CN104653021A - 带有直线电动机的滑动门组件 - Google Patents

Abstract

公开了带有直线电动机的滑动门组件。滑动门组件含：具上部水平边缘和下部水平边缘的门扇；变换时引导门扇的上部边缘平行第一端位置和第二端位置间的上部导轨组件的水平滑动方向的上部导轨组件；及固定到门扇的一排或多排第一磁场产生元件，其中每排水平延伸。一排或多排第一磁场产生元件各自在上部水平边缘和上部导轨下方与门扇的下部水平边缘上方的中间位置。各自与其中一排第一磁场产生元件关联的一个或多个定子与多排第一磁场产生元件中的一端在第一位置重叠。每个定子含第二磁场产生元件，位于距相关联的一排第一磁场产生元件为空隙距离处，以产生关于相关联的一排第一磁场产生元件的滑动方向上的感应电磁力，定子相对上部导轨组件静止。

Description

带有直线电动机的滑动门组件

技术领域

本发明涉及滑动门组件，特别地，但非排他地，用于公共交通车辆，诸如轨道车辆。

背景技术

用于轨道车辆的内部滑动门和外部滑动门组件通常设置有电-气动驱动装置或电机驱动装置，这要求在门的横梁和上部导轨层处的门扇的正上方有相当大量的空间。

通过直线电动机来操作滑动门，已经在EP 1 681 426中被推荐了。基本上由一排相互连接的电气线圈构成的定子被布置在滑动门扇上方，且位于固定的导向和支撑轨道的纵向腔体中具备的特定空间中。门扇设置有带有滚轮的一个或多个滑架，该滚轮在导向和支撑轨道的对应的直线滚道上滚动。至少一个滑架设置有一排永久磁铁，所述一排永久磁铁面对具有减小的空隙的一排电气线圈。虽然这样的布置提供了较为常规的电-气动驱动装置或电机驱动装置的替代方案，但是其实质上并没有减少用于容纳驱动装置所必需的、在打开门的横梁区域中的空间。此外，在这种情况下，出于维护的目而接触电磁电路特别困难。

因此，存在关于一种替代驱动装置的需要，该替代驱动装置不一定需要在门的横梁区域中有空间，且较容易进行接触。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种滑动门组件，包括：

门扇，其设置有上部水平边缘和下部水平边缘；

上部导轨组件，其用于引导所述门扇的上部边缘在变换时平行于相对于在第一端位置和第二端位置之间的所述上部导轨组件的水平滑动方向；

一排或多排第一磁场产生元件被固定到门扇，所述多排中的每排水平地延伸且位于上部水平边缘和上部导轨的下方与门扇的下部水平边缘的上方的中间位置处，每排由相邻的极性交替的磁极构成；

一个或多个定子中的每个定子与多排第一磁场产生元件中的一排相关联，且每个定子包括第二磁场产生元件，该第二磁场产生元件位于距相关联的一排第一磁场产生元件一段空隙距离之处，用于产生关于相关联的一排第一磁场产生元件的滑动方向上的感应电磁力，其中一个或多个定子相对于上部导轨组件是静止的且在第一位置处与第一磁场产生元件排的一端相重叠。

由于一排或多排第一磁场产生元件的位置，上部导轨组件的结构可以被简化且被制作得更紧凑，使得在门扇上方更多的空间可以被利用。

如将容易理解的是，定子位于与相关联的多排第一磁场产生元件的高度相同的高度处，使得它们在上部导轨组件层处不一定需要额外的空间。出于维护的目的而接触定子特别容易。由于上部轨道组件是独立的且与驱动装置是分离的，因此总的构思是特别可靠的。

优选地，一个或多个定子面对且重叠多排第一磁场产生元件中的一端，靠近门扇的第一垂直边缘，以便在第一位置处产生电磁力。在随后的朝向第二位置的移动过程中，多排第一磁场产生元件逐步移动通过相关联的定子，使得当门到达第二位置时，定子面对并重叠多排第一磁场产生元件中的第二端，靠近门扇的第二垂直边缘。

根据优选的实施方式，滑动门组件还包括下部导轨组件，其用于引导门扇的下部边缘。优选地，一排或多排第一磁场产生元件中的每排都位于下部导轨组件上方，使得下部导轨组件可以保持简单和紧凑的结构。

门扇优选地至少部分地支撑在滚轮之上，且优选地全部支撑在滚轮之上，滚轮在下部导轨组件的一个或多个滚道上滚动。

根据优选的实施方式，如本领域所熟知的，上部导轨组件可以包括具有一个或多个滚道的轨道，附接到门扇的滚轮可以在其上滚动。特别地，门扇可以至少部分地，和优选全部地，悬挂于在上部导轨组件的一个或多个滚道上滚动的一个或多个滑架。

在一个特定的实施方式中，门扇完全地支撑在下部导轨组件上，同时上部导轨组件仅提供横向引导。在另一个实施方式中，门扇完全地悬挂于上部导轨组件，且下部导轨组件仅提供横向引导，或者没有下部导轨组件。

上部导轨组件或下部导轨组件和一排或多排第一磁场产生元件之间的距离必须适于考虑到门扇与下部导轨组件和/或上部导轨组件之间的滚动摩擦。例如，在完全受到支撑的门扇情形下，一排或多排永久磁铁中的至少一排，优选位于相比于与上部导轨组件的距离更接近下部导轨组件之处，如，在门扇的下部导轨组件上方约10到30厘米的距离处，同时可选的其他排的永久磁铁可以位于离下部导轨组件更远的距离处，如，在第一排永久磁铁和门扇的中间高度之间。相反，在完全被悬挂的门扇的情况下，一排或多排永久磁铁中的至少一排，优选位于相比于与下部导轨组件的距离更接近上部导轨组件之处，如在上部导轨组件下方约10到30厘米的距离处，同时可选的其他排的永久磁铁可以位于离上部导轨组件更远的距离处，如，在第一排永久磁铁与门扇的中间高度之间。如果出于某种原因，相对于导轨组件，各排永久磁铁被放置得并不理想，那么可以提供位于不同的高度处的两排永久磁铁作为补偿，且假设与所述两排相关联的定子被控制为例如感应所引起的滑动方向上的电磁力和扭矩以平衡导轨组件的机械阻力的力矩。

根据一个实施方式，一排或多排第一磁场产生元件包括至少两排第一磁场产生元件且两排第一磁场产生元件中的每排包括相邻的极性交替的磁极，其被分布成使得当与两排第一磁场产生元件中的一排相关联的定子面对其中一个磁极时，与两排第一磁场产生元件中的另一排相关联的定子面对两个相邻的磁极之间的空间。

根据一个实施方式，每排中的第一磁场产生元件包括单个的永久磁铁且一个或多个第二磁场产生元件包括一个或多个导电绕组。

优选地，第一磁场产生元件和/或第二磁场产生元件的导电绕组仅在有需要时通电，即，仅用于产生打开门扇和关闭门扇的电磁力。因此，当门是静止的时候，基本上没有电磁场产生，这就减少了对周围环境的电磁干扰。

根据一个实施方式，上部导轨组件相对于含有由门扇封闭的门口的墙是固定的。在这种情形下，门扇仅在变换时移动。第一位置是关闭位置，而第二位置是打开位置。该实施方式特别适于轨道车辆中的内部车门或车厢门。

根据特别适于轨道车辆的侧门的另一个实施方式，门扇组件还包括联动装置，其用于引导上部导轨相对于墙中的门口处于关闭位置和半打开位置之间。当上部导轨处于关闭位置且门扇处于第一位置时，门口被门扇关闭。当上部导轨组件已经移动到半打开位置且门扇已经移动到第二位置时，门口是完全打开的。如前所述，相对于上部导轨装置，定子或多个定子优选是固定的。有利的是，联动装置允许导轨组件绕着垂直旋转轴线进行旋转移动。相对于门口，垂直旋转轴线优选地是固定的。门扇组件设置有下部导轨装置，且一个或多个协调棒可以在上部导轨组件与下部导轨组件之间延伸。

可以提供一种独立的驱动装置，以使上部导轨组件在关闭位置和半打开位置之间移动。可选地或额外地，联动装置还可包括协调联动装置，其用于协调门扇相对于上部导轨组件的移动变换和上部导轨相对于门口的移动。

根据本发明的另一个方面，提供了一种轨道车辆，其包括如上定义的滑动门组件。

根据一个实施方式，门扇包括透明面板，一排或多排第一磁场产生元件中的至少一排大体上位于透明面板上的眼睛高度或肘部高度处，以在透明面板上形成可见标记。更具体地，该排可以位于1500mm和2000mm之间的高度，优选地位于1500mm和1800mm之间的高度。作为一个选项，第二排可以位于850mm和1000mm之间的高度。每排优选地具有至少100mm的高度。

可以以应用于透明面板的表面上的磁片的形式提供该排第一磁场产生元件。其也可以集成到透明面板中。

为了提供门的更具对比性的标记，一排或多排第一磁场产生元件中的至少一排可以被涂上至少两种对比色，和/或涂上特定的图案。

本发明的各个方面可以随意结合。

根据本发明的另一个方面，提供了一种公共交通车辆，特别是设置有如上所述的滑动门组件的轨道车辆，所述滑动门组件特别地如大轿车车厢或旅行车厢的一端处的内部隔门。

附图说明

根据以下本发明的具体实施方式的描述，本发明的其他优势和特征将变得更加清晰明了，而这些具体的实施方式仅作为非限制性的实例给出，且结合附图来表示，附图中：

图1示出了根据本发明的一个实施方式的、处于关闭位置的滑动门组件；

图2示出了图1的且处于打开位置的滑动门组件；

图3示出了图1的滑动门组件的水平截面，其贯穿图4的平面III-III；

图4示出了图1的滑动门组件的垂直截面，其贯穿图3的平面IV-IV；

图5示出了根据本发明的另一个实施方式的滑动门组件；

图6示出了图5的且处于关闭位置的滑动门组件；

图7示出了图5的且处于打开位置的滑动门组件；

图8示出了贯穿图5的滑动门组件的下部导轨组件的截面；

图9示出了贯穿图5的滑动门组件的上部导轨组件的截面；

图10示出了图5的实施方式的变体的协调联动装置；

图11A-图11E示出了本发明的各种其他的实施方式；

图12示出了根据本发明的另一个实施方式的滑动门组件的水平截面；

图13示出了根据本发明的另一个实施方式的滑动门组件的水平截面。

对应的参考数字指代每幅图中相同的或对应的部件。

具体实施方式

参考图1到图4，轨道车辆的隔墙12中的门口10(如，大轿车或车厢门口)具有两个垂直边14、16和横梁18。横梁18装配有配备了滚道22的固定的导轨组件20，滚道22界定直线路径。门扇24悬挂于两个滑架26，滑架26设置了滚轮27，滚轮27以熟知的方式在导轨组件20的滚道22上滚动，使得门扇24可以在图1中所示的关闭位置和图2中所示的打开位置之间滑动，且该门扇24平行于滚道22的直线路径，且平行于滑动方向100滑动。

门扇24设置有两排第一磁场产生元件28、30，其示出为永久磁铁，但也可以是导电绕组。每排第一磁场产生元件包括单个的交替的北磁极和南磁极28N、28S、30N、30S，这些交替的北磁极和南磁极28N、28S、30N、30S可以实现为单个的磁铁或刚性或柔性材料填充的连续带或其他的填充有磁性定向颗粒，优选地填充有铁磁性定向颗粒，以便提供交替的磁化方向各部分的连续。在示例中，单个U形永久磁体28M、30M被嵌入进门扇24，它们的端部28N、28S、30N、30S与门扇表面32同高。每排28、30形成多磁极的直线同步电机的所谓的“展开的转子”。

门口10的一侧16设置了凹槽34，以用于在打开位置容纳门扇24。在两排永久磁铁28、30中的每排的高度处，凹槽设置有两个定子38、40，其中的每一个包括许多绕组38W、40W和衔铁38A、40A。每个定子38、40分别地与两排永久磁铁28、30中的一排相关联，且(构成第二磁场产生元件的)其绕组38W、40W分别面对距离为空隙距离D的相关联的两排永久磁铁28、30。

第二排永久磁铁30的每个磁极30S、30N垂直地位于第一排永久磁铁28的两个相邻的磁极28S、28N之间。第二定子40的绕组40W与第一定子38的绕组38W垂直对齐。因此，当第一定子38的绕组38W中的一个面对第一排永久磁铁28中的磁极28S、28N中的一个时，第二定子40的对齐的绕组40W位于第二排永久磁铁30的两个磁极30S、30N之间。

两个定子的绕组进行正交通电，即，相差为90°(π/2弧度)。根据哪个定子引入相位，门扇将沿一个方向或另一个方向移动。

图5到图9的实施方式与图1到图4的实施方式的不同之处在于，导轨组件20相对于墙和门口是可移动的。如在以下将阐释的，导轨组件20的此种不同结构涉及到定子38、40和多排永久磁铁磁极28、30的不同定位。

更具体地，在轨道车辆的外侧墙12中的门口10具有两个垂直边14、16和横梁18。门口10装配了铰接式的导轨组件20，其包括上部导轨42和下部导轨44。上部导轨20U经上部轴支点连接46连接到门口的横梁。类似地，下部导轨44的一端经下部轴支点连接48连接到门口10的门槛19。下部支点连接46和上部支点连接48限定公共垂直支点轴线50。上部导轨和下部导轨之间的协调联动装置52包括设置了上部钟形曲柄56和下部钟形曲柄60的垂直轴54，该上部曲柄56经连接杆58被联接到上部导轨42，而该下曲柄60通过下部连接杆62的装置被联接到下部导轨44。上部钟形曲柄56和下部钟形曲柄60中的至少一个(在这种情况是下部曲柄60)由致动器64驱动，致动器64可以是电机致动器或气压缸。垂直轴54围绕相对于墙是固定的垂直轴线66旋转。立式平支撑棒68被附接到上部导轨42和下部导轨44且支撑直线驱动组件的定子38、40，使得定子相对于上部导轨42和下部导轨44是固定的。如在图8中所示，门扇24被支撑于设置了滚轮72的一对下部滑架70之上，滚轮72在下部导轨44的水平滚动轨74上滚动。图9中示出了，门扇24的上部边缘设置了滚轮76，滚轮76在上部导轨的垂直轨78、80上滚动以提供横向引导。门扇24在距定子38、40一段空隙距离处设置有两排永久磁铁28、30。如图所示，两排永久磁铁28、30和定子38、40位于上部导轨42和下部导轨44之间的接近下部导轨44的中间位置处。

组件操作如下。在图6的关闭位置处，导轨42、44处于通过门扇24关闭的门口10的平面中，门扇24相对于导轨处于第一位置。上部导轨42和下部导轨44可以通过主动锁定装置(positive locking means)(未示出)被锁定到横梁和门槛和/或锁定到门口的各边。优选地，门扇24还通过主动锁定装置直接固定到墙。

为了打开门，锁定装置被解锁且在图7中致动器以顺时针方向驱动轴，使得上部导轨42和下部导轨44与门扇24和定子38、40一起围绕垂直支点轴线50旋转以到达半打开位置，在该半打开位置，门扇24还没有相对于上部导轨42和下部导轨44移动，而仍然是在第一位置。一旦完成了这个移动，定子38、40就被上电且朝向第二打开位置移动门扇24。

为了关闭门，操作是相反的，定子38、40首先被上电以驱动门扇24回到第一位置，在这之后使用致动器64将门扇24和驱动轨道42、44移动回关闭位置。

根据图10所示的变体，上部钟形曲柄和下部钟形曲柄56、60可以用两个单个的杠杆70来替换，每个杠杆一端与旋转地(pivotally)连接到对应的上部轨道42和下部轨道44的连接杆72铰接，这两个杠杆70中的每一个的另一端设置有滚轮74，滚轮74与门扇24直接协作且在第一位置被容纳于门扇24的腔体76中。这样的布置使得致动器和垂直轴非必需。为了将门从关闭的位置移动到打开位置，直线驱动的定子38、40被上电以朝向图10中的右边移动门扇24。在门扇24滑动移动的最初的几厘米内，滚轮74被推动脱离啮合设置在门扇中的腔体76，且开始在门扇24的面78上滚动。同时，多个杠杆70围绕它们的共同旋转轴线80旋转且挤压连接杆72和上部导轨42和下部导轨44，其围绕固定的支点轴线50旋转。为了关闭门，简单地反过来进行操作。弹簧82或其他类型的恢复装置，如，电磁恢复装置可以被添加以朝向关闭位置偏置轨道。

根据另一个变体，滑动门组件可以设置有两个对称的门扇24，每个门扇24设置有其自身的直线驱动。

根据第一个实施方式的变体，特别适于客运轨道车辆的内部隔门，门扇包括透明面板，如，玻璃面板，且两排永久磁铁位于该玻璃面板中或该玻璃面板上的不同的高度处，以便清晰可见。更具体地，一排永久磁铁位于透明面板的大体上的眼睛高度和肘部高度之间(如，在1500mm和2000mm之间的高度，优选地在1500mm和1800mm之间)处。作为一个选项，第二排永久磁铁可以位于850mm和1000mm之间的高度。每一排永久磁铁优选地具有至少100mm的高度。各排永久磁铁28、30可以被涂上不同的颜色，正如图11A到图11E所示。

更一般地，在所有的实施方式中可以论证优势，即使一排永久磁铁28位于门扇24的上半部，而另一排永久磁铁30位于下半部，或至少使这两排永久磁铁28、30彼此间隔开为门扇高度的1/10以上的距离的优势。有可能控制两个定子38、40以便平衡上部导轨和/或下部导轨上产生的磁力的效果。

在所有的实施方式中，两排永久磁铁28、30的永久磁铁28M、30M可以用导电绕组来替换以形成第一磁场产生元件。在这种情形下，构成两个定子38、40的第二磁场产生元件的绕组38W、40W可以用永久磁铁来替换。在图12的变体中，门扇装配了一排或几排28绕组28W，这些绕组28W面对定子38，定子38包括两个永久磁铁38M，这两个永久磁铁38M提供两对交替磁极38N、38S。在图13的变体中，相对于门扇固定的第一磁场产生元件和相对于上部导轨组件固定的第二磁场产生元件都包括绕组。

在所有的实施方式中，优选地，仅当需要时才给绕组28W、38W、40W通电，即，以产生电磁力来打开或关闭门扇。

Claims (14)

1.一种滑动门组件，其包括：

门扇(24)，其设置有上部水平边缘和下部水平边缘；

上部导轨组件(20、42)，其用于引导所述门扇(24)的上部边缘在变换过程中平行于相对于在第一端位置和第二端位置之间的所述上部导轨组件(20、42)的水平滑动方向(100)；

一排或多排第一磁场产生元件(28、30)，其被固定到所述门扇(24)，所述多排第一磁场产生元件(28、30)中的每排水平延伸；

一个或多个定子(38、40)，所述一个或多个定子(38、40)中的每个定子与所述多排第一磁场产生元件(28、30)中的一排相关联，且每个定子包括一个或多个第二磁场产生元件，所述第二磁场产生元件位于距所述多排第一磁场产生元件(28、30)中的相关联的一排为一段空隙距离之处，用于产生关于所述多排第一磁场产生元件(28、30)中的相关联一排的滑动方向(100)上的感应电磁力，所述一个或多个定子(38、40)相对于所述上部导轨组件(20、42)是静止的；

其特征在于，所述一排或多排第一磁场产生元件(28、30)中的每一排都位于所述上部水平边缘和上部导轨(20、42)下方与所述门扇的下部水平边缘的上方的中间位置，且其特征在于，所述一个或多个定子(38、40)与所述多排第一磁场产生元件(28、30)的一端在所述第一位置重叠。

2.如权利要求1所述的滑动门组件，其特征在于，所述滑动门组件还包括用于引导所述门扇的下部边缘的下部导轨组件(44)，且其特征在于，所述一排或多排第一磁场产生元件(28、30)中的每一排都位于所述下部导轨组件(44)上方。

3.如权利要求2所述的滑动门组件，其特征在于，所述一排或多排永久磁铁(28、40)中的至少一排，相比于与所述上部导轨组件(42)的距离，位于更接近所述下部导轨组件(44)处。

4.如前述权利要求中任一项所述的滑动门组件，其特征在于，所述一排或多排永久磁铁(28、30)中的至少一排，相比于与所述门扇的下部边缘的距离，位于更接近所述上部导轨组件(20)处。

5.如前述权利要求中任一项所述的滑动门组件，其特征在于，所述门扇(24)包括透明面板，所述一排或多排第一磁场产生元件(28、30)中的至少一排位于所述透明面板的大体上是眼睛高度或肘部高度处。

6.如前述权利要求中任一项所述的滑动门组件，其中，所述一排或多排第一磁场产生元件中的至少一排，包括被涂上至少两种对比色的第一磁场产生元件。

7.如前述权利要求中任一项所述的滑动门组件，其特征在于，所述一排或多排第一磁场产生元件(28、30)包括至少两排第一磁场产生元件(28、30)，且所述两排第一磁场产生元件中的每排包括极性交替的相邻磁极(28N、28S、30N、30S)，被分布成使得当与所述两排第一磁场产生元件(28、30)中的一排相关联的所述定子(38、40)面对所述磁极(28N、28S、30N、30S)中一个磁极时，与所述两排第一磁场产生元件(28、30)中的另一排相关联的所述定子(38、40)面对两个相邻的磁极(28N、28S、30N、30S)之间的空间。

8.如前述权利要求中任一项所述的滑动门组件，其特征在于，每排所述第一磁场产生元件包括单个的永久磁铁或连续磁片的磁化部分，且所述一个或多个第二磁场产生元件包括一个或多个导电绕组。

9.如权利要求1到7中任一项所述的滑动门组件，其特征在于，每排所述第一磁场产生元件包括导电绕组，所述滑动门组件还包括控制电路，其用于给导电绕组上电以产生所述滑动方向上的感应电磁力。

10.如权利要求9所述的滑动门组件，其特征在于，所述一个或多个所述第二磁场产生元件包括一个或多个永久磁铁。

11.如前述权利要求中任一项所述的滑动门组件，其特征在于，所述滑动门组件还包括联动装置，其用于相对于墙(12)中的门口(10)引导所述上部导轨(20、42)。

12.如权利要求11所述的滑动门组件，其特征在于，所述联动装置允许所述导轨组件围绕垂直支点轴线(50)进行旋转移动，优选地，垂直旋转轴线相对于所述门口(10)是固定的。

13.如权利要求11到12中的任一项所述的滑动门组件，其特征在于，所述联动装置还包括协调联动装置，其用于协调所述门扇相对于所述上部导轨组件的变换移动和所述上部导轨相对于所述门口的移动。

14.一种轨道车辆，所述轨道车辆设置有前述权利要求中任一项所述的滑动门组件。