Привод раздвижной двери
SLIDING DOOR DRIVE

Изобретение касается привода створки раздвижной двери общественного транспортного средства городского или междугороднего сообщения.
В рамках изобретения под раздвижной дверью понимаются также двери или створки дверей, которые:
- перемещаются прямолинейно вдоль кузова;
- перемещаются по криволинейной траектории вдоль кузова и поперек кузова.
Известен привод раздвижной двери US 7552561 B2 прототип, состоящий из следующих компонентов: направляющий рельс, закрепленный относительно рельсового транспортного средства; каретку, перемещаемую в продольном направлении на направляющей и несущей дверное полотно; шпиндельный привод, включающий шпиндель, проходящий параллельно направляющей и шпиндельную гайку, жестко соединенную с кареткой в направлении оси шпинделя; при этом гайка шпинделя и каретка соединены таким образом, что каретка и гайка шпинделя перемещаются относительно друг друга в одной точке вращения, а соединение между гайкой шпинделя и кареткой включает скользящее шарнирное соединение, которое допускает относительное вращательное движение между шпиндельной гайки и каретки, а также смещающее движение только между шпиндельной гайкой и точкой вращения. Недостатком известного привода является необходимость высокой точности изготовления и монтажа - для обеспечения достаточной надежности и во избежание заклиниваний при работе.
Степени свободы тела:
1. Линейное перемещение вдоль оси X. Условное обозначение «X»;
2. Линейное перемещение вдоль оси Y. Условное обозначение «Y»;
3. Линейное перемещение вдоль оси Z. Условное обозначение «Z»;
х
4. Вращение вокруг оси X. Условное обозначение «ω»;
y
5. Вращение вокруг оси Y. Условное обозначение «ω»;
z
6. Вращение вокруг оси Z. Условное обозначение «ω»;
х
х
При отсутствии ограничений по всем (перечисленным) степеням свободы тело имеет возможность одновременно линейно перемещаться вдоль осей X, Y, Z, а также вращаться вокруг этих осей. Для механизма, передающего движение от вращающегося ходового винта посредством ходовой гайки на тело, установленное на направляющей линейного перемещения с возможностью поступательного перемещения вдоль этой направляющей при условии, что винт и направляющая условно параллельны, т.е. фактические отклонения от их взаимной параллельности не позволяют пренебречь этими отклонениями, необходимо ввести конструктивные элементы, исключающие влияние этих отклонений от параллельности. Например, линейное перемещение X тела производится по направляющей, расположенной вдоль оси X; при этом тело дополнительно совершает вращение ω на ограниченный угол. Ходовой винт также ориентирован вдоль оси X. На винте расположена ходовая гайка, ограниченная от вращения ω относительно ходового винта. Ходовая гайка, также, должна быть параллельна ходовому винту. В силу неточностей изготовления и сборки имеются отклонения от параллельности направляющей, ходового винта и ходовой гайки по всем степеням свободы за исключением X.
х
y
z
Поэтому, задачей изобретения является необходимость конструктивными мерами исключить воздействие на ходовую гайку кинематических связей Y, Z, ω, ω, ω.
х
у
z
Техническим результатом является исключение воздействия на ходовую гайку кинематических связей Y, Z, ω, ω, ω, упрощение конструкции и повышение надежности.
В соответствии с изобретением, указанный технический результат достигается с помощью привода раздвижной двери, включающего по меньше мере одну каретку 2, приводимый в движение по меньшей мере один ходовой винт 3 с продольной осью Х2, движущуюся по ходовому винту 3 вдоль оси Х2 ходовую гайку 4, осевое усилие от ходовой гайки 4 передается каретке 2 через рычаг 7, в пазу которого установлена ходовая гайка 4 с возможностью скольжения вдоль оси Y и ограниченного поворота относительно осей Y и Z, ходовая гайка 4 содержит выступающие элементы Б для фиксации от осевого перемещения относительно рычага 7, причем ходовая гайка 4 установлена в пазу рычага 7 с поперечными Н и продольными К зазорами, достаточными для исключения заклиниваний, при этом рычаг 7 закреплен на каретке 2 с помощью шарнира 8.
Согласно изобретению, каретка 2 выполнена с возможностью продольного перемещения по направляющей (1, 1а) вдоль оси X1, параллельной оси Х2, и содержит кронштейн 5 для соединения с раздвижной дверью.
Привод согласно изобретению, содержит ходовой винт 3с левой резьбой и ходовой винт 3а с правой резьбой, приводимые во вращение с помощью электродвигателя 6.
Согласно изобретению, ходовая гайка 4 содержит по меньшей мере одну поверхность Т, исключающую возможность ее поворота вокруг оси Х2 относительно рычага 7.
Согласно изобретению, ходовая гайка 4 зафиксирована от поворота вокруг оси Х2 при помощи рычага 9.
Согласно изобретению, рычаг 9 зафиксирован от поворота вокруг оси Х2 пальцем 10, установленным неподвижно на рычаге 7.
Согласно изобретению, для фиксации от поворота вокруг оси Х2, рычаг 9 выполнен с возможностью зацепления с корпусом шарнира 8.
Ниже изобретение описывается подробнее на основании прилагаемых фигур. Они представляют собой лишь примеры, и изобретение не ограничивается показанными вариантами исполнения.
На иллюстрациях изображены:
фиг. 1: общий вид привода раздвижной двери согласно изобретению,
фиг.2: кинематическая схема,
фиг. 3: вид привода раздвижной двери в поперечном направлении,
фиг. 4 а), б), в): вид привода раздвижной двери в различных сечениях,
фиг.5: вид сопряжения ходового винт, гайки и рычага привода раздвижной двери,
фиг.6: вариант исполнения конструктивного элемента привода раздвижной двери,
фиг.7: вариант исполнения конструктивного элемента привода раздвижной двери,
фиг.8: вариант исполнения конструктивного элемента привода раздвижной двери.
Основные требования к конструкции привода:
- При использовании передачи ходовой винт/гайка, при вращении винта гайка не должна вращаться совместно с винтом.
- Гайка должна по возможности воспринимать преимущественно усилия, направленные по оси, т.е. должна быть по возможности соосна винту, смещение линий действия сил относительно оси Х2 необходимо минимизировать, т.к. при значительных отклонениях от соосности винта и гайки образуются моменты сил, приводящие к потерям, снижению кпд, преждевременному износу и отказу узла, возможно заклинивание;
- Также, требуется исключение избыточных кинематических связей в конструкции, т.е. введение «развязок», позволяющих выполнять: синхронное перемещение каретки вдоль оси X1 и гайки вдоль оси Х2; качание каретки А1; качание А2 рычага гайки.
При этом следует отметить, что межосевое расстояние между осью Х2 винта (гайки) и осью Х3 шарнира 8 в процессе открытия / закрытия двери меняется в пределах нескольких мм. Оси X1, Х2, Х3 имеют существенные отклонения от параллельности.
Для обеспечения выполнения вышеперечисленных требований, разработана конструкция, показанная на фиг.1-7.
На неподвижных цилиндрических направляющих 1 и 1 а (фиг.1) размещены подвижные каретки 2 и 2а, предназначенные для крепления к ним дверных створок (не показаны) с возможностью перемещения вдоль направляющих, а также качания вокруг геометрической оси направляющих. Электродвигатель 6 вращает ходовой винт, имеющий две части - с левой резьбой 3 и правой резьбой 3а. В зацеплении с винтом находятся две ходовые гайки 4 и 4а, установленные на каретках 2 и 2а соответственно. Таким образом происходит синхронное перемещение кареток 2 и 2а с закрепленными на них дверными створками (не показаны) при открытии и закрытии двери (двустворчатой). Для одностворчатой двери конструкция привода аналогична и отличается наличием одной каретки 2 или 2а и одной резьбовой поверхности ходового винта 3 или 3а. В связи с тем, что привод симметричен, далее описывается конструкция половины привода; вторая половина привода аналогична описываемой. В процессе открытия/закрытия двери кронштейн 5 каретки 2 помимо продольного перемещения вдоль оси X1 также совершает поперечное перемещение (фиг.3) в направлении оси Y. Поперечное перемещение составляет до 70 мм и более. Также, происходит качание А1 каретки 2 (поворот на ограниченный угол относительно оси X1) совместно с шарниром 8 (ось Х3), а также, качание А2 рычага 7 (поворот на ограниченный угол относительно оси Х2 винта 3), в котором размещена ходовая гайка 4 (фиг.3). Ходовая гайка 4 установлена соосно на ходовом винте 3, положение ходовой гайки 4 в пространстве обусловлено сопряжением поверхностей резьбы ходовой гайки 4 и ходового винта 3. Для передачи осевого усилия от ходовой гайки 4 рычагу 7 каретки 2 на ходовой гайке 4 содержатся выступающие элементы Б. Для исключения избыточных кинематических связей ходовая гайка 4 вставлена в паз рычага 7 с возможностью скольжения по пазу и с поперечными К и продольными Н зазорами, достаточными для исключения избыточных кинематических связей. Рычаг 7 при помощи шарнира 8 закреплен на каретке 2. При этом ходовая гайка 4 имеет возможность скользить вдоль паза рычага 7, исключая воздействие по оси Y на ходовую гайку при совместном повороте каретки 2 с шарниром 8 относительно оси X1. В направлении оси X рычаг 7 ограничен относительно каретки 2, т.е. имеет возможность перемещаться вдоль оси X только совместно с кареткой. Элементы Б ходовой гайки 4 выступают относительно паза рычага 7 таким образом, что ходовая гайка 4 ограничена от перемещения вдоль оси X относительно рычага 7, сохраняя при этом возможность перемещаться вдоль паза рычага 7 (т.о. исключая воздействия по осям Y и Z на ходовую гайку 4). В одном варианте исполнения, для исключения возможности поворота ходовой гайки совместно с ходовым винтом, ходовая гайка оснащена по меньшей мере одной поверхностью Т, фиксирующей ходовую гайку от поворота относительно рычага 7. В другом варианте исполнения, привод дополнительно содержит рычаг 9 механически соединенный с ходовой гайкой 4 и не имеет возможности перемещаться по осям X, Y, Z отдельно от ходовой гайки 4, установленной соосно ходовому винту 3. При этом, рычаг 9 зафиксирован от поворота вокруг оси Х2 пальцем 10, установленным неподвижно на рычаге 7, или рычаг 9 выполнен с возможностью зацепления с корпусом шарнира 8.