DE102008046538B4

DE102008046538B4 - Antriebssystem für ein Tor

Info

Publication number: DE102008046538B4
Application number: DE102008046538.0A
Authority: DE
Inventors: Gerd Schaaf
Original assignee: Sommer Antriebs und Funktechnik GmbH
Current assignee: Sommer Antriebs und Funktechnik GmbH
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2028-09-11
Also published as: MX2011002570A; AU2009291240A1; WO2010028765A1; KR20110066139A; EP2324179A1; UA100902C2; MA32700B1; RU2011111326A; EG26291A; US20110088328A1; JP2012502207A; RU2499118C2; CN102099540B; CN102099540A; DE102008046538A1; BRPI0918129A2; ZA201101766B; CA2730954A1; IL209884A0

Abstract

Antriebssystem (1) für ein Tor, dessen Torblatt (3) seitlich in jeweils einer Führungsschiene (4) geführt ist, mit einem entlang einer Führungsschiene (4) geführtem Laufwagen (6), welcher mit dem Torblatt (3) verbunden ist und in welchem ein Antrieb (10) mit einer autarken Energieversorgung integriert ist, wobei der Antrieb (10) an einer stationären Ladestation mittels einer drahtlosen Energieübertragungsseinrichtung (15) aufladbar ist, welche von einem Endschalter (13) zur Begrenzung des Verfahrwegs des Laufwagens (6) gebildet ist, und mit einer Sicherheitseinrichtung, welche über eine drahtlose Signalübertragungsstrecke mit einer dem Antrieb (10) zugeordneten Steuereinheit (11) verbunden ist, wobei die Signalübertragungsstrecke eine Funkstrecke bildet, mittels derer eine bidirektionale Datenübertragung erfolgt, und wobei die Sicherheitseinrichtung eine autarke Energieversorgung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Tor.
Das Tor, das mit dem Antriebssystem angetrieben wird, ist insbesondere von einem Sektionaltor oder Deckengliedertor gebildet, wobei dieses typischerweise ein Garagentor ist.
Die Sektionen des Tores sind seitlich in Führungsschienen geführt, die entlang des Torrahmens und entlang der Decke der Garage geführt sind. Bekannte Antriebssysteme für derartige Tore weisen einen an einer der Führungsschienen geführten Motor auf. Der Motor ist an einer Konsole oder dergleichen gelagert, die an Laufrollen in der Führungsschiene beweglich gelagert ist. An der Konsole ist eine Schubstange gelenkig gelagert, die mit der obersten Lamelle ebenfalls gelenkig verbunden ist. Durch Verfahren des Motors entlang der Führungsschienen wird das Tor geöffnet oder geschlossen.
Ein derartiges Antriebssystem ist aus der DE 10 2005 053 560 A1 bekannt, wobei dort erwähnt ist, zusätzlich zu einem Netzanschluss für den Motor auch einen Akkumulator für eine autarke Energieversorgung vorzusehen.
Aus der DE 94 06 829 U1 ist ein elektromotorischer Torantrieb bekannt, der einen Motor aufweist, der nicht in einer der Führungsschienen des Tors, sondern in einer separaten Führungsschiene läuft. Auch dieses Antriebssystem weist eine autarke Energieversorgung mit einem Akkumulator auf, der an einer Ladestation durch eine gegebenenfalls berührungslos erfolgende Energieübertragung aufgeladen werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches bei hoher Funktionalität einen einfachen Aufbau aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Antriebssystem dient zur Betätigung eines Tors, dessen Torblatt seitlich in jeweils einer Führungsschiene geführt ist. Ein entlang einer Führungsschiene geführtem Laufwagen ist mit dem Torblatt verbunden, wobei in diesen ein Antrieb mit einer autarken Energieversorgung integriert ist. Der Antrieb ist an einer stationären Ladestation mittels einer drahtlosen Energieübertragungseinrichtung aufladbar. Eine Sicherheitseinrichtung ist über eine drahtlose Signalübertragungsstrecke mit einer dem Antrieb zugeordneten Steuereinheit verbunden.
Ein erster wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass zwischen der Steuerung des Antriebs und der Sicherheitseinrichtung eine drahtlose, vorzugsweise bidirektionale Datenübertragung erfolgt und der Antrieb eine autarke Energieversorgung aufweist, wobei die Aufladung der autarken Energieversorgung kontaktlos, das heißt berührungslos, insbesondere induktiv oder kapazitiv, erfolgt. Damit brauchen für diese Einheit keinerlei Verkabelungen vorgesehen werden, wodurch der Installationsaufwand des erfindungsgemäßen Antriebssystems erheblich verringert wird.
Der Installationsaufwand wird besonders vorteilhaft dadurch noch weiter verringert, wenn auch die Sicherheitseinrichtung selbst eine autarke Energieversorgung aufweist, so dass auch für deren Stromversorgung keinerlei Zuleitungen vorgesehen werden müssen.
Die autarke Energieversorgung für den Antrieb ist bevorzugt von einem Akkumulator gebildet. Alternativ kann als autarke Energieversorgung auch eine Brennstoffzelle oder dergleichen vorgesehen sein. Die autarke Energieversorgung für die Sicherheitseinrichtung kann ebenfalls von einem Akkumulator oder auch von einer Solarzelle gebildet sein.
Die Energieübertragungseinrichtung, die der autarken Energieversorgung für den Antrieb zugeordnet ist, ist bevorzugt an einer der Endlagen des Laufwagens und damit des Antriebs vorgesehen, wobei in der ersten Endlage das Tor vollständig geschlossen und in der zweiten Endlage das Tor vollständig geöffnet ist. Diese Endlagen werden vorzugsweise durch an der Führungsschiene verschiebbare Endschalter definiert. Im einfachsten Fall ist die Energieübertragungseinrichtung als separate Einheit einem der Endschalter zugeordnet. Besonders vorteilhaft bildet einer der Endschalter die Energieübertragungseinrichtung selbst, wodurch sich ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau ergibt.
Mittels der Sicherheitseinrichtung wird die Unterkante des Torblatts überwacht, wobei die Sicherheitseinrichtung insbesondere von einer Lichtschrankenanordnung gebildet ist.
Die Signalübertragungsstrecke zur berührungslosen bidirektionalen Datenübertragung zwischen der Sicherheitseinrichtung der Steuereinheit kann bevorzugt von einer Funkstrecke gebildet sein.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht in dem modularen Aufbau des Antriebssystems, wobei besonders vorteilhaft der Laufwagen mit dem Antrieb an einer Führungsschiene des Tores werkzeuglos montiert werden kann. Besonders vorteilhaft müssen bei der Installation des Laufwagens an der Führungsschiene selbst keinerlei konstruktive Änderungen oder Anpassungen vorgenommen werden. Der Laufwagen weist hierzu bevorzugt geeignete Führungsmittel auf, die in die Führungsschienen eingesetzt werden können und welche dann im Betrieb des Antriebssystems in der Führungsschiene geführt werden können. Besonders geeignet hierfür ist die Ausbildung des Antriebs als Reibradantrieb. In diesem Fall ist wenigstens ein mittels des Antriebs angetriebenes Reibrad vorgesehen, das reibschlüssig in der Führungsschiene geführt ist. Besonders vorteilhaft ist der Antrieb mit den Führungsmitteln so ausgebildet, dass dieser an Führungsschienen unterschiedlicher Bauart installiert werden kann.
Da der Antrieb, mit welchem das Torblatt betätigt wird, an einer seitlich das Torblatt führenden Führungsschiene geführt ist, ist die Krafteinwirkung auf das Torblatt durch den Antrieb entsprechend einseitig und unsymmetrisch. Dies kann bei großen Torbreiten zu unerwünschten Verkippungen der Oberkante des Torblatts führen und damit zu einer ungleichmäßigen Führung des Torblatts. Dies bedingt nicht nur einen erhöhten Verschleiß der Mechanikkomponenten sondern gegebenenfalls auch eine Beeinträchtigung der Funktion der Sicherheitseinrichtung. Um derartige Beeinträchtigungen auszuschließen, kann an jeder Führungsschiene jeweils ein Laufwagen mit darin integriertem Antrieb vorgesehen sein, wobei diese Antriebe bevorzugt identisch ausgebildet sind. Insbesondere weisen diese dieselbe autarke Energieversorgung mit einer zugeordneten Energieübertragungseinrichtung auf.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1: Schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Tor.
2: Vergrößerte Darstellung eines Teils der Anordnung gemäß 1 umfassend einen an einer Führungsschiene geführten Laufwagen mit integriertem Antrieb.
1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 für ein Tor. Das Tor ist im vorliegenden Fall von einem Sektionaltor 2 gebildet, dessen Torblatt 3 seitlich in zwei Führungsschienen 4 geführt wird, die in einem Gebäude, im vorliegenden Fall einer Garage montiert sind.
Wie in 1 gezeigt, kann mit dem Torblatt 3 des Tores die Öffnung der Garage verschlossen werden. In der geschlossenen Stellung des Tors befindet sich das Torblatt 3 im Bereich der in vertikaler Richtung verlaufenden Segmente der Führungsschiene 4. In der geöffneten Stellung des Tores befindet sich das Torblatt 3 im Bereich der in horizontaler Richtung verlaufenden Segmente der Führungsschiene 4 unterhalb der Decke der Garage. Am Torblatt 3 sind an beiden seitlichen Rändern Führungsrollen 5 vorgesehen, die in den Führungsschienen 4 geführt werden.
Zum Öffnen und Schließen des Tores ist ein motorisch getriebener Laufwagen 6 vorgesehen, der in einer der Führungsschienen 4 geführt ist. Der Laufwagen 6 ist über eine Schubstange 7 gelenkig mit dem oberen Rand des Torblatts 3 verbunden. Anstelle einer Schubstange 7 kann auch ein anderes Verbindungselement vorgesehen sein Durch Verfahren des Laufwagens 6 im Bereich des horizontalen Segments der Führungsschiene 4 kann das Tor geöffnet oder geschlossen werden.
Am unteren Rand des Torblatts 3 befindet sich eine Sicherheitseinrichtung, mittels derer die Unterkante des Tors überwacht wird. Die Sicherheitseinrichtung detektiert einen Objekteingriff in diesen Bereich als gefahrbringende Situation. Bei Auftreten einer solchen Situation wird die Bewegung des Tores aus Sicherheitsgründen gestoppt.
Generell kann die Sicherheitseinrichtung als mechanische, kontaktbehaftete Einrichtung ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft arbeitet die Sicherheitseinrichtung berührungslos. Im vorliegenden Fall besteht die Sicherheitseinrichtung im Wesentlichen aus einer Lichtschranke 8. Diese Lichtschranke 8 umfasst einen Lichtstrahlen 9 emittierenden Sender 8a und einen Lichtstrahlen 9 empfangenden Empfänger 8b, die an gegenüberliegenden Rändern des Torblatts 3 angeordnet sind. Ohne Objekteingriff werden die vom Sender 8a emittierten Lichtstrahlen 9 dicht unterhalb des unteren Randes des Torblatts 3 parallel zu diesem verlaufend zum Empfänger 8b geführt. Bei einem Objekteingriff wird der Strahlengang der Lichtstrahlen 9 unterbrochen, wodurch in der Lichtschranke 8 eine Objektmeldung generiert wird, die zum Stoppen der Torbewegung führt.
2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Führungsschiene 4, an welcher der Laufwagen 6 angeordnet ist.
Im Laufwagen 6 ist ein Antrieb 10 in Form eines Elektromotors und eine Steuereinheit 11 zur Steuerung der Torfunktionen insbesondere des Antriebs 10 angeordnet.
Der Laufwagen 6 mit dem integrierten Antrieb 10 kann als modulare Einheit wahlweise an einer der Führungsschienen 4 montiert werden. Vorteilhaft erfolgt die Installation des Laufwagens 6 an der Führungsschiene 4 werkzeuglos und ohne konstruktiven Eingriff in die Führungsschiene 4. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, wenn im Laufwagen 6 ein Reibradantrieb vorgesehen ist, das heißt der Antrieb 10 im Laufwagen 6 treibt eines oder mehrere Reibräder an, die reibschlüssig in der Führungsschiene 4 geführt sind. Die Reibräder können einfach in die Führungsschiene 4 eingesetzt werden. Durch eine geeignete Dimensionierung und Anordnung der Reibräder ist eine Anpassung des Reibrads an unterschiedliche Fürungsschienen 4 möglich.
Der Antrieb 10 weist eine autarke Energieversorgung in Form eines Akkumulators 12 auf. Generell kann auch eine Brennstoffzelle oder dergleichen vorgesehen sein.
Ebenso kann die Sicherheitseinrichtung eine nicht dargestellte autarke Energieversorgung aufweisen, die von einer Solarzelle oder ebenfalls von einem Akkumulator 12 gebildet sein kann.
Durch die autarke Energieversorgungen brauchen weder für den Antrieb 10 noch für die Sicherheitseinrichtung Verkabelungen vorgesehen sein. Zudem erfolgt auch die Kommunikation zwischen der Steuereinheit 11 und der Sicherheitseinrichtung berührungslos über eine nicht gesondert dargestellte Signalübertragungsstrecke. Die Signalübertragungsstrecke ist im vorliegenden Fall von einer Funkstrecke gebildet, über welche eine bidirektionale Datenübertragung erfolgt. Hierzu sind sowohl in der Sicherheitseinrichtung als auch in der Steuereinheit 11 jeweils ein Funksender und ein Funkempfänger vorgesehen. Insbesondere werden über die Funkstrecke die in der Sicherheitseinrichtung generierten Signale an die Steuereinheit 11 übertragen, so dass die Steuereinheit 11 im Fall einer Objektmeldung durch die Sicherheitseinrichtung den Antrieb stoppen kann.
Der Laufwagen 6 kann im horizontalen Bereich der Führungsschiene 4 entlang eines bestimmten Verfahrwegs verfahren werden. Die Endposition des Laufwagens 6 bei vollständig geöffnetem und vollständig geschlossenen Tor sind durch Endschalter 13 vorgegeben, die auf der Führungsschiene 4 verschiebbar und dadurch einstellbar angeordnet sind. 2 zeigt den Endschalter 13 für die geschlossene Stellung des Tores. In dieser geschlossenen Stellung liegt der Laufwagen 6 am Endschalter 13 an und wird dort mittels eines Verriegelungselements 14 gesichert. Generell kann eine Verriegelung auch durch eine Motorbremse oder eine ähnliche Konstruktion im Antrieb 10 bewirkt werden.
Da die Ladekapazität des Akkumulators 12 des Antriebs 10 begrenzt ist, wird dieser an einer Ladestation zu vorgegebenen Zeiten aufgeladen, wobei die Ladestation generell am Ort einer der beiden Endschalter 13 liegt, da dort der Laufwagen 6 in seiner Endposition stillsteht.
Im vorliegenden Fall ist die Ladestation in dem in 2 dargestellten Endschalter 13 für die Schließposition des Tores angeordnet. Die Ladestation weist generell eine nicht dargestellte Verbindung zu einer Netzspannung auf sowie eine Energieübertragungseinrichtung 15 zur Energieübertragung an den Akkumulator 12. Mit dieser Energieübertragungseinrichtung 15 ist generell eine drahtlose Energieübertragung möglich. Generell können auch bekannte kontaktbehaftete Einrichtungen wie Steckersysteme als leitungsgebundene Energieübertragungseinrichtungen vorgesehen sein.
Im vorliegenden Fall erfolgt eine induktive Energieübertragung. Hierzu weist die Energieübertragungseinrichtung 15 eine Spulenanordnung auf. Im Laufwagen 6 ist ein entsprechendes Übertragungsmodul 16 mit einer Spulenanordnung vorgesehen. Ein Vorteil dieser Energieübertragungseinrichtung 15 besteht darin, dass mit der Energieübertragung eine Spannungstransformation bewirkt wird. Die elektrischen Komponenten im Laufwagen 6 brauchen somit nicht auf die bei 230 V liegende Netzspannung ausgelegt sein, sondern können auf eine niedrigere Spannung, die insbesondere bei 12 V liegt, ausgelegt sein. Anstelle der induktiven Energieübertragung kann generell auch eine kapazitive Energieübertragung erfolgen.
Bei größeren Torbreiten kann sich die einseitige Krafteinwirkung auf das Torblatt 3 durch den an einer Führungsschiene 4 geführten Antrieb 10 negativ auswirken. In diesem Fall kann in jeder Führungsschiene 4 jeweils ein Laufwagen 6 mit darin integriertem Antrieb 10 und autarken Energieversorgung vorgesehen sein, wobei diese Anordnungen dann identisch ausgebildet sind und den Anordnungen gemäß den 1 und 2 entsprechen.
Die Bewegung der Antriebe 10 wird von der Steuereinheit 11 gesteuert, die vorzugsweise in einem der Laufwagen 6 integriert ist. Im zweiten Laufwagen 6 kann dann eine Rechnereinheit integriert sein, die beispielsweise über eine Funkstrecke Steuersignale von der Steuereinheit 11 empfangt
Bezugszeichenliste

1: Antriebssystem
2: Sektionaltor
3: Torblatt
4: Führungsschiene
5: Führungsrolle
6: Laufwagen
7: Schubstange
8: Lichtschranke
8a: Sender
8b: Empfänger
9: Lichtstrahler
10: Antrieb
11: Steuereinheit
12: Akkumulator
13: Endschalter
14: Verriegelungselement
15: Energieübertragungseinrichtung
16: Übertragungsmodul

Claims

Antriebssystem (1) für ein Tor, dessen Torblatt (3) seitlich in jeweils einer Führungsschiene (4) geführt ist, mit einem entlang einer Führungsschiene (4) geführtem Laufwagen (6), welcher mit dem Torblatt (3) verbunden ist und in welchem ein Antrieb (10) mit einer autarken Energieversorgung integriert ist, wobei der Antrieb (10) an einer stationären Ladestation mittels einer drahtlosen Energieübertragungsseinrichtung (15) aufladbar ist, welche von einem Endschalter (13) zur Begrenzung des Verfahrwegs des Laufwagens (6) gebildet ist, und mit einer Sicherheitseinrichtung, welche über eine drahtlose Signalübertragungsstrecke mit einer dem Antrieb (10) zugeordneten Steuereinheit (11) verbunden ist, wobei die Signalübertragungsstrecke eine Funkstrecke bildet, mittels derer eine bidirektionale Datenübertragung erfolgt, und wobei die Sicherheitseinrichtung eine autarke Energieversorgung aufweist.
Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufwagen (6) mit dem Antrieb (10) an der Führungsschiene (4) werkzeuglos installierbar ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) als Reibradantrieb ausgebildet ist.
Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) wenigstens ein in der Führungsschiene (4) verlaufendes Reibrad aufweist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sicherheitseinrichtung die Unterkante des Torblatts (3) überwacht wird.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung von einer Lichtschrankenanordnung gebildet ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die autarke Energieversorgung des Antriebs (10) ein Akkumulator (12) oder eine Brennstoffzelle ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die autarke Energieversorgung der Sicherheitseinrichtung ein Akkumulator (12) oder eine Solarzelle ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Energieübertragungseinrichtung eine induktive oder kapazitive Energieübertragung erfolgt.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Führungsschiene (4) ein zweiter mit dem Torblatt (3) verbundener Laufwagen (6) geführt ist, in welchem ein Antrieb 10) mit einer autarken Energieversorgung integriert ist.
Antriebssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (10) und die diesen zugeordneten Komponenten an den beiden Führungsschienen (4) identisch ausgebildet sind.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass beide Antriebe (10) von der Steuereinheit (11) gesteuert sind.