DE202013011874U1

DE202013011874U1 - Ausfallsichere Antriebseinheit

Info

Publication number: DE202013011874U1
Application number: DE202013011874.1U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2014-09-16
Anticipated expiration: 2023-06-28

Abstract

Ausfallsichere Antriebseinheit mit Netzstromversorgung zum Öffnen und Schließen von mindestens einer Lamelle für Rauchabzug und Lüftung, enthaltend einen Elektromotor und eine Steuereinrichtung, wobei in einem durch Ausfall der Netzstromversorgung hervorgerufenen Notzustand eine Bewegung der mindestens einen Lamelle in eine geöffnete oder geschlossene Endposition erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass – eine separate Energiequelle und ein Schaltmodul zum Feststellen des Notzustands vorhanden sind und – nach Feststellung des Notzustands eine Bewegung der mindestens einen Lamelle mittels der separaten Energiequelle in eine der beiden Endpositionen erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine ausfallsichere, netzstrombetriebene Antriebseinheit zum Antreiben von Verstellmöglichkeiten von Be- und Entlüftungseinrichtungen.
Im Stand der Technik werden bereits Lösungen beschrieben, in denen Antriebseinheiten unabhängig von einer Netzstromversorgung betrieben werden können.
In der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2012 104 397 U1 ist eine Lüftungsklappe beschrieben, die mittels eines Elektromotors betätigt wird. Die Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie erfolgt über eine mitgeführte Energieversorgung. Die mitgeführte Energieversorgung kann ein Photovoltaikmodul oder ein anderer Energieerzeuger sein. Zur Speicherung der erzeugten Energie kann die Lüftungsklappe auch einen Akkumulator aufweisen. Die Ansteuerung des Elektromotors und die Steuerung der Energieversorgung erfolgt mittels einer programmierbaren Steuereinheit. Neben der Betätigung über einen handbedienten Schalter kann die Lüftungsklappe auch mittels einer, von der Lüftungsklappe getrennten Kommunikationseinrichtung ferngesteuert werden, welche die Lüftungsklappe in Abhängigkeit von Umwelteinflüssen öffnet oder schließt. In der zuvor genannten Schrift findet sich kein Hinweis darauf, ob die das Öffnen oder Schließen der Lüftungsklappe veranlassende Kommunikationseinrichtung auch bei einem Ausfall der Netzstromversorgung weiter betrieben werden kann.
In der DE 695 00 331 T2 wird eine Sicherheitseinrichtung beschrieben, die Lüftungsklappen mittels akkumulatorgespeisten Antrieben bewegt. Zur Ansteuerung der Antriebe ist für jeden Antrieb ein netzstrombetriebenes Steuergerät vorgesehen, das den Antrieb abhängig von Umwelteinflüssen ansteuern kann. Die Umwelteinflüsse werden mittels Sensoren erkannt. Die Akkumulatoren werden über eine Netzstromversorgung oder mittels Photovoltaikmodulen aufgeladen, wobei das Aufladen und der Ladezustand der Akkumulatoren vom Steuergerät überwacht wird.
Durch die Überwachung des Ladezustands der Akkumulatoren wird die Betriebssicherheit der Sicherheitseinrichtung erreicht. Bevor ein Akkumulator defekt oder entladen ist, sorgt das Steuergerät dafür, dass die Lüftungsklappe in eine definierte Ausgangsstellung bewegt wird. Für diese gesteuerte Bewegung ist jedoch zumindest die Netzstromversorgung des Steuergeräts erforderlich.
In der Angebotspalette der Fa. „BELIMO Stellantriebe Vertriebs GmbH“ (www.belimo.de) werden Antriebe für Lüftungselemente mit einer automatischen Rückstellfunktion angeboten. Bei Ausfall der Netzstromversorgung erlaubt die Rückstellfunktion das Einnehmen einer definierten Endposition des angetriebenen Lüftungselements. Die Rückstellfunktion kann in zwei Varianten realisiert sein.
In einer ersten Variante (Standardantrieb mit Federrücklauf) erfolgt die Rückstellung durch eine mechanische Feder. Im normalen Betrieb des Antriebs mittels Netzstromversorgung wird die Feder, beim Bewegen des Lüftungselements in eine der definierten Endposition entgegengesetzte Position, gespannt. An der entgegengesetzten Position wird mit einer elektromagnetischen Verrieglung das Entspannen der Feder verhindert. Bei Ausfall der Netzstromversorgung löst sich die elektromagnetische Verrieglung, sodass die Feder das Lüftungselement automatisch in die definierte Endposition zurückbewegt. Ein erneutes Bewegen des Lüftungselements ist erst möglich, wenn die Netzstromversorgung wieder vorhanden ist.
In einer zweiten Variante (Spezialantrieb mit „SuperCap-Technologie“) ist anstatt der Feder ein kleiner Speicher für Elektroenergie vorhanden. Bei Ausfall der Netzstromversorgung gewährleistet der Speicher eine Nachlaufzeit des elektrischen Antriebs, die ausreichend ist, um das Lüftungselement wieder in die definierte Endposition zurückzubewegen.
Nachteil beider Varianten ist jedoch, dass nach der automatischen Rückstellung des Lüftungselements ohne Netzstromversorgung keine weiteren Bewegungen des Lüftungselements ausgeführt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit für eine netzstrombetriebene Antriebseinheit zu schaffen, die bei Ausfall der Netzstromversorgung das Einnehmen einer gewünschten Endlage sicherstellt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine ausfallsichere Antriebseinheit mit Netzstromversorgung zum Öffnen und Schließen von mindestens einer Lamelle für Rauchabzug und Lüftung. Die Antriebseinheit enthält einen Elektromotor und eine Steuereinrichtung. In einem durch Ausfall der Netzstromversorgung hervorgerufenen Notzustand erfolgt eine Bewegung der mindestens einen Lamelle in eine geöffnete oder geschlossene Endposition. Hierzu sind eine separate Energiequelle und ein Schaltmodul zum Feststellen des Notzustands vorhanden. Nach Feststellung des Notzustands erfolgt mittels der separaten Energiequelle eine Bewegung der mindestens einen Lamelle in eine der beiden Endpositionen.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die separate Energiequelle innerhalb der Antriebseinheit angeordnet.
In einer Variante der Erfindung weist die separate Energiequelle eine für mindestens drei Bewegungszyklen der Antriebseinheit ausreichende Kapazität auf.
In einer speziellen Variante der Erfindung ist die separate Energiequelle eine Batterie.
In einer weiteren Ausführung ist die separate Energiequelle ein Akkumulator, der zur Aufladung mit der Netzstromversorgung in Verbindung steht.
In einer weiteren vorteilhaften Variante weist die Steuereinheit Mittel zur Überwachung eines Ladungszustands der separaten Energiequelle auf.
Zweckmäßig weist die Antriebseinheit einen umpolbaren Anschluss zur Auswahl einer der beiden im Notzustand einzustellenden Endpositionen auf.
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung weist die Antriebseinheit einen Wechselschalter zur Auswahl einer der beiden im Notzustand einzustellenden Endpositionen auf.
In einer vorteilhaften Ausführung weist die Antriebseinheit einen Reset-Taster zum Einnehmen der jeweils entgegengesetzten Endposition der Antriebseinheit auf.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben werden.
Die ausfallsichere Antriebseinheit umfasst im wesentlichen einen Elektromotor, eine Steuereinrichtung, eine Anschlussmöglichkeit zur Netzstromversorgung, eine separate Energiequelle und ein Schaltmodul zur Erkennung eines durch einen Ausfall der Netzstromversorgung hervorgerufenen Notzustands.
Unter der Netzstromversorgung soll hier sowohl die übliche Elektroenergieversorgung in Gebäuden, mit Netzspannung von beispielsweise 230V oder 110V verstanden werden als auch die Bereitstellung von Elektroenergie innerhalb von autarken Bordnetzen, wie beispielsweise auf Schiffen.
Der die Antriebseinheit antreibende Elektromotor ist mit der Netzstromversorgung verbunden. Der Elektromotor wird mittels der Steuereinrichtung betrieben, die ebenfalls mit der Netzstromversorgung in Verbindung steht. Parallel zur Netzstromversorgung angeordnet, weist der Elektromotor und die Steuereinrichtung eine Verbindung zur separaten Energiequelle auf, wobei in dieser Verbindung das Schaltmodul zur Erkennung des Notzustands angeordnet ist.
Die ausfallsichere Antriebseinheit soll hier anhand einer Lamelle erläutert werden, wie sie häufig für Rauchabzüge oder Lüftungseinrichtungen von Gebäuden Verwendung findet. Das soll jedoch nicht eine anderweitige Verwendung der Antriebseinheit für Fenster, Türen, Tore, Klappen, Luken, Kuppeln oder ähnliche Elemente ausschließen.
Die Lamelle wird von der Antriebseinheit elektromotorisch betrieben, sodass sie zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Endposition bewegt werden kann.
Der Elektromotor ist, auf eine bereits aus dem Stand der Technik bekannte Art und Weise, zusammen mit einem Getriebe und einem, mit beweglichen Elementen der Lamelle in Verbindung stehenden Mitnehmer in einem Gehäuse aufgenommen. Mittels des Gehäuses ist die Antriebseinheit auch an der Lamelle montierbar. Der Elektromotor ist an einem Einbauort der Lamelle an der Netzstromversorgung angeschlossen.
Die ebenfalls in das Gehäuse integrierte und an die Netzstromversorgung angeschlossene Steuereinheit für den Elektromotor kontrolliert alle Bedienungs- und Steuersignale der Antriebseinheit. Dazu gehört unter anderem eine druck- und zugkraftbegrenzte Lastabschaltung, die bei Erreichen einer der Endpositionen der Lamelle automatisch den Elektromotor abschaltet. Dadurch können an der Lamelle der Einbau und die Justage von ansonsten notwendigen Endlagenschaltern entfallen.
Da die Lamelle auch für einen täglichen Lüftungsbetrieb vorgesehen ist, verfügt die Steuereinheit über einen Schaltanschluss. An dem Schaltanschluss kann ein externer und leicht zugänglicher Schalter, ähnlich einem Lichtschalter für eine Raumbeleuchtung, oder eine Lüftungszentrale angeschlossen sein, über welche die Lamelle mittels der Netzstromversorgung beliebig geöffnet oder geschlossen werden kann.
Der Zustand der Netzstromversorgung wird mit dem Schaltmodul der Antriebseinheit überwacht. Am Schaltmodul muss permanent die Netzstromversorgung anliegen. Sobald die Netzstromversorgung ausfällt, veranlasst das Schaltmodul unverzüglich eine Umschaltung der Steuereinheit und des Elektromotors von der Netzstromversorgung auf die separate Energiequelle. Damit das Schaltmodul auch im Notzustand sicher betrieben werden kann, wird es ebenfalls von der separaten Energiequelle versorgt.
Weiterhin veranlasst das Schaltmodul nach der Feststellung des Notzustands eine von der Steuereinheit überwachte, automatische Bewegung der Antriebseinheit in eine der beiden Endpositionen der Lamelle. Welche der beiden Endpositionen im Notzustand automatisch eingenommen wird, lässt sich jederzeit direkt an der Antriebseinheit, durch eine entsprechende Polung der Verbindung zwischen separater Energiequelle und Elektromotor, festlegen oder ändern. Wird die Lamelle beispielsweise als Rauchabzug verwendet, sollte die automatische Bewegung in Richtung der geöffneten Endposition erfolgen, damit der Abzug des Rauchs durch die Lamelle sichergestellt ist. Wird die Lamelle als Belüftungseinrichtung verwendet, sollte die automatische Bewegung in Richtung der geschlossenen Endposition erfolgen, damit die Lamelle im Notzustand wind- und wetterfest schließt.
Die Auswahl der Polung erfolgt im einfachsten Fall bei Montage der Antriebseinheit, indem die Verbindung zwischen separater Energiequelle und Elektromotor bereits in der gewünschten Polung erfolgt. Um die Auswahl an einer bereits montierten Antriebseinheit zu erleichtern, kann am Gehäuse der Antriebseinheit alternativ oder zusätzlich ein Wechselschalter angeordnet sein, mit dem die Polung gewechselt werden kann. Die automatische Bewegung ist damit sehr flexibel an die Funktion der Lamelle anpassbar.
Um unabhängig von der Einstellung der automatischen Bewegung von einer im Notzustand eingenommenen Endposition zur jeweils entgegengesetzten Endposition zu wechseln, ist am Gehäuse der Antriebseinheit ein Reset-Taster angeordnet. Mit dem Reset-Taster kann die Antriebseinheit auch ohne die Netzstromversorgung zwischen der geschlossenen oder geöffneten Endposition hin und her bewegt bzw. von Hand beeinflusst werden. Für eine bessere Zugänglichkeit kann der Reset-Taster auch als ein externer Schalter an der Antriebseinheit angeschlossen sein, der von einem Bediener leicht erreicht werden kann.
Die separate Energiequelle kann prinzipiell jeder Speicher für elektrische Energie sein, der eine ausreichende Kapazität aufweist. Die Kapazität ist ausreichend, wenn die Lamelle im Notzustand noch für drei Bewegungszyklen, von einer Endposition in die andere und zurück, bewegt werden kann. Für den Fachmann ist klar, dass die Kapazität je nach Größe der Lamelle und damit je nach Belastung des Elektromotors anzupassen ist.
Als separate Energiequelle sind insbesondere Batterien und Akkumulatoren geeignet. Werden Akkumulatoren verwendet, sind diese zum Aufladen mit der Netzstromversorgung verbunden. Die Aufladung der Akkumulatoren wird von der Steuereinheit überwacht.
Um im Notzustand die Verfügbarkeit der Antriebseinheit sicherzustellen, weist die Steuereinheit Mittel zur Überwachung eines Ladezustands der separaten Energiequelle auf. Damit können Defekte und Kapazitätsverluste der separaten Energiequelle erkannt und eine Meldung abgesetzt werden. Die Meldung kann lokal, direkt an der Antriebseinheit erfolgen, indem ein optisches oder akustisches Signal generiert wird oder die Meldung mittels einer Verbindung an die Lüftungszentrale übermittelt wird.
Da zum Betreiben der Antriebseinheit in der einfachsten Ausführung ausschließlich die Netzstromversorgung und keine Steuerleitungen erforderlich sind, ist für die Montage der Antriebseinheit nur ein vergleichsweise geringer Aufwand erforderlich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202012104397 U1 [0003]
DE 69500331 T2 [0004]

Claims

Ausfallsichere Antriebseinheit mit Netzstromversorgung zum Öffnen und Schließen von mindestens einer Lamelle für Rauchabzug und Lüftung, enthaltend einen Elektromotor und eine Steuereinrichtung, wobei in einem durch Ausfall der Netzstromversorgung hervorgerufenen Notzustand eine Bewegung der mindestens einen Lamelle in eine geöffnete oder geschlossene Endposition erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass – eine separate Energiequelle und ein Schaltmodul zum Feststellen des Notzustands vorhanden sind und – nach Feststellung des Notzustands eine Bewegung der mindestens einen Lamelle mittels der separaten Energiequelle in eine der beiden Endpositionen erfolgt.
Ausfallsichere Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Energiequelle innerhalb der Antriebseinheit angeordnet ist.
Ausfallsichere Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Energiequelle eine für mindestens drei Bewegungszyklen ausreichende Kapazität aufweist.
Ausfallsichere Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Energiequelle eine Batterie ist.
Ausfallsichere Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Energiequelle ein Akkumulator ist, der zur Aufladung mit der Netzstromversorgung in Verbindung steht.
Ausfallsichere Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit Mittel zur Überwachung eines Ladungszustands der separaten Energiequelle aufweist.
Ausfallsichere Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit einen umpolbaren Anschluss der separaten Energiequelle zur Auswahl einer der beiden im Notzustand einzustellenden Endpositionen aufweist.
Ausfallsichere Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit einen Wechselschalter zur Auswahl einer der beiden im Notzustand einzustellenden Endpositionen aufweist.
Ausfallsichere Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit einen Reset-Taster zum Einnehmen der jeweils entgegengesetzten Endposition der Antriebseinheit aufweist.