ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ РАСПАШНОЙ ДВЕРИ
SWING DOOR DRIVE MECHANISM

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится к приводному механизму двери для перемещения дверного полотна. Более предпочтительно, настоящее изобретение относится к приводному механизму двери для автоматических распашных дверей и к дверям в сборе, которые содержат указанный приводной механизм двери.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
Общеизвестно, что использование автоматического открывания и закрывания распашных дверей облегчает вход в здания, комнаты и другие зоны, а также выход из них. Правильное функционирование такого автоматического открывания и закрывания особенно важно для противопожарных дверей. Для того чтобы в достаточной степени противостоять огню, противопожарные двери часто характеризуются сравнительно высокой массой, и, следовательно, открывание и/или закрывание таких дверей преимущественно выполняются в автоматическом режиме.
Обычно автоматической работой распашных дверей управляют с помощью устройства управления дверью. Как правило, устройство управление дверью расположено в дверной раме и включает в себя электрический двигатель, соединенный с дверным полотном посредством какой-либо силовой передачи. Силовая передача сконструирована таким образом, чтобы прикладывать требуемое значение крутящего момента к дверному полотну. Важно отметить, что этот крутящий момент открывания или закрывания должен быть очень точным и соответствовать определенным стандартам, такому как SS-EN 1154. В соответствии с этим стандартом требуемый крутящий момент варьируется в зависимости от действия открывания и закрывания и, таким образом, зависит от углового положения дверного полотна. Исходя из таких требований, очевидно, что силовая передача является достаточно сложным устройством. В соответствии с хорошо известным силовыми передачами устройств управления дверьми точное управление рабочим крутящим моментом может быть обеспечено посредством силовой передачи с кулачковыми механизмами и специальными пружинами.
Помимо сложной конструкции, существующие устройства управлению дверьми также должны быть прочными и большими по размеру, в частности для скрытых применений, где устройство управления дверью должно быть расположено близко к оси вращения дверного полотна. Следовательно, имеется потребность в решении, позволяющем уменьшить размер устройства управлению дверью при сохранении или даже повышении рабочих характеристик системы предшествующего уровня техники.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
Следовательно, целью настоящего изобретения является решение вышеупомянутого вопроса с устранением недостатков, присущих известным решениям.
Идея настоящего изобретения заключается в создании приводного механизма двери для соединения устройства управления дверью с дверным полотном. Приводной механизм двери не только позволяет скрытно устанавливать устройство управления дверью, из чего следует, что устройство управления дверью может быть встроено в дверную раму, но также позволяет снизить сложность соответствующего устройства управления дверью.
В соответствии с первым аспектом предложен приводной механизм двери для соединения устройства управления дверью с полотном распашной двери. Приводной механизм двери содержит направляющий элемент, жестко смонтированный на дверном полотне, и приводной рычаг, который на одном конце приводится во вращение непосредственно устройством управления дверью, и указанный приводимый во вращение конец является точкой поворота, при этом указанный приводной рычаг соединен с возможностью скольжения с направляющим элементом в фиксированном положении относительно дверного полотна.
В соответствии с одним вариантом осуществления направляющий элемент смонтирован на верхнем торце дверного полотна и выступает вверх из дверного полотна. Это позволяет обеспечить скрытый монтаж соответствующего устройства управления дверью, т.е. встроить его в верхнюю часть дверной рамы.
Приводной рычаг может содержать направляющую дорожку, выполненную с возможностью принимать направляющий элемент. Такое решение обеспечивает очень простое и надежное соединение приводного рычага с направляющим элементом.
Направляющая дорожка может быть снабжена горизонтальными полками для предотвращения вертикального смещения направляющего элемента относительно приводного рычага. Таким образом, обеспечивается надежная работа приводного механизма двери.
Согласно одному варианту осуществления изобретения вращение приводного рычага вызывает продольное смещение направляющего элемента относительно приводимого в движение конца указанного приводного рычага. Таким образом, устройство управления дверью может быть жестко прикреплено к дверной раме, и, кроме того, устройство управления дверью может быть расположено на некотором расстоянии от оси вращения дверного полотна, в результате чего приводится в действие понижающий передаточный механизм.
В соответствии со вторым аспектом предложена система управления дверью. Система управления дверью содержит устройство управления дверью, жестко прикрепленное к дверной раме; дверное полотно, шарнирно соединенное с указанной дверной рамой; и приводной механизм двери в соответствии с первым аспектом, соединяющий устройство управления дверью с указанным дверным полотном.
Приводимый в движение конец приводного рычага может быть расположен на первом расстоянии от оси вращения дверного полотна, а направляющий элемент может быть расположен на втором расстоянии от оси вращения дверного полотна. Второе расстояние может быть больше первого расстояния. Предпочтительно, первое расстояние составляет от 200 до 220 мм, а второе расстояние составляет от 300 до 320 мм.
В соответствии с третьим аспектом предложен способ предоставления приводного механизма двери для полотна распашной двери. Способ предусматривает: снабжение верхнего торца дверного полотна направляющим элементом; соединение приводного рычага с устройством управления дверью; и соединение с возможностью скольжения приводного рычага с направляющим элементом, так что указанный приводной рычаг (24) соединен с возможностью скольжения с направляющим элементом (22) в фиксированном положении относительно дверного полотна.
Краткое описание фигур
Далее варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых проиллюстрированы неограничивающие примеры того, как идея настоящего изобретения может быть реализована на практике.
На фиг. 1 показан вид сбоку узла управления дверью в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 показан схематический вид устройства управления дверью в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3а-с показаны схематичные изометрические изображения приводного механизма двери в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 показан схематический изометрический вид узла управления дверью в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 5 показана схематическая иллюстрация характеристик приводного механизма двери в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное раскрытие вариантов осуществления настоящего изобретения
Пример приводного механизма двери будет описан ниже. Рассмотрим фиг. 1, на которой показан узел 10 управления дверью, который включает в себя приводной механизм двери. Узел 10 управления дверью выполнен в виде узла распашной двери, содержащего дверное полотно 14, поддерживаемое с возможностью поворота дверной рамой 12 посредством одной или нескольких петель 16. Дверное полотно 14 может быть дверью, изготовленной из дерева, металла, пластика, стекла или другого подходящего материала. Дверь также может быть противопожарной дверью с огнестойкой внутренней частью, изготовленной из различных материалов, хорошо известных в данной области техники. Огнестойкие двери выполнены с возможностью останавливать или задерживать передачу тепловой энергии, то есть тепла, от одной стороны двери к другой стороне, и из-за своей конструкции эти двери часто являются относительно тяжелыми.
Дверное полотно 14 соединено с дверной рамой 12 посредством дверных петель 16, благодаря чему дверь может быть повернута. Таким образом, дверное полотно 14 расположено с возможностью перемещения относительно дверной рамы 12 между открытым положением и закрытым положением. На фиг. 1 нижняя часть 14а дверного полотна 14 обращена к полу или к земной поверхности, а верхняя часть 14b дверного полотна соответственно является противоположной нижней части 14а и обращена к потолку. Левая часть 14 с дверного полотна 14 снабжена петлями 16, а правая часть 14d дверного полотна 14 находится напротив левой части. Дверное полотно 14 характеризуется шириной X, причем дверная рама 12 является более широкой, чтобы охватить всю ширину дверного полотна 14 в закрытом состоянии.
Узел 10 управления дверью дополнительно содержит приводной механизм 20 двери. Предпочтительно, приводной механизм двери представляет собой приводной механизм 20 распашной двери. Приводной механизм 20 двери, описанный в настоящем документе, подходит для различных типов распашных дверей, которые открываются как наружу, так и внутрь. Приводной механизм 20 двери может, например, быть реализован для различных случаев практического применения, начиная с доступа людей с ограниченными возможностями в частных домах и заканчивая магазинами с высокой посещаемостью. Кроме того, этот механизм может также использоваться в различных случаях практического применения противопожарной двери. Если приводной механизм 20 двери используется с противопожарной дверью, особенно важно, чтобы приводной механизм 20 двери был достаточно прочным, чтобы управлять открыванием/закрыванием тяжелой двери.
Как видно на фиг. 1, приводной механизм 20 двери связан с устройством 30 управления дверью, приводным рычагом 24 двери и направляющим элементом 22. Устройство 30 управления дверью выполнено с возможностью автоматического открывания и/или закрывания дверного полотна 14. Устройство 30 управления дверью может быть смонтировано совместно с дверной рамой 12 - либо сбоку дверного полотна 14, либо над ним. Предпочтительно, устройство 30 управления дверью выполнено в виде скрытой накладной установки в дверной раме 12. Устройство 30 управления дверью, схематически описанное на фиг. 2, может, например, содержат электрический двигатель 36, соединенный с силовой передачей, причем силовая передача характеризуется наличием выходного вала 32, который вращается при включении электрического двигателя 36.
В известной системе устройства 30 управления дверьми обычно содержат спиральную пружину 34 сжатия, объединенную с рычажной системой, включающей в себя прижимной ролик, воздействующий на кулачковый механизм, прикрепленный к выходному валу. При открывании двери пружина сжатия натягивается посредством вращения выходного вала. Во время цикла закрывания накопленная пружиной сила передается на выходной вал с помощью кулачкового механизма и прижимного ролика, при этом создаваемая пружиной сила действует в направлении закрывания. Предпочтительно, кулачковый механизм выполнен с возможностью обеспечивать переменный крутящий момент во время последовательности открывания или закрывания дверного полотна 14.
Однако благодаря идее настоящего изобретения, предусматривающей использование фиксированного направляющего элемента 22 в дверном полотне 14 совместно с приводным рычагом 24 двери, который двигается по предписанной траектории, располагаясь на нем, как будет дополнительно описано в настоящем документе, устраняется необходимость в кулачковом механизме в устройстве 30 управления дверью.
На фиг. 2 показано устройство 30 управления дверью с пружинным механизмом 34, электродвигателем 36 и выходным валом 32. Выходной вал 32 соединен с приводным рычагом 24 двери таким образом, чтобы обеспечить движение дверного полотна 14. Пружинный механизм 34 может, например, представлять собой плоскую спиральную пружину или другой тип пластинчатых пружин.
Во время открывания дверного полотна 14 активация электродвигателя 36 и соответствующее вращение выходного вала 32 создают натяжение пружины 34. Во время цикла закрывания накопленная пружиной сила передается на выходной вал 32, при этом создаваемая пружиной сила действует в направлении закрывания. Существует возможность увеличить усилие закрывания путем применения двигателя 36 совместно с пружиной, в результате чего повышается усилие закрывания двери, обеспечивая так называемое силовое закрывание.
Например, работа устройства 30 управления дверью и, следовательно, открывание и/или закрывание двери может управляться с помощью кнопки (не показана).
Устройство 30 управления дверью функционально соединено с приводным рычагом 24, который будет дополнительно описан далее со ссылкой на фиг. 3а-с. Приводной рычаг 24 двери выполнен с возможностью открывания дверного полотна 14 и/или закрывания дверного полотна 14. На фиг. 3а, которая представляет собой увеличенное изображение приводного механизма 20 двери, показанного на фиг. 1, показано, что приводной рычаг 24 двери расположен рядом с поверхностью дверной рамы 12, предпочтительно в области поверхности, которая обращена вниз к дверному полотну 14. Приводной рычаг 24 двери характеризуется длиной Y. Предпочтительно, длина Y меньше ширины X дверного полотна 14. Приводной рычаг 24 двери расположен на расстоянии Y1 от оси вращения (ОВ) дверного полотна 14 с. Предпочтительно, расстояние Y1 может составлять около 210 мм.
Согласно одному варианту осуществления приводной рычаг 24 двери представляет собой рычаг 24 в виде направляющей. Вариант осуществления рычага 24 в виде направляющей показан на фиг. 3b. Рычаг 24 в виде направляющей представляет собой удлиненную конструкцию, характеризующейся наличием направляющей дорожки 25 (см. фиг. 3с), которая проходит вдоль его продольной оси. Рычаг 24 в виде направляющей может содержать горизонтальные полки 25а, 25b, которые предусмотрены по всей длине рычага 24 в виде направляющей. Предпочтительно, рычаг 24 в виде направляющей расположен таким образом, что направляющая часть 22, расположенная на дверном полотне, находится внутри направляющей дорожки 25. Рычаг 24 в виде направляющей может быть открыт с одного или обоих концов. Если один или оба конца открыты, они могут быть ограничены с помощью соответствующей торцевой заглушки (не показана). Альтернативно, рычаг 24 в виде направляющей закрыт с обоих концов.
Рассмотрим снова фиг. 1 и фиг. 3а, со ссылками на которые будет дополнительно описан направляющий элемент 22 приводного механизма двери. Направляющий элемент 22 неподвижно прикреплен к верхней части дверного полотна 14, выступая вверх и проходя в сторону дверной рамы 12. Направляющий элемент 22 расположен на расстоянии X1 от оси вращения ОВ дверного полотна 14с и на расстоянии Х2 от правого торца 14d дверного полотна, как показано на фиг. 3а. Расстояние X1 может быть меньше, больше или равно расстоянию Х2. Предпочтительно, расстояние X1 составляет около 310 мм. Когда дверное полотно 14 перемещается во время открывания/закрывания, направляющий элемент 22 сохраняет свое фиксированное положение относительно дверного полотна 14, к которому он прикреплен.
Направляющий элемент 22 может представлять собой конструкцию в виде штифта, выступающего вверх из дверного полотна 14. Направляющий элемент 22 может характеризоваться внешним профилем, который соответствует форме направляющей дорожки 25 приводного рычага 24. Направляющий элемент 22 может содержать радиальные выступы на соответствующей боковой поверхности, обращенной к направляющей дорожке 25 приводного рычага 24. Это показано на фиг. 3с, изображающей поперечное сечение приводного рычага 24, который включает в себя полки 25a-b, удерживающие направляющий элемент 22.
Направляющий элемент 22 расположен таким образом, что приводной рычаг 24 двигается по предписанной траектории, поступательно, вдоль направляющего элемента 22. Таким образом, приводной рычаг 24 может перемещаться вдоль верхней поверхности дверного полотна 14, в то время как направляющий элемент 22 закреплен относительно дверного полотна 14.
На фиг. 4 представлено дверное полотно 14, которое открывают с использованием приводного механизма 20 двери, как описано в настоящем документе. Направляющий элемент 22 закреплен относительно дверного полотна 14, и когда дверное полотно 14 открывается, направляющий элемент 22 будет скользить внутри приводного рычага 24. Приводной рычаг 24 на одном конце соединен с выходным валом 32 устройства 30 управления дверью. Поскольку приводной рычаг 24 функционально соединен с выходным валом 32, который соединен с электрическим двигателем 36 устройства 30 управления дверью, произойдет открытие двери. Таким образом, приводной механизм 20 двери действует посредством смещаемой шарнирной передачи.
Следовательно, приводной рычаг 24 на одном из своих концов приводится во вращение устройством 30 управления дверью. Приводной рычаг 24 приводится в движение непосредственно на конце, который можно рассматривать как точку поворота, образующуюся в результате вращения рычага. Другими словами, приводной рычаг непосредственно приводится во вращение устройством 30 управления дверью в области приводимого во вращение конца. Настоящему изобретению, в соответствии с которым предусматривается использование фиксированного направляющего элемента 22 в дверном полотне 14 совместно с направляющим приводным рычагом 24, присущи несколько преимуществ. Прежде всего, предлагаемая конструкция делает ненужным использование кулачка в устройстве 30 управления дверью. Наличие кулачка внутри устройства 30 управления дверью является дорогостоящим из-за его сложной конструкции, и, таким образом, предоставляется возможность упростить конструкцию с обеспечением соответствия стандартам безопасности. Например, приводной механизм 20 двери, раскрытый в настоящем документе, соответствует требованиям стандарта безопасности BS EN 1154, который устанавливает нормы в отношении управляемых дверных приводов. Кроме того, наличие скользящего приводного рычага 24, прикрепленного к раме 12 двери и выполненного с возможностью двигаться по предписанной траектории, которую задает неподвижный направляющий элементом 22 в дверном полотне 14, обеспечивает приведение в движение с некоторым смещением. Поскольку система не приводится в движение непосредственно в области оси вращения ОВ дверного полотна 14, обеспечивается снижение необходимого усилия, что не связано с приводным механизмом, при этом размер приводного механизма может быть уменьшен.
Схематическая иллюстрация характеристик приводного механизма 20 двери представлена на фиг. 5. Значения передаточных чисел представлены по оси y, а углы открывания двери представлены по оси x, и, следовательно, кривая представляет зависимость передаточного числа от угла открывания двери. Как видно из фигуры, максимальное передаточное число, составляющее приблизительно 3,10, достигается приблизительно при 0° угла открывания двери. Кроме того, передаточное число, составляющее 2,00, достигается при угле открывания двери в 20°, передаточное число, составляющее 1,50, достигается при угле открывания двери приблизительно в 30°, а передаточное число, составляющее 1,00, достигается при угле открывания двери приблизительно в 50°. Для угла открывания двери менее чем 110° значение передаточного числа всегда превышает 0,5. Для угла открывания двери, равного приблизительно 105°, величина передаточного числа составляет приблизительно 0,6. Следовательно, кривая сглаживается с увеличением угла открывания двери. Передаточное число является постоянным, когда направляющий элемент 22 достигает конца приводного рычага, что происходит при угле открывания двери приблизительно в 60-80°. Для меньших углов открывания передаточное отношение непрерывно уменьшается во время последовательности открывания от 0°. Таким образом, характеристика, обеспечиваемая приводным механизмом 20 двери, соответствует стандарту безопасности BS EN 1154. Увеличенное передаточное число при начальных углах открывания обеспечивает достаточный крутящий момент открывания, дополнительно не требуя сложных и дорогостоящих устройств управления и приводных агрегатов.
Следует понимать, что, хотя в приведенном выше описании были изложены многочисленные характеристики и преимущества настоящего изобретения совместно с подробностями его конструкции и функционирования, описание является лишь иллюстративным, при этом в отношении формы, размера и расположения частей могут быть внесены изменения, которые находятся в пределах объема настоящего изобретения, который в полной мере обозначен в прилагаемой формуле изобретения.