Система привода для поворачиваемых и/или сдвигаемых дверей или для входного/выходного устройства с улучшенным измерением положения
Изобретение относится к системе привода для входного/выходного устройства, содержащего, по меньшей мере, одну установленную с возможностью поворота дверь, рампу или подножку транспортного средства для перевозки пассажиров. Система привода для входного/выходного устройства, содержащего, по меньшей мере, одну установленную с возможностью поворота дверь, рампу или подножку транспортного средства для перевозки пассажиров, содержащая, по меньшей мере, один исполнительный орган или приводной двигатель (1, 24), приводимый им в действие механизм (3.3, 3.4) и/или передачу (2, 4, 26) с целью вызывания движения поворота двери, рампы или подножки, а также датчик (7, 34) абсолютного значения для измерения моментального положения при движении поворота и блок оценки, который предназначен для сравнения моментального положения, по меньшей мере, с одним эталонным положением, которое хранится в энергонезависимой памяти блока оценки, с целью создания зависящего от этого выходного сигнала, при этом датчик (7, 34) абсолютного значения прифланцован к задающей движение поворота двери, рампы или подножки цапфе, а передача содержит первую понижающую передачу (2), вторую понижающую передачу (4), а также управляемое сцепление (3.3, 3.4) между понижающими передачами (2, 4). Техническим результатом изобретения является простота выполнения юстировки измерения положения. 3 н. и 9 з.п., 2 ил.
Изобретение относится в целом к системе привода для входного/выходного устройства, содержащего, по меньшей мере, одну установленную с возможностью поворота и/или сдвигания дверь, рампу, подножку или т.п. транспортного средства для перевозки пассажиров, к снабженному ею входному и выходному устройству, а также к снабженному ею транспортному средству для перевозки пассажиров. Система привода этого вида обычно содержит, по меньшей мере, один исполнительный орган или приводной двигатель и приводимый им в действие механизм или передачу с целью вызывания движения поворота, соответственно сдвига двери, рампы, подножки или т.п. Известно измерение (регистрация) поворотного движения механизма или передачи, например, с помощью потенциометрического отвода. Такая конструкция потенциометра оказалась на практике не достаточно износостойкой и склонной к выходу из строя, чтобы отвечать высоким требованиям безопасности при перевозке пассажиров. Кроме того, известно управление или, по меньшей мере, контролирование движения поворота, соответственно сдвига с помощью срабатывающих в конечных положениях переключательных контактов. Хотя с помощью соответствующей конструкции переключательных контактов, а также с помощью избыточных компонентов можно достигать высокого уровня надежности, недостатком при этом является то, что при однажды выполненном монтаже и юстировке эти конечные положения являются неизменными. Последующая юстировка, например, при конечном монтаже входного и выходного устройства в транспортное средство для перевозки пассажиров требует очень много времени на основании сравнительно плохой доступности переключательных контактов. Эта плохая доступность следует, с одной стороны, из желаемой компактности таких приводов и, с другой стороны, из того, что эти переключательные контакты, как правило, расположены непосредственно на подвижной двери, рампе или подножке и т.д., например, на их соответствующей поворотной цапфе, а не на приводимом в действие механизме, для того, чтобы быть уверенным в том, что именно эти подвижные элементы, такие как дверь, рампа или подножка и т.д., действительно находятся в указываемом переключательными контактами состоянии, например, открытом или закрытом. Дополнительно к этому было установлено, что во время работы, вследствие износа с сопровождаемым этим увеличивающимся зазором между механически взаимодействующими компонентами, часто в ходе срока службы транспортного средства требуется выполнение повторной юстировки.
Поэтому задачей данного изобретения является создание системы привода для входного/выходного устройства, содержащего, по меньшей мере, одну установленную с возможностью поворота и/или сдвига дверь, рампу, подножку или т.п. транспортного средства для перевозки пассажиров, в которой можно просто выполнять юстировку измерения положения. Эта задача решена с помощью системы привода согласно пункту 1 формулы изобретения соответственно входной/выходной системы, согласно пункту 12 формулы изобретения, а также транспортного средства для перевозки пассажиров согласно пункту 13 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Система привода согласно изобретению предназначена для входного/выходного устройства, содержащего, по меньшей мере, одну установленную с возможностью поворота и/или сдвига дверь, рампу, подножку или т.п. транспортного средства для перевозки пассажиров, и не ограничивается им. Например, речь идет об одностворчатой или многостворчатой наружной или внутренней поворотной двери или складной двери, или сдвигаемой двери, которые применяются в зоне входа и выхода автобусов, рельсовых транспортных средств и т.п. Поворотные двери известны, например, из публикаций DE 202006005485 U1, DE 202005015169 U1, DE 202005015168 U1, DE 202005015166 U1 заявителя, полное содержание которых включается в данное описание. Поскольку изобретение не ограничивается относительно вида применяемой двери и ее зависящего от подвески направления движения для достижения открытого и закрытого состояния, то система привода согласно изобретению применима также в комбинации поворотной и сдвигаемой двери, которая известна, например, из DE 202007009719 U1 заявителя. Кроме того, речь может идти о расположенной параллельно дну транспортного средства и выдвигаемой рампе, которая известна, например, из DE 202004007704 U1 или DE 202005011221 U1 заявителя. Выполненная с возможностью поворота (откидывания) подножка известна, например, из DE 202006002455 U1. Система привода согласно изобретению содержит, по меньшей мере, один исполнительный орган, например, гидравлический или пневматический исполнительный цилиндр, или приводной двигатель и приводимый им в действие механизм и/или передачу, с целью обеспечения движения поворота и/или соответственно сдвига двери, рампы, подножки или т.п. Согласно изобретению предусмотрен датчик абсолютного значения, например, аналоговый датчик поворота, для измерения (регистрации) моментального положения при движении поворота и/или соответственно сдвига. В одном варианте выполнения датчик абсолютного значения измеряет движение вращения или поворота одного компонента передачи или механизма, которые служат согласно изобретению для передачи движения вращательного или линейного сервопривода исполнительного органа или приводного двигателя на дверь, рампу или подножку и т.д. Например, датчик абсолютного значения прифланцован к приводному валу понижающей передачи. Датчик абсолютного значения поставляет на основании своей конструкции однозначный, соответствующий моментальному положению движения поворота, соответственно движению сдвига сигнал.
Система привода согласно изобретению характеризуется тем, что предусмотрен блок оценки, который предназначен для сравнения моментального положения, по меньшей мере, с одним эталонным положением, которое хранится в энергонезависимой памяти блока оценки, с целью создания зависящего от этого выходного сигнала. Эталонное положение может быть конечным положением, таким как открытая или закрытая дверь, задвинутая или выдвинутая рампа, повернутая внутрь или наружу подножка и т.д. За счет применения датчика абсолютного значения с блоком оценки, который сравнивает его соответствующий моментальному положению сигнал с эталонным значением, отпадает необходимость в соответствующем эталонным положениям количестве концевых выключателей. Кроме того, устраняются связанные с концевыми выключателями технические недостатки, такие как сложная механическая юстировка и остающаяся вследствие механического инициирования склонность к неисправностям. Кроме того, за счет этого можно выполнять приводную систему более дешевой. В противоположность управлению чисто с помощью концевых выключателей, моментальное положение двери или т.п. всегда, даже при отсутствии электроснабжения, известно за счет датчика абсолютного значения, и его можно сравнивать с сохраняемыми независимо от энергоснабжения эталонными значениями, так что при отсутствии электроснабжения нет необходимости в процессе инициирования с целью определения фактического моментального положения. Кроме того, при возможно требующейся юстировке необходимо лишь заменить хранящееся в энергонезависимой памяти эталонное значение, без требующей много времени и тем самым связанной с большим временем простоя механической юстировки. Зависящий от результата сравнения между моментальным положением и эталонным положением выходной сигнал в одном варианте выполнения подается в контрольное устройство, которое отображает соответствующее положение двери, подножки или рампы или достижение соответствующего конечного положения на системном дисплее, например, в кабине водителя транспортного средства.
Предпочтительно, выходной сигнал применяется для управления приводным двигателем или исполнительным органом с целью обеспечения, например, при достижении эталонного положения, выключения приводного двигателя или исполнительного органа. Таким образом, можно отказаться от концевых выключателей.
Выдаваемый блоком оценки для дальнейшей обработки с помощью устройства управления двигателем или контрольного устройства выходной сигнал может быть аналоговым или цифровым, например, последовательной битовой комбинацией. Для повышения стойкости к помехам выдается цифровой сигнал.
В одном предпочтительном варианте выполнения блок оценки выполнен так, что выходной сигнал, в случае когда моментальное положение соответствует эталонному положению, имеет заданное, предпочтительно цифровое значение сигнала. Например, тем самым имитируется концевой выключатель, который при достижении конечного положения принимает заданное состояние переключения. За счет этого выходной сигнал можно предпочтительно обрабатывать с помощью известного, приспособленного к применению концевых выключателей контрольного устройства.
В другом предпочтительном варианте выполнения датчик абсолютного значения бесконтактно измеряет движение поворота, соответственно сдвига. Например, датчик абсолютного значения работает по оптическому или магнитному принципу.
Предпочтительно, датчик абсолютного значения создает цифровой сигнал для оценки с помощью блока оценки. Датчик абсолютного поворота выдает для каждого углового положения определенное кодированное цифровое значение (кодовое значение). Это кодовое значение имеется в распоряжении непосредственно после включения также без движения оси датчика. На оси датчика смонтирован неподвижно кодовый диск. Диск разделен на отдельные сегменты, которые в работающем по оптическому принципу датчике абсолютного значения являются попеременно проницаемыми для света, соответственно непроницаемыми для света и считываются с помощью светового реле. Передача абсолютных значений от датчика в блок оценки происходит, например, последовательно. При этом применяются, например, специальные протоколы, такие как SSI, PROFIBUS-DP или EnDat (фирмы Heidenhain). За счет последовательной связи можно дополнительно к моментальному положению передавать еще другие данные. Они могут содержать текущие значения температуры датчика или электрические данные приводного двигателя, на котором установлен датчик (так называемый электронный силовой экран). Если измеряется движение поворота, то можно использовать датчик поворота, если подлежит измерению максимально один оборот, то можно применять так называемый датчик одного оборота, если необходимо измерять несколько оборотов, то применяется так называемый датчик нескольких оборотов. Оптические датчики нескольких оборотов содержат обычно несколько кодовых дисков, которые соединены друг с другом через передачу.
В другом предпочтительном варианте выполнения датчик абсолютного значения прифланцован к приводному валу приводного двигателя, при этом обычно применяется датчик нескольких оборотов. За счет этого система привода согласно изобретению может быть выполнена сравнительно компактной.
В качестве альтернативного решения, датчик абсолютного значения прифланцован к задающей движение поворота двери, рампы, подножки или т.п. цапфе. За счет этого можно применять дольше дешевые датчики одного оборота. Дополнительно к этому, за счет расположения датчика непосредственно на подвижном элементе, т.е. двери, рампе, подножке или т.п., достигается очень точное и воспроизводимое измерение (регистрация) положения и тем самым при необходимости управление движением, которое может компенсировать зазоры в передающем приводное усилие механизме или передаче. Дополнительно к этому, можно распознавать возможные поломки внутри механизма или передачи и сообщать о них, поскольку, например, несмотря на более длительное активирование исполнительного органа или приводного двигателя с помощью датчика, не обнаруживается достижение опорного положения.
В одном другом предпочтительном варианте выполнения блок оценки выполнен с возможностью программирования. Например, предусмотрена возможность программирования, по меньшей мере, энергонезависимой памяти для размещения эталонных значений, например, энергонезависимая память является EEPROM или NV-RAM. За счет этого можно особенно легко заменять эталонные значения для юстировки. Например, программирование блока оценки осуществляется с помощью системы BUS, такой как CAN-Bus.
В одном другом варианте выполнения механизм, соответственно передача, выполняется не самотормозящимся. Таким образом, на основании отсутствия самоторможения всегда обеспечивается возможность приведения в действие входного/выходного устройства вручную в аварийном случае, для этого необходимо лишь снять блокировочное действие дополнительно имеющегося по соображениям безопасности блокировочного приспособления. Это обеспечивает высокую степень безопасности. Такой вид привода особенно пригоден для комбинирования с датчиком абсолютного значения и соответствующим блоком оценки, поскольку за счет этого также после приведения в действие вручную входного/выходного устройства всегда обеспечивается возможность определения положения двери.
Другой вариант выполнения отличается тем, что передача содержит первую понижающую передачу, вторую понижающую передачу, а также управляемое сцепление между понижающими передачами. За счет того, что вся понижающая передача состоит из двух разделяемых сцеплением понижающих передач, можно при соответствующем выборе передаточного отношения обеих понижающих передач обеспечивать, что после выключения сцепления можно выполнять приведение в действие входного/выходного устройства вручную с преодолением уменьшенного самоторможения. Этот вид привода особенно пригоден для комбинирования с датчиком абсолютного значения и соответствующим блоком оценки, поскольку также после приведения в действие вручную входного/выходного устройства всегда обеспечивается возможность определения положения двери.
Кроме того, изобретение относится к входному/выходному устройству для транспортного средства для перевозки пассажиров, которое отличается приводной системой в указанных выше вариантах выполнения и связанными с этим преимуществами. Кроме того, изобретение относится к соответствующим образом оборудованному транспортному средству для перевозки пассажиров.
На прилагаемых чертежах показаны части двух предпочтительных вариантов выполнения приводной системы согласно изобретению для входного/выходного устройства, содержащего, по меньшей мере, одну установленную с возможностью поворота и/или сдвига дверь, однако без блока оценки, которыми, однако, не ограничивается изобретение, при этом на чертежах схематично изображено:
фиг.1 - осевой разрез первого варианта выполнения системы привода согласно изобретению для входного/выходного устройства;
фиг.2 - осевой разрез второго варианта выполнения системы привода согласно изобретению для входного/выходного устройства.
На фиг.1 показано выполненное в виде компактного привода приводное устройство 20 для пассажирской двери, в котором внутри узкого, выполненного в виде трубы корпуса 22 расположены в осевом направлении друг за другом электрический приводной двигатель 24 и понижающая передача 26, показанная в виде состоящей из трех частей планетарной передачи. К приводному двигателю 24 примыкает тормоз 28, который также расположен внутри корпуса 22 и выполнен в виде включаемого с помощью пружинной силы и электромагнитно размыкаемого «тормоза низкой активности». Кроме того, показаны электрические подключения 30 приводного двигателя 24. Понижающая передача 26 выполнена не самотормозящейся.
Приводное устройство 20 размещено предпочтительно в неизображенной поворотной колонне. Неизображенный приводной элемент приводного двигателя 24 соединен с также неизображенным входным элементом понижающей передачи 26, выходной элемент 32 которой соединен с входным элементом или исполнительным устройством неизображенного входного/выходного устройства. Выходной элемент 32 может быть соединен, например, с известным ходовым поворотным блоком, выходной элемент которого соединен с исполнительными устройствами для входного/выходного устройства, например, дверью для пассажиров. Кроме того, на выходном элементе 32 понижающей передачи 26 расположен датчик 34 абсолютного значения, с помощью которого измеряется моментальное положение выполненного в виде выходного (ведомого) вала выходного элемента 32 и выдается в виде величины в неизображенный блок оценки, в котором эта величина сравнивается с величиной хранящегося в памяти эталонного положения. Кроме того, показано воспринимающее моменты устройство 40 для соединения приводного устройства 20 с неизображенной поворотной колонной.
На фиг.2 показано выполненное в виде компактного привода приводное устройство, например, для двери для пассажиров, в котором внутри узкого, выполненного в виде трубы корпуса 22 расположены в осевом направлении друг за другом электрический приводной двигатель 1, первая понижающая передача 2, управляемое сцепление 3.3, 3.4 и вторая понижающая передача 4. А именно, первая понижающая передача 2 с приводным двигателем 1 и соединенная с ней первая половина 3.3 сцепления установлены с возможностью соединения и рассоединения в осевом направлении с помощью пружинной силы пружины 3.1 сжатия со второй половиной 3.4 сцепления и второй понижающей передачей 4 посредством осевого сдвига. Для этого приводной двигатель 1 с первой понижающей передачей 2 установлен с возможностью сдвига в трубчатом корпусе 9. При аварийной работе трос 14 Боудена напрягает пружину 3.1 сжатия и сдвигает приводной двигатель 1, первую понижающую передачу 2 и первую половину 3.3 сцепления в осевом направлении внутри трубчатого корпуса 9, за счет чего прерывается передача усилия в сцеплении 3.3, 3.4. Кроме того, на выходном элементе 4.1 второй понижающей передачи 4 расположен датчик 7 абсолютного значения, с помощью которого измеряется моментальное положение выполненного в качестве ведомого вала выходного элемента 4.1 и передается в виде величины в неизображенный блок оценки, в котором эта величина сравнивается с хранящимся в памяти значением эталонного положения. Выходной вал 4.1 всего приводного устройства соединен неизображенным образом с исполнительными устройствами, например, двери для пассажиров.
1. Система привода для входного/выходного устройства, содержащего, по меньшей мере, одну установленную с возможностью поворота дверь, рампу или подножку транспортного средства для перевозки пассажиров, содержащая, по меньшей мере, один исполнительный орган или приводной двигатель (1, 24), приводимый им в действие механизм (3.3, 3.4) и/или передачу (2, 4, 26) с целью вызывания движения поворота двери, рампы или подножки, а также датчик (7, 34) абсолютного значения для измерения моментального положения при движении поворота и блок оценки, который предназначен для сравнения моментального положения, по меньшей мере, с одним эталонным положением, которое хранится в энергонезависимой памяти блока оценки, с целью создания зависящего от этого выходного сигнала, при этом датчик (7, 34) абсолютного значения прифланцован к задающей движение поворота двери, рампы или подножки цапфе, а передача содержит первую понижающую передачу (2), вторую понижающую передачу (4), а также управляемое сцепление (3.3, 3.4) между понижающими передачами (2, 4).
2. Система привода по п.1, отличающаяся тем, что выходной сигнал применяется для управления приводным двигателем (1, 24) или исполнительным органом.
3. Система привода по п.1, отличающаяся тем, что выходной сигнал является аналоговым или цифровым, например последовательной битовой комбинацией.
4. Система привода по п.2, отличающаяся тем, что выходной сигнал является аналоговым или цифровым, например последовательной битовой комбинацией.
5. Система привода по п.1, отличающаяся тем, что выходной сигнал в случае, когда моментальное положение соответствует одному из эталонных положений, соответствует заданному значению сигнала.
6. Система привода по п.1, отличающаяся тем, что датчик (7, 34) абсолютного значения бесконтактно измеряет движение поворота.
7. Система привода по п.1, отличающаяся тем, что датчик (7, 34) абсолютного значения создает цифровой сигнал для оценки с помощью блока оценки.
8. Система привода по п.1, отличающаяся тем, что датчик (7, 34) абсолютного значения прифланцован к приводному валу приводного двигателя (1, 24).
9. Система привода по п.1, отличающаяся тем, что блок оценки выполнен с возможностью программирования.
10. Система привода по п.1, отличающаяся тем, что механизм или, соответственно, передача (26) выполняется не самотормозящейся.
11. Входное/выходное устройство для транспортного средства для перевозки пассажиров, отличающееся тем, что оно снабжено системой привода по любому из пп.1-10.
12. Транспортное средство для перевозки пассажиров, отличающееся тем, что оно снабжено входным/выходным устройством по п.11.
