CN1186147A - 车辆用摆动滑门 - Google Patents

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Abstract

本发明有关一车辆用摆动滑门,它包括:在支架(7)上纵向可移动的滑座(6),一导轨(9),在其中运行有可摆动的支承机构(2,3,4,5)的一导向销(8),以及作用在滑座(6)上的一作用元件(15)上的线性驱动装置(10,21)。按本发明,该作用元件(15)相对于滑座(6)可在两位置间运动,两位置分别对应于门扇(1)的外摆开位置和门扇(1)的向内摆进的位置,且该作用元件(15)与支承机构(2,3,4,5)的一个元件成这样的连接:它们的位置改变产生了门扇(1)的内摆和外摆运动或至少从根本上支持了上两种运动。

Description

车辆用摆动滑门
本发明涉及一种车辆用摆动滑门，它具有：a)至少一个门扇；b)一位置固定地配置于车辆中以支承该门扇的支架；c)一安装在支架上能纵向移动的滑座；d)一根据需要组成一四连杆机构的、将门扇同滑座连接起来且可摆动的支承机构；e)一位置固定地安装在车辆中的导轨，一与该支承机构的一元件相连结的导销行走于该导轨之中且由此确定该支承机构的角位置；f)一线性驱动装置，它使门扇和滑座沿支架运动，其特征为：g)该线性驱动装置作用在滑座的作用点上。
这样的一种设计已从专利EP0643 190A2中被人们所知，其中还将驱动马达减速装置的反作用力矩经一连杆用来使一门的分支管在开门运动的起始向外摆动而在关门运动的末了向内摆动，该分支管使门扇副闭合棱边产生展示运动。
从专利DE43 16 253 A1中可知一类似设计，其中连杆各采取一过死点位置，使门的分支管可靠地保持在其各自的角位置上。
从专利DE 32 31 181 C2中可知一另外的设计。有关驱动装置的类型在该专利中却仅仅只提到它依靠一刚性臂作用于门扇上。为避免在平行四连杆机构的摆动运动中产生动、静力学的问题，上述这一点是很必要的。
从专利DE 34 19 338 C2中已知一用于门的线性驱动装置，它采取一种无限循环的绳或皮带驱动装置的形式，其中皮带驱动装置的导向轮直径被用于门的展示运动。循环驱动装置上的门扇所具有的铰接点绕导向轮盘一起转动约90°并由此将门拉入车箱的间隔中或在开门时将门展开。由于采用了这种驱动装置，实际门的导向问题(有关这一问题在该专利中没有介绍)的解决办法与第一次提到过的专利中所描述的解决办法有所不同。
与第一次提到过的专利相比较，这后一种专利所具有的优点是：这种驱动装置在关门运动终了和开门运动初始时直接提供一分力，该分力支持了在门的这一位置时所产生的摆动运动。在皮带传动中，门扇的连接附件需部分地围绕导向轮旋转，由于皮带传动的应力，这种驱动装置却很易受干扰且很快便被磨损。
本发明的目的是：避免前两种原理的缺点，保持它们所有的优点以制造一种本文开始所述种类的门，这种门易于维护和调整，它通过采用简单和便宜的构件来达到本发明所述的那些目标。
根据本发明所提供的有：作用元件相对于滑座可在两位置间运动，其中一个位置对应于门扇的外摆、打开的位置，另一个位置对应于门扇的内摆、关闭的位置，且其中通过作用元件从一个位置到另一个位置的运动，支承机构在滑座一侧的铰接点受到一转矩的冲击并由此产生内摆和外摆运动或至少极大地支持这两种运动。
在本发明的一第一优选实施例中，线性驱动装置为一无限循环的带、一链条、一皮带或类似物，它在滑座上围绕一组成作用元件的轮子旋转，该轮子与支承机构的摆动轴相连接或工作连接。
在本发明的一第二优选实施例中，线性驱动装置为一丝杠，该丝杠与一丝杠螺母相互作用，它被旋转地配置在滑座两挡块之间，由此组成了作用元件且经一齿轮啮合机构、一摩擦轮传动装置、一皮带或类似装置与支承机构的一滑座一侧的转轴成工作连接。
在一第三优选实施例中，线性驱动装置如同在第一优选实施例中一样为支承机构的一无限循环带或类似物但却没有平行四连杆机构，而是有一简单摆动臂，由它可使整个设计变得十分紧凑。
本发明将借助附图来详细说明。附图中：
图1-5为根据本发明所述的一摆动滑门的第一实施例在关门运动过程中位于不同关门状态的情形；
图6为如本发明所述的一带有主轴驱动装置的滑门的第二实施例的详细情形；
图7、8和9示意画出如本发明所述的几种配置方式，用于锁定门扇在门的副关闭棱边范围内所处的关闭位置；
图10-12则为本发明的第三实施例，其中支承机构不形成平行四连杆机构。
图1为经过如本发明所述的一摆动滑门的主要元件的一水平剖视图。一门扇1借助于一平行四连杆机构与固定在门上的摆动轴2、3和固定在滑座上的摆动轴4、5被支承在一滑座6之上。滑座6则在一固定配置在车辆上的支架7上滑动。可以设想有这样的应用：其中该支架7轴向固定地、但却可绕其轴摆动地被配置在车体中。
取决于支架7之上滑座6位置的平行四连杆机构2、3、4、5的各角位置由一控制轮8所确定，该控制轮则与平行四连杆机构匹配，在图示的实施例中与轴2、4间的连接臂相连且在一导轨9中运行。
门驱动装置被做成为绕转的环形齿形带10，它绕两位置固定的导向轮11、12以及在滑座6上经与滑座固定的导向轮13、14，绕同平行四连杆机构之轴4旋转固定相连的一导向轮15旋转。齿形带10的驱动经一作用在两导向轮11、12之一上的马达来实施，其中还可接进一中间传动装置，该传动装置为常规的技术故不属本发明，因此无需在本文中作进一步说明。
由于平行四连杆机构2、3、4、5的角位置是由导轨9中的导轮8所确定，在图1所示的情况中作用在齿形带10上的一牵引力使滑座6产生移动且由此也使门1产生移动。图1所示的情形对应于门打开时的终了位置，通过相应的传感器和控制电路(均为常规技术故不属于本发明)，在图1所示的这种情况下仅只提供门扇1的一种关闭运动。
在这样一种关闭运动过程中，滑座6最终到达图2所示的情形，它表达门扇1纯直线移动的结束且开始摆动运动，该摆动运动使门扇1最终与车体对齐地摆入门框中。在到达这一情形时，根据本发明所取得的优点则产生如下效果：通过如箭头16所示方向作用于循环齿形带10之上的牵引作用，在导向轮15、且由此也在平行四连杆机构2、3、4、5之上作用有一顺时针方向转矩，它使平行四连杆机构2、3、4、5且由此也使门扇1产生摆动。
从图3、图4所示的门扇1进一步的摆动运动中可看出，导轨9当在导向轮8在摆动运动中所处的区域中与相对于车辆业已静止的平行四连杆机构摆动轴4同心地延伸时，如本发明所述的这种作用便特别地明显和强烈。
图5显示门扇1完全关闭时的情形。如从该图所能看到的，平行四连杆机构2，3，4，5此时占有一相应于门关闭状态的角位置。
门的打开类似于上述关门过程按相反的顺序进行。通过施加一与箭头16方向(图3)相反方向的牵引力，将在与平行四连杆机构2、3、4、5成工作相连的导向轮15上造成一顺时针方向的转矩且使平行四连杆机构产生摆动并由此使门扇1向外摆动。
同样，在导轨9中的导向轮8则在导轨9的弯道段被移动，该移动则对应于平行四连杆机构绕相对于车辆仍处静止状态的摆动轴4的一转动运动。在该转动运动过程中，当导向轮8到达直道段时，这种情况使绕摆动轴4的转动运动终止且由此也使导向轮15的转动固定，从而也使滑座上的齿形带10的转动固定。
通过由此所产生的反作用力使得滑座6沿支架7开始运动，并由此使从此时起已完全外摆开的门扇1沿开门方向一起直线运动。这一运动在到达图1所示的情况时被停止，此时有多个传感器确定这一状况的到达并中断传动。
这种实施例形式可被转换成不同形式。因此不一定非要求齿形带10绕一与摆动轴4共轴且旋转固定地相连的导向轮15旋转。也可以提供一种导向轮，它通过一齿轮变速装置、一摩擦轮变速装置或一皮带驱动装置作用在摆动轴4上，这样在开、关门时能够作用一个不同于由马达和其上法兰联接的传动装置所预先给定的功率和转矩。同样也可使齿形带借助于一压板作为一种齿条在一合适选取的齿轮上滑过，当然由于齿形带较大的应力，这一方案并不是优选的。
同样也可以在关门过程中提供一种滑座运动和平行四连杆机构摆动的组合运动，这样可实现每一种任意的展示和关门末了的运动。为此只需导轨9的形式当门处于关闭末了区域内在导向轮8所在的范围内相应地作更改。
在设计双扇门时可容易地对本发明作相应的更改：例如可以通过将导向轮12安排为齿轮而将一镜象装置两次配置，当然要使其与一驱动装置相匹配。同样也可以将齿形带10穿过整个门宽且两门扇的每一个均由皮带的两如此配置的回行段之一所驱动，其中通过齿形带10的一扭转配置方式且可能的话与斜置的导向轮11、12相组合，可以将配置在滑座上的导向轮13、14、15配置在两滑座上差不多相同的水平面上，而不会因齿形带的另外的回行段而造成障碍。
同样也不要求绕转的驱动装置10一定为一齿形带，这种情况只有考虑价格和摩损等因素时才是优选的。当然也可以采用绳子、链条或其他种类的驱动元件，其中也可能提供相应的张紧机构，但这些机构与本发明无关故无需在此加以说明。
一种绕转的驱动装置的配置形式还具有如下优点：在定期反复的维修工作过程中，可将驱动装置移位一定的距离，这样高应力部位在整个运行期间可在整个驱动装置上移动，这样可使应力均匀分布并由此大大提高装置寿命。
在如本发明所述思想的第二实施例中采用了一丝杠驱动装置。图6示出一滑座6，该滑座如同第一实施例中情况那样沿一支架7移动且被配置在一平行四连杆机构的滑座一侧的摆动轴4、5之上。在图示的实施例中，摆动轴5有一锥齿轮17，它与一锥形小齿轮相啮合，该小齿轮被配置在一丝杠螺母19上。丝杠螺母19可旋转地但却不可移动地与滑座6的一根臂20相连接。丝杠螺母19在一丝杠21之上转动，丝杠21为线性驱动元件，该驱动元件在第一实施例中则由齿形带10所组成。
这一装置的作用原理完全类似于通过图1-5所说明的实施例。在图6所示的关闭终了位置，在开门时通过丝杠21的旋转将一转矩传递到丝杠螺母19之上，该转矩将转动经锥齿轮18、17顺时针方向传递到平行四连杆机构上且由此使门扇产生一外摆运动。当平行四连杆机构的摆动运动由导向装置(图1中8、9；图6中为简洁起见未画出)执行至终了时，则由滑座6产生的反作用力使平行四连杆机构朝开门方向(图6中向右)运动。其过程类似于关门时情形。
也可对这种实施例类型作不同的改变。例如可以取代锥齿轮传动而使用价格便宜的冠形齿轮传动或者也可采用摩擦轮组合方式。从图6可看到，平行四连杆机构的两边并不需要与支架7平行，这一点当然适用于本发明所述的每一种实施例。
如本发明所述的一种摆动滑门的结构除了迄今已讲述过的优点以外还具有其它更多的优点，因为通过如本发明所述的门结构可以容易地以几乎可任选的力量将门的副闭合棱边22保持在关闭位置上。在所附的图中示出了三种优选实施例。
图7示出一如本发明所述的门设计，其中门扇1被导入副闭合棱边22的区域中并被保持在关闭位置上。特别对于大功率火车来说由于两列火车相对而开在火车间会产生负压，因此上述这一情形是十分希望得到的。为达这一目的，在门扇1中设有一导轨23，该导轨与滚子或类似元件24相互作用，该滚子或类似元件则被配置在一摇臂25上。该摇臂25可绕一垂直轴26转动且因此确保了门扇在副闭合棱边22范围内的展示运动。对普通门来说，摇杆25被迫一起参与门扇运动并仅确保门扇的展示运动，目的是避免在门扇和固定在车辆上的门框之间产生碰撞。
也已知道有这样的设计，其中摇杆25受一弹簧的作用，该弹簧根据各不同的应用领域被确定是将摇杆带到关闭位置还是带到打开位置。对高速列车来说也已经知道配置了一种将有的摆动驱动装置，该驱动装置独立于门驱动装置地根据门的控制装置来控制和固定摇杆25的角位置。
按本发明考虑：位于副闭合棱边范围内的导向轮11被配备一合适的拨杆和一固定臂27，它在门扇1到达关闭终了位置时与一螺栓28嵌入摇杆26的一槽29中并先将门扇挤入关闭位置再然后将其固定。
在图7所示的实施例中值得注意的是：用于铰接四杆机构2、3、4、5的导轨9的构成与根据图1-5所述的实施例中的导轨形式有所不同且相对于门驱动装置采取一另外的位置，其中齿形带10的运动方向本身并不改变且因此也不改变导向轮11、12的各旋转方向。同样在这种类型中，在摆动运动过程中齿形带10的导向轮15以及摆动轴4基本位于导向轮8所在导轨9的弯道段的中点。
止动杆27在关闭运动末了逆着导向轮11的转动方向旋转，这一点比如通过一行星齿轮装置可容易地实现。当门驱动装置直接用法兰联接在导向轮11范围之内时，止动杆27的这种摆动运动将优选地作为马达转矩的反作用运动由可旋转的、固定联结的驱动装置所导出。
图8示出在副闭合棱边范围内该闭锁机构的又一发展，其中导向装置8、9又具有第一实施例的形式。在这种实施例形式中，摇杆25有一导槽30，它与一中间杠杆31的一对应滚子相互作用。中间杠杆31与止动杆27成工作联接，其中止动杆27又与作用于导向轮11之上、门运动所需的驱动装置相互作用。
通过导槽控制除了可将门扇1固定于副闭合棱边22的范围内之外还可相应地支持展示运动，因为导槽30能在垂直于导槽纵向延伸的两方向上带来力。
通过将导槽30相应地做成弯曲的形式能在这种情况下在驱动装置掉电时也能提供一闭锁，因为在仍然如此大的力作用在门扇1上的情况下，是不可能通过一适当选择的导槽30的形式与中间杠杆31相互作用来展开门扇1的副闭合棱边的。出于安全的考虑，在许多应用场合优选采用一种自锁配置方式。
在这一配置的另一类型中，如图9所示提供有：摇杆25通过如下方式被固定在关闭位置上，即，其连接臂32经过一死点被连到止动杆27，其结果是由于在门扇1上仍然如此大的力作用，因此不开动驱动装置想打开门是不可能的。图9再次利用根据图1-5的导向装置8、9的一种如本发明所述的配置方式来示出这一种类型。死点位于止动杆27的轴通过连接臂32所覆盖的地方。如同其它实施例的情况那样，止动杆27优选地由驱动装置反作用转矩所驱动。
图10-12示出本发明的一个特别紧凑的结构类型，其中支承机构仅由一摆动臂33所组成，它一方面能绕一垂直轴摆动地铰接于滑座6上，另一方面同样地也能绕一垂直轴摆动地铰接于一固接于门之上的支承臂34上。摆动臂33旋转固定地与一驱动臂35相连接，在其上作用有线性驱动装置10，其中驱动臂35的角位置及由此也有摆动臂33的角度位置由在一固接于门之上的导轨9之中被引导的一导向轮8所确定。
如同本发明的第一实施例中的情况一样，线性驱动装置10由一皮带驱动装置组成，它被导引围绕于带固结于门框上的轴的导向轮11、11′、12、12′，其中一个导向轮(在图示例中为在门扇副闭合棱边范围内的导向轮11)由传动装置37所驱动。
类似于图7、8和9所示的实施例，还提供了一固结于门框的垂直轴26，它比如可以是一门轴管。与该轴26旋轴固定连接的是一摇杆25，它具有滚轮24，该滚轮在门扇1的一导轨23中滚动。
传动装置37是可转动地被悬挂的，在传动装置壳体上可摆动地固接有一鱼尾板36，它的另一端与轴26并由此也与摇杆25旋转固定连接。
按本发明这一实施例的设计的工作原理如下：如图10的上图所示，为门在被打开时的状态，下图为关门状态，其中导向轮11经传动装置37被反时针旋转。传动装置37的反作用力矩经该传动装置的壳体、鱼尾板36、摇杆25及导向轮24和39被传至门扇1之上的导向装置23，这样轴26没被转动。
由被驱动的导向轮11使之运动的齿形带10与驱动杆35可摆动地连接。由于该驱动杆相对于滑座6的角位置是由导向轮8及其导向装置9所确定，滑座6以及门驱动装置的所有水平运动部件和门本身均沿导向装置10朝“关门”的方向被驱动。
在这一关门运动过程中，导向轮8到达位于导轨9弯曲段的位置，这样驱动杆35相对于滑座6的角位置便改变。由于驱动杆35与摇杆33是旋转固定连接的，角位置的这一变化导致门扇1向内摆动。这一内摆运动由始终作用在门轴管26上的传动装置37的反作用力矩所支持。
在关门运动末尾门扇1被压在门垫上越厉害，这一反作用力矩也就越大。门轴管的这一摆动地导致使鱼尾板36转动至图10下图所示的过死点位置，这样便不可能在没有驱动装置力作用的情况下打开门。
在开门时驱动装置力图使导向轮11顺时针旋转，由于门是锁定的因此这是不可能的。这样反作用力矩便使鱼尾板36反时针越过死点旋转并同时在展示运动方向上作用于门分支管26之上。
为确保在到达完全被展开的位置之前门扇不进行任何纵向移动，在摇杆25上配置有一调整轮39，该调整轮在门关闭状态时位于门扇1的一空隙40中，且由此阻止了门扇的一直线移动。由于门轴管26的转动以及与之相连的摇杆25的位置改变，使调整轮39走出空隙40的区域并被门扇所碾过。反过来在关门时该调整轮又确保了在门扇1到达正确位置之前不能被向内摆动。
图中通过与传动装置壳体相连的弹簧38示意地表示出了一种可能的门紧急控制装置，该控制装置被用于在紧急情况下克服门驱动装置的死点位置。
也可以类似于图8中所示那样采用一导槽来替代这种过死点机构，通过它同样可实现使传动装置(或马达)的反作用力矩在开门时支持门扇1或门轴管26的摆动运动。
在两扇式门情况下，可以将用于副闭合棱边的如本发明所述的闭锁机构通过合适的且本身为众所周知的传递装置应用于第二扇门扇的传动件或导向机构，这对于从事交通工具用门窗制造业的专业人员来说在理解本发明方面不会带来任何问题。在副闭合棱边范围内可供选择的设施中进行选择取决于期待取得的效果和应用领域且可根据这两点容易地由这一领域的专业人员来选择并使之满足他所提出的要求。
下述情形肯定属于上述结构的特别优选的改型：用马达的反作用力矩来产生止动杆27的运动且由此来免除一附加驱动装置。除了上述这方面的节省之外，通过该马达的反作用力矩还能产生一有关运动各阶段的自动顺序，而无需再通过传感器作专门的监测以及对不同驱动设备作相应的调整。
在本发明基本思想的第二实施例的情况下，通过应用一丝杠，当然可以通过把一锥齿轮或冠形传动机构用作丝杠的驱动装置来获取相应的反作用力矩来使一止动杆运动。这一点当然也可以通过为丝杠采用一齿形带驱动装置以及一与丝杠平行放置的马达来实现，其中只是要求马达的支承应能使之从马达得出相应的反作用力矩。
当然也可以将如本发明所述的门扇在副闭合棱边范围内的运动和固定独立于如本发明所述的基本思想的应用之外来加以使用。
在本发明的说明书和权利要求中一般化地使用了名词“作用元件”(Angriffselement)，例如用于在第一实施例中齿形带10和导向轮15间的附着摩擦，用于第二实施例中齿轮17、18间的啮合以及用于在第三实施例中的驱动装置杠杆35的角位置。还可以想到的是：在第一实施例中将齿形带10固定在平行四连杆机构的转动中心3和4之间的连接元件的加长件上，这从本发明的意义上讲也相当于一作用点。
本发明也可作不同的改型。例如在第一实施例中可以将齿形带绕在两滑座一侧的摆动轴上，以提高可传递力矩。对平行四连杆2、3、4、5的一元件施加影响而不是对滑座侧的摆动轴施加影响，这种可能性前面已被提到过，这可通过应用一合适的、叉形拨杆来实现而无需使齿形带10偏移。一种这样的拨杆亦可被用于本发明的第三实施例中。
属于常规技术而不属于本发明的元件出于简洁的原因在前面的叙述中未加说明。属于这些的还有例如在底部的门的导向装置、监测门运动的传感器、掉电情况时紧急释放装置、特别用高速列车的专门的密封件配置形式等等。

Claims (8)

1.车辆用摆动滑门，它包括
a)至少一个门扇(1)，
b)一位置固定地配置在车辆上的支承门扇(1)的支架(7)，
c)一横向可移动地支承于该支架(7)之上的滑座(6)，
d)一必要时组成一平行四连杆机构(2，3，4，5)的、连接门扇(1)和滑座(6)的、可摆动支承机构(2，3，4，5；33，35)，
e)一位置固定地配置在车辆上的导轨(9)，在其中运行有一导向销(8)，该导向销与支承机构(2，3，4，5；35)的一元件相连且因此确定支承机构的角位置，
f)一线性驱动装置(10，21)，它使门扇(1)和滑座(6)沿导轨(7)运动，其中
g)线性驱动装置(10，21)作用在滑座(6)上的一作用元件(15，19；35)，
其特征为：
h)作用元件(15，19；35)相对于滑座(6)可在两位置间运动，其中一个位置对应于门扇(1)外摆开的位置，而另一个位置则对应于门扇(1)向内摆进的位置，且
i)作用元件(15，19；35)与支承机构(2，3，4，5；33)作这样的连接，使得通过作用点(15；19，35)从一个位置到另一个位置的运动让支承机构上被施加一转矩且由此产生门扇(1)的向内、向外摆动或至少从根本上支持上两种运动。
2.如权利要求1所述的摆动滑门，其特征为：线性驱动装置为一绕转的齿形带(10)、一绳子、一链条或类似元件，且作用元件(15；35)完成绕一平行于支承机构(2，3，4，5；35)的一摆动轴的轴的转动运动。
3.如权利要求2所述的摆动滑门，其特征为：作用元件为一被齿形带(1)所围绕的轮(15)，该轮与支承机构的至少一根滑座一侧的摆动轴(4，5)相连。
4.如权利要求1所述的摆动滑门，其特征为：线性驱动装置包括一丝杠/丝杠螺母组合(21，19)，
丝杠螺母(19)作为作用元件被可转动地配置在丝杠(21)外围，且
丝杠螺母(19)的转动经一传动装置，比如一锥齿轮传动装置(18，17)被传递至支承机构(2，3，4，5)的滑座一侧的一摆动轴(4，5)。
5.如权利要求1所述的摆动滑门，其特征为：在门扇(1)中配备有一导轨(23)，它与安装在一摇杆(25)之上的轮(24)相互作用，摇杆(25)绕一根本上垂直的轴(26)可在两位置之间来回摆动，其中第一个位置对应于门扇(1)的外摆开的位置而第二个位置则对应于门扇(1)向内摆进的位置，且在门的关闭终了情况下，与线性驱动装置(10，21)相连接的一运动杆(27)将摇杆固定在它的第二个位置上。
6.如权利要求5所述的摆动滑门，其特征为：止动杆(27)的运动在关门运动的终了阶段由驱动装置的反作用力矩所导出。
7.如权利要求5或6所述的摆动滑门，其特征为：止动杆(27)必要时可通过中间部件(32，31)与摇杆(25)的一导槽(30)共同作用。
8.如权利要求5或6所述的摆动滑门，其特征为：止动杆(27)可能的话经中间部件(32)按一死点机构的方式与摇杆(25)共同作用。
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