CN101031701B - 电动门驱动系统 - Google Patents

Abstract

一种电动门驱动系统，用于开启和关闭两扇间隔开的摆动门，这两扇门悬挂在间隔开的旋转的平行门柱上，该系统包括在门柱之间延伸的基板。连接到每个门柱的杠杆在一个平行于基板的平面内旋转。放置在杠杆之间的小型驱动系统包括中心支柱、套在中心支柱上以平行于基板旋转的扇齿轮、和安装在基板和扇齿轮之间的小型减速电机。一个小型应急手动机构用于使减速电机的输出小齿轮脱离开。

Description

电动门驱动系统

技术领域

本发明总体上涉及一种电驱动器，更特别地涉及一种用于开启和关闭车门的电驱动器。

背景技术

人们一直在开发带动力的门操作器以减少车辆操作器由于车门的重复开启和关闭引起的应变。因为大型运输车辆中的空气制动系统提供了可靠的和便利的在控制压力下的空气源，所以许多动力门操作器使用了气动驱动器。美国专利No.4 454 685是这样一种动力门操作器的一个例子。

人们也在一直开发电动门操作器。美国专利No.5 332 279公开了多乘客的大型运输车辆的一种动力门操作器。这个系统利用减速电机操作的驱动臂，来开启和关闭双门板的摆动门组。美国专利No.6 125768公开了一种运输车辆的门系统，它使用电动操作器来开启和关闭大型运输车辆的门。现有技术的这两种系统不能有效地利用空间并要求在一个以上的动作平面内运动。

动力门操作器通常包括一个应急释放机构。一种已有的释放机构的设计是一种基于肘节的装置。这样的基于肘节的释放机构公开在美国专利No.6 662 501中。

因此，存在一种使空间效率最大化的电动门驱动器的需要，同时还确保所有运动发生在一个单独的平面内。同时也存在对一种具有简单应急释放机构的驱动器的需要，该驱动器在空间和成本上是有效的。

发明内容

简要地，根据本发明，提供了一种电动门驱动系统，它包括基板、在基板中心的原动机、连接到第一扇门的第一枢轴组件、连接到第二扇门的第二杠杆组件、将第一杠杆组件连接到原动机的第一可调节杆、将第二杠杆组件连接到原动机的第二可调节杆、连接到原动机的应急释放机构、连接到应急释放机构的远距离应急释放杠杆。上述每个元件的结构形式已按最大空间效率和确保所有运动发生在一个单独的动作平面内来布置。这允许系统减少无效操作，导致较少操作热量的积累，和减少驱动机构和汽车框架的应力和应变。

本发明的原动机包括结构框架、安装在结构框架上的减速电机组件、具有由减速电机驱动的枢轴柱和挡块的扇齿轮组件、连接到结构框架以安装扇齿轮组件的中心支柱，和在扇齿轮组件下面安装到结构框架上的限位开关。

根据优选的实施例，本发明的滑动-楔块型应急释放机构包括具有第一端和第二端的驱动杠杆。所述第一端以枢轴方式连接到原动机的结构框架上，远距离应急释放杠杆连接在第一端和第二端之间。联杆连接到驱动杠杆上并与其形成一个大约90°的角度。第一楔块连接到联杆，第二楔块接触第一楔块。一个力能够通过远距离应急释放杠杆施加到驱动杠杆上，形成联杆在“第一”方向上的线性运动。这个运动引起第一楔块迫使静止楔块在“第二”方向上运动。静止楔块的运动使减速电机的输出小齿轮从内部啮合中脱离开。当输出小齿轮脱离开时，门可以手动地开启。

更特别地，根据本发明，提供了一种用于开启和关闭两扇间隔开的摆动门的电动门驱动系统，所述摆动门悬挂在间隔开的旋转的平行门柱上。一个基板在门孔和门柱上方延伸。连接到每个门柱的杠杆套装在固定到基板上的轴套内。杠杆在一个平行于基板的平面内旋转。小型驱动系统安置在连接到门柱的杠杆之间。驱动系统包括一个平行于门柱支承的中心支柱。扇齿轮在其圆周的至少一部分上具有齿，并套在中心支柱上以平行于基板旋转。小型减速电机安装在基板和扇齿轮之间。减速电机的输出小齿轮安装成作平行于中心支柱的有限轴向运动。小齿轮在上升位置接合扇齿轮上的齿，在下降位置能够使扇齿轮自由旋转。两个齿轮柱固定到扇齿轮上，平行于中心支柱延伸，并与中心支柱轴线径向间隔开。两个连接杆分别地在齿轮柱和杠杆之间延伸并被连接到每个门柱上，以使扇齿轮的旋转引起摆动门的旋转。设置一个应急手动驱动机构以使小齿轮与扇齿轮脱离开。

附图说明

从下面参考附图的详细描述中可清楚看到另外的特征以及其他目的和优点。

图1是根据本发明的电动门驱动系统的透视图；

图2是如图1示出的支承板和减速电机的分解透视图；

图3是如图1示出的支承板、减速电机和扇齿轮的部分分解透视图；

图4是如图1示出的支承板和开关的部分分解透视图；

图5A是楔块型应急释放机构的分解透视图；

图5B是组装后的楔块型应急释放机构的透视图；

图6A是弹簧肘节型释放机构的分解透视图；和

图6B是组装后的弹簧肘节型释放机构的透视图。

具体实施方式

参考图1，图中示出了一种用于开启和关闭两扇间隔开的摆动门的电动门驱动系统。在安装在门孔上方的基板1的每端处安置轴套11、12，轴套11、12套在旋转的门柱上(未示出)，杠杆13、14固定到每个旋转门柱上。枢轴柱15、16从杠杆13、14延伸并具有与门柱平行的轴线。杠杆在一个平行于基板1的平面内旋转。

轴套11、12优选地是铸钢部件，它们焊接到基板1上。可以设置凸缘和支承肋，以帮助该部件抵抗弯曲和减少焊接接头上的应变。轴承插入轴套内，以套装在门柱上。

小型(low profile)驱动系统20在轴套之间固定到基板上。驱动装置具有相对于基板1支承的中心支柱21。中心支柱平行于旋转门柱。

如图2示出，中心支柱21固定到驱动组件支承板22上，支承板22用螺栓固定到基板1上。组件支承板22具有支承悬臂安装凸缘24的上翻边缘23。支承板、上翻边缘和悬臂支承凸缘形成一个凹腔，减速电机31的电动机30能够被固定在凹腔内。减速电机包括带齿轮箱29的电动机，齿轮箱29支承输出轴(未示出)并使其转动，在输出轴上一个小齿轮28绕垂直于电动机轴线的一个轴线旋转。减速电机的输出轴套装成可以轻微地轴向运动。当输出轴运动进入齿轮箱中时，齿轮箱的离合机构允许该轴自由转动电动机。具有基于螺旋(worm-base)的齿轮机构的合适的减速电机由BOSCH公司出售，可供在汽车中使用。支承凸缘中的槽的位置对准减速电机的安装孔。

扇齿轮26套在中心支柱上，以便在一个平行于基板的平面内旋转。在扇齿轮周边的至少一部分上，扇齿轮具有轮齿。选择电动机以使其滑进在支承凸缘下面形成的凹腔中和延伸进入在驱动组件支承板和扇齿轮之间的空间。在图2中，所示电动机被取出并处在要插入凹腔的位置。沿上翻边缘在靠近电动机的位置处有一个绝缘垫33。在组件支承板上设有槽36，以致能够插入系扎物(tie-wrap)来保持电动机靠在绝缘垫上就位。图3示出安置在凹腔内的电动机。减速电机是这样定位的，以使输出小齿轮28接合扇齿轮的齿。

参考图3，扇齿轮放置在中心支柱上方并通过一个锁紧环保持就位。扇齿轮支承两个枢轴柱34、35，它们平行于中心支柱延伸离开基板。连接杆40、41在枢轴柱34、35和枢轴柱15、16之间延伸，枢轴柱15、16连接到固定在门柱上的杠杆。在连接杆每端的连接件能够绕各自的枢轴柱旋转。在一个优选的实施例中，在连接杆端部的连接件是球型万向节头。优选地，连接杆的长度是可调节的。连接杆优选地具有六边形(非圆的)的轴，在每端带有螺纹接头与万向节头连接。螺纹在相反方向攻丝(即一个左螺纹，一个右螺纹)，以在安装时通过旋转该连接杆使该杆的长度能够调节。

从中心支柱21的轴线沿径向向外的枢轴柱34、35的位置与在各杠杆13、14上相对于各门柱轴线的枢轴柱15、16的位置有关。按这种方式，扇齿轮的给定旋转将导致摆动门的给定旋转。优选地，在最靠近基板的侧面上，门的止挡销45、46安装在扇齿轮的周边附近。当扇齿轮已旋转到这样一个位置，即门已达到完全开启或完全关闭位置时，止挡销定位成断开限位开关或与止挡件接合。

参考图4，调整垫(spacer)47、48用螺栓固定到支承板上，以将指示开关49、50定位在扇齿轮下面的一个位置，与门的止挡销45、46相互作用。支承板中的用于定位调整垫和开关的安装槽使朝向和离开中心支柱的运动允许调整，以使开关对准门的止挡销。

门驱动系统装备有一个应急释放机构。通常，门只能用减速电机摆动打开，而减速电机、输出小齿轮和扇齿轮将防止门手动地开启或关闭。这是一个特定设计的安全特征。因此，应急释放机构是需要的。根据本发明，提供了用于压下(depress)输出轴的合适机构。这释放了减速电机的离合器并使输出小齿轮和扇齿轮能够自由地旋转。

一个铰链55连接到支承板上。驱动杠杆56在铰链中枢转。这个杠杆的旋转使一个机构(下面将描述)压下减速电机的输出轴。驱动杠杆能够通过枢转杠杆60和连接杆61被远距离地手动驱动。枢转杠杆60、连接杆61、驱动杠杆56和基板构成一个四杆链系，使得下面描述的应急释放机构的远距离手动驱动成为可能。

参考图5A和5B，小型滑动楔块型应急释放机构62由具有第一和第二端的驱动杠杆56驱动。所述第一端通过铰链55可枢转地连接到支承板22上。从远距离应急释放杠杆60(见图1)延伸的连接杆61连接在驱动杠杆的第一端和第二端之间。联杆70在驱动杠杆的第二端与驱动杠杆56连接并与其形成一个约90°的角度。基本上水平的第一楔块71邻接联杆70。基本上水平的静止的第二楔块72具有一个斜面，该斜面接触第一楔块71的斜面。导向件73具有一个联杆在其中被导向的槽。导向件73具有第二垂直槽，在其中第二楔块被导向。弹簧75使第二楔块如图所示向上推。固定在支承板上的支架74使导向件73与第一和第二楔块71、72定位在这样的位置，即恰好在输出小齿轮28上方但是与扇齿轮26有一个间隙。一个力能够通过远距离应急释放杠杆60施加到驱动杠杆56上，形成联杆70在“第一”方向上的线性运动。这个运动引起第一楔块71迫使第二楔块72在“第二”方向上运动。第二楔块72的运动通过在弹簧加载的输出轴上施加一个力，使减速电机组件31的输出小齿轮28脱离内部啮合。当输出小齿轮28脱离开时，门可以手动地开启。图5B示出了滑动楔块应急释放机构的另一个视图。

参考图6A和6B，现在描述弹簧-肘节型应急释放机构，它包括如图5A和5B中示出的滑动-楔块型应急释放机构的一些特征。弹簧肘节型应急释放机构利用一些零件，对于少数应用场合，这些零件加工成使弹簧肘节型应急释放机构比滑动楔块型应急释放机构更有效。然而，它的缺点是增加了使用空间和具有更复杂的机械性能的外壳。

参考图6A和6B，弹簧肘节型应急释放机构包括一个驱动杆79，驱动杆79利用一个带有垫圈82和开尾销83的中间叉杆销81安装到安装支架80上。该释放机构还包括弹簧联动装置84，其一端利用滚销85连接到驱动杆79，另一端利用短叉杆销86连接到释放杠杆87上。该释放机构还包括连接到驱动杆79的敲击安装(strike-set)的螺钉90。

参考图6A和6B，弹簧肘节型应急释放机构利用安装支架80连接到支承板上，安装支架80利用叉杆销、垫圈和开尾销将释放杠杆87固定到铰链55上。在减速电机和驱动杆79之间还安装有释放复位弹簧。

楔块型和弹簧肘节型释放机构的目的都是为减速电机的输出小齿轮轴提供轴向位移，该位移使齿轮箱中的离合器脱离开。当离合器脱离时，主齿轮能够自由地旋转，允许门手动地开启。

本发明的一个优点是小型化。小型化之所以可能是因为开启和关闭门基本上发生在一个单独动作平面内(杠杆、连接杆和扇齿轮在一个平行基板的平面内运动)，从而这样有助于减少无效操作。通过输出小齿轮的轻微轴向运动而使小型的减速电机的离合器脱开，使得应急手动驱动器的使用成为可能，该应急手动驱动器能够安装在基板和从扇齿轮延伸的连接杆之间的空间内。基于楔块或基于肘节的压下输出小齿轮的应急释放机构能够在基板和连接杆之间的空间内有效地进行安装。

该系统还能够容易地改变以满足不同的要求。例如，扇齿轮组件上的内支腿(inner leg)的半径、外支腿(outer leg)的半径和可调节杆的长度均可容易地改变而不需使用新的工具。而且，还可以在制造中通过改变在扇齿轮组件上的孔位置来改变止挡的位置。

这样，已经详细地并根据专利法的具体要求限定了我的发明，在下面的权利要求中提出了希望由专利证书保护的内容。

Claims (3)

1.一种电动门驱动系统，用于开启和关闭两扇间隔开的摆动门，摆动门悬挂在间隔开的旋转的平行门柱上，该系统包括：

基板，其在门上方和在门柱之间延伸，

杠杆，其连接到每个门柱，门柱套装在固定到基板上的轴套内，所述杠杆在一个平行于基板的平面内旋转，

小型驱动装置，其放置在所述杠杆之间的空间内并包括：

·中心支柱，其平行于门柱由基板支承，

·扇齿轮，所述扇齿轮在其圆周的至少一部分上具有齿并被套装在中心支柱上以平行于基板旋转，和

·小型减速电机，其装在基板和扇齿轮之间，所述减速电机具有输出小齿轮，所述小齿轮安装成平行于中心支柱作有限的轴向运动；所述小齿轮在上升位置接合扇齿轮上的齿，在下降位置使输出小齿轮脱离开，

两个齿轮柱，其固定到扇齿轮上，平行于中心支柱延伸并与中心支柱径向间隔开，

连接杆，其分别在齿轮柱和连接到每个门柱的杠杆之间延伸，以使扇齿轮的旋转引起摆动门的旋转；和

使小齿轮脱离开的装置，其在基板上安装在基板和连接杆之间的空间内，通过压下小齿轮使小齿轮脱离开，

其中使小齿轮脱离开的装置包括具有邻接斜面的第一楔块和第二楔块，第一楔块由导向装置导向以在一个方向上运动，第二楔块被限制在垂直于第一楔块运动方向的第二方向上运动。

2.根据权利要求1的门驱动系统，其中能够远距离地使相对于基板被铰接的一个杠杆旋转，所述杠杆的非铰接端被连接成驱动所述使小齿轮脱离开的装置。

3.根据权利要求1的门驱动系统，其中通过相对于基板被铰接的第一杠杆的运动所述使小齿脱离开的装置能够手动地驱动，第一杠杆构成四杆链系中的一个联动装置。

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