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Die
Erfindung betrifft eine Rolltoranlage mit einem Rollbehang, der
wahlweise auf eine Wickelwelle aufrollbar und von dieser abrollbar
ist, mit einem Wellenantrieb, der mit der Wickelwelle in Antriebsverbindung
steht sowie mit einer Torsteuerung zur Steuerung des Wellenantriebs.
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Solche
Rolltoranlagen sind bereits bekannt, um die Toröffnungen von Tiefgaragen, Industrietoren oder
Schaufenstern gegen einen unberechtigten Zugang zu sichern. Um solche
Rolltore öffnen
oder schließen
zu können,
haben sich neben einigen rein mechanischen Lösungen, zum Beispiel mit Handkurbeln,
heute auch elektrische Lösungen
vor allem dort durchgesetzt, wo Rolltore häufig frequentiert werden. Die
hierfür
entwickelten Antriebe müssen
sehr leistungsstark sein und entfalten deshalb, zusammen mit der
verwendeten Mechanik, große
Kräfte
im Betrieb. Hieraus ergibt sich ein großes Unfallpotential. So können unter
dem Tor befindliche Gegenstände
oder am Boden liegende Personen beim Herunterfahren des Rolltores
beschädigt
oder auch schwer verletzt werden.
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Um
zu verhindern, dass zum Beispiel spielende Kinder, die in die Gitteröffnungen
eines Rollgitters greifen, um sich nach oben mitfahren zu lassen, in
den Rollgitterballen eingezogen werden, sind Sicherungsvorkehrungen
notwendig, die größtenteils über externe
Lichtschranken oder Schaltleisten im Bereich der Rolltore realisiert
werden. Solche, insbesondere aus Lichtschranken oder Schaltleisten
ausgebildeten Sicherungsvorkehrungen funktionieren jedoch häufig im
Notfall nicht ausreichend, weil sie aufgrund von äußeren Störeinflüssen und
der vergleichsweise schwierigen und daher fehlerbehafteten Installation
vor Ort eine hohe Störanfälligkeit
zeigen.
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Es
besteht daher insbesondere die Aufgabe, eine Rolltoranlage der eingangs
erwähnten
Art zu schaffen, deren Montage vor Ort wesentlich vereinfacht ist
und die dennoch eine größtmögliche Sicherheit
während
des Betriebes gewährleistet.
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Die
erfindungsgemäße Lösung dieser
Aufgabe besteht bei der Rolltoranlage der eingangs erwähnten Art
insbesondere darin, dass der Rollbehang gegen die Ausgleichskraft
eines in Abhängigkeit
des von der Wickelwelle abgerollten Teilbereichs des Rollbehangs
auf die Wickelwelle einwirkenden Gewichtsausgleichs abrollbar ist
und dass die Torsteuerung die zum Auf- oder Abrollen des Rollbehangs erforderliche
Leistungsaufnahme des Wellenantriebs erfasst, um bei einem, einen
festgelegten Grenzwert übersteigenden
Differenzwert einander folgender Leistungsaufnahmewerte oder bei
Abweichung eines ermittelten Ist-Werts der Leistungsaufnahme von
einem festgelegten Soll-Wert
den Wellenantrieb zu unterbrechen.
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Die
erfindungsgemäße Rolltoranlage
weist eine Torsteuerung auf, welche die zum Auf- oder Abrollen des
Rollbehangs erforderliche Leistungsaufnahme des Wellenantriebs erfasst,
um bei einem, einen festgelegten Grenzwert übersteigenden Differenz wert
einander folgender Leistungsaufnahmewerte oder bei einer Abweichung
eines ermittelten Ist-Werts der Leistungsaufnahme von einem Soll-Wert
den Wellenantrieb zu unterbrechen. Ein solcher, den festgelegten
Grenz- oder Soll-Wert übersteigender
Differenz- oder Ist-Wert kann sich beispielsweise ergeben, wenn
spielende Kinder sich zum Mitfahren an den hochfahrenden Rollbehang hängen oder
wenn sich unterhalb des herabfahrenden Rollbehangs noch Personen
oder Gegenstände befinden.
Da die Torsteuerung den Wellenantrieb sofort unterbricht, wenn sich
solche Störungen
in einer übergroßen Leistungsaufnahme
bemerkbar machen, ist durch die von der Torsteuerung kontrollierte
Leistungsaufnahme und Kraftabschaltung des Wellenantriebs eine Rolltoranlage
ohne zusätzliche
störungsanfällige Sicherheitsvorkehrungen
in AUF- und AB-Richtung realisierbar. Um auch geringe Grenzwerte
festlegen und erfassen zu können,
ist der Rollbehang gegen die Ausgleichskraft eines in Abhängigkeit
des von der Wickelwelle abgerollten Teilbereichs des Rollbehangs
auf die Wickelwelle einwirkenden Gewichtsausgleichs abrollbar. Dieser
Gewichtsausgleich bewirkt, dass das Gewicht des von der Wickelwelle
jeweils abgewickelten Teilbereichs des Rollbehangs zumindest weitestgehend
ausgeglichen wird und dass für
die Auf- und Abbewegung
des Rollbehangs vom Wellenantrieb nur noch ein vergleichsweise kleines
Drehmoment aufgebracht werden muss, so dass auch vergleichsweise
leistungsarme und entsprechend stromsparende Antriebsmotoren für den Wellenantrieb
verwendet werden können,
bei denen bereits geringe Änderungen
in der Leistungsaufnahme erfassbar sind. Da die erfindungsgemäße Rolltoranlage
somit ohne weitere Lichtschranken, Schaltleisten und dergleichen
zusätzlich
zu montierende Sicherungsvorkehrungen auskommt, zeichnet sich die
erfindungsgemäße Rolltoranlage
durch eine größtmögliche Sicherheit
bei gleichzeitig wesentlich vereinfachter Montage vor Ort aus.
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Wenn
der Rollbehang einer Rolltoranlage auf eine runde Wickelwelle aufgerollt
wird, kommt es beim Übergang
zur nächsten
Lage des Rollbehangs zu einem ruckartigen Verhalten des Behangs,
der sich negativ auf eine insbesondere mit geringen Grenz- oder
Soll-Werten arbeitende Kraftmessung auswirkt. Um ein gleichmäßiges Aufrollen
des Rollbehangs auf die Wickelwelle sicherzustellen, um sprungartige
Kraftänderungen
während
des Wickelvorgangs zu vermeiden und um einen fließenden Übergang
des auf- und abzuwickelnden Rollbehangs zu gewährleisten, sieht eine Weiterbildung
gemäß der Erfindung
vor, dass ein auf der Wickelwelle vorgesehenes Auflager für den Rollbehang
eine schneckenförmige
Umfangskontur hat, und dass der Rollbehang in dem im geringstem
Abstand zur Drehachse der Wickelwelle angeordneten Umfangsteilbereich am
Auflager befestigt ist, derart, dass der Rollwagen gleichmäßig spiralförmig auf
das auf der Wickelwelle befindliche Auflager aufrollbar ist.
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Dabei
sieht eine bevorzugte Ausführungsform
gemäß der Erfindung
vor, dass das Auflager zumindest einen, auf der Wickelwelle drehfest
angeordneten Auflagerring oder eine Auflagerhülse aufweist. Ein solcher Auflagerring
kann beispielsweise als Überschiebering
ausgebildet sein, der auf eine Wickelwelle aufschiebbar ist.
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Um
das Rollbehang-Bündel über seine
gesamte Bündel-Längserstreckung
gleichmäßig auf
der Wickelwelle aufrollen zu können,
ist es zweckmäßig, wenn
das Auflager mehrere, voneinander beabstandete Auflagerringe oder
Auflagerhülsen
hat.
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Die
drehfeste Verbindung zwischen dem Auflager und der Wickelwelle wird
sichergestellt, wenn die Wickelwelle einen unrunden und vorzugsweise
vieleckigen Wellenumfang aufweist und wenn der zumindest eine Auflagerring
eine komplementär geformte
unrunde Ringöffnung
hat.
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Eine
bevorzugte Weiterbildung gemäß der Erfindung
sieht vor, dass der Gewichtsausgleich zumindest eine Kette, einen
Riemen oder dergleichen Endlosträger
aufweist, der um zwei Kettenräder,
Riemenscheiben oder dergleichen Umlenkungen umläuft, dass eine dieser Umlenkungen
mit der Wickelwelle in Antriebsverbindung steht, dass an zumindest einem
Trumm des Endlosträgers
das eine Ende wenigstens einer Ausgleichsfeder, eines Ausgleichsgummis
oder dergleichen, gegen eine Rückstellkraft expandierbaren
Ausgleichselements angreift, welches mit seinem anderen Ende ortsfest
gehalten ist.
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Ein
solcher Gewichtsausgleich gleicht das Gewicht des von der Wickelwelle
bereits abgerollten Teilbereichs des Rollbehangs während der
Auf- und Abbewegungen des Rollbehangs aus und fängt das Gewicht des Rollbehangs
auch im Falle eines Ausfalls des Wellenantriebs ab.
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Um
eine werksseitige Vormontage der erfindungsgemäßen Rolltoranlage zu ermöglichen
und um die Montage dieser Rolltoranlage vor Ort wesentlich zu vereinfachen,
ist es vorteilhaft, wenn der Gewichtsausgleich in der Torzarge der
Rolltoranlage angeordnet ist. Ist dieser Gewichtsausgleich in der
Torzarge der Rolltoranlage angeordnet, ist er dort auch vor unberechtigten
Manipulationen oder unbeabsichtigten Beschädigungen sicher untergebracht.
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Möglich ist
es, dass an den beiden Trumms eines Endlosträgers gegenläufig expandierbare Ausgleichselemente
angreifen. Um jedoch eine gesteigerte Sicherheit zu bieten, sieht
eine bevorzugte Weiterbildung gemäß der Erfindung vor, dass der
Gewichtsausgleich zwei Endlosträger
hat, an denen an vorzugsweise gegenüberliegenden Trumms der Endlosträger insbesondere gegenläufig expandierbare Ausgleichselemente
angreifen.
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Die
Leistungsaufnahme des Wellenantriebs kann besonders einfach erfasst
werden, wenn der Wellenantrieb einen Elektromotor hat, und wenn
die Torsteuerung die Leistungsaufnahme durch Messung der Stromaufnahme
des Elektromotors erfasst.
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Dabei
sieht eine bevorzugte Ausführungsform
gemäß der Erfindung
vor, dass der Elektromotor ein Gleichstrommotor ist, der zur Vergrößerung des Abtriebmoments
vorzugsweise über
ein Übersetzungsgetriebe
mit der Wickelwelle in Antriebsverbindung steht. Da die erfindungsgemäße Rolltoranlage über einen
Gewichtsausgleich verfügt,
kann auch ein vergleichsweise leistungsarmer und stromsparender Gleichstrommotor
eingesetzt werden.
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Wird
ein stromsparender Gleichstrommotor verwendet, kann dem Elektromotor
auch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung beispielsweise mit einer
gegebenenfalls auch entsprechend kleinen und kostengünstigen
Akkumulator-Stromversorgung, zugeordnet werden. Eine solche, vom
Stromnetz unabhängige
Funktion erlaubt es, das Tor im Notfall auch per Knopfdruck zu öffnen, wenn
eine netzabhängige Stromversorgung
ausgefallen ist.
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Der
Rollbehang der erfindungsgemäßen Rolltoranlage
kann als Rollgitter oder als Lamellenbehang ausgebildet sein.
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Weiterbildungen
gemäß der Erfindung
ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Nachstehend
wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles noch näher beschrieben.
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Es
zeigt in schematischer Darstellung:
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1 den
Wellenantrieb einer Rolltoranlage, wobei die Rolltoranlage einen
auf eine Wickelwelle aufrollbaren und von dieser Wickelwelle abrollbaren Rollbehang
hat, der sich in 1 in seiner Abwärtsbewegung
befindet,
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2 ein
auf der Wickelwelle vorgesehenes und als Überschiebering ausgebildetes
Auflager für den
Rollbehang in einer perspektivischen Darstellung und
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3 den Überschiebering
aus 2 in einer Seitenansicht.
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In
den 1 bis 3 sind Bestandteile einer ansonsten
nicht weiter dargestellten Rolltoranlage gezeigt. Die Rolltoranlage
weist einen Rollbehang auf, der die vor einer Tiefgarage, einem
Industrietor oder einem Schaufenster befindliche Tor- oder Fensteröffnung gegen
einen unberechtigten Zugang sichern soll. Der Rollbehang kann beispielsweise
als Rollgitter oder als Lamellenbehang ausgestaltet sein.
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Der
Rollbehang ist wahlweise auf eine Wickelwelle 1 aufrollbar
und von dieser Wickelwelle 1 abrollbar. Auf der Wickelwelle 1 ist
ein Auflager für den
Rollbehang vorgesehen, das durch mehrere voneinander beabstandete
und drehfest auf der Wickelwelle 1 angeordnete Auflagerringe 2 gebildet
ist. Wie aus den, einen dieser Auflagerringe 2 zeigenden 2 und 3 deutlich
wird, weist das Auflager eine schneckengehäuseförmige Umfangskontur auf. Dabei
ist der Rollbehang in dem im geringsten Abstand zur Drehachse 3 der
Wickelwelle 1 angeordneten Umfangsteilbereich 4 des
Auflagerringes 2 befestigt, derart, dass der Rollbehang
gleichmäßig spiralförmig auf
das auf der Wickelwelle 1 befindliche Auflager aufrollbar
ist.
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Aus 1 ist
erkennbar, dass die Wickelwelle 1 einen unrunden und hier
achteckigen Wellenumfang aufweist, während der Auflagerring 2 eine
komplementär
geformte unrunde Ringöffnung 5 hat.
Auf diese Weise kann der Auflagerring 2 auf die Wickelwelle 1 aufgeschoben
und daran in Längsrichtung
fixiert werden, womit die Wickelwelle 1 und der Auflagerring 2 gleichzeitig
auch drehfest verbunden sind.
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In 1 ist
dargestellt, dass der Rollbehang gegen die Ausgleichskraft eines
in Abhängigkeit
des von der Wickelwelle abgerollten Teilbereichs des Rollbehangs
auf die Wickelwelle einwirkenden Gewichtsausgleichs abrollbar ist.
Der Gewichtsausgleich weist dazu zumindest eine als Endlosträger ausgebildete
Kette 6 auf, die um zwei Kettenräder 7, 8 umläuft. Dabei
steht die obere Umlenkung 7 mit der Wickelwelle 1 in
Antriebsverbindung, während
das untere Kettenrad 8 drehbar gelagert ist. An einem der beiden
Trumms 9, 10 der umlaufenden Kette greift das
eine Ende 11 wenigstens eines Ausgleichsgummis 12 an,
welches Ausgleichsgummi 12 während der Abwärtsbewegung
des Rollbehangs ein gegen die Rückstellkraft
seiner Eigenelastizität
expandierbares Ausgleichselement bildet. Das andere Ende 13 des
Ausgleichselements 12 ist demgegenüber ortsfest, vorzugsweise
an der Torzarge, gehalten.
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Der
in 1 dargestellte Gewichtsausgleich weist im Interesse
einer erhöhten
Sicherheit zwei, jeweils um Kettenräder 7, 8 umlaufende
Ketten 6 auf. Dabei sind an den in 2 gegenüberliegenden Trumms 9 und 10 der
beiden Ketten 6 gegenläufig expandierbare
Ausgleichselemente 12 vorgesehen.
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Die
Rolltoranlage hat einen Wellenantrieb, der mit der Wickelwelle 1 in
Antriebsverbindung steht. Zur Steuerung des Wickelantriebes ist
eine Torsteuerung vorgesehen, die die zum Auf- oder Abrollen des
Rollbehangs erforderliche Leistungsaufnahme des Wellenantriebs erfasst,
um bei einem, einen festgelegten Grenzwert übersteigenden Differenzwert
einander folgender Leistungsaufnahmewerte oder bei einem einen festgelegten
Soll-Wert übersteigenden
Ist-Wert der Leistungsaufnahme den Wellenantrieb zu unterbrechen.
Der Wellenantrieb weist einen Elektromotor auf, der als Gleichstrommotor
ausgebildet ist. Zur Vergrößerung des
Abtriebsmoments des Gleichstrommotors steht dieser mit der Wickelwelle 1 über ein Übersetzungsgetriebe
in Antriebsverbindung. Die Torsteuerung erfasst die Leistungsaufnahme
des Elektromotors durch Messung der Stromaufnahme. Da aufgrund des
Gewichtsausgleichs nur ein vergleichsweise geringes Drehmoment erforderlich
ist, um den Rollbehang auf- oder abwärts zu bewegen, kann auch ein
vergleichsweise leistungsarmer und stromsparender Gleichstrommotor
verwendet werden. Während
der Elektromotor gewöhnlich über das
Stromnetz betrieben wird, kann für den
Notfall auch ein Akkumulator zur unterbrechungsfreien Stromversorgung
vorgesehen sein.
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Die
Torsteuerung der hier dargestellten Rolltoranlage erlaubt eine Kraftabschaltung
durch Erfassung der Leistungsaufnahme des Wellenantriebes ohne zusätzliche
Sicherheitseinrichtungen in AUF- und AB-Richtung. Dabei basiert
die Notfallunterbrechung des Wellenantriebes auf einer Messung der Stromaufnahme
des als Wellenantrieb vorgesehenen Elektromotors. Um den Einsatz
wirtschaftlich zu gestalten, ist die Verwendung verhältnismäßig kleiner
Gleichstrommotoren möglich,
deren Abtriebsmoment an der Wickelwelle 1 durch den in 1 dargestellten
Gewichtsausgleich und durch ein entsprechendes Übersetzungsgetriebe vergrößert wird.
Der Gewichtsausgleich dient dazu, das Gewicht des Rollbehangs in
jeder Position auszugleichen. Die Torsteuerung beinhaltet eine Software,
die den Kraftverlauf des Torflügels
abbildet. Da auch ein strom sparender Gleichstrommotor verwendet
werden kann, ist im Vergleich zu herkömmlichen Rolltoranlagen eine Energieeinsparung
von nahezu 80% realisierbar.
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Die
in der hier dargestellten Rolltoranlage verwendete Sicherheitstechnik
lässt keine
Manipulationen der Sicherheitseinrichtungen durch Unbefugte zu.
Durch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung auch im Notfall ist
die Rolltoranlage sehr bedienerfreundlich und kann auch von älteren oder
ungeübten
Personen allein durch Knopfdruck leicht bedient werden. Aufgrund
der leichten Bedienung kann auf Gehtüren im Rollbehang verzichtet
werden, wodurch sich das Einsatzgebiet der hier dargestellten Rolltoranlage
noch zusätzlich
erweitert. Durch die kompakten Einbaumaße der Rolltoranlage bietet
sich diese auch zum Einbau bei Sanierungsmaßnahmen an. Durch den leisen
Lauf und den in die Torzarge integrierten Schallschutz bleibt auch
der umliegende Wohnbereich ungestört. Da der Gewichtsausgleich
in der Torzarge der Rolltoranlage angeordnet ist und da die Rolltoranlage
werksseitig weitestgehend vormontiert werden kann, ist durch einen
sehr hohen Vorfertigungsgrad eine schnelle und fehlerfrei Montage
vor Ort möglich.
Eine aufwendige und somit teure externe Verdrahtung für zusätzliche
Sicherheitseinrichtungen entfällt
völlig.
Die mit dem Betrieb der hier dargestellten Rolltoranlage verbundenen
Prüfungs-
und Wartungskosten, sowie der Ersatz von Verschleißteilen,
kann auf einem vergleichsweise niedrigen Niveau gehalten werden.
Dabei verfügt
der Antrieb über
eine hundertprozentige Einschaltdauer. Alle Antriebskomponenten
und insbesondere der Gewichtsausgleich der Rolltoranlage sind so
gelagert und montiert, dass ein reibungsarmer Lauf im Hinblick auf die
Sicherheitssensorik sowie ein langzeitstabiler Betrieb gewährleistet
wird. Um ein ruckartiges Verhalten des Rollbehangs beim Übergang
auf die nächste,
auf der Wickelwelle 1 befindliche Lage zu verhindern und um
einen fließenden Übergang
des auf- und abwickelnden Rollbehang-Panzers zu ermöglichen,
ist das auf der Wickelwelle 1 befindliche Auflager derart schneckengehäuseförmig konstruiert,
dass der Rollbehang gleichmäßig spiralförmig auf
das auf der Wickelwelle 1 befindliche Auflager aufgerollt
werden kann.
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Mit
Hilfe der in der Torsteuerung verwendeten Sensorik können Schwankungen
in der Leistungsaufnahme des Wellenantriebs detektiert werden. Da
der als Wellenantrieb bevorzugte Gleichstrommotor im Gleichstrombereich
arbeitet, ist auch die Entwicklung und Herstellung einer entsprechend kostengünstigen
Torsteuerung möglich.
Der Gleichstrommotor hat in Verbindung mit der Torsteuerung auf
einer Torhöhe
von 2,1 m circa 100 Messpunkte, so dass etwa alle 20 mm das Gewicht
des abgewickelten Teilbereichs des Rollbehangs überprüft wird und bei Überlastung
von 50 N (= 5 kg) der Wellenantrieb unterbrochen und die Rolltoranlage
in einen sicheren Zustand versetzt wird. Obwohl sich beim Auf- und
Abrollen nicht nur das Gewicht des abgewickelten Teilbereichs des
Rollbehangs verändert,
sondern auch das Drehmoment, ist die hier dargestellte Rolltoranlage
dennoch praktisch vollständig
gewichtsausgeglichen. Zwar können
im Rahmen des Gewichtsausgleichs auch Torsions- oder Rückstellfedern
als Ausgleichselemente verwendet werden, jedoch erlauben solche
Torsionsfedern nur eine maximale Zyklenzahl von 50.000, was bei
einer Tiefgarage mit 50 Stellplätzen
einer Betriebsdauer von 8 Monaten gleichkommt. Mit den in der hier
dargestellten Rolltoranlage verwendeten Ausgleichsgummis 12 wird
demgegenüber
jedoch eine Zyklenzahl von 250.000 erreicht. Da die Rolltoranlage
einen Gewichtsausgleich hat und da für die hier dargestellte Rolltoranlage
auch ein stromsparender Gleichstrommotor eingesetzt werden kann,
ist eine Bedienung des Rolltores unabhängig von einer externen Stromversorgung
möglich,
wenn eine Akkumu lator-Stromversorgung zusätzlich vorgesehen ist. Der
Gewichtsausgleich erleichtert, die erforderliche Kapazität dieser
Notfall-Stromversorgung gering zu halten. Diese vom Stromnetz unabhängige Funktion
soll es auch älteren
Leuten ermöglichen,
das Tor „per
Knopfdruck” im
Notfall zu öffnen,
was bei herkömmlichen Systemen
regelmäßig nicht
oder nur mit Hilfe einer dann oft nicht zur Verfügung stehenden Handkurbel möglich ist.