DE102012003523A1

DE102012003523A1 - Kipptor und Verfahren zum Betrieb eines Kipptors

Info

Publication number: DE102012003523A1
Application number: DE201210003523
Authority: DE
Inventors: Günther Meißner
Original assignee: Meisner Toranlagen GmbH; Meissner GmbH
Current assignee: Meisner Toranlagen GmbH; Meissner GmbH
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2013-08-29
Also published as: DE202012013054U1; CH706166A2; CH706166B1

Abstract

Bei einer Kipptoranlage (1) mit einem elektromotorisch betreibbaren Torflügel (2) wird vorgeschlagen, mit einer Überwachungseinheit (7) einen positionsabhängigen Kenngrößen-Istwert, welcher einen zur Betätigung des Torflügels (2) entwickelten Kraft-Istwert beschreibt, zu erfassen und mit einer Ansteuerungseinheit (6) das Kipptor (1) in einen sicheren Zustand zu überführen, wenn der Kenngrößen-Istwert von einem in einer Verlaufskurve gespeicherten Kenngrößen-Sollwert zu der momentanen Position des Torflügels (2) um einen Toleranzwert abweicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kipptor mit einem durch einen Elektromotor betätigbaren Torflügel und einer Ansteuerungseinheit, mit der das Kipptor in einen sicheren Zustand überführbar ist.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Betrieb eines Kipptors.
Unter einem Kipptor wird hierbei ein Torsystem, beispielsweise zum Absperren von Tief-, Groß- oder Sammelgaragen, von Parkhäusern, von Lager- und Fabrikhallen sowie zum sonstigen, auch privaten Gebrauch, verstanden, bei welchen der Torflügel in der Regel in geöffneter Stellung waagerecht im Raum abgelegt wird.
Um zu verhindern, dass sich zum Beispiel spielende Kinder oder andere Personen durch einen sich öffnenden oder schließenden Torflügel eines Kipptores verletzen, werden derzeit externe Lichtschranken oder Kontaktschalter eingesetzt, um das Kipptor bei Gefahr in einen sicheren Zustand, beispielsweise einen abgeschalteten Zustand, in welchem der Torflügel unbeweglich gehalten ist, zu versetzen.
Es hat sich ergeben, dass die Installation derartiger Sicherungssysteme vor Ort fehlerbehaftet ausgeführt sein kann und dass diese Systeme aufgrund von äußeren Störeinflüssen eine hohe Störanfälligkeit zeigen können, die eine hinreichende Funktion im Notfall beeinträchtigen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Störanfälligkeit der Sicherheitsschaltung eines Kipptors zu verringern.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Kipptor der eingangs genannten Art vorgesehen, dass eine Überwachungseinheit zur Erfassung eines Kenngrößen-Istwerts zur Beschreibung eines von dem Elektromotor zur Betätigung des Torflügels entwickelten Kraft-Istwerts in Abhängigkeit von der Position des Torflügels eingerichtet ist, dass in der Ansteuerungseinheit wenigstens eine Verlaufskurve bereitgestellt ist, welche einen Kenngrößen-Sollwert in Abhängigkeit von einer Position des Torflügels entlang eines Verfahrweges beschreibt, und dass die Ansteuerungseinheit zur Überführung des Kipptors in den sicheren Zustand eingerichtet ist, wenn der für eine Position des Torflügels erfasste Kenngrößen-Istwert wenigstens um einen Toleranzwert von dem zu der Position gehörigen Kenngrößen-Sollwert abweicht.
Die Ansteuerungseinheit kann hierbei zum Vergleich des Klemmgrößen-Istwerts mit dem zugehörigen Klemmgrößen-Sollwert ausgebildet sein.
Die Erfindung bietet somit die Möglichkeit, eine vom Normalbetrieb des Kipptors abweichende Kraftentwicklung am Elektromotor zu erkennen, die auf eine gefährliche Situation bei der Betätigung des Kipptors hindeutet. Die Ansteuerungseinheit kann somit bei Erkennung einer derartigen, gefährlichen Situation das Kipptor in einen sicheren Zustand überführen, beispielsweise abschalten und/oder arretieren.
Der sichere Zustand kann beispielsweise durch die Tornorm EN 13241-1 definiert sein.
Die Kenngröße kann beispielsweise durch die Leistungsaufnahme oder Stromaufnahme des Elektromotors oder durch das von dem Elektromotor entwickelte Drehmoment oder durch eine andere Größe gegeben sein.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Ansteuerungseinheit zur Überführung des Kipptors in den sicheren Zustand eingerichtet ist, wenn der Kraft-Istwert um wenigstens 50 N oder wenigstens 5 kg von dem Kraft-Sollwert an der augenblicklichen Position abweicht. Dies ist entsprechend auf die zugehörigen Kenngrößen umgerechnet. Es können auch andere Toleranzwerte definiert sein.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Gewichtsausgleich für den Torflügel eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Kenngrößen-Sollwert in der Verlaufskurve konstant oder nahezu konstant festlegbar ist, so dass Abweichungen des Kenngrößen-Istwerts hiervon besonders einfach erfassbar sind.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Gewichtsausgleich einen Gummizug aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Gummizug gegenüber einer Torsionsfeder oder einer Spiralfeder eine höhere Standfestigkeit hat und somit eine deutlich größere Zahl von Öffnungs- und Schließzyklen ausführen kann. Besonders günstig ist es hierbei, wenn der Gummizug kältebeständig ist, da Kipptore häufig an wenig oder gar nicht beheizten Stellen aufgestellt werden, wobei eine ordnungsgemäße Funktion auch bei kalten Umgebungstemperaturen gewährleistet sein muß.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Gummizug durch Aufrollen eines Spanngurts auf ein bei der Betätigung des Torflügels mitbewegtes Trumm spannbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Gewichtsausgleich direkt mit der Betätigungsbewegung oder Verfahrbewegung des Torflügels koppelbar ist. Von Vorteil ist weiter, dass das Material des Gummizugs geschont wird, da es nicht aufgewickelt wird, sondern geradlinig durch Zug gespannt werden kann.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Verlaufskurve überschreibbar oder modifizierbar bereitgestellt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Verlaufskurve, welche Aussagen über das Auftreten von gefährlichen Situationen erlaubt, modifizierbar ist. Beispielsweise Ist die Verlaufskurve so an die Einbausituation und/oder die Dimensionierung des Kipptors und/oder an Umgebungsbedingungen und/oder an Alterungseinflüsse anpassbar.
Es kann vorgesehen sein, dass die Verlaufskurve als Mittelwert aus einer vorgegebenen Anzahl von Messkurven, die jeweils einen Kenngrößen-Istwert in Abhängigkeit von der Position des Torflügels während einer Betätigung des Torflügels darstellen, gebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass Messfehler bei der Ersteinrichtung der Verlaufskurve reduzierbar sind. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass die Messkurven mit der Überwachungseinheit aufgenommen sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Messkurven in der tatsächlichen, realen Einbausituation aufnehmbar sind. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die Verlaufskurve aus wenigstens drei, beispielsweise sechs oder mehr als sechs, Messkurven gebildet wird.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Verlaufskurve mit jeder neu aufgenommenen Messkurve aktualisierbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass Änderungen an dem Kipptor im Laufe der Zeit, beispielsweise aufgrund von Verschleiß oder ähnlichen Alterungsprozessen, automatisiert erfassbar und berücksichtigbar sind. Es kann vorgesehen sein, dass die Ansteuerungseinheit zur Aktualisierung der Verlaufskurve in regelmäßigen Abständen, beispielsweise nach jedem Betätigungszyklus oder nach einer vorgegebenen Anzahl von Betätigungszyklen, durch Aufnahme einer neuen Messkurve eingerichtet ist. Es kann auch eine automatische Aktualisierung nach einer vorgegebenen Zeitdauer eingerichtet sein. Somit ist die Sicherheitsabschaltung des Kipptors einfach automatisiert aktualisierbar.
Zur Erfassung oder Definition der Messpunkte für die Verlaufskurven kann vorgesehen sein, dass ein Inkrementalgeber zur Erfassung der Position des Torflügels entlang des Verfahrwegs ausgebildet ist.
Es kann zusätzlich vorgesehen sein, dass ein Absolutwertgeber ausgebildet ist, mit welchem ein Erreichen einer vordefinierten Position entlang des Verfahrweges detektierbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Verlaufskurve auf einen festen Punkt im Verfahrweg des Torflügels beziehbar ist.
Bei der Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Temperatursensor zur Erfassung einer Umgebungstemperatur ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein mit dem Temperatursensor gemessener Umgebungstemperaturwert der Ansteuerungseinheit zuführbar ist, um geänderte Umgebungsbedingungen, insbesondere Temperaturschwankungen, zu erfassen. Somit kann einfach berücksichtigt werden, dass ein Torflügel bei niedrigen Umgebungstemperaturen unter einem größeren Kraftaufwand betätigbar ist, als dies bei hohen Umgebungstemperaturen der Fall ist.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Ansteuerungseinheit zur automatischen Aufnahme einer neuen Messkurve bei Erreichen oder Unterschreitung eines vorgegebenen, vorzugsweise frei einstellbaren, absoluten Umgebungstemperaturwerts eingerichtet ist. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Ansteuerungseinheit zur Bildung einer neuen Verlaufskurve bei Erreichung oder Unterschreitung eines vorgegebenen, vorzugsweise frei einstellbaren, relativen Umgebungstemperaturwerts eingerichtet ist. Hierbei kann somit der Umgebungstemperaturwert in Form eines Absolut-Temperaturwerts oder einer (relativen) Temperaturdifferenz als Auslösekriterium für die Aufnahme einer neuen Messkurve eingestellt sein. Von Vorteil ist dabei, dass eine Schwergängigkeit des Kipptors bei kalten Temperaturen berücksichtigbar ist. Somit ist vermeidbar, dass das Kipptor in einen sicheren Zustand überführt wird, obwohl keine gefährliche Situation besteht, sondern lediglich die mechanischen Teile aufgrund von Kälte schwergängig sind. Die Temperaturdifferenz kann beispielsweise 5 K betragen. Es kann beispielsweise ein absoluter Umgebungstemperaturwert von 5°C eingestellt sein. Auch andere Werte können gewählt werden.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass für wenigstens zwei voneinander verschiedene Umgebungstemperaturen jeweils eine Verlaufskurve gebildet und bereitgestellt ist. Somit kann automatisch die jeweils für eine gemessene Umgebungstemperatur passende Verlaufskurve zur Verwendung bereitgestellt sein. Die Verlaufskurven können hierbei bei den verschiedenen Umgebungstemperaturen durch automatische Messfahrten oder während einer normalen Betätigung aus entsprechenden Messkurven gebildet und gemeinsam mit dem zugehörigen Umgebungstemperaturwert hinterlegt und bereitgestellt sein. Alternativ kann die Verlaufskurve bei definierten Temperaturänderungen fortlaufend aktualisiert werden.
Besonders günstig ist es, wenn je eine Verlaufskurve für eine Öffnungsbewegung und für eine Schließbewegung des Torflügels bereitgestellt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die unterschiedlichen Belastungen beim Öffnen und beim Schießen des Torflügels abbildbar sind, so dass abnormale Abweichungen, die auf Gefahrensituationen hindeuten, mit verminderten Toleranzen besser erfassbar sind.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ansteuerungseinheit zu einer richtungsabhängigen Auswertung der Verlaufskurve eingerichtet ist. Hierzu kann die Ansteuerungseinheit ein Mittel zur Erfassung der momentanen Richtung der Verfahrbewegung des Torflügels aufweisen.
Um eine zu große Veränderung der Eigenschaften des Kipptors erfassen zu können, kann vorgesehen sein, dass eine Referenz-Verlaufskurve mit Kenngrößen-Referenzwerten unveränderlich bereitgestellt und/oder hinterlegt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Fehlermeldung generierbar ist, wenn der Kenngrößen-Istwert von den Kenngrößen-Referenzwert wenigstens um einen zweiten Toleranzwert abweicht. Bevorzugt ist der zweite Toleranzwert größer als der zuvor genannte erste Toleranzwert gewählt. Von Vorteil ist dabei, dass ein übermäßiges Wegdriften des Kipptors von seinem Auslieferungszustand erkennbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Torflügel an seinem in Schließstellung unteren Ende in wenigstens einer vorzugsweise seitlich angeordneten Schiene geführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Ausschwenken eines über einen Befestigungspunkt überstehenden Endes des Torflügels vermeidbar ist. Somit wird das Gefährdungspotential des Kipptors weiter vermindert.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Torflügel an seinem in Schließstellung oberen Ende in wenigstens einer vorzugsweise seitlich angeordneten Schiene geführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Raumbedarf oberhalb des in Offenstellung verfahrenen Torflügels minimierbar ist.
Bei vielen Anwendungen ist der Torflügel in Offenstellung horizontal angeordnet, wodurch der für den Einbau der Kipptoranlage erforderliche Platz minimierbar ist.
Um ein Verkanten des Torflügels beim Öffnen zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass an dem Torflügel seitlich beidseits je ein Zugelement zum Betätigen des Torflügels angreift. Besonders günstig ist es, wenn je ein Zugelement an einem in Schließstellung unteren Ende des Torflügels angreift.
Ein Verkanten kann sicher ausgeschlossen werden, wenn die seitlich beidseitig angreifenden Zugelemente miteinander zwangsgekoppelt sind. Von Vorteil ist dabei, dass durch die Zwangskopplung ein gleichmäßiges Angreifen und ein gleichmäßiges Ziehen des Kipptors erreichbar ist. Eine besonders einfache Lösung kann vorsehen, dass die Zugelemente miteinander mechanisch zwangsgekoppelt sind. Somit ist eine synchrone Bewegung der Zugelemente erreichbar.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Zugelemente jeweils als umlaufende Rollenkette ausgebildet sind. Somit ist auf einfache Weise erreichbar, dass die Zugelemente den Torflügel nicht nur durch Zug öffnen, sondern auch durch Zug schließen können. Die Zugelemente können alternativ als formschlüssige Treibriemen, beispielsweise als Zahnriemen, ausgebildet sein.
Zur Einrichtung einer mechanischen Zwangskopplung kann vorgesehen sein, dass die Zugelemente über jeweils ein Lauf- oder Zahnrad abrollen, wobei die Lauf- oder Zahnräder auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich auf einfache Weise eine mechanische Zwangskopplung. Besonders günstig ist es, wenn die Zugelemente jeweils als Rollenkette ausgebildet sind, die über ein Zahnrad abrollt, da hierdurch eine formschlüssige Zwangskopplung eingerichtet ist. Bevorzugt ist die Kraftübertragung zwischen dem Elektromotor und den Zugelementen schlupffrei eingerichtet, um die Position des Torflügels am Elektromotor sicher erfassbar zu machen.
Zur Lösung der genannten Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass während der elektromotorischen Betätigung eines Torflügels ein Kenngrößen-Istwert, welcher einen an dem Torflügel entwickelten Kraft-Istwert beschreibt, in Abhängigkeit von der Position des Torflügels erfasst wird und das Kipptor in einen sicheren Zustand überführt wird, wenn der Kenngrößen-Istwert an einer Position des Torflügels wenigstens um einen Toleranzwert von einem in wenigstens einer Verlaufskurve bereitgestellten Kenngrößen-Sollwert zu der Position des Torflügels abweicht. Von Vorteil ist dabei, dass eine sichere Abschaltung oder ein sonstiges Überführen in einen sicheren Zustand ausführbar ist, wenn eine übermäßige Belastung bei der elektromotorischen Betätigung des Torflügels festgestellt wird. Die verwendbaren Kenngrößen wurden bereits beschrieben.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mit einem Gewichtsausgleich ein sich bei der Betätigung änderndes Verfahrgewicht des Torflügels kompensiert wird. Von Vorteil ist dabei, dass Abweichungen vom Normalbetrieb einfach erkennbar sind, da durch den Gewichtsausgleich die im Normalbetrieb zur Betätigung des Torflügels entwickelte elektromotorische Kraft konstant oder nahezu konstant ist.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Gewichtsausgleich durch Spannen eines mit dem Kipptor gekoppelten Gummizugs ausgeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass ein Gummizug eine vergleichsweise hohe Standfestigkeit aufweist und daher bei häufig frequentierten Kipptoren mit Vorteil einsetzbar ist.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Gummizug zum Gewichtsausgleich durch Aufwickeln eines Spanngurtes auf ein beim Betätigen des Torflügels mitbewegtes Trumm gespannt wird. Von Vorteil ist dabei, dass der Gummizug nicht selbst aufgewickelt werden muß, wodurch eine ungünstige Materialbelastung des Materials des Gummizugs vermeidbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verlaufskurve aus einer vorgegebenen Anzahl von Messkurven, die jeweils eine Kenngrößen-Istwert in Abhängigkeit von der Position des Torflügels während einer Betätigung des Torflügels darstellen, gebildet wird. Dies kann beispielsweise durch Mittelwertbildung erfolgen. Von Vorteil ist dabei, dass der Einfluss von Messfehlern oder sonstigen Ausreißern, die sich punktuell bei der Aufnahme von Messkurven ergeben können, reduzierbar sind.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zur Bildung der Verlaufskurve eine vorgegebene Anzahl von Messkurven, die jeweils einen Kenngrößen-Istwert in Abhängigkeit von der Position des Torflügels während einer Betätigung des Torflügels darstellen, jeweils bei einer Betätigung des Torflügels aufgenommen werden. Von Vorteil ist dabei, dass die Verlaufskurve anhand von realistischen Belastungen im Normalbetrieb in der Einbausituation bildbar ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass eine neu aufgenommene Messkurve die älteste gespeicherte Messkurve ersetzt, und dass ein neuer Mittelwert der Messkurven gebildet wird.
Es kann vorgesehen sein, dass zur Aufnahme der Messkurven jeweils Kenngrößen-Istwerte an vorgegebenen Messpunkten in einem Verfahrweg des Torflügels aufgenommen werden. Beispielsweise können mehr als 100, vorzugsweise mehr als 500 und besonders bevorzugt bis zu 600 oder mehr als 600 Messpunkte eingerichtet sein, an denen jeweils Kenngrößen-Istwerte, beispielsweise mit der Überwachungseinheit, aufgenommen werden. Zur genaueren Abbildung der unterschiedlichen Verhältnisse beim Öffnen und Schließen des Torflügels kann vorgesehen sein, dass für jede Verfahrrichtung des Torflügels eine separate Verlaufskurve gebildet und verwendet wird. Beispielsweise kann hierbei automatisch die Verfahrrichtung des Torflügels festgestellt werden, um die hierzu korrespondierende Verlaufskurve auszuwählen und auszuwerten.
Dies bedeutet beispielsweise, dass bezogen auf eine Torhöhe des Torflügels von 2.100 mm rund alle 3,5 mm das kompensierte Gewicht überprüft wird und bei einer Gewichtsveränderung von ca. 50 N (5 kg) das Kipptor in einen sicheren Zustand versetzt wird.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Erreichen der Messpunkte im Verfahrweg des Torflügels mit einem Inkrementalgeber detektiert wird. Um die Messkurven und somit die Verlaufskurve auf einen definierten Punkt im Verfahrweg beziehen zu können, kann vorgesehen sein, dass mit einem Absolutwertgeber ein Erreichen einer vordefinierten Position entlang des Verfahrwegs des Torflügels detektiert wird.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass automatisch eine neue Messkurve aufgenommen wird, wenn eine Umgebungstemperatur einen vorgegebenen Umgebungstemperaturwert erreicht oder unterschreitet. Besonders günstig ist es, wenn dieser Umgebungstemperaturwert frei einstellbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine veränderte Betätigbarkeit des Kipptors bei kalten Temperaturen einfach erfassbar oder berücksichtigbar ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass automatisch eine neue Messkurve aufgenommen wird, wenn sich eine Umgebungstemperatur wenigstens um einen vorgegebenen, vorzugsweise frei einstellbaren Temperatur-Differenzwert relativ ändert.
Besonders günstig ist es, wenn hierbei die neue Messkurve bei einer automatischen Messfahrt aufgenommen wird. Von Vorteil ist dabei, dass definierte Verhältnisse bei der Aufnahme der Messkurve erreichbar sind und dass eine Aktualisierung der Verlaufskurve automatisch auslösbar ist.
Es kann vorgesehen sein, dass für wenigstens zwei voneinander verschiedene Umgebungstemperaturen jeweils eine Verlaufskurve gebildet und verwendet wird. Bevorzugt ist diese Verlaufskurve zusätzlich fahrtrichtungsabhängig hinterlegt. Von Vorteil ist dabei, dass Änderungen in der Umgebungstemperatur, die eine Änderung in der Verfahrbarkeit des Torflügels bewirken, automatisiert berücksichtigt werden können. Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Bereich von Umgebungstemperaturen zwischen einem maximalen Umgebungstemperaturwert und einem minimalen Umgebungstemperaturwert in Temperatur-Unterbereiche unterteilt ist, wobei jedem der Temperatur-Unterbereiche eine individuelle Verlaufskurve, bevorzugt zusätzlich fahrtrichtungsabhängig, zugeordnet ist. Besonders günstig ist es, wenn diese Verlaufskurven durch Aufnahme von Messkurven für Betätigungsvorgänge, bei denen eine Umgebungstemperatur aus dem jeweiligen Unterbereich herrscht, gebildet werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Fehlermeldung generiert wird, wenn der Kenngrößen-Istwert von einem in einer unveränderlich hinterlegten Referenz-Verlaufskurve bereitgestellten Kenngrößen-Referenzwert zu der Position des Torflügels wenigstens um einen zweiten Toleranzwert abweicht. Hierbei kann der zweite Toleranzwert größer als der zuvor beschriebene erste Toleranzwert sein. Von Vorteil ist dabei, dass erkennbar ist, wenn sich die Betriebseigenschaften des Torflügels im Laufe des Betriebs gegenüber dem Auslieferungszustand zu stark geändert haben. Bevorzugt wird die Referenz-Verlaufskurve werksseitig oder bei der Erstinstallation erstellt und hinterlegt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Torflügel mit zwei an gegenüberliegenden Seiten des Torflügels angreifenden Zugelementen verfahren wird, wobei die Zugelemente vorzugsweise mechanisch zwangsgekoppelt betrieben werden. Von Vorteil ist dabei, dass ein Verkanten des Torflügels durch die Zwangskopplung praktisch ausgeschlossen werden kann. Besonders günstig ist es, wenn das erfindungsgemäße Verfahren bei einem erfindungsgemäßen Kipptor ausgeführt wird.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale der Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen des Ausführungsbeispiels.
Es zeigt:
1 ein erfindungsgemäßes Kipptor in einer dreidimensionalen Schrägansicht in halb geöffneter Position,
2 das Kipptor aus 1 in einer weiteren dreidimensionalen Schrägansicht aus einer anderen Blickrichtung,
3 das Kipptor gemäß 1 und 2 in Schließposition mit teilweise geöffneter Zargenabdeckung,
4 das Detail B aus 2 in vergrößerter Darstellung,
5 eine Torzarge des Kipptors gemäß 1 bis 4 in teilweise geöffneter, dreidimensionaler Schrägansicht,
6 das Detail X aus 5 mit entfernter Abdeckung,
7 das Detail X aus 5 in einer weiteren dreidimensionalen Schrägansicht,
8 das motorseitige Ende der Torzarge gemäß 5,
9 das Detail Y aus 5 in vergrößerter Darstellung aus einem geänderten Blickwinkel,
10 eine zweite Torzarge des Kipptors gemäß 1 bis
4 in teilweise geöffneter, dreidimensionaler Schrägansicht,
11 das Detail H aus 10 in vergrößerter Detaildarstellung,
12 das Detail G aus 10 in vergrößerter Detaildarstellung,
13 das Detail J aus 10 in vergrößerter Schrägansicht und
14 das Detail K aus 10 mit dem antriebsseitigen Ende der Torzarge.
Im Folgenden werden die 1 bis 14 gemeinsam beschrieben:
Ein im Ganzen mit 1 bezeichnetes Kipptor hat einen Torflügel 2, welcher mit einem Elektromotor 3 zwischen einer in 3 gezeigten Schließstellung und einer Offenstellung, in welcher der Torflügel 2 horizontal angeordnet ist, verfahrbar ist.
Das Kipptor 1 dient somit zum Verschließen und Öffnen einer Gebäudeöffnung 4 in einer Gebäudewand 5.
Um zu verhindern, dass Personen oder Gegenstände, die sich während der Betätigung des Torflügels 2, also dem Verfahren des Torflügels 2, im Bereich der Gebäudeöffnung 4 oder im Schwenkbereich des Torflügels 2 befinden, ist eine Ansteuerungseinheit 6 ausgebildet und derart eingerichtet, dass das Kipptor 1 und insbesondere der Torflügel 2 mit der Ansteuerungseinheit 6 bei Gefahrensituationen in einen sicheren Zustand überführbar ist.
Bei Betätigung des Torflügels 2 entwickelt der Elektromotor 3 eine Kraft, um den Torflügel 2 entlang seines Verfahrweges zu verfahren.
Das Kipptor weist eine nicht weiter dargestellte Überwachungseinheit 7 auf, welche in an sich bekannter Weise zur Erfassung einer Stromaufnahme des Elektromotors 3 eingerichtet ist. Diese momentane Stromaufnahme beschreibt den zur Betätigung des Torflügels von dem Elektromotor entwickelten Kraft-Istwert in Abhängigkeit von einer Position des Torflügels 2 entlang des Verfahrwegs und wird als Kenngrößen-Istwert an die Ansteuerungseinheit 6 übermittelt.
In der Ansteuerungseinheit 6 ist in einem nicht weiter dargestellten Speichermittel wenigstens eine Verlaufskurve bereitgestellt. Diese Verlaufskurve beschreibt einen Kenngrößen-Sollwert in Abhängigkeit von Positionen des Torflügels 2.
Die Ansteuerungseinheit 6 ist ferner so eingerichtet, dass sie das Kipptor in einen sicheren Zustand überführt, wenn der für eine Position des Torflügels 2 erfasste Kenngrößen-Istwert wenigstens um einen Toleranzwert von dem Kenngrößen-Sollwert abweicht, welcher zu der momentanen Position des Torflügels 2 in der Verlaufskurve abgelegt ist.
Hierzu kann die Ansteuerungseinheit 6 zur Bildung der Differenz zwischen dem Kenngrößen-Istwert und dem Kenngrößen-Sollwert und zur Bewertung der Differenz eingerichtet sein.
Beispielsweise kann der Toleranzwert durch einen Unterschied in der Stromaufnahme an dem Elektromotor 3 zwischen einem Ist und einem Soll gegeben sein, welcher einem Unterschied in der an den Torflügel 2 entwickelten Kraft von 50 N bzw. 5 kg entspricht. Die Ansteuerungseinheit 6, die Überwachungseinheit 7 und der Elektromotor 3 sind in einer Torzarge 8 aufgenommen.
Aus den 1 bis 3 wird deutlich, dass sich bei der Betätigung des Torflügels 2 das Verfahrgewicht des Torflügels 2, also der Anteil an dem Gewicht des Torflügels 2, welcher nicht abgestützt ist, sondern beim Verfahren von dem Elektromotor 3 überwunden werden muß, veränderlich ist.
Um dies auszugleichen, ist in der zu der Torzarge 8 gegenüberliegenden Torzarge 9 ein Gewichtsausgleich 10 eingerichtet.
Der Gewichtsausgleich 10 hat einen kältebeständigen Gummizug 11, welcher beim Verfahren des Torflügels 2 derart gespannt wird, dass eine Reduktion des Verfahrgewichts des Torflügels 2 durch die elastische Rückstellkraft des Gummizugs 11 gerade kompensiert wird.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Gummizug 11 aus zwei einzelnen, parallel geführten Strängen gebildet.
Der Gummizug 11 ist mit einem Ende 12 an der Torzarge 9 festgelegt und an dem gegenüberliegenden Ende 13 mit einer Umlenkrolle 14 verbunden.
Um die Umlenkrolle 14 ist ein nicht weiter dargestellter Spanngurt geführt, welcher nach Art eines einfachen Flaschenzugs mit einem Ende an der Torzarge 9 und mit dem anderen Ende an einem Trumm 15 befestigt ist.
Bei der Betätigung des Torflügels 2 dreht sich das Trumm 15 und wickelt so den erwähnten Spanngurt auf bzw. ab, wodurch die Spannung des Gummizugs 11 erhöht bzw. erniedrigt wird.
Da das Trumm 15 mit der Bewegung des Torflügels 2 gekoppelt ist, wird durch die Spannung des Gummizugs 11 der Bewegung des Torflügels 2 ein erhöhter oder verminderter Widerstand entgegengesetzt, wodurch die Änderung des Verfahrgewichts des Torflügels 2 gerade kompensiert wird.
Beim Verfahren des Torflügels 2 nimmt die Überwachungseinheit 7 eine Messkurve mit Kenngrößen-Istwerten in Abhängigkeit von der aktuellen oder momentanen Position des Torflügels 2 auf.
Diese Kenngrößen-Istwerte werden einerseits – wie bereits beschrieben – in der Ansteuerungseinheit 5 mit dem jeweiligen Kenngrößen-Sollwerten der Verlaufskurve verglichen, wobei gegebenenfalls eine Überführung in einen sicheren Zustand ausgelöst.
Andererseits wird die neue Messkurve in das bereits angesprochene Speichermittel geschrieben, und es wird eine aktualisierte Verlaufskurve aus dem im Speichermittel gespeicherten Messkurven gebildet, indem für jeden Messpunkt, also für jede Position des Torflügels 2 entlang des Verfahrwegs, zu der ein Kenngrößen-Istwert erfasst und gespeichert wurde, ein Mittelwert der in den gespeicherten Messkurven jeweils hinterlegten Kenngrößen-Istwerte gebildet wird. Bilden die Messkurven also jeweils eine Spalte einer Tabelle, in der die Zeilen den Messpunkten oder Positionen des Torflügels 2 zugeordnet sind, so erfolgt die Mittelwertbildung innerhalb der einzelnen Zeilen.
Hierbei wird bei Speicherung einer neuen Messkurve jeweils die älteste Messkurve gelöscht. Insgesamt ist im Speichermittel somit immer eine feste Anzahl von Messkurven, im Ausführungsbeispiel sind es drei Messkurven, gespeichert, aus welcher die aktualisierte Verlaufskurve durch Mittelwertbildung der einzelnen Kenngrößen-Istwerte zu den einzelnen Verfahrpositionen des Torflügels 2 berechnet wird.
Die Verlaufskurve, anhand welcher eine Abweichung von Normalbetrieb feststellbar ist, wird somit ständig modifiziert und überschrieben.
An dem Elektromotor 3 ist ein nicht weiter dargestellter Temperatursensor 16 angeordnet, welcher in an sich bekannter Weise zur Messung einer Umgebungstemperatur des Kipptors 1 eingerichtet ist.
Dieser Temperatursensor 16 ist an die Ansteuerungseinheit 6 angeschlossen. Die Ansteuerungseinheit 6 überwacht Änderungen in der Umgebungstemperatur und last die Aufnahme einer neuen Messkurve aus, sobald sich die Umgebungstemperatur um einen vorgegebenen Temperatur-Differenzwert ändert und/oder sobald die Umgebungstemperatur einen vorgegebenen Umgebungstemperaturwert erreicht oder unterschreitet. Voreingestellt ist/sind ein Temperatur-Differenzwert von 5 K und/oder ein Umgebungstemperaturwert von 5°C. Diese Werte können jedoch nach Bedarf geändert werden.
Die Aufnahme einer neuen Messkurve wird hierbei dadurch ausgelöst, dass eine Messfahrt des Torflügels 2 mit einem vollständigen Zyklus zwischen Offenstellung und Schließstellung durchgeführt wird, bei welcher die erwähnten Kenngrößen-Istwerte neu erfasst werden.
Diese neu aufgenommene Messkurve ersetzt die älteste Messkurve in den erwähnten Speichermittel der Ansteuerungseinheit 6 und bewirkt somit eine Aktualisierung der Verlaufskurve.
Zur Aufnahme der Messkurve und zur Zuordnung der Kenngrößen-Istwerte zu Positionen des Torflügels 2 längs des Verfahrweges sind ein Inkrementalgeber 17 und ein Absolutwertgeber 18 ausgebildet.
Mit dem Absolutwertgeber 18 kann detektiert werden, ob der Torflügel 2 eine vordefinierte Position erreicht hat. Diese Position kann als Bezugspunkt für den Vergleich des Kenngrößen-Istwerts mit dem entsprechenden Kenngrößen-Sollwert aus der Verlaufskurve verwendet werden.
Der Inkrementalgeber 17 zählt demgegenüber die Messpunkte durch, welche bei den Verfahren des Torflügels 2 in Bezug auf den erwähnten Bezugspunkt nacheinander durchlaufen werden.
Mit dem Inkrementalgeber 17 kann ferner die momentane Fahrtrichtung des Torflügels 2 erfasst werden und die Ansteuerungseinheit 6 kann unterschiedliche Verlaufskurven in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung auswählen und auswerten.
An seinem in Schließstellung gemäß 3 unteren Ende 19 ist der Torflügel 2 an den gegenüberliegenden Seiten mit je einem Schlitten 20, 21 gelenkig verbunden.
Die Schlitten 20, 21 werden in Schienen 22, 23 geführt, so dass der Torflügel 2 an seinem unteren Ende 19 beidseitig vertikal geführt ist.
An seinem oberen Ende 24 ist der Torflügel 2 in Schienen 25, 26 geführt.
Somit wird durch die Anordnung der Schienen 22, 23, 25, 26 der Verfahrweg des Torflügels 2 vorgegeben.
Die bereits erwähnten Schlitten 20, 21 sind mit je einem Zugelement 27, 28 fest verbunden.
Die Zugelemente 27, 28 sind in jeweils einer Torzarge 8, 9 angeordnet und werden mit dem Elektromotor 3 angetrieben.
Die Zugelemente 27, 28 sind als je eine umlaufende Rollenkette ausgebildet und über Umlenkrollen 36, 37 geführt.
Das Zugelement 27 rollt über ein Zahnrad 29 ab, während das Zugelement 28 über ein Zahnrad 30 abrollt.
Die Zahnräder 29 und 30 sind auf einer gemeinsamen Welle 31 angeordnet, wodurch die Zugelemente 28 und 29 mechanisch miteinander zwangsgekoppelt sind.
Der Elektromotor 3 treibt über ein selbsthemmendes Getriebe 32 und eine Rollenkette 33 die Welle 31 und somit die Zugelemente 27 und 28 an.
Die Kraftübertragung zwischen dem Elektromotor 3 und den Zugelementen 27, 28 ist somit schlupffrei eingerichtet, da die Rollenkette 33 und die Zugelemente 27, 28 jeweils formschlüssig von den jeweiligen Antriebsrädern angetrieben werden.
Auf der Welle 31 ist außerdem das bereits erwähnte Trumm 15 drehfest angeordnet.
Es sei noch erwähnt, dass die Torzargen 8, 9 jeweils auf den Fußboden 34 aufgestellt und an der Gebäudewand 5 befestigt sind. Das Kipptor 1 bildet somit eine selbsttragende Konstruktion.
Eine in beiden Torzargen 8, 9 angeordnete Lichtschranke 35 dient zur Durchfahrkontrolle.
Es sei noch erwähnt, dass sich das Kipptor bei Stormausfall oder bei Gefahr, z. B. bei einem Brand, auch von Hand öffnen lässt, indem der Elektromotor 3 ausgekuppelt wird. Zusätzlich ist ein Akku oder einer unterbrechungsfreie Stromversorgung vorhanden, mit welchem/welcher sich der Elektromotor 3 bei Ausfall einer externen Stormversorgung betreiben lässt.
Ergänzend können ein integrierter Fehlerspeicher, insbesondere als Zustandsspeicher und/oder Zyklenzähler ausgebildet sein. Dies stellt für einen Servicetechniker nützliche Informationen bereit.
Bei der Kipptoranlage 1 mit einem elektromotorisch betreibbaren Torflügel 2 wird vorgeschlagen, mit einer Überwachungseinheit 7 einen positionsabhängigen Kenngrößen-Istwert, welcher einen zur Betätigung des Torflügels 2 entwickelten Kraft-Istwert beschreibt, zu erfassen und mit einer Ansteuerungseinheit 6 das Kipptor 1 in einen sicheren Zustand zu überführen, wenn der Kenngrößen-Istwert von einem in einer Verlaufskurve gespeicherten Kenngrößen-Sollwert zu der momentanen Position des Torflügels 2 um einen Toleranzwert abweicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Tornorm EN 13241-1 [0010]

Claims

Kipptor (1), mit einem durch einen Elektromotor (3) betätigbaren Torflügel (2) und einer Ansteuerungseinheit (4), mit der das Kipptor (1) in einen sicheren Zustand überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachungseinheit (7) zur Erfassung eines Kenngrößen-Istwerts zur Beschreibung eines von dem Elektromotor (3) zur Betätigung des Torflügels (2) entwickelten Kraft-Istwerts in Abhängigkeit von der Position des Torflügels (2) eingerichtet ist, dass in der Ansteuerungseinheit (6) wenigstens eine Verlaufskurve bereitgestellt ist, welche einen Kenngrößen-Sollwert in Abhängigkeit von Positionen des Torflügels (2) beschreibt, und dass die Ansteuerungseinheit (6) zur Überführung des Kipptors (1) in den sicheren Zustand eingerichtet ist, wenn der für eine Position des Torflügels (2) erfasste Kenngrößen-Istwert wenigstens um einen Toleranzwert von dem zu der Position gehörigen Kenngrößen-Sollwert abweicht.
Kipptor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewichtsausgleich (10) für den Torflügel (2) eingerichtet ist und/oder dass der Gewichtsausgleich (10) einen vorzugsweise kältebeständigen Gummizug (11) aufweist und/oder dass der Gummizug (11) durch Aufrollen eines Spanngurts auf ein bei der Betätigung des Torflügels (2) mitbewegtes Trumm (15) spannbar ist.
Kipptor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verlaufskurve überschreibbar oder modifizierbar bereitgestellt ist und/oder dass die Verlaufskurve als Mittelwert aus einer vorgegebenen Anzahl, vorzugsweise mehr als zwei, von vorzugsweise mit der Überwachungseinheit (7) aufgenommenen Messkurven, die jeweils einen Kenngrößen-Istwert in Abhängigkeit von der Position des Torflügels (2) während einer Betätigung des Kipptors (1) darstellen, gebildet ist und/oder dass die wenigstens eine Verlaufskurve mit jeder neu aufgenommenen Messkurve aktualisierbar ist.
Kipptor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (16) zur Erfassung einer Umgebungstemperatur ausgebildet ist und/oder dass die Ansteuerungseinheit (6) zur automatischen Aufnahme einer neuen Messkurve und/oder zur Bildung einer neuen Verlaufskurve bei Erreichen oder Unterschreitung eines vorgegebenen, vorzugsweise frei einstellbaren absoluten oder relativen Umgebungstemperaturwerts eingerichtet ist und/oder dass für wenigstens zwei voneinander verschiedene Umgebungstemperaturen jeweils eine Verlaufskurve gebildet und bereitgestellt ist.
Kipptor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass je eine Verlaufskurve für eine Öffnungsbewegung und für eine Schließbewegung des Torflügels (2) bereitgestellt ist und/oder dass die Ansteuerungseinheit (6) zu einer richtungsabhängigen Auswertung der Verlaufskurve eingerichtet ist.
Kipptor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Torflügel (2) an seinem in Schließstellung unteren Ende (19) in wenigstens einer vorzugsweise seitlich angeordneten Schiene (22, 23) geführt ist und/oder dass der Torflügel (2) an seinem in Schließstellung oberen Ende (24) in wenigstens einer vorzugsweise seitlich angeordneten Schiene (25, 26) geführt ist und/oder dass der Torflügel (2) in Offenstellung horizontal angeordnet ist und/oder dass an dem Torflügel (2) seitlich beidseits je ein Zugelement (27, 28) zum Betätigen des Torflügels (2) angreift, vorzugsweise an einem in Schließstellung unteren Ende (14), und/oder dass die seitlich beidseitig Zugelemente (27, 28) miteinander vorzugsweise mechanisch zwangsgekoppelt sind.
Kipptor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugelemente (27, 28) jeweils als umlaufende Rollenkette ausgebildet sind und/oder dass die Zugelemente (27, 28) über jeweils ein Lauf- oder Zahnrad (29, 30) abrollen, wobei die Lauf- oder Zahnräder (29, 30) auf einer gemeinsamen Welle (31) angeordnet sind.
Verfahren zum Betrieb eines Kipptors (1), wobei während der elektromotorischen Betätigung eines Torflügels (2) ein Kenngrößen-Istwert, welcher einen an dem Torflügel (2) entwickelten Kraft-Istwert beschreibt, in Abhängigkeit von der Position des Torflügels 82) erfasst wird und das Kipptor (1) in einen sicheren Zustand überführt wird, wenn der Kenngrößen-Istwert an einer Position des Torflügels (2) wenigstens um einen Toleranzwert von einem in wenigstens einer Verlaufskurve bereitgestellten Kenngrößen-Sollwert zu der Position des Torflügels (2) abweicht.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Gewichtsausgleich (10) ein sich bei der Betätigung änderndes Verfahrgewicht des Torflügels (2) kompensiert wird und/oder dass der Gewichtsausgleich (10) durch einen Gummizug (11) eingerichtet ist und/oder dass der Gummizug (11) zum Gewichtsausgleich durch Aufwickeln eines Spanngurtes auf ein beim Betätigen des Torflügels (2) mitbewegtes Trumm (15) gespannt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlaufskurve aus einer vorgegebenen Anzahl von Messkurven, die jeweils einen Kenngrößen-Istwert in Abhängigkeit von der Position des Torflügels (2) während einer Betätigung des Torflügels (2) darstellen, vorzugsweise durch Mittelwertbildung gebildet wird und/oder dass zur Bildung der Verlaufskurve eine vorgegebene Anzahl von Messkurven, die jeweils einen Kenngrößen-Istwert in Abhängigkeit von der Position des Torflügels (2) während einer Betätigung des Torflügels (2) darstellen, jeweils bei einer Betätigung des Torflügels (2) aufgenommen werden und/oder dass zur Aufnahme der Messkurven jeweils Kenngrößen-Istwerte an vorgegeben Messpunkten in einem Verfahrweg des Torflügels (2) aufgenommen werden und/oder dass für jede Verfahrrichtung des Torflügels (2) eine separate Verlaufskurve gebildet und verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass automatisch eine neue Messkurve aufgenommenen wird, wenn eine Umgebungstemperatur einen vorgegebenen, vorzugsweise frei einstellbaren Umgebungstemperaturwert erreicht oder unterschreitet, und/oder dass automatisch eine neue Messkurve aufgenommenen wird, wenn sich eine Umgebungstemperatur wenigstens um einen vorgegebenen, vorzugsweise frei einstellbaren Temperatur-Differenzwert ändert, und/oder dass die neue Messkurve bei einer automatischen Messfahrt aufgenommen wird und/oder dass für wenigstens zwei voneinander verschiedene Umgebungstemperaturen jeweils eine vorzugsweise fahrtrichtungsabhängige Verlaufskurve gebildet und verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Torflügel (2) mit zwei an gegenüberliegenden Seiten des Torflügels (2) angreifenden Zugelementen (27, 28) verfahren wird, wobei die Zugelemente vorzugsweise mechanisch zwangsgekoppelt betrieben werden.