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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen Flügel einer Tür oder eines Fensters oder für eine Verriegelungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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In der Praxis werden solche Antriebsvorrichtungen verwendet, um Stellelemente zwischen wenigstens zwei Positionen zu verfahren. In der Regel werden mechanische Endschalter eingesetzt, um ein Erreichen der Positionen zu detektieren. Im Falle, dass einer dieser Endschalter defekt ist, kann dies zu Funktionsproblemen führen, da der Antrieb nicht rechtzeitig abschaltet und beispielsweise eine Verklemmungssituation entstehen kann oder Bauteile zerstört werden können.
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Aus der
WO 2016/045679 A1 ist ein Schloss mit einer Antriebsvorrichtung bekannt. In dem Schloss ist eine bewegliche Blende angeordnet, welche regelmäßig zueinander beabstandete Ausnehmungen aufweist. Diese Ausnehmungen werden von Mikroschaltern mechanisch abgetastet. Während einer Bewegung der Blende entsteht eine entsprechende Vielzahl von periodischen Schaltsignalen an den Mikroschaltern. Durch Auswertung dieser periodischen Signale wird die Bewegungsrichtung der Blende detektiert. Nachteilig an diesem System ist, dass bei einem Ausfall eines Mikroschalters die Funktionssicherheit nicht mehr gegeben ist.
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Das Dokument
EP 2 924 202 A1 zeigt ein Schloss mit mehreren Sensoren. Eine Steuervorrichtung wertet die Signale dieser Sensoren derart aus, dass es möglich ist, eine große Anzahl von Auswertesignalen zu erhalten, auch wenn die Anzahl von vorhandenen Sensoren geringer als die Anzahl der Auswertesignale ist. Auch bei diesem Dokument ist die Funktionssicherheit beeinträchtigt, sobald einer der Sensoren ausfällt.
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Aus der ist eine Auswertevorrichtung für ein fehlersicheres Verriegelungssystem bekannt. Ein Verriegelungszustand wird über zwei Sensoren detektiert. Jeder der Sensoren besitzt einen eingeprägten Sicherheitscode, der mittels eines Codegenerators geprüft wird. Sofern es zwischen dem vom Sensor übermittelten Sicherheitscode und dem vom Codegenerator generierten Code Abweichungen gibt, wird ein Fehler eines Sensors erkannt und gemeldet.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung mit einer hohen Funktionssicherheit zu schaffen. Insbesondere soll vermieden werden, dass bei Ausfall eines Sensors Bauteile beschädigt werden oder ein die Antriebsvorrichtung komplett ausfällt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Antriebsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 22 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung einen Antriebsmotor aufweist, der einen Abtrieb zwischen zwei Positionen verfährt. Eine Sensoranordnung mit wenigstens zwei Sensoren ist vorgesehen, die mit einer Auslöseanordnung, welche wenigstens drei die Sensoren betätigende diskrete Auslöseinseln aufweist, zusammenwirkt, um die erste Position und/oder die zweite Position zu detektieren, indem durch den Antriebsmotor eine Relativbewegung zwischen der Auslöseanordnung und der Sensoranordnung bewirkt wird. Wesentlich dabei ist, dass die Form der Auslöseinseln und/oder die Erstreckung der Auslöseinseln und/oder der Abstand der Auslöseinseln in Bewegungsrichtung gesehen jeweils unterschiedlich ist, um an den ausgelösten Sensoren ein zeitabhängiges Schaltmuster zu generieren, welches ausgewertet wird, um einen Sensorfehler zu detektieren und/oder zu korrigieren.
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Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern des Antriebsmotors vorgesehen ist, welche mit der Sensoranordnung verbunden ist, um eine Position des Abtriebs zu detektierten. Wesentlich dabei ist, dass die Form der Auslöseinseln und/oder die Erstreckung der Auslöseinseln und/oder der Abstand zwischen den Auslöseinseln in Bewegungsrichtung gesehen jeweils unterschiedlich ausgebildet ist, um an den Sensoren ein zeitabhängiges Schaltmuster zu generieren, und dass die Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, das zeitabhängige Schaltmuster eines Sensors auszuwerten, um Sensorfehler zu detektieren und/oder Sensorfehler zu korrigieren.
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Über die Auswertung des Schaltmusters der Sensoren können Abweichungen in der Funktion eines Sensors ermittelt werden. Je nach Art der Abweichung können von der Steuervorrichtung Maßnahmen getroffen werden, um die ermittelte Abweichung zu korrigieren.
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Ein vorzugsweiser Gedanke einer Ausgestaltung ist, dass zumindest einer der wenigstens zwei Sensoren beim Verfahren von der ersten Position und die zweite Position von einer mittleren Auslöseinsel und einer äußeren Auslöseinsel geschaltet wird und ein anderer Sensor der wenigstens zwei Sensoren nur von einer mittleren Auslöseinsel geschaltet wird. Das unterschiedliche Schaltmuster der Sensoren ermöglicht es im direkten Vergleich etwaige Abweichungen bzw. Fehler zu detektieren.
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Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der andere Sensor der wenigstens zwei Sensoren erst bei einem Verfahren über die zweite Position oder erste Position hinaus von einer äußeren Auslöseinsel geschaltet wird. Dadurch wird ein Überhub detektiert. Insbesondere ist der Abtrieb des Motors so konstruiert, dass ein Überhub, also ein Verfahren um eine kleine Strecke über die Zielposition hinaus, möglich ist ohne dass ein Fehlfunktion auftritt. Das bedeutet, dass bei erreichen einer Position immer beide Sensoren geschaltet werden. Bei erreichen einer bzw. der anderen Position wird nur ein Sensor geschaltet. Der zweite Sensor wird erst bei Erreichen eines Überhubs geschaltet. D. h. selbst bei einem Ausfall eines Sensors verbleibt zumindest ein weiterer Sensor der bei Erreichen einer ersten Position und einer zweiten Position oder dem entsprechenden (zulässigen) Überhub geschaltet wird. Das heißt die Steuervirrichtung kann durch Auswertung der Schaltmuster den Ausfall eines Sensors detektieren und sogar kompensieren.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass der Begriff „Schaltmuster eines Sensors“ das Schaltverhalten des Sensors über die Zeit beschreibt. Ausgehend von einem Startpunkt wird das Schaltverhalten eines Sensors fortlaufend ermittelt, beispielsweise indem der Schaltzustand des Sensors zu gewissen Zeitpunkten fortlaufend detektiert wird oder Schaltwechsel des Sensors zu bestimmten Zeitpunkten detektiert werden.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Steuerungsvorrichtung das zeitabhängige Schaltmuster eines Sensors ermittelt, indem sie über die Verfahrdauer des Abtriebs von der ersten Position in die zweite Position fortlaufend zu mehreren Zeitpunkten, insbesondere zu vorbestimmten und/oder einstellbaren Zeitpunkten, die Schaltsignale des Sensors ermittelt.
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Durch die unterschiedliche Form der einzelnen diskreten Auslöseinseln und/oder die unterschiedliche Erstreckung der einzelnen diskreten Auslöseinseln und/oder den unterschiedlichen Abstand der Auslöseinseln in Bewegungsrichtung gesehen zueinander kann das Schaltmuster eines Sensors beeinflusst werden. Solange eine Auslöseinsel einen Sensor beaufschlagt, wird dieser geschaltet, d.h. das Ausgangssignal des Sensors spiegelt die Beaufschlagung durch die Auslöseinsel wieder. Letztlich kann durch Verlängerung oder Verkürzung der Auslöseinsel die Schaltdauer eines Sensors gezielt beeinflusst werden.
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Die Steuerungsvorrichtung kann als Steuerungsvorrichtung mit einem Prozessor, vorzugsweise einem Mikroprozessor ausgestaltet sein. Der Mikroprozessor oder Prozessor kann eine Leistungsstufe ansteuern, die mit dem Antriebsmotor direkt verbunden ist, um den Antriebsmotor zu steuern. D.h. über die Steuerungsvorrichtung wird die Drehrichtung und/oder die Geschwindigkeit des Antriebsmotors gesteuert.
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Um Funktionsstörungen zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass die Steuerungsvorrichtung den Antriebsmotor stoppt oder reversiert, wenn sie während des Verfahrens des Abtriebs für eine vorbestimmte Zeitdauer kein Schaltsignal eines Sensors empfängt.
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Das Ausbleiben eines Schaltsignals kann beispielsweise durch einen Sensorfehler oder eine Leitungsunterbrechung verursacht werden. Insbesondere wird unter Sensorfehler ein Ausfall eines Sensors verstanden oder ein Hängenbleiben eines Sensors, d.h. dass das Ausgangssignal eines Sensors einfriert und keine Schaltwechsel mehr zu detektieren sind.
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Der Antriebsmotor kann beispielsweise als Elektromotor, oder als elektrischer Schrittmotor, oder als pneumatischer Zylinder oder als hydraulischer Zylinder ausgebildet sein. Der Abtrieb des Motors weist insbesondere ein Getriebe und/oder ein Stellelement auf, welches mit den anzutreibenden Komponenten einer Verriegelungsvorrichtung oder einer Tür verbunden sein kann.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung Endpositionen überwacht. Dazu können die beiden Sensoren der Antriebsvorrichtung ähnlich Endschaltern angeordnet sein, d.h. die erste Position und die zweite Position definieren Endpositionen des Abtriebs. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung als beweglicher Sensorschlitten ausgebildet ist und durch den Abtrieb und/oder den Antriebsmotor relativ zu den Auslöseinseln bewegt wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Auslöseanordnung als Auslöseschlitten ausgebildet ist, indem die Auslöseanordnung durch den Antriebsmotor und/oder den Abtrieb relativ zu den feststehenden Sensoren bewegt wird.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass anhand des zeitabhängigen Schaltmusters der wenigstens zwei Sensoren ein Positionssignal und/oder die Bewegungsrichtung des Abtriebs ermittelt wird, um ein Erreichen der ersten oder zweiten Endposition zu bestimmen.
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Der Abtrieb kann in einer Ausgestaltung mit der Auslöseanordnung verbunden sein. Alternativ ist auch denkbar, dass der Abtrieb die Auslöseanordnung aufweist, insbesondere einstückig mit der Auslöseanordnung verbunden ist.
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Vorzugsweise ist ein Grundgedanke der Antriebsvorrichtung, dass eine Auslöseinsel mehr vorhanden ist als Sensoren vorhanden sind. D.h. eine Auslöseinsel, beispielsweise eine mittlere Auslöseinsel, beaufschlagt zwei Sensoren. Die äußeren Auslöseinseln, also die erste und die letzte Auslöseinsel beaufschlagen dabei jeweils nur einen Sensor.
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In einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Steuerungsvorrichtung einen wiederbeschreibbaren Speicher aufweist und so ausgebildet ist, dass die Steuerungsvorrichtung während eines Referenzlaufs eine Zeitdauer für das Verfahren des Abtriebs von der ersten Position in die zweite Position und/oder zurück anhand der Sensorsignale bestimmt und diese Zeitdauer in dem Speicher abspeichert, vorzugsweise als ein Referenzschaltmuster abspeichert.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerungsvorrichtung ein aktuell gemessenes Schaltmuster mit dem in dem Speicher gespeicherten Referenzschaltmuster vergleicht und bei Überschreitung einer vorbestimmbaren Differenz zwischen gemessenem Schaltmuster und Referenzschaltmuster ein Fehlersignal generiert und/oder den Antriebsmotor stoppt oder reversiert.
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In einer Ausgestaltung kann der Abtrieb derart ausgebildet und/oder angeordnet sein, dass ein Überhub möglich ist. Das bedeutet, dass der Abtrieb über seine Endposition hinaus verfahren werden kann, ohne dass es zu Kollisionen oder Fehlfunktionen kommt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Überhub im Bereich von 2 mm bis 20 mm, vorzugsweise im Bereich von 4 mm bis 10 mm zulässig ist. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die der zweiten Position zugeordnete Auslöseinsel oder der der zweiten Position zugeordnete Sensor derart angeordnet ist, dass der Sensor erst nach einem Fahren des Abtriebs über die zweite Position hinaus schaltet, um einen Überhub zu erkennen. Durch die Erkennung des Überhubs kann beispielsweise auf das Fehlverhalten eines Sensors geschlossen werden.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung zwei Sensoren aufweist und die Auslöseanordnung drei Auslöseinseln aufweist und der Abstand zwischen zwei benachbarten Auslöseinseln, vorzugsweise zwischen der ersten und der zweiten Auslöseinsel, dem Abstand der beiden Sensoren entspricht und der Abstand zwischen den anderen benachbarten Auslöseinseln, vorzugsweise zwischen der zweiten und der dritten Auslöseinsel, größer oder kleiner als der Abstand der beiden Sensoren ist.
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Die Sensoranordnung kann magneto-sensitive Sensoren aufweisen, vorzugsweise Reed-Kontakte oder Hall-Sensoren aufweisen.
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Die Auslöseinseln können beispielsweise als Permanentmagnete ausgebildet sein.
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Es ist auch möglich, dass die Sensoranordnung optische Sensoren aufweist, insbesondere Reflexlichtschranken oder Gabellichtschranken aufweist.
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Weiter ist möglich, dass die Sensoranordnung mechanische Schalter aufweist, insbesondere Mikroschalter aufweist.
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Beispielsweise kann die Auslöseanordnung ein Profil, insbesondere ein als Blende ausgeführtes Metallprofil oder ein Kunststoffprofil aufweisen, welches als Träger für die Auslöseinseln ausgebildet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Auslöseinseln als Vertiefungen oder Ausnehmungen in dem Metallprofil oder Kunststoffprofil ausgebildet sind.
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In einer Ausgestaltung kann vorsehen sein, dass die Auslöseanordnung als ein Lochblech ausgebildet ist, wobei die Auslöseinseln Ausnehmungen und/oder Löcher in dem Lochblech bilden.
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Um eine einfache Richtungserkennung zu realisieren, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine der Auslöseinseln im Randbereich der Auslöseanordnung angeordnet und als randseitig offene Ausnehmung ausgebildet ist. Durch die randoffene Ausbildung der Auslöseinsel im Randbereich wird bei Verfahren der Auslöseanordnung in die falsche Richtung ein Sensorsignal ausbleiben. D.h. die Steuerungsvorrichtung kann erkennen, wenn nach Start des Antriebsmotors ein Umschalten eines Sensors für eine vorbestimmte Zeitspanne ausbleibt, dass sich der Abtrieb in eine falsche Richtung bewegt.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Sensoren und die Auslöseinseln derart angeordnet sind, dass in der ersten Position beide Sensoren das gleiche Signal liefern, dass während des Verfahrens von der ersten in die zweite Position zunächst beide Sensorsignale umschalten und bei Erreichen der zweiten Position nur einer der Sensoren umschaltet, sodass in der zweiten Position beide Sensoren ein unterschiedliches Signal liefern.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass die Sensoren und die Auslöseinseln derart angeordnet sind, dass in der zweiten Position beide Sensoren ein unterschiedliches Signal liefern, dass während des Verfahrens von der zweiten in die erste Position zunächst nur ein Sensor umschaltet und bei Erreichen der ersten Position beide Sensoren umschalten, sodass beide Sensoren in der ersten Position das gleiche Signal liefern.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Steuerungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie bei Ausfall eines einer Position zugeordneten Sensors das Erreichen der dem ausgefallenen Sensor zugeordneten Position durch Messen des Zeitablaufs ab einem Start der Bewegung des Antriebs ausgehend von der anderen Position oder ab dem Umschalten des der anderen Position zugeordneten Sensors bestimmt und den Antriebsmotor nach Ablauf einer im Speicher für die Verfahrdauer abgespeicherten Zeitspanne ausschaltet.
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In der Praxis kann die erfindungsgemäß Antriebsvorrichtung beispielsweise in einem Motorschloss zur Anwendung kommen. Es kann sich um ein Einsteckschloss zum Einbau in einem Türflügel mit einem motorisch angetriebenen Riegelelement handeln, welches von der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einem der beschriebenen Ausführungen angetrieben ist.
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Eine weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung kann beispielsweise ein Antrieb zum Bewegen eines Flügels einer Tür, insbesondere eine Drehtür oder Schiebetür sein, wobei der Flügel von einer Antriebsvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele angetrieben ist.
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Als weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist denkbar, dass eine Handhabe zum Betätigen einer Verriegelung einer Tür, insbesondere eine Panikdruckstange mit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ausgestattet ist. Beispielsweise kann die Antriebsvorrichtung einen Federspeicher der Panikdruckstange beaufschlagen, insbesondere aufladen. Über den Federspeicher kann bei Auslösung der Panikdruckstange eine Entriegelung unterstützt werden.
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Weiter umfasst die erfindungsgemäße Lösung auch ein Verfahren zum Steuern einer Antriebsvorrichtung gemäß einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Sensoren und Auslöseinseln und/oder des Abtriebs ermittelt und bei der Ermittlung der Schaltzeiten berücksichtigt wird.
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Es ist auch denkbar, dass die Geschwindigkeit vorgegeben ist und von der Steuerungsvorrichtung nicht ermittelt wird sondern als ein vorgegebener Parameter berücksichtigt wird.
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Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass bei Ausbleiben des Schaltsignals eines Sensors während einer Bewegung des Abtriebs der Antriebsmotor gestoppt oder reversiert wird. Das Ausbleiben eines Schaltsignales kann darauf hindeuten, dass der Antrieb blockiert ist, oder dass ein Sensor defekt ist. In beiden Fällen beugt die Steuerungsvorrichtung durch das Stoppen bzw. Reversieren des Antriebsmotors einer Beschädigung vor.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Figuren gezeigt und nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen:
- 1: Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in schematischer Darstellung;
- 2: Darstellung einer Detailvergrößerung im Bereich des Abtriebs;
- 3: Eine Schnittdarstellung im Bereich des Abtriebs,
- 4A: Positionierung der Auslöseanordnung zu einer Sensoranordnung in einer ersten Position bzw. in Ruheposition;
- 4B: Positionierung der Auslöseanordnung zu einer Sensoranordnung bei Erreichen einer Position zwischen der Ruheposition und der Mitte der Auslöseanordnung während der Bewegung der Auslöseanordnung in Richtung Ladeposition;
- 4C: Positionierung der Auslöseanordnung zu einer Sensoranordnung bei Erreichen der Mitte der Auslöseanordnung während der Bewegung der Auslöseanordnung in Richtung Ladeposition;
- 4D: Positionierung der Auslöseanordnung zu einer Sensoranordnung in einer zweiten Position bzw. in Ladeposition;
- 4E: Positionierung der Auslöseanordnung zu einer Sensoranordnung bei Erreichen der Mitte der Auslöseanordnung während der Bewegung der Auslöseanordnung in Richtung Ruheposition;
- 4F: Positionierung der Auslöseanordnung zu einer Sensoranordnung bei Erreichen einer Position zwischen der Ruheposition und der Mitte der Auslöseanordnung während der Bewegung der Auslöseanordnung in Richtung Ruheposition;
- 4G: Positionierung der Auslöseanordnung zu einer Sensoranordnung in Ruheposition;
- 4H: Ein Überhub im Bereich der Ladeposition;
- 4I: Ein Überhub im Bereich der Ruheposition.
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1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1. Es handelt sich um eine Antriebsvorrichtung 1 in einer nicht bildlich dargestellten Panikdruckstange bzw. Pushbar an einer Fluchttür eines Gebäudes. Die Antriebsvorrichtung 1 wird zum Aufladen eines Federspeichers 30 eingesetzt. Der Federspeicher 30 unterstützt eine von einer Handhabe der Panikdruckstange ausgelöste Entriegelung eines Schlosses um die Fluchttüre sicher zu entriegeln. Die erste Position des Abtriebs 100 entspricht der Aufladeposition bei der der Federspeicher 30 vollständig aufgeladen ist. Die zweite Position des Abtriebs 100 entspricht der Ruheposition bei der der Federspeicher sich entladen kann bzw. bis zur Auslösung des Federspeichers 30 über eine schaltbare Haltevorrichtung in der aufgeladenen Stellung gehalten ist.
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Einzelne Komponenten der Antriebsvorrichtung 1 sind auf einer Bodenplatte 5 montiert. Die Bodenplatte 5 dient als Komponententräger und ist in dem Gehäuse der Pushbar aufgenommen. Die Antriebsvorrichtung 1 weist einen mit einem Getriebe 20 verbundenen reversiv schaltbaren Antriebsmotor 10 mit einem Abtrieb 100 auf. Die von dem Antriebsmotor 10 in eine Rotation versetzbare Welle ist als eine Spindelwelle 110 ausgebildet. Dabei läuft die Spindelwelle 110 in einer passgerechten Spindelmutter (nicht gezeigt) als ein weiterer Bestandteil des Abtriebs 100. Die Spindelmutter des Abtriebs 100 ist fest mit einem Auslöseschlitten 124 einer Auslöseanordnung 120 verbunden. An der dem Getriebe 20 abgewandten Seite der Auslöseanordnung 120 befindet sich ein mit ihr fest verbundener Stößel 130, dessen der Auslöseanordnung 120 abgewandten Seite mit dem als Kraftspeicher ausgebildeten Federspeicher 30 wirkverbunden ist.
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In 1 befindet sich die Auslöseanordnung 120 in der Mittelstellung 150. Bei Inbetriebnahme des Antriebsmotors 10 wird über das Getriebe 20 die Spindelwelle 110 des Abtriebs 100 in Rotation versetzt. Dadurch wird mittels der Spindelmutter des Abtriebs 100 eine lineare Bewegung der Auslöseanordnung 120 ausgelöst. Je nach Ansteuerung des Antriebsmotors 10 ist die Bewegungsrichtung 140 der Auslöseanordnung 120 entweder in Richtung des Getriebes 20 oder entgegengesetzt in Richtung des Federspeichers 30.
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Bewegt sich die Auslöseanordnung 120 in Richtung des Federspeichers 30 (gemäß 1 nach rechts), dann erfolgt eine Vorspannung, also eine Aufladung des Federspeichers 30, indem der Stößel 130 an der Auslöseanordnung 120 auf den Federspeicher 30 einwirkt um diesen aufzuladen und damit eine Speicherung von Energie vorzunehmen.
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An dem Auslöseschlitten 124 der Auslöseanordnung 120 ist eine als Z-Profil ausgebildete Blende 121 mittels zweier Befestigungsschrauben 123 angebracht, wobei die beiden Befestigungsschrauben 123 jeweils durch ein in den beiden oberen Ecken der Blende 121 befindliches Befestigungsloch 122 durchgeführt ist. Der untere Schenkel der Blende 121 ist so ausgebildet, dass er senkrecht auf die Bodenplatte 5 der Antriebsvorrichtung 1 zeigt, wobei sich der untere Rand der Blende 121 stets in seiner gesamten Länge parallel in einem definierten Abstand zur Bodenplatte 5 hin erstreckt. Im unteren Bereich des unteren Schenkels der Blende 121 befinden sich jeweils in der Bewegungsrichtung 140 fluchtend drei Auslöseinseln in Form von Aussparungen bzw. Ausnehmungen, die jeweils im linken, im mittleren und im rechten Bereich des unteren Schenkels der Blende 121 eingearbeitet sind.
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Diese Auslösesinseln sind als Schlitze ausgebildet, wobei der Schlitz links 126L zum linken Rand hin der Blende 121 und der Schlitz rechts 126R zum rechten Rand hin der Blende 121 offen sind. Dabei ist der Schlitz rechts 126R länger als der Schlitz links 126L ausgebildet. Der als schmales Rechteck ausgebildete vollständig von der Blende 121 umschlossene Schlitz Mitte 126M befindet sich dabei im mittleren unteren Bereich der Blende 121.
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Die Auslöseanordnung 120 weist weiterhin zwei U-förmig ausgebildete Sensoren 125L, 125R auf, die so auf der Bodenplatte 5 montiert sind, dass jeweils die beiden Schenkel der beiden Sensoren 125L, 125R senkrecht nach oben stehen. Die beiden Sensoren 125L, 125R sind als Gabellichtschranken ausgebildet. Sie sind so auf der Bodenplatte 5 angeordnet und ausgerichtet, dass sich jeweils zwischen den beiden Schenkeln der Sensoren 125L, 125R der untere Rand der Blende 121 hin und her verfahrbar ist, ohne dass die Blende 121 einen der Schenkel der Sensoren 125L, 125R berührt. Dabei sind die drei Schlitze 126L, 126M, 126R im unteren Bereich der Blende 121 so angeordnet und dimensioniert, dass sie sich während des Verfahrens der Blende 121 innerhalb des Bereiches der Schenkelhöhe der Sensoren 125L, 125R befinden.
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Die Sensoranordnung 125 mit den beiden Sensoren 125L, 125R befindet sich auf der Bodenplatte 5 zwischen dem Getriebe 20 und dem Federspeicher 30. Die Sensoren 125L, 125R sind mit einem definierten Abstand zueinander positioniert, wobei jeweils der erste Sensor, also der Sensor links 125L zum Getriebe 20 hin und der zweite Sensor, also der Sensor rechts 125R zum Federspeicher 30 hin positioniert ist. Der Abstand der beiden Sensoren 125L, 125R zueinander ist so dimensioniert, dass die Blende 121 während der Hin- und Herbewegung der Auslöseanordnung 120 nicht die Schenkelbereiche der beiden Sensoren 125L, 125R verlassen kann. Weiterhin sind die beiden Sensoren 125L, 125R in Mittelstellung 150 der Auslöseanordnung 120 so angeordnet (siehe 1, 2), dass in dieser Stellung der Auslöseanordnung 120 sich kein Schlitz 126L, 126M, 126R zwischen den Schenkeln wenigstens einer der beiden Sensoren 125L, 125R befindet.
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Sowohl der Antriebsmotor 10 als auch die beiden Sensoren 125L, 125R sind mit einer Steuerungsvorrichtung 200 verbunden. Die Steuerungsvorrichtung 200 weist dabei eine Eingabe- und Ausgabeeinheit mit einem dafür ausgelegten Interface, einen Mikroprozessor, einen wiederbeschreibbaren Arbeitsspeicher (RAM) zum Zwischenspeichern von jeweils aktuell von den Sensoren 125L, 125R ausgegebenen Zustandsdaten und einen Speicher zum Speichern von Daten wie Referenzdaten und einer updatefähigen Firmware bzw. eines Steuerprogramms auf.
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Dabei fungieren die beiden Sensoren 125L, 125R als Positionssensoren oder Endlagesensoren zur Bestimmung der jeweiligen Position der Auslöseanordnung 120. In Abhängigkeit von den an die Steuerungsvorrichtung 200 ausgegebenen Signale von den beiden Sensoren 125L, 125R steuert die Steuerungsvorrichtung 200 den Antriebsmotor 10 mit dem Abtrieb 100, um damit eine Bewegung der Auslöseanordnung 120 entsprechend der im Speicher gespeicherten Firmware zu veranlassen.
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An der oben beschriebenen beweglichen Mechanik ist eine Blende 121 mit drei horizontalen Schlitzen so befestigt, dass die beiden Sensoren 125L, 125R beim Hin- und Herbewegen der Mechanik abwechselnd durch die Schlitze 126L, 126M, 126R freigegeben (das ausgegebene Potential des Signals des jeweiligen Sensors 125L, 125R ergibt in der Firmware des auswertenden Mikrocontrollers eine logische 1) oder durch die Bereiche zwischen den Schlitzen 126L, 126M, 126R bedeckt (das ausgegebene Potential des Signals des jeweiligen Sensors 125L, 125R ergibt in der Firmware des Mikrocontrollers eine logische 0) werden.
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Die Lage der horizontalen Schlitze 126L, 126M, 126R ist dermaßen gestaltet, dass die beiden Endpositionen (Ruheposition, Ladeposition) bei funktionierenden Sensoren 125L, 125R eindeutig unterschieden werden können. Außerdem wurden hinter jedem Sensor 125L, 125R einige Millimeter Platz für die gesamte, bewegliche Mechanik vorgesehen (Überhub im Bereich der Ruheposition, Überhub im Bereich der Ladeposition). Das bedeutet die Antriebsvorrichtung kann über die erste Position bzw. zweite Position hinaus verfahren werden, ohne dass eine Fehlfunktion auftritt. Der Überhub kann im Bereich zwischen 10mm und 2mm oder zwischen 8mm und 3mm oder zwischen 5mm und 3mm liegen. Die Steuerungsvorrichtung 200 kann anhand des durch die einseitig geöffneten äußeren Ausnehmungen 126L und 126r erkennen, ob ein Sensor 125L, 125R ausgefallen ist, weil der Antriebsmotor 10 einige Sekunden länger eingeschaltet sein und damit der Abtrieb über die Endposition hinaus bewegt werden konnte.
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Ein Bestandteil des Steuerprogramms bzw. der Firmware ist die Erkennung eines Sensorausfalls dadurch, dass während der Bewegung von einer zur anderen Endposition keinerlei Pegelwechsel mehr stattfinden. Außerdem wird überwacht, ob der Sensor 125L, 125R, bei dem man gerade steht, beim Verlassen der aktuellen Endposition innerhalb weniger Sekunden ausgeht.
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Die Firmware überwacht auch die Laufzeiten, sodass dadurch eine Begrenzung der Bestromungsdauer des Antriebsmotors 10 stattfinden kann.
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Die Firmware detektiert durch das Verhalten der Sensoren 125L, 125R abhängig von der jeweiligen Bewegungsrichtung eine aktuelle Position und davon ausgehend leitet die Firmware Steuerbefehle ab um den Antriebsmotor 10 ansteuern bzw. um unerlaubte Bewegungsbefehle abzulehnen. Dies ist besonders nach einem Reset bzw. nach dem Einschalten einer Stromversorgung wichtig, wenn der Mikrocontroller die aktuelle Position nicht mehr bzw. noch nicht kennt und nicht weiß, ob ein Sensor 125L, 125R defekt, permanent hochohmig oder durchgeschaltet, ist.
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Bei einigen Fällen ist das Steuerprogramm bzw. Firmware derart ausgebildet, dass der Antriebsmotor 10 die Bewegungsrichtung umkehrt:
- - Wenn nach dem Reset bzw. Einschalten ausgehend von einer Position nach dem Start des Antriebsmotors 10 nicht innerhalb von einigen Sekunden ein Pegelwechsel des Sensors rechts 125R von Pegel 1 nach 0 stattfindet, dann soll die Auslöseanordnung 120 zu einer Referenzierung in die Gegenrichtung fahren.
- - Wenn bei bekannter Position und der Bewegung von rechts nach links ausgehend einer Position nach dem Pegelwechsel des Sensors rechts 125R von Pegel 0 nach 1 innerhalb von wenigen Sekunden der Sensor links 125L nicht auch von Pegel 0 auf 1 übergeht, dann soll die Auslöseanordnung 120 eine Sekunde lang zurückfahren, und zwar von dem Überhub im Bereich der Ruheposition nach der Ruheposition.
- - Wenn nach dem Reset bzw. Einschalten ausgehend einer Position der Auslöseanordnung 120 der Sensor links 125L nicht innerhalb einiger Sekunden von Pegel 1 auf 0 wechselt, dann soll die Auslöseanordnung 120 zur Referenzierung in die Gegenrichtung fahren.
- - Wenn bei bekannter Position der Auslöseanordnung 120 und deren Bewegung von links nach rechts ausgehend von einer Position der Sensor links 125L von Pegel 0 auf 1 wechselt, dann soll die Auslöseanordnung 120 in die Gegenrichtung fahren, damit im Falle eines Resets diese Position nicht fälschlicherweise als Ruheposition erkannt werden kann.
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Die 4A bis 4I zeigen verschiedene von der Steuerungsvorrichtung 200 korrekt detektierte und reguläre Positionierungen der Auslöseanordnung 120 mit zwei funktionierenden Sensoren 125L, 125R:
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Zunächst wird in den 4A bis 4D die Bewegung des Abtriebs 100 zum Aufladen des Federspeichers beschrieben:
- - 4A zeigt die erste Position bzw. die Ausgangslage oder Ruheposition des Abtriebs. Die Pegel der Sensoren sind: Sensor links 125L = 1, Sensor rechts 125R = 1. Nach einem Reset von der Firmware erlaubte Bewegung: nach rechts
- -:4B zeigt eine Zwischenposition des Abtriebs bei einer Bewegung von links nach rechts. Es handelst sich um eine Position zwischen der Ruheposition und der Mitte. Die Pegel der Sensoren sind: Sensor links 125L = 0, Sensor rechts 125R = 1. Nach einem Reset von der Steuerungsvorrichtung erlaubte Bewegung: nach links.
- - 4C zeigt eine Zwischenposition des Abtriebs bei einer Bewegung von links nach rechts, es handelt sich um eine Mittenstellung. Die Pegel der Sensoren sind: Sensor links 125L = 0, Sensor rechts 125R = 0. Nach einem Reset von der Steuerungsvorrichtung erlaubte Bewegungen: In Richtung zu beiden Endpositionen
- - 4D zeigt die Zweite Position bzw. Ladeposition: Der Abtrieb ist an seiner rechten Position angekommen. Die Pegel der Sensoren sind: Sensor links 125L = 0, Sensor rechts 125R = 1. Nach einem Reset von der Steuerungsvorrichtung erlaubte Bewegung: nach links
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Nachfolgend wird in den 4E bis 4G die Bewegung des Abtriebs 100 zurück in die erste Position beschrieben:
- - 4E zeigt die Bewegung des Abtriebs 100 zurück von rechts nach links, in einer Zwischenstellung. Die Pegel der Sensoren sind: Sensor links 125L = 0, Sensor rechts 125R = 0. Nach einem Reset von der Steuerungsvorrichtung erlaubte Bewegungen: In Richtung zu beiden Endpositionen.
- - 4F zeigt die weitere Bewegung des Abtriebs 100 von rechts nach links, in einer Position zwischen der Ruheposition und der Mitte. Die Pegel der Sensoren sind: Sensor links 125L = 0, Sensor rechts 125R = 1. Nach einem Reset von der Steuerungsvorrichtung erlaubte Bewegungen: nach links.
- - 4G zeigt wieder die erste Position bzw. Endposition oder Ruheposition des Abtriebs 100. Die Pegel der Sensoren sind: Sensor links 125L = 1, Sensor rechts 125R = 1. Nach Reset von der Firmware erlaubte Bewegung: nach rechts.
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Außerdem sind beispielsweise bei einem Ausfall von den Sensoren 125L, 125R noch Positionen jenseits der Endpositionen (Überhub) möglich, die nachfolgend in den 4H und 4I beschrieben werden:
- 4H zeigt eine Endposition über rechts hinaus, also einen Überhub im Bereich der Ladeposition. Die Pegel der Sensoren sind: Sensor links 125L = 1, Sensor rechts 125R = 1.
- 4I zeigt eine Endposition über links hinaus, also einen Überhub im Bereich der Ruheposition. Die Pegel der Sensoren sind: Sensor links 125L = 0, Sensor rechts 125R = 1.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsvorrichtung
- 5
- Bodenplatte der Antriebsvorrichtung 1
- 10
- Antriebsmotor
- 20
- Getriebe
- 30
- Federspeicher
- 100
- Abtrieb
- 110
- Spindelwelle
- 120
- Auslöseanordnung
- 121
- Blende, Profil
- 122
- Befestigungsloch
- 123
- Befestigungsschraube
- 124
- Auslöseschlitten
- 125
- Sensoranordnung
- 125L
- Sensor links (erster Sensor)
- 125R
- Sensor rechts (zweiter Sensor)
- 126L
- Schlitz links (erste Auslöseinsel, Aussparung)
- 126M
- Schlitz Mitte (zweite Auslöseinsel, Aussparung)
- 126R
- Schlitz rechts (dritte Auslöseinsel, Aussparung)
- 130
- Stößel
- 140
- Bewegungsrichtung der Auslöseanordnung 120
- 150
- Mittelstellung der Auslöseanordnung 120
- 200
- Steuerungsvorrichtung
