ПОДЪЕМНЫЙ МЕХАНИЗМ И ПОДЪЕМНАЯ ДВЕРЬ, СНАБЖЕННАЯ ЭТИМ МЕХАНИЗМОМ
LIFTING MECHANISM AND VERTICAL SLIDING DOOR WITH SUCH MECHANISM

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к подъемному механизму для вертикально поднимаемой двери, содержащему, по меньшей мере, один барабан, установленный на валу и предназначенный для наматывания на него гибкого несущего компонента, такого как трос подъемного устройства (подъемный трос). Кроме того, у механизма имеется двигатель, вращающий данный вал, и выключатель при провисании, останавливающий двигатель при уменьшении натяжения подъемного троса, Изобретение относится также к вертикально поднимаемой двери, снабженной данным подъемным механизмом.
Уровень техники
Вертикально поднимаемые двери из ткани обычно используют как перегородки производственных помещений, а также как двери проходов в залах и зданиях. В варианте с двумя тканевыми полотнами такая дверь состоит из внутреннего и наружного полотен, между которыми помещены поперечные горизонтальные усиливающие поперечины. У верхней кромки дверного проема находится верхняя несущая балка, на которой размещен подъемный механизм двери со своим двигателем. На нижнем краю двери имеется нижняя перекладина, соединенная с подъемным механизмом, по меньшей мере, двумя подъемными канатами или тросами, проходящими между внутренним и наружным полотнами. Вдоль вертикальных кромок двери расположены боковые направляющие рельсы, которые направляют линейное перемещение нижней перекладины и горизонтальных усиливающих поперечин. Указанную дверь открывают, поднимая нижнюю перекладину вверх с помощью подъемного механизма, в результате чего горизонтальные усиливающие поперечины собираются на нижней перекладине, на разных сторонах которой образуются складки внутреннего и наружного полотен ткани. Закрывают дверь соответствующим образом, т.е. опуская нижнюю перекладину, подвешенную на подъемных канатах или тросах, вплотную к нижнему краю проема или к полу помещения.
Вертикально поднимаемые двери из ткани обычно имеют большие размеры, Ширина и высота такой двери, выполняющей функцию, например, перегородки в производственном цеху или ворот самолетного ангара, могут быть различными, достигая даже десятков метров. Вес больших дверей этого типа достаточно велик, поэтому особое внимание приходится уделять эксплуатационной надежности и применению средств техники безопасности для подъемного механизма дверей, По этой причине вертикально поднимаемые двери из ткани оборудуют механизмом защитной блокировки, предотвращающим неуправляемое падение двери, например, вследствие обрыва подъемных канатов или тросов. В добавление к защитной блокировке, можно оснастить двигатель подъемного механизма вертикально поднимаемой двери устройством аварийного отключения, активируемым в связи с неисправностью подъемного механизма, такой как обрыв или провисание подъемного троса.
Вертикально поднимаемая дверь известна из публикации US 4368770. Описанный в ней подъемный механизм содержит барабан с намотанными на него двумя подъемными тросами, помещенный в центре верхней кромки двери. Указанные тросы проходят от верхних углов двери к ее кромкам и крепятся к нижней перекладине двери. В верхних углах двери, касаясь подъемных тросов, находится выключатель при провисании, останавливающий двигатель подъемного механизма при уменьшении натяжения троса. Более подробно конструкция указанного выключателя в данной публикации не описана.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в разработке подъемного механизма для вертикально поднимаемой двери, в котором аварийное отключение подъемного механизма реализовано безопасным и несложным образом.
Поставленная задача решается посредством подъемного механизма и вертикально поднимаемой двери, охарактеризованных в независимых пунктах формулы. В зависимых пунктах формулы представлены некоторые предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Подъемный механизм вертикально поднимаемой двери по изобретению содержит, по меньшей мере, один барабан для наматывания гибкого несущего компонента, такого как подъемный трос. Барабан установлен на валу, который приводится во вращение посредством двигателя. Кроме того, в подъемном механизме имеется выключатель при провисании, останавливающий двигатель при уменьшении натяжения подъемного троса. Согласно изобретению указанный выключатель функционально связан с барабаном и снабжен элементом, который установлен с возможностью упора в подъемный трос, сходящий с барабана, и изменения тем самым траектории троса. Подъемный трос создает усилие, действующее на упирающийся в него элемент, в результате чего это усилие удерживает указанный выключатель в первом положении до тех пор, пока натяжение подъемного троса превышает заданное пороговое значение. При таком положении данного выключателя двигатель подъемного механизма работает нормально. Когда натяжение подъемного троса падает ниже заданного порогового значения, например, в результате обрыва или отсоединения, указанный выключатель перемещается во второе положение, отключая двигатель.
В предпочтительном варианте подъемного механизма по изобретению указанный выключатель содержит первое и второе опорные плечи, которые у своих первых концов прикреплены с возможностью поворота к конструктивным компонентам вертикально поднимаемой двери. Элемент выключателя, упирающийся в подъемный трос, представляет собой стержень, прикрепленный своими концами к концам опорных плеч, а несущий компонент установлен так, чтобы он проходил по стержню между опорными плечами.
Во втором предпочтительном варианте подъемного механизма по изобретению указанный выключатель выполнен с возможностью перемещения из первого положения во второе посредством поворота вокруг поворотного пальца. Поворот указанного выключателя происходит под действием собственной силы тяжести, когда высвобождается накопленная в нем потенциальная энергия.
Третий предпочтительный вариант подъемного механизма по изобретению дополнительно содержит микропереключатель, который снабжен детектирующим компонентом для определения положения указанного выключателя. Детектирующий компонент предпочтительно представляет собой детектирующий шток, расположенный под первым опорным плечом и активирующий микропереключатель.
В конструкцию вертикально поднимаемой двери по изобретению входит дверная панель, у нижнего края которой находится нижняя перекладина. Дверь снабжена подъемным механизмом, содержащим, по меньшей мере, один барабан для наматывания гибкого несущего компонента, такого как подъемный трос. Несущий компонент у своего первого конца прикреплен к барабану, а у второго - к нижней перекладине двери. Подъемный механизм, кроме того, содержит вал, на котором установлен барабан, и двигатель для приведения вала во вращение. Вращение вала в первом направлении приводит к наматыванию несущего компонента на барабан, в результате чего нижняя перекладина, прикрепленная к указанным компонентам, поднимается вверх, так что вертикально поднимаемая дверь открывается. Соответственно, вращение вала во втором направлении приводит к сматыванию несущих компонентов с барабанов, т.е. к опусканию нижней перекладины вниз под действием силы тяжести и к закрыванию вертикально поднимаемой двери. Кроме того, в подъемном механизме имеется выключатель при провисании, останавливающий двигатель при уменьшении натяжения подъемного троса. В вертикально поднимаемой двери по изобретению данный выключатель функционально связан с барабаном и снабжен элементом, который установлен с возможностью упора в несущий компонент, сходящий с барабана, и изменения тем самым траектории указанного компонента. Туго натянутый несущий компонент создает усилие, действующее на упирающийся в него элемент, в результате чего это усилие удерживает выключатель в первом положении до тех пор, пока натяжение подъемного троса превышает заданное пороговое значение. При таком положении данного выключателя при провисании троса двигатель подъемного механизма работает нормально. Когда натяжение подъемного троса падает ниже заданного порогового значения, например, в результате обрыва или отсоединения, указанный выключатель перемещается во второе положение, отключая двигатель.
В предпочтительном варианте вертикально поднимаемой двери по изобретению указанный выключатель содержит первое и второе опорные плечи, которые у своих первых концов прикреплены с возможностью поворота к конструктивным компонентам двери. Указанный элемент выключателя представляет собой стержень, прикрепленный своими концами к концам опорных плеч с обеспечением возможности несущему компоненту проходить по стержню между опорными плечами к нижней перекладине.
Во втором предпочтительном варианте вертикально поднимаемой двери по изобретению указанный выключатель выполнен с возможностью перемещения из первого положения во второе посредством поворота вокруг поворотного пальца. Поворот данного выключателя происходит под действием собственной силы тяжести.
В третьем предпочтительном варианте вертикально поднимаемой двери по изобретению подъемный механизм имеет несколько барабанов, установленных на валу, а указанный выключатель функционально связан с каждым барабаном.
Согласно четвертому предпочтительному варианту вертикально поднимаемой двери по изобретению предлагается вертикально поднимаемая дверь из ткани, желательно из двух полотен ткани, складывающихся при перемещении вверх.
Преимуществом подъемного механизма по изобретению является простота конструкции и функциональная надежность. Выключатель при провисании, останавливающий двигатель подъемного механизма, функционирует без внешнего источника энергии, за счет силы тяжести, что гарантирует его надежную работу.
Дополнительным преимуществом изобретения является низкая стоимость его осуществления.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, из которых
фиг.1 на виде спереди иллюстрирует пример вертикально поднимаемой двери по изобретению,
фиг.2а в перспективном изображении иллюстрирует подъемный механизм вертикально поднимаемой двери по изобретению,
фиг.2b иллюстрирует подъемный механизм по фиг.2а на виде сбоку.
Осуществление изобретения
На фиг.1 на виде спереди представлен пример вертикально поднимаемой двери по изобретению. Данная дверь относится к так называемым вертикально поднимаемым дверям из ткани и состоит из двух полотен ткани, складывающихся при перемещении вверх, причем гибкая дверная панель 10 имеет прямоугольную форму. Дверная панель имеет два, по существу, параллельных тканевых полотна, расположенных на расстоянии одно от другого, а именно первое полотно 12 и второе полотно 14, между которыми расположены несколько горизонтальных усиливающих поперечин 16. Указанные поперечины представляют собой детали типа перекладины, изготовленные предпочтительно из алюминия и размещенные в горизонтальном положении на расстоянии одно от другого. Полотна представляют собой поливинилхлоридную (ПВХ) ткань, армированную полиэфирными нитями, или какой-то другой достаточно долговечный тканевый материал, пригодный для данной цели. Желательно защитить тканевые поверхности от огня, плесени и УФ излучения. На нижнем и верхнем концах дверной панели имеются соответственно нижняя перекладина 18 коробчатого профиля и верхняя несущая балка 20, в сопряжении с которыми находится подъемный механизм дверной панели. Указанный механизм имеет вал, длина которого, по существу, равна ширине дверной панели и на котором размещены барабаны, причем вращение вала осуществляется посредством двигателя 22 (вал и барабаны на данном чертеже не показаны). Каждый барабан снабжен подъемным тросом 28, прикрепленным у своего второго конца к нижней перекладине. Работой подъемного механизма управляет центр 24 управления, установленный на стене помещения рядом с вертикально поднимаемой дверью. Вдоль вертикальных краев двери расположены боковые направляющие 26а, 26b, которые направляют концы нижней перекладины и горизонтальных усиливающих поперечин при их перемещении в направлении, заданном боковыми направляющими.
На фиг.2а в перспективном изображении приведен пример подъемного механизма вертикально поднимаемой двери по изобретению. Для более наглядного представления конструкции данного механизма частично удалена стенка верхней несущей балки 20 двери. На фиг.2b подъемный механизм по фиг.2а изображен на виде сбоку, а именно по направлению от конца вала 30.
Подъемный механизм содержит вал 30, на котором установлены цилиндрические барабаны 32. Барабаны прикреплены к валу фиксированным образом, так что вращение вала приводит к их вращению. Вал приводится во вращение двигателем, входящим в состав подъемного механизма (на фиг.2а, 2b двигатель не показан). Количество барабанов зависит от ширины вертикально поднимаемой двери. Для узких дверей такого типа достаточно двух барабанов - по одному у каждого края двери. Более широкие вертикально поднимаемые двери необходимо оборудовать несколькими барабанами. В зависимости от ширины двери количество барабанов может составлять 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 или более. Первый и второй концы подъемного троса 28 прикреплены соответственно к барабану и к нижней перекладине 18 двери (см. фиг.1). Вес нижней перекладины формирует нагрузку на подъемный трос, поддерживая его в натянутом состоянии. Вращение вала в первом направлении приводит к наматыванию подъемных тросов на барабаны, в результате чего прикрепленная к тросам нижняя перекладина поднимается вверх, а вертикально поднимаемая дверь открывается. Соответственно, вращение вала во втором направлении приводит к сматыванию подъемных тросов с барабанов, т.е. к опусканию нижней перекладины вниз под действием силы тяжести и к закрыванию вертикально поднимаемой двери.
Вал 30 подвешен к несущей балке 20 посредством опорных компонентов 34. Верхняя несущая балка 20 представляет собой С-образный профиль, изготовленный из металла, причем на свободных краях профиля имеются ориентированные навстречу друг к другу кромки 42. Верхняя несущая балка функционирующей вертикально поднимаемой двери в варианте с прикреплением ее к верхней кромке дверного проема или к потолку монтажного пространства двери находится в показанном на фиг.2а положении, в котором зазор, остающийся между кромками 42, доступен снизу. Опорные компоненты 34 содержат верхнюю опору 36 в виде пластины и нижнюю опору 38, которая, по существу, имеет ту же форму, что и верхняя опора. Обе указанные опоры, находясь одна над другой, скреплены крепежными болтами 40, причем так, чтобы кромки 42 верхней несущей балки оказались зажатыми между верхней и нижней опорами (см. фиг.2b). Во второй поверхности нижней опоры (т.е. в поверхности, обращенной вниз на фиг.2а) выполнено гнездо 44, в центре которого помещен подшипник 46. Указанный подшипник может быть подшипником скольжения, шарикоподшипником или роликоподшипником. На оси подшипника имеется отверстие, через которое проходит вал 30. Число опорных компонентов зависит от длины вала, количества барабанов и нагрузки на подъемные тросы. Предпочтительно иметь два опорных компонента для каждого барабана; в таком варианте опорные компоненты размещены по обе стороны барабана на расстоянии от него.
Для отслеживания натяжения подъемного троса 28 с каждым барабаном 32 функционально связан выключатель при провисании. Указанный выключатель имеет первое и второе опорные плечи 50а, 50b, помещенные соответственно у первого и второго торцов барабана. Первые концы опорных плеч прикреплены к поворотному пальцу 54 (см. фиг.2b). В результате они оказываются присоединенными к выступам 56, отходящим от фланца верхней несущей балки 20. Поворотный палец на виде от конца вала расположен на первой стороне вала на расстоянии от него (см, фиг.2b). Вторые концы опорных плеч соединены друг с другом стержнем 52, по существу, параллельным валу 30. Подъемный трос 28, сходящий с периметра барабана 32, проходит к нижней перекладине между опорными плечами 50а, 50b, контактируя со стержнем 52. Нижняя перекладина за счет своего веса создает нагрузку, прикладываемую к подъемным тросам, в результате чего подъемный трос стремится сформировать траекторию в виде вертикальной линии, проходящей от периметра барабана к нижней перекладине. Стержень 52, прикрепленный к вторым концам опорных плеч, находится ниже барабана и смещен в боковом направлении от вертикальной линии, проходящей от периметра барабана к нижней перекладине вертикально поднимаемой двери. Натянутый подъемный трос, нагруженный весом нижней перекладины, изгибается в результате соприкосновения с поверхностью стержня, т.е. стержень изменяет линию прохождения троса, изгибая ее. Однако такой изгиб, созданный в подъемном тросе, довольно мал и поэтому не вызывает существенного трения, которое могло бы увеличить натягивающее усилие, прикладываемое к подъемному тросу, или повысить нагрузку на двигатель подъемного механизма. Горизонтальная составляющая усилия направлена от натянутого подъемного троса на упирающийся в него стержень. Указанная составляющая заставляет стержень переместиться к другой стороне вала 30 (если смотреть от конца вала), в результате чего опорные плечи 50а, 50b поворачиваются по часовой стрелке вокруг поворотных пальцев 54. Во время поворота опорных плеч их центры тяжести, а также центр тяжести стержня 52 смещаются вверх, т.е. в них накапливается потенциальная энергия. Первые концы опорных плеч имеют возможность взаимодействовать со стопорами, т.е. поворот опорных плеч по часовой стрелке (в направлении первой стороны вала) может быть ограничен.
На фиг.2b стержень 52 и опорные плечи 50а, 50b показаны сплошной линией в первом положении, в котором подъемный трос 28 находится в нагруженном (натянутом) состоянии. Если у первого или второго конца трос оборвется или отсоединится, натягивающее его усилие исчезнет. Так как на стержень со стороны троса больше не воздействует горизонтально направленная составляющая усилия, стержень и опорные плечи за счет собственной силы тяжести поворачиваются вокруг поворотного пальца 54 против часовой стрелки в сторону второго положения, в котором плечи располагаются почти вертикально. Когда натяжение в подъемном тросе исчезает, потенциальная энергия, хранившаяся в опорных плечах и стержне, высвобождается, заставляя выключатель при провисании повернуться во второе положение. Указанное положение показано на фиг.2b пунктирными линиями.
Кроме того, подъемный механизм снабжен микропереключателем 60, который имеет детектирующий шток 62, проходящий под первым опорным плечом 50а. В первом положении подъемного механизма первое опорное плечо 50а остается над детектирующим штоком, на расстоянии от него вследствие воздействия горизонтальной составляющей усилия, направленной тросом на стержень 52. Когда натяжение подъемного троса исчезает или существенно уменьшается, указанная составляющая устраняется, в результате чего выключатель при провисании поворачивается во второе положение, показанное на фиг.2b пунктирными линиями. В этом втором положении первое опорное плечо надавливает на детектирующий шток 62, который активирует микропереключатель 60. Микропереключатель подсоединен проводами к центру 24 управления, контролирующему работу двигателя 22 подъемного механизма. Активирование микропереключателя приводит к выдаче команды на остановку в центр управления, который отключает двигатель 22, вращающий вал 30. Таким образом, все барабаны 32, прикрепленные к валу, останавливаются, прекращая тем самым перемещение двери. Вместо детектирующего штока микропереключатель можно снабдить каким-либо другим датчиком или детектирующим компонентом, который определяет положение указанного выключателя.
В подъемном механизме по изобретению каждый барабан функционально связан с отдельным выключателем при провисании, отслеживающим натяжение подъемного троса, намотанного на соответствующий барабан. Таким образом, подъемный механизм немедленно реагирует на существенное уменьшение натяжения даже в одном тросе, останавливая и блокируя все тросы вертикально поднимаемой двери, подлежащей переводу в неподвижное состояние.
В приведенном описании несущий компонент вертикально поднимаемой двери представляет собой подъемный трос, наматываемый на барабан подъемного механизма. Специалисту в данной области должно быть понятно, что вместо троса в этом качестве можно использовать и какой-то другой гибкий конструктивный компонент, наматываемый на вал и выдерживающий натяжение, такой как канат, цепь, веревка или кабель.
Выше были описаны только некоторые предпочтительные варианты осуществления подъемного механизма и вертикально поднимаемой двери по изобретению. Изобретение не ограничено представленными техническими решениями, т.е. его идею можно использовать в многочисленных вариантах, не выходящих за границы прилагаемой формулы.