DE69806652T2 - Verbesserter Torantrieb - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen neuartigen Torantrieb.
• Bekannte Torantriebe umfassen eine Motoreinheit, die das Tor bewegt, und eine elektrische/elektronische Schaltung, welche die Motoreinheit steuert und das Öffnen und Schließen überwacht. Die US 4,429,264 offenbart beispielsweise eine Vorrichtung, welche die Winkelposition einer Tür ermitteln kann, indem die Drehung der Antriebswelle eines Drehstellgliedes erfaßt wird. Bei anderen Vorrichtungen empfängt die Steuerschaltung ein Toröffnungssignal und ein Torschließsignal sowie aktiviert entsprechend die Motoreinheit üblicherweise für eine Zeitdauer, die vorab ausreichend bemessen wird, um das Tor in die erforderliche Lage zu bringen. In seltenen Fällen ist auch ein Anschlag vorgesehen, der mit dem Tor dann, wenn das Tor die vollständig geschlossene oder vollständig geöffnete Position erreicht, auf eine Weise zusammenwirkt, daß die Motoreinheit nach dem tatsächlichen Erreichen der vollständig geschlossenen oder vollständig geöffneten Position angehalten wird. Wie auch immer das Anhalten in geschlossener oder geöffneter Position realisiert wird, bewegt sich das Tor stets mit höchster Geschwindigkeit zur Anschlagsposition und kommt dann abrupt an den mechanischen Anschlägen zum Stehen.
• In der EP-A-0 712 990 ist eine Nockensteuerung vorgesehen, um die Endpositionen des Tores zu erfassen, damit die Torbewegung abgebremst wird und das Tor zum Stillstand kommt, wenn diese Positionen erreicht werden.
• Einige Antriebe können die Bewegungen des Tores hin zu einer vorbestimmten Zwischenposition steuern, um eine Barriere gegen das Einfahren von Fahrzeugen zu schaffen, jedoch den Durchgang für Fußgänger zuzulassen. Diese Funktionsweise wird üblicherweise dadurch realisiert, daß eine Öffnungsbewegung nur so weit vorgesehen wird, wie für den gewünschten Durchgang als notwendig erachtet wird. Leider ist diese Funktion durch Änderungen des Timings oder der Bewegungsgeschwindigkeit des Tores infolge von Verschleiß der Bauteile, Abnutzung und Änderung der Umgebungsbedingungen oft unzuverlässig.
• Schließlich weisen einige Antriebe Sensoren auf, welche die Öffnungs- und Schließkraft messen und Störungen der Torbewegung erfassen können. Sollte eine derartige störende Bedingung ermittelt werden, sperrt der Antrieb die Torbewegung und führt eine entgegengesetzte Torbewegung aus. Jedoch wurde festgestellt, daß unter Umständen eine entgegengesetzte Bewegung gefährlich sein kann, besonders dann wenn eine Person von den sich bewegenden Bauteilen des Tores erfaßt wird. Sogar das bloße Anhalten ist insofern nachteilig, als das Hindernis zwischen dem Tor und dessen Gegenanhaltebereich oft eingeklemmt gehalten bleibt.
• Wegen des weitverbreiteten Gebrauchs herkömmlicher, oben beschriebener Antriebe ist sehr schwierig, alternative Lösungen zu entwickeln, die funktionell zufriedenstellen und gleichzeitig mit den existierenden mechanischen und elektromechanischen Bauteilen kompatibel sind. Hauptzweck der Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen, indem ein Torantrieb bereitgestellt wird, der eine genauere und gleichmäßige Torbewegungssteuerung gewährleistet, wobei die mechanische Installation der für den neuen Antrieb typischen Bauteile einfach realisierbar sein soll.
• Angesichts dieser Aufgabe ist ein erfindungsgemäßer Torantrieb gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
• Um die innovativen Prinzipien der Erfindung und deren Vorteile gegenüber dem Stand der Technik deutlich zu machen, ist im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen eine mögliche, nicht einschränkende, beispielhafte Ausführung der Erfindung beschrieben, bei der diese Prinzipien angewendet sind. In den Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Tores mit einem Antrieb, der gemäß den innovativen beanspruchten Prinzipien hergestellt ist;
• Fig. 2 eine Seitenansicht eines Teils des Antriebes gemäß Fig. 1; und
• Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Schnittebene III-III in Fig. 2.
• Bezugnehmend auf die Figuren zeigt Fig. 1 einen Antrieb, der als Ganzes mit Bezugsziffer 10 versehen und zum Bewegen eines Tores 13 bestimmt ist. Das Stellglied besteht aus einer Motoreinheit 11 mit linearem Moment und einer Steuereinheit 12. Das Tor kann von jeglicher Bauart sein und einen oder zwei Torflügel aufweisen. Der Antrieb umfaßt eine Positionserfassungseinrichtung 14, die eine Größe liefert, die eine Funktion der Torposition zwischen der äußersten, vollständig geöffneten Torposition und der äußersten, vollständig geschlossenen Position ist.
• Das Tor 13 ist an Bolzen angebracht, um um eine vertikale Achse 23 zu drehen, und die lineare Motoreinheit 11 ist an Trägem oder Haltearmen 24, 32 schwenkbar gelagert. Der Haltearm 24 ist an einem Pfosten 22 befestigt, der die Bolzen hält, wobei der Haltearm 32 an dem Torflügel befestigt ist.
• An dem Schwenkgelenk zwischen der Motoreinheit und dem Haltearm 24 ist die Vorrichtung 14 zum Messen des Winkels zwischen dem Haltearm und dem Stellglied angeordnet. Der Winkel ist natürlich eine Funktion der Position des Torflügels um die Drehachse 23, und der Sensor bestimmt auf diese Weise die Torflügelposition.
• Wie in den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, umfaßt die Einrichtung 14 ein abgedichtetes Gehäuse 25, aus welchem an der Unterseite eine Welle 26 austritt, die ein Erfassungsbauteil (einen Sensor) 35 innerhalb des Gehäuses antreibt. Der Sensor 35 kann beispielsweise als Inkrementalgeber ausgeführt sein, dessen Scheibe 36 direkt am Ende der Welle im Gehäuse verkeilt ist.
• Das Ende der Welle ragt aus dem Gehäuse und ist beispielsweise mittels eines Sicherungsstifts 31 am Kopf des Bolzens 27 gekoppelt, der das Scharnier zwischen der Motoreinheit und dem Haltearm bildet. Der Bolzen 27 ist integral mit der Motoreinheit ausgebildet. Vorteilhafterweise bildet die Welle auch ein Lager für das Gehäuse 25 und dessen Inhalt. Die Einrichtung 14 stellt eine Sensoreinheit dar, die sogar an einer herkömmlichen Motoreinheit leicht angebracht werden kann, die möglicherweise bereits an einem Tor installiert ist. Um eine Drehung der gesamten Sensoreinheit 14 zu verhindern, hat das Gehäuse 25 Nasen 28, 29, die den Haltearm 24 seitlich umfassen.
• Die Sensoreinrichtung ist mit einer Kontrolleinheit 12 über ein elektrisches Kabel 30 verbunden, das am Gehäuseboden dichtend austritt.
• Wie in Fig. 1 ersichtlich ist, kann die Einheit 12 eine Schaltung 15 zum Verarbeiten des Signals umfassen, das von der Sensoreinheit 14 an die Einheit übermittelt wird, um ein Signal 16 zu sichern, das die Torposition repräsentiert. Ein Komparator 17 vergleicht das Signal 16 mit einem Bezugssignal 18, das von einem Vergleichsspeicher 19 bereitgestellt wird, und steuert eine Steuerschaltung 20 für die Bewegung der Motoreinheit. Das Bezugssignal wird in den Speicher 19 mittels einer Speicherschaltung 21 gespeichert, die diesen Wert aus einer Vielzahl von Werten auswählt, die beispielsweise der geschlossenen Position, der offenen Position, der Zwischenposition, etc. entsprechen. Die Speicherschaltung kann Steuersignale 33 für die vorherige Speicherung der Vielzahl von Werten empfangen, die während des Betriebs des Tores zu verwenden sind. Die Signale 33 können beispielsweise über eine Tastatur 34 oder andere bekannte Dateneingabeeinrichtungen erzeugt werden, die auch rechnergestützt sein können, wie ein dafür geeignetes externes Programmgerät. Dabei stellte sich eine Selbstlernprozedur als vorteilhaft heraus, bei der das Tor in der zu speichernden Position, beispielsweise der Endanschlagsposition, der Zwischenposition, etc., positioniert wird. Anschließend wird das Speichersignal 33 des entsprechenden Wertes im Augenblick der Ermittlung durch den Sensor gesendet.
• Vorteilhafterweise können die Signale 16 und 18 digitale Signale mit einigen Bits sein. Zum Beispiel könnte der Sensor ein optischer Inkrementalgeber, ein magnetischer Inkrementalgeber oder dergleichen sein, und die Verarbeitungsschaltung 15 könnte ein Vorwärts-/Rückwärtskontaktgeber sein, der an seinem Ausgang 16 eine Binärzahl bereitstellt, welche die Torposition Schritt für Schritt darstellt. Der Speicher 19 wird daher ein digitaler Speicher sein.
• Die Speichereinrichtung kann auf Befehl einer Kontrolleinrichtung reagieren, wie einer Öffnungs-/Schließfernbedienung oder eines Schlüsselschalters oder ähnlicher Einrichtungen, die einem Fachmann unmittelbar in den Sinn kommen.
• Dank des Sensors kann die Steuereinheit die Torbewegung, die Position und, falls notwendig, die Geschwindigkeit des Tors kontrollieren.
• Für eine Torbewegung bis zur vollständig geschlossenen oder vollständig geöffneten Stellung des Tores speichert die Speichereinrichtung 21 in den Speicher 19 den Wert, der am Ausgang 16 erreicht werden muß und der vollständig geschlossenen oder vollständig offenen Position entspricht. Die Steuerschaltung 20 steuert die Motoreinheit 11 an, bis der Komparator 17 angibt, daß die Zahlausgabe 16 und die Bezugsausgaben 18 gleich sind. Wenn sich das Tor der Anschlagsposition nähert, kann die Steuerschaltung das Tor abbremsen, bis der Anschlag sanft erreicht wird.
• Um auf ähnliche Weise irgendeine gewünschte teilweise geöffnete Stellung zu erreichen, speichert die Speicherschaltung 21 in den Speicher 19 den Wert, der dieser Position entspricht. Die Steuerschaltung 20 betreibt auf diese Weise die Motoreinheit, bis dieser Wert an dem Ausgang 16 erreicht wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß stets eine gewünschte Position wiederholbar erreicht wird.
• Falls ein Hindernis die Torbewegung stört und anhält oder abbremst, erkennt der Komparator 17, daß die Geschwindigkeit, mit der das Positionssignal 16 das Bezugssignal 18 erreichen soll, unter einen Schwellenwert gefallen ist, der auf das akzeptierbare Minimum vorab festgelegt ist. Der Komparator signalisiert der Steuerschaltung 20 den irregulären Zustand, die dann die Motoreinheit ansteuert, um diesem Zustand zu begegnen. Die Steuerschaltung kann auf verschiedene Weisen funktionieren. Beispielsweise kann sie die Torbewegung nur anhalten oder kann eine entgegengesetzte Torbewegung zur Anschlagsposition veranlassen, wie es im Stand der Technik üblich ist. Alternativ kann vorgesehen sein, daß das Tor um eine kleine vorbestimmte Strecke zurückbewegt wird, bevor das Tor anhält. Diese letzte Maßnahme stellte sich als sehr vorteilhaft heraus, weil sie zuläßt, daß das Tor von dem Hindernis weggezogen und befreit werden kann, womit nicht mehr die Gefahr besteht, daß das Hindernis mitgeschleift wird. Dies ist besonders dann wichtig, wenn das Hindernis eine Person ist, die von dem sich bewegenden Tor erfasst wird.
• Die gesamte Funktionsweise der Steuereinheit 12 kann in einer geeignete Mikroprozessorschaltung integriert werden, die auf geeignete Weise programmiert ist, um eine kleine wirtschaftliche Einheit zu schaffen.
• Somit wird deutlich, daß die vorgestellten Ziele dadurch erreicht wurden, daß ein genauer, sicherer, zuverlässiger Antrieb zur Verfügung gestellt wird. Die Sensoreinrichtung kann einfach eingebaut werden, indem sie an einem Bolzen der Bewegungseinheit angebracht wird. Es ist klar, daß der Einbau eines erfindungsgemäßen Antriebs sehr einfach und ökonomisch ist und daß sogar ein herkömmlicher Antrieb, der bereits installiert ist, schnell und einfach ersetzt werden kann, indem der Sensor und die Steuereinheit 12 hinzugefügt werden.
• Selbstverständlich stellt die obige Beschreibung einer die neuartigen Grundsätze der Erfindung anwendenden Ausführung ein nicht einschränkendes Beispiels der Grundsätze innerhalb des Umfangs des hier beanspruchten Exklusivrechts dar. Beispielsweise könnte der Antrieb zusätzliche bekannte Bauteile von herkömmlichen Torantrieben, wie photoelektrische Zellen, Fernsteuerungsempfänger, etc., aufweisen. Falls für den Geber oder Encoder eher der Geber der relativen Bauart als der Geber der absoluten Bauart verwendet wird, kann ein Initialisierungssensor vorgesehen sein, der aus einer vorbestimmten Stellung startet, die beispielsweise der vollständig geschlossenen Torstellung entspricht. Der Positionssensor 14 könnte auch montiert werden, um die Drehung des Stellglieds relativ zum Lager 32 zu messen.

Claims (6)

1. Torantrieb mit einer Motorantriebseinheit (11) und einer Sensoreinrichtung (14) zum Erfassen eines Winkels, welcher eine Funktion der Torposition ist, wobei die Motoreinheit ein lineares Bewegungsstellglied (11) umfaßt, dessen Enden an entsprechenden Haltern (24, 32) angelenkt sind, die dazu ausgelegt sind, das Stellglied zwischen einem ortsfesten Bauteil (22) und einem Torflügel (13) zu befestigen, welcher um eine Schwenk- oder Drehachse (23) schwenkbar ist, und wobei die Sensoreinrichtung (14) zwischen dem Stellglied und einem der Halter (24, 32) zum Erfassen des Schwenk- oder Drehwinkels zwischen dem Stellglied und einem der Halter angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (14) einen Drehsensor (35) umfaßt, der den Drehwinkel zwischen dem Stellglied und dem einen der Halter in dem Bereich zwischen der äußersten, vollständig offenen und der äußersten, vollständig geschlossenen Torposition erfaßt, und daß der Drehsensor (35) der Sensoreinrichtung (14) in einem Gehäuse (25) untergebracht ist, das eine separate Einheit bildet, die an einer Scharnier-Verbindung zwischen dem Stellglied (11) und dem einen der Halter (24, 32) entfernbar angebracht ist.

2. Torantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Welle (26) zum Drehen des Sensors (35) aus dem Gehäuse (25) vorsteht, wobei die Welle (26) eine Einrichtung (31) zum Verbinden mit einem Stift (27) der Gelenk-Verbindung aufweist, wobei der Stift (27) um einen Winkel dreht, der eine Funktion der Torposition zwischen der äußersten, vollständig offenen und der äußersten, vollständig geschlossenen Position ist.

3. Torantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (14) von der Welle (26) getragen ist.

4. Torantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (14) Nasen (28, 29) umfaßt, die aus dem Gehäuse (25) vorstehen, um mit einem Bauteil (24) zusammenzuwirken, das als Drehlager für den Drehstift (27) fungiert und das Gehäuse (25) daran hindert, sich bezüglich des Lagerbauteils (24) zu drehen.

5. Torantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektronische Steuereinheit (12) für die Motoreinheit (11), wobei die elektronische Steuereinheit (12) einen Komperator (17) und einen Speicher (19) umfaßt und der Komperator das von der Sensorein richtung (14) zugeführte Positionssignal mit einem entsprechenden, vorher in dem Speicher (19) gespeicherten Bezugssignal vergleicht und Steuerungsbefehle an die Motoreinheit (11) als Funktion des Vergleichsergebnisses abgibt.

6. Torantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (12) eine Speichereinrichtung (21) umfaßt, die in dem Speicher (19) ein vorbestimmtes Bezugssignal speichert, das aus mehreren Bezugssignalen gewählt ist.