электропневмопривод открывания дверей транспортного средства

Формула изобретения

1. Электропневмопривод открывания дверей транспортного средства, содержащий пятилинейный, двухпозиционный электропневматический золотниковый пневмораспределитель с размещенными в нем двумя электропневматическими клапанами управления и приводом ручного дублирования электрического сигнала на открытие двери, исполнительный пневмодвигатель двухстороннего действия с односторонним штоком, средство контроля давления в штоковой полости пневмоцилиндра на закрытие двери в виде реле контрольного давления сжатого воздуха и систему пневмолиний, соединяющих пневмораспределитель и реле контрольного давления между собой и с исполнительным пневмодвигателем, отличающийся тем, что в корпусе пневмораспределителя со стороны подвода командного давления в полость управления золотником на закрытие двери соосно золотнику встроен привод ручного дублирования электрического сигнала, выполненный в виде аксиально подвижного стержня с цилиндрической головкой и охватывающей его уплотняющей втулки, неподвижно закрепленной в корпусе, при этом головка стержня одним торцом оперта в торец внутренней цилиндрической расточки уплотняющей втулки с возможностью взаимодействия другим торцом с торцом золотника при перемещении стержня привода.

2. Электропневмопривод открывания дверей по п.1, отличающийся тем, что в корпусе пневмораспределителя со стороны подвода командного давления в полость управления золотником на открытие двери соосно золотнику встроено приводное устройство - камера дистанционного пневматического управления золотником на открытие двери от внешнего источника пневматического управляющего сигнала с шарнирно установленной на наружной поверхности камеры эксцентричной втулкой впуска управляющего давления и приводом ручного дублирования электрического сигнала, выполненное в виде неподвижно закрепленного в корпусе ступенчатого пневмоцилиндра одностороннего действия с внутренними ступенчатыми расточками, большая ступень которых обращена в сторону открытой части ручного привода, в расточках пневмоцилиндра герметично размещен поршень-привод ручного дублирования с двухсторонними уплотненными по наружной поверхности штоками с возможностью ограниченного осевого перемещения, взаимодействия с торцом золотника при рабочих перемещениях и одновременного контакта с внутренними поверхностями расточек пневмоцилиндра и внутренней расточкой охватывающей, уплотненной по наружной поверхности ограничительной втулки, неподвижно закрепленной в расточке большей ступени пневмоцилиндра, при этом полость между ступенями расточек пневмоцилиндра, ограниченная поршнем, сообщена радиальным каналом с атмосферой, а полость управления поршнем пневмоцилиндра, ограниченная торцом охватывающей втулки и опорным торцом поршня, снабжена радиальным каналом для подвода управляющего давления, причем в направляющей цилиндрической расточке пневмоцилиндра поршень по наружной поверхности установлен с гарантированным кольцевым зазором, а на периферийной цилиндрической поверхности большей ступени пневмоцилиндра расположена зафиксированная стопорными кольцами от осевых перемещений и уплотненная по внутренней поверхности эксцентричная втулка впуска с возможностью поворота вокруг оси пневмоцилиндра, при этом на установочной поверхности втулки между кольцевыми проточками под уплотнения образована кольцевая коллекторная канавка трапецеидальной формы, а на ее наружной поверхности в зоне максимального отстояния от оси поворота выполнен радиально расположенный канал для подвода управляющего давления от внешнего источника с возможностью сообщения с полостью трапецеидальной коллекторной канавки и полостью управления поршнем пневмоцилиндра.

3. Электропневмопривод открывания дверей по п.1, отличающийся тем, что в корпусе пневмораспределителя каждый канал выхода отработанного воздуха снабжен дросселем с шумопоглотителем, имеющим возможность осевого перемещения и регулирования величины пропускаемого потока, при этом дроссель выполнен в виде подпружиненного стакана с наружной резьбой и профилированной торцовой чашей, образующей осевой цилиндрический выступ с переходом его в участок с конической поверхностью, вершина ко-нуса которого направлена в сторону перекрываемого канала, а внутри чаши с упором в ее донышко размещена предварительно поджатая пружина сжатия, второй опорный торец которой оперт в торцовую поверхность резьбовой расточки корпуса, причем в донышке чаши по периферии образован пояс перфорации в виде сквозных отверстий с возможностью сообщения внутренней полости чаши стакана с атмосферой.

4. Электропневмопривод открывания дверей по п.3, отличающийся тем, что регулируемый дроссель с шумопоглотителем выполнен из полиэтилена или других подобных материалов и может изготавливаться с помощью рельефной формовки или литья.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области пневматики и может быть использовано для открывания дверей транспортных средств. Известны приводы открывания дверей, состоящие из пневмоцилиндра, используемого в качестве исполнительного механизма, и электропневматического распределителя, предназначенного для направления потока сжатого воздуха в ту или другую рабочую полость пневмоцилиндра в зависимости от электрического сигнала, подаваемого из кабины водителя (см. каталог «Пневматика», изд. Таврида, г. Симферополь, 1999 г., с.97).

Близким аналогом к заявляемому изобретению является известный привод ПТ-2.2.63-116 с раздельным управлением створками двери автобуса ЛиАЗ-5524, состоящий из двух спаренных единой панелью электропневмоприводов, каждый из которых открывает одну из створок двери автобуса (см. каталог «Пневматика», изд. Таврида, г. Симферополь, 1999 г., с.98, рис.1).

Известный привод содержит пневмоцилиндр, соединенный гибкими пневмошлангами с электропневматическим распределителем, содержащим кроме золотникового устройства два электропневматических клапана управления и выведенный в пассажирский салон автобуса ручной привод дублирования электрического сигнала для экстренного открывания двери. Оба привода обеспечивают выдачу электрического сигнала на контрольную лампу открытого положения двери. С подачей электрического сигнала на электропневматический клапан управления золотник пневмораспределителя аксиально перемещается, направляя поток сжатого воздуха в ту или другую полость пневмоцилиндра, приводя в движение исполнительный шток, который при движении наружу открывает створку двери, а при движении на уборку (внутрь) - закрывает створку двери автобуса.

Однако функциональные возможности известного привода не обеспечивают безопасную эксплуатацию транспортного средства. Так, вследствие того, что конструкция привода рассчитана на работу с максимально развиваемой мощностью, очень велика вероятность получения пассажиром травмы при защемлении его створками закрываемой двери.

Наиболее близким аналогом-прототипом к заявляемому изобретению является известный электропневмопривод (привод) открывания дверей транспортного средства по патенту RU №2206691 С1 кл. 7 Е 05 F 15/06, F 15 В 13/10 от 20.06.2003 г., бюллетень №17. Известный привод содержит максимальное количество сходных с заявляемым электропневмоприводом признаков, а именно: оба привода относятся к электропневмоприводам для открывания дверей транспортного средства и содержат пневмоцилиндр (исполнительный механизм), соединенный гибкими пневмошлангами с электропневматическим распределителем, содержащим кроме золотникового устройства два электропневматических клапана управления, выведенный в пассажирский салон автобуса ручной привод дублирования электрического сигнала для экстренного открывания двери и средство контроля давления в штоковой полости пневмоцилиндра на закрытие двери, выполненное в виде реле контрольного давления сжатого воздуха.

Указанный привод повышает безопасность эксплуатации транспортного средства за счет установки в пневмолинию закрытия двери реле контрольного давления сжатого воздуха, обеспечивающего безопасное воздействие на пассажира створок двери с последующим их отводом в открытое положение.

Однако следует отметить, что этот привод не обеспечивает в полной мере безопасную эксплуатацию транспортного средства в экстремальных и аварийных ситуациях. Это обусловлено невозможностью при исправной системе питания дистанционного управления открытием двери (например, при отказе электроуправления) с помощью пневмосигнала, формируемого либо нажатием соответствующей кнопки управления в кабине водителя, либо нажатием одной из кнопок управления, встроенных на внешней стороне кузова транспортного средства с автоматическим удержанием дверей открытыми после снятия пневмосигнала (прекращения нажатия на кнопку управления).

Кроме этого, конструкцией прототипа не предусматривается применение:

- вспомогательного привода ручного дублирования электрического сигнала, необходимого для управления приводом на закрытие двери при проведении, например, наладочных или ремонтно-восстановительных работ и отключенном электропитании транспортного средства (без запуска двигателя),

- пневмодросселей и шумопоглотителей, предназначенных для настройки величины расхода воздуха и, следовательно, скорости или времени закрывания дверей транспортного средства и снижения уровня шума при выходе отработанного воздуха из пневмораспределителя привода.

В совокупности все указанные недостатки снижают показатели надежности и безопасности пневмопривода-прототипа.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание надежного электропневмопривода открывания дверей транспортного средства, обеспечивающего более высокую степень безопасной эксплуатации транспортного средства и предусматривающего экстренное и аварийное открывание двери как вручную из пассажирского салона, так и дистанционно от внешнего источника (пневмосигнала) с удержанием двери в открытом положении.

Указанная задача решается тем, что в электропневмоприводе открывания дверей транспортного средства, содержащем пятилинейный, двухпозиционный электропневматический золотниковый пневмораспределитель с размещенными в нем двумя электропневматическими клапанами управления и приводом ручного дублирования электрического согнала на открытие двери, исполнительный пневмодвигатель двухстороннего действия с односторонним штоком, средство контроля давления в штоковой полости пневмоцилиндра на закрытие двери в виде реле контрольного давления сжатого воздуха и систему пневмолиний, соединяющих пневмораспределитель и реле контрольного давления между собой и с исполнительным пневмодвигателем, согласно изобретению, в корпусе пневмораспределителя со стороны подвода командного давления в полость управления золотником на закрытие двери, соосно золотнику, встроен привод ручного дублирования электрического сигнала, выполненный в виде аксиально подвижного стержня с цилиндрической головкой и охватывающей его уплотняющей втулки, неподвижно закрепленной в корпусе, при этом головка стержня одним торцом оперта в торец внутренней цилиндрической расточки уплотняющей втулки с возможностью взаимодействия другим торцом с торцом золотника при перемещении стержня привода,

согласно изобретению, в корпусе пневмораспределителя со стороны подвода командного давления в полость управления золотником на открытие двери, соосно золотнику, встроено приводное устройство - камера дистанционного пневматического управления золотником на открытие двери от внешнего источника пневматического управляющего сигнала с шарнирно установленной на наружной поверхности камеры эксцентричной втулкой впуска управляющего давления и приводом ручного дублирования электрического сигнала, выполненное в виде неподвижно закрепленного в корпусе ступенчатого пневмоцилиндра одностороннего действия с внутренними ступенчатыми расточками, большая ступень которых обращена в сторону открытой части ручного привода, в расточках пневмоцилиндра герметично размещен поршень-привод ручного дублирования с двухсторонними уплотненными по наружной поверхности штоками с возможностью ограниченного осевого перемещения, взаимодействия с торцом золотника при рабочих перемещениях и одновременного контакта с внутренними поверхностями расточек пневмоцилиндра и внутренней расточкой охватывающей, уплотненной по наружной поверхности, ограничительной втулки, неподвижно закрепленной в расточке большей ступени пневмоцилиндра, при этом полость между ступенями расточек пневмоцилиндра, ограниченная поршнем, сообщена радиальным каналом с атмосферой, а полость, ограниченная торцом охватывающей втулки и опорным торцом поршня, снабжена радиальным каналом для подвода управляющего давления, причем в направляющей цилиндрической расточке пневмоцилиндра поршень по наружной поверхности установлен с гарантированным кольцевым зазором, а на периферийной цилиндрической поверхности большей ступени пневмоцилиндра расположена зафиксированная стопорными кольцами от осевых перемещений и уплотненная по внутренней поверхности эксцентричная втулка впуска с возможностью поворота вокруг оси пневмоцилиндра, при этом на установочной поверхности втулки между кольцевыми проточками под уплотнения образована кольцевая коллекторная канавка трапецеидальной формы, а на ее наружной поверхности, в зоне максимального отстояния от центра (оси) поворота, выполнен радиально расположенный канал для подвода управляющего (сигнального) давления от внешнего источника с возможностью сообщения с полостью трапецеидальной коллекторной канавки и полостью управления поршнем пневмоцилиндра, кроме этого, в корпусе пневмораспределителя, каждый канал выхода отработанного воздуха снабжен дросселем с шумопоглотителем, имеющим возможность осевого перемещения и регулирования величины пропускаемого потока, при этом дроссель выполнен в виде подпружиненного стакана с наружной резьбой и профилированной торцовой чашей, образующей осевой цилиндрический выступ с переходом его в участок с конической поверхностью, вершина конуса которого направлена в сторону перекрываемого канала, а внутри чаши с упором в ее донышко размещена предварительно поджатая пружина сжатия, второй опорный торец которой оперт в торцовую поверхность резьбовой расточки корпуса, причем в донышке чаши, по периферии, образован пояс перфорации в виде сквозных отверстий с возможностью сообщения внутренней полости чаши стакана с атмосферой, а регулируемый дроссель с шумопоглотителем выполнен из полиэтилена или других подобных материалов и может изготавливаться с помощью рельефной формовки или литья.

Введение в конструкцию пневмораспределителя пневмопривода вспомогательного привода ручного дублирования электрического сигнала, расположенного соосно золотнику с левой стороны (по схеме), позволяет осуществить при его нажатии закрытие двери при отключенном электропитании, например, при необходимости проведения наладочно-восстановительных работ на транспортном средстве без запуска двигателя.

Снабжение пневмораспределителя управляющей камерой от внешнего источника пневмосигнала со встроенным с правой стороны (по схеме) приводом ручного дублирования электрического сигнала управления обеспечивает экстренное открывание дверей транспортного средства как вручную, так и дистанционно с помощью пневмосигнала, формируемого нажатием одной из кнопок управления, расположенных в кабине водителя и на внешней стороне кузова транспортного средства с автоматическим удержанием дверей открытыми при снятии пневмосигнала.

Шарнирное подсоединение втулки (штуцера) входного сигнала к пневмоцилиндру - камере управления золотником реально позволяет пневмоприводу в целом при установке на пассажирском автотранспортном средстве более рационально вписаться в контур ограниченного монтажного пространства с обеспечением возможности легкого доступа к месту подсоединения для проведения монтажных или демонтажных работ.

Введение непосредственно в конструкцию пневмораспределителя регулирующих дросселей с шумопоглотителями упрощает в целом систему проводки управления дверьми, а также снижает уровень шума при выходе отработанного воздуха из пневмораспределителя привода дверей транспортного средства.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 показан общий вид, разрез электропневмопривода с убранным исполнительным шток-поршнем 47 и закрытой створкой двери, схема пневмолиний, соединяющих пятилинейный двухпозиционный золотниковый пневмораспределитель 1 и реле давления 49 между собой и с исполнительным пневмодвигателем 43. На электропневматический клапан закрытия 4 пневмораспределителя 1 подан импульсный электрический сигнал управления.

На фиг.2 показан общий вид, разрез электропневмопривода с выпущенным исполнительным шток-поршнем 47 и открытой створкой двери. На электропневматический клапан открытия 3 пневмораспределителя 1 подан импульсный электрический сигнал управления.

На фиг.3 показан общий вид, разрез электропневмопривода с убранным исполнительным шток-поршнем 47 и закрытой створкой двери при нажатом в пневмораспределителе 1 приводе 9 ручного дублирования электрического сигнала на закрытие двери. Электрический сигнал управления приводом отсутствует.

На фиг.4 показан общий вид, разрез электропневмопривода с выпущенным исполнительным шток-поршнем 47 и открытой створкой двери при нажатом в пневмораспределителе 1 приводе 16 ручного дублирования электрического сигнала на открытие двери. Электрический сигнал управления приводом отсутствует.

На фиг.5 показан общий вид, разрез электропневмопривода с выпущенным исполнительным шток-поршнем 47 и открытой створкой двери, когда золотник 5 пневмораспределителя 1 перемещен в положение «открытие» устройством - камерой 13 дистанционного управления от внешнего источника пневмосигнала 14. Электрический сигнал управления приводом отсутствует.

Электропневмопривод (см. фиг.1) содержит

пятилинейный двухпозиционный электропневматический золотниковый пневмораспределитель 1, в корпусе 2 которого размещены электропневматические клапаны открытия 3 и закрытия 4, цилиндрический золотник 5 с возможностью ограниченного осевого (рабочего) перемещения и образования полостей распределения 6 и полостей управления 7 и 8. В корпусе 2 пневмораспределителя 1 со стороны подвода командного давления в полость 8 по управлению золотником 5 на закрытие двери транспортного средства, соосно золотнику, встроен привод 9 ручного дублирования электрического сигнала, выполненный в виде аксиально подвижного стержня с цилиндрической головкой и охватывающей его уплотнительной втулки 10, неподвижно закрепленной проволочной скобой 11 в корпусе 2. При нажатии на привод 9 его противоположный торец 12, взаимодействуя с торцом цилиндрического золотника 5, перемещает его в другое крайнее положение, при котором реверсируется подача сжатого воздуха в пневмоцилиндр 44.

В корпусе 2 со стороны подвода командного давления в полость управления 7 на открытие двери, соосно золотнику 5, встроено приводное устройство - камера дистанционного пневматического управления 13 от внешнего источника 14 пневматического управляющего сигнала с шарнирно установленной на наружной поверхности камеры эксцентричной втулкой 15 впуска управляющего давления (пневмосигнала) и приводом 16 ручного дублирования электрического сигнала. Камера выполнена в виде неподвижно закрепленного в расточке корпуса 2 с помощью проволочной скобы (контровки) 11 ступенчатого пневмоцилиндра 17 с внутренними ступенчатыми расточками 18.

В расточках 18 герметично размещен поршень 19 с двухсторонними уплотненными штоками 16 и 20. При рабочем перемещении поршня 19 его левый (по схеме) шток 20 своим торцом 21 взаимодействует с торцом золотника 5 и аксиально перемещает его на рабочую величину.

Правый (по схеме) шток-привод 16 поршня 19 охватывается уплотненной по наружной поверхности ограничительной втулкой 22, неподвижно закрепленной с помощью контровки 23 в расточке 18 большей ступени пневмоцилиндра 17. Полость 24, ограниченная поршнем 19 и торцом расточки 18, сообщена радиальным каналом 25 с атмосферой, а полость 26, ограниченная поршнем 19 и внутренним торцом охватывающей втулки 22, снабжена радиальным каналом 27 для прохода управляющего сигнального давления в полость 26. Поршень 19 по наружной поверхности установлен в расточке 18 пневмоцилиндра 17 с гарантированным кольцевым зазором 28.

На периферийной поверхности пневмоцилиндра 17, на его большей ступени, расположена зафиксированная от осевых перемещений стопорными кольцами 29 эксцентричная втулка впуска 15 с возможностью поворота вокруг оси пневмоцилиндра 17. Втулка 15 уплотнена по внутренней (установочной) поверхности резиновыми кольцами 30, установленными в кольцевых прямоугольных проточках 31. Между этими проточками образована кольцевая коллекторная канавка 32 трапециедальной формы. На наружной поверхности втулки 15 в зоне максимального отстояния от оси поворота выполнен радиально расположенный канал 33 для подвода управляющего (сигнального) давления от внешнего источника 14, например, от двухпозиционного распределителя с пружинным возвратом. Канал входа 33 сообщен радиальным каналом 34 с полостью коллекторной канавки 32 и, соответственно, с полостью 26 пневмоцилиндра 17.

В корпусе 2 пневмораспределителя 1 каналы выхода отработанного воздуха 35 и 36 (фиг.1) снабжены дросселями 37 с шумопоглотителями, каждый из которых выполнен в виде стакана с наружной резьбой и профилированной торцовой чаши 38, образующей осевой цилиндрический выступ 39 с переходом его в участок с конической поверхностью 40, вершина конуса которого направлена в сторону выходных каналов 35 или 36. Внутри чаши 38 размещена пружина сжатия 41 с упором в торцовую поверхность резьбовой расточки корпуса 2. В донышке чаши образован пояс перфорации в виде сквозных шумопоглощающих отверстий 42, соединяющих внутреннюю полость чаши 38 с атмосферой.

Исполнительный пневмодвигатель 43 выполнен двухстороннего действия с пневмоцилиндром 44 с рабочими полостями 45 и 46 и односторонним шток-поршнем 47, внутрь которого ввернут ушковый наконечник 48 для подсоединения створки двери.

Средство контроля давления в штоковой полости пневмоцилиндра выполнено в виде реле контрольного давления 49 сжатого воздуха в штоковой полости 45 пневмоцилиндра 44 на закрытие двери.

Система пневмолиний 50 и 51 соединяет пневмораспределитель 1 и реле давления 49 между собой и с исполнительным пневмодвигателем 43.

Электропневмопривод в системе управления дверьми транспортного средства работает следующим образом.

На электропневматический клапан управления 4 пневмораспределителя 1 подан импульсный электрический сигнал управления (см. фиг.1).

Под действием электрического сигнала управления якорь электропневматического клапана 4 втягивается (перемещается вверх по схеме), открывая проход сжатого воздуха из канала подачи в полость управления 8, под действием которого цилиндрический золотник 5 перемещается в крайнее правое (по схеме) положение, при этом сжатый воздух из напорного канала через золотник 5 поступает в пневмолинию 50 и полость 45 пневмоцилиндра 44. Поршень-шток 47 перемещается внутрь (в убранное положение), закрывая створки двери транспортного средства. Сжатый воздух из правой полости 46 пневмоцилиндра 44 вытесняется через линию 51, золотник 5, канал 36, пневмодроссель 37 и отверстия 42 дросселя-шумопоглотителя в атмосферу.

На электропневматический клапан управления 3 пневмораспределителя 1 подан импульсный электрический сигнал управления (см. фиг.2).

Под действием электрического сигнала управления открывается проход сжатого воздуха в полость управления 7. Золотник 5 перемещается в крайнее левое (по схеме) положение, при котором рабочее давление воздуха из канала подачи поступает через линию 51 в полость 46 пневмоцилиндра 44. Поршень-шток 47 выдвигается наружу - «на выпуск», открывая створки двери транспортного средства. Сжатый воздух из левой полости 45 пневмоцилиндра 44 через линию 50, золотник 5 и дроссель-шумопоглотитель 37 вытесняется в атмосферу.

Электрический сигнал управления отсутствует. Привод 9 ручного дублирования электрического сигнала управления пневмораспределителя 1 нажат (см. фиг.3).

При нажатии привода 9 золотник 5 перемещается в правое (по схеме) крайнее положение, при котором аналогично подаче электрического сигнала на электропневматический клапан 4 створки двери закрываются.

Электрический сигнал управления отсутствует. Привод 16 ручного дублирования электрического сигнала управления пневмораспределителя 1 нажат (см. фиг.4).

При нажатии привода 16 золотник 5 перемещается в левое (по схеме) крайнее положение, при котором створки двери открываются.

Электрический сигнал управления отсутствует. В камеру 13 дистанционного пневматического управления от внешнего источника 14 подан пневмосигнал (см.фиг.5).

Под действием рабочего давления, подаваемого от внешнего источника 14, поршень 19 камеры 13 через шток 20 перемещает золотник 5 пневмораспределителя 1 в крайнее левое (по схеме) положение, при котором рабочее давление от пневмораспределителя 1 поступает в правую полость 46 пневмоцилиндра 44, выдвигая шток-поршень 47 наружу. Створки двери открываются, повторяется цикл работы пневмопривода аналогично подаче электрического сигнала управления на электропневматический клапан открытия 3.

При прекращении подачи пневмосигнала от внешнего источника 14 золотник 5 пневмораспределителя 1 автоматически фиксируется в том же левом (по схеме) положении за счет трения, создаваемого натягами уплотнительных колец, установленных в канавках золотника 5 на наружной поверхности, что обеспечивает удержание створок двери открытыми.

Предлагаемый электропневмопривод с заявленной совокупностью существенных конструктивных признаков обуславливает получение дополнительной степени защиты по надежности и безопасности эксплуатации транспортного средства за счет того, что помимо примененного в приводе реле контрольного давления, обеспечивающего безопасное воздействие на пассажира створок двери при его защемлении, привод снабжен управляющей камерой от внешнего источника пневмосигнала со встроенным приводом ручного управления, позволяющим в экстремальных или аварийных ситуациях или при отказе электроуправления выполнять наиболее важную для этих случаев задачу экстренного открывания двери транспортного средства как вручную из пассажирского салона, так и дистанционно по пневмосигналу, формируемому нажатием одной из кнопок управления, расположенных в кабине водителя и на внешней стороне кузова транспортного средства с автоматическим удержанием дверей открытыми при снятии пневмосигнала.