PL188579B1 - Napęd drzwi obrotowych - Google Patents

Abstract

1. Naped drzwi obrotowych, z elektro- nicznym sterowaniem, które zawiera co najmniej pamiec i mikroprocesor, dla co najmniej jednoskrzydlowych drzwi, których skrzydlo drzwiowe jest napedzane przez elektromechaniczna jednostke napedowa, dzialajaca w sensie otwierania i zamykania, która zawiera silnik napedowy z przeklad- nia i do niej przylaczona jednostke przeno- szaca sile do przylaczonych drzwi, zna- mienny tym, ze jednostka przenoszaca sile sklada sie z wrzeciona (8) z czesciowo obej- mujaca go nakretka wrzecionowa (7), która jest polaczona zlaczem silowym i ksztaltowym z zebatka (5), z której uzebieniem (23) jest polaczone uzebienie (56) osi napedowej (22), do polaczenia z koncem dzwigni urucha- miajacej drzwi. F ig . 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest napęd drzwi obrotowych do niewidocznej zabudowy wewnątrz skrzydła drzwiowego, względnie wewnątrz ościeżnicy.

Automatyczne napędy drzwi mają ułatwiać przechodzenie przez drzwi. Ich znaczenie wzrasta nie tylko w przypadku publicznych i zawodowo wykorzystywanych nieruchomościach, na przykład budynkach administracyjnych, szpitalach, domach starców, ale także w przypadku mieszkań dla osób niepełnosprawnych. Napędy drzwi są montowane na skrzydle drzwiowym, względnie powyżej odrzwi.

Opis DE 42 31 984 przedstawia elektromechaniczny napęd drzwi obrotowych, który dla optymalnej pracy jest wyposażony w jednostkę przeróbki danych. Z jednostką przeróbki danych jest połączona jednostka sterowania silnikiem, która swój sygnał wyjściowy przekazuje do silnika przekładniowego. Proces otwierania drzwi obrotowych jest sterowany przez sygnał czujnika i jest wykonywany automatycznie przez napęd. Jednocześnie z otwieraniem drzwi zasobnik siły jest zasilany w potrzebną energię, aby następnie bez energii elektrycznej ponownie przemieścić drzwi w bezpieczne położenie zamykania. Dzięki temu, także w stanie bezprądowym jest zapewnione bezpieczne zamykanie skrzydła drzwiowego.

188 579

Z opisu DE 296 04 692 Ul jest znane urządzenie do uruchamiania skrzydła okiennego. Wewnątrz skrzydła są umieszczone ogniwa łańcucha, które są poruszane przez silnik, zaopatrzony w przekładnię ślimakową.

Z opisu DE 295 21 068 U jest znany napęd dla drzwi ze skrzydłem obrotowym, przeznaczonych dla dróg ucieczkowych i ratunkowych. Przy tym jest zastosowany napęd, który porusza skrzydło obrotowe tylko w sensie otwierania, jednocześnie zasilając w potrzebną energię zasobnik siły, w postaci elementu sprężystego, który pewnie przenosi bez dodatkowej energii skrzydło drzwiowe w zgodne z przepisami położenie zamykania. Przy tym cała jednostka napędowa jest zabudowana niewidocznie powyżej skrzydła drzwiowego wewnątrz ramy. Skrzydło drzwiowe jest napędzane albo bezpośrednio za pomocą osi napędowej napędu lub przez ramię uruchamiające, leżące wewnątrz profilu, które współpracuje z częścią ślizgową, która jest przesuwalna w szynie ślizgowej.

Poza tym napęd posiada urządzenie, które poprzez przyłozenie ręcznej siły pozwala poza położeniem zamknięcia na odsprzężenie skrzydła drzwiowego od napędu. Urządzeniem tym jest mechaniczne sprzęgło, przenoszące siłę tylko w jednym kierunku. Sprzęgło składa się z trzpienia, umieszczonego złączem siłowym i kształtowym na osi napędu i z co najmniej jednego na nim umieszczonego znaku blokującego. Wewnątrz znaku blokującego znajduje się trzpień, który jest obciążony sprężyną i jest zaopatrzony w bezstopniowo nastawiany przestawiacz siły.

W innym wykonaniu tego rodzaju odsprzężenie polega na tym, że górna poprzecznica skrzydła drzwiowego jest zaopatrzona w dwa hakowe ramiona mocujące. Przy tym ramiona mocujące tak chwytają się wzajemnie, że jest możliwe odsprzęganie skrzydła drzwiowego od napędu tylko w jednym kierunku, mianowicie w kierunku drogi ucieczkowej i ratunkowej.

Przy tego rodzaju napędach drzwi istotne jest to, że ich konstrukcja musi być uwzględniona już przy planowaniu budynku, ponieważ inaczej nie jest zapewniona wymagana wysokość przejścia.

Znane są zamykacze drzwiowe na przykład „DORMA ITS 96”, które są zabudowane wewnątrz drzwi lub ościeżnic drzwiowych. Przenoszenie momentu obrotowego na drzwi następuje przez dźwignię, która opiera się na szynie ślizgowej, co w połączeniu z tarczą krzywkową zamykacza drzwiowego powoduje zmniejszanie się momentu otwierania. Przez odpowiednie wykonanie przebiegu krzywki można prawie całkowicie swobodnie kształtować przebieg momentu obrotowego.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie automatycznego napędu dla drzwi obrotowych, którego konstrukcja miałaby nieznaczne wymiary i nie uszczuplałaby architektonicznego wrażenia samych drzwi. Napęd drzwi powinien być wytwarzany korzystnie w kosztach i pracować prawie bez nadzoru.

Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że jednostka przenosząca siłę składa się z wrzeciona z częściowo obejmującą go nakrętką wrzecionową, która jest połączona złączem siłowym i kształtowym z zębatką, z której uzębieniem jest połączone uzębienie osi napędowej, do połączenia z końcem dźwigni uruchamiającej drzwi.

Korzystnie zębatka jest umieszczona z zabezpieczeniem przed obrotem, które jest utworzone przez czopy prowadzące, wykonane na zębatce, umieszczone w wybraniach, które znajdują się na płytach przykrywających.

Według wynalazku płyty przykrywające są utrzymywane w odstępie od siebie z jednego końca przez część końcową, a z drugiego końca przez uchwyt łożyskowy, a pomiędzy płytami przykrywającymi jest umieszczona zębatka i nakrętka wrzecionowa z ułożyskowanym w niej jednym końcem wrzecionem, którego drugi koniec jest ułożyskowany w uchwycie łożyskowym, na którym jest osadzony złączem siłowym i kształtowym kołnierz, na którym jest zamocowany silnik napędowy z przekładnią i czujnikiem drogi.

Korzystnie czujnik drogi jest nadajnikiem przyrostu, a wrzeciono jest wrzecionem kulkowym.

Według wynalazku wrzeciono ma osiowe wybranie dla zabieraka przekładni.

Korzystnie nakrętka wrzecionowa i zębatka są wykonane jako jednoczęściowe.

Zaletą napędu według wynalazku jest jego zwartość i prostota budowy.

188 579

Dzięki temu, że wewnątrz drzwi lub ościeżnicy jest zabudowany nie tylko elektromechaniczny napęd, ale także zasilanie prądowe i sterowanie, dla montażu nie są potrzebne żadne otwory w ścianie lub podłodze. Napęd drzwi obrotowych jest odpowiedni także do późniejszego doposażenia, ponieważ on może być zabudowany także później na drzwiach lub ramie profilowej drzwi, co jest istotne zwłaszcza dla starszych ludzi oraz osób nagle ograniczonych w swojej ruchliwości.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania, na schematycznym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia częściowy przekrój przez drzwi z zabudowanym napędem drzwi obrotowych, fig. 2 - napęd z fig. 1 w widoku z boku, fig. 3 - napęd z fig. 1 w widoku z góry, fig. 4 - napęd według fig. 2 częściowo w przekroju wzdłużnym, fig. 5 - napęd według fig. 3 częściowo w przekroju przez płytę przykrywającą, fig. 6 - zębatkę napędu w widoku z przodu, fig. 7 - zębatkę z fig. 6 w widoku z boku, fig. 8 - zębatkę z fig. 6 w widoku z góry, fig. 9 - oś napędową w widoku z przodu, a fig. 10 - oś napędową z fig. 9 w widoku z góry.

Figura 1 pokazuje napęd drzwi obrotowych, któiy jest zabudowany w drzwiach 53, wewnątrz jego wybrania 55. W przykładzie wykonania chodzi o drzwi drewniane. Możliwe jest także zabudowanie napędu drzwi obrotowych nie, jak to przedstawiono na fig. 1, wewnątrz drzwi 53, lecz w znajdującej się ponad nimi ościeżnicy lub odrzwiach, które nie zostały przedstawione. Również nie przedstawiono ramienia uruchamiającego, które za pomocą części ślizgowej, może ślizgać się w tę i z powrotem w znajdującej się ponad nim szynie ślizgowej i wytwarzać połączenie pomiędzy napędem drzwi obrotowych a na przykład ościeżnicą.

Wybranie 55 jest tak zwymiarowane, że cała osłona 49 napędu jest umieszczona wewnątrz, przy czym za osłoną 49 znajduje się nie tylko napęd drzwi obrotowych ze swoją jednostką napędową ale także jednostka zasilająca w prąd 52, jednostka sterująca 51 i odbiornik 54. Wszystkie te elementy są umieszczone na osłonie 49, która za pomocą złącz śrubowych 50 jest połączona złączem siłowym i kształtowym z drzwiami 53.

Przy napędzie drzwi obrotowych chodzi o elektromechaniczny napęd drzwi obrotowych, utworzony przez silnik napędowy 10 i przekładnię 9.

Aby rozpoznać położenie przyłączonych drzwi obrotowych, napęd drzwi obrotowych jest wyposażony w czujnik drogi 11, który korzystnie jest nadajnikiem przyrostu lub potencjometrem. Sterowanie silnikiem napędowym 10 odbywa się przez jednostkę sterującą 51, która zawiera mikroprocesor i pamięć i która może być wykonana jako sterowanie SPS (sterowanie samoprogramujące). Sterowanie odbywa się przez sygnał czujnika, który przykładowo jest przenoszony przez nadajnik, znajdujący się wewnątrz czujnika, do odbiornika 54. Jednostka zasilająca w prąd 52 zawiera odpowiedni zespół baterii lub akumulator co zapewnia, że napęd drzwi obrotowych może pracować samowystarczalnie.

Jednostka napędowa (fig. 2 do 3) posiada górną płytę przykrywającą 1 i dolną płytę przykrywającą 24. Odstęp pomiędzy płytami przykrywającymi 1 i 24 jest ustalony z jednej strony przez część końcową 4 a z drugiej strony przez uchwyt łożyskowy 2. Część końcowa 4 jest przy tym przez złącza śrubowe 20 zamocowana złączem siłowym i kształtowym pomiędzy płytami przykrywającymi 1 i 2.

Uchwyt łożyskowy 2 przez kołnierz 3, do którego jest przyłączona kołnierzowo przekładnia 9 z silnikiem napędowym 10, jest połączony przez śruby 19 z płytami przykrywającymi 1, 24. Urządzenie do translacyjnego ruchu napędu obrotowego drzwi składa się z zębatki 5, nakrętki wrzecionowej 7 i wrzeciona 8.

Zębatka 5 jest przy tym tak umieszczona z zabezpieczeniem przed obrotem, że w wybraniach 25 i 26 płyty przykrywającej 1 i w wybraniach 34 i 35 w płycie przykrywającej 24 jest ułożyskowany w kierunku wzdłużnym napędu drzwi obrotowych (patrz zwłaszcza fig. 3 i 4) czop prowadzący 27, 28 i 32, 33, ukształtowany w zębatce 5. Z zębatką 5 współpracuje oś napędowa 22, która jednym końcem wystaje z płyty przykrywającej 1 i ma czop uruchamiający 6, do którego jest przyłączone przegubowo, już wspomniane, nie przedstawione ramię uruchamiające. Przy tym połączenie pomiędzy ramieniem uruchamiającym a czopem uruchamiającym 6 jest zabezpieczone przez złącze śrubowe, wkręcone wewnątrz otworu gwintowego 47.

Zębatka 5 (fig. 6-8) ślizga się zatem pomiędzy płytami przykrywającymi 1, 24 na powierzchniach 40, 41, 42, 43 w obszarze czopów prowadzących 27, 28 i 32, 33. W obszarze środkowym zębatki 5 znajduje się wybranie 39, które na jednej stronie ma uzębienie 23.

188 579

Ponadto w widoku od przodu (fig. 6), zębatka 5 jest przez wybrania 37 i 38 zwężona. Jak widać z fig. 7 na jednej ścianie czołowej zębatki 5 znajduje się wybranie 44 dla połączenia złączem siłowym i kształtowym nakrętki wrzecionowej 7, przykładowo ukształtowane jako gwint 36. Jest jednak także możliwe wykonanie nakrętki wrzecionowej 7 i zębatki 5 z jednej części.

Z uzębieniem 2 zębatki 5 zazębia się uzębienie 56 umieszczone na osi napędowej 22 (fig. 9 i 10). Oś napędowa 22 ma powierzchnie łożyskowe 45, 46 osadzone wewnątrz płyt przykrywających 1 i 24.

Szczegółową budowę napędu drzwi obrotowych odtwarza fig. 4. Zwłaszcza jest widoczne połączenie pomiędzy nakrętką wrzecionową 7 a zębatką 5, wykonane za pomocą gwintu 36 na przedłużeniu 29, ukształtowanym na nakrętce wrzecionowej 7. Wewnątrz nakrętki wrzecionowej 7 znajduje się wrzeciono 8, które korzystnie może być wrzecionem kulkowym, aby utrzymać możliwie nieznaczne straty tarcia. Koniec wrzeciona 8, który nie zazębia się z nakrętką wrzecionową 7 jest utrzymywany w uchwycie łożyskowym 2 za pomocą przedłużenia 13 osadzonego w łożysku 17. Na przedłużeniu 1 jest wykonany gwint zewnętrzny, na który jest nakręcona na przykład nakrętka zabezpieczająca 18. Pomiędzy uchwytem łożyskowym 2 a kołnierzem 3 znajduje się dystansowy pierścień 14. Uchwyt łożyskowy 3 i dystansowy pierścień 14 są utrzymywane przez złącze śrubowe 19 wchodzące w płyty przykrywające 1 i 24.

Przekładnia 9 jest połączona przez złącze śrubowe 21 z kołnierzem 3. Przekładnia ma osiowy zabierak 15, który jest wetknięty w osiowe wybranie, na przykład w postaci czworokąta na przedłużeniu 13, także przy ruchu obrotowym zabieraka 15 jest współobracane także wrzeciono 8. Alternatywnie można zastosować każde inne zamknięte siłowo i kształtowo rozłączalne połączenie, zwłaszcza w postaci złącza wpustu/wypustu.

Oś napędowa 22, jak to również jest widoczne z fig. 4 jest prowadzona przez łożyska 16 wewnątrz płyt przykrywających 1 i 24. Przy tym łożyska 16 znajdują się wewnątrz otworów ślepych 30. Czop uruchamiający 6 osi napędowej 22 wystaje z płyty przykrywającej 1, dzięki czemu jest zapewnione, że napęd drzwi obrotowych może być stosowany nie tylko dla lewo ale także dla prawo zamykanych drzwi.

Taka budowa napędu według wynalazku ma maksymalną szerokość 35 mm.

Jeżeli silnik napędowy 10 jest przez jednostkę sterującą 51 aktywowany na podstawie sygnału czujnika, to poprzez przekładnię 9 jest wprawiane w obrót wrzeciono 8. Dzięki temu nakrętka wrzecionowa 7 i przez to także zębatka 5 jest na przykład przesuwana na prawo, co jednocześnie powoduje, że oś napędowa 22 obraca się, a tym samym zapewnia ruch przymusowy, który na podstawie sprzężenia przez dźwignię uruchamiającą napędu z drzwiami ponownie wywołuje ich ruch przymusowy. Na podstawie nastawialnej wstępnie szerokości otwarcia drzwi pozostają otwarte pod kątem do napędu. Przykładowo może to być osiągnięte dzięki temu, że przekładnia 9 jest przekładnią samohamowną. Jest jednak także możliwe, przy odpowiednim wyregulowaniu sterowania, które jednakże przynosi wyższe zużycie energii, że sam silnik napędowy 10 utrzymuje drzwi w położeniu otwarcia i po nastawialnym czasie automatycznie ponownie przenosi w położenie zamknięcia. Utrzymywanie w stanie otwarcia drzwi przez silnik napędowy powoduje jego stratę mocy, która może prowadzić do przegrzania silnika. Możliwe jest także utrzymywanie drzwi w stanie otwarcia przez elektromagnetycznie włączane sprzęgło lub przez hamulec.

Aby móc uruchomić drzwi także ręcznie, na przykład przy odłączeniu napędu, jest konieczne odpowiednie dostrojenie pomiędzy silnikiem a przekładnią, ponieważ moment obrotowy tarcia silnika przeciwdziała ruchowi drzwi, które jednakże bez zbytniego wzrostu przyłożonej siły ręcznej powinny się otwierać.

Sterowanie napędem drzwi polega przede wszystkim na regulowaniu prądu silnika, względnie napięcie silnika w zależności od położenia drzwi i sygnału z czujnika. Przy zamkniętych drzwiach silnik napędowy powinien być w stanie zwartym, co daje do dyspozycji dodatkowy moment zamykający. Jeżeli został podany sygnał otwarcia, to prąd silnika jest regulowany wzdłuż linii przebiegu charakterystyki momentu silnika. Po osiągnięciu ustalonej wstępnie ilości obrotów maksymalnych, za pomocą danych z czujnika drogi i w połączeniu z programem przebiegu pracy, określonym przy pierwszym otwarciu drzwi przez program uczący, aż do punktu hamowania drzwi, jest utrzymywana stała ilość obrotów silnika. Przy

188 579 hamowaniu drzwi prąd silnika jest ograniczony do nieznacznej wartości. W celu zamknięcia drzwi ten proces przebiega w odwrotnym kierunku. Przy przekroczeniu dopuszczalnego prądu silnika, na przykład z powodu zaistnienia przeszkody, sterowanie napędu jest odpowiednio odłączane, względnie drzwi przejeżdżają w położenie powrotne.

Czujnik drogi 11 określa kąt obrotu skrzydła drzwiowego 53, dzięki czemu jest zapewnione, że w każdej chwili jest znany jednostce sterującej 51 ich kąt otwarcia. A zatem jednostka sterująca 51 od ustalonej szerokości otwarcia drzwi może zmniejszać ich prędkość obrotu, dzięki czemu drzwi 53 przy ustalonym wstępnie kącie otwarcia przechodzą w stan zatrzymania.

Jak już wspomniano napęd drzwi obrotowych może pracować samowystarczalnie, jeżeli zastosowana jednostka zasilająca w prąd 52, jest na przykład w postaci akumulatora. Jeżeli jednak takie drzwi powinny być lub są umieszczone w przejściach o dużym ruchu, to pojemność akumulatora nie wystarcza i w tym przypadku jest możliwe zasilanie przez odpowiednio doprowadzony kabel zasilający, co pozwala na rezygnację z odbiornika 54.

188 579

ο.

OJ

Fig 3

188 579

Fig 5

188 579

Ο

V

Ο) u_

27 40,41

188 579

Ó)

UDepartament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Napęd drzwi obrotowych, z elektronicznym sterowaniem, które zawiera co najmniej pamięć i mikroprocesor, dla co najmniej jednoskrzydłowych drzwi, których skrzydło drzwiowe jest napędzane przez elektromechaniczną jednostkę napędową, działającą w sensie otwierania i zamykania, która zawiera silnik napędowy z przekładnią i do niej przyłączoną jednostkę przenoszącą siłę do przyłączonych drzwi, znamienny tym, że jednostka przenosząca siłę składa się z wrzeciona (8) z częściowo obejmującą go nakrętką wrzecionową (7), która jest połączona złączem siłowym i kształtowym z zębatką (5), z której uzębieniem (23) jest połączone uzębienie (56) osi napędowej (22), do połączenia z końcem dźwigni uruchamiającej drzwi.
2. 2. Napęd według zastrz. 1, znamienny tym, że zębatka (5) jest umieszczona z zabezpieczeniem przed obrotem.
3. 3. Napęd według zastrz. 2, znamienny tym, że zabezpieczenie przed obrotem jest utworzone przez czopy prowadzące (27, 28, 32, 33) wykonane na zębatce (5), umieszczone w wybraniach (25, 26, 34, 35), które znajdują się na płytach przykrywających (1, 24).
4. 4. Napęd według zastrz. 3, znamienny tym, że płyty przykrywające (1, 24) są utrzymywane w odstępie od siebie z jednego końca przez część końcową (4), a z drugiego końca przez uchwyt łożyskowy (2), a pomiędzy płytami przykrywającymi (1,24) jest umieszczona zębatka (5), nakrętka wrzecionowa (7) z ułożyskowanym w niej jednym końcem wrzecionem (8), którego drugi koniec jest ułożyskowany w uchwycie łożyskowym (2).
5. 5. Napęd według zastrz. 4, znamienny tym, że na uchwycie łożyskowym (2) jest osadzony złączem siłowym i kształtowym kołnierzem (3), na którym jest zamocowany silnik napędowy (10) z przekładnią (9) i czujnikiem drogi (11).
6. 6. Napęd według zastrz. 5, znamienny tym, że czujnik drogi (11) jest nadajnikiem przyrostu.
7. 7. Napęd według zastrz. 4, znamienny tym, że wrzeciono (8) jest wrzecionem kulkowym.
8. 8. Napęd według zastrz. 7, znamienny tym, że wrzeciono (8) ma osiowe wybranie dla zabieraka (15) przekładni (9).
9. 9. Napęd według zastrz. 1, znamienny tym, ze nakrętka wrzecionowa (7) i zębatka (5) są wykonane jako jednoczęściowe.