DE202006010251U1 - Drive for opening and/or closing of door and/or window has control unit with energy storage unit, and frequency converter unit which controls power consumption and/or RPM of motor unit - Google Patents

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Abstract

The drive for the opening and/or closing of a door and/or a window has a motor unit (1), which opens and/or closes the door and/or the window, and a control unit (2) with an energy storage unit (3), and a frequency converter unit (4) which controls the power consumption and/or the RPM of the motor unit. At least one connecting unit (5) is provided for the connection to an electric power source (10), wherein the control unit monitors the electric current made available from the power source.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb zum Öffnen und/oder Schließen eines Tores und/oder eines Fensters.The The invention relates to a drive for opening and / or closing a Gates and / or a window.

Im Brandfall werden bei Hallen Industrietore als Nachströmöffnungen für die RWA verwendet, d.h. die Tore oder Fenster werden bis zu einer bestimmten Öffnungshöhe geöffnet, so dass Rauch und Wärme leichter abziehen können. Bei dem Öffnen von Toren mit Elektrobetrieb ergeben sich Probleme, wenn der Strom ausfällt. Die bisherige Praxis sieht folgende Möglichkeiten vor: Das Tor wird über ein Haspelkette geöffnet. Dabei ist der Nachteil, dass beispielsweise ein Feuerwehrmann in das verrauchte Gebäude hinein muss. Eine weitere Möglichkeit besteht im Öffnen über Notentriegelung mit dem Nachteil, dass bei nachlassender Federspannung die Bedienung nicht oder nur schwer möglich ist, bzw. dass das Tor wieder schließt.in the In the case of industrial buildings halls become fire openings for the RWA uses, i. the gates or windows are opened up to a certain opening height, so that smoke and heat easier to peel off. When opening from gates with electric operation, problems arise when the electricity fails. The previous practice provides the following options: The gate is a reel chain open. The disadvantage is that, for example, a fireman in the smoky building into it. One more way exists when opening via emergency release with the disadvantage that with decreasing spring tension the operation not or only with difficulty possible is, or that the gate closes again.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Lösung anzugeben, über welche im Bandfall das zuverlässige Öffnen eines Tores oder Fensters ermöglicht wird.The The object of the invention is therefore to provide a solution over which Reliable opening of a Gates or windows allows becomes.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch einen Antrieb gemäß dem ersten Anspruch.The Invention solves the task by a drive according to the first claim.

Der erfindungsgemäße Antrieb weist somit mindestens drei Komponenten auf:

  • 1. Einphasen-Frequenzumrichtersteuerung (nachfolgend FUS genannt) als Frequenzumrichtereinheit.
  • 2. Power control unit (nachfolgend PCU genannt ) als Steuereinheit.
  • 3. Power supplying unit (nachfolgend PSU genannt) als Energiespeichereinheit.
The drive according to the invention thus has at least three components:
  • 1. Single-phase frequency converter control (hereinafter referred to as FUS) as a frequency converter unit.
  • 2. Power control unit (hereinafter referred to as PCU) as a control unit.
  • 3. Power supplying unit (hereinafter referred to as PSU) as energy storage unit.

Im Normalfall wird die Netzspannung von der PCU über die PSU an die FUS geschleift und gleichzeitig wird die PSU geladen. Die FUS arbeitet auf Parameterebene „Volllastbetrieb", d.h. das Tor fährt mit den für die FUS typischen Eigenschaften (hohe Geschwindigkeit, Rampenzeiten usw.). Die FUS besitzt einen speziell parametrierten Eingang – Signaleingabeeingang – für Kontakte der RWA-Anlage, Feuerwehrschalter usw. Wird dieser Eingang aktiviert, d.h. ergeht über diesen ein Aktivierungssignal an den Antrieb bzw. an die Steuereinheit, so fährt das Tor bzw. das Fenster auf eine definierte Öffnungshöhe und bildet eine Nachströmöffnung.in the Normally, the mains voltage is looped from the PCU via the PSU to the FUS and at the same time the PSU is loaded. The FUS operates on the parameter level "full load operation", ie the door moves with the for the FUS typical characteristics (high speed, ramp times etc.). The FUS has a specially parameterized input - signal input input - for contacts RWA system, fireman's switch, etc. If this input is activated, i.e. goes over this an activation signal to the drive or to the control unit, so drives the gate or the window to a defined opening height and forms a Nachströmöffnung.

Die PCU überwacht die Stromzufuhr, trennt bei Stromausfall nach vordefinierter Zeit die Netzzuleitung und schaltet die PSU auf Stand-By, d.h. in einen Warte-Zustand.The PCU monitors the power supply, disconnects in case of power failure after predefined time the power line and switches the PSU to standby, i. in a Stand-by state.

Im Alarmfall nach Betätigung durch z.B. Feuerwehrschalter wird die FUS aktiviert und auf akkugepufferte Wechselspannung umgeschaltet. Es erfolgt eine Stromversorgung der FUS und somit der Motoreinheit mit Wechselspannung, bauend auf die in der Energiespeichereinheit, bzw. dem Akku gespeicherten Energie.in the Alarm case after operation by e.g. Fireman switch, the FUS is activated and battery-backed Switched AC voltage. There is a power supply of the FUS and thus the motor unit with AC voltage, building on the energy stored in the energy storage unit or the battery.

Nach einer Zeitverzögerung, mit der eine gesicherte Torbewegung garantiert ist, wird die FUS auf die Parameterebene Notbetrieb/Sparmodus geschaltet sowie die Öffnungshöhe „Nachströmöffnung" aktiviert.To a time delay, with a guaranteed door movement is guaranteed, the FUS switched to the parameter level emergency mode / economy mode and the opening height "inflow opening" activated.

Für die Öffnung des Tores bei Stromausfall bietet die Steuerung mehrere Möglichkeiten:

  • – manuell über Feuerwehrschalter (PSU wird in Betriebsmodus geschaltet und zeitverzögert die Öffnung des Tores auf Öffnungshöhe „Nachströmöffnung" eingeleitet.)
  • – Automatisch über RWA-Anlage (PSU wird in Betriebsmodus geschaltet und zeitverzögert die Öffnung des Tores auf Öffnungshöhe „Nachströmöffnung" eingeleitet.)
  • – automatisch bei Stromausfall (PCU schaltet PSU in Betriebsmodus, PCU aktiviert den Eingang der FUS, Tor fährt in die Stellung „Nachströmöffnung")
  • – die Kraftbetätigung des Tores ist mit Hilfe spezieller Eigenschaften von Antrieb und Steuerungen auf unterschiedlichen Energieebenen möglich
  • – im Standardbetrieb sind Torgeschwindigkeiten bis zum 5-fachen der Standardausführung möglich
  • – durch die automatische Netzüberwachung entfällt das Umschalten von Standby- auf Lastbetrieb, für Aktivierung im Alarmfall reicht ein potenzialfreier Kontakt
For the opening of the gate in case of power failure, the controller offers several options:
  • - Manually via fireman's switch (PSU is switched to operating mode and, with a time delay, the opening of the gate is opened at opening height "inflow opening").
  • - Automatically via SHEV system (PSU is switched to operating mode and, with a time delay, the opening of the gate is opened at the opening height "backflow opening").
  • - automatically in case of power failure (PCU switches PSU into operating mode, PCU activates the input of FUS, gate moves to position "inflow opening")
  • - The power of the door is possible with the help of special properties of drive and controls on different energy levels
  • - In standard operation, door speeds up to 5 times the standard version are possible
  • - Automatic grid monitoring eliminates the need to switch from standby mode to load mode; for activation in the event of an alarm, potential-free contact is sufficient

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Antriebs sind somit:

  • – Sicherer Notstrombetrieb mit einer hohen Standzeit im Standby-Betrieb.
  • – niedrige Akkukapazität und geringe Leistung der Notstromversorgung erforderlich (Energiesparmodus)
  • – 230 VAC Stromversorgung für beide Betriebsarten ausreichend, 400 Volt Drehstrom wird nicht benötigt
  • – Für die komplette Notstromversorgung kommt lediglich die Netzüberwachung (PCU) und Notstromversorgung (PSU) zum tragen.
The advantages of the drive according to the invention are thus:
  • - Safe emergency operation with a long service life in standby mode.
  • - low battery capacity and low power of emergency power supply required (energy saving mode)
  • - 230 VAC power supply sufficient for both operating modes, 400 Volt three-phase current is not required
  • - For the complete emergency power supply is only the network monitoring (PCU) and emergency power supply (PSU) to wear.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.Further advantageous embodiments can be found in the dependent claims.

Die einzige Figur zeigt schematisch den Aufbau der wesentlichen Bestandteile des erfindungsgemäßen Antriebs. Der Antrieb ist über die Anschlusseinheit 5 mit einer elektrischen Stromquelle 10 verbunden, bei welcher es sich beispielsweise um das übliche Stromnetz handelt. Im Normalbetrieb sorgt die Steuereinheit 2 dafür, dass die Frequenzumrichtereinheit 4 mit der Netzspannung versorgt wird und dass gleichzeitig die Energiespeichereinheit 3, bei welcher es sich insbesondere um einen Akku handelt, aufgeladen wird. Die Frequenzumrichtereinheit 4 steuert die Leistungsaufnahme und die Drehzahl der Motoreinheit 1, welcher dem eigentlichen Öffnen bzw. Schließen des Tores dient. Im Normalbetrieb werden dabei üblicherweise hohe Geschwindigkeiten und Rampenzeiten eingestellt. Dies gilt für den Normal- oder Volllastbetrieb.The single figure shows schematically the structure of the essential components of the drive according to the invention. The drive is via the connection unit 5 with an electric power source 10 connected, which, for example, to the usual power grid is. In normal operation, the control unit provides 2 for that the frequency converter unit 4 is supplied with the mains voltage and that at the same time the energy storage unit 3 , which is in particular a rechargeable battery, is charged. The frequency converter unit 4 controls the power consumption and the speed of the motor unit 1 , which is the actual opening or closing of the gate. In normal operation usually high speeds and ramp times are set. This applies to normal or full load operation.

Über den Signaleingabeeingang 9 lässt sich ein Aktivierungssignal eingeben. Dies ist beispielsweise über einen Feuerwehrschalter möglich oder auch über die Auswertung der Signale von passenden Sensoren wie Rauchmeldern. Wird über diesen Eingang 6 ein Aktivierungssignal an den Antrieb übergeben, so wird das Tor oder das Fenster auf eine bestimmte Öffnungshöhe, welcher der Nachströmöffnung entspricht, geöffnet oder geschlossen. Dies geschieht darüber, dass die Frequenzumrichtereinheit 4 aktiviert wird, wobei dadurch die Energieaufnahme der Motoreinheit 1 bzw. deren Drehzahl auf jeweils vorgebbare Werte gesetzt und insbesondere verringert werden, d.h. im Fall der Aktivierung wird das Öffnen bzw. Schließen des Tores/Fensters verlangsamt. Gleichzeitig wird auch die Energieversorgung der Motoreinheit 2 auf die Energiespeichereinheit 3 umgeschaltet. Das Öffnen bzw. Schließen erfolgt ggf. nach einer gewissen Zeitverzögerung, um eine gesicherte Torbewegung zu garantieren. Somit findet also eine Abtrennung vom Stromnetz statt, und durch das Verringern der Laufgeschwindigkeit kann zum einen die Energiespeichereinheit 2 kleiner und damit kostengünstiger ausgestaltet werden, es kann aber somit auch ein wiederholtes Betätigen des Antriebes bzw. ein wiederholtes Öffnen oder Schließen des Tores bzw. des Fensters ermöglicht werden.Via the signal input input 9 you can enter an activation signal. This is possible, for example, via a fire station switch or via the evaluation of the signals from suitable sensors such as smoke detectors. Will about this entrance 6 pass an activation signal to the drive, the gate or the window is opened or closed to a certain opening height, which corresponds to the Nachströmöffnung. This happens because the frequency converter unit 4 is activated, thereby the energy consumption of the motor unit 1 or whose speed is set to respectively definable values and in particular reduced, ie in the case of activation, the opening or closing of the gate / window is slowed down. At the same time, the power supply of the motor unit 2 on the energy storage unit 3 switched. The opening or closing may take place after a certain time delay in order to guarantee a secure door movement. Thus, therefore, a disconnection from the power grid takes place, and by reducing the running speed, on the one hand, the energy storage unit 2 smaller and therefore more cost-effective, but it can also be a repeated actuation of the drive or a repeated opening or closing of the door or the window allows.

Überdies überwacht die Steuereinheit 2 den zur Verfügung stehenden Strom und schaltet in dem Fall, dass der Strom über einen gewissen Zeitraum hinaus unterhalb eines vorgebbaren Wertes liegt, die Verbindung zur externen Stromquelle 10 ab und schaltet die Energiespeichereinheit 3 in einen Warte- oder Standby-Modus. In einer weiteren Ausgestaltung wird bei einer solchen Energieunterbrechung auch das Öffnen bzw. Schließen des Tores wie im Falle des Eingangs eines Aktivierungssignals vorgenommen.Moreover, the control unit monitors 2 the available power and switches in the event that the current beyond a certain period of time below a predetermined value, the connection to the external power source 10 and turns off the energy storage unit 3 in a waiting or standby mode. In a further embodiment, in such an energy interruption, the opening or closing of the gate as in the case of the input of an activation signal is made.

Eine konkrete Ausgestaltung weist folgende Komponenten auf: Ein Elektroantrieb als Motoreinheit 1 mit 3 × 230 Volt oder 1 × 230 Volt, eine Einphasen-Frequenzumrichtersteuerung (nachfolgend als FUS bezeichnet) als Frequenzumrichtereinheit 4, eine Power control unit (nachfolgend als PCU bezeichnet) als Steuereinheit 2 und eine Power supplying unit (nachfolgend PSU genannt) als Energiespeichereinheit 3.A concrete embodiment has the following components: An electric drive as a motor unit 1 at 3 × 230 volts or 1 × 230 volts, a single-phase frequency converter control (hereinafter referred to as FUS) as a frequency converter unit 4 , a power control unit (hereinafter referred to as PCU) as a control unit 2 and a power supplying unit (hereinafter called PSU) as an energy storage unit 3 ,

Dabei besteht folgender funktioneller Zusammenhang: Die Wechselspannung wird über die PCU mittels Gleichrichter in die PSU eingespeist. Der Antrieb wird unter normaler Spannungsversorgung mit der üblichen Spannung versorgt und über die FUS im Standardbetrieb angesteuert. Bei Spannungsschwankungen wird eine Inanspruchnahme der PSU durch Abfall- bzw. Anzugverzögerung in der PCU verhindert. Diese Verzögerung ist einstellbar. Nach Überschreitung der eingestellten Verzögerung schaltet die PCU die FUS in den Notbetriebsmodus, welcher die Energieaufnahme und die Drehzahl des Antriebes reduziert. Gleichzeitig erfolgt optional eine Umschaltung der Endlagenstellung, um die vorbestimmte Entrauchungsposition der Toranlage anfahren zu können. Zeitverzögert erfolgt eine automatische Zuschaltung der PSU zur Versorgung der FUS und somit des Antriebes. Optional kann diese Funktion zur Erhöhung der Standzeit der PSU auch auf manuelle externe Ansteuerung ausgelegt werden. Bei aktivierter Umschaltung der Endlagenstellung beginnt das Tor sich auf die vordefinierte Öffnungshöhe zu öffnen oder zu schließen.there the following functional relationship exists: the AC voltage will over the PCU is fed into the PSU via rectifier. The drive is supplied with the normal voltage under normal power supply and via the FUS controlled in standard mode. With voltage fluctuations becomes a Utilization of the PSU by waste or suit delay in the PCU prevents. This delay is adjustable. After exceeding the set delay switches the PCU puts the FUS in the emergency mode, which the energy intake and reduces the speed of the drive. At the same time optional a changeover of the end position to the predetermined smoke position to be able to approach the gate system. time delayed An automatic connection of the PSU to supply the FUS and thus the drive. Optionally, this feature can be used to increase the Service life of the PSU also designed for manual external control become. When switching the end position is activated starts the gate to open or close to the predefined opening height.

Claims (5)

Antrieb zum Öffnen und/oder Schließen eines Tores und/oder eines Fensters, mit einer Motoreinheit (1), welche das Tor und/oder das Fenster öffnet und/oder schließt, mit einer Steuereinheit (2), mit einer Energiespeichereinheit (3), und mit einer Frequenzumrichtereinheit (4), welche die Leistungsaufnahme und/oder die Drehzahl der Motoreinheit (1) steuert.Drive for opening and / or closing a gate and / or a window, with a motor unit ( 1 ), which opens and / or closes the door and / or the window, with a control unit ( 2 ), with an energy storage unit ( 3 ), and with a frequency converter unit ( 4 ), which determines the power consumption and / or the rotational speed of the motor unit ( 1 ) controls. Antrieb nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Anschlusseinheit (5) zur Anbindung an eine elektrische Stromquelle (10) vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit (2) den von der Stromquelle (10) zur Verfügung stehenden elektrischen Strom überwacht, und wobei die Steuereinheit (2) in dem Fall, dass der elektrische Strom für einen Zeitraum größer als eine vorgebbare Zeitgrenze unter einem vorgebbaren Wert liegt, die Verbindung des Antriebs mit der Stromquelle (10) trennt und die Energiespeichereinheit (3) in einen Warte-Zustand versetzt.Drive according to claim 1, wherein at least one connection unit ( 5 ) for connection to an electrical power source ( 10 ) is provided, wherein the control unit ( 2 ) from the power source ( 10 ) is monitored for available electrical power, and wherein the control unit ( 2 ) in the event that the electric current for a period greater than a predeterminable time limit is below a predetermined value, the connection of the drive with the power source ( 10 ) and the energy storage unit ( 3 ) is put in a waiting state. Antrieb nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (2) in dem Fall, dass der elektrische Strom für einen Zeitraum größer als eine vorgebbare Zeitgrenze unter einem vorgebbaren Wert liegt, die Frequenzumrichtereinheit (4) aktiviert, wobei die Frequenzumrichtereinheit (4) im aktivierten Zustand die Energieaufnahme der Motoreinheit (1) auf einen vorgebbaren Wert setzt, insbesondere herabsetzt, und wobei die Frequenzumrichtereinheit (4) im aktivierten Zustand die Drehzahl der Motoreinheit (1) auf einen vorgebbaren Wert setzt, insbesondere herabsetzt.Drive according to claim 2, wherein the control unit ( 2 ) in the event that the electric current is below a predefinable value for a period of time greater than a predefinable time limit, the frequency converter unit ( 4 ), wherein the frequency converter unit ( 4 ) in the activated state, the energy consumption of the motor unit ( 1 ) is set to a predefinable value, in particular lowers, and wherein the frequency converter unit ( 4 ) in the activated state, the speed of the motor unit ( 1 ) is set to a predefinable value, in particular minimizes. Antrieb nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (2) in dem Fall, dass der elektrische Strom für einen Zeitraum größer als eine vorgebbare Zeitgrenze unter einem vorgebbaren Wert liegt, über die Motoreinheit (1) das Tor und/oder das Fenster bis zu einer vorgebbaren Öffnungshöhe öffnet oder schließt.Drive according to claim 2, wherein the control unit ( 2 ) in the event that the electric current for a period greater than a predeterminable time limit is below a predetermined value, via the motor unit ( 1 ) opens or closes the door and / or the window up to a predefinable opening height. Antrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Signaleingabeeingang (6) vorgesehen ist, über welchen mindestens ein Aktivierungssignal eingebbar ist, wobei die Steuereinheit (2) in dem Fall, dass ein Aktivierungssignal ergeht, i) die Frequenzumrichtereinheit (4) aktiviert, ii) die Energiespeichereinheit (3) in einen Betriebs-Zustand versetzt und iii) über die Motoreinheit (1) das Tor und/oder das Fenster bis zu einer vorgebbaren Öffnungshöhe öffnet oder schließt, wobei die Frequenzumrichtereinheit (4) im aktivierten Zustand die Energieaufnahme der Motoreinheit (1) auf einen vorgebbaren Wert setzt, insbesondere herabsetzt, wobei die Frequenzumrichtereinheit (4) im aktivierten Zustand die Drehzahl der Motoreinheit (1) auf einen vorgebbaren Wert setzt, insbesondere herabsetzt, und wobei im Betriebs-Zustand die Energiespeichereinheit (3) die gespeicherte Energie abgibt.Drive according to at least one of the preceding claims, wherein at least one signal input input ( 6 ) is provided, via which at least one activation signal can be input, wherein the control unit ( 2 ) in the event that an activation signal is issued, i) the frequency converter unit ( 4 ), ii) the energy storage unit ( 3 ) is put into an operating state and iii) via the motor unit ( 1 ) opens or closes the door and / or the window up to a predefinable opening height, wherein the frequency converter unit ( 4 ) in the activated state, the energy consumption of the motor unit ( 1 ) is set to a predefinable value, in particular decreases, wherein the frequency converter unit ( 4 ) in the activated state, the speed of the motor unit ( 1 ) is set to a predefinable value, in particular lowers, and wherein in the operating state the energy storage unit ( 3 ) gives off the stored energy.
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