CN101263275B - 带有可平行于主转动轴摆动的闭锁臂的旋转栅门 - Google Patents

Abstract

在一种旋转栅门中，该旋转栅门用于人员通过控制并具有可绕倾斜的转动轴转动、释放和锁定的闭锁单元，该闭锁单元优选地具有三个闭锁臂(2)，该闭锁臂能够按步进步幅相继地从禁止人员通过的位置进入允许人员通过的位置，通过一穿过一开口(8)作用的锁止元件(7)，在铰接地支承闭锁臂(2)的支承板(4)上形成对每个闭锁臂(2)的锁止，由此在运行故障的情况下或在出现危险时能够为任意数量的人员提供不受阻碍的通道。当运行故障时机械地使位于闭锁位置的闭锁臂(2)的锁止元件(7)脱离在开口(8)中的接合，一偏心地作用在闭锁臂(2)上的力使闭锁臂从其正常位置转动到其释放位置。当运行故障停止后，临时地锁定相关的闭锁臂(2)，通过支承板(4)的小于一个步进步幅的转动，由于闭锁臂此时相对于支承板(4)的被迫转动，闭锁臂自动回到其正常位置。

Description

带有可平行于主转动轴摆动的闭锁臂的旋转栅门

技术领域

本发明涉及一种用于人员通过控制的旋转栅门，其具有可绕与水平方向向下倾斜大约45°角的转动轴转动的、并且可以通过可释放的闭锁机构防止转动锁定的、而且可至少在一个转动方向上放开以进行转动的闭锁单元，该闭锁单元至少具有两个朝转动轴倾斜的闭锁臂，在装置的操作位置处，在所述闭锁臂中，总是有一个闭锁臂位于基本水平的闭锁通过的位置而其它闭锁臂移出通道区，其中闭锁臂通过闭锁单元由于对可释放的闭锁机构的指令而进行的旋转可相继地从闭锁通行位置运动到开放通行位置，并且所述闭锁臂这样铰接在闭锁单元的支承板上，使得当装置例如由于停电或断电而停止运转时，在装置工作状态中位于其禁止通行位置的闭锁臂可以通过解锁机构的动作从其在支承板上的锁住的正常位置摆动到不受阻碍的允许人员通行的释放位置，并且该闭锁臂在引发解锁的过程停止之后自动返回锁住的正常位置。

背景技术

为了能够控制人员的进入或离开，在人员通道上使用这种旋转栅门。根据事先确定的判断标准，通过使闭锁装置旋转一个步进步幅(Fortschaltschritt)而每次对一个人开放通道，其中每经过的一个人之后，使下一个闭锁元件首先处于阻挡后面的人的通行的位置。但是这种装置也必须确保，在例如由于停电而出现故障时，或在故意停止栅门的运行时，或在紧急情况下，可以使尽可能所有的人不受阻碍地通行，由此逃生通道保持开放。

已知的单臂栅门或双臂栅门已经被证明是不利的，因为，这种栅门由于必须进行较快的转动而产生大的碰撞力并由此产生特别是伤害儿童的危险。因此主要使用三臂栅门。

由DE-PS 28 257 87已知一种十字栅门装置，该装置具有三个从支承盘三角式伸出的闭锁臂，该闭锁臂通过十字栅门的转动相继地到达封锁通行和开放通行的位置。所述闭锁臂在其正常位置相对于支承盘成一定角度伸出，但是与支承盘这样铰接地连接，即，位于其闭锁位置的闭锁臂在例如遇到停电或断电时在铰接部处解锁并能够通过重力作用摆动到能不受阻碍地通行的释放位置。在这种装置中必须手动地使这样解锁的、亦不发挥作用的闭锁臂进入其正常工作位置，以重新开始工作。这非常繁琐而且费时并且特别是在较大的待监控的区域中是不利的。

由德国实用新型69 37 378已知一种类似的十字栅门装置，其中，在闭锁臂例如由于事故或故意停机而翻转离开其闭锁位置之后，同样必须手动地使所述闭锁臂回到其操作位置以重新开始正常工作。

由DE 44 45 698 C2和EP 0 658 680 B1也已知一种类似的十字栅门装置，但是，其中解锁的、即不发挥作用的闭锁臂在重新开始工作之后，通过利用重力作用使十字栅门或支承所述闭锁臂的支承盘的转动至少一个步进步幅而自动回到正常工作位置，所述闭锁臂由卡锁装置保持在该正常工作位置。闭锁臂必须十字栅门转动时在支承盘上到达确定的位置，由此相关的闭锁臂才能以这种方式回到其正常工作位置。只有当转动到达或经过的下方的顶点(Scheitelpunkt)时重力才能发挥其全部作用。因此在十字栅门只有一个的步进步幅时不能真正确保解锁的闭锁臂的自动返回。因此上述文献中也有明确指示，即，当使十字栅门前进至少两个步进步幅时，即当闭锁臂此时旋转经过的下方的顶点时，闭锁臂才能以特别可靠的方式达到其工作位置。这样使解锁的闭锁臂以一个或两个步进步幅返回在再次卡锁时由于闭锁臂的快速运动而包含一定的伤害危险。

已知栅门系统的闭锁元件的锁止通过杆系统和夹紧体、通过液力或气动制动器来实现，这非常复杂、成本高且容易发生故障。为了在栅门系统中使闭锁元件精确地定位，需要在凸轮盘上运行的滚轮系统。此外，对液力系统和气动系统有高的安全性要求。夹紧体、凸轮盘、摆动销作为锁止元件在负载下是不能解锁的。

上述已知的十字栅门装置的其它缺点在于借助于带传动装置的电动机的驱动，这种驱动根据传动装置类型不同会发出令人不适的噪声并且具有高磨损。为了继续转动闭锁单元，需要较高的动力消耗。自锁的传动装置使得在停电时不再能从外部进行转动，这在紧急的情况下具有非常不利的效果，而不自锁的传动装置在停电时也需要很大的外部操作力才能够转动。

发明内容

本发明的目的是，在开始所述类型的旋转栅门中，使得已从其正常位置转动到其释放位置的闭锁元件的自动返回安全且可靠地进行，并且由此也在通常出现的故障消除之后尽可能无延迟地并且以较可靠和简单的方式保证旋转栅门的再次起动运行。该装置的构造应尽可能简单、总体上功能可靠并且磨损低。

根据本发明，这样来实现上述目的，即，通过一穿过一开口作用的锁止元件形成对支承盘上的每个闭锁臂的锁止，在断电时，可抵抗弹簧力机械地使位于闭锁位置的闭锁臂的锁止元件从与开口的接合中脱离出来，并且，当锁止松开时，一偏心地作用在闭锁臂上的力使闭锁臂在其在支承板上的支承部中绕与闭锁单元的主转动轴平行的转动轴从其正常位置摆动到其释放位置，而且重新供电时可以临时地锁定已摆动的闭锁臂，并且通过支承板的小于旋转栅门的一个步进步幅的转动，可以使闭锁臂通过其相对于支承板的被迫转动返回其正常位置并可在该位置由锁止元件重新锁住。

对于已摆出的闭锁臂的复位，闭锁单元只转动闭锁臂的大约半个步进步幅就足够了，这里这种转动以非常安全和可靠以及也很柔和的方式进行，而在卡锁时没有剧烈的碰撞并且没有伤害人员的危险。

偏心作用在闭锁臂上的力可以是弹簧力和/或重力。

闭锁臂可以通过接纳轴颈可转动地保持在支承板的开口中并通过锁止元件相对于支承板锁住。

偏心作用在接纳轴颈或闭锁臂上的弹簧优选为螺旋弹簧。与盘簧相比，螺旋弹簧比较不易于由于转动而破坏。

所述锁止元件可以是锁止销，该锁止销经过支承板的开口，并且该锁止销通过在停电时可摆动的解锁杆抵抗弹簧力移动脱离在开口中的接合。

在支承板上，优选在每个闭锁臂的区域内设有用于通过锁止销的开口，该锁止销通过停电时可摆动的解锁杆可以在闭锁臂或闭锁臂的接纳轴颈上抵抗弹簧力径向移动并可脱离在开口中的接合。这种锁止形式在结构上非常简单，但在其作用方式上非常可靠。

当旋转栅门正常工作时，解锁杆可以通过第一电动提升磁体抵抗解锁弹簧的力安全地保持在距锁止销一定距离处。

闭锁臂直接或者优选地通过接纳轴颈可摆动地保持在支承板的开口中；在闭锁臂或接纳轴颈的背侧设有接合结构，弹簧力可偏心地作用在该接合结构上，弹簧的另一端锚固在支承板的背侧上；解锁的闭锁臂可通过如拉伸弹簧或螺旋弹簧的弹簧力在支承板的开口中绕与闭锁单元的主转动轴平行的轴转动。

根据本发明的一个有利的实施形式，可以在闭锁臂或其接纳轴颈的背侧上设有多个突出的销作为接合结构；在所述销中的一个上可以偏心地作用一拉伸弹簧，优选为螺旋弹簧，该弹簧的另一端锚固在支承板的背侧上。

根据另一个实施形式，可以在闭锁臂或其接纳轴颈的背侧上设有摩擦轮作为接合结构。

根据又一个实施形式，可以在闭锁臂或其接纳轴颈的背侧上设有带齿的盘作为接合结构。

当装置重新起动运行时，使锁定杠杆与从通行区摆出的闭锁臂形锁合或力锁合地临时地相连接以锁定该闭锁臂；通过使闭锁单元或支承板转动小于一个闭锁单元的步进步幅，强迫闭锁臂相对于支承板转动并由此将闭锁臂导回其正常位置，并将其重新锁住。

锁定杠杆优选地具有卡槽，利用该卡槽，锁定杠杆可以形锁合地连接在从闭锁臂或其接纳轴颈的背侧突出的销上，或与设置在闭锁臂或其接纳轴颈的背侧上的带齿的盘形锁合地相连接。

所述卡槽有利地具有用于导入销或齿部的平的侧面和陡的侧面，卡锁时销或齿部贴靠在该侧面上。通过主要在接合方向上作用在陡的侧面上的力分量，销或齿部能够以较小的杠杆力保持其接合作用。

当重新开始供电时，有利地通过第二电动提升磁体操作锁定杠杆，以锁定从通道区摆出的闭锁臂。

作为用于闭锁单元的驱动马达，优选采用不具有传动装置的、具有直接驱动的、无电刷的直流电机。该直流电动机比带传动装置的电动机的磨损低。

此外，闭锁单元可以通过直接作用在闭锁单元的传动轴上的电磁制动器来防止发生不允许的转动。该制动器构成过载保护，并提供用于防止例如由于恶意破坏而发生损坏的保护。

用于闭锁单元的位置控制、位置调节和位置查询可以通过直接安装在驱动马达的转子轴上的旋转编码器来实现。该旋转编码器可以是分解器(Resolver)。

附图说明

下面根据附图示例性地详细描述本发明。在附图中：

图1是旋转栅门的立体图；

图2是应用于图1中的旋转栅门中的闭锁单元的立体正视图；

图3是图2中的闭锁单元处于工作状态的立体后视图；

图4是图2中的闭锁单元在闭锁元件解锁时的视图；

图5是闭锁单元在闭锁元件解锁时的后视图；

图6和7是闭锁单元在一闭锁元件转动到其释放位置时的后视图；

图8和9是闭锁单元在前述转动的闭锁元件返回其正常工作位置时的后视图。

具体实施方式

图1示出带有可绕相对于水平方向倾斜大约45°角的转动轴转动的闭锁单元1的三臂式旋转栅门，三个闭锁元件2(这里以闭锁臂2的形式)相互分别成120°角地从所述闭锁单元延伸出来。根据图2，所述闭锁单元1安装在承载板3上。闭锁臂2分别以与支承板4相等的角度延伸，在该支承板上所述闭锁臂以其一端保持在接纳轴颈5中，该接纳轴颈可转动地支承在支承板4的开口中。在支承板4的外周上可以形成凸缘6，通过该凸缘所述支承板4可转动地支承在承载板3的圆形开口中。在每个接纳轴颈5上分别设置有通过弹簧径向向外加载、但是可抵抗该弹簧的力径向移动的锁止销7(见下面的内容与图5)，该锁止销在正常位置处穿过支承板4中的相应开口8，优选为孔。在图2所示的锁止销7的正常位置处，锁止销通过闭锁臂的接纳轴颈5将所属的闭锁臂2保持在其正常角度位置，该位置也是旋转栅门的正常工作位置。可通过解锁杆9抵抗加载在锁止销上的弹簧力操作刚好位于在可转动的支承板4的最上方的顶点处的锁止销7，通过第一电动提升磁体10抵抗解锁弹簧11的力将该解锁杆保持在正常位置处，即，将其保持在在离锁止销7一定距离处。

根据图3，销12作为接合结构从接纳轴颈5的背侧突出。在每个接纳轴颈5的销12中的一个上分别作用有一拉伸弹簧13，该拉伸弹簧优选为螺旋弹簧并以其另一端锚固在支承板4上。此外，在承载板3的背侧可转动地设置有锁定杠杆14，该锁定杠杆能够以在其一较长杠杆臂上形成的卡槽15与位于最高位置的接纳轴颈5的各销12相接合，但是在旋转栅门的正常工作状态中通过弹簧16保持脱离接合。锁定杠杆14的另一较短的臂与第二电动提升磁体17作用连接，该第二电动提升磁体正常时是没有电流的。卡槽15有利地具有一较平的侧面和一陡的侧面。平的侧面允许毫无问题地导入销12，该销然后贴靠在陡的侧面上并因此能够由于在接合方向上产生的较大的力分量以较小的杠杆力保持接合。

代替销12可以在接纳轴颈5的背侧(或者直接在闭锁臂2上)设置摩擦轮或带齿的盘作为接合结构。

在旋转栅门的正常运行中，三个闭锁臂2中的总有一个在人员通道内水平伸出，而其它两个闭锁臂2从通道摆动到倾斜向下的位置，如图1所示。如果一个人进入并希望通过旋转栅门，通过由驱动马达(未示出)使支承板4转动一个步进步幅，即，大约120°，从而所述水平的、即处于其闭锁位置的闭锁臂2在触发操作信号后移动离开其闭锁位置。此时对这个人开放通道，而同时在转动方向上的下一个闭锁臂2到达其水平的、即闭锁的位置，即首先对下一个人再次闭锁通道并且只有在下一个操作信号之后才可以重新开放。闭锁单元或者支承板4通过电磁制动器提供固定防护，以防止未经许可的转动。该电磁制动器优选地直接作用在驱动马达的传动轴上或者支承板4的传动轴上。因此，由于扭矩小，可以得到有效的过载保护以及得到防止例如由于恶意破坏而损坏的保护。驱动马达优选为不带电刷的、没有无传动装置—即具有直接驱动和高驱动力矩—的直流电动机。

在运行故障例如停电或故意断电的情况下，必须保证，特别是位于闭锁位置的闭锁臂2移动离开其水平的闭锁位置，即，离开通道区，并且对所有人开放不受阻碍的通道，例如也可作为逃生通道。

当电流中断时，在本文所述的旋转栅门中第一电动提升磁体10没有电流，即该电动提升磁体放开解锁杆9，此后解锁杆通过解锁弹簧11的力绕其转动轴18转动，并且这样操作处于闭锁位置的闭锁臂2(见图4)的锁止销7，以使得该锁止销抵抗对其加载作用的力径向向内移动，并移出与支承板4的开口8的接合，并且松开对相关的接纳轴颈5锁定以及由此松开对旋转栅门2的锁定。通过优选为偏心地作用在其销12中的一个上的拉伸弹簧13，这些接纳轴颈5连同所属的、首先仍然位于闭锁位置的闭锁臂2一起绕与闭锁单元1的主转动轴平行的轴转动，并在此时自动移动离开通道区(见图5和6)，从而能够不受阻碍地通过旋转栅门。闭锁臂2与其接纳轴颈5一起由于重力落入垂直向下的位置(见图7)，其中接纳轴颈5的其上作用有拉伸弹簧13的销12在所述转动过程中到达越过下方的顶点的位置，并且再次张紧拉伸弹簧13。拉伸弹簧13优选为螺旋弹簧13；它例如与盘簧相比不会由于转动被破坏，并且在经过顶点时有利地产生一定的制动作用或缓冲效果。

当恢复供电或接到控制命令时，通过电动提升磁体10使解锁杆9摆回其正常工作位置。现在同样给第二电动提升磁体17供电，该电动提升磁体吸引与其作用连接的锁定杠杆14的杠杆臂，此时锁定杠杆14绕其轴19转动，直到该锁定杠杆以其卡槽15中的至少一个与在接纳轴颈5的背侧上的销12中的一个相接合或者也可与接纳轴颈5或闭锁臂2形成形锁合或力锁合的连接(见图8)。如果现在由旋转栅门的未示出的驱动马达使整个闭锁单元1转动大约半个步进步幅，因此强迫摆出的、通过锁定杠杆14固定保持的闭锁臂2相对于闭锁单元1或支承板4转动，直到该闭锁臂到达其工作位置，并且使其锁止销7通过弹簧力再次进入其在支承板4上的接合并重新将闭锁臂2锁在当前位置(见图9)。在闭锁臂2被锁定之后，第二电动提升磁体17的电流被切断，作用在锁定杠杆14上的弹簧16使锁定杠杆移回初始位置。对此有帮助的是，将旋转栅门再次复位半个步进步幅以便卡锁在卡槽15中的销12从卡槽的陡的侧面(见上文)上松开。

由于如上所述为了使摆出的闭锁臂2转回其工作位置闭锁单元1只需要转动半个步进步幅，所以这是以特别安全和可靠的方式进行的，并且没有使人受伤的威胁。

附图标记表

1  闭锁单元

2  闭锁臂

3  承载板

4  支承板

5  接纳轴颈

6  轴环

7  锁止销、锁止元件

8  开口

9  解锁杆

10 第一电动提升磁体

11 解锁弹簧

12 销

13 拉伸弹簧，螺旋弹簧

14 锁定杠杆

15 卡槽

16 弹簧

17 第二电动提升磁体

18 传动轴

19 轴

Claims (20)

1.一种用于人员通过控制的旋转栅门，具有一闭锁单元，该闭锁单元可绕相对于水平方向向下倾斜大约45°角的转动轴转动，并可以借助于可释放的闭锁机构锁定以防止转动，并且可以在至少一个转动方向上被释放以进行转动，该闭锁单元具有至少两个朝转动轴倾斜的闭锁臂，在该装置的工作位置，所述闭锁臂中总有一个臂位于基本上水平的、闭锁通道的闭锁位置，而另一个或其它闭锁臂则移出通道区，其中，通过由于给可释放的闭锁机构的命令而能够进行的闭锁单元的转动，闭锁臂可以相继地从闭锁通道的位置运动到开放通道的位置，并且所述闭锁臂这样铰接在闭锁单元的支承板上，使得当装置停止运行时，在所述装置的工作状态中位于其闭锁位置的闭锁臂可以通过触发解锁机构而从其在支承板上锁住的正常位置摆动到允许人员无阻碍地通过的释放位置，并且在触发解锁的过程之后能够使所述闭锁臂自动回到锁住的正常位置，其特征在于，每个闭锁臂(2)的在支承板(4)上的锁止由穿过一开口(8)作用的锁止元件(7)形成，当电流中断时，可以抵抗弹簧力机械地使位于闭锁位置的闭锁臂(2)的锁止元件(7)脱离在开口(8)中的接合，当松开锁止时，偏心作用在所述闭锁臂(2)上的力(13)使该闭锁臂在其在支承板(4)上的支承部中绕与闭锁单元(1)的主转动轴平行的转动轴从其正常位置转动到其释放位置，并且，当重新供电时，可以临时地锁定已摆动的闭锁臂(2)，通过使支承板(4)转动小于旋转栅门的一个步进步幅，通过闭锁臂此时相对于支承板(4)被迫的相对转动，可以使闭锁臂(2)回到其正常位置并且在该位置通过锁止元件(7)重新将其锁住。

2.根据权利要求1所述的旋转栅门，其特征在于，偏心作用在闭锁臂(2)上的力是弹簧力(13)。

3.根据权利要求1所述的旋转栅门，其特征在于，偏心作用在闭锁臂(2)上的力是重力。

4.根据权利要求1所述的旋转栅门，其特征在于，闭锁臂(2)通 过接纳轴颈(5)可摆动地保持在支承板(4)的开口中并通过锁止元件(7)相对于支承板(4)被锁住。

5.根据权利要求1所述的旋转栅门，其特征在于，锁止元件是锁止销(7)，该锁止销穿过支承板(4)的开口(8)，并且锁止销通过在停电时能够转动的解锁杆(9)抵抗弹簧力移出在开口(8)中的接合。

6.根据权利要求1所述的旋转栅门，其特征在于，在支承板(4)上在每个闭锁臂(2)的区域内设有用于使锁止销(7)通过的开口(8)，该锁止销通过在停电时能够摆动的解锁杆(9)可抵抗弹簧力在闭锁臂(2)上或闭锁臂(2)的接纳轴颈(5)上径向移动，并能够脱离在开口(8)中的接合。

7.根据权利要求5或6所述的旋转栅门，其特征在于，在旋转栅门正常工作时，通过第一电动提升磁体(10)抵抗解锁弹簧(11)的力将解锁杆(9)保持在离锁止销(7)一定距离处。

8.根据权利要求1所述的旋转栅门，其特征在于，闭锁臂(2)直接或者通过接纳轴颈(5)可摆动地保持在支承板(4)的开口中，并且在闭锁臂(2)或接纳轴颈(5)的背侧设有接合结构，所述接合结构上偏心地作用有弹簧力(13)，弹簧的另一端锚固在支承板(4)的背侧上，并且解锁的闭锁臂(2)通过该弹簧力(13)可以在支承板(4)的开口中绕与闭锁单元(1)的主转动轴平行的轴转动。

9.根据权利要求8所述的旋转栅门，其特征在于，在闭锁臂(2)或其接纳轴颈(5)的背侧设有多个突出的销(12)作为接合结构，并且在所述销(12)中的一个上偏心地作用有拉伸弹簧(13)，该拉伸弹簧的另一端锚固在支承板(4)的背侧上。

10.根据权利要求8所述的旋转栅门，其特征在于，在闭锁臂(2)或其接纳轴颈(5)的背侧设有摩擦轮作为接合结构。

11.根据权利要求8所述的旋转栅门，其特征在于，在闭锁臂(2)或其接纳轴颈(5)的背侧设有带齿的盘作为接合结构。

12.根据权利要求1所述的旋转栅门，其特征在于，当所述装置再起 动运行时，为了锁住所述闭锁臂(2)，一锁定杠杆(14)通过形锁合或力锁合与从通道区摆动离开的闭锁臂(2)临时地相连接，并且，由于支承板(4)的小于闭锁单元(1)的一个步进步幅的转动，闭锁臂(2)相对于支承板(4)的被迫转动，由此该闭锁臂能够返回其正常位置并重新锁住。

13.根据权利要求12所述的旋转栅门，其特征在于，锁定杠杆(14)具有卡槽(15)，利用该卡槽(15)，能够使所述锁定杠杆(14)形锁合地连接在从闭锁臂(2)或其接纳轴颈(5)的背侧突出的销(12)上。

14.根据权利要求12所述的旋转栅门，其特征在于，锁定杠杆(14)具有卡槽(15)，利用该卡槽(15)，能够使所述锁定杠杆(14)形锁合地连接在一设置在闭锁臂(2)或其接纳轴颈(5)的背侧上的带齿的盘上。

15.根据权利要求13或14所述的旋转栅门，其特征在于，卡槽(15)具有用于导入销(12)或齿部的较平的侧面和陡的侧面，当卡锁时，销(12)或齿部贴靠在所述陡的侧面上。

16.根据权利要求12所述的旋转栅门，其特征在于，在再次开始供电时，可通过第二电动提升磁体(17)操作锁定杠杆(14)，以锁定从通道区转出的闭锁臂(2)。

17.根据权利要求1所述的旋转栅门，其特征在于，闭锁单元(1)可以由驱动马达驱动，该驱动马达是没有传动装置、具有直接驱动的、不带电刷的直流电动机。

18.根据权利要求1所述的旋转栅门，其特征在于，闭锁单元(1)能够由驱动马达通过传动轴驱动，并且通过直接作用在传动轴上的电磁制动器确保防止未经许可的转动。

19.根据权利要求17所述的旋转栅门，其特征在于，在驱动马达中，直接在驱动马达的转子轴上安装用于位置控制、位置调节和位置查询的旋转编码器。

20.根据权利要求19所述的旋转栅门，其特征在于，所述旋转编码器是分解器。 

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