CN109963998B - 用于驱动元件的驱动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于驱动元件的驱动设备(18)，该驱动设备(18)具有以下：‑具有带齿皮带(20)的带齿皮带驱动器，‑框架元件(72)，该框架元件(72)形成两个相对的连接板(44)和连接壁(76)，该连接壁(76)将两个连接板(44)连接在一起，‑至少三个细长的力驱动元件(22)，这些力驱动元件(22)固定到带齿皮带(20)并平行于带齿皮带(20)的宽度(B)对齐并且彼此平行并且它们被布置在框架元件(72)内部，其中中间力驱动元件(22‑1)旋转固定到两个连接板(44)，并且每个相邻的外部力驱动元件(22)的端部部段延伸穿过连接板(44)的弯曲的细长孔(48)，由此，外部力驱动元件(22‑2、22‑3)可以枢转并且外部力驱动元件(22‑2、22‑3)的端面具有圆柱形突起，这些突起设计为短轴并且在连接板(44)中的每一个之外具有辊(80)，‑齿盘(26)，该齿盘(26)具有用于捕获带齿皮带(20)的齿的齿凹部(40)和用于捕获力驱动元件(22)的力驱动元件凹部(42)，‑非直线引导路径(60)，该非直线引导路径(60)的至少一些部段平行于带齿皮带(20)的延伸部行进，并且布置在外部力驱动元件(22‑2、22‑3)上的辊(80)在其中被引导，以及‑驱动装置(90)，该驱动装置(90)连接到框架元件(72)并用于连接到待驱动的元件。

Description

用于驱动元件的驱动设备
技术领域
本发明涉及一种驱动设备，该驱动设备用于驱动具有带齿皮带、齿盘和至少部分非直线的导轨的元件，其中该元件借助于引导装置引导。
背景技术
大多数带齿皮带具有光滑侧和带齿侧。光滑侧通常位于外侧，而带齿皮带的内侧设有齿。带齿皮带包裹围绕齿盘，其中，带齿皮带的齿接合到齿盘的凹部中，使得齿盘借助于齿凹部和齿驱动带齿皮带。
带齿皮带驱动器通常用于运输待水平运输或移动的物体。特别地，带齿皮带驱动器还用作打开和关闭车门的门驱动器，特别是本地和长途公共运输车辆的门。
通常，只有一个齿盘在旋转的带齿皮带驱动器中被驱动，而另一个或更多个齿盘仅沿着带齿皮带旋转并使带齿皮带偏转。
待移动或运输的元件到带齿皮带的连接例如借助于驱动器进行。通常出现的问题是，驱动器在带齿皮带上的安装不足以传递高驱动力。驱动器由于峰值负载或在它们运行过程中分开，因而导致昂贵的维修成本。
带齿皮带通常由通过纵向延伸线缆或线材加强的塑料材料制成。吸收拉伸力所必需的绳缆或线材不会在附连驱动器时被损坏，这是因为否则会损害带齿皮带的稳定性和抗撕裂性。这也限制借助于驱动器向待驱动的元件传递力。
另一个问题是力传递仅沿着带齿皮带的纵向延伸、即在x方向上发生。尽管借助于驱动器驱动元件偏转是可能的，例如借助于导轨，但由于将力应用分成x分量(平行于带齿皮带的移动方向)和y分量(横向于带齿皮带的移动方向)导致驱动能量的显著损失。
该问题出现在例如摆动滑动门中，其平行位移并且部分地倾斜于车辆外壁并且在弯曲的导轨中被引导。驱动以带齿皮带驱动器的形式实现，由此门借助于驱动器连接到带齿皮带。由于带齿皮带的直的延伸，驱动力只应用在一个方向(x方向)上，但在移动的过程中，由于弯曲的导轨而分成在x分量和y分量(横向于x方向)。这种划分导致驱动能量的显著损失。
此外，节省空间的构造对于许多应用来说至关重要。已知的驱动系统通常需要太多的结构空间并且也具有相对复杂的构造。
发明内容
本发明的目的是借助于一种改进的具有带齿皮带的、用于驱动元件的驱动设备来消除现有技术的上述缺点。具体地，驱动设备应该改善驱动能量的使用并确保带齿皮带驱动器的耐用和低维护操作。驱动设备应具有尽可能紧凑的设计并还特别适用于节省空间的应用。
根据本发明，该目的借助于具有权利要求1的特征的驱动设备实现：
因此，驱动设备包括：
-具有带齿皮带的带齿皮带驱动器，
-框架元件，该框架元件形成两个相对的连接板和连接壁，连接壁将两个连接板彼此连接。
-至少三个细长的力驱动器，这些力驱动器紧固在带齿皮带上并平行于带齿皮带的宽度对齐并且彼此平行，
-其中所述力驱动器布置在框架元件内，其中中间力驱动器以旋转固定的方式紧固到两个连接板上，并且相邻的外部力驱动器的端部部段分别延伸穿过连接板的弯曲的长孔，使得外部力驱动器能枢转，并且其中外部力驱动器的端部具有圆柱形突起，这些突起以短轴(Achsstummel)的形式实现并且在连接板中的每一个之外分别承载辊，
-齿盘，该齿盘具有用于捕获带齿皮带的齿的齿凹部和用于捕获驱动力器的力驱动器凹部，
-非直线导轨，该非直线导轨至少部分地平行于带齿皮带的延伸部延伸，并且布置在外部力驱动器上的辊在其中被引导，以及
-驱动装置，该驱动装置连接到框架元件并用于连接到待驱动的元件。
本发明的驱动设备特别适合作为摆动滑动的门或诸如窗户或折板(Klappen)的类似元件的驱动器。在这种情况下，如果元件从直的导轨偏转到不同的方向中，借助于本发明的齿盘，源自带齿皮带驱动器的力也被最佳地传递到待驱动的元件。
驱动装置因此包括齿盘，该齿盘具有用于捕获带齿皮带的齿的齿凹部和用于捕获力驱动器的力驱动器凹部，其中所述齿盘通常不执行驱动功能，而是仅偏转带齿皮带。在本发明的上下文中，然而，该齿盘也能以驱动齿盘的形式实现。在这种情况下，驱动力不仅经由带齿皮带的齿从齿盘传递至带齿皮带和待驱动的元件，而且经由位于相应的齿盘的力驱动器凹部中的力驱动器。这样，如果需要的话，甚至可以传递更大的力。
如果多个力驱动器同时位于齿盘的力驱动器凹部中，则带齿皮带的负载被显著减轻，因为力分布在多个力驱动器上。这也是有利的，因为借助于齿盘引导力驱动器能够实现x方向中的来自先前主要方向分量的方向中的变化。方向的改变通常与动态负载峰值相关联，动态负载峰值可以通过力驱动器和齿盘之间的直接连接来吸收和补偿。因为在传统的带齿皮带驱动器中，借助于齿盘的方向偏转在几度到180°的完全方向改变之间。
根据本发明，如果力驱动器凹部的数量与带齿皮带上的力驱动器的数量对应就足够了。如果在带齿皮带上只布置三个力驱动器，那么三个力驱动器凹部就足够用于容纳这些力驱动器。由于该系统是调整的封闭式系统，因此力驱动器和力驱动器凹部在它们相遇时始终位于相同的位置处。特别是当带齿皮带以及因而力驱动器仅行进短距离时，例如在两个方向上操作期间，如滑动门的情况下。
如果仅驱动在正常操作期间不接触力驱动器的齿盘，则也证明是特别有利的。这样，减少或甚至防止了力驱动器在齿盘上的滑动。
在特别有利的变型中，力驱动器仅借助于夹紧紧固在带齿皮带上。夹紧连接提供的显著优点是带齿皮带的结构不会由于力驱动器的紧固而改变。具体地，对于拉伸强度至关重要的线缆或线材在带齿皮带内保持完整。
为了产生夹紧连接，力驱动器较佳地分为上部部件和下部部件，带齿皮带在紧固状态下布置在上部部件和下部部件之间。在这种情况下，下部部件布置在带齿皮带的带齿侧上并且可以具有面向带齿皮带并对应于带齿皮带的齿的内侧，以便改善在x方向上的力传递。例如，下部部件可具有锯齿状轮廓，带齿皮带的齿接合在其中。这导致在力驱动器与带齿皮带之间的形状配合摩擦连接。
上部部件和下部部件之间的连接可以通过任何合适的手段产生。已经证明有利的是，如果力驱动器的长度超过带齿皮带的宽度(横向于其纵向延伸部)。力驱动器布置成当它们被紧固到带齿皮带上时横向于带齿皮带的移动方向或纵向延伸部。诸如螺钉的驱动元件将上部部件连接到下部部件，其中螺钉侧向于带齿皮带布置并且不穿透该带齿皮带。
框架元件形成两个相对的连接板和将两个连接板彼此连接的连接壁。中间力驱动器布置在框架元件中并且分别不能相对于框架元件或连接板枢转或旋转。第二力驱动器和第三力驱动器定位在其附近并且由于连接板中的长孔而能被枢转。
在特别有利的变型中，框架元件制成为一件。例如，可以将它制造成呈注塑模制的塑料部件的形式。
连接板连接力驱动器，使得拉伸力借助于连接板在这些力驱动器之间传递。连接板设有弯曲的长孔，因为否则将不可能借助于齿盘偏转带齿皮带。
两个外部力驱动器的端部具有圆柱形突起，这些突起以短轴的形式实现并且在连接板中的每一个的外部分别承载辊。辊在非直线导轨中延伸，该导轨至少部分地平行于带齿皮带的延伸部延伸。
驱动装置较佳地设置成横向于带齿皮带的纵向方向、即垂直于力驱动器延伸，其中所述力驱动装置连接到框架元件并用于连接到待驱动的元件。驱动装置较佳地以旋转固定(drehfest)的方式连接到连接壁。它较佳地形成用于连接元件驱动器的枢转点，元件驱动器又连接到待驱动的元件，例如摆动滑动门。为此目的，驱动装置可以包含驱动器开口，该驱动器开口平行于力驱动器对齐并且元件驱动器的驱动器轴可旋转地支承在其中。
驱动装置和待驱动的元件之间的可枢转性或可旋转性是必要的，用于当该齿盘偏转力驱动器时，沿着齿盘周缘引导待驱动的元件。然而，可枢转性或可旋转性不一定必须由力驱动器或驱动元件直接确保，只要可枢转性或可旋转性在力驱动器或待驱动的元件之间的不同位置处实现，则在该位置处也会产生刚性连接。
在特别简单的较佳变型中，力驱动器实现为大致圆柱形的元件的形式。在这种情况下，两个外部力驱动器分别地在带齿皮带的一侧上仅承载单个辊或在带齿皮带的两侧上承载两个辊。
较佳地可以提供借助于连接板连接至彼此的附加的力驱动器，以便附加地改善到待驱动的元件的力传递。如果设有奇数个力驱动器，则连接板紧固在中间力驱动器上，其中相邻的力驱动器延伸到相应的弯曲的长孔中。发生的力借助于连接板分布在所有连接的力驱动器上。例如，已经证明借助于连接板彼此连接的三个或五个力驱动器的分组是特别合适的。较佳地，在带齿皮带与齿盘接触期间由于力驱动器彼此连接，带齿皮带内的张力不会增加。
在特别有利的变型中，导轨具有弧形的部段，使得力驱动器围绕齿盘移动，从而实现过死点中间位置
Figure GDA0002725357250000051
因此，能将例如门的被驱动的元件移动到关闭位置中，如果不在相反方向上返回移动带齿皮带，则其不能从该关闭位置再次移动。因此，门可以牢固地锁定，例如对于乘客。
为了移动并以此锁定摆动滑动门，导轨具有第一直部段、第二直部段和弧形的端部部段，其中两个直部段布置成彼此成角度。因此，门可以位移出门入口，并随后平行于车辆外壁。当门位于门入口中时，借助于过死点中间锁将门牢固地锁定在端部位置中。
较佳地，在第一直部段的自由端上布置被驱动的小齿轮，在从第一直部段到第二直部段的过渡区域中布置第一齿盘并且在弧形的端部部段的区域中布置第二齿盘。
将参考以下附图更详细地在以下描述本发明。附图仅示出了较佳的设计特征，而且并不旨在将本发明限制于这些特征。
附图说明
在附图中：
图1：示出了具有本发明的力驱动器的带齿皮带部段，以说明紧固原理，
图2：示出了具有紧固于其上的力驱动器的带齿皮带部段的剖视图，
图3：示出了本发明的齿盘的侧视图，其具有带齿皮带部段和三个力驱动器，
图4：示出了根据图3具有辅助连接板的侧视图，
图5：示出了根据本发明的驱动设备，具有导轨和处于打开位置的门，
图6：示出了根据图5的驱动设备，门处于关闭位置，
图7：示出了具有驱动器元件的力驱动元件的放大立体图，
图8：示出了根据图7的力驱动元件的侧视图，
图9：示出了根据图7的力驱动元件的仰视图，
图10：示出了根据图7的力驱动元件的侧视图，以及
图11：示出了根据图7的力驱动元件的前视图。
具体实施方式
图1示出了带齿皮带20的部段，其上固定有本发明的力驱动器22。带齿皮带具有外侧24和面向齿盘26(见图3和4)的内侧28。内侧28通常具有未在附图中示出的齿28。
力驱动器22由大致圆柱形的本体形成，其被分成上部部件30和下部部件32。在示出的示例性实施例中，上部部件30和下部部件32利用连接装置34、较佳地是夹紧螺钉彼此连接，使得带齿皮带20布置在这两个部件之间。在这种情况下，下部部件32布置在内侧28上，并且上部部件30布置在带齿皮带的外侧24上。在附图中未示出下部部件32的锯齿状内表面，其面向带齿皮带20的齿并且与这些齿相对应。这些齿接合到下部部件32内侧中的相应形状的凹陷中，使得在力驱动器22与带齿皮带20之间产生形式配合摩擦连接。
在示出的示例性实施例中，下部部件32具有开口36，连接装置34可插入、较佳地旋拧入开口36中。以夹紧螺钉的形式示出的连接装置34在带齿皮带20的侧向延伸并且不穿透该带齿皮带。力驱动器22的长度相应地超过带齿皮带20的宽度B。
该附图还示出了两个驱动元件38，它们以短轴的形式实现并关于带齿皮带的宽度B在带齿皮带上方侧向地突出。然而，替代于两个侧向突出的驱动元件38，还能够仅提供单个驱动元件38。可以说，驱动元件38代表力驱动器22在其纵向方向上的延伸，其在紧固状态中分别平行于带齿皮带的宽度B延伸或横向于带齿皮带的纵向延伸部X-X。根据本发明，短轴或突起分别承载辊80(参见图7至11)。
图2以剖视图的形式示出了在带齿皮带20上的力驱动器22的布置。
图3示出了布置在带齿皮带20上的三个相邻的力驱动器22。该附图还示出，齿盘26一方面具有用于接纳和捕获带齿皮带20的齿的齿凹部40，另一方面具有用于接纳和捕获力驱动器22的力驱动器凹部42。当齿盘26驱动带齿皮带并且力驱动器22位于力驱动器凹部42中时，齿盘26的驱动力直接传递到这些力驱动器。
图4示出了阐明了本发明的连接板44的功能的简化图示。连接板44示出为将三个力驱动器22在带齿皮带20的拉动方向上连接至彼此。在这种情况下，中间的力驱动器22被不可旋转地支承。
该连接板44还含有两个弯曲的长孔48，外部的力驱动器22的圆柱形突起分别延伸到其中。布置在这些突起上的辊80未在该附图中示出。弯曲的长孔48允许连接板44借助于齿盘26在改变方向期间枢转运动。连接板44同时地确保力被分配到三个力驱动器22上并且带齿皮带20的张力保持不变。
图5以简化示意图的形式示出了本发明的驱动设备18的较佳变型。该附图示出了元件驱动器92，其可枢转地支承在力驱动元件56的驱动装置90上。该元件驱动器92用于连接到待驱动的元件，例如未示出的门50。力驱动元件56连接到带齿皮带20。布置在力驱动器22的端部上的未示出的辊80在导轨60中被引导。导轨60具有第一直部段62和第二直部段64。较佳地，电驱动马达68(参见图6)借助于小齿轮70驱动带齿皮带20。第一齿盘26-1布置在从第一直部段62到第二直部段64的过渡区域中。门50处于其打开位置。
图5还示出了仅设置三个力驱动器凹部42，用于捕获力驱动器22。由于力驱动器22总是精确地行进相同的距离，第一齿盘26-1还能准确地适配至力驱动器22的位置，其中仅需要设备的一次性预调整。该附图还示出了只有小齿轮70被驱动，而不是第一齿盘26-1。这样，有效地避免了力驱动器22在第一齿盘26-1上的滑动。
图6示出了过死点中间位置的变型。第二齿盘26-2布置在弧形的端部部段66的区域中。在该变型中，力驱动元件56从第一直部段62移动到弧形的端部部段66，但是不越过小齿轮70。该小齿轮在这方面也没有力驱动器凹部42，而是只有齿凹部40。在该关闭位置中，实现了过死点中间位置。这由线L指示。
图7至11示出了力驱动元件56的结构。不能枢转或旋转的中间力驱动器22-1被布置在框架元件72中。第二力驱动器22-2和第三力驱动器22-3布置在其附近，并且由于长孔48而能被枢转，使得力驱动元件56能围绕齿盘26移动。框架元件72基本上形成两个相对的连接板44和连接壁76，连接壁将两个连接板彼此连接。外部力驱动器22延伸穿过长孔48并承载辊80。
驱动装置90较佳地设置成横向于带齿皮带20的纵向方向、即垂直于力驱动器22延伸，其中所述驱动装置连接到框架元件72并用于连接到待驱动的元件驱动器92。驱动装置90较佳地以旋转固定的方式连接到连接壁76。它较佳地形成用于连接元件驱动器92的枢转点，元件驱动器92又连接到待驱动的元件，例如门50。为此目的，驱动装置90可以包含驱动器开口94，该驱动器开口94平行于力驱动器22对齐并且元件驱动器92的驱动器轴96可旋转地支承在其中。
本发明不限于所描述的示例性实施例，而是还包括由权利要求书所覆盖的其它变型。替代于提供三个力驱动器22，具体地还可能提供更多个力驱动器22。还可以设想将连接板44布置在力驱动器22的两侧上。

Claims (14)

1.一种用于驱动元件的驱动设备(18)，包括
-具有带齿皮带(20)的带齿皮带驱动器，
-框架元件(72)，所述框架元件(72)形成两个相对的连接板(44)和连接壁(76)，所述连接壁(76)将所述两个连接板(44)彼此连接，
-至少三个细长的力驱动器(22)，所述至少三个细长的力驱动器(22)紧固在所述带齿皮带(20)上并平行于所述带齿皮带(20)的宽度B对齐并且彼此平行，
-其中所述力驱动器布置在所述框架元件(72)内，其中中间力驱动器(22-1)以旋转固定的方式紧固在所述两个连接板(44)上，并且相邻的外部力驱动器(22)的端部部段分别延伸穿过所述连接板(44)的弯曲的长孔，使得所述外部力驱动器(22-2、22-3)能枢转，并且其中所述外部力驱动器(22-2、22-3)的端部具有圆柱形突起，所述突起以短轴的形式实现并且在所述连接板(44)中的一个之外分别承载辊(80)，
-齿盘(26)，所述齿盘(26)具有用于捕获所述带齿皮带(20)的齿的齿凹部(40)和用于捕获所述力驱动器(22)的驱动器凹部(42)，
-非直线导轨(60)，所述非直线导轨(60)至少部分地平行于所述带齿皮带(20)的延伸部延伸，并且布置在所述外部力驱动器(22-2、22-3)上的所述辊(80)在所述非直线导轨(60)中被引导，以及
-驱动装置(90)，所述驱动装置(90)连接到所述框架元件(72)并用于连接到待驱动的元件。
2.根据权利要求1所述的驱动设备(18)，其特征在于，所述驱动装置(90)以旋转固定的方式连接到所述连接壁(76)。
3.根据权利要求2所述的驱动设备(18)，其特征在于，所述驱动装置(90)形成用于连接元件驱动器(92)的枢转点。
4.根据权利要求3所述的驱动设备(18)，其特征在于，所述驱动装置(90)包含驱动器开口(94)，所述驱动器开口(94)平行于所述力驱动器(22)对齐并且所述元件驱动器(92)的驱动器轴(96)被可旋转地支承在所述驱动器开口(94)中。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的驱动设备(18)，其特征在于，所述导轨(60)具有弧形的部段(66)，使得所述力驱动器(22)能围绕所述齿盘(26)移动，从而实现过死点中间位置。
6.根据权利要求1所述的驱动设备(18)，其特征在于，所述齿盘(26)以被驱动的小齿轮的形式实现。
7.根据权利要求6所述的驱动设备(18)，其特征在于，被驱动的小齿轮仅设置有用于捕获所述带齿皮带(20)的齿的齿凹部(40)。
8.根据权利要求1所述的驱动设备(18)，其特征在于，所述导轨(60)包括第一直部段(62)、第二直部段(64)和弧形的端部部段(66)，其中，所述两个直部段(62、64)布置成彼此成角度。
9.根据权利要求8所述的驱动设备(18)，其特征在于，将被驱动的小齿轮布置在所述第一直部段(62)的自由端上，将第一齿盘(26-1)布置在从所述第一直部段(62)到所述第二直部段(64)的过渡区域中并且将第二齿盘(26-2)布置在所述弧形的端部部段(66)的区域中，并且其中所述力驱动器(22)能围绕所述第二齿盘(26-2)移动，使得实现关于所述待驱动的元件的返回移动的过死点中间位置。
10.根据权利要求1所述的驱动设备(18)，其特征在于，所述待驱动的元件是门(50)。
11.根据权利要求1所述的驱动设备(18)，其特征在于，所述力驱动器(22)借助于夹紧连接与所述带齿皮带(20)连接。
12.根据权利要求11所述的驱动设备(18)，其特征在于，所述力驱动器(22)由两个部件组成、即下部部件(32)和上部部件(30)，所述下部部件(32)在紧固状态下布置在所述带齿皮带(20)的内侧(28)上，所述上部部件(30)布置在所述带齿皮带(20)的外侧(24)上，其中能将所述下部部件和上部部件连接至彼此，使得它们夹紧彼此之间的所述带齿皮带(20)。
13.根据权利要求12所述的驱动设备(18)，其特征在于，所述上部部件(30)和所述下部部件(32)在所述紧固状态下旋拧至彼此。
14.根据权利要求12所述的驱动设备(18)，其特征在于，所述力驱动器(22)具有长度L，所述长度L在所述紧固状态下平行于所述带齿皮带(20)的宽度B延伸并且超过所述带齿皮带(20)的所述宽度B，其中，所述下部部件(32)和所述上部部件(30)借助于邻近所述带齿皮带(20)侧向地延伸的连接装置(34)连接至彼此。
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