DE19618487A1

DE19618487A1 - Position control, location and safety functions applied, especially to hinged or sliding doors and windows

Info

Publication number: DE19618487A1
Application number: DE19618487A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Kuhnen; Daniel Dr Jendritza; Wolfgang Dipl Ing Kennel; Hartmut Prof Dr Ing Janocha
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1996-05-08
Publication date: 1997-11-13

Abstract

(Piezoelectric) polyvinylidene difluoride sheet (PVDF, 5) is used in the control and/or regulation of e.g. a motor-driven door (1a) or window. (Both sliding and hinged arrangements are illustrated). Also claimed is a similar method used to detect the position of any motor-driven component where the motion produces a pressure or temperature signal directly or indirectly. This signal is detected as a function of position of the component. Also claimed are corresponding devices based on the foregoing, used in e.g. a safety unit at the edge of a door or window.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer PVDF-Folie zur Ansteuerung eines mo torisch angetriebenen Flügels einer Tür, eines Fenster oder dergleichen und ein Verfahren zur Erfassung der Ortsposition einer motorisch bewegten Baueinheit, sowie eine Vorrichtung zur Sicherung der Schließkante einer Tür, eines Fensters oder dergleichen und eine Vorrichtung zur Erfassung der Ortsposition einer moto risch bewegten Baueinheit.The invention relates to the use of a PVDF film for controlling a mo torically driven wing of a door, a window or the like and one Method for determining the position of a motor-driven unit, and a device for securing the closing edge of a door, a window or the like and a device for detecting the position of a moto moving unit.

Vorrichtungen zur Sicherung einer Schließkante sind in der EP 0 405 351 B1 auf geführt. Es wird entlang der Schließkante ein elastisches Hohlprofil befestigt, wel ches im Inneren zwei voneinander getrennte elektrisch leitende Bereiche enthält. Ein eingeklemmter Gegenstand zwischen Türflügel und Türrahmen verursacht eine Verformung des Hohlprofils, in deren Folge sich die leitenden Bereiche berühren. Das dabei ausgelöste Spannungssignal wird detektiert und zum Stoppen oder Re versieren der Türbewegung herangezogen. Jedoch sind Fehlfunktionen in der Wei se möglich, daß sich die leitenden Bereiche trotz eingeklemmtem Gegenstand nicht berühren, oder die Signalübertragung durch Beschädigung des Hohlprofils unter brochen ist. Devices for securing a closing edge are described in EP 0 405 351 B1 guided. An elastic hollow profile is attached along the closing edge, wel ches contains two separate electrically conductive areas inside. A jammed object between the door leaf and door frame causes one Deformation of the hollow profile, as a result of which the conductive areas touch. The voltage signal triggered is detected and used to stop or re versed in door movement. However, malfunctions in the Wei se possible that the conductive areas are not despite jammed object touch, or the signal transmission due to damage to the hollow profile is broken.

Vorrichtungen zur Wegerfassung einer bewegten Baueinheit existieren in zahlrei chen Ausführungsformen. Im Wesentlichen sind dies photoelektrische, kapazitive und elektromagnetische Verfahren. Hauptbestandteile photoelektrischer Meßsy steme sind der Maßstab, bzw. die Codescheibe und die Abtasteinheit. Beim soge nannten Durchlichtverfahren besteht der Maßstab aus lichtdurchlässigen und un durchlässigen Zonen und die Abtasteinheit aus einer Lampe und einem Photoemp fänger. Bei einer Relativbewegung zwischen Abtasteinheit und Maßstab empfängt der Photoempfänger Licht modulierter Helligkeit, welches in elektrische Signale umgesetzt und für die Wegmessung ausgewertet wird. Kapazitive Verfahren basie ren auf einer sich periodisch mit dem Weg ändernden Kapazität einer Platten- oder Zylinderkondensatoranordnung. Im Bereich von Automatiktüren habe sich elektro magnetische Verfahren durchgesetzt. Dabei sitzt auf der Motorwelle oder einem verbundenen Getriebeteil eine Magnetscheibe, auf welcher mehrere Magnetpole angeordnet sind. Der Magnetscheibe gegenüberliegend werden zwei Hallsensoren als Detektoren eingesetzt. Bei einer Drehung der Magnetscheibe durch die Motor welle detektiert jeder Hallsensor ein veränderliches Signal welches für die Bestim mung der Umdrehungsgeschwindigkeit und -richtung herangezogen wird. Nachtei lig an diesem Verfahren ist, daß die Position des angetriebenen Flügels nur inner halb der Toleranzen durch das Getriebespiel ermittelt werden kann.Devices for path detection of a moving assembly exist in numerous Chen embodiments. Essentially, these are photoelectric, capacitive and electromagnetic methods. Main components of photoelectric measuring system systems are the scale, the code disk and the scanning unit. With the so-called called transmitted light process, the scale consists of translucent and un permeable zones and the scanning unit from a lamp and a photoemp catcher. When there is a relative movement between the scanning unit and the scale the photo receiver light modulated brightness, which in electrical signals implemented and evaluated for distance measurement. Capacitive processes ren on a capacity of a plate or Cylinder capacitor arrangement. In the area of automatic doors, electro magnetic procedures enforced. It sits on the motor shaft or one connected gear part a magnetic disc on which several magnetic poles are arranged. Opposite the magnetic disc are two Hall sensors used as detectors. When the motor turns the magnetic disc wave, each Hall sensor detects a variable signal which is used for the determination rotation speed and direction is used. Night egg lig of this method is that the position of the driven wing is only internal half of the tolerances can be determined by the gear play.

Aufgabe der Erfindung ist es alternative Möglichkeiten zur Ansteuerung eines mo torisch angetriebenen Flügels einer Tür, eines Fenster oder dergleichen zu entwickeln.The object of the invention is alternative ways of controlling a mo to develop a torically driven wing of a door, a window or the like.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine geeignete Anordnung piezoelektri scher PVDF-Folien gelöst. PVDF-Folien reagieren auf ein Druck- oder Tempera tursignal mit einem Spannungsimpuls, welcher zwischen den Ober- und Untersei tenkontakten abgegriffen und in einer Auswerte- und/oder Steuereinheit verarbeitet wird. PVDF-Folien sind piezoelektrische Polyvinylidendiflourid-Folien. The object is achieved by a suitable piezoelectric arrangement sheared PVDF films solved. PVDF films react to a pressure or tempera Door signal with a voltage pulse which is between the upper and lower side tapped contacts and processed in an evaluation and / or control unit becomes. PVDF films are piezoelectric polyvinylidene diflouride films.

In einer einfachen Ausführungsform ist eine PVDF-Folie entlang der Schließkante einer Tür angeordnet. Durch den Druck eines eingeklemmten Gegenstandes wird in der Folie ein Spannungssignal erzeugt, welches die Auswerte- und Steuereinheit zum Stoppen oder Reversieren der Türbewegung veranlaßt. Zum Schutz vor Be schädigung ist die Folie in einem flexiblen Hohlprofil oder einer Gummileiste ange ordnet.In a simple embodiment, there is a PVDF film along the closing edge arranged a door. The pressure of a jammed object causes in the film generates a voltage signal, which the evaluation and control unit causes the door movement to stop or reverse. To protect against Be The film is damaged in a flexible hollow profile or a rubber strip arranges.

In einer Anordnung zur inkrementalen, d. h. digital-relativen Wegerfassung sind zwei PVDF-Folien auf einem Basissubstrat angeordnet. Beide Folien weisen eine periodische Flächenstruktur mit alternierend angeordneten schmalen und breiten Flächenelementen gleicher Länge auf und sind um eine viertel Periodenlänge ge geneinander versetzt. Eine vorzugsweise mit dem Flügel verbundene Druckrolle wird in Längsrichtung über die Oberflächen der Folien geführt und erzeugt dabei Spannungsimpulse, die einer Auswerteeinheit zugeführt werden. Diese Spannungs impulse werden zunächst in Rechtecksignale umgewandelt, über Inverter und Diffe renzierglieder verarbeitet und zwei UND-Gattern zugeführt. Die Ausgänge liefern je nach Bewegungsrichtung der Druckrolle Aufwärts- bzw. Abwärtszählimpulse für ein Zählwerk. Über der Länge der Flächenelemente auf der PVDF-Folie wird daraus eine Relativkoordinate für den Flügel abgeleitet.In an arrangement for incremental, i.e. H. are digital-relative path detection two PVDF films arranged on a base substrate. Both slides have one periodic surface structure with alternately arranged narrow and wide Area elements of the same length and are ge by a quarter period length offset against each other. A pressure roller preferably connected to the wing is guided in the longitudinal direction over the surfaces of the foils and thereby produces Voltage pulses that are fed to an evaluation unit. This tension impulses are first converted into square wave signals via inverters and diffe Processing elements processed and fed two AND gates. The outputs deliver each according to the direction of movement of the pressure roller up or down counts for Counter. This becomes the length of the surface elements on the PVDF film derived a relative coordinate for the wing.

In einer alternativen Ausführungsform ist eine Erfassung der Absolutposition da durch möglich, daß die Breite der PVDF-Flächenelemente linear mit der Folienlän ge zu, bzw. abnimmt.In an alternative embodiment, the absolute position is detected through possible that the width of the PVDF surface elements linear with the film length ge increases or decreases.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel zur inkrementalen Wegerfassung sind zwei PVDF-Folien in einem Laufkäfig angeordnet. Dieser wird über einem Oberflä chenprofil geführt, welches periodisch angeordnete Erhöhungen und Vertiefungen aufweist. In a further embodiment for incremental path detection two PVDF films arranged in a barrel cage. This is over a surface chenprofil led, which periodically arranged ridges and valleys having.

Jede der um eine viertel Periodenlänge gegeneinander versetzten Folien ist über eine Feder, deren Ende eine Rolle aufweist, kraftschlüssig mit dem Oberflächen profil verbunden. Durch die Auf- und Abbewegung der Rolle beim Überstreichen des Profils, werden unterschiedliche Druckkräfte auf die PVDF-Folien übertragen, welche in Spannung umgesetzt und in der Auswerteeinheit verarbeitet werden.Each of the foils offset by a quarter period is over a spring, the end of which has a roller, non-positively with the surface connected profile. Through the up and down movement of the roller when painting of the profile, different compressive forces are transferred to the PVDF films, which are converted into voltage and processed in the evaluation unit.

Die Erfindung wird in den Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:The invention is explained in more detail in the figures. It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer PVDF-Folie unter einer Druckkraft P₀; Figure 1 is a schematic representation of a PVDF film under a compressive force P₀.

Fig. 2 ein Spannungs-Zeit-Diagramm U(t) der PVDF-Folie in Fig. 1; FIG. 2 shows a voltage-time diagram U (t) of the PVDF film in FIG. 1;

Fig. 3 eine Darstellung einer automatischen Drehflügeltür mit einer PVDF-Folie als Einklemmschutz; Fig. 3 is an illustration of an automatic swing door with a PVDF film as an anti-trap;

Fig. 4 eine prinzipielle Anordnung zweier PVDF-Folien zur inkrementalen We gerfassung; Fig. 4 shows a basic arrangement of two PVDF foils for incremental detection We;

Fig. 5 Spannungs-Zeit-Diagramme der PVDF-Folien in Fig. 4 bei bewegter Druckrolle; FIG. 5 shows voltage-time diagrams of the PVDF film in Figure 4 with a moving pressure roller.

Fig. 6 ein Blockschaltbild zur Signalaufbereitung der Spannungssignale in Fig. 5; FIG. 6 shows a block diagram for signal conditioning of the voltage signals in FIG. 5;

Fig. 7 eine Darstellung der Spannungssignale an verschiedenen Punkten der Signalaufbereitung in Fig. 5; FIG. 7 shows the voltage signals at various points of the signal processing in FIG. 5;

Fig. 8 ein prinzipielle Anordnung zweier PVDF-Folien zur absoluten Wegerfassung; Fig. 8 is a schematic arrangement of two PVDF films for absolute position sensing;

Fig. 9 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel zur inkrementalen Wegerfassung durch PVDF-Folien mit einem Oberflächenprofil; Figure 9 is an alternative embodiment to the incremental position detection by PVDF films with a surface profile.

Fig. 10 eine Darstellung einer Automatikschiebetür mit einer Einrichtung zur We gerfassung mittels PVDF-Folien. Fig. 10 is an illustration of an automatic sliding door with a device for We ger recorded using PVDF films.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer PVDF-Folie 5, auf die eine Druckkraft p₀ ein wirkt. Die Folie 5 ist auf der Oberseite und der Unterseite jeweils mit einer Kontakt fläche 51, bzw. 52 versehen, zwischen denen über eine Signalleitung 41 die Span nung U(t) abgegriffen wird. Durch Einwirkung der Druckkraft p₀ kommt es innerhalb der Folie 5 zu einer Verschiebung der Ladungsschwerpunkte, die sich nach außen hin durch eine makroskopische Polarisierung der Folie 5 bemerkbar macht (piezo elektrischer Effekt). Da die Flächen der Folie 5 einen Plattenkondensator bilden, kann die den Druck p₀ entstandene Ladung nicht unmittelbar abfließen, so daß an den elektrischen Kontakten 51, 52 zunächst eine elektrische Spannung U₀ entsteht. Die PVDF-Folie 5 weist zwar einen sehr hohen, jedoch nicht unendlichen Isolationswiderstand auf, der zu einer Entladung des Kondensators und damit zu einem Abbau der Spannung U(t) führt. Dieser Effekt wird dadurch verstärkt, daß bei einer Detektion der Spannung U₀ durch eine elektronische Schaltung 43 (Fig. 6) deren Eingangswiderstand ebenfalls zur Entladung beiträgt. In der Praxis bedeutet dies, daß ein sprungförmig aufgebrachter Druck p₀ lediglich einen zeitlich begrenzten Spannungsimpuls U(t) erzeugt, welcher mit einer von den Randbedingungen ab hängigen Zeitkonstanten abklingt (Fig. 2). Daraus leitet sich die besondere Eig nung von PVDF-Folien für dynamische Messungen ab. PVDF-Folien 5 lassen sich in einfacher Weise als Drucksensor verwenden. Weiterhin können PVDF-Folien 5 durch Detektion eines ortsabhängigen Drucksignals p₀ zur Wegerfassung einge setzt werden. Ausführungsbeispiele dazu sind nachfolgend aufgeführt. Fig. 1 shows a section of a PVDF film 5 , on which a pressure force p₀ acts. The film 5 is provided on the top and bottom with a contact surface 51 and 52, between which the voltage U (t) is tapped via a signal line 41 . The action of the compressive force p₀ results in a shift in the center of gravity of the charge within the film 5 , which can be seen from the outside by a macroscopic polarization of the film 5 (piezoelectric effect). Since the surfaces of the film 5 form a plate capacitor, the charge p₀ cannot be discharged directly, so that an electrical voltage U₀ is initially generated at the electrical contacts 51 , 52 . The PVDF film 5 has a very high, but not infinite insulation resistance, which leads to a discharge of the capacitor and thus to a reduction in the voltage U (t). This effect is reinforced by the fact that when the voltage U₀ is detected by an electronic circuit 43 ( FIG. 6), its input resistance also contributes to the discharge. In practice, this means that a sudden pressure p Druck only generates a time-limited voltage pulse U (t), which decays with a time constant that depends on the boundary conditions ( FIG. 2). This leads to the special suitability of PVDF foils for dynamic measurements. PVDF films 5 can be used as a pressure sensor in a simple manner. Furthermore, PVDF films 5 can be inserted by detecting a location-dependent pressure signal p₀ for path detection. Exemplary embodiments are listed below.

Neben dem piezoelektrischen Effekt ist auch der pyroelektrische Effekt in PVDF- Folien 5 wirksam. Durch Einwirkung einer Temperaturdifferenz anstelle einer Druckkraft wird eine Verschiebung der Ladungsschwerpunkte erzeugt. Auch dieser Einfluß führt zur Erzeugung eines zeitlich begrenzten Spannungsimpulses U(t), welcher mit derselben Zeitkonstanten abklingt wie beim piezoelektrischen Effekt. In addition to the piezoelectric effect, the pyroelectric effect in PVDF films 5 is also effective. The effect of a temperature difference instead of a pressure force creates a shift in the center of gravity of the charge. This influence also leads to the generation of a time-limited voltage pulse U (t), which decays with the same time constant as with the piezoelectric effect.

In der Praxis hat der pyroelektrische Effekt meist keine Bedeutung, sofern die Tem peraturänderungen nur allmählich erfolgen. Der Effekt eignet sich ebenfalls zur Wegerfassung, sofern ein ortsabhängiger Temperaturgradient erzeugt und detek tiert wird.In practice, the pyroelectric effect is usually of no importance, provided the tem temperature changes are only gradual. The effect is also suitable for Path detection, provided a location-dependent temperature gradient is generated and detec is tiert.

Fig. 3 zeigt eine einflügelige Automatiktür 1 mit einer PVDF-Folie 5 als Einklemm schutz. Der motorisch angetriebene Drehflügel 1a ist an seiner linken vertikalen Kante 2a über zwei Türbänder 11 am Blendrahmen 2 angelenkt. Oberhalb des Tür flügels 1 sitzt am Blendrahmen 2 der Automatiktürantrieb 3 mit der Steuer- und Auswerteeinheit 4. Der Antrieb 3 öffnet und schließt die Tür 1 motorisch, wobei das Schließen alternativ auch über eine Schließerfeder erfolgen kann. Der Türflügel 1a ist in herkömmlicher Weise über ein Scherengestänge 31 mit der Abtriebswelle 32 des Motors verbunden. Weitere Einzelheiten des Türantriebs 3 wurden in der Zeichnung nicht berücksichtigt. An der rechten vertikalen Kante des Blendrahmens 2b ist eine erfindungsgemäße PVDF-Folie 5 als Drucksensor angeordnet. Die Folie 5 erstreckt sich als schmales Band über die gesamte Länge der Blendrahmenkante 2b. Über eine Signalleitung 41 ist die PVDF-Folie 5 mit der Steuer- und Auswerte einheit 4 verbunden. Zum Schutz vor Beschädigung ist die Folie in einem elasti schen Hohlprofil oder einer Gummileiste angeordnet (ohne Darstellung). Fig. 3 shows a single-leaf automatic door 1 with a PVDF film 5 as a pinch protection. The motor-driven rotary sash 1 a is articulated on its left vertical edge 2 a via two door hinges 11 on the frame 2 . Above the door leaf 1 sits on the frame 2 of the automatic door drive 3 with the control and evaluation unit 4th The drive 3 opens and closes the door 1 by means of a motor, whereby the closing can alternatively also take place via a closer spring. The door leaf 1 a is connected in a conventional manner via a scissor linkage 31 to the output shaft 32 of the motor. Further details of the door drive 3 were not taken into account in the drawing. A PVDF film 5 according to the invention is arranged as a pressure sensor on the right vertical edge of the frame 2 b. The film 5 extends as a narrow band over the entire length of the frame edge 2 b. The PVDF film 5 is connected to the control and evaluation unit 4 via a signal line 41 . To protect against damage, the film is arranged in an elastic hollow profile or a rubber strip (not shown).

Bei einer Krafteinwirkung auf die PVDF-Folie 5, etwa bei einem eingeklemmten Gegenstand zwischen Türflügel 1a und Türrahmen 2, liefert diese über die Signal leitung 41 ein Steuersignal an die Steuer- und Auswerteeinheit 4 des Türantriebs 3. Solange dieses Steuersignal ansteht, wird der Schließvorgang der Tür 1 unterbro chen, bzw. reversiert. Der Grenzdruck, bei dem der Türantrieb 3 reagieren soll, läßt sich bei dieser Lösung variabel über die entsprechende Signalverarbeitung 4 ein stellen. Das Steuersignal, welches beim Schließvorgang der Tür 1 entsteht, sobald der Türflügel 1a am Türrahmen 2 und damit auch an der PVDF-Folie 5 anliegt, wird ebenfalls von der Signalverarbeitung erfaßt. In diesem Fall soll kein Reversieren der Tür 1 erfolgen, weshalb herkömmliche Vorrichtungen zur Erkennung eines ein geklemmten Gegenstandes unmittelbar vor Erreichen der Schließlage außer Funk tion gesetzt werden. When force is exerted on the PVDF film 5 , for example in the case of a jammed object between the door leaf 1 a and the door frame 2 , this supplies a control signal to the control and evaluation unit 4 of the door drive 3 via the signal line 41 . As long as this control signal is present, the closing process of door 1 is interrupted or reversed. The limit pressure at which the door drive 3 should react can be set variably with the corresponding signal processing 4 in this solution. The control signal, which is produced during the closing process of the door 1 when the door 1 a 5 rests on the door frame 2 and thus also on the PVDF film, is also detected by the signal processing. In this case, the door 1 should not be reversed, which is why conventional devices for detecting a jammed object are put out of operation immediately before the closed position is reached.

Dies ist bei der erfindungsgemäßen Ausführung nicht erforderlich, da das vom Schließvorgang der Tür 1 verursachte Signal sich auf Grund der Druckverteilung vom Signal eines eingeklemmten Gegenstandes unterscheidet. In einer erweiterten Ausführung, kann die Signalverarbeitung in Chipform direkt auf der PVDF-Folie 5 angeordnet sein.This is not necessary in the embodiment according to the invention, since the signal caused by the closing process of the door 1 differs from the signal of a jammed object due to the pressure distribution. In an extended embodiment, the signal processing in chip form can be arranged directly on the PVDF film 5 .

Fig. 4 zeigt eine prinzipielle Anordnung zweier PVDF-Folien zur inkrementalen (d. h. digital-relativen) Wegerfassung. Auf einem Basissubstrat 53, etwa einer nichtleitenden, reißfesten Folie sind zwei gleichartige PVDF-Folien 5a, 5b ange ordnet. Die beiden Folien 5a, 5b weisen in Längsrichtung periodisch abwechselnd schmale 55s und breite Flächenelemente 55b gleicher Länge auf. Die zweite Folie 5b ist auf dem Basissubstrat 53 in Längsrichtung um eine viertel Periodenlänge Dl gegenüber der ersten Folie 5a versetzt. Beide Folien sind mit einem Oberseiten kontakt 51 und einem Unterseitenkontakt 52 versehen, an denen über Signalleitun gen 41 die Spannung abgegriffen wird. Dabei ist die Spannung U1 der ersten Folie 5a zugeordnet und U2 der zweiten Folie Sb. Fig. 4 shows a basic arrangement of two PVDF films for incremental (ie digital-relative) path detection. On a base substrate 53 , such as a non-conductive, tear-resistant film, two similar PVDF films 5 a, 5 b are arranged. The two foils 5 a, 5 b have periodically alternating narrow 55s and wide surface elements 55 b of the same length in the longitudinal direction. The second film 5 b is offset on the base substrate 53 in the longitudinal direction by a quarter period length D1 compared to the first film 5 a. Both foils are provided with an upper side contact 51 and an underside contact 52 , on which the voltage is tapped via signal lines 41 . The voltage U1 is the first sheet 5 a assigned and U2 of the second sheet Sb.

Eine quer zu den Folien ausgerichtete Druckrolle 6 erzeugt eine Andruckkraft p₀. Durch die Druckkraft p₀ wird in der entsprechenden Folie Ladung erzeugt, die infol ge der Parallelschaltung von PVDF-Isolationswiderstand und Eingangswiderstand der Signalaufbereitung 43 (Fig. 6) wieder abklingt. Wird die Druckrolle 6 in einer Abrollbewegung über die Oberflächen beider Folien 5a, 5b geführt, so entstehen jeweils bei den Übergängen zwischen breiten 55b und schmalen Flächenelementen 555 Spannungsimpulse, welche an den Kontakten 51, 52 am Folienende abgegrif fen werden. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Ladungsausgleich beendet ist, bevor die Druckrolle 6 zum nächsten Flächenelement 55b, 55s wechselt. Dies läßt sich durch geeignete Wahl des Eingangswiderstandes der Signalaufbereitung 43 steu ern.A pressure roller 6 aligned transversely to the foils generates a pressure force p₀. Due to the pressure force p Ladung, charge is generated in the corresponding film, which decays as a result of the parallel connection of the PVDF insulation resistance and the input resistance of the signal conditioning 43 ( FIG. 6). If the pressure roller 6 is performed in a rolling motion over the surfaces of the two foils 5 a, 5 b, 555 voltage pulses occur at the transitions between wide 55 b and narrow surface elements, which are tapped at the contacts 51 , 52 at the end of the foil. It is advantageous if the charge equalization has ended before the pressure roller 6 changes to the next surface element 55 b, 55 s. This can be controlled by a suitable choice of the input resistance of the signal conditioning 43 .

Fig. 5 zeigst das Spannungs-Zeit-Diagramm U1(t), bzw. U2(t) der abgegriffenen Spannungen U1, bzw. U2 bei einer gleichförmigen, rechtsgerichteten Bewegung der Druckrolle 6 über die Folien 5a, 5b. Fig. 5 show the voltage-time diagram U 1 (t) and U2 (t) of the tapped voltages U1, and U2 at a uniform, rightward movement of the pressure roller 6 via the foils 5 a, 5 b.

Jeweils beim Übergang von einem schmalen 55s auf ein breites Flächenelement 55b wird ein positiver Spannungsimpuls erzeugt, welcher in der Folge exponentiell abklingt. Beim umgekehrten Übergang von einem breiten 55b auf ein schmales Flächenelement 55s ist der Spannungsimpuls negativ. Wegen der Anordnung der Folien 5a, 5b zueinander ist das Signal U2(t) zeitlich um eine viertel Periodenlänge gegenüber U1(t) versetzt.Each time a transition from a narrow 55 s to a wide surface element 55 b generates a positive voltage pulse, which then decays exponentially. In the reverse transition from a wide 55 b to a narrow surface element 55 s, the voltage pulse is negative. Because of the arrangement of the foils 5 a, 5 b to one another, the signal U2 (t) is offset in time by a quarter of a period compared to U1 (t).

Fig. 6 zeigt das Blockschaltbild der Auswerteeinheit 4. Die Spannungssignale U1 und U2 werden zunächst jeweils einer Signalaufbereitung 43 zugeführt, welche die Spannungspulse in Rechtecksignale umwandelt. Die Signalverlauf S1, bzw. S2 nach der Aufbereitung der Spannungen ist in Fig. 7a, bzw. 7c dargestellt für eine Bewegung der Druckrolle 6 nach rechts und in Fig. 7b für eine Bewegung der Druckrolle 6 nach links. Das Rechtecksignal S2 wird in der darauf folgenden Einheit 44 differenziert und parallel hierzu einem Inverter 46 zugeführt. Das in Fig. 7d dargestellte invertierte Signal I2 wird im Anschluß ebenfalls differenziert. Das diffe renzierte Signal S2′ in Fig. 7e und das invertierte differenzierte Signal I2′ in Fig. 7f werden jeweils einem UND-Gatter 45 zugeführt, an dessen zweiten Anschluß das Rechtecksignal S1 anliegt. Die Ausgänge der beiden UND-Gatter liegen auf einem Zähler 47. Durch Verwendung der UND-Gatter wird je nach Bewegungsrich tung der Rolle 6 die Impulsfolge S2′ oder I2′ an den Zähler weitergegeben, der somit aufwärts, bzw. abwärts zählt. Da die Periodenlänge l der Folien 5a, 5b be kannt ist, läßt sich aus dem Zählwert die Relativposition der Druckrolle ableiten. In der Praxis ist die Druckrolle 6 mit dem Flügel 1a oder demjenigen Bauelement ver bunden, dessen Position erfaßt werden soll. Die Genauigkeit der Wegerfassung hängt allein von der Dimensionierung der Flächenelemente 55b und 55s ab. Um die Meßempfindlichkeit zu erhöhen ist es von Vorteil, die Spannung in regelmäßi gen Abständen auf der Folie 5a, bzw. 5b abzugreifen, oder mehrere Folienabschnit te in Reihe anzuordnen. In einfacher Weise wird es dadurch auch möglich auf ein zelnen Wegabschnitten mit unterschiedlicher Meßgenauigkeit zu arbeiten. Bei spielsweise genügt über die Öffnungsweite einer Tür 1 eine grobe Positionserfas sung des Türflügels 1a, während in der Nähe der Öffnungs- und der Schließstel lung eine PVDF-Folie 5 mit hoher Auflösung eingesetzt werden kann. Fig. 6 shows the block diagram of the evaluation unit 4. The voltage signals U1 and U2 are each fed to a signal processor 43 , which converts the voltage pulses into square-wave signals. The signal curve S1 or S2 after the conditioning of the voltages is shown in FIG. 7a or 7c for a movement of the pressure roller 6 to the right and in FIG. 7b for a movement of the pressure roller 6 to the left. The square-wave signal S2 is differentiated in the subsequent unit 44 and fed to an inverter 46 in parallel therewith. The inverted signal I2 shown in FIG. 7d is then also differentiated. The differentiated signal S2 'in Fig. 7e and the inverted differentiated signal I2' in Fig. 7f are each fed to an AND gate 45 , at the second terminal of which the rectangular signal S1 is present. The outputs of the two AND gates are on a counter 47 . By using the AND gate, depending on the direction of movement of the roller 6, the pulse train S2 'or I2' is passed on to the counter, which thus counts up or down. Since the period length l of the foils 5 a, 5 b is known, the relative position of the pressure roller can be derived from the count. In practice, the pressure roller 6 is ver with the wing 1 a or the component whose position is to be detected. The accuracy of the path detection depends solely on the dimensions of the surface elements 55 b and 55 s. In order to increase the measuring sensitivity, it is advantageous to tap the voltage at regular intervals on the film 5 a or 5 b, or to arrange several film sections in series. In a simple manner, it is also possible to work on individual path sections with different measuring accuracy. For example, a rough Positionserfas solution of the door leaf 1 a is sufficient over the opening width of a door 1 , while a PVDF film 5 with high resolution can be used in the vicinity of the opening and closing position.

Eine alternative Anordnung zweier PVFD-Folien 5a, 5b zur absoluten Wegerfas sung ist in Fig. 8 gezeigt. Auf einem Basissubstrat 53 sind zwei PVDF-Folien 5a, 5b parallel zueinander angeordnet. Jede der Folien 5a, 5b weist einen Oberseiten kontakt 51a bzw. 51b auf. Der Unterseitenkontakt 52 ist gemeinsam ausgeführt und gegenüber diesem werden über Signalleitungen 41 die beiden Spannungen U1 und U2 abgegriffen. Wie bereits in Fig. 4 gezeigt, weisen auch hier die Folien 5a, 5b periodisch schmale 555 und breite Flächenelemente 55b auf. Im Unterschied dazu besitzen nur die schmalen Flächenelemente 555 jeweils eine konstante Brei te. Die Breite der übrigen Flächenelemente 55b nimmt über die Länge der ersten Folie 5a kontinuierlich zu und gegenläufig hierzu über die Länge der zweiten Folie 5b kontinuierlich ab. Eine solche Formgebung kann beispielsweise über die von der Leiterplattenherstellung bekannte Ätztechnik erfolgen. Die Erzeugung eines orts abhängigen Spannungsimpulses erfolgt durch die Bewegung einer Druckrolle 6 auf der Folienoberfläche. Hierfür gelten analog die Ausführungen zur inkrementalen Wegerfassung unter Fig. 4. Durch den Piezoelektrischen Effekt wird dabei eine Spannung U1, U2 proportional zum Druck p₀ und eine Ladung proportional zur Fläche erzeugt. Wegen der linear mit dem Weg ansteigenden, bzw. fallenden Elek trodenflächen 55b ist die Differenz der beiden Ladungen an den Anschlüssen S1 und S2 proportional zum Weg und kann als analoges Signal ausgewertet werden. Die erreichbare Auflösung richtet sich nach den Fertigungstoleranzen der Folien 5a, 5b und dem Radius der Druckrolle 6. Eine Skalierung von 0,1 mm über eine Strecke von 1 m erfordert dabei 2000 Einheiten in Längsrichtung, wobei eine analo ge Auswertung gegenüber einer digitalen einen wesentlich geringeren Verdrah tungsaufwand erfordert. Bei diesem Meßverfahren werden Nichtlinearitäten der Fo lien 5a, 5b und der pyroelektrische Effekt automatisch kompensiert.An alternative arrangement of two PVFD foils 5 a, 5 b for absolute Wegerfas solution is shown in Fig. 8. On a base substrate 53 , two PVDF films 5 a, 5 b are arranged parallel to one another. Each of the films 5 a, 5 b has a top contact 51 a and 51 b. The underside contact 52 is implemented jointly and the two voltages U1 and U2 are tapped against it via signal lines 41 . As already shown in FIG. 4, the foils 5 a, 5 b here also have periodically narrow 555 and wide surface elements 55 b. In contrast, only the narrow surface elements 555 each have a constant width. The width of the other surface elements 55 b increases continuously over the length of the first film 5 a and, in the opposite direction, continuously decreases over the length of the second film 5 b. Such shaping can take place, for example, using the etching technique known from printed circuit board manufacture. A location-dependent voltage pulse is generated by the movement of a pressure roller 6 on the film surface. The explanations for incremental displacement detection in FIG. 4 apply analogously to this . The piezoelectric effect produces a voltage U1, U2 proportional to the pressure p₀ and a charge proportional to the area. Because of the linearly rising or falling electrode surfaces 55 b with the path, the difference between the two charges at the connections S1 and S2 is proportional to the path and can be evaluated as an analog signal. The resolution that can be achieved depends on the manufacturing tolerances of the foils 5 a, 5 b and the radius of the pressure roller 6 . A scaling of 0.1 mm over a distance of 1 m requires 2000 units in the longitudinal direction, an analog evaluation compared to a digital one requiring significantly less wiring effort. In this measuring method, non-linearities of the foils 5 a, 5 b and the pyroelectric effect are automatically compensated.

Bei dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel zur inkrementalen Wegmessung werden zwei PVDF-Folien 5a, 5b als Kraftaufnehmer eingesetzt, die periodisch ausgebildete Unebenheiten eines Oberflächenprofils 54 detektieren. Dazu werden die Folien 5a, 5b in einem über der Profilfläche 54 linear beweglichen Laufkäfig 61 um eine viertel Periodenlänge gegeneinander versetzt angeordnet. In the exemplary embodiment shown in FIG. 9 for incremental displacement measurement, two PVDF foils 5 a, 5 b are used as force transducers, which detect periodically formed bumps in a surface profile 54 . For this purpose, the foils 5 a, 5 b are arranged offset in a linearly movable cage 61 over the profile surface 54 by a quarter period length.

Die kraftschlüssige Verbindung mit dem Oberflächenprofil 54 erfolgt für jede der Folien 5a bzw. 5b über eine Feder 62a bzw. 62b an deren Ende sich eine Rolle 6a, bzw. 6b befindet, welche auf dem Oberflächenprofil 54 abrollt. Durch die ent sprechende Wahl der Feder 6a, 6b wird eine geeignete Andruckkraft p₀ eingestellt. Beim Überstreichen des Profils 54 werden durch die Auf- und Abbewegung der Rollen 6a, 6b unterschiedliche Druckkräfte auf die PVDF-Folien 5a, 5b übertragen. Die dadurch verursachten Spannungssignale U1 und U2 werden über die Signallei tung 41 abgegriffen. Es ergibt sich die selbe Signalfolge wie bei dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel, so daß auch die in Fig. 6 gezeigte Signal verarbeitung zur Auswertung der Meßinformation unverändert bleibt.The non-positive connection with the surface profile 54 takes place for each of the foils 5 a or 5 b via a spring 62 a or 62 b at the end of which there is a roller 6 a or 6 b which rolls on the surface profile 54 . By the appropriate choice of the spring 6 a, 6 b, a suitable pressure force p₀ is set. When the profile 54 is swept, different compressive forces are transferred to the PVDF films 5 a, 5 b by the up and down movement of the rollers 6 a, 6 b. The voltage signals U1 and U2 caused thereby are tapped via the signal line 41 . The result is the same signal sequence as in the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, so that the signal processing shown in FIG. 6 remains unchanged for evaluating the measurement information.

Fig. 10 zeigt wie sich die oben beschriebenen Konzepte zur inkrementalen und absoluten Wegerfassung in einer herkömmlichen Automatikschiebetür implementie ren lassen. Dargestellt ist eine zweiflügelige Schiebetüranlage 1. Die Schiebetür flügel 1a, 1b sind an jeweils zwei oberen Laufwagen 72 in einer oberhalb der Tür 1 befindlichen Laufschiene 71 geführt. Die Laufschiene 71 ist dabei in einem an der Wand 2 ortsfest montierten horizontalen Träger 7 angeordnet. Nahe den beiden Enden des Trägers 7 ist je eine Umlenkrolle montiert, über die ein Stahlseil, wel ches auch als Zahnriemen ausgebildet sein kann, in sich geschlossen geführt wird (ohne Darstellung). An diesem Stahlseil sind in bekannter Weise die Laufwagen 72 angelenkt, z. B. über einen Mitnehmer verbunden, so daß bei einer translatorischen Bewegung des Seiles durch den Antriebsmotor die Schiebetürflügel 1a, 1b gegen läufig mitbewegt werden. An einem der Laufwagen 72 ist die in Fig. 4 beschriebe ne Druckrolle 6 mit vertikaler Drehachse befestigt. An der rückwärtigen Seite des Trägers 7 ist das Basissubstrat 53 mit den darauf befindlichen PVDF-Folien 5a, 5b angeordnet. Bei einer Bewegung des Laufwagens 72 überstreicht die Druckrolle 6 die Folien 5a, 5b und erzeugt somit ein Spannungssignal U1, U2, welches über die Signalleitung 41 an die Steuer- und Auswerteeinheit 4 übermittelt wird. Über die in Fig. 6 gezeigte Signalaufbereitung wird das Spannungssignal in einen Zählwert umgewandelt, wobei dem Zählerstand eine Relativposition des Türflügels 1 ent spricht. Zur Ableitung der tatsächlichen Flügelposition wird zu Betriebsbeginn ein Referenzwert festgesetzt, welcher einem definierten Zählwert der Auswerteeinheit 4 eine bestimmte Türposition zuordnet. Fig. 10 shows how can the concepts described above for the incremental and absolute position detection in a conventional automatic sliding door implementat ren. A two-leaf sliding door system 1 is shown . The sliding door wing 1 a, 1 b are guided on two upper carriages 72 in a rail 71 located above the door 1 . The running rail 71 is arranged in a horizontal support 7 which is fixedly mounted on the wall 2 . Near the two ends of the carrier 7 , a deflection roller is mounted, over which a steel cable, which can also be designed as a toothed belt, is guided in a closed manner (without illustration). On this steel cable, the carriage 72 are articulated in a known manner, for. B. connected via a driver, so that with a translational movement of the rope by the drive motor, the sliding door wings 1 a, 1 b are moved against in motion. On one of the carriages 72 , the pressure roller 6 described in FIG. 4 is fastened with a vertical axis of rotation. On the rear side of the carrier 7 , the base substrate 53 with the PVDF foils 5 a, 5 b located thereon is arranged. When the carriage 72 moves, the pressure roller 6 sweeps over the foils 5 a, 5 b and thus generates a voltage signal U1, U2, which is transmitted to the control and evaluation unit 4 via the signal line 41 . About the signal processing shown in Fig. 6, the voltage signal is converted into a count, the counter reading a relative position of the door leaf 1 speaks ent. To derive the actual leaf position, a reference value is set at the start of operation, which assigns a specific door position to a defined count value of the evaluation unit 4 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Tür
1a Türflügel
2 Blendrahmen
2a, 2b linke, bzw. rechte vertikale Kante des Blendrahmens
3 Automatiktürantrieb
31 Türgestänge
32 Abtriebswelle
4 Steuer- und Auswerteeinheit
41 Signalleitungen
43 Signalaufbereitung
44 Differenzierglied
45 UND-Gatter
46 Inverter
47 Zähler
5 PVDF-Folie
5a, 5b erste, bzw. zweite PVDF-Folie
51 Oberseitenkontakt
52 Unterseitenkontakt
53 Basissubstrat
54 Oberflächenprofil
55b, 55s breites, bzw. schmales Flächenelement
6 Druckrolle
6a, 6b erste, bzw. zweite Druckrolle
61 Laufkäfig
62a, 62b erste, bzw. zweite Feder
7 Träger
71 Gleitschiene
72 Laufwagen 1 door
1 a door leaf
2 frames
2 a, 2 b left and right vertical edge of the frame
3 automatic door operator
31 door linkages
32 output shaft
4 control and evaluation unit
41 signal lines
43 Signal processing
44 differentiator
45 AND gates
46 inverters
47 counters
5 PVDF film
5 a, 5 b first and second PVDF film
51 Top contact
52 Bottom contact
53 base substrate
54 surface profile
55 b, 55 s wide or narrow surface element
6 pressure roller
6 a, 6 b first and second pressure roller
61 barrel cage
62 a, 62 b first and second spring
7 carriers
71 slide rail
72 carriages

Claims

1. Use of a PVDF film ( 5 , 5 a, 5 b) for controlling and / or regulating a motor-driven wing ( 1 a) a door ( 1 ), a window or the like.

2. Use according to claim 1, characterized in that the PVDF film ( 5 ) for securing the closing edge ( 2 b) of a door ( 1 ), egg nes window or the like is used.

3. Use according to claim 1, characterized in that the PVDF film ( 5 a, 5 b) for detecting the position of the wing ( 1 a) of a door ( 1 ), a window or the like is used.

4. Use according to one of the preceding claims, characterized in that the PVDF film ( 5 , 5 a, 5 b) is connected to an evaluation and / or control unit ( 4 ).

5. Use according to one of the preceding claims, characterized in that the PVDF film ( 5 a, 5 b) has a periodic surface structure ( 55 b, 55 s), preferably with alternately arranged narrow ( 55 s) and wide surface elements ( 55 b) same length.

6. Use according to claim 5, characterized in that the width of the surface elements ( 55 b, 55 s) is constant.

7. Use according to claim 5, characterized in that the width of the surface elements ( 55 b) increases or decreases linearly with the film length ( 5 a, 5 b).

8. Use according to one of the preceding claims, characterized in that a second PVDF film ( 5 b) is arranged offset with respect to the first PVFD film ( 5 a), the offset in the longitudinal direction of the first PVDF film ( 5 a ) is preferably a defined fraction of a period length Dl.

9. Use according to any one of the preceding claims, characterized in that to generate a pressure signal p₀ a pressure roller ( 6 ) is preferably guided in the longitudinal direction over the surface of the PVDF film ( 5 a, 5 b).

10. Use according to any one of the preceding claims, characterized in that the pressure roller ( 6 ) is connected to the wing ( 1 a) and the PVDF film ( 5 a, 5 b) arranged in a stationary manner, or vice versa.

11. Method for detecting the position of a motor-driven building unit, characterized in that the movement of the Unit a pressure signal and / or temperature signal directly or medium bar generated and that means for location-dependent detection of the pressure signal and / or the temperature signal are present.

12. The method according to claim 11, characterized in that the generation of the pressure force is preferably carried out via a roller ( 6 ), a rolling or a sliding body.

13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that the detection of the pressure signal and / or the temperature signal is carried out by one or more PVDF films ( 5 a, 5 b).

14. The method according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the roller ( 6 ), the rolling or the sliding body is connected to the moving structural unit and the PVDF film ( 5 a, 5 b) is arranged in a stationary manner, or the other way around.

15. The method according to claim 13, characterized in that the PVDF film ( 5 a, 5 b) has a periodic surface structure ( 55 b, 55 s), preferably with alternately arranged narrow ( 55 s) and wide surface elements ( 55 b ) of equal length.

16. The method according to claim 14, characterized in that the width of the surface elements ( 55 b, 55 s) is constant.

17. The method according to claim 14, characterized in that the width of the surface elements ( 55 b) linearly increases or decreases with the film length ( 5 a, 5 b).

18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a second PVDF film ( 5 b) with respect to the first PVFD film ( 5 a) is arranged offset, the offset in the longitudinal direction of the first PVDF film ( 5 a ) is preferably a defined fraction of a period length Dl.

19. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one or more, preferably each of the foils ( 5 a, 5 b) is connected to the evaluation and or control unit ( 4 ).

20. The method according to claim 19, characterized in that the voltage signals (U1, U2) of the film ( 5 a, 5 b) in the evaluation and or control unit ( 4 , 43 ) are converted into square wave signals (S1, S2).

21. The method according to claim 19 or 20, characterized in that the evaluation and / or control unit ( 4 ) has two AND gates ( 45 ) which provide counting pulses for a counter ( 47 ).

22. The method according to any one of claims 19 to 21, characterized in that the first square-wave signal (S1) is applied to both AND gates ( 45 ).

23. The method according to any one of claims 19 to 21, characterized in that the second square wave signal (S2) is differentiated and applied to a first AND gate ( 45 ).

24. The method according to any one of claims 19 to 21, characterized in that the second square wave signal (S2) is inverted and differentiated and is applied to a second AND gate ( 45 ).

25. A device for securing the closing edge ( 2 b) of a door ( 1 ), a window or the like, characterized in that along the closing edge ( 2 b), for. B. main closing edge and / or secondary closing edge, a PVDF film ( 5 ) is arranged.

26. The apparatus according to claim 25, characterized in that a PVDF film ( 5 ) is arranged on one or more components.

27. The apparatus of claim 25 or 26, characterized in that the PVDF film ( 5 ) is fixed and / or wing-fixed angeord net.

28. Device according to one of claims 25 to 27, characterized in that the PVDF film ( 5 ) is arranged in a flexible hollow profile, a rubber strip or the like.

29. Device according to one of claims 25 to 28, characterized in that the PVDF film ( 5 ) is connected to an evaluation and / or control unit ( 4 ).

30. Device for detecting the position of a motor-driven building unit, characterized in that with the movement of the Unit is connected to the generation of a pressure signal and that means for location-dependent detection of the pressure signal are available.

31. The device according to claim 30, characterized in that a surface profile ( 54 ) with periodically arranged bumps is arranged stationary with respect to the movable assembly and a PVDF film connected to the movable assembly ( 5 a, 5 b) above the upper surface profile ( 54 ) is performed, or vice versa.

32. Apparatus according to claim 30 or 31, characterized in that the PVDF film ( 5 a, 5 b) is taken up in a barrel cage ( 61 ).

33. Device according to one of claims 30 to 32, characterized in that a second PVDF film ( 5 b) with respect to the most PVFD film ( 5 a) is arranged offset, the offset in the longitudinal direction of the surface profile ( 54 ) is preferably a defined fraction of a period length Dl.

34. Device according to one of claims 30 to 33, characterized in that there is a preferably flexible non-positive connection between the PVDF film ( 5 a, 5 b) and the surface profile ( 54 ).

35. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the non-positive connection vorzugwei se via a roller ( 6 a, 6 b), a rolling or a sliding body, which cher cher over a spring ( 62 a, 62 b) supported on the PVDF film ( 5 a, 5 b). 36. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the PVDF film ( 5 ) is arranged stationary or wing-fixed.