CN101892782A - 汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车，包括车身和车门和将车身和车门连接的铰链装置(11、20)，包括一个臂(5)和两个装在臂(5)端部可分别绕一轴线回转的端段(2、7)。按本发明，端段(2、7)分别与两个皮带轮(3、6)之一铰接，皮带轮在圆周面上被一共同的牵引皮带(4)缠绕，以及至少其中一个皮带轮(3、6)是非圆形的，优选地是椭圆形。

Description

汽车
本申请是申请日为2005年2月18日、申请号为200580000286.2、发明名称为“铰链装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种汽车，带有车身，车门和将所述车门与所述车身连接的铰链装置。
背景技术
所谓的平行开启门(Pantographtüren)已知长期以来用于公共汽车。在这种平行开启门中铰链装置由一对臂构成，它们分别与固定在车厢上的轴的一个端部以及与另一个在与车门连接的轴上的端部连接。这两个臂的有效长度，亦即在它们两条轴线之间的距离，必须是相同的，以及，一方面两条在车门那里的轴线之间的距离和另一方面两条在车厢那里的轴线之间的距离也必须相等，为的是车门在打开和关闭时保持其定向，以及在一个打开位置车门能在门口旁和平行于门口地支靠在车厢上。
车门的平行运动导致在关闭时车门在其整个边缘同时压入门口的框架内，所以当不打开窗户或汽车车厢的另一扇门时，通过车门到汽车内部的向内运动形成暂时的过压，它制动门的运动并因而阻碍门锁的闭锁。存在的另一个问题是，当车门在汽车行驶时无意中打开时，与通常通过单个在车门沿行驶方向的前棱边上的铰链固定在车厢上的门不同，迎面风作用在被部分打开的门的后面以及可能将门完全撕裂。
发明内容
本发明的目的是创造一种汽车，其中，铰链装置用于连接一个运动部件与一个位置固定的部件，其中位置固定的部件在两个彼此错开但平行定向的位置之间经过至少一个相对于这些平行的位置旋转后的位置。
此目的通过一种汽车达到，其具有一铰链装置，其包括一个臂和两个装在该臂端部可分别绕一轴线回转的端段，其中，所述端段分别与两个皮带轮之一铰接，这两个皮带轮在圆周面上被一共同的牵引皮带缠绕，其中，至少一个皮带轮是非圆形的。
若运动的部件如以上所述涉及一扇门，则这两个平行的位置可以对应于门的关闭位置和门开启后的止挡位置，在此位置，门平行于关闭位置错开地支靠在车厢上。通过在关闭位置与平行的打开位置之间经过一个旋转位置，使门关闭时的运动并非准确地平行移动，从而避免在汽车内部的压力壅堵，以及门可以不受阻碍地闭锁。在旋转的位置相对于迎面风适当定向时，迎面风将门朝关闭位置的方向压，从而排除不希望的将门撕裂的可能性。
为了在铰链装置端段的两个极限位置之间相对于臂得到端段的两个彼此反向的回转运动，在第一个极限位置，牵引皮带到达第一皮带轮的第一相碰点离第一皮带轮轴线的距离小于牵引皮带此时到达第二皮带轮的第二相碰点离第二皮带轮轴线的距离，而在第二极限位置，所述的距离状况应相反。因此，在端段相对于臂旋转到不同的极限位置之间得到各自的传动比大于或小于1。
优选地，至少一个非圆形的皮带轮是椭圆形的。另一个皮带轮优选地是圆形或同样是椭圆形。
若两个皮带轮均为椭圆形，则为了达到在两个极限位置之间门的强烈回转，它们应恰当地彼此相对定向。对于两个规定设计和周长相同的椭圆，若在第一皮带轮的一个位置，此时皮带在第一皮带轮上的相碰点是长轴与椭圆圆周的交点，而与此同时在另一个皮带轮上的相碰点总是处于短轴与圆周的交点上时，则达到最大的回转行程。
为获得铰链装置大的回转运动自由度，可有利的是臂是折角的以及牵引皮带在皮带轮之间通过两个滚轮转向。
附图说明
由下面参见附图对实施例的说明中给出本发明的其他特征和优点。其中：
图1示意表示按本申请人的一个未预先公开的专利申请的而非按本发明的铰链装置的剖面图；
图2表示按本发明的铰链装置的第一种设计结构的类似于图1的剖面图；
图3表示按本发明的铰链装置的第二种设计结构的类似于图1的剖面图；
图4表示汽车车厢上的铰链装置第三种设计结构的剖面图，其中车门已关闭；
图5表示第三种设计结构的铰链装置的另一剖面图，其中车门被打开至止挡；
图6表示按照第三种设计结构的铰链装置的一种变型当门关闭时皮带在皮带轮上的位置；以及
图7表示在门打开时皮带相应的位置。
具体实施方式
为了说明本发明的原理及其效果，应首先简要介绍图1所示非按本发明的铰链装置。图1表示通过汽车车门1的水平剖面以及车门1在侧面围绕着汽车车厢的支柱8、9。总体用10表示的铰链装置包括一个固定在门1上的第一端段2和一个固定在右支柱8上的第二端段7以及一个臂5，端段2、7分别可绕一轴线回转地铰接在臂5上。臂5由一空心外壳构成，在外壳里面，两个皮带轮3、6分别穿过臂5的孔与端段2或7旋转固定地连接。一条连续的牵引皮带4缠绕着两个皮带轮3、6的圆周面。
在图1的铰链装置中，皮带轮3、6是两个圆形的并有相同的直径，所以端段2或7相对于臂5的旋转借助牵引皮带4传动总是另一个端段7或2以同样大小的旋转。因此，门1在其处于支柱8、9之间的关闭位置与打开位置之间运动时始终保持相同的定向。
在图2所示按本发明的铰链装置11的第一种设计，除第一皮带轮3的形状外，与图1所示的所有上面论及的一致。皮带轮3在图2的设计中有一种非圆形的，更准确地说有一种椭圆形的横截面。在门1处于支柱8、9之间的关闭位置，牵引皮带4的两段在这里与皮带轮3切线地接触的相碰点(Auftreffpunkte)12、13，基本上处于椭圆的画为点划线K的短轴上。(该相碰点在短轴K上的准确位置应当是在牵引皮带4在皮带轮3、6之间的两段带段相互平行延伸时才能得出；但此偏差在本说明的范围内可以忽略不计，因为这对于按本发明的铰链装置的工作方式没有意义)。相碰点12、13离皮带轮3轴线的距离，在门1处于关闭位置时，小于固定在支柱8上的端段7圆形皮带轮6相应相碰点14、15离皮带轮6轴线的距离。从端段7到端段2的传动比，在关闭位置因而略大于1，所以在开门时臂5绕端段7的轴线回转，此回转运动通过端段2相对于臂的相应转动不仅被消除，而且过补偿。因此在开门时它与支柱8相邻的棱边16比与支柱9相邻的棱边17更迅速地离开门口，以及门1经过一个在图2中表示为点线的轮廓的中间位置，在此位置门明显地相对于其在关闭位置时的定向发生了偏转。相应地，在关门1时首先棱边17靠上支柱9以及然后棱边16靠在支柱8上，所以避免了在关门时汽车内部的压力增高。
假设汽车的行驶方向在图中为从右向左，迎面风相对于在图2中表示为点线的轮廓已部分开启的车门外侧倾斜地相遇。也就是说，当门在汽车行驶中被打开时，门1被迎面风压入其关闭位置。从而排除在行驶期间门被迎面风无意中撕裂的可能性。
在臂5回转时，牵引皮带4在皮带轮3、6上的相碰点12至15按臂5回转的程度迁移，在这种情况下相碰点12、13离皮带轮3旋转轴线的距离连续增大，而在圆形皮带轮6上的相碰点14、15相应的距离保持不变。在皮带轮3上所述相碰点12、13离皮带轮3旋转轴线的距离越大，传动比越小，所以在门的开启过程中门首先沿反时针方向回转或偏转并且该回转运动越来越慢，以及最终使其反向。在门1仍用实线表示的打开位置下，相碰点12、13分别处于椭圆的长轴L与皮带轮3圆周面的交点上，以及门的定向与在关闭位置时的定向一样。
门在开启和关闭位置时定向相同的前提条件是，在两个皮带轮上的相碰点在开门和关门时经过的路程相同。在这里所描绘的在打开与关闭位置之间为90°的回转运动自由度的情况下，这一前提条件相当于要求两个皮带轮3、6的周长必须相同。但通过皮带轮3相对于皮带轮6尺寸比例的增大或减小，可以达到在回转角小于90°时门已经达到平行于其关闭位置的定向，或直至回转角大于90°门才重新达到平行于其关闭位置的定向。
在图2中在门那里的皮带轮3是椭圆形的以及支柱那里的皮带轮6是圆形的，而通过在车门1那里采用圆形皮带轮3以及在支柱8那里采用椭圆形皮带轮6也可以得到相同的结果，当然此椭圆形皮带轮与图2相比应采用转90°后的定位，从而在门的关闭位置，牵引皮带在皮带轮6上相碰点14、15距其旋转轴线的距离，大于在皮带轮3上相碰点12、13距其旋转轴线的距离，而在开启位置则小于在皮带轮3上相碰点12、13距其旋转轴线的距离。
为了达到增大回转运动，如图3的实施例中所表示的那样，将两个皮带轮3、6选择为有相同尺寸但长轴L相对扭转一定角度后的椭圆形。若长轴L不相对转动而是互相平行，则门1在其运动时不会回转。当两个椭圆的长轴L彼此垂直定向时，可达到最大的回转行程。
图4和5表示按本发明的汽车车门上铰链装置第三种实施方式。在这些图中那些与图1-3中所表示的部件一致或功能相同的部件，采用相同的附图标记表示并不再详细说明。在这里按此第三种设计的铰链装置20与图2和3的铰链装置的区别在于其臂5有折角的形状。在臂内部的牵引皮带4在两个滚轮21上转向90°角。被牵引皮带4缠绕的皮带轮3、6，如图3的设计那样是两个椭圆形的，以及在图4所示的关闭位置，皮带在皮带轮3上的相碰点12、13处于其短轴K与圆周的交点上，而皮带轮6的相碰点14、15在其长轴L与圆周的交点上。通过这种定位，保证就在门1开启运动的一开始，皮带轮3、6的传动比偏离1最多，接着连续地向1靠近，以及最终低于1。在这里由于臂5折角，所以两个椭圆的长轴L是平行的。
如参见图2已说明的那样，基于相碰点12至15离其皮带轮3、6旋转轴线的距离，导致在开门时车门1起先逆时针方向回转。在开启运动的过程中，回转运动改变其方向，改变的程度与相碰点12、13接近与短轴K的交点以及相碰点14、15接近与长轴L的交点的程度一样。对应于门1完全开启的一个止挡位置，在此设计中如图5所示要在135°的回转运动结束时才达到。在此位置，在皮带轮3上的相碰点12、13已经运动到超越与长轴的交点，或在皮带轮6上的相碰点14、15已经运动到超越与短轴的交点。门1在开启后止挡位置时的定向仍然准确地平行于在关闭位置时的定向，是因为这两个皮带轮3、6的尺寸选择得略有不同。
在图6和7中表示了用两个相同的皮带轮3、6保证车门在关闭状态和打开后止挡状态平行定向的另一种可能性，在这里为了看得清楚起见只画了臂5的片断以及将皮带轮3、6放大表示。当α是车门在关闭与打开位置之间的回转角，以及臂5折角的角度□在这里为90°时，则相碰点11至15在关闭位置和打开位置按图示的方式分别朝长轴L或短轴K与皮带轮圆周的交点角向移动一个角度θ＝(α-□)/2。

Claims (9)

1.一种汽车，带有车身(8，9)，车门(1)和将所述车门(1)与所述车身(8，9)连接的铰链装置(11、20)，其包括一个臂(5)和两个装在该臂(5)端部可分别绕一轴线回转的端段(2、7)，其中，一个端段(7)固定在所述车身(8，9)上，另一个端段(2)固定在所述车门(1)上，其中，所述端段(2、7)分别与两个皮带轮(3、6)之一铰接，这两个皮带轮在圆周面上被一共同的牵引皮带(4)缠绕，其特征在于，至少一个皮带轮(3、6)是非圆形的。
2.按照权利要求1所述的汽车，其特征为：所述端段(2、7)可相对于臂(5)在两个极限位置之间回转，其中，在第一个极限位置，牵引皮带(4)到达第一皮带轮(3)的第一相碰点(12、13)离第一皮带轮(3)第一旋转轴线的距离，小于牵引皮带(4)此时到达第二皮带轮(6)的第二相碰点(14、15)离第二皮带轮(6)的第二旋转轴线的距离；以及，在第二极限位置，第一相碰点(12、13)离第一旋转轴线的距离大于第二相碰点(14、15)离第二轴线的距离。
3.按照上述任一项权利要求所述的汽车，其特征为：所述非圆形的皮带轮(3)是椭圆形的。
4.按照上述任一项权利要求所述的汽车，其特征为：其中一个皮带轮(6)是圆形的。
5.按照权利要求1至3之一所述的汽车，其特征为：两个皮带轮(3、6)都是椭圆形的。
6.按照权利要求4或5所述的汽车，其特征为：两个皮带轮(3、6)有相同的周长。
7.按照权利要求6所述的汽车，其特征为：在第一皮带轮(3)的一个位置，此时皮带(4)在第一皮带轮(3)上的相碰点(12、13)是长轴(L)与椭圆圆周的交点，而与此同时在另一个皮带轮(6)上的相碰点(14、15)总是处于短轴(K)与圆周的交点上。
8.按照上述任一项权利要求所述的汽车，其特征为：所述臂(5)是折角的，以及所述在皮带轮(3、6)之间的牵引皮带(4)通过两个滚轮(21)转向。
9.按照上述任一项权利要求所述的汽车，其特征为：所述端段之一(2)安装在车门(1)上，以及另一个端段(7)装在汽车的车厢(8)上。
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