КАБИНА ЛИФТА ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ
CYLINDRICAL ELEVATOR CABIN

Изобретение относится к области лифтостроения и предназначено для использования в механизмах, обеспечивающих запирание и открытие двери лифта, кабина которого имеет цилиндрическую форму (такие лифты часто называют «круглые лифты»).
Из патента РФ № 2263622 на изобретение известен механизм перемещения створки раздвижной двери кабины лифта, содержащий направляющий рельс с установленной на нем кареткой для навески створки, электропривод и трансмиссию, соединяющую вал электропривода с кареткой и включающую в себя замкнутую гибкую передачу и средство передачи усилия на каретку, которое включает в себя закрепленную на каретке отводку с вильчатым захватом и поводок, закрепленный на одной из ветвей этой передачи и размещенный между щечками вильчатого захвата, при этом поводок закреплен на упомянутой ветви гибкой передачи вертикально, при этом механизм снабжен устройством включения реверса электропривода, установленным на вильчатом захвате и включающим в себя закрепленный на одной из его щечек подпружиненный ограничитель усилия закрытия двери , поджимающий поводок к противоположной щечке захвата, и концевой выключатель, взаимодействующий с ограничителем усилия закрытия двери. Поводок может быть оснащен сферическим наконечником. Вильчатый захват может быть размещен между верхней и нижней ветвями замкнутой гибкой передачи, а поводок закреплен на ее верхней ветви. В трансмиссии, соединяющей вал электропривода с кареткой, ведущее колесо замкнутой гибкой передачи может быть соединено с валом электропривода через управляемую муфту.
Недостатком механизма перемещения створки двери кабины лифта по патенту РФ № 2263622 является то, что его невозможно использовать для открытия/закрытия двери кабины, имеющей цилиндрическую форму (круглое поперечное сечение).
Из патентной заявки № JPS5351843 известно открывающее/закрывающее устройство двери в цилиндрическом лифте, в котором дверь выполняет операцию открывания/закрывания в форме дуги вдоль внешней периферии цилиндрической кабины. Условно этот тип открывающего/закрывающего устройства представляет собой открывающее/закрывающее устройство, в котором центр вращения приводного рычага установлен в центре дуги. Изобретение обеспечивает стабильное эллиптическое движение двери простым и надежным способом.  Лифт содержит цилиндрическую кабину с дверцей, дверную подвеску, фиксирующее устройство, закрепленное на дверце. Устройство содержит звено, рычаг открывания/закрывания двери, который соединен через самоустанавливающийся подшипник; петлю, которая позволяет в нижней  и верхней части  проема отогнуть в направлении, перпендикулярном направлению вращения, закрывающий рычаг; шатун; кривошип, соединенный самоустанавливающимся подшипником. Когда электрический редуктор вращается для открывания и закрывания двери, рычаг открывания и закрывания двери также поворачивается вправо и влево через шатун. В это время, поскольку направление вращения кривошипа и направление вращения рычага открывания/закрывания двери различны, угол, образованный шатуном с кривошипом и рычагом открывания/закрывания двери, изменяется с А1 на А2 и B1-B2 соответственно. Однако, поскольку подшипники являются самоустанавливающимися подшипниками, движение может передаваться без затруднений. Далее движение рычага открывания/закрывания двери передается на запорное устройство через звено и открывает и закрывает дверь влево и вправо. Рычаг открывания/закрывания двери совершает плоское вращение относительно точки опоры. Поскольку звено совершает круговое движение вместе с дверью, направления движения отличаются друг от друга. Однако, нижняя часть рычага открывания/закрывания двери изгибается петлей в направлении, перпендикулярном направлению вращения рычага открывания/закрывания двери, и повторяет движение двери. Хотя угол, образованный нижней частью рычага открывания/закрывания двери и звена изменяется в зависимости от положения двери, движение плавно передается самоустанавливающейся опорой. Шарнир предусмотрен на рычаге открывания/закрывания двери, а подшипники являются самоустанавливающимися подшипниками. Это позволяет использовать кривошипно-шатунный механизм с вращающимся ползунком (сочетание вращающегося ползункового механизма и кривошипно-шатунного механизма), состоящий из шатуна, рычага открывания/закрывания двери и звена. Следовательно, положение для движения двери может быть свободно выбрано, и может быть достигнуто стабильное открытие и закрытие двери.
Недостатком устройства, известного из патентной заявки № JPS5351843A являются его большие габариты, обусловленные использованием кривошипно-шатунного механизма, требующего значительного места для его размещения. Для цилиндрических лифтов, устанавливаемых чаще всего снаружи (наружное исполнение), большие габариты являются существенным недостатком.
Из патента № KR100576229 известно приводное устройство для двери,  установленной в цилиндрическом лифте, которое содержит приводное звено для открывания и закрывания круглой двери лифта посредством заданной операции вращения, приводное средство для поворота приводного звена и средство перемещения для перемещения подвижных средств. Приводное устройство может быть ограничено частью плоской части кабины без ограничений по размеру кабины лифта. Таким образом, приводное устройство может быть адаптировано к различным размерам подъемников, и может быть достигнута экономия пространства приводного устройства. Кроме того, нет необходимости центрировать центр вращения по центру цилиндрического руля высоты, и удобство сборки и монтажа может быть значительно улучшено. Приводное средство для вращения приводного звена и приводное средство для перемещения центра вращения могут быть самим источником привода, таким как двигатель, и могут включать в себя рычажный механизм, ременный механизм, шестерню, шкив и т.п. для передачи крутящего момента, работу источника привода. Кроме того, подвижное средство может быть направляющим элементом для определения геометрического места центра вращения, и центр вращения может перемещаться под действием приводного средства. Кроме того, настоящее изобретение отличается тем, что в вышеописанном усовершенствованном приводном устройстве для цилиндрического лифта средство перемещения имеет направляющий элемент, предусмотренный вдоль траектории, вдоль которой перемещается центр вращения приводного звена, и скользящий элемент, расположенный в центре вращения ведущего звена, вращает ведущее звено и перемещает скользящий элемент вдоль направляющего элемента. Перемещая скользящий элемент вдоль направляющего элемента, можно надежно перемещать центр вращения приводного звена в заданном месте. Кроме того, поскольку приводное звено вращается приводным средством, и центр вращения одновременно перемещается, конструкция устройства может быть упрощена. Кроме того, в вышеописанном усовершенствованном приводном устройстве для цилиндрического лифта направляющий элемент расположен ближе к круглой двери лифта, чем к центру цилиндрического лифта. Приводное устройство может быть сконфигурировано только в области около круглой двери лифта путем размещения направляющего элемента в непосредственной близости от круглой двери лифта, чтобы добиться экономии места и применить его к малолитражному автомобилю.
Недостатком приводного устройства по патенту № KR100576229 является его ненадежность, выражающаяся в том, что дверь сохраняет возможность самопроизвольно закрываться/открываться.
Приводное устройство двери цилиндрического лифта по патенту № KR100576229 выбрано в качестве наиболее близкого аналога.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением – устранение недостатков аналогов.
Технический результат, обеспечиваемый изобретением, выражается в повышении надежности открывающего/закрывающего механизма двери кабины лифта цилиндрической формы, уменьшение веса и габаритов кабины лифта, повышение долговечности и безопасности кабины лифта.
Технический результат достигается за счет того, что в кабине лифта цилиндрической формы, содержащей стенку, дверной проем, закрываемый дугообразной дверью, при этом стенка  и дверь, закрывающая дверной проем, образуют цилиндр, стенка и дверь закреплены на каркасе, содержащем боковые стойки, концы которых закреплены, соответственно, на верхнем и нижнем кольце,  которые служат направляющими при перемещении двери, в верхней части двери по ее по краям закреплены два подвеса, один конец которых прикреплен к наружной поверхности двери, а другой конец выполнен выступающим над верхним кольцом каркаса кабины, каждый подвес имеет наружную поверхность, обращенную от кабины, и внутреннюю поверхность, обращенную к кабине, на внутренней поверхности подвесов над кабиной закреплены несущие кронштейны, свободно опирающиеся через ролики на верхнее кольцо каркаса, при этом ролики установлены с возможностью перемещения вдоль верхнего кольца каркаса, на расстоянии от которого размещена дугообразная зубчатая рейка, связанная с несущими кронштейнами с возможностью взаимного перемещения, зубчатая рейка ориентирована вдоль внутренней поверхности верхнего кольца, зубцы зубчатой рейки обращены к двери, в верхней части кабины установлено с возможностью вращения зубчатое колесо, зафиксированное относительно верхнего кольца каркаса, при этом зубчатое колесо установлено с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой посредством зубчатой передачи, зубчатое колесо установлено на валу, приводимого во вращение двигателем, установленным в верхней части кабины, под зубчатым колесом на каркасе закреплен опорный кронштейн, на верхней плоской поверхности которого установлен направляющий ролик, при этом зубчатая рейка размещена между зубчатым колесом и направляющим роликом, предназначенным для исключения перемещения зубчатой рейки в направлении от зубчатого колеса.
Зубчатая рейка может быть жестко связана с одним несущим кронштейном.
Подвесы могут быть выполнены плоскими.
Взаимодействие вала зубчатого колеса и двигателя может быть обеспечено посредством гибкой передачи.
Взаимодействие вала зубчатого колеса и двигателя может быть обеспечено посредством ременной передачи.
Зубчатая рейка может быть выполнена в виде планки.
Зубчатая рейка может быть выполнена с возможностью обратного хода для согласования движения двери с работой замкового механизма двери через передающий элемент, связанный с зубчатой рейкой и срабатывающий при обратном ходе зубчатой рейки.
Зубчатая рейка может быть выполнена из полимерного материала.
Зубчатая рейка, выполненная из полимерного материала, может быть закреплена относительно арматуры, располагающейся вдоль верхней поверхности зубчатой рейки, прилегая к ней, при этом арматура закреплена относительно несущих кронштейнов с возможностью перемещения совместно с ними.
Арматура может быть выполнена содержащей вертикальный участок, прикрепленный к несущим кронштейнам, и плоский горизонтальный участок, располагающийся вдоль верхней плоской поверхности зубчатой рейки.
Для обеспечения перемещения зубчатой рейки относительно арматуры в горизонтальной поверхности зубчатой рейки выполнены пазы, ориентированные вдоль боковых сторон рейки, в указанных пазах размещены вертикальные стопорные элементы арматуры, ограничивающие перемещение зубчатой рейки относительно арматуры, при этом длина пазов и геометрические параметры стопорных элементов определяются исходя из заданного значения перемещения  рейки относительно арматуры.
На зубчатой рейке может быть жестко закреплен вертикальный кронштейн, связанный с передающим элементом.
Арматура выполнена из металла.
Заявляемое изобретение поясняется фигурами.
На фиг. 1 представлен общий вид заявляемой кабины лифта цилиндрической формы.
На фиг. 2 представлен наружный верхний участок кабины и двери кабины лифта.
На фиг. 3 представлен вид на кабину лифта сверху.
На фиг. 4 представлена зубчатая рейка вид сверху.
На фиг. 5  представлена вид сбоку передачи между двигателем и зубчатым колесом.
На фиг. 6 представлена арматура -  вид сбоку.
На фиг. 7 представлена арматура с рейкой -  вид сверху.
На фиг. 8 представлен вид, иллюстрирующий взаимодействие зубчатой рейки с замковым механизмом.
Позиции на фигурах:
1 – стенка кабины лифта;
2 – дверной проем;
3 – дверь;
4 – боковые стойки;
5 – верхнее кольцо;
6 – нижнее кольцо;
7 – подвесы;
8 – несущие кронштейны двери;
9 – ролики;
10 – зубчатая рейка;
11 – зубчатое колесо;
12 – вал зубчатого колеса;
13 – двигатель;
14 – опорный кронштейн;
15 – направляющий ролик;
16 – ременная передача;
17 – замковый механизм;
18 – передающий элемент;
19 – арматура зубчатой рейки;
19.1 – вертикальный участок арматуры;
19.2 – горизонтальный участок арматуры;
20 – пазы в зубчатой рейке;
21 – стопорные элементы арматуры;
22 – вертикальный кронштейн.
Заявляемая кабана лифта цилиндрической формы содержит стенку 1, дверной проем 2, закрываемый дугообразной дверью 3, при этом стенка 1  и дверь 3, закрывающая дверной проем 2, образуют цилиндр; стенка1  и дверь 3 закреплены на каркасе, содержащем боковые стойки 4, концы которых закреплены, соответственно, на верхнем 5 и нижнем 6 кольце,  которые служат направляющими при перемещении двери 3; в верхней части двери 3 по ее по краям закреплены два подвеса 7, один конец которых прикреплен к наружной поверхности двери 3, а другой конец выполнен выступающим над верхним кольцом 5 каркаса кабины; каждый подвес 7 имеет наружную поверхность, обращенную от кабины, и внутреннюю поверхность, обращенную к кабине; на внутренней поверхности подвесов 7 над кабиной закреплены несущие кронштейны 8, свободно опирающиеся через ролики 9 на верхнее кольцо 5 каркаса; при этом ролики 9 установлены с возможностью перемещения вдоль верхнего кольца 5 каркаса, на расстоянии от которого (от кольца 5) размещена дугообразная зубчатая рейка 10, связанная с несущими кронштейнами 8 с возможностью взаимного перемещения; зубчатая рейка 10 ориентирована вдоль внутренней поверхности верхнего кольца 5; зубцы зубчатой рейки 10 обращены к двери 3; в верхней части кабины установлено с возможностью вращения зубчатое колесо 11, зафиксированное относительно верхнего кольца 5 каркаса; при этом зубчатое колесо 11 установлено с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой 10 посредством зубчатой передачи; зубчатое колесо 11 установлено на валу 12, приводимого во вращение двигателем 13, установленным в верхней части кабины; под зубчатым колесом 11 на каркасе закреплен опорный кронштейн 14, на верхней плоской поверхности которого установлен направляющий ролик 15; при этом зубчатая рейка 10 размещена между зубчатым колесом 11 и направляющим роликом 15, предназначенным для исключения перемещения зубчатой рейки 10 в направлении от зубчатого колеса 11.
Для обеспечения перемещения двери 3 достаточно, чтобы зубчатая рейка 10 была жестко связана с одним несущим кронштейном 8.
Подвесы 7 целесообразно выполнять плоскими с тем, чтобы не увеличивать расстояние между кабиной и шахтой лифта, поскольку указанные подвесы будут располагаться в пространстве между кабиной и шахтой лифта.
Взаимодействие вала 12 зубчатого колеса 11 и двигателя 13 целесообразно обеспечивать посредством гибкой передачи 16, например, ременной передачи.
Зубчатую рейку 10  целесообразно выполнять в виде планки с тем, чтобы уменьшить ее вес и габариты.
Зубчатая рейка 10 может быть выполнена с возможностью обратного хода для согласования движения двери 3 с работой замкового механизма  17 через передающий элемент 18, связанный с зубчатой рейкой 10 и срабатывающий при обратном ходе зубчатой рейки 10.
Зубчатая рейка 10 может быть выполнена из полимерного материала. Это наиболее предпочтительный материал, поскольку он является более легким, чем металл.
При этом зубчатую рейку 10, выполненную из полимерного материала, целесообразно закрепить относительно арматуры 19, располагающейся вдоль верхней поверхности зубчатой рейки 10, прилегая к ней; при этом арматура 19 закреплена относительно несущих кронштейнов 8 с возможностью перемещения совместно с ними.
Арматура 19 может быть выполнена содержащей вертикальный участок 19.1, прикрепленный к несущим кронштейнам 8, и плоский горизонтальный участок 19.2, располагающийся вдоль верхней плоской поверхности зубчатой рейки 10.
Размещение зубчатой рейки 10, изготовленной из полимерного материала, в арматуре 19, позволяет исключить ее перекосы, изгибы в процессе эксплуатации лифта. Арматуру целесообразно изготавливать из металла.
Для обеспечения перемещения зубчатой рейки 10 относительно арматуры 19 в горизонтальной поверхности зубчатой рейки 10 выполнены пазы 20, ориентированные вдоль боковых сторон рейки 10; в указанных пазах 20 размещены вертикальные стопорные элементы 21 арматуры 19, ограничивающие перемещение зубчатой рейки 19 относительно арматуры 19; при этом длина пазов 20 и геометрические параметры стопорных элементов 21 определяются исходя из заданного значения перемещения  рейки 10 относительно арматуры 19. Стопорные элементы 21 могут быть выполнены в виде шпилек с гайками, болтов и т.п.
При изготовлении рейки из полимерного материала ширина рейки 10 может составлять 15 -25 мм. Толщина рейки 10 определяет длину рабочей поверхности зуба рейки. При указанной ширине рейки может быть обеспечен шаг (модуль) зубцов рейки (и, соответственно, зубчатого колеса 11) в диапазоне от 2 до 4 мм. Такой шаг (модуль) зубцов рейки обеспечивает надежность зубцов, а также обеспечивает необходимую плавность хода двери 3 (очевидно, что чем меньше шаг зубцов рейки 10, тем более плавным будет ход двери 3).
Для согласования хода зубчатой рейки 10 с работой замкового механизма 17 двери,  зубчатую рейку 10 целесообразно выполнять с возможностью обратного хода. В этом случае выполнение зубчатой рейки 10 с возможностью обратного хода позволяет снабдить кабину лифта замковым механизмом, плавное срабатывание которого прямо обусловлено движением двери 3. Для этого на зубчатой рейке 10 жестко закреплен вертикальный кронштейн 22, связанный с передающим элементом 18, который обеспечивает срабатывание замкового механизма 17 при обратном ходе зубчатой рейки 10, обеспечиваемым двигателем 13.
Также возможность обратного хода зубчатой рейки 10 позволяет использовать рейку 10 в качестве конструктивного элемента, передающего движение от привода 13 на другие конструктивные элементы лифта, в случае такой необходимости.
Величина обратного хода рейки 10 должна быть необходима и достаточна для срабатывания замкового механизма 17 и, возможно, других конструктивных элементов лифта. Для этого в рейке 10 выполнены пазы 20, взаимодействующие со стопорными элементами 21 арматуры 19, при этом геометрия пазов 20 (их длина) и стопорных элементов 21 выбирается исходя из заранее заданного значения обратного хода рейки 10.
Обеспечение движения двери посредством зубчатой рейки 10, установленной и размещенной вышеуказанным образом, позволяет существенно снизить вес кабины лифта, поскольку рейка 10 является легким конструктивным элементом, гораздо более легким, чем конструктивные элементы, обеспечивающие передачу движения двери от двигателя посредством редуктора (как в известных аналогах). Вес и геометрические параметры рейки 10 выбираются минимально необходимыми и достаточными (по результатам моделирования) для обеспечения  совместного движения с дверью 3, при этом рейка 10 не предназначена для удержания двери 3. Передача движения от рейки 10 двери 3 осуществляется посредством зубчатой передачи при взаимодействии рейки 10 с зубчатым колесом 11 через кронштейны 7, установленные свободно на роликах 9.
Поскольку  рейка 10 является легким конструктивным элементом, она надежно приводится в движение посредством гибкой связи вала 12 зубчатого колеса 11 с двигателем 13.
Использование гибкой связи 16 также существенно снижает вес кабины по сравнению с кабинами, в которых привод двери основан на связи посредством редуктора.
Рейка 10 имеет небольшие габариты, и размещена в верхней части кабины вдоль ее стенки 1, занимая минимальный внутренний объем кабины, что является важным для цилиндрических лифтов, которые, как правило используются как наружные декоративные лифты внутри помещений. Кроме того, уменьшение габаритов и веса кабины цилиндрического лифта повышает его надежность и долговечность по сравнению с лифтами больших размеров и большего веса. Меньший вес конструктивных элементов, которым необходимо передать движение, позволяет использовать двигатель 13 меньшей мощности, т.е. меньшего веса и размера. Поскольку двигатель 13 закреплен непосредственно на кабине вверху, данное обстоятельство также обеспечивает снижение ее веса и габаритов в целом.
Рейка 10 является легко заменяемым конструктивным элементом кабины, что обусловливает более высокие эксплуатационные характеристика заявляемой кабины, ее большую ремонтопригодность по сравнению с лифтами больших размеров и веса.
Конструктивные особенности зубчатой рейки 10 (в том числе близкое расположение к верхнему кольцу 5 кабины) позволяют использовать ее одновременно в качестве ведущего звена, обеспечивающего передачу движения замковому механизму 17 двери через передающий элемент 18, связанный с рейкой 10 через кронштейн  22, что позволяет упростить конструкцию кабины лифта.
Расстояние между рейкой 10 и кольцом 5 определяется габаритами (диаметром) зубчатого колеса 11. Диаметр зубчатого колеса 11 выбирается с учетом длины рейки 10, при этом оптимальным является диаметр зубчатого колеса 60 мм. При меньшем диаметре у зубчатого колеса 11 будет меньшее количество зубцов, что приведет к шумному нестабильному зацеплению зубцов рейки 10 и зубцами колеса 11.
Работа заявляемой кабины цилиндрического лифта осуществляется следующим образом.
С вала двигателя 13 вращение посредством ременной передачи 16 передается на вал 12 зубчатого колеса 11, которое при вращении за счет зубчатой связи с рейкой 10 обеспечивает ее поступательное перемещение. При поступательном перемещении рейки 10 вдоль внутренней поверхности кольца 5 одновременно осуществляется перемещение двери 3, связанной с рейкой 10 через кронштейны 7. Легкое перемещение двери 3 обеспечивается за счет свободного опирания кронштейнов 7 на кольцо 5 через ролики 9. В конце хода двери 3 для срабатывания замкового механизма 17 двери, рейка 10 совершает обратный ход, обеспечивая срабатывание при этом замкового механизма двери через передающий элемент 18.
Заявляемая кабина цилиндрического лифта в полной мере обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности открывающего/закрывающего механизма двери кабины лифта цилиндрической формы, уменьшение веса и габаритов кабины лифта, повышении долговечности и безопасности кабины лифта.