ITPD20100102A1 - Sistema di azionamento per porte battenti - Google Patents

Description

Descrizione

Ambito tecnico

La presente invenzione concerne un sistema di azionamento automatico per porte battenti, ivi incluse le porte di ascensori.

L’invenzione concerne, inoltre, una porta battente provvista di un sistema di azionamento automatico secondo l’invenzione.

Sfondo tecnologico

L’invenzione trova applicazione preferita nelle porte in cui sia necessario prevedere una movimentazione automatica rallentata della porta in apertura e in chiusura.

Molti tipi di porte, comprese le porte degli ascensori, sono solitamente provviste di sistem i di azionamento per aprire e/o chiudere automaticamente tali porte.

I sistem i noti presentano tuttavia alcuni inconvenienti.

Tali sistemi hanno, infatti, un considerevole ingombro e non sono, pertanto, idonei ad essere montati nelle applicazioni in cui sia necessario lim itare l’ingombro complessivo della porta o nei casi in cui, per motivi estetici, sia necessario rendere i sistemi di azionamento invisibili.

Descrizione dell’invenzione

I I problema alla base della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di azionamento per porte battenti, in particolare per porte di ascensori, strutturalmente e funzionalmente concepito per superare i lim iti della tecnica nota citata.

I n particolare, uno scopo dell’invenzione è fornire un sistema di azionamento per porte battenti che abbia ingombro limitato e che possa essere previsto anche in applicazioni in cui lo spazio a disposizione per le porte sia estremamente limitato.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è di fornire un sistema di azionamento per porte battenti che consenta di ottenere una facile apertura, anche esercitando una forza limitata, della porta su cui tale sistema viene montato.

Un altro scopo è fornire una porta, in particolare una porta per ascensori, che sia di facile apertura ed abbia ingombro limitato.

Un altro scopo è fornire una porta, in particolare una porta per ascensori che il cui movimento di apertura sia rallentato all'inizio ed il cui movimento di chiusura sia rallentato alla fine.

Questo problema è risolto e questi scopi conseguiti dalla presente invenzione mediante un sistema di azionamento per porte battenti e da una porta battente realizzati in accordo con le rivendicazioni che seguono.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche e i vantaggi dell'invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata di un suo preferito esempio di realizzazione, illustrato a titolo indicativo e non limitativo con riferimento agli uniti disegni in cui:

- Figura 1 è una vista schematica frontale di una porta provvista di un sistema di azionamento realizzato secondo l’invenzione;

- Figura 2 è una vista dall’alto della porta di Figura 1 ;

- Figura 3 è una vista schematica frontale di un secondo tipo di porta provvista di un sistema di azionamento secondo l’invenzione;

- Figura 4 è una vista dall’alto della porta di Figura 3;

- Figura 5 è una vista ingrandita di un dispositivo di sblocco del sistema di azionamento secondo l’invenzione;

- Figura 6a è una vista ingrandita di un motoriduttore del sistema di azionamento secondo l’invenzione;

- Figura 6b è una vista laterale del motoriduttore di Figura 6a;

- Figura 7 è un diagram ma che illustra le forze coinvolte nel funzionamento del sistema di azionamento secondo l’invenzione la versione di porta delle Figure 3 e 4.

Modo preferito di realizzazione dell'invenzione

Con riferimento alle Figure 1 e 2 viene mostrata una porta battente 10 provvista di un sistema di azionamento 1 secondo l’invenzione.

Nonostante la descrizione successiva faccia esplicito riferimento a porte, in particolare porte di ascensori, il sistema di azionamento 1 dell'invenzione è atto ad essere collegato ad un qualsiasi desiderato infisso battente che si desidera aprire/chiudere in maniera automatica.

La porta 10 comprende un telaio fisso 1 1 al quale è incernierata, tramite una cerniera 12, un’anta 13 girevole rispetto al telaio fisso 1 1 in entrambi i versi della freccia F tra una posizione chiusa B ed una posizione aperta A mostrate entrambe in Figura 2.

La cerniera 12 è inserita all’interno del telaio fisso della porta, nella tipica conformazione utilizzata per le porte battenti di ascensori.

Nella versione mostrata, l’anta 13 compie, tra la posizione aperta A e la posizione chiusa B, una rotazione di 90°, tuttavia l’invenzione può anche essere applicata a porte nelle quali l’apertura avvenga con una rotazione dell’anta diversa da 90°, per esempio compresa tra 70-1 10°.

L’anta 13 ha un corpo 14 almeno parzialmente cavo in modo da alloggiare al suo interno il sistema di azionamento 1 . I n tal modo, l’ingombro complessivo della porta 10 non viene aumentato dalla presenza del sistema di azionamento 1 . Quindi il sistema di azionamento 1 può anche essere utilizzato in porte aventi un ingombro limitato, e in tutti i casi in cui non è disponibile spazio aggiuntivo per prevedere un sistema di azionamento esterno rispetto alla porta 10.

I l sistema di azionamento dell'invenzione non è visibile né all’interno ne dall’esterno della porta in nessuna posizione di funzionamento perché alloggiato all’interno del corpo 14 della porta 10.

Sul telaio 1 1 è fissata, inoltre, una seconda cerniera 15, comprendente un elemento di collegamento 17 fissato al telaio 1 1 fisso della porta 10 e provvisto di foro per l’alloggiamento di un perno di rotazione 16 conducibile in rotazione dal sistema di azionamento 1 , come meglio spiegato nel seguito.

La seconda cerniera 15 è conformata in modo che il perno di rotazione 16 sia eccentrico rispetto alla cerniera 12, in modo cioè che i rispettivi assi di rotazione X, X’ della seconda cerniera 15, ovvero del perno 16, e della cerniera 12 siano reciprocamente distanziati.

I l sistema di azionamento 1 comprende un motoriduttore 2, mostrato in maggior dettaglio in Figura 6, azionabile con una tensione di 24V e atto a produrre in uscita una velocità di rotazione di 9 giri/min. I l motoriduttore 2 è conformato in modo da trascinare in rotazione l’albero di uscita 3 del motoriduttore 2 intorno ad un asse Y ortogonale all’asse di rotazione della girante del gruppo motore del motoriduttore 2 stesso.

I I motoriduttore 2 è azionabile tram ite un batteria non mostrata nelle Figure ed alloggiata anch’essa all’interno del corpo 14 dell’anta 13.

I l motoriduttore 2 comprende un gruppo motore a cui è collegato un riduttore di velocità epicicloidale, in uscita al quale è previsto un rinvio ad angolo, o un riduttore a vite senza fine, al fine di produrre in uscita una rotazione intorno ad un asse Y ortogonale all’asse di rotazione della girante del gruppo motore.

Sull’albero di uscita 3 è imperniata una cam ma 4 avente profilo eccentrico che viene condotta in rotazione in entrambi i versi della freccia F in seguito all’azionamento del motoriduttore 2. Su una porzione periferica della camma 4 in posizione eccentrica rispetto all’albero di uscita 3, è fissato un perno 5 che, in seguito all’azionamento del motoriduttore 2, viene spostato lungo un arco di circonferenza, come meglio spiegato nel seguito.

Azionata dal motoriduttore 2, la cam ma 4 si sposta tra una prima posizione L, mostrata in Figura 6b con linea continua, in cui il perno 5 è nella posizione più lontana rispetto al motoriduttore 2 ed una seconda posizione M, mostrata in Figura 6b con linea tratteggiata, in cui il perno 5 è nella posizione più vicina al motoriduttore 2.

I l sistema di azionamento 1 dell’invenzione è conformato in modo che la camma 4 assuma la prima posizione L nella configurazione chiusa B della porta 10 e, viceversa la seconda posizione M nella configurazione aperta A della porta 10.

Preferibilmente la camma 4 è ruotata di circa 180° rispettivamente nella prima e nella seconda posizione L, M.

A seconda delle applicazioni, può essere scelta una camma avente un’eccentricità più o meno marcata, ovvero in modo che il raggio della circonferenza lungo cui si sposta il perno 5 abbia un valore più o meno elevato. I l valore del suddetto raggio viene scelto in base alle dimensioni dell’azionanda porta, all’aumentare delle dimensioni della porta, o meglio dell’anta da movimentare, si sceglieranno valori maggiori per il suddetto raggio, e viceversa per ante di dimensioni limitate saranno sufficienti valori del raggio inferiori.

I l sistema di azionamento 1 comprende inoltre, un’asta di collegamento 7, mostrata in maggiore dettaglio in Figura 5, collegata alle sue opposte estrem ità rispettivamente al perno di rotazione 16 e al perno 5, in modo da essere operativamente interposta tra il motoriduttore 2 e la seconda cerniera 15 e da trasmettere, nel modo spiegato nel seguito, il moto generato dal motoriduttore 2 alla seconda cerniera 15 per movimentare la porta 10.

L’insieme asta di collegamento 7-cam ma 4 costituisce un insieme biellamanovella per trasmettere il moto generato dal motoriduttore 2.

L’asta di collegamento 7 comprende un primo elemento di asta 8 ed un secondo elemento di asta 9 inseribile almeno parzialmente all’interno del primo elemento di asta 8. Ad opposte estrem ità del primo e del secondo elemento di asta 8, 9 sono previsti rispettivi elementi terminali 18, 19 avvitabili rispettivamente sul primo e sul secondo elemento di asta 8, 9 e term inanti con rispettivi fori 8a, 9a, atti ad alloggiare in uso rispettivamente l perno 5 ed il perno di rotazione 16. Variando l’avvitamento del primo e/o del secondo elemento terminale 18, 19, è possibile variare la lunghezza complessiva dell’asta di collegamento 7 in modo da facilitare l’assemblaggio del sistema 1 e assorbire eventuali giochi in chiusura della porta 10.

I l primo ed il secondo elemento di asta 8, 9 sono, inoltre, scorrevoli in una sede di scorrimento 20 prevista in un corpo a manicotto cilindrico 21 dell’asta di collegamento 7.

Le opposte estremità del corpo cilindrico 21 sono rimovibilmente chiuse da rispettivi tappi 22 aventi una porzione interna 23 atta ad essere inserita nel corpo cilindrico 21 ed una porzione esterna 24 atta ad essere posizionata esternamente al corpo cilindrico 21 e conformata in modo da chiuderne l’imboccatura. I tappi 22 sono conformati in modo da bloccare, quando inseriti, il primo ed il secondo elemento di asta 8, 9 sul corpo cilindrico 21 per evitarne spostamenti accidentali.

Alla porzione interna 23 di uno dei due tappi 22 è fissata una molla 25 dimensionata in modo da esercitare una certa pressione sulla seconda cerniera 15 per mantenere la porta chiusa, in modo che sia necessario applicare una certa forza per movimentare la porta 10 stessa.

Alla porzione interna 23 dell’altro tappo 22 è fissato un dispositivo di sbloccaggio 26 comprendente una coppia di molle 27, 28 tra le quali sono inserite sfere 29 alloggiate in una scanalatura circolare 30 definita sulla parete esterna del secondo elemento di asta 9.

I l dispositivo di sbloccaggio 26 consente di movimentare la porta 10 anche in caso di mancanza energia elettrica e/o di non funzionamento del motoriduttore 2, come meglio spiegato nel seguito.

Le parti dell’asta di collegamento 7 sono reciprocamente montate in modo da mantenere una certa precompressione della molla 25 in modo da mantenere la porta 10 chiusa.

L’asta di collegamento 7 è tale da trasmettere lo spostamento indotto dal motoriduttore 2 sul perno 5 alla cerniera 12 in modo a causare l’apertura della porta 10, come meglio descritto nel seguito.

Con riferimento alle Figure 3 e 4 viene mostrata una versione alternativa di una porta battente 10’ provvista di un sistema di azionamento 1 secondo l’invenzione, in cui parti corrispondenti alla versione delle Figure 1 e 2 vengono indicate con i medesimi riferimenti numerici e non descritti nel dettaglio.

La porta 10’ si differenzia sostanzialmente dalla versione delle Figure 1 e 2 poiché viene provvista di una cerniera 12’ prevista esternamente rispetto al telaio fisso 1 1 ’, la tipica conformazione utilizzata per le porte battenti tradizionali.

Viene nel seguito descritto il funzionamento del sistema di azionamento 1 con particolare riferimento alla Figura 7 nella quale vengono schematicamente riportate le forze coinvolte in tale azionamento.

I I funzionamento del sistema di azionamento 1 è il seguente: con la porta 10 nella configurazione chiusa B, quando viene azionato il motoriduttore 2, per esempio con un pulsante posizionato nei pressi nella porta stessa o anche automaticamente tramite un segnale emesso in seguito all’arresto dell’ascensore, si genera una rotazione dell’albero di uscita 3.

Sull’albero di uscita 3 si genera una coppia motrice CM che tende a far ruotare la cam ma 4 e, quindi, a spostare il perno 5 lungo un arco di circonferenza dalla prima L verso la seconda posizione M, come indicato dalla freccia F’. I l perno 5 è rigidamente collegato, tram ite l’asta di collegamento 7, alla seconda cerniera 15.

Considerando l’asse Z la retta congiungente il perno 5 e la seconda cerniera 15, l’albero di uscita 3 non giace su tale asse Z ma ad una certa distanza b1 rispetto a tale retta.

Pertanto la coppia motrice CM genera sul perno 5 una forza W diretta lungo la retta Z e pari a al rapporto tra la coppia e il braccio ovvero W= CM/by. La forza W tende a far ruotare il perno 5 generando un avvicinamento del perno 5 alla seconda cerniera 15, ovvero la forza W è rivolta verso il perno di rotazione 16, come indicato dalla punta della freccia W in Figura 7, esercitando una forza di spinta sul perno di rotazione 16.

Poiché il perno di rotazione 16 è vincolato al telaio 1 1 , non può traslare, l’asta di collegamento 7 si comporta da puntone che si oppone allo spostamento del perno di rotazione 16 generando su quest’ultimo una forza W’ uguale e contraria alla forza W e rivolta come indicato dalla punta della freccia W1 in Figura 7, ovvero una forza di trazione.

Poiché il secondo perno di rotazione 16 non può traslare rispetto al telaio 1 1 , la suddetta forza di trazione W’ viene trasformata in una coppia C applicata alla cerniera 12 della porta 10.

La coppia C essendo pari alla forza di trazione W’ per il braccio b2, ovvero per la distanza tra il perno di rotazione 16 e la cerniera 12 nella direzione perpendicolare alla direzione della forza di trazione W’, ovvero C = W’<*>b2, ovvero C = (CM/b1 )<*>b2.

La coppia C, diretta come indicato dalla rispettiva freccia in Figura 7, causa, la rotazione di apertura della porta 10.

Quando la camma 4 è nella prima posizione L, l’eccentricità tra il perno 5 e l’albero di uscita 3, ovvero la loro distanza rispetto alla retta Z, è molto piccola, ruotando la camma 4 tale distanza aumenta progressivamente.

Ciò vuol dire che il braccio b1 di applicazione della forza W aumenta progressivamente durante la rotazione della porta 10 e, quindi, che la forza di trazione W diminuisce progressivamente a parità di coppia motrice CM applicata dal motoriduttore 2.

In altre parole, la forza necessaria per aprire la porta 10 è, nelle fasi iniziali elevata, ed il movimento di apertura lento, al contrario progressivamente aprendo la porta aumenta la velocità di apertura e diminuisce la forza richiesta per l’apertura.

Al contrario in fase di chiusura della porta 10, il braccio b1 diminuisce progressivamente durante la rotazione della porta 10 e, quindi, la forza aumenta progressivamente a parità di coppia motrice CM applicata dal motoriduttore 2, e quindi nelle fasi finali il movimento di chiusura è lento. Si noti che in fase di chiusura della porta 10 viene applicata una forza di trazione dal perno 5, che diviene una forza di compressione esercitata dall’asta di collegamento 7 sul secondo perno di rotazione 16. Poiché il secondo perno di rotazione 16 è vincolato rispetto al telaio 1 1 si genera una coppia diretta in modo da causare la chiusura della porta 10, i.e. in verso opposto rispetto alla coppia C di apertura.

Il sistema di azionamento dell'invenzione è anche idoneo ad essere utilizzato manualmente, per esempio in caso di interruzione di fornitura di energia e quindi di non funzionamento del motoriduttore. In tal caso, per aprire la porta 10 è necessario applicare una considerevole forza sull’anta 13 della porta 10 che risulta in una forza applicata sulle molle 27, 28 del secondo elemento di asta 9.

Quando la suddetta forza supera un certo valore soglia, ovvero superiore alla resistenza opposta dalle molle 27, 28 e dalle sfere 29, si causa la fuoriuscita delle sfere 29 dalla scanalatura circolare 30 definita sulla parete esterna del secondo elemento di asta 9 e, quindi, lo scorrimento del secondo elemento di asta 9 rispetto al primo elemento di asta 8.

I I secondo elemento di asta 9 fuoriesce progressivamente dal primo elemento di asta 8, la distanza tra le opposte estremità 8a, 9a, rispettivamente del primo e del secondo elemento di asta 8, 9 aumenta facendo ruotare la porta 10 in modo da consentirne l’apertura.

Al ripristino del funzionamento del motoriduttore 2, viene generata una rotazione sull’albero di uscita 3 che esercita a sua volta una forza sul secondo elemento di asta 9 facendolo scorrere all’Interno del primo elemento di asta 8. Le opposte estremità 8a, 9a, vengono reciprocamente avvicinate, le sfere 29 vengono spinte nuovamente all’Interno della scanalatura 30 ripristinando, di fatto, la configurazione iniziale del sistema di azionamento 1 .

I l sistema dell’Invenzione consente di superare i limiti esposti in riferimento alla tecnica nota citata e di conseguire al contempo numerosi vantaggi.

I l sistema di azionamento proposto non è visibile né all’interno ne dall’esterno della porta in nessuna posizione di funzionamento perché alloggiato all’interno del corpo 14 dell’anta 13.

I noltre il sistema dell’Invenzione consente di ottenere un’apertura ed una chiusura rallentata, rispettivamente nella fase iniziale e finale di movimentazione.

I noltre il sistema può essere azionato anche manualmente mantenendo i suddetti vantaggi anche nell’azionamento manuale.

Claims (10)

1. RI VENDICAZIONI 1 . Sistema di azionamento automatico ( 1 ) per una porta battente ( 10; 10’) girevole intorno ad una cerniera ( 12; 12’) , detto sistema comprendendo un elemento di collegamento (7, 8, 9) incernierato alle sue oppose estrem ità (8a, 9a) tra un primo (5) ed un secondo ( 16) perno, detto secondo perno (16) essendo vincolato ad un telaio fisso ( 1 1 ) di detta porta ( 10; 10’) in posizione eccentrica rispetto a detta cerniera ( 12; 12’), mezzi motori (2) azionabili per generare una forza (W, W’) di compressione/trazione su detto elemento di collegamento (7, 8, 9) tale da ruotare detta porta intorno a detta cerniera ( 12; 12’) per aprire/chiudere detta porta ( 10; 10’) .
2. 2. Sistema di azionamento secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi motori (2) e detto elemento di collegamento (7, 8, 9) sono alloggiati in un corpo ( 14) cavo di un’anta (13) di detta porta (10; 10’).
3. 3. Sistema di azionamento secondo la rivendicazione precedente e comprendente, inoltre una batteria per azionare detti mezzi motori (2) alloggiata in detto corpo ( 14) cavo.
4. 4. Sistema di azionamento secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi motori (2) sono previsti in una porzione di detta porta ( 10; 10’) distale rispetto a detta cerniera ( 12; 12’) .
5. 5. Sistema di azionamento secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi motori (2) sono tali da generare una coppia motrice (CM) su un proprio albero di uscita (3) , un elemento eccentrico (4) essendo posizionato su detto albero (3) in modo da essere trascinato in rotazione in seguito all’azionamento di detti mezzi motori (2) .
6. 6. Sistema di azionamento secondo la rivendicazione precedente, in cui detto primo perno (5) è incernierato su detto elemento eccentrico (4) in posizione eccentrica rispetto a detto albero (3) sì da essere spostato lungo un arco di circonferenza in seguito aN’azionamento di detti mezzi motori (2) .
7. 7. Sistema di azionamento secondo una delle rivendicazioni precedenti in cui detto elemento di collegamento comprende un primo (8) ed un secondo elemento (9), detto secondo elemento essendo scorrevole in detto primo elemento (8) in modo da variare la lunghezza complessiva di detto elemento di collegamento.
8. 8. Sistema di azionamento secondo la rivendicazione precedente, in cui detto elemento di collegamento (7, 8, 9) comprende una coppia di molle (27, 28) tra le quali sono serrate sfere (29) di blocco accolte in una scanalatura (30) definita su detto secondo elemento (9) per bloccare detto secondo elemento rispetto a detto primo elemento (8) ed impedirne lo scorrimento relativo.
9. 9. Sistema di azionamento secondo una delle rivendicazioni precedenti e comprendente, inoltre un meccanismo di sbloccaggio manuale (26, 27-30), per causare uno scorrimento relativo tra detto primo (8) e detto secondo elemento (9) per movimentare detta porta ( 10; 10’) in caso di non azionamento di detti mezzi motori (2) .
10. 10. Porta battente ( 10, 10’), in particolare di ascensore, comprendente un sistema di azionamento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.