DE19537304A1 - Antriebssystem für Verschließelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für Verschließelemente, vorzugsweise für Tore, Türen, Rolläden oder Fenster.

Angetriebene Verschließelemente bieten den Vorteil, daß sie über eine Fernsteuerung ansteuerbar sind. Im Fall von angetriebenen Garagentoren können diese beispielsweise bequem vom Auto aus durch eine Fernsteuerung geöffnet oder geschlossen werden.

Ein Nachteil von angetriebenen Verschließelementen besteht allerdings darin, daß diese in der Regel nur durch die selbsthemmende Wirkung des Antriebssystems gegen unbefugtes Öffnen gesichert sind. Zusätzliche mechanische Verschlußsysteme, wie z. B. Schlösser mit Verriegelungsbolzen, bieten zwar in Ergänzung zu der selbsthemmenden Wirkung einen ausreichenden Schutz, führen allerdings zu einer aufwendigen Konstruktion und zu einer komplizierten Handhabung beim Verschließen und Öffnen des Verschließelements.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein angetriebenes Verschließelement zusätzliche Sicherungsmaßnahmen gegen unbefugtes Öffnen mit einem geringen konstruktiven Aufwand vorzusehen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung führt dazu, daß bei dem Versuch, das Verschließelement zu öffnen, dieses mit einer Schließkraft als Gegenkraft beaufschlagt wird.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Antriebssystems besteht insbe­ sondere darin, daß eine zusätzliche elektronische Überwachung des Schließelements erfolgt und daß ein aktives Schließen des Ver­ schließelements bei einem Einbruchsversuch möglich ist. Die Si­ cherheit des angetriebenen Verschließelements kann somit durch einfache konstruktive Maßnahmen wirksam erhöht werden.

Seinem grundsätzlichen Aufbau nach benötigt das erfindungsgemäße Antriebssystem einen Motor zum Antreiben des Verschließelements, einen Positionsgeber zum Erfassen bestimmter Positionen des Ver­ schließelements und eine Steuereinheit, die die Signale des Posi­ tionsgebers verarbeitet und die den Motor ansteuert. Bei dem Motor handelt es sich zweckmäßigerweise um einen Elektromotor, der in seiner Drehrichtung umschaltbar ist und der über ein Unter­ setzungsgetriebe und eine entsprechende Mechanik das Verschließ­ element antreibt. Das Antriebssystem weist außerdem eine Bedien­ einheit auf, die es befugten Personen erlaubt, das Verschließ­ element zu öffnen oder zu schließen. Diese Bedieneinheit kann zum Beispiel einen Schalter umfassen, der mit einem Schlüssel oder auch mit einer geeigneten Fernbedienung betätigt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Motor bei vollständig geschlossenem Verschließelement keine Schließkraft ausübt, um hierdurch den Motor nicht unnötig zu belasten. Sobald das Verschließelement allerdings über eine be­ stimmte Position hinaus geöffnet wird, wird die maximale Schließ­ kraft von dem Motor auf das Verschließelement ausgeübt. In dieser Konfiguration kann der Motor durch einfaches Ab- bzw. Umschalten angesteuert werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Schließkraft bei Rückkehr des Verschließelements in des­ sen Schließposition in Abhängigkeit von der Positionsänderung des Verschließelements gesteuert wird. Hierbei steht nicht mehr die Steuerung der Schließkraft, sondern die Regelung der Schließ­ geschwindigkeit im Vordergrund. Während also bei unbefugtem Öffnen möglichst eine große Schließkraft als Gegenkraft erzeugt werden soll, soll beim Schließen des Verschließelements eine geringe Schließgeschwindigkeit vorliegen, um so eine Beschädigung des Verschließelements durch einen zu starken Aufprall gegen die Endanschläge zu vermeiden.

Der Positionsgeber kann vorzugsweise aus Schaltelementen beste­ hen, die durch das Verschließelement an geeigneten Positionen betätigt werden. Zusätzlich kann der Positionsgeber einen Inkre­ mentalgeber umfassen, der durch den Motor angetrieben wird. In Verbindung mit zwei Schaltelementen, die die Endpositionen des Verschließelementes detektieren, kann mit dem Inkrementalgeber die momentane Position des Verschließelements innerhalb der Auf­ lösungsgenauigkeit der abgegebenen Impulse bestimmt werden. Hier­ durch ist es möglich, beliebige Kraftverläufe der Schließkraft in Abhängigkeit der Position des Verschließelements vorzugeben.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß im Schließzustand des Verschließelements bei Überschreiten einer vorgegebenen Position des Verschließelements eine Alarmanla­ ge ausgelöst wird. Hierbei ist es denkbar, daß eine bereits in­ stallierte oder noch zu installierende Alarmanlage eines Gebäudes benutzt wird, so daß das Antriebssystem ein entsprechendes Alarm­ signal an diese Alarmanlage weiterleitet. Es ist aber auch denk­ bar, daß eine Alarmanlage im Antriebssystem direkt integriert ist, so daß eine autarke Alarmsicherung des Verschließelements erfolgt.

Vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Antriebssystem verwen­ den für Verschließelemente wie Tore, Türen, Rolläden oder Fen­ ster, wobei die Verschließbewegung zum Beispiel aus einer Schie­ be-, Dreh- oder Schwingbewegung bestehen kann.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde ein Überkopf-Garagen­ tor herangezogen, das nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert wird. In dieser zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines überkopfbewegbaren Garagentors mit einem Blockschaltbild des erfindungsgemä­ ßen Antriebssystems und

Fig. 2 ein vergrößertes Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Antriebssystems.

Das Garagentor aus Fig. 1 weist zwei vertikale Streben 1 auf, an deren oberen Ende sich zwei Laufschienen 2 anschließen, in denen das Torblatt 3 geführt ist. Das Torblatt 3 ist weiterhin mit einem nicht dargestellten Gestänge an die Streben 1 angelenkt, so daß sich das Torblatt mit einer Überkopfbewegung öffnen und schlie­ ßen läßt. Außerdem sind Ausgleichsfedern vorgesehen, die das Eigengewicht des Torblattes während der Bewegung weitgehend kom­ pensieren und die das Torblatt in seinen Endstellungen definiert halten. Das mit 4 bezeichnete Antriebssystem besteht insgesamt aus einem Schleppkettenantrieb mit einer Schleppkette 5, an der das Torblatt 3 angelenkt ist und die über die Umlenkrolle 6 sowie über eine nicht dargestellte Antriebsrolle geführt ist. Die An­ triebsrolle befindet sich in dem Antriebsaggregat 7 und wird über ein Getriebe durch den Elektromotor 9 angetrieben. Ebenfalls durch den Elektromotor 9 angetrieben wird ein Inkrementalgeber 8, der nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen jeweils einen Impuls an die Steuereinheit 10 abgibt. In Verbindung mit Schalt­ elementen, die durch das Torblatt 3 in dessen beiden Endstellun­ gen, also in vertikaler und in horizontaler Stellung, betätigt werden, wertet die Steuereinheit 10 die Impulse des Impulsgebers aus. Auf den Inkrementalgeber kann gegebenenfalls auch verzichtet werden, wenn entsprechende Schaltelemente so montiert werden, daß die Steuereinheit die nötigen Positionsinformationen erhält. Das Ausgangssignal der Steuereinheit 10 führt zu einem Verstärker 11, der dem Elektromotor 9 die notwendige Leistung zuführt.

Fig. 2 zeigt die elektronischen Komponenten des Antriebssystems. Demnach besteht die Steuereinheit 10 aus einem Microcontroller. Neben den Impulsen des Inkrementalgebers 8 und gegebenenfalls weiteren Schaltelementen wertet der Microcontroller 10 außerdem das Signal eines nicht näher dargestellten Empfängerteils einer Funkfernsteuerung aus, mit der befugte Personen das Garagentor öffnen oder schließen können.

Gelangt an den Microcontroller ein Befehl zum Öffnen des Garagen­ tors 3, so wird in an sich bekannter Weise über den Verstärker 11 der Elektromotor 9 angesteuert. Bei Erreichen der Endstellung, die durch einen Endschalter oder auch durch entsprechendes Auf­ integrieren der Impulse des Inkrementalgebers 8 erkannt wird, wird der Motor wieder ausgeschaltet. Wenn im anderen Fall ein Befehl zum Schließen des Garagentores an den Microcontroller gelangt, so ist der Funktionsablauf entsprechend.

Die erfindungsgemäße Funktion des Antriebssystems setzt ein, wenn das Garagentor geschlossen ist. Zweckmäßigerweise wird in voll­ ständig geschlossener Position des Torblatts noch keine Schließ­ kraft ausgeübt, um so den Motor nicht unnötig zu belasten. Sobald der Microcontroller 10 allerdings über den Inkrementalgeber 8 oder auch über entsprechende Positionsschalter eine Position des Garagentores detektiert, die über eine zulässige Position hinaus­ geht, wird der Motor derart angesteuert, daß auf das Garagentor eine Schließkraft wirkt. Je nach Motortyp und Ansteuerschaltung kann dabei die Schließkraft in Abhängigkeit von der Position oder auch von der Positionsveränderung des Garagentors variieren.

Die einfachste Möglichkeit besteht darin, daß die Schließkraft ab einer bestimmten Position auf einen Maximalwert, der dem maxi­ malen Stillstandsmoment des Motors entspricht, eingestellt wird. Der Motor kann in dieser Form durch einfaches An- bzw. Umschalten angesteuert werden.

Zusätzlich kann bei der Rückkehr des Torblatts in dessen Schließ­ position vorgesehen sein, daß die Schließkraft als Steuergröße einem Sollverlauf der Positionsänderung, also der Rückkehrge­ schwindigkeit in die Stillstandsposition, folgt. Hierdurch wird ein sanftes Schließen des Torblatts bewirkt. Dies kann insbeson­ dere dann erforderlich sein, wenn eine unbefugte Person das Tor­ blatt zunächst zu öffnen versucht und nach Aktivieren der maxi­ malen Schließkraft das Tor plötzlich wieder freigibt.

Claims (12)

1. Antriebssystem für Verschließelemente, vorzugsweise für Tore, Türen, Rolläden oder Fenster, mit einem Motor, mit einem Positionsgeber zum Erfassen bestimmter Positionen des Ver­ schließelements, mit einer Bedieneinheit, die befugten Perso­ nen das Öffnen oder Schließen des Verschließelements erlaubt, und mit einer Steuereinheit, wobei die Steuereinheit in Wirk­ verbindung mit dem Motor, dem Positionsgeber und der Bedien­ einheit steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor durch die Steuereinheit angesteuert eine Ver­ schließkraft auf das Verschließelement ausüben kann, die von der Position und/oder von der Positionsänderung des Ver­ schließelements abhängt.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schließkraft bei vollständig geschlossenem Schließele­ ment nicht erzeugt wird und auf einen Maximalwert ansteigt, sobald das Verschließelement über eine vorgegebene Position hinaus geöffnet wird.

3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Rückkehr des Verschließelements in die Schließ­ position die Schließkraft von der Positionsänderung des Schließelements derart abhängt, daß ein sanftes Schließen des Verschließelements erfolgt.

4. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Elektromotor, vorzugsweise ein Gleichstrommotor ist.

5. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Motor die Verschließeinheit über ein Untersetzungsgetriebe antreibt.

6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsgeber Schaltelemente umfaßt, die an geeigneten Positionen montiert sind und die durch die Bewegung des Verschließelements an den jeweiligen Positionen betätigt werden.

7. Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsgeber zusätzlich einen Inkrementalgeber umfaßt, der nach einer bestimmten Positionsveränderung des Ver­ schließelements jeweils einen Impuls abgibt.

8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedieneinheit aus einer Fernsteuerung oder aus einem durch einen Schlüssel zu betätigenden Schalter besteht.

9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit aus einem Mikro­ controller besteht.

10. Verwendung eines Antriebssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für Verschließelemente, wie Tore, Türen, Rolläden oder Fenster.

11. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer vorgegebenen Position des Verschließelements eine Alarmanlage durch die Steuereinheit ausgelöst wird.

12. Antriebssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmanlage im Antriebssystem integriert ist.