FI77548B - Saekerhetsaggregat foer gliddoerr eller liknande. - Google Patents

Description

1 77548

Turvakoneikko liukuovea tai vastaavaa varten Säkerhetsaggregat för gliddörr eller liknande

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen turvakoneikko.

Liukuovien koneikot koostuvat tavallisesti moottoris-5 ta ja siihen yhdistetystä alennusvaihteesta, jotka käyttävät ketjuvedon välityksellä liukuovia. Liukuovissa tarvitaan myös oven ääriasentoja varten raja-katkaisijat ja hyvin oleellisena osana suojalaitteis-to, jotka estävät henkilövahingot oven liikkuessa. 10 Kuvio 1 esittää tyypillistä liukuovea ja US-patentis-ta 3 807 480 on tunnettu yksipuolinen liukuovi. Liukuovien turvalaitteet käsittävät yleensä ovilehtiin asennetut ns. turvareunat. Turvareunojen osalta tekniikan tasoa edustavat SE-patenttijulkaisu 388 237 15 sekä CH-patenttijulkaisu 610 382.

Toinen tunnettu menetelmä saada ilmaisu silloin kun ovi törmää esineeseen, on mitata hihnan kireys US-pa-tenttijulkaisun 4 057 934 esittämällä tavalla.

20 FI-patenttihakemus 823011 esittää hyvän ratkaisun turvajärjestelmäongelmaan, jos käytetään tasavirtamoottoria ja mitataan moottorin dynaamisia momentin muutoksia.

25 Tämän keksinnön kohteena on erityisesti pakastehuo-neiden ovissa käytettävä turvakoneikko. Tässä käyttötarkoituksessa käytettävissä ovissa syntyy niin suuria lämpötilaeroja, että tunnetut, ns. turvareunat, 30 eivät toimi häiriöttä kosteus- ja jäätymisongelmien takia. US-patentissa 4 057 934 esitetty kiilahihnan kireysmittaus on kallis mekaaninen ratkaisu, joka on 2 77548 lisäksi hankala ohjelmoida pakastehuoneiden olosuhteita vastaavaksi, varsinkin kun otetaan huomioon kosteus- ja lämpötilaerot.

5 Liukuovissa tarvitaan lisäksi lineaarinen nopeuden nousu. Jos käytetään tasavirtamoottoria, jossa on tunnetusti suora käynnistys vakiovääntömomentilla, oveen syntyy nykäisy aukaisun yhteydessä. Tämän nykäisyn voimakkuus riippuu siitä, kuinka kovasti kar-10 min tiivisteet ovat puristetut ja kuinka lujasti ne ovat jäätyneet kiinni.

Standardiepätahtioikosulkumoottori on paljon paremmin suojattu ympäristön kosteutta ja lämpötilavaihteluita 15 vastaan, kuin samassa hintaluokassa oleva tasavirtamoottori, joten ainoaksi mielekkääksi menetelmäksi jää siten taajuusmuuttaja ja moottorin ottotehon dynaaminen mittaus.

20 Edelleen tunnetaan 3-vaihemoottorin virranmittausjärjestelmiä ja tarkoituksena on yleensä suojata moottori ja invertteri ylikuormitukselta. Tällaisia ratkaisuja on esitetty US-patenteissa 3 633 073, 3 851 216 ja DE-hakemusjulkaisussa 26 11 013. Tällaiset ratkai-25 sut eivät sovellu sinänsä liukuoven turvajärjestelmään henkilövahinkoja estämään. Viranomaisnormit sallivat 150 N puristusvoiman puristustilanteessa ja toisaalta moottorin staattisen vetovoiman on oltava vähintään dekadia isompi, jotta saataisiin aikaan 30 moitteeton toiminta.

Tunnetaan myöskin erilaisia järjestelmiä, joiden tarkoituksena on pysäyttää moottori, kun ottovirran tarve ylittää säädetyn kynnyksen, esim. oven auki- ja 35 kiinniasennoissa. Tällaisia järjestelmiä on esitetty 3 77548 esim. UK-hakemusjulkaisussa 2 039 595A, CH-patentissa 1 279 746 ja GB-patentissa 1 091 067.

Kuten tunnettua on 3-vaihemoottorin ottoteho U I coslf 5 ja virranmittaus moottorin vaihejohdoissa ei anna täsmällistä tietoa ottotehosta, jos cosy jätetään huomioimatta. Ammattimiehelle tunnettu epätahtimoot-torin ympyrädiagrammi antaa selkeän kuvan tähän kysymykseen.

10

Oven irrotusvoima voi nousta hyvin suureksi pakaste-huoneiden ovissa varsinkin, jos ovi ei ole ollut käytössä esim. viikonloppuna ja ehtii jäätyä kiinni karmiin. Tämän vuoksi pitää moottorin olla mitoitettu 25 myös tällaisia normaalikäytöstä poikkeavia irrotus-voimia varten. Normaali vetovoima, silloin kun ovi liikkuu vapaasti, on ottoteholtaan yli dekadia pienempi. Edellisestä käy ilmi se, että jokin dynaaminen ottotehon mittausjärjestelmä on välttämätön.

20

Erilaisissa inverteripiireissä on käytössä virranmittaus j ärjestelmiä, joiden tarkoituksena on mitata ja rajoittaa säätöpiirien avulla virtalähteestä tulevaa virtaa. Tällaisia virranmittausjärjestelmiä on esi-25 tetty esim. julkaisuissa US-3 916 287, EP-hakemusjulkaisussa 0010980 Ai ja SE-433 896. Tarkoituksena on suojata ja rajoittaa moottorille ja invertterisillan tehoelimille tulevaa virtaa ylikuormitussuojan aikaansaamiseksi. Tällöin tunnettu tekniikka ei ota 30 huomioon pieniä dynaamisia muutoksia vaan on lähinnä staattinen virranmittaus, vaikka siitä saataisiin ulos myös ottoteho.

4 77548 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetussa tekniikassa esiintyvät haitat ja saada aikaan uudentyyppinen ja entistä käytännöllisempi ja luotettavampi turvakoneikko liukuovea tai vastaavaa varten. Tämä 5 tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella turvako-neikolla, jolle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkki-osassa.

10 Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Keksinnön tärkeimpänä etuna voidaan pitää sitä, että turvajärjestelmä pysäyttää oven kiinnimenovaiheessa ja rajakatkaisija ohittaa ainoastaan suunnanvaihto-pulssin. Tällä tavalla saavutetaan turvajärjestelmän 15 toiminnan kunnon tarkistus jokaisen täyden ohjelma-kierron aikana. Toinen huomattava etu on se, että heti kiihdytysajan jälkeen, kun moottorin ottoteho laskee, dynaaminen turvajärjestelmä on aktiivinen ja valmis havaitsemaan sellaisen ottotehon nousun ja 20 analogiamuistissa olevan, hitaammin muuttuvan keskiarvon välille syntyvän, tietyn ennalta määrätyn jännite-eron, joka on verrannollinen moottorin vetovoimaan ja siten puristusvoimaan. Kolmas huomattava etu on se, että invertterisillan ansiosta kiihdytys, jar-25 rutus ja suunnanvaihdot voidaan toteuttaa helposti. Neljäs huomattava etu on se, että puolijohteiden parametrien valmistustoleranssit ja lämpötilakertoimet eivät vaikuta toimintaan, vaan toteutettu kytkentä toimii matemaattisella tarkkuudella vastuksien tole-30 ranssien puitteissa, eikä näin ollen vaadi lainkaan trimmausta valmistuksen yhteydessä. Edelleen keksinnön mukainen turvajärjestelmä on erittäin luotettava, eikä kulu lainkaan käytössä, eikä vaadi jatkuvaa huoltoa.

5 77548

Keksintöä on seuraavassa lähemmin havainnollistettu oheisten piirustusten esittämien suoritusesimerkkien avulla. Piirustuksissa 5 kuvio 1 esittää perspektiivikuvana tyypillistä kak-silehtistä liukuovea, kuvio 2 esittää erästä keksinnön mukaisen kytkennän suoritusmuotoa ja 10 kuvio 3 esittää invertterisillan ulostulojännitet-tä.

Kuvio 1 esittää perspektiivikuvantoa tyypillisestä 25 kaksilehtisestä liukuovesta. Liukuoven puoliskoja on esitetty viitenumerolla 1 ja 2. Viitenumerolla 3 on esitetty käyttömoottoria ja edelleen viitenumerolla 4 alennusvaihdetta, joka voi olla varustettu rajakat-kaisimilla. Edelleen viitenumerolla 5 on yleisesti 20 esitetty päättymätöntä ketjua, joka kulkee alennus-vaihteen 4 käyttöpyörän kautta kohdassa 6 olevan kääntöpyörän kautta. Tämäntapainen mekaaninen järjestely on yleisesti tunnettua eikä keksintö varsinaisesti kohdistu ovirakenteen tähän osaan, joten sitä 25 ei lähemmin selvitetä.

Kuviossa 2 on esitetty erästä keksinnön mukaisen sähköisen kytkennän suoritusmuotoa, jolla ohjataan kuvion 1 mukaisen liukuoven toimintoja. Invertterisil-30 lat on merkitty viitenumerolla 7 ja 9. Invertterisil-lat on kytketty moottorikäämitykseen 30. Liitäntäpis-te on merkitty viitenumerolla 8. Ottotehon mittaus-piiri on merkitty viitenumeroilla 10, 11, 12 ja sen liitäntäpisteet invertteripiiriin viitenumerolla 33. 35 Muut kuviossa 2 esitetyt osat kuuluvat turvajärjestelmän logiikkaketjuun.

« 77548

Kuvion 2 mukainen kytkentäjärjestelmä toimii seuraavasti: 3-vaihesillan teho-FET-transistorit 7 ja 9 (field effect transistors) saavat sinänsä tunnetulla tavalla ohjaussignaalit logiikkaosasta (ei esitetty 5 piirustuksessa). Pisteeseen 29 kytketään maata vastaan positiivinen jännite. Ottotehon virranmittaus-vastusten 10 ja summausvastusten 11 kautta kulkeva virta muodostaa pisteeseen 13 jännitteen, joka on aritmeettinen keskiarvo ottotehon virranmittausvas-10 tuksen 10 jännitteestä. Näin ollen pisteessä 13 on ottotehon hetkellisarvoon verrannollinen jännite. Kondensaattori 12 suorittaa karkeaa suodatusta ja viitenumerolla 14 esitetty lohko, jonka täsmällistä kytkentää ei sinänsä tunnettuna ole yksityiskohtai-15 sesti selitetty, vahvistaa ja suodattaa alipäästösuo-dattimen ansiosta pisteestä 13 saatavan ottotehosig-naalin. Näin ollen pisteessä 28 on moottorin nimel-listehoalueelle sopiva jännitetaso. Tämä signaali kuvaa hyvin tarkasti moottorin hetkellistä vetovoimaa, 20 koska moottorin hyötysuhde toimintapisteessä on lähes vakio, edellyttäen, että invertteritaajuus on vakio.

Signaalista 28 muodostetaan sinänsä tunnetulla tavalla analogiamuistiin 15 referenssitaso. Vertailuvah-25 vistin 23 kääntyy kun ottoteho pisteessä 28 vähennettynä zenerjännitteellä 18 on suurempi kuin jännite pisteessä 24, joka on analogiamuistin 15 jännite. Ottotehon nousu on tällöin aikaansaanut turvajärjestelmän liipaisun ja pisteestä 32 saadaan sen looginen 30 ilmaisu. Seisontajakson aikana transistorin 16 kautta kulkee virta ja jännitteet pisteessä 34 (transistorin emitterissä) ja analogiamuistissa 15 pisteessä 24 ovat likimain yhtäsuuret. Tämä jännitetaso valitaan niin, että käynnistysvaiheessa kun moottorin 3 otto-35 teho on suuri, jännite pisteessä 25 (zenerdiodin 18 jälkeen) ei ylitä pisteen 24 jännitettä.

7 77548 Käynnistyksen jälkeen kun ottoteho tasaantuu, laskevat jännitteet pisteessä 24 ja 28 siten, että jännite pisteessä 28 laskee ensin (moottorin tehon mukaan) ja analogiamuistin 15 jännite pisteessä 24 laskee pur-5 kausaikavakion määrittämällä nopeudella pisteen 28 jännitteen laskun mukana. Tällöin analogiamuistissa 15 on aina jokaisen käynnistyksen jälkeen ottotehon minimiarvo. Turvajärjestelmä on tällöin valmis havaitsemaan ennalta määrätyn suuruisen tehonnousun 10 (oven liikkeen tielle tulevan esteen, jonka törmäys-voima on vähintään 150 N). Zenerdiodi 18 määrää tämän kynnysarvon.

Vastuksen 20 tehtävänä on pitää zenerdiodin 18 virta 15 sopivana. Vastuksen 19 tehtävänä on mahdollistaa jännitteen nousu pisteessä 26 kun diodin 28 kautta tuodaan simuloitu aukikäsky pisteestä 31.

Kun ovi halutaan aukaista, voidaan diodin 22 välityk-20 sellä tuoda pisteestä 31 looginen signaali, jolla on positiivinen jännite pisteeseen 26, joka on vertailu-vahvistimen 23 ei-kääntävä sisäänmeno. Tämän jännitteen pitää ylittää pisteessä 24 vaikuttava jännite. Tällöin saadaan simuloitu oven käyttö- ja turvajär-25 jestelmän laukaisupulssi pisteestä 32 ja samanaikaisesti ohitetaan kiinnirajakytkimen suunnanvaihtoesto-signaali, käynnistää pulssi 32 turvajärjestelmän suunnanvaihtopiirin avulla aukikäskyn. Tätä kytkentää ei täsmällisesti ole esitetty, koska se edustaa vain 30 normaalia ammattimiehen suunnittelutasoa.

Edellisestä käy ilmi, että kiinnimenovaiheessa, kun ovilehdet 1 ja 2 törmäävät toisiinsa, saadaan turvajärjestelmästä pulssi pisteessä 32. Jos samanaikai-35 sesti kiinnirajakytkin on aktivoitunut, pysähtyy ovi 8 77548 eikä aukea ilman uutta aukaisukäskyä, koska suunnan- vaihtopiiri on ohitettu. Kiinnirajakytkimen tehtävänä on siis ainoastaan ohittaa suunnanvaihtokäsky oven ollessa lähellä kiinniasentoa. Tällä tavalla saadaan 5 lisäksi aikaan koko turvajärjestelmän toimintakunnon tarkistus kahdessa vaiheessa yhden auki-kiinnikierron aikana.

Kuvio 3 esittää invertterisillan ulostulojännitettä 10 ajan funktiona. Amplitudin määrää jännite pisteessä 29. Tämä jännitekäyrä on samalla myös kolmiokäämikyt-kennän pääjännite.

Keksinnön puitteissa voidaan ajatella edellä kuvatus-15 ta suoritusesimerkistä poikkeavia ratkaisuja. Erityisesti on huomattava, että keksinnön mukainen kytkentä soveltuu sekä kuvan mukaiseen moottorin kolmiokytken-tään, mutta yhtä hyvin voidaan käyttää myös tähtikyt-kentää. Tällöin moottorin käämijännitteet ovat samaa 2o muotoa kuin EP-hakemusjulkaisussa 0010980 Ai kuvassa 3d on kuvattu.

Virranmittausvastuksista 10 pisteestä 33 voidaan ottaa kätevästi ulos signaali, joka kuvaa käämivirtaa. 25 Sitä voidaan käyttää käämivirran rajoituspiiriä varten.

Ottotehon hetkellisarvo saadaan pisteestä 28 ja sitä voidaan käyttää esimerkiksi kynnysvahvistimen ja ai-30 kaviivästyspiirin kanssa siten, että saadaan ylikuor-mitussignaali mikäli moottorin ottoteho ei laske säädetyn ajan sisällä alle kynnysarvon. Tämä on erityisen tärkeää, mikäli ovessa on lukitusvarusteet. Tällöin, mikäli lukitus on päällä, aukikäskyn antaminen

Claims (5)

1. 9 77548 moottorille aiheuttaa sen, että säädetyn ajan kuluttua (tavallisesti 0,5 s kuluttua) automatiikka menee häiriötilaan ja ovi ei aukea, eikä vaurioidu. 5 Patenttivaatimukset;
2. 1. Liukuovea (1, 2) tai vastaavaa varten tarkoitettu turvakoneikko, joka käsittää 10 kolmivaihetyyppiä olevan käyttömoottorin (3), invertterisillan (7, 9) käyttömoottorin (3) ohjaamiseksi 15. vahvistin- ja aktiivialipäästösuodatinyksi- kön (14) invertterisillasta (7, 9) saata van, käyttömoottorin (3) ottotehoon verrannollisen ensimmäisen signaalin vahvistamiseksi ja suodattamiseksi, 20. analogiamuistin (15) referenssitason muo dostamiseksi yksiköstä (14) saatavasta toisesta signaalista (28) ja vertailuvahvistimen (23), joka on kytketty analogiamuistiin (15) ja sovitettu antamaan 25 turvajärjestelmän ulostulosignaali (32), tunnettu invertterisillan (7, 9) ja vahvistin- ja suodatinyksikön (14) väliin kytketyistä elimistä (10, 11, 12) analogisen jännitteen 30 kehittämiseksi käyttömoottorin (3) ottote- hon hetkellisarvosta, jolloin käyttömoottorin (3) kuormitustilaa osoittavana suureena on sovitettu käytettäväksi invertterisillan (7, 9) rinnakkaisissa haaroissa kulkevan 35 virran suuruutta, ja 1« 77548 analogiamuistin (15) ja vertailuvahvistimen (23) väliin siten kytketystä zenerdiodista (18), että vahvistin ja suodatinyksikön (14) jälkeisen toisen signaalin (28) jän-5 nitteen ja zenerdiodin (18) jännitteen ero tuksen noustua yli analogiamuistin (15) ulostulojännitteen (24) vertailuvahvistin (23) on sovitettu antamaan edellä mainittu ulostulosignaali (32).
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen turvakoneikko, tunnettu siitä, että zenerdiodin (18) (piste 25, kuva 2) ja vertailuvahvistimen (23) (piste 26, kuva 2) väliin on järjestetty diodivastusveräjä 15 (19, 22), jolloin veräjässä oleva vastus (19) mahdollistaa loogisen signaalin (31) pääsyn diodin (22) kautta vertailuvahvistimen (23) sisäänmenoon (piste 26, kuva 2) käyttö- ja turvajärjestelmän laukaisu-pulssin (32) aikaansaamiseksi. 20
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen turvakoneikko, tunnettu siitä, että oven seisontajakson aikana analogiamuistiin (15) tuodaan transistorin (16) välityksellä (piste 34, kuva 2) jännite (pistee- 25 seen 24, kuva 2) siten, että jännitteet (24, 34) ovat likimain yhtäsuuret, jolloin jännitetaso on siten valittu, että jännite zenerdiodin (18) jälkeen (piste 25, kuva 2) ei ylitä analogiamuistin (15) jännitettä (piste 24, kuva 2). \ 11 77548 Patentkrav;
5. 1. Säkerhetsaggregat för gliddörr (1, 2) eller liknande, som omfattar en driftmotor (3) av trefastyp, ^ - inventerbrygg (7, 9) för styrning av drift- motorn (3), förstärknings- och aktivlägpassfilterenhet (14) för förstärkning och filtrering frän inverterbryggan (7, 9) föranledd första 2q signal, som är proportionell mot den dyna- miska ineffekten tili driftmotoren (3), analogiminne (15) för utformning av refe-rensnivä utav den andra signalen (28) föranledd frän enheten (14), och ^ - spänningskomparatorn (23) som är kopplad tili analogiminnet (15) och anordnad att ge utgängsignalen (32) för säkerhetssystemet känneteckna t av 20 organ (10, 11, 12) kopplade mellan in verterbryggan (7, 9) och förstärknings- och filtreringsenheten (14) för bildandet av analogispänningen, som är proportionell mot 25 den dynamiska ineffekten tili driftmotorn (3), varvid säsom enhet, som visar drift-motorns (3) belastningsstadium, är anordnad att användas storleken av strömmen i in-verterbryggans (7, 9) parallella grenar, 30 och