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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Regelantrieb,
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dessen Motorwicklung elektrisch direkt oder unter Zwischenschaltung
eines Leistungsverstärkers mit einer elektronischen Regelschaltung verbunden ist,
die eingangsseitig an einen Sollwertgeber sowie an einen als Istwertgeber angeordneten
Tachogenerator angeschlossen ist.
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Derartige Regelantriebe sind bekannt und in unterschiedlichsten Leistungen
auf dem Markt erhältlich.
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Die bekannten Regelantriebe können zwar für Links-oder Rechtslauf
ausgelegt bzw. eingestellt werden, ein geregelter Wechsel der Laufrichtung wurde
jedoch bislang nicht verwirklicht, jedenfalls nicht mit vertretbarem Aufwand.
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Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß bislang Einsatzmöglichkeiten
für Regelantriebe, deren Laufrichtung je nach Betriebszustand der angetriebenen
Vorrichtung wechseln muß, nicht gesehen wurden.
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Aus diesem Grunde sind beispielsweise alle Türantriebe bezüglich Drehzahl
und Drehmoment nicht exakt geregelt, vielmehr erfolgt lediglich eine Steuerung,
so daß die Türantriebe gegen Störungen, beispielsweise aufgrund von Temperatureinflüssen
oder aufgrund von Verschleiß nach längerer Betriebsdauer, anfällig sind. Dementsprechend
haben die Türantriebe ein unkontrolliertes und schwankendes Verhalten, wobei sich
insbesondere die öffnungs- und Schließkräfte sowie die Bewegungsgeschwindigkeiten
der Türen ändern können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, zu niedrigen Herstellungskosten einen
Regelantrieb zu schaffen, dessen Motor von der Regelschaltung jederzeit zwischen
geregeltem Linkslauf und geregeltem Rechtslauf umschaltbar ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der mit seinem Ausgang an eine
Eingangschaltung der Regelschaltung angeschlossene Tachogenerator eine mehrphasige
Wechselspannung mit drehrichtungsabhängiger Phasenlage und geschwindigkeitsabhängiger
Amplitude und die Eingangschaltung ausgangsseitig eine von dieser Wechselspannung
abhängige Gleichspannung mit von der Drehrichtung und der Geschwindigkeit umkehrbar
eindeutig abhängigem Pegel erzeugen, und daß diese Gleichspannung am Eingang einer
Regelstufe anliegt, deren anderer Eingang mit dem Sollwertgeber verbunden ist.
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Die Erfindung beruht also auf dem allgemeinen Gedanken, als Istwertgeber
einen mehrphasigen Wechselstromtachogenerator anzuordnen, und den von diesem erzeugten
Wechselstrom, welcher mit seiner Phasenlage und Amplitude die Drehrichtung sowie
Geschwindigkeit in umkehrbar eindeutiger Weise wiedergibt, in eine Gleichspannung
umzuwandeln, deren Pegel in umkehrbar eindeutiger Weise von der Phasenlage sowie
Amplitude des Wechselstromes abhängt und damit ein die Drehrichtung sowie -geschwindigkeit
in umkehrbar eindeutiger Weise wiedergebendes Analogsignal darstellt, welches dann
in grundsätzlich bekannter Weise von der Regelstufe verarbeitet werden kann.
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Ein besonderer Vorzug dieser Anordnung liegt darin, daß Gleichstromtachogeneratoren,
welche zwar eine bezüglich der Polarität von der Drehrichtung abhängige Gleichspannung
mit geschwindigkeitsabhängigem Pegel erzeugen, jedoch verschleißbehaftet und damit
bei stark belasteten Regelantrieben - etwa für Türen -mit hohem Wartungsaufwand
verbunden wären, überflüssig sind.
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Die erfindungsgemäß vorgesehene Eingangs schaltung läßt sich ohne
hohen Herstellungsaufwand verwirklichen, beispielsweise durch einen Phasengleichsverstärker
mit nachgeschalteter Umschaltstufe, welche eine Gleichspannung mit drehrichtungsabhängiger
Polarität und einem geschwindigkeitsabhängigen Absolutwert des Pegels erzeugt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der Regelantrieb neben
dem Motor eine von der Regelschaltung regelbar gesteuerte Magnetbremse, welche zweckmäßigerweise,
ebenso wie der Tachogenerator, im Lagerschild des Motors angeordnet ist.
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Bei der bevorzugt vorgesehenen Verwendung des erfindungsgemäßen Regelantriebes
als Türantrieb ist in Verbindung mit der zur Schnellbremsung und Haltebremsung der
Türe dienenden Magnetbremse ein ganz genau kontrollierter und programmierbarer Ablauf
der öffnungs- und Schließvorgänge der Tür möglich. Neben einem auch bei auftretendem
Verschleiß gleichbleibenden Betriebsverhalten und der damit verbundenen erhöhten
Sicherheit der die Tür benutzen den Passanten ist - aufgrund der Programmierbarkeit
-die Möglichkeit zu einer Anpassung an praktisch beliebige Bewegungsabläufe gewährleistet.
Aufwendige mechanische Änderungen sind dazu nicht notwendig.
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Der weitere Vorteil der genauen Bewegungskontrolle liegt darin, daß
in Verbindung mit der Magnetbremse in den jeweiligen Endlagen des Türantriebes eine
Arretierung mittels der Magnetbremse bei geringer Leistungsaufnahme auf Dauer erfolgen
kann. Der eine vergleichsweise hohe Leistungsaufnahme besitzende Motor kann dagegen
in den Endlagen ausgeschaltet bleiben, d.h. die Verwendung des Motors zum Halten
der Tür und der damit verbundene relativ große Stromverbrauch bei bisherigen Türantrieben
wird vermieden.
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Bei Anordnung des erfindungsgemäßen Regelantriebes zeichnet sich also
ein Türantrieb durch geringe Herstellungskosten, geringen Energieverbrauch sowie
weitestgehende Wartungsfreiheit und damit außerordentlich geringe Unterhaltskosten
aus. Damit werden den Türantrieben erweiterte Einsatzmöglichkeiten geschaffen, die
bisher aus Kostengründen nicht gegeben waren.
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Dementsprechend ermöglicht die Erfindung die Schaffung zusätzlicher
Herstellungskapazitäten und Arbeitsplätze, d.h. die Erfindung bringt auch einen
erheblichen volkswirtschaftlichen Nutzen mit sich.
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Nachfolgend wird die Erfindung noch genauer anhand der Zeichnung erläutert,
in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Dabei zeigt Fig. 1 ein
Schnittbild des Motors des erfindungsgemäßen Regelantriebes mit im Lager schild
untergebrachtem Tachogenerator sowie dort angeordneter Magnetbremse zusammen mit
einem zur Untersetzung dienenden Schneckengetriebe, Fig. 2 ein schematisiertes Schaltbild
des erfindungsgemäßen Regelantriebes.
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Gemäß Figur 1 besitzt der Regelantrieb einen selbstbelüfteten Elektromotor
1, dessen Welle 2 über eine Kupplung 3 eine Schnecke antreibt, die ihrerseits mit
einem Schneckenrad 5 kämmt, welches seinerseits mit einer Riemenscheibe od.dgl.
antriebsmäßig verbunden ist, derart, daß eine an einem umlaufenden Riemen 6 angekoppelte
Schiebetür 7 in Offnungs-oder Schließrichtung, je nach Drehrichtung des Elektromotors
1, bewegt wird.
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Auf der Welle 2 sind des weiteren ein Bremsanker 8, welcher von einer
im Lagerschild 9 untergebrachten Bremswicklung 10 bei Betätigung angezogen wird
und den Motor abbremst, sowie ein vielpolig magnetisierter Rundmagnet 13 angeordnet,
welcher in einem ebenfalls im Lagerschild 9 angeordneten Stator 14, welcher zusammen
mit dem Rundmagnet einen Tachogenerator bildet, eine mehrphasige Wechselspannung
erzeugt. Diese Wechselspannung wird als Eingangssignal an eine Regelschaltung 15
gegeben, die in einem seitlich am Elektromotor 1 angeordneten Gehäuse 16 untergebracht
ist und ausgangsseitig die Motorwicklung 17 des Elektromotors 1 sowie die Bremswicklung
10 steuert.
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Die Regelschaltung 15 ist in Fig. 2 in schematisierter Form dargestellt.
Bei Rotation der Welle 2 erzeugt der Tachogenerator 13, 14 eine mehrphasige bzw.,
wie dargestellt, zumindest eine zweiphasige Wechselspannung, welche an den Eingängen
eines Phasenvergleichsverstärkers 18 anliegt. Ausgangsseitig erzeugt der Phasenvergleichsverstärker
18 eine Gleichspannung, deren Pegel der Amplitude der Wechselspannung U analog ist.
Außerdem erzeugt der Phasenvergleichsverstärker in Abhängigkeit von der Phasenlage
der Wechselspannung U und damit
in Abhängigkeit von der Drehrichtung
der Welle 2 ein Signal S, welches eine eingangsseitig mit dem Phasenvergleichsverstärker
18 verbundene Umschaltstufe 19 betätigt, so daß die ausgangsseitig vom Phasenvergleichsverstärker
18 abgegebene Gleichspannung in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Welle 2 mit
der einen oder anderen Polarität einem Verstärker 20 zugeführt wird, der nunmehr
eine der Drehgeschwindigkeit der Welle 2 proportionale Ausgangsspannung mit entsprechend
der Drehrichtung wechselnder Polarität erzeugt. Diese Ausgangsspannung liegt am
einen Eingang einer Regelstufe 21 an, deren anderer Eingang mit einem Sollwertgeber
22 verbunden ist, der schematisch als eine Parallelschaltung von Potentiometern
dargestellt ist, an denen unterschiedliche, einstellbare Spannungen abgegriffen
und über jeweils einen Schalter an den dem Sollwertgeber 22 zugeordneten Eingang
der Regelstufe 21 geleitet werden können.
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Die vorzugsweise programmierbare Regelstufe 21 steuert in Abhängigkeit
der vom Verstärker 20 gelieferten Spannung (Istwertsignal) und der vom Sollwertgeber
22 gelieferten Spannung (Sollwertsignal) über eine Leistungsendstufe 23 die Motorwicklung
17.
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In entsprechender, nicht dargestellter Weise wird auch die Bremswicklung
10 gesteuert.
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