BE1027194B1 - Geautomatiseerde scharnieraandrijving voor draai- en vouwpoorten - Google Patents

Abstract

Deze uitvinding betreft een vouw- of draaipoort (1) met twee of meerdere poortvleugels (1) omvattende: - een kolom (2); - een met de kolom (2) scharnierbaar verbonden eerste poortvleugel (3); - een met de eerste poortvleugel (3) scharnierbaar verbonden tweede poortvleugel (4); en - aandrijfmiddelen voorzien voor het open- of dichtvouwen van de eerste (3) en tweede poortvleugel (4), waarbij de aandrijfmiddelen een eerste aandrijfbaar scharnier (5) voorzien om de eerste poortvleugel (3) aan te drijven en een tweede aandrijfbaar scharnier (6) voorzien om de tweede poortvleugel (4) aan te drijven, omvatten.

Description

GEAUTOMATISEERDE SCHARNIERAANDRIJVING VOOR DRAAI- EN

VOUWPOORTEN Deze uitvinding betreft een vouw- of draaipoort met twee of meerdere poortvleugels omvattende: een kolom, een met de kolom scharnierbaar verbonden eerste poortvleugel, een met de eerste poortvleugel scharnierbaar verbonden tweede poortvleugel en aandrijfmiddelen voorzien voor het open- of dichtvouwen van de eerste en tweede poortvleugel waarbij de aandrijfmiddelen een eerste aandrijfbaar scharnier voorzien om de eerste poortvleugel aan te drijven en een tweede aandrijfbaar scharnier voorzien om de tweede poortvleugel aan te drijven, omvatten. Deze uitvinding betreft in het bijzonder een geautomatiseerde draai- of vouwpoort die snel open en dicht gaat. Voor het afsluiten van een terrein of voor toegangscontrole van voertuigen wordt vaak geopteerd om een draai- of vouwpoort te plaatsen die zich in een paar seconden opent of sluit, waardoor een aanzienlijk hoger beveiligingsniveau geboden wordt in vergelijking met gewone automatische poorten of hekken. Dergelijke draai- of vouwpoorten worden tevens beschouwd als een hoogwaardig alternatief voor slagbomen, met als bijkomend voordeel dat ze ook de vrije doorgang van voetgangers en tweewielers belemmeren. Standaard worden dergelijke draai- of vouwpoorten geopend en gesloten door op de kolom een elektrisch, pneumatisch of hydraulisch aandrijfmiddel te plaatsen voor de aandrijving van de eerste poortvleugel. De tweede poortvleugel wordt mechanisch aangedreven door middel van stangen, tandlatten of aandrijfriemen die bevestigd zijn aan de eerste poortvleugel. Op deze manier kunnen maximaal twee poortvleugels aangedreven worden en kan de tweede poortvleugel niet autonoom aangedreven worden. Bovendien vereist het overbrengmechanisme door de vele mechanische onderdelen veel onderhoud. Ook bestaat er een systeem waar de mechanische aandrijving gemonteerd zit in ofwel de boven- of onderbak van de draai- of vouwpoort, in de praktijk ook vaak speed gate of bifolding poort genoemd.

Het Europees octrooi EP 1 595 050 B1, beschrijft een aantal uitvoeringsvormen van vouwpoorten. De beschreven vouwpoorten omvatten: een kolom, een met de kolom scharnierbaar verbonden eerste poortvleugel, een met de eerste poortvleugel scharnierbaar verbonden (mechanisch gekoppelde) tweede poortvleugel, aandrijfmiddelen voorzien om de eerste poortvleugel aan te drijven en een overbrengmechanisme voorzien voor het overbrengen van de beweging van de eerste poortvleugel op de tweede vleugel zodat de eerste en tweede poortvleugel gelijktijdig open — of dichtvouwen. Doordat bij dergelijke vouwpoorten de aansturing van de tweede poortvleugel gebeurt door de eerste poortvleugel, kunnen er maximaal twee opeenvolgende poortvleugels geautomatiseerd worden. Bij de huidige poorten zijn de krachten die nodig zijn om de tweede poortvleugel in beweging te brengen zeer groot, daar de hoek ten opzichte van het overbrengingsmechanisme en de poort heel klein is. Hierdoor komen er grote krachten op de aandrijfvleugel (eerste poortvleugel) en de volgvleugel (tweede poortvleugel), met snellere slijtage en metaalmoeheid tot gevolg. Het Nederlands octrooi NL 1032983 beschrijft een vouwhek omvattende een met een kolom scharnierbaar verbonden eerste heksegment, een met het eerste heksegment scharnierbaar verbonden tweede heksegment. Om het eerste en tweede heksegment te scharnieren omvat het vouwhek, respectievelijk eerste en tweede drijfmiddelen in de vorm van een eerste en tweede trommelmotor. Het vouwhek is verder uitgerust met beveiligingsmiddelen, zoals fotosensoren en/of contactsensoren.

Deze uitvinding heeft nu tot doel een alternatieve geautomatiseerde draai- of vouwpoort te verschaffen die op een andere manier geopend zal worden dan de tot nu toe gekende poorten. Het doel van de uitvinding wordt bereikt door te voorzien in een draai- of vouwpoort, omvattende:

- een kolom; - een met de kolom scharnierbaar verbonden eerste poortvleugel; - een met de eerste poortvleugel scharnierbaar verbonden tweede poortvleugel; - aandrijfmiddelen voorzien voor het open- of dichtvouwen van de eerste en tweede poortvleugel, waarbij de aandrijfmiddelen een eerste aandrijfbaar scharnier voorzien om de eerste poortvleugel aan te drijven en een tweede aandrijfbaar scharnier voorzien om de tweede poortvleugel aan te drijven, omvatten, en waarbij de aandrijfmiddelen verder een eerste positioneersensor (hoeksensor, encoder) die voorzien is om de positie van de eerste poortvleugel ten opzichte van de kolom te bepalen, en een tweede positioneersensor (encoder) die voorzien is om de positie van de tweede poortvleugel ten opzichte van de eerste poortvleugel te bepalen, omvatten om de eerste en tweede poortvleugel synchroon gecontroleerd open — of dicht te vouwen.

De aangedreven scharnieren zorgen voor het openen of dichtvouwen van de eerste en de volgende poortvleugels en beschikken in een voorkeurdragende uitvoeringsvorm elk over een motor driver en positioneringssensoren, bij voorkeur encoders, die de mogelijkheid bieden de poortvleugels onafhankelijk van elkaar aan te drijven ongeacht koppel, snelheid en draaihoek. Dit betekent dat één vleugel kan geopend worden voor het verlenen van toegang aan voetgangers of tweewielers. Door middel van de software kunnen de poortvleugels volledig met elkaar gesynchroniseerd worden. Een dergelijke draai- of vouwpoort kan bovendien in een vloeiende beweging geopend en gesloten worden.

Verder is het mogelijk om een poort met meer dan twee met elkaar verbonden opeenvolgende poortvleugels, bij voorkeur drie of vier, uit te rusten. Zo omvat de poort in een uitvoering met meerdere poortvleugels, per poortvleugel een aangedreven scharnier die gesynchroniseerd kan worden met de andere poortvleugels (zie robotarm). In een draai- of vouwpoort met meerdere poortvleugels zijn de genoemde scharnieren elektrisch, pneumatisch of hydraulisch aandrijfbaar.

In het geval de draai- of vouwpoort een met de tweede poortvleugel verbonden derde poortvleugel omvat, omvatten de aandrijfmiddelen vanzelfsprekend een derde positioneersensor die voorzien is om de positie van de derde poortvleugel ten opzichte van de tweede poortvleugel te bepalen.

Overeenkomstig een bijzondere uitvoeringsvorm van de draai- of vouwpoort volgens de uitvinding omvat de vouwpoort een verwerkingseenheid die voorzien is om het eerste en tweede scharnier aan te drijven op basis van de signalen van de eerste en tweede positioneersensor, zodat de eerste en tweede poortvleugel synchroon gecontroleerd open- of dichtvouwen. De verwerkingseenheid wordt bij voorkeur in de kolom voorzien. In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de draai- of vouwpoort overeenkomstig de uitvinding omvat het eerste en tweede scharnier elk een motor en een reductiekast. De reductiekast is bij voorkeur smal uitgevoerd, zijnde diameter=140mm en heeft in het bijzonder een koppel van 800 Nm. Om het grote koppel te genereren in een smalle uitvoering, is er een speciale reductiekast ontwikkeld, namelijk een afgeleide van een cycloïde overbrenging. Het grote koppel is nodig om het gewicht van de poortvleugel in beweging te brengen, rekening houdend met windbelasting, alsook ter bescherming van het manueel belasten van de draai- of vouwpoort in open of gesloten toestand (vandalismewerend). In een bijzondere uitvoeringsvorm van de draai- of vouwpoort overeenkomstig de uitvinding omvatten de genoemde aangedreven een sleepring voor het doorgeven van de elektrische en/of datasignalen van het ene scharnier naar het andere. De elektrische signalen en datasignalen kunnen gebruikt worden om respectievelijk de scharnieren aan te drijven of om data door te geven aan de verwerkingseenheid. Door gebruik te maken van sleepringen dient er geen zichtbare bekabeling meer geplaatst te worden.

Om de draai- of vouwpoort uit te rusten volgens de normen, kunnen één of meerdere fotocelsensoren voorzien worden. De fotocelsensoren dragen bij tot de veiligheid van personen en voertuigen. Indien de fotocelsensoren een obstakel in de korte nabijheid van de poort detecteren, kan een signaal gestuurd worden naar de motor driver, die 5 dan kan beslissen de poort al dan niet te sluiten. Daarnaast kunnen ook de wettelijke veiligheidsstrips voorzien worden per poortvleugel en geïntegreerd worden in het veiligheidssysteem. De draai- of vouwpoort volgens de uitvinding kan verder nog uitgebreid worden met andere detectiemiddelen, zoals bijvoorbeeld: voertuiglussen geplaatst in de grond, fotocellen, radarsystemen, enzovoort.

Deze uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van de hierna volgende gedetailleerde beschrijving van mogelijke uitvoeringvormen van de draai- of vouwpoort. De bedoeling van deze beschrijving is enkel een verduidelijkend voorbeeld te geven en kan dus geenszins geïnterpreteerd worden als een beperking van het toepassingsgebied van de uitvinding of van de in de conclusies opgeëiste octrooirechten. In deze beschrijving wordt door middel van referentiecijfers verwezen naar de hierbij gevoegde figuren, waarbij: - figuur 1: een perspectiefvoorstelling is van een vouwpoort overeenkomstig de uitvinding in gesloten toestand; - figuur 2: een voorstelling is van een vouwpoort overeenkomstig de uitvinding in open toestand; - figuur 3: een bovenaanzicht van de vouwpoort overeenkomstig de uitvinding tijdens het openen of sluiten van de poort; - figuur 4: een vooraanzicht is van de in figuur 1 afgebeelde vouwpoort; - figuur 5: een bovenaanzicht van de in figuur 4 voorgestelde vouwpoort overeenkomstig de uitvinding; - figuur 6: een bovenaanzicht van de in figuur 2 voorgestelde vouwpoort, - figuur 7: een deel van de poort toont, met name de kolom en een deel van de eerste poortvleugel;

- figuur 8: een doorsnede volgens lijn C-C toont; - figuur 9: een detailvoorstelling toont van het op figuur 8 omcirkeld gebied A; - figuur 10: een detailvoorstelling toont van het op figuur 8 omcirkeld gebied B.

De in de figuren afgebeelde vouw- of draaipoort (1) omvat twee op een afstand van elkaar geplaatste kolommen (2) waarbij elke kolom (2) via (onderste en bovenste) scharnierplaten (11) verbonden is met een eerste poortvleugel (3). De eerste poortvleugel (3) is verder via scharnierplaten (11) (scharnierend) verbonden met een tweede poortvleugel (4). Elk poortvleugel (3,4) kan zwenken rond een scharnieras die zich verticaal uitstrekt. De hele poort (1) kan open- of dichtzwenken en kan zo van een open toestand, zoals afgebeeld in figuur 2 naar een gesloten toestand, zoals o.a. afgebeeld in figuren 1 en 4, worden bewogen. In de afgebeelde uitvoeringsvorm kan de eerste poortvleugel over 90° zwenken, en kan de tweede poortvleugel over 180° graden zwenken.

De kolommen (2) zijn bevestigbaar tegen een permanente structuur zoals een ondergrond of muur. Elke kolom (2) is uitgevoerd als een holle metalen of aluminium paal. Een poortvleugel (3, 4) kan opgebouwd zijn uit één of meerdere paneelvormige elementen bevestigd tegen een draagstructuur of kan zoals voorgesteld op bijgevoegde figuren opgebouwd zijn uit een holle boven- en onderligger waartussen een aantal (holle) poortstijlen zijn voorzien. Bij voorkeur is de poort (1) vervaardigd uit metaal of aluminium. Om de poort (1) automatisch te openen of te sluiten omvat de draai- of vouwpoort (1) tevens aandrijfmiddelen voorzien voor het, bij voorkeur gelijktijdig, open- of dichtvouwen van de eerste (3) en tweede (4) poortvleugel. De aandrijfmiddelen zijn zodanig uitgerust dat ze de poort snel, bij voorkeur met een snelheid van 1 m/sec., kunnen gaan openen en sluiten. Hiertoe omvatten de aandrijfmiddelen ondermeer een eerste elektrisch aangedreven scharnier (5) (zie o.a. figuur 9) voorzien om de eerste poortvleugel (3) aan te drijven en een tweede elektrisch aangedreven scharnier (6) voorzien om de tweede poortvleugel (4) aan te drijven. In plaats van elektrisch aandrijfbare scharnieren kan ook gebruik gemaakt worden van pneumatische of hydraulische scharnieren of een combinatie van voorgaande.

Elk scharnier (5, 6) omvat een motor (7)(actuator) en een cycloïde reductiekast (8) met een groot koppel, namelijk 800 Nm.

Tussen de motor (7) en de reductiekast (8) zit een motorflens (15). De toegepaste scharnieren (5, 6) overeenkomstig de uitvinding zijn compact en omvatten sleepringen voor het doorgeven van de elektrische signalen (voeding voor de motoren) en datasignalen (voor veiligheden en positioneringssensoren). Door gebruik te maken van sleepringen dient er geen zichtbare bekabeling meer geplaatst te worden.

De aandrijfmiddelen omvatten verder een eerste positioneersensor (9), bij voorkeur een encoder, die voorzien is om de positie van de eerste poortvleugel (3) ten opzichte van de kolom (2) te bepalen, en een tweede positioneersensor, bij voorkeur een encoder, die voorzien is om de positie van de tweede poortvleugel (4) ten opzichte van de eerste poortvleugel (3) te bepalen.

In het geval de draai- of vouwpoort (1) een met de tweede poortvleugel verbonden derde poortvleugel omvat, omvatten de aandrijfmiddelen vanzelfsprekend een derde positioneersensor, bij voorkeur een encoder, die voorzien is om de positie van de derde poortvleugel ten opzichte van de tweede poortvleugel (4) te bepalen.

De positioneersensoren kunnen voorzien worden in de behuizing van het scharnier, maar kunnen in een alternatieve uitvoeringsvorm zoals verduidelijkt in figuur 10 in een afzonderlijke behuizing (10) onderaan de poortvleugel in de aslijn van de motor- reductor voorzien worden.

De positioneringssensor ligt altijd in lijn met de scharnieras van de motor-reductor.

In de behuizing (10) van de positioneersensor is tevens een magneet (16) voorzien.

De magneet (N/Z) draait rond de aslijn van het aangedreven scharnier en het is de positie van de magneet die nauwkeurig gemeten wordt door de positioneringssensor.

De positioneringssensor wordt ook gepositioneerd in de aslijn van het aangedreven scharnier.

Het eerste aangedreven scharnier (5) is ingericht om aan, of zoals getoond op figuur 7 in de kolom (2) te worden gemonteerd. Het tweede aangedreven scharnier (6) is ingericht om tussen de eerste (3) en tweede poortvleugel (4) te worden gemonteerd. Het eerste scharnier (5) omvat tevens een aangrijpeenheid (koppelschijf) (12) die enerzijds aangrijpt aan de reductiekast en anderzijds aan de (bovenste) scharnierplaat (11) van de eerste poort(aandrijf)vleugel (3) zodanig dat de aandrijving van het scharnier (5) door de motor (7) leidt tot rotatie van het scharnier en de eerste poortvleugel (3). Rotatie zal gebeuren rond het onderste en bovenste scharnierpunt aangegeven met referentiecijfers 13 en 14 op figuren 9 en 10. Het tweede scharnier (6) omvat tevens een aangrijpeenheid die enerzijds aangrijpt aan de reductiekast van het tweede scharnier en anderzijds aan de scharnierplaten van de tweede poortvleugel (de volgvleugel), zodanig dat de aandrijving van het scharnier door de motor leidt tot rotatie van de volgvleugel.

De vouwpoort (1) is verder uitgerust met een verwerkingseenheid die voorzien is om het eerste (5) en tweede scharnier (6) aan te drijven op basis van de signalen van de eerste (9) en tweede positioneersensor, zodat de eerste (3) en tweede poortvleugel (4) gecontroleerd open- of dichtvouwen. Er is dus volledige synchronisatie van alle motoren. De verwerkingseenheid wordt in de praktijk in de kolom voorzien en is op die manier beschermd. De verwerkingseenheid heeft een geheugen, elektrische schakelingen en uitgerust is voor Industry 4.0.

Om obstakels te detecteren die zich bijvoorbeeld in het bewegingsgebied van de poort (1) bevinden kan de vouwpoort (1) bijkomend uitgerust worden met fotocelsensoren en veiligheidsstrips of andere detectiemiddelen. In geval van nood, bijvoorbeeld een spanningsonderbreking, kan onderaan de motor met behulp van een sleutel, toegang worden verleend om de poort manueel te bedienen.

Claims (9)

CONCLUSIES

1. Vouw- of draaipoort (1) met twee of meerdere poortvleugels (1) omvattende: - een kolom (2), - een met de kolom (2) scharnierbaar verbonden eerste poortvleugel (3); - een met de eerste poortvleugel (3) scharnierbaar verbonden tweede poortvleugel (4); - aandrijfmiddelen voorzien voor het open- of dichtvouwen van de eerste (3) en tweede poortvleugel (4), waarbij de aandrijfmiddelen een eerste aandrijfbaar scharnier (5) voorzien om de eerste poortvleugel (3) aan te drijven en een tweede aandrijfbaar scharnier (6) voorzien om de tweede poortvleugel (4) aan te drijven, omvatten, met het kenmerk dat de aandrijfmiddelen verder een eerste positioneersensor (9) die voorzien is om de positie van de eerste poortvleugel (3) ten opzichte van de kolom (2) te bepalen, en een tweede positioneersensor die voorzien is om de positie van de tweede poortvleugel (4) ten opzichte van de eerste poortvleugel (3) te bepalen, omvatten om de eerste (3) en tweede poortvleugel (4) synchroon gecontroleerd open — of dicht te vouwen.

2. Vouw- of draaipoort (1) volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de genoemde scharnieren (5, 6) elektrisch, pneumatisch of hydraulisch aandrijfbaar zijn.

3. Vouw- of draaipoort (1) volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de eerste (3) en tweede (4) poortvleugel onafhankelijk van elkaar aandrijfbaar zijn.

4. Vouw- of draaipoort (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de vouw- of draaipoort (1) een verwerkingseenheid omvat die voorzien is om het eerste (5) en tweede (6) scharnier aan te drijven op basis van de signalen van de eerste en tweede positioneersensor, zodat de eerste (3) en tweede poortvleugel (4) synchroon gecontroleerd open — of dichtvouwen.

5. Vouw- of draaipoort (1) volgens conclusie 4, met het kenmerk dat de verwerkingseenheid in de kolom (2) voorzien is.

6. Vouw- of draaipoort (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het eerste (5) en tweede (6) scharnier elk een motor (7) en een reductiekast (8) omvat.

7. Vouw- of draaipoort (1) volgens conclusie 6, met het kenmerk dat de genoemde scharnieren (5, 6) een sleepring omvatten voor het doorgeven van de elektrische en/of datasignalen van het ene scharnier naar het andere.

8. Vouw- of draaipoort (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de vouw- of draaipoort (1) één of meerdere fotocelsensoren en/of veiligheidsstrips omvat.

9. Vouw- of draaipoort (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de poort (1) een met de tweede poortvleugel (4) scharnierbaar verbonden derde poortvleugel omvat en dat de aandrijfmiddelen een derde elektrisch aandrijfbaar scharnier voorzien om de derde poortvleugel aan te drijven omvatten.