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Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Schiebetor.
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Derartige Schiebtore werden typischerweise im Außenbereich eingesetzt, beispielsweise um eine Toröffnung an einer Einzäunung eines Grundstücks zu verschließen. In zahlreichen Applikationen ist dabei das Schiebetor an einer Hanglage eines Grundstücks angeordnet, so dass zum Verschließen und Öffnen der Toröffnung das Schiebetor entlang einer geneigten Bahn zwischen einer oberen und unteren Endlage verfahren wird.
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Das Schiebetor wird in bekannter Weise mittels eines Antriebs angetrieben, wobei der stationär angeordnete Antrieb ein Zahnrad antreibt, das in Eingriff mit einer Zahnstange am Schiebetor steht. Die Drehbewegung des Zahnrads wird über die Zahnstange in einer Translationsbewegung des Schiebetors umgesetzt.
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Ein Problem bei einer geneigten Anordnung des Schiebetors besteht darin, dass bei dessen Abwärtsbewegung durch das Torgewicht sehr große Kräfte auftreten, die dazu führen können, dass der Antrieb das Schiebetor nicht halten kann und das Schiebetor sich unkontrolliert nach unten bewegt, was zu Gefahrensituationen für Objekte und Personen führen kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Antrieb entkoppelt wird, dann würde das Schiebetor unkontrolliert in Richtung der unteren Endlage beschleunigt.
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Um eine erhöhte Sicherheit für den Betrieb derartiger geneigt angeordneter Schiebetore zu gewährleisten, ist es bekannt für diese zusätzlich ein hydraulisches Bremssystem einzusetzen, das typischerweise in Form eines Radialdämpfers ausgebildet ist.
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Die Funktionsweise eines solchen hydraulischen Bremssystems ist generell derart, dass dieses nur bei der Abwärtsbewegung des Schiebetors, nicht jedoch bei dessen Aufwärtsbewegung, eine Bremskraft erzeugt, die eine unkontrollierte, gefahrbringende Abwärtsbewegung des Schiebetors verhindert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs genannten Art so auszubilden, dass eine erhöhte Betriebssicherheit eines Schiebetors gewährleistet ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Antriebssystem für ein Schiebetor umfasst einen Antrieb zum Schließen und Öffnen des Schiebetors. Das Antriebssystem umfasst weiterhin ein hydraulisches Bremssystem, mittels dessen eine Abwärtsbewegung des Schiebetors abgebremst ist. Weiter ist eine Überwachungseinheit vorgesehen, mittels derer die Bremswirkung des hydraulischen Bremssystems überwacht wird.
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Das erfindungsgemäße Antriebssystem ist für Schiebetore aller Art geeignet, die entlang einer geneigten Bahn zwischen einer oberen und unteren Endlage verfahren werden können, wobei das hydraulische Bremssystem generell dazu ausgebildet ist, unkontrollierte Abwärtsbewegungen des Schiebetors und dadurch gegebenenfalls entstehende Gefahrensituationen zu vermeiden.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine Überwachungseinheit vorzusehen, mittels derer Fehlerfunktionen oder auch Ausfälle des hydraulischen Bremssystems erfasst werden können. Bei einem solchen Defekt oder Ausfall des hydraulischen Bremssystems wäre dessen Sicherheitsfunktion nicht mehr gegeben.
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Durch die Überwachungseinheit wird somit die Sicherheit des Gesamtsystems erheblich erhöht, da bei Aufdeckung einer Fehlfunktion oder eines Ausfalls Gegenmaßnahmen getroffen werden können, durch welche das Schiebetor in einen sicheren Zustand überführbar ist, so dass von diesem keine Gefährdungen mehr ausgehen können.
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Besonders vorteilhaft wird bei einer mittels der Überwachungseinheit festgestellten Fehlfunktion des hydraulischen Bremssystems der gestoppt.
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Durch die Abschaltung des Antriebs wird das Schiebetor festgesetzt, das heißt es kann keine gefahrbringenden unkontrollierten Abwärtsbewegungen mehr ausführen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das hydraulische Bremssystem von einem Radialdämpfer gebildet. Der Radialdämpfer weist ein Zahnrad auf, das in Eingriff mit einer am Schiebetor angeordneten Zahnstange steht, welche weiterhin in Eingriff mit einem Zahnrad des Antriebs steht. Bei einer Abwärtsbewegung des Schiebetors wird eine auf das Zahnrad des Radialdämpfers wirkende Bremskraft dadurch generiert, dass in einer Kammer des Radialdämpfers mittels einer Hydraulikflüssigkeit ein definierter Druck erzeugt wird.
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Der Radialdämpfer ist dabei so ausgebildet, dass der Druckaufbau in der Kammer und die dadurch erzielte Bremswirkung nur bei der Abwärtsbewegung des Schiebetors, nicht jedoch bei dessen Aufwärtsbewegung erfolgt.
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In diesem Fall weist die Überwachungseinheit einen Drucksensor auf, der den Druck in der Kammer des Radialdämpfers misst. Die Signale des Drucksensors werden in einer Steuereinheit ausgewertet, wobei bei Abweichen der Signale des Drucksensors von einem vorgegebenen Sollwert in der Steuereinheit ein Fehlersignal generiert wird, das zum Abschalten des Antriebs führt.
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Die Druckmessung mit dem Drucksensor erfolgt nicht sofort bei Beginn einer Arbeitsbewegung des Schiebetors sondern erst nach einer bestimmten Zeitspanne, die notwendig ist, damit sich der Druck in der Kammer des Radialdämpfers, der zur Bereitstellung der Bremskraft nötig ist, aufbauen kann.
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Mit dem Drucksensor kann somit überwacht werden, ob das hydraulische Bremssystem die erforderliche Bremswirkung erzielt oder nicht. Die Steuereinheit wertet die Signale des Drucksensors aus, um bei einer Fehlfunktion das Gesamtsystem in den sicheren Zustand zu überführen.
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Die Überführung in einen solchen sicheren Zustand kann auf unterschiedliche Weise realisiert sein.
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Gemäß einer ersten Variante wird der Antrieb sofort abgeschaltet, nachdem die Fehlfunktion des hydraulischen Bremssystems detektiert wurde.
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Bei dieser Variante wird vorteilhaft die Ausbildung des Antriebs in Form eines Getriebemotors, das heißt eines Elektromotors mit einem Getriebe ausgenutzt. Bei abgeschaltetem Antrieb wird das Getriebe blockiert und verhindert eine unerwünschte Abwärtsbewegung des Schiebetors.
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Die Überführung in den sicheren Zustand kann prinzipiell verzögerungsfrei derart erfolgen, dass bei einer Feststellung einer Fehlfunktion des hydraulischen Bremssystems während der Abwärtsfahrt der Antrieb sofort abgestellt wird, so dass das Schiebetor sofort stehen bleibt. Der Vorteil dieser Variante besteht in einer sehr schnellen Reaktionszeit. Dadurch, dass das Schiebetor nach Erkennen der Fehlfunktion des hydraulischen Bremssystems und der dadurch bedingten reduzierten oder fehlenden Bremswirkung sofort durch Abschalten des Antriebs festgesetzt wird, wird nahezu jede unkontrollierte Bewegung des Schiebetors unterbunden.
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Eine Gefahrensituation könnte dann nur noch für den Fall auftreten, dass der Antrieb entkoppelt wird und dann das Schiebetor unkontrolliert bis in die untere Endlage fährt.
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Alternativ kann bei einer Feststellung einer Fehlfunktion des hydraulischen Bremssystems mittels der Überwachungseinheit während der Abwärtsbewegung des Schiebetors eine Abschaltung des Antriebs erst dann erfolgen, wenn das Schiebetor eine untere Endlage erreicht.
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Der Verfahrweg des Schiebetors von der Feststellung des Defekts bis zum Einfahren des Schiebetors in die untere Endlage stellt ein kontrolliertes kurzzeitiges Risiko dar, da während dieses Zeitintervalls die Abwärtsbewegung des Schiebetors durch das hydraulische Bremssystem nicht mehr oder nicht mehr vollständig gesichert ist. Dieses Risiko kann beispielsweise durch Generierung einer optischen oder akustischen Warnmeldung minimiert werden.
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Der Vorteil dieser Sicherungsmethode besteht darin, dass ein Entkuppeln des Antriebs keine gefahrbringende Situation einleitet, da sich das Schiebetor bereits in der unteren Endlage befindet und so keine weitere Abwärtsbewegung mehr ausführen kann.
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Generell ist es auch möglich, dass der Antrieb mechanisch verriegelt wird, wenn bei einer Abwärtsfahrt des Schiebetors eine Fehlfunktion des hydraulischen Bremssystems detektiert wurde.
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Insbesondere wird der Antrieb mittels einer Sperrklinke verriegelt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1: Ausführungsbeispiel eines Antriebssystems für ein längs einer geneigten Bahn verfahrbares Schiebetor.
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2: Schematische Darstellung von Komponenten des Antriebssystems gemäß 1.
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3: Schematische Darstellung eines Radialdämpfers für das Schiebetor gemäß 1.
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1 zeigt schematisch Schiebetor 1, das zum Verschließen einer Toröffnung 2, welche von zwei Wandelementen 3 begrenzt ist, dient. Die Wandelemente 3 können Bestandteile einer Einzäunung eines Grundstücks sein. Das Schiebetor 1 kann längs einer geneigten Bahn zwischen einer unteren Endlage und einer oberen Endlage verfahren werden. Befindet sich das Schiebetor 1 in der unteren Endlage, ist die Toröffnung 2 durch das Schiebetor 1 verschlossen. Befindet sich das Schiebetor 1 in der oberen Endlage, gibt das Schiebetor 1 die Toröffnung 2 frei. 1 zeigt eine Zwischenstellung des Schiebetors 1 zwischen den beiden Endlagen.
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Zum Verfahren des Schiebetors 1 ist ein Antriebssystem vorgesehen. Das Antriebssystem weist, wie in 2 schematisch dargestellt, einen Antrieb 4, der von einem Elektromotor mit einem zugeordneten Getriebe ausgebildet ist, sowie eine Steuereinheit 5 auf, welche den Antrieb 4 steuert.
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Der Antrieb 4 treibt ein Zahnrad 6 an, das in Eingriff mit einer Zahnstange 7 steht, die fest mit dem Schiebetor 1 verbunden ist und welche in der Verfahrvorrichtung des Schiebetors 1 verläuft. Durch den Antrieb 4 wird das Zahnrad 6 in eine Drehbewegung versetzt. Durch den Eingriff zwischen Zahnrad 6 und Zahnstange 7 wird das Schiebetor 1, je nach Drehrichtung des Zahnrads 6 in Richtung der oberen oder unteren Endlage verfahren.
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Der Antrieb 4 und die Steuereinheit 5 sind in einem Gehäuse 8 integriert (1), welches stationär angeordnet ist. Das Gehäuse 8 sitzt im vorliegenden Fall auf einem Sockel 9 auf. Alternativ können der Antrieb 4 und die Steuereinheit 5 auch in einem Pfosten integriert sein. Bei der Abwärtsbewegung des Schiebetors 1 wirken, bedingt durch das hohe Eigengewicht des Schiebetors 1, große Kräfte auf den Antrieb 4 und das Zahnrad 6. Um durch diese bedingte Beschädigungen des Antriebs 4 und unkontrollierte Abwärtsbewegungen des Schiebetors 1 zu vermeiden, weist das Antriebssystem weiterhin ein hydraulisches Bremssystem auf, das im vorliegenden Fall von einem Radialdämpfer 10 gebildet ist. Wie 1 zeigt, ist der Radialdämpfer 10 stationär in unmittelbarer Umgebung des Schiebetors 1 angeordnet.
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Der Aufbau des Radialdämpfers 10 ist schematisch in 3 dargestellt. Der Radialdämpfer 10 weist ein auf einem Sockel 11 gelagertes Gehäuseteil 12 auf, in welchem sich eine Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl befindet. An einer Wand des Gehäuseteils 12 mündet eine Welle 13 aus, auf welcher ein Zahnrad 14 drehbar gelagert ist, welches in Eingriff mit der Zahnstange 7 des Schiebetors 1 steht.
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Der Radialdämpfer 10 ist so ausgebildet, dass er nur bei einer Abwärtsbewegung des Schiebetors 1 (nicht bei einer Aufwärtsbewegung) eine der Bewegungsrichtung des Schiebetors 1 entgegengesetzte Bremskraft erzeugt. Hierzu ist das in 3 dargestellte, außenliegende Zahnrad 14 des Radialdämpfers 10 mit weiteren Zahnrädern 7 im Innenraum des Gehäuseteils 12 verbunden, wobei diese Zahnräder 7 in Kontakt mit der Hydraulikflüssigkeit sind. Bei einer Abwärtsbewegung des Schiebetors 1 wird durch den Eingriff mit der Zahnstange 7 das außenliegende Zahnrad 14 des Radialdämpfers 10 mitgedreht, wodurch auch die im Gehäuseteil 12 angeordneten innenliegenden Zahnräder 6 mitgedreht werden. Durch deren Bewegung gegen den Widerstand der Hydraulikflüssigkeit wird in einer Kammer im Gehäusteil durch Ansammlung von Hydraulikflüssigkeit ein bestimmter Druck aufgebaut, dessen Höhe ein Maß für die Bremskraft, die vom Radialdämpfer 10 ausgeübt wird, ist. Der Druck in der Kammer und damit die Bremskraft des Radialdämpfers 10 sind vorzugsweise einstellbar. Die Bewegungsrichtung, in welcher der Radialdämpfer 10 eine Bremskraft erzeugt, kann durch die Orientierung, in welcher das Zahnrad 14 auf die Welle 13 aufgesetzt wird, vorgegeben werden.
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Erfindungsgemäß ist eine Überwachungseinheit vorgesehen, mittels derer die Bremswirkung des Radialdämpfers 10 oder allgemein des hydraulischen Bremssystems überwacht wird. Bei einer Fehlfunktion generiert die Überwachungseinheit ein Fehlersignal, das in der Steuereinheit 5 ausgewertet wird, um das Gesamtsystem mit dem Schiebetor 1 in einen sicheren Zustand zu überführen.
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Im vorliegenden Fall weist die Überwachungseinheit einen Drucksensor 15 auf, der in der Kammer des Radialdämpfers 10 angeordnet ist und dort den Druck der Hydraulikflüssigkeit, welcher die Bremskraft erzeugt, misst. Die Signale des Drucksensors 15 werden in die Steuereinheit 5 eingelesen.
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Mit dem Drucksensor 15 kann direkt gemessen werden, ob und inwieweit der Radialdämpfer 10 noch die erforderliche Bremskraft erzeugt. Dabei erfolgt die Druckmessung nicht sofort bei Einleitung einer Abwärtsbewegung des Schiebetors 1 sondern um eine Zeitspanne verzögert, welche erforderlich ist, um den für die Bremskraft erforderlichen Druck in der Kammer des Radialdämpfers 10 aufzubauen. Zweckmäßig werden hierzu die Signale des Drucksensors 15 in der Steuereinheit 5 mit vorgegebenen Sollwerten verglichen.
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Wird anhand einer Abweichung der Signale des Drucksensors 15 von den Sollwerten eine Fehlfunktion des Radialdämpfers 10 festgestellt, wird mittels der Steuereinheit 5 der Antrieb 4 verriegelt und das Schiebetor 1 so gegen gefahrbringende, unkontrollierte Abwärtsbewegungen gesichert.
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Hierzu kann insbesondere der Antrieb 4 durch die Steuereinheit 5 abgeschaltet werden. Das Getriebe des Antriebs 4 sichert das Schiebetor 1 dann gegen eine weitere Abwärtsbewegung.
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Gemäß einer ersten Variante kann die Abschaltung des Antriebs 4 sofort nach Detektion der Fehlfunktion erfolgen. Das Schiebetor 1 wird dann im Allgemeinen in einer Zwischenstellung zwischen der oberen und unteren Endlage angehalten.
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Alternativ kann das Schiebetor 1 noch in die untere Endlage eingefahren werden und dann der Antrieb 4 abgeschaltet werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Antrieb 4 in der unteren Endlage mechanisch verriegelt werden, beispielsweise mit einer Sperrklinke.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schiebetor
- 2
- Toröffnung
- 3
- Wandelement
- 4
- Antrieb
- 5
- Steuereinheit
- 6
- Zahnrad
- 7
- Zahnstange
- 8
- Gehäuse
- 9
- Sockel
- 10
- Radialdämpfer
- 11
- Sockel
- 12
- Gehäuseteil
- 13
- Welle
- 14
- Zahnrad
- 15
- Drucksensor
