线性致动器，以及包括这种线性致动器的关闭/开启系统的制作方法

本发明总体上适用于移动系统技术领域，并且具体地涉及一种线性致动器。

本发明进一步涉及一种包括这种致动器的用于开启/关闭孔的系统。

背景技术：

众所周知，主要存在两种类型的线性致动器：液压致动器或气动致动器。

在这两种情况下，致动器都必须连接到工作流体(油或压缩空气)的供应管线。

这意味着有工作流体要管理的毫无疑问的缺点，以及所有相关问题。因此，这些类型的致动器不适用于几种非工业应用，例如滑动门或门扇的移动。

压缩和牵引气弹簧也是已知的。在这些类型的弹簧中，一旦杆被推入或拉入工作位置，气体(通常为氮气)就被用来使杆回到其静止位置。

这些类型的弹簧的众所周知的缺点是，这些弹簧往往随着时间的推移而排出，从而迫使对其进行定期更换。而且，由于在杆被压缩或拉动时，杆抵抗气体工作，因而气体压力增加，并且因此移动杆所需的力增加。

技术实现要素：

本发明的目的是通过提供一种具有高功能性、构造简单且成本低的线性致动器来至少部分地克服以上缺点。

本发明的另一目的是提供一种总是独立于杆的位置需要相同的力来移动杆的线性致动器。

本发明的另一目的是提供一种需要最少维护的线性致动器。

本发明的另一目的是提供一种有限总体尺寸的线性致动器。

本发明的另一目的是提供一种确保门或门扇从开启/关闭位置自动关闭/开启的致动器。

本发明的另一目的是提供一种确保与其连接的关闭元件的受控运动的线性致动器。

本发明的另一目的是提供一种具有最小数量的组成部件的线性致动器。

这些目的以及在下文中变得更加明显的其它目的通过根据本文所描述、展示和/或要求保护的内容的线性致动器来实现。

所述线性致动器可以包含限定轴线的至少一个护套和至少一个杆，所述至少一个杆具有端部柱体，所述端部柱体可相对于所述至少一个护套沿着所述轴线在静止位置与工作位置之间往复式地紧密滑动。

所述端部柱体可以将所述至少一个护套分成彼此流体独立的至少一个第一和第二可变容积隔室，所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的一个隔室能够被隔离和真空密封，所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的另一个隔室能够与外部环境流体连通。

在所述端部柱体从所述静止位置行进到所述工作位置时，所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的一个隔室可以扩张，以便通过自动撤回所述至少一个杆将端部柱体从所述工作位置抽吸到所述静止位置。

优选地，在所述线性致动器中，所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的一个隔室的最小容积以及其内部压力可以基本为零。

优选地，在所述线性致动器中，所述至少一个护套可以包括一个侧壁和一对端壁，在所述静止位置中，所述端部柱体基本上与所述端壁中的一个端壁接触。

优选地，在所述线性致动器中，所述护套可以包括限定所述侧壁的管状元件和与所述管状元件相互紧密联接的端盖，所述端盖包括所述端壁中的一个端壁，所述至少一个杆和所述管状元件被相互配置成使得在所述端盖和所述管状元件相互联接时，所述端壁中的一个端壁和所述端部柱体相互接触，以便确保所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的一个隔室基本上处于真空状态。

优选地，在所述线性致动器中，所述至少一个杆可以进一步包括与所述端部柱体相对的端部，所述端部可以相对于所述至少一个护套沿着所述轴线在所述至少一个护套近侧的对应于所述端部柱体的所述静止位置和所述工作位置中的一个位置的位置与所述至少一个护套远侧的对应于所述端部柱体的所述静止位置和所述工作位置中的另一个位置的位置之间在外部滑动。

优选地，在以上提到的线性致动器中，所述端壁中的一个端壁可以是底壁，所述端壁中的另一个端壁可以是具有供所述至少一个杆穿过的贯通开口的相对壁，所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的一个隔室能够包括所述底壁，所述至少一个杆的所述相对端的所述近侧位置对应于所述端部柱体的所述静止位置。

优选地，在所述线性致动器中，气流可以从外部环境流到所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的所述另一个隔室/从所述另一个隔室流到外部环境。

优选地，在所述线性致动器中，在所述端部柱体从所述静止位置行进到所述工作位置时，所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的所述另一个隔室可以通过朝着外部环境吹出空气而收缩，在所述端部柱体从所述工作位置抽吸到所述静止位置时，所述至少一个第一和第二可变容积中的所述另一个容积通过从外部环境抽吸空气而扩张。

优选地，所述线性致动器可以进一步包含用于控制从所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的所述另一个隔室流入/流出的所述气流以控制所述端部柱体从所述静止位置行进到所述工作位置所需的力和/或控制所述端部柱体从所述工作位置抽吸到所述静止位置的速度的构件。

优选地，在所述线性致动器中，所述控制构件可以包括：

-第一和第二管线，所述第一和第二管线用于与所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的所述另一个隔室的外部环境流体连接；和

-阀门构件，所述阀门构件选择性地作用于所述第一和第二流体连接管线中的一条管线以在所述端部柱体从所述静止位置行进到所述工作位置时开启所述管线并且在反向行进时关闭所述管线，从而迫使空气通过所述第一和第二流体连接管线中的另一条管线流入所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的所述另一个隔室。

优选地，在以上提到的线性致动器中，所述控制构件还可以包括作用于所述第一和第二流体连接管线中的所述另一条管线以调整流道截面的调整构件。

优选地，在所述线性致动器中，所述第一和第二流体连接管线中的所述另一条管线可以包括至少一个导管，所述调整构件包括调整纹理，所述调整纹理具有可由操作者从外部接近的操作端和作用于所述至少一个导管的工作端。

在另外的方面，不管以上提到的线性致动器的配置如何，都可以提供根据本文描述、示出和/或要求保护的内容的用于工作流体的流量控制单元。

用于控制工作流体的流量的控制单元可联接到线性致动器，所述线性致动器可以包括限定轴线的至少一个护套和至少一个杆，所述至少一个杆具有端部柱体，所述端部柱体可相对于所述至少一个护套沿着所述轴线在静止位置与工作位置之间往复式地紧密滑动。

在以上提到的流量控制单元中，所述端部柱体可以将所述至少一个护套分成至少一个第一和第二流体独立的可变容积隔室。所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的一个隔室可以与外部环境流体连通。

所述控制单元可以包括：第一和第二管线，所述第一和第二管线用于将所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的一个隔室与外部环境流体连接；以及阀门构件，所述阀门构件选择性地作用于所述第一和第二流体连接管线中的一条管线以在所述端部柱体从所述静止位置行进到所述工作位置时开启所述管线并且在反向行进时关闭所述管线。

以此方式，可以迫使空气通过所述第一和第二流体连接管线中的另一条管线流入到所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的另一个隔室中。

优选地，以上提到的流量控制单元可以进一步包含作用于所述第一和第二流体连接管线中的所述另一条管线以调整流道截面的调整构件。

优选地，在所述流量控制单元中，所述第一和第二流体连接管线中的所述另一条管线可以包括至少一个导管，所述调整构件包括调整纹理，所述调整纹理具有可由操作者从外部接近的控制端和作用于所述至少一个导管的工作端。

还可以提供一种线性致动器，所述线性致动器包括以上提到的用于控制工作流体的流量的控制单元。

具体地，此线性致动器可以包括：

-限定轴线的至少一个护套；

-至少一个杆，所述至少一个杆具有端部柱体，所述端部柱体可相对于所述至少一个护套沿着所述轴线在静止位置与工作位置之间往复式地紧密滑动；

-用于控制从至少一个第一和第二可变容积隔室中的一个隔室流入/流出的气流以控制所述端部柱体从所述静止位置行进到所述工作位置所需的力

和/或控制所述端部柱体从所述工作位置抽吸到所述静止位置的速度的构件；

其中所述端部柱体将所述至少一个护套分成彼此流体独立的至少一个第一和第二可变容积隔室，所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的一个隔室与外部环境流体连通；

其中所述控制构件包括以上提到的控制单元或由所述控制单元组成。

优选地，在包括以上提到的控制单元的致动器中，所述至少一个第一可变容积隔室和一个第二可变容积隔室中的所述一个隔室可以使空气来往于外部环境流动。

优选地，在包括以上提到的控制单元的致动器中，在所述端部柱体从所述静止位置行进到所述工作位置时，所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的所述一个隔室可以通过朝着外部环境吹出空气而收缩，在所述端部柱体从所述工作位置行进到所述静止位置时，所述至少一个第一和第二可变容积隔室中的所述一个隔室可以通过从外部环境抽吸空气而扩张。

优选地，在包括以上提到的控制单元的致动器中，所述线性致动器可以具有所提到的特征中的一个或多个特征。

附图说明

在考虑对借助于附图通过非限制性实例的方式示出的线性致动器1的一些优选但非排他性实施例的详细描述时，本发明的进一步特征和优点将更加明显，在附图中：

图1a和2a是分别处于关闭门位置d和开启门d的用于借助于滑动通过线性致动器1的优选非排他性实施例移动的门d来关闭孔p的系统100的实施例的示意图；

图1b和2b是分别处于关闭门位置d和开启门d的图1a和2a的线性致动器1的实施例的示意图；

图3是图1a和2a的线性致动器1的实施例的分解图；

图4a和4b分别是处于关闭门位置d的图1a和1b的线性致动器1的实施例的管状元件11的端部13"和13'的截面图；

图5是处于开启门位置d的图2a和2b的线性致动器1的实施例的管状元件11的端部13"的截面图；

图6是端部22处于远侧位置的线性致动器1的另外的实施例的管状元件11的端部13"的截面图；

图7是端部22处于近侧位置的图6的线性致动器1的另外的实施例的管状元件11的端部13'的截面图；

图8a和8b是图la和2a的系统100的实施例的放大示意图，示出了处于关闭门位置d和开启门位置d的线性致动器1；

图9a和9b是分别处于关闭门位置d和开启门位置d的图8a和8b所示线性致动器1的实施例的截面图。

具体实施方式

参考所提到的附图，描述了线性致动器1，所述线性致动器适用于线性地移动任何物体、机构或系统。线性致动器可以借助于滑轮或转送机构直接或间接作用。

在本发明的优选但非排他性实施例中，线性致动器1可以在用于借助于可在开启位置与关闭位置之间移动的关闭元件d来关闭/开启孔p的系统100中使用。

一般而言，孔p可以是在任何固定支撑结构中形成的任何开口，并且关闭元件d可以是任何此类关闭元件，例如门、门扇、舱口、活板门等。同样，关闭元件d可以以任何运动(沿着滑动平面的直线运动或者绕旋转轴线的旋转运动)移动。

例如，如图1a和2a所示，孔p可以是在壁w中形成的通道，并且关闭元件d可以是由门自身在图1a所示的关闭位置与图2a所示的开启位置之间限定的在平面中的滑动门。图1b和2b分别示出了处于与图1a和2a的位置相对应的位置的线性致动器1。

总体而言，线性致动器1可以包含限定轴线x的护套10和可从所述护套在例如图1b所示的收缩位置与例如图2b所示的伸出位置之间移动的杆20。

即使在下文中，护套10被描述为可相对于固定杆20移动的元件，但应当理解的是，也可以发生相反的情况，即，杆可以相对于固定护套移动，而不会因此超出所附权利要求的保护范围。

还应当理解的是，即使在所示实施例中提供了单个杆20和单个护套10，但线性致动器1也可以包括多个护套和/或多个杆，因为其可以联接到其它致动器，例如已知类型的气弹簧，而不会因此超出所附权利要求的保护范围。

在任何情况下，线性致动器1的可移动元件——在附图所示实施例中为护套10——可以连接到滑动门d，而固定元件——在附图所示实施例中为杆20——可以固定到壁w。

因此，护套10将随着门在门的开启位置与关闭位置之间整体滑动。

为此，可以提供滑块构件，例如两个或更多个滑动件110、111，所述滑块构件可操作地接合在一个或多个导轨120中，所述导轨限定基本平行于由护套限定的轴线x的滑动方向d。

有利的是，滑动件110、111可联接到线性致动器10的管状元件11，例如滑动地插在所述管状元件上。

以此方式，获得了紧凑的、易于实现的且具有功能性的线性致动器。

这些特征允许所述线性致动器可收缩到加长的或c形的下部开口的管状件130中，所述管状件可以插入到门框或假天花板中，或者可以是其一体部分。

优选地，具有线性致动器1的型材130可以定位在滑动门d上方。另一方面，还可以使用合适的返回构件，如例如滑轮和绳索将管状件侧向定位到门d上或者甚至在其下方。

可以在系统100中使用的线性致动器1可以属于任何类型。优选地，所述线性致动器将属于气动类型，例如已知类型的气弹簧。

在系统100的优选但非排他性实施例中，致动器1可以具有以下描述的特征。

即使在说明书的其余部分中描述了用于移动滑动门d的线性致动器1，但应当理解的是，线性致动器1可以具有任何用途，而不会因此超出所附权利要求的保护范围。

如上所述，在本说明书中，杆20与护套10以及相关部件之间滑动的概念必须以相对而非绝对的方式理解。因此，即使为了简单起见，要引用杆20相对于护套10的滑动，但是也必须理解，这些部件之间的滑动是相互的并且是相对于彼此进行的。

在图1到5所示的实施例中，对应于关闭门位置d的图1b的收缩位置对应于线性致动器1的静止位置，即，线性致动器1本身不受外力压迫的位置。

另一方面，对应于开启门位置d的图2b的伸出位置对应于线性致动器1的工作位置，即，线性致动器1受用户给予门以开启门的力压迫的位置。从这个位置起，线性致动器1自动关闭门d，或者，同样地，线性致动器1自动返回到其静止位置。

因此，在此实施例中，线性致动器1以牵引方式工作。

有利的是，杆20可以包括端部柱体21和相对端22，两者可通过杆20沿着轴线x自然地彼此紧密滑动。因此，端部柱体21将在静止位置与工作位置之间滑动。

端部柱体21可以借助于已知类型的垫圈23在护套10内部紧密滑动。相对端22可以在护套10近侧的对应于图1b所示的静止位置的位置与护套远侧的对应于图2b所示的工作位置的位置之间从护套向外滑动。

护套10可以包括限定其侧壁的管状元件11、紧密地拧在管状元件11的端部13'处的端盖12以及紧密地拧在管状元件11的另一端13"处的关闭元件14。

杆20可以通过穿过关闭元件14的壁14'的开口15插入。

有利的是，杆20和管状元件11可以被彼此配置成使得当端部22处于例如图1b所示的近侧静止位置时，端盖12的底壁16接触端部柱体21，具体地如图4b所示。

端部柱体21可以将护套10分成彼此流体独立的第一和第二可变容积隔室18'、18"，即，彼此不流体连接并且不交换任何流体的隔室。

当端部22处于例如图1b所示的静止位置时，可变容积隔室18'具有最小容积，而可变容积隔室18"具有最大容积，而在端部22处于例如图2b所示的工作位置时，发生相反的情况。

由于端盖12紧密地拧入到管状元件11中，并且端部柱体21紧密地插入到管状元件中，所以隔室18'是流体隔离的，即，任何流体都无法进入/离开所述隔室。

另一方面，由于当端部22处于例如图1b所示的静止位置时，端盖12的底壁16与端部柱体21接触，具体地如图4b所示，所以隔室18'处于真空状态。因此，在这个位置，隔室18'的对应于其最小容积的容积基本为零，就像其内部的压力一样。

为此，可以在端部柱体21已经处于管状元件11的端部13'处时进行端盖12的拧紧。这种情况在端部22处于例如图1b所示的近侧静止位置时发生。事实上，通过将端部柱体21插入穿过端部13'，可以基本上将所有空气从隔室18'中排出，然后用端盖12堵塞所述隔室。

以此方式，确保了隔室18'在不借助于外部真空泵或构件的情况下仍然保持处于真空状态。

然而，应当理解的是，可以以任何方式将隔室18'置于真空状态，例如通过将隔室连接到外部泵或真空构件，而不会因此脱离所附权利要求的保护范围。

有利的是，隔室18"可以与外部环境流体连通。以此方式，隔室18"可以处于大气压力下，即，处于外部环境的压力下。

为此，在图1a所示的关闭门位置中，端部柱体21保持抵靠端塞12的底壁16，并且因此端22保持处于护套10近侧的静止位置。

一旦使用者开启滑动门d，即在端部22从护套10近侧的静止位置行进到护套远侧的工作位置时，隔室18'扩张，从而容积增加到最大容积，同时隔室18"收缩，从而容积减小到最小容积。

在这样做时，使用者抵抗隔室18'中存在的真空工作，这保证无论滑动门的位置如何，开启滑动门d将总是需要相同的力。同时，隔室18"将其中存在的空气排放到外部环境中。

一旦使用者将门d留在开启位置，隔室18'中存在的真空将抽吸杆20，从而使端部22朝着护套10近侧的静止位置撤回，使端部柱体21返回抵靠端盖12，并自动关闭滑动门d。因此，隔室18"将充入来自外部环境的空气。

由于隔室18'被认为是空的的事实，所以线性致动器1保证了从其位置开启/关闭门d所需的力的恒定性。

同样明显的是，线性致动器1极具功能性，并且制造和组装线性致动器简单且经济。

事实上，组装将如上文所述那样通过以下进行：将杆20插入穿过管状元件11；如上文所提到的那样在所述管状元件的端部13'处拧紧端盖12以获得真空条件下的隔室18'；以及在通过开口15将关闭元件14插入在杆20的端部22上之后，对应于相对端13"拧紧关闭元件。

然后，将通过将弹性隔膜24装配在杆20上并将其插入到底座26中，借助于挡止环25阻止底座的轴向运动来完成组装，所述挡止环可以是例如西格环(seegerring)。

由于构造部件最少，如往复移动中的部件，所以线性致动器将需要最少的维护并且将保证较长的使用寿命。

线性致动器1的尺寸最小，从而使其适合于任何应用，例如移动滑动门或滑动门扇，如下文更好地描述的。

线性致动器1的简单性将总是保证门或门扇从开启/关闭位置自动关闭/开启。

在本发明的优选但非排他性实施例中，关闭元件14可以包括用于控制流入/流出可变容积隔室18"的气流以便控制开启滑动门d所需的力以及门关闭速度的构件。

应当理解的是，控制构件还可以被配置成仅用于以上提到的功能之一，并且特别是用于控制圆柱形元件21从静止位置行进到工作位置所需的力，或者用于控制所述圆柱形元件朝着关闭位置吸入的速度，而不会因此超出所附权利要求的保护范围。

为此，一般而言，可以提供用于将可变容积隔室18"与外部环境流体连接的第一和第二管线以及作用于所述管线的阀门构件。

在图1到5所示的实施例中，第一流体连接管线可以由贯通开口15的一部分和由导管19限定。

在此流体连接管线中，在端部柱体21从静止位置行进到工作位置时，隔室18"中存在的空气将穿过贯通开口15，通过开口19"进入导管19，并通过出口19'离开。很明显，在端部柱体21从工作位置吸入到静止位置时，空气将反向行进，从而通过开口19'进入以到达扩张的隔室18"。

另一方面，第二流体连接管线可以由开口15、底座26以及挡止环25与杆20之间的环形间隙27限定。

在此流体连接管线中，在端部柱体21从静止位置行进到工作位置时，隔室18"中存在的空气将在穿过贯通开口15和底座26后到达出口27，而在端部柱体21从工作位置吸入到静止位置时，空气将反向行进，从而通过环形间隙27进入以到达扩张隔室18"。

阀门构件可以由底座26限定，所述底座将充当弹性隔膜24的轴向移动的阀座，在端部柱体21从工作位置吸入到静止位置时，所述阀座将充当贯通15的插塞，并且在端部柱体21从静止位置行进到工作位置时，所述阀座将靠在挡止环25上，从而在任何情况下都允许空气通过。

换句话说，在滑动门d开启期间，存在于收缩隔室18"中的空气将自由穿过导管19和环形间隙27两者，而在滑动门d关闭期间，空气将仅穿过导管19以到达扩张隔室18"。

通过适当地确定上述部件的尺寸，将有可能控制开启滑动门d所需的力以及门的关闭速度。具体地，开启滑动门d所需的力可以由端部柱体21的直径决定。

为了调整所述力，可以提供合适的调整构件，例如调整纹理30，以调整通道截面。以此方式，在端部柱体21从工作位置吸入到静止位置时，将有可能调整通过开口19'进入导管19的空气流入量，从而调节返回到滑动门d的关闭位置的速度。

为此，调整纹理30可以具有可由操作者从外部接近的控制端31'和作用于导管19的工作端31"。

应当理解的是，上述控制构件可以应用于任何线性致动器，优选地气动类型的线性致动器，而不会因此脱离所附权利要求的保护范围。

例如，上文提及的控制构件可以应用于已知类型的气弹簧，或者已知类型的气弹簧可以包括这些控制构件。

在线性致动器1的例如在图6和图7中示出的另外的实施例中，端部22的静止位置可以对应于例如在图6中示出的其护套10远侧的位置，而端部22的工作位置可以对应于例如在图7中示出的其护套10近侧的位置。

在此实施例中，隔室18"可以是流体隔离的且处于真空状态，而隔室18'可以与外部环境流体连通以保持处于大气压力下。

为此，当端部22处于静止位置时，杆20的端部柱体21可以抵接关闭元件14，并且具体地抵接所述关闭元件的挡止壁14'，而当端部22处于工作位置时，杆20的端部柱体21可以保持与端盖12的底壁16间隔开，以释放导管19的通道开口19"。

以此方式，当端部22处于静止位置时，隔室18"的容积和压力基本为零。

此实施例的工作方式将与图1b到5所示的实施例的工作方式相反，并且因此将在压缩状态下而不是牵引状态下工作。

一旦使用者将杆20从伸出的静止位置朝着收缩的工作位置压缩，事实上，隔室18"就将抽吸所述杆，从而使其回到静止位置。

根据上文已经描述的内容，很明显本发明实现了预期的目的。

本发明可进行许多修改和变化，所有这些修改和变化全都处于所附权利要求中表达的发明概念内。在不脱离本发明的范围的情况下，所有细节可以由其它技术上等同的要素代替，并且材料可以根据需要而不同。

尽管已经特别参考附图描述了本发明，但是说明书和权利要求书中使用的附图标记用于提高对本发明的理解，而不构成对所要求的保护范围的任何限制。