)完整一圈。就是 說，雙開式彈簧門30首先擺動(dòng)打開，此時(shí)驅(qū)動(dòng)齒輪13旋轉(zhuǎn)完整一圈。沿相反的方向在終端 位置的區(qū)域內(nèi)也設(shè)置緩沖。這里應(yīng)注意，為了實(shí)現(xiàn)理想的緩沖，不進(jìn)行整圈的旋轉(zhuǎn)，因此類 似于實(shí)現(xiàn)了從緩沖最大點(diǎn)到緩沖最大點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)。在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)這總是表現(xiàn)得不實(shí)用，但在 雙向使用十字轉(zhuǎn)門20中則不是這種情況。此時(shí)也不需要以一定的力克服關(guān)閉機(jī)構(gòu)，而是只 在終端位置運(yùn)行，以便例如讓閉鎖棘爪自動(dòng)卡接。
最后，圖7示出另一個(gè)實(shí)施例，其中實(shí)現(xiàn)了滑移門40。根據(jù)前面所述的內(nèi)容，這里 平行于墻壁安裝的齒條41嚙合到配設(shè)給驅(qū)動(dòng)齒輪13的傳動(dòng)裝置中，從而這里在滑移門40 完全打開時(shí)也通過緩沖裝置10實(shí)現(xiàn)緩沖。因此這里緩沖也這樣進(jìn)行，使得滑移門在緩沖下 到達(dá)其終端位置。
因此，前面說明了一種用于不連續(xù)地緩沖旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的緩沖裝置，所述緩沖裝置特 別是能用于入口閉鎖裝置領(lǐng)域。通過將連續(xù)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為不連續(xù)的適于緩沖的旋轉(zhuǎn)，這種 緩沖可以在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的選定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，從而特別是實(shí)現(xiàn)朝終端位置的區(qū)域升高地實(shí)現(xiàn) 緩沖。理想的緩沖曲線通過采用具有不同滾動(dòng)曲線的齒輪來實(shí)現(xiàn)，這里輸出側(cè)的齒輪在其 偏心度的方向上相對(duì)于驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪縮短，而在橫向方向上相對(duì)其加寬。
附圖標(biāo)記列表
10緩沖裝置
11驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪
12輸出側(cè)的齒輪
13驅(qū)動(dòng)齒輪
14曲軸元件
15驅(qū)動(dòng)軸
16輸出軸
17氣壓彈簧
18活塞
20十字轉(zhuǎn)門
21變速器
30雙開式彈簧門
31齒軌
40滑移門
41齒條
42變速器
50具有相同齒輪的曲線
51理想曲線
52具有根據(jù)本發(fā)明的齒輪的曲線
53對(duì)稱點(diǎn)
54反曲線
55電動(dòng)機(jī)速度曲線。
權(quán)利要求
1.一種緩沖裝置，所述緩沖裝置用于借助于不連續(xù)的傳動(dòng)裝置來不連續(xù)地緩沖能夠繞驅(qū)動(dòng)軸(15)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)齒輪(13)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)齒輪(13)特別是入口閉鎖裝置的驅(qū)動(dòng)齒輪(13 ),所述傳動(dòng)裝置由兩個(gè)相互嚙合的、偏心支承的、非圓形的齒輪(11、12 )構(gòu)成并且使所述驅(qū)動(dòng)齒輪(13)與配設(shè)給輸出軸(16)的緩沖元件相連，其特征在于，所述傳動(dòng)裝置包括兩個(gè)具有不相同的滾動(dòng)曲線的齒輪(11、12)，其中一個(gè)優(yōu)選支承在輸出軸(16)上的齒輪(12)相對(duì)于優(yōu)選支承在驅(qū)動(dòng)軸(15)上的第二齒輪(11)沿其偏心度的方向縮短，而沿偏心度的橫向方向加寬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪(11)具有基本上蛋形的滾動(dòng)曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的緩沖裝置，其特征在于，所述緩沖元件具有兩個(gè)極值位置，其中一個(gè)極值位置是終端位置，其中所述齒輪(11、12)在所述緩沖元件的所述極值位置中同方向地定向并具有共同的對(duì)稱軸。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的緩沖裝置，其特征在于，各齒輪(11、12)通過MM或CIM技術(shù)制造。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的緩沖裝置，其特征在于，各齒輪(11、12)具有相同的齒數(shù)。
6.一種緩沖裝置，所述緩沖裝置用于借助于不連續(xù)的傳動(dòng)裝置來不連續(xù)地緩沖能夠繞驅(qū)動(dòng)軸(15)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)齒輪(13)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)齒輪(13)特別是入口閉鎖裝置的驅(qū)動(dòng)齒輪(13)，所述傳動(dòng)裝置使所述驅(qū)動(dòng)齒輪(13)與配設(shè)給輸出軸(16)的緩沖元件相連，其特征在于，所述傳動(dòng)裝置構(gòu)造成齒輪連桿傳動(dòng)裝置。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的緩沖裝置，其特征在于，所述緩沖元件是電機(jī)式的驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置優(yōu)選地位置相關(guān)地實(shí)現(xiàn)所述輸出軸(16)上的緩沖。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的緩沖裝置，其特征在于，所述緩沖元件是緩沖缸，所述緩沖缸的活塞(18)以所述活塞(18)的自由端偏心地、優(yōu)選在中間連接一曲軸元件(14)的情況下連接在所述輸出軸(16)上。
9 根據(jù)權(quán)利要求8所述的緩沖裝置，其特征在于，所述曲軸元件(14)是曲軸盤，所述曲軸盤配設(shè)有分布在所述曲軸盤的外周上的具有不同的偏心度的固定機(jī)構(gòu)，所述固定機(jī)構(gòu)用于偏心地固定所述活塞(18 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的緩沖裝置，其特征在于，所述緩沖缸是氣壓彈簧(17)，所述氣壓彈簧優(yōu)選僅在所述活塞(18)移出時(shí)進(jìn)行緩沖。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的緩沖裝置，其特征在于，所述緩沖缸配設(shè)有復(fù)位元件，所述復(fù)位元件朝下一個(gè)終端位置的方向產(chǎn)生復(fù)位力。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的緩沖裝置，其特征在于，在所述驅(qū)動(dòng)軸恒定旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度的函數(shù)的反函數(shù)與所述驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)地具有余弦形或正弦形的曲線。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的緩沖裝置，其特征在于，所述不連續(xù)的傳動(dòng)裝置容納在一殼體中，所述殼體優(yōu)選由兩個(gè)相同的半殼構(gòu)成，所述殼體優(yōu)選填充有傳動(dòng)裝置機(jī)油。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的緩沖裝置，其特征在于，輸出側(cè)的齒輪(12)與所述輸出軸(16) 一體地制成，驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪(11)與所述驅(qū)動(dòng)軸(15) 一體地制成。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的緩沖裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)齒輪(13)通過變速器與所述入口閉鎖裝置連接，所述變速器優(yōu)選為變速比為1:4、1:3或1:2的變速器(21、42)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的緩沖裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)軸(15)和/或所述輸出軸(16)至少局部地構(gòu)造成齒軸，其中所述驅(qū)動(dòng)齒輪(13)的齒數(shù)優(yōu)選是齒軸部段的齒數(shù)的整數(shù)倍。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的緩沖裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)齒輪(13)或變速器(42)同軸地配設(shè)有附加的齒輪，該附加的齒輪嚙合到一齒條(41)中。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的緩沖裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)齒輪(13)構(gòu)造成這樣的齒輪齒軌(31)嚙合到所述齒輪中。
全文摘要
已知如何通過不連續(xù)的傳動(dòng)裝置緩沖旋轉(zhuǎn)門和類似的入口閉鎖裝置的旋轉(zhuǎn)，其方式是首先通過非圓形的齒輪將連續(xù)的門轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成輸出側(cè)的不連續(xù)的旋轉(zhuǎn)，這種不連續(xù)的旋轉(zhuǎn)通過緩沖元件緩沖。已知的布置結(jié)構(gòu)為此使用具有相同的滾動(dòng)曲線的齒輪，這會(huì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)的過擺動(dòng)并導(dǎo)致中間位置緩沖。這種情況應(yīng)通過本發(fā)明改進(jìn)。所述目的通過一種緩沖裝置來實(shí)現(xiàn)，其中使用兩個(gè)具有不相同的滾動(dòng)曲線的齒輪，其中一個(gè)齒輪是蛋形的，而另一個(gè)齒輪與此相反相對(duì)于第一齒輪縮短并同時(shí)加寬地構(gòu)成。由此得到改進(jìn)的緩沖曲線，所述緩沖曲線使得旋轉(zhuǎn)門的運(yùn)動(dòng)更為均勻。同樣這種布置形式還允許使用電機(jī)式的驅(qū)動(dòng)裝置，這種驅(qū)動(dòng)裝置由于傳動(dòng)裝置出現(xiàn)的用于調(diào)整的正弦或余弦形的反曲線而以恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，并在使得可以實(shí)現(xiàn)受驅(qū)動(dòng)的入口閉鎖裝置的清晰的終端位置運(yùn)行。
文檔編號(hào)E05F5/02GK103025988SQ201080067926
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
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