CN110337525A - 具有防坠落装置的门和用于触发防坠落装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有防坠落装置的门，具有：门扇(10)，所述门扇可通过门扇驱动器(5)的旋转打开和关闭；马达(3)，所述马达与门扇驱动器耦联；和制动装置(7)，借助于所述制动装置可延缓门扇的打开和/或关闭；和第一测量装置(6)，所述第一测量装置用于确定门扇的至少一个运动参数。为了进一步改进这种门，使得能够可靠地确定门的坠落并且同样可靠地触发制动装置，所述制动装置使门快速制动并在此避免对门的损坏，提出：设有第二测量装置(1)，所述第二测量装置用于确定马达的至少一个运动参数；和比较器(9)，所述比较器将门扇和马达的所测量到的运动参数进行比较，并且当门扇和马达的所测量到的运动参数处于限定的彼此关系之外时，触发制动装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有根据权利要求1的前序部分所述的防坠落装置的门。
背景技术
这种门还适用于工业应用，用于关闭生产厂房、车间和仓库。所述门例如应减轻空气运动并且有助于维持在冷却或加热区域中的温度。具有可竖直运动的门扇的门的典型的实施形式是分段门、卷帘门和螺旋门。这种门能够具有分为可彼此运动的部段的门扇，所述门扇在门框中侧向引导并且以竖直运动打开或关闭。
具有可竖直运动的门扇的门能够构成为具有或不具有配重。已知的配重系统包括弹簧，所述弹簧在门关闭时张紧并且在门打开时再次松弛，其中储存在弹簧中的能量辅助门的打开进而允许所述门以较少的力耗费运动。不具有配重的门减少生产耗费和易磨损性。
在工业应用中的门通常通过电动马达来驱动；马达典型地经由传动装置与门扇连接，其中尤其使用蜗轮蜗杆传动装置，但是也使用正齿轮传动装置、链传动装置或皮带传动装置。
根据本发明的门的一个改进方向涉及其运动速度。现代的块速门的门扇典型地达到直至4m/s的速度。
一个并行的改进方向的目的在于提高使用寿命，其中现代的门能够无故障地完成直至50000次或更多次的打开和关闭周期。
高的运动速度/加速度和非常多的运动周期的这种组合导致高的材料应力和由此引起的由于磨损造成的材料失效的提高的危险。尤其在其上发生摩擦的部件，如马达、门扇驱动器、传动装置以及在传动装置和马达或门扇驱动器之间的连接部是易磨损的。失效，例如在这些门组件之一中的材料破损可能会导致门扇的坠落。由此造成对于在坠落期间处于门开口的区域中的物体和尤其人的大的危险。
为了将这种危险最小化，门能够具有有效的防坠落装置。已知的防坠落装置包括用于确定门扇坠落和用于随后触发坠落阻止的机械机构。
GM 74 26 752公开了用于一种卷帘门的防坠落装置。所述卷帘门主要由可运动地相互连接的板条构成，所述板条在门打开时被卷绕在安装于门楣区域中的卷轴上。旋转的卷轴借助于蜗轮蜗杆传动装置与电动马达连接。在传动装置断裂的情况下，触发防坠落装置，所述防坠落装置具有两个安装在最下方的门板条上的止动栓。当触发防坠落装置时，这些在运行中预紧的止动栓被向外驱动到门框中的相应成形的开口中，从而使门突然制动。借助于转速计触发防坠落装置，所述转速计确定卷轴的转速。在运行门之前，限定极限转速，高于所述极限转速不能确保门的安全运行，而是必须设想发生坠落。在超过所述极限转速时，触发防坠落装置。卷轴的转速就极限转速而言是监控变量，根据所述监控变量能够证实发生故障。在门中的故障不会引起转速提高，或者例如在门以低速不受控地下降时不会引起防坠落装置的触发。
发明内容
本发明所基于的目的是，提出一种具有防坠落装置的门以及一种用于触发防坠落装置的方法，所述防坠落装置可靠地确定门扇的坠落，并且同样可靠地触发制动装置，所述制动装置使门快速制动并且在此避免对门的损坏。
所提及的目的在设备方通过一种具有权利要求1的特征的防坠落装置的门来实现。
门扇驱动器和马达的耦联引起门扇、门扇驱动器和马达的位置和运动的由结构决定的、限定的关系。根据该实施形式，所述关系例如能够通过在马达和门扇驱动器之间的传动装置的传动比或者通常通过马达和门扇驱动器的耦联类型来给定。在门的正常运行中，从马达的运动参数中能够根据该限定的关系来确定门扇的运动参数，并且反之亦然。如果马达和门扇的所述运动参数处于该固定的关系之外，那么认为发生门的故障，例如坠落。
根据本发明，门扇和马达的运动参数通过第一和第二测量装置来确定，并且在比较器中评估所述测量值，运动参数的由结构决定的正常关系存储在该比较器中。当所测量到的运动参数的关系处于限定的关系之外时，触发所述制动装置。
第二测量装置在马达处测量马达的至少一个运动分量。从中能够确定马达的目前的运行状态并且对整个门的运行状态做出合理估计。
通过使用比较器，能够快速地评估所测量到的数据，以便在故障情况下自动地开始门的制动。
在故障情况下实现在可靠地触发制动装置时的高度安全性。如果门扇以等于或小于在正常运行中门的关闭速度的运动速度坠落，即缓慢地但是不受控地下降，也触发防坠落装置。此外可行的是，在开始不受控的向下运动之后立即停止下落的门扇，更有利地还在门扇达到高的下落速度并且相应地需要大的制动力之前停止。
根据一个实施形式，门扇的通过第一测量装置确定的运动参数能够是门扇的平移速度。门的坠落主要通过下落表现，即门扇的非常快的向下运动。通过测量门扇的速度，能够相应地非常可靠地证实坠落。
在一个改进方案中，门扇的通过第一测量装置确定的运动参数能够是旋转的门扇驱动器的角位置。角位置能够有利地且节约空间地靠近门扇驱动器并且与门扇驱动器的当前的以及与运行状态有关的旋转速度无关地确定。
更有利地，马达的通过第二测量装置确定的运动参数是旋转的马达轴的转速。马达轴的转速能够有利地直接在马达附近确定。
可设想地，马达的通过第二测量装置确定的运动参数能够是旋转的马达轴的角位置。作为替代方案或者除了确定马达轴转速以外，也能够节约空间地在马达附近测量马达轴的角位置。
在一个有利的变型方案中，制动装置能够具有摩擦制动器。摩擦制动器允许有意地定量制动力，以便实现门扇的受控的延缓。这允许影响制动距离和由负的加速度引起的力，所述力作用到门扇和门的其它组件上。
根据本发明的一个设计方案，当制动装置被触发时，摩擦制动器的制动元件与随门扇轴一起旋转的制动表面摩擦接合。通过所述摩擦接合，门扇与彼此摩擦的表面和作用在制动元件和制动表面之间的力有关地被延迟。作用于门扇轴的制动器能够节约空间地在门扇轴的区域中并且与在关闭状态下的门扇的延伸部无关地放置。
在本发明的一个可能的实现方案中，马达能够适合被调节直至马达停止，其中门扇能够保持在一个位置中，并且其中马达尤其能够构成为同步马达。因此，在门的正常运行中，门的可靠的制动和保持是可行的。同时，在制动时能够减少在系统中发生的磨损。尤其，同步马达适用于，即使在转速低或在马达轴不运动的情况下也能够提供高的转速，以便能延缓门扇或将其不动地保持。
可能地，制动装置能够在限定的制动距离之内停止门扇的关闭运动。因此，能够限制在延缓期间在整个门中发生的力，以便避免对门的损坏，同时门扇被足够快地制动，以便防止在门区域中的物体和人的损坏和损伤。
在本发明的一个实施形式中，构成在门扇驱动器上的至少一个驱动轮能够作用于至少一个沿门的高度方向延伸的驱动机构。因此实现了在门扇驱动器和门扇之间的良好的耦联，并且尤其在高的运动速度下确保门扇的可靠的运动。
根据一个实施方案变型形式，门扇能够在打开的位置中存放在某种类型的螺旋引导件中。因此，能够在门打开期间特别节约空间地保存门扇。
根据本发明的目的还通过一种具有权利要求11的特征的方法来实现。
在比较器中比较马达和门扇的所测量到的运动参数。由于门的结构，所述运动参数在门的所有正常运行状态下彼此之间具有限定的关系，使得与该关系的偏差表示门的损坏和门扇坠落的危险。如果在对之前测量的运动参数进行比较期间，在比较器中确定这种偏差在规定的公差之外，那么触发制动装置，以便能够防止门扇的坠落并且能够延缓所述门。
在所有运行状态下能够可靠地执行所述故障确定。门的制动尤其在低于门扇的正常速度的速度下就已经能够进行，例如在开始坠落运动时或者在门缓慢的但不受控的降低时进行。
更有利地，能够借助于第一测量装置确定门扇的平移速度。因此，能够直接在门扇处进而非常可靠地确定门的坠落，所述坠落伴随有门扇以门扇的不受控的速度向下运动。
在一个变型方案中，门扇驱动器的角位置能够借助于第一测量装置来确定。门扇驱动器的角位置的确定能够直接在门扇驱动器上进行，并且借助于第二测量装置的节约空间的设置来进行。
根据一个构成方案，借助于第二测量装置能够确定马达的旋转的马达轴的转速。所述转速良好地适用于表征马达的运动并且能够相对简单地直接在马达处测量。
在本发明的一个改进方案中，借助于第二测量装置能够确定马达的旋转的马达轴的角位置。与转动速度无关，旋转的马达轴的瞬时定向能够有利地直接在马达附近确定。
有利地，能够借助于摩擦制动器延缓门的打开和/或关闭。因此能够实现制动力的定量，借助于所述制动力能够延缓门扇，使得保持对于在门的区域中的人和物体的危险低，并且同时避免由于高的制动力和突然的制动对门的损坏。
在一个实施形式中，通过触发所述制动装置，制动元件与随门扇驱动器一起旋转的制动表面摩擦接合。所述制动元件能够节约空间地构成在门扇驱动器的区域中并且借助于摩擦接合实现定量的制动效果。
可能地，制动装置能够在限定的制动距离内停止门的关闭运动。通过限定制动距离可确保：门一方面足够快地停止，以便能够确保在坠落的情况下在门的区域中的人和物体的安全性，并且同时能够限制延缓，以便避免由于突然制动对门的损坏。
附图说明
下面，应借助附图阐述本发明的一些示例性实施形式。附图示出：
图1示出具有防坠落装置的根据本发明的门的原理图；
图2示出本发明的第二实施形式在通过方向上的剖视图；
图3从右侧示出图2中的实施形式的侧视图；
图4示出图2中的区域A的放大视图；
图5示出图2中的区域B的放大视图；
图6示出第三实施形式的剖视图；
图7示出第四实施形式的剖视图；
图8示出第五实施形式的剖视图。
对于相同的或相应的特征，在不同的附图中并且关于不同的实施形式使用相同的附图标记。关于下面的附图省去相应的或相同的特征的阐述，如果其已经被阐述的话。
具体实施方式
下述实施形式尤其涉及快速门，即门扇的垂直速度大于1.5m/s、2m/s并且尤其在2至4m/s范围内的门。
在图1中示意性地示出部分打开、大致打开三分之一的门的俯视图。门扇10在两个门框11之间延伸，门扇在所述门框11中被侧向引导。在门楣12的区域中的门开口的上方构成有门扇轴5，所述门扇轴属于门扇驱动器并且大致在门的整个宽度上延伸。
门扇由可彼此运动的、平行定向的部分构成。在其相对置的水平端部处，门扇分别与驱动链连接，所述驱动链在门框之一内延伸。齿轮分别接合到驱动链中的每个驱动链中，所述齿轮与门驱动轴5刚性地连接。由此，门扇轴5的旋转引起门扇的升降。门扇在螺旋状轨道中被引导经过门扇轴，门扇在打开状态下被支承在所述轨道中。在替代的实施形式中，门构成为具有柔性的门扇的卷帘门，所述柔性的门扇卷绕在门扇轴上。
具有门扇轴5的门扇驱动器经由传动装置4与电动马达3连接，其中在马达和门扇轴5之间的联接借助于链传动实现。替选的实施形式也能够配备有皮带、正齿轮、斜齿轮或蜗轮蜗杆传动机构或者弃用传动装置。例如，马达轴能够无传动地直接联接到门扇轴上。在马达处构成有保持制动器2，所述保持制动器能够使马达制动并且通过马达和门扇驱动器的耦联同样在正常运行中使门扇制动以及将门扇保持在一个位置中。所述门不具有配重。在替选的实施形式中，在框架中或在门楣中例如能够构成有拉伸或压缩弹簧作为配重。
在EP 16 176 550.8中公开了一种门的结构构型的示例，所述门根据本发明能够配备有防坠落装置。在其中描述的门具有分段的门扇，所述门扇在打开状态下以螺旋状支承，其中齿轮接合在门扇两侧构成的驱动链中。马达与门扇的驱动轴的耦联经由皮带进行。
同样在马达上构成有第二测量装置1，所述第二测量装置测量电动马达3的马达轴的旋转速度。在此使用的是从现有技术中已知的转速测量方法，例如借助于感应传感器或光势垒。
这些转速测量方法以矩形信号的形式提供关于马达轴所经过的行程的数字信息，所述矩形信号在控制单元中被计数。替选地，能够通过测量装置示出呈相移的正弦/余弦函数形式的角位置。
在所示出的实施方案中，测量装置是旋转反馈系统，所述旋转反馈系统输出关于正弦/余弦周期的角位置以及绝对转数作为数字信息。在该实施方案中，测量装置能够同时用于马达的换向。绝对位置作为具有一定分辨率的数字信息输出。应尽可能高地选择分辨率，以便实现短的响应时间和制动距离。
在门扇轴5处构成有第一测量装置6，所述第一测量装置同样借助于已知的转速测量方法来测量门扇轴5的转速。
在所示出的实施形式中，第一测量装置是传感器系统，所述传感器系统输出在两个信号线圈上彼此相移的脉冲。
第一和第二测量装置的测量值经由线路13、14传输至比较器9。如果第一和第二测量装置已经能够将测量到的转速值转换成数字信号，那么测量传输能够经由模拟的电压值或者以数字形式进行。通常，数字信息传输是优选的。比较器能够构成为电子器件。替选地，比较器也能够实现为数字器件或者通过软件实现。
从两个测量装置的位置值的改变中能够在参考所经过的时间的情况下推断出速度。
替选地或者除了测量门扇轴5的转速，其角位置以外，或者借助于框架11中的光势垒，能够确定门扇的速度和位置。测量值从框架11通过线路17传输至比较器9。
在这样的实施方案中，第一测量装置例如是光栅，所述光栅直接设置在门扇的运动平面中，并且当一定的光束中断时，将中断的光束的位置提供给比较器9。
在比较器9中，由两个测量装置传输的测量值与门扇轴和马达轴的转速形成关系。因为门扇轴5和马达轴3经由传动装置4彼此耦联，因此它们的转速在所有运行状态下必须处于彼此固定的关系。如果在比较器中确定：在测量到的转速之间的实际关系偏离设计决定的关系，则认为在门扇驱动器和马达3之间脱耦，这例如能够由于传动装置失效引起并且在最坏情况下导致门扇10的坠落。在这种情况下，通过比较器立即触发阻挡制动器7，其方式为：将制动信号通过线路15传导给阻挡制动器7。
在所示出的实施形式中，比较器构成为，使得所述比较器能够读取测量装置6的绝对位置值并且能够并行地对来自第二测量装置的脉冲进行计数。到来的信号的相移能够在加减之间进行区分。
通过选择不同的行程测量方法，能够确保多样化的和可靠的冗余。在门运行期间，持久地确定马达和门扇的运动参数并且将其在比较器中进行评估。
图2示出第二实施例的剖视图。在门扇10的右侧，在门框11中设有从外部操作的控制装置19，在控制装置中同样构成有马达控制装置和比较器9。在比较器9和测量装置1、6之间的线路在门框11和门楣12之内引导。位于剖平面中的门扇轴5分别通过滚动轴承20在门框的区域中支撑在两端。
在马达3和门扇轴5之间的功率传递借助于链条21进行，所述链条分别在马达轴的链轮23和门扇轴5的链轮24上引导。
马达3构成在螺旋件22之内，门扇10在打开状态下支承在螺旋件22中。
第二测量装置1构成在马达3的壳体内。第一测量装置6构成在门扇轴的马达侧的端部上。同样在马达壳体内构成有机械的运行制动器，所述运行制动器用于在正常运行中使马达以及耦联在其上的门扇制动并且将其保持在一个位置中。
在门扇轴5的两个端部处构成有驱动轮25，所述驱动轮接合到门扇的驱动链中进而将驱动轴5的旋转转换成门扇的线性运动。
图3从右侧示出在图2中示出的门。清晰可见的是螺旋件22在门楣12中的布置和马达3在螺旋件22内的节约空间的布置。链条21被侧向引导经过螺旋件，以便将来自马达3的功率经由链轮24传递给门扇轴5。
图4放大地示出在图2中用A表示的区域。在此特别是可清楚地看到在门扇轴5的左端处的阻挡制动器7。
阻挡制动器7构成为弹簧力盘式制动器。在该实施例中，制动盘26以抗旋转的方式构成在门扇轴上。安装在制动盘两侧的两个带有制动片的制动蹄27借助于弹簧力朝向制动盘26的方向预紧，并且借助于电磁体克服弹簧力与制动盘保持间隔。为了触发阻挡制动器7，使电磁体去激活，使得制动蹄27通过弹簧力被压向制动盘并且使门扇轴5制动。这种布置具有进一步的优点：即使在停电的情况下其也会被自动地激活并且触发制动器。
图5放大地示出在图2中用B表示的区域并且尤其示出在马达3和门扇轴5之间经由链轮23的联接和链条21。第一测量装置6构成在门扇轴5的右端部上。
在图6中示出的实施形式基本上类似于在图2至5中的第二实施形式。主要区别在于：马达轴和门扇轴5在此彼此成直角。借助于具有锥形圆柱齿轮的锥齿轮传动装置28进行功率传递。替选地，也可设想蜗轮蜗杆传动装置等实施方案。
在图7中示出的实施形式基本上对应于在图2至5中的实施形式。主要区别在于：使用同步马达3，所述同步马达可向下调节到转速零，并且在此能够在运行中制动和保持门扇。因此，马达不需要在马达壳体中的附加的机械的运行制动器，并且不需要齿轮传动装置。马达轴直接与门扇轴5耦联。
借助于测量段29确定门扇的潜在坠落，在所述测量段上借助于光势垒装置，优选借助于光栅，确定门扇的位置和/或运动速度，所述光栅构成水平支承的光势垒，所述光势垒垂直地彼此叠置。在比较器中将所述测量值与在马达轴上的测量值形成关系，以便检测门的失灵。
在图8中示出的实施形式基本上对应于图7中的实施形式。区别在于马达的布置，所述马达在此作为管状马达设置在门扇轴内。
Claims (19)
1.一种具有防坠落装置的门，所述门具有：
门扇(10)，所述门扇能够通过门扇驱动器(5)的旋转打开和关闭；
马达(3)，所述马达与所述门扇驱动器(5)耦联；和
制动装置(7)，借助于所述制动装置能够延缓所述门扇(10)的打开和/或关闭；和
第一测量装置(6)，所述第一测量装置用于确定所述门扇(10)的至少一个运动参数，
其特征在于，设有
第二测量装置(1)，所述第二测量装置用于确定所述马达(3)的至少一个运动参数；和
比较器(9)，所述比较器将所述门扇(10)和所述马达(3)的所测量到的运动参数进行比较，并且当所述门扇(10)和所述马达(3)的所测量到的运动参数处于限定的彼此关系之外时，触发所述制动装置(7)。
2.根据权利要求1所述的门，其特征在于，所述门扇(10)的通过所述第一测量装置(6)确定的运动参数是所述门扇(10)的平移速度。
3.根据上述权利要求中任一项所述的门，其特征在于，所述门扇(10)的通过所述第一测量装置(6)确定的运动参数是所述门扇驱动器(5)的角位置。
4.根据上述权利要求中任一项所述的门，其特征在于，所述马达(3)的通过所述第二测量装置(1)确定的运动参数是旋转的马达轴的转速。
5.根据上述权利要求中任一项所述的门，其特征在于，所述马达(3)的通过所述第二测量装置(1)确定的运动参数是旋转的马达轴的角位置。
6.根据上述权利要求中任一项所述的门，其特征在于，所述制动装置(7)具有摩擦制动器。
7.根据权利要求6所述的门，其特征在于，当触发所述制动装置(7)时，所述摩擦制动器的制动元件与随着所述门扇轴(5)旋转的制动表面摩擦接合。
8.根据上述权利要求中任一项所述的门，其特征在于，所述马达适合被调节直至所述马达停止，其中所述门扇能够保持在位置中，并且其中所述马达尤其构成为同步马达。
9.根据上述权利要求中任一项所述的门，其特征在于，所述制动装置(7)能够在限定的制动距离之内停止所述门扇的关闭运动。
10.根据上述权利要求中任一项所述的门，其特征在于，构成在所述门扇驱动器上的至少一个驱动轮作用于至少一个沿所述门的高度方向延伸的驱动机构。
11.根据上述权利要求中任一项所述的门，其特征在于，所述门在打开的位置中存放在某种类型的螺旋引导件中。
12.一种用于触发具有门扇(10)的门的防坠落装置的方法，所述门可通过门扇驱动器(5)的旋转打开和关闭，其中
借助于第一测量装置(6)确定所述门扇(10)的至少一个运动参数；
借助于第二测量装置(1)确定马达(3)的至少一个运动参数；
借助于比较器(9)比较所述门扇(10)和所述马达(3)的所测量到的运动参数；以及
当所述门扇(10)和所述马达(3)的运动参数处于限定的关系之外时，触发所述制动装置(7)，所述制动装置延缓所述门的打开和/或关闭。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，借助于所述第一测量装置(6)确定所述门扇(10)的平移速度。
14.根据权利要求11和12中任一项所述的方法，其特征在于，借助于所述第一测量装置(6)确定所述门扇驱动器(5)的角位置。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，借助于所述第二测量装置(1)确定所述马达(3)的旋转的马达轴的转速。
16.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其特征在于，借助于所述第二测量装置(1)确定所述马达(3)的旋转的马达轴的角位置。
17.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其特征在于，借助于摩擦制动器延缓所述门的打开和/或关闭。
18.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，其特征在于，通过触发所述制动装置(7)，将制动元件与随着门扇驱动器旋转的制动表面摩擦接合。
19.根据权利要求11至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述制动装置(7)在限定的制动距离之内停止所述门的关闭运动。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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