DE19521538A1

DE19521538A1 - Gate or the like with an electric drive unit

Info

Publication number: DE19521538A1
Application number: DE19521538A
Authority: DE
Inventors: Thomas J Dipl Ing Hoermann
Original assignee: Hoermann KG Verkaufsgesellschaft
Current assignee: Hoermann KG Antriebstecknik
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1995-06-13
Publication date: 1997-01-09
Also published as: ATE199762T1; EP0748915A3; EP0748915A2; EP0748915B1; DE59606569D1

Abstract

The door has a door panel of one or more parts movable between open and closed positions. The drive shaft of the drive system (6,9) is connected to the door panel (2) whose distance moved is reproduced proportionately as a sequence of pulses (16) derived from rotation of a shaft in the drive system. The pulses are fed to a counter in an evaluation circuit (17,18) whose state is compared with stored values for previously entered door panel positions. When the signals coincide, the position signals are evaluated to produce control signals. A detector (11) of supply current variations in the running d.c. motor's commutator (10) produces the pulse sequence at its output.

Description

Die Erfindung betrifft ein Tor oder dergleichen Verschließeinrichtung mit einem mittels eines elektrischen Gleichstrommotor-Antriebsaggregates zwischen Schließ- und Offenstellung bewegbaren ein- oder mehrteiligen, Torblatt, an wel ches die Abtriebswelle des Antriebsaggregates getrieblich angeschlossen ist und dessen Bewegungsstrecke proportional durch eine Impulsfolge wiedergegeben wird, welche von der Drehbewegung eine Welle des Antriebsaggregates abgelei tet ist und die einer Zahleinrichtung in einer Auswerteschaltung zugeführt wird, deren Zählstände mit Speicherwerten für vorbestimmte bzw. zuvor eingegebene Torblattstellungen verglichen werden und bei Koinzidenz zu Steuersignalen für das Antriebsaggregat ausgewertet sind.The invention relates to a gate or the like closing device with a by means of an electric DC motor drive unit between Closing and open position movable single or multi-part, door leaf, on wel ches the output shaft of the drive unit is geared and whose movement distance is represented proportionally by a pulse train is which derives from the rotary motion of a shaft of the drive unit tet and which is fed to a payment device in an evaluation circuit, their counts with stored values for predetermined or previously entered Door leaf positions are compared and if there are coincidence with control signals for the drive unit are evaluated.

Unter den hier angesprochenen Toren oder dergleichen sollen neben eigentlichen Toren aller Art als Gebäude- oder Geländeabschluß auch Türen, Fenster, Rol laden, Markisen und so weiter verstanden werden, die einer motorischen Betäti gung zugänglich sind. Among the gates or the like mentioned here, in addition to actual ones All kinds of gates as building or area closure also doors, windows, Rol loading, awnings and so on are understood to be a motorized actuator are accessible.

Zur Vermeidung von in den Endlagen der Bewegungsstrecke des Torblattes an gebrachten Endschaltern hat man bereits die Bewegungsstrecke durch eine Impuls folge nachgebildet mit dem Erfolg, daß die Steuerung des Antriebes für die Ab schaltung der Torblattbewegung in den Endstellungen durch Zählen der bewegungsstreckenabhängigen Impulsfolge und Vergleich mit die Endstellungen markierenden Speicherwerten auf kleinstem Raume untergebracht werden kann, beispielsweise in demselben Gehäuse wie der Antriebsmotor. Die Speicherwerte können dabei nach Installation des Tores durch Verfahren des Torblattes mittels Handsteuerung bzw. niedriger Antriebsgeschwindigkeit - Schleichgang - unter einzelnen der dabei abgegebenen Impulsfolge den tatsächlichen Gegebenheiten entsprechend festgelegt werden.To prevent the door leaf from moving in the end positions brought limit switches you already have the movement distance by an impulse replicate with the success that the control of the drive for the Ab switching the door leaf movement in the end positions by counting the movement-dependent pulse train and comparison with the end positions marked storage values can be accommodated in the smallest space, for example in the same housing as the drive motor. The saved values can be installed after moving the door by moving the door leaf Manual control or low drive speed - creep speed - under individual of the pulse train given in the process the actual circumstances be determined accordingly.

Aufgrund der - spielfreien oder doch zumindest annähernd spielfreien - getriebli chen Verbindung zwischen Torblatt und Abtriebswelle des Antriebsaggregates ist die Zahl der Umdrehungen dieser und anderer Wellen des Antriebsaggregates eine entsprechend genaue Wiedergabe der Bewegungsstrecke des Torblattes. Da her wird die der Bewegungsstrecke entsprechende Impulsfolge oder Impulszahl durch einen Wandler erzeugt, der an eine der Wellen des Antriebsaggregates an geordnet ist. Dabei kann es sich um eine radial geschlitzte Scheibe handeln, auf deren Schlitzanordnung eine Lichtschranke ausgerichtet ist, so daß die umlaufen de Scheibe im Abstand der Schlitze am Ausgang der Lichtschranke Impulse er zeugt, oder es kann eine Magnetinduktionseinrichtung vorgesehen sein, bei der ein Dauermagnet mit einer Welle des Antriebes umläuft und in einer ortsfesten Spule Induktionsströme erzeugt. Diese bekannten Ausführungen sind hinsichtlich der besonderen Bauteile des Platzbedarfes, der Anfälligkeit gegen Verschmutzung etc. verhältnismäßig aufwendig. Auch ist die Auflösung, d. h. die Zahl der Impulse pro Streckenabschnitt beispielsweise einer Wellenumdrehung, eher ge ring, was der Genauigkeit des Einfahrens in die jeweilige Endstellung abträglich ist.Because of the - play-free or at least almost game-free - gearbox Chen connection between the door leaf and the output shaft of the drive unit the number of revolutions of this and other shafts of the drive unit a correspondingly accurate reproduction of the movement distance of the door leaf. There The pulse sequence or pulse number corresponding to the movement distance is obtained here generated by a converter on one of the shafts of the drive unit is ordered. This can be a radially slotted disc whose slot arrangement is aligned with a light barrier, so that they circulate de disk at the distance of the slots at the output of the light barrier testifies, or a magnetic induction device can be provided in which a permanent magnet rotates with a shaft of the drive and in a fixed one Coil generates induction currents. These known designs are regarding the special components of the space requirement, the susceptibility to contamination etc. relatively expensive. Also, the resolution, i.e. H. the number of Pulses per section of a wave revolution, for example, rather ge ring, which detracts from the accuracy of the retraction into the respective end position is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tor mit einem Gleichstrom-An triebsaggregat der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, dessen bewegungsstreckenabhängige Impulsfolgegewinnung wesentlich einfacher, raum sparend und betriebssicher ausgestaltet ist und eine hohe Auflösung gewähr leistet.The invention has for its object a gate with a direct current to provide drive unit of the type mentioned, whose Movement path dependent pulse train acquisition much easier, space is designed to be economical and reliable and guarantee a high resolution accomplishes.

Ausgehend von einem Tor mit Antrieb der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Detektoreinrichtung für die Erfassung von Speisestromänderungen des laufenden Gleichstrommotors, die durch dessen Kommutator veranlaßt sind, an deren Ausgang die der Bewegungs strecke proportionale Impulsfolge auftritt.Starting from a gate with drive of the type mentioned in the beginning Object achieved in that a detector device for the Detection of feed current changes of the running DC motor, the are caused by its commutator, at the output of which the movement distance proportional pulse train occurs.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß diese Vorgehensweise praktisch keine insbe sondere mechanischen Bauelemente benötigt, sondern vorhandene Einrichtungen, nämlich den Kommutator des Läufers des Gleichstrommotors, als Impulsbildner ausnutzt. Die Erzeugung der Impulsreihe geschieht also nur durch elektrotechni sche Weiterverarbeitung und damit kleinräumig, verschmutzungsunabhängig und somit wartungsfrei, wobei eine hohe Auflösung, nämlich eine der Segmentzahl des Kommutators entsprechende Anzahl von Impulsen pro Motorwellen umdrehung erreicht wird. Diese Eigenschaften sind vom besonderen Wert für den Torblattantrieb, weil dort kleinräumig und möglichst wartungsarm sowie mit möglichst genauem Anfahren der Endlagen gearbeitet werden muß. Dabei ist weiteren von besonderem Vorteil, daß die Festlegung der den Endstellungen des Torblattes entsprechenden Speicherwerte in einer Speichereinrichtung durch Zäh len mit eben der vorgeschilderten Impulsfolge zu Beginn des Torbetriebes und gegebenenfalls in zyklisch korrigierter Weise auch während der nachfolgenden Betriebszeit praktisch ohne weiteren Aufwand möglich ist.It is readily apparent that this approach is practically none special mechanical components are required, but existing facilities, namely the commutator of the rotor of the DC motor, as a pulse generator exploits. The pulse series is therefore only generated by electrical engineering further processing and thus small-scale, pollution-free and thus maintenance-free, with a high resolution, namely one of the number of segments number of pulses per motor shaft corresponding to the commutator revolution is reached. These properties are of special value for the Door leaf drive, because it is small in size and requires as little maintenance as possible approaching the end positions as precisely as possible must be worked. It is another of particular advantage that the determination of the end positions of the Door leaf corresponding storage values in a storage device by count len with just the impulse sequence described at the beginning of the door operation and if necessary in a cyclically corrected manner also during the following Operating time is practically possible without further effort.

Die mit dem Kommutator bewerkstelligte Stromwendung in den Wicklungs schleifen des Motorläufers macht sich in bekannter Weise als rhythmische Strom änderung im Speisestromkreis des Motorläufers bemerkbar, und zwar regelmäßig in Form eines durch die Kommutatorlamellenübergänge bedingten überlagerten Gleichstroms. Diese Speisestromänderung kann mittels eines Detektors erfaßt werden, wobei berührungslos arbeitende elektromagnetische Detektoren in Frage kommen. In besonders einfacher Weise wird ein Widerstandselement in den Speisestromkreis eingeschaltet, was grundsätzlich in Parallelschaltung zum Bürstenpaar des Kommutators geschehen könnte, vorzugsweise jedoch in Reihen schaltung zu diesen geschieht. Sofern das so gewonnene pulsierende Signal nicht ohne weiteres sicher genug verarbeitbar ist, läßt es sich aufbereiten, beispiels weise derart, daß man nach Ausfiltern oder Aussieben des Gleichstromanteiles eine Verstärkung und eine Impulsformung vornimmt. Die mit einem solchen An trieb besonders vorteilhaft zu betreibenden Tore sind insbesondere Garagen schwingtore, Deckengliedertore, Rolltore, Schiebetore und dergleichen. Insbe sondere solche die aufgrund des Gleichstrommotors und dessen einfacher Dreh zahlsteuerung mit gegenüber der Betriebsgeschwindigkeit niedrigerer Geschwin digkeit in eine oder beide Endlagen verfahrbar sind.The current reversal in the winding accomplished with the commutator Grinding the motor rotor is known as rhythmic current Change in the feed circuit of the motor rotor is noticeable, regularly in the form of a superimposed one caused by the commutator lamella transitions Direct current. This change in feed current can be detected by means of a detector be, with contactless working electromagnetic detectors in question come. In a particularly simple manner, a resistance element in the Supply circuit switched on, which is basically in parallel with the Brush pair of the commutator could happen, but preferably in rows circuit to these happens. Unless the pulsating signal thus obtained is not is easily processed safely enough, it can be processed, for example way so that after filtering or sifting the DC component amplification and pulse shaping. Those with such a type gates are particularly advantageous to operate are garages up-and-over doors, sectional gates, roller doors, sliding gates and the like. In particular special ones due to the DC motor and its simple rotation Number control with lower speed than the operating speed can be moved to one or both end positions.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungs beispieles nachstehend näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the embodiment shown in the drawing example explained in more detail below. Show it:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt senkrecht zur Fläche der Garagenöffnung mit sche matischer Wiedergabe eines Tores und dessen Antriebsaggregat; Figure 1 is a vertical section perpendicular to the surface of the garage opening with cal matic rendering of a gate and its drive unit.

Fig. 2 eine schematische Schaltskizze für die Ableitung und Aufbereitung einer durch Kommutatordrehung erzeugten, wegstreckenabhängigen Impulsfolge. Fig. 2 is a schematic circuit diagram for the derivation and preparation of a path sequence-dependent pulse train generated by commutator rotation.

Fig. 1 zeigt ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Garagentor in schematischer Halb offen-Stellung im Bereich einer Garageneinfahrt, dessen über Kopf bewegbares Torblatt (2) - Schwingtorblatt - mittels im Bereich der oberen Innenkante gelager ten Rollen in horizontalen Führungsschienen und im übrigen durch ein Lenk gestänge 4 in bekannter Weise geführt ist und an dem eine Gewichtsausgleichs feder 5 angreift. Die horizontale Führungsschiene 3, der Lenker 4 und der Feder 5 sind nur hinsichtlich eines Seitenbereiches des Tores dargestellt und in gleicher Weise für die andere Torseite vorgesehen. Fig. 1 shows a garage door generally designated 1 in a schematic semi-open position in the area of a garage entrance, the overhead door leaf ( 2 ) - swinging door leaf - by means of bearings in the region of the upper inner edge in horizontal guide rails and otherwise by a steering linkage 4 is guided in a known manner and on which a weight compensation spring 5 engages. The horizontal guide rail 3 , the link 4 and the spring 5 are only shown with respect to one side region of the door and are provided in the same way for the other side of the door.

In Deckenbereich der Garage ist in bekannter Weise ein insgesamt mit 6 be zeichnetes Antriebsaggregat ortsfest angeordnet, das eine Schlittenführungs schiene 7, die sich parallel zu den horizontalen Führungsschienen 3 erstreckt, und ein Antriebsgehäuse 8 aufweist. In der Schlittenführungsschiene 7 ist ein Schlit ten längsverschiebbar geführt, der einerseits an einer in der Schiene als Endlos kette oder Endlosband ausgebildeten Verschiebeeinrichtung befestigt ist und andererseits über ein Lenkgestänge mit dem Torblatt in Verbindung steht. Die Transporteinrichtung wird von der Antriebswelle eines Gleichstrommotors mit anschließendem Getriebe derart hin- und hergehend bewegt, daß der Schlitten in der Schlittenführungsschiene zwischen zwei Endstellungen verschiebbar ist, in deren einer das angeschlossene Torblatt in seiner Schließstellung und in deren anderer in seiner Offenstellung ist. Der Gleichstrommotor mit anschließendem Getriebe sowie eine Steuerungseinrichtung für das Verfahren des Torblattes be finden sich im Antriebsgehäuse 8.In the ceiling area of the garage in a known manner, a drive unit with a total of 6 be arranged, which has a slide guide rail 7 , which extends parallel to the horizontal guide rails 3 , and a drive housing 8 . In the slide guide rail 7 is a Schlit th longitudinally guided, which is attached to a chain or endless belt formed in the rail as a sliding device and on the other hand is connected via a steering linkage with the door leaf. The transport device is moved back and forth by the drive shaft of a direct current motor with a subsequent gear such that the slide can be moved in the slide guide rail between two end positions, in one of which the connected door leaf is in its closed position and in the other in its open position. The DC motor with subsequent gear and a control device for moving the door leaf can be found in the drive housing 8 .

Fig. 2 zeigt ein schematisiertes Blockschaltbild für die Gewinnung der bewegungsstreckenabhängigen Impulsfolge. Zu diesem Zwecke ist in den Speise stromkreis für den Gleichstrommotor 9, dessen Kommutator 10 zur Verdeutli chung neben dem Motorsymbol wiedergegeben ist, eine Detektoreinrichtung 11 derart eingeschaltet, daß in Reihe zu dem Kollektor 10 des Motors 9 ein Wider stand 12 in den Speisestromkreis eingeschaltet ist, an welchem die bei laufenden Motor durch die Lamellenübergänge des Kommutators 10 bzw. die Stromwen dung in den an die Lamellen angeschlossenen Windungen der Rotorwicklung er zeugten Speisestromänderungen als entsprechend modelliertes Gleichstromsignal auftritt, wie dies unterhalb des Widerstandselementes 12 grafisch angedeutet ist. Das modellierte Signal wird abgegriffen und über ein Siebglied - hier ein Kondensator - geleitet, so daß der Gleichstromanteil entfällt und die Stromände rung als Wechselstromsignal auftritt, wie dies zwischen dem Kondensator 13 und einem sich daran anschließenden Verstärker 14 grafisch angedeutet ist. Die ver stärkten Signale werden einem Schmitt-Trigger 15 zugeleitet, an dessen Ausgang die Impulsfolge als Rechteckimpulsreihe 16 auftritt. Diese Impulsfolge wird in die Zähleinrichtung 17 eingegeben und hinsichtlich der jeweils erreichten Werte mit gespeicherten Werten verglichen, die die Endstellungen des Torblattes ange ben, was durch den Prozessor 18 symbolisiert ist. Bei Übereinstimmung von Zählerstand und Speicherwert wird ein Abschaltsignal erzeugt, des den Speise stromkreis für den Gleichstrommotor 9 unterbricht. Fig. 2 shows a schematic block diagram for the acquisition of the motion-dependent pulse train. For this purpose, in the feed circuit for the DC motor 9 , the commutator 10 is shown next to the motor symbol for clarification, a detector device 11 is switched on in such a way that a row 12 to the collector 10 of the motor 9 was turned on in the supply circuit At which the running current through the lamella transitions of the commutator 10 or the Stromwen application in the windings of the rotor winding connected to the lamellae, it generates feed current changes as a correspondingly modeled direct current signal, as is indicated graphically below the resistance element 12 . The modeled signal is tapped and passed through a filter element - here a capacitor - so that the direct current component is eliminated and the current change occurs as an alternating current signal, as is indicated graphically between the capacitor 13 and an adjoining amplifier 14 . The amplified signals are fed to a Schmitt trigger 15 , at the output of which the pulse train occurs as a rectangular pulse train 16 . This pulse sequence is entered into the counter 17 and compared with respect to the values achieved in each case with stored values which indicate the end positions of the door leaf, which is symbolized by the processor 18 . If the counter reading and the stored value match, a switch-off signal is generated which interrupts the feed circuit for the DC motor 9 .

Das Symbol 9 für den Gleichstrommotor betrifft nur dessen Rotorspeisung und sagt über die Ausgestaltung des Stators nichts aus. Dieser kann beliebig ausgebil det sein. Aufgrund der Ankopplung der Motorwelle getrieblich an das Torblatt ist die Drehzahl der Motorwelle bzw. dessen Drehbewegung allgemein ein synchrones Abbild der Bewegungsstrecke des Torblattes. Die bei laufenden Motor 9 durch die Stromwendung in den Rotorspulen erzeugten Stromspitzen entsprechen in der Zahl ihrer Aufeinanderfolge somit synchron der Drehbewe gung des Rotors und damit der Bewegungsstrecke des Torblattes. Aufgrund der Vielzahl von Kollektorlamellen ergibt sich somit eine hohe Auflösung für die Drehbewegung der Rotorwelle und damit die Torblattbewegungsstrecke. Wo durch eine genauere Ansteuerung der Endstellungen des Torblattes wie auch eine genaue Festlegung der diesen Endstellungen entsprechenden Speicherwerte im Zuge der Einrichtung des Torbetriebes gegeben ist.The symbol 9 for the DC motor relates only to its rotor supply and says nothing about the design of the stator. This can be designed as desired. Due to the coupling of the motor shaft to the door leaf in terms of gear, the speed of the motor shaft or its rotational movement is generally a synchronous image of the movement distance of the door leaf. The current peaks generated by the current reversal in the rotor coils when the motor 9 is running correspond in number to one another in synchronism with the rotational movement of the rotor and thus the movement distance of the door leaf. Due to the large number of collector slats, this results in a high resolution for the rotary movement of the rotor shaft and thus the door leaf movement distance. Where there is a more precise control of the end positions of the door leaf as well as a precise definition of the stored values corresponding to these end positions in the course of setting up the door operation.

Claims

1. gate or the like closing device with a by means of an electric DC motor ( 9 ) - drive unit ( 6 ) movable between closed and open position one or more parts, door leaf ( 2 ), to which the output shaft of the drive unit is connected by gear and its movement distance proportional by a pulse sequence ( 16 ) is reproduced, which is derived from the rotational movement of a shaft of the drive unit ( 6 ) and which leads to a counting device ( 17 ) in an evaluation circuit ( 17 , 18 ), the counts with stored values for predetermined or previously entered Door leaf positions are compared and if there are coincidence with control signals for the drive unit ( 6 ) are evaluated, characterized by a detector device ( 11 ) for the detection of feed current changes of the running DC motor ( 9 ), which are caused by its commutator ( 10 ), at the output thereof that of movement The proportional pulse train ( 16 ) occurs.

2. Gate according to claim 1, characterized in that the detector device ( 11 ) has an electrical resistance element ( 12 ).

3. Gate according to claim 2, characterized in that the electrical resistance element ( 12 ) is connected in series to the commutator ( 10 ) of the DC motor ( 9 ).

4. Gate according to one of claims 1 to 3, characterized in that the detector device ( 11 ) has a sieve member ( 13 ).

5. Gate according to one of claims 1 to 4, characterized in that the detector device ( 11 ) has a pulse shaper, for example Schmitt trigger ( 15 ).

6. Gate according to one of claims 1 to 5, characterized in that the door leaf as a movable overhead swing door leaf ( 2 ) is formed out.

7. Gate according to one of claims 1 to 5, characterized, that the door leaf is designed as a ceiling link door leaf.

8. Gate according to one of claims 1 to 7, characterized in that the door leaf ( 2 ) is controlled by means of the DC motor ( 9 ) at a reduced speed compared to the rest of the speed in the closed and / or open position.