УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОЙ СТВОРКИ ДВЕРИ, ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С ТАКИМ УСТРОЙСТВОМ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ
DEVICE OF MOVING DOOR LEAF, VEHICLE WITH SUCH DEVICE AND APPROPRIATE METHOD

Изобретение относится к устройствам для перемещения по меньшей мере одной створки двери транспортного средства, обеспечивающей посадку и высадку пассажиров.
Транспортное средство, такое как трамвай, содержит вагон, относительно которого (каждая) створка может перемещаться между открытым и закрытым положениями.
Среди недостатков известных технических решений можно выделить: большой габарит, большую массу, высокий уровень создаваемого шума. При этом могут быть улучшены привод и/или направляющая (каждой) створки.
Изобретение направлено на устранение по меньшей мере части указанных недостатков.
Для решения этой задачи разработано устройство, содержащее:
закрепленную на кузове транспортного средства неподвижную балку, имеющую продольную ось;
соединенную со створкой подвижную балку, продольная ось которой по существу параллельна продольной оси неподвижной балки, установленную с возможностью скольжения вдоль подвижной балки и соединенную с неподвижной балкой посредством отклоняющих направляющих, закрепленных на неподвижной балке и поддерживающих указанную подвижную балку, обеспечивая поперечное перемещение подвижной балки относительно продольных осей неподвижной и подвижной балок;
закрепленный на подвижной балке двигатель, выполненный с возможностью приведения в движение створки параллельно продольной оси подвижной балки и ведущего кулачка во время отклонения створки, причем ведущий кулачок имеет паз, в который входит штифт, закрепленный на неподвижной балке; и
и центральный ролик, соединенный с закрепленной на створке подвижной балкой и выполненный с возможностью перемещения в канавке, выполненной в неподвижной балке, во время перемещения створки.
До этого упоминалась только одна створка, однако могут быть применены несколько створок, в частности две.
Для обеспечения безопасности и надежности работы подвеску створки предпочтительно крепят к подвижной балке для ее соединения со створкой.
Для обеспечения ориентации перемещения от 0 до 90° в конце закрывания или в начале открывания (то есть с отклонением) створки (створок) и для облегчения адаптации кинематики выполненная горизонтально канавка в неподвижной балке предпочтительно ближе к концу имеет участок, расположенный под углом к продольной оси неподвижной балки.
Для параллельного перемещения подвижной балки относительно неподвижной балки во время перемещения отклонения и, следовательно, для предотвращения заедания механизма, ось вращения двигателя проходит вдоль одной из отклоняющих направляющих поперечно продольной оси неподвижной балки и соосно ведущему кулачку, который посредством согласующего средства приводит в движение ведомый кулачок, расположенный вдоль другой отклоняющей направляющей и имеющий паз, в который входит второй штифт, закрепленный на неподвижной балке.
Для того чтобы двигатель мог одновременно приводить в движение створку или створки во время их поступательных перемещений и приводить в движение подвижную балку во время отклоняющего перемещения, необходимо:
чтобы первый выход двигателя был выполнен с возможностью приведения в движение напрямую или посредством редуктора промежуточного средства привода створки (например, ремень);
чтобы двигатель содержал вращающийся статор, выполненный с возможностью приведения в движение соединенного с ним ведущего кулачка посредством подшипников качения, когда центральный ролик достигает указанного расположенного под углом участка канавки.
В альтернативном варианте вместо вращающегося статора может быть использован редуктор с двумя выходами (например, планетарный редуктор).
Если дверь содержит две створки, то привод второй створки можно обеспечить посредством того же приводного средства, что и для первой створки, например, используя перекрестную ременную передачу для обеспечения перемещения в направлении, обратном направлению перемещения первой створки.
Предпочтительно ведущий кулачок содержит направляющую, выполненную так, чтобы вращение статора двигателя согласовывалось с отклоняющим перемещением посредством отклоняющего центрального ролика, который неподвижен относительно неподвижной балки. Тогда эта первая часть направляющей будет иметь спиралевидную форму.
Таким образом, предпочтительно первая часть паза ведущего кулачка имеет спиралевидную форму с осью, поперечной относительно продольных осей неподвижной и подвижной балок.
Для завершения перемещения и безопасного закрывания створки предпочтительно другая часть паза ведущего кулачка имеет форму дуги окружности с осью, параллельной продольной оси неподвижной балки.
Кроме того, предпочтительно имеется возвратное средство, возвращающее ведомый кулачок, так что второй штифт остается в дугообразной части паза, а согласующее средство (27) обеспечивает одинаковое относительное положение первого штифта и ведущего кулачка.
Таким образом, на ведомый кулачок может действовать, например, возвратная пружина, возвращая его в заблокированное положение, и для разблокировки двери потребуется определенное усилие.
Поскольку двигатель осуществляет вращение на 180°, разработана система направления его кабеля питания.
Для обеспечения электропитания двигателя кабель проходит вдоль согласующего средства и вокруг кулачка. При этом он закреплен на кулачке и на согласующем средстве посредством лапок, удерживающих указанный кабель на одной линии с согласующим средством.
Кроме вышеупомянутого устройства со всеми или с частью его особенностей, изобретение относится также к рельсовому транспортному средству, которое содержит кузов, по меньшей мере одну дверную створку, обеспечивающую посадку и высадку пассажиров из кузова, относительно которого створка имеет возможность перемещения между открытым и закрытым положениями, и вышеупомянутое устройство.
Чтобы усилия, создаваемые кулачком в случае скачка нагрузки, не приводили к перемещению блокированного ролика в положение разблокировки, часть паза ведущего кулачка в виде дуги окружности с осью, параллельной продольной оси неподвижной балки, слегка сходится внутрь паза по форме ласточкина хвоста.
Изобретение также относится к способу перемещения по меньшей мере одной дверной створки вдоль проема кузова транспортного средства между закрытым и открытым положениями для обеспечения посадки и высадки пассажиров из транспортного средства.
Для устранения по меньшей мере части вышеупомянутых недостатков створку перемещают вдоль проема с отклонением ее от кузова транспортного средства, осуществляя следующие действия:
- посредством двигателя перемещают закрепленный на створке центральный ролик в продолговатой канавке неподвижной балки, закрепленной на кузове вдоль его проема;
- в конце перемещения створки в направлении закрывания или в начале перемещения в направлении открывания подвижной балке, соединенной со створкой, сообщают поперечное перемещение относительно продольной оси неподвижной балки вдоль неподвижных относительно кузова отклоняющих направляющих посредством двигателя и центрального ролика, траектория движения которого обеспечивает поперечное перемещение за счет наличия участка канавки в неподвижной балке, проходящего под углом к продольной оси этой неподвижной балки.
Кроме того, для эффективного направления створки или каждой створки:
- при поперечном перемещении подвижной балки поддерживают ее параллельность подвижной и неподвижной балкам посредством двух штифтов, которые перемещают соответственно в первом и втором пазах, по меньшей мере частично выполненных в виде спирали с одной стороны в ведущем кулачке, который приводят в движение посредством вращения двигателя, а с другой стороны - в ведомом кулачке, который приводится в движение ведущим кулачком посредством согласующего средства;
- и/или во время отклонения створки посредством двигателя, закрепленного на подвижной балке, приводят в движение ведущий кулачок с пазом, в который входит штифт, закрепленный на неподвижной балке.
Кроме того, необходимо обеспечивать блокировку створки (или створок) в закрытом положении, для чего:
- перемещают два штифта соответственно в первом и втором пазах в ту часть каждого из этих пазов, которая имеет форму дуги окружности с осью, параллельной продольной оси неподвижной балки, и слегка сходится внутрь паза по форме ласточкина хвоста,
- удерживают на месте указанные два штифта посредством возвратного средства, которое воздействует на один из кулачков так, что входящий в него штифт остается в дугообразной части паза, обеспечивая при этом такое же относительное положение другого штифта и другого кулачка посредством согласующего средства.
Другие особенности и преимущества изобретения будут более понятны из дальнейшего описания со ссылками на чертежи.
На фиг. 1-4 схематично показано транспортное средство, дверь которого содержит одну или две створки, показанные в закрытом и открытом положениях;
на фиг. 5-8 показаны две открытые, затем закрытые створки вместе с механизмом согласно изобретению, виды изнутри транспортного средства;
на фиг. 9, 10 - ведущий (с двигателем) и ведомый кулачки соответственно;
на фиг. 11, 12 показано соединение «створка-подвижная балка-неподвижная балка» в соответствии с двумя вариантами выполнения;
на фиг. 13, 18 показана неподвижная балка и ее оборудование, виды сверху и снизу соответственно;
на фиг. 14-17 показаны детали устройства, вид со стороны ведущего кулачка, изнутри транспортного средства;
на фиг. 19 - средство разблокировки;
на фиг. 20 показан принцип блокировки.
На фиг. 1 показано устройство 1 для перемещения по меньшей мере одной дверной створки 3а транспортного средства, обеспечивающей посадку и высадку пассажиров. На фиг. 3, 4 показано устройство с двумя створками 3а, 3b.
Устройство 1 обеспечивает перемещение створки или створок относительно кузова 5 между открытым (фиг. 1, 3, 5, 6) и закрытым (фиг. 2, 4, 7, 8) положениями и блокировку этой створки или этих створок в закрытом положении.
В данном случае транспортное средство 10 представляет собой рельсовое транспортное средство.
Транспортное средство может представлять собой вагон трамвая, относительно которого дверная створка 3а и/или 3b перемещается между открытым и закрытым положениями.
Как показано на фиг. 5 и на следующих фигурах, устройство 1, которым оборудовано это транспортное средство, содержит:
- неподвижную балку 7, закрепленную на кузове 5,
- подвижную балку 9, соединенную со створкой 3, скользящей вдоль этой подвижной балки 9 и имеющей возможность скольжения/отклонения относительно неподвижной балки 7,
- двигатель 11, закрепленный на подвижной балке, который во время перемещения дверной створки приводит в движение ведущий кулачок 13, и
- центральный ролик 15, соединенный с подвижной балкой и закрепленный на дверной створке 3а, который перемещается в канавке 17 неподвижной балки 7 во время перемещения (продольного скольжения и отклонения) створки.
Продольная ось 7а неподвижной балки 7 параллельна продольной оси 1а транспортного средства 1, а продольная ось 9а подвижной балки 9 по существу параллельна продольной оси неподвижной балки.
Подвижная балка 9 соединена с неподвижной балкой 7 посредством отклоняющих направляющих 19а, 19b (фиг. 6 и далее), неподвижных относительно неподвижной балки. Эти отклоняющие направляющие поддерживают подвижную балку, обеспечивая ее поперечное перемещение относительно продольных осей 7а, 9а неподвижной и подвижной балок.
Ведущий кулачок 13 имеет паз 23 (фиг. 9), в который входит штифт 21, закрепленный на неподвижной балке 7 (фиг. 6).
Двигатель 11 приводит в движение соответствующую створку параллельно продольной оси 9а подвижной балки.
Створка или каждая створка удерживается или поддерживается обычным образом посредством по меньшей мере одной рамы 25 (относится к подвижной балке 9), перемещающейся внутри по меньшей мере одной С-образной направляющей 26 с расположенными между ними шариками, которые обеспечивают скольжение (фиг. 11), или в телескопических направляющих, содержащих двойную систему заходящих друг в друга рамы и направляющей и раздвигающихся наподобие телескопа (28/30 и 30/32 на фиг. 12, где рама 30 относится к подвижной балке 9). Эти средства, соединенные с подвижной балкой 9, обеспечивают соединение балки 9 со створкой.
Например, на фиг. 7 видно, что канавка 17 неподвижной балки 7 проходит горизонтально (ось X) и имеет ближе к концу участок 17а, проходящий под углом к продольной оси 7а неподвижной балки, чтобы задавать перемещение отклонения соответствующей (соответствующим) створке (створкам).
Кинематика в основном зависит от направляющей системы на неподвижной балке 7. Таким образом, во время движения закрывания и открывания соответствующей створки (створок) центральный ролик 15 (фиг. 5, 7, 13) перемещается с этой створкой, например со створкой 3а или с одной из створок, обеспечивая поступательное перемещение (скольжение) створок (если дверь содержит две створки). В конце перемещения в направлении закрывания или в начале движения в направлении открывания этот центральный ролик обеспечивает отклонение всей подвижной части двери, то есть подвижной балке 9, створкам (3а, 3b на фиг. 2) и приводному механизму за счет изменения направления направляющей системы, как правило, под углом около 45° к продольной оси 1а транспортного средства. Вместе с тем, в принципе допускается ориентация от 0 до 90° для адаптации кинематики. В этой фазе продольное движение створок осуществляется синхронно с движением отклонения, если только ориентация направляющей системы не составляет 90°.
В частности, на фиг. 7 показано, что двигатель 11 проходит вдоль одной из отклоняющих направляющих 19а вдоль, т.е. ось вращения 11а расположена поперечно (в данном случае - горизонтально и перпендикулярно) к продольной оси 7а неподвижной балки.
На двигателе 11 соосно установлен ведущий кулачок 13 (фиг. 9), который приводит в движение посредством согласующего средства 27 (фиг. 15) ведомый кулачок 29, расположенный вдоль другой направляющей 19b (фиг. 7, 18). Согласующее средство 27 предпочтительно содержит ремень 27а, приводимый в действие ведущим шкивом 28а и ведомым согласующим шкивом 28b.
Двигатель 11 может быть соединен напрямую или, как показано на фиг. 9, через редуктор 31 со средством привода створки (створок), в данном случае со шкивом 36а, который приводит в движение ремень 38, проходящий через другой шкив 36b (фиг. 9, 10, 18). Статор двигателя 11 тоже может вращаться в соответствии с принципом вращающегося статора, приводя тем самым в движение неподвижно соединенный с ним кулачок 13. Принцип вращающегося статора означает придание вращения статору, когда усилия вращения ротора являются слишком большими или когда движение ротора заблокировано. Согласно принципу действия и противодействия статор вращается в обратном направлении, насколько это позволяет его движение. В данном случае два подшипника качения 33а, 33b, установленные вокруг редуктора 31 или двигателя, обеспечивают это движение, когда центральный ролик 15 достигает направляющей зоны, ориентированной на 45°.
Предпочтительно используется редуктор 31, через который двигатель 11 соединен со шкивом привода створки.
Показанный на фиг. 9 паз 23 выполнен так, чтобы вращение статора двигателя 11 согласовывалось с отклоняющим движением подвижной части двери, вызванным действием штифта 21 (фиг. 6). Первая часть 23а паза имеет форму спирали с осью 11а.
Кроме того, направляющий паз 23 позволяет заблокировать дверь (створку/каждую створку). Для этого вторая часть 23b паза представляет собой часть окружности с осью, перпендикулярной продольной оси 7а неподвижной балки (или, как в данном случае, перпендикулярной продольной оси 1а транспортного средства).
Выступ 35 на кулачке может обеспечить образование контакта для блокировки в конце хода.
Чтобы усилия, создаваемые кулачком в случае скачка нагрузки, не приводили к перемещению блокированного ролика в направлении разблокировки, боковые стенки направляющей рейки могут слегка сходиться, образуя ласточкин хвост 37 (шип в виде трапеции), как показано на фиг. 20.
Из этой фигуры понятно, что на рельсовом транспортном средстве вторая часть 23b паза имеет на конце паза 23 такую же форму. На фиг. 20 сила реакции, действующая на кулачок 13 в конце паза, при взаимодействии с роликом обозначена F1, сила, действующая на кулачок при скачке нагрузки, обозначена F2, а результирующая действующих на кулачок сил (кроме усилия пружины 41), обозначенная F3, стремится повернуть кулачок 13 в положение блокировки.
Синхронизация или согласование ведущей и ведомой частей двери (створки) обеспечивается посредством ремня, например, 27а, тросов или цепи, которые сообщают второму кулачку 29 (ведомому, то есть не моторизованному) такое же движение, что и у ведущего кулачка 13. Ведомый кулачок 29 взаимодействует с направляющей 29b посредством штифта 42, входящего в паз 44 (фиг. 10, 18), которые соответствуют вышеупомянутым элементам 21 и 23. Таким образом, такое же перемещение отклонения и подтверждение блокировки ведомой части 29 обеспечивает направляющая система, аналогичная направляющей системе ведущего кулачка. Кроме того, возвратная пружина 41 (фиг. 10) позволяет возвращать ведомый кулачок в заблокированное положение и задавать минимальный порог усилия для разблокировки двери (створки). Усилие разблокировки передается на ведущий кулачок 13 посредством согласующего ремня 27а (или любого средства 27, выполняющего такую же функцию, например цепи). Благодаря пружине 41 штифт 42 остается внутри дугообразной части 44а паза, при этом согласующее средство 27 передает усилие разблокировки на ведущий кулачок. Возвратная пружина 41 прикладывает такое усилие к ведомому кулачку 29, чтобы второй штифт 42 оставался внутри дугообразной части 44а паза, при этом согласующее средство 27 с противоположной стороны задает такое же положение первого штифта 21 относительно ведущего кулачка 13.
Как и для спиральных частей паза, предпочтительно части 23b, 44b пазов двух кулачков, ведущего и ведомого, имеют форму части окружности, ось которой параллельна продольной оси 7а неподвижной балки. Это способствует балансировке двери.
Если во время открывания и закрывания двери двигатель 11 осуществляет поворот, например, на 180° вокруг своей оси, то предпочтительно использовать системы направления его кабеля питания 111.
В частности, как показано на фиг. 9, 16 и 17, (каждый) кабель 111 может проходить вдоль и вокруг согласующего средства 27, а также соответствующего кулачка, в данном случае кулачка 13. При этом кабель предпочтительно крепят к кулачку и к согласующему средству посредством лапок 43, располагая его напротив согласующего средства.
Таким образом, согласующий ремень 27а может выполнять функцию держателя кабеля. Предпочтительно кабель располагают напротив согласующего ремня посредством трубки 45 (фиг. 9) или другой системы крепления, закрепленной на кулачке 13/29. Согласующий ремень обеспечивает направление кабеля до направляющей 43 кабеля, закрепленной на этом ремне. Когда двигатель 11 и кулачок 13 совместно вращаются, кабель 111 перемещается одновременно с ремнем 27а. Предпочтительно соединить кабель с неподвижной точкой на подвижной балке 9, осуществляющей только поступательное перемещение, позволяет вторая петля, как в известных решениях. Позицией 47 обозначено место крепления другого конца кабеля на неподвижной балке 7.
Работа устройства для перемещения двух дверных створок, таких как 3а и 3b, между закрытым и открытым положениями, например вдоль проема 50 кузова 5, который они освобождают в открытом положении для прохода пассажиров, осуществляется следующим образом.
Посредством двигателя 11, приводных средств (в частности, уже упомянутого ремня) и согласующего средства 27 каждую створку перемещают вдоль этого проема 50 с заданным отклонением относительно кузова 5. При этом центральный ролик 15, соединенный с рассматриваемой створкой, перемещается в канавке 17 неподвижной балки 7. Выполненный под углом участок 17а канавки в начале открывания или в конце закрывания задает перемещение скольжения и перемещение отклонения подвижной балке 9, а следовательно, и створкам относительно продольной оси 7а неподвижной балки 7 вдоль неподвижных отклоняющих направляющих 19а, 19b посредством двигателя 11. Двигатель 11, также закрепленный на подвижной балке 9, поворачивает во время перемещения отклонения ведущий кулачок 13 в пазу 23, в котором перемещается штифт 21, закрепленный на неподвижной балке 7, заставляя подвижную балку 9 совершать перемещение отклонения. При этом, благодаря наличию согласующего средства 27, ведомого кулачка 29 и штифта 42, подвижная балка 9 остается строго параллельной продольной оси 7а неподвижной балки.
Как было указано выше, для обеспечения соответствующего перемещения створок с целью перехода из заблокированного закрытого положения в открытое положение вдоль кузова транспортного средства, и наоборот, необходимо обеспечить поперечное перемещение подвижной балки 9 в конце перемещения в направлении закрывания и в начале перемещения в направлении открывания створок, которые при этом отклоняются.
Таким образом, между закрытым и открытым положениями штифт 21 перемещается вдоль второй части 23b паза ведущего кулачка 13 и вдоль его первой спиральной части 23 а.
Следует также отметить, что ручную или экстренную разблокировку можно осуществить либо путем подачи питания на двигатель 11, либо поворотом кулачка 13 посредством троса 49, закрепленного на шкиве 51 разблокировки (фиг. 9, 19). Отверстие 53 в шкиве обеспечивает нормальное перемещение кулачка без вращения шкива, но с поворотом кулачка, когда трос 49 приводит в движение шкив в положение закрытой и заблокированной двери. Предпочтительно этот трос продолжен пружиной (или другими средствами возврата), которая обеспечивает возврат троса и шкива 51 в положение, когда ручку экстренной разблокировки отпускают.
Устройство согласно изобретению обладает следующими преимуществами:
- длина механизма существенно уменьшилась по сравнению с известными механизмами (не считая подвесок и крепления вертикальных соединительных штанг или рычагов), и один и тот же механизм можно применять для свободных проходов от 1200 до 1500 мм без изменения деталей: более 90% деталей, общих для двух разных механизмов двойных дверей и свободных проходов, и более 70% общих деталей между двойной дверью и простой дверью;
- направляющая система выполнена так, что усилия, действующие на дверь вдоль Oy (скачок нагрузки, толчки со стороны пассажиров), не приводят к разблокировке двери;
- попытки открывания двери или продольные толчки тоже не могут разблокировать эту дверь из-за наличия центрального ролика 15, который одновременно со своим продольным перемещением задает поперечное перемещение, которое остается заблокированным посредством кулачка 13;
- габарит механизма значительно уменьшен по сравнению с известными решениями;
- габарит, необходимый для крепления согласующих вертикальных штанг за пределами свободного прохода, может быть меньше 210 мм для простой двери и 190 мм для двойной двери,
- использование ременной передачи вместо передачи типа винт-гайка снижает уровень шума, создаваемого механизмом во время открывания или закрывания.