DE29509638U1 - Gate or the like with electric drive unit - Google Patents
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Description
Hörmann KG VerkaufsgesellschaftHörmann KG Sales Company
Upheider Weg 94-98Upheider Weg 94-98
33803 Steinhagen F 14.503 fl/hie33803 Steinhagen F 14,503 fl/hie
TOR ODER DERGLEICHEN MIT ELEKTRISCHEM ANTRIEBSAGGREGATGATE OR SIMILAR WITH ELECTRIC DRIVE UNIT
Die Erfindung betrifft ein Tor oder dergleichen Verschließeinrichtung mit einem mittels eines elektrischen Gleichstrommotor - Antriebsaggregates zwischen Schließ- und Offenstellung bewegbaren ein- oder mehrteiligen, Torblatt, an welches die Abtriebswelle des Antriebsaggregates getrieblich angeschlossen ist und dessen Bewegungsstrecke proportional durch eine Impulsfolge wiedergegeben wird, welche von der Drehbewegung eine Welle des Antriebsaggregates abgeleitet ist und die einer Zahleinrichtung in einer Auswerteschaltung zugeführt wird, deren Zählstände mit Speicherwerten für vorbestimmte bzw. zuvor eingegebene Torblattstellungen verglichen werden und bei Koinzidenz zu Steuersignalen für das Antriebsaggregat ausgewertet sind.The invention relates to a gate or similar locking device with a one- or multi-part gate leaf that can be moved between the closed and open positions by means of an electric direct current motor drive unit, to which the output shaft of the drive unit is connected in a geared manner and whose movement path is proportionally reproduced by a pulse sequence that is derived from the rotary movement of a shaft of the drive unit and that is fed to a counting device in an evaluation circuit, the counts of which are compared with stored values for predetermined or previously entered gate leaf positions and are evaluated if they coincide with control signals for the drive unit.
Unter den hier angesprochenen Toren oder dergleichen sollen neben eigentlichen Toren aller Art als Gebäude- oder Geländeabschluß auch Türen, Fenster, Rolladen, Markisen und so weiter verstanden werden, die einer motorischen Betätigung zugänglich sind.The gates or similar referred to here include not only actual gates of all kinds used to close off buildings or sites, but also doors, windows, roller shutters, awnings and so on that can be operated by motor.
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Zur Vermeidung von in den Endlagen der Bewegungsstrecke des Torblattes angebrachten Endschaltern hat man bereits die Bewegungsstrecke durch eine Impulsfolge nachgebildet mit dem Erfolg, daß die Steuerung des Antriebes für die Abschlatung der Torblattbewegung in den Endstellungen durch Zählen der bewegungsstreckenabhängigen Impulsfolge und Vergleich mit die Endstellungen markierenden Speicherwerten auf kleinstem Räume untergebracht werden kann, beispielsweise in demselben Gehäuse wie der Antriebsmotor. Die Speicherwerte können dabei nach Installation des Tores durch Verfahren des Torblattes mittels Handsteuerung bzw. niedriger Antriebsgeschwindigkeit - Schleichgang - unter einzelnen der dabei abgegebenen Impulsfolge den tatsächlichen Gegebenheiten entsprechend festgelegt werden.In order to avoid limit switches being installed at the end positions of the door leaf's movement path, the movement path has already been simulated using a pulse sequence, with the result that the control of the drive for switching off the door leaf movement in the end positions can be accommodated in the smallest possible space by counting the pulse sequence dependent on the movement path and comparing it with the stored values marking the end positions, for example in the same housing as the drive motor. The stored values can be set according to the actual conditions after the door has been installed by moving the door leaf using the manual control or low drive speed - creep speed - using individual pulse sequences emitted.
Aufgrund der - spielfreien oder doch zumindest annähernd spielfreien - getrieblichen Verbindung zwischen Torblatt und Abtriebswelle des Antriebsaggregates ist die Zahl der Umdrehungen dieser und anderer Wellen des Antriebsaggregates eine entsprechend genaue Wiedergabe der Bewegungsstrecke des Torblattes. Daher wird die der Bewegungsstrecke entsprechende Impulsfolge oder Impulszahl durch einen Wandler erzeugt, der an eine der Wellen des Antriebsaggregates angeordnet ist. Dabei kann es sich um eine radial geschlitzte Scheibe handeln, auf deren Schutzanordnung eine Lichtschranke ausgerichtet ist, so daß die umlaufende Scheibe im Abstand der Schlitze am Ausgang der Lichtschranke Impulse erzeugt, oder es kann eine Magnetinduktionseinrichtung vorgesehen sein, bei der ein Dauermagnet mit einer Welle des Antriebes umläuft und in einer ortsfesten Spule Induktionsströme erzeugt. Diese bekannten Ausführungen sind hinsichtlich der besonderen Bauteile des Platzbedarfes, der Anfälligkeit gegen Verschmutzung etc. verhältnismäßig aufwendig. Auch ist die Auflösung, d.h. die Zahl der Impulse pro Streckenabschnitt beispielsweise einer Wellenumdrehung, eher gering, was der Genauigkeit des Einfahrens in die jeweilige Endstellung abträglich ist.Due to the - play-free or at least almost play-free - geared connection between the door leaf and the output shaft of the drive unit, the number of revolutions of this and other shafts of the drive unit is a correspondingly accurate representation of the movement distance of the door leaf. Therefore, the pulse sequence or number of pulses corresponding to the movement distance is generated by a converter that is arranged on one of the shafts of the drive unit. This can be a radially slotted disk, on whose protective arrangement a light barrier is aligned so that the rotating disk generates pulses at the distance of the slots at the output of the light barrier, or a magnetic induction device can be provided in which a permanent magnet rotates with a shaft of the drive and generates induction currents in a stationary coil. These known designs are relatively complex in terms of the special components, space requirements, susceptibility to dirt, etc. The resolution, i.e. the number of pulses per section, for example one shaft revolution, is also rather low, which is detrimental to the accuracy of moving into the respective end position.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tor mit einem Gleichstrom-Antriebsaggregat der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, dessen bewegungsstreckenabhängige Impulsfolgegewinnung wesentlich einfacher, raum-The invention is based on the object of providing a gate with a direct current drive unit of the type mentioned at the beginning, the movement-distance-dependent pulse sequence generation of which is significantly simpler, space-saving and
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sparend und betriebssicher ausgestaltet ist und eine hoche Auflösung gewährleistet. is designed to be economical and reliable and ensures high resolution.
Ausgehend von einem Tor mit Antrieb der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Detektoreinrichtung für die Erfassung von Speisestromänderungen des laufenden Gleichstrommotors, die durch dessen Kommutator veranlaßt sind, an deren Ausgang die der Bewegungsstrecke proportionale Impulsfolge auftritt.Starting from a gate with a drive of the type mentioned at the beginning, this object is achieved according to the invention in that a detector device for detecting changes in the supply current of the running direct current motor, which are caused by its commutator, at the output of which the pulse sequence proportional to the movement distance occurs.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß diese Vorgehensweise praktisch keine insbesondere mechanischen Bauelemente benötigt, sondern vorhandene Einrichtungen, nämlich den Kommutator des Läufers des Gleichstrommotors, als Impulsbildner ausnutzt. Die Erzeugung der Impulsreihe geschieht also nur durch elektrotechnische Weiterverarbeitung und damit kleinräumig, verschmutzungsunabhängig und somit wartungsfrei, wobei eine hoche Auflösung, nämlich eine der Segmentzahl des Kommutators entsprechende Anzahl von Impulsen pro Motorwellenumdrehung erreicht wird. Diese Eigenschaften sind vom besonderen Wert für den Torblattantrieb, weil dort kleinräumig und möglichst wartungsarm sowie mit möglichst genauem Anfahren der Endlagen gearbeitet werden muß. Dabei ist weiteren von besonderem Vorteil, daß die Festlegung der den Endstellungen des Torblattes entsprechenden Speicherwerte in einer Speichereinrichtung durch Zählen mit eben der vorgeschilderten Impulsfolge zu Beginn des Torbetriebes und gegebenenfalls in zyklisch korrigierter Weise auch während der nachfolgenden Betriebszeit praktisch ohne weiteren Aufwand möglich ist.It is immediately apparent that this procedure requires practically no mechanical components in particular, but uses existing devices, namely the commutator of the rotor of the DC motor, as a pulse generator. The pulse series is therefore generated only by electrotechnical processing and is therefore small-scale, independent of contamination and thus maintenance-free, whereby a high resolution, namely a number of pulses per motor shaft revolution corresponding to the number of segments of the commutator, is achieved. These properties are of particular value for the door leaf drive, because it has to work on a small scale and with as little maintenance as possible and with the most precise possible approach to the end positions. Another particular advantage is that the determination of the stored values corresponding to the end positions of the door leaf in a storage device by counting with the pulse sequence described above at the start of the door operation and, if necessary, in a cyclically corrected manner during the subsequent operating time is possible with practically no further effort.
Die mit dem Kommutator bewerkstelligte Stromwendung in den Wicklungsschleifen des Motorläufers macht sich in bekannter Weise als rhythmische Stromänderung im Speisestromkreis des Motorläufers bemerkbar, und zwar regelmäßig in Form eines durch die Kommutatorlamellenübergänge bedingten überlagerten Gleichstroms. Diese Speisestromänderung kann mittels eines Detektors erfaßt werden, wobei berührungslos arbeitende elektromagnetische Detektoren in Frage kommen. In besonders einfacher Weise wird ein Widerstandselement in den Speisestromkreis eingeschaltet, was grundsätzlich in Parallelschaltung zumThe current reversal in the winding loops of the motor rotor, which is achieved by the commutator, is noticeable in a known manner as a rhythmic current change in the supply circuit of the motor rotor, and in fact regularly in the form of a superimposed direct current caused by the commutator lamination transitions. This supply current change can be detected by means of a detector, whereby contactless electromagnetic detectors can be used. In a particularly simple way, a resistance element is connected to the supply circuit, which is basically connected in parallel to the
Bürstenpaar des Kommutators geschehen könnte, vorzugsweise jedoch in Reihenschaltung zu diesen geschieht. Sofern das so gewonnene pulsierende Signal nicht ohne weiteres sicher genug verarbeitbar ist, läßt es sich aufbereiten, beispielsweise derart, daß man nach Ausfiltern oder Aussieben des Gleichstromean.teiles eine Verstärkung und eine Impulsformung vornimmt. Die mit einem solchen Antrieb besonders vorteilhaft zu betreibenden Tore sind insbesondere Garagenschwingtore, Deckengliedertore, Rolltore, Schiebetore und dergleichen. Insbesondere solche die aufgrund des Gleichstrommotors und dessen einfacher Drehzahlsteuerung mit gegenüber der Betnebsgeschwindigkeit niedrigerer Geschwindigkeit in eine oder beide Endlagen verfahrbar sind.brush pair of the commutator, but preferably in series connection with them. If the pulsating signal obtained in this way cannot be processed safely enough, it can be prepared, for example, by amplifying and shaping the pulse after filtering or sieving out the direct current component. The doors that can be operated particularly advantageously with such a drive are in particular garage swing doors, ceiling sectional doors, roller doors, sliding doors and the like. In particular those that can be moved to one or both end positions at a lower speed than the operating speed due to the direct current motor and its simple speed control.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispieles nachstehend näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using the embodiment shown in the drawing. They show:
Figur 1 einen Vertikalschnitt senkrecht zur Fläche der Garagenöffnung mit schematischer Wiedergabe eines Tores und dessen Antriebsaggregat;Figure 1 shows a vertical section perpendicular to the surface of the garage opening with a schematic representation of a door and its drive unit;
Figur 2 eine schematische Schaltskizze für die Ableitung und Aufbereitung einer durch Kommutatordrehung erzeugten, wegstreckenabhängigen Impulsfolge.Figure 2 shows a schematic circuit diagram for the derivation and processing of a distance-dependent pulse sequence generated by commutator rotation.
Figur 1 zeigt ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Garagentor in schematischer HaIboffen-Stellung im Bereich einer Garageneinfahrt, dessen über Kopf bewegbares Torblatt (2) - Schwingtorblatt - mittels im Bereich der oberen Innenkante gelagerten Rollen in horizontalen Führungsschienen und im übrigen durch ein Lenkgestänge 4 in bekannter Weise geführt ist und an dem eine Gewichtsausgleichsfeder 5 angreift. Die horizontale Führungsschiene 3, der Lenker 4 und der Feder 5 sind nur hinsichtlich eines Seitenbereiches des Tores dargestellt und in gleicher Weise für die andere Torseite vorgesehen.Figure 1 shows a garage door, designated overall by 1, in a schematic half-open position in the area of a garage entrance, whose overhead movable door leaf (2) - swing door leaf - is guided in a known manner by means of rollers mounted in the area of the upper inner edge in horizontal guide rails and also by a steering rod 4 and on which a weight compensation spring 5 acts. The horizontal guide rail 3, the steering rod 4 and the spring 5 are only shown with regard to one side area of the door and are intended in the same way for the other side of the door.
In Deckenbereich der Garage ist in bekannter Weise ein insgesamt mit 6 bezeichnetes Antriebsaggregat ortsfest angeordnet, das eine Schlittenführungsschiene 7, die sich parallel zu den horizontalen Führungsschienen 3 erstreckt, und ein Antriebsgehäuse 8 aufweist. In der Schlittenführungsschiene 7 ist ein Schiit-In the ceiling area of the garage, a drive unit, designated overall by 6, is arranged in a stationary manner in a known manner, which has a slide guide rail 7, which extends parallel to the horizontal guide rails 3, and a drive housing 8. In the slide guide rail 7, a slide
ten längsverschiebbar geführt, der einerseits an einer in der Schiene als Endloskette oder Endlosband ausgebildeten Verschiebeeinrichtung befestigt ist und andererseits über ein Lenkgestänge mit dem Torblatt in Verbindung steht. Die Transporteinrichtung wird von der Antriebswelle eines Gleichstrommotors mit anschließendem Getriebe derart hin- und hergehend bewegt, daß der Schlitten in der Schlittenführungsschiene zwischen zwei Endstellungen verschiebbar ist, in deren einer das angeschlossene Torblatt in seiner Schließstellung und in deren anderer in seiner Offenstellung ist. Der Gleichstrommotor mit anschließendem Getriebe sowie eine Steuerungseinrichtung für das Verfahren des Torblattes befinden sich im Antriebsgehäuse 8.guided in a longitudinally displaceable manner, which is attached on the one hand to a displacement device in the rail as an endless chain or endless belt and on the other hand is connected to the door leaf via a steering rod. The transport device is moved back and forth by the drive shaft of a DC motor with a connected gear in such a way that the carriage can be moved in the carriage guide rail between two end positions, in one of which the connected door leaf is in its closed position and in the other in its open position. The DC motor with the connected gear and a control device for moving the door leaf are located in the drive housing 8.
Figur 2 zeigt ein schematisiertes Blockschaltbild für die Gewinnung der bewegungsstreckenabhängigen Impulsfolge. Zu diesem Zwecke ist in den Speisestromkreis für den Gleichstrommotor 9, dessen Kommutator 10 zur Verdeutlichung neben dem Motorsymbol wiedergegeben ist, eine Detektoreinrichtung 11 derart eingeschaltet, daß in Reihe zu dem Kollektor 10 des Motors 9 ein Widerstand 12 in den Speisestromkreis eingeschaltet ist, an welchem die bei laufenden Motor durch die Lamellenübergänge des Kommutators 10 bzw. die Stromwendung in den an die Lamellen angeschlossenen Windungen der Rotorwicklung erzeugten Speisestromänderungen als entsprechend modelliertes Gleichstromsignal auftritt, wie dies unterhalb des Widerstandselementes 12 grafisch angedeutet ist. Das modellierte Signal wird abgegriffen und über ein Siebglied - hier ein Kondensator - geleitet, so daß der Gleichstromanteil entfällt und die Stromänderung als Wechselstromsignal auftritt, wie dies zwischen dem Kondensator 13 und einem sich daran anschließenden Verstärker 14 grafisch angedeutet ist. Die verstärkten Signale werden einem Schmitt-Trigger 15 zugeleitet, an dessen Ausgang die Impulsfolge als Rechteckimpulsreihe 16 auftritt. Diese Impulsfolge wird in die Zähleinrichtung 17 eingegeben und hinsichtlich der jeweils erreichten Werte mit gespeicherten Weiten verglichen, die die Endstellungen des Torblattes angeben, was durch den Prozessor 18 symbolisiert ist. Bei Übereinstimmung von Zählerstand und Speicherwert wird ein Abschaltsignal erzeugt, des den Speisestromkreis für den Gleichstrommotor 9 unterbricht.Figure 2 shows a schematic block diagram for obtaining the movement distance-dependent pulse sequence. For this purpose, a detector device 11 is connected to the supply circuit for the direct current motor 9, whose commutator 10 is shown next to the motor symbol for clarity, in such a way that a resistor 12 is connected to the supply circuit in series with the collector 10 of the motor 9, at which the supply current changes generated by the lamination transitions of the commutator 10 or the current reversal in the turns of the rotor winding connected to the laminations when the motor is running appear as a correspondingly modeled direct current signal, as is graphically indicated below the resistance element 12. The modeled signal is tapped and passed through a filter element - here a capacitor - so that the direct current component is eliminated and the current change occurs as an alternating current signal, as is graphically indicated between the capacitor 13 and an amplifier 14 connected to it. The amplified signals are fed to a Schmitt trigger 15, at the output of which the pulse sequence appears as a series of rectangular pulses 16. This pulse sequence is entered into the counter 17 and compared with the values reached in each case with stored widths that indicate the end positions of the door leaf, which is symbolized by the processor 18. If the counter reading and the stored value match, a shutdown signal is generated that interrupts the supply circuit for the direct current motor 9.
Das Symbol 9 für den Gleichstrommotor betrifft nur dessen Rotorspeisung und sagt über die Ausgestaltung des Stators nichts aus. Dieser kann beliebig ausgebildet sein. Aufgrund der Ankopplung der Motorwelle getrieblich an das Torblatt ist die Drehzahl der Motorwelle bzw. dessen Drehbewegung allgemein ein synchrones Abbild der Bewegungsstrecke des Torblattes. Die bei laufenden Motor 9 durch die Stromwendung in den Rotorspulen erzeugten Stromspitzen entsprechen in der Zahl ihrer Aufeinanderfolge somit synchron der Drehbewegung des Rotors und damit der Bewegungsstrecke des Torblattes. Aufgrund der Vielzahl von Kollektorlamellen ergibt sich somit eine hoche Auflösung für die Drehbewegung der Rotorwelle und damit die Torblattbewegungsstrecke. Wodurch eine genauere Ansteuerung der Endstellungen des Torblattes wie auch eine genaue Festlegung der diesen Endstellungen entsprechenden Speicherwerte im Zuge der Einrichtung des Torbetriebes gegeben ist.The symbol 9 for the DC motor only relates to its rotor supply and says nothing about the design of the stator. This can be designed in any way. Due to the coupling of the motor shaft to the door leaf, the speed of the motor shaft or its rotary movement is generally a synchronous image of the movement distance of the door leaf. The number of current peaks generated by the current reversal in the rotor coils when the motor 9 is running thus corresponds synchronously to the rotary movement of the rotor and thus the movement distance of the door leaf. Due to the large number of collector slats, this results in a high resolution for the rotary movement of the rotor shaft and thus the movement distance of the door leaf. This enables more precise control of the end positions of the door leaf as well as precise determination of the memory values corresponding to these end positions when setting up the door operation.
Claims (8)
gekennzeichnet durch1. Gate or similar locking device with a single or multi-part gate leaf (2) which can be moved between closed and open positions by means of an electric direct current motor (9) - drive unit (6), to which the output shaft of the drive unit is connected in a geared manner and whose movement path is proportionally reproduced by a pulse sequence (16) which is derived from the rotary movement of a shaft of the drive unit (6) and which is fed to a counting device (17) in an evaluation circuit (17, 18), the counts of which are compared with stored values for predetermined or previously entered gate leaf positions and are evaluated if they coincide with control signals for the drive unit (6),
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