ВОРОТА
A GATE

Изобретение касается ворот, которые имеют воротное полотно, которое обладает возможностью движения по заданной системой направляющих шин траектории между закрытым положением, в котором оно расположено примерно в вертикальной плоскости, и открытым положением, в котором оно расположено над головой предпочтительно примерно в горизонтальной плоскости, и которое имеет множество расположенных друг за другом в направлении движения воротного полотна и шарнирно соединенных друг с другом по проходящим перпендикулярно заданной траектории осям шарниров звеньев воротного полотна; причем система направляющих шин имеет расположенные в области проходящих параллельно заданной траектории боковых краев воротного полотна две направляющие шины, каждая из которых имеет первый участок, проходящий примерно в направлении силы тяжести по существу прямолинейно и примерно параллельно боковому краю воротного полотна в закрытом положении, второй участок, проходящий по существу прямолинейно примерно параллельно боковому краю воротного полотна в открытом положении, и соединяющий друг с другом эти прямолинейно проходящие участки дугообразный участок; и имеют связанное с воротным полотном приводное устройство, имеющее электродвигатель, связанную с электродвигателем систему передачи и управление двигателя, а также поддерживающее движение открытия воротного полотна уравновешивающее устройство.
Такие ворота применяются для закрытия проемов зданий, имеющих высоту 3,50 м или больше, которые встречаются в области промышленных цехов, складских цехов, ангаров для самолетов или тому подобных, у которых нужны соответствующие габаритные высоты проезда. Но, с другой стороны, такие ворота применяются также в виде простых гаражных ворот для гаражей, имеющих габаритную высоту проезда примерно 2 м-3 м. Отдельные, шарнирно соединенные друг с другом звенья воротного полотна проходят при движении открытия или закрытия дугообразный участок направляющей шины, на котором они перенаправляются между вертикальной ориентацией, которую они принимают в закрытом положении, и в целом горизонтальной ориентацией, которая принимается в открытом положении. Это позволяет получить движение воротного полотна без необходимости предоставлять для этого чрезмерно много пространства для откидывающихся, имеющих большую площадь закрывающих элементов.
Для открытия и закрытия таких ворот обычно применяется электродвигательное приводное устройство, приводная сила которого в ходе движения открытия поддерживается уравновешивающим устройством. В большинстве случаев оно реализуется в виде системы пружин. При этом применяются как системы пружин растяжения, так и системы торсионных пружин. Системы пружин обычно через тяговое средство в виде проволочного троса и/или роликовой цепи связываются с нижним в закрытом положении краем воротного полотна. В ходе движения открытия тяговое средство при одновременном ослаблении системы пружин уравновешивающего устройства наматывается на тросовый барабан. В ходе движения закрытия система пружин напрягается силой веса. Высвобождающаяся потенциальная энергия накапливается в системе пружин.
При применении систем пружин в виде торсионных пружин вал торсионной пружины может быть расположен примерно параллельно осям шарниров над дугообразным участком заданной траектории, а ось наматывающего барабана проходить коаксиально к валу торсионной пружины. В случае если над закрываемым воротным полотном пространством имеется в распоряжении только немного монтажного пространства, торсионная пружина может быть также расположена за обращенным от дугообразного участка концом второго прямолинейно проходящего участка. В этом случае тяговое средство перенаправляется через расположенный над дугообразным участком направляющих шин перенаправляющий элемент, такой как, например, обводной блок или обводная шестерня. Тогда тяговое средство проходит в закрытом положении воротного полотна между нижним краем воротного полотна и перенаправляющим устройством примерно в направлении силы тяжести, в то время как между перенаправляющим устройством и торсионной пружиной, соответственно, проходящим коаксиально к ней наматывающим барабаном оно может проходить примерно горизонтально.
Для поддержки движения воротного полотна применяется электродвигательное приводное устройство, которое может быть связано с наматывающим барабаном (при расположении наматывающего барабана над дугообразным участком) или с перенаправляющим устройством (при расположении наматывающего барабана за вторым участком направляющей шины). В частности, у больших и тяжелых ворот для получения нужного для движения ворот вращающего момента требуется применять понижающую передачу, с помощью которой понижается частота вращения вала двигателя и одновременно повышается имеющийся в распоряжении вращающий момент. Обычно для этой цели применяются червячные передачи. Такие червячные передачи имеют то дополнительное преимущество, что они действуют самотормозящимся образом. Поэтому у таких ворот можно, как правило, обходиться без применения дополнительных мер защиты для предохранения от недостатков уравновешивающего устройства. Когда уравновешивающее устройство повреждается, например, вследствие разрушения пружинных элементов, это приводит к уменьшению поддержки движения открытия системой электродвигательного привода, и вместе с тем также к повышению потребления мощности электродвигателя. Это распознается управлением двигателя. Тогда оно может инициировать автоматическое отключение двигателя.
В прошлом к воротам уже описанного вида, наряду с требованиями к надежному закрытию пространства, ставились также повышенные требования в отношении тепловых свойств. Необходимо избегать чрезмерной потери тепла в области закрытого воротным полотном стенового проема. С учетом этих требований как в области воротного полотна, так и в области коробки ворот могут применяться теплоизолирующие материалы.
В US 3,685,567 описаны ворота, у которых уравновешивающее устройство связано с воротным полотном плавким соединением.
В WO 2017/021170 A1 уменьшение так называемого эффекта полигона достигается таким образом, что в дугообразном переходном участке направляющей траектории создаются по меньшей мере две направляющие линии, по которым обкатываются предопределенные ходовые ролики, так что здесь длина направляющей между двумя ходовыми роликами по существу соответствует заданному шириной элемента воротного полотна шагу или его целочисленному кратному.
В DE 10 2016 014 202 A1 описаны ворота, у которых радиус кривизны на внутренней направляющей поверхности дугообразного участка системы направляющих шин составляет 400 мм или больше, и предусмотрены дополнительные шины, взаимодействующие с установленными в области опережающего при движении открытия звена воротного полотна опережающими направляющими средствами, которые имеют третий прямолинейно проходящий участок, проходящий над вторым прямолинейно проходящим участком примерно параллельно ему.
В WO 2010/009952 A1 описаны ворота с приводом от электродвигателя, у которых понижающая червячная передача связана с воротами через также понижающую цепную передачу.
В US 2013/0314019 A1 предложены работающие с высокой скоростью гаражные ворот, у которых привод осуществляется от частотно-управляемого двигателя.
В DE 9409437 U1 описаны дугообразно смещаемые ламельные ворота.
В US 1,621,669 предложены ворота, имеющие уравновешивающую систему.
В DE 20 2007 002 606 U1 описано программное управление ворот для эксплуатации имеющий электрический привод ворот или шлагбаума.
При эксплуатации известных ворот вышеописанного вида оказалось, что во многих случаях происходит высокий износ системы передачи. Далее, требования в отношении уменьшения потери тепла через закрываемый воротами проем здания часто не могут выполняться удовлетворительным образом.
Ввиду этих проблем в уровне техники в основе изобретения лежит задача, предоставить секционные ворота с электродвигательным приводом, с помощью которых может гарантироваться длительная эксплуатация без ухудшения тепловых свойств.
По первому аспекту изобретения эта задача решается путем усовершенствования известных ворот, которое по существу отличается тем, что отношение полигона (полигонное отношение) радиуса кривизны дугообразного участка на его внутренней направляющей поверхности к высоте по меньшей мере одного звена ворот, в частности к высоте всех звеньев ворот, в направлении, проходящем перпендикулярно осям шарниров и примерно параллельно указанной заданной траектории, составляет 0,6 или больше, и 0,8 или меньше, предпочтительно составляет 0,65 или больше, особенно предпочтительно 0,665 или больше, в частности примерно 0,68, и электродвигатель включает в себя частотно-управляемый двигатель. При этом высота звена ворот означает высоту видимой в смонтированном состоянии поверхности одного отдельного звена ворот. В случае если применяются звенья ворот, имеющие профили для защиты пальцев на верхних и нижних краях, которые описаны, например, в EP 370376 A, высота выступа, установленного в закрытом положении в выемке на нижнем крае расположенной над ним панели, в области верхнего края звена ворот при определении высоты звена ворот не учитывается. Тогда высота звена ворот может также определяться так, чтобы высота между верхним пиком вмещающего эту выемку выреза на нижнем крае звена ворот измерялась до верхнего пика выступа. Соответственно высота звена ворот у расположенного в закрытом положении между двумя звеньями ворот звена ворот обозначает вертикальное расстояние между принадлежащими этому звену ворот осями шарниров в закрытом положении.
Изобретение возвращается к тому известному факту, что наблюдаемый высокий износ системы передачи приводных устройств для секционных ворот во многих случаях может объясняться тем, что разрушение отдельных пружин уравновешивающего устройства не распознается. Не распознанное разрушение пружины, с учетом свойств обычно самотормозящейся червячной передачи, имеющей угол подъема 2,5° или меньше, не в последнюю очередь способствует не непосредственному падению ворот, а высокому износу передачи, когда ворота продолжают эксплуатироваться без распознавания разрушения отдельных пружинных элементов. Тогда ворота больше не уравновешены оптимальным образом. Это может приводить к тому, что червячное зацепление изнашивается, зубья становятся тоньше и возможным образом в ходе эксплуатации разрушаются и/или больше не в состоянии воспринять следующее разрушение пружины.
Это является результатом недостаточного распознавания недостатков уравновешивающего устройства управлением двигателя. Управление двигателя должно рассчитываться так, чтобы оно выдерживало возникающие во время обычной эксплуатации ворот силы и изменения сил, соответственно, возникающие во время обычной эксплуатации ворот колебания потребляемой мощности электродвигателя. Эти возникающие во время обычной эксплуатации ворот силы и силы, одновременно определяющие потребление мощности электродвигателя, определяются, в том числе, так называемым полигональным ускорением. Независимо от концепции привода и расчета системы пружин, отдельные звенья воротного полотна проходят дугообразный участок направляющей шины и испытывают там ускорение, вызываемое так называемым эффектом полигона. Это ускорение влияет на потребляемую мощность электродвигателя. Но не допускается, чтобы вызванные таким образом колебания потребляемой мощности приводили к влиянию на привод ворот. В управлении двигателя должны быть заложены соответственно большие допуски. Обусловленные эффектом полигона силы ускорения зависят, с одной стороны, от радиуса кривизны внутренней направляющей поверхности дугообразного участка направляющей шины, а с другой стороны, от высоты звеньев ворот в направлении боковых краев.
В рамках изобретения было обнаружено, что управление двигателя, которым также может распознаваться разрушение сравнительно маленького элемента системы пружин как составной части уравновешивающего устройства, например, одной отдельной пружины, при вращающем моменте только 50 Нм, когда называемое в рамках этой заявки отношением полигона отношение радиуса кривизны дугообразного участка на его внутренней направляющей поверхности к высоте по меньшей мере одного звена ворот в направлении, проходящем перпендикулярно осям шарниров и примерно параллельно указанной заданной траектории, составляет 0,6 или больше, в частности 0,65 или больше. Это позволяет заблаговременно распознавать недостатки уравновешивающего устройства и реагировать на них отключением приводного устройства, прежде чем наступит чрезмерный износ системы передачи повышенными силами, возникающими при разрушении отдельных пружинных элементов. В целом так может гарантироваться длительная эксплуатация предлагаемых изобретением ворот без риска чрезмерного износа.
При применении предлагаемых изобретением ворот могут также улучшаться тепловые свойства за счет того, что повышается скорость хода секционных ворот. Уменьшение полигональных ускорений при данной скорости хода ворот позволяет также повышать скорость хода ворот без чрезмерного возрастания полигональных ускорений и обусловленных ими сил. При этом могут также уменьшаться возникающие в области ворот тепловые потери. Этот аспект изобретения основывается на том обнаруженном факте, что во многих случаях лишь умеренные тепловые свойства в области секционных ворот в первую очередь могут объясняться не недостатками тепловой изоляции ворот, а тем, что полигональные ускорения ограничивают скорости хода ворот, так что для открытия и закрытия ворот нужно столько времени, что происходит чрезмерно высокая потеря тепла. С помощью предлагаемой изобретением настройки отношения полигона при неизменной точности управления двигателя может достигаться ускорение движения воротного полотна. Благодаря этому могут улучшаться тепловые свойства предлагаемых изобретением ворот.
Однако оказалось, что ускорение движения воротного полотна путем повышения частоты вращения двигателя, в свою очередь, во многих случаях может приводить к преждевременному износу системы передачи. По другому аспекту изобретения, который считается предметом самостоятельного изобретения, с этим недостатком борются таким образом, что применяется система передачи, которая имеет связанную с электродвигателем самозамедляющуюся, соответственно, самотормозящуюся и понижающую червячную передачу, в частности имеющую угол подъема примерно 2,5° или меньше, к которой подключена связанная с выходным валом червячной передачи повышающая передача, такая как, например, цепная передача. При этом передаточное отношение, то есть отношение, с которым исходная частота вращения червячной передачи повышается цепной передачей для получения высокой частоты вращения в области тросового барабана, соответственно, перенаправляющего устройства, может составлять 1:1,5 или больше, в частности 1:2 или больше, особенно предпочтительно 1:3,5 или больше.
То есть соответственно по этому аспекту изобретения между электродвигателем и тросовым барабаном, соответственно, перенаправляющим устройством уравновешивающей системы сначала расположена понижающая передача, а потом предусмотрена повышающая передача. С помощью понижающей червячной передачи уменьшается частота вращения двигателя и одновременно повышается вращающий момент. Понижающая червячная передача имеет свойства самозамедления, соответственно, самоторможения, которые позволяют обойтись без отдельных тормозных, соответственно, предохранительных устройств на случай повреждений уравновешивающего устройства. К понижающей червячной передаче подключена повышающая передача, с помощью которой исходная частота вращения червячной передачи снова повышается для получения таким образом более быстрой скорости хода ворот.
В рамках изобретения было обнаружено, что наблюдаемые недостатки в области червячной передачи могут также объясняться тем, что повышенная частота вращения двигателя для получения более быстрого хода ворот приводит к повышенной скорости скольжения на средней окружности червяка и червячного колеса, которая, в зависимости от пары материалов (пара скольжения), может приводить к износу, потому что может осуществляться срыв смазочной пленки. При этом частота вращения, при которой осуществляется срыв смазочной пленки, зависит, разумеется, от температуры, применяемого масла, межосевого расстояния червячного колеса и червяка и в целом от передаточного числа. В любом случае эти недостатки могут устраняться, когда после червячной передачи располагается повышающая передача, такая как, например, цепная передача, которая не имеет сравнимых свойств износа, чтобы таким образом достичь желаемой частоты вращения в области уравновешивающего устройства, соответственно, тросового барабана и вместе с тем также желаемой скорости открытия и закрытия.
Это изобретение позволяет также применять одинаковые приводные агрегаты, состоящие из электродвигателя и червячной передачи, для привода больших и тяжелых ворот, при высокой скорости, а также маленьких и легких ворот, тоже при высокой скорости. У больших и тяжелых ворот для повышения скорости могут также применяться соответственно большие тросовые барабаны, потому что у больших ворот обычно имеется в распоряжении достаточно монтажного пространства. Тогда при известных обстоятельствах можно обойтись без применения повышающей цепной передачи. Могут применяться известные двухступенчатые системы передачи, имеющие понижающую червячную передачу и при известных условиях тоже понижающую цепную передачу, которые, например, описаны в WO 2012/089358 A1. Но такой же приводной агрегат может также применяться в комбинации с маленькими и легкими воротами, у которых обычно имеется в распоряжении лишь немного монтажного пространства, и поэтому также применяются только маленькие тросовые барабаны. У маленьких и легких ворот, имеющих маленькие тросовые барабаны, желаемая скорость открытия и закрытия может достигаться с помощью соответственно повышающей передачи, соответственно, цепной передачи.
Если у больших ворот на выходе системы передачи частота вращения только 80 оборотов в минуту является достаточной и может также достигаться без чрезмерного износа червячной передачи, с помощью повышающей цепной передачи, имеющей передаточное отношение 1:2 или больше, может достигаться частота вращения 160 оборотов в минуту и соответственно высокая скорость воротного полотна.
Как уже указывалось, системы передачи, имеющие понижающую червячную передачу и подключенную цепную передачу, описаны, например, в WO 2012/089358 A1. В этой публикации применяются исключительно понижающие цепные передачи, при этом передаточное отношение цепной передачи может настраиваться в зависимости от воротного полотна. В соответствии с этой публикацией передаточное число привода выбирается в зависимости от каждой передачи ворот, то есть размера тросового барабана, так, что путь воротного полотна по меньшей мере в области закрытого конечного положения на один оборот электродвигателя у различных передач ворот по существу постоянен. Влияние скорости ворот на тепловые свойства в этой публикации затронуто столь же мало, как и оптимизация тепловых свойств при одновременной гарантии удовлетворительной износостойкости агрегата привода путем применения повышающей передачи сразу после самотормозящейся червячной передачи.
Как пояснялось выше, в рамках изобретения как с учетом оптимизация тепловых свойств ворот, так и с учетом желаемой повышенной износостойкости выбирается отношение полигона 0,6 или больше, предпочтительно 0,65 или больше, особенно предпочтительно 0,665 или больше, в частности 0,68. С учетом того, что отдельные звенья ворот, в частности, у особенно высоких ворот, имеющих высоту 3,50 м или больше, должны были бы также иметь высоту 400 мм или больше, чтобы таким образом удерживать количество необходимых звеньев ворот в приемлемых границах, в рамках изобретения оказалось целесообразным, когда отношение полигона по меньшей мере для одного звена ворот составляет 0,8 или меньше, предпочтительно 0,75 или меньше, особенно предпочтительно 0,7 или меньше. Благодаря этому внутренний радиус дугообразного участка может еще удерживаться в приемлемых границах, что позволяет адаптироваться к обычным условиям монтажа без того, чтобы дуга слишком далеко вдавалась в проем ворот.
В рамках оптимизации отношения полигона оказалось, что выше отношения полигона примерно 0,68 наблюдается только лишь небольшое уменьшение полигональных ускорений. По этой причине выбор отношения полигона в пределах от 0,6 до 0,7, в частности в пределах примерно 0,68 является особенно предпочтительным. У ворот, имеющих высоту звена ворот примерно 750 мм, оказался предпочтительным внутренний радиус примерно 510 мм.
Как уже указывалось выше, в рамках изобретения оказалось целесообразным, когда уравновешивающее устройство имеет по меньшей мере одну связанную через тяговое средство с самым нижним в закрытом положении звеном ворот систему пружин, причем это тяговое средство может наматываться на предпочтительно расположенный над дугообразным участком системы направляющих шин наматывающий барабан.
В только что описанных вариантах осуществления изобретения приводное устройство может быть связано с наматывающим барабаном или перенаправляющим устройством для тягового средства, таким как, например, цепная шестерня. В рамках изобретения в целях оптимизации отношения полигона при одновременном применении звеньев воротного полотна, имеющих требуемую для уменьшения нужного количества звеньев воротного полотна минимальную высоту, применяются предпочтительно дугообразные участки, имеющие радиус кривизны на их внутренней ограничительной поверхности (внутренний радиус) 400 мм или больше, предпочтительно 420 мм или больше, особенно предпочтительно 450 мм или больше, в частности 600 мм или больше. С учетом обычно имеющегося в распоряжении монтажного пространства над закрываемым воротным полотном проемом пространства оказалось целесообразным, когда внутренний радиус составляет 800 мм или меньше, особенно 760 мм или меньше. Высота по меньшей мере одного звена воротного полотна может составлять 550-950 мм, в частности 600-900 мм, особенно предпочтительно 700-800 мм.
С учетом затронутых выше тепловых свойств, соответственно, с учетом избегания чрезмерной потери тепла в области закрываемого воротным полотном проема в рамках изобретения особенно предпочтительно, когда электродвигатель и система передачи, при известных условиях взаимодействующие с тросовым барабаном и обводной шестерней, рассчитаны на создание скорости открытия или закрытия 0,6 м/с или больше, в частности 1 м/с или больше.
Хотя предлагаемые изобретением ворота могут достигать повышенной скорости открытия и закрытия, в особенности в ходе движения закрытия надо также заботиться о том, чтобы опережающим (идущим впереди) краем воротного полотна не повреждались предметы, соответственно, не травмировались люди. Традиционные предохранители замыкающего контура при высоких скоростях движения воротного полотна слишком инертны, чтобы обеспечивать достаточную защиту. По этой причине управление двигателя предлагаемых изобретением ворот целесообразным образом рассчитано так, что движение закрытия воротного полотна автоматически затормаживается, когда опережающий при движении закрытия край воротного полотна принизит высоту 2,50 м, ниже которой, в частности, надо опасаться попадания опережающего края воротного полотна на находящихся на траектории движения людей. Когда движение воротного полотна в этой области уже заторможено, достаточная защита может также осуществляться с помощью традиционного предохранителя замыкающего контура. Дополнительно или альтернативно к затормаживанию движения воротного полотна для защиты предлагаемых изобретением ворот может быть предусмотрена система световой решетки, с помощью которой может контролироваться пространство, проходимое опережающим при движении закрытия краем воротного полотна, и регистрироваться попадающие в это пространство предметы и/или люди. В качестве реакции на регистрацию предметов и/или людей с помощью системы световой решетки может затормаживаться или останавливаться движение воротного полотна.
В соответствии с изобретением может быть предусмотрено применение повышающих цепных передач. В комбинации с понижающей червячной передачей это может приводить не только к повышенной скорости хода ворот, но и к повышенному ускорению воротного полотна. Но повышенные силы ускорения приводят к повышенному износу. По этой причине может быть предусмотрено, чтобы управление двигателя для пуска и затормаживания воротного полотна из состояния покоя, соответственно, из рабочего положения, в котором воротное полотно движется с максимальной скоростью, могло работать в соответствии с некоторым заданным профилем ускорения. Это управляемое ускорение и затормаживание называется также «S-образным истиранием». При надлежащем управлении двигателя можно избежать такого чрезмерного износа в области передачи и ворот. Во всех вариантах осуществления изобретения может применяться частотно-управляемый электродвигатель, допускающий комплексное управление двигателя.
В целях уменьшения износа передачи в соответствии с изобретением может быть предусмотрено, что внутренний радиус дугообразного участка направляющей шины является особенно большим. Когда над закрываемым воротами проемом пространства имеется в распоряжении лишь немного места, это может приводить к тому, что верхний в закрытом положении край верхнего воротного полотна при достижении закрытого положения еще не вышел из дугообразного участка направляющей шины, и ворота не полностью закрыты. Для устранения этого недостатка в рамках изобретения подумали о том, чтобы оснастить ворота дополнительными шинами, взаимодействующими с установленными в области опережающего при движении открытия звена воротного полотна опережающими направляющими средствами, которые имеют третий прямолинейно проходящий участок, проходящий над вторым прямолинейно проходящим участком примерно параллельно ему, переходящий при необходимости в своей передней, обращенной к стеновому проему концевой области в спадающий вниз концевой участок, который может иметь радиус кривизны 700 мм или больше.
В некоторых случаях в целях оптимизации условий монтажа оказалось целесообразным, когда этот передний концевой участок дополнительной шины заканчивается на расстоянии от плоскости, которая в закрытом положении содержит внутреннюю ограничительную поверхность воротного полотна. В этом случае может гарантироваться полное закрытие пространства, когда опережающие направляющие средства в области опережающего при движении открытия звена воротного полотна имеют помещенное в дополнительной шине направляющее средство, такое как, например, установленный с возможностью вращения относительно оси вращения, проходящей примерно параллельно осям шарниров, направляющий ролик, которое установлено на опережающем звене ворот посредством держателя, установленного на опережающем при движении открытия звене ворот с возможностью поворота относительно проходящей параллельно осям шарниров оси поворота. В этом варианте осуществления изобретения при необходимости еще остающееся расстояние между проходящей на внутренней ограничительной поверхности воротного полотна плоскостью и передним концом дополнительной шины, соответственно, спадающим концевым участком дополнительной шины перекрывается путем поворота держателя и вместе с тем также опережающего направляющего средства.
Предусмотренное в соответствии с изобретением повышение отношения полигона при условиях монтажа, которые допускают только небольшую длину второго прямолинейно проходящего участка, может также приводить к тому, что отстающий (идущий позади) при движении открытия край при достижении открытого положения еще направляется в дугообразном участке направляющей шины и при известных условиях вдается в закрываемый воротным полотном проем. Из-за этого имеющаяся в распоряжении высота проезда стенового проема уменьшается. В рамках изобретения с этим недостатком можно бороться таким образом, что нижний в закрытом положении и отстающий при движении открытия край самого нижнего в закрытом положении звена ворот по меньшей мере при достижении открытого положения путем движения поворота звена ворот, имеющего этот самый нижний край, может отдельно подниматься в направлении подъема относительно расположенного над ним в закрытом положении звена ворот и относительно заданной траектории.
Тогда отстающий при движении открытия край самого нижнего звена ворот поднимается над дугообразным участком, чтобы таким образом освободить полную габаритную высоту проезда закрываемого воротным полотном проема. Предусмотренное в целях полного освобождения имеющейся в распоряжении высоты проезда движение поворота самого нижнего края звена ворот становится возможным благодаря вводу дополнительной степени свободы движения (поворот в направлении подъема). Эта дополнительная степень свободы может, с другой стороны, негативно влиять на плавность хода в ходе движения открытия и закрытия воротного полотна. По этой причине в рамках изобретения оказалось особенно целесообразным, когда предусмотрено ограничительное устройство, ограничивающее движение поворота нижнего элемента воротного полотна в направлении подъема по меньшей мере на некотором участке заданной траектории.
Ниже изобретение поясняется со ссылкой на чертежи, на которые делается прямая ссылка в отношении всех подробностей, существенных для изобретения и не выявленных подробно в описании. На чертежах показано:
фиг.1: изображение для наглядного пояснения кинематики традиционных ворот;
фиг.2: изображение для наглядного пояснения кинематики предлагаемых изобретением ворот;
фиг.3: сравнительное изображение на основе фиг.1 и 2.
На фиг.1-3 поясняется предпочтительная кинематика предлагаемых изобретением ворот, имеющих радиус кривизны внутренней ограничительной поверхности дугообразного участка ходовых шин в пределах 450-550 мм.
2
На фиг.1 нанесены значения ускорения на верхней кромке самого верхнего звена воротного полотна в ходе движения открытия в зависимости от течения времени движения открытия, которые обусловливаются эффектом полигона, когда радиус кривизны внутренней направляющей поверхности составляет 361,5 мм, а высота отдельных звеньев воротного полотна в проходящем параллельно боковым краям направлении составляет 750 мм, при этом скорость открытия настроена так, что она в среднем составляет примерно 300 мм/с. При радиусе кривизны 361,5 мм, для которого нанесены ускорения на фиг.1, получаются скачки ускорения больше 800 мм/с, как можно видеть на фиг.1. Когда радиус кривизны повышается до значения 510 мм, получаются изображенные на фиг.2 условия, при которых скачки ускорения уменьшены меньше чем до четверти значения в соответствии с фиг.1. Благодаря этому могут значительно уменьшаться механические нагрузки на конструкцию ворот, а с другой стороны, также заметно улучшаться управление двигателя, что, как в деталях пояснено выше, может быть благоприятно в целях улучшения долговечности системы передачи.
У предлагаемых изобретением ворот это преимущество может использоваться без увеличения занимаемой системой направляющих шин площади, при этом для установленных на самом верхнем звене воротного полотна ходовых роликов предоставляются дополнительные шины, которые предпочтительно в закрытом положении заканчиваются на расстоянии от внутренней ограничительной поверхности воротного полотна.
На фиг.3 показано сравнение ускорений, возникающих у традиционных ворот, и ускорений, возникающих у предлагаемых изобретением ворот, которое особо поясняет преимущества, достигаемые с помощью предлагаемых изобретением ворот. На фиг.3 изображены ускорения при одинаковой средней скорости открытия примерно 300 мм/с. Достигаемые в соответствии с изобретением преимущества могут также использоваться для повышения скорости открытия. Такое повышение приводит к увеличению скачков ускорения также у предлагаемых изобретением ворот. Однако скорость открытия может больше, чем утраиваться по сравнению с традиционными воротами, пока не будут достигаться ускорения, возникающие у традиционных ворот уже при обычных скоростях. Благодаря этому могут улучшаться тепловые свойства во время эксплуатации предлагаемых изобретением ворот.
При систематическом исследовании кинематики при движении воротного полотна было выяснено, что оптимальный компромисс между минимизацией максимальных скачков ускорения, с одной стороны, и ограничением необходимой площади для дугообразного участка, с другой стороны, может достигаться, когда отношение внутреннего радиуса (радиуса кривизны внутренней направляющей поверхности) к высоте звеньев воротного полотна выбирается в пределах от 0,6 до 0,8, предпочтительно в пределах от 0,65 до 0,75, особенно предпочтительно в пределах от 0,66 до 0,7, при этом особенно целесообразным оказалось отношение 0,68.