CN101824958A - 具有两个电动机的门驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及门驱动装置，尤其用于卷帘门、升滑门等的门驱动装置，其具有用于门的打开和关闭的门运动构件尤其是门轴，以及布置在门运动构件上的连接机构。根据本发明，门驱动装置包括至少两个电动机，其中一个间接地/直接地固定连接到布置在门运动构件上的连接机构，其它所有的电动机径向可动地布置在门运动构件周围并且通过所布置的连接机构连接到那里。

Description

具有两个电动机的门驱动装置

技术领域

本发明涉及门驱动装置，尤其是用于升滑门、推拉门、滑动门等的门驱动装置，其具有用于门的打开和关闭的门运动构件尤其是门轴，以及布置在门运动构件上的连接机构。

背景技术

驱动门运动构件尤其是门轴以便收卷紧固到门上的门缆索或门链条的电动机通常用于驱动多种门如车库门、花园门或栅栏门、大厅门或棚库门或者还有大型工业用门或大门。能够理解的是，就此可以利用其它的门运动构件。

特别是不得不使用具有高转矩的大型电动机尤其是大功率电动机用于大型工业用门或大门。由于对这种驱动单元的不断增长的需要，现有技术中的这种门驱动装置的生产成本自然地也就增加。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供更便宜地驱动门的可能性。特别是，利用简单手段来实现根据现有技术的门驱动装置的进一步改进。

根据本发明，通过根据权利要求1的门驱动装置实现了这个目的。本发明的优选实施例是从属权利要求的主题。

因此，提出一种尤其用于升滑门、卷帘门等的门驱动装置，其具有用于门的打开和关闭的门运动构件尤其是门轴，以及布置在门运动构件上的连接机构，其中该门驱动装置包括至少两个电动机，其中一个电动机间接地/直接地固定连接到布置在门运动构件上的该连接机构，所有其它的电动机径向可移动地设置在门运动构件周围并且通过所设置的该连接机构连接到那里。各电动机的转矩通过各自的连接机构可以传递到门运动构件，因此可以实现门运动构件的围绕旋转轴的旋转运动，这将导致门驱动装置的打开和关闭动作。对此重要的是，各电动机的驱动转矩不是彼此相反地作用，而是协同作用。因而，一个大型昂贵的设备可以由两个小型或便宜的标准电动机取代。特别是在卷帘门中，卷帘格栅可以布置在门轴上，从而在围绕纵向轴沿顺时针方向或逆时针方向转动时，卷帘格栅被卷起或展开。收卷运动由多个电动机产生，它们通过法兰接设到电动机输出轴上的连接机构被连接到布置在门轴上的连接机构，所述多个电动机的转矩在同一方向上并且使门轴进行相应的旋转运动。

使用超过一个的电动机驱动门驱动装置所导致的问题是，所用电动机的旋转速度不得不彼此同步控制。如果单个电动机的旋转速度甚至仅有极小的变化，都可能导致出现某些驱动部件的摩擦点或者增大的材料应力，并且造成加速磨损。电动机的这种异步旋转速度是由于用于给电动机供电的同结构的变压器的微小差别所引起的。甚至同结构类型的各电动机的非常小的功率差别都会导致不同的旋转速度。

为了防止或减轻上述的伴生现象，所有其它的电动机径向可移动地设置在门运动构件周围，从而能够补偿变压器和电动机的差别以及至少两个电动机的异步运转。如果至少两个电动机的驱动速度或旋转速度是分别运行的，也就是异步运行，就无法再确保理想的动力传递，并且会在门驱动装置的连接机构的不同位置出现额外的摩擦点。这种额外产生的摩擦点可以由与异步电动机驱动速度连用的其它电动机的活动布置来补偿，并且可以确保各电动机的动力无障碍地传递到门运动构件。

如果法兰接设到电动机输出轴上的连接机构包括与布置在门运动构件上的合适的连接件相啮合的驱动小齿轮并且通过该驱动小齿轮使门运动构件进行运动，则这是有利的。布置在门运动构件上的连接机构例如是布置在门运动构件上的链条或另一个齿轮。该驱动小齿轮啮合到链条中或者该另一个齿轮中，并且通过链条使门运动构件进行预定的旋转运动。

能够想到在门驱动装置中设置至少一个变压器，该变压器连接到至少一个电动机或所有的电动机，由此可以提供给电动机所需的供应电压。变压器例如可以将施加到输出轴的交流电压转变到所需的有效值，并且能够通过接在下游的整流器在输出轴处产生直流电流。

至少一个电动机优选地包括直流电动机。可以通过相对简单的控制电路设计来控制直流电动机。由此得到与交流电动机相比更简单的直流电动机控制，因为受控的交流电动机运行所需的频率转换器可被省掉。通常，这种已知的直流电动机具有非常高的输出转速。

为了这个目的，如果至少一个电动机包括齿轮减速电动机是有利的。就此而言，齿轮减速电动机具有电动机单元，该电动机单元在其齿轮减速电动机壳体中装有下游侧的小型减速器。通过齿轮减速直流电动机，高的输出转速可以通过减速器减小，并且再电动机输出轴上获得较高的输出转矩和较小的转速。

在进一步的有利方式中，至少一个控制变量，尤其是门位置信号，可以被门驱动装置上的合适装置检测，并且该控制变量用于至少一个电动机的供应电压的控制。该控制变量可以通过下列函数简化运算：

U＝f(s)

其中，s可以表示例如各门位置，f(s)是用于计算用于至少一个电动机的控制的电压U的预定函数。在这里，各自相接的电动机的速度或转速可以由电压U所控制。

门位置信号例如表示所用门的各打开位置，并且实现门驱动装置的制动、停止或加速。

在一个实施变型方案中规定，至少两个变压器为至少两个电动机提供所需的供应电压。在这方面，各自的变压器连接到各自的电动机，并且为它提供电动机运转所需的供应电压。

使用一个以上的电动机用于驱动门驱动装置所导致的问题是所用电动机的转速不得不彼此同步控制。如果各电动机的转速甚至仅有极小的变化，这都可能导致出现某些驱动部件的摩擦点或者增大的材料应力，并且导致加速的磨损。电动机的这种异步转速是由于用于给电动机供电的同结构型变压器的微小差别所引起的。甚至同结构类型的各电动机的非常小的功率差别都会导致不同的转速。

为了防止或减轻所述的伴生现象，至少一个电动机通过至少一个弹簧被有利地弹性设置或支撑在门驱动装置上，从而能补偿变压器和电动机的差别以及两个电动机的异步运转。至少两个电动机通过连接机构连接到门运动构件，从而它们的输出转矩产生对门部件的驱动。在这个方案中，所述连接被构成成可实现理想的力传递。如果驱动速度或转速是分别运行的，也就是异步运行，就无法再确保理想的动力传递，并且在门驱动装置的连接机构的特定位置出现额外的摩擦点。这种额外产生的摩擦点可以通过具有电动机异步驱动速度的至少一个电动机的弹性支撑或设置来补偿，并且可以确保各电动机的力无障碍地传递到门运动构件。

还可以想到，至少两个增量式编码器布置在至少两个电动机上，可以根据该增量式编码器所检测到的测量值确定用于调整至少一个电动机的调整值。用于检测位置变化的传感器被称为增量式编码器，该传感器能够检测路径距离和路径方向。各电动机所走过的路径可以由在各电动机上的各增量值编码器配置所确定，并且因此被用于各电动机的转速的估算。电动机偏离同步运转可以通过合适的信号估值来确定，并且至少一个电动机可以通过调整值进行调整，使得各电动机的运转重新同步进行。在这方面，该调整值影响至少一个电动机的供应电压，以便其转速可以匹配于所用的其它电动机的转速。在这方面可以想到的是，不仅一个电动机可以通过检测到的调整值进行调整，而且多个电动机可以根据调整值进行调整。

上述测量值的一个估算可行方案的特征在于，调整值可以通过增量式编码器的所谓测量值的比较或者相加来确定，并且至少一个电动机可以通过这个调整值来调整。在这方面，测量值的相加或比较可以通过合适连接的运算放大器来实施。

用于识别电动机异步运转的其它可能性是，门驱动装置设置至少一个测量装置用于测量布置在门驱动装置上的至少一个电动机的角度位置。在这方面，例如可以测量电动机到门运动构件自身的角度位置或者法兰接设到电动机输出轴的连接机构的角度位置。由至少两个电动机的异步运转所导致的相应电动机或连接机构的角度位置变化可以被该测量装置检测到，并且从而可以产生适用于调整至少一个电动机的调整值，从而可以使电动机同步运转。

门驱动装置有利地提供至少一个可变电阻器，可变电阻器布置成能通过至少一个电动机上的可变电阻器来直接改变供应电压。在这个方案中，它不是估算的信号，而是通过在各自的电动机上的可变电阻器可以直接改变所施加的供应电压，从而可以实现单个电动机互相之间的同步运转。

在另一个有利的方式中，门驱动装置提供控制器用于控制变量和/或调整值的估算和控制。该控制器处理和估算所测量的测量值以便实现至少两个电动机的控制，以确保该至少两个电动机彼此同步运转。

附图说明

现在通过参考实施例和附图将更详细地理解本发明，其中：

图1是根据本发明的门驱动装置的第一实施例的电路图；

图2是根据本发明的门驱动装置的第二实施例的电路图；

图3是根据本发明的门驱动装置的第三实施例的电路图；

图4是根据本发明的门驱动装置的第四实施例的电路图。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的门驱动装置1的第一实施例。所示出的门驱动装置1包括门运动构件2，该门运动构件在图1至图4的实施例中设计成门轴。门轴2可以围绕其纵轴旋转，借此布置在门轴2上的门(此处未示出)尤其是升滑门、格栅门/卷帘门可被卷起和放下。

根据本发明，门驱动装置1具有两个电动机3和4，这些电动机的已校正的驱动转矩彼此互为补充而形成更大的总转矩。由此一来，通过使用两个较小的电动机单元，可以省去单独的大功率型电动机单元，节省成本。

两个电动机都将它们的输出力通过呈驱动小齿轮5、6形式的连接机构传递给布置在门轴上的连接机构(但是在图1至图4中没有示出任何细节)，从而传递给门轴。就此而言，未示出任何细节的连接机构可以是另一齿轮，该齿轮位于门轴上并且它的齿形结构与两个电动机的驱动小齿轮的齿相啮合。不过，链条或用于将力传递到门轴的其它机构同样也是可以想得到的。所用的两个电动机3、4是两个相同的齿轮减速直流电动机，在各种情况中，齿轮减速直流电动机通过变压器7提供预定的供应电压。该变压器7同样是具有相同性能特性的同类型号。从图1中可以看出，为两个电动机3、4限定了单独的供电系统。可以通过合适的测量装置来检测门控制信号，并且可以通过控制器估算门控制信号。控制器输出控制变量8，该控制变量用于调整图1中的两个电动机3、4的供应电压。两个电动机3、4的转速可以随供应电压而变。由控制器输出的控制变量由如下函数简化限定，该函数根据路径也就是根据门的设定位置s计算出供应电动机3、4所需的输出电压：

U＝f(s)

在根据图1所示的本发明门驱动装置1的实施例中，提供给电动机3、4的供应电压都根据控制变量8来调整。

因为相同的电动机3、4和变压器7的使用仍会造成工作性能上的微小差异，并且因为这造成两个电动机的轻微的异步运转，所以电动机4通过弹簧9布置在门驱动装置上。就此而言，由于通过弹簧9减轻了电动机4在门轴2的方向上的压力，所以该弹簧有助于补偿增大的应力和齿轮的摩擦点。

在根据本发明的门驱动装置1的另一实施例(图2)中，除了通过弹簧9补偿变压器和电动机差异之外，各增量式编码器10布置成紧邻电动机3、4，使驱动小齿轮5、6所经过的运动路径可以在技术测量中被检测。在这方面，输出被连接到合适的估算装置11，该估算装置或是互相比较两个信号输入，或是将其相加。可以想到使用用于比较的比较器或者用于增量式编码器10的两个输出信号的加法的运算放大器。

在这方面，估算装置11的输出值被连接到电动机4的反馈回路。根据在估算装置11的输出所施加的信号来产生调整值12，该信号触发电动机4的转速调整，以克服电动机4与电动机3相比的提前或滞后。就此而言可清楚认识到，在根据图2所示的本发明门驱动装置1的实施例中，存在两个可独立调整的调整控制电路。另外必须注意到，图2的实施例的所有其它部件或特性与图1中的部件或特性相一致。

在图3中示出了根据本发明的门驱动装置1的第三个可行实施例。门驱动装置1又包括通过两个驱动小齿轮5、6驱动的门轴2，该驱动小齿轮被法兰接设到电动机3、4的动力输出轴上。相同结构的电动机3、4都通过同结构类型的变压器7提供预定的供应电压。由合适的门设定测量单元确定调整值8以调整第一电动机3的旋转速度。为了通过第二电动机4调整可独立调整的第二调整电路，用技术测量法检测电动机4的角度位置，并且调整值12可以根据检测值而产生。通过借助弹簧9实现的电动机4的柔性布置，可以补偿在驱动小齿轮5的齿与布置在门轴上的齿轮的齿相互啮合中极小的错位和由此增加的磨擦点。因此可以出现电动机4的角度位置改变，这种改变的角度位置可在技术测量中通过测量装置13被识别，并且由通过调整值12所被补偿。就此而言，调整值12调整电动机4的供应电压，使得它的转速匹配于电动机3的转速，并且可能再次获得所述的齿轮的精确的互相啮合。

图4示出了根据本发明的门驱动装置1的另一实施例。除了测量装置13和调整值12之外，该门驱动装置的设计与图3中的设计相同。使用了布置在电动机4上的可变电阻器14取代所述测量装置13，从而在电动机4因驱动小齿轮5上的齿和设置在门轴2上的齿轮的齿分离而出现最小位置改变或延迟角度变化时，可变电阻器的欧姆电阻改变了。当在电动机4的调整电路中接入可变电阻器14和欧姆电阻发生改变时，直接在电动机4的输出轴处通过可变电阻14改变供应电压。设定适当的可变电阻器尺寸以这样的程度影响到跟随电动机4，即确保两个电动机3、4同步运转。

Claims (14)

1.一种门驱动装置(1)，尤其是用于卷帘门、升滑门等，该门驱动装置具有用于门的打开和关闭的门运动构件(2)尤其是门轴，以及布置在该门运动构件(2)上的连接机构，其特征是，该门驱动装置(1)包括至少两个电动机(3，4)，其中一个电动机间接地/直接地固定连接到布置在该门运动构件(2)上的该连接机构，所有其它的电动机(3，4)围绕该门运动构件径向可移动地布置并且通过所设置的连接机构连接到该门运动构件。

2.根据权利要求1所述的门驱动装置(1)，其特征是，所述至少两个电动机通过布置在电动机输出轴上的相应的连接机构(5，6)间接地/直接地连接到设置在所述门驱动装置(1)的门运动构件(2)上的所述连接机构。

3.根据权利要求2所述的门驱动装置(1)，其特征是，所述相应的连接机构(5，6)包括法兰接设到所述电动机输出轴的驱动小齿轮，并且该驱动小齿轮与设置在所述门运动构件(2)上用于驱动所述门驱动装置(1)的门运动构件(2)的相应的连接机构尤其是链条相啮合。

4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的门驱动装置(1)，其特征是，至少一个变压器(7)设置在所述门驱动装置(1)中，该变压器连接到至少一个电动机或者所有电动机(3，4)并且为所述电动机(3，4)提供所需的供应电压。

5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的门驱动装置(1)，其特征是，至少一个电动机(3，4)包括直流电动机。

6.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的门驱动装置(1)，其特征是，至少一个电动机(3，4)包括齿轮减速电动机。

7.根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的门驱动装置(1)，其特征是，至少一个控制变量(8)能被所述门驱动装置上的合适机构检测到，其中尤其是门位置信号能够被检测，并且该控制变量(8)用于至少一个电动机(3，4)的供应电压的控制。

8.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的门驱动装置(1)，其特征是，至少两个变压器(7)被用于调整至少两个电动机(3，4)，其中各自的变压器连接到各自的电动机(3，4)。

9.根据权利要求1至8中任一项权利要求所述的门驱动装置(1)，其特征是，至少一个电动机(3，4)通过至少一个弹簧(9)布置在所述门驱动装置上，以补偿变压器和电动机的差异和进而至少两个电动机(3，4)的异步运转。

10.根据权利要求1至9中任一项权利要求所述的门驱动装置(1)，其特征是，至少两个增量式编码器(10)布置在至少两个电动机(3，4)上，并且调整值(12)能由通过所述增量式编码器(10)检测到的测量值来确定，用于调整至少一个电动机(3，4)。

11.根据权利要求9所述的门驱动装置，其特征是，调整值(12)通过所述增量式编码器(10)的两个所述测量值的比较或相加来定，并且至少一个电动机(3，4)通过这个调整值(12)被调整。

12.根据权利要求1至11中任一项权利要求所述的门驱动装置(1)，其特征是，所述门驱动装置(1)设置至少一个测量装置(13)用于测量至少一个电动机(3，4)的和/或布置在所述电动机输出轴上的连接机构尤其是驱动小齿轮的角度位置，从而产生至少一个调整值(12)用于调整至少一个电动机(3，4)。

13.根据权利要求11所述的门驱动装置，其特征是，所述门驱动装置(1)设置至少一个可变电阻器(14)，该可变电阻器被布置成能通过在至少一个电动机(3，4)上的可变电阻器(14)来直接改变所述供应电压。

14.根据权利要求1至13中任一项权利要求所述的门驱动装置(1)，其特征是，所述门驱动装置(1)设置用于估算和控制所述控制变量(8)和/或调整值(12)的控制器。

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