Подъёмные ворота

Техническое решение относится к строительству, в частности к конструкциям вертикально-подъемных ворот и предназначено для использования в строительстве индивидуальных гаражей и заборов.
В связи с широким строительством низковысотных гаражей, встроенных в цоколе жилых домов, индивидуально-кооперативных гаражей, возникла необходимость минимального использования предгаражного и надгаражного пространства, связанная с уменьшением площади обслуживания, облегчением эксплуатации гаража в зимний период, что приводит к необходимости использовать нерабочую подпотолочную часть гаража для установки полотна ворот при вертикальном открытии последних. При этом необходимо улучшить эксплуатационные качества, в частности использовать дистанционное управление открытием или закрытием ворот, не выходя из автомобиля, а также использовать без тока. Кроме того ворота должны иметь надежную защиту, что приводит к целостности конструкции створки ворот, наличию надежных элементов механизма фиксации ворот.
Известны подъёмные ворота [RU 2832 U 16.09.1996], состоящие из полотна, верхнего вала, закрепленного в опорах, связанного с электроприводом, и направляющих, укрепленных в боковых стенках проема, отличающиеся тем, что верхний вал помещен в полую штангу и жестко соединен с центральной муфтой, зафиксированной в центре полой штанги, а концевые участки полой штанги жестко скреплены с рычагами, равноудаленными от муфты и шарнирно скрепленными с полотном ворот. Электрическая цепь электропривода снабжена устройством дистанционного управления.
Недостаток устройства в сложности конструкции, а также в том, что в случае отключения электроэнергии устройство не будет функционировать. Недостаток также в том, что необходимо использовать дополнительное подпотолочное пространство и разместить вертикальные направляющие.
Известны подъёмные ворота [RU 2034125 C1 30.04.1995] содержащие две направляющие с вертикальными и подпотолочными участками, механизированный и ручной приводы подъёма и опускания створки с муфтой переключения, двухсекционный противовес, одна из секций которого выполнена составной, барабан для намотки каната из двух частей, связанного с приводами, механизированный механизм фиксации с аварийным ручным приводом и замком блокировки последнего, а также конечные выключатели автоматического управления подъемом и опусканием створки при дистанционном включении системы управления.
Недостаток устройства в сложности конструкции, а также в том, что в случае отключения электроэнергии устройство не будет функционировать.
Известны подъемно-поворотные одностворчатые ворота
[RU 44994 U1, 10.04.2005] содержащие раму ворот, установленное в ней полотно ворот с горизонтальными верхними и нижними поворотными осями по бокам полотна, уравновешивающее устройство. Подъемно-поворотный механизм состоит из двуплечих рычагов, одно плечо каждого из которых соединено с нижней поворотной осью полотна ворот, противоположное плечо - с уравновешивающим устройством, а горизонтальная поворотная ось закреплена на раме ворот. Направляющие устройства для верхних поворотных осей выполнены из двух рычагов, свободными концами соединенных между собой верхней поворотной осью полотна ворот, один из рычагов жестко закреплен к полотну ворот, а другой рычаг соединен с верхней горизонтальной осью рамы. Такая совокупность горизонтально-поворотных осей, подъемно-поворотного механизма и направляющих, устройств, находящихся в строго геометрической зависимости, задает строго заданную траекторию движения полотну ворот, чем обеспечивается плавность хода, исключение заклинивания и уменьшение усилий при открывании и закрывании ворот, тем самым повышается надежность конструкции ворот.
Недостаток устройства в сложности конструкции, а также в отсутствии привода, что делает трудоёмким их открытие.
Наиболее близкое техническое решение - ворота по так называемой «бразильской системе» [https://www.vorotaforum.ru/threads/10384/]
Это система ворот с вертикальными направляющими и верхними рычагами. Данная система позволяет делать ворота очень большого размера, так как она менее чувствительна к весу.
Ворота можно утеплять, делать калитку, автоматизировать.
Уравновесить створку подъемно-поворотных ворот можно при помощи противовесов или пружин. Вариант с противовесами наиболее дешевый.
Недостаток конструкции в сложности, громоздкости (необходимо место для размещения противовесов) и отсутствии привода.
Технический результат - упрощение конструкции.
Технический результат достигается использованием подъёмных ворот, состоящих из рамы, полотна ворот, цепной передачи, гибких подъёмных элементов, роликов, генератора, приводного двигателя, аккумулятора.
Подъемные ворота содержат полотно, установленное с возможностью вертикального перемещения на двух роликах, и приводную систему.
Приводной двигатель поднимает ворота. А передаточный механизм при опускании вырабатывает электроэнергию для аккумулятора и при этом обеспечивает фиксацию ворот.
На фигуре 1 показан общий вид ворот.
На фигуре 2 - механизм подъёма ворот, где 1 - цепь, 2 - гибкие подъёмные элементы, 3 - звёздочка передаточного механизма, 4 - звёздочка цепной передачи, 5 - правый ролик гибкого подъёмного элемента, 6 - левый ролик гибкого подъёмного элемента, 7 - приводной двигатель-редуктор, 8 - генератор, 9 - аккумулятор.
На фигуре 3 показан фронтальный вид ворот и расположение узла крепления гибкого подъёмного элемента к направляющему ролику полотна ворот.
На фигуре 4 показан узел крепления гибкого подъёмного элемента к направляющему ролику полотна ворот.
С другого конца гибкий подъёмный элемент прикреплён к цепи.
Согласно техническому решению подъемные ворота содержат закрывающее проем полотно, установленное с возможностью движения посредством привода из открытого положения в закрытое положение и обратно, причем эти подъемные ворота оборудованы предложенной цепной передачей, гибкими подъёмными элементами и генератором. Таким образом, эти ворота используют полезные свойства силы тяжести, при закрывании заряжают аккумулятор, имеют относительно небольшое число компонентов, являются особенно прочными, малоизнашивающимися и долговечными.
Гибкий подъёмный элемент выполнен из металлического троса. В качестве альтернативы возможно также выполнение гибкого подъёмного элемента в виде ленты или цепи. Эта конфигурация предпочтительна, в частности, тогда, когда ворота небольшой массы, 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.
Устройство работает следующим образом.
При дистанционном включении системы управления сначала включается приводной двигатель 7, цепная передача посредством приводной звёздочки приходит в движение, гибкие подъёмные элементы, закреплённые на цепи, тянут полотно ворот вверх, и происходит открытие.
Когда проем открыт, полотно создаёт давление сверху.
Опускание полотна производится в обратной последовательности.
Закрывание проема происходит при перемещении полотна в обратном порядке - с горизонтального участка на вертикальный. При опускании секций усилие на цепи возрастает.
Во время закрывания при дистанционном включении двигателя происходит опускание полотна ворот. Энергия двигателя по сути затрачивается на начальной фазе движения полотна. В дальнейшем полотно движется под силой тяжести, и в этот момент генератор 8 вырабатывает ток и передаёт его на аккумулятор. Когда проем перекрыт, полотно удерживается на зубьях звездочек.
За счет образования уравновешенной системы обеспечено равномерное плавное перемещение полотна вниз, ударные нагрузки исключены, работоспособность цепной передачи повышена.
Равномерное натяжение ветвей гибких подъёмных элементов обеспечивает одинаковое натяжение полотна, что позволяет уменьшить перекосы в роликах полотна, что, в свою очередь, улучшает работу конструкции.
При недостаточной высоте проёма данный механизм может быть размещён не сверху, а с боку от ворот.
В конструктивном отношении оборудованные 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 большой цепной передачи возникают большие длины рычага, что, в свою очередь, вызывает большие крутящие моменты, чем при традиционной, с касанием намотке тягового элемента. Устройство может предпочтительно использоваться тем самым даже в очень больших и тяжелых воротах.
Другое преимущество устройства в том, что гибкие подъёмные элементы за счет своей особой формы могут натягиваться без осевых смещений. Этим можно избежать односторонних нагрузок тягового элемента и поддерживать низкий износ этого весьма нагруженного при работе элемента. Это положительно сказывается на сроке службы всего устройства.
Тяговым элементом является цепь, и она позволяет создать стабильную и, тем не менее, очень гибкую в направлении намотки конфигурацию этого компонента. В частности, такая цепь обладает очень высокой прочностью на растяжение, поэтому она особенно предпочтительно применяется в подъемных воротах больших размеров.
Проведённые испытания показали эффективность и простоту конструкции. Данным воротам не требуется подключение к электросети, в фазе опускания от генератора происходит зарядка аккумулятора, и механизм работает длительное время. Для обеспечения зарядки аккумулятора используется малоамперное зарядное устройство. При отрывании одного гибкого подъёмного элемента, ролики фиксируются в пазах и не дают упасть. Кроме того, в раме ворот размещен инфракрасный датчик движения, который обеспечивает аварийную остановку при опускании ворот в случае возникновения инородного тела в проёме ворот.