УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СДВИЖНОЙ ДВЕРИ Российский патент 2005 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 использован пантограф сложной конструкции.

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. 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 использована сложная конструкция подвески и шарнирно-рычажного механизма выдвижения створки, которая загромождает верхнюю часть дверного проема.

Известно также устройство для перемещения сдвижной двери, описанное в патенте РФ №2199641. Оно является наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения, и принято за прототип. Устройство содержит пантограф с поворотными рычагами для выдвижения створки в ее горизонтальной поперечной плоскости, устройство фиксации створки в выдвинутом положении и механизм продольного перемещения створки. Этот механизм состоит из направляющей штанги, закрепленной неподвижно в верхней части дверного проема в направлении перемещения створки, и каретки с устройством для компенсации нагрузки от силы тяжести створки. Каретка установлена на направляющей штанге с возможностью продольного перемещения. Устройство для компенсации нагрузки от силы тяжести створки выполнено в виде ролика, который закреплен на каретке и опирается на опорно-направляющую балку, неподвижно установленную в дверном проеме над кареткой параллельно направляющей штанге. Пантограф установлен на каретке на двух (или более) шарнирах, разнесенных между собой вдоль каретки, и снабжен двумя (или более) шарнирами для соединения со створкой.

Конструкция аналога-прототипа наиболее проста, менее инерционна и легка в управлении по сравнению с другими известными аналогами. Однако направляющие элементы конструкции, неподвижно установленные в дверном проеме, загромождают его. Кроме того, подвижная в продольном направлении каретка, несущая пантограф со створкой, предполагает использование относительно сложного и, следовательно, менее надежного устройства фиксации пантографа.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание простой, компактной и надежной конструкции, обладающей малой инерционностью и обеспечивающей легкое перемещение створки.

Указанный технический результат достигается следующим.

Устройство для перемещения сдвижной двери содержит пантограф с двумя (или более) поворотными рычагами для выдвижения створки из дверного проема в ее горизонтальной поперечной плоскости, устройство фиксации угла поворота рычагов пантографа в положении выдвинутой створки и механизм продольного перемещения створки. Механизм продольного перемещения створки включает направляющую штангу и каретку, установленную на штанге. Концы рычагов пантографа с одной стороны шарнирно соединены с кареткой и разнесены между собой вдоль каретки.

Согласно предлагаемому изобретению направляющая штанга закреплена на створке. Концы рычагов пантографа с другой стороны шарнирно установлены на стенке дверного проема. Устройство фиксации угла поворота рычагов пантографа содержит фиксирующий элемент, установленный с возможностью углового перемещения и непосредственно связанный со створкой или/и со стенкой дверного проема.

Закрепление направляющей штанги на створке, установка пантографа, несущего каретку, на стенке дверного проема и предложенная установка фиксирующего элемента позволяет освободить дверной проем от неподвижных опорно-направляющих элементов протяженной конструкции, упростить устройство в целом и обеспечить его компактность. Закрепление направляющей штанги на створке дает возможность снизить момент от силы тяжести створки и облегчить ее перемещение.

Целесообразно поместить направляющую штангу частично или полностью в продольную нишу, выполненную в створке.

При таком расположении направляющей штанги расстояние между линией действия силы тяжести створки и продольной осью направляющей штанги (то есть плечо силы) может быть очень малым и даже равным нулю. Поэтому момент от силы тяжести створки относительно оси направляющей штанги становится незначительным или практически равным нулю, что в целом снижает нагрузки в устройстве, обеспечивает благоприятные условия его эксплуатации, малую инерционность и легкое перемещение створки.

Фиксирующий элемент устройства фиксации угла поворота рычагов пантографа может быть выполнен в виде пары шариков, которые размещены во втулке, закрепленной на каретке. Один из шариков опирается на створку, другой - на наружную цилиндрическую поверхность рычага, выполненную в той его части, которая сочленена с шарниром на каретке. При этом на поверхности у края створки, расположенного напротив пары шариков в положении при закрытом дверном проеме, и на упомянутой наружной цилиндрической поверхности рычага, обращенной к паре шариков в положении рычагов при выдвинутой створке, выполнены канавки для шариков.

Предложенное выполнение фиксирующего элемента в виде пары шариков и установка их на створке и цилиндрической поверхности рычага в области шарнирного сочленения с кареткой обеспечивает перемещение шариков по этим поверхностям до попадания в одну из канавок. Расположение канавок на рычаге и на створке обуславливает соответственно ограничение максимального угла поворота рычага пантографа в положении выдвинутой створки и ограничение продольного перемещения створки перед началом ее перемещения в поперечной плоскости для закрытия дверного проема.

Целесообразно выполнить фиксирующий элемент в виде консоли, закрепленной наверху створки и установленной с возможностью свободного перемещения по неподвижной направляющей, закрепленной на стенке над дверным проемом в направлении продольного перемещения створки. При этом неподвижная направляющая должна иметь прямолинейный и криволинейный участки, а криволинейный участок должен быть изогнут по дуге, соответствующей траектории, которую описывают концы рычагов, соединенные с кареткой, при повороте из одного крайнего положения в другое.

Такая конструкция устройства фиксации наиболее проста, надежна, удобна в эксплуатации и обеспечивает легкое перемещение створки.

Кроме того, фиксирующий элемент может быть выполнен в виде пружины, один конец которой закреплен на стенке дверного проема. Другой конец пружины установлен на рычаге пантографа с возможностью создания прижимного усилия для удержания пантографа в его крайних положениях. Это один из наиболее простых вариантов выполнения устройства фиксации пантографа.

Предлагаемое устройство для перемещения сдвижной двери иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-5.

На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство в положении открытой и закрытой двери, вид сверху.

На фиг.2 - конструкция устройства с шариковым фиксирующим элементом, поперечное сечение.

На фиг.3 - устройство фиксации пантографа с шариковым фиксирующим элементом, горизонтальное сечение.

На фиг.4 - конструкция устройства с продольной направляющей.

На фиг.5 - устройство фиксации пантографа.

Устройство для перемещения сдвижной двери (фиг.1, 5) состоит из пантографа 1 с поворотными рычагами 2 каретки 3, установленной на направляющей штанге 4, которая присоединена к створке 5 двери. Концы рычагов 2 пантографа 1 установлены на каретке 3 на шарнирах 6 (фиг.1), разнесенных между собой вдоль каретки 3, и аналогично закреплены на шарнирах 7 в кронштейне 8, жестко закрепленном на стенке 9 дверного проема. Оси шарниров 6, 7 расположены в вершинах параллелограмма, образованного рычагами 2, кареткой 3 и кронштейном 8, и перпендикулярны горизонтальной поперечной плоскости створки 5. Направляющая штанга 4 установлена в каретке 3 и может быть помещена в нишу 10, выполненную в створке 5, с целью уменьшения общей нагрузки, воспринимаемой кареткой 3, за счет максимального снижения момента от силы тяжести створки 5, действующего на каретку 3 относительно продольной оси направляющей штанги 4. Направляющая штанга 4 может иметь различную форму поперечного сечения. На фиг.2 штанга имеет цилиндрическую форму с круглым поперечным сечением, и каретка 3 установлена на штанге 4 на линейных подшипниках 11. При необходимости, в частности, для компенсации момента от силы тяжести створки 5, на стенке 9 внизу дверного проема может быть установлен на поворотном рычаге, жестко связанном с рычагом 2 пантографа 1, по меньшей мере, один выдвижной ролик, который опирается на внутреннюю поверхность створки 5 (не показано).

Устройство для перемещения сдвижной двери снабжено устройством 12 фиксации угла поворота рычагов 2 пантографа 1 в положении выдвинутой створки 5 (фиг.3, 4, 5), при котором рычаги 2 пантографа 1 фиксируются неподвижно относительно стенки 9 дверного проема.

Устройство 12 может иметь любую конструкцию, которая содержит фиксирующий элемент, установленный с возможностью углового перемещения и связанный непосредственно со створкой 5 (фиг.2, 3), либо с одной из стенок 9 дверного проема (фиг.5), либо со створкой 5 и со стенкой 9 (фиг.4).

На фиг.2, 3 показано устройство 12, в котором фиксирующий элемент выполнен в виде пары шариков 13, 14, размещенных во втулке 15, закрепленной на каретке 3. Шарик 13 опирается на створку 5, а шарик 14 - на наружную цилиндрическую поверхность 16 на конце рычага 2, сочлененном с шарниром 6 каретки 3. Цилиндрическая поверхность 16 представляет собой часть боковой поверхности кругового цилиндра, ось которого совпадает с осью поворота рычага 2 на шарнире 6. На поверхности створки 5 у ее края, расположенного напротив шариков 13 пары 13, 14 в положении при закрытом дверном проеме, и на цилиндрической поверхности 16 рычага 2, обращенной к шарику 14 пары шариков 13, 14 в положении рычагов 2 при выдвинутой створке 5, выполнены соответственно канавки 17, 18 для шариков.

На фиг.4 представлена конструкция, в которой фиксирующий элемент 12 выполнен в виде консоли 19, закрепленной наверху створки 5 и снабженной роликом 20 на другом конце. Ролик 20 установлен в неподвижной направляющей 21, закрепленной на верхней стенке дверного проема. Направляющая 21 имеет прямолинейный и криволинейный участки. Криволинейный участок изогнут по дуге, форма которой соответствует траектории, описываемой концами рычагов 2, соединенными с кареткой 3 при повороте рычагов из одного крайнего положения в другое.

Фиксирующий элемент 12 может быть выполнен в виде пружины 22 (фиг.5). Один ее конец установлен на одном из рычагов 2 пантографа 1. Другой конец пружины 22 закреплен на некотором расстоянии от оси поворота этого рычага на кронштейне 8, установленном на стенке 9 дверного проема так, что пружина 22 обеспечивает прижимное усилие, удерживающее пантограф 1 в крайних его положениях.

На створке 5 или на направляющей штанге 4 установлены ограничители 23 и 24 у концов направляющей штанги 4.

При закрытой двери (исходное положение) створка 5 прижата к раме 25 (фиг.1) устройством поджатия (не показано). Шарик 13 находится в канавке 17 на поверхности створки 5 (фиг.3). Ролик 20 консоли 19 находится в начале криволинейного участка направляющей 21 (фиг.4). Пружина 22 удерживает рычаг 2 пантографа 1 в крайнем исходном положении, поджимая створку 5 к раме 25 (фиг.5). Каретка 3 упирается в ограничитель 23.

Чтобы открыть дверь вручную, створка 5 освобождается от устройства поджатия, и ее выдвигают в поперечном направлении наружу из дверного проема до упора, а затем сдвигают в продольном направлении в сторону. При этом рычаги 2 пантографа 1 (фиг.1, 3, 5) поворачиваются вокруг шарниров 7 и 6, и каретка 3 с направляющей штангой 4 и створкой 5 совершают угловое плоскопараллельное перемещение в горизонтальной поперечной плоскости створки 5.

В конструкции, представленной на фиг.3, в процессе углового перемещения створки 5 вместе с фиксирующим элементом шарик 14 перемещается по цилиндрической поверхности 16 рычага 2, прижимает шарик 13 к канавке 17, и шарик 13 удерживает створку 5 от продольного перемещения. Когда рычаги 2 пантографа 1 после поворота занимают другое крайнее положение, шарик 13 вытесняется из канавки 17, и он перемещает шарик 14 во втулке 15 в канавку 18. Попадая в канавку 18 на цилиндрической поверхности 16, шарик 14 препятствует дальнейшему повороту рычага 2. Когда шарик 13 выходит из канавки 17, створка 5 освобождается для продольного перемещения. При этом штанга 4 скользит в каретке 3 до упора каретки 3 в ограничитель 24. Чтобы закрыть дверь, все действия совершают в обратном порядке. Шарик 13 перекатывается по створке 5 в процессе ее продольного перемещения. Попадая в канавку 17, шарик 13 фиксирует створку 5 на рычаге 2 пантографа, препятствуя ее дальнейшему продольному перемещению. Шарик 14 выходит при этом из канавки 18, освобождая рычаг 2 для поворота и возврата в исходное положение. Дверь закрывается.

В конструкции, представленной на фиг.4, ролик 20 консоли 19 катится вдоль направляющей 21, совершая сначала угловое перемещение по ее криволинейному участку, при котором происходит поворот рычагов 2 пантографа 1 и выдвижение створки 5 из дверного проема. Затем, попадая на прямолинейный участок направляющей 21 и перемещаясь вдоль него, ролик 20 и консоль 19 удерживают створку 5 в выдвинутом положении, и она перемещается вместе с направляющей штангой 4 в каретке 3. При этом рычаги 2 пантографа 1 занимают другое крайнее положение, в котором удерживаются консолью 19 с роликом 20 в процессе продольного перемещения створки 5.

В конструкции с фиксирующим элементом в виде пружины 22 (фиг.5), чтобы открыть дверь, створку 5 выдвигают из дверного проема, преодолевая усилие пружины 22. Рычаги 2 пантографа 1 поворачиваются при этом до упора в другое крайнее положение. Вместе с рычагом 2 совершает угловое перемещение конец пружины 22, закрепленный на рычаге 2 пантографа 1. Пружина 22 сначала растягивается под воздействием усилия, прикладываемого к створке 5 для ее выдвижения из дверного проема, проходит нейтральное положение и затем сжимается, удерживая пантограф 1 у стенки 9 дверного проема, когда рычаги 2 попадают в другое крайнее положение, показанное пунктирной линией. Далее створка 5 перемещается в каретке 3 в продольном направлении до упора каретки 3 в ограничитель 24. Для закрывания дверного проема все действия со створкой 5 совершают в обратном порядке.

При этом рычаги 2 поворачиваются вокруг шарниров 6, 7, и пантограф 1 складывается, сообщая створке 5 плоскопараллельное перемещение к раме 25 до упора.

Предложенная конструкция устройства компактна, более проста и, следовательно, более надежна, по сравнению с конструкцией прототипа, и обеспечивает легкое перемещение створки двери.

Устройство может быть использовано для плоскопараллельного перемещения створок на железнодорожном и автомобильном транспорте с достижением технического результата, заключающегося в снижении инерционности при перемещении створки. Устройство состоит из пантографа с поворотными рычагами и каретки, установленной на направляющей штанге, которая присоединена к створке двери. Концы рычагов пантографа установлены на каретке на шарнирах, разнесенных между собой вдоль каретки, и закреплены на шарнирах в кронштейне, жестко закрепленном на стенке дверного проема. Направляющая штанга может быть помещена в нишу, выполненную в створке. Устройство фиксации угла поворота рычагов пантографа в положении выдвинутой створки может иметь любую конструкцию, которая содержит фиксирующий элемент, установленный с возможностью углового перемещения и связанный непосредственно со створкой, либо с одной из стенок дверного проема, либо со створкой и со стенкой дверного проема. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для перемещения сдвижной двери, содержащее пантограф, по меньшей мере, с двумя поворотными рычагами для выдвижения створки из дверного проема, устройство фиксации угла поворота рычагов пантографа в положении выдвинутой створки и механизм продольного перемещения створки, включающий направляющую штангу с установленной на ней кареткой, причем концы рычагов пантографа с одной стороны шарнирно соединены с кареткой и разнесены между собой вдоль каретки, отличающееся тем, что направляющая штанга закреплена на створке, концы рычагов пантографа с другой стороны шарнирно установлены на стенке дверного проема, а устройство фиксации угла поворота рычагов пантографа содержит фиксирующий элемент, установленный с возможностью углового перемещения и непосредственно связанный со створкой или/и со стенкой дверного проема.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющая штанга размещена в продольной нише, выполненной в створке.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что упомянутый фиксирующий элемент выполнен в виде пары шариков, размещенных во втулке, закрепленной на каретке, причем один из шариков опирается на створку, другой - на наружную цилиндрическую поверхность рычага, выполненную в той ее части, которая сочленена с шарниром на каретке, а на поверхности у края створки, расположенного напротив пары шариков в положении при закрытом дверном проеме, и на упомянутой наружной цилиндрической поверхности рычага, обращенной к паре шариков в положении рычагов при выдвинутой створке, выполнены канавки для шариков.4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что упомянутый фиксирующий элемент выполнен в виде консоли, закрепленной наверху створки и установленной с возможностью свободного перемещения по неподвижной направляющей с прямолинейным и криволинейным участками, которая закреплена на стенке над дверным проемом в направлении продольного перемещения створки, причем криволинейный участок изогнут по дуге, соответствующей траектории, описываемой концами рычагов, соединенных с кареткой, при повороте из одного крайнего положения в другое.5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что упомянутый фиксирующий элемент выполнен в виде пружины, один конец которой закреплен на стенке дверного проема, другой ее конец установлен на рычаге пантографа с возможностью создания прижимного усилия и удерживания пантографа в крайних его положениях.