СИСТЕМА ПРИВОДА ДЛЯ ВОРОТ
SYSTEM OF DRIVE FOR GATES

Область техники
Изобретение относится к системе привода для ворот.
Ворота, которые приводятся в действие системой привода, могут представлять собой, в частности, гаражные ворота.
Уровень техники
Такая система привода известна из немецкого патентного документа DE 102008004050.
Эта система привода служит для закрывания и открывания ворот с полотном ворот, которое проводится по бокам в соответствующих направляющих. По одной из направляющих ходит каретка, а с кареткой и с верхней кромкой полотна ворот шарнирно соединен толкающий рычаг. На толкающем рычаге закреплен двигатель.
Система привода выполнена в виде цепного привода. На валу двигателя расположена цепная звездочка, которая во время эксплуатации системы привода находится в зацеплении с цепью, проведенной вдоль направляющей.
Питание двигателя осуществляется через сборную шину, в которой проведены электрические провода. Шина выполнена как единое целое вместе с каналом для цепи.
Раскрытие изобретения
Исходя из этого уровня техники в основе изобретения лежит задача повышения функциональных возможностей для системы привода вышеназванного вида.
Для решения этой задачи предусмотрены признаки пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения и целесообразные варианты усовершенствования изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Изобретение относится к системе привода для ворот, полотно которых с каждой стороны проводится по соответствующей направляющей, причем по одной из направляющих ходит каретка, шарнирно соединенная с верхней кромкой полотна ворот. Для питания двигателя, приводящего в движение каретку, предусмотрены проводящие дорожки, проходящие вдоль направляющей, причем контакт с ними осуществляется по выбору на их переднем или заднем конце.
Система привода согласно изобретению быстро и без больших конструктивных затрат монтируется на системах ворот разной конструкции. При этом, в частности, одна из направляющих ворот предпочтительно используется в то же время для прохождения каретки, движением которой открываются и закрываются ворота. Кроме того, каретка при этом предпочтительно может быть помещена на любой из направляющих по выбору, что еще больше повышает гибкость при монтаже системы привода.
Существенное преимущество системы привода согласно изобретению состоит в том, что благодаря контакту с проводящими дорожками на любом их конце, переднем или заднем, имеется возможность выполнить короткими провода от источника питания к проводящим дорожкам.
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрена проходящая вдоль направляющей шина, в которой предусмотрены две металлические вставки, проходящие вдоль ее продольной оси и образующие проводящие дорожки для питания.
Шина с металлическими вставками образует модульный элемент, который может помещаться в разных направляющих. Поскольку металлические вставки интегрированы в шину, они полностью независимы от электрических свойств направляющей. Кроме того, сама шина или соответствующие фиксируемые на ней элементы предпочтительно обеспечивают фиксацию и стабильность положения металлических вставок, так что для этого не требуются никакие дополнительные конструктивные меры.
В особенно предпочтительном случае шина имеет поперечное сечение в форме буквы С для размещения в ней проводящих дорожек, причем металлические вставки механически и электрически разделены имеющейся в шине перемычкой.
При этом достигается конструктивно в высшей степени простая фиксация и электрическое разделение металлических вставок.
Согласно предпочтительному варианту исполнения изобретения на переднем и заднем концах шины соответственно помещаются контактные модули для электрического соединения с металлическими вставками, причем в качестве устройства для электрического соединения в одном из контактных модулей на выбор помещается штекер.
Осуществление контакта при помощи штекера особенно просто и, в частности, выполняется без применения каких-либо инструментов.
Контактные модули могут помещаться на шине в виде заменяемых модульных элементов. Таким образом, контактный модуль может помещаться на переднем и на заднем конце рельса. Кроме того, контактные модули предпочтительно обеспечивают механическую фиксацию металлических вставок в шине. Контактные модули могут быть конструктивно идентичными или иметь разные конструкции.
В особенно предпочтительном случае шина выполняет и несколько других дополнительных функций.
Так, возможно подвижное расположение на шине модулей, на которых предусмотрены элементы, воздействующие на встроенные в каретку концевые выключатели.
Далее шина прижата к упору, имеющемуся внутри каретки, причем этот упор выполнен из скользящего материала. Шина способствует контролируемому прохождению средства тяги, то есть цепи. Кроме того, при помощи этой конструкции достигается то, что возникающие под действием цепной звездочки силы вследствие прижимания шины к упору остаются внутри каретки и их действие не выходит за ее пределы наружу.
Шина, выполненная таким образом, образует комплексную деталь с высокой степенью интеграции, которая принимает на себя выполнение нескольких разных функций системы привода и к которой адаптируются различные модули системы привода.
Эти функциональные возможности шины еще больше расширяются благодаря тому, что в шину встроено средство тяги, по которому перемещается каретка.
В общем случае в качестве средства тяги могут быть предусмотрены зубчатый ремень, перфорированная лента, трос, шариковая цепь или зубчатая рейка, взаимодействующие с элементом для привода каретки.
В особенно предпочтительном варианте направляющее средство образовано протянутой внутри шины цепью, причем в зацеплении с цепью находится цепная звездочка, приводимая в движение мотором.
При этом, в частности, цепь предпочтительно служит только для транспортировки каретки, а не используется дополнительно в качестве средства подачи электрического питания для двигателя. Металлические вставки в шине имеют значительно лучшие по сравнению с цепью свойства для подвода электропитания к двигателю.
В следующем предпочтительном варианте исполнения изобретения в стенке каретки предусмотрены отверстия, сквозь которые проходят токосъемники, причем токосъемники защищены от разрушения, то есть выполненные таким образом токосъемники невосприимчивы к помехам и механическим нагрузкам.
Краткий комментарий к фигурам чертежей
Ниже изобретение разъясняется на основе чертежей. На них показаны:
фигура 1: схематичное изображение ворот с присоединенной к ним системой привода;
фигура 2а: конструкция системы привода согласно фиг.1;
фигура 2b: детальное изображение конструкции согласно фиг.2а;
фигура 2с: вид сбоку конструкции согласно фиг.2а;
фигура 3а: изображение в разрезе шины с металлическими вставками для системы привода согласно фиг.1 и 2;
фигура 3b: горизонтальная проекция на нижнюю сторону шины согласно фиг.3а;
фигура 4: изображение каретки и расположенного на шине согласно фиг.3 модуля с элементом, воздействующим на конечный выключатель;
фигура 5: изображение в разрезе детали каретки согласно фиг.4 с конструкцией токосъемников;
фигура 6: горизонтальная проекция на конструкцию согласно фиг.5.
Осуществление изобретения
На фиг.1 схематично показана система 1 привода для ворот 2, которые в данном случае выполнены как гаражные ворота. Ворота 2, выполненные здесь в виде секционных ворот, состоят из нескольких отдельных участков, т.е. секций. В принципе ворота 2 могут быть выполнены также в виде секционных ворот, убираемых в сторону или по периметру помещения, подъемных ворот, наклоняемых ворот или ворот, проводимых по потолку.
Ворота 2 с обеих сторон по краям проводятся в соответствующих направляющих 3. Каждая направляющая 3 имеет сегмент, проходящий в вертикальном направлении, и сегмент, проходящий в горизонтальном направлении. Горизонтальный и вертикальный сегменты направляющей соединены дугообразным сегментом.
На фиг.1 показаны ворота 2 в закрытом положении, в котором ворота 2 расположены между вертикальными сегментами направляющих 3 и закрывают не показанный дверной проем гаража. В открытом положении ворота 2 расположены между горизонтальными сегментами направляющей 3, которые проходят под потолком гаража.
Посредством системы 1 привода ворота 2 могут перемещаться между закрытым положением и открытым положением. Как видно из фиг.1, система 1 привода установлена на левой направляющей 3. Возможен также монтаж системы 1 привода на правой направляющей 3 по выбору.
Система 1 привода имеет каретку 4, перемещаемую по направляющей 3 и приводимую в движение мотором 5, который выполнен в виде электродвигателя. Двигатель 5 укреплен на толкающем рычаге 6, который образует шарнирное соединение между верхней кромкой ворот 2 и кареткой 4. Следующая составная часть системы 1 привода - смонтированная в области горизонтального сегмента направляющей шина 7 с проходящими внутри нее проводящими дорожками, не показанными отдельно на фиг.1. Проводящие дорожки служат для подвода электрического питания к двигателю 5. Для этого в каретку 4 встроены не представленные на фиг.1 средства для токосъема, которые состоят в электрическом контакте с проводящими дорожками и которые подсоединены к двигателю 5.
Шина 7 на ее концах прикрепляется к направляющей 3 при помощи не показанных отдельно креплений, в частности привинчивается.
В области каждого из концов шины 7 предусмотрен контактный модуль 8. Контактные модули 8 имеют, например, идентичные конструкции и насаживаются на шину 7, предпочтительно прикрепляются зажимами. Для подключения к источнику питания возможно подсоединение к одному из контактных модулей 8 по выбору штекера 9, связанного с кабелем 10, который вторым штекером присоединяется к блоку управления приводом ворот. Поскольку штекер 9 может вставляться по выбору в передний контактный модуль 8 в области дверного проема или, как показано на фиг.1, в контактный модуль 8 на заднем конце двери, возможно использование кабеля 10 незначительной длины. В каждый из контактных модулей 8 встроена не показанная плата, к которой подсоединены, с одной стороны, средства для подключения штекера 9 и в которой, с другой стороны, предусмотрены электрические контакты для электрического соединения с проводящими дорожками шины 7.
Кроме того, на шине 7 подвижно расположены два модуля 11, которые служат для задания конечных положений каретки 4. Эти модули 11 также насаживаются на шину 7, в частности прикрепляются зажимами.
На фиг.2а, 2b и 2с показаны существенные компоненты системы 1 привода в подробных изображениях. Фиг.2а и 2b показывают каретку 4 системы 1 привода в частичном изображении, а именно вид сверху на основной корпус 4а из пластмассы, в частности из пластмассы, армированной стекловолокном. На фиг.2с та же конструкция показана в виде сбоку. В этом основном корпусе 4а помещены с возможностью вращения два ходовых ролика 12. Эти ходовые ролики 12 проводятся по направляющей 3, причем возможно приспосабливание ходовых роликов 12 к разным направляющим 3.
Каретка 4 шарнирно соединена с толкающим рычагом 6, ведущим к полотну ворот. На фиг.2с показан свободный нижний конец толкающего рычага 6 с пальцем 13 как средством его подсоединения к полотну ворот.
Двигателем 5, расположенным на другой стороне толкающего рычага 6, приводится в действие цепная звездочка 14. Для этого цепная звездочка 14 насажена на вал двигателя 5.
Цепная звездочка 14 находится в зацеплении с цепью 15, которая в качестве средства тяги натянута внутри шины 7 и таким образом неподвижно закреплена на шине 7. Шина 7, а также интегрированная в нее цепь 15 более детально показаны на фиг.3а и 3b. Цепь 15 проходит в канале 16 для цепи на задней стороне шины 7. Канал 16 для цепи на нижней стороне шины 7 открыт, так что через открытую нижнюю сторону цепная звездочка 14 может взаимодействовать с цепью 15.
Как видно на фиг.3, передняя часть шины 7 образована профилем 17 с С-образным сечением. Этот профиль 17 выполнен как единое целое с каналом 16 для цепи и состоит из электроизолирующего материала, в частности, из пластмассы. В середине С-образного профиля 17 предусмотрена перемычка 18, которая выполнена как единое целое с С-образным профилем 17. Перемычка 18 разделяет поперечное сечение профиля 17 на два сегмента, расположенных один над другим, причем в каждый из сегментов вставляется металлическая вставка 19, образующая проводящую дорожку. Металлические вставки 19 фиксируются в сегментах, защелкиваясь, предпочтительно зажимаются, причем стенки С-образного профиля 17 или перемычки 18 имеют предназначенные для этого поднутрения, не показанные на чертеже. Контактные модули 8 на концах шины 7 предохраняют металлические вставки 19 от сдвига в продольном направлении вдоль шины 7. Для этого контактные модули 8 имеют соответствующие упоры.
Цепная звездочка 14 приводится во вращение двигателем 5, так что каретка 4 своими ходовыми роликами 12, проходящими в направляющей 3, перемещается вдоль этой направляющей 3 и вдоль укрепленной на ней шины 7. При этом шина 7 прижимается к упору 20 (фиг.2b) в основном корпусе 4а. Упор 20 в отличие от основного корпуса 4а состоит не из армированной стекловолокном пластмассы, а из другой, скользящей пластмассы. К этому упору 20 прилегает верхняя сторона канала 16 для цепи шины 7. Такими образом обеспечивается то, что действие сил, возникающих внутри каретки, не выходит за ее пределы.
На основной корпус 4а каретки 4, представленный на фиг.2а-2с, в качестве прочих составных частей каретки крепятся детали электронной схемы и облицовка.
Основной корпус 4а каретки 4 с деталями электроники представлен на фигуре 4. При этом предусмотрен узел электроники с печатной платой 21, от которого отходят подключенные кабели 22, к которым в свою очередь подсоединяется двигатель 5. Кроме того, на печатной плате 21 расположены два конечных выключателя 23. Каждый из конечных выключателей 23 имеет переключающий "флажок" 24.
На фиг.4 показан, кроме того, один из расположенных на шине 7 модулей 11. Модуль 11 имеет элемент для воздействия на переключающий флажок 24 правого конечного выключателя 23. Воздействующий элемент состоит по существу из кулачка 25. Когда каретка 4 подходит к модулю 11, переключающий флажок 24 входит во взаимодействие с кулачком 25 элемента и вследствие этого сдвигается вверх, в результате чего конечный переключатель 23 срабатывает.
Для задания обоих конечных положений модули 11 на шине 7 передвигают в соответствующие позиции. Тогда, если каретка 4 подходит к одному из модулей 11, двигатель 5 останавливается в результате срабатывания конечного переключателя 23, флажок 24 которого взаимодействует с элементом соответствующего модуля 11.
На фиг.5 показан разрез печатной платы 21 с конечными переключателями 23, а также закрывающей ее заднюю сторону стенки 26, которая представляет собой составную часть облицовки узла электроники. Эта стенка 26 обращена к металлическим вставкам 19, то есть к обоим проводящим дорожкам внутри шины 7. На фиг.6 показана горизонтальная проекция этой стенки 26.
В стенке 26 предусмотрены два прямоугольных отверстия 27. Сквозь каждое из отверстий 27 проходит токосъемник 28, который находится в электрическом контакте с одной из проводящих дорожек шины 7. Токосъемники 28 выполнены из металлической полосы. Каждый из токосъемников 28 образует пластинку, причем изгиб пластинки через отверстие 27 выступает наружу и таким образом контактирует с соответствующей проводящей дорожкой. В альтернативном варианте для создания контакта может использоваться угольный контактный элемент. Свободные концы этих пластинок с одной стороны контактируют с печатной платой 21. Кроме того, свободные концы каждой пластинки крепятся на сегменты внутренней стороны стенки 26, причем эти сегменты находятся на противоположных краях отверстия 27. Благодаря расположению свободных концов пластинки с опорой на противоположных краях отверстия 27 изгиб пластинки находится в соответствующем отверстии 27, стабилен по форме и при этом защищен от механических повреждений.
Посредством токосъемников 28, проходящих вдоль проводящих дорожек, осуществляется подвод электропитания для двигателя 5. Через контактный модуль 8, в который вставлен штекер 9, проводящие дорожки связаны с источником питания. С помощью токосъемников 28, скользящих по проводящим дорожкам во время движения каретки 4, обеспечивается питание двигателя 5, присоединенного подводящим кабелем 22 к печатной плате 21, на которой также предусмотрены токосъемники 28.
Перечень ссылочных обозначений на чертежах
1. Система привода
2. Ворота
3. Направляющая
4. Каретка
4а. Основной корпус
5. Двигатель
6. Толкающий рычаг
7. Шина
8. Контактный модуль
9. Штекер
10. Кабель
11. Модуль
12. Ходовые ролики
13. Палец
14. Цепная звездочка
15. Цепь
16. Канал для цепи
17. Профиль
18. Перемычка
19. Металлическая вставка
20. Упор
21. Печатная плата
22. Подводящий кабель
23. Конечный выключатель
24. Переключатель-"флажок"
25. Кулачок
26. Стенка
27. Отверстие
28. Токосъемник