СЕКЦИОННЫЕ ВОРОТА
SECTIONAL GATES

Изобретение относится к области строительства, а именно: к устройствам, обеспечивающим перекрытие проемов в помещения строительных конструкций.
Известны секционные ворота, содержащие полотно из шарнирно соединенных между собой панелей, торцы которых размещены в Г-образных направляющих, причем верхняя из панелей шарнирно соединена с закрепленным на поводке, расположенном перпендикулярно плоскости панели, ходовым винтом (US № 508094, 1992 г.).
Такая конструкция секционных ворот требует увеличения высоты сооружения, в проеме которого она расположена, а также внецентренная передача нагрузки на поводок приводит к повышенному износу пары «ходовой винт-гайка», при этом скорость подъема таких ворот невысока.
Известна конструкция секционных ворот, содержащих шарнирно соединенные между собой панели, Г-образные направляющие и привод перемещения панелей, на торце вала которого смонтирован барабан для намотки троса, соединенный с храповым механизмом (CN 1646785, 2005 г.).
Известны также секционные ворота, содержащие полотно из шарнирно соединенных между собой панелей, торцы которых размещены в вертикальных или в горизонтальных направляющих, а расположенный в верхней части ворот приводной вал с симметрично размещенными на нем пружинами кручения соединен с барабанами для тросов, причем со стороны привода барабан выполнен сдвоенным из секций, одна из которых используется на намотки ветви троса, а с другой трос сматывается (US № 4472910, 1984 г.).
Наиболее близкими из известных являются секционные ворота, содержащие полотно из шарнирно соединенных между собой панелей, торцы которых размещены в вертикальных или в горизонтальных направляющих, а расположенный в верхней части ворот, поддерживаемый кронштейнами и соединенный с приводом параллельный плоскостям панелей полый вал содержит барабаны для тросов, соединенных с нижней панелью ворот, и пружины кручения (торсионы), одетые на приводной вал по его концам и закрепленные на полумуфтах (заявка РСТ WO 99/64706, 1999 г.).
В известных секционных воротах не решена одна из основных их проблем, возникающих при эксплуатации, - прогиб вала под тяжестью пружин и провисание самих пружин. Деформация приводит к возникновению трения, что приводит к существенному увеличению усилия, прилагаемого для открытия или закрытия полотна ворот, а также сильному износу самого механизма.
Технической задачей предлагаемого решения является повышение надежности секционных ворот путем применения в конструкции торсионного механизма октаганального вала, обладающего высокой жесткостью. Повышенная по сравнению с традиционными конструкциями прочность и жесткость октагонального вала исключает его провисания даже при широких проемах и, как следствие, использования промежуточных опорных кронштейнов, использование соединительных муфт, необходимость установки стальной трубы при высоком и вертикальных подъемах с низким расположением вала, установку системы крепежных кронштейнов при низком подъеме барабана сзади, сокращает время монтажа и исключает сборку торсионного механизма на высоте.
Кроме того, предлагаемая конструкция торсионного механизма может полностью собираться как на производстве, так и на монтаже, таким образом, что торсионные пружины, устройства защиты от обрыва пружин и барабаны с тросами установлены на валу. Это существенно повышает безопасность монтажа, позволяет точно по уровню устанавливать вал с пружинами независимо от кривизны проема и неоднородности притолоки, исключает привязку торсионного механизма к системе направляющих, что позволяет производить как его регулировку, так и направляющих независимо друг от друга, исключает доработку проема «по месту» для крепления дополнительных кронштейнов и пружин.
Поставленная техническая задача достигается тем, что секционные ворота содержат полотно из шарнирно соединенных между собой панелей, торцы которых размещены в Г-образных направляющих, а также расположенный в верхней части ворот, поддерживаемый концевыми опорными кронштейнами и соединенный с приводом параллельный плоскостям панелей вал, который снабжен закрепленными по его концам посредством адаптеров барабанами для тросов, соединенных с нижней панелью ворот, торсионные механизмы с пружинами кручения, надетыми на приводной вал по его концам и закрепленные к нему одними своими концами, причем приводной вал выполнен полнотелым круглого сечения со шпоночными пазами в местах крепления адаптеров для барабанов, а в поперечном сечении средней его части - октагональным из холоднокатаного стального профиля. При этом угол скручивания шпоночного паза для обеспечения равномерности натяжения тросов при движении ворот не превышает 10° на всей длине торсионного механизма, а прогиб между двумя любыми опорными точками вала не более 1/600 длины торсионного механизма. Кроме того, крепление приводного вала к стенам осуществлено не более, чем двумя кронштейнами с группами подшипников для обеспечения их соосности при вращении вала. Октагональная часть вала может быть выполнена составной по длине и снабжена соединительной муфтой, образованной из соединенных между собой в местах их отбортовок винтовыми соединениями двух или четырех секций из листового металла, по крайней мере, один из примыкающих к валу участков каждой из которых в зоне между отбортовками соединен винтовыми соединениями с валом. При этом секционные ворота снабжены концевыми опорными кронштейнами для расположения вала сзади, имеющими по два места крепления к потолку, повернутых относительно друг друга на 90° для обеспечения распределения действующих поперечных и продольных нагрузок. Торсионный механизм полностью установлен на концевые опорные кронштейны, к которым закреплены устройства безопасности, причем каждый концевой опорный кронштейн имеет несколько фиксированных положений крепления вала. Секционные ворота снабжены концевыми опорными кронштейнами для расположения вала спереди, которые для обеспечения их закрепления в месте, подходящем для монтажа, предусматривают возможность свободной установки, включающей их вертикальное или боковое смещение без смещения при этом других элементов ворот. Кроме того, секционные ворота могут быть снабжены концевыми опорными кронштейнами для низкого расположения вала, каждый грузоподъемностью не менее 600 кг, с возможностью их парной, для крепления многовального торсионного механизма, установки и вертикального позиционирования кронштейнов относительно друг друга с обеспечением крепления между собой в одной плоскости соединением типа "ласточкин хвост" с позиционированием по межосевому расстоянию с точностью ±1 мм. При этом пружины кручения торсионных механизмов имеют подвижное окончание, состоящее из двух деталей - собственно окончания и стопора на вал, имеющего возможность для уменьшения внутренних напряжений и межвиткового трения, свободного перемещения вдоль него без вращения, а собственно подвижное окончание зафиксировано на стопоре на вал посредством пазов с точностью 1/4 оборота, для обеспечения возможности настройки торсионного механизма уравновешивания ворот в любой момент путем изменения количества оборотов взведения пружины, при этом дополнительная фиксация подвижного окончания на стопоре осуществлена установочными винтами, что совместно с зацеплением в паз исключает возможность срыва окончания со стопора.
На фиг.1 представлена схема (транспортировочная) предварительной сборки октагонального вала;
На фиг.2 - фрагмент октагонального вала с продольным пазом по всей длине для шпонки;
На фиг.3 - соединитель для октагонального вала;
На фиг.4 - концевой опорный кронштейн для расположения вала спереди;
На фиг.5 - концевой опорный кронштейн для расположения вала сзади;
На фиг.6 - концевой опорный кронштейн для низкого расположения вала;
На фиг.7 - подвижное окончание;
На фиг.8 - подвижное окончание в сборе на валу.
Секционные ворота содержат полотно из шарнирно соединенных между собой панелей (не показано), торцы которых размещены в Г-образных направляющих (не показано), а также расположенный в верхней части ворот, поддерживаемый концевыми опорными кронштейнами 1 и соединенный с приводом вал 2, параллельный плоскостям панелей. Вал 2 снабжен закрепленными по его концам посредством адаптеров 3 барабанами 4 для тросов, соединенных с нижней и/или с верхней панелью ворот. Торсионные механизмы 5 с пружинами кручения надетыми на приводной вал 2 по его концам и закреплены к нему одними своими концами. Приводной вал 2 выполнен полым цилиндрическим со шпоночным пазом 6 в местах крепления адаптеров для барабанов 4. В поперечном сечении средней его части - октагональным из холоднокатаного стального профиля. Угол скручивания шпоночного паза 6 для обеспечения равномерности натяжения тросов при движении ворот не превышает 10° на всей длине торсионного механизма, а прогиб между двумя любыми опорными точками вала не более 1/600 длины торсионного механизма. Крепление приводного вала к стенам осуществлено не более чем двумя кронштейнами 1 с группами подшипников 7 для обеспечения их соосности при вращении вала. Октагональная часть вала может быть выполнена составной по длине (фиг.1) и снабжена соединительной муфтой 8, образованной из соединенных между собой в местах их отбортовок винтовыми соединениями двух или четырех секций из листового металла, по крайней мере, один из примыкающих к валу участков каждой из которых в зоне между отбортовками (фиг.3) соединен винтовыми соединениями с валом 2. При этом секционные ворота снабжены концевыми опорными кронштейнами 9 и 10 для расположения вала сзади, имеющими по два места крепления к потолку, повернутых относительно друг друга на 90° для обеспечения распределения действующих поперечных и продольных нагрузок. Торсионный механизм полностью установлен на концевые опорные кронштейны, к которым закреплены устройства безопасности 11. Каждый концевой опорный кронштейн имеет несколько фиксированных положений крепления вала. Секционные ворота снабжены концевыми опорными кронштейнами для расположения вала спереди, которые для обеспечения их закрепления в месте, подходящем для монтажа, предусматривают возможность свободной установки, включающей их вертикальное или боковое смещение без смещения при этом других элементов ворот. Кроме того, секционные ворота снабжены концевыми опорными кронштейнами для низкого расположения вала 15, каждый грузоподъемностью не менее 600 кг, с возможностью их парной, для крепления многовального торсионного механизма, установки и вертикального позиционирования кронштейнов относительно друг друга с обеспечением крепления между собой в одной плоскости соединением типа "ласточкин хвост" 12 с позиционированием по межосевому расстоянию с точностью ±1 мм. При этом пружины кручения торсионных механизмов имеют подвижное окончание, состоящее из двух деталей - собственно окончания 13 и стопора 14 на вал, имеющего возможность для уменьшения внутренних напряжений и межвиткового трения, свободного перемещения вдоль него без вращения, а собственно подвижное окончание 13 зафиксировано на стопоре 14 на вал посредством пазов с точностью 1/4 оборота, для обеспечения возможности настройки торсионного механизма уравновешивания ворот в любой момент путем изменения количества оборотов взведения пружины, при этом дополнительная фиксация подвижного окончания на стопоре осуществлена установочными винтами, что совместно с зацеплением в паз исключает возможность срыва окончания со стопора.
Основные этапы сборки вала заключаются в следующем.
Необходимо расположить октагональный вал 2 горизонтально, надеть на него стопоры 14 подвижных окончаний пружин и пластмассовые кольца, вставить с торцов вала 2 адаптеры 3 так, чтобы стенка тарелки адаптера была заподлицо с торцом вала 2. Далее, необходимо отметить от края вала 2 15-20 мм для разметки места установки первой линии винтовых элементов, например саморезов. Закрутить саморезы по металлу в вал 2 так, чтобы они попали в лепестки тарелки адаптера 3. Протащить первое пластмассовое кольцо до упора с саморезами. Отметить 255-260 мм от края вала 2 для разметки места установки второй линии саморезов. Закрутить саморезы по металлу в октагональный вал 2, проверить попадание в тарелку адаптера 3. Придвинуть второе пластмассовое кольцо ко второй линии саморезов. Закрепить пластмассовые кольца с помощью саморезов 3,8×11 ПГ по металлу. Повторить все операции для второй половины октагонального вала 2 и собрать соединительную муфту 8 на одну половину октагонального вала 2. Кронштейн в сборе имеет два места крепления к потолку, повернутых относительно друг друга на 90°, что обеспечивает распределение поперечных и продольных нагрузок. Надежность крепления задней мерной планки заключается в двух местах крепления, одно из которых представляет из себя прямоугольное отверстие. Расположение оси вала 2 относительно направляющих исключает возможность задевания тросов за полотно ворот при открывании ворот. В концевых опорных кронштейнах предусмотрена возможность крепления устройств безопасности 11, что исключает дополнительные кронштейны, необходимые для установки и закрепления устройств безопасности. Также кронштейны обеспечивают возможность легкой установки торсионного механизма целиком в сборе, т.к. после установки кронштейнов торсионный механизм целиком в сборе устанавливается на них. На каждом кронштейне несколько фиксированных положений крепления вала, что уменьшает общее количество концевых опорных кронштейнов.
Концевые опорные кронштейны для расположения вала спереди имеют возможность свободной установки без привязки к другим элементам конструкции ворот, которая заключается в следующем: кронштейн может быть поднят выше, сдвинут в сторону и это не повлияет на работу торсионного механизма. Таким образом, имеется возможность закрепления кронштейна в месте, подходящем для монтажа.
Каждый концевой опорный кронштейн (фиг.5) для расположения вала сзади в сборе имеет два места крепления к потолку, повернутых относительно друг друга на 90°, что обеспечивает распределение поперечных и продольных нагрузок. Надежность крепления задней мерной планки также заключается в двух местах крепления, одно из которых представляет из себя прямоугольное отверстие, а расположение оси вала относительно направляющих исключает возможность задевания тросов за полотно ворот при открывании ворот.
Концевые опорные кронштейны (фиг.6) для низкого расположения вала имеют грузоподъемность до 600 кг на каждый кронштейн, таким образом, при парной установке кронштейнов по краям проема торсионный механизм совместно с воротами может достигать массы до 2400 кг. При этом обеспечивается возможность вертикального позиционирования кронштейнов относительно друг друга для установки многовального торсионного механизма - кронштейны между собой закрепляются соединением типа "ласточкин хвост", что исключает неправильное позиционирование и позволяет выдержать межосевое расстояние с точностью ±1 мм. Подвижное окончание пружины (фиг.7 и 8) состоит из двух деталей: собственно окончания и стопора на вал. Стопор находится на валу и может продольно перемещаться, но не вращаться на нем. Подобная конструкция реализована для уменьшения внутренних напряжений и межвиткового трения, возникающих в процессе работы торсионной пружины, что позволяет качественно улучшить характеристику пружины. Подвижное окончание надежно фиксируется на стопоре посредством пазов с точностью 1/4 оборота, что позволяет в любой момент легко изменить количество оборотов взведения пружины и тем самым тонко настроить торсионный механизм уравновешивания ворот. Дополнительная фиксация подвижного окончания на стопоре производится установочными винтами, что совместно с зацеплением в паз исключает любую возможность срыва окончания со стопора.