專利名稱：驅動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上說涉及用于沿著一彎曲軌道移動一荷載的驅動系統(tǒng)，更具體地說，涉及用于運輸車輛的滑動插入式門(sliding plug doors)。
用于運輸車輛的滑動插入式門需要一個能夠沿著一彎曲路徑使門移動的驅動系統(tǒng)。當這樣的一個門處于關閉位置時，門與車輛的側壁基本齊平。當門被打開時，門首先向外移動，然后在車輛外側沿著壁面縱向移動。這些門通常由若干個與一彎曲軌道相嚙合的輥子進行導向，使得門進行曲線移動。
用于這樣的一個門的驅動裝置包括有一個馬達，該馬達與一個動力轉換器相連，該動力轉換器沿向外的縱向方向施加動力，從而使得門沿著彎曲軌道進行移動。
名稱為“用于滑動插入式門的動力操縱器”的美國專利US 5893236公開了一種采用行星齒輪驅動裝置的門驅動系統(tǒng)。該行星齒輪驅動裝置由一個與該行星齒輪驅動裝置相連的電動馬達提供動力。該行星齒輪驅動裝置的輸出軸具有一個小齒輪，該小齒輪與提供縱向移動的驅動螺桿上的一個齒輪相嚙合。該行星輸出齒輪被連接在一個插入/拔出杠桿上，以便完成移入或移出車輛壁面的移動。當門處于關閉位置并且受到激發(fā)打開時，動力就會被傳遞到行星輸出齒輪上，以便把門移出車輛壁面之外。然后，隨著門沿著軌道移動，動力將被傳遞到與一個門掛耳相連的驅動螺桿上，以便使得門縱向移動。
美國專利US 5893236還提供了其它的現(xiàn)有技術，其中公開了一個驅動螺母托架，該驅動螺母托架呈一個樞軸轉動的叉架形狀。該叉架與驅動螺母上的平面相嚙合，以防止驅動螺母發(fā)生轉動，并從該驅動螺母上接收軸向力。所述叉架被連接在一個支撐著運輸車輛門的門掛耳上。
在此，通過參考將這些引用專利申請中的技術內(nèi)容結合入本申請中。
現(xiàn)有技術中的另外一個方面是機械式動力轉換裝置，它用于接收一個動力輸入，并提供兩個或更多個獨立的動力輸出。例如，汽車內(nèi)的差速器用于從驅動軸接收轉動力，并為兩個車輪提供兩個獨立的轉動力輸出。向兩個車輪所提供的動力輸出是獨立的，以便雖然這兩個車輪均從差速器接收轉矩，但是其中一個車輪比另一個車輪轉動得更快?？傮w來說，這些裝置具有下述的輸入一輸出關系。
F1×V1＝F2×V2+F3×V3+(摩擦動力損失)(1)這些力F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3是一些合力(generalized forces)。這些速度是與這些合力相配的合成速度(generalized velocities)。也就是說，任何力乘以與其相對應的速度就代表了功率。
對于一個汽車差速器來說，F(xiàn)1表示驅動軸的力矩，而V1表示驅動軸的角速度。F2和F3是作用在兩個后輪上的力矩，而V2和V3是所述兩個后輪的相應角速度。通常，對于汽車來說，V2和V3在大小方面相差不大，而V3的大小通常是它們中任一個的三倍。
另一種滿足方程(1)的機械式動力轉換裝置是一種行星齒輪驅動裝置。這種裝置能夠接受動力輸入軸上以F1×V1表示的轉動力，并在一根動力輸出軸上提供功率F2×V2，在一個行星輸出齒輪上提供功率F3×V3。
美國專利US 5893236(上面引用過的)采用了一個行星齒輪驅動裝置，來把插入式門移出運輸車輛的側壁外，并且隨后使得門沿著車輛的側面進行移動。行星齒輪驅動裝置的動力輸出軸被連接在一個驅動螺桿上，該驅動螺桿用于把一縱向力輸送到門上。行星輸出齒輪與一個小齒輪相嚙合，當該小齒輪轉動時，該小齒輪就會使得門移入或移出車輛的壁面。一個呈J形的彎曲軌道來對門進行導向，使得門移出車輛壁面之外，并且隨后沿著壁面進行移動。
本發(fā)明的第一個目的在于提供一種轉動力轉換裝置，該裝置能夠接收輸入的轉動力，并提供多個獨立的動力輸出。
本發(fā)明的另外一個目的在于提供一種用于運輸車輛的插入式門系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠使得門移入和移出車輛壁面，并且還能夠平行于壁面進行移動。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種用于運輸車輛的插入式門，該門無需連接一個行星齒輪驅動裝置來使得門移入和移出車輛的壁面。
本發(fā)明的還有一個目的在于提供一種用于運輸車輛的插入式門系統(tǒng)，該系統(tǒng)比現(xiàn)有的門系統(tǒng)具有更少的部件。
除了上面已概述過的本發(fā)明的各種目的和優(yōu)點之外，本發(fā)明還具有多種其它目的和優(yōu)點，本技術領域中的熟練技術人員將會通過下面對本發(fā)明的詳細描述，尤其是結合所附附圖和所附的權利要求對本發(fā)明所作的詳細描述，更容易地理解這些目的和優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的現(xiàn)有優(yōu)選實施例的透視圖，其中該實施例是一個運輸車輛的插入式門驅動裝置。該視圖是從車輛內(nèi)部門驅動裝置的上方所得到的視圖。該驅動裝置如圖所示那樣進行設置，從而使得門(圖中未示)可以被關閉。
圖2是從車輛內(nèi)部所看到的所述裝置的左側端部透視圖。
圖3是從車輛外部所看到的平面視圖。
圖4是另一可選擇實施例中一部分的示意圖，其中，門(圖中未示)處于關閉位置。
圖5是圖4中所示實施例的示意圖，其中，門處于打開位置。
下面來看圖1，并參照圖2和圖3。在這些圖中，示出了一個用于運輸車輛門驅動裝置的門操縱器10，該門操縱器10是本發(fā)明的現(xiàn)有優(yōu)選實施例。門操縱器10安裝有一個承載器20，用于通過承載器輥子21來在支架12上移動。
具有一條彎曲軌道15的彎曲軌道元件14被連接在支架12上。該支架12和彎曲軌道元件14相對于運輸車輛是靜態(tài)的。承載有圖中所示組件的承載器20在運輸車輛(圖中未示)的一個側壁的開口(圖中未示)中移入和移出。
其它的一般特征包括有驅動齒輪裝置30，左側驅動螺母裝置40L和右側驅動螺母裝置40R。
一個馬達16被安裝在一個馬達底座17上，該馬達底座17被安裝在承載器20上。
(圖中未示出這種連接)。馬達16用于驅動與驅動齒輪32相嚙合的馬達小齒輪18。驅動齒輪32被安裝在具有右旋螺紋的左側驅動螺桿52L和具有左旋螺紋的右側驅動螺桿52R之間。該驅動齒輪32環(huán)繞獨立的旋轉中心34被安裝在一個深溝槽的球軸承(圖中未示)上。
驅動螺母裝置40L與左側驅動螺桿52L相嚙合，以便從該左側驅動螺桿接收軸向力和力矩。驅動螺母裝置40R與右側驅動螺桿52R相嚙合，以便從該右側驅動螺桿接收軸向力和力矩。
一個右門板(圖中未示)被支撐在右側懸架23R上。一個左門板(圖中未示)被支撐在左側懸架23L上。在圖3中，可以看到，右側懸架23R位于左側懸架23L的上方。左側懸架23L由下部支撐桿25L上的直線軸承24L支撐。右側懸架23R由上部支撐桿25R上的直線軸承25R支撐。
直線軸承24L具有一個平面26L，一個驅動螺母叉架(圖中未示)被固接在該平面上。該驅動螺母叉架與右側驅動螺母套42R相嚙合，以便把軸向力傳遞到直線軸承24L上，從而使得左門板(圖中未示)發(fā)生移動。
直線軸承24R上的一個類似的平面(圖中未示)承載有一個與左側驅動螺母套42L相嚙合的驅動螺母叉架(圖中未示)，以便把軸向力傳遞到直線軸承24R上，從而使得右門板(圖中未示)發(fā)生移動。
左側部分長度的半圓形管44L和左側整個半圓形管45L穿過左側驅動螺母套42L上的半圓形切口中，以便從左側驅動螺母(圖中看不到，在左側驅動螺母裝置40L的內(nèi)部)接收力矩。
同樣，右側部分長度的半圓形管44R和右側整個半圓形管45R穿過右側驅動螺母套42RL的半圓形切口中，以便從右側驅動螺母(圖中看不到，在右側驅動螺母裝置40R的內(nèi)部)接收力矩。
半圓形管44L和44R用于將力矩傳遞到與左側拔出齒輪47L相嚙合的左側小齒輪46L上。一個左側偏心連接件(overcenter link)與左側拔出齒輪47L相連接，以便使得承載器20能夠移入和移出運輸車輛側壁(圖中未示)。由于48L是一偏心連接件，因此，它用于把門鎖定在關閉位置。
類似地，半圓形管44R和45R向與拔出齒輪47R相嚙合的一個小齒輪46R(圖中未示)施加力矩。
力矩由輥子49L在左側驅動螺母裝置40L上的半圓形管44L與45L之間進行傳遞。右側驅動螺母上的類似結構在圖中未示出。
圖1，2和3示出了帶有處于關閉位置的門的系統(tǒng)。當馬達16被首先通電來開啟時，用于直線軸承24L和24R的輥子位于軌道15的彎曲端部。這樣就能夠防止門被打開，但是卻能夠使得承載器20移出運輸車輛的壁面之外。這種移動是由這樣的力矩來激發(fā)的，即，這種力矩是由驅動螺母傳遞到半圓形管上、并從那兒傳遞到小齒輪46L和一個類似的右側小齒輪上，再被傳遞到拔出齒輪47L和47R上，該力矩用于拉動偏心連接件48L和右邊的一個類似連接件。
當承載器20移出運輸車輛之外時，彎曲軌道15中的輥子就會位于筆直部分，于是就會將門移開。這種移動是由這樣的軸向力來激發(fā)的，即該力矩從驅動螺母裝置40L和40R傳遞到固附在直線軸承24L上的表面26L和直線軸承24R上的一個類似表面上的叉架(圖中未示)上。
在圖4和圖5中示出了另外一個可選擇實施例，該實施例不是優(yōu)選的實施例。另外一種向承載器20施加插入/拔出力的可選擇機構被標記為50。右側驅動螺母裝置40R具有一個偏心元件54，該偏心元件54具有一個連接件56。傳遞到驅動螺母上的力矩能夠使得偏心元件54轉動到圖5所示的位置上。這種轉動將會導致連接件56從圖4中的右側移到圖5中的左側。
對于這個實施例，驅動螺桿52L和52R不會隨著承載器20進行移動。它們相對于運輸車輛均是固定的。
彎曲連桿58被固附在連接件56和第二連接件62上，該第二連接件62被固附成能夠驅動承載器20。該移動是一種插入或拔出移動。
用于本臨時專利申請的其它信息由發(fā)明人提供如下注釋所述門操縱器的功能如下驅動齒輪、馬達小齒輪和馬達全都被安裝在馬達機座上(圖1)。
馬達小齒輪用于驅動主齒輪，該主齒輪被安裝在右旋驅動螺桿和左旋驅動螺桿之間。這種結構能夠使得載荷在每個驅動螺桿上均勻分布。
一深溝槽球軸承被安裝在齒輪上，該深溝槽球軸承能夠承受由驅動螺桿和齒輪所產(chǎn)生的徑向載荷和推力荷載。
驅動螺桿本身是一個多螺紋(start)、長導距、滾制螺紋的不銹鋼螺桿。
驅動螺桿與可更換的半個螺母相嚙合，該半個螺母位于螺母套中。并且該半個螺母與螺桿之間無需任何潤滑作用。
在這里有兩個螺母套，每個螺母套驅動它自己的懸架。在完全關閉并鎖定的位置處，螺母套位于驅動螺桿的遠端。
所述螺母套具有一可去除的端蓋(圖2)，允許對半個驅動螺母進行更換。
端蓋將驅動叉架(圖中未示)固定住。該驅動叉架是螺母套與懸架之間的交界面。它被直接安裝到懸架上，并在它本身與螺母套之間具有徑向間隙。這樣就能夠避免使用兩片式樞動叉架。
在驅動螺母套上安裝有兩個套輥(圖2)，這兩個套輥與半圓形管(在其整個長度上)相接觸，以阻止螺母套發(fā)生轉動。
懸架(圖2)由一個輥子(圖中未示)進行導向，該輥子與所述彎曲軌道相嚙合。當彎曲軌道輥子進入軌道的彎曲部分時，它就能夠使得驅動螺母套發(fā)生轉動。此時，套輥已經(jīng)與半圓形管(部分長度)相嚙合。
兩個半圓形管剛性地與輪轂相連，在這個輪轂上安裝有一個小齒輪。驅動螺母套驅動半圓形管進行轉動，同時也使得該小齒輪進行轉動。
小齒輪(圖1)又以1∶6的轉動比率驅動拔出齒輪進行轉動，從而提供拔出該系統(tǒng)所需的力矩。當小齒輪轉動2.5圈時，拔出齒輪轉動150度。
一個偏心連接件被安裝在拔出齒輪上。該連接件的另外一側安裝在支架(該支架相對于汽車結構是靜態(tài)的)上。該連接件在支架與承載器之間形成一個偏心鎖定作用。當拔出齒輪轉動時，它可以高效地沿著系統(tǒng)的其余部分使得其本身向前拉出。
由于驅動螺母和懸架均安裝在承載器上(圖2)，因此它們一同朝向內(nèi)側和外側進行移動。
所述承載器由承載輥(圖2)支撐，該承載輥能夠在支架內(nèi)滾動。
權利要求
1.一種機械式動力轉換裝置，用于從一個轉動動力源接收轉動力，并輸送兩個獨立的動力輸出，所述轉換裝置包括(a)一個驅動螺桿，該驅動螺桿可以連接到所述轉動動力源上；(b)一個驅動螺母，該驅動螺母與所述驅動螺桿相嚙合，以便從驅動螺桿接收一個驅動螺母的軸向力和驅動螺母的力矩，所述驅動螺母的軸向力平行于驅動螺桿，所述驅動螺母的力矩環(huán)繞驅動螺桿的軸線；(c)所述的兩個獨立的動力輸出中的第一個動力輸出，被連接在驅動螺母上，以便從該驅動螺母接收所述驅動螺母的軸向力；(d)所述的兩個獨立的動力輸出中的第二個動力輸出，也被連接到驅動螺母上，以便接收所述驅動螺母的力矩；(e)從而，動力將從所述轉動動力源傳遞到第一個獨立的動力輸出和第二個獨立的動力輸出中的任何一個或者兩個上。
2.一種用于運輸車輛的插入式門系統(tǒng)，其中該運輸車輛具有一個側壁，在該側壁上有一個開口，所述插入式門系統(tǒng)包括(a)一個滑動門；(b)一個承載器，該承載器具有一個用于支撐所述滑動門的梁、桿或者軌道；(c)一個轉動動力源；(d)一根驅動螺桿，該驅動螺桿連接在所述轉動動力源上；(e)一個驅動螺母，該驅動螺母與所述驅動螺桿相嚙合，以便從該驅動螺桿接收一個驅動螺母的軸向力和驅動螺母的力矩；(f)一個驅動螺母托架，該托架與所述驅動螺母相嚙合，以便從該驅動螺母接收所述驅動螺母的軸向力，該驅動螺母托架被固附在所述滑動門或者一個用于該滑動門的懸架上；(g)一個力矩接收裝置，該裝置被連接在所述驅動螺母上，以便從該驅動螺母接收所述驅動螺母的力矩；(h)一個承載器移動裝置，該裝置被連接在所述力矩接收裝置上，并用于使得承載器移入或移出所述側壁中的開口；(i)一個彎曲軌道，用于對滑動門進行導向，從而使得當門被打開時，承載器和門被移出所述開口之外，并且隨后所述的門將沿著該運輸車輛的側壁軸向移動。
3.根據(jù)權利要求2中所述的插入式門系統(tǒng)，還包括有被安裝在所述承載器上的一個第二滑動門，以構成一個雙扇對開門系統(tǒng)，通過一個第二驅動螺桿使得該第二滑動門沿著與第一滑動門相反的第二軸向方向進行移動，其中第二驅動螺桿具有與第一驅動螺桿相反的螺紋傾角，使得所述第二驅動螺桿與第一驅動螺桿以相同的速度進行轉動，一個第二驅動螺母與所述第二驅動螺桿相嚙合，以便從該驅動螺桿接收一個驅動螺母的第二軸向力和驅動螺母的第二力矩，該插入式門系統(tǒng)還具有一個第二驅動螺母托架，該第二驅動螺母托架與所述第二驅動螺母相配合，并被連接在第二滑動門上，以便把所述驅動螺母的第二軸向力傳遞到第二滑動門上，該插入式門系統(tǒng)還具有一個被連接在所述承載器上第二承載器移動裝置，并且該移動裝置還被連接在一個第二力矩接收裝置上，所述第二力矩接收裝置從第二驅動螺母接收所所述驅動螺母的第二力矩。
4.根據(jù)權利要求2和3中所述的插入式門系統(tǒng)，還包括有一個或者多個彎曲軌道，用來對固附在所述門上的輥子進行導向，以便在將門打開時，門首先隨著所述承載器向外移動而向外移動，并且隨后在相反方向沿著車輛的側壁進行縱向移動。
5.根據(jù)權利要求2和3中所述的插入式門系統(tǒng)，其中所述的一個或多個驅動螺母的力矩被一個或多個小齒輪所接收，這些小齒輪用于驅動一個或多個固附在一個或多個連接件上的曲柄進行轉動，以便使得所述承載器移入或移出所述的開口。
6.根據(jù)權利要求2和3中所述的插入式門系統(tǒng)，其中所述的一個或多個驅動螺母的力矩被一個或多個連接件所接收，這些連接件用于使得所述承載器移入或移出所述的開口。
7.根據(jù)權利要求5中所述的插入式門系統(tǒng)，其中所述的一個或多個連接件是偏心連接件，以便當門關閉時對門進行鎖定。
8.根據(jù)權利要求6中所述的插入式門系統(tǒng)，其中所述的一個或多個連接件是偏心連接件，以便當門關閉時對門進行鎖定。
全文摘要
一種機械式動力轉換裝置,用于從一轉動動力源接收轉動力,并輸送兩個獨立的動力輸出,該轉換裝置具有:一個驅動螺桿,該驅動螺桿可被連接在轉動動力源上;一個驅動螺母,該驅動螺母與驅動螺桿相嚙合,以便從該驅動螺桿接收一個驅動螺母的軸向力和驅動螺母的力矩,驅動螺母的軸向力平行于所述驅動螺桿,驅動螺母的力矩環(huán)繞所述驅動螺桿的軸線。兩個獨立的動力輸出中的第一個動力輸出被連接在所述驅動螺母上,用以接收驅動螺母的軸向力,兩個獨立的動力輸出中的第二個動力輸出也被連接在所述驅動螺母上,用以接收驅動螺母的力矩,從而使得動力從轉動動力源傳遞到所述第一個獨立的動力輸出和第二個獨立動的力輸出中的任何一個或者兩個上。
文檔編號E05F17/00GK1344633SQ0113570
公開日2002年4月17日 申請日期2001年9月14日 優(yōu)先權日2000年9月14日
發(fā)明者斯蒂文·P·赫夫納, 彼德·海德里希, 羅伯特·L·奧克利 申請人:西屋氣剎車技術股份有限公司