DE102004051779B4

DE102004051779B4 - Positionsgeber für Drehtüren

Info

Publication number: DE102004051779B4
Application number: DE200410051779
Authority: DE
Inventors: Martin RÖMER
Original assignee: Dorma Deutschland GmbH
Current assignee: Dorma Deutschland GmbH
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2024-10-23
Also published as: DE102004051779A1

Abstract

Positionsgeber für eine Drehtür mit einem auf der Abtriebswelle eines Drehflügeltürantriebs angeordneten Metallelement in Form einer ferromagnetischen Nockenscheibe, welche je nach Drehrichtung einen stetig abnehmenden oder zunehmenden Außenradius aufweist und in magnetischer Wirkverbindung mit einem Positionssensor steht, welcher in einem bestimmten Abstand zur Abtriebswelle des Drehflügeltürantriebs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber aus einem Dauermagneten (1) und einem magnetoresistiven, als Hallsensor oder Feldplatte ausgebildeten Bauelement (2) besteht, und der Dauermagnet (1) mit einem bestimmten Abstand zu der Seite des magnetoresistiven Bauelementes angeordnet ist, die der Nockenscheibe (3) abgewandt ist, derart, dass das Ausgangssignal des magnetoresistiven Bauelementes (2) einen Abstand oder eine Abstandsänderung zwischen der Umfangskante der Nockenscheibe (3) und dem magnetoresistiven Bauelement (2) anzeigt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Positionsgeber für Drehtüren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, insbesondere für eine automatisch betriebene Tür.
Drehtürantriebe als Oben- oder Untentürschließer, ob in ihrer ursprünglichen Form oder ergänzt um ein Aggregat zur Öffnung und/oder zum Schließen der Tür, besitzen meist eine schmale Bauweise, um ihre Erscheinungsform möglichst unauffällig zu gestalten. Der zur Verfügung stehende Bauraum an den Achsausgängen ist somit sehr begrenzt.
Soll ein solcher Öffner und/oder Schließer mit einer Positionserkennung ausgestattet werden, die den Drehwinkel der Antriebsachse erfasst, so muss diese sehr schmal gestaltet sein, um in dem Zwischenraum zwischen Antriebsgehäuse und Abdeckhaube angeordnet werden zu können.
Bekannte Positionserkennungen, wie Inkrementalgeber oder Fadenzuggeber, die auf einer formschlüssigen Umlenkung der Verdrehung in einen anderen zugänglichen Bereich basieren, bauen recht groß und sind kostenintensiv.
Bei einem gattungsbildenden Drehflügelantrieb nach DE 199 08 966 C1 weist der Positionsgeber eine Planarspule auf, deren Eingangsimpedanz sich aufgrund der Drehbewegung der Abtriebswelle des Drehflügeltürantriebs ständig ändert, wobei diese Änderung zur Positionsbestimmung ausgewertet wird. Nach Umwandlung in ein digitales Signal kann über einen nachgeschalteten Mikroprozessor die Steuerung beeinflusst werden.
Die DE 20 2004 009 047 U1 befasst sich mit einem Positionsgeber für Tore, wobei die Torwelle bzw. eine Antriebswelle des Tores über eine Kupplung und ein nachgeschaltetes Untersetzungsgetriebe über einen in das Getriebe installierten Sensortaster auf einen scheibenförmigen Sensor wirkt, wobei magnetische Schichten oder optische Scheiben zum Einsatz kommen können.
Ferner offenbart die DE 20 2004 009 047 U1 für den industriellen Bereich für Werkzeug- oder Sondermaschinen die Verwendung von Positionsgebern nach elektromagnetischen Prinzipien, bei denen ein Hallgeber oder ein magnetoresistiver Sensor eine zuvor definiert aufgebrachte Magnetspur abtastet.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Positionsgeber für eine Drehtür so weiterzuentwickeln, dass eine sehr schmale Bauweise bei geringen Herstellungskosten erreicht werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruches 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßer Positionsgeber für eine Drehtür, der ein magnetoresistives Bauelement aufweist, das in einem bestimmten Abstand zu einer Achse eines Antriebes der Drehtür angeordnet ist, an der eine Nockenscheibe in ihrem Drehpunkt verbunden ist, wobei das Ausgangssignal des magnetoresistiven Bauelementes einen Abstand oder eine Abstandsänderung zwischen der Umfangskante der Nockenscheibe und dem magnetoresistiven Bauelement anzeigt, weist gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik den Vorteil auf, dass nur wenige einfache und preis werte Bauelemente benötigt werden, die mit geringem Platzbedarf verbaut werden können.
Bei dem erfindungsgemäßen Positionsgeber ist ein Dauermagnet mit einem bestimmten Abstand zu der Seite des magnetoresistiven Bauelementes angeordnet, die der Nockenscheibe abgewandt ist. In diesem Fall braucht die Nockenscheibe lediglich ferromagnetisch, aber nicht dauermagnetisch, zu sein, da die Feldlinien des Dauermagneten das magnetoresistive Bauelement durchdringen und eine elektrische Reaktion des magnetoresistiven Bauelementes bei Drehung der Nockenscheibe durch eine Änderung der durch sie hervorgerufenen Feldkonzentration erfolgt. Nach der erfindungsgemäßen Lösung werden also prinzipiell nur drei einfache preiswerte Bauelemente benötigt, nämlich ein kleiner Magnet, eine magnetoresistives Bauelement und eine ferromagnetische Nockenscheibe.
Erfindungsgemäß ist der Magnet vorzugsweise fest mit einem Gehäuse des Antriebes verbunden, damit eine einfache Montage des erfindungsgemäßen Nockenpositionsgebers erfolgen kann.
Wie zuvor angegeben, wirkt die Nockenscheibe des erfindungsgemäßen Positionsgebers auf einen Dauermagneten, da hierdurch eine besonders einfache und kostengünstige Ausführung ermöglicht wird.
Die Nockenscheibe nach der Erfindung ist vorzugsweise ca. 3 mm dick, wodurch bei genügend kleiner und flacher Bauweise eine ausreichende Konzentration der magnetisch erzeugten Feldlinien, erzeugt wird.
Das magnetoresistive Bauelement nach der Erfindung ist ein Hallsensor oder eine Feldplatte, wodurch das erfindungsgemäße mag magnetoresistive Bauelement sehr einfach realisiert werden kann.
Das Ausgangssignal des magnetoresistiven Bauelementes ist erfindungsgemäß vorzugsweise ein Widerstand, ein Strom oder eine Spannung oder eine Widerstandsänderung, eine Strom- oder eine Spannungsänderung. In jedem Fall kann das Ausgangssignal des magnetoresistiven Bauelementes einfach weiterverarbeitet und ausgewertet werden.
Der erfindungsgemäße Positionsgeber weist vorzugsweise einen Verstärker zur Verstärkung des Ausgangssignales des magnetoresistiven Bauelementes auf, bevor es einer Auswerteelektronik zugeleitet wird. Hierdurch kann eine besonders kleine Ausführung des erfindungsgemäßen Positionsgebers erfolgen, da das erfindungsgemäß verwendete magnetoresistive Bauelement an sich durch die Zwischenschaltung eines Verstärkers von der Auswerteelektronik unabhängig wird. Weiter muss in diesem Fall weder der Verstärker noch die Auswerteelektronik nahe an dem magnetoresistiven Bauelement angeordnet sein, wodurch ebenfalls eine kleine Bauweise unterstützt wird.
Das magnetoresistive Bauelement ist erfindungsgemäß vorzugsweise fest mit einem Gehäuse des Antriebes verbunden. Hierdurch wird, wie bei der festen Verbindung des vorzugsweise verwendeten Magneten mit dem Gehäuse des Antriebes eine besonders einfache Möglichkeit der Montage des erfindungsgemäßen Positionsgebers geschaffen.
Das magnetoresistive Bauelement ist vorzugsweise über eine Leiterplatte oder -karte fest mit dem Gehäuse des Antriebes verbunden. Auf dieser Leiterplatte oder -karte können auch der Verstärker und/oder die Auswer teelektronik oder zumindest Kontaktflächen zum Befestigen von Zuleitungen an den Verstärker und/oder die Auswerteelektronik angeordnet sein.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
Dabei zeigt:
1: Eine Aufsicht auf eine prinzipielle Anordnung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Nockenpositionsgebers für Drehtüren.
Die im Folgenden beschriebene bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenpositionsgebers für Drehtüren benötigt prinzipiell nur drei einfache und preiswerte Bauelemente. Einen kleinen Magneten 1, ein magnetoresistives Bauelement 2, wie einen Hallsensor oder eine Feldplatte, und eine ferromagnetische Nockenscheibe 3.
Die ferromagnetische Nockenscheibe 3 ist in ihrem Drehpunkt 4 mit dem Achsantrieb des Türschließers oder Antriebes verbunden. Das magnetoresistive Bauelement 2 und der Magnet 1 sind fest mit dem Schließergehäuse verbunden, vorzugsweise über eine Leiterkarte.
Der Magnet 1 erzeugt Feldlinien, die das magnetoresistive Bauelement 2 durchdringen und abhängig von dessen physikalischen Eigenschaften zu einer elektrischen Reaktion, wie Widerstands-, Strom- oder Spannungsänderungen zwingt. Die neben dem magnetoresistiven Bauelement 2 positionierte Nockenscheibe 3, mit vorzugsweise einer Materialdicke von ca. 3 mm, konzentriert die Feldlinien des Magneten 1. Wird die ferromagnetische Nockenscheibe 3 nun durch ihre Befestigung an dem Achsantrieb des Türschließers verdreht, so entfernt sich das ferromagnetische Material der Nockenscheibe 3 von dem magnetoresistiven Bauelement 2. Dadurch nimmt die Feldkonzentration wie auch die elektrische Reaktion des magnetoresistiven Bauelementes 2 ab.
Besitzt die Nockenscheibe eine lineare Kennlinie, so ist die Entfernungsveränderung der Nockenscheibe vom magnetoresistiven Bauelement 2 proportional zum Verdrehwinkel des Achsantriebes. Die Nockenscheibe 3 kann jedoch beliebige Ausgestaltungen haben, die bei Drehung der Nockenscheibe 3 keine mit dem Verdrehwinkel konstante Abstandsänderung zu dem magnetoresistiven Bauelement 2 aufweist, wodurch z. B. bestimmte Positionen angezeigt werden können.
Die elektrische Veränderung des magnetoresistiven Bauelementes 2 wird vorzugsweise über einen Verstärker 5 verstärkt und anschließend einer Elektronik 6 zur weiteren Verwendung zugeleitet.

1: Magnet
2: magnetoresistives Bauelement
3: ferromagnetische Nockenscheibe
4: Drehpunkt der ferromagnetischen Nockenscheibe
5: Verstärker
6: Auswerteelektronik

Claims

Positionsgeber für eine Drehtür mit einem auf der Abtriebswelle eines Drehflügeltürantriebs angeordneten Metallelement in Form einer ferromagnetischen Nockenscheibe, welche je nach Drehrichtung einen stetig abnehmenden oder zunehmenden Außenradius aufweist und in magnetischer Wirkverbindung mit einem Positionssensor steht, welcher in einem bestimmten Abstand zur Abtriebswelle des Drehflügeltürantriebs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber aus einem Dauermagneten (1) und einem magnetoresistiven, als Hallsensor oder Feldplatte ausgebildeten Bauelement (2) besteht, und der Dauermagnet (1) mit einem bestimmten Abstand zu der Seite des magnetoresistiven Bauelementes angeordnet ist, die der Nockenscheibe (3) abgewandt ist, derart, dass das Ausgangssignal des magnetoresistiven Bauelementes (2) einen Abstand oder eine Abstandsänderung zwischen der Umfangskante der Nockenscheibe (3) und dem magnetoresistiven Bauelement (2) anzeigt.
Positionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet (1) fest mit einem Gehäuse des Antriebes verbunden ist.
Positionsgeber nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenscheibe (3) ca. 3 mm dick ist.
Positionsgeber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des magnetoresistiven Bauelementes (2) ein Widerstand, ein Strom oder eine Spannung oder eine Widerstandsänderung, eine Stromänderung oder eine Spannungsänderung ist.
Positionsgeber nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Verstärker (5) zur Verstärkung des Ausgangssignales des magnetoresistiven Bauelementes (2), bevor es einer Auswerteelektronik (6) zugeleitet wird.
Positionsgeber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetoresistive Bauelement (2) fest mit einem Gehäuse des Antriebes verbunden ist.
Positionsgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetoresistive Bauelement (2) über eine Leiterplatte oder -karte fest mit dem Gehäuse des Antriebes verbunden ist.