DE10300216A1

DE10300216A1 - Magnetische Rastvorrichtung für Schiebetüren

Info

Publication number: DE10300216A1
Application number: DE2003100216
Authority: DE
Inventors: Peter-Klaus Prof.Dr.sc.tech.Dr.h.c. Budig
Original assignee: ELEK SCHE AUTOMATISIERUNGS und; Elektrische Automatisierungs- und Antriebstechnik Eaat Chemnitz GmbH
Current assignee: ELEK SCHE AUTOMATISIERUNGS und; Elektrische Automatisierungs- und Antriebstechnik Eaat Chemnitz GmbH
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2004-07-22

Abstract

Elektromagnetische Rasteinrichtung an den Enden der Bewegungsstrecken von Türen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass Abschnitte der Bewegungsstrecke vorliegen, die abgesenkt oder angehoben werden können und dabei in mechanischen Rasteinrichtungen fixiert werden. Die Bewegungen können durch elektromagnetische Aktuatoren aber auch mittels magnetischer Felder realisiert werden, dabei kommen elektromagnetische oder permanentmagnetische Systeme zur Anwendung.

Description

Schiebetüren finden breite Anwendung in solchen Gebieten wie z. B.: Aufzüge, Krankenhäusern, Geschäften und Kaufhäusern, Flughäfen, Industrieanlagen, mobilen Geräten wie Eisenbahnwagen und Schiffen.
Die Anwendungsbreite wird ständig größer, da vor allem bei hoher Verkehrsdichte mit Scharnieren versehene Türen in den Verkehrsstrom hineinragen und diesen stören. Die Türen können so aufgebaut sein, dass sie nur ein bewegtes Teil haben aber auch so, dass sie zwei oder ein ganzzahliges Vielfaches von zwei einzelne Türsegmente haben. Diese können in gleicher Richtung zum Öffnen oder Schließen oder zueinander entgegengesetzt bewegt werden. Das Türsegment oder die Türsegmente werden fast immer an der Oberseite gelagert. Grundsätzlich ist deren Lagerung auch an der Unterseite möglich. An der der Lagerung gegenüberliegenden Seite erfolgt im Allgemeinen die Führung der Türsegmente mittels Gleitsteinen, die in einer Schienenanordnung geführt werden. Die Gleitsteine haben die Aufgabe die Türsegmente bei Belastung durch Wind oder Berührung durch Menschen, Tiere oder Güter in der senkrechten Lage zu halten.
Aus sicherheitstechnischen Überlegungen sind die Türsegmente in den Positionen „Geschlossen" und „Offen" zu arretieren. Das erfolgt durch Mechanismen die mittels Drehbewegung um einen Zapfen beweglich sind und die beim Einfahren in eine der o.a. beschriebenen Endstellungen mechanisch einrasten und dabei häufig auch noch einen elektrischen Sicherheitskontakt schließen. Die Türen sind in diesen Endlagen verriegelt. Dieser Schließvorgang ist mit Geräuschentwicklung verbunden. Die Verriegelungsmechanik erfordert Einbauvolumen welches die mechanischen Abmessungen des stehenden Teiles der der Schließvorrichtung – der Tür – erheblich mit bestimmt. Die Lagerung der Türsegmente erfolgt mittels Rollenlager. Auch diese verursachen Geräusche. Sie laufen auf einer Führungsschiene, die sich über die gesamte Länge der Öffnungsbewegung erstreckt.
Die Nachteile sollen erfindungsgemäß vermieden werden.
Die Rastung der Türsegmente soll daher so erfolgen, dass in den Endlagen „Offen" und „Geschlossen" die o.a. Führungsschiene zum Zweck des Einrastens angehoben oder abgesenkt werden kann. Das kann mittels elektromagnetisch betätigter Aktuatoren erfolgen. Diese werden in Ihrer Funktion dadurch ausgelöst, dass beim Einfahren in die Endlage die Aktuatorfunktion durch einen Lagesensor ausgelöst wird. Im Fall des Herausfahrens aus der Endlage wird das entsprechende Signal vom Steuerrechner des Türantriebes ausgelöst. Um eine mechanisch bewegte Anordnung zu vermeiden, kann in den Endbereichen der Bewegungen die Lagerung durch ein magnetisches Tragsystem übernommen werden, welches die Einrastung in der jeweiligen Endlage dadurch realisiert, dass die Lagerebene um den Betrag abgesenkt oder angehoben wird, der zum Einrasten erforderlich ist. Das magnetische Tragsystem kann anziehende oder abstoßende Kräfte nutzen. Im ersten Fall wird ein elektromagnetisches System und im zweiten Fall ein permanentmagnetisches System verwendet.
Das elektromagnetische System besteht aus einem langen aber schmalen Elektromagneten dem eine ferromagnetische Schiene gegenüber steht. Diese wird vom Elektromagneten angezogen. Der Abstand beider zueinander kann durch den Erregerstrom des genannten Elektromagneten verändert werden. Er wird mittels Sensoren gemessen und der Steuerelektronik des Tragsystems zugeleitet, so dass der genannte Abstand geregelt werden kann. Beim Erreichen der Endlagen wird die Regelung des Elektromagneten im Lagesollwert so verändert, dass das Einrasten erfolgen kann. Im Allgemeinen wird eine Absenkbewegung zum Einrasten verwendet werden.
Wird ein permanentmagnetisches Lagersystem verwendet, so sind abstoßende Kräfte zu nutzen. Es befinden sich dann Permanentmagnete sowohl im bewegten als auch im stehenden Teil der Lagerung. Die Permanentmagneten werden so dimensioniert, dass eine gewünschte Schwebehöhe erreicht wird. Das Einrasten erfolgt durch Absenken der Lagerung nach Erreichen der jeweiligen Endlage. Hierzu muss das magnetische Feld wenigstens in einem der beiden Magnetteile verringert werden. Das erfolgt mit Hilfe einer Entmagnetisierungsspule, die eine solche Durchflutung aufbringt, dass der gewünschte Entmagnetisierungseffekt erreicht wird. Dabei ist es ausreichend einen Stromimpuls aufzubringen, dessen Standzeit in der Größenordnung von Millisekunden liegt. Um den abgesenkten Teil wieder anzuheben wird wiederum ein Stromimpuls verwendet, dessen Vorzeichen nun aber umgekehrt wie beim Absenken ist. Die Entmagnetisierunsspule kann im stehenden oder bewegten Teil der Traganordnung untergebracht sein. In der abgesenkten Position wird das Tragsystem mechanisch definiert aufgenommen. Es ist möglich dabei auch gleichzeitig elektrische Kontakte zu schließen. Diese werden dann beim Anheben wieder geöffnet.
Da die Bewegungswege nur wenige Millimeter betragen, tritt kein wesentlicher Bedarf an Einbauvolumen auf. Geräusche werden durch die magnetische Lagerung und deren Funktionen nicht erzeugt.
Der Gedanke der magnetischen Rastung kann konsequenterweise weiter verfolgt werden. Die Rollenlagerung kann entlang der gesamten Fahrbahn durch ein magnetisches Schwebesystem ersetzt werden. Dieses kann wie oben beschrieben, elektromagnetisch oder permanentmagnetisch arbeiten. Die Wirkungsweise entspricht dem, was unter der Rastfunktion beschrieben wurde. Zu beachten ist, dass sich die permanentmagnetische Lagerung in einem labilen Gleichgewicht befindet. Daher sind seitliche Führungsrollen erforderlich, die quer zur Bewegungsrichtung in der Horizontalen wirksam sind. Die aufzunehmenden Kräfte liegen im Bereich kleiner ein Newton.
Die magnetische Lagerung entlang der gesamten Führungsbahn kann in den Raststellungen das gleiche Funktionsprinzip, wie in der übrigen Bahn besitzen. Es kann jedoch auch das jeweils andere Prinzip angewendet werden. Es entstehen die folgenden Kombinationsmöglichkeiten.

Fahrbahn Raststellung

elektromagnetisch elektromagnetisch

permanentmagnetisch elektromagnetisch

elektromagnetisch permanentmagnetisch

permanentmagnetisch permanentmagnetisch
Die magnetische Lagerung bietet den Vorteil der Geräuschlosigkeit. Im Folgenden wird die Lösung an einem Beispiel beschrieben.
Rastung in den Endlagen.
Ein Endstück 1 einer Führungsbahn wird durch einen 2 oder mehrere 3 elektromagnetische Aktuatoren angehoben 1 oder abgesenkt. In Raststellung wird das bewegte Teil 2 mechanisch durch eine geeignete Aufnahme 3 fixiert.
Magnetisch realisierte Rastbewegung, mit elektromagnetischem Tragsystem
In 2 befindet sich ein Elektromagnet 1 der das ferromagnetische Gegenstück 2 anzieht. Der Abstand beider zueinander – der Luftspalt – wird mit dem Sensor 3 gemessen und mittels einer elektrischen Erregereinheit 4 auf den gewünschten Sollwert geregelt. Die mechanische Fixierung erfolgt, wie in 1 dargestellt.
Magnetisch realisierte Rastbewegung mit permanentmagnetischem Tragsystem
In 3 sind die beiden permanentmagnetischen Leisten 1 und 2 dargestellt. Die seitliche Führung übernehmen die Rollen 3. Die Entmagnetisierungsspule 4 gestattet es, eines der Magnetfelder – in der Darstellung das der oberen Magnetleiste – zu schwächen. Die andere Magnetleiste sinkt in die Rastlage ab. Die mechanische Fixierung erfolgt, wie in 1 dargestellt. Zum Anheben wird die Entmagnetisierungsspule 4 zur Verstärkung des magnetischen Feldes der oberen Magnetleiste verwendet. Schwächung und Verstärkung des genannten Magnetfeldes erfolgt mittels der Impulsstromquelle 5.
Magnetisch realisierte Rastbewegung im elektromagnetischen oder permanentmagnetischen Tragsystem
Längs der gesamten Fahrbahn 1 in 4 befindet sich ein elektromagnetisches oder permanentmagnetisches Tragsystem dessen Endpartien 2 und 3 mit den Rasteinheiten 4 und 5 versehen sind. Deren Funktionsweise wurde oben beschrieben. Die mechanische Fixierung erfolgt, wie in 1 beschrieben.

Claims

Vorrichtung zum Fixieren einer Schiebetür in definierter Lage dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn der Tür an der Stelle, an der fixiert werden soll, der Teil der Führungsbahn gegenüber dem übrigen Teil der Führungsbahn abgesenkt oder angehoben, also senkrecht bewegt wird indem des besagte Teil durch mechanische oder elektromagnetische Funktionsgruppen angetrieben eine senkrechte Bewegung auszuführen gestattet.
Vorrichtung zum Fixieren einer Schiebetür in definierter Lage dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der horizontalen Bewegung das bewegte Teil der Schiebetür zu Zweck des Festhaltens in einer definierten Lage in einer mechanischen Fixiervorrichtung aufgenommen wird.
Vorrichtung zum Fixieren einer Schiebetür in definierter Lage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Führungsbahn mittels eines mit Elektromotors angetriebenen Mechanismus senkrecht bewegt werden kann.
Vorrichtung zum Fixieren einer Schiebetür in definierter Lage dadurch gekennzeichnet, dass der Teil der Führungsbahn, in dem die senkrechte Bewegung erfolgen soll ein magnetisches Tragsystem besitzt, dessen Luftspalt veränderbar ist, so dass die senkrechte Bewegung erfolgen kann.
Vorrichtung zum Fixieren einer Schiebetür in definierter Lage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Tragsystem ein elektromagnetisches System ist.
Vorrichtung zum Fixieren einer Schiebetür in definierter Lage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Tragsystem ein permanentmagnetisches System ist.
Vorrichtung zum Fixieren einer Schiebetür in definierter Lage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Fahrbahn ein magnetisches Tragsystem besitzt dessen Teil, an denen definiertes Anhalten erfolgen muss, eine Vorrichtung zur Ausführung senkrechter Bewegungen besitzt.
Vorrichtung zum Fixieren einer Schiebetür in definierter Lage nach Anspruch 1 und 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Ausführen der senkrechten Bewegung ein elektromagnetisches System ist.
Vorrichtung zum Fixieren einer Schiebetür in definierter Lage nach Anspruch 1 und 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Ausführen der senkrechten Bewegung ein permanentmagnetisches System ist.
Vorrichtung zum Fixieren einer Schiebetür in definierter Lage nach Anspruch 1 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass bei einem permanentmagnetischen Tragsystem der Luftspalt zum Zweck der Erzeugung einer senkrechten Bewegung mittels einer Zusatzerregung verändert werden kann.