PL188821B1

PL188821B1 - Turnpike rotation blocking mechanism in an apparatus for controlling passage of persons

Info

Publication number: PL188821B1
Application number: PL98329358A
Authority: PL
Inventors: Piotr Suder; Robert Pilawa
Original assignee: Suder Elzbieta
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 2005-04-29
Also published as: PL329358A1

Abstract

1. Mechanizm blokowania kołowrotu w urządzeniu kontrolującym przejście osób posiadający osadzoną na osi kołowrotu tarczową krzywkę, o zarysie powtarzalnym w sektorach wyznaczonych miedzy punktami spoczynkowymi, rolkę zamocowaną na dźwigni wahacza obciążonego sprężyną w kierunku bieżni krzywki, amortyzator dwustronnego działania oraz elektromagnetyczny zespól hamowania, zamocowany między osią i jej piastą znamienny tym, że zespół hamowania stanowi sprzęgło elektromagnetyczne, zamocowane cewkotrzymakiem (2) do piasty (4), tarczą zabieraka (8) osadzone na osi (3) kołowrotu, a korpusem (9) zwory (10) łożyskowane na osi (3), przy czym na obwodzie korpusu (9) w rozstawieniu kąta środkowego (w) o wartości nie większej od 30° ma zamocowane dwa ograniczniki (15), współpracujące z usytuowanym między nimi zderzakiem (16) połączonym z płytą nośną (5) mechanizmu, ponadto mechanizm posiada zespół centrujący, wyposażony w co najmniej jedną sprężynę (20) zamocowaną do płyty nośnej (5) i oddziaływującą stycznie na korpus (9) tak, że w warunkach równowagi sytuuje go ona w położeniu równych odległości obu ograniczników (15) od zderzaka (16), natomiast amortyzator (19) zamocowany jest stycznie do korpusu (9) zwory (10) sprzęgła elektromagnetycznego.1. Locking mechanism for the turnstile in the device controlling the passage of people holding the prisoner on the axis of the turnstile is a disc cam with a repeatable profile in sectors marked between the points rest, the roller mounted on the rocker lever spring loaded towards the cam track, double-acting shock absorber and electromagnetic brake unit, mounted between the axle and its hub characterized in that the braking unit is an electromagnetic clutch, fitted the spool holder (2) to the hub (4), the driver disc (8) mounted on the axle (3) of the winch, and the body (9) the yokes (10) mounted on the axle (3), with the the circumference of the body (9) at the spacing of the central angle (w) of not more than 30 ° has attached two stops (15) cooperating with the located one between them a bumper (16) connected to the plate support (5) of the mechanism, moreover the mechanism has centering unit, fitted with at least one a spring (20) attached to the support plate (5) and acting tangentially on the body (9) so that under conditions balance, it places him in a position of equals distance of both limiters (15) from the bumper (16), and the damper (19) is attached tangentially to the body (9) of the armature (10) of the electromagnetic clutch.

Description

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm blokowania kołowrotu, stanowiący podstawowy zespół urządzenia ograniczającego i kontrolującego przejście osób do stref, których dostępność wyznaczona jest przykładowo: wniesieniem opłaty, umową o pracę, bezpieczeństwem obiektu. Urządzenia takie stosowane są zwłaszcza przy wejściach na stadiony sportowe, kąpieliska, stacje wyciągów narciarskich, stacje metra, do i z budynków i pomieszczeń przedsiębiorstwa.The subject of the invention is a turnstile blocking mechanism, constituting the basic unit of a device limiting and controlling the passage of people to zones whose accessibility is determined, for example, by: payment of a fee, employment contract, security of the facility. Such devices are used in particular at the entrances to sports stadiums, swimming pools, ski lift stations, metro stations, to and from the company's buildings and premises.

Znane są urządzenia do kontroli przejścia mające kołowrót, którego pręty zaporowe zamocowane są odśrodkowo do głowicy, osadzonej na osi łożyskowanej w obudowie urządzenia. Oś kołowrotu blokowana jest w położeniach, przy których pręt zaporowy przegradza bramkę przejściową. Najczęściej blokadę taką czyni elektromagnetyczny hamulec, koncentrycznie zamocowany między osią kołowrotu i jej piastą. W stanie zablokowanym moment hamujący uniemożliwiać powinien obrót kołowrotu przez nieuczciwą osobę. Zwolnienie blokady dokonywane jest sygnałem z zespołu sterowania, inicjowanym przez różnego rodzaju działanie, na przykład: od łącznika naciśniętego przez osobę nadzorującą, monetą, żetonem, kartą kodową, kartą magnetyczną - z czytnikiem bezpośrednim lub w układzie zdalnego odczytu. Kołowrót nie posiada napędu, możliwy po zwolnieniu blokady obrót - w zakresie kąta między przegradzającymi położeniami prętów zaporowych - wywołany jest naciskiem przechodzącej osoby oraz mechanizmem krzywkowym. Przykładowo, rozwiązanie takie stosowane jest w mechanizmie przedstawionym w polskim opisie patentowym nr 99 546 oraz w zgłoszeniu wzoru użytkowego nr W-105 145. Na końcu osi kołowrotu zamocowana jest tarczowa krzywka, o zarysie powtarzalnym w sektorach wyznaczonych miedzy punktami spoczynkowymi, które odpowiadają położeniom prętów zaporowych w pozycji przegradzania bramkiThere are known devices for controlling the passage having a turnstile, the stop bars of which are centrally mounted to a head mounted on an axis bearing in the device housing. The axis of the turnstile is locked in the positions at which the barrier rod blocks the passage gate. Most often, such a lock is made by an electromagnetic brake, concentrically mounted between the axis of the turnstile and its hub. In the locked state, the braking torque should prevent the winch from turning by a dishonest person. The release of the lock is made by a signal from the control unit, initiated by various actions, for example: from a switch pressed by a supervisor, a coin, a token, a code card, a magnetic card - with a direct reader or in a remote reading system. The turnstile does not have a drive, the rotation possible after releasing the lock - in the range of the angle between the barrier rods' partitioning positions - is caused by the pressure of a passing person and the cam mechanism. For example, such a solution is used in the mechanism presented in the Polish patent specification No. 99 546 and in the utility model application No. W-105 145. At the end of the winch axis, a disc cam is mounted, with an outline repeating in sectors determined between the rest points, which correspond to the positions of the bars. barrier in the gate barrier position

188 821 urządzenia. Z bieżnią krzywki współpracuje rolka zamocowana na dźwigni wahacza, obciążonego sprężyną w kierunku bieżni krzywki. W początkowej fazie obrotu osoba przechodząca naciskając na pręt zaporowy napina sprężynę, która - po przejściu rolki przez wierzchołek danego sektora krzywki - wywołuje dalszy obrót w następne położenie blokady, przy którym rolka wprowadzona jest w przegięcie krzywki. Mechanizm posiada amortyzator tłokowy połączony z wahaczem. Zadaniem amortyzatora jest zabezpieczenie przechodzącej osoby przed możliwością wystąpienia silnych uderzeń w drugiej fazie obrotu, tylnym prętem zaporowym.188 821 devices. Cooperating with the cam track is a roller mounted on the rocker arm lever, spring-loaded towards the cam track. In the initial phase of rotation, a person passing by pressing on the barrier bar tenses the spring which - after the roller passes through the apex of the given sector of the cam - causes further rotation to the next blocking position, at which the roller enters the cam bend. The mechanism has a piston damper connected to the rocker arm. The task of the shock absorber is to protect the passing person against the possibility of strong impacts in the second phase of rotation, with the rear barrier rod.

Rozwiązanie z amortyzatorem połączonym z wahaczem, pracującym w całym zakresie obrotu narzuca konieczność stosowania silnej sprężyny, która w drugiej fazie musi pokonując opór amortyzatora doprowadzić pręt zaporowy do położenia blokowanego. Opory ruchu w pierwszej fazie - napinania tak silnej sprężyny - są dla wielu słabszych osób, zwłaszcza dzieci, uciążliwe a niekiedy zbyt duże. Niezbędna w takich okolicznościach pomoc innych osób powoduje znaczący spadek przepustowości przejścia.The solution with a shock absorber connected to the rocker, operating in the entire range of rotation, requires the use of a strong spring, which in the second phase must, overcoming the shock absorber resistance, bring the barrier rod to the blocked position. The resistance to movement in the first phase - tensioning such a strong spring - is for many weaker people, especially children, onerous and sometimes too high. The help of other people necessary in such circumstances causes a significant drop in the throughput of the crossing.

Istota rozwiązania mechanizmu według wynalazku polega na tym, że jego zespół hamowania stanowi sprzęgło elektromagnetyczne, zamocowane cewkotrzymakiem do piasty, tarczą zabieraka osadzone na osi kołowrotu, a korpusem zwory łożyskowane na osi. Na obwodzie korpusu zamocowane są - w rozstawieniu kąta środkowego o wartości nie większej od 30° - dwa ograniczniki, współpracujące ze zderzakiem usytuowanym między nimi a połączonym z płytą nośną mechanizmu. Ponadto mechanizm posiada zespół centrujący, wyposażony w co najmniej jedną sprężynę zamocowaną do płyty nośnej i oddziaływującą stycznie na korpus sprzęgła tak, że w warunkach równowagi sytuuje go ona w położeniu równych odległości obu ograniczników od zderzaka. Amortyzator dwustronnego działania zamocowany jest stycznie do korpusu zwory sprzęgła elektromagnetycznego.The essence of the solution of the mechanism according to the invention consists in the fact that its braking unit is an electromagnetic clutch, fixed with a spool-holder to the hub, with a driver disc mounted on the axis of the winch, and the armature body with bearings on the axis. On the perimeter of the body, two stops are mounted at a center angle spacing not greater than 30 °, cooperating with a stop located between them and connected with the mechanism's support plate. In addition, the mechanism has a centering unit, equipped with at least one spring attached to the support plate and acting tangentially on the clutch body, so that in equilibrium conditions it places it at a position equal to the distance of both stops from the bumper. The double-acting damper is attached tangentially to the body of the electromagnetic clutch armature.

W rozwiązaniu takim zostały zminimalizowane opory przejścia przez bramkę urządzenia. Zastosowana sprężyna dociskająca rolkę do krzywki jest znacznie słabsza, jej siła wynika wyłącznie z oporów łożyskowania osi kołowrotu oraz w pierwszej fazie z napinania jej do wartości siły nieco większej od oporów łożyskowania przeniesionych na krzywkę - bez konieczności pokonywania oporów amortyzatora. Pochłanianie energii kinetycznej kołowrotu występuje jedynie w końcowej fazie przejścia: przy szybkościach normalnych kołowrotu pracą sprężyn zespołu centrującego i amortyzatora, natomiast przy przejściu wyjątkowo dynamicznym - z udziałem zderzaka.In such a solution, the resistance to passing through the gate of the device has been minimized. The applied spring pressing the roller against the cam is much weaker, its force results only from the bearing resistance of the winch axle and in the first phase from its stretching to a force slightly higher than the bearing resistance transferred to the cam - without the need to overcome the shock absorber resistance. The absorption of the kinetic energy of the turnstile occurs only in the final stage of the transition: at normal speeds of the turnstile, the work of the centering assembly springs and the shock absorber, while at the exceptionally dynamic transition - with the bumper.

W celu ograniczenia skutków udarów przenoszonych z korpusu zwory na konstrukcję urządzenia korzystnym jest, by zderzak zamocowany był do płyty nośnej za pośrednictwem sprężysto-elastycznego gniazda.In order to limit the effects of the impacts transferred from the armature body to the structure of the device, it is advantageous for the stopper to be attached to the support plate via an elastic-elastic seat.

Rozwinięcie istoty wynalazku polega na zastosowaniu krzywki o zarysie symetrycznym w każdym sektorze, amortyzatora o charakterystyce jednakowej dla obu kierunków ruchu oraz wyposażeniu mechanizmu w nastawialny czujnik kierunku obrotu. Rozwiązanie takie umożliwia dwukierunkową pracę urządzenia, kontrolę wejść i wyjść tym samym przejściem, pozwala na personalną identyfikację osób przebywających w danej chwili w danej strefie - co przykładowo jest korzystne w warunkach dużego przedsiębiorstwa lub w obiektach chronionych.The development of the essence of the invention consists in the use of a cam with a symmetrical outline in each sector, a shock absorber with the same characteristics for both directions of movement, and equipping the mechanism with an adjustable rotation direction sensor. This solution enables two-way operation of the device, control of entrances and exits through the same passage, allows for the personal identification of people currently present in a given zone - which, for example, is beneficial in the conditions of a large enterprise or in protected facilities.

Rozwiązanie według wynalazku w pełni wyjaśnia opis przykładowego wykonania mechanizmu z kołowrotem o trzech trygonalnie zamocowanych prętach zaporowych i osią pochyloną pod kątem 45°.The solution according to the invention fully explains the description of an exemplary embodiment of a winch mechanism with three trigonally mounted barrier rods and an axis inclined at an angle of 45 °.

Mechanizm ten pokazany jest na rysunku, którego fig. 1 przedstawia przekrój osiowy, a fig. 2 - widok czołowy od strony tylnej.This mechanism is shown in the drawing in which Fig. 1 shows an axial section, and Fig. 2 shows an end view from the rear side.

Kołowrót z trzema prętami zaporowymi 1 osadzony jest głowicą 2 na osi 3 łożyskowanej w piaście 4. Piasta 4 zamocowana jest za pośrednictwem płyty nośnej 5 do obudowy 6 urządzenia. Mechanizm zawiera sprzęgło elektromagnetyczne, którego cewkotrzymak 7 połączony jest śrubami do piasty 4, zabierak 8 osadzony jest sztywno przez wpust na osi 1, a korpus 9 z ustaloną do niego poprzez talerzową sprężynę zworą 10 - łożyskowany jest na osi 1. Na końcu osi 1, za korpusem 9 sprzęgła zamocowana jest krzywka 11. Kształt zewnętrznej krzywki 11 stanowią trzy identyczne sektory, wydzielone obwodowo trzema punktami przegięcia P - usytuowanymi najbliżej osi obrotu. W każdym sektorze kształt krzywki 11 jest symetryczny, profil wznoszenia jest lustrzanym odbiciem profilu opadania. Z bieżnią krzywki 11 współpracuje rolka 12 łożyskowana na końcu wahacza 13. Wahacz 13 obciążony jest sprę4The turnstile with three barrier rods 1 is mounted with the head 2 on the axis 3 in the hub 4. The hub 4 is fastened to the housing 6 of the device via the support plate 5. The mechanism includes an electromagnetic clutch, the coil-holder 7 of which is bolted to the hub 4, the driver 8 is rigidly mounted by the key on the axis 1, and the body 9 with an armature 10 fixed to it through a plate spring - is mounted on the axis 1. At the end of the axis 1, a cam 11 is mounted behind the clutch body 9. The shape of the outer cam 11 consists of three identical sectors delimited circumferentially by three inflection points P - located closest to the axis of rotation. In each sector, the shape of the cam 11 is symmetrical, the rise profile being a mirror image of the fall profile. The cam track 11 cooperates with a roller 12 bearing at the end of the rocker arm 13. The rocker arm 13 is loaded with a spring

188 821 żyną 14, dociskającą rolkę 12 do krzywki 11. Kształt krzywki jest tak dobrany, by moment siły przekazywany na pręt zaporowy 1 miał stałą wartość, niezależnie od napięcia sprężyny 14 wahacza 13. Na obwodzie korpusu 9 zamocowane są dwa ograniczniki 15 usytuowane w odstępie wynikającym z kąta środkowego to = 30°. Między ogranicznikami 15 znajduje się zderzak 16, osadzony we wsporniku 18 za pośrednictwem sprężysto-elastycznego gniazda 17 w postaci tulei metałowo-gumowej. Obrót korpusu 9 możliwy jest w zakresie kąta około ± 10°. Stycznie do korpusu 9 zamocowany jest amortyzator 19, typu ciernego, dwustronnego działania, o symetrycznej charakterystyce tłumienia. Mechanizm posiada zespół centrujący, którego zadaniem jest pozycjonowanie korpusu 9 w położeniu równych odległości obu ograniczników 15 względem zderzaka 16. Zespół posiada dwie naciskowe sprężyny 20 oddziaływujące z obu stron na wspornik zamocowany na obwodzie korpusu 9. Inne proste rozwiązanie tego zespołu może posiadać jedną, rozciągniętą na płycie nośnej 5 sprężynę, z wspornikiem korpusu 9 wprowadzonym między zwoje, w środku długości sprężyny. Charakterystyki sprężyn 20 i amortyzatora 19 są tak dobrane by zapewniały wyhamowanie kołowrotu przy przechodzeniu osób z normalną prędkością. Nieuwidocznione czujniki pomiaru prędkości kołowrotu korygują w układzie sterowania moment włączenia sprzęgła elektromagnetycznego tak, by pręty zaporowe 1 zatrzymywały się w wyznaczonym położeniu - niezależnie od prędkości ruchu.The shape of the cam is selected in such a way that the moment of force transmitted to the barrier rod 1 has a constant value, regardless of the tension of the spring 14 of the rocker 13. On the circumference of the body 9, two stops 15 located at a distance are mounted. resulting from the central angle is = 30 °. Between the stops 15 there is a stop 16, mounted in the support 18 by means of an elastic-elastic seat 17 in the form of a metal-rubber sleeve. The rotation of the body 9 is possible within an angle of approximately ± 10 °. Attached tangentially to the body 9 is a shock absorber 19, of the frictional type, double-acting, with symmetrical damping characteristics. The mechanism has a centering assembly, whose task is to position the body 9 at the position of equal distances between both stops 15 in relation to the stop 16. The assembly has two pressure springs 20 acting on both sides on a bracket fixed around the circumference of the body 9. Another simple solution of this assembly may have one, extended a spring on the support plate 5, with the body support 9 inserted between the turns, in the middle of the spring length. The characteristics of the springs 20 and the damper 19 are selected so as to ensure the braking of the turnstile when people pass by at a normal speed. The invisible sensors for measuring the speed of the turnstile correct in the control system the moment of engaging the electromagnetic clutch so that the stop bars 1 stop in the designated position - regardless of the speed of movement.

Na obwodzie zabieraka 8 zaciśnięty jest pierścień 21 zespołu blokady kołowrotu. Pierścień 21 posiada wiele wrębów, z którymi współpracuje rygiel 22 napędzany siłownikiem elektromagnetycznym 23. W czasie normalnej eksploatacji zespół blokady jest wyłączony. Dla sytuacji, gdy przejście może pełnić funkcje drogi ewakuacyjnej stosowany jest siłownik elektromagnetyczny 23 typu normalnie wsunięty, co w warunkach zaniku napięcia stanowi o możliwości swobodnego obrotu kołowrotu. W warunkach gdzie nie ma ograniczeń względami bezpieczeństwa, a występuje konieczność ścisłej kontroli osób stosowanym jest siłownik elektromagnetyczny 23 normalnie wysunięty. Przy zaniku napięcia rygiel 22 wprowadzany jest działaniem sprężyny do wrębu pierścienia 21 i następuje sztywne unieruchomienie mechanizmu, zamkniecie przejścia.A ring 21 of the turnstile interlocking unit is clamped around the circumference of the driver 8. The ring 21 has a plurality of notches with which a bolt 22 mates, driven by an electromagnetic actuator 23. In normal operation, the interlock assembly is disengaged. For the situation where the passage can function as an escape route, an electromagnetic actuator 23 of the normally inserted type is used, which in conditions of voltage decay makes it possible to freely rotate the winch. In conditions where there are no safety restrictions, and there is a need for strict control of people, the normally extended electromagnetic actuator 23 is used. In the event of a power failure, the bolt 22 is driven by the action of the spring into the groove of the ring 21 and the mechanism is rigidly immobilized, the passage is closed.

Z osią 3 mechanizmu sprzężony jest element sterujący czujnika kierunku obrotów 24. W opisywanym rozwiązaniu stanowi go optyczny czujnik, przesterowywany przesłoną połączoną z osią 3 przez sprzegiełko poślizgowe. Sygnał niedozwolonej zmiany kierunku obrotów kołowrotu powoduje uruchomienie sprzęgła elektromagnetycznego. Ponowne wysprzęglenie następuje po pchnięciu z niewielką siłą pręta zaporowego 1 w kierunku dozwolonym. Rozwiązanie takie eliminuje konieczność stosowania sprzęgła jednokierunkowego.The control element of the rotation direction sensor 24 is coupled to the axis 3 of the mechanism. In the described solution it is an optical sensor, overridden by a diaphragm connected to the axis 3 by a sliding clutch. The signal of forbidden change of the turnstile rotation direction activates the electromagnetic clutch. Re-disengagement takes place after pushing the barrier rod 1 with a slight force in the permitted direction. This solution eliminates the need for a backstop.

Mechanizm stosowany w urządzeniu zabudowanym na otwartej przestrzeni wyposażony jest w nieuwidoczniony na rysunku zespół grzewczy amortyzatora 19, którego termostat zapewnia stałą siłę tłumienia w zakresie temperatur otoczenia do -25 °C.The mechanism used in the device installed in an open space is equipped with a shock absorber heating unit 19, not shown in the drawing, the thermostat of which ensures a constant damping force in the ambient temperature range down to -25 ° C.

188 821188 821

FIG.2FIG. 2

188 821188 821

FIG.1FIG.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1.The turnstile locking mechanism in the device controlling the passage of people, having a disc cam mounted on the axis of the turnstile, with a repeatable outline in the sectors defined between the rest points, a roller mounted on the rocker lever spring-loaded in the direction of the cam track, a double-acting damper and an electromagnetic brake assembly mounted between axle and its hub, characterized in that the braking unit is an electromagnetic clutch, fixed with a coil-holder (2) to the hub (4), with a driver disk (8) on the axis (3) of the winch, and the body (9) with armature (10) mounted on axis (3), while on the circumference of the body (9), at a distance of the central angle (ω) with a value not greater than 30 °, two stops (15) are mounted, cooperating with a bumper (16) located between them and connected to the bearing plate (5 ) of the mechanism, moreover, the mechanism has a centering unit, equipped with at least one spring (20) attached to the support plate (5) and acting tangentially to the body (9) so that, in equilibrium conditions, it places it in a position equal to the distances of both stops (15) from the bumper (16), while the shock absorber (19) is attached tangentially to the body (9) of the armature (10) of the electromagnetic clutch .

2. Mechanism according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the stop (16) is attached to the support plate (5) via an elastic-elastic seat (17).

3. The mechanism of claim A method as claimed in claim 1, characterized in that the profile of the cam (11) in each sector is symmetrical, the damper (19) has the same characteristics for both directions of movement, and the mechanism is further provided with an adjustable rotation direction sensor (24).