УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКРЫВАНИЯ И ЗАКРЫВАНИЯ СТВОРОК ВОРОТ
DEVICE TO OPEN AND CLOSE GATE FLAPS

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве привода распашных ворот.
Известно устройство для открывания и закрывания створки, содержащее основание, электродвигатель, вертикально расположенную стойку, установленную на основании с возможностью поворота и несущую редуктор, соединенный с электродвигателем, и винтовую пару, винт которой одним концом шарнирно соединен со створкой, а гайка соединена с редуктором, причем электродвигатель установлен на вертикально расположенной стойке и соединен с редуктором посредством муфты (А.с. СССР №632818, кл. E05F 15/12, 1978). Недостатками такого устройства являются:
- значительные габаритные размеры в горизонтальной плоскости, что сужает проезжую часть и препятствует открыванию створок ворот на угол больший, чем прямой;
- трудность в эксплуатации из-за поворачивающейся вертикальной стойки, на которой находится все устройство, перекрывающее видимость при повороте, в результате чего значительная площадь проезжей части попадает в опасную зону;
- перемещение в процессе открывания и закрывания створки электродвигателя, что снижает электрическую безопасность и требует гибкого кабеля питания.
Прототипом является устройство для открывания и закрывания створок ворот, содержащее реверсивный электродвигатель с муфтой-электротормозом, редуктор и механизм передачи усилия от редуктора к створке, причем редуктор снабжен поворотной частью, в которой смонтирован механизм передачи усилия от редуктора к створке, включающий закрепленную на выходном валу редуктора шестерню, взаимодействующую с зубчатой рейкой, конец которой шарнирно закреплен на створке, при этом электродвигатель и редуктор жестко закреплены на стойке створки, а все их валы соосны между собой (Пат. РФ 2142547, МПК E05F 15/12, 1999).
Недостатками данного устройства являются:
- сложность конструкции из-за наличия муфты-электротормоза;
- небольшой максимальный угол перемещения створки (причем только внутрь или наружу), что ограничивает в некоторых случаях применение распашных ворот;
- относительно большое потребление за счет фиксации ворот муфтой-электротормозом;
- большое время перемещения створки из одного крайнего положения в другое.
Кроме того, наличие указанной муфты и зубчатой рейки делает механизм перемещения створки громоздким, а расположение его сбоку от столба ворот требует дополнительного места при эксплуатации.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно снижение времени перемещения створки, весогабаритных характеристик механизма и энергетических затрат в процессе эксплуатации, а также расширение функциональных возможностей.
Задача решается тем, что в устройстве для открывания и закрывания створок ворот, содержащем реверсивный электродвигатель с редуктором, выходной вал которого кинематически связан со створкой, установленной на петле, редуктор имеет второй выходной вал, кинематически связанный с петлей, при этом створка установлена на петле с возможностью поворота.
Часть редуктора, передающая усилие от электродвигателя к створке, размещена на петле и выполнена в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси червяка, взаимодействующего с зубчатым элементом, и сопряжено с другим червяком, ось которого совмещена с осью поворота петли. Передача усилия на второй выходной вал осуществляется от двигателя через другую часть редуктора. После перемещения створки электродвигатель используется в качестве электродинамического тормоза. Оси вращения зубчатого элемента и створки совмещены. Петля выполнена в виде притвора. Червяк выполнен глобоидным. Червячное колесо размещено в средней плоскости червяка, взаимодействующего с зубчатым элементом. Червяк, ось которого совмещена с осью поворота петли, размещен в средней плоскости зубчатого элемента. Червячная передача выполнена самотормозящейся.
Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Наличие в редукторе второго выходного вала, кинематически связанного с петлей, и установка створки на петле с возможностью поворота позволяют уменьшить время открывания створки, поскольку происходит одновременный поворот петли и створки относительно последней. В результате происходит быстрое изменение величины угла перемещения створки. Кроме того, в зависимости от изначальной настройки редуктора (от направления витков червяка) петля и створка могут поворачиваться в одну или разные стороны, что расширяет функциональные возможности механизма.
Размещение на петле части редуктора, передающей усилие от электродвигателя к створке, и выполнение ее в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси червяка, взаимодействующего с зубчатым элементом, и сопряжено с другим червяком, ось которого совмещена с осью поворота петли, дает возможность уменьшить количество деталей, что, в свою очередь, повышает надежность механизма и снижает его весогабаритные характеристики.
Осуществление передачи усилия на второй выходной вал от двигателя через другую часть редуктора способствует распределению усилий на петлю и створку, что снижает весогабаритные характеристики механизма и делает его более компактным.
Использование после перемещения створки электродвигателя в качестве электродинамического тормоза, например, путем замыкания обмотки электродвигателя на нагрузочный резистор препятствует самопроизвольному перемещению петли (вместе со створкой) из конечного положения, например, при ветре, что расширяет функциональные возможности механизма и снижает энергетические затраты в процессе эксплуатации, так как не требует дополнительной фиксации створки.
Совмещение осей вращения зубчатого элемента и створки делает механизм более компактным и уменьшает его весогабаритные характеристики.
Выполнение петли в виде притвора позволяет при необходимости уменьшить зазор между створкой и столбом ворот, а также жестко соединить между собой верхнюю, например ведущую (управляемую механизмом), и нижнюю (ведомую) петли, что расширяет функциональные возможности.
Выполнение червяка глобоидным и размещение червячного колеса в средней плоскости червяка, взаимодействующего с зубчатым элементом, уменьшает весогабаритные характеристики механизма.
Размещение червяка, ось которого совмещена с осью поворота петли, в средней плоскости зубчатого элемента дает возможность поместить часть устройства (червяк и электродвигатель) вне поворачивающейся петли, что уменьшает весогабаритные характеристики механизма и снижает энергетические затраты в процессе эксплуатации.
Выполнение червячной передачи самотормозящейся препятствует самопроизвольному повороту створки ворот.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображено устройство для открывания и закрывания створок ворот. На фиг.2. изображен разрез А-А устройства. На фиг.3. изображен разрез Б-Б устройства. На фиг.4. изображена схема возможного положения створок ворот. На фиг.5. изображен вариант выполнения части редуктора при удлиненной петле.
Устройство содержит редуктор, одна часть которого размещена на петле 1, установленной с возможностью поворота на втулке 2, неподвижно закрепленной на основании 3. В пазу 4 петли с возможностью перемещения по пазу установлен зубчатый элемент 5, имеющий на боковой стороне зубья 6, взаимодействующие с зубьями глобоидного червяка 7, который установлен в пазу 8 петли с возможностью осевого вращения и имеет жестко закрепленное на оси червячное колесо 9, сопряженное с червяком 10, вал 11 которого установлен во втулке 2 с возможностью вращения и соединен с электродвигателем 12, закрепленным на основании. Другая часть редуктора размещена на основании и имеет закрепленную в последнем ось 13, на которой с возможностью вращения установлены выполненные заодно колесо 14 и шестерня 15, которые соответственно сопряжены с неподвижно установленной на валу шестерней 16 и колесом 17, выполненным заодно с петлей.
В петле, которая может быть выполнена заодно с притвором 18, с возможностью вращения установлена ось 19, скрепленная со створкой 20 и жестко соединенная с зубчатым элементом посредством тяги 21. Основание может быть установлено на столбе 22. При удлиненной петле вместо тяги можно применить цепную передачу, звездочки 23, 24 которой жестко соосно закреплены на зубчатом секторе и оси.
Работает устройство следующим образом.
В исходном положении ворота закрыты (фиг.4, а). Для открывания ворот включают электродвигатель 12. Посредством двухступенчатой червячной передачи зубчатый элемент 5 начинает поворачиваться в пазу 4, вращая через тягу 21 ось 19 со створкой 20 (фиг.1, 3). При этом по количеству оборотов, сделанному, например, червяком 10, можно определить местоположение зубчатого элемента в пазу 4 петли 1.
Одновременно момент вращения от двигателя через шестерню 16, колесо 14 и шестерню 15 передается колесу 17, в результате чего петля 1 заодно с притвором 18 начинает поворачиваться на основании 3 вокруг втулки 2 (предположим в ту же сторону, что и зубчатый элемент 5) (фиг.1, 2, 3). После того как петля и зубчатый элемент (относительно петли) повернутся на 45°, створки ворот займут положение, достаточное для проезда через ворота транспортного средства (фиг.4, б). Если электродвигатель не выключать, то через некоторое время створки ворот откроются на еще больший угол (фиг.4, в), в результате чего увеличивается пространство для маневра и улучшается обзор.
После выключения электродвигателя его обмотку можно замкнуть на нагрузочный резистор, переводя тем самым электродвигатель в режим электродинамического тормоза, который будет препятствовать вращению вала 11 электродвигателя при приложении к петле внешнего усилия. Наоборот, если по каким-либо причинам отключена электрическая энергия, то отключив нагрузочный резистор, можно открыть створки вручную, приложив к ним мускульную силу. Поскольку червячная передача является самотормозящейся, то зубчатый элемент 5 в пазу 4 автоматически фиксируется относительно петли.
Если петля выполнена удлиненной, то при тех же размерах ворот ширина створки уменьшается, а притвора увеличивается. Передача момента вращения на ось 19 створки 20 в этом случае может быть осуществлена цепной передачей посредством звездочек 23, 24 (фиг.5). При этом если червяк установить так, чтобы вращение петли происходило в одну, а оси 19 (со створкой 20) в другую сторону, то притвор и створки будут складываться, оставаясь при открывании в створе ворот (фиг.4, г).
Внедрение изобретения позволит создать универсальный механизм для открывания (закрывания) распашных ворот, позволяющий перемещать створки в любые стороны на требуемый угол от 0 до 180°, а также оставлять створки при открывании в створе ворот.