DE2623211C3 - Verfahren zum Türvortrieb bei einer Automatiktüranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für den Türvortrieb bei einer Automatiktüranordnung und insbesondere auf eine Methode zum Antreiben der Tür durch einen innerhalb der Automatiktüranordnung vorgesehenen Linearmotor.

Automatiktüranordnungen mit einem Linearmotor als Antriebsmaschine sind insofern vorteilhaft, da ein geradliniger Antrieb der Tür durch den Linearmotor ohne eine eigene vorgesehene Kraftübertragungsvorrichtung, für die Antriebskraft möglich ist, da ferner auch der Motor in seiner Bauweise einfach und robust ist und da der Fertigungsa:ifwand geringer ist. Doch haben sie allerdings auch Nachteile, denn falls die Vortriebskraft des Linearmotors zu gering ist, wird die Tür gebremst und kommt mitunter zum Stillstand, bevor sie noch das Ende ihres Hubs erreicht hat, und falls die Vortriebskraft zu groß ist, wird die Tür so heftig angetrieben, daß der Türrahmen der vollen Aufprallwucht der bewegten Tür ausgesetzt wird. Man war bislang schon verschiedentlich bemüht sicherzustellen, daß die Tür genau an den Enden des vorgesehenen Türhubs zum Stillstand kommt, indem die Tür während ihres Hubs verzögert wird, um so zu verhindern, daß sie gegen den äußeren Rahmen schlägt. Ein solcher Anlauf beruhte darauf, daß die Geschwindigkeit der Tür auf elektrischem Wege verringert wurde, indem der Linearmotor in der Endstrecke des Türhubes mit einer entgegengesetzten Vortriebskraft beaufschlagt wurde. Dies zog indessen den Mangel nach sich, daß die Automatiktüranordnung mit etlichen komplizierten Steuereinrichtungen vetsehen werden mußte, wie beispielsweise Vorrichtungen zur Feststellung der Türgeschwindigkeit und der Türstellung, die zudem auch eine genaue Einstellung erforderlich machten. Ein weiterer Versuch der Aufgabenlösung bestand darin, am Ende der Hubstrecke des beweglichen Türteils zwei Dämpfungseinrichtungen wie etwa Druckluftzylinder mit Eigenrückstellwirkung vorzusehen, um so die Wucht der Tür auf mechanischem Wege abzufangen.

Bei Automatiktüranordnungen mit Dämpfungseinrichtungen ergibt sich nun aber das Problem, daß die Vortriebskraft des Linearmotors jederzeit hinlänglich groß bemessen bleiben muß, um den Reibungswiderstand der Tür und des Linearmotors selbst sowie die Gegenkraft der Dämpfungseinrichtung überwinden zu können. Unterliegt also der Linearmotor einer Spannungsschwankung der Stromquelle und macht sich insbesondere an seiner Abstoßstange ein Temperaturanstieg bemerkbar, bedingt vor allem durch häufiges öffnen und Schließen der Tür, so nimmt die Vortriebskraft des Linearmotors ab und die Tür kommt infolge der Gegenkraft der Dämpfungseinrichtung oftmals schon zum Stillstand, bevor sie ihr Hubende erreicht Nachteilig ist dies besonders beim Schließen der Tür.

Diesem Mangel ließe sich dadurch abhelfen, daß man eine Rückführregelvorrichtung versieht, die auf Spannungsänderungen der Stromquelle und auf eine Temperaturerhöhung des Linearmotors im Sinne einer automatischen Korrektur der Abnahme der Vortriebskraft des Motors anspricht. Doch ist auch diese Lösung nachteilig, da die Automatiktüranordnung hierdurch in ihrem Gesamtaufbau noch komplizierter wird.

Die Erfindung hat zur Hauptaufgabe, ein Verfahren für den Türvortrieb bei einer Automatiktüranordnung zu schaffen.

Des weiteren hat die Erfindung zur Aufgabe, ein Verfahren der vorbezeichneten Art zu schaffen, das ein vollständiges öffnen und Schließen der Tür auch dann ermöglicht, wenn die Vortriebskraft des Linearmotors abnehmen sollte, bedingt vor allem durch Schwankungen in der dem Linearmotor zugeführten Arbeitsspannung und durch einen durch häufiges öffnen und Schließen der Tür hervorgerufenen Temperaturanstieg.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren für den Türvortrieb bei einer Automatiktüranordnung geschaffen, umfassend die Verfahrensschritte des Antreibens der Tür mit einer bleibenden Vortriebskraft des Linearmotors und des Antreibens der Tür zumindest im Endteil des Türhubs mit einer die bleibende Vortriebskraft übersteigenden Vortriebskraft, wodurch die Gegenkraft der nahe den Enden des Türhubs vorgesehenen Dämpfungseinrichtung überwunden wird.

Zahlreiche weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung erschließen sich dem Fachmann aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen beispielhaft bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind, die die Erfindungsprinzipien verkörpern. Es zeigt

F i g. 1 eine vordere Teilansicht einer Automatiktüranordnung mit Antrieb nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei in der zeichnerischen Darstellung Teile weggebrochen sind;

F i g. 2 eine graphische Darstellung der Zeitabhängigkeit der Vortriebskraft eines nach einer herkömmlichen Antriebsmethode betätigten Linearmotors,

Fig.3A bis 3D graphische Darstellungen der Zeitabhängigkeit der Vortriebskraft bei dem nach der erfindungsgemäßen Methode betätigten Linearmotors; und

F i g. 4 bis 6 Schaltschemen für die erfindungsgemäße Steuerung des Linearmotors.

Zur Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform sei zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen, in der eine Automatiktüranordnung 10 gezeigt ist, die allgemein einen in einem Gebäudeeingang oder -durchgang zu montierenden Außenrahmen U und zwei Türen 12 und

13 einbegreift, wobei die Tür 12 fest mit dem Rahmen 11 verbunden ist, während die Tür 13 zum öffnen und Schließen des Durchgangs in dem Rahmen 11 horizontal verschiebbar ist. Die Türen 12 und 13 weisen jeweils einen Innenrahmen mit zwei Streben 14 'ind 15, einer oberen Schiene 16 und einer Glasscheibe 1/ auf, die von dem Innenrahmen eingefaßt ist, der zu ihrer Halterung dient Der Außenrahmen weist zwei Seitenpfosten 18 und 19 sowie ein die oberen Enden der Seitenpfosten 18 und 19 miteinander verbindendes Kopfstück 20 auf.

Das Kopfstück 20 enthält einen Linearmotor 21 mit einer Abstüßstange 22, die sich waagerecht zwischen den beiden Seitenpfosten IS und 19 erstreckt, und ein bewegliches Teil 23 in Form eines in Spielpassung auf die Stange 22 aufgepaßten Hohlzylinders, wobei das bewegliche Teil 23 mit zwei Spulen versehen ist, damit ein zur Verschiebung dienendes Magnetfeld aufgebaut werden kann. Von dem einen der Seitenpfosten, nämlich hier von dem Pfosten 19, erstreckt sich ein Stromkabel 24 um die Abstoßstange 22 herum zu dem beweglichen Teil 23, wo es an die Wicklungen angeschlossen ist Das Kopfstück 20 weist ferner zwei Luftpolsterzylinder 25 und 26 mit Eigenrückstellwirkung auf, die darin angeordnet und im wesentlichen in einem Abstand gleich der Hubstrecke des beweglichen Türteils 13 auseinandergerückt sind, wobei die Zylinder 25 und 26 dazu dienen, die Bewegungen des beweglichen Türteils 13 jeweils am Ende des öffnungs- und Schließhubs zu dämpfen.

Die beiden Luftpolsterzylinder 25 und 26 weisen jeweils eine Kolbenstange 27 auf, die normalerweise durch eine in dem Zylinder vorgesehene (nicht dargestellte) Schraubenfeder in der Ausfahrstellung gehalten wird. An dem beweglichen Teil 23 des Linearmotors 21 ist eine nach unten ragende Schiene 28 befestigt, deren unteres Ende mit einer mittleren Stelle der oberen Schiene 16 des beweglichen Türteils 13 verbunden ist. Die Kolbenstangen 27 weisen jeweils am äußersten Ende ein Gummiteil 29 auf, gegen das die Schiene 28 in Anlage gelangt, wenn das Türteil 13 die öffnungs- oder Schließstellung erreicht.

Nach der gängigen Praxis wurde das bewegliche Türteil einer Automatiktüranordnung von dem Linearmotor während des öffnungs- und Schüeßintervalls mit einer bleibenden Vortriebskraft F₀ angetrieben. Als »bleibende Vortriebskraft« sei in diesem Zusammenhang eine Kraft bezeichnet, die hinlänglich groß ist, um den Reibungswiderstand des beweglichen Türteils einschließlich des Linearmotors zu überwinden, aber noch hinlänglich gering, um ein Anschlagen der Strebe 15 des Türteils 13 gegen den Seitenpfosten 19 zu vermeiden, wenn das Türteil 13 geschlossen wird.

Nach dem in Fig.3A veranschaulichten erfindungsgemäßen Verfahren wird im Schlußteil T des Türschließsntervalls eine erhöhte Vortriebskraft Fi angelegt, die größer ist als die bleibende Vortriebskraft F₀, wodurch die Schließbewegung der Tür 13 entgegen der Gegenkraft des Luftpolsterzylinders 26 auch dann zu Ende geführt wird, wenn die bleibende Vortriebskraft des Linearmotors 21 abnimmt, bedingt durch eine Spannungsschwankung in der Stromversorgung des Linearmotors 21 und durch einen Temperaturanstieg des Motors 21 beim häufigen öffr en und Schließen der Tür 13.

In dem Schema der Fig.3B ist die erhöhte Vortriebskraft Fi auch in dem Schlußteil 7Ί des Türöffnungsintervalls angelegt, um die Gegenkraft des Luftpolsterzylinders 25 zu kompensieren, so daß die Tür 13 ganz geöffnet werden kann.

In Fig. 3C ist zusätzlich zu dem Schema der Fig. 3B das Anlegen einer erhöhten Vortriebskraft F\ auch in den Anfangsteilen T' und T\ des Schließ- bzw. Öffnungsintervalls veranschaulicht wodurch der Linearmotor 21 zu einem rascheren Antreiben der Tür 13 entgegen der Trägheitskraft betätigt wird, welche die Tür 13 in der einleitenden Phase der öffnungs- und Schließbewegung im Ruhezustand zu halten sucht Nach diesem Betätigungsschema kann die Tür 13 mit einer größtmöglichen Geschwindigkeit bewegt werden.

Da es nicht viel ausmacht wenn die Tür 13 nicht ganz in die Öffnungsstellung geführt wird, kann auch ein Antrieb nach dem Betätigungsschema der Fig.3D vorgesehen sein, wobei die erhöhte Vortriebskraft F\ in diesem Fall im Schlußteil des Türöffnungsintervalls nicht angelegt wird.

In F i g. 4 ist eine elektrische Schaltung 30 dargestellt die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient. In die Schaltung 30 ist ein Autotransformator 31 einbegriffen, dessen Endanschlüsse an eine Einphasen-Wechselstromquelle 32 gelegt sind. Ein Hauptschaltrelais 33 ist zwischen den einen der Endanschlüsse des Autotransformators 31 und einen gemeinsamen Anschluß eines Spulenpaars gelegt, umfassend eine erste Spule 34 und eine zweite Spule 35 in Parallelschaltung, die innerhalb des beweglichen Teils 23 des Linearmotors 21 angeordnet sind. Es ist ein erstes einpoliges Umschaltrelais 36 vorgesehen, das einen Pol 37 und zwei Kontakte 38 und 39 aufweist wobei der Kontakt 38 an den anderen Endanschluß des Autotransformators 31 gelegt ist und der Kontakt 39 an einen Abgriff 40 des Autotransformators 31. Das erste Relais 36 ist normalerweise geöffnet, wobei der Pol 37 hierbei gegen den Kontakt 38 anliegt. Darüber hinaus ist noch ein zweites einpoliges Umschaltrelais 41 vorgesehen, dessen Pol 42 mit dem Pol 37 des ersten Relais 36 gekoppelt ist. Ein Kontakt 43 des zweiten Relais 41 ist mit der ersten Wicklung 34 verbunden, während ein Kontakt 44 mit der zweiten Wicklung 35 verbunden ist. Auch das zweite Relais 41 ist normalerweise geöffnet, wobei der Pol 42 gegen den Kontakt 43 anliegt. Über die Kontakte 43 und 44 des zweiten Relais 41 ist ein Kondensator 45 geschaltet, der als Phasenschieber für die von dem zweiten Relais 41 jeweils gewählte der Wicklungen 34 und 35 dient.

Falls nun das Hauptrelais 33 geschlossen und das erste sowie das zweite Relais 36 bzw. 41 aberregt sind, wird die volle Spannung der Stromquelle 32 an die Wicklung 34 undüber den Kondensator 45 auch an die Wicklung 35 angelegt, worauf die Tür 13 mit der Vortriebskraft Fi angetrieben wird, die größer ist als die bleibende Vortriebskraft F* Wird das erste Relais 36 zum Umlegen des Pols 37 gegen den Kontakt 39 betätigt, so wird an die Wicklung 34 und über den Kondensator 45 auch an die Wicklung 35 eine Spannung angelegt, die durch Erniedrigung der Speisespannung durch den Autotransformator 31 erzeugt ist, worauf die Tür 13 mit der bleibenden Vortriebskraft Fo angetrieben wird. Die Bewegungsrichtung des beweglichen Teils 23 des Linearmotors 21 kann verändert werden, indem der Pol 42 von dem Kontakt 43 gegen den Kontakt 44 und umgekehrt umgelegt wird, wobei das Schalten des Relais 41 einer Richtungsumkehr des zum Verschieben dienenden, von den Wicklungen 34 und 35 aufgebauten Magnetfeldes entspricht. Bei dem Autotransformator 31 kann es sich um einen Sparschaltungsregeltransformator handeln, so daß die Ausgangsspannung über der

gemeinsamen Leitung kontinuierlich veränderlich ist.

Anhand des Schaltungsaufbaus der F i g. 4 soll nun im folgenden eine Betriebsweise der Automatiktüranordnung IO gemäß dem Schema der F i g. 3C beschrieben werden. Es sind vier (nicht dargestellte) Zeitgeber vorgesehen, die betätigungsmäßig mit den Schaltelementen verbunden sind. Genauer gesagt, ein erster Zeitgeber dient zur Festlegung eines Zeitintervalls, in dem die Tür geöffnet bleibt. Mit anderen Worten, wenn ein Schalter unter einer (nicht dargestcllen) Fußmatte am Boden geöffnet wird, stellt der erste Zeitgeber ein Zeitintervall ein, nach dessen Ablauf sich die Tür zu schließen beginnt. Ein zweiter Zeitgeber wird bei Betätigung des Hauptrelais 33 erregt und schaltet das Hauptreiais 33 nach Verstreichen eines voreingestellen Zeitintervalls ab, das etwas länger ist als das Türöffnungsintervall. Ein dritter Zeitgeber wird gleichzeitig mit dem zweiten Zeitgeber betätigt und erregt nach Verstreichen des Anfangszeitintervalls T\ das erste Relais 36, um nach Verstreichen eines voreingestellen Zeitintervalls das erste Relais 36 abzuerregen. Ein vierter Zeitgeber wird bei Betätigung des zweiten Relais 41 erregt, um dieses zweite Relais nach Ablauf eines voreingestellen Zeitintervalls wieder abzuerregen, das länger ist als das Türöffnungsintervall.

Betritt jemand die Fußmatte, so wird der Schalter unter der Matte zur Betätigung des Hauptrelais 33 und des zweiten Relais 41 umgelegt, wobei das erste Relais 36 aberregt bleibt Die Tür 13 beginnt sich zu öffnen und wird während des Anfangsteils T\ des Öffnungsintervalls mit der erhöhten Vortriebskraft Ft angetrieben. Nach Ablauf des Anfangszeitintervalls T\ betätigt der dritte Zeitgeber das erste Relais 36 zum Anlegen einer herabgesetzten Spannung an die erste Spule 34 und die zweite Spule 35, so daß die Tür 13 mit der bleibenden Vortriebskraft Fo angetrieben wird. Nach Verstreichen eines voreingestellten Zeitintervalls wird das erste Relais 36 von dem dritten Zeitgeber wieder entregt, so daß die Tür 13 mit der Vortriebskraft Fi angetrieben wird. Gleichzeitig mit dem Ablauf des Türöffnungsintervalls entregt der zweite Zeitgeber das Hauptrelais 33 wodurch das öffnen der Tür 13 beendet wird. Da der Schalter unter der Fußmatte nach dem Durchtritt der Person durch die Tür geöffnet ist, wird der erste Zeitgeber nach einem voreingestellten Zeitintervall zur Inbetriebnahme des Hauptschaltrelais 33 betätigt, se daß der Vorgang des Schließens der Tür eingeleitei wird. Das zweite Relais 41 wird durch den vierter Zeitgeber zu einem Zeitpunkt zwischen dem Öffnungszeitintervall und dem Schließintervall entregt. Die Vorgangsfolge des Schaltens der Relais 33 und 36 sowie die Betätigung des zweiten und dritten Zeitgeber; während des Türschließvorgangs gleichen völlig der Vorgängen beim Türöffnungsvorgang.

F i g. 5 zeigt einen Linearmotorsteuerkreis 30a mil einem Aufbau, der einer anderen Austührungsforrr entspricht, wobei statt des Autotransformators 31 in dei in F i g. 4 gezeigten Schaltung 30 ein Regelwiderstanc 46 vorgesehen ist.

Bei noch einer weiteren, in F i g. 6 dargestellter Ausführungsform ist in einen Steuerkreis 306 eir einpoliges Umschaltrelais 47 einbezogen, das mit einen Pol 48 an den einen Anschluß der Stromquelle 32 geleg ist und das zwei Kontakte 49 und SO aufweist, wobei dei Kontakt 49 mit der ersten Spule 34 verbunden ist unc der Kontakt 50 mit der zweiten Spule 35. Es ist eir weiteres Relais 51 vorgesehen, das mit einem Konden sator 52 in Reihe gelegt ist, wobei das Relais 51 und dei Kondensator 52 dem Kondensator 45 parallel geschaltet sind. Das Relais 47 dient zur Richtungsänderung de; durch die Wicklungen 34 und 35 aufgebauten Verschiebungsmagnetfeldes. Das Relais 51 dient dagegen zui Änderung der Größe der Vortriebskraft des Linearmo tors.

Dem Fachmann erschließen sich aus dem Gesagter verschiedene kleinere Abänderungsmöglichkeiten, die jedoch gleichfalls in den Rahmen der Erfindung fallen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Türvortrieb bei einer Automatiktüranordnung jener Art, bei der zwei Dämpfungseinrichtungen zur Dämpfung der Bewegung der Tür ^r< an den Enden ihres öffnungs- und Schließhubs vorgesehen sind, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte des Antreibens der Tür (13) mit einer bleibenden Vortriebskraft des Linearmotors (21) und des Antreibens der Tür (13) während eines "i Endteils des Türhubs mit einer erhöhten Vortriebskraft, die größer ist als die bleibende Vortriebskraft, wobei die Gegenkraft der Dämpfungseinrichtungen (25,26) im Sinne eines vollständigen Einrückens der Tür (13) in eine Stellung an dem einen ihrer ^r> Hubenden überwindbar ist

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt des Antreibens der Tür (13) mit der erhöhten Vortriebskraft während eines Anfangsteils des Türhubs, wobei die -'" Trägheitskraft überwindbar ist, welche die Tür (13) im Ruhezustand zu halten sucht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tür (13) von einem Linearmotor (21) antreibbar ist. -""'