СИСТЕМА ПРИВОДА ДЛЯ ВОРОТ Российский патент 2013 года по МПК E05F15/16 

Область техники

Изобретение относится к системе привода для ворот.

Ворота, которые приводятся в действие системой привода, образованы, в частности, секционными воротами, или воротами из планок, убираемыми на потолок, причем они типичны для гаражных ворот.

Уровень техники

Секции ворот по боковым сторонам проводятся в направляющих, которые проходят вдоль рамы ворот и вдоль потолка гаража. Известные системы привода таких ворот имеют двигатель, передвигаемый по одной из направляющих. Двигатель смонтирован на консоли или на аналогичном элементе, который подвижно укреплен на направляющей на ходовых роликах. На консоли шарнирно смонтирована толкающая штанга, которая соединена с верхней секцией, также шарнирно. Ворота открываются или закрываются путем перемещения двигателя вдоль направляющей.

Такая система привода известна из патентного документа DE 102005053560 A1, причем там упомянута также возможность оснащения двигателя, наряду с его подключением к сети, аккумулятором для автономного энергоснабжения.

Из патентного документа DE 9406829 U1 известен электропривод ворот, который имеет двигатель, перемещаемый не по одной из направляющих ворот, а по отдельной направляющей. Эта система привода тоже имеет автономное энергоснабжение от аккумулятора, который заряжается в зарядном устройстве, в частности также и путем бесконтактной передачи энергии.

Раскрытие изобретения

В основе изобретения лежит задача создать систему привода упомянутого выше вида, которая при высокой функциональности имеет простую конструкцию.

Для решения этой задачи предусмотрены признаки пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения и целесообразные варианты усовершенствования изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Система привода согласно изобретению служит для приведения в движение ворот, полотно которых с каждой стороны проводится по соответствующей направляющей. С полотном ворот связана каретка, перемещаемая по направляющей, причем в нее встроен привод с автономным энергоснабжением. Привод заряжается в стационарном зарядном устройстве посредством бесконтактного устройства передачи энергии. Защитное устройство через линию беспроводной передачи сигнала связано с блоком управления, соответствующим приводу.

Первый существенный аспект изобретения состоит в том, что между защитным устройством и блоком управления приводом происходит беспроводная передача сигналов, предпочтительно в обоих направлениях, и привод имеет автономное энергоснабжение, причем зарядка устройства автономного энергоснабжения производится бесконтактным способом, то есть без соприкосновения, в частности, индуктивным или емкостным путем. Благодаря этому для такого блока не требуется предусматривать прокладку кабельной сети, вследствие чего значительно сокращаются затраты на монтаж системы привода согласно изобретению.

В особенно предпочтительном случае затраты на монтаж сокращаются благодаря этому еще больше, если и само защитное устройство имеет автономное энергоснабжение, так что для его питания также не приходится предусматривать никаких подводящих кабелей.

Устройство для передачи энергии, которое связано с устройством автономного энергоснабжения привода, предпочтительно предусмотрено в одном из конечных положений каретки и вместе с тем привода, причем в первом конечном положении ворота полностью закрыты, а во втором конечном положении ворота полностью открыты. Эти конечные положения предпочтительно задаются при помощи концевого выключателя, передвигаемого по направляющей. В простейшем случае устройство передачи энергии подсоединено в виде отдельного блока к одному из концевых выключателей. В особенно предпочтительном варианте один из концевых выключателей сам образует устройство передачи энергии, вследствие чего конструкция получается особенно простой и экономически целесообразной.

Еще один существенный аспект изобретения состоит в модульной конструкции системы привода, причем в наиболее предпочтительном случае каретка с приводом монтируется на направляющей ворот без использования инструмента. В особенно предпочтительном варианте при установке каретки на направляющую даже не требуется производить какие-либо конструктивные изменения или осуществлять подгонку. Для этого каретка предпочтительно имеет соответствующие направляющие средства, которые вставляются в направляющую и которые впоследствии проводятся по направляющей в процессе эксплуатации системы привода. Особенно хорошо подходит для этого выполнение привода в виде фрикционного диска. В этом случае предусмотрен по меньшей мере один фрикционный диск, приводимый в действие посредством привода и проходящий по направляющей с фрикционным замыканием. Особенно предпочтителен привод с направляющими средствами, выполненный таким образом, что имеется возможность устанавливать его на направляющих разной конструкции.

Поскольку привод, с помощью которого приводится в движение полотно ворот, перемещается по направляющей, по которой проводится полотно ворот, силовое воздействие на полотно со стороны привода соответственно является односторонним и несимметричным. При больших значениях ширины ворот это может приводить к нежелательным перекосам верхнего края полотна и тем самым также к неравномерности ведения полотна. Это не только вызывает повышенный износ механических компонентов, но в некоторых случаях и ведет к нарушению функционирования защитного устройства. Чтобы исключить такие негативные воздействия, имеется возможность предусматривать каретку вместе со встроенным приводом на каждой из направляющих, причем эти приводы предпочтительно выполнены идентично. В частности, они имеют один и тот же источник автономного энергоснабжения с соответствующим устройством передачи энергии.

Краткий комментарий к фигурам чертежей

Ниже изобретение разъясняется на основе чертежей. Показаны:

фигура 1: схематичное изображение системы привода ворот.

фигура 2: увеличенное изображение части конструкции, соответствующей фигуре 1, включающей в себя каретку, перемещаемую по направляющей, со встроенным приводом.

Осуществление изобретения

На фигуре 1 схематично показан вариант осуществления системы 1 согласно изобретению привода для ворот. Ворота в данном случае образованы секционными воротами 2, полотно 3 которых по боковым сторонам проводится в двух направляющих 4, смонтированных внутри здания, в данном случае гаража.

Как показано на фиг.1, полотном 3 ворот закрывается входное отверстие гаража. При закрытом положении ворот полотно 3 находится в области тех сегментов направляющей 4, которые проходят в вертикальном направлении. При открытом положении ворот полотно 3 находится в области тех сегментов направляющей 4, которые проходят в горизонтальном направлении, под потолком гаража. На полотне 3 ворот на обоих его боковых краях предусмотрены направляющие ролики 5, которые проводятся по направляющей 4.

Для открывания и закрывания ворот предусмотрена приводимая в движение двигателем каретка 6, которая передвигается по одной из направляющих 4. Каретка 6 посредством толкателя 7 шарнирно соединена с верхней кромкой полотна 3. Вместо толкателя 7 может предусматриваться также другой соединительный элемент. Ворота открываются или закрываются путем перемещения каретки 6 в области горизонтального сегмента направляющей 4.

На нижней кромке полотна 3 находится защитное устройство, при помощи которого контролируется перемещение нижнего края ворот. Защитное устройство обнаруживает вхождение какого-либо объекта в эту область, воспринимая это как угрожающую ситуацию. При наступлении такой ситуации движение ворот останавливается по соображениям безопасности.

В общем случае защитное устройство может выполняться как механическое устройство, основанное на контактном принципе работы. Наиболее предпочтительно бесконтактное защитное устройство. В данном случае защитное устройство образовано по существу системой защитного фотоэлектрического барьера 8. Этот защитный фотоэлектрический барьер 8 включает в себя передатчик 8a, испускающий лучи 9 света, и принимающий лучи 9 света приемник 8b, которые расположены на краях полотна 3 с противоположных сторон. При отсутствии посторонних объектов лучи 9 света, испускаемые передатчиком 8a чуть ниже нижнего края полотна 3 параллельно ему, проходят к приемнику 8b. При нахождении там какого-либо объекта ход лучей 9 света прерывается, вследствие чего в фотоэлектрическом барьере 8 создается сообщающий об объекте сигнал, который приводит к остановке движения ворот.

На фиг.2 показан увеличенный фрагмент направляющей 4, на которой расположена каретка 6.

В каретке 6 находится привод 10 в форме электродвигателя и управляющий блок 11 для управления работой ворот, в частности, привода 10.

Монтаж каретки 6 со встроенным в нее приводом 10 возможен в виде модульного блока на одной из направляющих 4, по выбору. Установка каретки 6 на направляющей 4 предпочтительно производится без применения инструмента и без конструктивного вмешательства в направляющую 4. Это достигается, в частности, в том случае, если в каретке 6 предусмотрен привод с фрикционным диском, то есть привод 10 в каретке 6 приводит в движение один или несколько фрикционных дисков, которые проводятся по направляющей 4 с фрикционным замыканием. Фрикционные диски легко вставляются в направляющую 4. Путем выбора определенных размеров и конструкций фрикционных дисков возможно приспосабливание фрикционного диска к различным направляющим 4.

Привод 10 имеет автономное энергоснабжение в виде аккумулятора 12. В общем случае возможно также использование топливного элемента или иного аналогичного устройства.

Защитное устройство точно так же может иметь не показанное устройство автономного энергоснабжения, образованное солнечным элементом или также аккумулятором 12.

Благодаря автономному энергоснабжению ни для привода 10, ни для защитного устройства не требуется прокладка кабельной сети. Кроме того, коммуникация между блоком 11 управления и защитным устройством также происходит бесконтактным способом посредством не показанного специально канала передачи сигнала. Канал передачи сигнала образован в данном случае радиоканалом, по которому происходит передача данных в обоих направлениях. Для этого как в защитном устройстве, так и в блоке 11 управления предусмотрены соответственно радиопередатчик и радиоприемник. В частности, сигналы, генерируемые в защитном устройстве, посредством радиоканала переносятся на блок 11 управления, так что в случае сообщения об объекте блок 11 управления может при помощи защитного устройства остановить привод.

Каретка 6 перемещается в горизонтальной области направляющей 4 вдоль определенного пути. Конечные положения каретки 6 при полностью открытых и полностью закрытых воротах заданы концевыми выключателями 13, которые выполнены с возможностью передвижения на направляющей 4, и, следовательно, их расположение регулируемо. На фигуре 2 показан концевой выключатель 13 для закрытого положения ворот. В этом закрытом положении каретка 6 прилегает к концевому выключателю 13 и фиксируется там посредством фиксирующего элемента 14. В принципе фиксация может осуществляться также при помощи моторного тормоза или аналогичной конструкции в приводе 10.

Так как зарядная емкость аккумулятора 12 привода 10 ограничена, в заданные промежутки времени он заряжается в зарядном устройстве, причем зарядное устройство обычно находится в месте расположения одного из двух концевых выключателей 13, так как там останавливается в своей конечной позиции каретка 6.

В данном случае зарядное устройство расположено в показанном на фиг.2 концевом выключателе 13 для конечного положения ворот. Зарядное устройство в общем случае имеет не показанное здесь соединение с источником напряжения - электрической сетью, а также устройство 15 передачи энергии для передачи энергии в аккумулятор 12. При помощи этого устройства 15 передачи энергии в принципе возможна беспроводная передача энергии. В принципе в качестве проводного устройства передачи энергии могут быть предусмотрены также известные контактные устройства, например, штекерные системы.

В данном случае происходит индуктивная передача энергии. Для этого устройство 15 передачи энергии имеет конструкцию в виде катушки. В каретке 6 предусмотрен соответствующий передающий модуль 16 с катушечной конструкцией. Преимущество этого устройства 15 передачи энергии состоит в том, что одновременно с передачей энергии производится трансформация напряжения. Таким образом, электрические компоненты в каретке 6 не должны быть рассчитаны на напряжение сети, равное 230 В, а могут быть выполнены с расчетом на более низкое напряжение, равное, в частности, 12 В. Вместо индуктивной передачи энергии в принципе возможна также емкостная передача энергии.

При больших значениях ширины ворот одностороннее силовое воздействие на полотно 3 со стороны привода 10, перемещаемого по направляющей 4, может сказываться отрицательно. В этом случае каретки 6 со встроенным в них приводами 10 и устройствами автономного энергоснабжения предусматриваются на каждой из направляющих 4, причем тогда эти конструкции выполнены идентично и соответствуют конструкциям с фигур 1 и 2.

Движением приводов 10 управляет блок 11 управления, который предпочтительно интегрирован в одну из кареток 6. Во второй каретке 6 тогда возможно размещение электронно-вычислительного блока, который принимает управляющие сигналы от блока 11 управления, например, по радиоканалу.

Изобретение относится к системе привода для ворот. Система (1) привода для ворот, полотно (3) которых с каждой стороны проводится по соответствующей направляющей (4), с перемещаемой по направляющей (4) кареткой (6), которая связана с полотном (3) ворот и в которую встроен привод (10) с автономным энергоснабжением, причем каретка (6) с приводом (10) выполнена с возможностью ее установки на направляющей (4) без применения инструмента и имеет соответствующие направляющие средства, выполненные с возможностью их вставки в направляющие (4) и с возможностью установки привода на направляющих (4) разной конструкции, причем привод (10) выполнен с возможностью заряда в стационарном зарядном устройстве при помощи бесконтактного устройства (15) передачи энергии, и с защитным устройством, которое посредством линии беспроводной передачи сигнала связано с блоком (11) управления, соответствующим приводу (10). Техническим результатом изобретения является создание такой системы привода для ворот, которая при высокой функциональности имеет простую конструкцию. 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система (1) привода для ворот, полотно (3) которых с каждой стороны проводится по соответствующей направляющей (4), с перемещаемой по направляющей (4) кареткой (6), которая связана с полотном (3) ворот и в которую встроен привод (10) с автономным энергоснабжением, причем каретка (6) с приводом (10) выполнена с возможностью ее установки на направляющей (4) без применения инструмента и имеет соответствующие направляющие средства, выполненные с возможностью их вставки в направляющие (4) и с возможностью установки привода на направляющих (4) разной конструкции, причем привод (10) выполнен с возможностью заряда в стационарном зарядном устройстве при помощи бесконтактного устройства (15) передачи энергии, и с защитным устройством, которое посредством линии беспроводной передачи сигнала связано с блоком (11) управления, соответствующим приводу (10).

2. Система привода по п.1, отличающаяся тем, что привод (10) выполнен в виде привода на основе фрикционного диска.

3. Система привода по п.2, отличающаяся тем, что привод (10) имеет, по меньшей мере, один фрикционный диск, проходящий по направляющей (4).

4. Система привода по п.1, отличающаяся тем, что положение нижнего края полотна (3) контролируется при помощи защитного устройства.

5. Система привода по п.1, отличающаяся тем, что защитное устройство образовано системой защитного фотоэлектрического барьера.

6. Система привода по п.1, отличающаяся тем, что канал передачи сигнала образован радиоканалом, посредством которого происходит передача данных в обоих направлениях.

7. Система привода по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что защитное устройство имеет автономное энергоснабжение.

8. Система привода по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что устройство автономного энергоснабжения привода (10) представляет собой аккумулятор (12) или топливный элемент.

9. Система привода по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что устройство автономного энергоснабжения защитного устройства представляет собой аккумулятор (12) или солнечный элемент.

10. Система привода по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что концевой выключатель (13) для ограничения пути перемещения каретки (6) образует устройство передачи энергии для привода (10).

11. Система привода по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что в устройстве передачи энергии происходит передача энергии индуктивным или емкостным способом.

12. Система привода по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что по второй направляющей (4) перемещается вторая каретка (6), связанная с полотном ворот (3), в которую встроен привод (10) с автономным энергоснабжением.

13. Система привода по п.12, отличающаяся тем, что приводы (10) и соответствующие им компоненты на обеих направляющих (4) выполнены идентично.

14. Система привода по п.12, отличающаяся тем, что оба привода (10) управляются блоком (11) управления.

15. Система привода по п.13, отличающаяся тем, что оба привода (10) управляются блоком (11) управления.