RU2790369C1

RU2790369C1 - Sliding door drive

Info

Publication number: RU2790369C1
Application number: RU2022118919A
Authority: RU
Inventors: Михаил Львович Суворов; Григорий Игоревич Суханов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Камоцци Пневматика"
Filing date: 2022-07-12
Publication date: 2023-02-17

Abstract

FIELD: public transport vehicles.

SUBSTANCE: invention relates to the drive of a sliding door leaf of a public transport vehicle of urban or intercity traffic. The sliding door drive includes at least one carriage (2), driven by at least one lead screw (3) with a longitudinal axis X2, a lead nut (4) configured to move along the lead screw (3) along the X2 axis. The axial force from the running nut (4) is transmitted to the carriage (2) through the lever, in the groove of which the running nut (4) is installed, made with the possibility of sliding in the groove and limited rotation about the Y and Z axes. The running nut (4) contains protruding elements for fixation from axial movement relative to the lever. The running nut (4) is installed in the groove of the lever with transverse and longitudinal clearances sufficient to prevent jamming. The lever is fixed on the carriage (2) with a hinge.

EFFECT: simplified design and improved reliability.

7 cl, 10 dwg

Description

Изобретение касается привода створки раздвижной двери общественного транспортного средства городского или междугороднего сообщения.SUBSTANCE: invention relates to the drive of a sliding door leaf of a public transport vehicle of urban or intercity traffic.

В рамках изобретения под раздвижной дверью понимаются также двери или створки дверей, которые:For the purposes of the invention, a sliding door also refers to doors or door wings which:

- перемещаются прямолинейно вдоль кузова;- move straight along the body;

- перемещаются по криволинейной траектории вдоль кузова и поперек кузова.- move along a curved path along the body and across the body.

Известен привод раздвижной двери US 7552561 B2 прототип, состоящий из следующих компонентов: направляющий рельс, закрепленный относительно рельсового транспортного средства; каретку, перемещаемую в продольном направлении на направляющей и несущей дверное полотно; шпиндельный привод, включающий шпиндель, проходящий параллельно направляющей и шпиндельную гайку, жестко соединенную с кареткой в направлении оси шпинделя; при этом гайка шпинделя и каретка соединены таким образом, что каретка и гайка шпинделя перемещаются относительно друг друга в одной точке вращения, а соединение между гайкой шпинделя и кареткой включает скользящее шарнирное соединение, которое допускает относительное вращательное движение между шпиндельной гайки и каретки, а также смещающее движение только между шпиндельной гайкой и точкой вращения. Недостатком известного привода является необходимость высокой точности изготовления и монтажа - для обеспечения достаточной надежности и во избежание заклиниваний при работе.Known drive sliding door US 7552561 B2 prototype, consisting of the following components: a guide rail fixed relative to the rail vehicle; a carriage moved in the longitudinal direction on the guide and carrying the door leaf; a spindle drive including a spindle running parallel to the guide and a spindle nut rigidly connected to the carriage in the direction of the spindle axis; wherein the spindle nut and the carriage are connected in such a way that the carriage and the spindle nut move relative to each other at one point of rotation, and the connection between the spindle nut and the carriage includes a sliding swivel joint that allows relative rotational movement between the spindle nut and the carriage, as well as displacing movement only between spindle nut and pivot point. The disadvantage of the known drive is the need for high precision manufacturing and installation - to ensure sufficient reliability and to avoid jamming during operation.

Степени свободы тела:Degrees of freedom of the body:

1. Линейное перемещение вдоль оси X. Условное обозначение «X»;1. Linear movement along the X axis. Symbol "X";

2. Линейное перемещение вдоль оси Y. Условное обозначение «Y»;2. Linear movement along the Y axis. Symbol "Y";

3. Линейное перемещение вдоль оси Z. Условное обозначение «Z»;3. Linear movement along the Z axis. Symbol "Z";

4. Вращение вокруг оси X. Условное обозначение «ω_х»;4. Rotation around the X axis. Symbol "ω _x ";

5. Вращение вокруг оси Y. Условное обозначение «ω_y»;5. Rotation around the Y axis. Symbol "ω _y ";

6. Вращение вокруг оси Z. Условное обозначение «ω_z»;6. Rotation around the Z axis. Symbol "ω _z ";

При отсутствии ограничений по всем (перечисленным) степеням свободы тело имеет возможность одновременно линейно перемещаться вдоль осей X, Y, Z, а также вращаться вокруг этих осей. Для механизма, передающего движение от вращающегося ходового винта посредством ходовой гайки на тело, установленное на направляющей линейного перемещения с возможностью поступательного перемещения вдоль этой направляющей при условии, что винт и направляющая условно параллельны, т.е. фактические отклонения от их взаимной параллельности не позволяют пренебречь этими отклонениями, необходимо ввести конструктивные элементы, исключающие влияние этих отклонений от параллельности. Например, линейное перемещение X тела производится по направляющей, расположенной вдоль оси X; при этом тело дополнительно совершает вращение ω_х на ограниченный угол. Ходовой винт также ориентирован вдоль оси X. На винте расположена ходовая гайка, ограниченная от вращения ω_х относительно ходового винта. Ходовая гайка, также, должна быть параллельна ходовому винту. В силу неточностей изготовления и сборки имеются отклонения от параллельности направляющей, ходового винта и ходовой гайки по всем степеням свободы за исключением X.In the absence of restrictions on all (listed) degrees of freedom, the body has the ability to simultaneously move linearly along the X, Y, Z axes, as well as rotate around these axes. For a mechanism that transmits movement from a rotating lead screw through a lead nut to a body mounted on a linear movement guide with the possibility of translational movement along this guide, provided that the screw and the guide are conditionally parallel, i.e. actual deviations from their mutual parallelism do not allow neglecting these deviations, it is necessary to introduce structural elements that exclude the influence of these deviations from parallelism. For example, linear movement X of a body is performed along a guide located along the X axis; in this case, the body additionally rotates ω _x through a limited angle. The lead screw is also oriented along the X axis. The lead nut is located on the screw, which is limited from rotation ω _x relative to the lead screw. The lead nut must also be parallel to the lead screw. Due to inaccuracies in manufacturing and assembly, there are deviations from the parallelism of the guide, lead screw and lead nut in all degrees of freedom except for X.

Поэтому, задачей изобретения является необходимость конструктивными мерами исключить воздействие на ходовую гайку кинематических связей Y, Z, ω_х, ω_y, ω_z.Therefore, the objective of the invention is the need for constructive measures to exclude the impact on the running nut kinematic bonds Y, Z, ω _x , ω _y , ω _z .

Техническим результатом является исключение воздействия на ходовую гайку кинематических связей Y, Z, ω_х, ω_у, ω_z, упрощение конструкции и повышение надежности.The technical result is to eliminate the impact on the running nut kinematic links Y, Z, ω _x , ω _y , ω _z , simplifying the design and improving reliability.

В соответствии с изобретением, указанный технический результат достигается с помощью привода раздвижной двери, включающего по меньше мере одну каретку 2, приводимый в движение по меньшей мере один ходовой винт 3 с продольной осью Х2, движущуюся по ходовому винту 3 вдоль оси Х2 ходовую гайку 4, осевое усилие от ходовой гайки 4 передается каретке 2 через рычаг 7, в пазу которого установлена ходовая гайка 4 с возможностью скольжения вдоль оси Y и ограниченного поворота относительно осей Y и Z, ходовая гайка 4 содержит выступающие элементы Б для фиксации от осевого перемещения относительно рычага 7, причем ходовая гайка 4 установлена в пазу рычага 7 с поперечными Н и продольными К зазорами, достаточными для исключения заклиниваний, при этом рычаг 7 закреплен на каретке 2 с помощью шарнира 8.In accordance with the invention, the specified technical result is achieved by means of a sliding door drive, including at least one carriage 2, driven by at least one lead screw 3 with a longitudinal axis X2, moving along the lead screw 3 along the X2 axis, the lead nut 4, axial force from the running nut 4 is transmitted to the carriage 2 through the lever 7, in the groove of which the running nut 4 is installed with the possibility of sliding along the Y axis and limited rotation about the Y and Z axes, the running nut 4 contains protruding elements B for fixing against axial movement relative to the lever 7 , and the running nut 4 is installed in the groove of the lever 7 with transverse N and longitudinal gaps K, sufficient to prevent jamming, while the lever 7 is fixed on the carriage 2 using the hinge 8.

Согласно изобретению, каретка 2 выполнена с возможностью продольного перемещения по направляющей (1, 1а) вдоль оси X1, параллельной оси Х2, и содержит кронштейн 5 для соединения с раздвижной дверью.According to the invention, the carriage 2 is made with the possibility of longitudinal movement along the guide (1, 1a) along the axis X1, parallel to the axis X2, and contains a bracket 5 for connection with a sliding door.

Привод согласно изобретению, содержит ходовой винт 3с левой резьбой и ходовой винт 3а с правой резьбой, приводимые во вращение с помощью электродвигателя 6.The drive according to the invention comprises a lead screw 3 with a left-hand thread and a lead screw 3a with a right-hand thread, driven by an electric motor 6.

Согласно изобретению, ходовая гайка 4 содержит по меньшей мере одну поверхность Т, исключающую возможность ее поворота вокруг оси Х2 относительно рычага 7.According to the invention, the running nut 4 contains at least one surface T, which excludes the possibility of its rotation around the X2 axis relative to the lever 7.

Согласно изобретению, ходовая гайка 4 зафиксирована от поворота вокруг оси Х2 при помощи рычага 9.According to the invention, the running nut 4 is fixed from rotation around the X2 axis by means of a lever 9.

Согласно изобретению, рычаг 9 зафиксирован от поворота вокруг оси Х2 пальцем 10, установленным неподвижно на рычаге 7.According to the invention, the lever 9 is fixed from rotation around the X2 axis by a pin 10 fixed on the lever 7.

Согласно изобретению, для фиксации от поворота вокруг оси Х2, рычаг 9 выполнен с возможностью зацепления с корпусом шарнира 8.According to the invention, for locking against rotation around the X2 axis, the lever 9 is designed to engage with the hinge body 8.

Ниже изобретение описывается подробнее на основании прилагаемых фигур. Они представляют собой лишь примеры, и изобретение не ограничивается показанными вариантами исполнения.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying figures. They are merely examples and the invention is not limited to the embodiments shown.

На иллюстрациях изображены:The illustrations show:

фиг. 1: общий вид привода раздвижной двери согласно изобретению,fig. 1: general view of the sliding door drive according to the invention,

фиг.2: кинематическая схема,figure 2: kinematic diagram,

фиг. 3: вид привода раздвижной двери в поперечном направлении,fig. 3:Sliding door drive view in transverse direction,

фиг. 4 а), б), в): вид привода раздвижной двери в различных сечениях,fig. 4 a), b), c): view of the sliding door drive in various sections,

фиг.5: вид сопряжения ходового винт, гайки и рычага привода раздвижной двери,figure 5: view of the pairing of the lead screw, nuts and sliding door drive lever,

фиг.6: вариант исполнения конструктивного элемента привода раздвижной двери,Fig.6: variant of the structural element of the sliding door drive,

фиг.7: вариант исполнения конструктивного элемента привода раздвижной двери,Fig.7: variant of the structural element of the sliding door drive,

фиг.8: вариант исполнения конструктивного элемента привода раздвижной двери.Fig.8: variant of the structural element of the sliding door drive.

Основные требования к конструкции привода:Basic requirements for the design of the drive:

- При использовании передачи ходовой винт/гайка, при вращении винта гайка не должна вращаться совместно с винтом.- When using a lead screw/nut transmission, the nut must not rotate with the screw when the screw is turned.

- Гайка должна по возможности воспринимать преимущественно усилия, направленные по оси, т.е. должна быть по возможности соосна винту, смещение линий действия сил относительно оси Х2 необходимо минимизировать, т.к. при значительных отклонениях от соосности винта и гайки образуются моменты сил, приводящие к потерям, снижению кпд, преждевременному износу и отказу узла, возможно заклинивание;- The nut should, as far as possible, absorb mainly the forces directed along the axis, i.e. should be coaxial to the screw if possible, the displacement of the lines of action of forces relative to the X2 axis must be minimized, because with significant deviations from the alignment of the screw and nut, moments of forces are formed, leading to losses, reduced efficiency, premature wear and failure of the assembly, jamming is possible;

- Также, требуется исключение избыточных кинематических связей в конструкции, т.е. введение «развязок», позволяющих выполнять: синхронное перемещение каретки вдоль оси X1 и гайки вдоль оси Х2; качание каретки А1; качание А2 рычага гайки.- Also, it is required to exclude redundant kinematic connections in the structure, i.e. the introduction of "interchanges" that allow you to perform: synchronous movement of the carriage along the X1 axis and the nut along the X2 axis; carriage swing A1; swing A2 lever nut.

При этом следует отметить, что межосевое расстояние между осью Х2 винта (гайки) и осью Х3 шарнира 8 в процессе открытия / закрытия двери меняется в пределах нескольких мм. Оси X1, Х2, Х3 имеют существенные отклонения от параллельности.It should be noted that the center distance between the X2 axis of the screw (nut) and the X3 axis of the hinge 8 during the process of opening / closing the door varies within a few mm. Axes X1, X2, X3 have significant deviations from parallelism.

Для обеспечения выполнения вышеперечисленных требований, разработана конструкция, показанная на фиг.1-7.To ensure the fulfillment of the above requirements, the design shown in Fig.1-7.

На неподвижных цилиндрических направляющих 1 и 1 а (фиг.1) размещены подвижные каретки 2 и 2а, предназначенные для крепления к ним дверных створок (не показаны) с возможностью перемещения вдоль направляющих, а также качания вокруг геометрической оси направляющих. Электродвигатель 6 вращает ходовой винт, имеющий две части - с левой резьбой 3 и правой резьбой 3а. В зацеплении с винтом находятся две ходовые гайки 4 и 4а, установленные на каретках 2 и 2а соответственно. Таким образом происходит синхронное перемещение кареток 2 и 2а с закрепленными на них дверными створками (не показаны) при открытии и закрытии двери (двустворчатой). Для одностворчатой двери конструкция привода аналогична и отличается наличием одной каретки 2 или 2а и одной резьбовой поверхности ходового винта 3 или 3а. В связи с тем, что привод симметричен, далее описывается конструкция половины привода; вторая половина привода аналогична описываемой. В процессе открытия/закрытия двери кронштейн 5 каретки 2 помимо продольного перемещения вдоль оси X1 также совершает поперечное перемещение (фиг.3) в направлении оси Y. Поперечное перемещение составляет до 70 мм и более. Также, происходит качание А1 каретки 2 (поворот на ограниченный угол относительно оси X1) совместно с шарниром 8 (ось Х3), а также, качание А2 рычага 7 (поворот на ограниченный угол относительно оси Х2 винта 3), в котором размещена ходовая гайка 4 (фиг.3). Ходовая гайка 4 установлена соосно на ходовом винте 3, положение ходовой гайки 4 в пространстве обусловлено сопряжением поверхностей резьбы ходовой гайки 4 и ходового винта 3. Для передачи осевого усилия от ходовой гайки 4 рычагу 7 каретки 2 на ходовой гайке 4 содержатся выступающие элементы Б. Для исключения избыточных кинематических связей ходовая гайка 4 вставлена в паз рычага 7 с возможностью скольжения по пазу и с поперечными К и продольными Н зазорами, достаточными для исключения избыточных кинематических связей. Рычаг 7 при помощи шарнира 8 закреплен на каретке 2. При этом ходовая гайка 4 имеет возможность скользить вдоль паза рычага 7, исключая воздействие по оси Y на ходовую гайку при совместном повороте каретки 2 с шарниром 8 относительно оси X1. В направлении оси X рычаг 7 ограничен относительно каретки 2, т.е. имеет возможность перемещаться вдоль оси X только совместно с кареткой. Элементы Б ходовой гайки 4 выступают относительно паза рычага 7 таким образом, что ходовая гайка 4 ограничена от перемещения вдоль оси X относительно рычага 7, сохраняя при этом возможность перемещаться вдоль паза рычага 7 (т.о. исключая воздействия по осям Y и Z на ходовую гайку 4). В одном варианте исполнения, для исключения возможности поворота ходовой гайки совместно с ходовым винтом, ходовая гайка оснащена по меньшей мере одной поверхностью Т, фиксирующей ходовую гайку от поворота относительно рычага 7. В другом варианте исполнения, привод дополнительно содержит рычаг 9 механически соединенный с ходовой гайкой 4 и не имеет возможности перемещаться по осям X, Y, Z отдельно от ходовой гайки 4, установленной соосно ходовому винту 3. При этом, рычаг 9 зафиксирован от поворота вокруг оси Х2 пальцем 10, установленным неподвижно на рычаге 7, или рычаг 9 выполнен с возможностью зацепления с корпусом шарнира 8.On fixed cylindrical rails 1 and 1 a (figure 1) there are movable carriages 2 and 2a designed for attaching door leaves (not shown) to them with the possibility of moving along the rails, as well as swinging around the geometric axis of the rails. The electric motor 6 rotates the lead screw, which has two parts - with a left-hand thread 3 and a right-hand thread 3a. In engagement with the screw are two running nuts 4 and 4a mounted on carriages 2 and 2a, respectively. Thus, there is a synchronous movement of the carriages 2 and 2a with door leaves (not shown) attached to them when opening and closing the door (double-leaf). For a single-leaf door, the drive design is similar and differs in the presence of one carriage 2 or 2a and one threaded surface of the lead screw 3 or 3a. Because the actuator is symmetrical, the following describes the construction of the actuator half; the second half of the drive is similar to that described. In the process of opening/closing the door, the bracket 5 of the carriage 2, in addition to longitudinal movement along the X1 axis, also performs a transverse movement (Fig. 3) in the direction of the Y axis. The transverse movement is up to 70 mm or more. Also, the swing A1 of the carriage 2 (rotation at a limited angle relative to the X1 axis) occurs together with the hinge 8 (axis X3), as well as the swing A2 of the lever 7 (rotation at a limited angle relative to the X2 axis of the screw 3), in which the running nut 4 is placed (figure 3). The lead nut 4 is installed coaxially on the lead screw 3, the position of the lead nut 4 in space is due to the mating of the thread surfaces of the lead nut 4 and the lead screw 3. To transfer the axial force from the lead nut 4 to the lever 7 of the carriage 2, the lead nut 4 contains protruding elements B. For elimination of excessive kinematic connections, the running nut 4 is inserted into the groove of the lever 7 with the possibility of sliding along the groove and with transverse K and longitudinal H gaps sufficient to exclude excessive kinematic connections. The lever 7 is fixed on the carriage 2 by means of the hinge 8. In this case, the running nut 4 has the ability to slide along the groove of the lever 7, excluding the influence along the Y axis on the running nut when the carriage 2 rotates with the hinge 8 relative to the X1 axis. In the direction of the X-axis, the lever 7 is limited relative to the carriage 2, i.e. has the ability to move along the X axis only together with the carriage. Elements B of the running nut 4 protrude relative to the groove of the lever 7 in such a way that the running nut 4 is limited from moving along the X axis relative to the lever 7, while maintaining the ability to move along the groove of the lever 7 (i.e., excluding the effects along the Y and Z axes on the chassis nut 4). In one embodiment, in order to exclude the possibility of turning the drive nut together with the drive screw, the drive nut is equipped with at least one surface T, which locks the drive nut from turning relative to the lever 7. In another version, the drive further comprises a lever 9 mechanically connected to the drive nut 4 and does not have the ability to move along the X, Y, Z axes separately from the spindle nut 4, which is installed coaxially with the spindle 3. At the same time, the lever 9 is fixed from rotation around the X2 axis by the pin 10, which is fixedly mounted on the lever 7, or the lever 9 is made with the possibility of engagement with the hinge body 8.

Claims

1. A sliding door drive, including at least one carriage (2), driven by at least one lead screw (3) with a longitudinal axis X2, a lead nut (4) configured to move along the lead screw (3) along axis X2, characterized in that the axial force from the running nut (4) is transmitted to the carriage (2) through the lever (7), in the groove of which the running nut (4) is installed, made with the possibility of sliding in the groove and limited rotation about the Y and Z axes , the running nut (4) contains protruding elements B for fixing from axial movement relative to the lever (7), and the running nut (4) is installed in the groove of the lever (7) with transverse N and longitudinal K gaps sufficient to prevent jamming, while the lever (7) is fixed on the carriage (2) by means of a hinge (8).

2. The drive according to claim 1, characterized in that the carriage (2) is made with the possibility of longitudinal movement along the guide (1, 1a) along the X1 axis, parallel to the X2 axis, and contains a bracket (5) for connection with a sliding door.

3. The drive according to claim. 1, characterized in that it contains a lead screw (3) with a left-hand thread and a lead screw (3a) with a right-hand thread, driven by an electric motor (6).

4. The drive according to claim 1, characterized in that the running nut (4) contains at least one surface T, which excludes the possibility of its rotation around the X2 axis relative to the lever (7).

5. The drive according to claim 1, characterized in that the running nut (4) is fixed from rotation around the X2 axis by means of a lever (9).

6. The drive according to claim 5, characterized in that the lever (9) is fixed from rotation around the X2 axis by a pin (10) mounted motionless on the lever (7).

7. The drive according to claim 5, characterized in that for fixation from rotation around the X2 axis, the lever (9) is designed to engage with the hinge body (8).