МЕХАНИЗМ ПРИСЛОННО-СДВИЖНОЙ ДВЕРИ
SLIDING PLUG DOOR MECHANISM

Изобретение относится к устройствам для приведения в действие створок, в частности створок дверей прислонно-сдвижного типа, и может быть использовано на пассажирских железнодорожных и автомобильных транспортных средствах.
На наземном пассажирском транспорте широко используются двери, при открывании которых створка выдвигается в ее поперечной плоскости наружу, за стенку транспортного средства, и перемещается вдоль стенки.
Известен ряд механизмов, обеспечивающих перемещение дверей транспортных средств во взаимно перпендикулярных плоскостях (см. патенты РФ №№2330766, 2347688), однако известные конструкции отличаются усложненностью.
Известен механизм прислонно-сдвижных дверей (см. патент ЕР 021552, E05D 15/08, 2015 г.).
Известный механизм прислонно-сдвижных дверей содержит направляющее средство, имеющее первую секцию направляющего средства и вторую секцию направляющего средства. Механизм включает в себя рычажный элемент, выполненный с возможностью перемещения с дверным полотном, при этом рычажный элемент содержит первый и второй соединительный элемент. Первый соединительный элемент выполнен с возможностью соединения привода механизма с рычажным элементом, а второй соединительный элемент выполнен с возможностью перемещения по направляющему средству. Второй соединительный элемент представляет собой шарнирный соединительный элемент, соединенный с кареткой, дверного полотна, прикрепленной без возможности поворота к дверному полотну. Рычажный элемент выполнен с возможностью поворота относительно каретки, дверного полотна в результате перемещения рычажного элемента из первой секции направляющего средства во вторую секцию направляющего средства. Это устройство является наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения.
Рассмотренное устройство обеспечивает хорошие условия для управления створкой на всей траектории ее движения за счет воздействия непосредственно на створку через жестко связанный с ней рычажный элемент, а также за счет первоначального выдвижения створки из дверного проема с плавным переходом к продольному перемещению при открытии двери. Однако в этой конструкции применена сложная кинематическая схема с множеством достаточно нагруженных и требующих регулярного обслуживания элементов, что в свою очередь приводит к снижению надежности и увеличению как стоимости самого механизма, так и стоимости владения в целом.
Техническая проблема, на решение которой направлено предлагаемое устройство, заключается в создании конструкции, обеспечивающей хорошую управляемость перемещения створки при простоте кинематической схемы и минимальном количестве элементов конструкции.
Техническая проблема решается механизмом прислонно-сдвижной двери, обеспечивающим перемещения дверных полотен во взаимно перпендикулярных плоскостях, снабженным внутренней и внешней рамами, имеющими возможность перемещаться одна относительно другой в плоскости, перпендикулярной оси транспортного средства, и хотя бы одной кареткой, сопряженной с дверным полотном, имеющей возможность перемещаться в плоскости, параллельной оси транспортного средства, с использованием одного двигателя с попеременной фиксацией вращательного движения роторной или статорной части посредством управляющего Г-образного паза, сопряженного через ролик с кареткой дверного полотна, обеспечивающего фиксацию роторной части двигателя при расположении ролика в вертикальной части управляющего паза и фиксацию статорной при расположении ролика в горизонтальной, причем возможность перпендикулярного оси транспортного средства перемещения дверного полотна обеспечивается кривошипно-шатунным механизмом статорной части двигателя, шарнирно сопряженным с внешней рамой, кривошип которого имеет возможность поворачиваться на угол больше 180° до упора, фиксируя механизм в закрытом положении от несанкционированного открывания, а возможность параллельного оси транспортного средства перемещения не менее чем одного дверного полотна, сопряженного с двигателем через каретку, поводок, ременную либо цепную передачу, во внутренней раме, обеспечивается вращением роторной части двигателя, кроме того, механизм снабжен устройством синхронизации взаимных движений кареток.
Отличительными признаками предлагаемого технического решения являются:
- использование для реализации перемещения дверных полотен во взаимно перпендикулярных плоскостях одного двигателя с применением принципа «относительного» вращательного движения двигателя с попеременной фиксацией роторной или статорной части;
- введение в конструкцию устройства двух рам, перемещающихся одна относительно другой посредством двигателя с кривошипно-шатунным механизмом, шарнирно сопряженным с внешней рамой;
- введение в конструкцию управляющего Г-образного паза и каретки, сопряженной с дверным полотном, перемещающейся в плоскости, перпендикулярной плоскости взаимного перемещения рам, фиксирующим вращательное движение роторной или статорной части с помощью ролика каретки, перемещающегося в управляющем Г-образном пазу.
Предложенная совокупность отличительных признаков обеспечивает упрощение конструкции механизма при сохранении качества перемещения створок.
Сравнение заявляемого способа с прототипом позволило установить, что предлагаемое решение отличается тем, что прислонное (перпендикулярное оси транспортного средства) перемещение каретки осуществляется посредством кривошипно-шатунного механизма статорной части двигателя, а сдвижное (параллельное), вращением роторной части двигателя через ременную либо цепную передачу.
Анализ известных технических решений в данной области техники показывает, что предлагаемое устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, что соответствует условию патентоспособности - «новизна», а использование их в заявленной совокупности дало возможность получить новый технический эффект: простоту кинематической схемы в совокупности с высокой надежностью механизма.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где: на фиг. 1 - схематически изображен механизм в положении закрытых дверей, вид сверху, на фиг. 2 - в положении закрытых дверей, вид сверху (управляющий элемент и двигатель не показаны); на фиг. 3 - в положении открытых дверей, вид сверху; на фиг. 4 - в положении открытых дверей, вид сверху (управляющий элемент и двигатель не показаны), на фиг. 5 - кинематическая схема прислонного (перпендикулярного оси транспортного средства) перемещения каретки, на фиг. 6 - кинематическая схема сдвижного (параллельного оси транспортного средства) перемещения каретки.
Дверной механизм содержит две рамы 1, 2, перемещающиеся одна относительно дугой в плоскости «А», и каретки дверных полотен 3 перемещающиеся в плоскости «Б», перпендикулярной плоскости взаимного перемещения рам, посредством двигателя 4 с попеременной фиксацией вращательного движения его роторной и статорной части.
Внешняя рама 1, имеющая в своем составе управляющие Г-образные пазы 5, две каретки перпендикулярного перемещения 6, стационарно закреплена через кронштейны 7 к кузову транспортного средства 8.
Внутренняя рама 2 сопряжена с двигателем 4 и включает в себя, две каретки дверных полотен 3, направляющую горизонтального перемещения кареток 9, поводки 10. Внутренняя рама 2 через каретки перпендикулярного перемещения 6 движется относительно рамы 1 и соответственно относительно кузова 8 в перпендикулярной плоскости. Таким образом, каретки 3 могут перемещаться относительно кузова 8 транспортного средства во взаимно перпендикулярных плоскостях «А» и «Б».
Каждая каретка 3 представляет собой конструкцию с кронштейном 11 крепления дверного полотна 12, поводком 10 механической связи с зубчатым ремнем 13, либо цепью, роликом 14, перемещающуюся по горизонтальной направляющей кареток 9 в плоскости «Б».
Каждый управляющий Г-образный паз 5 представляет собой непрерывный паз в виде прорези или П-образного профиля, задающий требуемую траекторию движения каретки 3 посредством ролика 14, а также обеспечивающий работу двигателя 4 в части фиксации вращательного движения роторной либо статорной части.
Двигатель 4 представляет собой конструкцию с независимо вращающимися ротором, сопряженным с шестерней 15, статором, сопряженным с кривошипом 16 и опорами крепления к раме 2.
Двигатель 4, закрепленный к раме 2, через кривошип 16 статора и шатун 17, шарнирно закрепленный на раме 1, поворотом статора при зафиксированном роторе на 180° обеспечивает взаимное перемещение рам, а значит и кареток 3 в плоскости «А».
Двигатель 4, закрепленный к раме 2, через шестерню, либо звездочку 15, сопряженную с ротором, и ременную, либо цепную передачу 13 с натяжным роликом 18, при зафиксированном статоре обеспечивает через механическую связь поводка 10 продольное перемещение кареток 3 в плоскости «Б».
Взаимно противоположное вращение роторной и статорной части двигателя 4 позволяет существенно упростить кинематику механизма и систему управления двигателем.
Синхронизация взаимного положения и продольного направления перемещения кареток 3 в варианте с двумя дверными полотнами осуществляется через механическую связь поводков 10 с противоположными ветвями зубчатого ремня 13.
Механизм работает следующим образом
В исходном состоянии дверные полотна 12 находятся в закрытом положении.
Дверные полотна 12 сдвинуты между собой и прислонены к кузову 8.
Фиксация дверных полотен 12 в закрытом положении, исключающая самопроизвольное либо несанкционированное открытии, осуществляется:
- перемещение в плоскости «А», кривошипом 16, стоящим на упоре 19 в зафиксированном состоянии за счет расположения кривошипа 16 за плоскостью соосного положения кривошипа 16 и шатуна 17. Выведение шатуна 16 из зафиксированного положения производится вращением статорной части двигателя 4 либо внешним механическим воздействием на кривошип 16.
- перемещение в плоскости «Б», роликом 14, находящемся в вертикальной зоне управляющего Г-образного паз 5.
При подаче команды «открыть» на двигатель 4, перемещение дверных полотен 12 в плоскости «Б» через каретку 3, поводки 10, зубчатый ремень 13, шестерню 15 запрещено роликом 14, вследствие чего происходит фиксация ротора двигателя 4 и поворот статора на 180°, перемещая кривошип 16 в противоположное крайнее положение. Данное перемещение кривошипа 16 через шатун 17 обеспечивает перемещение рамы 2, а следовательно, и дверных полотен 12 в плоскости «А» в выдвинутое положение относительно кузова 8 и перевод ролика 14 в горизонтальную зону управляющего Г-образного паза 5, тем самым фиксируя статор двигателя 4 и разрешая вращение ротора. Каретка 3 через поводки 10, зубчатый ремень 13, шестерню 15, осуществляет перемещение дверных полотен 12 в открытое положение в плоскости «Б». Ролик 14, находящийся в горизонтальной части управляющего Г-образного паза 5, и кривошип 16 препятствуют перемещению дверных полотен 12 в плоскости «А».
При подаче команды «закрыть» на двигатель 4 ролик 14, находящийся в горизонтальной части управляющего Г-образного паза 5, фиксирует статор двигателя 4, вследствие чего происходит вращение ротора. Каретка 3 через поводки 10, зубчатый ремень 13, шестерню 15, осуществляет перемещение дверных полотен 12 в закрытое положение в плоскости «Б» и перевод ролика 14 в вертикальную зону управляющего Г-образного паза 5, тем самым фиксируя ротор двигателя 4 и разрешая перемещение в плоскости «А». Поворот статора двигателя 4 на 180° перемещает кривошип 16 в противоположное крайнее положение за плоскость соосного положения кривошипа 16 и шатуна 17 до упора. Данное перемещение кривошипа 16 через шатун 17 обеспечивает перемещение рамы 2, а следовательно, и дверных полотен 12 в плоскости «А» в задвинутое (закрытое) положение вровень с кузовом 3. Стоящий на упоре 19 в зафиксированном состоянии за счет расположения кривошип 16 и ролик 14, находящийся в вертикальной части управляющего Г-образного паза 5, фиксируют дверные полотна 14 в закрытом положении.
Описанное устройство позволяет максимально просто и надежно реализовать перемещение дверных полотен во взаимно перпендикулярных плоскостях с применением одного двигателя, используя принцип «относительного» вращательного движения двигателя с попеременной фиксацией его роторной или статорной части, в частности створки дверей прислонно-сдвижного типа, и может быть использовано на всех видах пассажирского и грузового транспорта.