自压式玻璃门夹及其实现方法 【技术领域】
本发明涉及一种玻璃门夹， 特别涉及一种应用于自动玻璃门中的自压式门夹及其 实现方法。 【背景技术】
随着电子技术的发展， 自动门被广泛地应用于各类场所中， 自动门的门体大都采 用玻璃， 如何将玻璃固定并且与控制系统连接， 同时延长门体的使用寿命， 令其更加安全牢 固？这对玻璃门夹的技术改进提出了更高的要求。
目前公知的玻璃门夹按照对玻璃预处理不同， 分为两大类。一类型为门夹和玻璃 等长， 需要在玻璃安装侧预先打孔， 安装时门夹需对应玻璃孔开孔， 螺杆穿过孔承重， 两侧 螺栓收紧。该类门夹的优点在于承重性良好， 可广泛适用于各种大小， 重量的玻璃， 缺点在 于对于玻璃需要做预处理， 且现场安装工作繁杂， 需要硅胶、 垫片等辅料。另一类型为短门 夹外形， 玻璃无需打孔， 通过组合门夹或配套成型垫片， 使用螺栓加固， 或顶部加紧， 或侧面 顶紧， 优点在于安装简单方便， 没有太多的人工和辅料要求， 缺点在于由于仅仅依靠螺栓物 理固定收紧， 门夹的收紧力和垫片与玻璃之间的摩擦力存在一个明显的上限， 只适用于中 等大小及以下规格的玻璃安装， 承重量有限 ； 尤其是随着使用时间的延长， 门夹本身的弹性 形变逐渐转为永久形变， 螺栓的紧固力变小， 垫片材质的弹性消失， 多种因素影响下， 此类 门夹往往不堪长期使用， 并且存在安全性能上的隐患。 【发明内容】
为了解决现有玻璃门夹存在的技术缺陷及不足， 本发明提供了一种科学利用力学 原理， 不依赖螺杆给力， 既适用于各种大小、 重量规格的玻璃门， 且安装简便， 环保， 又具备 可靠的耐侯性、 耐久性和安全性的自压式门夹。
本发明是通过以下的技术方案得以实现的 ： 包括外夹， 内夹及成型塑胶垫片， 所述 外夹包括上半部与下半部， 所述上半部包括一凹槽， 所述下半部的内侧面与所述内夹套紧， 所述成型塑胶垫片与所述内夹内侧面套紧。
其中， 所述外夹为成型铝合金材料
其中， 所述内夹为成型铝合金材料
其中， 所述塑胶垫片可直接套紧于玻璃门部端并与两侧压紧
其中， 所述内夹夹角为 70 至 75°
其中， 所述外夹上半部的凹槽内包括一至多个螺杆
自压式玻璃门夹的实现方法包括以下步骤 ：
a 将塑胶垫片压紧玻璃部端并压紧两侧， 玻璃处于受力平衡状态 ；
b 内夹夹紧已安装塑胶垫片的玻璃 ；
c 内夹的外侧面套紧于外夹的内侧面， 此时内夹受力基本平衡， 所有力合力接近为 0。其中， 还包括以下步骤 ： 将螺杆安装于外夹的凹槽内， 螺杆紧固外夹， 向内夹产生压力。 其中， 内夹夹角的受力角度为 70-75 度。
本发明的优点在于 ：
1、 从力学原理分析， 并且对比现有技术中直接用螺丝顶持的门夹， 螺丝顶持力完 全用来产生抵消玻璃重量的静摩擦力， 本发明所需的螺丝顶持力相当的小， 大体只为前类 产品所需顶持力的 1/4 左右。因此， 本门夹的承重性和耐久性优良。
2、 本发明原理简单， 产品适用于不同尺寸与重量的玻璃门体， 安装简便、 省时省 力。
3、 当玻璃越重， 夹力越大， 门夹越紧， 在整体受力基本平衡的情况下， 保证玻璃门 的安全。
【附图说明】
图 1 为本发明的结构示意图
图 2 为本发明的内夹结构示意图
图 3 为本本发明的外夹结构示意图 图 4 为本发明塑胶垫片安装示意图 图 5 为本发明的内夹安装示意图 图 6 为本发明的玻璃受力分析图 图 7 为本发明的内夹受力分析图【具体实施方式】
下面结合附图， 进一步说明本发明的方法、 特点及目的。
如图 1 所示， 本发明自压式玻璃门夹包括外夹 10， 以及与外夹 10 夹紧的内夹 20， 包括套紧于内夹 20 之内的成型塑胶垫片 30， 所述成型塑胶垫片 30 可直接安装于透明玻璃 40 之上。
图 2 为本发明的内夹结构示意图， 如图 2 所示， 内夹包括内侧面 22 和外侧面 21， 外 侧面 21 包括多条凸出的横脊 210， 所述内夹的夹角 23 角度在 70 与 75 度之间。
图 3 为本发明的外夹结构示意图， 如图 3、 图 1 所示， 相对应于内夹 20， 外夹包括上 半部 11 与下半部 12， 上半部 11 包括一凹槽 110， 以及紧固于凹槽 110 之内的螺杆 111， 下半 部 12 包括夹角 13， 包括内侧面 14， 内侧面 14 包括多条凹槽 140。
如图 1、 图 2、 图 3 所示， 内夹 20 的外侧面 21 套紧于外夹 10 的下半部 12 的内侧面 14 之内。相对应地， 外夹 10 的下半部 12 的夹角 13 角度在 70 与 75 度之间， 内侧面 14 的多 条凹槽 140 与内夹 20 的外侧面 21 的横脊 210 套紧。
图 4 为本发明的塑胶垫片安装示意图， 如图 4 所示， 成型塑胶垫片 30 直接压紧于 玻璃 40 的连接部端并同时将两侧压紧， 使得玻璃 40 除了自身重力外， 还产生水平方向的紧 压力， 及两侧的静磨擦力。此时玻璃 40 处于受力平衡状态
图 5 为本发明内夹安装示意图， 如图 5 所示， 内夹 20 的内侧面 22 与垫片 30 套紧， 垫片 30 直接压紧于玻璃 40 的连接部端并同时将两侧压紧。如图 1、 图 3、 图 5 所示， 内夹 20 的外侧面 21 套紧于外夹 10 的内侧面 14 之内， 同 时外夹 10 的螺杆 111 顶紧内夹 20， 并使得内夹 20 产生受压力。
如图 6 所示， 以 12MM 透明玻璃为例， 为本发明的璃璃受力分析图，
G： 玻璃自身重力， 方向向下 ；
N1 ： 玻璃收到的紧压力， 水平方向， 对力， 平衡 ；
玻璃两侧与橡胶垫片接触， 有紧压力， 玻璃有向下的运动趋势 ；
f1 ： 为静摩擦力， 方向向上 ；
玻璃处于受力平衡状态， 垂直方向上， G ＝ 2f1，
假设玻璃处于临界状态， f1 ＝ μN1(μ 为橡胶和玻璃的静摩擦系数， 本例取值 0.3)。
如图 7 所示， 为本发明的内夹受力分析图
F1 ： 内夹外表面受到的垂直于内夹外表面的力
N： 内夹内表面受到的垂直于内夹内表面的压力， 忽略橡胶垫片的情况下， 可以把 N 和 N1( 玻璃受到的紧压力 ) 看做一对作用力和反作用力。
F： 内夹受到的螺杆向下的压力 F， 大小为 F 的一半
f2 ： 忽略橡胶垫片的情况下， f2 和 f1 可以看做一对作用力和反作用力， 大小相等， f2 方向垂直向下
此时， 内夹受力平衡， 所有力合力为 0。
再以内夹夹角 75°为例， N ＝ (1/2F+f2)tanθ θ ＝ 75°
组合成方程组 ：
G ＝ 2f1
f1 ＝ f2
N ＝ N1
f1 ＝ μN1(μ ＝ 0.25)
N ＝ (1/2F+f2)tanθ θ ＝ 75°
在整体受力平衡的情况下， 求解 F 和 G 之间的关系， 得到 F ＝ (1/(μ*tanθ)-1)G， 计算得到 ： F ＝ -0.1068G
负号表示 F 的方向是向上的， 也就是说内夹还会受到一个向上的托力， 实际上这 种情况不会出现的 ( 螺栓只能提供向下的压力 )， 这是因为上述过程中静摩擦力取的是临 界状态下的最大静摩擦力计算， 在实际情况下， 静摩擦力不需要到达最大值就已经与玻璃 自身重力平衡， 而且随着玻璃自重的增大， 静摩擦力随之增大， 一直保持着力平衡状态， 即 门夹一直夹紧玻璃。
由以实施方式可见本发明完全通过玻璃自压产生夹力， 当玻璃越重， 夹力越大， 在 整体受力平衡的情况下， 保证门夹经久耐用。
以上所述者， 仅为本发明的最佳实施例， 凡依照本发明的方法所做的等效修饰与 变化， 均为本发明所涵盖。