本文來源：2016建筑門窗幕墻行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展高峰論壇 未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載

　　一、前言

　　在當(dāng)代建筑門窗系統(tǒng)種類中，以平開系統(tǒng)和推拉系統(tǒng)為主。平開系統(tǒng)中又分內(nèi)平開和外平開兩種;內(nèi)平開系統(tǒng)因具有開啟、關(guān)閉操作簡單、方便，保溫性好、便于清洗維護(hù)、保養(yǎng)、維修等優(yōu)勢而被常用于北方地區(qū)，但內(nèi)平開系統(tǒng)存在不便使用窗簾，窗扇開啟后會占用室內(nèi)空間且容易碰傷家中的兒童，制作高水密性難度大等缺陷;外平開系統(tǒng)具有良好的水密性而被常用于南方多雨地區(qū)，但使用外平開系統(tǒng)一定年限后或遇到大風(fēng)天氣時存在墜扇的情況，關(guān)閉時要將部分身體探出窗外存在一定的安全隱患，維護(hù)和保養(yǎng)難度系數(shù)也較大。與平開系統(tǒng)相比，推拉系統(tǒng)在操作方便、靈活、安全，且不占用室內(nèi)空間等方面都有著不可替代的優(yōu)勢，因此被廣泛應(yīng)用于當(dāng)代建筑中，但傳統(tǒng)的推拉系統(tǒng)大多采用毛條密封，因此在氣密性和水密性兩大物理指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于平開系統(tǒng)。近年來，隨著國家節(jié)能主題的倡導(dǎo)以及國民節(jié)能意識逐步提高，推拉系統(tǒng)中出現(xiàn)了一些氣密性、水密性較好的五金系統(tǒng)，如提升推拉、推拉平移等，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，成本也較高。因此，如何開發(fā)出一款既經(jīng)濟(jì)實惠，又能在氣、水密等性能上與平開系統(tǒng)匹敵的推拉門窗系統(tǒng)無論對型材行業(yè)，還是五金行業(yè)都是一項艱巨的挑戰(zhàn)。為此本文描述了兩種能滿足上述要求的新型高水密性推拉系統(tǒng)，并對相應(yīng)的系統(tǒng)方案的設(shè)計進(jìn)行了闡述。

　　二、新型高水密性推拉門窗五金系統(tǒng)整體設(shè)計思路

　　傳統(tǒng)的推拉系統(tǒng)在開啟或者關(guān)閉時只能沿著圖1所示的Y方向(軌道方向)運(yùn)動，且框和扇之間為減少了框扇之間的摩擦力，方便人們啟閉而往往采用毛條密封，而毛條密封一般只能阻擋灰塵等一些小雜物，無法達(dá)到氣密和水密性的要求。因此首先需要改變密封介質(zhì)，新型高水密性推拉門系統(tǒng)將采用膠條替代毛條;在框和扇X方向之間植入密封膠條，并以無縫連接的形式確保密封性能最大化，如圖2所示。但使用膠條時，當(dāng)膠條壓縮后，膠條產(chǎn)生的摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于毛條，這就使得系統(tǒng)由于巨大的摩擦力而使得系統(tǒng)在開啟時需要較大的力，無法達(dá)到靈活、順暢的效果。

　　為保證系統(tǒng)的高水密性能，又要保證系統(tǒng)開啟順暢，則需要五金系統(tǒng)參照平開系統(tǒng)的操作方式：系統(tǒng)關(guān)閉過程中，當(dāng)活動扇沿軌道(Y方向)運(yùn)動即將到達(dá)最終位置時，操作五金系統(tǒng)可使活動扇向壓縮膠條的方向(X方向)運(yùn)動，以實現(xiàn)壓縮膠條達(dá)到密封的目的;在系統(tǒng)開啟時，操作五金系統(tǒng)可使活動扇背離壓縮膠條的方向運(yùn)動，以消除框扇之間的摩擦力，從而保證系統(tǒng)開啟靈活、順暢。綜上所述，新型高水密性推拉系統(tǒng)在關(guān)閉和開啟時，活動扇相對框存在向2個方向運(yùn)動，既要沿著滑軌的方向(Y)運(yùn)動，還有沿著壓縮膠條方向(X)運(yùn)動。

圖1 高水密性推拉系統(tǒng)運(yùn)動方向示意圖

圖2 高水密性推拉系統(tǒng)膠條安裝示意圖

　　對于密封膠條的布局，若要實現(xiàn)較高的密封性能，首先應(yīng)保證扇四周的膠條均勻分布且采用無縫式連接。其次，系統(tǒng)鎖閉后，系統(tǒng)四周膠條的壓縮量應(yīng)保持一致，否則系統(tǒng)將因為短板效應(yīng)的存在導(dǎo)致整體密封性能下降。

圖3 高水密性推拉系統(tǒng)膠條、鎖閉系統(tǒng)分布示意圖

　　該新型高水密性能推拉系統(tǒng)膠條和鎖閉系統(tǒng)(用于壓縮膠條)的分布如圖3所示�？梢灾庇^的看到，膠條均布在該系統(tǒng)的四周，若要達(dá)到較好的密封效果則需要每處膠條的壓縮量保持一致，換言之也就是需要系統(tǒng)四周膠條的受力一致。為了盡量達(dá)到這樣的效果，系統(tǒng)鎖鎖閉后對膠條的施力點(diǎn)采用均勻分布的方式。如圖3所示，在活動扇(以圖示方向)的上、左、下邊分別均勻的布置了幾個鎖閉系統(tǒng)，先保證這三個邊的膠條受力均勻;而系統(tǒng)右邊的膠條，由于推拉系統(tǒng)的特殊性，不便在此邊上安裝五金件，為此在右邊的型材上增加如圖3所示的勾起裝置以解決該問題。該勾起裝置可使扇到達(dá)關(guān)閉位置時右邊的膠條也能被壓縮，并配合其余三邊的鎖閉系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)在鎖閉時，活動扇能同步、均勻的壓縮膠條，從而可以像平開系統(tǒng)一樣達(dá)到一定的密封效果。

　　要使該高水密性推拉系統(tǒng)在關(guān)閉和開啟活動扇有2個方向運(yùn)動，則該用于該系統(tǒng)的滑輪也需有與之對應(yīng)的2個方向的運(yùn)動，從而配合活動扇完成相應(yīng)的運(yùn)動。

圖4 滑輪結(jié)構(gòu)示意圖

　　滑輪結(jié)構(gòu)如圖4中左圖所示，與常規(guī)滑輪不同的是，該滑輪輪體既可沿著軌道方向(Y)滑動以保證扇的正常啟閉，又可配合鎖閉系統(tǒng)使扇沿壓縮膠條的方向(X)微量移動，以實現(xiàn)活動扇與框之間的貼近和分離功能。

　　該滑輪結(jié)構(gòu)中，輪體的中心可以相對于外殼的中心左右移動，即外殼中心與輪體中心的移動來配合活動扇與框之間的貼近和分離功能。

　　三、五金系統(tǒng)方案闡述

　　本文將從以下2個推拉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案來闡述該新型高水密性推拉系統(tǒng)的五金方案實施方式。

　　1.方案一結(jié)構(gòu)闡述(兩扇系統(tǒng)，活動扇+固定扇)

　　方案一結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：

圖5方案一高水密性推拉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

　　方案一是一種“一活動扇+一固定扇”形式的高水密性推拉系統(tǒng)，如圖5所示。與傳統(tǒng)推拉系統(tǒng)相比，從外觀上看，該推拉系統(tǒng)方案只是將傳統(tǒng)的單點(diǎn)鎖閉件換成了執(zhí)手，但其內(nèi)部五金結(jié)構(gòu)差異非常大。該系統(tǒng)主要由框、扇、執(zhí)手、傳動器、傳動桿、頂部鎖閉組、底部鎖閉組、豎直鎖閉組以及安裝在框側(cè)面和扇側(cè)面的密封膠條構(gòu)成。系統(tǒng)中的五金件如圖示位置分布、安裝，傳動器安裝在活動扇的傳動槽中，執(zhí)手與之連接固定安裝，操作執(zhí)手可控制豎直鎖閉組的鎖閉和打開。

　　該系統(tǒng)操作方式為：系統(tǒng)關(guān)閉過程中，活動扇即將到達(dá)最終關(guān)閉位置時，操作執(zhí)手帶動傳動器使豎直鎖閉組鎖閉，利用豎直鎖閉組內(nèi)的特殊結(jié)構(gòu)，在操作執(zhí)手的過程中使活動扇繼續(xù)沿Y方向運(yùn)動，當(dāng)活動扇向Y方向運(yùn)動到接近窗扇關(guān)閉位置時，頂部鎖閉組和底部鎖閉組也在同步鎖閉，利用該鎖閉組內(nèi)的特殊結(jié)構(gòu)，再配合框扇之間的勾起裝置，可使活動扇沿著X方向進(jìn)行微量移動，扇在移動的過程中將會壓縮框扇之間的密封膠條，直到系統(tǒng)在X方向達(dá)到關(guān)閉位置。待所有運(yùn)動完畢，系統(tǒng)各處的膠條均得到一定量壓縮，此時就可以像平開系統(tǒng)一樣達(dá)到一定的密封效果。

　　系統(tǒng)開啟時，反向操作執(zhí)手帶動傳動器可使豎直鎖閉組打開，利用其特殊結(jié)構(gòu)，可在操作執(zhí)手的過程中將活動扇沿Y方向反向推出一定的距離;在活動扇推出過程中，頂部和底部的鎖閉組將打開，利用特殊的結(jié)構(gòu)，會使活動扇相對于框在X方向上分離一定的距離，該距離大于膠條恢復(fù)后的高度。這樣就可以消除框扇之間由于膠條壓縮而產(chǎn)生的摩擦力，使得系統(tǒng)開啟后活動扇能夠順暢滑動，避免在滑動的過程中出現(xiàn)操作力過大的現(xiàn)象。

　　該系統(tǒng)中主要五金部件的原理如下：

　　1.1底部、頂部鎖閉組鎖閉原理：

　　圖6 底部、頂部鎖閉組設(shè)計結(jié)構(gòu)示意圖

　　該系統(tǒng)中的底部鎖閉組比頂部鎖閉組只是多了滑輪裝置，其他均采用如圖6所示的鎖閉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成;在框的的底部(頂部)安裝如圖所示的導(dǎo)向塊，在扇的底部(頂部)安裝如圖所示的滾輪，當(dāng)活動扇在關(guān)閉過程中向Y方向運(yùn)動時，到達(dá)一定的位置后，導(dǎo)向塊A將迫使?jié)L輪帶動活動扇向X方微量運(yùn)動，并壓縮框扇之間的膠條，達(dá)到密封的效果，通過改變斜面的坡度或者膠條的高度，理論上將，系統(tǒng)可以實現(xiàn)不同等級的密封效果。

　　當(dāng)活動扇開啟過程中向Y方向反向運(yùn)動時，導(dǎo)向塊B將迫使?jié)L輪帶動活動扇向X方反向微量運(yùn)動，將活動扇相對框分離一定的距離，消除兩者之間由膠條壓縮而產(chǎn)生的摩擦力，便于開啟。

　　1.2豎直鎖閉組鎖閉原理

圖7豎直鎖閉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

　　豎直鎖閉組由圖7所示的豎直鎖閉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，豎直鎖閉系統(tǒng)以傳動器為中心呈對稱分布，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7所示，該鎖閉系統(tǒng)點(diǎn)由安裝在框上的鎖座、輔助鎖座以及安裝在扇上的鎖點(diǎn)、輔助鎖點(diǎn)組成。其中鎖點(diǎn)和鎖座、輔助鎖點(diǎn)和輔助鎖座配合使用。

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