DE19941483C2

DE19941483C2 - Antriebsvorrichtung für eine durch ein Gurtband angetriebene Verdunkelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19941483C2
Application number: DE19941483A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Barth; Oliver Froehlich; Stefan Weiss; Paul Layes
Original assignee: Somfy Feinmechanik und Elektrotechnik GmbH
Current assignee: Somfy Feinmechanik und Elektrotechnik GmbH
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: DE19941483A1

Abstract

Es wird eine Antriebsvorrichtung für eine durch ein Gurtband (11) angetriebene Verdunkelungsvorrichtung, insbesondere einen Rolladen, ein Rollo oder einen Lamellenvorhang, vorgeschlagen, die eine motorisch angetriebene Aufwickelhaspel (10) für das Gurtband (11) sowie eine vom sich bewegenden Gurtband (11) angetriebene Rolle (17) besitzt, beispielsweise eine Umlenkrolle. Sensormittel (25, 26) dienen zur Erfassung der Drehzahl der Rolle (17) sowie der Drehzahl der Aufwickelhaspel (10) oder eines mit dieser in Antriebsverbindung stehenden Rotationselements (22). Eine elektronische Auswerteeinrichtung dient zur Bildung von Verhältniswerten (D1) der jeweiligen Drehzahlsignale (f¶1¶, f¶2¶) der beiden Sensormittel (26, 25) zur Erfassung des Wickelradius auf der Aufwickelhaspel (10), wobei beim Erreichen eines Verhältniswerts (D2), der einem maximal zulässigen Wickelradius (r¶1max¶) entspricht, der Antriebsmotor (19) mittels einer Abschalteinrichtung abschaltbar ist. Hierdurch wird verhindert, daß infolge eines zu langen und/oder zu dicken Gurtbands ein zu großer Gurtbandwickel (35) entsteht, der zur Beschädigung oder Zerstörung des Gehäuses bzw. der Antriebsvorichtung führen könnte.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine durch ein Gurtband angetriebene Verdunkelungsvorrichtung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer derartigen, aus der DE 195 23 914 C1 bekannten Antriebsvorrichtung werden die Umdrehungen einer Umlenkrolle für das Gurtband erfaßt, so daß damit die Gurtbewegung sensiert wird. Die dadurch erfaßten Signale dienen zur Positionierung eines Rolladens, wobei zusätzliche End- oder Referenzschalter erforderlich sind. Ein Gehäuse für die Antriebsvorrichtung besitzt einen Gurtkasten zur Aufnahme der Aufwickelhaspel für das Gurtband sowie weitere Gehäuseteile, in denen ein Motor, ein Getriebe, die elektronische Steuerung und dergleichen untergebracht sind.

In der DE-A 198 05 158 A1 wurde bereits vorgeschlagen, zu sätzlich zur Erfassung der Rotation der Umlenkrolle noch die Rotation der Aufwickelhaspel selbst zu erfassen. Nun wird das Verhältnis der erfaßten Rotationswerte gebildet, wobei bestimmte Verhältniswerte Positionen des Gurtbands bzw. des Rolladens zugeordnet werden, um die Endpositionen dadurch anfahren zu können.

Ein Hauptproblem bei derartigen Antriebsvorrichtungen besteht darin, daß sie gewöhnlich zur Nachrüstung von vorhandenen manuell bedienbaren Rolläden oder dergleichen eingesetzt werden. Die jeweilige Einbausituation, das heißt die vorhandene Gurtstärke, -länge, eventuelle Übersetzungstriebe im Rolladenkasten oder dergleichen, kann der Hersteller der Antriebsvorrichtungen nicht voraussehen, wobei diese Faktoren dazu führen können, daß schon bei der Montage, also beispielsweise noch vor der Einstellung der Endpositionen, die maximal zulässige Wickelkapazität der Aufwickelhaspel überschritten wird, so daß der Gurtkasten und damit die gesamte Antriebsvorrichtung beschädigt oder gar zerstört wird. Erschwerend kommt hinzu, daß bei der Inbetriebnahme der Antriebsvorrichtung der mit der Aufwickelhaspel versehene Gurtkasten gewöhnlich in einer Maueraussparung versenkt ist, so daß keine visuelle Überwachung der Aufwickelhaspel über ein Sichtfenster möglich ist.

Aus der DE 26 50 665 B2 ist eine Vorrichtung zur Feststellung der absoluten Position eines gewickelten Bandes bekannt, mit einer motorisch angetriebenen Aufwickelhaspel für das Band, mit einer mit dem sich bewegenden Band in Reibschluss befindlichen Rolle, mit Sensormitteln zur Erfassung der Rotation der Rolle und mit einer elektronischen Steuereinrichtung zum Abschalten des Antriebsmotors in wenigstens einer vorgebbaren Position des Bandes. Bei dieser Vorrichtung sind weitere Sensormittel zur Erfassung der Rotation der Aufwickelhaspel und eine Auswerteeinrichtung zur Bildung von Verhältniswerten der jeweiligen Signale der beiden Sensormittel als Positions- Istsignal vorgesehen, wobei beim Erreichen von vorgegebenen Positons-Sollwerten der Antriebsmotor mittels einer Abschalteinrichtung abschaltbar ist. Die Abschaltung soll dabei erfolgen, wenn die Gesamtlaufzeit erreicht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung für eine durch ein Gurtband angetriebene Verdunkelungsvorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass unabhängig von der jeweiligen Einbausituation das Überschreiten der maximalen Wickelkapazität in Folge beispielsweise eines zu langen und/oder zu dicken Gurtbands wirksam verhindert wird. Dabei soll insbesondere auch verhindert werden, dass die die Montage durchführende Person auch bei ungeschicktem Verhalten diese maximale Wickelkapazität in keinem Falle überschreiten kann, so dass ein sicherer Schutz der Antriebsvorrichtung gewährleistet ist.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Antriebsvorrichtung möglich.

Der dem maximal zulassigen Wickelradius entsprechende Ver hältniswert ist fest in der Auswerteeinrichtung gespeichert und kann nicht verändert werden, sodaß ein dauernder Schutz gegen ein Überschreiten der maximalen Wickelkapazi tät gegeben ist, auch beispielsweise beim Auswechseln eines Gurtbands oder bei einer Ummontage der Antriebsvor richtung.

Durch die Sensormittel sind zweckmäßigerweise Markierungen oder Zähne an der Rolle und der Aufwickelhaspel oder dem damit in Antriebsverbindung stehenden Rotationselement ab tastbar und in entsprechende Signale umsetzbar. Dabei sind die Signale der Sensormittel vorzugsweise Zählsignale oder davon abgeleitete Frequenzsignale.

Eine einfache Auswertemöglichkeit besteht darin, daß die Signale der Sensormittel einer Quotientenbildungsstufe als Auswerteeinrichtung zur Bildung des Drehzahl-Verhältnis werts zuführbar sind. Diese Quotientenbildungsstufe ist in vorteilhafter Weise als Zähler ausgebildet, durch den je weils die Signale der Sensormittel zur Erfassung der Dreh zahl der Aufwickelhaspel zwischen zwei Signalen der Sensormittel zur Erfassung der Drehzahl der Rolle gezählt werden. Die erreichten Zählwerte können dann direkt als Ist-Verhältniswerte verwendet und weiterverarbeitet werden.

In einer bevorzugten Ausführung weist die Abschaltein richtung einen Komparator zum Vergleich der jeweils ge bildeten Drehzahl-Verhältniswerte mit dem dem maximal zu lässigen Wickelradius entsprechenden Grenzwert auf, wobei durch den Komparator die Abschalteinrichtung betätigbar ist.

Die vom Gurtband angetriebene Rolle ist zweckmäßigerweise die ohnehin erforderliche Gurtumlenkrolle, und das in An triebsverbindung mit der Aufwickelhaspel stehende Rota tionselement ist zweckmäßigerweise ein ebenfalls ohnehin vorhandenes Getrieberad eines Untersetzungsgetriebes, so daß im wesentlichen kein zusätzlicher Hardware-Aufwand oder eine Umkonstruktion herkömmlicher Antriebsvorrich tungen beim Einsatz der erfindungsgemäßen Sicherheitsvor richtung erforderlich ist.

Die Auswerteeinrichtung ist zweckmäßigerweise in einer zur Motorsteuerung dienenden, ohnehin vorhandenen elektroni schen Steuereinrichtung integriert, die vorzugsweise als Mikrocontroller ausgebildet ist, so daß zur Realisierung der Erfindung im wesentlichen lediglich zusätzliche Pro grammierschritte erforderlich sind.

ZEICHNUNG

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Längsschnittdarstellung einer elektrischen Antriebsvorrichtung für einen Rolladenpanzer über einen Antriebsgurt als Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer elektronischen Aus werteeinrichtung für die Sicherheitsabschaltung.

BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Gemäß Fig. 1 enthält ein flacher Gurtkasten 12 eine Auf wickelhaspel 10 für ein Gurtband 11, wobei der Gurtkasten 12 so gestaltet ist, daß er in eine ohnehin vorhandene Wandausnehmung 13 für eine manuell bedienbare Aufwickel rolle in einer Gebäudewand 14 eingeschoben werden kann. An diesem Gurtkasten 12 ist ein Motorgehäuse 15 so ange bracht, daß dieses außerhalb der Wandausnehmung 13 flach an der Gebäudewand 14 anliegt und dabei die Begrenzungen der Wandausnehmung 13 nach allen vier Seiten hin über greift, so daß die Wandausnehmung 13 vollständig abgedeckt ist. Dabei kann das Motorgehäuse 15 auch vom Gurtkasten 12 abnehmbar ausgebildet sein.

Das Gurtband 11 kann mittels der Aufwickelhaspel 10 im Gurtkasten 12, die dort im wesentlichen mittig drehbar gelagert ist, auf- und abgewickelt werden und verläuft von dieser aus über eine Umlenkrolle 17 durch das Motorgehäuse 15 und durch eine nicht dargestellte Gehäuseöffnung nach außen und dann im wesentlichen parallel zur Gebäudewand 14 nach oben zu einem nicht dargestellten, in üblicher Weise ausgebildeten Rolladenkasten, in dem eine drehbar gelager te Wickelwelle zum Auf- und Abwickeln des Rolladenpanzers vorn Gurtband 11 angetrieben wird.

Im Motorgehäuse 15 ist im mittleren Bereich ein Unter setzungsgetriebe 18 angeordnet, das durch einen elektri schen Antriebsmotor 19 angetrieben wird. Der Antriebsmotor 19 treibt über ein Schneckenrad 20 ein erstes Getrieberad 21, dieses ein zweites Getrieberad 22 und dieses die Auf wickelhaspel 10 an. Hierzu besitzt die Aufwickelhaspel 10 einen Zahnkranz 23. In der aus nicht-ferromagnetischem Material, beispielsweise aus Kunststoff, bestehenden Um lenkrolle 17 ist ein ferromagnetisches oder permanentmagneti sches Element 24 im Bereich des Außenumfangs eingelassen. Bei der Bewegung des Gurtbands 11 dreht sich die Umlenk rolle 17, und das Element 24 passiert einen ersten Sensor 25, in dem dieses Element 24 bei jeder Umdrehung ein Signal erzeugt. Im Falle eines permanentmagnetischen Elements 24 kann der Sensor beispielsweise als Reed- Schalter ausgebildet sein. Alternativ hierzu ist es möglich, den ersten Sensor 25 gemäß der DE 44 14 280 A1 auszubilden.

Ein zweiter Sensor 26, der ebenfalls gemäß der DE 44 14 280 A1 ausgebildet sein kann, ist im Bereich der Zähne des zweiten Getrieberads 22 angeordnet, so daß bei der Drehung dieses Getrieberads 22 jeder Zahn ein Signal im zweiten Sensor 26 erzeugt. Die beiden Sensoren 25, 26 sind mit einer elektronischen Steuereinrichtung 27 verbunden, die im unteren Bereich des Motorgehäuses 15 untergebracht ist.

Als Antrieb des beispielsweise als Gleichstrommotor ausge bildeten Antriebsmotors 19 dienen nicht dargestellte Batterien, beispielsweise im oberen Bereich des Motor gehäuses 15, die auch als wiederaufladbare Batterien ausgebildet sein können. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine Stromversorgung über ein Anschlußkabel und ein Netzteil möglich. Die Bedienung des Antriebsmotors 19 bzw. der elektronischen Steuereinrichtung 27 erfolgt über nicht dargestellte Bedienungselemente an der von der Gebäudewand 14 wegweisenden flachen Außenseite des Motorgehäuses 15.

Beim Aufwickeln des Gurtbands 11 über die Umlenkrolle 17 auf die Aufwickelhaspel 10 erhöht sich mit zunehmendem Gurtwickelradius r₁ die Gurtgeschwindigkeit. Durch die Er höhung der Gurtgeschwindigkeit erhöht sich die Drehzahl der Umlenkrolle 17, während die Drehzahl der Aufwickel haspel 10 bzw. des entstehenden Gurtbandwickels 35 kon stant bleibt. Dabei bestehen die folgenden Zusammenhänge:

In den Gleichungen bedeuten:
v₁ Umfangsgeschwindigkeit der äußersten Gurtlage des Gurt bandwickels 35, v₂ Umfangsgeschwindigkeit der Umlenkrolle 17, n Anzahl der Wickellagen, b Gurtstärke des Gurtbands 11, t₁ Zeit für eine Umdrehung der Aufwickelhaspel 10, t₂ Zeit zwischen zwei Signalen des Sensors 25, f₁ Frequenz der Signale des Sensors 26, f₂ Frequenz der Signale des Sen sors 25 unter Berücksichtigung des Untersetzungsverhält nisses, r_1min minimaler Radius des Gurtbandwickels 35, also Radius des Wickelkerns der Aufwickelhaspel, r₂ Radius der Umlenkrolle 17 und D1 das Drehzahlverhältnis f₁/f₂.

Durch den Gurtkasten 12 ist der maximal zulässige Radius r_1max definiert und somit ein definiertes Radienverhältnis

das zu einem Drehzahlverhältnis D2 führt, das nicht unter schritten werden darf bzw. bei dessen Erreichen auch gleichzeitig der maximal zulässige Radius des Gurtband wickels 35 erreicht ist, wobei D2 das Drehzahlverhält nis f₁/f_2max ist.

In Fig. 2 ist derjenige Bereich der elektronischen Steuer einrichtung 27 im Blockschaltbild dargestellt, der die Ab schaltung des Antriebsmotors 19 bei Erreichen des Dreh zahlverhältnisses D2 bzw. des maximal zulässigen Radius r_1max veranlaßt.

Die beiden Sensoren 25, 26 sind mit einer Auswerteeinrich tung bzw. Sicherheitselektronik 28 verbunden, die einen Zähler 29 und einen Komparator 30 enthält. Der Zähler 29 ist als Quotientenbildungsstufe für die Signale f₁ und f₂ der Sensoren 25, 26 geschaltet. Dies erfolgt dadurch, daß die Signale des Sensors 26 jeweils zwischen zwei Signalen des Sensors 25 gezählt werden. Die Signale des Sensors 25 dienen daher beispielsweise als Rücksetzsignale für den Zähler 29. Der jeweils erreichte Zählerwert vor dem Rück setzen wird zwischengespeichert. Dieser Zählerwert stellt den Verhältniswert D1 dar. Er wird im Komparator 30 mit dem fest vorgegebenen Verhältniswert D2 verglichen, der gemäß der vorstehend angegebenen Gleichung in einem be stimmten Verhältnis zum maximal zulässigen Radius des Gurtbandwickels 35 steht. Sinkt der Verhältniswert D1 unter den Verhältniswert D2 ab, so wird ein Schalter 31 im Stromkreis des Antriebsmotors 19 geöffnet, so daß dieser abgeschaltet wird. Dieser Schalter 31 kann das ohnehin vorhandene steuerungsseitige Motorstrom-Stellglied sein. Durch geeignete Maßnahmen muß sichergestellt sein, daß der Antriebsmotor 19 auch abgeschaltet bleibt, bis der maximal zulässige Radius des Gurtbandwickels 35 wieder unter schritten wird. Alternativ hierzu kann auch eine auto matische Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors 19 veran laßt werden, so daß bei einem Wiedereinschalten des An triebsmotors nur ein Abwickelvorgang erfolgen kann.

Die Sicherheits- bzw. Auswerteeinrichtung 28 kann separat ausgebildet oder in der elektronischen Steuereinrichtung 27 integriert sein. Ist diese beispielsweise als Mikro controller ausgebildet, so kann die Auswerteeinrichtung 28 lediglich softwaremäßig realisiert werden, das heißt durch zusätzliche Programmschritte.

Claims

1. Antriebsvorrichtung für eine durch ein Gurtband an getriebene Verdunkelungsvorrichtung, insbesondere einen Rolladen, ein Rollo oder einen Larmellenvorhang, mit einer motorisch angetriebenen Aufwickelhaspel (10) für das Gurtband (11), mit einer vom sich bewegenden Gurtband (11) angetriebenen Rolle (17), mit Sensormitteln (25) zur Er fassung der Drehzahl der Rolle (17), mit Sensormitteln (26) zur Erfassung der Drehzahl der Aufwickelhaspel (10) oder eines mit dieser in Antriebsverbindung stehenden Rotationselements (22) und mit einer elektrischen Aus werteeinrichtung (28) zur Bildung von Verhältniswerten (D1) der jeweiligen Drehzahlsignale (f₁, f₂) der beiden Sensormittel (26, 25) zur Erfassung des Wickelradius auf der Aufwickelhaspel (10), wobei beim Erreichen eines Grenzwerts (D2) des Verhältniswerts, der einem maximal zulässigen Wickelradius (r_1max) auf der Aufwickelhaspel entspricht, der Antriebsmotor (19) mittels einer Abschalteinrichtung (31) abgeschaltet wird.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der dem maximal zulässigen Wickelradius (r_1max) entsprechende Verhältniswert als Grenzwert (D2) fest gespeichert ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Sensormittel (25, 26) wenig stens eine Markierung (24) oder Zähne an der Rolle (17) und der Aufwickelhaspel (10) oder dem damit in Antriebsverbindung stehenden Rotationselement (22) abgetastet und in entsprechende Signale (f₁, f₂) umgesetzt werden.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Sensormittel (25, 26) Zählsignale und/oder Rücksetzsignale oder abgeleitete Frequenzsignale oder Drehzahlsignale sind.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale (f₁, f₂) der Sensormittel (26, 25) einer Quotientenbildungsstufe (29) einer Auswerteeinrichtung (28) zur Bildung des Drehzahl- Verhältniswerts (D1) zugeführt werden.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Quotientenbildungsstufe (29) als Zähler ausgebildet ist, durch den jeweils die Signale der Sensormittel (26) zur Erfassung der Drehzahl der Aufwickelhaspel (10) zwischen zwei Signalen der Sensormittel (25) zur Erfassung der Drehzahl der Rolle (17) gezählt werden.

7. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltein richtung (31) durch einen Komparator (30) zum Vergleich der jeweils gebildeten Drehzahl-Verhältniswerte (D1) mit dem dem maximal zulässigen Wickelradius entsprechenden Grenzwert (D2) angesteuert wird.

8. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (17) als Gurtumlenkrolle ausgebildet ist.

9. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in Antriebsver bindung mit der Aufwickelhaspel (10) stehende Rotations element (22) ein Getrieberad eines Untersetzungsgetriebes (18) ist.

10. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteein richtung (28) in einer zur Motorsteuerung dienenden elek tronischen Steuereinrichtung (27) integriert ist, die ins besondere als Mikrocontroller ausgebildet ist.