ворота с уравновешивающим устройством на винтовых пружинах

Формула изобретения

1. Ворота с перемещаемым над головой в направляющих между закрытым и открытым положениями воротным полотном и с присоединенным одним концом к воротному полотну и другим концом закрепленным неподвижно уравновешивающим устройством, содержащим по меньшей мере один блок винтовых пружин, состоящий по меньшей мере из двух коаксиально расположенных винтовых пружин, внутренняя из которых имеет наружный диаметр по спирали меньший, чем внутренний диаметр по спирали соответствующей наружной пружины, при этом одна из пружин в одном и том же осевом направлении пружин имеет левостороннюю навивку, а другая пружина имеет правостороннюю навивку, в результате чего витки обеих пружин перекрещиваются, отличающиеся тем, что винтовые пружины выполнены в направлении упругой энергоаккумулирующей деформации в виде пружин растяжения и концы обеих образующих один пружинный блок коаксиальных пружин выполнены по меньшей мере на одном общем конце, оканчивающимися в форме спирали и надвинуты на общий крепежный элемент, который имеет первый обращенный к пружинам узкий крепежный участок для крепления внутренней пружины и примыкающий к нему с противоположной от пружин стороны более широкий участок для крепления наружной пружины, при этом крепежные участки на своих кромках выполнены с крючкообразными выступами, взаимодействующими с надвинутой спиралью пружин и надежно предотвращающими их снятие, причем количество крепежных элементов на общем несущем элементе крепежных элементов равно количеству присоединенных пружинных блоков.

2. Ворота по п. 1, отличающиеся тем, что крепежный элемент в своей противоположной крепежным участкам зоне выполнен в виде держателя ролика для направляющего ролика или в виде якоря для его фиксации на соответствующей направляющей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к воротам с перемещаемым над головой в направляющих между закрытым и открытым положениями воротным полотном и с присоединенным одним концом к воротному полотну, а другим концом закрепленным неподвижно уравновешивающим устройством, содержащим по меньшей мере один блок винтовых пружин, состоящий по меньшей мере из двух коаксиально расположенных винтовых пружин, внутренняя из которых имеет наружный диаметр по спирали меньший, чем внутренний диаметр по спирали соответствующей наружной пружины, при этом одна из пружин в одном и том же осевом направлении пружин имеет левостороннюю навивку, а другая пружина имеет правостороннюю навивку, в результате чего витки обеих пружин перекрещиваются.

При применении винтовых пружин важно предусмотреть меры безопасности, направленные на предотвращение разлетания частей пружины, которое может произойти при разрыве пружины, причем речь может идти как о защитных устройствах в форме трубкообразных гильз или кожухов, которые при работе пружины способны телескопически вдвигаться одна в другую, так и о таких, которые установлены с возможностью перемещения через охватываемое спиралью соответствующей пружины пространство и при разрыве пружины улавливают части пружины.

Блок винтовых пружин известного решения (по патентной заявке Германии N 2514841) выполнен из нескольких расположенных коаксиально пружин сжатия с противоположной навивкой. Для предотвращения сцепления пружин друг с другом при изломе одной из них и бокового изгибания пружинного блока предусматривается, с одной стороны, внешняя граневая труба и, с другой стороны, внутренняя тяговая штанга. Пружины сжатия, имеющие большую длину, имеют тенденцию изгибаться наружу. Поэтому коаксиально расположенные пружины сжатия с противоположной навивкой снабжаются или внутренней штангой, или же телескопическим кожухом, что имеет место в известном решении. Такое выполнение занимает много места и поэтому не может применяться для предлагаемых ворот.

Задачей изобретения является повышение безопасности и уменьшение занимаемого уравновешивающим устройством места.

Эта задача решается согласно изобретению за счет того, что винтовые пружины выполнены в направлении упругой энергоаккумулирующей деформации в виде пружин растяжения и концы обеих образующих один пружинный блок коаксиальных пружин выполнены, по меньшей мере, на одном общем конце, оканчивающимися в форме спирали и надвинуты на общий крепежный элемент, который имеет первый обращенный к пружинам узкий крепежный участок для крепления внутренней пружины и примыкающий к нему с противоположной от пружин стороны более широкий участок для крепления наружной пружины, при этом крепежные участки на своих кромках выполнены с крючкообразными выступами, взаимодействующими с надвинутой спиралью пружин и надежно предотвращающими их снятие, причем количество крепежных элементов на общем несущем элементе крепежных элементов равно количеству присоединенных пружинных блоков.

Согласно предпочтительной форме выполнения ворот по изобретению крепежный элемент в своей противоположной крепежным участкам зоне выполнен в виде держателя ролика для направляющего ролика или в виде якоря для его фиксации на соответствующей направляющей.

Благодаря такому выполнению пружин удается разместить в небольшом пространстве полный пружинный блок высокой энергоаккумулирующей способности, а именно, как в сравнении с соответственно сильной крупногабаритной отдельной пружиной, так и в сравнении с несколькими расположенными параллельно более слабыми пружинами. При этом тесная связь коаксиально входящих одна в другую, соответственно охватывающих друг друга пружин растяжения играет особую роль, которая возможна благодаря тому, что соседние пружины, смотря в одном и том же направлении продольной оси пружин, имеют взаимно противоположное направление витков, так что спирали этих соседних пружин перекрещиваются и поэтому могут быть приведены в тесную взаимную связь без опасности того, что витки одной пружины могут войти в промежутки между витками другой пружины и тем самым нарушить их работу.

При этом внутренняя пружина служит улавливающим элементом для обломков наружной пружины и, наоборот, наружная пружина служит в качестве цилиндрической оболочки для внутренней пружины, так что при разрыве одной из пружин другая препятствует разлетанию обломков первой пружины.

При применении пружин растяжения, установленных в горизонтальной плоскости, коаксиально расположенные относительно друг друга пружины различного диаметра служат, кроме того, взаимной опорой, препятствующей провисанию.

Решение по изобретению не требует защитного кожуха, однако при изломе одной из пружин растяжения с противоположной навивкой не имеется опасности сцепления частей сломанной пружины с другой пружиной, т. е. части сломанной пружины не представляют собой дополнительной нагрузки для оставшейся целой пружины. При этом части сломанной пружины удерживаются и направляются оставшейся целой пружиной, вследствие чего опасность ранения людей или повреждения предметов снижена до минимума. В связи с тем, что такое выполнение не нуждается в защитном кожухе, экономится занимаемое устройством место, что очень важно для ворот, например, гаражей, которые, как правило, ограничены в пространстве.

Ниже настоящее изобретение подробнее поясняется примерами его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает перспективный вид полотна потолочных сочлененных ворот, с внутренней стороны, положение направляющих и уравновешивающего устройства;

Фиг. 2 a-b - вид сбоку (со стороны воротного полотна) и вид сверху на горизонтальный и спускающийся, соответственно дугообразный, участки направляющего устройства;

Фиг. 3 a-e - различные варианты одного или нескольких параллельно включенных пружинных блоков, состоящих каждый из коаксиальных пружин, а также пружинную систему в схематическом частичном разрезе;

Фиг. 4 a-b - изображение одного из вариантов выполнения согласно фиг. 3 на виде сбоку и на виде сверху с частичным разрезом;

Фиг. 5 a-f - изображения в перспективе отдельных узлов, изображенных на фиг. 1, в увеличенном масштабе.

Схематически показанные на фиг. 1 потолочные ворота имеют воротное полотно, состоящее из нескольких панелей 10, из которых самая верхняя 10" и самая нижняя 10"" в закрытом положении ворот панели отличаются от остальных панелей. За исключением самой верхней панели 10" все остальные панели перемещаются известным образом с помощью роликов 11 в так называемых первых направляющих, состоящих каждая из горизонтального участка 12, дугообразного участка 12" и вертикального участка 12" и установленных по обе стороны воротного полотна, в то время как самая верхняя панель 10" своими расположенными в по обе стороны ее верхней кромки 13 роликами 11 установлена во вторых направляющих, состоящих каждая из горизонтального участка 14, спускающегося, если смотреть в направлении воротного проема, участка 14" и, наконец, отогнутого под углом концевого участка 14"".

Такой вариант выполнения с двумя направляющими также известен. Ворота снабжены уравновешивающим устройством 15, состоящим из винтовых пружин растяжения и предусмотренных для них тросовых тяг, что в принципе также известно, таким образом, что в соответствующем горизонтальном участке направляющих винтовая пружина растяжения расположена параллельно этому участку, закреплена на противоположной от воротного проема стороне и на обращенной к воротному полотну стороне соединена с направляющим роликом, вокруг которого пропущен трос, который закреплен одним концом в зоне нижних кромок самой нижней панели и другим концом закреплен стационарно, в широком смысле на соединенных неподвижно с царгами деталях. Данный пример выполнения показывает расположение растягивающего пружинного устройства в каждой из периферийных удаленных друг от друга боковых зон горизонтальных участков 12 и 14 направляющих так, что это устройство практически не требует для себя места выше и ниже направляющих. Площадь, необходимая сбоку для устройств винтовых пружин растяжения, уменьшена благодаря тому, что эти устройства состоят из блоков 16 винтовых пружин растяжения, из которых, в зависимости от потребного усилия, соответственно веса воротного полотна и для безопасности на случай падения при разрыве пружин, предпочтительно несколько расположены параллельно и друг под другом. Каждый пружинный блок состоит при этом из двух отдельных, расположенных коаксиально одна в другой, соответственно охватывая одна другую, винтовых пружин растяжения, из которых внутренняя 17 и сопряженная с ней наружная 18 пружина имеют различные направления витков, если смотреть в одном и том же осевом направлении пружин, так что в направлении, перпендикулярном к осевому направлению пружин, витки обеих пружин перекрещиваются под острым углом, как это более четко видно на фиг. 3 и 4.

Состоящие каждое из одного или нескольких параллельно включенных пружинных блоков 16 устройства пружин растяжения на горизонтальном участке направляющих закреплены в неподвижной относительно здания зоне, а именно на противоположном от воротного проема конце горизонтальных направляющих 12, 14 (фиг. 5) и имеют на их объединенном, ближнем к воротному проему конце направляющий ролик в форме роликовой пары 25, соответственно ролика с двумя параллельными канавками, по которым пропущены два троса 21, которые проходят параллельно и закреплены соответствующими их концами практически на тех же самых устройствах, а именно, во-первых, в общей точке 22 крепления известной конструкции в зоне нижней кромки 23 самой нижней в закрытом положении ворот панели 10"" и, во-вторых, стационарно на ближнем к воротному проему конце горизонтальных направляющих 12, 14. При этом, чтобы скомпенсировать изменение положения точки крепления при движении воротного полотна по отношению к постоянному осевому направлению пружин пружинных блоков, тросы пропущены между парой 25 направляющих роликов и ближней к воротному полотну точкой 22 крепления через поворотный ролик 24.

Более наглядно расположение пружинных блоков 16 в пространственном сопряжении с горизонтальными участками 12, 14 направляющих поясняется на фиг. 2, на которой в схематизированном виде показаны пружинные блоки, соответственно состоящие из двух коаксиально расположенных винтовых пружин, имеющих противоположное направление витков, и траектория проводки обоих параллельных тросов для одного пружинного устройства. На фиг. 2 (вид сбоку, в середине схематизированный) видна форма, соответственно пространственная связь между горизонтальными участками 14 и 15 направляющих и устройством винтовых пружин растяжения, состоящим из двух расположенных один под другим пружинных блоков 16. На площади, освободившейся в результате разрыва чертежа, показывающего вид сбоку на горизонтальную часть направляющих, изображен разрез, выполненный перпендикулярно к продольному направлению направляющих. Далее на фиг. 2 - на виде сбоку - показан ряд отверстий 40, вырубленных в обращенной внутрь здания концевой зоне горизонтального участка 14 направляющей, который (ряд) взаимодействует с якорем 37, закрепленным на обращенном внутрь здания конце пружинных блоков 16, как это показано также на фиг. 5.

На фиг. 3 показаны, в разнесенном виде, три варианта выполнения устройств пружин растяжения так, как они расположены в боковых зонах горизонтальных участков 12 и 14 направляющих, а именно в различном исполнении, конкретно с одним единственным пружинным блоком 16, с двумя и тремя расположенными один под другим пружинными блоками 16, каждый из которых состоит из двух расположенных коаксиально друг с другом пружин 17 и 18, средняя, в продольном направлении, часть которых изображена укороченной. Для каждого варианта выполнения - с одним, двумя и тремя пружинными блоками - предусмотрены расположенный с двух сторон несущий элемент 30 с роликодержателями 35, 36 и якорь 37 с лепестками 38, 39, которые выполнены в виде крепежных элементов 31, 31", 31"" в количестве, соответствующем количеству предусмотренных пружинных блоков 16, как это легко видеть из чертежа. Под показанными на виде сбоку различными вариантами выполнения показан соответствующий вид сверху. Присоединение пружин пружинных блоков к крепежным элементам еще подробнее поясняется на фиг. 4.

На фиг. 3 показан вырез из продольной части пружинного блока, состоящего из двух коаксиальных пружин, а именно из внутренней пружины 17 и охватывающей ее наружной пружины 18. Как видно, обе пружины 17 и 18 имеют различное направление витков в одном и том же направлении оси пружин, т. е. витки обеих пружин 17 и 18 перекрещиваются под острым углом. Внутренняя пружина 17 имеет меньший наружный диаметр Da в сравнении с внутренним диаметром Di наружной пружины 18. Благодаря этому пружины могут двигаться независимо одна от другой, без опасности того, что участки витков одной пружины будут заходить в зазоры между участками соседних витков другой пружины, хотя разница в диаметрах Di - Da может поддерживаться малой. Чтобы снизить фрикционную нагрузку между соседними зонами витков пружин, на этих участках может быть предусмотрен антифрикционный экран, например, в виде ограниченного соседними зонами витков и имеющего в сечении форму желоба окаймления витков или в виде окружающей их оболочки из соответствующей пластмассы, нечувствительной к фрикционной нагрузке.

На фиг. 4 на примере сопряженной с соответствующей парой 25 направляющих роликов концевой зоны устройства винтовых пружин растяжения, состоящего из трех пружинных блоков 16, показано присоединение пружин этих блоков через объединяющий их несущий элемент 30. Выполненный плоским несущий элемент 30 снабжен тремя направленными в сторону пружинных блоков крепежными элементами 31, 31" и 31"", которые лежат в одной плоскости и имеют по одному более узкому крепежному участку 32 и по одному расположенному между этим последним и несущим элементом более широкому крепежному участку 33. Как показано на фиг. 4 (вид сбоку и вид сверху), наружная пружина 18 соответствующего пружинного блока 16, имеющая больший диаметр в сравнении с диаметром внутренней пружины 17, надвинута на более широкий крепежный участок 33 почти до несущего элемента таким образом, что надвинутая зона 19 спирали зацепляется за выступы на кромках 47 крепежного участка, имеющие форму обратно направленных крючков, и тем самым, хотя она лишь надвинута, она тем не менее надежно застопорена против соскакивания, причем повернутая на 180^o между обоими участками 32 и 33 конфигурация кромки, включающая в себя выступы 34 и впадины 48, позволяет видеть, что наружная пружина 18 и внутренняя пружина 17 имеют противоположно направленное направление витков.

В противоположной от крепежных элементов 31 зоне несущего элемента выполнен держатель 35 ролика, выполненный в виде единой детали с несущим элементом 30 щековой опоры, и сопряженной с этой опорой ответной детали 36, причем эта последняя соединена с несущим элементом 30 навешиванием, как это показано на виде сверху; обе детали 35 и 36 скреплены друг с другом с помощью пустотелой заклепки, которая одновременно представляет собой ось для направляющего ролика, выполненного в виде направляющей роликовой пары 25.

На фиг. 5 показан в увеличенном масштабе ряд отдельных узлов из фиг. 1, а именно на фиг. 5a показано выполнение, на противоположной от воротного проема стороне (т. е. со стороны здания) узла крепления переменной длины для символически представленного одной пружиной устройства винтовых пружин растяжения, состоящего из одного или нескольких расположенных параллельно один под другим пружинных блоков 16, к концу которых, обращенному внутрь здания, присоединен якорь 37, показанный ранее на фиг. 3. Якорь 37 вставляется в одно из отверстий на выбор из ряда 40 отверстий, а именно отогнутым в направлении пружины лепестком 39, который при пропускании его в отверстие заходит за стенку горизонтального участка 14 направляющей и под действием пружины 16 взаимодействует с ней. Другой лепесток 38, выполненный на противоположной от пружины стороне и направленный в другую от лепестка 39 сторону, снабжен отверстием, которое совмещается с вырубленным отверстием, соседним с тем вырубленным отверстием, через которое проходит первый лепесток 39, когда происходит зацепление первого лепестка 38 за стенку. Через это вырубленное отверстие и отверстие в лепестке 38 пропускается фиксирующий болт; эти процессы изображены на фиг. 5a, 5b и 5c. Для обращения с якорем 37 вышеописанным образом служит выполненная на нем навесная скоба 46.

На фиг. 5d показан узел крепления обращенных к воротному проему концов обоих параллельных тросов 21 с одной стороны воротного полотна. Выполненные утолщенными концы 44 тросов заделаны в фиксирующих гнездах 43, предпочтительно наподобие запора Боудена, и в этом положении они удерживаются силой пружинных блоков, действующей на соответствующий направляющий ролик 25. Эти выполненные в виде приспособлений для навешивания фиксирующие гнезда предусмотрены на коромысле 41, способном поворачиваться вокруг оси 42, так что в результате поворота коромысла происходит выравнивание различий в длине между обоими тросами 21 и достигается равномерное распределение нагрузки. Для обеспечения возможности выравнивания в широких пределах фиксирующие гнезда 43 предусмотрены отстоящими с обеих сторон оси 42 дальше от направляющей роликовой пары 25, чем ось 42. Выполнение этого стационарного узла крепления с возможностью изменения его длины достигается тем, что коромысло 41 может быть вставлено на выбор в одно из отверстий ряда 45 отверстий, выполненного в продольном направлении участка 14 направляющей, благодаря чему обеспечивается возможность регулирования устанавливаемой пружинной силы с учетом имеющихся длин тросов и обусловленных старением изменений этих значений величин.

На фиг. 5e и 5f показаны расположение других, выполненных петлеобразно концов тросов 21 в точке 22 крепления в зоне 23 нижних кромок самой нижней панели 10"", а также положение и принцип действия поворотного ролика 24 в ближней к зданию зоне участка 14, соответственно 14", направляющей.