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Die
Erfindung betrifft einen elektromechanischen Antrieb für ein Tor,
insbesondere für
ein Garagentor, mit einem einteiligen oder mehrteiligen Torblatt
sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Tores gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 13. Derartige Tore sind mit seitlichen, horizontalen und
vertikalen Führungsschienen über Rollen
geführt.
Zum Antrieb ist ein innerhalb der Führungsschiene verfahrbarer
Antriebsmotor vorgesehen, der einerseits mit dem Torblatt verbunden
ist und über
ein Antriebsrad, das in der Führungsschiene
geführt wird,
in Wirkverbindung mit einem Kraftübertragungsmittel steht. Der
Antriebsmotor wird dabei über eine
stromführende
Einrichtung, die in oder neben der Führungsschiene sich erstreckt,
mit der notwendigen Antriebsenergie über Stromabnehmer verbunden.
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Ein
derartiger Antrieb für
ein Tor der vorgenannten Art ist der
US
3 204 170 zu entnehmen. Dabei ist unterhalb der Gebäudedecke
eine Einrichtung vorhanden, die gleichzeitig als Führungsschiene
für die
Antriebsrollen des Antriebsmotors dient und darüber hinaus auch noch die Stromschienen
für die Stromversorgung
des Antriebsmotors aufnimmt. Außerhalb
der Führungsschiene
ist in paralleler Anordnung eine Spindel angeordnet, die direkt
auf den Rotor des Motors wirkt. Der Motor ist darüber hinaus über einen
Hebel mit dem zu verfahrenden Torblatt verbunden. Jeweils am Ende
und am Anfang der Führungsschiene
befindet sich eine Einheit mit Endschaltern, die dadurch ausgelöst werden,
dass der Antriebsmotor gegen diese Endschalter fährt.
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Einen
Antrieb für
die Verfahrbarkeit von Teilen wird in der
US 3 331 428 offenbart. Ein verfahrbarer
Motor, der seine Längsbewegung über angetriebene
Rollen bewerkstelligt, ist in einer Zweikammerausführung einer
Führungsschiene
eingehängt. In
einer zweiten Kammer sind daneben liegend die entsprechenden Stromleiter
eingebettet, so dass eine Verfahrung möglich ist.
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Durch
die
DE 3 546 282 C2 ist
ein elektromechanischer Garagentorantrieb bekannt geworden, bei
dem ein Kraftübertragungsmittel
verwendet wird und innerhalb der Führungsschiene eine stromführende Schiene
vorhanden ist. Gleichzeitig ist die Führungsschiene als Nullleiter
ausgebildet.
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Einen
elektromechanischen Garagentorantrieb, bei dem eine vertikale Leiste
zur Verfahrbarkeit verwendet wird, wird in der
EP 1 053 380 B1 beschrieben.
Innerhalb eines c-förmigen
Schienenteiles sind in den Endbereichen Schalter angeordnet, die zur
Abschaltung des Motors in den Endlagen "Auf und "Zu" dienen.
Diese Schalter sind verschiebbar und befestigbar ausgeführt.
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Es
hat sich in der Praxis erwiesen, dass zur Endabschaltung des verfahrbaren
Motors Mittel in Form von Endschaltern notwendig sind, deren genaue
Justierung, insbesondere für
Laien, mit Schwierigkeiten verbunden ist. Dieses ist insbesondere
darin zu sehen, dass der genaue Schaltpunkt des verwendeten Endschalters
eingestellt werden muss. Darüber
hinaus sind betriebssichere Endschalter und Betätigungsmittel teuer und müssen oft
auf zusätzlichen
Unterkonstruktionen befestigt werden.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, einen elektromechanischen Antrieb
für ein
Tor zu schaffen, der einfach zu montieren ist und darüber hinaus
geringere Herstellkosten beinhaltet, sowie ein Verfahren zum Betreiben
eines solchen Tores anzugeben. Ferner ist die Montage der Verkabelung
sehr aufwändig
und soll auch vereinfacht werden.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 bzw. 13 angegebenen
Merkmale. Dabei wird ein elektromechanischer Antrieb für ein Tor, insbesondere
für ein
Garagentor vorgeschlagen, bei dem eine stromführende Einrichtung in Form
von Stromleitern bzw. Stromschienen entweder neben der Führungsschiene
bzw. auch innerhalb der Führungsschiene
angeordnet wird. Diese stromführende Einrichtung
ist jedoch nur bereichsweise vorhanden bzw. wirksam. Der bereichsweise
Begriff ist so definiert, dass nur für die notwendige Ausführung des Fahrweges
des Motors für
das angeschlossene Tor auch eine entsprechende Stromschiene vorhanden ist.
Endschalter zur Abschaltung des Antriebsmotors werden nicht verwendet,
da die stromführende
Einrichtung nur für
den Fahrweg zwischen "Tor
zu" und "Tor auf" aktiv ist. Hierdurch
entfällt
eine aufwendige Verkabelung.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gedankens sind in den entsprechenden
Unteransprüchen
wiedergegeben.
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Die
stromführende
Einrichtung kann als Stromleiter oder Stromschiene aufgeführt werden, wobei
die Form des Stromleiters bzw. der Stromschiene unterschiedlich
gestaltet sein kann. Um zu erreichen, dass die bereichsweise Erstreckung
der stromführenden
Einrichtung genau dem Fahrweg des Antriebsmotors zum Öffnen und
Schließen
des Torblattes entspricht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die stromführende Einrichtung
an ihren Endbereichen mit einem elektrisch isolierenden Material
abgedeckt wird. Dieses kann z. B. eine selbstklebende elektrisch
isolierende Folie oder ein anderes geeignetes Material sein. Es
hat sich auch als nützlich
erwiesen, auf den Stromleitern isolierende Abdeckungen in Form von
Schaltstücken
aufzusetzen, die in ihrer Position veränderbar sind. Nach erfolgter
Positionierung werden diese kraft- und/oder formschlüssig auf
den Stromleiter aufgesetzt bzw. an Nebenbauteilen befestigt.
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Bei
der Verwendung von selbstklebenden elektrisch isolierenden Materialien
kann somit auch ein Laie eine einfache Einstellung des notwendigen Fahrweges
vornehmen. Durch die Adhäsionskräfte wird
eine Verschiebung der Abschaltbereiche unterbunden. Darüber hinaus
ist eine aufwändige
Verlegung von Kabeln, wie sie bei der Verwendung von Endschaltern
notwendig wird, nicht gegeben.
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Durch
die Verwendung eines Gleichstrommotors für den Antrieb kann durch Einsatz
von antiparallel geschalteten Dioden, deren freien Enden mit Stromabnehmern
verbunden sind, erreicht werden, dass eine einfache Verfahrbarkeit
des Antriebsmotors möglich
ist, ohne die Verwendung von üblichen Schaltelementen
bzw. bewegten Schalterteilen, die nach einer bestimmten Anzahl von
Schaltspielen ihre Betriebssicherheit einbüßen. Es werden durch die Erfindung
Störungsquellen
beseitigt, so dass ein solches Tor wartungsfrei ist.
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Fährt beispielsweise
auf Grund eines Öffnungsbefehles,
der von einem Taster oder einer funkgesteuerten Fernbedienung erteilt
werden kann, das angeschlossene Torblatt auf, so fährt der
Antrieb so lange, bis einer der Stromabnehmer auf den isolierenden
Bereich der Stromschiene auffährt.
Dadurch wird der Stromkreis zu dem Antriebsmotor unterbrochen. Dieses
bedeutet, dass der Antriebsmotor zum Stillstand kommt, das Tor befindet
sich z. B. in der "Auf-Position". Bei einem anschließenden Zufahrbefehl,
der wiederum von einem Taster oder einer funkgesteuerten Fernbedienung
gegeben werden kann, wird automatisch in dem Steuergerät eine Umpolung der
Polarität
des den Gleichstrommotor versorgenden Gleichstromes bewirkt. Dieses
hat zur Folge, dass aufgrund der antiparallel geschalteten Dioden der
Antriebsmotor über
den zweiten Stromabnehmer, der sich nicht auf dem elektrisch isolierenden
Material befindet, in einer gegensinnigen Polung beaufschlagt wird.
Die Folge ist, dass der Antriebsmotor seine Drehrichtung ändert und
das angeschlossene Torblatt wieder zufährt. Die für die Zufahrt notwendige Stromversorgung
wird so lange aufrechterhalten, bis der aktive Stromabnehmer auf
ein weiteres elektrisch isolierendes Material in der "Zu-Stellung" des Tores auffährt. Dieses
bewirkt in der "Zu-Stellung" eine Abschaltung
des Antriebsmotors. Das Garagentor ist somit verschlossen. Zum Öffnen des
Garagentores wird anschließend
bei einem erneuten Befehl zum Öffnen
die Polarität
wieder gewechselt. Ein solches Verfahren ist im Patentanspruch 13
beschrieben. In dem vorliegenden Fall kann deshalb von einer elektromechanischen
Trennung des Motorstromes gesprochen werden, wobei aufgrund des nicht
mehr fließenden
Motorstromes steuerungsseitig über
die microprozessorgesteuerte Steuerung eine permanente Abschaltung
des Motorstromes bewirkt wird. Eine solche Vorrichtung in Form nur
bereichsweise wirksamer Stromschienen ist in der Herstellung wesentlich
preiswerter und darüber
hinaus können
auch z. B. bei einer Reparatur eines Antriebes die Abschaltpunkte
von einem Laien ohne Aufwand verändert
werden. Neben der Kosteneinsparung der teuren Endschalter ist auch
der Montageaufwand deutlich geringer, da keine zusätzlichen
Kabel für
die Unterbrechung der Energieversorgung verlegt werden müssen. Ferner
wird gleichzeitig eine Fehlbedienung bei der Montage ausgeschlossen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1:
Eine Schaltungsanordnung für
einen elektromechanischen An trieb mit drei Stromleitern
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2:
Eine zweite Ausführung
mit zwei Stromleitern in der Offen- Position
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3:
Wie 2, jedoch in der Zu-Position
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4:
Eine dritte Ausführung
einer Schaltungsanordnung
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5:
Ein Detailausschnitt eines Endbereiches eines Stromleiters
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6:
Einen Ausschnitt eines Stromleiters im Endbereich in einer zweiten
Ausführungsform
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Bei
der nachfolgenden Beschreibung ist in den Figuren nur das angegeben
worden, was erfindungsrelevant ist. Zum besseren Verständnis sind deshalb
alle Dinge, wie Führungsschiene
und der gesamte mechanische Aufbau, nicht dargestellt.
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Das
Ausführungsbeispiel
der 1 zeigt ein Schaltschema eines elektromechanischen
Antriebes für
ein Tor, bei der ein Fahrweg X dargestellt ist, bei dem die Endabschaltung
eines verwendeten Antriebsmotors 1 in den Endbereichen "auf" und "zu" nicht durch Endabschalter
unterbrochen wird.
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Von
einem Steuergerät 4 gehen
zwei Anschlussleitungen 16 und 17 ab. Die Anschlussleitung 16 wird
dabei mit einer Stromschiene 8 verbunden. Die Anschlussleitung 17 teilt
sich auf zwei Stromschienen 6 und 7 auf. Auf der
Stromschiene 6 befindet sich eine Abdeckung oder ein Schaltstück 5,
welches die Position "Tor
zu" wiedergibt.
Ab diesem Punkt beginnt die Fahrstrecke X und erstreckt sich bis
zu einer Abdeckung 9 oder einem Schaltstück für die Position "Tor auf". Die Abdeckung 9 befindet
sich dabei auf der Stromschiene 7. Es wird deutlich, dass die
Stromschienen 6 und 7 jeweils die gleiche Polarität haben.
Der Antriebsmotor 1 ist über eine Anschlussverbindung 14 mit
einem Stromabnehmer 12 verbunden, der mit der Stromschiene 8 zusammenwirkt.
Ein weiterer Anschluss des Antriebsmotors 1 wird über eine
Anschlussverbindung 15 mit Dioden 2 und 3 verbunden.
Diese Dioden 2 und 3 sind antiparallel gegeneinander
geschaltet, so dass in der Darstellung die Kathode der Diode 3 mit
der Anode der Diode 2 und gleichzeitig an der Anschlussverbindung 15 aufliegen.
Die Anode der Diode 3 ist dabei über eine Verbindung mit einem
Stromabnehmer 10 verbunden. Der Stromabnehmer 10 steht
in Wirkverbindung mit der Stromschiene 6. Die Kathode der
Diode 2 ist mit einem Stromabnehmer 11 verbunden,
der in dem Ausführungsbeispiel
der 1 mit der Abdeckung bzw. dem Schaltstück 9 in
Berührung
steht. Durch die Darstellung wird deutlich, dass in dieser Stellung,
nämlich "Tor auf", der Antriebsmotor
nicht mit entsprechender elektrischer Energie versorgt wird, weil
der Stromabnehmer 11 nicht in Kontakt mit der Stromschiene 7 steht.
Als stromführende
Einrichtung 13 werden insgesamt die Stromschienen 6, 7 und 8 angesehen.
Diese sind für
den ordnungsgemäßen Betrieb
und damit für
den Fahrweg X des Antriebsmotors 1 zuständig.
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Um
das Garagentor wieder in die Schließstellung zu bringen, wird
nun auf Grund eines Tasterbefehles bzw. einer funkgesteuerten Fernbedienung die
Polarität
des Steuergerätes 4 gegenüber der
Polarität
der Aufbewegung des Tores gewechselt. Dies bedeutet in dem Ausführungsbeispiel
der 1, dass bei der Aufbewegung an der Anschlussleiste 17 ein
Minuspotential und an der Anschlussleiste 16 ein Pluspotential
gelegen haben. Durch die Änderung der
Polarität
wird bei der Zubewegung nun an der Anschlussleiste 17 ein
Pluspotential und an der Anschlussleiste 16 ein Minuspotential
anliegen. Dadurch ist der Antriebsmotor 1 in der Lage, über den Stromabnehmer 10 in
Verbindung mit der auf Durchgang geschalteten Diode 3 sich
in Bewegung zu setzen. Das auch auf der Stromschiene 7 anliegende Pluspotential
kann über
den Stromabnehmer 11 nicht an den Antriebsmotor 1 gelangen,
da die Diode 2 diese Stromrichtung sperrt.
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In
dem Ausführungsbeispiel
der 2 wird eine Ausführung wiedergegeben, bei der
an der Anschlussleitung 16 die Stromschiene 8 angeschlossen und
an der Anschlussleitung 17 eine Stromschiene 18 angeschlossen
ist. Dieses Ausführungsbeispiel beinhaltet
demzufolge nur zwei Stromschienen 8 und 16. Der
Aufbau des Antriebsmotors 1 mit seinen Dioden 2 und 3 ist
analog der Ausführung
der 1. Jedoch sind die Stromabnehmer 10 und 11 beide
auf der Stromschiene 18. In der 2 wird die
Endstellung des Tores "Auf" wiedergegeben, weil
der Stromabnehmer 11 auf dem Schaltstück 9 aufliegt. Beim Anliegen
einer negativen Polung auf der Anschlussleitung 17 kann
somit eine weitere Bewegung des Antriebsmotors 1 nicht
erfolgen, da die Diode 3 mit dem Stromabnehmer 10 eine
Weiterleitung an den Motor über
die Anschlussverbindung 15 unterbindet. Zwischen den Abdeckungen 5 und 9 erstreckt
sich wieder der Fahrweg X. Bei einer Umpolung des Steuergerätes 4 kann
eine Fahrbewegung des Antriebsmotors 1 dann wiederum über den
Stromabnehmer 10 und die Diode 3 bei positiver
Polung erfolgen.
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Die
Endstellung "Tor
zu" zeigt die 3,
bei der der Stromabnehmer 10 auf die Abdeckung 5 aufgefahren
ist und somit bei positiver Polung der Strom schiene 18 eine
Unterbrechung erfolgt und über
den Stromabnehmer 11 die Diode 2 ihre Sperrwirkung
entfaltet.
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Das
Massepotential wird über
die Stromschiene 8 mit der Anschlussleitung 16 des
Steuergerätes 4 verbunden.
Die Stromschiene 8 kann über eine zusätzliche
Stromschiene sowie über
die Motoranbindung und das Tor (Torverbindung, Torblatt, Torzarge,
Führungsschiene
usw.) hergestellt werden. Gemäß der Beschreibung
von 2 erfolgt die Umsteuerung in die Richtung „Tor-zu".
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
ist der 4 zu entnehmen. Die mit dem
Motor 1 hergestellte Anschlussverbindung geht zum einen
direkt auf den Stromabnehmer 11, der in Kontakt mit der
Stromschiene 18 steht. Elektrisch parallel dazu ist über die Diode 2 der
Stromabnehmer 10, der auch auf der Stromschiene aufliegt,
geschaltet. Die Diode 2 ist dabei von dem Steuergerät 4 aus
gesehen in Sperrrichtung geschaltet.
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Die
Anschlussverbindung 15 (rechte Seite des Motors 1)
geht direkt auf den Stromabnehmer 12, der auf dem Schaltstück 9 aufliegt
und damit keinen Kontakt mit der Stromschiene 8 hat. Parallel
zu dem Stromabnehmer 12 ist ein Stromabnehmer 24 gleichzeitig
an der Anschlussleitung 15 angeschlossen. Jedoch befindet
sich von dem Steuergerät
aus gesehen bei einem positiven Signal auf der Stromschiene 8 eine
Diode 3 in Durchlassrichtung geschaltet hinter dem Stromabnehmer 24,
jedoch vor dem Parallelanschluss zum Stromabnehmer 12.
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Aufgrund
der Darstellung der 4 würde sich der Motor 1 nach
links bewegen, wenn auf der Stromschiene 18 ein Pluspotential
und auf der Stromschiene 8 ein Minuspotential liegen würde.
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Die
vorgenannte Beschreibung zeigt, dass ohne Endschalter und deren aufwändige Verkabelung
eine exakte Bewegung des Antriebsmotors 1 in Verbindung
mit den Dioden 2 und 3 und als Ausführung eines
Gleichstrommotors möglich
ist.
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In
der 5 ist ein Detail an einer Stromschiene 6, 7, 8 oder 18 dargestellt,
die auf einem Isolierträger 23 aufgebracht
ist. Um den genauen Schaltpunkt und damit die entsprechende Position des
Tores (Tor auf und Tor zu) zu erfassen, kann das Schaltstück 5, 9 in
Form einer Abdeckung, z.B. durch eine Klebeverbindung 19 auf
der Stromschiene 6, 7, 8 oder 18 aufgebracht
werden. Wie ferner die Darstellung zeigt, wird beim Auffahren der
Stromabnehmer 10, 11, 12 eine Unterbrechung
des Stromkreises zum Antriebsmotor 1 erfolgen. Die Position
der Abdeckung 5, 9 kann in die Bewegungsrichtungen 21 und 22 stufenlos
erfolgen.
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An
dem Ausführungsbeispiel
der 6 kann beispielsweise die Stromschiene 6, 7, 8, 18 auch
als Kraftübertragungsmittel
in Form eines elektrisch leitfähigen
Seiles oder einer Kette zur Anwendung kommen. Es versteht sich,
dass in dieser Ausführung dann
dies Schaltstück 5, 9 nicht
aufgeklebt werden kann. Es wird deshalb vorgeschlagen, ein das stromführende Teil 6, 7, 8, 18 umfassendes
Schaltstück 5, 9 gemäß der 5 zu
verwenden. Zur genauen Positionierung kann beispielsweise ein Befestigungselement 20 in
Form einer Schraube verwendet werden.
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- 1
- Antriebsmotor
- 2
- Diode
- 3
- Diode
- 4
- Steuergerät
- 5
- Abdeckung,
Schaltstück
(Tor zu)
- 6
- Stromschiene
- 7
- Stromschiene
- 8
- Stromschiene
- 9
- Abdeckung,
Schaltstück
(Tor auf)
- 10
- Stromabnehmer
- 11
- Stromabnehmer
- 12
- Stromabnehmer
- 13
- Stromführende Einrichtung
- 14
- Anschlussverbindung
- 15
- Anschlussverbindung
- 16
- Anschlussleitung
- 17
- Anschlussleitung
- 18
- Stromschiene
- 19
- Klebeschicht
- 20
- Befestigungselement
- 21
- Bewegungsrichtung
- 22
- Bewegungsrichtung
- 23
- Isolierträger
- 24
- Stromabnehmer
- X
- Fahrweg