ПРИВОД РАЗДВИЖНЫХ ДВЕРЕЙ
SLIDING DOOR DRIVE

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях транспортных средств, а именно в конструкциях вагонов железнодорожного подвижного состава, маршрутных такси, а также лифтов и дверей различных производственных помещений.
Известен механизм открывания и закрывания двери железнодорожного вагона [1], включающий пневматический привод, отличающийся необходимым быстродействием. Однако необходимость в развитой системе трубопроводов, мощных компрессорах, ресиверах в каждом вагоне, чувствительность к конденсату и различным загрязнениям привели к тому, что в большинстве случаев, при проектировании новых и модернизации эксплуатируемых вагонов предпочтение отдается электромеханическому приводу.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является электромеханический привод, который монтируется на направляющей, расположенной над дверным проемом [1, 2]. Привод содержит приводимые в движение с помощью мотор-редуктора каретки с роликами, перемещающимися по направляющим, фиксаторы крайних положений дверей.
При открывании или закрывании двери в момент трогания с места из крайних положений двигателю необходимо преодолеть так называемый статический момент сопротивления движению каретки. Т.к. в крайних положениях дверь находится наиболее длительное время, то в этих позициях под действием сил тяжести и сил инерции на ролики при вибрации транспортного средства во время движения на направляющих образуются локальные углубления, ролики также приобретают остаточные деформации. Выведение роликов из этих положений требует усилий, зачастую многократно превосходящих силы, необходимые для перемещения двери в промежуточных положениях. Кроме того, необходимы дополнительные силы для освобождения от фиксаторов дверей в крайних позициях и преодоления сил инерции разгона. Поэтому пусковые моменты на двигателе значительно превышают номинальные значения, что приводит к снижению надежности привода. Также необходимо отметить низкое быстродействие электромеханического привода.
Изобретение направлено на повышение надежности электромеханического привода раздвижной двери за счет исключения необходимости преодоления двигателем привода нагрузок при трогании двери с места во время выведения дверей из крайних положений.
Конструкция привода двери вагона показана на фиг.1.
В состав конструкции привода двери 1 входит: мотор-редуктор 2, приводящий в движение с помощью передачи 3 жестко соединенные с дверью 1 каретки 4, перемещающиеся по направляющей 5 дверного проема. На дверном проеме укреплены упоры 6, 7, а на двери 1 укреплены упоры 8 и 9, взаимодействующие с опорами 10, 11 пружины 12 аккумулятора механической энергии. Аккумулятор механической энергии включает также распорку 13 пружины 12 с опорами 14, 15, а также управляемый фиксатор 16 распорки 13, электрически связанный с соединенным с мотор-редуктором 2 блоком управления 17.
В положении, когда дверь открыта (крайнее левое положение на схеме, фиг.1), она удерживается в неподвижном состоянии с помощью фиксатора (эту функцию может выполнять тормоз мотор-редуктора). В этот момент пружина 12 максимально растянута, опора 10 пружины контактирует с упором 8 двери 1, а опора 11 - с упором 7, укрепленным на дверном проеме.
Для закрытия двери 1 фиксатор освобождает дверь, и пружина 12 через опору 10 и упор 8 начинает разгон двери 1, который будет продолжаться до соприкосновения опоры 11 с упором 9. Мотор-редуктор 2 включается по команде блока управления 17 после освобождения двери от фиксатора и выведения ее пружиной из неподвижного состояния. Далее дверь будет перемещаться с постоянной скоростью, а вместе с ней будет перемещаться пружина 12 с опорами 10, 11 (фиг.2).
После соприкосновения опоры 10 с упором 6 пружина 12 через упор 9 и опору 11 будет растягиваться, и тем самым начнется торможение двери. Мотор-редуктор 2 по команде блока управления 17 выключается. При достижении дверью 1 крайнего правого положения (дверь закрыта) срабатывает фиксатор двери.
Если при движении двери с блока управления 17 поступила команда на прекращение движения и осуществление движения в обратном направлении, мотор-редуктор 2 отключается, включается управляемый фиксатор 16 и фиксирует распорку 13. При движении двери слева направо (закрытии двери) опора 10 пружины будет удерживаться опорой 14 распорки 13, а опора 11 пружины освободится от опоры 15 распорки, и через упор 9 и опору 11 пружина 12 будет растягиваться и тем самым тормозить дверь. Кинетическая энергия движения двери будет переходить в потенциальную энергию растяжения пружины 12. После завершения этого процесса дверь остановится и немедленно начнет движение в обратном направлении - справа налево. По команде блока управления 17 включится мотор-редуктор 2, который будет способствовать движению двери 1. При достижении опорой 11 опоры 15 распорки 13 фиксатор 16 освободит распорку 13, и она вместе с дверью 1, пружиной 12 и ее опорами 10, 11 будет перемещаться справа налево. Когда опора 11 пружины 12 достигнет упора 7, начнется растяжение пружины и торможение двери. По команде блока управления 17 мотор-редуктор 2 выключится. При достижении дверью 1 своего крайнего левого положения она остановится, и сработает фиксатор, который будет удерживать ее в неподвижном состоянии.
Аналогичным образом произойдет прерывание движения двери в направлении справа налево.
Использование предлагаемого устройства позволяет исключить из работы мотор-редуктора пусковые режимы вывода конструкции из неподвижного состояния, т.к. напряжение на мотор подается в момент, когда механическая система находится в движении. Т.к. в предлагаемой конструкции при торможении кинетическая энергия двери рекуперируется в потенциальную энергию пружины, расходуемую затем для разгона двери, и, таким образом, исключены затраты энергии на разгон двери, то ее использование позволит снизить энергозатраты.
Кроме того, применение предлагаемого устройства позволяет повысить безопасность использования автоматической двери, т.к. при завершении движения двери ее кинетическая энергия движения поглощается (накапливается) пружиной аккумулятора механической энергии, что снижает также вероятность возникновения ударных процессов при открывании и закрывании дверей. При аварийных ситуациях, например в случае обесточивания системы при необходимости, пружина будет способствовать открытию дверей.
Также необходимо отметить, что использование предлагаемого устройства путем подбора соответствующей жесткости пружины аккумулятора позволяет повысить быстродействие до необходимого уровня.
Источники информации
1. Выбор дверей пассажирских вагонов // Железные дороги мира, 2011, №10. С.37-40.
2. Иванов М.Д. и др. Устройство и эксплуатация трамвая. М.: Высшая школа. 1985, с.53, с.69.