DE29901664U1 - Hubtor mit Lichtgitter-Überwachungseinrichtung - Google Patents

Hubtor mit Lichtgitter-Überwachungseinrichtung

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Description

PATENT- UND RECHTSANWALTSSOZIETÄT Patentanwalt Dipl.-Ing. H. Schmitt
SCHMITT, MAUCHER & BÖRJES Paten^uÄicE
Samaco GmbH Dreikönigstraße 13
Rheinstraße 49 D-79102 Freiburg i. Br.
77694 Kehl
Telefon (07 61) 70 67 73
Telefax (07 61) 70 67 76
Unsere Akte · Bitte stets angeben
O 99 048 B
r a FEB. 1SS9 Gu/be
Hubtor mit Lichtgitter-Überwachungseinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Hubtor, das in einem seitlich und nach oben begrenzten Durchgangsbereich zum Verschließen und zum Freigeben dieses Durchgangsbereichs bewegbar ist, wobei eine Lichtgitter-Überwachungseinrichtung zur Kontrolle des Durchgangsbereichs und zum Erfassen von im Torhubbereich befindlichen, wahlweise von einer der beiden Zugangsseiten zugeführten Gegenständen oder dergleichen vorgesehen ist, wobei auf einer Torseite höhenversetzte Lichtsender zum Aussenden von quer zur Hubbewegung des Tores verlaufenden Lichtstrahlen und auf der anderen Torseite Lichtempfänger für diese Ro Lichtstrahlen vorgesehen sind, wobei während eines von sich laufend wiederholenden Meßzyklen die Lichtsender mit zugeordneten Lichtempfängern jeweils nacheinander aktiviert werden und wobei die Lichtsender und die Lichtempfänger an eine Auswerteeinrichtung angeschlossen sind.
Hubtore sind bestimmte Bauformen von Toren, die typischerweise an LKW-Garagen oder Laderampen vorgesehen sind. Das Tor ist in etwa vertikalen Führungsschienen geführt und kann dementsprechend nach oben und unten verschoben werden. Üblicherweise ist eine oberseitige Lagerung vorgesehen, so daß der Durchgangsbereich durch Hochziehen des Tores freigegeben werden kann. Meist ist das Tor in Lamellen
F:\TEXTE\ANMELDUN\GU000331
k ·
unterteilt, die beim Öffnen aufgerollt werden.
Zur Überwachung dieser Tore und zusätzlich zu anderen Unfallschutzvorkehrungen sowie auch für einen besseren Bedienungskomfort sind solche Tore mit Lichtgittern ausgerüstet, die eine Schließbewegung verhindern oder umkehren, wenn Hindernisse in den Torbereich gelangen.
Um eine Schutzfunktion bei Verkehr aus beiden Richtungen zu erreichen, ist es erforderlich, auf beiden Seiten des Tores je ein Lichtgitter anzubringen, wobei diese jeweils zum Beispiel etwa einen Dezimeter versetzt vor dem Tor angeordnet sind.
Nachteilig ist hierbei, daß ein vergleichsweise hoher Aufwand
" hinsichtlich der technischen Einrichtung und damit auch der Kosten vorhanden ist. Außerdem stößt die Anbringung der Lichtgitter häufig bauseits auf Schwierigkeiten und der Einbau erfordert einen hohen Aufwand. Schließlich können Funktionsprobleme auf treten, weil sich die modulierten Lichtstrahlen der beiden Lichtgitter gegenseitig stören können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hubtor mit einer Lichtgitter-Überwachungseinrichtung zu schaffen, die eine sichere Überwachung des Tores auch bei von beiden Seiten in den Torbereich
eindringenden Gegenständen ermöglicht, wobei die beim Stand der ^ Technik vorhandenen Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll
der Aufwand reduziert und trotzdem eine hohe Funktionssicherheit erreicht werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Überwachungseinrichtung ein einziges Lichtgitter aufweist, das innerhalb des durch die Toraußenflächen begrenzten Torhubbereichs angeordnet ist 0 und daß die Auswerteeinrichtung einen Algorithmenbildner aufweist, der aus der Hubgeschwindigkeit des Tores, aus einem abgespeicherten Signalmuster eines oder mehreren vorheriger Meßzyklen, dem zeitlichen Abstand zweier aufeinanderfolgender Meßzyklen sowie dem Abstand benachbarter Lichtstrahlen zwischen einer Unterbrechung durch das 5 Tor selbst oder durch einen Gegenstand unterscheidet, indem dann
auf einen im Torhubbereich befindlichen Gegenstand geschlossen wird, wenn sich, von der Torschließkante ausgehend, die Anzahl der lückenlos unterbrochenen Lichtstrahlen zwischen dem gespeicherten Signalmuster und dem aktuellen Signalmuster um mehr als die durch eine Torhubbewegung veränderbare Anzahl von unterbrochenen ■ Lichtstrahlen unterscheidet oder wenn keine lückenlose Abdeckung von Lichtstrahlen von der Torschließkante her vorliegt.
Durch die Verwendung nur noch eines einzigen Lichtgitters ist der Aufwand gegenüber dem Stand der Technik halbiert. Außerdem können schon systembedingt die bei mehreren Lichtgittern auftretenden
™ Schwierigkeiten durch gegenseitiges Stören der Lichtstrahlen vermieden werden. Die Anordnung eines einzigen Lichtgitters innerhalb der Torebene vereinfacht ganz erheblich die Montage, wobei es zweckmäßig ist, wenn mit Lichtsendern und Lichtempfängern bestückte Trägerleisten versenkt in gegenüberliegenden Führungsschienen für das Hubtor angeordnet sind. Damit lassen sich die Baugruppen des Lichtgitters vollständig verdeckt unterbringen, so daß Beschädigungen praktisch nicht möglich sind. Bei geschlossenem Tor sind zudem die Lichtsender und Lichtempfänger abgedeckt und von außen nicht zugänglich, so daß diese Elemente des Lichtgitters auch vandalensicher untergebracht sind.
^ Durch die Anordnung des Lichtgitters in der Ebene des Tores besteht das Problem, daß die Lichtstrahlen vom Tor selbst unterbrochen werden können. Dieses Problem wird durch einen Algorithmus gelöst, der unter Berücksichtigung der Tor-Hubgeschwindigkeit und der Meßzyklus-Periodendauer unterscheiden kann, ob die Lichtstrahlen vom Tor selbst oder von einem Gegenstand unterbrochen werden. Bei einer gegebenen Hubgeschwindigkeit des Tores können durch das 0 Tor selbst nur eine bestimmte Anzahl von Lichtstrahlen innerhalb der Periodendauer eines Meßzyklus abgedeckt oder freigegeben werden. Durch einen in den Erfassungsbereich gelangenden Gegenstand erfolgt eine Änderung des Signalmusters wesentlich schneller, als dies mit dem Tor selbst erfolgen könnte. Dementsprechend wird dieser Gegenstand dann auch detektiert und ein Signal zum Stoppen der
Schließbewegung des Tores oder zum Umkehren der Hubbewegung gegeben. Selbst wenn ein Gegenstand bündig mit der Torkante eintritt, wird dies zuverlässig erkannt, da zwar eine durchgehend lückenlose Abdeckung von der Torseite her vorhanden ist, jedoch die Änderung der Anzahl der abgedeckten Lichtstrahlen wesentlich schneller durch den Gegenstand erfolgte, als dies mit dem Tor bei gegebener Hubgeschwindigkeit möglich wäre.
Vorteilhaft ist es, wenn die Auswerteeinrichtung zur Auswertung der von denLichtempfängern gelieferten Signalintensität ausgebildet
ist. Damit kann eine Selbstüberwachung des Lichtgitters realisiert " werden, wobei insbesondere eine Verschmutzung der Lichtsender
und/oder der Lichtempfänger erkannt werden kann. Es kann hierbei ein Schwellwert vorgegeben werden, der bei Unterschreitung zu einer Signalisierung führt. Es lassen sich außer einer Verschmutzung auch eine Dejustage oder eine zu unempfindliche Einstellung damit erfassen.
Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.
Es zeigt:
25
Fig. 1 eine etwas schematisierte Darstellung eines Hubtores mit einer Lichtgitter-Überwachungseinrichtung und
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Funktionserläuterung.
In Fig. 1 ist schematisch ein im ganzen mit 1 bezeichnetes Hubtor gezeigt, dessen Tor 2 selbst von oben nach unten in Schließstellung bewegt werden kann. Das Tor 2 ist seitlich in gegenüberliegenden, U-förmigen, hier nur bereichsweise und strichliniert angedeuteten Führungsschienen 3 geführt. Innerhalb dieser Führungsschienen 3
sind zur Erzeugung eines Lichtgitters 4 auf einer Torseite Lichtsender 5 und auf der anderen Torseite Lichtempfänger 6 angeordnet. Dabei besteht die Möglichkeit, auf einer Torseite nur Lichtempfänger und auf der anderen Seite nur Lichtsender anzuordnen, wodurch der Aufwand insbesondere für die Ansteuerung vereinfacht ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, auf der einen Torseite übereinander Lichtsender und Lichtempfänger beispielsweise abwechselnd anzuordnen und auf der anderen Seite um eine Lichtzeile höhenversetzt eine gleiche Anordnung von Lichtsendern und Lichtempfängern vorzusehen.
Die Lichtsender 5 und die Lichtempfänger 6 sind vorzugsweise in ™ Trägerleisten 7 eingebaut, die versenkt in den gegenüberliegenden Führungsschienen 3 angeordnet sind. Dies begünstigt einen kompakten Aufbau und eine einfachere Montage.
Das Lichtgitter 4 mit seinen Lichtsendern 5 und den Lichtempfängern 6 ist in der Ebene des Tores 2 angeordnet, so daß das Tor je nach Hubposition auch einen oder mehrere der Lichtstrahlen 8 abdecken kann. Auch ein im Bereich des Lichtgitters 4 befindlicher Gegenstand 9 deckt Lichtstrahlen 8 ab, so daß allein aus dem Meßergebnis, daß 0 einzelne oder mehrere Lichtstrahlen 8 des Lichtgitters 4 abgedeckt sind, nicht der sichere Rückschluß möglich ist, daß sich ein Gegenstand im Hubbereich des Tores 2 befindet. Um sicher zu
^ unterscheiden, ob die Abdeckung von Lichtstrahlen 8 vom Tor selbst oder einem Gegenstand 9 herrühren, ist eine mit den Lichtsendern 5 5 und den Lichtempfängern 6 verbundene Überwachungseinrichtung 10 vorgesehen, die eine Algorithmenbildner aufweist, der aus den zur Verfügung stehenden Meßgrößen und Kenndaten eine sichere Unterscheidung ermöglicht.
Die Meßdaten werden von den Lichtempfängern 6 geliefert und die 0 Kenndaten sind durch die vorgegebene Hubgeschwindigkeit des Tores 2, die Abstände beziehungsweise Rasterung der Lichtstrahlen 8 voneinander und dem Meßzyklus gegeben. Der Meßzyklus ist durch die Summe der Abtastvorgänge aller Lichtsender-/Lichtempfänger-Paare gebildet. Bei jedem Abtastvorgang wird ein Lichtstrahl von einem 5 Lichtsender 5 ausgesendet und von einem gegenüberliegenden
Lichtempfänger ausgewertet. Jedes Lichtsender-/Lichtempfänger-Paar gehört zu einem Kanal, die im Zeitmultiplex betrieben werden also zeitlich nacheinander aktiviert und ausgewertet werden. Beispielsweise kann ein Zeitraster von 664 Mikrosekunden von Kanal zu Kanal vorgesehen sein. Sind alle Kanäle durchlaufen, dann kann das Signalmuster ausgewertet und gegebenenfalls ein Steuerausgang der Überwachungseinrichtung aktiviert werden. Der Abtastzyklus aller Kanäle wiederholt sich laufend und zyklisch mit einer Periodendauer von beispielsweise 2 8,5 Millisekunden.
Nach einer möglichen Aus führungs form kann die räumliche Reihenfolge der Auswertung der Kanäle so vorgesehen sein, daß mit dem untersten, bodennahen Kanal begonnen wird und danach die Kanäle in ihrer geometrischen Folge ausgewertet werden, endend mit dem obersten, tornahen Kanal.
Zur Bildung des Lichtgitters können die Lichtsender 5 und die Lichtempfänger 6 in einem gleichmäßigen Abstand beispielsweise von 6 0 Millimetern in den Trägerleisten 7 angeordnet sein, so daß dementsprechend auch das Rastermaß, also der Abstand benachbarter Lichtstrahlen 8 60 Millimeter beträgt.
0 Wie in Fig. 1 erkennbar, befindet sich das Tor 2 in teilabgesenkter Position, wobei die obersten vier Lichtstrahlen 8 unterbrochen werden. Um in dieser Lage des Tores 2 einen in den Bereich des Lichtgitters 4 eingeführten Gegenstand 9 detektieren zu können, wird zum einen das sich aus den Ausgangssignalen der Lichtempfänger 5 6 ergebende Signalmuster vor dem Einführen des Gegenstandes 9 abgespeichert und dieses Signalmuster mit dem Signalmuster nach dem Einführen des Gegenstandes 9 verglichen. Stellt sich dabei heraus, daß sich, von der Torschließkante 11 ausgehend, die Anzahl der lückenlos unterbrochenen Lichtstrahlen 8 zwischen dem 0 gespeicherten Signalmuster und dem aktuellen Signalmuster um mehr als die durch eine Torhubbewegung veränderbare Anzahl von unterbrochenen Lichtstrahlen unterscheidet, wird darauf geschlossen, daß sich im Torhubbereich ein Gegenstand 9 befindet. Damit kann bei stillstehendem Tor 2 oder aber auch bei sich bewegendem Tor 5 ein in den Bereich des Lichtgitters 4 eindringender Gegenstand 9
erfasst werden.
Dies trifft auch dann zu, wenn ein Gegenstand 9 bündig mit der Torschließkante 11 eintritt und somit durch das Tor selbst und den sich daran anschließenden Gegenstand 9 eine lückenlose Abdeckung von einer Anzahl oberer Lichtstrahlen vorhanden ist. Die Detektion eines Gegenstandes 9 erfolgt auch dann, wenn keine lückenlose Abdeckung von der Torschließkante 11 her vorliegt.
Um eine höhere Auflösung bei einem gegebenen Abstand der Lichtstrahlen 8 voneinander zu erzielen, kann ein Kreuzstrahlverfahren vorgesehen sein. Hierbei werden in zwei zusätzlichen Abtastzyklen anstatt den jeweils horizontal zugeordneten Lichtempfängern auch
" die jeweils darüber beziehungsweise darunter benachbarten Lichtempfanger ausgewertet. Diese drei Abtastzyklen ergeben zusammen einen Schaltzyklus und ein gitterartiges Strahlenmuster mit ortsabhängig bis zu dreifacher räumlicher Auflösung.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Funktion der Lichtgitter-Überwachungseinrichtung bei unterschiedlichen Betriebssituationen. Das Flußdiagramm stellt einen Meßzyklus beziehungsweise Abtastzyklus dar. Bei einem solchen Abtastzyklus werden, wie im obersten Feld 12 angegeben, von den Lichtsendern 5 Lichtstrahlen ausgesendet, wobei dies nacheinander, im vorliegenden
^ Falle von unten nach oben, erfolgt. Das sich aus den Ausgangssignalen der gegenüberliegend zugeordneten Lichtempfänger 6 ergebende Signalmuster wird als Ergebnis des Abtastzyklus abgespeichert zusammen mit dem Signalmuster eines vorherigen Meßzyklus oder Abtastzyklus. Dieses Abspeichern von wenigstens zwei Signalmustern ist durch das Feld 13 wiedergegeben. In Ablaufrichtung schließt sich an dieses Feld 13 eine Verzweigungsraute 15 an, wo abgefragt 0 wird, ob alle Strahlengänge bei dem letzten Abtastzyklus frei waren. Falls dies der Fall war, wird der Ausgang eingeschaltet (Feld 19) , so daß das Tor auch in Schließstellung bewegt werden kann, weil kein Hindernis vorhanden ist. Liegt jedoch bei der Abfrage gemäß der Verzweigungsraute 15 das Ergebnis vor, daß nicht alle Strahlengänge frei waren, so erfolgt die nächste Abfrage in der
Verzweigungsraute 16, ob es freie Strahlengänge über unterbrochenen Strahlengängen gab. Falls dies zutrifft, wird auf einen im Lichtgitter befindlichen Gegenstand geschlossen und der Ausgang ausgeschaltet.
Für den Fall das es oberhalb von unterbrochenen Strahlengängen (durch einen Gegenstand) keine freien Strahlengänge mehr gab, so kann entweder die gesamte Strahlabdeckung vom Tor herrühren oder aber von einem bündig mit der Torschließkante 11 abschließenden Gegenstand und dem Tor selbst. Für diesen Fall lautet die Abfrage, ob sich von der Torschließkante ausgehend, die Anzahl der lückenlos unterbrochenen Lichtstrahlen zwischen dem gespeicherten Signalmuster
" eines vorherigen Abtastzyklus und dem aktuellen Signalmuster um mehr als die durch eine Torhubbewegung veränderbare Anzahl von unterbrochenen Lichtstrahlen unterscheidet.
Bei dem Ausführungsbeispiel sind Kenndaten vorgesehen, die bei sich bewegendem Tor pro Meßzyklus maximal das Abdecken von zwei Lichtstrahlen 8 ergeben. Weicht also die Anzahl der zwischen zwei Meßzyklen abgedeckten Lichtstrahlen um weniger als 2 voneinander ab, so ist dies auf eine Bewegung des Tores 2 zurückzuführen. Es 0 ist somit kein Hindernis im Torbereich und der Ausgang wird eingeschaltet. Sind jedoch vom abgespeicherten Meßzyklus zum aktuellen Meßzyklus mehr als zwei Lichtstrahlen 8 abgedeckt worden, ^ so befindet sich ein Hindernis im Torbereich und der Ausgang wird ausgeschaltet.
Das Signalmuster des aktuellen Meß- oder Abtastzyklus wird dann gespeichert und es beginnt ein neuer Meßzyklus, dessen Signalmuster dann wieder, wie vorbeschrieben, mit dem abgespeicherten Signalmuster verglichen wird.
/Ansprüche

Claims (9)

9 Ansprüche
1. Hubtor (1), das in einem seitlich und nach oben begrenzten Durchgangsbereich zum Verschließen und zum Freigeben dieses Durchgangsbereichs bewegbar ist, wobei eine Lichtgitter-Überwachungseinrichtung (10) zur Kontrolle des Durchgangsbereichs und zum Erfassen von im Torhubbereich befindlichen, wahlweise von einer der beiden Zugangsseiten zugeführten Gegenständen oder dergleichen vorgesehen ist, wobei auf einer Torseite höhenversetzte Lichtsender (5) zum Aussenden von quer zur Hubbewegung des Tores (2) verlaufenden Lichtstrahlen (8) ™ und auf der anderen Torseite Lichtempfänger (6) für diese Lichtstrahlen (8) vorgesehen sind, wobei während eines von sich laufend wiederholenden Meßzyklen die Lichtsender (5) mit zugeordnetenLichtempfängern(6)jeweilsnacheinanderaktiviert werden und wobei die Lichtsender (5) und die Lichtempfänger (6) an eine Auswerteeinrichtung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (10) ein einziges Lichtgitter (4) aufweist, das innerhalb des durch die Toraußenflächen begrenzten Torhubbereichs angeordnet ist und daß die Auswerteeinrichtung einen Algorithmenbildner aufweist, der aus der Hubgeschwindigkeit des Tores (2), aus ^ einem abgespeicherten Signalmuster eines oder mehreren vorheriger Meßzyklen, dem zeitlichen Abstand zweier aufeinand-5 erfolgender Meßzyklen sowie dem Abstand benachbarter Lichtstrahlen (8) zwischen einer Unterbrechung durch das Tor (2) selbst oder durch einen Gegenstand (9) unterscheidet, indem dann auf einen im Torhubbereich befindlichen Gegenstand (9) geschlossen wird, wenn sich, von der Torschließkante ausgehend, 0 die Anzahl der lückenlos unterbrochenen Lichtstrahlen (8) zwischen dem gespeicherten Signalmuster und dem aktuellen Signalmuster um mehr als die durch eine Torhubbewegung veränderbare Anzahl von unterbrochenen Lichtstrahlen (8) unterscheidet oder wenn keine lückenlose Abdeckung der 5 Lichtstrahlen (8) von der Torschließkante (11) her vorliegt.
2. Hubtor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Lichtsendern (5) und Lichtempfängern (6) bestückte Trägerleisten (7) versenkt in gegenüberliegenden Führungsschienen (3) für das Hubtor (1) angeordnet sind.
3. Hubtor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtgitter (4) durch übereinander angeordnete Paare von etwa horizontal gegenüberliegenden Lichtsendern (5) und Lichtempfängern (6) gebildet ist.
4. Hubtor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- * zeichnet, daß ein Abtastvorgang durch das Aussenden eines Lichtstrahls von einem Lichtsender (5) und das Erfassen dieses Lichtstrahls durch einen insbesondere etwa horizontal gegenüberliegenden Lichtempfänger (6) gebildet ist und daß die Summe der Abtastvorgänge aller Lichtsender/Lichtempfänger-Paare einen Meßzyklus bildet.
5. Hubtor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kreuzstrahlverfahren vorgesehen ist, daß
dabei mit jedem Lichtsender (5) nacheinander ein Aussenden eines Lichtstrahls erfolgt und ein Erfassen des jeweiligen ^ Lichtstrahls sowohl durch den etwa horizontal gegenüberliegenden Lichtempfänger (6) als auch durch dazu beidseitig benachbarte Lichtempfänger (6) .
6. Hubtor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsender (5) sowie die Lichtempfänger (6) und das von diesen erzeugte Lichtgitter (4) in einem 0 gleichmäßigen Höhenraster angeordnet sind und daß der Abstand von übereinander angeordneten Lichtsendern (5) oder übereinander angeordneten Lichtsendern (5) und Lichtempfängern (6) jeweils einige Zentimeter, vorzugsweise etwa 60mm beträgt.
5
7. Hubtor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn-
zeichnet, daß bei einem sich von oben in Schließrichtung nach unten bewegenden Tor (2) das unterste Lichtsender /Lichtempfänger-Paar innerhalb eines Meßzyklus zum Aussenden und Empfangen des Startlichtstrahl vorgesehen ist.
5
8. Hubtor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung zur Auswertung der von den Lichtempfängern (6) gelieferten Signalintensität ausgebildet ist.
9. Hubtor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn-" zeichnet, daß die Periodendauer im Bereich von Millisekunden
liegt und vorzugsweise weniger als 3 0 Millisekunden beträgt bei einer Hubgeschwindigkeit des Tores (2) von weniger als etwa Im/Sekunde.
Patentanwalt .-rich Börjes-
-ent- und Rechissrf
(&EEgr;&egr;-ich
DE29901664U 1999-02-03 1999-02-03 Hubtor mit Lichtgitter-Überwachungseinrichtung Expired - Lifetime DE29901664U1 (de)

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