CN101842544B - 用于气动差动式机械的输出轴、摇动杆和主动齿轮装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种供用于操作车辆门的气缸/差动式机械使用的可拆装的摇动杆及齿轮组件装置(100)，所述装置包括：与车辆门关联的摇动杆(16)；具有齿部和延伸穿过所述齿部的输出轴(20)的齿轮组件(17)；以及用于将摇动杆(16)和齿轮(17)可拆装地固定和/或保持在输出轴(20)上的至少一个固定构件。所述固定构件包括至少一个定位键(18a、19a)，所述定位键使得装置可以被方便地拆卸以便维护和/或更换。
Description
相关申请的交叉引用
本发明要求2007年5月3日提交的、标题为“用于气动差动式机械的输出轴、摇动杆和主动齿轮装置（Output Shaft,Teeter Lever and Pinion GearArrangement for Pneumatic Differential Engine）”的美国临时专利申请No.60/927,325的权利，其公开内容在此全部并入。
技术领域
本发明通常主要涉及一种用于自动门的气缸/差动式机械的摇动杆，更具体地涉及一种用于气缸/差动式机械的可拆装的摇动杆和可拆装的齿轮，以用于将输出轴连接至连杆，进而连接至城轨车辆的门板。
背景技术
气缸已经应用在机械系统中以将压缩空气转换成直线的往复运动，从而打开和关闭客运车辆的门。在美国专利No.3,979,790中示出了这种门致动系统的示例。
通常，用于这种环境中的气缸由柱室、活塞和两个密封地连接至柱室的端盖构成。端盖上具有延伸穿过的孔，以使压缩空气可以流入和流出柱室，从而使得活塞沿直线方向运动并且对于车辆门施加打开或关闭的力。
气缸/差动式机械系统也设计为用于打开和关闭客运车辆的门。在美国专利No.4,231,192、No.4,134,231和No.1,557,684中示出了这些系统的示例。
如图1所示，一种已知的气动差动式机械由附连至机壳3的大缸体1和小缸体2构成。大缸体1的一端由大盖48封闭。小缸体2的一端由小盖50封闭。大活塞4和小活塞5分别安装在缸体1和缸体2的内部。活塞4和活塞5附连至与齿轮7啮合的齿条6上。齿轮7永久地附连至轴8，以使得活塞4和活塞5的线性运动转换为输出轴8的转动。如图2所示的摇动杆9焊接至输出轴8的端部，并且通过杆10、11和操作杆12、13连接至与车辆门板（未示出）联接的立轴和臂上。由此，输出轴8的转动使得摇动杆9转动从而使车辆门打开和关闭。
小气缸2通过小盖50中的开口52始终连接至压缩空气的储存器，以使得正压力始终作用至小活塞5的面向小盖50的表面54上。大缸体1通过开口49连接至三通阀，这实现了在关门模式期间与压缩空气源的连接或在开门模式期间与用于从大缸体1排出空气的排气构件的连接。弹性系统14和密封盘15在开门行程结束时为大活塞4的运动提供缓冲作用。
在关门模式期间，如上所述，空气可通过三通阀进入到大缸体1中，并且压力施加至大活塞4的面向大盖48的表面56上。由于大活塞4与小活塞5的表面积不同，大缸体1中的气压的作用使得活塞4和活塞5朝向小盖50运动或向右（如图所示）运动。齿条6的线性运动转换为齿轮7和输出轴8的逆时针转动，并由此转换为摇动杆9的转动，这使得门关闭。
在开门模式期间，大缸体1连接至三通阀的排气阀以使大缸体1中的空气由于作用在小缸体2中小活塞5的表面上的压力而流出。如图1所示，由于该压力差，活塞4和活塞5朝向大盖48运动或向左（如图所示）运动，使得齿轮7、轴8和摇动杆9沿顺时针方向转动。活塞4朝向大盖48的运动使得弹性系统14压缩并且密封盘15朝向缓冲室58线性运动。
由于盘15密封缓冲室58的排气口59，从而在开门模式结束时形成缓冲。从缸体流出的空气限制于小孔（未示出）中，使得活塞4和活塞5的运动减慢。这种减慢的运动使得门可以以低速（缓冲）继续打开直到完全打开。
在本发明的机械设计中，摇动杆9焊接至输出轴8，并且主动齿轮7通过插入到延伸穿过主动齿轮的轮毂和轴的孔中的柱形销而固定至输出轴。该孔被钻削为通过已经设置在焊接的轴8和摇动杆9组件上的主动齿轮7单独进行作用。一旦孔被钻削好，由于摇动杆9与主动齿轮的倾斜关系使得门板与差动式机械中的活塞4、5和齿条6组件的位置同步地倾斜，因此主动齿轮7和焊接的轴8及摇动杆9组件成为匹配组。
为了从机械移除摇动杆9，必须拆卸机械并且从齿轮7和轴8及摇动杆9组件中取出柱形销。如果主动齿轮7或摇动杆9及轴8组件受损，必须替换所有的这些组件以便修复差动式机械以进行工作。
从现有的差动式机械的设计中可以注意到的是，更换摇动杆9或主动齿轮7需要拆卸整个机构。主动齿轮7、轴8和摇动杆9均为不可互换的。因此，这些部件必须成组地被更换。而且，气动差动式机械一旦装配好，对于特定的门结构就变为独有的，并且差动式机械通常无法在不同的门结构之间互换。
在维护配备有现有的气动差动式机械的门系统时，这些因素均影响人工与材料费用。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于，提供一种供用于自动车辆门的气缸/差动式机械使用的可拆装的摇动杆/齿轮组件装置。本发明的另一目的在于，提供一种能够无需拆卸差动式机械而容易地被移除和更换的摇动杆/齿轮组件装置。本发明的又一目的在于，提供一种使得单个部件的更换简单且费用低的摇动杆/齿轮组件。
本发明包括供用于自动车辆门的气缸/差动式机械使用的可拆装的摇动杆及齿轮组件装置。所述装置包括摇动杆，所述摇动杆与车辆门关联，所述摇动杆通过杆和操作杆连接至与车辆门板联接的立轴和臂上，以使得摇动杆的转动促使车辆门打开和关闭。设置有具有齿构件和延伸穿过所述齿构件的输出轴的齿轮组件，以使得通过致动气缸/差动式机械促使齿轮组件转动。设有至少一个定位键形式的固定构件，所述定位键与形成在输出轴中的至少一个键槽相配合，从而将摇动杆可拆装地固定和/或保持在输出轴上并且将齿轮可拆装地固定和/或保持在输出轴上。
具体地，本发明提供一种供用于自动车辆门的气动差动式机械使用的可拆装的摇动杆及齿轮组件装置，所述装置包括：（a）齿轮组件，包括齿轮，所述齿轮具有延伸穿过所述齿轮的输出轴，所述齿轮在齿轮箱内安装在所述输出轴上，一摇动杆在齿轮箱外安装在所述输出轴上，其中通过致动所述气缸差动式机械使得所述输出轴转动；（b）所述摇动杆与所述车辆门关联，以使得所述摇动杆的转动促使所述车辆门打开和关闭，所述摇动杆包括第一孔并且所述输出轴包括第二孔，其中所述第一孔和所述第二孔对准，并且轴向的固定构件延伸穿过所述第一孔和所述第二孔，以防止所述摇动杆相对于所述输出轴的轴向运动；（c）角位固定构件，用于将所述摇动杆可拆装地固定至所述输出轴以及将所述齿轮固定至所述输出轴，所述角位固定构件包括与所述输出轴的第一部分内形成的键槽相配合从而将所述齿轮连接至所述输出轴上的第一定位键，和与所述输出轴的第二部分内形成的键槽相配合从而将所述摇动杆连接至所述输出轴上的第二定位键，以及（d）第一对保持环，所述第一对保持环设置在所述齿轮的两侧以限制所述齿轮在所述输出轴上的轴向运动，以及第二对保持环，所述第二对保持环设置在齿轮箱的两侧以防止所述输出轴相对于所述齿轮箱的轴向运动。
通过参照构成本说明书一部分的附图进行的下列说明，本发明的这些和其他特性和特征、结构的相关构件的操作方法和功能以及部件的组合和制造的经济性将会变得显而易见，其中相同的附图标记在不同的附图中表示相应的部件。
附图说明
图1示出了现有技术的用于控制车辆的自动门的气缸/差动式机械的侧视示意图；
图2示出了现有技术的安装在车辆上的摇动杆/齿轮组件装置的立体图；
图3示出了根据本发明的摇动杆/齿轮组件装置的局部立体图；以及
图4示出了安装在车辆上的图3的摇动杆/齿轮组件装置的立体图。
具体实施方式
以下出于说明的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“横向”、“纵向”及其衍生术语如其附图中所定向的与本发明相关。然而，应该理解的是，除非明确地进行相反的说明，本发明可以假定有多种可选的变化。还应该理解的是，在附图中示出的以及在以下的详细说明中描述的特定的装置仅为本发明的简单的示例性实施例。因此，与在此处披露的实施例相关的具体尺寸和其他物理特性不应当视为限制性的。
现在参照图3，其示出了整体上由附图标记100表示的本发明的可拆装的摇动杆/齿轮组件装置，该装置供用于打开和关闭车辆门的气缸/差动式机械使用。如图4所示，可拆装的摇动杆16通过杆40、41和操作杆42、43连接至与车辆门板（未示出）联接的立轴和臂上。再返回到图3，在开门或关门操作期间，致动气缸/差动式机械使得齿轮17相对于齿条60转动，这使得输出轴20转动。输出轴20的这种转动使得摇动杆16转动，这促使车辆门的打开和关闭。
如图3详细所示，齿轮17通过使用第一定位键18a而与输出轴20的第一部分可拆装地连接，所述第一定位键与输出轴20中的键槽18b相配合。摇动杆16通过使用第二定位键19a与输出轴20的第二部分可拆装地连接，所述第二定位键与输出轴20中的第二键槽19b相配合。第一定位键18a和第二定位键19a可以包括能够使转动的圆形构件彼此附连的任意公知的键设计。可以用于本发明的定位键18a、19a的一个示例为半圆键，所述定位键18a、19a为装配到在轴中切割出的匹配键槽中的可拆装的键，而留下突出的凸出部（tab）。凸出部与齐平地安装在轴上的装置（例如滑轮）上的匹配槽相配合，由此可防止该装置围绕该轴自由地转动。通常，半圆键为装配在半圆形的匹配键槽中的半圆形的或半月形的键。
如以下详细描述的，通过诸如保持环的保持构件可防止齿轮17和输出轴20在装置100中轴向移动。通过设置在输出轴20的两侧上的第一对保持环21a、21b可防止齿轮17在输出轴20上轴向移动。通过第二对保持环25a、25b固定输出轴20以防止输出轴20相对于齿轮箱30的轴向移动，所述第二对保持环抵靠按压到齿轮箱30的侧壁28中的、被润滑剂浸渍的套管26。保持环21a、21b、25a和25b优选地包括设置在输出轴20的小缺口36中的带切口的环形保持环。
摇动杆16通过可拆装的轴向固定构件（通常由附图标记22指示）也被固定以防止相对于输出轴20轴向移动。这种轴向固定构件22可以包括能够轻易地从装置100移除的任意公知的固定构件，例如螺钉23和垫圈24。螺钉23通过第一孔32旋入摇动杆16，所述第一孔32与输出轴20中的第二孔34对齐。
以标准的彼此倾斜的关系制造输出轴20中的键槽18b、19b和主动齿轮17。键槽19a在摇动杆16中的位置可以改变以使最终的装置100适合于不同的门结构。
如下进行摇动杆16及齿轮组件装置100的拆卸。通过简单地移除将摇动杆16保持至输出轴20的螺钉23可实现从装置100中移除摇动杆16。这使得摇动杆16容易地滑出输出轴20和定位键19a。无需移除摇动杆16即可以从该装置移除齿轮17。这可通过分步工序实现。将使盖部38附连至齿轮箱30的螺钉39松开并移除，从而移除盖部38。从输出轴20移除带开口的环状保持构件25a，所述带开口的环保持构件25a设置在与摇动杆16相对的端部并邻近齿轮箱30。随后从输出轴20移除未示出的“门已完全关闭”的标示件。从输出轴20移除保持环21a、邻近的齿轮17、保持环21b和邻近的齿轮毂延伸部42。现在，包括定位键18a的输出轴20可以从齿轮17的内部滑出，并且齿轮17可以从齿轮箱30提出以便进行修理和/或更换。
本发明提供一种差动式机械，该机械中的摇动杆16和齿轮17可以方便地被移除和替换。这明显降低了修补产生故障的摇动杆16或主动齿轮17所需的维护和/或人工费用。
尽管为了说明的目的基于当前认为最实用的和最佳的实施例对本发明进行了详细描述，然而应该理解的是，这种详细描述仅用于说明目的并且本发明不限于披露的实施例，相反地，旨在涵盖在本说明书的精神和保护范围内进行的变型和等同设置。例如，应该理解的是本发明可以设想为，在可能的范围内，任意实施例的一个或多个特征可以与任意其他实施例的一个或多个特征组合。
Claims (3)
1.一种供用于自动车辆门的气动差动式机械使用的可拆装的摇动杆及齿轮组件装置，所述装置包括：
（a）齿轮组件，包括齿轮，所述齿轮具有延伸穿过所述齿轮的输出轴，所述齿轮在齿轮箱内安装在所述输出轴上，一摇动杆在齿轮箱外安装在所述输出轴上，其中通过致动所述气缸差动式机械使得所述输出轴转动；
（b）所述摇动杆与所述车辆门关联，以使得所述摇动杆的转动促使所述车辆门打开和关闭，所述摇动杆包括第一孔并且所述输出轴包括第二孔，其中所述第一孔和所述第二孔对准，并且轴向的固定构件延伸穿过所述第一孔和所述第二孔，以防止所述摇动杆相对于所述输出轴的轴向运动；
（c）角位固定构件，用于将所述摇动杆可拆装地固定至所述输出轴以及将所述齿轮固定至所述输出轴，所述角位固定构件包括与所述输出轴的第一部分内形成的键槽相配合从而将所述齿轮连接至所述输出轴上的第一定位键，和与所述输出轴的第二部分内形成的键槽相配合从而将所述摇动杆连接至所述输出轴上的第二定位键，以及
（d）第一对保持环，所述第一对保持环设置在所述齿轮的两侧以限制所述齿轮在所述输出轴上的轴向运动，以及第二对保持环，所述第二对保持环设置在齿轮箱的两侧以防止所述输出轴相对于所述齿轮箱的轴向运动。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述第一定位键和所述第二定位键包括多个半圆形的键。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述轴向的固定构件包括螺钉和垫圈。
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