專利名稱：門，特別是汽車門的驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種一扇或兩扇滑動門、旋轉滑動門或罩蓋式門、特別是汽車門的驅動裝置，它的驅動裝置包含一個可旋轉的主軸，它與一個超越離合器作用相連，其中超越離合器具有一個與主軸周向固定地連接的可旋轉滾筒，此外滾筒內部設有在圓周方向一定限度角可動的夾緊體，如制動滾珠，它至少在一個在圓周方向上固定的制動爪上設有周向固定的楔形面。
這里，主軸始終可以在相應于關門的方向旋轉，但是不能向相應于開門的方向旋轉。通過這一措施，當電機和/或控制系統(tǒng)出現故障時可以用手動關門，而開門只有在正常運行時才有可能(或者在手動操作事故連鎖解除裝置以后，因而不會是無意的或不希望的誤操作)。
此外，已公開的這種裝置設計成這樣，參與鎖緊的超越離合器的不旋轉部分，必要時整個超越離合器連帶體殼被可旋轉地支承，并和一個可松開的制動器固定在一起。只要制動器是鎖緊的，超越離合器的作用原理就完全是按常規(guī)的允許主軸向一個方向旋轉，在另一個方向鎖緊。如果希望主軸向鎖緊方向旋轉(為了開門)，則由門控制系統(tǒng)將制動器松開，主軸就能和鎖緊的超越離合器一起向鎖緊方向旋轉。
在專利申報PCT/AT94/00146中敘述了一種這樣的裝置，這個專利申請還沒有公開，但是根據這個專利生產的裝置已經公開使用。
這種裝置工作情況令人滿意并得到了實踐驗證。但也顯示出一定的缺點比較高的制造成本，因為不僅必須用一個超越離合器，而且還要一個合適的、相互匹配的制動器。另一個缺點是，在實際應用中它的重量較重，需要比較大的(安裝)空間。
相對于現有的技術狀況本發(fā)明的目的是制造一種裝置，它結構緊湊，由比現有裝置更少的零件組成。
在介結本發(fā)明的方案以前，應該先簡單介紹一下符合當前技術水平的超越離合器的結構。這種超越離合器由一個可旋轉的滾筒組成，滾筒和超越離合器對之產生作用的主軸等周向固定地相連，在滾筒內部裝有可動的，但不能自由旋轉的夾緊體(滾珠、滾子，也可以是非回轉對稱的夾緊體等等)，它(們)在位置固定的制動爪上配設有固定的楔形面(必要時對于所有楔形面一個共同的制動爪)。以下都以滾珠作為夾緊體，但是當然也可以應用各種其他類型的夾緊體。
楔形面包括兩個區(qū)域在一個區(qū)域內楔形面和滾筒內壁之間的距離大于夾緊體的直徑，在另一個區(qū)域內其距離小于夾緊體的直徑。在帶較大距離的楔形面的端部具有一個徑向向外突出的凸起或類似的構形，它防止夾緊體離開所屬的空腔。制動爪相對于周圍零件不可轉動(對于開頭所述那種可松開的反轉借助于一個制動器固定)，滾珠允許滾筒的擠向楔形面凸起的方向旋轉，而阻止在由滾筒帶動并擠向滾筒和楔形面之間的錐形腔的方向旋轉，最后通過摩擦力建立楔形面和滾筒內表面之間的固定連接。
按照本發(fā)明為了達到開頭所說的目的，這種超越離合器設計成這樣楔形面徑向可動，其徑向調整運動最好通過一個凸輪的旋轉運動以及凸輪和楔形面體之間的至少一對控制面的共同作用來進行。
下面借助于一些實施例對本發(fā)明作進一步的闡述。其中

圖1一種按本發(fā)明的、帶一個與主軸同心安裝的電機的裝置的軸截面圖，圖2圖1中沿II-II線的剖視圖，圖3一種按本發(fā)明的在兩個同心設置的主軸之間的裝置，圖4圖3中沿IV-IV線的剖視圖，圖5圖3的一種只帶一個主軸的變型，圖6圖4的帶一個液壓操縱裝置的變型，圖7至13按本發(fā)明的裝置在超越離合器發(fā)揮作用和松開的各個相位時各個構件的位置。
如圖1和2可見，按本發(fā)明的裝置的結構是主軸11借助于電機13可在兩個方向旋轉。當電機關掉時，主軸在箭頭14方向(開門方向)應該是鎖緊的，但是在與箭頭14相反的方向可以自由旋轉。
此外，一個可旋轉的滾筒1與主軸11周向固定地連接。在可旋轉的滾筒1的內部有一個可以在一定限度內旋轉的滾珠保持架2，在保持架2內裝有在圓周方向一定范圍內可動的制動體，例如滾子或者在本例中所示的制動滾珠5。最好設三個制動體，但是也可以只用兩個或者超過三個。
從半徑方向看，制動滾珠5位于可旋轉滾筒1的內表面和制動爪3的楔形面15之間，其中為每個制動滾珠5配置一個(不可旋轉的)帶一個相應楔形面15的制動爪3。楔形面15徑向這樣分布(從圓周方向看)，使得楔形面15和滾筒內表面之間存留的錐形空腔具有兩個區(qū)域。
在一個區(qū)域內這兩個構件之間的距離大于所屬制動滾珠5的直徑，在另一個和它相連的區(qū)域這個距離小于制動滾珠的直徑。通過這個距離的連續(xù)變化達到制動滾珠的可靠夾緊，并通過摩擦自鎖達到可旋轉滾筒的鎖緊，如果在鎖緊方向施加一個轉矩的話。
按本發(fā)明現在這樣來設置制動爪3，它徑向在這樣的范圍內可動，使得按本發(fā)明的超越離合器在松開狀態(tài)下楔形面15到可旋轉的滾筒1的內表面之間在其整個圓周范圍內具有一個大于制動滾珠5直徑的距離。
對于所示的實施例，這可以這樣來達到制動爪3具有一個徑向向內突出的凸肩16，它帶一定間隙地安裝在一個(不可旋轉的)蓋套的相應缺口內，并可繞凸肩16旋轉。這個旋轉通過控制滾珠6的徑向運動實現(它在圓周方向的位置保持不變)，控制滾珠裝在蓋套4的通孔內，并通過一個相對于蓋套可在一定范圍內旋轉的控制凸輪10徑向可調。
這里控制滾珠6如圖2所示被向外壓，或者可以進入控制凸輪的凹槽內，由此制動爪3向外，或向內旋轉，并使制動滾珠楔緊或松開。
按本發(fā)明的裝置的一個特別的優(yōu)點在于當主軸驅動電機和超越離合器直接相連時如圖1、3和5所示，控制凸輪的運動可以直接由電機的主軸帶動，使得可以取消任何附加的控制裝置。
由圖3和5可知，驅動電機13也可以和主軸11產行地錯開安裝，由此可以使得按本發(fā)明的裝置安裝在兩個主軸之間的對稱平面內。這在圖3中用一個關于汽車的兩扇滑動或旋轉滑動門的驅動裝置的一個實施例來表示。這里也示出了框形支架的中心面。按本發(fā)明的裝置的結構緊湊性第一次允許以這種方法在兩扇汽車門時，驅動裝置連帶超越離合器裝置安裝在框形支架的中心，這里是最有利于檢測和保養(yǎng)的地方。
當電機13與主軸軸線錯開安裝時，電機的反轉矩最好通過一個連鎖解脫杠桿17傳遞，它一方面和傳遞電機反轉矩的反作用杠桿18，例如可旋轉地支承的電機體殼的一部分，另一方面和控制杠桿7相連。通過擋塊19、20不僅限制了電機的可旋轉性，而且限制了與控制杠桿7周向固定連接的控制凸輪10的旋轉角度。
電機轉矩本身在所示實施例中通過齒輪傳遞，但是當然也可以采用皮帶。
通過圖3和5的對比可以看到，由這兩個圖示的裝置不僅可使用于一個主軸，也可以使用于兩個同心主軸的情況。因此這種裝置在同樣程度上適合于用在單扇和雙扇門的情況，它可以有效地降低制造和保養(yǎng)費用。
圖6中表示一個與圖4類似的按本發(fā)明裝置的一種變型，它可以很好地應用于液壓或氣動驅動門的所有場合。特別是經常使用的氣動氣缸活塞單元控制兩扇門的汽車門的情況，并通過對稱布局的雙主軸同步帶動另一扇門。
在這種情況下，如圖3所示是有益的，按本發(fā)明的超越離合器直接與一個電氣驅動裝置相連，而不是在雙主軸的中間設置這種驅動裝置，并通過一個液壓或氣動活塞氣缸單元21使控制杠桿7旋轉。出于(安裝)位置和費用的原因，這里最好做成單作用活塞氣缸單元21，并帶一個復位彈簧。
下面借且于圖7至13詳細地闡述按本發(fā)明裝置的動作原理圖7表示相位1超越離合器鎖緊，制動爪3徑向向外移動，制動滾珠5在受到彈簧力的加壓螺栓9的作用下被擠向滾筒1內表面和制動爪3的楔形面15之間的錐形腔內，從而阻止制動爪3和滾筒1之間在箭頭14方向上的任何相對轉動。
當滾筒1向箭頭14相反的方向旋轉時，制動滾珠5克服加壓螺栓9的壓力被滾筒帶著略作轉動，從制動爪和滾筒1內表面之間的錐形腔的窄區(qū)中出來到達錐形腔較寬的區(qū)域，它的徑向間距大于制動滾珠5的直徑，因而允許滾筒1轉動，由此也帶動與它相連的構件(主軸)在相應方向(與箭頭14相反)旋轉。
由圖7可見，控制滾珠6位于控制凸輪10的外圓上，與控制凸輪的凹槽在圓周方向上有一定距離，因此不用擔心由于顫抖或振動使控制滾珠6落入控制凸輪10的凹槽而使超越離合器松脫。
通過控制滾珠6向外擠的位置使制動爪3繞它的凸肩16向外擠壓，使得它的楔形面15與滾筒內表面之間局部有一個小于制動滾珠5的直徑的間距。
圖8表示超越離合器松開過程開始時各個零件的位置(相位2)在滾筒1上作用著一個沿箭頭14方向的轉矩，但是不產生旋轉運動，因為滾筒在這個方向是鎖緊的。因此產生一個反轉矩，不是如圖所示通過電機體殼就是如圖4所示通過聯鎖解脫杠桿17作用在控制凸輪上，使它朝箭頭14相反的方向旋轉。
在圖8所示的位置中這個旋轉還在繼續(xù)，直到控制滾珠6開始進入控制凸輪10上各自所屬的凹槽內為止。與此同時與控制凸輪10用向固定地相連的控制杠桿7同樣沿箭頭14相反的方向旋轉，其中控制杠桿7上的周向狹槽沿滾珠保持架2的帶動銷運動，但不帶動帶動銷運動。在圖8所示的各個構件的位置超越離合器還是鎖緊的。
圖9表示控制杠桿7繼續(xù)旋轉以及和與它相連的控制凸輪10同步旋轉時的狀態(tài)(相位3)控制滾珠到達它的徑向最里面位置，它完全進入控制凸輪10的凹槽內，制動爪3同樣到達它的徑向最里位置并緊貼靠在蓋套4上。
在從相位1過渡到相位3時，滾珠保持架2的帶動銷8從控制杠桿7的槽一端到達另一端，但其間滾珠保持架2沒有轉動。
通過受彈簧力的加壓螺栓9的作用，制動滾珠5繼續(xù)被擠向在從相位1過渡到相位3時繼續(xù)擴大的楔形面15和滾筒1內表面之間的錐形腔，直到通過一個滾珠保持架2上的斜止擋面阻它繼續(xù)在圓周方向運動，并通過止擋面的傾斜結構使制動滾珠受到一個徑向向內的力。
圖10表示滾珠保持架2執(zhí)行松開運動以后的狀態(tài)(相位4)如上所述，在相位3中滾珠保持架的帶動銷8到達控制杠桿7的狹槽的終點，它位于箭頭14所指方向的最末端。同樣如上所述，在從相位1到相位3時滾珠保持架2沒有運動。
在相位4時通過控制杠桿7的繼續(xù)運動(連帶控制凸輪10)，使現在滾珠保持架2朝箭頭14相反的方向旋轉。此時從屬于制動滾珠5的各個斜面22在和受到彈簧力的加壓螺栓9的共同作用下使制動滾珠5朝箭頭14相反的方向運動。
通過傾斜設置表面22，在制動滾珠5上產生一個相對于超越離合器軸線的徑向分力，使?jié)L珠5從滾筒1的內表面上脫開，防止?jié)L筒沿箭頭14方向旋轉時滾珠在滾筒內表面上的摩擦，同時確保滾筒旋轉靈活。從現在起滾筒1由電機轉矩帶動旋轉，并使主軸11同樣旋轉。
圖11表示這種狀態(tài)如果滾筒1在沿箭頭14相反方向旋轉運動過程中通過一個外轉矩制動，例如在當與主軸11相連的門到達關閉位置時，并通過由此所引起的提高了的電機轉矩使超越離合器重新占有在正常運動時不會達到的聯鎖位置。
相位5通過與圖7至10所示過程相比的反向運動過程，控制杠桿7(圖11上只能看到和它相連的控制凸輪10和槽)通過反轉矩向箭頭14方向旋轉。在所示的相位5中控制滾珠6由于它從控制凸輪10的凹槽中出來正好開始它的徑向向外運動，但是制動爪3還緊靠在蓋套4上，使得楔形面15還占有著它的徑向內部位置(最里面的位置)。
在圖12中可以看到聯鎖過程的下一步進程(相位6)控制滾珠6整體從控制凸輪10的凹槽中爬出，但是還在這個凹槽的邊緣。同樣地制動爪3已經向外轉動，帶動銷8到達控制杠桿7上狹槽的端點。從箭頭14方向來看，它位于較后面的端點?？刂仆馆?0和控制杠桿7繼續(xù)沿箭頭14方向旋轉。
從相位5開始直到圖上所示位置滾珠保持架2一直沒有轉動，即使制動滾珠5通過制動爪3的徑向向外運動已經到達制動位置。
接著圖13幾乎重新回到圖7的狀態(tài)(相位1)通過控制杠桿7在箭頭14方向的繼續(xù)轉動，滾珠保持架2略作轉動，從而制動滾珠5重新進入楔形面15和滾筒1內表面之間的制動錐形腔內，但是還靠在斜面22上。受到彈簧力的加壓螺體9使?jié)L珠保持在這個位置。
在到達圖13所示相位7以后，使?jié)L珠保持架繼續(xù)旋轉一個δ角，重新回到了相位1的位置(圖7)。繼續(xù)進行這種旋轉，是為了確保制動滾珠5從滾珠保持架的斜面22上可靠地脫開，從而建立可靠的摩擦鎖緊。
出于可靠性原因建議保持不同的運動相位和特別是在聯鎖時首先進行的制動爪的移出和緊挨著的制動滾珠楔入制動錐形腔，以避免當制動滾珠5在制動錐形腔內時制動爪被徑向向外擠壓。否則有可能通過在控制滾珠或制動爪相應的控制面上一個過大的作用力或者在制動滾珠和制動爪接觸時造成裝置的損壞或破碎。各個運動這種時間上的先后順序由控制杠桿7上的狹槽的大小和位置來保證。
受到彈簧力的加壓螺栓9有以下目的補償加工不正確性和誤差，以及確保所有(在所示的實施例中是三個)制動滾珠5確實到達鎖緊位置，并起制動作用。由于上述理由通過滾珠保持架2上的一個剛性平面對滾珠5加壓不可靠。
本發(fā)明可以改變成各種不同的形式和進行修改，不一定必須具有所示的結構。因此可以不用制動滾珠和/或控制滾珠，而用滾動體或者甚至非旋轉對稱體，以減小接觸區(qū)的壓強，同時還可以將制動爪3的徑向運動以與通過控制滾珠不同的其他方式實現，這里可以考慮直接和一個凸輪配合動作，或者還可以考慮由曲柄連桿機構等等的形式的調整杠桿直接起調整作用。根據不同的應用領域和出現的力的大小，也不一定要按上述滾珠保持架2運動的時間順序。
如圖6所示，也可以不必將按本發(fā)明的超越離合器直接和滾筒的驅動電機或一個和它用向固定相連的構件組合在一起，即使為了應用電機的反轉矩以解脫超越離合器的聯鎖的可能性。它在許多應用場合是合算的。
在和電機13相組合時(圖1)示出了帶直接驅動與滾筒相連接的主軸的與滾筒1的同心安裝，和(圖3和5)示出了帶由齒輪傳遞電機轉矩的錯位平行安裝。當然也可以通過皮帶等傳遞電機轉矩，而不必改變按本發(fā)明的裝置的結構。
如果電機沒有和按本發(fā)明的超越離合器相連，就可以不用圖6所示的液壓或氣動氣缸活塞單元而用電氣驅動(往復起重電磁鐵等等)，或者如果僅僅在例外情況下希望脫開時，可以用手動操作。
很容易通過控制杠桿7在擋塊19和20之間的旋轉運動設置手動緊急操作裝置，如圖4和6中借助于控制杠桿7旁的一個箭頭以簡圖表示的。
在專利申請書和權利要求書中應用于主軸和滾筒之間的“周向固定地連接”的概念也包括借助于皮帶、鏈條或安裝在中間的傳動箱的連接，它表示一個構件的確定的轉動引起另一個構件(相應的)確定的轉動。
即使在液壓和氣動驅動時也可以應用反轉矩在開門時使超越離合器松開為此只需這樣來支承必須安裝在門作用點和門框作用點之間的活塞氣缸裝置，使得在活塞氣缸裝置施加壓力時作用點中的一個克服彈簧力移動，通過這個移動直接地、或者經過一個杠桿實現制動爪的徑向調整。
門的結構類型、特別是它的導向、懸掛和控制與按本發(fā)明的裝置沒有直接關系，這是制造門這個領域內的專業(yè)人員都熟悉的，因此在這方面不需要敘述。超越離合器所作用的主軸，以及超越離合器本身相對于門框是固定地還是活動地安裝，亦沒有什么影響，后者(活動安裝)特別在旋轉滑動門時是可能的，這時主軸參與門的開啟運動。
權利要求
1.一扇或兩扇滑動、旋轉滑動或罩蓋式門、特別是汽車門的驅動裝置，這種驅動裝置包括一個可旋轉的主軸(11)，它和一個超越離合器作用相連，其中超越離合器具有一個與主軸(11)周向固定地連接的可旋轉的滾筒(1)，其次在滾筒內部設有一個在圓周方向一定限度內可運動的夾緊體，如制動滾珠(5)，它至少在一個圓周方向固定的制動爪上設有各自周向固定的楔形面(15)，其特征在于楔形面(15)徑向可動，它的徑向調整最好通過控制凸輪(10)的旋轉來進行。
2.按權利要求1的帶電機(13)的驅動裝置，其特征在于電機(13)固定在超越離合器的體殼上，制動爪(3)的調整(必要時通過控制凸輪(10)的旋轉)直徑或者經過一個杠桿(18、17或者7)通過電機反轉矩進行。
3.按權利要求1的帶安裝在門框和門作用點之間的液壓或氣動驅動單元的驅動裝置，其特征在于作用點中的一個可克服彈簧力移動，并通過這個移動直接或經過一個杠桿進行制動爪(3)的徑向調整。
4.按權利要求1至3中任一項的驅動裝置，其特征在于各個楔形面(15)設在一個自己的可旋轉的制動爪(3)上離旋轉軸線較遠的地方。
5.按上述權利要求中任一項的驅動裝置，其特征在于控制凸輪(10)裝在一個周向固定的蓋套(4)的徑向內側，它支承制動爪(3)的旋轉軸，并將控制凸(10)的運動通過位于蓋套的開口內的控制體，例如控制滾珠(6)傳遞到制動爪上。
6.按權利要求5的驅動裝置，其特征在于控制凸輪(10)做成套狀或管狀，超越離合器所作用的主軸(11)穿過該凸輪。
7.按上述權利要求中任一項的驅動裝置，其特征在于制動體，如制動滾珠(5)裝在一個保持架(2)的開口內，開口在圓周方向的長度大于夾緊體的長度，并且保持架(2)相對于楔形面(15)在圓周方向可動。
8.按權利要求7的驅動裝置，其特征在于在保持架(2)內裝有受到彈簧力的加壓螺栓(9)，如果保持架(2)向這個方向運動的話，它將夾緊體，如制動滾珠(5)擠向滾筒(1)和楔形面(15)之間越來越窄的錐形腔內。
9.按權利要求7或8的驅動裝置，其特征在于保持架(2)在錐形腔的窄端具有一個斜面(22)，它這樣傾斜，使開口隨著半徑的增加在圓周方向變小，并且這個斜面(22)將夾緊回轉體，如制動滾珠(5)從滾筒(1)和楔形面(15)之間越來越窄的錐形腔中擠出來，如果保持架(2)向這方向旋轉的話。
10.按上述權利要求中的任一項的驅動裝置，其特征在于電機體殼，必要時通過一個控制杠桿(7)，與控制凸輪(10)相連，電機(13)的驅動軸，必要時通過一個齒輪箱、皮帶等等，以及必要時通過主軸(11)與滾筒(1)相連。
11.按權利要求1的在兩扇門時帶對稱雙主軸(11)的驅動裝置，其特征在于各個主軸(11)之間的超越離合器基本上裝在門的開口的中間。
12.按權利要求1的用于兩扇門時帶氣動或液壓驅動的驅動裝置，其特征在于驅動裝置作用于一扇門上，兩扇門通過對稱的雙主軸相互連接，在它的中間裝有超越離合器，必要時通過控制凸輪(10)的旋轉進行制動爪(3)的調整，通過一個作用在控制杠桿(7)上的液壓或氣動氣缸活塞單元(21)進行。
13.按權利要求12的驅動裝置，其特征在于液壓或氣動氣缸活塞單元(21)具有一個單作用的、帶一個復位彈簧的氣缸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種門的驅動裝置，這種驅動裝置包括一個可旋轉的主軸(11)、它和一個超越離合器有動作的聯系，其中超越離合器具有一個可旋轉的滾筒(1)，它和反轉矩(11)周向固定地相連，其次，滾筒內部設有在圓周方向上一定限度內可動的夾緊體，如制動滾珠(5)，它在至少一個在圓周方向固定的制動爪上分別配有一個周向固定的楔形面(15)。按本發(fā)明，超越離合器可以通過楔形面(15)的徑向運動松開，楔形面的徑向調整最好通過一個控制凸輪(10)的旋轉進行。
文檔編號F16D51/00GK1134372SQ96101108
公開日1996年10月30日 申請日期1996年1月30日 優(yōu)先權日1995年2月6日
發(fā)明者馬丁·芬克 申請人:工業(yè)設備制造股份公司