ITMI982356A1

ITMI982356A1 - AUTOMATIC DOOR OPENER AND DOOR CLOSER.

Info

Publication number: ITMI982356A1
Application number: IT002356A
Authority: IT
Inventors: Claudio Ricci
Original assignee: Microhard Srl
Priority date: 1998-11-03
Filing date: 1998-11-03
Publication date: 2000-05-03
Also published as: IT1303299B1

Description

DESCRIZIONE DI INVENZIONE INDUSTRIALE DESCRIPTION OF INDUSTRIAL INVENTION

avente per titolo: APRIPORTA E CHIUDIPORTA AUTOMATICO entitled: AUTOMATIC DOOR OPENER AND DOOR CLOSER

DESCRIZIONE: DESCRIPTION:

Si tratta di un apparato atto all’apertura ed alla chiusura automatica di porte per mezzo di un sistema elettromeccanico, costruito in modo da non alterare le caratteristiche di base già note dei chiudiporta, in grado quindi di permettere la chiusura automatica della porta anche in condizioni di mancata alimentazione elettrica. It is an apparatus suitable for the automatic opening and closing of doors by means of an electromechanical system, built in such a way as not to alter the basic characteristics already known of the door closers, therefore able to allow the automatic closing of the door even in conditions power failure.

L’apparato ha applicazione nell’apertura e chiusura automatica di porte. The device is applied in the automatic opening and closing of doors.

Esistono sistemi oleodinamici di chiusura automatica di porte (si faccia riferimento a FIG. l e FIG.2) che permettono la chiusura tramite l’utilizzo di un sistema costituito da un cilindro metallico (1), fissato sulla porta, nel quale è in grado di scorrere un pistone (2) al cui interno è presente una cremagliera connessa ad un pignone (3), fra i quali avviene cosi la trasduzione del movimento rettilineo alternato del pistone (2) in un movimento circolare del pignone (3). Tale pignone (3) è a sua volta connesso ad un braccio metallico snodabile (4) con due fulcri, uno sul pignone (3) stesso e l’altro in un punto fisso presente sullo stipite della porta, o altri sistemi analoghi. Il pistone (2) è a sua volta connesso a una molla (5) che si trova in condizione di riposo se la porta è chiusa mentre viene compressa nell’atto di aprire la porta. There are hydraulic systems for automatic closing of doors (refer to FIG. 1 and FIG. 2) which allow closing through the use of a system consisting of a metal cylinder (1), fixed on the door, in which it is able to slide a piston (2) inside which there is a rack connected to a pinion (3), between which the transduction of the alternating rectilinear movement of the piston (2) into a circular movement of the pinion (3) takes place. This pinion (3) is in turn connected to an articulated metal arm (4) with two fulcrums, one on the pinion (3) itself and the other in a fixed point on the door jamb, or other similar systems. The piston (2) is in turn connected to a spring (5) which is in a rest condition if the door is closed while it is compressed when opening the door.

In condizione di compressione la molla (5) esercita dunque un’azione repulsiva nei confronti del pistone (2) il quale, adeguatamente frenato dalla presenza di olio nel cilindro (1), trasmette il suo moto al pignone (3) che, solidale con il braccio metallico (4), permette al braccio (4) stesso di richiamare la porta fino alla condizione di chiusura. Il sistema di frenaggio del pistone (2) è effettuato tramite il passaggio dell’olio compresso dal pistone (2) lungo un primo tubo di scarico (6) verso la parte posteriore del cilindro (1): il flusso deH’olio in tale tubo (6) è regolato da una valvola a spillo (7) che permette di variare la velocità di chiusura della porta. Un secondo tubo (8), anch’esso dotato di valvola a spillo di regolazione (9), consente una variazione di velocità del pistone (2) durante la fase finale della corsa. Da notare come tale secondo tubo (8) non influisca sulla prima parte della corsa, in quanto il suo ugello di scarico (10), nella parte posteriore del cilindro (1), rimane chiuso dal pistone (2) finché esso non raggiunge il punto in cui si stabilisce debba iniziare la fase finale della corsa. In the compression condition, the spring (5) therefore exerts a repulsive action against the piston (2) which, adequately braked by the presence of oil in the cylinder (1), transmits its motion to the pinion (3) which, integral with the metal arm (4) allows the arm (4) itself to recall the door to the closed condition. The braking system of the piston (2) is carried out through the passage of the compressed oil from the piston (2) along a first exhaust pipe (6) towards the rear of the cylinder (1): the flow of oil in this pipe (6) is regulated by a needle valve (7) which allows to vary the closing speed of the door. A second tube (8), also equipped with an adjustment needle valve (9), allows a speed variation of the piston (2) during the final stage of the stroke. It should be noted that this second tube (8) does not affect the first part of the stroke, since its exhaust nozzle (10), in the rear part of the cylinder (1), remains closed by the piston (2) until it reaches the point in which it is established that the final phase of the race should begin.

Esistono sistemi di apertura e chiusura automatica di porte atti ad aprire e chiudere porte a comando. Essi sono normalmente azionati da meccanismi pneumatici, idraulici od elettrici sia in apertura che in chiusura. There are automatic door opening and closing systems designed to open and close doors on command. They are normally operated by pneumatic, hydraulic or electric mechanisms both in opening and closing.

L’inconveniente presentato dagli attuali sistemi elettromeccanici di apertura e chiusura automatica delle porte sta nella loro dipendenza totale dall’alimentazione elettrica, ovvero essi smettono di funzionare in maniera automatica al venire meno dell’alimentazione rendendo così necessario attuare manualmente l’apertura e la chiusura della porta. The drawback presented by the current electromechanical systems for automatic opening and closing of the doors lies in their total dependence on the power supply, i.e. they stop working automatically when the power supply fails, thus making it necessary to manually open and close the doors. of the door.

Scopo della presente invenzione è quello di accoppiare ad un normale chiudiporta oleodinamico, del tipo descritto, un sistema elettromeccanico di apertura che conservi le funzioni automatiche di chiudiporta, anche in mancanza di alimentazione e/o in caso di rottura del sistema di apertura. Con riferimento alla FIG.3 l’apparato della presente invenzione consiste principalmente in due blocchi, uno di testa (A) e uno di coda (B), e un tubo di connessione (1 1) tra i due, da annettere al sistema oleodinamico di chiusura automatica di porte descritto precedentemente. Nel blocco di testa (A) sono presenti: The purpose of the present invention is to couple an electromechanical opening system to a normal hydraulic door closer, of the type described, which maintains the automatic door closer functions, even in the absence of power supply and / or in case of breakage of the opening system. With reference to FIG. 3, the apparatus of the present invention mainly consists of two blocks, one at the head (A) and one at the tail (B), and a connection tube (1 1) between the two, to be attached to the hydraulic system automatic closing of doors described above. In the head block (A) there are:

• un condotto (12) di collegamento tra la testa del cilindro (1) e il tubo (1 1). • a connection duct (12) between the cylinder head (1) and the tube (1 1).

• una valvola di non ritorno del tipo a sfera (13) inserita nel tubo (12). • a ball-type non-return valve (13) inserted in the pipe (12).

• una valvola a vite (14) di regolazione del flusso dell’olio durante il primo tratto di corsa del pistone (2) in fase di chiusura della porta. • a screw valve (14) for regulating the oil flow during the first stroke of the piston (2) when closing the door.

• una valvola a vite (15) di regolazione del flusso dell’olio durante l’ultimo tratto di corsa del pistone (2) in fase di chiusura della porta. • a screw valve (15) for regulating the oil flow during the last stroke of the piston (2) when closing the door.

Nel blocco di coda (B) è invece presente una pompa (16) azionata da un motore elettrico (29) che spinge l’olio, tramite il condotto (30), nel tubo (11), e quindi verso il blocco di testa (A). In the tail block (B) there is instead a pump (16) driven by an electric motor (29) which pushes the oil, through the duct (30), into the tube (11), and therefore towards the head block ( TO).

L’apparato cosi descritto funziona nel seguente modo: la pompa (16) spinge l’olio verso il blocco di testa (A) del cilindro (1) attraverso il condotto (30), attraverso il tubo di interconnessione (1 1) e quindi attraverso il condotto (12). L’olio esercita così una pressione sul pistone (2) il quale comprime la molla (5) e trasmette il suo movimento al pignone (3), e quindi al braccio snodabile (4), producendo l’apertura della porta, Le due valvole a vite (14) e (15) impediscono che una porzione di olio trafili verso il blocco di coda (B) del cilindro (1) attraverso i condotti (8) e (6). Quando il motore (29) smette di azionare la pompa (16) il pistone (2), grazie all’azione della molla (5) che tende a distendersi, si muove in senso inverso al precedente causando cosi la chiusura della porta. La valvola a sfera (13) impedisce il ritorno del’olio verso il blocco di coda (B) del cilindro (1) attraverso il condotto (12) e poi attraverso il tubo (11). Le due valvole a vite (14) e (15) durante questa fase fungono da regolatrici di flusso dell’olio verso il blocco di coda (B) del cilindro (1), regolando così la velocità di chiusura della porta. The apparatus thus described works in the following way: the pump (16) pushes the oil towards the head block (A) of the cylinder (1) through the duct (30), through the interconnection pipe (1 1) and therefore through the duct (12). The oil thus exerts pressure on the piston (2) which compresses the spring (5) and transmits its movement to the pinion (3), and then to the articulated arm (4), causing the door to open. screws (14) and (15) prevent a portion of oil from leaking towards the tail block (B) of the cylinder (1) through the ducts (8) and (6). When the motor (29) stops operating the pump (16) the piston (2), thanks to the action of the spring (5) which tends to stretch, moves in the opposite direction to the previous one, thus causing the door to close. The ball valve (13) prevents the oil from returning to the tail block (B) of the cylinder (1) through the duct (12) and then through the tube (11). The two screw valves (14) and (15) during this phase act as oil flow regulators towards the tail block (B) of the cylinder (1), thus regulating the closing speed of the door.

Con riferimento alle FIGG. 3 e 4 vediamo in dettaglio il funzionamento della speciale valvola a vite (14) nel blocco di testa (A) del sistema: With reference to FIGS. 3 and 4 we see in detail the operation of the special screw valve (14) in the head block (A) of the system:

- Fase di apertura: durante tale fase l’olio è pompato dal blocco di coda (B) verso il blocco di testa (A) del cilindro (1) e finisce inevitabilmente per fluire anche attraverso il tubo (17) verso la valvola a vite (14). Attraverso un particolare foro (18) praticato nella valvola a vite (14), l’olio va a spingere su un pistoncino (19) terminante con una testa a sfera (o di altro tipo ma di funzione analoga) che va a chiudere l’ingresso alla strozzatura (20), impedendo cosi il deflusso dell’olio dal tubo (21 ) alla strozzatura (20) e di conseguenza verso il blocco di coda (B) del cilindro (1). - Fase di chiusura: durante tale fase nel tubo (17) vi è una caduta di pressione dovuta all’intervento della valvola a spillo (13) che impedisce il passaggio di olio dal blocco di testa (A) del cilindro (1) nel condotto (17) e dal fatto che, essendo il motore (29) fermo, la pompa (16) non mantiene elevata la pressione nei condotti (30), (1 1), (12) e (17). Di conseguenza l’olio proveniente dal tubo (21) riesce a respingere il pistoncino (19) all’interno della cavità cilindrica presente nella valvola a vite (14). Di conseguenza si ottiene il flusso dell’olio dal blocco di testa (A) del cilindro (1 ) al blocco di coda (B) del cilindro (1) del chiudiporta, tramite il tubo (6). - Opening phase: during this phase the oil is pumped from the tail block (B) towards the head block (A) of the cylinder (1) and inevitably ends up flowing also through the tube (17) towards the screw valve (14). Through a particular hole (18) made in the screw valve (14), the oil pushes on a piston (19) ending with a ball head (or of another type but with a similar function) which closes the inlet to the throat (20), thus preventing the oil from flowing from the pipe (21) to the throat (20) and consequently towards the tail block (B) of the cylinder (1). - Closing phase: during this phase in the tube (17) there is a pressure drop due to the intervention of the needle valve (13) which prevents the passage of oil from the head block (A) of the cylinder (1) into the duct (17) and by the fact that, since the motor (29) is stopped, the pump (16) does not maintain high pressure in the pipes (30), (11), (12) and (17). Consequently, the oil coming from the tube (21) manages to reject the piston (19) inside the cylindrical cavity present in the screw valve (14). Consequently, the flow of oil is obtained from the head block (A) of the cylinder (1) to the tail block (B) of the cylinder (1) of the door closer, through the tube (6).

Da notare come tale valvola a vite (14) sia anche una regolatrice di flusso, in quanto, grazie alla filettatura (22), la sua posizione longitudinale può essere variata, variando cosi anche la posizione del pistoncino (19) durante la fase di chiusura, cosa che si traduce appunto in una regolazione del flusso dell’olio, che ha per conseguenza la possibilità di impostare la velocità di chiusura della porta. It should be noted that this screw valve (14) is also a flow regulator, since, thanks to the thread (22), its longitudinal position can be varied, thus also varying the position of the piston (19) during the closing phase. , which translates into an adjustment of the oil flow, which consequently has the possibility of setting the door closing speed.

In maniera del tutto analoga funziona l’altra valvola a vite (15) presente nel blocco di testa. The other screw valve (15) present in the head block works in a completely similar way.

E’ chiaro che, oltre all’esempio di realizzazione sopra descritto, numerose altre varianti sono possibili, sempre restando nell’ambito del progetto. It is clear that, in addition to the example of implementation described above, numerous other variants are possible, always remaining within the scope of the project.

Con riferimento alle FIGG. 3 e 5, il controllo elettronico del sistema sopra presentato può essere effettuato con un apparato, che di seguito presentiamo, i cui componenti fondamentali sono: With reference to FIGS. 3 and 5, the electronic control of the system presented above can be carried out with an apparatus, which we present below, whose fundamental components are:

- MICROPROCESSORE (23). - MICROPROCESSOR (23).

- ENCODER ASSOLUTO oppure ENCODER INCREMENTALE o RILEVATORE DI POSIZIONE ANGOLARE (24) - di seguito denominato per convenzione ENCODER - vincolato alla rotazione del pignone (3) di trasduzione del movimento longitudinale del pistone (2) in movimento rotatorio del braccio meccanico. - ABSOLUTE ENCODER or INCREMENTAL ENCODER or ANGULAR POSITION DETECTOR (24) - hereinafter referred to by convention as ENCODER - bound to the rotation of the pinion (3) transducing the longitudinal movement of the piston (2) in rotary movement of the mechanical arm.

- MEMORIA DIGITALE (25) - DIGITAL MEMORY (25)

- INTERRUTTORE (26) di comando apertura porta. - SWITCH (26) for door opening control.

- INTERRUTTORE (27) di abilitazione all’autoapprendimento. - LED (31) di segnalazione di stato (opzionale). - SWITCH (27) to enable self-learning. - Status signaling LED (31) (optional).

- COMANDO MOTORE (28). - ENGINE CONTROL (28).

Il sistema si basa fondamentalmente sull’utilizzo combinato di un microprocessore, di un encoder e di una memoria digitale, al fine di ottenere le seguenti prestazioni: The system is basically based on the combined use of a microprocessor, an encoder and a digital memory, in order to obtain the following performances:

- impostazione dell’angolo di apertura della porta; - setting the door opening angle;

- tempo di permanenza in condizione di apertura; - residence time in open condition;

- autoapprendimento dell’angolo di apertura e del tempo di permanenza. - self-learning of the opening angle and residence time.

La funzione di autoapprendimento ha inizio mediante la variazione di stato dell’interruttore (27): l’operatore apre la porta manualmente fino all’angolo desiderato. Il microprocessore (23) tramite l’encoder (24) legge l’angolo di rotazione del pignone (3) e ne memorizza il valore massimo riconoscendolo per l’avvenuto arresto della rotazione della porta. L’operatore mantiene la porta aperta per il tempo utile, trascorso il quale ne permette la chiusura automatica. Il microprocessore (23) conta il trascorrere del tempo fino a che riprende in senso inverso la rotazione dell’encoder (24). I valori dell’angolo massimo di rotazione e del tempo di permanenza in condizione di apertura vengono memorizzati nella memoria digitale (25). A questo punto cessa il processo di autoapprendimento. The self-learning function begins by changing the state of the switch (27): the operator opens the door manually to the desired angle. The microprocessor (23) through the encoder (24) reads the rotation angle of the pinion (3) and stores the maximum value recognizing it for the stop of the door rotation. The operator keeps the door open for the useful time, after which it allows automatic closing. The microprocessor (23) counts the passage of time until the rotation of the encoder (24) resumes in the opposite direction. The values of the maximum angle of rotation and of the residence time in the open condition are stored in the digital memory (25). At this point the self-learning process ceases.

Quando l’interruttore (26) di comando apertura porta viene fatto variare di stato, il microprocessore (23) invierà il comando di messa in moto al motore (29) della pompa (16) che farà cosi aprire la porta fino a che il valore dell’angolo di rotazione, che il microprocessore (23) legge tramite l’encoder (24) non coincida con quello memorizzato nella memoria digitale (25). A tal punto il microprocessore (23) provvederà a far funzionare il motore (29) della pompa (16) in modo da effettuare una serie di piccoli pompaggi intermittenti che, mantenendo costante la pressione dell’olio nel cilindro (1), permettono di mantenere la porta aperta. Nello stesso tempo il microprocessore (23) conta il trascorrere del tempo finché esso non coincida con il valore memorizzato nella memoria digitale (25) durante la fase di autoapprendimento, e a questo punto il microprocessore (23) provvede a fermare del tutto il motore (29) della pompa (16), dando così il via alla fase di chiusura automatica della porta. When the door opening control switch (26) is changed in status, the microprocessor (23) will send the start command to the motor (29) of the pump (16) which will open the door until the value of the rotation angle, which the microprocessor (23) reads through the encoder (24) does not coincide with that stored in the digital memory (25). At this point the microprocessor (23) will operate the motor (29) of the pump (16) in order to carry out a series of small intermittent pumpings which, by keeping the oil pressure in the cylinder (1) constant, allow to maintain the open door. At the same time the microprocessor (23) counts the passage of time until it coincides with the value stored in the digital memory (25) during the self-learning phase, and at this point the microprocessor (23) stops the motor (29) completely. ) of the pump (16), thus starting the automatic closing phase of the door.

Claims

CLAIMS 1. Use in a door closer of an electro-controlled hydraulic pump such as to allow not only closing the door but also its opening by pumping oil into the cylinder head block.

2. Device as indicated in the previous claim characterized by the particular technical solution realized by coupling to a door closer a system consisting of two blocks, one at the head and one at the tail, to be attached to the original door closer between which, by means of an external connection tube , the oil is pumped which, by exerting pressure on the piston, allows the door to open.

3. Realization of a device as indicated in the previous claims which has the fundamental characteristic of functioning as a simple automatic door closer even if the power supply fails.

4. Device as indicated in the preceding claims characterized by the use of the screw valve both as a system for regulating the oil flow when closing the door, and as a system to prevent the oil from returning to the rear of the cylinder during the of opening.

5. Device as indicated in the preceding claims characterized by the particular technical solution relating to the realization of the screw valve characterized by the presence of a hole suitable for allowing the oil to enter inside, and of a cylindrical cavity in which a piston can move bearing at one end a sphere or a pin or other similar detail able to completely or partially close a hole.

6. Device as indicated in the previous claims characterized by the use of a non-return valve designed to prevent the backflow of oil towards the tail block of a cylinder.

7. Device as indicated in the preceding claims characterized by the combined use of a microprocessor and an encoder in the electric control system of the door opener, in order to obtain, through appropriate commands, the ability of the door to open up to a determined point and to remain there for a time which is also determined.

8. Device as indicated in the previous claims characterized by the use of a digital memory in which to store in numerical form the information relating to the opening angle of the door and its residence time in the open condition.