DE2824510C2

DE2824510C2 - Vorrichtung zum Steuern der Bewegung eines angetriebenen Tores

Info

Publication number: DE2824510C2
Application number: DE2824510A
Authority: DE
Inventors: Hermann 8601 Königsfeld Niemetz; Karl Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8520 Erlangen Poerschke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-06-03
Filing date: 1978-06-03
Publication date: 1984-04-26
Also published as: DE2824510A1

Description

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Die Erfindung b^irifft eine Vorrichtung zum Steuern der Bewegung e'iies angetriebenen Tores, insbesondere eines Roll- oder Gliedertores, zwischen einer unteren und einer oberen Endstellung, mit einem Elektromotor, der auf Torantriebsmittel direkt oder über ein Getriebe oder eine Kupplung einwirkt, wobei die Torantriebsmittel mechanisch mit einem Potentiometer gekoppelt sind_; das die jeweilige Torstellung durch einen elektrischen Wert nachbildet, mit einer elektrischen Vergleichseinrichtung, die den der jeweiligen Torstellung zugeordneten elektrischen Wert des Potentiometers mit einem einstellbaren elektrischen Vorgabewen vergleicht, mit Schaltmitteln zum Ein- und Abschalten des Elektromotors, die in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses betätigt sind, und mit Schaltaggregaten, die die Bewegung des Tores auslösen und seine Bewegungsrichtung bestimmen.

Eine solche Steuervorrichtung ist durch die DE-PS 12 44 294 zur Fernverstellung von Hallenfenstern bekannt Hierbei ist ein polarisiertes Relais zwischen den Abgriffen je eines als Sollwert- und Istwertgeber eingesetzten Drehpotesitiometers angeordnet Das den Sollwert vorgebende, mit Eichmarkierungen für bestimmte Fensterstellungen versehene Potentiometer ist an zugänglicher Stelle angebracht und wird von Hand verstellt Das den Istwert nachbildende Potentiometer ist mit dem zu verstellenden Fenster oder dem Stellglied dafür, einem Drehstrommotor, gekoppelt. Die Anordnung wirkt im Sinne einer Nachlaufsteuerung derart, daß bei Verstellung des Sollwertgebers das polarisierte Relais den Drehstrommotor je nach Richtung der Abweichung so lange auf Vor- oder Rückwärtslauf schaltet, bis der Nullabgleich wieder hergestellt ist. Damit wird zwar eine bequeme Verstellmöglichkeit geschaffen, doch kann damit nicht sichergestellt werden, daß der Motor in den Endstellungen abgeschaltet wird. Vielmehr sind dafür zusätzliche Endschalter vonnöten, für die bei Toren vielfach die baulichen Voraussetzungen fehlen und die außerdem wegen der starken mechanischen Beanspruchung störanfällig sind.

Aus der DE-AS 15 84 191 ist eine Anordnung zum Steuern des öffnens und Schließens von Fahrzeugtüren bekannt. Sie verknüpft die Signale eines ersten Befehlsgebers (Fahrgastschalter) mit denen eines zweiten Befehlsgebers (vom Fahrer betätigter Freigabeschalter) durch eine kontaktlos arbeitende elektronische Schaltung, die die jeweils eintreffenden Signale speichert und nur bei Vorliegen beider Signale das Auslöseorgan für den Türantrieb betätigt. Die Endstellung der Türen wird auch hier durch Endkontakte definiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Endabschaltung der Bewegung des angetriebenen Tors genauer und sicherer zu machen, und zwar durch Mittel, die nicht unmittelbar am Tor angebracht werden müssen und die auch nicht durch das Tor selbst betätigt werden müssen, was sie wegen der starken mechanischen Beanspruchung störanfällig machte. Außerdem soll das Einstellen der Endstellungen erleichtert werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrische Vergleichseinrichtung aus zwei elektrischen Entscheidungsstufen besteht, von denen die erste für die obere und die zweite für die untere Endstellung des Tores vorgesehen ist, daß die Schaltmittel von den Entscheidungsstnfen betätigt sind, daß im Zwischenbereich zwischen den Endstellungen des Tores der Elektromotor von den Schaltaggregaten zusammen ml den Entscheidungsstufen eingeschaltet wird und daß bei Erreichen einer Endstellung der Elektromotor nur von den Entscheidungsstufen unabhängig von den Schaltaggregatcn abgeschaltet wird.

Damit die Steuervorrichtung im Ruhezustand keinen Strom verbraucht, sieht eine zweckmäßige Weiterbil-

dung der Erfindung vor, daß die Zuführung der Motor-Antriebsspannung zum Einspeisungspunkt der Betriebsspannung über die die Torbewegung steuernden Schaltaggregate erfolgt

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Torbewögung mit elektrischer Genauigkeit und Zuverlässigkeit gesteuert wird, wobei die Endstellungen sehr fein einstellbar sind und bei Bedarf einfach verändert werden können. In der Bewegungsrichtung des Tors können mehrere Endstel- i" lungen definiert werden; die Grenze ist hier lediglich durch das Auflösungsvermögen der elektrischen Entscheidungsstufen gegeben, das jenseits aller denkbaren Bedarfsfälle liegt

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines ι5 Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Rolltor mit einer Vorrichtung zum Steuern der Bewegung,

F i g. 2 ein Gliedertor mit dieser Vorrichtung,

F i g. 3 ein elektrisches Prinzipschaltbiid der Vorrichtung.

In F i g. 1 ist ein Rolltor, links in Vorderansicht rechts in Seitenansicht, dargestellt das aus einem Rollpanzer 1 aus horizontalen Lamellen und einer Antriebswelle 2 zum Auf- und Abrollen des Tors besteht Der Antrieb erfolgt durch einen Motor 3 über ein an dessen Abtriebswelle 3a angebrachtes Getriebe 4 und eine Antriebskette 5.

An der Motor-Abtriebswelle 3a ist ein Wendelpotentiometer 6 angebracht, dessen Schleifer synchron mit der Antriebswelle 2 vom Motor 3 in Drehbewegung versetzt wird. Die drei Anschlüsse dieses Potentiometers führen in einem dreiadrigen Kabel 7 zu einem Bedienungskästchen 9, das die elektrische Schaltung der Steuervorrichtung sowie die die Torbewegung steuernden Schaltaggregate 10 enthält. Die Einstellelemente 11, mit denen sich die Endstellungen justieren und verändern lassen, sind zweckmäßig versenkt oder verdeckt angebracht so daß sie nicht versehentlich verstellt werden können. Die elektrische Versorgung erfolgt über ein Kabel 8, über das auch der Motor 3 seine Antriebsspannung erhält.

F i g. 2 zeigt ein Gliedertor, links als Teilansicht von vorne, rechts als Seitenansicht. Die miteinander verbundenen Glieder 12 werden hier über ein Seil 13 von der Antriebswelle 2, die das Seil 13 auf- und abwickelt nach ;)ben und unten bewegt. Die Antriebswelle 2 wird wieder von einem Motor 3, an dessen Abtriebswelle 3a ein Getriebe 4 befestigt ist, das über eine Antriebskette 5 auf die Antriebswelle 2 wirkt, angetrieben.

An der Abtriebswelle 3a ist das Wendelpotentiometer 6 befestigt dessen Anschlüsse mittels eines Kabels 7 zum Bedienungskästchen 9 führen, das die elektrische Schaltung, die anhand von F i g. 3 näher beschrieben wird, die Schaltaggregate 10 und die Einstellelemente 11 enthält. Die Stromversorgung geschieht wiederum über ein Kabel 8, das umgekehrt über weitere Adern dem Motor 3 die Antriebsspannung zuführt.

Die elektrische Schaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nun am Beispiel von F i g. 3 beschrieben.

Das Wendelpotentiometer 6, dessen Schleifer von der Motorabtriebswelle 3a verstellt wird, ist über die drei Kabeladern 7a, 7b, Tc mit den Klemmen K 1, K 2 und K 3 des Bedienungskästchens verbunden, die zur elektrischen Auswerteschaltung führen, die weiter unten beschrieben wird.

An weiteren Klemmen K 4—KlO enden die Kabeladern Sa-Sg, die zu den Steuerrelais A und B für den Motor und zur Betriebsspannung, Punkt O sowie den Punkten R und R', führen. Unter R ist dabei wie üblich eine Phase des zum Motorantrieb vorhandenen Drehstroms zu verstehen, der Punkt R' liegt über den Motorschutzschalter MS an R. Analog dazu symbolisieren die Punkte S' und T die über je einen eigenen Kontakt des Motorschutzschalters au die anderen beiden Drehstromphasen angeschlossenen Stroinversorgungspunkte. Von R', S' und T führen Leitungen zu den an sich je dreifach vorhandenen Kontakten a« und b_M der Steuerrelais A und B, die die Motorwicklungen für Vorwärtslauf in der Reihenfolge U, V, W, für Rückwärtslauf in der Reihenfolge V, U, W mit Strom versorgen. Da dies nicht Bestandteil der Erfindung ist wurde die entsprechende Richtungssteuerung nur angedeutet Außer den aw-Kontakten weist das für Vorwärtslauf maßgebliche Steuerrelais A noch einen Arbeitskontakt a 1 und einen Ruhekontakt a 2 auf, das den Rückwärtslauf bestimmende Steuerrelais B ebenfalls einen Arbeitskontakt b 1 und einen Ruhekontakt b2.

Die elektrische Auswerteschaltung besteht aus zwei Entscheidur.gsstufen EX und £2, von denen die erste, Ei, der oberen Endstellung und die zweite, E2, der unteren Endstellung des Tors zugeordnet ist Als Entscheidungsstufen sind hier Spannungskomparatoren bekannter Bauart eingesetzt. Ein solcher Spannungskomparator hat einen invertierenden Minus-Eingang und einen nichtinvertierenden Plus-Eingang und liefert an seinem Ausgang so lange Spannung O, als die Spannung an seinem Minus-Eingang höher als die an seinem Plus-Eingang ist; übersteigt die Spannung am Plus-Eingang die des Minus-Eingangs, gibt der Komparator die Spannung + U ab. Der Minus-Eingang der Entscheidungsstufe £1 liegt hier über einen Schalter 1Oe an einem einstellbaren Spannungsteiler, der aus dem Potentiometer Mb und dem Widerstand R 2 besteht. Durch den Schalter 1Oe kann anstelle des Potentiometers 11 ύ ein Potentiometer lic angeschlossen und damit — ggf. auch unter Einschaltung weiterer Festwiderstände in diesen Zweig — ein anderes Spannungsteilerverhältnis wirksam gemacht werden. Der Plus-Eingang der Entscheidungsstufe £1 liegt an der Klemme 2, die mit dem Schleifer des Wendelpotentiometers 6 verbunden ist. An den gleichen Punkt ist der Minus Eingang der Entscheidungsstufe E2 angeschlossen, deren Plus-Eingang an einem zweiten einstellbaren Spannungsteiler, gebildet durch das Potentiometer 11a und den Widerstand R1, liegt.

Der Potentiometer 11a wird bei der Montage so eingestellt, daß die an ihm abgegriffene Spannung der vom Schleifer des Wendelpotentiometers 6 in der unteren Endstellung des Tors abnehmbaren Spannung entspricht. Das Potentiometer 116 wird so eingestellt, daß die hier abgegriffene Spannung der vom Schleifer des Wendelpotentiometers 6 in tier oberen Endstellung des Tors gelieferten Spannung entspricht. Das Potentiometer lic wird auf gleiche Weise einer mittleren Endstellung des Tors, die dem Zustand »Tor halb geö.'^fnet« (oder »Tor zu drei Viertel geöffnet«) gleichkommt, zugeordnet.

Am Ausgang der Entscheidungsstufe £1 liegt ein Relais H gegen + U, desgleichen am Ausgang von £2 ein Relais T. Diese Relais können nur dann zum Anzug gebracht werden, wenn die Ausgangsspannungen von

E1 bzw. E2 0 sind, was durch je eine Diode symbolisiert ist.

Das Relais Tzieht also nur dann an, wenn und solange die Spannung an K 2 größer als die der unteren Endstellung des Tors zugeordnete Spannung ist. Das Relais H zieht hinwieder an, wenn und solange die Spannung an K 2 kleiner als die der oberen Endstellung zugeordnete Spannung bzw. — wenn der Schalter 1Oe betätigt worden ist — kleiner als die der mittleren Endstellung zugeordnete Spannung ist. ^|0

Die Betriebsspannung Ol + U für die Schaltung wird über Dioden Di, D 2, einen Widerstand R 3, eine Z-Diode Z und einen Glättungskondensator C aus der zwischen R und O anstehenden Wechselspannung gewonnen, und zwar im Betrieb (Motorschutzschalter '⁵ MS geschlossen) vom Punkt R' her, zur Justage unter Umgehung des Motorschutzschalters auch direkt über den Schalter \0d vom Punkt R her. Die Spannungszufuhr von Λ bzw. /?' ist ferner so mit den Schaltaggregaten 10a für »Aufwärts« 106 für »Halt« und 10c für »Abwärts« verknüpft, daß die Schaltung nur dann an Spannung liegt, wenn eines der Schaltaggregate 10a oder 10c betätigt, das Schaltaggregat 106 für »Halt« aber in Ruhestellung ist.

In Serie zum Schaltaggregat 10a liegt ein Arbeitskontakt h des //-Relais, der im geschlossenen Zustand einen Stromkreis über den 6 2-Kontakt für das Relais A schließt. In Serie zum Schaltaggregat 10c liegt ein Arbeitskontakt t des T-Relais, der im geschlossenen Zustand einen Stromkreis über den a 2-Kontakt für das Relais B schließt. Folglich wird, wenn das Schaltaggregat 10a für »Aufwärts« gedrückt ist, und die obere Endstellung noch nicht erreicht ist, das Relais A erregt, das über seine Kontakte 3m den Motor in Vorwärtsrichtung mit Strom versorgt, und wenn das Schaltaggegat 10£> für »Abwärts« gedrückt ist und die untere Endstellung noch nicht erreicht ist, das Relais ß, das über seine Kontakte 6m den Motor in Rückwärtsrichtung mit Strom versorgt. Zwischen beiden Endstellungen sind zwar beide Relais H und T angezogen und somit beide Kontakte h und t geschlossen, doch kann nur eines der beiden Relais A und B erregt werden, nämlich das, dessen zugehöriges Schaltaggregat, 10a für Relais A und 10c für Relais B, betätigt ist.

Statt Dauerbetätigung der Schaltaggregate 10a und 10c kann auch für eines oder beide von ihnen Impulsbetätigung vorgesehen werden. Im letzteren Fall sind die punktiert eingezeichneten Verbindungen vorzunehmen. Wird dann das Schaltaggregat 10a nur einmal kurz betätigt, spricht über h und b 2 das Λ-Relais «« VnK*.« A_n- C^U_nW_n~~~_n~_n« IAo -·-»«« try Α',ο an. i\k.ui ι uao uwiaiiaggi i,gai iva - .xiii« ι>· w*w Ausgangsstellung zurück, so hält sich das /4-Relais über die punktierte Verbindung, die Kontakte a 1 und h sowie b 2 so lange, bis das //-Relais bei Erreichen der oberen Endstellung abfällt Entsprechendes gilt für Impulsbetätigung des Schaltaggregats 10c, wodurch über t und a 2 das ß-Relais gebracht wird. Über die punktierte Verbindung, die Kontakte 6 I₁ t und a 2 hält sich jetzt das 5-Relais so lange, bis das Γ-Relais bei Erreichen der unteren Endstellung abfällt

Im Beispiel wurde von einer unteren und zwei oberen Endstellungen ausgegangen. Durch Einfügen weiterer Spannungsteiler-Widerstände und Schalter können natürlich ohne weiteres noch weitere Endstellungen eingeführt werden, an denen der Motor stillgesetzt wird. Da Wendelpotentiometer mit mehreren Gängen zur Verfugung stehen, ist die elektrische Nachbildung der Torstellungen sehr genau möglich.

60 Die beiden Endabgriffe des Wendelpotentiometers 6 sind über die Klemmen K 1 und K 3 unmittelbar mit der Betriebsspannung + U/O verbunden, die auch die die Endstellungen definierenden Spannungsteiler versorgt. Folglich werden an die Konstanz der Betriebsspannung keine besonderen Anforderungen gestellt, da bei gleicher Betriebsspannung lediglich die sehr stabilen Widerstandswerte im Verhältnis zueinander für den Vergleich zwischen Torstellung und Endstellung maßgeblich sind.

Da die Kabel 7 und 8 beliebig lang sein können und sich um Ecken herumführen lassen, ist es möglich, das Bedienungskästchen 9 mit den Schaltaggregaten 10 und Einstellmitteln 11 an die bedienungstechnisch günstigste Stelle zu setzen. Dies erleichtert entscheidend die Justage der Endstellungen, die auf diese Weise durch eine Person, die gleichzeitig das Tor beobachten und die Einstellmittel 11 bedienen kann, durchzuführen ist.

Für die Justage weist die Anordnung gemäß der Erfindung noch einen weiteren entscheidenden Vorteil auf, und zwar müssen Torbedienung und Einstellung der Endstellungen nicht gleichzeitig erfolgen, sondern können nacheinander wie folgt geschehen: Die Potentiometer 116 und lic werden zum oberen Anschlag hin verstellt, das Potentiometer 11a zum unteren Anschlag. Der Motorschutzschalter MS wird in Arbeitsstellung gebracht und das Schaltaggregat 10c für »Abwärts« gedruckt Der Motor, der jetzt über den Motorschutzschalter AiS und die 6_M-Kontakte Strom von R', S', V erhält, bewegt das Tor für die Dauer der Betätigung des Schaltaggregats 10c nach unten. Hat das Tor die gewünschte untere Endstellung erreicht, läßt man das Schaltaggregat 10c los, wodurch die Stromzufuhr zum Motor und zur elektrischen Schaltung unterbrochen wird, bringt den Motorschutzschalter in Ruhestellung (MS geöffnet) und drückt die Schaltaggregate 10c und 10c/, wodurch die elektrische Schaltung wieder Strom erhält, während die Stromzufuhr zum Motor unterbrochen bleibt. In diesem Zustand wird das Potentiometer 11a so lange nach oben verstellt bis das Relais Γ abfällt was man am Umschlagen des f-Kontakts sehen oder hören kann. Damit ist die untere Endstellung fixiert. Anschließend wird der Schalter 1Oe für die Mittelstellung gedrückt, der Motorschutzschalter wieder eingeschaltet und mit dem Schaltaggregat 10a das Tor nach oben gefahren, bis es in der gewünschten Mittelstellung steht Danach trennt man den Motor erneut ab, drückt die Schaltaggregate 10d und 10a und verstellt nun das Potentiometer lic so weit nach unten, bis das Relais H abfällt. Der gleiche Vorgang wird nach Herausnehmen des Schalters 1Oe für die obere Endstellung wiederholt wobei jetzt das Potentiometer 116 verstellt wird. Danach sind alle drei Stellungen, in denen das Tor stillgesetzt werden soll, festgehalten. Es ist also nicht nötig, die Endstellungen durch wiederholtes Anfahren, Verstellen, Wiederanfahren, Nachstellen usw. zu ermitteln, was durch den ruckweisen Betrieb hohen Verschleiß für alle bewegten Teile bedeutete.

Das Einstellen geschieht immer bei Dauerbetätigung der Schaltaggregate. Wenn diese später impulsweise betätigt werden sollen, wird die dafür vorgesehene Verbindung (punktiert in Fig.3) zum Einstellen unterbrochen, was durch einen Steckbügel oder dergl. am oder im Bedienungskästchen 9 geschehen kann, der erst nach dem Einstellen gesteckt wird und dann die Verbindung für Impulsbetätigung herstellt

Um das Einstellen noch sicherer und bequemer zu machen, kann man in Serie oder parallel zu den Relais H

und 7~Luminiszenz-Dioden oder ähnliche Anzeigemittel vorsehen und am Bedienungskästchen 9 herausführen. Dann braucht nicht das Abfallen des Relais beobachtet zu werden, vielmehr gibt das Erlöschen der vorher leuchtenden Diode den Zeitpunkt des Relaisabfalls an. Sämtliche in Fi g. 3 dargestellten Bauelemente lassen sich auf einer Leiterplatte in Modulbauweise unterbrin-

gen. Da hier sämtliche elektrischen Teile zusammengeführt sind, ist es leicht, zusätzliche Einrichtungen, wie Hauptschalter, Fernbedienungsempfänger, Fernabfragesender usw., nachzubestücken oder auf einer weiteren Leiterplatte im Bedienungskästchen unterzubringen. Das vereinfacht zum einen die Montage und zum anderen die Bedienung, Kontrolle und Wartung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern der Bewegung eines angetriebenen Tores, insbesondere eines Roll- oder Gliedertores, zwischen einer unteren und einer oberen Endstellung, mit einem Elektromotor, der auf Torantriebsmittel direkt oder über ein Getriebe oder eine Kupplung einwirkt, wobei die Torantriebsmittel mechanisch mit einem Potentiometer gekoppelt sind, das die jeweilige Torstellung durch einen elektrischen Wert nachbildet, mit einer elektrischen Vergleichseinrichtung, die den der jeweiligen Torstellung zugeordneten elektrischen Wert des Potentiometers mit einem einstellbaren elektrischen Vorgabewert vergleicht, mit Schaltmitteln zum Ein- und Abschalten d_'s Elektromotors, die in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses betätigt sind, und mit Schaltaggregaten, die die Bewegung des Tores auslösen und seine Bewegungsrichtung bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Vergleichseinrichtung aus zwei elektrischen Entscheidungsstufen (Ei, £2) besteht, von denen die erste (E 1) für die obere und die zweite (E2) für die untere Endstellung des Tores vorgesehen ist, daß die Schaltmittel (H T) von den Entscheidungsstufen (E 1 bzw. £2) betätigt sind, daß im Zwischenbereich zwischen den Endstellungen des Tores der Elektromotor von den Schaltaggregaten (10a, b, c) zusammen mit den Entscheidungsstufen eingeschaltet wird und daß bei Erreichen einer Endstellung der Elektromotor nur von den Entscheidungsstufen unabhängig von den Schaltaggregaten abgeschaltet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrische Entscheidungsstufen (EX, E2) Spannungskomparatoren mit je einem Plus- und einem Minuseingang und einem Ausgang eingesetzt sind, denen an jeweils entgegengesetzten Eingängen (E\+, E2-, bzw. £1-, £2 + ) die am als Wendelpotentiometer (6) ausgebildeten Poten- «o tiometer abgegriffene Spannung zugeführt ist, während die anderen Eingänge (Ei—, £2+ bzw. £1+, £2—) an mittels mindestens zum Teil einstellbarer, an eine gemeinsame Betriebsspannung angeschlossener Spannungsteilerwiderstände (Ri, lla; /?2, Hb, Hc) gewonnene unterschiedliche Referenzspannungen geführt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannung

( + U, O) für das Wendelpotentiometer (6), die elektrischen Entscheidungsstufen (Ei, £2) und die von ihnen betätigten Schaltmittel (H, T) aus der Motor-Antriebsspannung (R, O) abgeleitet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Motor-Antriebsspannung zum Einspeisungspunkt der Betriebsspannung {+U, O) über die Schaltaggregate (10s, b, c) erfolgt.