Прислонно-сдвижная дверь с электровинтовым приводом
RECLINING SLIDING DOOR WITH ELECTRIC SCREW DRIVE

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к конструкциям приводов прислонно-сдвижных дверей пассажирских транспортных средств.
Известна раздвижная дверь кабины лифта (патент №2100269 от 27.09.1996 г.), содержащая по меньшей мере одну створку, установленную с возможностью горизонтального перемещения вдоль дверного проема кабины лифта; привод двери, включающий в себя смонтированные на кабине лифта электродвигатель с винтовой парой, винт которой установлен в подшипниках, закрепленных на опорах, соединенных с кабиной лифта, а гайка соединена со створкой двери; фиксаторы и конечные выключатели крайних положений створки.
Недостаток данной двери - в том, что она не имеет средств выдвижения и прислонного движения двери относительно стенки кабины лифта.
Известен привод раздвижной двери (патент RU №2533537 от 05.08.2011 г.), имеющий приводимый в движение ходовой винт с ходовой гайкой, внутренний кольцевой элемент, который охватывает ходовую гайку, и соединяется с гайкой двумя диаметрально противоположными цилиндрическими концами; наружный вильчатый элемент с двумя диаметрально противоположными концами с внутренними цилиндрическими отверстиями, который соединяется с цилиндрическими концами внутреннего кольцевого элемента, при этом наружный вильчатый элемент имеет кронштейн для соединения с раздвижной дверью.
Недостаток данного привода в том, что он не имеет средств выдвижения и прислонного движения двери относительно ее проема.
Известно устройство винтового привода двери, имеющее ходовой винт с многозаходной резьбой (заявка №2427455 от 29.05.1978 г.).
Известен модульный привод раздвижной двери пассажирского транспортного средства (патент RU №2538915 от 22.09.2011 г.), содержащий, по меньшей мере, один выполненный с возможностью линейного перемещения ползун с закрепленной на нем створкой двери; двигатель, установленный на ползуне или на пассажирском транспортном средстве; винтовую передачу движения от двигателя к ползуну с закрепленной на ползуне гайкой для обеспечения продольного перемещения одного ползуна; блокиратор створки двери с рычажным механизмом передачи движения от двигателя к блокиратору.
Недостаток данного привода - сложность конструкции привода двери вследствие использования рычажного механизма между блокиратором и двигателем.
Известен механизм выдвижения и прислонного движения прислонно-сдвижной двери (патент EA №021552 от 18.02.2011 г., фиг. 6), имеющий закрепленное на дверном проеме направляющее дверь средство с первой секцией, расположенной вдоль и параллельно дверному проему, и второй секцией, которая расположена перпендикулярно первой секции направляющего дверь средства, при этом механизм включает рычажный элемент, установленный с возможностью перемещения с дверным полотном и содержащий первый соединительный элемент и второй шарнирный соединительный элемент, расположенный на постоянном расстоянии от первого соединительного элемента, причем второй соединительный элемент выполнен с возможностью перемещения в направляющем средстве, причем рычажный элемент выполнен с возможностью поворота относительно направляющего средства при перемещении рычажного элемента из первой секции во вторую секцию направляющего средства, вследствие чего дверное полотно совершает прислонное движение к дверному проему при закрытии двери и выдвижение из дверного проема в начале ее открытия.
Недостаток данного привода - пониженная надежность закрепленного на двери рычажного элемента, совершающего линейное движение вместе с дверью относительно направляющего средства.
Известен привод двухстворчатой раздвижной двери для пассажирских транспортных средств (патент ЕР №1280690 В1 от 28.04.2001 г.), имеющей в нижней части дверных полотен направляющие устройства, каждое из которых взаимодействует с тремя направляющими роликами, расположенными на поворотном рычаге, закрепленном на нижней части дверного проема.
Известна одно- или двухстворчатая сдвижная дверь (патент US №6189265 В1 от 13.03.1997 г., прототип), имеющая, по меньшей мере, одну створку, установленную в каркасе дверного проема кузова пассажирского транспортного средства, электровинтовой привод створки, установленный на стенке кузова над каркасом проема, состоящий из: основания с боковыми стенками, ходового винта, концы которого размещены в подшипниках, размещенных в боковых стенках с ходовой гайкой; мотор-редуктора, выходной вал которого установлен соосно с ходовым винтом, а корпус закреплен на одной из боковых стенок основания; управляемой муфты, неподвижный корпус которой закреплен на одной из боковых стенок, а подвижная часть соединена с ходовым винтом; направляющей, концы которой установлены в боковых стенках основания, каретки, установленной на направляющей с возможностью линейного перемещения, соединенная с кронштейном крепления верхней части двери; соединения ходовой гайки с кареткой, обеспечивающего их совместное движение при вращении ходового винта; соединения каретки со створкой двери; средств, обеспечивающих выдвижение двери из каркаса проема двери за пределы стенки транспортного средства при начале вращения ходового винта для открытия двери и прислонное движение двери к каркасу проема по завершении вращения ходового винта при закрытии двери; средств, обеспечивающих движение выдвинутой из проема двери параллельно наружной стенке транспортного средства при открытии двери и фиксации закрытой двери в каркасе проема.
Недостаток привода данной двери - сложность конструкции электровинтового привода створок прислонно-сдвижной двери.
Техническая задача, решаемая изобретением - упрощение конструкции электровинтового привода прислонно-сдвижной двери.
Техническая задача решена в конструкции прислонно-сдвижной двери с электровинтовым приводом, имеющей по меньшей мере, одну створку, установленную в каркасе дверного проема кузова пассажирского транспортного средства, электровинтовой привод створки, установленный на стенке кузова над каркасом проема, состоящий из: основания с боковыми стенками, ходового винта, концы которого размещены в подшипниках, размещенных в боковых стенках с ходовой гайкой; мотор-редуктора, выходной вал которого установлен соосно с ходовым винтом, а корпус закреплен на одной из боковых стенок основания; управляемой муфты, неподвижный корпус которой закреплен на одной из боковых стенок, а подвижная часть соединена с ходовым винтом; направляющей, концы которой установлены в боковых стенках основания, каретки, установленной на направляющей с возможностью линейного перемещения, соединенная с кронштейном крепления верхней части двери; соединения ходовой гайки с кареткой, обеспечивающего их совместное движение при вращении ходового винта; соединения каретки со створкой двери; средств, обеспечивающих выдвижение двери из каркаса проема двери за пределы стенки транспортного средства при начале вращения ходового винта для открытия двери и прислонное движение двери к каркасу проема по завершении вращения ходового винта при закрытии двери; средств, обеспечивающих движение выдвинутой из проема двери параллельно наружной стенке транспортного средства при открытии двери и фиксации закрытой двери в каркасе проема, при этом ходовая гайка имеет форму одноплечего рычага с резьбовым отверстием для ходового винта, каретка имеет форму двуплечего рычага с отверстием для направляющей и углом между плечами рычагов каретки, находящимся в интервале 70°…110°; рычаг гайки и первое плечо рычага каретки, обращенное к гайке, соединены между собой с возможностью поворота на угол 10°…20° относительно линии, соединяющей оси ходового винта и направляющей); соединение каретки со створкой двери имеет кронштейн, неподвижно соединенный со створкой двери и подвижно соединенный с концом второго плеча двуплечего рычага каретки.
Для фиксации двери в закрытом состоянии в верхней части двери имеется выемка с планкой, установленной под углом 5°…15° к горизонтальной плоскости), а в каркасе проема двери на уровне планки установлен ролик, взаимодействующий с планкой в конце прислонного движения двери при ее закрытии, а в нижней части каркаса проема двери установлен с возможностью вращательного движения рычаг с тремя роликами, оси которых образуют треугольник.
Для сокращения времени открытия и закрытия двери угол подъема винтовой линии ходового винта находится в интервале 35°…55°, а резьба ходового винта является многозаходной прямоугольной или трапецеидальной.
Для увеличения пропускной способности дверь имеет две створки, установленные с возможностью выдвижения и линейного перемещения в противоположные стороны, при этом основание электровинтового привода створок имеет центральную стенку, электровинтовой привод имеет два соединенные между собой ходовых винта, имеющих противоположно направленные резьбы, и подшипники, установленные на концах винтов в центральной стенке основания.
Решение технической задачи, - упрощение конструкции электровинтового привода прислонно-сдвижной двери, - обеспечивается следующей совокупностью отличительных признаков прислонно-сдвижной двери с электровинтовым приводом: ходовая гайка имеет форму одноплечего рычага с резьбовым отверстием для ходового винта, каретка имеет форму двуплечего рычага с отверстием для направляющей и углом между плечами рычагов каретки, находящимся в интервале 70°…110°; рычаг гайки и первое плечо рычага каретки, обращенное к гайке, соединены между собой с возможностью поворота на угол 10°…20° относительно линии, соединяющей оси ходового винта и направляющей; соединение каретки со створкой двери имеет кронштейн, неподвижно соединенный со створкой двери и подвижно соединенный с концом второго плеча двуплечего рычага каретки.
Данная совокупность отличительных признаков не обнаружена в процессе патентного поиска, следовательно, техническое решение соответствует критерию «новизна». Она также не следует явно из уровня техники, следовательно, она соответствует критерию «изобретательский уровень».
На фиг. 1 показана одностворчатая прислонно-сдвижная дверь с электровинтовым приводом (вид изнутри транспортного средства).
На фиг. 2 показано устройство фиксации двери в закрытом состоянии.
На фиг. 3 - рычажно-роликовое устройство выдвижения нижней части створки двери, направления движения двери при ее открытии и фиксации двери при ее закрытии (показано в закрытом состоянии двери).
На фиг. 4 - рычажно-роликовое устройство выдвижения нижней части створки двери, направления ее движения при открытии двери (показано в открытом состоянии двери).
На фиг. 5 показано устройство электровинтового привода двери.
На фиг. 6 - сечение А на фиг. 5.
На фиг. 7 - кинематическая схема электровинтового привода двухстворчатой прислонно-сдвижной двери (закрытое состояние).
На фиг. 8 - кинематическая схема электровинтового привода двухстворчатой прислонно-сдвижной двери (открытое состояние).
На фиг. 9 - устройство электровинтового привода двухстворчатой прислонно-сдвижной двери (закрытое состояние).
Прислонно-сдвижная дверь 1 с электровинтовым приводом 2 (фиг. 1-3) имеет: по меньшей мере, одну створку 3, установленную в каркасе 4 дверного проема 5 кузова (не показан) пассажирского транспортного средства, электровинтовой привод 2 створки 3, установленный на стенке 6 (фиг. 5) кузова над каркасом 4 проема 5, состоящий из основания 7 с боковыми стенками 8 и 9, ходового винта 10, концы которого размещены в подшипниках 11 (фиг. 7, 8), установленных в боковых стенках 8 и 9, ходовой гайки 12; мотор-редуктора 2а, выходной вал 13 (фиг. 7-9) которого установлен соосно с ходовым винтом 10 через компенсаторную муфту 13 а, а корпус 14 закреплен на боковой стенке 9 основания 7; управляемой муфты 15 (например, зубчатой муфты с электромагнитным управлением), неподвижный корпус 16 которой закреплен на боковой стенке 8, а подвижная часть 17 соединена с ходовым винтом 10; направляющей 18, концы которой установлены в боковых стенках 8 и 9 (фиг. 7, 8) основания 7 (фиг. 5), каретки 19, установленной на направляющей 18 с возможностью линейного перемещения, соединенной с кронштейном 20 крепления верхней части двери 1; соединения 21 ходовой гайки 12 с кареткой 19, обеспечивающего их совместное движение при вращении ходового винта 10; соединения 22 каретки 19 с кронштейном 20 створки 3 двери 1 (фиг. 1, 7, 8); средств 23, обеспечивающих выдвижение нижней части двери 1 (или створок За и 35 двухстворчатой двери, фиг. 7-9) из каркаса 4 проема 5 двери 1 за пределы стенки 6 транспортного средства при начале вращения ходового винта 10 для открытия двери 1 и прислонное движение двери 1 к каркасу 4 проема 5 по завершении вращения ходового винта 10 при закрытии двери 1; средств 24 (фиг. 7), обеспечивающих движение выдвинутой из проема 5 двери 1 параллельно наружной стенке 6 транспортного средства при открытии двери 1 и фиксации закрытой двери 1 в каркасе 4 проема 5, при этом ходовая гайка 12 имеет форму одноплечего рычага с резьбовым отверстием 25 для ходового винта 10 и плечом 12а (фиг. 6), каретка 19 имеет форму двуплечего рычага с отверстием 26 для направляющей 18 и углом между плечами 27 и 28 рычагов каретки 19 (фиг. 6), находящимся в интервале 70°…110°; рычаг 12а ходовой гайки 12 и первое плечо 27 рычага каретки 19, взаимодействующее с рычагом 12а ходовой гайки 12, соединены между собой с возможностью поворота на угол 10°…20° относительно линии, соединяющей оси ходового винта 10 и направляющей 18); при угле, меньшем 10°, существенно увеличивается длина рычага 19, необходимая для обеспечения выдвижения двери, а при угле, большем 20°, существенно увеличивается зазор в соединении 125 рычагов 12а и 27, что может приводить к динамическим нагрузкам в соединении 125; соединение 22 второго плеча 28 двуплечего рычага каретки 19 с кронштейном 20 является подвижным, а соединение кронштейна 20 со створкой 3 двери 1 является неподвижным (фиг. 5).
Для фиксации двери в закрытом состоянии в верхней части двери 1 имеется выемка 29 (фиг. 2) с планкой 30, установленной под углом 5°…15° к горизонтальной плоскости, фиг. 2), а в каркасе 4 проема 5 двери 1 на уровне планки 30 установлен ролик 31, взаимодействующий с планкой 30 в конце прислонного движения двери 1 при ее закрытии. Угол 5°…15° достаточен для поджатия створки 3 двери 1 к нижней части дверного проема 5 при взаимодействии планки 30 с роликом 31.
В нижней части каркаса 4 проема 5 двери 1 имеется средство 23 (фиг. 3, 4, 7, 8) в виде рычага 23а, установленного с возможностью вращательного движения с тремя роликами 32, оси которых образуют треугольник (фиг. 8).
Для сокращения времени открытия и закрытия двери угол подъема винтовой линии резьбы ходового винта 10 находится в интервале 35°…55°, а резьба ходового винта 10 является многозаходной прямоугольной или трапецеидальной. При угле, меньшем 35°, существенно уменьшается сила, необходимая для выдвижения двери. При угле, большем 55°, существенно уменьшается сила, необходимая для перемещения двери при ее открытии и закрытии.
Для увеличения пропускной способности двери 1 она имеет две створки 3а и 3b, установленные с возможностью выдвижения и линейного перемещения в противоположные стороны, основания 7 электровинтового привода 2 створок 3а и 3b имеет центральную стенку 33 (фиг. 9), при этом электровинтовой привод 2 имеет два соединенные между собой ходовых винта 10, имеющих противоположно направленные резьбы, и подшипники 11а и 11b, установленные на концах винтов 10 в центральной стенке 33 основания 7.
В положении «Дверь закрыта» контроллер (не показан) управления двери 1 подает команду на управляемую муфту 15, подвижная полумуфта (не показана) муфты 15 перемещается вдоль продольной оси винта 10 и муфта 15 разъединяется, обеспечивая возможность вращения винта 10. При подаче команды через энергетическую цепь 34 на мотор-редуктор 2а, ходовой винт 10 приводится во вращение, перемещая ходовую гайку 12 вдоль оси винта 10 и одновременно поворачивает ходовую гайку 12 и через плечи 27 и 28 и кронштейн 20 выдвигает створку 3 двери 1, а затем перемещает каретку 19 вместе со створкой 3 двери 1 линейно по цилиндрической направляющей 18, обеспечивая открытие створки 3 параллельно стенке 6 кузова.
Линейную траекторию движения нижней части створки 3 обеспечивает средство 23 с роликами 32 (фиг. 4, 7, 8), движущимися по направляющей 36. Верхний ролик 31 при выдвижении створки 3 двери 1 отходит от планки 30 и получает возможность перемещения по верхней поверхности створки 3 до завершения открытия створки 3. В конце прислонного движения двери 1 при ее закрытии и прижатия уплотнительного контура 35 к дверному проему 5 ролик 31 входит в выемку 29 и, нажимая на планку 30, прижимает дверь 1 к дверному проему 5.
Исключение ударного воздействия створки 3 на каркас 4 дверного проема 5 обеспечивается замедлением вращения выходного вала 13 мотор-редуктора 2a или установкой демпфера (не показан), например, на кронштейне.
По достижении крайнего положения «Дверь открыта» контроллером подается команда на прекращение вращения мотор-редуктора 2а. Для фиксации створки 3 в открытом положении подается команда на включение управляемой муфты 15, происходит блокировка ходового винта 10 относительно левой боковой стенки 8.
Для закрытия двери 1 из положения «Дверь открыта» контроллер (не показан) подает на управляемую муфту 15 команду на закрытие створки 3 двери 1, подвижная часть 17 (фиг. 7, 8) перемещается вдоль продольной оси винта 10, обеспечивая возможность его вращения. При подаче контроллером команды на включение мотор-редуктора 2а ходовой винт 10 приводится во вращение в направлении, соответствующем закрытию створки 3, и створка 3 закрывается. В конце закрытия створки 3 ходовая гайка 12 приводит во вращательное движение каретку 19 для совершения прислонного движения створки 3. Створка 3 закрывается и прижимает контур уплотнения 35 к каркасу 4 дверного проема 5. В процессе прислонного движения створки 3 двери 1 до положения «Дверь закрыта» прижимной ролик 31, входя в выемку 29, воздействует на планку 30 (фиг. 2), создавая необходимое усилие прижатия нижней части створки 3 к дверному проему 5.
По достижении крайнего положения «Дверь закрыта» контроллером подается команда на замыкание управляемой муфты 15, подвижная часть 17 которой соединяется с неподвижной частью 16, исключая возможность вращения ходового винта 10, одновременно подается команда на остановку мотор-редуктора 2а.
В случае отказа подачи электрического тока к мотор-редуктору 2а при закрытой створке 3 двери 1 для экстренного ручного открытия створки 3 водителем или пассажиром выполняется поворот рукоятки 36 (фиг. 7, 8) для разъединения подвижной части 17 муфты 15 и ее неподвижной части 16, после чего появляется возможность открывания створки 3 двери 1 вручную.