БЫСТРОХОДНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЖАЛЮЗИЙНЫЕ ВОРОТА
HIGH-SPEED INDUSTRIAL LOUVRE GATE

Изобретение относится к быстроходным промышленным жалюзийным воротам в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения.
Из практики жалюзийные ворота известны в разнообразных вариантах. При этом сравнительно простую конструкцию имеют жалюзийные ворота, в которых гибкая завеса во время движения их открывания наматывается на намоточный вал в зоне перемычки ворот. Для этого обращенный к перемычке конец гибкого полотна закреплен на намоточном валу, и во время движения открывания возникает непрерывно увеличивающийся рулон из слоев завесы, причем эти слои непосредственно прилегают друг к другу. Такие жалюзийные ворота весьма хорошо зарекомендовали себя на практике и часто используются, поскольку они рентабельны в изготовлении и имеют сравнительно небольшую массу, что также положительно сказывается на снижении потребления энергии.
Однако недостаток такого рода жалюзийных ворот в том, что витки выполненного в виде завесы полотна из-за своего непосредственного взаимного касания в рулоне уже через сравнительно короткое время царапаются и загрязняются. В равной мере это относится и к жалюзийным воротам с пластинчатым панцирем вместо гибкой завесы, которые также известны из практики.
Для специальных случаев применения и, в частности, для быстроходной эксплуатации со скоростью движения более одного метра в секунду был поэтому сделан переход к ведению полотна ворот в перемычковой зоне их проема без касания. Примеры таких жалюзийных ворот приведены, в том числе, в DE 4015215 А1, DE 19915376 А1 и DE 10236648 А1. В этих конструкциях полотно ворот независимо от того, идет ли речь о пластинчатом панцире или гибкой завесе и т.д., направляется в боковых направляющих шинах, переходящих в зоне перемычки ворот над их проемом в спиральный участок, на котором полотно наматывается в удлиненный или приблизительно круглый рулон.
В противоположность описанным выше жалюзийным воротам с намотанной непосредственно на намоточный вал завесой рулон при ведении без касания образуется не изнутри наружу, а снаружи внутрь, т.е. опережающий, т.е. со стороны перемычки, конец полотна во время движения открывания ворот все больше входит дальше в центральную зону спирального участка.
Такие жалюзийные ворота отличаются прекрасными свойствами, так что они зарекомендовали себя именно в промышленном применении. В частности, с их помощью может быть обеспечено надежное и прочное запирание, причем возможны очень высокие скорости движения до четырех метров в секунду.
С другой стороны, этот вид ведения полотна ворот в рулоне потребовал совершенно новой приводной техники, поскольку намоточный вал за счет этих конструкций становился слабым местом. В таких жалюзийных воротах приводной электродвигатель из-за нехватки места расположен, правда, в зоне перемычки, однако ввод приводного усилия в полотно происходит на конце со стороны пола. В распространенных в настоящее время вариантах приводной электродвигатель воздействует обычно через зубчатый ремень на приводные ролики в виде зубоременных шкивов, которые расположены с обеих сторон ворот также в перемычковой зоне и также через зубчатые ремни воздействуют на скобу или подобный элемент, которая жестко присоединена к концу полотна со стороны пола. При этом оба боковых зубчатых ремня прочно соединены с этой скобой или подобным элементом, так что вращательное движение приводного электродвигателя приводит к движению подъема или опускания полотна.
Кроме того, в частности, в случае выполненных в виде пластинчатого панциря полотен ворот зарекомендовало себя уравновешивающее устройство, которое служит для балансировки массы полотна подъемных ворот. Оно содержит обычно пружинящие элементы, которые при закрытых воротах максимально натяжены и поэтому способствуют движению открывания полотна. Этим достигается не только уменьшение необходимых приводных моментов при приведении в действие таких подъемных ворот, но и при правильной регулировке устройства предотвращается неопосредованное падение полотна ворот в случае неисправности.
На практике в быстроходных промышленных воротах зарекомендовали себя уравновешивающие устройства, конструкция которых описана, например, в WO 91/18178. Такое уравновешивающее устройство содержит в качестве пружинящего элемента обычно винтовую пружину и закрепленный на ней тяговый элемент, как правило, в виде ленты. Нижний конец пружинящего элемента прочно соединен с полом, тогда как его верхний конец посредством тягового элемента соединен с намоточным валом, расположенным на подъемных воротах со стороны перемычки. При этом тяговый элемент в процессе закрывания ворот наматывается на этот намоточный вал непосредственно прилегающими друг к другу слоями, так что пружинящий элемент все больше натягивается. С другой стороны, движение открывания полотна ворот связано с процессом размотки тягового элемента с намоточного вала, в результате чего возникает ослабление пружинящего элемента. Намоточный вал при этом соединен с приводом подъемных ворот.
Также этот вид привода жалюзийных ворот в течение многих лет зарекомендовал себя на практике. Однако элементы приводного механизма подвержены опасности повреждения, если произойдет столкновение полотна с посторонним предметом.
При этом следует учесть, что конец полотна ворот со стороны пола особенно подвержен опасности столкновений. Такие столкновения могут возникнуть, например, если водитель вилочного погрузчика неправильно оценит скорость движения полотна и в процессе его открывания приведет свое транспортное средство в движение слишком рано. Другие источники опасности возникают нередко в случае транспортировки крупноформатных грузов, ограничивающих поле зрения. Следствием такого столкновения является тогда обычно деформация или поломка запорного элемента полотна, причем в то же время могут пострадать также имеющиеся в боковых направляющих боковые скобы и подобные детали приводного механизма.
Для решения этой проблемы заявитель разработал активную крэш-систему, которая обеспечивает отклонение нижней секции полотна ворот из плоскости полотна в случае столкновения, как только будет превышена заданная величина поперечного усилия. Эта разработка привела к созданию описанных в DE 10342302 А1 жалюзийных ворот с защитой от столкновения. Благодаря этой системе можно в самой значительной степени предотвратить нарушающие функционирование жалюзийных ворот повреждения полотна. Кроме того, можно также значительно уменьшить опасность повреждения элементов приводного механизма, поскольку расположенные в боковых косяках скобы и т.п. свободны от возникающей обычно в средней зоне проема ворот нагрузки, как только полотно будет отклонено в этой зоне.
Несмотря на значительные преимущества эти специальные жалюзийные ворота с активной крэш-системой связаны с той проблемой, что у отклоненного полотна отсутствует запорный элемент, создающий поперечное соединение между обоими боковыми направляющими устройствами. Точки приложения для ввода приводного усилия в полотно ворот в случае столкновения больше не опираются поэтому друг на друга, а это приводит к тому, что в боковых направляющих возникают опрокидывающие моменты. Даже если эти опрокидывающие моменты могут быть ограничены за счет соответственно точных направляющих элементов, тем не менее возникают повышенный износ и значительные дополнительные расходы. Кроме того, в неблагоприятных случаях по-прежнему нельзя исключать того, что при столкновении пострадают также места ввода приводного усилия, например тогда, когда столкновение происходит непосредственно рядом с боковыми косяками.
Из WO 95/30064 А известны жалюзийные ворота с признаками ограничительной части п.1 формулы изобретения.
В основе изобретения лежит задача усовершенствования быстроходных промышленных жалюзийных ворот описанного выше рода таким образом, чтобы можно было уменьшить степень возможных последующих повреждений вследствие столкновения с их полотном.
Эта задача решается посредством быстроходных промышленных жалюзийных ворот с признаками п.1 формулы. Они отличаются, в частности, тем, что к концу полотна со стороны пола посредством шарниров присоединены консоли.
Следовательно согласно изобретению в промышленных жалюзийных воротах с намотанным без касания полотном в их открытом положении ввод приводного усилия осуществляется на конце полотна со стороны перемычки ворот. Хотя расстояние от конца полотна со стороны перемычки до центра спирали во время движения открывания полотна постоянно изменяется предложенный в изобретении привод полотна может быть надежно реализован, поскольку на консолях предусмотрена соответствующая компенсация длины.
При этом предложенные в изобретении промышленные жалюзийные ворота отличаются тем весьма предпочтительным на практике преимуществом, что вся приводная техника полотна может быть размещена в перемычковой зоне проема ворот, где она, по существу, защищена, в частности, от столкновений. Это позволяет, в целом, существенно уменьшить степень повреждения в случае столкновения по сравнению с традиционными жалюзийными воротами.
Кроме того, промышленные жалюзийные ворота также в существенно более короткое время и с заметно меньшими затратами могут быть снова приведены в готовое к эксплуатации состояние, если на полотне возникли повреждения, поскольку без непосредственного соединения с приводом приходится заменять лишь отдельные пластины или секции завесы.
К тому же за счет расположенных на расстоянии друг от друга по ширине ворот консолей достигается надежный ввод приводных усилий в полотно, даже если жалюзийные ворота имеют большую ширину, например шесть метров и более.
Другое преимущество в том, что жалюзийные ворота согласно изобретению содержат уравновешивающее устройство. Благодаря такому уже распространенному уравновешивающему устройству за счет натяжения достигается то, что для открывания полотна требуется меньшее приводное усилие, чем при отсутствии такого уравновешивания. При этом следует учесть, что полотно при движении открывания против силы тяжести приходится тянуть вверх, чтобы разместить его на спиральном участке в перемычке ворот. Это движение способствует функционированию уравновешивающего устройства за счет натяжения пружины, которое во время движения закрывания полотна вводится в конструкцию ворот.
В рамках изобретения использование такого уравновешивающего устройства имеет, в частности, то преимущество, что в том случае, когда эффективная длина рычага консолей наибольшая, а именно в начале движения открывания, необходимое приводное усилие можно заметно уменьшить. В процессе движения открывания поддерживающее действие за счет уравновешивающего устройства, правда, уменьшается, зато в то же время укорачивается эффективное плечо рычага консолей, поскольку конец полотна со стороны перемычки все больше попадает в центральную зону секции ворот. Поэтому энергозатраты на это движение можно поддерживать особенно низкими, причем меньше также нагрузка на детали привода. Это обеспечивает, в целом, бульшую надежность и долговечность конструкции ворот. Кроме того, это позволяет достичь особенно высоких скоростей движения.
За счет того что консоли установлены с возможностью синхронного поворота по отношению друг к другу вокруг оси поворота в центральной зоне спирального участка, надежно предотвращается перекос полотна ворот в направляющих во время движения. Это позволяет эксплуатировать жалюзийные ворота очень надежно и с высокой скоростью.
За счет изменяемости эффективной длины рычага консолей принимается во внимание к тому же изменяющийся радиус спирали. Во взаимодействии с шарнирным соединением можно надежно избежать перекоса или чрезмерной фрикционной нагрузки полотна на спиральном участке.
Другое преимущество в том, что отпадают обычные до сих пор зубчатые ремни, цепи и подобные элементы для передачи приводного усилия от расположенного на перемычке электродвигателя к запорному щиту полотна со стороны пола. За счет этого уменьшается потребность в площади для боковых косяков, благодаря чему они могут быть выполнены более узкими. Кроме того, в зоне боковых косяков меньше элементов, на которых могла бы скапливаться грязь и т.п. Здесь, в частности, до сих пор представляют проблему традиционно используемые зубчатые ремни с их множеством зубцов, прежде всего, если жалюзийные ворота используются в фармацевтической промышленности или в чистых помещениях. В этих специальных областях применения возможность хорошей очистки жалюзийных ворот имеет важное значение. За счет достигнутой согласно изобретению упрощенной конструкции ворот это принято во внимание, так что жалюзийные ворота особенно хорошо подходят специально для этих целей.
Другое преимущество предложенных в изобретении промышленных жалюзийных ворот в том, что за счет отсутствия зубчатых ремней, цепей и т.п. для передачи усилий достигается более высокая надежность, поскольку эти элементы представляют собой быстроизнашивающиеся детали. Промышленные жалюзийные ворота согласно изобретению отличаются поэтому особенно низкими затратами на обслуживание и высокой надежностью при большой долговечности.
Кроме того, они обладают большей безопасностью по сравнению с традиционными, поскольку устранены факторы риска, например неопосредованное падение полотна при обрыве зубчатых ремней.
Они имеют также особенно простую конструкцию, поскольку полотно просто направляется в боковых косяках и может быть свободным от боковых присоединений.
При этом из NL1015953 и NL1016983 известен рольставень для закрывания оконного проема в здании, который, на первый взгляд, содержит аналогичные системные элементы. Этот рольставень содержит направляемый в боковых направляющих пластинчатый панцирь, который посредством привода движется из открытого положения в закрытое положение и обратно. При этом в открытом положении пластинчатый панцирь размещен на расположенном в зоне перемычки проема спиральном участке боковых направляющих таким образом, что соседние секции панциря не касаются друг друга. Кроме того, привод содержит две установленные в приводном валу консоли, посредством которых привод жестко присоединен к концу пластинчатого панциря со стороны перемычки. Консоли расположены на расстоянии друг от друга по ширине ворот и посредством приводного вала синхронно поворачиваются на оси поворота в центральной зоне спирального участка. Расстояние между местами присоединения консолей к полотну ворот и осью поворота консолей может изменяться.
Изложенный в этих публикациях принцип может применяться для рольставней, приводимых с низкими скоростями вручную или от электропривода, если в направляющих имеется достаточно зазоров для отклоняющих движений отдельных пластин; однако он ни в коем случае не может применяться в быстроходных промышленных жалюзийных воротах, поскольку с господствующими в быстроходном режиме высокими динамическими нагрузками нельзя было бы справиться в этих известных рольставнях. При этом следует учесть, например, что за счет жесткого присоединения консолей к самой верхней пластине рольставня не принимается во внимание то обстоятельство, что на спиральном участке постоянно изменяется угловое положение этой последней пластины до приводного вала. Во избежание здесь перекоса этой самой верхней пластины даже при низких скоростях движения требуется поэтому направляющая с большим зазором. При высоких скоростях движения более одного метра в секунду, как это принято в промышленных жалюзийных воротах, возникают к тому же деформации пластин из-за изменяющихся динамических нагрузок, которые при таком свободном ведении в боковых направляющих привели бы к неконтролируемым состояниям движения.
Кроме того, в этих известных рольставнях уравновешивающее устройство не предусмотрено и также не требуется, поскольку размеры закрываемого проема в здании, как правило, небольшие, и, тем самым, небольшая масса движется с небольшой скоростью. В соответствии с этим в уровне техники на консолях действуют также лишь сравнительно небольшие крутящие моменты. В случае быстроходных промышленных жалюзийных ворот действуют совершенно иные соотношения усилий, с которыми можно надежно справиться, в частности, посредством уравновешивающего устройства.
В NL1015953 и NL1016983 описано тем самым устройство, которое непригодно для быстроходной эксплуатации и использования для запирания проемов ворот в промышленных сооружениях. Кроме того, в этих публикациях также отсутствует побуждение к шарнирному присоединению консолей к концу полотна со стороны перемычки или созданию уравновешивающего устройства. Далее такие рольставни не связаны также с проблемой столкновений, имеющей место в часто используемых, как правило, промышленных жалюзийных воротах. Следовательно, они также не могут побудить решить поставленную задачу.
Предпочтительные варианты промышленных жалюзийных ворот являются предметом зависимых пунктов.
Так, консоли могут быть выполнены телескопическими, благодаря чему особенно простыми конструктивными средствами может изменяться величина эффективного расстояния между местами присоединения консолей к полотну ворот и осью поворота консолей. Таким образом, можно без проблем учитывать постоянно изменяющиеся в спирали радиусы при вдвигании конца полотна со стороны перемычки в спиральный участок.
При этом возможно, чтобы телескопические консоли содержали трубчатую направляющую часть и установленную с возможностью свободного перемещения в ней поршневую часть. За счет свободного перемещения поршневой части каждая консоль может автоматически приспосабливаться к изменившемуся радиусу на спиральном участке без необходимости для этого в активном воздействии, например, для управления эффективной длиной консолей. Таким образом, можно достичь особенно простой конструкции, которая отличается предпочтительно небольшими затратами на обслуживание, высокой надежностью и низкими производственными издержками.
Другое преимущество состоит в том, что консоли установлены на общем приводном валу, приводимом во вращение электродвигателем привода. В этом случае можно простыми конструктивными средствами создать надежное синхронное движение консолей вокруг оси поворота.
Кроме того, за счет этого не возрастает также потребность в площади для привода промышленных жалюзийных ворот, поскольку приводной вал может быть расположен в открытой обычно центральной зоне спирального участка, т.е. не требует существенного конструктивного пространства за пределами определяемой спиральным участком зоны движения полотна. К тому же можно еще более надежно избежать неисправностей при эксплуатации ворот, поскольку, например, не может произойти перескакивания зубчатого ремня на один зубец ввиду отсутствия зубчатого ремня и расположения обеих консолей на общем приводном валу.
Если электродвигатель приводит приводной вал непосредственно, то может быть реализована еще более надежная и простая конструкция ворот. В частности, за счет этого можно отказаться от цепи, зубчатого ремня или подобного элемента для передачи приводного усилия с электродвигателя на приводной вал, благодаря чему, в целом, уменьшается число компонентов привода и достигается более высокая стойкость по сравнению с уровнем техники. Для уменьшения потребности в площади для этого используется предпочтительно угловой двигатель.
Консоли могут быть присоединены к проходящему по всей ширине ворот элементу. По сравнению с конструкцией из DE 10342302 А1, использующей активную крэш-систему, в этом случае возникает то преимущество, что введенное, по меньшей мере, в двух местах приводное усилие действует на проходящий в поперечном направлении проема ворот элемент, так что могут быть предотвращены опрокидывающие моменты, как при отклоненном полотне в этом уровне техники. За счет этого по сравнению с уровнем техники могут быть значительно уменьшены затраты на необходимые боковые направляющие на конце полотна со стороны пола. Конструктивные затраты на жалюзийные ворота поэтому существенно ниже, чем в уровне техники. При этом также в рамках изобретения может предпочтительно использоваться полотно с отклоняемой средней частью, как в DE 10342302 А1, чтобы избежать его повреждений.
Другое преимущество состоит в том, что полотно содержит две боковые шарнирные ленты, расположенные рядом с направляющими, причем консоли присоединены к концевым участкам шарнирных лент со стороны перемычки. Такие шарнирные ленты известны, например, из DE 4015215 А1 и служат для надежного восприятия возникающих во время движения открывания или закрывания нагрузок и поддержания в значительной степени свободными от этих нагрузок закрепленного на них запорного элемента ворот и пластинчатого панциря или завесы. За счет непосредственного взаимодействия консолей с этими шарнирными лентами необходимые для движения усилия могут быть оптимальным образом введены в такое полотно. Это позволяет особенно снизить опасность повреждения полотна из-за динамических нагрузок.
Если концевые участки шарнирных лент со стороны перемычки могут регулироваться по длине, если смотреть в направлении движения полотна, то простыми средствами может осуществляться компенсация допусков для достижения, таким образом, как можно более точной вертикальной ориентации полотна. Проблема возможного перекоса полотна, например, из-за выступающих неточно под одинаковым углом консолей со связанной с этим опасностью заедания полотна в боковых направляющих может быть эффективно устранена.
Другое преимущество состоит в том, что уравновешивающее устройство содержит пружинящий элемент, тяговый элемент и намоточное устройство, причем тяговый элемент одним концом закреплен на пружинящем элементе, а другим - на намоточном устройстве, намоточное устройство выполнено с возможностью соединения с приводом жалюзийных или подъемных ворот, тяговый элемент выполнен с возможностью намотки на намоточное устройство и размотки с него таким образом, что пружинящий элемент максимально натяжен, когда полотно подъемных ворот находится в закрытом положении, и, по существу, разгружен, когда полотно находится в открытом положении. При этом обращенный к намоточному устройству конец тягового элемента имеет меньшую ширину, чем обращенный к пружинящему элементу конец, намоточное устройство содержит вал и установленное на нем направляющее устройство, посредством которого тяговый элемент выполнен с возможностью намотки таким образом, что слои рулона не касаются друг друга, причем направляющее устройство имеет для этого со стороны периферии направляющие поверхности с плавно возрастающим в направлении намотки радиусом.
Таким образом, впервые можно наматывать тяговый элемент без касания, благодаря чему с небольшими конструктивными затратами могут быть созданы необходимые для эффективного уравновешивания крутящие моменты и достигается увеличение срока службы.
Так, за счет намотки без касания автоматически возникают увеличенные радиусы в рулоне, поэтому уже небольшого числа оборотов намоточного устройства достаточно, чтобы создать нужное натяжение пружинящего элемента. Это предпочтительно, в частности, в случае направляемых без касания в рулоне полотен ворот, поскольку здесь также по сравнению с традиционными, намотанными с касанием полотнами ворот приводной вал совершает меньшее число вращательных движений. Таким образом, согласно изобретению, как правило, можно отказаться от дополнительных передаточных механизмов и подобных устройств и приводить уравновешивающее устройство непосредственно приводным валом полотна ворот. Следовательно, в конструктивном отношении оборудованные уравновешивающим устройством подъемные ворота могут быть выполнены просто. Это, в свою очередь, предпочтительно в отношении уменьшения износа и повышения срока службы таких ворот.
Далее за счет больших радиусов рулона возникают большие длины рычага, что, в свою очередь, вызывает большие крутящие моменты, чем при традиционной, с касанием намотке тягового элемента. Уравновешивающее устройство может предпочтительно использоваться, тем самым, даже в очень больших и тяжелых воротах.
Кроме того, предложенная в изобретении конфигурация имеет то преимущество, что выбор эффективного радиуса или эффективной длины рычага в направляющем устройстве может быть сделан независимо от толщины тягового элемента, поскольку для этого следует лишь соответственно выполнить направляющие поверхности направляющего устройства. Таким образом, специалист только за счет целенаправленного придания формы направляющему устройству может осуществлять индивидуальное согласование уравновешивания с данным размером полотна подъемных ворот и с его массой, не принимая для этого во внимание, например, толщину тягового элемента, диаметр сердцевины намоточного вала и т.д.
Другое преимущество уравновешивающего устройства состоит в том, что тяговый элемент за счет своей особой формы может наматываться без осевых смещений. Этим можно избежать односторонних нагрузок тягового элемента и поддерживать низким износ этого весьма нагруженного при работе элемента. Это положительно сказывается на сроке службы уравновешивающего устройства.
При этом из WO 2004/076795 А1 уже известно выполнение полотна подъемных ворот так, что его конец со стороны перемычки имеет меньшую ширину, чем конец со стороны пола. Далее из этой публикации известны два отстоящих друг от друга модуля, на которые без касания наматывается полотно ворот, причем оба модуля имеют со стороны периферии направляющие поверхности с плавно возрастающим в направлении намотки радиусом. Эта конфигурация относится, однако, исключительно к возможности намотки полотна ворот без касания и, тем самым, предотвращению его царапания или повреждения. В отношении уравновешивания в этой публикации дана ссылка на описанную выше традиционную конфигурацию с винтовой пружиной и тяговой лентой, в которой последняя наматывается с касанием на намоточный вал. Побуждения предусмотреть вместо намотки без касания полотна ворот или дополнительно к нему намотку тяговой ленты без касания из этого документа не следует. Кроме того, он нисколько не касается проблематики регулирования подходящей характеристики уравновешивания в таких подъемных воротах.
Ширина тягового элемента может ступенчато увеличиваться от обращенного к намоточному устройству конца к обращенному к пружинящему элементу концу, причем направляющее устройство имеет, по меньшей мере, два направляющих участка, выполненных спиралеобразными и аксиально смещенных по отношению друг к другу так, что к внутреннему направляющему участку примыкает пара внешних направляющих участков, минимальный радиус направляющей поверхности которых соответствует максимальному радиусу направляющей поверхности внутреннего направляющего участка. Таким образом, со сравнительно небольшими конструктивными затратами может быть реализовано предпочтительное устройство, поскольку направляющие поверхности следует выполнить на каждом направляющем участке только в одной плоскости. В том месте, где внутренний направляющий участок не может иметь соответствующей спиралеобразной направляющей поверхности, т.е. после одного полного оборота, аксиально внешняя пара направляющих участков подходящего радиуса, взаимодействуя с соответствующим более широким участком тягового элемента, выполняет дальнейшую направляющую функцию. Благодаря этой конфигурации можно реализовать два полных оборота направляющего устройства с плавно возрастающим в направлении намотки радиусом, что достаточно для многих применений. Если потребуется больше двух оборотов направляющего устройства, то могут примыкать дополнительные внешние пары направляющих участков, которые выполнены соответственно и взаимодействуют с более широким участком тягового элемента.
В качестве альтернативы этому возможно также, чтобы ширина тягового элемента плавно увеличивалась от обращенного к намоточному устройству конца к обращенному к пружинящему элементу концу и чтобы направляющее устройство имело две направляющие спирали, которые от среднего участка с возрастающим радиусом расходятся аксиально наружу дальше друг от друга. Также за счет этого возможна намотка тягового элемента без касания слоев друг с другом, причем, однако, требуется трехмерная конфигурация направляющих поверхностей. Также эта конфигурация позволяет выполнить направляющие поверхности с плавно возрастающим в направлении намотки радиусом.
Если тяговым элементом является цепь, то она позволяет создать стабильную и, тем не менее, очень гибкую в направлении намотки конфигурацию этого компонента уравновешивающего устройства. В частности, такая цепь обладает очень высокой прочностью на растяжение, поэтому она особенно предпочтительно применяется в подъемных воротах больших размеров, например шириной 8 м и высотой 6 м.
В качестве альтернативы возможно также выполнение тягового элемента в виде ленты. Эта конфигурация предпочтительна, в частности, тогда, когда ширина тягового элемента плавно увеличивается от обращенного к намоточному устройству конца к обращенному к пружинящему элементу концу, поскольку такой вариант с лентой реализовать технологически легче, чем с цепью. В качестве материала для такой ленты рассматривается, например, металл или пластик, а здесь, в частности, пластмассы, армированные волокнами.
Другое преимущество состоит в том, что пружинящий элемент содержит, по меньшей мере, одну винтовую пружину. По сравнению с другими упругими элементами, которые сами по себе также вполне могут использоваться, винтовые пружины уже многократно зарекомендовали себя на практике в известных уравновешивающих устройствах благодаря своей прочности и надежности. Кроме того, с такими винтовыми пружинами без проблем могут быть созданы нужные пружинящие свойства.
При этом далее предпочтительно, если направляющее устройство установлено на приводном валу, на котором расположены также консоли. Это обеспечивает особенно компактную и стабильную конструкцию, поскольку не требуются отдельный привод для уравновешивающего устройства или передаточные элементы, такие как зубчатые ремни и подобные элементы.
Изобретение более подробно поясняется ниже на примерах его осуществления с помощью чертежей, на которых изображают:
- фиг.1 - промышленные жалюзийные ворота согласно изобретению для пояснения приводного механизма в перемычковой зоне их проема;
- фиг.2 - схематичный вид сбоку спирального участка промышленных жалюзийных ворот в первом варианте;
- фиг.3 - схематичный вид спереди в зоне приводного вала промышленных жалюзийных ворот в первом варианте;
- фиг.4 - перспективный вид места присоединения консоли к полотну ворот во втором варианте;
- фиг.5 - вид сбоку устройства по фиг.4;
- фиг.6 - перспективный вид оборудованных уравновешивающим устройством подъемных ворот, причем для пояснения полотно и другие их компоненты отсутствуют;
- фиг.7 - вид сбоку подъемных ворот по фиг.6, причем полотно также отсутствует;
- фиг.8 - вид спереди подъемных ворот по фиг.6;
- фиг.9 - перспективный вид направляющего устройства уравновешивающего устройства;
- фиг.10 - вид сбоку направляющего устройства по фиг.9 со схематичным изображением траектории движения тягового элемента;
- фиг.11 - вид сверху направляющего устройства;
- фиг.12 - вид сверху тягового элемента;
- фиг.13 - характеристика уравновешивающего устройства.
Промышленные жалюзийные ворота, называемые ниже кратко ворота 1, содержат полотно 2 из шарнирно связанных между собой пластин 21, направляемых посредством роликов 22 в боковых направляющих 3, 4. При этом ролики 22 установлены на шарнирных лентах 23, которые воспринимают растягивающие и сдвигающие нагрузки полотна 2 и удерживают пластины 21.
Направляющие 3, 4 имеют вертикальный участок 31, 41, верхний конец которого виден на фиг.2 и который проходит традиционным образом от показанного конца ворот 1 со стороны перемычки к концу со стороны пола, однако, как и косяки, не показан. Со стороны перемычки вертикальный участок 31, 41 переходит в соответствующий спиральный участок 32, 42 в форме круговой спирали, на котором полотно 2 в открытом положении ворот 1 размещено таким образом, что отдельные пластины 21 не касаются друг друга в спиралеобразном рулоне.
Движение полотна 2 между его конечными положениями вызывается приводом 5. Он содержит электродвигатель 51, здесь угловой электродвигатель, установленный в зоне бокового косяка в зоне перемычки ворот и присоединенный там непосредственно к приводному валу 52. Последний проходит через спиральные участки 32, 42 направляющих 3, 4 в центральной зоне. На приводном валу 52 с обеих сторон проема ворот рядом со спиральными участками 32, 42 расположены консоли 53, 54. Они проходят через центр приводного вала 52 и радиально отстоят от него.
Как видно из фиг.2 и 3, каждая консоль 53, 54 содержит направляющую часть 531, 541, прочно соединенную с приводным валом 52. В каждой направляющей части 531, 541 с геометрическим замыканием и с возможностью свободного перемещения размещена поршневая часть 532, 542. Удаленный от направляющей части 531, 541 конец поршневой части 532, 542 имеет место 533, 543 присоединения, в котором каждая консоль 53, 54 шарнирно соединена с концом полотна 2 со стороны перемычки. На этом конце расположен проходящий по всей ширине ворот элемент (в первом варианте пластина 21), посредством которого приводное усилие передается равномерно по ширине полотна.
Ворота 1 приводятся в действие следующим образом.
На фиг.2 и 3 показано состояние, в котором ворота 1 находятся в закрытом положении, т.е. полотно полностью закрывает их проем. Для открывания ворот 1 электродвигатель 51 приводится в действие таким образом, что он передает вращательное движение на приводной вал 52, посредством которого полотно 2 движется вверх в спиральный участок 32, 42. Для этого вращательное движение приводного вала 52 через консоли 53, 54 и места 533, 543 присоединения прикладывается к концу полотна 2 со стороны перемычки. На фиг.2 каждая консоль 53, 54 вращается против часовой стрелки. С этим вращательным движением полотно 2 втягивается в спиральный участок 32, 42 и по мере открывания полотна 2 образует спиральный рулон в перемычковой зоне ворот.
За счет спиральной формы боковых направляющих 3, 4 в перемычковой зоне ворот изменяется расстояние между осью поворота консолей 53, 54, которая совпадает с осью вращения приводного вала 52, и местами 533, 543 присоединения к консолям 53, 54. Изменение длины самопроизвольно компенсируется за счет специальной конфигурации консолей 53, 54, поскольку каждая поршневая часть 532, 542 размещена в направляющей части 531, 541 с возможностью скольжения.
В открытом положении ворот 1 консоли 53, 54 находятся в обозначенном штриховыми линиями положении, из чего видно, что их эффективная длина рычага заметно уменьшилась по сравнению с показанным начальным состоянием. Как видно далее из фиг.2, длина поршневой части 532, 542 выбрана при этом так, что даже в максимально вдвинутом в направляющую часть 531, 541 состоянии она не выдается за другой конец соответствующей направляющей части и не сталкивается с рулоном полотна 2 на спиральном участке 32, 42.
Как следует из этого пояснения, длина плеча рычага консолей 53, 54 максимальная в начале движения открывания. Чтобы уменьшить при этом нагрузки на привод 5, ворота 1 содержат уравновешивающее устройство (не показано), которое в этом варианте осуществления изобретения выполнено традиционным образом. Оно поддерживает привод 5 именно в начале движения открывания за счет натяжения своей пружины, так что вводимые здесь приводом 5 усилия сравнительно малы. Дальнейшее уменьшение приводных усилий возможно за счет выбора длины полотна 2 таким образом, что места 533, 543 присоединения в его закрытом положении находятся на входе в спиральный участок 32, 42, а консоли 53, 54 не образуют с полотном 2, как показано на фиг.2, угол приложения усилия более 90°, а во всех диапазонах движения, по существу, перпендикулярны соответствующему концу полотна 2 со стороны перемычки.
На фиг.4 и 5 изображен второй вариант осуществления изобретения, отличающийся от первого варианта, в частности, способом присоединения консолей 53, 54 к полотну 2. Компоненты ворот 1, соответствующие компонентам в первом варианте, обозначены теми же ссылочными позициями.
Как видно из фиг.4 и 5, показанная на них лишь одна шарнирная лента 23 снабжена на конце со стороны перемычки концевым участком 24, к которому консоль 54 присоединена посредством шарнира с возможностью вращения. Оба концевых участка 24 соединены между собой в этом варианте по всей ширине ворот поперечным раскосом 25. Здесь установлен также ролик 22.
С видоизменением в соответствии с этим вторым вариантом даже без изменения полотна достигается то, что консоли 53, 54 расположены под углом приложения усилия к полотну 2, составляющим 90°, как показано на фиг.5. Приводные усилия для ввода движения полотна 2 также в закрытом положении малы, поскольку консоли 53, 54 также в этом стартовом положении расположены, по существу, перпендикулярно соответствующему концу полотна со стороны перемычки, а именно концевым участкам 24.
Далее, концевые участки 24 выполнены составными, так что они могут регулироваться по длине, если смотреть в направлении движения полотна 2. Таким образом, возможна компенсация допусков, чтобы избежать перекоса полотна 2 в боковых направляющих 3, 4. В этом варианте это обеспечивается за счет регулируемого резьбового соединения.
На фиг.6-13 изображен другой вариант ворот 1, выполненных в виде подъемных жалюзийных ворот и оборудованных уравновешивающим устройством 6. Компоненты ворот 1, соответствующие компонентам в первом варианте, также обозначены теми же ссылочными позициями, причем во избежание повторений эти признаки подробно не поясняются.
Как видно из фиг.6-8, подъемные ворота 1 содержат уравновешивающее устройство 6, содержащее пружинящий элемент 61, тяговый элемент 62 и намоточное устройство с направляющим устройством 63 и валом 64. Направляющее устройство 63 установлено на валу 64. Как видно далее из фигур, вал 64 присоединен непосредственно к приводному валу 52 и вращается с ним при срабатывании электродвигателя 51.
Пружинящий элемент 61 содержит в данном варианте четыре винтовые пружины 611, закрепленные со стороны пола. Своим другим концом винтовые пружины 611 посредством скобы 612 прочно соединены с тяговым элементом 62, выполненным здесь в виде цепи. Конец тягового элемента 62 со стороны перемычки проходит в перемычковой зоне по огибному блоку 65 и закреплен на направляющем устройстве 63.
На фиг.9-12 направляющее устройство 63 вместе с тяговым элементом 62 изображено более подробно. Как видно, в частности, из фиг.7 и 8, тяговый элемент 62 посредством направляющего устройства 63 наматывается без касания во время движения закрывания полотна 2. Тяговый элемент 62 закреплен в точке 66 на направляющем устройстве 63 и проходит в намотанном состоянии по штрихдвухпунктирной линии 67 на фиг.7, описывающей центр вращения цепи.
Как видно из фиг.9-12, направляющее устройство 63 имеет внутренний 631, первый 632 внешний и второй 633 внешний направляющие участки. При этом направляющие участки выполнены так, что они имеют со стороны периферии направляющие поверхности с плавно возрастающим в направлении намотки радиусом. Оба внешних направляющих участка 632, 633 выполнены в виде дисковых пар 632а, 632b, 633a, 633b, которые аксиально окружают внутренний направляющий участок 631. Второй внешний направляющий участок 633 аксиально охватывает первый внешний направляющий участок 632.
Кроме того, максимальный радиус направляющей поверхности внутреннего направляющего участка 631 соответствует минимальному радиусу направляющей поверхности первого внешнего направляющего участка 632, так что здесь возникает плавный переход. В равной мере максимальный радиус направляющей поверхности первого внешнего направляющего участка 632 соответствует минимальному радиусу направляющей поверхности второго внешнего направляющего участка 633.
Как видно, в частности, из фиг.12, тяговый элемент 62 выполнен при этом так, что ширина его конца со стороны перемычки увеличивается в направлении конца со стороны пола. В данном примере тяговый элемент 62 имеет соответственно числу направляющих участков три разные ширины. На фиг.11 цепь для наглядности показана в разрезанном состоянии, как она прилегает к направляющим участкам направляющего устройства 63. Видно, что тяговый элемент 62 намотан в направляющем устройстве 63 без касания и без осевого смещения относительно вала 64.
Для этого ширина тягового элемента 62 на конце со стороны перемычки выбрана с возможностью намотки его участка 62а непосредственно на внутренний направляющий участок 631. Второй участок 62b тягового элемента 62 средней ширины соответствует ширине первого внешнего направляющего участка 632, так что участок 62b тягового элемента 62 наматывается на его направляющие поверхности. Соответственно ширина следующего, более широкого участка 62с тягового элемента 62 согласована с шириной второго внешнего направляющего участка 633, так что он приходится на его направляющие поверхности. За счет поясненных выше согласований радиусов отдельных направляющих участков 631-633 возникает плавный переход в процессе намотки, т.е. происходит равномерная намотка тягового элемента 62 во время движения закрывания полотна 2 ворот.
На фиг.13 с помощью кривых схематично поясняется характеристика уравновешивающего устройства 6. При этом показана примерная высота ворот 6 м, а вправо нанесена высота в свету оставшегося проема ворот. Значение «0,00» соответствует полностью закрытым воротам 1, а значение «6,00» - полностью открытым. Вверху действующий на приводной вал 52 момент на основе массы свободной секции полотна ворот обозначен кривой 81 с ромбами, тогда как действующий за счет уравновешивающего устройства 6 на приводной вал 52 момент обозначен кривой 82 с квадратами. Она указывает вызванный пружинящим элементом 61 момент.
Как видно из фиг.13, уравновешивающее устройство 6 отрегулировано так, что при закрытых воротах пружинящий элемент 61 растянут настолько, что избыточный момент, превышающий созданный весом полотна ворот момент, составляет около 200 Нм. Этим достигается то, что при приведении в действие закрытых подъемных ворот 1 их полотно 2 даже без дополнительного привода поднимается вверх приблизительно на высоту, при которой вес свободной секции полотна находится в равновесии с приложенным усилием пружинящего элемента 61. На фиг.8 это та точка, в которой пересекаются обе кривые, т.е. на высоте около 2,5 м.
При дальнейшем открывании полотна ворот необходимый приводной момент находится почти в равновесии с созданным уравновешивающим устройством 6 моментом, так что привод 5 должен действовать, по существу, только против имеющихся сил трения.
При полностью открытых воротах созданный уравновешивающим устройством 6 момент в соответствии с диаграммой на фиг.13, в свою очередь, превышает созданный весом полотна 2 момент на приводном валу 52, в результате чего падение полотна надежно предотвращено даже при неисправности привода 5.
Помимо описанных вариантов изобретение обеспечивает и другие возможности его осуществления.
Так, возможно изменение расстояния между местами 533, 543 присоединения консолей 53, 54 к полотну 2 и осью поворота консолей 53, 54 иным образом, нежели за счет их телескопического выполнения. Например, консоли могут иметь также заданную длину, причем в этом случае элементы в зоне мест присоединения установлены на консолях с возможностью продольного перемещения. Такое выполнение возможно, в частности, тогда, когда консоли расположены за пределами направляющих 3, 4 для полотна 2, если смотреть по ширине ворот, а соединительное звено проходит через спиральный участок 32, 42. В этом случае общая длина консолей имеет второстепенное значение, поскольку столкновения с витками полотна 2 на спиральном участке 32, 42 произойти не может.
Консоли могут быть выполнены также дву- или более кратно-телескопическими. Это позволяет, в частности, уменьшить общую длину поршневой части, в результате чего можно еще эффективнее предотвратить столкновения с витками полотна 2 в открытом положении.
Далее, можно также предусмотреть для привода жалюзийных ворот три, четыре или более консолей. Это должно быть, в частности, в том случае, если ворота имеют ширину 6 метров и более.
Кроме того, также не требуется, чтобы поршневая часть свободно перемещалась в трубчатой направляющей части. Здесь возможным было бы также управляемое ведение. К тому же направляющая часть необязательно должна быть выполнена трубчатой, а может иметь также, например, многоугольное, при необходимости, открытое с одной стороны сечение, если поршневая часть надежно перемещается в ней и размещена с геометрическим замыканием. Сечение направляющей и перемещающейся в ней поршневой частей необязательно должно быть круглым или в определенной степени многоугольным. Возможно также овальное сечение или комбинация разных форм сечения.
Далее консоли 53, 54 необязательно должны быть установлены на общем приводном валу; вместо этого с обеих сторон проема ворот могут располагаться коаксиальные друг другу секции приводного вала, к каждой из которых присоединена одна консоль. Уравновешивающее устройство 6 может быть установлено также на отдельном опорном валу.
Кроме того, возможно также, чтобы электродвигатель 51 приводил приводной вал 52 или его секции и/или уравновешивающее устройство 6 не непосредственно, а через посредство зубчатых ремней, цепей, передачи и т.д. Для обеспечения максимальной компактности следует, однако, предпочесть непосредственный привод этих компонентов.
Кроме того, для жалюзийных ворот 1, по существу, не имеет значения, какой вид полотна 2 используется. Предусмотренный согласно изобретению ввод усилий в конец полотна 2 со стороны перемычки может применяться в равной мере для пластинчатых панцирей, натянутых в рамах гибких завес, полотен, описанных в DE 10236648 А1, и др. В зависимости от вида полотна 2 и/или области применения жалюзийных ворот 1 можно также отказаться от боковых направляющих роликов 22 на полотне 2 и направлять его просто со скольжением. Это предпочтительно, в частности, при использовании жалюзийных ворот 1 в чистых помещениях, фармацевтической промышленности и т.д., поскольку их тогда легче поддерживать в чистоте.
Далее, возможно также использование такого уравновешивающего устройства во всех описанных вариантах. Кроме того, оно может быть расположено также на обоих боковых косяках. В частности, в случае полотен ворот большей ширины оно может быть предпочтительным для снижения односторонних нагрузок.
Число винтовых пружин 611 пружинящего элемента 61 зависит от возникающих нагрузок, т.е., в частности, от вида полотна, его массы и размеров. Кроме того, можно также предусмотреть вместо винтовых пружин другие упругие элементы, например растягивающиеся ленты и др.
Тяговый элемент 62 необязательно должен быть выполнен в виде цепи, а может быть выполнен также в виде ленты. Для этого следует предпочесть формоустойчивый материал, в частности металл.
Число направляющих участков направляющего устройства 63 зависит от длины тягового элемента 62 и, тем самым, косвенно от высоты ворот. В соответствии с этим можно предусмотреть также больше или меньше описанных трех направляющих участков.
Далее, возможно использование направляющего устройства, содержащего две направляющие спирали, которые от среднего участка с увеличивающимся радиусом расходятся аксиально наружу дальше друг от друга. Этот вариант подходит, в частности, в связи с тяговым элементом, плавно или почти плавно увеличивающимся по ширине от обращенного к намоточному устройству конца к обращенному к пружинящему элементу концу и наматываемым на намоточное устройство непосредственно без касания и свободным от осевого смещения. В этом варианте тяговый элемент выполнен предпочтительно в виде ленты.
Далее, необязательно использовать поперечные стержни 25 в соответствии со вторым вариантом, поскольку нередко достаточно поперечного раскоса за счет самой верхней пластины полотна 2.
Компенсация допусков за счет регулирования расстояния между полотном и местами присоединения консолей может осуществляться также иным образом, нежели за счет составных концевых участков 24. В частности, эту функцию могут выполнять также другие устройства, в случае если такие концевые участки в каком-либо варианте не предусмотрены.