ШЛАГБАУМ С УСТРОЙСТВОМ КОМПЕНСАЦИИ ВЕСА БРУСА
GATE WITH DEVICE OF BAR WEIGHT COMPENSATION

Данное изобретение относится к механизированному шлагбауму, который обеспечивает возможность установки бруса для открытия слева или справа без необходимости регулировки компенсационной системы.
Известно, что в случае использования шлагбаумов необходимо по меньшей мере частично компенсировать момент, создаваемый весом бруса. Указанный момент сильно изменяется во время перемещения бруса из вертикального положения в горизонтальное и наоборот.
Для обеспечения этой компенсации предлагались различные механизмы. Например, были предложены винтовые балансировочные колеса, соединенные между рамой указанного устройства и соответствующим рычагом, выходящим из поворотного вала бруса. Растяжение пружины во время поворота бруса по направлению к горизонтальному положению стремится компенсировать момент, создаваемый весом бруса. Когда требуется выполнить открытие справа, а не слева, то либо должна быть симметрично перемещена точка закрепления пружины, либо все устройство должно быть повернуто на 180° относительно его вертикальной оси, так чтобы выходной вал всегда совершал одинаковый поворот. Первое решение требует ручного вмешательства, которое не всегда является легким для выполнения вследствие, помимо всего прочего, большого натяжения пружины. Второе решение создает асимметрию во внешнем виде правого шлагбаума относительно левого шлагбаума (поворачиваемого в противоположном направлении), которая видна прежде всего, когда два соединенных противоположных шлагбаума используются на сторонах одного и того же проезда. Кроме того, размыкаемый вручную расцепляющий механизм бруса может автоматически повернуться в направлении стенки, что ограничивает доступ с возникновением последующей сложности или невозможности работы в случае неисправности силового привода или перебоя в питании.
В попытке создания усовершенствованного компенсационного механизма, занимающего при этом меньше места, было предложено использовать торсионные пружины, расположенные на оси поворота бруса. Однако при этом решении изменение направления действия пружины становится слишком сложным вследствие необходимости снятия и переворачивания пружины на валу (причем снимать пружину необходимо). По этой причине в случае использования торсионной пружины предпочтение отдается повороту всего устройства шлагбаума на 180°, сопровождаемому вышеупомянутыми проблемами, связанными с асимметрией.
Главной целью данного изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков путем создания шлагбаума с компенсационным устройством, которое может осуществлять компенсацию для брусьев, открывающихся как вправо, так и влево.
В соответствии с этой целью создан механизированный шлагбаум, который содержит вал, поддерживающий брус, двигатель, предназначенный для поворота указанного вала, и блок, предназначенный для компенсации момента, создаваемого на валу весом указанного бруса, и содержащий торсионную пружину, которая коаксиально обернута вокруг вала и первый конец которой толкается при повороте вала с обеспечением закручивания пружины, когда вал поворачивается из нейтрального положения в первом направлении, а второй конец толкается при повороте вала с обеспечением закручивания пружины, когда вал поворачивается из нейтрального положения во втором, противоположном направлении, с обеспечением по меньшей мере частичной компенсации момента, создаваемого весом бруса, при повороте из нейтрального положения в обоих направлениях.
Для большей ясности объяснения инновационных принципов данного изобретения и его преимуществ относительно существующего уровня техники ниже приведено описание возможного иллюстративного варианта выполнения с использованием данных принципов, выполненное с помощью прилагаемых чертежей, на которых:
фиг.1 изображает частичный схематический вид в аксонометрии предложенного устройства шлагбаума,
фиг.2 изображает частичный схематический вид сверху устройства, показанного на фиг.1,
фиг.3 изображает частичный схематический вид в аксонометрии задней части устройства, показанного на фиг.1,
фиг.4 изображает частичный схематический вид в аксонометрии расцепляющего элемента устройства, показанного на фиг.1,
фиг.5 изображает вид сзади в аксонометрии устройства шлагбаума, показанного на фиг.1, снабженного средствами для крепления к стене.
В соответствии с чертежами на фиг.1 изображен (с пунктирной линией и с удаленной закрывающей крышкой) шлагбаум, обозначенный в целом номером 10 позиции.
Шлагбаум 10 содержит корпус 11, в котором расположены двигатель 12 и компенсационный блок 13, присоединенный к поворотному валу 14, на котором закреплена пластина 15 для установки бруса 16.
Как лучше видно из фиг.2, на котором некоторые крышки частично удалены, указанный поворотный вал 14 (опирающийся на пару подшипников 17 и 18) поддерживает зубчатое колесо 19, в зацеплении с которым находится ведущая шестерня 20 мотора-редуктора 21. Предпочтительно, как будет ясно в дальнейшем, указанное зубчатое колесо 19 насажено на вал с возможностью отсоединения с помощью расцепляющего устройства 22, приводимого в действие рабочим рычагом 23 (при необходимости защищенным основной крышкой, которая не показана).
Вал 14 проходит через торсионную пружину 24 компенсационного блока 13 и выступает в задней части с обеспечением неотъемлемой опоры для рычага 25, который в свою очередь поддерживает упорный штифт 26, проходящий параллельно и радиально на расстоянии от вала 14.
Указанная пружина имеет первый конец 27, толкаемый с обеспечением закручивания пружины, когда вал поворачивается из нейтрального положения (соответствующего вертикальному положению бруса) в первом направлении, и второй конец 28, толкаемый с обеспечением закручивания пружины, когда вал поворачивается из нейтрального положения во втором противоположном направлении.
В частности, как опять же ясно видно на фиг.2, при вертикальном положении бруса два указанных конца 27 и 28 торсионной пружины 24 проходят в радиальном направлении и симметрично опираются на две стороны штифта 26 в направлении натяжения пружины. Предпочтительно торсионная пружина имеет предварительный натяг, способствующий устойчивому поддержанию бруса в вертикальном положении при заданном усилии.
Кроме того, также имеются однонаправленные упорные средства для концов пружины, обеспечивающие прекращение перемещения каждого конца указанной пружины в направлении, противоположном направлению упора штифта, что обеспечивает закручивание пружины, начиная от нейтрального положения. Эти средства предпочтительно образованы с помощью нижней или торцевой части щелей 29, 30, которые выполнены в закрывающем кожухе пружины и через которые проходят ее концы.
Для завершения своего закрывающего перемещения брус должен повернуться на 90° (в случае, показанном на чертежах, в направлении против часовой стрелки), предпочтительно между двумя механическими упорами. Один из этих двух механических упоров является подвижным, так как, когда необходимо выполнить противоположный поворот стержня, рычаг должен начинать перемещение из того же вертикального положения, но поворачиваться при этом в противоположном направлении, после чего он окажется у другого неподвижного упора.
Как лучше показано на фиг.3, во время перемещения задний рычаг 25 поворачивается на 90° от вертикального положения (показано сплошной линией) к горизонтальному положению (показано пунктирной линией). Механические упорные средства обеспечивают ограничение поворотного перемещения вала между вертикальным и горизонтальным положениями бруса. Такие средства также выполнены с возможностью регулировки для обеспечения принятия горизонтального положения по выбору в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно вертикального положения бруса. Указанное перемещение между двумя положениями предпочтительно ограничено соответственно упором 31 вертикального положения и упором 32 горизонтального положения. Упор вертикального положения выполнен в виде переворачиваемой пластины 31, которая может быть установлена с обеспечением предотвращения дальнейшего поворота против часовой стрелки (как показано на фиг.2) или поворота по часовой стрелке (путем переворота данной пластины к правой стороне рычага, как показано пунктирной линией на фиг.2) с образованием, таким образом, вышеупомянутого подвижного упора. В этом последнем случае горизонтальное положение рычага переворачивается на левую сторону и упором горизонтального положения становится упор 33 (выполненный зеркально относительно упора 32).
Если устройство установлено так, как показано на чертежах, то когда рычаг проходит от вертикального положения к горизонтальному (при повороте против часовой стрелки на фиг.1), штифт 26 перемещает конец 27 пружины, тогда как конец 28 остается заблокированным упорным гнездом 30. Если требуется, чтобы шлагбаум работал в противоположном направлении, то просто переключают упор 31 вертикального положения, так что при соответствующей работе мотора-редуктора брус перемещается в направлении по часовой стрелке от вертикального положения к горизонтальному положению, при этом штифт 26 перемещает конец 28 пружины, а конец 27 остается заблокированным упорным гнездом 29. В обоих случаях торсионная пружина (имеющая соответствующий размер в зависимости от веса бруса) абсолютно симметричным образом создает требуемое компенсирующее воздействие.
В случае когда брус смещен от центра относительно оси поворота (как показано на чертежах), также существует возможность переворота пластины 15 и расположения на ней бруса с обеспечением получения перемещения, абсолютно симметричного как в случае правого, так и в случае левого открытия.
На фиг.4 более подробно изображено расцепляющее устройство бруса, приводимое в действие, когда имеется необходимость в ручном управлении брусом при постоянном сохранении компенсирующего воздействия. Как отмечено выше, расцепление выполняется для отсоединения бруса от нереверсивного мотора-редуктора.
Для этого расцепляющее устройство содержит соединительные средства зубчатого колеса 19 и вала 14, выполненные с возможностью разъединения. Предпочтительно указанные соединительные средства содержат удлиненный элемент 35, который проходит через вал 14 в поперечном направлении в пазу или отверстии 36, выполненном фрезерованием на валу, с обеспечением возможности скольжения к валу в осевом направлении с преодолением сопротивления упорной пружины 37. Указанная пружина 37 толкает элемент 35 внутри радиального гнезда 38 втулки 39, выполненной за одно целое с зубчатым колесом 19 и свободно вращающейся на валу 14.
Рабочий стержень 40 (показан пунктирной линией на фиг.2) может скользить в валу 14 в осевом направлении с обеспечением толкания элемента 35 путем приведения в действие рычага 23, а также с обеспечением отсоединения указанного элемента от втулки 39.
Предпочтительно указанная втулка 39 имеет несколько радиальных гнезд, разнесенных под углом (например, через каждые 30°), так что стержень может быть заново заблокирован в промежуточных положениях.
Теперь понятно, как поставленные цели достигаются путем создания устройства, обеспечивающего уравновешивание бруса в обоих направлениях без необходимости вмешательства в компенсационное устройство. Указанный стержень уравновешивается путем поворота выступа торсионной пружины, которая закручивается во время перемещения бруса. Для обеспечения уравновешивания стержня при его использовании в противоположном направлении просто поворачивают брус на 180° (если требуется, с помощью опоры) и переворачивают подвижный упор, таким образом, выходной вал при повороте в противоположном направлении перемещает другой выступ (тогда как первый выступ остается неподвижным) с обеспечением выполнения уравновешивания бруса.
Дополнительное преимущество описанного устройства заключается в расположении расцепляющего устройства с одной и той же стороны при наличии на проезде двух противоположных шлагбаумов.
Следует отметить, что в отличие от обычных шлагбаумов брус предпочтительно уравновешивается с помощью момента, который прямо пропорционален степени закручивания пружины. Таким образом, в зависимости от веса бруса можно выбрать подходящую пружину, так что создаваемый ею момент будет весьма близок противоположному моменту, создаваемому весом бруса, при этом на протяжении всего перемещения бруса двигатель может работать с минимальной нагрузкой и, таким образом, функционировать с максимальной скоростью холостого хода.
Предпочтительно размер указанных стержней может обеспечивать одинаковый статический момент относительно центра поворота при максимальной длине стержней. Если же стержни необходимо укоротить (в определенных пределах), то для обеспечения наилучшей работы шлагбаума просто добавляют соответствующий вес для компенсации недостающего статического момента. Таким образом, отсутствует необходимость в наличии нескольких пружин для различных длин стержней.
Предложенное устройство также обладает новой характеристикой, которая заключается в возможности закрепления непосредственно на стене без использования обычных известных подставок благодаря новой конструкции компенсирующего устройства, которая обеспечивает компактность в вертикальном направлении и ограниченную высоту шлагбаума, а также расположение расцепляющего устройства на передней стороне устройства и изменение направления открытия/закрытия бруса на противоположное без необходимости поворота корпуса приводного механизма. На фиг.5 изображено устройство, показанное на фиг.1, которое снабжено опорой 41, предпочтительно выполненной с возможностью прикрепления к основанию корпуса 11 и содержащей в задней части крепежные средства 42 (например, отверстия с винтовыми анкерами), которые предназначены для крепления к стене.
Очевидно, что вышеприведенное описание варианта выполнения с использованием новых принципов данного изобретения представлено в качестве примера этих новых принципов и, соответственно, не должно рассматриваться как ограничивающее объем правовой охраны, заявленный в данном документе. Например, положение бруса относительно оси поворота и его установочное устройство могут изменяться в соответствии с конкретными требованиями, в том числе эстетического характера. Рычаг, который останавливается механическими упорами для двух крайних положений поворота бруса, может быть при необходимости отделен от опорного рычага упорного штифта 26. Расцепляющие средства бруса также могут отсутствовать или отличаться от описанных предпочтительных средств.