CZ80699A3

CZ80699A3 - Stavěcí pohon, zejména pohon s hnacím elektromotorem

Info

Publication number: CZ80699A3
Application number: CZ99806A
Authority: CZ
Inventors: Werner Koestler
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 1996-09-21
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1999-12-15
Also published as: DE19638781C2; KR20010029517A; EP0927447B1; DE19638781A1; EP0927447A1; ES2174292T3; DE59706790D1; WO1998012787A1

Description

(57) Anotace:

Směrodatná pro účinnou ochranu proti sevření uzavíranou součástkou odpojením případně reverzováním stavěcího pohonu je mezní hodnota /Gl; G2/, doby otáčení /t/ hnacího hřídele stavěcího pohonu, kterážto mezní hodnota /Gl;. G2/je stanovena z otáček /n/, zjištěných pro každou polohu dráhy zdvihu /h/ a multiplikátoru, který pro každou polohu představuje relativní obtížnost chodu /S1/S2/ stavěcího pohonu.

Z 806-99 A3

1«

B 1» i 11» » ž » “ 40„ 20

S1/S2

Dráha zdvihu h (n)

50 100 150 200 250 300 3» 400 450 500

- «kb*

-otevřená

806• * · • · · · · • · · ·

Stavěči pohon, zejména pohon g hnacím elektromotorem.

Oblagt techniky.

Vynález se týká stavěcího pohonu, zejména pohonu s hnacím elektromotorem pro pohybování cizí silou o vládaných uzavíraných součástí, zejména oken, oddělovacích stěn případně systémů střešních součástí v motorových vozidlech po dráze zdvihu.

Dos_avadní stav techniky.

Stavěči pohony vpředu uvedeného druhu se pouzí vají zejména jako pohony zvedacího ústrojí oken, připadne jako pohony posuvných střech v motorových vozidlech a obsahují elektromotor, zejména komutátorový motor, jehož rotorových hřídel jako hnací hřídel je v záběru se šnekovým kolem, kterým je poháněná příslušná uzavíraná součást. Stavěči pohon s hnacím elektromotorem pro okno v motorovém vozidle je znám například z pat. spisu DE-U-89 03 714.

Pro účinnou ochranu proti sevření mezi cizí si lou ovládaným uzavírajícím se oknem případně posuvnou střechou a mezi protilehlým zařízením, tvořícím překážku, je třeba splňovat stále přísnější předpisy. Podle těchto předpisů musí se, mezi jiným, uzavírací • 4 proces přerušit, případně okno, oddělovací stěna nebo systém střešních součástí se musí pohánět v obráceném směru pohybu a to ještě před tím, nešli velikost hnací síly dosáhne předepsané hodnoty, t.j. nejméně 100 Newton.

Z pat. spisu DE C2-33 03 590 je známo elektro motorem poháněné zvedací ústrojí okna pro motorová vozidla se zabezpečovacím zapojením pro ochranu proti sevření, přičemž zvedací ústrojí oken obsahuje elek trické měřidlo výkonu pro průběžné měření výkonu vy nakládaného hnacím elektromotorem a v programovací paměti je uložen diagram, znázorňující závislost výkonu na dráze zdvihu. Diagram výkon - dráha zdvihu obsahuje mezní'hodnotu výkonu, při jejímž překročení se proud, přiváděný hnacímu elektromotoru přeruší, nebo se obrátí směr jeho toku. Aby při najetí zvedaného okenního skla v motorovém vozidle proti hornímu rámu a tím způsobené zvýšení výkonu motoru, neuvedlo v činnost zabezpečovací zapojení, pak je zapotřebí uspořádat zvláštní vypínač, který odpojí zabezpečovací za pojení pro ochranu proti sevření při dosažení horního rámu, nebo aby se pro poslední úsek dráhy, stanovený vysílačem impulzů, předem zadal takový mezní výkon, aby zabezpečovací zapojení pro ochranu proti sevření nemohlo být uvedeno v činnost.

Z pat. spisu DE 31 36 746 C2 je znám způsob pro elektronickou kontrolu uzavíracího a otevíracího procesu zvedacího ústrojí oken a posuvných střech v mo torových vozidlech, při kterém se celá dráha zdvihu rozdělí ve tři oblasti tak, že v první a třetí oblasti se stavěči pohon odpojí, když v zablokovaném stavu ····

se dosáhne časové mezní hodnoty, přičemž ve druhé v

oblasti se průběžně zjištují naměřené hodnoty otáček nebo rychlost¹stavěcího pohonu, které se porovnávají s naměřenými hodnotami na začátku první oblasti dráhy zdvihu, vztaženými k mezní hodnotě a při překročení mezní hodnoty se provede odpojení, případně reversace stavěcího pohonu.

pat. spisu DE'. 195 14 154 Al j e znám stavěči pohon pro pohybování okna motorového vozidla, u kterého se provede omezení uzavírací síly v případe najetí okna na překážku. Omezení uzavírací síly se realizuje na základě sejmuté velikosti napájecího proudu elektromotoru a dráhy zdvihu okna. Při dosažení aktualizovaných mezních hodnot se pohon odpojí,ne bo reverzuje, přičemž mezní hodnoty jsou dimenzovány tak, že pro každou polohu okna je v paměti uložena určitá velikost napájecího proudu elektromotoru.

Podstata vynálezu.

Úkolem vynalezu je vytvořit stavěči pohon s ochranou proti sevření, pracující s menšími náklady na regulační a měřící techniku a nezpomalující zbytečně uzavírací dobu uzavírané součásti v důsledku jeho přizpůsobitelnosti na různé konstrukční případně provozní okolnosti.

Tento úkol je podle vynálezu řešen tím, že obsahuje omezení uzavírací síly v případě najetí uza vírané součásti na překážku, Omezení uzavírací síly • 0

0

může být provedeno zejména odpojením případně obrá cením směru chodu pohonu při dosažení mezní hodnoty počtu otáčk případně doby otáčení hnacího hřídele stavěcího pohonu. Je definována mezní hodnota na základě hnací energie pro každou polohu dráhy zdvihu s přihlédnutím k pohybovému odporu sta věcího pohonu pro každou polohu dráhy zdvihu, uloženému v paměti. Dále se aktualizuje průběh mezní hod noty tak, že příslušný průběh právě měřené hnací e nergie po celé dráze zdvihu leží v tolerančním mezním pásmu pod průběhem mezní hodnoty a právě měřená hodnota při překročení tolerančního mezního pásma a při nedosažení mezní hodnoty se přeloží zpět do tolerančního mezního pásma.

Pro vytvoření definice mezní hodnoty je účelné, stanovit multiplikátor obtížnosti chodu, kterým je vzata v úvahu relativní obtížnost chodu S1/S2 stavěcího pohonu jako funkce dráhy zdvihu, přičemž Sl je hodnota obtížnosti chodu zjištěná pro každý stavěči pohon a pro každou polohu dráhy zdvihu a S2 je konstantní hodnota obtížnosti pevně stanovená pro každý typ stavěcího pohonu.

Další výhodná vytvoření vynálezu jsou předmětem závislých patentových nároků.

Přehled obrázků na výkrese.

Vynález a další výhodná vytvoření vynálezu budou v dalším textu blíže vysvětlena na příklédech provedení znázorněných schématicky na připojených výkresech.

Na obr. 1 je schématicky znázorněno vytvoření po ponu zvedacího ústrojí oken v motorovém vozidle se silami působícími při pohybu okna.

Na obr. 2 je znázorněn funkční průběh doby otáčení hnacího hřídele v závislosti na dráze zdvihu okna jako současný výsledek měření, případně , z toho vycházející odvozená mezní hodnota s přihlédnutím k okamžité hnací energii a: relativní obtížnosti chodu, vždy pro případ příkladné lehkosti chodu případně obtížnosti chodu.

Na obr. 3 je znázorněn funkční průběh zapamatované . sejmuté ' relativní obtížnosti chodu okna.

Na obr. 4 je znázorněna aktualizace mezní hodnoty při překročení tolerančních mezí tolerančního pásma, ve kterém se mezní hodnota nachází.

Příklady provedení vynálezu.

Obr. 1 ukazuje dveře L motorového vodidla s okenní tabulí W, která je uspořádaná pohyblivě ve svén okenním rámu R po dráze h zdvihu mezi dolní polo hou okna 'Otevřeno a mezi horní polohou okna Zavřeno. Ve znázorněné rovnováze sil je znázorněna celková hnací síla P pro pohyb okenní tabule W po ce• · * * » · » *

lé dráze h zdvihu. Celková hnací síla P stavěcího pohonu, zejména jeho elektromotoru^Hána třecí silou Pl, která se musí překonat a která je určena obtížností chodu a uzavírací silou P2.

Na obr. 2 je znázorněna funkční závislost doby otáčení hnacího hřídele stavěcího pohonu, zejména elektromotoru od okamžité velikosti dráhy h zdvihu, t.j. okamžité polohy okna mezi pohou Otevřeno’* na jedné straně a polohou Zavřeno na druhé straně pro případ částečného uzavíracího pohybu s nepatrnnou obtížností chodu, t.j. lehkostí chodu, podle funkčního průběhu okamžité naměřené hodnoty Ml pro případ s vysokou obtížností chodu okamžité naměřené hodnoty M2.

Okamžitá doba otáčení se účelně získá uspořádaným senzorem dráhy, zejména ve tvaru magnetického, kola,'rotu jícího společně s rotorem elektromotoru.Uvedený sen zor může bý realizován také jako indukční senzor otáček nebo jako Hallův měnič. Pomocí takto pro každou polohu dráhy h zdvihu změřené otáčky n, případně doba otáčení t a napájecího napětí U baterie motoro vého vozidla, použité rovněž pro pohon zvedacího ústrojí oken, může se v řídící jednotce pomocí dalších zapamatovaných konstantních parametrů stavěcího pohonu jako jmenovitého napětí υθ, proudu I při chodu naprázdno a počtu otáček ηθ při chodu naprázdno elektromotoru, určit ztrátový výkon P motoru v závis losti na otáčkách, který ovlivňuje velikost hnací e nergie, podle následujících vztahů:

= ^(u - ^uemk>²/^rí ^UEMK

n.K

K = (U « ·

W ^/η

Pro určení ztrátového výkonu a tím i hnací energie stavěcího pohonu může se jednoduchým způsobem vycházet z hodnoty bateriového napětí ve tvaru její konstantní jmenovité ; 'hodnoty, případně maximální hodnoty. Pro další zvýšení citlivosti ochrany proti sevření podle vynálezu, předpokládá se u jednoho vy tvoření vynálezu použít pro tento účel během provozního času aktualizovanou hodnotu bate riového napájecího napětí U.

Průběhy mezních hodnot Gl případně G2, při kterých pro zabezpečení ochrany proti sevření, se stavěči pohon odpojí, případně reverzuje, dostanou se také z funkčních průběhů okamžitých naměřených hodnot _M1 příp._M2, přičemž se musí snížit naměřená hnací energie pro dodržení přípustné svěrací síly. Dále se musí vžiti v úvahu funkční průběh poměrné obtížnosti chodu S1/S2 stavěcího pohonu, znázorne né v obr. 3, přičemž SI je hodnota obtížnosti chodu pro každý stavěči pohon^apro každou polohu dráhy zdvihu h a S2 je konstantní hodnota obtížnosti chodu stanovená pro každý typ stavěcího pohonu. Funkční průběh relativní obtížnosti chodu je zjištěn výhodně již při první instalaci stavěcího pohonu do dveří motorového vozidla a uložen do paměti neznázorněného řídícího zařízení.

Podíl kinetické energie, který je závislý na.

systému závislý na rozdílné době trvání otáčení, který na sevřený předmět působí nežádoucí, případně nepřípustně zvýšenou svěrací silou, musí se v případě ochrany proti přepětí zničit. V důsledku toho je metní hodnota Gl při snadném chodu a tím i rychlém uzavíracím procesu s vysokou akumulovanou kinetickou energii,blíže u okamžité naměřené hodnoty Ml,nežli mezní hodnota G2 při obtížnosti chodu, a tím pomalém uzavírání s nepatrnou akumulovanou kinetickou energií podle naměřené hodnoty M2. Jak lze seznat z funkčních průběhů, znázorněných v obr. 2, 3,ve kterých je i naznačena poloha zdvihu h = 100 mm, dojde v závislosti na naměřené hnací energii a obtížnosti chodu v jednotlivých případech, k rozdílnému individulenímu, přizpůsobenému přiblížení mezní hodnoty Gl případně G2, odpovídajícímu rozdílným tolerančním odstupům TA1 případně TA2.

Změny v chování uzavíracího systému, podmíněné stárnutím, v průběhu celé dráhy zdvihu, například z důvodu rozdílného opotřebení těsnícího vedení, ztěžující pohyb okenní tabule motorového vozidla po celé dráze zdvihu, je podle dalšího vytvoření vynálezu uspořádáno aktualizované přizpůsobení průběhu mezní hodnoty G1 případně G2 tak, že, jak je vysvětleno v obr. 3 ohledně mezní hodnoty Gl, průběh okamžité naměřené hodnoty Ml doby otáčení přes celou dráhu zdvihu h, je sevřen hranicemi tolerančního pásma TI T2 s dolní hranicí tolerančního pásma TI a horní hranicí tolerančního pásma T2 a naměřená hodnota se při překročení hranice toleračního pásma a při« φ «φφφφ » « «φφ φφφ • « φφφφφ * « nedosažení mezní hodnoty Gl případně G2 přeloží těsně pod překročenou hranici tolerančního pásma TI případně T2. Hodnota zpět přeložené změny by měla být velmi malá. Průběh mezí telerančního pásma Tl případně T2^ ^ez&Bl=Ímatován, že v podstatě odpovídá průběhu příslušné mezní hodnoty s přihlédnutím k napájecímu napětí elektromotoru stavěcího pohonu, které je na počátku tolerančního pásma při otevíracím pohybu uzavírané součásti.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Stavěči pohon, zejména pohon s hnacím elektromotorem pro pohyb uzavíraných součástek, ovládaných cizí silou, zejména oken, oddělovacích stěn, případně dílcích systémů v motorových vozidlech, po celé dráze zdvihu, vyznačující se tím, že obsahuje orné zení uzavírací síly při najetí uzavírané součástky proti překážce, dále omezení uzavírací síly, reali zované odpojením případně reverzováním, při dosažení mezní hodnoty (Gj; G2) otáček (n) případně doby otáčení (t) hnacího hřídele stavěcího pohonu, defi nování mezní hodnoty (Gl; G2) na základě hnací energie pro každou polohu dráhy' zdvihu (h) s ohledem na pohybový odporfv každé poloze dráhy zdvihu (h) stavěcího pohonu, s aktualizací průběhu mezní hodnoty Gl; G2; = f(h)tak, že příslušný průběh naměřené hnací energie na celé dráze zdvihu (h) se nachází v : tolerančním t pásm^u(Tl resp. T2), ležícího pod průběhem mezní hodnoty (Gl příp. G2) ajprávě měřená hodnota při překročení hranice' tolerančního pásma (TI pří pádně T2) a při nedosažení mezní hodnoty (Gl případně G2) se vrátí zpět těsně dovnitř překročené hranice tolerančního pásma (TI příp. T2).
2. Stavěči pohon podle nároku 1, vyznačující se tím, že definice mezní hodnoty (Gl; G2) se vytvoří pomocí multiplikátoru pohybového odporu, který zohledňuje relativní obtížnost S1/S2 stavěcího pohonu,při·· ·♦ »· »··· 4« · · • •44 4« 4 4 4 4 4

4 · 4 4 0» 4 4 0 0 0

0 · ·«· < 4 4 0 · ·40 444

Čemž SI je hodnota obtížnosti chodu zjištěná pro každý stavěči pohon a pro každou polohu dráhy zdvihu (h) a S2 je konstantní hodnota obtížnosti chodu stanovená pro každý typ stavěcího pohonu.
3. Stavěči pohon podle nároku 1 nebo 2, vyzná čující''se tím, že hnací energie je závislá na ztrátovém výkonu vznikajícího při provozu na impedanci vinutí elektromotoru stavěcího pohonu, přičemž tento ztrátový výkon je zjišťován pomocí otáček (n) motoru, případně doby otáčení (t) a napájecího napě tí (U) elektromotoru.
4. Stavěči pohon podle nároku 3, vyznačující se tím, že ztrátový výkon (P) je určován z impedance vinutí elektromotoru a jeho napájecího napětí s při hládnutím ke generátorickému napětí θΤθΙεΤΓΟmotoru indukovanému na bezeztrítovém vinutí motoru podle vztahů

P = (U - u_EMK)² /_Rl ^UEMK = ^η·^Κ ^K = <^Uo - ^/no přičemž n jsou okamžité otáčky motoru,

K je konstanta motoru,

U_Q je jmenovité napětí elektromotoru I je proud při chodu naprázdno elektromotoru, n jsou otáčky při chodu naprázdno elektromotoru.

*♦ «4 44 «444 44 <4

4··· 4 4 4 4 V * 4

4444 44 4 4444

4 4 444 44* 44 44* ··

44 44444 * 4
5. Stavěči pohon podle některého z předcházejí cích nároků 1 aŽ 4» vyznačující se tím, že pro sní mání otáček (n) případně doby otáčení (t) je uspořádán nejméně jeden senzor dráhy zdvihu, zejména senzor otáček.
6. Stavěči pohon podle nároků 3 až 5» vyznačující se tím, že je měřena okamžitá hodnota napájecího na pěti (U), zejména napětí baterie motorového vozidla.