[发明专利]用于气动差动式机械的输出轴、摇动杆和主动齿轮装置

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求2007年5月3日提交的、标题为“用于气动差动式机械的输出轴、摇动杆和主动齿轮装置(Output Shaft，Teeter Lever and Pinion GearArrangement for Pneumatic Differential Engine)”的美国临时专利申请No.60/927,325的权利，其公开内容在此全部并入。

技术领域

本发明通常主要涉及一种用于自动门的气缸/差动式机械的摇动杆，更具体地涉及一种用于气缸/差动式机械的可拆装的摇动杆和可拆装的齿轮，以用于将输出轴连接至连杆，进而连接至城轨车辆的门板。

背景技术

气缸已经应用在机械系统中以将压缩空气转换成直线的往复运动，从而打开和关闭客运车辆的门。在美国专利No.3,979,790中示出了这种门致动系统的示例。

通常，用于这种环境中的气缸由柱室、活塞和两个密封地连接至柱室的端盖构成。端盖上具有延伸穿过的孔，以使压缩空气可以流入和流出柱室，从而使得活塞沿直线方向运动并且对于车辆门施加打开或关闭的力。

气缸/差动式机械系统也设计为用于打开和关闭客运车辆的门。在美国专利No.4,231,192、No.4,134,231和No.1,557,684中示出了这些系统的示例。

如图1所示，一种已知的气动差动式机械由附连至机壳3的大缸体1和小缸体2构成。大缸体1的一端由大盖48封闭。小缸体2的一端由小盖50封闭。大活塞4和小活塞5分别安装在缸体1和缸体2的内部。活塞4和活塞5附连至与齿轮7啮合的齿条6上。齿轮7永久地附连至轴8，以使得活塞4和活塞5的线性运动转换为输出轴8的转动。如图2所示的摇动杆9焊接至输出轴8的端部，并且通过杆10、11和操作杆12、13连接至与车辆门板(未示出)联接的立轴和臂上。由此，输出轴8的转动使得摇动杆9转动从而使车辆门打开和关闭。

小气缸2通过小盖50中的开口52始终连接至压缩空气的储存器，以使得正压力始终作用至小活塞5的面向小盖50的表面54上。大缸体1通过开口49连接至三通阀，这实现了在关门模式期间与压缩空气源的连接或在开门模式期间与用于从大缸体1排出空气的排气构件的连接。弹性系统14和密封盘15在开门行程结束时为大活塞4的运动提供缓冲作用。

在关门模式期间，如上所述，空气可通过三通阀进入到大缸体1中，并且压力施加至大活塞4的面向大盖48的表面56上。由于大活塞4与小活塞5的表面积不同，大缸体1中的气压的作用使得活塞4和活塞5朝向小盖50运动或向右(如图所示)运动。齿条6的线性运动转换为齿轮7和输出轴8的逆时针转动，并由此转换为摇动杆9的转动，这使得门关闭。

在开门模式期间，大缸体1连接至三通阀的排气阀以使大缸体1中的空气由于作用在小缸体2中小活塞5的表面上的压力而流出。如图1所示，由于该压力差，活塞4和活塞5朝向大盖48运动或向左(如图所示)运动，使得齿轮7、轴8和摇动杆9沿顺时针方向转动。活塞4朝向大盖48的运动使得弹性系统14压缩并且密封盘15朝向缓冲室58线性运动。

由于盘15密封缓冲室58的排气口59，从而在开门模式结束时形成缓冲。从缸体流出的空气限制于小孔(未示出)中，使得活塞4和活塞5的运动减慢。这种减慢的运动使得门可以以低速(缓冲)继续打开直到完全打开。

在本发明的机械设计中，摇动杆9焊接至输出轴8，并且主动齿轮7通过插入到延伸穿过主动齿轮的轮毂和轴的孔中的柱形销而固定至输出轴。该孔被钻削为通过已经设置在焊接的轴8和摇动杆9组件上的主动齿轮7单独进行作用。一旦孔被钻削好，由于摇动杆9与主动齿轮的倾斜关系使得门板与差动式机械中的活塞4、5和齿条6组件的位置同步地倾斜，因此主动齿轮7和焊接的轴8及摇动杆9组件成为匹配组。

为了从机械移除摇动杆9，必须拆卸机械并且从齿轮7和轴8及摇动杆9组件中取出柱形销。如果主动齿轮7或摇动杆9及轴8组件受损，必须替换所有的这些组件以便修复差动式机械以进行工作。

从现有的差动式机械的设计中可以注意到的是，更换摇动杆9或主动齿轮7需要拆卸整个机构。主动齿轮7、轴8和摇动杆9均为不可互换的。因此，这些部件必须成组地被更换。而且，气动差动式机械一旦装配好，对于特定的门结构就变为独有的，并且差动式机械通常无法在不同的门结构之间互换。

在维护配备有现有的气动差动式机械的门系统时，这些因素均影响人工与材料费用。

发明内容