DE102013103950B3

DE102013103950B3 - Tür, wie beispielsweise eine Drehtür, eine Karusselltür oder dergleichen, mit einem Elektromotor und eine Bremsschaltung für diese.

Info

Publication number: DE102013103950B3
Application number: DE201310103950
Authority: DE
Inventors: Roland Winkler; Andreas Rein
Original assignee: GU Automatic GmbH
Current assignee: GU Automatic GmbH
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2033-04-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tür wie beispielsweise eine Drehtür, eine Karusselltür oder dergleichen, umfassend einen Elektromotor, dessen Welle in Wirkverbindung mit der Tür beispielsweise über ein kraftübertragendes Gestänge verbunden ist, wobei bei der Bewegung der Tür der Elektromotor als Generator betreibbar ist, und wobei die dabei erzeugte Ausgangsspannung des generatorisch betriebenen Elektromotors an einem Bremsstromkreis anliegt, in dem wenigstens ein Transistor angeordnet ist, der eine von der Ausgangsspannung abhängige Bremskraft steuert bzw. regelt. Erfindungsgemäß ist zur Steuerung bzw. Regelung der Ausgangsspannung in dem Bremsstromkreis (3) der Bremsschaltung (1) eine a-stabile Kippstufe (V1) vorgesehen, welche an einem ersten Transistor (T1) in dem Bremszweig (4) die erzeugte Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors (T1) über die Schließbewegung des Drehtürflügels vom generatorisch betriebenen Elektromotor (2) kurzzeitig getaktet ein- und ausschaltet.

Description

Technisches Umfeld
Die Erfindung betrifft eine Tür wie beispielsweise eine Drehtür, eine Karusselltür, eine Schiebetür oder dergleichen, umfassend einen Elektromotor, dessen Welle in Wirkverbindung mit der Tür beispielsweise über ein kraftübertragendes Gestänge verbunden ist, wobei bei der Bewegung der Tür der Elektromotor als Generator betreibbar ist, und wobei die dabei erzeugte Ausgangsspannung des generatorisch betriebenen Elektromotors an einem Bremsstromkreis anliegt, in dem wenigstens ein Transistor angeordnet ist, der eine von der Ausgangsspannung abhängige Bremskraft steuert bzw. regelt.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist gemäß der DE 10 2005 028 007 A1 ein Antrieb zum Betätigen eines beweglichen Flügels, insbesondere einer Tür, bekannt. Bei dieser beschriebenen Bremsschaltung liegt die Ausgangsspannung des generatorisch betriebenen Elektromotors an der Drain-Source-Strecke des Feldeffekttransistor an. Die Spannung zwischen Gate und Source des Feldeffekttransistors ist über ein Potenziometer einstellbar, wobei das Potenziometer in Parallelschaltung mit der Drain-Source-Strecke des Feldeffekttransistors angeordnet ist und ein Spannungsabgriff des Potenziometers an dem Gate-Anschluss des Feldeffekttransistors angeschlossen ist. Der Feldeffekttransistor wird hierbei als spannungsabhängiger Lastwiderstand für den Elektromotor betrieben.
Aus der DE 41 00 335 A1 ist ein weiterer Antrieb zum Betätigen eines beweglichen Schwingflügels einer Tür mit einer generatorischen Bremseinrichtung bekannt. Die Ausgangsspannung des bei der Bremsung generatorisch betriebenen Elektromotors wird ebenfalls an einen Bremsstromkreis angelegt. Im Ausführungsbeispiel der genannten Druckschrift wird der Elektromotor hierzu kurzgeschlossen, so dass die Ausgangsspannung des generatorisch betriebenen Elektromotors an einem niedrigen ohmschen Widerstand anliegt. Da dieser Widerstandswert konstant ist, ist keine Veränderung der Bremsstärke möglich. Die Bremsstärke lässt sich also nicht an den konkreten Anwendungsfall, insbesondere an die Parameter des angeschlossenen Flügels, beispielsweise an das Gewicht des Flügels oder die gewünschte Schließgeschwindigkeit sowie an die bewegliche Stellung des Flügels anpassen.
Zum Stand der Technik sind weiter die DE 10 2005 028 057 A1 sowie die DE 1 588 654 A anzuführen, welche Bremseinrichtungen für Antreibe einer Tür offenbaren.
Bei diesen aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen wird es als nachteilig angesehen, dass Bremsschaltungen aufgrund der Regelung des Widerstandes oder einer Nichtregelung durch Anordnung eines Widerstandes hohen Temperaturbelastungen unterliegen. Zudem ist die Erstellung einer derartigen Bremsschaltung kostenaufwendig, wobei andererseits auch gesehen werden muss, dass bei den geregelten Bremsschaltungen die Lebensdauer wesentlich geringer ausfällt.
Aufgabe
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, eine Bremsschaltung für einen elektromotorischen Antrieb eines Drehtürflügels, einer Karusselltür oder dergleichen derart weiterzubilden, der einerseits die Nachteile des Standes der Technik überwindet, wobei die Bremsschaltung derart ausgelegt werden soll, dass sie eine wesentlich günstigere Ausführung bereitstellt, dessen Lebensdauer höher ausfällt.
Lösung
Erfindungsgemäß wird das Problem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sich aus den Unteransprüchen ergeben.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen darin, dass der steuernde und regelnde Transistor, denkbar wäre auch die Verwendung eines Feldeffekttransistors, bei der erfindungsgemäßen Lösung im reinen Sättigungsbetrieb als Schalter arbeitet. Dabei wird er durch eine a-stabile Kippstufe angesteuert, die eine Frequenz erzeugt, die den Schalter immer im Sättigungsbetrieb betätigt. Dadurch wird der Motor immer in kurzen Abständen kurzgeschlossen bzw. ein- und ausgeschaltet. Das heißt, dass bei der Schließbewegung der Motor immer kurz ausgeschaltet wird, so dass dann die Tür zum Stoppen angehalten wird, wobei dann entsprechend der getakteten Frequenz der Motor wieder eingeschaltet wird, so dass dann in ruckartigen, nicht wahrnehmbaren Bewegungsabschnitten sich die Schließbewegung des Drehtürflügels vollzieht. In Folge der Tatsache, dass der Transistor hierbei im Sättigungsbetrieb geschaltet wird, ergeben sich die bereits geschilderten Vorteile, dass einerseits die Temperaturbelastung hierbei sehr gering ausfällt, und andererseits sich eine wesentlich kostengünstigere Herstellung der Bremsschaltung ergibt, wobei dessen Lebensdauer sich dadurch wesentlich erhöht.
Bei der erfindungsgemäßen Bremsschaltung ist eine Diode vorgesehen, die die Bremswirkung nur in einer Drehrichtung des Motors, und hier bei der Schließbewegung der Drehtür sicherstellt. In dem Bremszweig der Bremsschaltung ist ein Lastwiderstand vorgesehen, der einem ersten Transistor vorgeschaltet ist. Der Transistor wird im Bremsfall getaktet, und zwar hier im Sättigungsbetrieb, wobei ein zweiter im Bremszweig angeordneter Transistor, statisch auf EIN geschaltet ist. Parallel zum ersten Transistor ist ein Überspannungsschutz vorgesehen. Zur Ansteuerung von dem ersten Transistor wird als Steuersignal ein Rechtecksignal erzeugt. Das Rechtecksignal kann z. B. von einer a-stabilen Kippstufe erzeugt werden. Eine Basis-Frequenz ist dabei fest eingestellt, kann jedoch verändert werden. Das Puls-/Pausenverhältnis kann individuell für den Einzelfall eingestellt werden, wodurch die Bremswirkung erreicht wird. Im Betriebszustand der Drehflügeltür, d. h., wenn die Tür mit dem Elektromotor geöffnet wird, liegt eine Netzspannung an. Während dieses Betriebszustandes schaltet die Drehtürsteuerung, die Bremsschaltung aus. Dies erfolgt indem eine integrierte Schaltung angesteuert wird, welche einen weiteren Transistor in der Bremsschaltung schaltet der den nachgeschalteten Transistor in dem Bremszweig sperrt, so dass die Bremsschaltung keine Wirkung mehr hat.
Bei der Betrachtung der Bremsschaltung im stromlosen Zustand, wird die am Motor erzeugte Generatorspannung genutzt, um die a-stabile Kippstufe anzuregen. Dies erfolgt schon ab einer geringen Eingangsspannung. Wenn die Eingangsspannung sich weiter erhöht, ändert sich die Frequenz der Kippstufe mit. Die Größen Frequenz und Puls/Pausenverhältnis bewirken die benötigte Bremswirkung. Der zwischen der a-stabilen Kippstufe angeordnete Transistor wird lediglich dazu verwendet, um eine definierte Schaltspannung am ersten Transistor im Bremszweig Transistor zu erhalten. Die Bremswirkung wird mit Hilfe des Puls-/Pausenverhältnisses eingestellt.
Von besonderem Vorteil ist es, dass die getaktete Ansteuerung in der Bremsschaltung als Schalter eingesetzt wird, wobei der Transistor immer im Sättigungsbetrieb betrieben wird. Dies ist hinsichtlich der thermischen Belastung des Transistors vorteilhafter als in der Funktion als einstellbarer Lastwiderstand.
Beider Betrachtung der Bremsschaltung im Normalzustand, d. h., wenn die Netzspannung anliegt, wird die Bremsschaltung mittels der integrierten Schaltung in Verbindung mit den Transistoren aktiv aus- bzw. eingeschaltet. Dies hat den Vorteil, dass die Bremseinrichtung im Betrieb seitens der Türsteuerung auf Funktionalität geprüft werden kann. Die Bremsschaltung wird hierbei nicht unnötig belastet.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zur Steuerung bzw. Regelung der Ausgangsspannung in den Bremsstromkreis der Bremsschaltung eine a-stabile Kippstufe vorgesehen ist, welche an einem ersten Transistor in dem Bremszweig die erzeugte Spannung zwischen Basis und Kollektor des Transistors über die Schließbewegung des Drehtürflügels vom generatorisch betriebenen Elektromotor kurzzeitig getaktet ein- und ausschaltet. Zur Ansteuerung des ersten Transistors erzeugt die a-stabile Kippstufe ein Rechtecksignal von der Spannung des generatorisch betriebenen Elektromotors. Zur Ansteuerung des ersten Transistors ist zwischen der a-stabilen Kippstufe und der Basis ein mit einem Widerstand verbundener zweiter Transistor vorgesehen, der unmittelbar von der a-stabilen Kippstufe an der Basis geschaltet ist und als Schalter ein- und ausschaltet, dessen Signal wiederum den im Bremszweig liegenden ersten Transistor für die Bremswirkung schaltet. Dabei ist in vorteilhafter Weise an dem ersten Transistor ein Überspannungsschutz vorgesehen.
In Weiterbildung der Erfindung besteht der Bremszweig aus einem weiteren Transistor, der an einem Emitter des ersten Transistors angeschlossen ist und im stromlosen Zustand auf statisch EIN geschaltet ist. Hierbei sind dem ersten und zweiten Transistor je ein Lastwiderstand und eine Diode vorgeschaltet. Die Bremsschaltung als solches ist bei der Offenbewegung des Drehtürflügels durch eine angelegte Netzspannung ausgeschaltet. Die Netzschaltung wird von einem IC angesteuert, der einen vierten Transistor schaltet, der wiederum den in Reihe liegenden Transistor sperrt zur Abschaltung des Bremszweigs der Bremsschaltung.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Bremsschaltung für eine Tür, wie beispielsweise eine Drehtür, eine Karusselltür oder dergleichen, welche aus einem als Generator betreibbaren Elektromotor besteht, der beim Schließvorgang eine Ausgangsspannung für einen Bremsstromkreis erzeugt, in dem wenigstens ein Transistor angeordnet ist, der eine von der Ausgangsspannung abhängige Bremskraft steuert bzw. regelt, wobei zur Steuerung bzw. Regelung der Ausgangsspannung in dem Bremsstromkreis der Bremsschaltung eine a-stabile Kippstufe vorgesehen ist, welche an einem ersten Transistor in dem Bremszweig die erzeugte Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors über die Schließbewegung des Drehtürflügels vom generatorisch betriebenen Elektromotor kurzzeitig getaktet ein- und ausschaltet.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung erzeugt zur Ansteuerung des ersten Transistors die a-stabile Kippstufe ein Rechtecksignal von der Spannung des generatorisch betriebenen Elektromotors.
Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der einzigen Figur näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt die erfindungsgemäße Bremsschaltung.
Ausführungsbeispiele
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Bremsschaltung 1 für einen elektromotorischen Antrieb eines nicht näher dargestellten Drehtürflügels umfassend einen Elektromotor 2, dessen Antriebswelle in Wirkverbindung mit einem Kraft übertragenden Gestänge verbunden ist, welches den Drehtürflügel in eine offene und in eine geschlossene Stellung bewegt. Dabei ist bei der Schließbewegung des Drehtürflügels der Elektromotor 2 als Generator betreibbar. Die erzeugte Ausgangsspannung des generatorisch betriebenen Elektromotors 2 liegt an einem Bremszweig 4 an, in dem ein Transistor T1 angeordnet ist, der eine von der Ausgangsspannung abhängige Bremskraft steuert bzw. regelt. Erfindungsgemäß ist zur Steuerung bzw. Regelung der Ausgangsspannung in der Bremsschaltung 1 eine a-stabile Kippstufe V1 vorgesehen, welche an dem ersten Transistor T1 in dem Bremszweig 4 die erzeugte Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors T1 über die Schließbewegung des Drehtürflügels vom generatorisch betriebenen Elektromotor 2 kurzzeitig getaktet ein- und ausschaltet.
Wie insbesondere an der a-stabilen Kippstufe V1 zu erkennen ist, wird durch die generatorisch erzeugte Spannung ein Rechtecksignal erzeugt, welches auf den Transistor T2 einwirkt und diesen ein- und ausschaltet, und der Transistor T2 dann wiederum anliegt an Basis von Transistor T1, so dass dieser dann ein- und ausgeschaltet wird, wenn die Schließbewegung sich vollzieht, wobei diese dann infolge der Schaltungen gebremst ausgeführt wird.
In Weiterbildung ist an dem ersten Transistor T1 zwischen Emitter und Kollektor parallel geschaltet ein Überspannungsschutz V2 vorgesehen.
In Weiterbildung der Erfindung besteht der Bremszweig 4 aus einem weiteren Transistor T3, der an dem Emitter des ersten Transistors T1 angeschlossen ist und auf statisch EIN geschaltet ist. Hierbei sind dem ersten Transistor T1 und dem zweiten Transistor T3 ein Widerstand R1 sowie eine Diode D1 vorgeschaltet.
Die Bremsschaltung 1 als solches ist bei der Offenbewegung des Drehtürflügels durch eine anliegende Netzspannung ausgeschaltet. Dies erfolgt durch die Ansteuerung eines IC-Elementes IC1, welches einen vierten Transistor T4 schaltet, der den in Reihe liegenden Transistor T3 sperrt zur Abschaltung der Bremsschaltung.
Die Diode D1 bewirkt, dass die Bremse nur in einer Drehrichtung wirkt. Das Rechtecksignal, dass von der a-stabilen Kippstufe V1 erzeugt wird, weist eine Frequenz auf, die fest eingestellt ist. Es besteht jedoch die Möglichkeit diese zu verändern. Das Puls-/Pausenverhältnis kann individuell für den Einzelfall eingestellt werden, hierdurch erzielt man die Bremswirkung. Im Betriebszustand liegt die Netzspannung an, wobei die Drehtürsteuerung, die Bremsschaltung ausschaltet. Dies erfolgt, indem das IC-Elemente IC1 angesteuert wird und somit schaltet Transistor T4 durch und sperrt Transistor T3, so dass die Bremsschaltung keine Wirkung mehr hat.
Im stromlosen Zustand, wenn die Bremsschaltung aktiviert ist, wird die am Motor erzeugte Generatorspannung genutzt, um die a-stabile Kippstufe anzuregen. Dies erfolgt schon ab einer geringen Eingangsspannung. Wenn die Eingangsspannung sich weiter erhöht, ändert sich die Frequenz der a-stabilen Kippstufe mit. Die Größen Frequenz und/Pausenverhältnis bewirken die benötigte Bremswirkung. Hierbei wird der Transistor T2 lediglich verwendet, um eine definierte Schaltspannung an Transistor T1 zu erhalten. Die Bremswirkung wird nur mit Hilfe des Puls-/Pausenverhältnisses eingestellt.
Vorteil der getakteten Ansteuerung von dem Transistor T1 ist, dass dieser in der Anordnung als Schalter eingesetzt wird, und dabei immer im Sättigungsbetrieb betrieben wird. Dies ist hinsichtlich der thermischen Belastung von dem Transistor T1 vorteilhafter als wenn er in einer Funktion als einstellbarer Lastwiderstand fungieren würde.
Im Normalzustand, wenn die Netzspannung anliegt und die Drehtürsteuerung die Bremsschaltung über das IC-Elemente IC1, Transistor T4 und Transistor T3 aktiv aus- bzw. einschaltet, hat den Vorteil, dass die Bremseinrichtung im Betrieb seitens der Türsteuerung auf Funktionalität geprüft werden kann. Die Bremsschaltung wird hierbei nicht unnötig belastet.
Bezugszeichenliste

1: Bremsschaltung
2: elektromotorischen Antrieb
3: Bremsstromkreis 3
4: Bremszweig 4
T1: Transistor T1
T2: Transistor T2
T3: Transistor T3
T4: Transistor T4
V1: Kippstufe V1
R: Lastwiderstand R
R1: Lastwiderstand R1
M: Elektromotor M
V2: Überspannungsschutz V2
D1: Diode
IC1: Integrierte Schaltung IC-Element

Claims

Tür, wie beispielsweise eine Drehtür, eine Karusselltür oder dergleichen, umfassend einen Elektromotor, dessen Welle in Wirkverbindung mit der Tür, beispielsweise über ein kraftübertragendes Gestänge, verbunden ist, wobei bei der Bewegung der Tür der Elektromotor als Generator betreibbar ist, und wobei die dabei erzeugte Ausgangsspannung des generatorisch betriebenen Elektromotors an einem Bremsstromkreis anliegt, in dem wenigstens ein Transistor angeordnet ist, der eine von der Ausgangsspannung abhängige Bremskraft steuert bzw. regelt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung bzw. Regelung der Ausgangsspannung in dem Bremsstromkreis (3) der Bremsschaltung (1) eine a-stabile Kippstufe (V1) vorgesehen ist, welche an einem ersten Transistor (T1) in dem Bremszweig (4) die erzeugte Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors (T1) über die Schließbewegung des Drehtürflügels vom generatorisch betriebenen Elektromotor (2) kurzzeitig getaktet ein- und ausschaltet.
Tür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ansteuerung des ersten Transistors (T1) die a-stabile Kippstufe (V1) ein Rechtecksignal von der Spannung des generatorisch betriebenen Elektromotors (2) erzeugt.
Tür nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ansteuerung des ersten Transistors (T1) zwischen der a-stabilen Kippstufe (V1) und der Basis ein mit einem Lastwiderstand (R1) verbundener zweiter Transistor (T2) vorgesehen ist, der unmittelbar von der a-stabilen Kippstufe (V1) an die Basis geschaltet ist und als Schalter ein- und ausschaltet.
Tür nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Transistor (T1) zwischen Kollektor und Emitter ein Überspannungsschutz (V2) vorgesehen ist.
Tür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremszweig (4) aus einem weiteren Transistor (T3) besteht, der an Emitter des ersten Transistors (T1) angeschlossen ist und auf statisch ein geschaltet ist.
Tür nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Transistor (T1) und dem Transistor (T2) ein Widerstand (R2) und eine Diode (D1) vorgeschaltet sind.
Tür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsschaltung (1) bei der Offenbewegung des Drehtürflügels durch eine anliegende Netzspannung ausgeschaltet ist.
Tür nach den Ansprüchen 3, 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzspannung ein IC-Element (IC1) ansteuert, das einen vierten Transistor (T4) schaltet, der den in Reihe liegenden Transistor (T3) sperrt zur Abschaltung der Bremsschaltung (1).
Bremsschaltung für eine Tür, wie beispielsweise eine Drehtür, eine Karusselltür oder dergleichen, welche eine mechanische Schließeinrichtung mit einer Bremse aufweist, welche aus einem als Generator betreibbaren Elektromotor besteht, der beim Schließvorgang eine Ausgangsspannung für einen Bremsstromkreis erzeugt, in dem wenigstens ein Transistor angeordnet ist, der eine von der Ausgangsspannung abhängige Bremskraft steuert bzw. regelt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung bzw. Regelung der Ausgangsspannung in dem Bremsstromkreis (3) der Bremsschaltung (1) eine a-stabile Kippstufe (V1) vorgesehen ist, welche an einem ersten Transistor (T1) in dem Bremszweig (4) die erzeugte Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors (T1) über die Schließbewegung des Drehtürflügels vom generatorisch betriebenen Elektromotor (2) kurzzeitig getaktet ein- und ausschaltet.
Bremsschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ansteuerung des ersten Transistors (T1) die a-stabile Kippstufe (V1) ein Rechtecksignal von der Spannung des generatorisch betriebenen Elektromotors (2) erzeugt.