车库门驱动系统 【技术领域】
本发明涉及一种车库门驱动系统，其包括齿轮电动机、用于引导滑座(carriage)的平移运动的导轨以及位于该齿轮电动机与滑座之间的无边挠性驱动连接件，利用该齿轮电动机的输出轮驱动该挠性驱动连接件。
背景技术
现有技术中已知相当多种车库门驱动系统。
多数车库门驱动系统都相对于门的中央安装。驱动用电动机被设置成与一导轨成直线，一种经由一臂与车库门连接的滑座沿着该导轨滑动。在多数情况中，利用一种经由电动机移动的挠性驱动连接件来驱动该滑座。
通常在导轨上引导该挠性驱动连接件，但其它布置也是可能的，如文件US3722141所表示的。
如实用新型DE20009154U中公开的，某些车库门驱动系统采用平行安装在门两侧上的导轨内的挠性驱动连接件。
申请文件WO02/055824公开了一种用于分段式(sectional type)车库门的驱动系统，其包括一种相对于该门的导轨成直角安装的电动管。在门底部与该门两侧连接的带状件卷绕在此管上。卷管位于导轨的顶端处。在其它系统中，如申请WO92/09777所公开的，卷管位于门的水平导轨与垂直导轨相交的地方。
对车库门驱动系统的约束条件相当苛刻：首先，因为此系统必须驱动的门可能相当笨重，所以特别针对财产和人身安全性制定严格地标准。
其次，还有机械约束。车库门驱动系统通常安装在并非设计用于此用途的现有装置上。相应的，(门顶与天花板之间的)过梁高度或者总长度(所测量的从门到车库后部的可用天花板长度)总是较短且有时不够。
另一点是市场上存在各种类型的车库门。在分段式、上斜式或者滚轮式门的情况中，可通过提升该门来打开它们。它们还能在导轨上水平移动。有利的是，具有一种能适用于多数现有类型门的车库门驱动系统。
专利US4,520,684公开了一种车库门驱动系统。此系统包括电动机、齿轮箱、供滑座使用的导轨以及位于该齿轮箱的输出轮与该滑座之间的挠性驱动连接件，该驱动连接件在一垂直面内移动。
专利US2,822,166和US3,909,980也公开了车库门驱动系统，其类似于先前专利所公开的车库门驱动系统。
这些系统的问题是对其电动机和/或齿轮箱(垂直测量和/或沿着导轨轴测量)的空间要求相当苛刻。
还自专利IT1159772已知一种用于经由中间刚性件来倾转车库门的管式齿轮电动机。
【发明内容】
本发明目的是提供一种将缓解这些问题并对已知的现有系统进行改进的车库门驱动系统。特别的，本发明提供这样一种车库门驱动系统，由于其尺寸和构造，该车库门驱动系统能安装用于驱动多数现有车库门。依照本发明的该系统的有限高度要求使得其可安装在过梁高度低的车库内，以及依照本发明的该系统的小空间要求使得其可以安装在小车库内。依照本发明的该门驱动系统还表现出比已知现有系统更佳的机械效率。
在依照本发明的该驱动系统中，齿轮电动机沿着一轴呈细长形，该轴称为纵轴，该齿轮电动机的输出轮设在其一端处并可绕该纵轴转动，以及挠性驱动连接件在一垂直面内移动。
齿轮电动机包括安装在同一轴上的一电动机和一行星齿轮箱。
滑座具有一种圆柱形或多边形的孔且沿着具有圆形或多边形截面的导轨滑动，该孔的直径等于该导轨截面的直径加上操作间隙。
挠性驱动连接件的移动平面偏离该导轨的轴。
挠性驱动连接件包括由链条制成的一部分以及由缆索制成的一部分。
滑座包括一种可引导挠性驱动连接件(5)相对于该滑座移动的构造。
车库门是上斜式或分段式或滑动式的。
【附图说明】
附图以例子方式表示了依照本发明的车库门驱动系统的各种实施例。
图1是依照本发明的车库门驱动系统的第一实施例的示意性侧视图；
图2是该驱动系统的示意性顶视图；
图3和4是一种设计用于驱动滑动式车库门的驱动系统的顶视图；
图5和6是车库门驱动系统的第二实施例的侧视图和顶视图；
图7是一种用于该驱动系统第二实施例的滑座的侧视图；
图8是穿过图7中所标VIII-VIII平面的该滑座的剖视图。
【具体实施方式】
图1和2中表示的驱动系统1的第一实施例设计用于操纵一种分段式或上斜式门(tilt-up door)10。其包括供滑座3使用的导轨4。此滑座3在该导轨的两端之间平移。利用在位于导轨两端处的两链轮之间运行的链条5移动该滑座。当门关闭时，靠近该门的链轮8就在一引导件内空转。位于导轨另一端处的另一链轮7在齿轮电动机2的作用下转动。此齿轮电动机是管状的，且包括一电动机和一减速行星齿轮系。这些部件按照使电动机轴与减速器轴重合的方式设置。导轨在这些端部处固定到建筑物的天花板上。导轨可固定到链轮8的引导件的位置处，以使装配部件的数量减至最少。
在驱动系统的第一实施例中，链条5的上行段和下行段分别位于导轨4上方和下方的垂直平面内。车库门驱动系统的高度(不包括电动机/齿轮箱组件，但包括链条的挠曲)用附注a来表示。
滑座3经由一臂9机械连接到车库门10上。一方面该滑座与臂之间的机械连接、另一方面该臂与门之间的机械连接是例如可枢转式的。当滑座沿着导轨4滑动时，就利用臂9拉或推该门10，从而在由该门引导装置所限定的运动中把该门10移动至开启或关闭位置。
齿轮电动机2还包括用于控制门位置的装置、终点止动装置以及任何障碍物。
导轨长度适应于门尺寸，该门尺寸限定了把门从打开位置移动至关闭位置所需的滑座的行程。
该驱动系统设置有一种手动离合器系统，以允许在齿轮电动机出现电源故障或机能故障时手动操纵该门。此离合器系统优选安装在链条与滑座之间的机械连接处。
如在图2中清晰可见的，不像多数已知车库门驱动系统，车库门驱动系统1的结构是不对称的。齿轮电动机2沿着一轴XX呈细长形。这里措辞“细长形”指齿轮电动机的直径明显小于其长度，例如，齿轮电动机的长度至少是其直径的两倍、优选至少是其直径的三倍。齿轮电动机被设置成与承轨(support rail)4的轴YY成直角。于是，传动轮7可以直接安装在齿轮电动机的输出轴上而不需要运动传递件，换句话说，该传动轮7的转轴与该齿轮电动机的纵轴重合。
因此，由于齿轮电动机2的纵轴XX在同门打开平面相平行的平面内，该车库门驱动系统1的长度比齿轮电动机平行于导轨4轴延伸的传统车库门驱动系统的长度短。同时，该管形齿轮电动机使得对车库门驱动系统的高度要求降至最低。
如图3和4所示，车库门驱动系统的这种实施例也可用于驱动那种在滑动的同时保持垂直的车库门。这种门在置于地面和墙壁中的轨道11内移动。这些轨道形成两相互成直角且经由弧形导轨连接的直导轨。
齿轮电动机的细长形状允许其被设置在水平面内。导轨或齿轮电动机分别位于图3或图4所示过梁的后面。齿轮电动机还可呈垂直状态地设置在两直导轨之间的接合处，但此方案原则上是不利的。其迫使链条在水平面内移动，而最适合链条移动的平面是垂直面。这点的理由是在此状态下，该链条能更好地承受张力及由其自身重量导致的力。当链条在垂直面内与链轮的齿啮合时，该链条会经由其链节的铰接而出现挠曲。因而，其不会受到横向荷载。
车库门驱动系统的第二实施例表示在图5和6中。此第二实施例不同于第一实施例之处在于：链条的上行段和下行段(upper and lowerruns)不再位于经过导轨轴的垂直面内。取而代之的，该链条设置在导轨的一侧。这种特殊构造允许采用较小直径的链轮，从而降低齿轮箱的减速比并缩小由附注b表示的该驱动系统的高度。该链轮的直径可以减小，因为其现在独立于导轨的高度，而如果挠性驱动连接件必须在包含导轨轴的垂直面内移动，就难以缩小该车库门驱动系统的高度。
可用任何其它形式的挠性驱动连接件来代替该链条，例如平滑带、齿形带或金属缆索，在这些情况中，用滑轮来代替链轮。挠性驱动连接件还可包括由链条形成的一部分以及由缆索形成的一部分，在这种情况中，仅用滑轮替换在门关闭时最靠近该门的那个链轮。就机械效率和成本而言，链条-缆索组合是最有利的。链条部分允许经由链轮容易地驱动以及进行精确计数。缆索部分限制该挠性驱动连接件的松弛，且因而限制松弛行段的挠曲。该挠性驱动连接件还可是如实用新型DE9402813U中所述的那种类型，即包括具有用于与驱动轮啮合的齿或凹口的一部分以及由平滑带构成的一部分。
同时，与笨重从而产生较大挠曲的链条相比，当门打开时松驰且位于滑座与空转轮之间的行段不会下垂或者仅下垂相当小。
这种构造足以消除当门到达其打开位置时挠性驱动连接件的松弛行段摩擦并损坏该门的外表面的风险。
在安装车库门驱动系统时，许多因素必须记住：限定机械部件的可用空间量的过梁下方高度，以及供门轨迹使用的最大可利用高度。为采用在水平导轨内滑动的上斜式门或分段式门，门的最高点(顶缘)沿着一种称为门轨迹的曲线移动，该门轨迹在打开操作的开始趋向于上升，之后又成切线地向下回落至对应于门关闭时该门顶部的水平线。
为防止特别是由于松弛行段及门轨迹的挠曲而导致该挠性驱动连接件摩擦该门的顶部，明智的是把车库门驱动系统(由包括松弛行段产生的挠曲在内的导轨和挠性驱动件组成)沿该导轨全长的总高度限定为门轨迹弧线的最高点与天花板之间的高度。
链条与滑座连接的那点位于该滑座下部内的挠性驱动连接件的下行段上。当门关闭时，上行段张紧，而多数下行段都松弛。
为打开该门，齿轮电动机绕S1方向转动，从而给下行段施加牵引力。位于滑座与空转轮之间的下行段部分松弛。当采用缆索时，这部分行段的挠曲相当轻微，不会增大门轨迹上方的最大高度。
上行段也松弛，但趋向于垂入上下行段之间的空间内。此挠曲还通过搁靠在下行段上而受到限制。因此，无论松弛行段挠曲到什么程度，其挠曲也不会增大预期最大高度。若该上行段松弛至搁靠在下行段上，这也不会导致任何问题，因为车库门驱动系统的运行速度慢。在这种链条设在一侧的构造中，上行段在松弛时将搁靠在下行段而不是管状导轨上。这避免了挠性驱动连接件与导轨之间的摩擦，否则这种摩擦会成为一种噪声源。
相反，在关闭该门时，齿轮电动机绕方向S2转动，从而给位于传动轮与滑座之间的上行段之间施加牵引力。结果，该上行段以及位于滑座与空转轮之间的下行段部分将保持张紧，而该下行段的其它部分松弛。由于此松弛部分位于门的后方，就不存在链条的此部分摩擦该门顶部的风险。
该滑座也可与挠性驱动件的上行段连接。于是，行段的“张紧”和“松弛”状态将与上述相反。这有利于此系统的外观，因为当门打开时，导轨及挠性驱动连接件都隐藏在该门的后方，同时当门关闭时，上行段松弛且可搁靠在张紧的下行段上。由此，无论门处于哪个位置，用户都不能看见垂至驱动系统下方的挠性驱动连接件的任一行段。
图7和8所示滑座3包括一细长主体和一罩盖。圆柱形孔14纵向穿过该细长主体。此孔允许把滑座插入一种圆形截面导轨内，并利用此导轨平动地引导该滑座。该孔的直径与导轨直径加上操作间隙相适应。该孔与导轨的截面还可以是多边形的。
滑座3还包括供挠性驱动连接件5的下行段在其内移动的纵向通孔15。某些位于此孔内且用于夹紧挠性驱动连接件的装置提供该挠性驱动连接件与滑座之间的机械连接，以允许利用该驱动件动力驱动该滑座。一个可能例子是采用一种与包围链条的梭动装置接合的钩连系统。
滑座3可以还具有用于引导挠性驱动连接件5的上行段的纵向槽16。此槽也可用纵向通孔来代替。这种孔将确保更好的引导，但也意味着在系统安装过程中不得不使挠性驱动连接件的上下行段之一穿过滑座。如果导轨轴是圆形的，那么装载链条的这种孔还可利用该链条对其壁面的作用而用于防止滑座绕该导轨轴转动。这种方案在采用一种经由球窝接头与门连接的连接臂时或者在采用一种挠性连接臂时有用，在采用挠性连接臂的情况中必须采用专门装置把该门锁定在关闭位置。
滑座3还包括一种用于同臂9连接的轭状件(yoke)。此轭状件由两个焊接到滑座主体上且具有公共钻孔18的凸耳17形成。
对于该依照本发明的驱动系统，优选采用一种“管”式齿轮电动机，即，其通常被设计成容纳在卷门或卷帘的卷管内。这意味着在不修改齿轮电动机的密封系统以防止其润滑剂泄漏的情况下，不能垂直安装该齿轮电动机。
本发明还可应用于仅通过挠性驱动连接件来引导滑座(无导轨)的车库门打开系统。
所描述且在图7和8中以例子方式所表示的滑座特征还可用于例如在该滑座与其驱动的门之间采用非刚性连接臂时保持该滑座位于导轨平面内。