ПОДЪЕМНАЯ ДВЕРЬ СО СВЕРТЫВАЕМЫМ ДВЕРНЫМ ПОЛОТНОМ

Область техники

Данное изобретение относится к подъемной двери, используемой в промышленных целях, которая может работать при высокой скорости и низком уровне шума. Более конкретно, изобретение относится к подъемной двери, содержащей дверное полотно (створку), которое имеет ширину, возрастающую сверху вниз, и обладает гибкостью в направлении свертывания, пазы, служащие направляющими двери, два модуля, предназначенные для свертывания и развертывания дверного полотна таким образом, что слои полотна не контактируют друг с другом, причем модули, расположенные на каждой стороне двери, имеют одну и ту же центральную ось и постепенно расширяются в радиальном направлении так, что при открывании и закрывании двери более узкие и более широкие части полотна взаимодействуют соответственно с меньшими и большими частями модулей.

Предпосылки изобретения

Начиная с 1970-х годов, существует большая потребность в использовании быстро перемещающихся дверей в зданиях промышленного назначения. Это относится к проемам внутри помещений, а также к проемам в наружных стенах, в которых дверь выполняет функцию экрана между различными видами производства или препятствует возникновению сквозняков и тепловых потерь. В настоящее время для этой цели используются свертывающиеся двери с гибкими дверными полотнами, а также более жесткие конструкции, наподобие жалюзийных дверей, с полимерными или металлическими пластинами. Эти двери свертываются на верхний цилиндр привода и могут иметь дополнительные элементы, например систему уравновешивания по массе, систему натяжения, окна или т.п. Из соображений безопасности свертывающиеся двери могут быть оборудованы надежной защитой края, устройствами, обеспечивающими безопасность работы, защитой от падения, и т.д.

Из изложенного выше следует, что подъемные двери могут быть выполнены в различных стилях и из различных материалов. В одном традиционном конструктивном решении дверное полотно свертывают на вал так, что оно сворачивается само на себя. Недостаток такой конструкции для более жестких дверей заключается в том, что износ вскоре вызывает появление на поверхности пластин видимых отметин, которые рассматривают в качестве отрицательного фактора. Кроме того, пластины накручиваются друг на друга без какого-либо подкладочного материала, что создает шум. Для устранения этого обстоятельства такие двери обычно перемещаются с низкой скоростью открывания и закрывания.

Гибкое дверное полотно с таким, например, чувствительным материалом, как поливинилхлорид (ПВХ), также может страдать от указанных проблем изнашивания. В патенте США №5307859 показано, что устранение этих недостатков возможно за счет использования дополнительных гибких полос, проходящих перпендикулярно валу привода. При свертывании или складывании шторы во втянутое положение разделяющие полосы накручиваются или складываются сами на себя, отделяя слои шторы друг от друга.

В патенте США №5484007 описана жалюзийная дверь, содержащая две роликовые направляющие, расположенные на противоположных боковых сторонах дверного проема. Роликовые направляющие проходят вертикально примерно на высоту дверного проема, а затем соединяются у входа двери в направленную внутрь позиционную спираль так, что планки двери движутся по существу независимо друг от друга, обеспечивая, тем самым, высокую скорость двери. Такое конструктивное решение требует наличия направляющих пазов, длина которых примерно в два раза превышает высоту двери. Во время полного процесса закрывания/открывания пластины, ролики и направляющая система перемещаются, что вызывает повышенный износ и шум.

Похожая конструкция двери описана в патентном документе WO 01/69032, в которой вышеописанные недостатки устранены созданием цепи из опорных тел, прикрепленных винтами к поверхности пластин. Эти звенья имеют толщину, превышающую толщину пластин. Во время операции свертывания эти опорные тела катятся одно по другому и создают промежуток между пластинами. Для создания равномерного рулона звенья выполнены с изгибом, соответствующим среднему диаметру свертывания. Тем не менее, это конструктивное решение двери обладает недостатком, заключающимся в том, что свернутые слои находятся в непосредственном контакте друг с другом, что создает шум. Также неизбежным является увеличение диаметра. Опорные тела накатываются друг на друга, образуя поверхность неправильной формы, которая лишь частично компенсируется за счет дугообразной конфигурации. Такое свертывание типа "верх-по-верху" приводит к тому, что опорные тела испытывают усилие, как растяжения, так и сжатия, при этом обе наружные поверхности подвергаются износу и разрыву.

В патенте США №5682937 описано закрывающее устройство, содержащее деформируемую свертывающуюся ширму или экран, а также барабан, образованный двумя параллельными валами, которые расположены в поперечном направлении в верхнем положении, по существу совмещаясь с осью ширмы или экрана. Верхний край ширмы или вала подсоединен к первому валу. Второй вал подсоединен к первому валу и свободно вращается на скорости, несколько отличной от скорости первого вала, когда первый вал приводится в движение механизмом привода и свободно вращается. Такое решение обеспечивает процесс намотки, в котором последовательные слои или витки экрана или ширмы не контактируют друг с другом, при этом устраняется неуправляемое раскручивание экрана или ширмы. В данном патенте также описан экран или ширма, в которой разделение последовательных слоев или витков достигается за счет ступенчатых шкивов, установленных на каждом конце валов и содержащих диски разных диаметров для селективного создания опор для торцов планок экрана или ширмы. Разделение может быть достигнуто также за счет дисков двух совмещенных валов, создающих опору для торцевых деталей, прикрепленных к планкам экрана или ширмы и выступающих из планок на разные расстояния. Разделение планок экрана или ширмы может быть получено за счет роликов разного диаметра, прикрепленных к торцам планок, взаимодействующих при обратном ходе с автономными направляющими устройствами того же диаметра, поддерживаемыми концами совмещенных валов. Недостатками, связанными с этим принципом намотки, являются необходимость в наличии составных валов и низкая скорость намотки, поскольку экран или ширма должны пройти вокруг нескольких валов.

Сущность изобретения

Для устранения недостатков рассмотренных выше закрывающих устройств в данном изобретении предлагается подъемная дверь промышленного назначения, содержащая штору в виде дверного полотна, закрывающую дверной проем. Полотно является гибким по меньшей мере в направлении свертывания и может содержать гибкий листовой материал или по существу жесткие пластины или планки или их сочетание, включая секции для окон и т.д. Направление данного полотна осуществляется на торцах, при этом оно может быть свернуто в несколько слоев. В большинстве случаев использования дверь приводится в действие в вертикальном направлении, но также возможна работа в горизонтальном направлении или под углом.

Для сведения к минимуму шума и износа и облегчения быстрого открывания/закрывания двери важно, чтобы свертывание полотна осуществлялось на специально предназначенную для этого пару конических модулей с устранением, тем самым, непосредственного контакта с другими частями дверного полотна. Целью данного изобретения является снижение уровня шума и обеспечение более высокой скорости открывания и закрывания, а также повышение надежности работы таких типов подъемной двери.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является аксонометрическим видом сплошного спирального модуля (левая сторона) в соответствии с первым вариантом выполнения данного изобретения;

фиг.2 представляет собой вид изнутри открытой двери (левая часть фиг.2) и закрытой двери (правая часть фиг.2);

фиг.3 представляет собой вид справа изнутри двери в закрытом положении;

фиг.4 представляет собой вид слева изнутри двери, открытой приблизительно на две трети;

фиг.5 представляет собой вид изнутри открытой двери (левая часть фиг.5) и закрытой двери (правая часть фиг.5) в соответствии со вторым вариантом выполнения;

фиг.6 представляет собой вид справа изнутри двери в закрытом положении;

фиг.7 представляет собой вид слева изнутри двери, открытой приблизительно на две трети;

фиг.8 представляет собой поперечный разрез двух смежных планок и герметизирующей полосы;

фиг.9А представляет собой вид спереди планки с прикрепленным ремнем;

Фиг.9В представляет собой вид снизу планки, показанной на фиг.9А;

Фиг.9С представляет собой вид сзади планки с вставленной торцевой деталью, а также ремень, прикрепленный к торцевой детали; и

фиг.9D представляет собой вид снизу планки, показанной на фиг.9С и дополнительно содержащей деталь для закрепления намотки.

Подробное описание изобретения

Ниже приводится описание первого варианта выполнения предлагаемой подъемной двери со ссылкой на фиг.1-4. Фиг.1 представляет собой аксонометрический вид модуля 10, который установлен на валу 12 и используется при свертывании и развертывании двери. В альтернативном случае сам вал 12 может иметь форму модуля (не показан). В данном варианте выполнения модуль 10 снаружи имеет форму конической спирали с непрерывной сплошной поверхностью 14. Полезной особенностью является то, что модуль 10 постепенно расширяется в радиальном направлении и содержит меньшие и большие части увеличивающегося диаметра. Далее приводится описание модуля 10 со ссылкой на фиг.2.

Фиг.2 представляет собой вид изнутри двери в закрытом положении (см. правую часть фиг.2) и в открытом положении (см. левую часть фиг.2). На правой части фиг.2 изображена дверная створка, или дверное полотно 16, в закрытом положении, в котором оно закрывает дверной проем. В большинстве случаев использования работа двери осуществляется в вертикальном направлении, как показано на фиг.2, но также предусматривается работа в горизонтальном направлении или под углом. Дверное полотно 16 имеет коническую или трапецеидальную форму с шириной, непрерывно возрастающей сверху вниз. Однако, как показано и описано ниже, это увеличение ширины может быть и ступенчатым. Дверное полотно 16 обладает гибкостью, по меньшей мере в направлении свертывания, и может содержать гибкий листовой материал, например поливинилхлорид (ПВХ), Rolltex® (продукция, предлагаемая корпорацией Albany International Corp.), или другой вид материала для свертываемых дверей, подходящий для этой цели. Материал двери также может быть слоистым, армированным, или он может иметь структуру, подобную пленочной. Дверное полотно 16 дополнительно может содержать участки со свойствами, отличными от свойств основной части, например оконные участки.

В соответствии с данным вариантом выполнения, показанным на фиг.2, дверное полотно 16 содержит комплект по существу жестких соединенных пластин или планок 18, которые придают двери гибкость в направлении свертывания. Планки 18 могут быть выполнены из металла или полимерной композиции, или из их сочетания, или любого другого материала, подходящего для этой цели, а также могут дополнительно содержать армированные элементы (не показаны). Заметим, что планки 18 могут быть окрашенными или прозрачными, или они могут иметь различные поверхностные текстуры. В данном варианте выполнения планки 18 имеют, как показано на фиг.2, ширину, непрерывно возрастающую сверху вниз. Однако, как описано ниже при рассмотрении другого варианта выполнения, вместо такого увеличения ширины, возможно и ступенчатое увеличение. Дверное полотно 16 может также содержать кромочные участки (не показаны), которые соответствуют увеличению ширины двери сверху вниз. Наконец отметим, что направление дверного полотна 16 осуществляется вдоль его кромок 20, которые, как это показано далее на других чертежах, входят в вертикальные пазы.

Для сведения к минимуму шума и износа и обеспечения безопасного и быстрого открывания/закрывания двери, показанной на фиг.2, дверное полотно 16 сворачивают на пару конических модулей 10, 22 так, что планки 18 не контактируют во время свертывания или развертывания. Достоинством упомянутого выше принципа намотки является то, что он позволяет получить большие скорости перемещения дверей, например, до 3 метров в секунду. Дополнительно отметим, что модули 10, 22 соединены валом 12, приводимым во вращение узлом 24 привода, в качестве которого может быть использован двигатель или аналогичное устройство. Как показано на фиг.2, модули 10, 22 расположены на соответствующих сторонах вала 12 и имеют одну и ту же центральную ось. Важно то, что модули 10, 22 непрерывно расширяются в радиальном направлении так, что при открывании и закрывании двери более узкие и более широкие части дверного полотна 16 взаимодействуют, соответственно, с меньшими и большими соответствующими частями модулей 10, 22. В связи с этим кромки 20 дверного полотна имеют форму, соответствующую непрерывному спиральному контуру модулей 10, 22. На поверхности модулей 10, 22 или прямо на дверном полотне 16 можно использовать демпфирующий материал для снижения шума и износа, увеличения сцепления при намотке и предотвращения скольжения планок 18.

На фиг.2 показано, что дверное полотно 16 на каждой боковой стороне двери прикреплено к каждому из модулей 10, 22 вертикальным подъемным ремнем 28. Однако вместо этого возможно прикрепление дверного полотна 16 непосредственно к модулям 10, 22 без ремня с использованием вместо него других средств, подходящих для этой цели. То есть, основная функция данного изобретения выполняется и для пластин со штифтовым соединением или другой обычной шарнирно закрепленной двери с планками.

В варианте выполнения данного изобретения, проиллюстрированном на фиг.2, подъемный ремень 28 прикреплен вдоль всего дверного полотна 16, то есть ремень 28 соединяется с концом каждой планки 18 винтами 30 или другими подходящими крепежными средствами. Таким образом, в этом варианте выполнения нет необходимости в традиционном шарнирном замке между планками, так как подъемный ремень 28 принимает на себя основные вертикальные усилия между каждой планкой 18. Вместо этого, соединение между планками 18 может быть выполнено из гибкого материала для создания плотного перекрытия, описанного ниже. В альтернативном случае ремень 28 может быть распределен вдоль кромок двери с перекрытием сбоку (не показано). Отметим, что данная дверь может содержать дополнительные возможности, например предназначенные для уравновешивания ремни и пружины 32, показанные на фиг.2, систему натяжения, защитные кромки или датчики (не показано).

Фиг.3 представляет собой вид справа изнутри двери в закрытом положении. Показано ступенчатое расширение 34 спирального модуля 22. Отметим, что планки 18 прикреплены к модулю 22 в точке 36 крепления и направляющими для них являются внутренние и наружные вертикальные направляющие элементы 38 и 38А соответственно. Направляющие 38, 38А могут быть расширены для того, чтобы скрыть непрямоугольную форму двери. Кроме того, промежуток между направляющими 38, 38А может быть отрегулирован в соответствии с толщиной планки, а сами направляющие 38, 38А могут быть облицованы износостойким материалом (не показан). Фиг.4 представляет собой вид слева изнутри двери, открытой приблизительно на две трети. Планки 18 непрерывно возрастающей ширины показаны намотанными вокруг последовательно расширяющегося в радиальном направлении модуля 10, без контакта (перекрытия) друг с другом.

Далее приведено описание второго варианта выполнения данного изобретения со ссылкой на фиг.5-7. Фиг.5 представляет собой вид изнутри двери в закрытом положении (см. правую часть фиг.5) и в открытом положении (см. левую часть фиг.5). В соответствии с данным изобретением дверное полотно 40 содержит слои 42, 44, 46, ступенчато увеличивающиеся по ширине сверху вниз. Отметим, что каждый слой содержит планки одинаковой ширины. Кроме того, в этом варианте выполнения каждый из двух модулей представляет собой блок, состоящий из тонкостенных параллельных дисков. Для упрощения приведено описание блока дисков, содержащего диски 50, 52, 54, на правой стороне двери. Имеются распорные элементы 56, предназначенные, например, для повышения жесткости блока дисков. Распорный элемент 56 между наименьшим и средним дисками 50, 52 может также служить в качестве точки 64 крепления для прикрепления подъемного ремня 66. Кроме того, распорные элементы 56 также облегчают направление дверного полотна 40.

При подъеме двери каждый соответствующий слой 42, 44, 46 наворачивается на соответствующие диски 50, 52, 54 без непосредственного контакта с другими слоями. Полезной особенностью является то, что диски 50, 52, 54 последовательно расширяются в радиальном направлении так, что при открывании и закрывании двери более узкие и более широкие слои 42, 44, 46 взаимодействуют соответственно с меньшими и большими дисками 50, 52, 54. В связи с этим кромка 58 дверного полотна имеет форму, соответствующую ступенчатому контуру блока дисков.

Другие элементы данного изобретения, показанные на фиг.5, подобны элементам, описанным ранее при рассмотрении первого варианта выполнения, показанного на фиг.2. Например, имеется вал 70, соединяющий соответствующие левый и правый блоки дисков. В альтернативном случае на валу 70, в его средней точке, может быть расположен дополнительный диск (не показан), используемый, например, в качестве опоры первого витка дверного полотна 16. Также имеется уравновешивающий механизм 60. Отметим также, что слои 42, 44, 46 на каждой стороне прикреплены к каждому из блоков дисков в каждой точке 64 крепления подъемным ремнем 66, а соответствующий ремень 66 присоединен к каждой планке винтами 68 или другими средствами.

По окружности каждого диска тангенциально расположены снижающие шум элементы или демпферы 62. Например, в случае, когда соответствующий диск выполнен тонким, демпфер 62 может быть выполнен широким с тем, чтобы равномерно закрывать край диска с обеих сторон. Этот демпфер 62 в основном предназначен для гашения шума, возникающего от непосредственного механического контакта различных подвижных частей дверного узла.

Фиг.6 представляет собой вид справа изнутри двери в закрытом положении. В соответствии с принципом намотки по данному варианту выполнения верхняя планка прикреплена к блоку дисков подъемным ремнем 66 так, как описано выше, а планки 72, направляющими для которых являются внутренние и внешние направляющие 74, 74А, без скольжения наворачиваются поверх дисков 50, 52, 54. В результате снижается износ планок и дисков, а также шум, скольжение/трение и потери энергии. Кроме того, для каждого диска разница между его наименьшим радиусом "S" и его наибольшим радиусом "L" составляет промежуток "D", который равен толщине планки плюс расстояние свободного пространства. В общем случае количество ступеней, слоев и дисков, а также их соответствующие размеры задаются в соответствии с высотой дверного полотна. Например, дверное полотно высотой 3 м с 1 ступенью и, следовательно, 2 слоями, наматывается на 2 диска, каждый из которых имеет приблизительно 1,5 м в окружности.

Фиг.7 представляет собой вид слева изнутри двери, открытой приблизительно на две трети так, что самый узкий и средний слои 42, 44 свертываются на наименьший и средний диски 80, 82 без контакта (перекрытия) друг с другом. Отметим, что наибольший радиус "R" любого диска равен наименьшему радиусу "R" смежного большего диска на переходном участке "Т". (Переходной участок является местом, где планка частично навернута на один диск, а частично находится на смежном диске). В результате намотка планок осуществляется с непрерывно увеличивающимся радиусом. Такое решение обеспечивает желательное одинаковое соотношение энергия/крутящий момент и плавный переход между дисками 80, 82, 84. Кроме того, за счет прикрепления самой верхней планки 86 к наименьшему диску 80 подъемным ремнем 66, гарантируется безопасная работа двери. Это обстоятельство обусловлено тем благоприятным обстоятельством, что кинетическая энергия дверного полотна 40, либо в открытом, либо в закрытом положении, является низкой по отношению к силам и углам в верхних участках внутренних и наружных направляющих 74, 74А. Кроме того, поскольку на подъемный ремень 66 воздействуют только усилия растяжения, радиус большого диска не вызывает изгибающих усилий в дверном полотне 40, при этом имеет место минимальное трение.

Фиг.8 представляет собой поперечный разрез герметизирующей полосы 90 из гибкого или жесткого материала, соединяющей две смежные планки 96 для того, чтобы сделать их перекрытие плотным и устойчивым к атмосферному воздействию. Полоса 90 содержит крепежные элементы 92 и легко вводится сбоку между планками 96 или вдавливается с передней стороны двери. Полоса 90 также содержит центральный участок 94, предназначенный для гашения шума, возникающего между планками 96, колеблющимися при открывании и закрывании двери.

На фиг.9А и 9В показана типичная планка 100, присоединенная непосредственно к подъемному ремню 102. На фиг.9С и 9D показан альтернативный вариант выполнения, в котором соответствующая планка 100 содержит вставленную в нее торцевую деталь 104. Торцевая деталь 104 подсоединена к подъемному ремню 102. Таким образом, дверь может содержать планки одинаковой ширины, но обладающие соответствующими торцевыми деталями 104 с шириной, возрастающей от верха до низа двери. Отметим, что торцевая деталь 104 легко обслуживается или заменяется с передней или боковой стороны двери, при этом она может дополнительно содержать противодействующий разматыванию крюк, или деталь 106 для закрепления намотки, способствующую процессу направления планок 100.

Из вышеприведенного описания следует, что для специалистов в данной области техники будут очевидны модификации подъемной двери промышленного назначения, которые, однако, не выводят изобретение, модифицированное подобным образом, за пределы объема правовой охраны прилагаемой формулы изобретения.