УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СДВИЖНОЙ ДВЕРИ Российский патент 2003 года по МПК E05D15/10 

Изобретение относится к устройствам для приведения в действие створок, в частности сдвижной двери, и может быть использовано для перемещения дверей железнодорожного пассажирского вагона или автотранспортного средства.

Известно устройство перемещения сдвижной двери для использования на пассажирских транспортных средствах, содержащее подвеску створки двери, включая телескопическую направляющую, размещенную над дверным проемом (см. патент США 5207024). Телескопическая направляющая установлена с возможностью перемещения перпендикулярно плоскости дверного проема посредством шарнирно-рычажного механизма с пантографом. Названный механизм связан с гидро- или пневмоцилиндром, L-образным направляющим рельсом, имеющим паз, и со створкой двери. На телескопической направляющей установлена каретка для крепления одного конца створки двери. Другой конец створки соединен с внутренним телескопическим элементом направляющей. При открывании двери пневмоцилиндр приводит в действие шарнирно-рычажный механизм и сначала осуществляется выдвижение телескопической направляющей наружу вместе с закрепленной на ней створкой перпендикулярно плоскости дверного проема. Затем производится сдвиг створки вдоль стенки транспортного средства, в процессе которого из телескопической направляющей последовательно выдвигаются ее телескопические элементы в направлении сдвига створки.

В данном устройстве использована сложная шарнирно-рычажная система привода створки.

Известно устройство для перемещения сдвижной двери транспортного средства (см. патент США 5263280), содержащее средства подвески створки двери, средства для крепления к дверной раме, шарнирно-рычажный механизм выдвижения створки в ее поперечной плоскости и механизм продольного перемещения створки. Это устройство является наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения и принято за прототип. Механизм продольного перемещения створки включает направляющий элемент с криволинейным участком и направляющую трубу с кареткой, установленной с возможностью перемещения вдоль трубы. Направляющий элемент выполнен в виде балки с П-образным профилем и установлен неподвижно относительно дверной рамы в направлении перемещения створки вдоль стенки транспортного средства. На каретке закреплен ролик, который размещен в профиле направляющего элемента, контактирует с ним и обеспечивает легкое перемещение направляющей трубы и каретки вдоль направляющего элемента. Направляющая труба связана с шарнирно-рычажным механизмом выдвижения створки. Створка жестко закреплена на каретке. Каретка кинематически связана с приводом.

При открывании двери привод поворачивает рычаги шарнирно-рычажного механизма. Воздействуя на элементы подвески створки и направляющую трубу, шарнирно-рычажный механизм выдвигает створку в ее поперечной плоскости. Через кинематическую передачу приводится в движение каретка, которая перемещает створку вдоль направляющей трубы и направляющего элемента.

В описанном аналоге-прототипе использована сложная конструкция подвески и шарнирно-рычажного механизма выдвижения створки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции устройства для перемещения сдвижной двери.

Указанный технический результат достигается следующим.

Устройство для перемещения сдвижной двери содержит шарнирно-рычажный механизм выдвижения створки в ее поперечной плоскости и механизм продольного перемещения створки. Механизм продольного перемещения створки включает опорно-направляющую балку, установленную в направлении перемещения створки и закрепленную неподвижно относительно дверной рамы, и направляющую штангу с кареткой. Каретка установлена на штанге с возможностью продольного перемещения. На каретке закреплен ролик, который контактирует с опорно-направляющей балкой.

Согласно предлагаемому изобретению шарнирно-рычажный механизм выдвижения створки выполнен в виде пантографа, установлен на каретке, по меньшей мере, на двух шарнирах и снабжен, по меньшей мере, двумя шарнирами для соединения со створкой с возможностью фиксации ее в выдвинутом положении. Направляющая штанга установлена неподвижно и параллельно опорно-направляющей балке. Ролик контактирует с опорно-направляющей балкой с возможностью создания момента, уравновешивающего момент от силы тяжести створки в ее вертикальной поперечной плоскости.

Предложенное выполнение шарнирно-рычажного механизма в виде пантографа необходимо для осуществления плоскопараллельного перемещения створки двери. Размещение пантографа на каретке в совокупности с установкой направляющей штанги относительно опорно-направляющей балки и предложенным взаимодействием ролика с опорно-направляющей балкой позволяет отказаться от многочисленных несущих нагрузку элементов подвески створки и за счет этого упростить конструкцию устройства.

Целесообразно выполнить пантограф в виде, по меньшей мере, двух рычагов, соединяющих его шарниры на каретке с шаринирами для соединения со створкой.

Это наиболее простой вариант конструкции пантографа.

Оси шарниров пантографа целесообразно расположить вертикально и перпендикулярно оси направляющей штанги. Тогда на конце каретки, обращенном в сторону ее перемещения для закрытия двери, может быть установлена с возможностью продольного перемещения и фиксации муфты с тягой, причем тяга шарнирно соединена с рычагом пантографа и муфтой. Предложенные расположение осей шарниров пантографа, установка муфты и ее взаимосвязь с пантографом обеспечат выдвижение пантографа со створкой в поперечной плоскости створки путем перемещения муфты вдоль каретки и, следовательно, вдоль направляющей штанги, а также фиксацию пантографа со створкой в выдвинутом положении. Такая конструкция позволит открывать дверь вручную прикладыванием усилия лишь в одном направлении, в отличие от прототипа, и упростить устройство за счет сокращения нагруженных элементов.

Муфта может быть установлена с возможностью фиксации на каретке посредством шариков, размещенных в радиальных каналах каретки и контактирующих с муфтой и направляющей штангой. Причем на поверхности штанги напротив радиальных каналов каретки в ее крайнем положении при закрытой двери выполнена освобождающая кольцевая канавка для шариков. Описанная конструкция муфты является наиболее простой и обеспечивает также простоту конструкции устройства в целом.

Предлагаемое устройство для перемещения сдвижной двери иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.

На фиг. 1 представлено устройство для перемещения сдвижной двери, вид сверху.

На фиг. 2 - конструкция устройства с электромеханическим приводом, вид сверху.

На фиг.3 - конструкция пантографа с механизмом выдвижения и фиксации.

На фиг.4 - вид устройства сбоку с закрепленной на нем створкой двери.

Устройство для перемещения сдвижной двери (фиг.1) состоит из направляющей штанги 1 с кареткой 2, на которой закреплены пантограф 3 и ролик 4. Пантограф 3 представляет собой шарнирно-рычажный механизм, установленный на каретке 2, по меньшей мере, на двух шарнирах 5 (фиг.3) и снабженный, по меньшей мере, двумя шарнирами 6 для соединения со створкой 7 двери. Оси шарниров 5, 6 расположены в вершинах параллелограмма, образованного рычагами 8, кареткой 2 и створкой 7, и перпендикулярны его плоскости, лежащей в горизонтальной поперечной плоскости створки 7 двери. Ролик 4 опирается на опорно-направляющую балку 9, установленную параллельно направляющей штанге 1. Опорно-направляющая балка 9 и направляющая штанга 1 неподвижно закреплены у дверного проема посредством болтового соединения и вместе с кареткой 2 и роликом 4 образуют механизм продольного перемещения створки 7 двери.

Опорно-направляющая балка 9 расположена выше направляющей штанги 1 перед роликом 4 со стороны крепления устройства к створке 7 двери, поэтому ролик 4, опираясь на балку 9, создает момент М=R•h, уравновешивающий момент М=G•L от силы тяжести G створки 7 в ее вертикальной поперечной плоскости (R - реакция опоры; h - плечо силы R; L - плечо силы G) (фиг.4). Возможно и другое взаимное расположение ролика 4, опорно-направляющей балки 9 и направляющей штанги 1, при котором ролик 4 уравновешивает момент М от силы тяжести створки 7 (не показано). Опорно-направляющая балка 9 может иметь прямоугольный профиль сечения. На фиг.4 представлен профиль балки 9, у которого опорная для ролика 4 грань выполнена под углом к плоскости 7 створки, что позволяет наиболее просто осуществлять регулировку момента М путем перемещения ролика 4 по высоте профиля балки 9. Каретка 2 установлена на направляющей штанге 1 на линейных подшипниках 10 (фиг.3). На правом конце каретки 2, обращенном в сторону ее перемещения для закрытия двери, установлена скользящая муфта 11с тягой 12. Тяга 12 соединена шарнирами 13 и 14, соответственно, с муфтой 11 и рычагом 8 пантографа 3. Муфта 11 снабжена торцевой гайкой 15. В каретке 2 выполнены радиальные каналы 16, в которых размещены шарики 17, контактирующие с муфтой 11 и направляющей штангой 1. На поверхности направляющей штанги 1 у крайнего положения каретки 2 при закрытой двери (фиг.1) выполнена освобождающая кольцевая канавка 18 для шариков 17 (фиг. 3). В крайнем положении каретки 2 при закрытой двери канавка 18 расположена напротив радиальных каналов 16 каретки 2.

Устройство для перемещения сдвижной двери может быть связано с электромеханическим приводом (фиг. 2), состоящим из электродвигателя 19 и замкнутого зубчатого ремня 20. Электродвигатель 19 закреплен на опорно-направляющей балке 9. Ремень 20 огибает ведущее колесо, закрепленное на валу (не показано) электродвигателя 19, отклоняющие ролики 21, установленные на крепежных элементах устройства, и жестко закреплен на створке 7 двери болтовым соединением 22.

При закрытой двери створка 7 прижата к раме 23, шарики 17 каретки 2 контактируют с кольцевой канавкой 18 и муфтой 11, а муфта 11 смещена на каретке 2 в крайнее правое положение 24, показанное штрих-пунктирной линией.

Чтобы открыть дверь вручную, створку 7 одним движением сдвигают в сторону (на фиг. 1 - влево). Для открывания двери электроприводом (фиг.2) на электродвигатель 19 подается электрический сигнал, при этом выходной вал электродвигателя 19 приводится во вращение, которое передается на ремень 20 через ведущее колесо (не показано) и отклоняющие ролики 21. Ремень 20 вращается по часовой стрелке. Так как ремень 20 жестко прикреплен к створке 7, она начинает перемещаться, поворачивая рычаги 8 пантографа 3 и выдвигаясь наружу в своей поперечной плоскости на некоторое расстояние от наружной стенки транспортного средства. Рычаг 8 увлекает за собой тягу 12 с муфтой 11. Муфта 11 перемещается вдоль каретки 2 влево до упора гайки 15 в торец каретки 2 и передает движение каретке 2 по направляющей штанге 1. В начале движения каретки 2 шарики 17 вытесняются из кольцевой канавки 18 и радиальных каналов 16 в полость муфты 11 и, контактируя с муфтой 11 и поверхностью направляющей штанги 1, фиксируют муфту 11 на каретке 2 и одновременно - рычаги 8 пантографа 3 в выдвинутом положении (фиг.3). Дальнейшее движение створки 7 совершается вдоль направляющей штанги 1 и опорно-направляющей балки 9 до крайнего левого положения, показанного штрих-пунктирной линией на фиг.1.

При закрывании двери прижатие створки 7 к раме 23 осуществляется одновременно по всему контуру рамы 23 после освобождения муфты 11 от фиксации на каретке 2. Когда радиальные каналы 16 каретки 2 занимают положение напротив освобождающей кольцевой канавки 18 и шарики 17 под воздействием муфты 11 перемещаются в радиальных каналах 16 в канавку 18, муфта получает возможность перемещения вдоль каретки 2 вправо, увлекая за собой тягу 12. При этом рычаги 8 под воздействием тяги 12 поворачиваются вокруг шарниров 5, 6, и пантограф 3 складывается, сообщая створке 7 плоскопараллельное перемещение к раме 23 до упора. Управление устройством, оснащенным электромеханическим приводом, может осуществляться и вручную после отключения электродвигателя 19. Предложенная конструкция устройства проста и требует меньших усилий для управления движением створки 7 двери по сравнению с конструкцией прототипа, что также дает возможность использовать маломощный простой электромеханический привод и облегчает открывание и закрывание двери вручную.

Устройство может быть использовано для перемещения дверей железнодорожного и автомобильного транспортного средства с достижением технического результата, направленного на упрощение его конструкции. Устройство содержит пантограф для выдвижения створки в ее поперечной плоскости, опорно-направляющую балку и направляющую штангу с кареткой, установленной на штанге с возможностью продольного перемещения. Балка и штанга установлены в направлении перемещения створки параллельно друг другу и закреплены неподвижно относительно дверной рамы. Пантограф установлен на каретке, по меньшей мере, на двух шарнирах и снабжен, по меньшей мере, двумя шарнирами для соединения со створкой с возможностью фиксации ее в выдвинутом положении посредством муфты. На каретке закреплен ролик, который опирается на балку с возможностью создания момента, уравновешивающего момент от силы тяжести створки, в ее вертикальной поперечной плоскости. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для перемещения сдвижной двери, содержащее шарнирно-рычажный механизм выдвижения створки в ее поперечной плоскости, механизм продольного перемещения створки, включающий опорно-направляющую балку, установленную в направлении перемещения створки и закрепленную неподвижно у дверного проема, направляющую штангу с кареткой, установленной на штанге с возможностью продольного перемещения, и закрепленный на каретке ролик, который опирается на опорно-направляющую балку, отличающееся тем, что шарнирно-рычажный механизм выдвижения створки выполнен в виде пантографа, установлен на каретке, по меньшей мере, на двух шарнирах и снабжен, по меньшей мере, двумя шарнирами для соединения со створкой с возможностью фиксации ее в выдвинутом положении, а направляющая штанга установлена неподвижно и параллельно опорно-направляющей балке, причем ролик опирается на опорно-направляющую балку с возможностью создания момента, уравновешивающего момент от силы тяжести створки в ее вертикальной поперечной плоскости. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пантограф содержит, по меньшей мере, два рычага, соединяющих его шарниры на каретке с шарнирами для соединения со створкой. 3. Устройство по п. 1. отличающееся тем, что оси шарниров пантографа расположены вертикально и перпендикулярно направляющей штанге, а на конце каретки, обращенном в сторону ее перемещения для закрытия двери, установлена с возможностью продольного перемещения и фиксации муфта с тягой, шарнирно соединенной с рычагом пантографа и муфтой. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что муфта установлена с возможностью фиксации на каретке посредством шариков, размещенных в радиальных каналах каретки и контактирующих с муфтой и направляющей штангой, а на поверхности штанги напротив радиальных каналов каретки в ее крайнем положении при закрытой двери, выполнена освобождающая кольцевая канавка для шариков.