DE102010017398B3

DE102010017398B3 - Verfahren zum Betrieb eines Tores sowie Vorrichtung zum Betrieb eines Tores

Info

Publication number: DE102010017398B3
Application number: DE102010017398A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Schäfer Dirk; Christian Graf
Original assignee: Feig Electronic GmbH
Current assignee: Feig Electronic GmbH
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2011-12-01
Anticipated expiration: 2030-06-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Tores, welches ein Lichtgitter mit einer Mehrzahl von Lichtlinien als Sicherheitselement und eine elektronische Torsteuerung zur Steuerung der Bewegung eines Antriebes für das Tor aufweist,
– bei dem die Lichtlinien des Lichtgitters in wenigstens drei Bereiche (Inaktivbereich, Gefahrenbereich, Objektschutzbereich) unterteilt werden,
– dass bei einer Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie des Gefahrenbereiches eine erste Signalisierung und bei einer Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie des Objektschutzbereiches eine zweite Signalisierung ausgelöst wird, und
– dass die Torsteuerung aufgrund der unterschiedlichen Signalisierungen der Unterbrechungen jeweils wenigstens eine unterschiedliche Aktion auslöst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Tores sowie eine Vorrichtung zum Betrieb eines Tores.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einem Tor mit einem Lichtgitter als Sicherheitselement und einer Torsteuerung zur Steuerung eines elektromotorisch angetriebenen Tores durchgeführt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betrieb eines Tores weist ein Lichtgitter als Sicherheitselement und eine Torsteuerung zur Steuerung des elektromotorisch angetriebenen Tores auf.
Die Erfindung wird eingesetzt bei Torsystemen mit einer elektronischen Torsteuerung für ein motorisch angetriebenes Tor. Unter dem Begriff Tor wird in diesem Zusammenhang jede Vorrichtung verstanden, mit der ein Gebäude oder ein Gelände verschlossen werden kann, darunter fallen beispielsweise Rolltore, Sektionaltore oder Schwingtore oder jede andere Bauform eines Tores, bei dem die Schließkante horizontal verläuft und sich das Torblatt oder der Torbehang beim Schließen und öffnen in vertikaler Richtung bewegt.
Die Erfindung betrifft Torsteuerungen mit Frequenzumrichter oder anderen Vorrichtungen, die dazu geeignet sind, den elektrischen Torantrieb mit unterschiedlichen Drehzahlen zu bewegen, um beispielsweise ein sanftes Anfahren und Abbremsen des Tores zu ermöglichen oder das Tor mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu öffnen und zu schließen. Die Erfindung betrifft aber auch solche Torsteuerungen, bei denen eine Ansteuerung des Motors zum öffnen und Schließen des Tores über Relais oder Schütze erfolgt.
Eine elektronische Torsteuerung hat die Aufgabe, den elektrischen Torantrieb für die Auf- und Zubewegung des Tores anzusteuern, die Signale von Befehlsgebern zum öffnen und Schließen des Tores zu verarbeiten, Geber zur Ermittlung der Torposition abzufragen, Sicherheitssensoren auszuwerten und diese Informationen zu verarbeiten und die Signale weiterer Sensoren auszuwerten und den Torantrieb entsprechend dieser Informationen anzusteuern.
Damit von einem motorisch angetriebenen Tor möglichst keine Gefahren für Personen und Gegenstände ausgehen oder die Gefahr zumindest auf ein akzeptables Maß reduziert wird, muss das System aus Tor, Torantrieb, Torsteuerung und Sicherheitssensoren geltende technische Standards erfüllen, die einen sicheren Betrieb des Torsystems gewährleisten. Hierfür relevante Standards sind beispielsweise DIN EN 12453 mit dem Titel ”Tore – Nutzungssicherheit kraftbetätigter Tore – Anforderungen” und DIN EN ISO 13849 mit dem Titel ”Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen”, in denen die generellen Anforderungen an ein Torsystem beschrieben werden.
Im Falle einer gefährlichen Situation, wenn beispielsweise ein Sicherheitssensor ein Objekt detektiert hat, welches von der Schließkante eines Tores bedroht wird, führen Torsteuerungen nach dem Stand der Technik eine reversierende Torbewegung aus, indem sie das Tor zunächst stoppen und dann wieder in die entgegengesetzte Richtung verfahren.
An eine elektronische Torsteuerung kann eine Vielzahl unterschiedlicher externer Sicherheitssensoren angeschlossen werden. Beispielhaft seien hier Sicherheitsleisten, die unmittelbar an der Schließkante des Tores angeordnet sind, oder Lichtschranken genannt. Als besonders vorteilhafte Sicherheitssensoren nach dem Stand der Technik gelten so genannte Lichtgitter, bei denen auf einer Seite des Tores eine Reihe von Lichtsendern angeordnet ist und auf der gegenüberliegenden Seite des Tores eine Reihe von Lichtempfängern derart angeordnet ist, dass die Lichtempfänger die Lichtsignale der Lichtsender empfangen können. Die Anforderungen an Lichtgitter für den Einsatz an Toren sind beispielsweise in den Standards DIN EN 12978 mit dem Titel ”Türen und Tore – Schutzeinrichtungen für kraftbetätigte Türen und Tore – Anforderungen und Prüfverfahren” und DIN EN 61496 mit dem Titel ”Sicherheit von Maschinen und berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen” beschrieben.
Ein Lichtgitter für Tore nach dem Stand der Technik ist beispielsweise in EP 0 902 158 B1 beschrieben, bei dem eine Anordnung aus einer Reihe von Lichtsendern in der Führungsschiene des Tores auf einer Seite angeordnet ist und eine Reihe aus Lichtempfängern in der gegenüberliegenden Führungsschiene des Tores angeordnet ist. Die Lichtsender werden von einer Mikroprozessorschaltung und Multiplexern derart angesteuert, dass sie nacheinander aktivierbar sind. Die Lichtsender sind dabei derart angeordnet, dass ihre Lichtlinien parallel verlaufen. Jedem Lichtsender ist ein Lichtempfänger zugeordnet, der wiederum durch eine Mikroprozessorschaltung ausgewertet werden kann. Die Unterbrechung einer Lichtlinie wird von einer Mikroprozessorschaltung erkannt und an eine mit dem Lichtgitter verbundenen Torsteuerung signalisiert. Ziel dieses Standes der Technik ist es, ein Verfahren anzugeben, welches es ermöglicht festzustellen, welche Lichtlinien von dem Tor unterbrochen sind und nicht zur Signalisierung eines gefährdeten Objektes führt.
Zum Stand der Technik gehört auch ein Lichtgitter ( EP 1 494 048 A1 ), welches in Abhängigkeit von Positionsdaten eines Positionsgebers die Unterbrechung einzelner Lichtlinien auswertet. Ziel dieses Standes der Technik ist es, die Kontur eines bekannten Objektes, welches auf einem Förderband transportiert wird, von der Kontur eines unbekannten Objektes zu unterscheiden.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Lichtgitter signalisieren einer daran angeschlossenen Torsteuerung jeweils das Vorhandensein eines Objektes innerhalb des Lichtgitters, unabhängig davon, welche Lichtlinien durch das Objekt unterbrochen werden. Diese Lichtgitter haben insbesondere bei der Verwendung an einem Tor den Nachteil, dass die Torsteuerung bei Signalisierung eines Objektes jeweils eine unverzügliche Reversierung des Tores veranlasst. Die unverzügliche Reversierung wird also ausgelöst, wenn eine beliebige aktive Lichtlinie des Lichtgitters unterbrochen wird, unabhängig davon, ob sich das Objekt in unmittelbarer Nahe der gefahrbringenden Schließkante des Tores befindet oder noch weit von der Schließkante entfernt ist. Dies hat den Nachteil, dass die Mechanik des Tores bei jeder Unterbrechung einer aktiven Lichtlinie einer starken Beanspruchung ausgesetzt wird, weil das Tor abrupt gestoppt wird und in kurzer Zeit die Bewegungsrichtung geändert wird, was einen hohen Verschleiß und eine große Lärmbelästigung zur Folge hat.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Tores mit einem Lichtgitter als Sicherheitselement und mit einer Torsteuerung zur Steuerung eines elektromotorisch angetriebenen Tores anzugeben, welche eine Unterscheidung zwischen unmittelbar gefährdeten Objekten und weniger gefährdeten Objekten durchführen und entsprechend der Gefährdung eine der Situation angepasste Ansteuerung des Torantriebes durchführen.
Gelöst wird dieses technische Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Tores, welches ein Lichtgitter mit einer Mehrzahl von Lichtlinien als Sicherheitselement und eine elektronische Torsteuerung zur Steuerung der Bewegung eines Antriebes für das Tor aufweist, bei dem eine Ermittlung der aktuellen Position einer Schließkante des Tores und eine Erfassung von Objekten in einem Bereich unterhalb der Schließkante durchgeführt wird, zeichnet sich dadurch aus,

– dass die Lichtlinien des Lichtgitters in wenigstens drei Bereiche unterteilt werden,
– wobei ein erster Bereich ein Inaktivbereich ist, der sich oberhalb der Schließkante befindet, und
– ein zweiter Bereich ein Gefahrenbereich ist, der sich unmittelbar unterhalb der Schließkante befindet, und
– ein dritter Bereich ein Objektschutzbereich ist, der zwischen dem Gefahrenbereich und einer Zu-Position des Tores ausgebildet ist, und
– dass bei einer Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie des Gefahrenbereiches eine Signalisierung ausgelöst wird, und
– dass bei einer Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie des Objektschutzbereiches eine zur Signalisierung der Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie des Gefahrenbereiches abweichende Signalisierung ausgelöst wird, und
– dass die Torsteuerung aufgrund der unterschiedlichen Signalisierungen der Unterbrechungen wenigstens einer Lichtlinie des Gefahrenbereiches oder wenigstens einer Lichtlinie des Objektschutzbereiches jeweils wenigstens eine unterschiedliche Aktion auslöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Tores zeichnet sich dadurch aus, dass der gesamte Überwachungsbereich des Lichtgitters einen inaktiven Bereich und wenigstens zwei aktive Bereiche aufweist, wobei die beiden aktiven Bereiche jeweils separat ausgewertet werden.
Der inaktive Bereich ist dabei der Bereich oberhalb der Schließkante des Tores.
Ein erster aktiver Bereich wird als Gefahrenbereich bezeichnet und befindet sich in einem Bereich jeweils unmittelbar unter oder vor der Schließkante des Tores. Der Gefahrenbereich kann beispielsweise zwischen 0,2 Meter und 0,5 Meter groß sein.
Ein zweiter aktiver Bereich, der als Objektschutzbereich bezeichnet wird, ist der Bereich zwischen dem Gefahrenbereich und der Zu-Position des Tores. Bei einer vertikalen Schließbewegung eines Tores ist der Objektschutzbereich also die verbleibende Öffnung unterhalb des Gefahrenbereiches.
Der Gefahrenbereich ändert somit seine Position in Abhängigkeit der Position der Schließkante des Tores, während der Objektschutzbereich in Abhängigkeit der Schließkante in seiner Größe dynamisch verändert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren signalisiert somit nicht nur ein Objekt, welches in den aktiven Bereich des Lichtgitters eingedrungen ist, sondern es erfolgt eine separate Signalisierung, ob ein Objekt in den Gefahrenbereich oder in den Objektschutzbereich eingedrungen ist. Aufgrund dieser Signalisierung kann die an das Lichtgitter angeschlossene Torsteuerung der Situation angepasste unterschiedliche Aktionen auslösen. So kann die Torsteuerung bei Signalisierung eines Objektes im Gefahrenbereich einen Schnellstopp mit einer unmittelbaren Reversierung des Tores auslösen, während sie bei Signalisierung eines Objektes im Objektschutzbereich einen Sanftstopp und damit eine materialschonende Aktion auslösen kann. Der Sanftstopp kann vorteilhaft mit einer sanften Reversierung gekoppelt werden.
Wird ein Objekt gleichzeitig im Gefahrenbereich und im Objektschutzbereich erfasst, so erfolgt vorteilhaft die Aktion, die der Erfassung eines Objektes im Gefahrenbereich zugeordnet ist, also beispielsweise ein Schnellstopp mit einer unmittelbaren Reversierung des Tores.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Größe des Gefahrenbereiches in Abhängigkeit der Position und/oder der Geschwindigkeit der Schließkante variierbar oder einstellbar.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Größe des Gefahrenbereiches in Abhängigkeit der Position der Schließkante und/oder in Abhängigkeit der Geschwindigkeit, mit der sich die Schließkante bewegt, variieren. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, den Gefahrenbereich in einer Höhe zwischen 0 Metern und 2,2 Metern über dem Boden zu vergrößern, um eine höhere Sicherheit für Menschen zu erreichen, die unter dem Tor hindurchgehen könnten. Die Veränderung der Größe des Gefahrenbereiches kann dabei durch den Abstand der Lichtsender und Lichtempfänger erfolgen. Es ist aber auch möglich, die Anzahl der Lichtlinien zu variieren, die für die Auswertung als Gefahrenbereich herangezogen werden.
Vorzugsweise entspricht die Größe des Gefahrenbereiches mindestens einem Anhalteweg des Tores.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Gefahrenbereich jeweils mindestens so groß gewählt, dass das Tor innerhalb des Gefahrenbereiches stoppen kann. Die Größe des Gefahrenbereiches setzt sich in dieser Ausführungsform aus der Reaktionszeit der Torsteuerung, dem Abstand der Lichtlinien des Lichtgitters und Anhalteweg des Tores zusammen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass ein Objekt, welches an der unteren Kante des Gefahrenbereiches eindringt, gar nicht erst mit der Schließkante des Tores kollidiert.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Lichtlinien des Gefahrenbereiches mit einer größeren Häufigkeit ausgewertet als die Lichtlinien des Objektschutzbereiches.
In einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Auswertung der Lichtlinien des Gefahrenbereiches mit einer größeren Häufigkeit von beispielsweise jeweils zwei Millisekunden (ms), während die Lichtlinien des Objektschutzbereiches nur mit einer geringeren Häufigkeit von beispielsweise jeweils 30 ms ausgewertet werden. Dies hat den Vorteil, dass Objekte im Gefahrenbereich sehr schnell detektiert werden können, aber gleichzeitig keine teure und aufwändige Hardware notwendig ist, um den Objektschutzbereich zu überwachen.
Besonders vorteilhaft ist ein Verfahren, bei dem die Positionsdaten eines Positionsgebers in Verbindung mit der logischen Auswertung der durch das Tor unterbrochenen Lichtlinien erfolgt, da durch die redundante Auswertung voneinander unabhängiger Systeme eine sichere Bestimmung der Torposition möglich ist und damit der Gefahrenbereich sicher bestimmbar ist. Korrelieren die Positionsdaten des Positionsgebers dabei nicht mit der logisch bestimmten Position, könnte dies ein Indiz für ein schadhaftes Tor sein, bei dem sich beispielsweise die Schließkante des Tores vom Torblatt gelöst hat und nun gefahrbringend dem Tor vorauseilt.
Zur Durchführung des Verfahrens ermittelt das Lichtgitter vorteilhaft kontinuierlich die aktuelle Position der Schließkante des Tores. Die Ermittlung der Torposition kann dabei beispielsweise durch die Abfrage eines mit dem Torantrieb oder der Torwelle verbundenen Positionsgebers, wie beispielsweise eines Absolutwertgebers, erfolgen. Es ist aber auch möglich, die Torposition zu ermitteln durch logisches Vergleichen der bereits durch das Tor unterbrochenen Lichtlinien und der Überwachung der kontinuierlich aufeinanderfolgenden Unterbrechung von Lichtlinien. Dazu kann beispielsweise eine rückblickende logische Auswertung bereits unterbrochener Lichtlinien erfolgen. Die Positionsermittlung kann auch durch eine Kombination aus Positionsgeberdaten und logischer Auswertung bereits unterbrochener Lichtlinien erfolgen.
Aufgrund der bekannten Schließkantenposition können dann der inaktive Bereich und die beiden aktiven Bereiche (Gefahrenbereich und Objektschutzbereich) bestimmt werden. Wird nun eine Lichtlinie im Gefahrenbereich unterbrochen, wird dies einer Torsteuerung durch das Lichtgitter signalisiert. Ebenso wird der Torsteuerung die Unterbrechung einer Lichtlinie des Objektschutzbereiches signalisiert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie im Bereich der Schließposition der Schließkante des Tores zur Signalisierung der Erreichung der Schließposition der Schließkante verwendet. Hierdurch ist es möglich, das Erreichen der Schließposition der Schließkante zu überwachen, das heißt der Torsteuerung kann signalisiert werden, dass das Tor wirklich geschlossen ist.
Der Torbehang kann sich aufgrund thermischer Einflüsse und Alterung in seiner Länge verändern. Diese Längenänderung kann jedoch von einem Positionsgeber, der typischerweise auf einer Torwelle angeordnet ist, nicht erkannt werden. Wird jedoch wenigstens eine Lichtlinie zur Erfassung der korrekten Position der Schließkante verwendet, kann das Erreichen der korrekten Schließposition der Schließkante erfasst und an die Torsteuerung weitergeleitet werden.
Besonders vorteilhaft wird die letzte Lichtlinie im Bereich der Schließposition der Schließkante zur Signalisierung der Erreichung der Schließposition der Schließkante verwendet. Diese Lichtlinie ist dann quasi ein Referenzstrahl für die Schließposition der Schließkante.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, mehrere Lichtlinien für einen ”Schließbereich” zu verwenden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betrieb eines Tores, welche ein Lichtgitter mit einer Mehrzahl von Lichtlinien als Sicherheitselement und eine elektronische Torsteuerung zur Steuerung der Bewegung eines Antriebes für das Tor aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem Lichtgitter und der Torsteuerung wenigstens eine Signalleitung vorgesehen ist, über die der Torsteuerung, zur Auslösung jeweils wenigstens einer unterschiedlichen Aktion, die Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie des Gefahrenbereiches oder des Objektschutzbereiches separat signalisierbar ist.
Hierdurch ist es wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur möglich, ein Objekt, welches in den aktiven Bereich des Lichtgitters eingedrungen ist, zu detektieren, sondern es erfolgt eine separate Signalisierung, ob ein Objekt in den Gefahrenbereich oder in den Objektschutzbereich eingedrungen ist. Aufgrund dieser Signalisierung kann die an das Lichtgitter angeschlossene Torsteuerung der Situation angepasste unterschiedliche Aktionen auslösen. So kann die Torsteuerung der Vorrichtung bei Signalisierung eines Objektes im Gefahrenbereich einen Schnellstopp mit einer unmittelbaren Reversierung des Tores auslösen, während sie bei Signalisierung eines Objektes im Objektschutzbereich einen Sanftstopp und damit eine materialschonende Aktion auslösen kann. Der Sanftstopp kann vorteilhaft mit einer sanften Reversierung gekoppelt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind für die Signalisierung wenigstens einer unterbrochenen Lichtlinie des Gefahrenbereiches eine separate Signalleitung und für die Signalisierung einer unterbrochenen Lichtlinie des Objektschutzbereiches eine separate Signalleitung vorgesehen.
Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass die unterschiedlichen Signalisierungen über verschiedene Leitungen erfolgen, so dass an der Torsteuerung lediglich einfache digitale Eingänge zur Auswertung benötigt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass für die Signalisierung wenigstens einer unterbrochenen Lichtlinie des Gefahrenbereichs und für die Signalisierung einer unterbrochenen Lichtlinie des Objektschutzbereiches lediglich eine gemeinsame Signalleitung vorgesehen ist.
Hierdurch wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrem Aufbau vereinfacht.
Vorzugsweise sind bei einer gemeinsamen Signalleitung unterschiedliche, definierte Spannungspegel für die Signalisierung der Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie des Gefahrenbereichs und für die Signalisierung der Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie des Objektschutzbereiches vorgesehen. Hierdurch wird die zuverlässige Übertragung der verschiedenen Signale über lediglich eine Leitung zuverlässig gewährleistet.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass bei einer gemeinsamen Signalleitung unterschiedliche, definierte Datenprotokolle für die Signalisierung einer Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie des Gefahrenbereiches und für die Signalisierung der Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie des Objektschutzbereiches vorgesehen sind. Auch hierdurch wird eine zuverlässige Signalübertragung über eine gemeinsame Leitung gewährleistet.
Vorteilhaft ist im Bereich der Schließposition der Schließkante wenigstens eine Lichtlinie zur Signalisierung des Erreichens der Schließposition vorgesehen. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass das Erreichen der korrekten Schließposition der Schließkante überwacht werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Torsteuerung nur beispielhaft dargestellt sind, und zwar zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Tores mit Torsteuerungssystem und Komponenten eines Lichtgitters;
2 einen Aktivierungszyklus von Lichtsendern eines Lichtgitters;
3 ein Blockschaltbild eines Lichtgitters zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
4 ein Blockschaltbild eines geänderten Ausführungsbeispieles eines Lichtgitters zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt ein Tor 1, welches als Rolltor mit einer horizontal verlaufenden Schließkante 16 ausgeführt ist. Das Tor 1 wird in seitlichen Führungsschienen 3a, 3b geführt und kann durch einen elektrischen Torantrieb 2 vertikal auf- und abbewegt werden. Bei der Auf-Bewegung wird das Tor 1 auf einer Welle 8 aufgewickelt. An den Torantrieb 2, der über eine Leitungsverbindung 5 von einer Torsteuerung 7 mit Spannung versorgt werden kann, ist ein Positionsgeber 4 angekoppelt, über den die Momentanposition des Tores 1 ermittelbar ist. Die Torsteuerung 7 weist eine Eingabevorrichtung 9 auf, über die Befehle zum Öffnen, Schließen und Stoppen des Tores 1 an die Torsteuerung 7 gegeben werden können.
In die seitliche Führungsschiene 3a ist eine Senderleiste 10 mit einer Mehrzahl übereinander angeordneter Lichtsender a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o angeordnet. In die seitliche Führungsschiene 3b ist eine Empfangsleiste 11 mit einer Mehrzahl übereinander angeordneter Lichtempfänger angeordnet. Jedem Lichtsender a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o ist dabei ein Lichtempfänger zugeordnet. Die Senderleiste 10 ist so ausgerichtet, dass sie Lichtlinien 17 weitgehend horizontal, parallel zu den Lichtempfängern der Empfangsleiste 11 emittieren kann. Die Senderleiste 10 und die Empfangsleiste 11 bilden zusammen ein Lichtgitter. Dabei kann das Lichtgitter für Licht im sichtbaren Bereich, aber auch für Licht im nicht sichtbaren Bereich, beispielsweise im infraroten Bereich ausgelegt sein.
Das Lichtgitter überwacht den gesamten als einen Überwachungsbereich 12 gekennzeichneten Bereich, wobei der Überwachungsbereich 12 in drei Bereiche Inaktivbereich 13, Gefahrenbereich 14 und Objektschutzbereich 15 unterteilt ist.
Im Inaktivbereich 13 sind keine Lichtlinien aktiv, weil diese Lichtlinien ohnehin durch das Tor 1 oder die Schließkante 16 unterbrochen sind und kein Objekt mehr in diesen Bereich eindringen kann. Die Größe des Inaktivbereiches 13 vergrößert sich beim Schließen des Tores 1 permanent in Abhängigkeit der Position der Schließkante 16.
Der Gefahrenbereich 14 umfasst einige Lichtlinien 17 der Lichtsender e, f, g unmittelbar unterhalb der Schließkante 16 des Tores 1. Die Position des Gefahrenbereiches 14 ändert sich kontinuierlich mit der Position der Schließkante 16, so dass der Gefahrenbereich 14 immer einige der Lichtlinien 17 umfasst, die sich augenblicklich unterhalb der Schließkante 16 befinden.
Zum Objektschutzbereich 15 zählen alle Lichtlinien 17, die weder dem Inaktivbereich 13 noch dem Gefahrenbereich 14 zugeordnet sind. In 1 sind dies die Lichtlinien der Lichtsender h, i, j, k, l, m, n, o. Die Größe des Objektschutzbereiches 15 ändert sich kontinuierlich bei der Abwärtsbewegung der Schließkante 16.
Das Lichtgitter wird von einer in 1 nicht dargestellten Steuereinheit kontrolliert. Die Steuereinheit hat die Aufgabe, die Lichtsender a bis o der Senderleiste 10 sequenziell anzusteuern und die Lichtempfänger der Empfangsleiste 11 entsprechend der Ansteuerung der Lichtsender a bis o sequenziell abzufragen und auszuwerten, ob und welche Lichtlinie 17 unterbrochen wurde. Die Steuereinheit kontrolliert die Funktionen aller Lichtlinien 17 des Überwachungsbereiches 12.
Dem Lichtgitter werden über eine Leitungsverbindung 36 Signale eines Positionsgebers 4 übermittelt, die von der Steuereinheit verarbeitet werden. Der Positionsgeber 4 signalisiert dem Lichtgitter dabei die Position der Schließkante 16 und dient dem Lichtgitter dazu, die Position des Gefahrenbereiches 14 und des Inaktivbereiches 13 permanent neu zu ermitteln und die Große des Objektschutzbereiches 15 zu bestimmen.
Ferner weist das Lichtgitter zwei Ausgänge (Signalleitung) 6a und 6b auf, über die das Lichtgitter der Torsteuerung 7 signalisieren kann, ob eine Lichtlinie unterbrochen wurde. Der Ausgang 6a kann dabei signalisieren, ob eine Lichtlinie des Gefahrenbereiches 14 unterbrochen wurde. Der Ausgang 6b kann signalisieren, ob eine Lichtlinie des Objektschutzbereiches 15 unterbrochen wurde.
Die unterste Lichtlinie 17 ist als Referenzstrahl 37 für die Erfassung der korrekten Schließposition der Schließkante 16 ausgebildet. Der Referenzstrahl 37 bildet einen Schließbereich 38. Eine Signalleitung 39 signalisiert eine Unterbrechung einer Lichtlinie des Schließbereichs 38, der den wenigstens einen Referenzstrahl 37 umfasst.
Das Tor 1 kann sich aufgrund thermischer Einflüsse und Alterung in seiner Länge verändern. Diese Längenänderung kann jedoch von dem Positionsgeber 4 nicht erkannt werden. Wird jedoch die unterste Lichtlinie (Referenzstrahl 37) zur Erfassung der korrekten Position der Schließkante 16 verwendet, kann das Erreichen der korrekten Schließposition der Schließkante 16 erfasst und über die Signalleitung 39 an die Torsteuerung 7 weitergeleitet werden.
2 zeigt einen beispielhaften Aktivierungszyklus der Lichtsender a bis o. Jedem Lichtsender a bis o ist auf der gegenüberliegenden Seite je ein Lichtempfänger zugeordnet, die in 2 aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt sind.
Direkt unterhalb der Schließkante 16 befindet sich jeweils der Gefahrenbereich 14. Unterhalb des Gefahrenbereiches 14 schließt sich dann der Objektschutzbereich 15 an. Dem Gefahrenbereich 14 sind in diesem Beispiel die Lichtsender a, b und c zugeordnet.
In einer ersten Sequenz A werden die Lichtsender in der Reihenfolge a, b, c und d aktiviert und während der Aktivierung die dem Lichtsender a, b, c, d jeweils zugeordneten Lichtempfänger ausgewertet. Damit werden in dieser Sequenz alle Lichtlinien des Gefahrenbereiches 14 und eine Lichtlinie des Objektschutzbereiches 15 aktiviert und ausgewertet. In der darauf folgenden Sequenz B werden die Lichtsender in der Reihenfolge a, b, c und e aktiviert und ausgewertet, womit wieder alle Lichtlinien des Gefahrenbereiches 14 und eine Lichtlinie des Objektschutzbereiches 15 ausgewertet werden. Dieses Verfahren wird bei jeder Sequenz C, D, bis O fortgesetzt, so dass bei jeder Sequenz jede Lichtlinie des Gefahrenbereiches 14 und je eine Lichtlinie des Objektschutzbereiches 15 aktiviert und ausgewertet wird. Durch dieses Verfahren wird erreicht, dass die Lichtlinien des Gefahrenbereiches 14 mit einer größeren Häufigkeit aktiviert werden, als die Lichtlinien, die dem Objektschutzbereich 15 zugeordnet sind, womit die Signalisierung eines Objektes, welches in den Gefahrenbereich 14 eindringt, schneller möglich ist als die Signalisierung eines Objektes im Objektschutzbereich 15.
3 zeigt beispielhaft ein Blockschaltbild eines Lichtgitters zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In diesem Beispiel ist eine Steuervorrichtung 33 in die Empfangsleiste 11 integriert, in der auch eine Lichtempfängereinheit 32 angeordnet ist. Die Steuervorrichtung 33 ist mit einer Leitungsverbindung 34 mit einer Lichtsendereinheit 31 verbunden, die in der Senderleiste 10 angeordnet ist. Über die Leitungsverbindung 34 kann die Steuervorrichtung 32 die einzelnen Lichtsender a bis o (nicht dargestellt) der Lichtsendereinheit 31 ansteuern. Die Steuervorrichtung 32 kann über eine Leitungsverbindung 35 die Empfangssignale der Lichtempfängereinheit 32 abfragen. Die Lichtempfängereinheit 32 ist aus einer Mehrzahl einzelner Lichtempfänger aufgebaut und dient dazu, die Lichtlinien der Lichtsendereinheit 31 zu empfangen. Zudem weist die Steuervorrichtung 33 einen Eingang auf, über den ihr mittels der Leitungsverbindung 36 die Positionsdaten eines Positionsgebers 4 zugeführt werden. Auf Basis der Positionsdaten erfolgt durch die Steuervorrichtung 33 eine dynamische Festlegung, welche Paare bestehend aus Lichtsender und Lichtempfänger dem Gefahrenbereich 14, dem Objektschutzbereich 15 oder dem Inaktivbereich 13 zugeordnet sind. Über die Signalleitung 6a kann die Steuervorrichtung 33 einer Torsteuerung 7 die Unterbrechung einer Lichtlinie des Gefahrenbereiches 14 signalisieren, während über die Signalleitung 6b die Signalisierung der Unterbrechung einer Lichtlinie des Objektschutzbereiches erfolgt. Die Signalleitung 39 dient zur Signalisierung, wenn eine Lichtlinie des Schließbereiches 38 unterbrochen ist und kann dazu verwendet werden, die Zu-Position des Tores 1 zu erfassen.
Falls die Signalleitung 6a die Unterbrechung einer Lichtlinie im Gefahrenbereich 14 signalisiert, kann die Torsteuerung 7 eine unverzügliche Reversierung des Antriebes 2 auslösen. Signalisiert die Signalleitung 6b hingegen eine Unterbrechung einer Lichtlinie des Objektschutzbereiches 15, kann die Torsteuerung 7 eine andere Aktion wie beispielsweise eine sanfte Reversierung des Antriebes 2 auslösen.
4 zeigt beispielhaft eine weitere vorteilhafte Ausführungsform eines Lichtgitters zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei sich diese Ausführungsform dadurch auszeichnet, dass lediglich eine Signalleitung 6 vorgesehen ist, über die mittels unterschiedlicher analoger Spannungspegel die Signalisierung erfolgt, ob eine Lichtlinie des Gefahrenbereiches 14 oder eine Lichtlinie des Objektschutzbereiches 15 unterbrochen wurde. In dieser Ausführungsform kann beispielsweise eine Spannung von 6 Volt die Unterbrechung einer Lichtlinie des Objektschutzbereiches 15 signalisieren und eine Spannung von 3 Volt die Unterbrechung einer Lichtlinie des Gefahrenbereiches 14 signalisieren.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass nur eine Leitungsverbindung 6 zur Signalisierung benötigt wird, über die eine Mehrzahl unterschiedlicher Informationen übertragen werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Signalleitung 6 als Datenschnittstelle ausgeführt, über die das Lichtgitter mittels definierter Datenprotokolle signalisieren kann, ob eine Lichtlinie des Gefahrenbereiches 14 oder eine Lichtlinie des Objektschutzbereiches 15 oder eine Lichtlinie des Schließbereiches 38 unterbrochen wurde.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine sehr zuverlässige Übertragung der sicherheitsrelevanten Informationen möglich ist.
Bezugszeichenliste

1: Tor
2: Antrieb
3a, 3b: seitliche Führungsschienen
4: Positionsgeber
5: Leitungsverbindung
6, 6a, 6b: Signalleitung
7: Torsteuerung
8: Torwelle
9: Eingabevorrichtung
10: Senderleiste
11: Empfangsleiste
12: Überwachungsbereich
13: Inaktivbereich
14: Gefahrenbereich
15: Objektschutzbereich
16: Schließkante
17: Lichtlinien
31: Lichtsender
32: Lichtempfänger
33: Steuereinheit
34, 35: Leitungsverbindung
36: Leitungsverbindung
37: Referenzstrahl für Schließposition
38: Schließbereich
39: Signalleitung
a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o: Lichtsender
A, B, C, D, E, O: Sequenz

Claims

verfahren zum Betrieb eines Tores, welches ein Lichtgitter mit einer Mehrzahl von Lichtlinien als Sicherheitselement und eine elektronische Torsteuerung zur Steuerung der Bewegung eines Antriebes für das Tor aufweist, bei dem eine Ermittlung der aktuellen Position einer Schließkante des Tores und eine Erfassung von Objekten in einem Bereich unterhalb der Schließkante durchgeführt wird, – bei dem die Lichtlinien (17) des Lichtgitters in wenigstens drei Bereiche (13, 14, 15) unterteilt werden, – wobei ein erster Bereich (13) ein Inaktivbereich ist, der sich oberhalb der Schließkante (16) befindet, und – ein zweiter Bereich (14) ein Gefahrenbereich ist, der sich unmittelbar unterhalb der Schließkante (17) befindet, und – ein dritter Bereich (15) ein Objektschutzbereich ist, der zwischen dem Gefahrenbereich (14) und einer Zu-Position des Tores (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – dass bei einer Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie (17) des Gefahrenbereiches (14) eine Signalisierung ausgelöst wird, und – dass bei einer Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie (17) des Objektschutzbereiches (15) eine zur Signalisierung der Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie (17) des Gefahrenbereiches (14) abweichende Signalisierung ausgelöst wird, und – dass die Torsteuerung (7) aufgrund der unterschiedlichen Signalisierungen der Unterbrechungen wenigstens einer Lichtlinie (17) des Gefahrenbereiches (14) oder wenigstens einer Lichtlinie (17) des Objektschutzbereichs (15) jeweils wenigstens eine unterschiedliche Aktion auslöst.
Verfahren zum Betrieb eines Tores nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Gefahrenbereiches (14) in Abhängigkeit der Position der Schließkante (16) variierbar oder einstellbar ist.
Verfahren zum Betrieb eines Tores nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Gefahrenbereiches (14) in Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Schließkante (16) variierbar oder einstellbar ist.
Verfahren zum Betrieb eines Tores nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Gefahrenbereiches (14) in Abhängigkeit der Position und der Geschwindigkeit der Schließkante (16) variierbar oder einstellbar ist.
Verfahren zum Betrieb eines Tores nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Gefahrenbereiches (14) mindestens einem Anhalteweg des Tores (1) entspricht.
Verfahren zum Betrieb eines Tores nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtlinien (17) des Gefahrenbereiches (14) mit einer größeren Häufigkeit ausgewertet werden als die Lichtlinien (17) des Objektschutzbereiches (15).
Verfahren zum Betrieb eines Tores nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Position der Schließkante (16) aufgrund von Positionsdaten eines Positionsgebers (4) und der logischen Auswertung der durch das Tor (1) unterbrochenen Lichtlinien (17) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie (17) im Bereich der Schließposition der Schließkante (16) des Tores (1) zur Signalisierung der Erreichung der Schließposition der Schließkante (16) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die letzte Lichtlinie (17) im Bereich der Schließposition der Schließkante (16) zur Signalisierung der Erreichung der Schließposition der Schließkante (16) verwendet wird.
Vorrichtung zum Betrieb eines Tores, welche ein Lichtgitter mit einer Mehrzahl von Lichtlinien als Sicherheitselement und eine elektronische Torsteuerung zur Steuerung der Bewegung eines Antriebes für das Tor aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lichtgitter und der Torsteuerung (7) wenigstens eine Signalleitung (6, 6a, 6b) vorgesehen ist, über die der Torsteuerung (7) zur Auslösung jeweils wenigstens einer unterschiedlichen Aktion durch die Torsteuerung (7) die Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie (17) eines Gefahrenbereiches (14), der sich unmittelbar unterhalb der Schließkante (17) befindet, oder eines Objektschutzbereiches (15), der zwischen dem Gefahrenbereich (14) und einer Zu-Position des Tores (1) ausgebildet ist, separat signalisierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass für die Signalisierung wenigstens einer unterbrochenen Lichtlinie (17) des Gefahrenbereiches (14) eine separate Signalleitung (6a) und für die Signalisierung einer unterbrochenen Lichtlinie (17) des Objektschutzbereiches (15) eine separate Signalleitung (6b) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass für die Signalisierung wenigstens einer unterbrochenen Lichtlinie (17) des Gefahrenbereiches (14) und für die Signalisierung einer unterbrochenen Lichtlinie des Objektschutzbereiches (15) lediglich eine gemeinsame Signalleitung (6) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Signalleitung (6) vorgesehen ist, und dass unterschiedliche, definierte Spannungspegel für die Signalisierung der Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie (17) des Gefahrenbereiches (14) und für die Signalisierung der Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie (17) des Objektschutzbereiches (15) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Signalleitung (6) vorgesehen ist, und dass unterschiedliche, definierte Datenprotokolle für die Signalisierung einer Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie (17) des Gefahrenbereiches (14) und für die Signalisierung der Unterbrechung wenigstens einer Lichtlinie (17) des Objektschutzbereiches (15) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Schließposition der Schließkante (16) wenigstens eine Lichtlinie (17) zur Signalisierung des Erreichens der Schließposition vorgesehen ist.