DE4411867A1

DE4411867A1 - Sperrschranke für Verkehrswege

Info

Publication number: DE4411867A1
Application number: DE19944411867
Authority: DE
Inventors: Dieter Schwald; Werner Forch
Original assignee: Magnetic Elektromotoren GmbH
Current assignee: Magnetic Elektromotoren GmbH
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 1995-10-12

Description

Die Erfindung betrifft eine Sperrschranke für Verkehrswege mit motorisch angetriebener Öffnungs- und Schließbewegung. Derartige Sperrschranken sind in zahlreichen Ausführungen bekannt, bei spielsweise mit Druckknopf- oder Schlüssel-Schalterbetätigung, oder durch Signal-Fernbetätigung.

Unabhängig von der Art der Auslösung der Öffnungs- und Schließ bewegung des Schrankenbaumes bei normalem Verkehrsablauf im Schrankenbereich sind auch Vorschläge bekanntgeworden, welche helfen sollen, unbeabsichtigte bzw. gefährliche Kollisionen des Schrankenbaumes mit festen Gegenständen, insbesondere Fahrzeugen und Menschen durch eine selbsttätige Signalgabe zu schneller Öff nungsbewegung zu vermeiden. Gegenstand der Erfindung ist eine Ausbildungsweise auf kapazitiver Basis, bei welcher der Schran kenbaum als Antenne einer Sensorschaltung zur Überwachung der Frequenz in dem als Dielektrikum wirkenden Bereich, wenn sich diese durch ein im Wirkungsbereich befindliches Objekt, insbeson dere durch eine Person, verändert, und bei welcher durch eine Auswertungsschaltung die in einem einstellbaren Distanzbereich zwischen Null und ca. 0 bis 1,5 m im Umkreisbereich des Schran kenbaums auftretende Frequenzänderung ein Signal zur Schrankenöffnungsbewegung des Antriebsmotors auslösbar ist.

Dabei kann nach weiteren Merkmalen die Ausbildung derart getrof fen sein, daß der Schrankenbaum aus leitendem Werkstoff besteht und gegenüber den metallisch leitenden Elementen der Lagerung und des Antriebs elektrisch isoliert ist, und daß die meßbare Kapazitätsänderung gegenüber der Oberfläche der Verkehrsebene im örtlichen Schrankenbereich zwischen 3 und 8 pF liegt, oder aber in Abwandlung hiervon dadurch, daß eine an dem aus einem be liebigen nichtleitenden Werkstoff bestehenden Schrankenbaum an geordnete Antenne in einem Abstand von wenigstens 0,3 m gegen über den metallisch leitenden Elementen der Lagerung und des An triebs des Schrankenbaums elektrisch isoliert ist, und daß die Kapazitätsänderung gegenüber der Oberfläche der Verkehrsebene im örtlichen Schrankenbereich im Bereich zwischen 3 und 8 pF liegt. Zweckmäßigerweise sollte beachtet werden, daß die in einem Ge häuse befindliche Auswertungs-Schaltung in geringstmöglicher räumlicher Entfernung vom isolierten Ende der Antenne angeordnet ist, wobei die Antennenzuleitung möglichst kurz und kapazitäts arm ausgelegt ist, und zwar hat sich erwiesen, daß die Entfer nung nicht größer als 2,2 m und die Kapazität der Zuleitung nicht höher als 160 pF sein soll, um die Ansprech-Empfindlich keit nicht zu stören. Um eine kurze kapazitätsarme Zuleitung zu ermöglichen und dadurch eine von Fremdeinflüssen freie Signal übertragung zu erzielen, kann nach einem weiteren Merkmal der Er findung die in einem Gehäuse befindliche Auswertungsschaltung in einem Abschnitt des Hohlraumes des Schrankenbaumes angeordnet sein; dieser kann im Bereich seiner Lagerung oder einer über die Lagerung hinausreichenden Verlängerung des Schrankenbaums ge wählt sein.

Die Ausbildung kann auch in der Weise getroffen sein, daß die an einem aus einem nichtleitenden Werkstoff bestehenden Schran kenbaum die Antenne aus einer Flächenschicht aus leitendem Werk stoff besteht, die an einer oder beiden Seitenflächen oder an der Unterkante des Schrankenbaumes angeordnet ist.

Für die gewünschte Funktionstüchtigkeit soll die Auswertung des Signals zur Änderung der Ansprech-Empfindlichkeit jeweils den örtlich und räumlich gegebenen Verhältnissen entsprechen ein stellbar sein, was in der Auswertungs-Schaltung zu berücksich tigen ist. Daher ist nach einem weiteren wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß die Auswertungs-Schaltung im wesentlichen aus einem Netzteil mit Netzfilter und einem Oszillator, einer der Endlagenansteuerung dienenden endschaltergesteuerten Signalge beranordnung für die Steuerung des Antriebsmotors sowie der Aus wertung einer Alarmschaltung bei Unterdrückung des Öffnungssig nals und ferner aus einer in die Signalübertragung vom Oszil lator eingeschaltete Potentiometeranordnung besteht, welche die Einstellung bzw. Änderung der Ansprech-Empfindlichkeit ermög licht.

Ein weiteres bedeutsames Merkmal ist vor allem darin zu sehen, daß die Auswertungs-Schaltung einen freischwingenden Oszillator mit einer angeschlossenen Phasenvergleichsschaltung zum Abgleich der Differenz zwischen seiner schaltungsinternen Frequenz auf die geringste Differenz bzw. Null gegenüber der externen Frequenz aufweist, welche sich aus der momentanen im Bereich des Schran kenbaumes einstellenden Kapazität ergibt. Diese Phasenvergleichs schaltung ist weiterhin geeignet, die Funktionstüchtigkeit der Sperrschranke durch Konstanthaltung der jeweils eingestellten An sprech-Empfindlichkeit unter allen örtlich herrschenden metereolo gischen Umgebungsbedingungen sicherzustellen, also unabhängig von Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit, Regen oder nebligem Wet ter, und somit der dadurch bedingten schwankenden Luft-Leitfähig keit.

Eine weitere wesentliche Aufgabe der Erfindung, die Funktions tüchtigkeit der Sperrschranke dauernd aufrechtzuerhalten, wird durch ein Überwachungs- und Überprüfungssystem gelöst, welches darin besteht, daß in Abhängigkeit von einem von der jeweiligen Endschalterstellung kapazitiv ausgelösten Positionssignal des Schrankenbaumes in einer an die Auswerte-Schaltung angeschalte ten Alarmstufe beschädigungs- oder dgl. störungsbedingte Fehl stellungen des Schrankenbaumes sowie Störungen in den hiervon be troffenen Schalt- und Steuerungselementen zu einer Alarmmeldung und Ausgabe eines Signalimpulses zur Schrankenöffnung verarbei tet wird, wobei vorgesehen sein kann, daß die Alarmmeldung als potentialfreier Schließ- oder Wechselkontakt verfügbar ist oder zur Auslösung eines akustisch oder optisch wahrnehmbaren Alarm signals dient, und ferner, daß die Alarmmeldung auf einen ent fernt aufgestellten Monitor, eine Flüssigkristallanzeige oder ein dgl. optisches Anzeigegerät übertragbar und in Form ver schiedener Zeichensymbole ablesbar ist.

Weitere Merkmale und Besonderheiten der Erfindung sind anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 die Sperrschranke nach der Erfindung

Fig. 2 ein Blockschaltbild mit den wesentlichen Schaltungsele menten, der Zuordnung und Funktion,

Fig. 3 eine Schaubild der Zeitablauffunktion.

In Fig. 1 sind der als Antenne wirkende Schrankenbaum mit 1, und der Antriebsmotor mit 2 bezeichnet. Der Schrankenbaum 1 ist in den Lagern 4 schwenkbar und die Schwenkbewegung wird mittels eines nicht dargestellten Getriebes bewerkstelligt. Mit 12 ist ein Hebel bezeichnet, an dem die Ausgleichsfedern 13 angehängt sind.

Der Schrankenbaum 1 ist bei 7 gegenüber den mit der Verkehrse bene 5 in Verbindung stehenden stationären Teilen isoliert; die mit 8 angedeutete Antennenzuleitung steht mit der Auswertungs schaltung AS in Verbindung. Diese kann in dem Schrankengehäuse 14 in einem Schaltgehäuse 6 angeordnet sein; es kann alternativ auch zweckmäßig sein, diese Schaltung oder einen Teil derselben in einem Gehäuse 9 im Raum 10 in einer Verlängerung 11 des Schrankenbaumes 1 unterzubringen.

Wie aus dem Blockschaltbild gemäß Fig. 2 hervorgeht, steht die dort nicht dargestellte Antenne des Schrankenbaums 1 über die Zu leitung 8 über den Oszillator 21 mit der Auswertungsschaltung AS in Verbindung, in welche die mit 22 bezeichnete Potentiometeran ordnung einbezogen ist, welche zur Feinabstimmung der Empfind lichkeit dient. Zur Stromversorgung ist das Netzteil mit Netz filter 20 vorgesehen. Mit 23 sind die Schaltungsteile der Alarm verarbeitung und der Alarmausgabe bezeichnet; der Signalgeber für die Schrankenöffnungsbewegung ist mit 24 bezeichnet.

Die Schaltungs-Funktionsabläufe sind aus Fig. 3 ersichtlich. Die Schaltschwelle des Schrankenbaums ist mit S bezeichnet; das End schaltersignal A spricht nicht an. Mit B1 ist die Signalgabe bei zu empfindlich eingestellter Schaltung und mit B2 bei richtig eingestellter Empfindlichkeit bezeichnet. Die Darstellung C - kein Signal - weist auf eine zu große Unempfindlichkeit oder eine Störung hin; letztere liegt vor und führt zu einer Alarmaus gabe D, z. B. einem Dauerton - siehe Fig. 2 -, wenn nach 5 sek kein Sensorsignal in der Auswerteschaltung ankommt.

Bezugszeichenliste

1 Schrankenbaum
2 Antriebsmotor
3
4 Lagerung
5 Verkehrsebene
6 Gehäuse
7 Ende
8 Antennenzuleitung
9 Gehäuse
10 Abschnitt
11 Verlängerung
12 Hebel
13 Ausgleichsfeder
14 Schrankengehäuse
15
16
17
18
19
20 Netzfilter
21 Oszillator
22 Potentionmeteranordnung
23 Alarmstufe
24 Signalgeber
AS Auswertungs-Schaltung
PLL Phasenvergleichsschaltung
S Signal v. Schrankenbaum
A Endschaltersignal

Claims

1. Sperrschranke für Verkehrswege mit motorisch angetriebener Öffnungs- und Schließbewegung und mit einer Steuerung zur Signalgabe im Öffnungssinne zur Vermeidung unbeabsichtigter bzw. gefährlicher Kollisionen von Gegenständen wie Fahrzeugen oder von Menschen mit dem Schrankenbaum, die mit einem als Kondensa tor-Antenne nutzbaren Schrankenbaum und mit einer kapazitiv wir kenden Sensorschaltung zur Überwachung der Frequenzänderung in dem gegen ein im Wirkungsbereich befindlichen Objekt, insbeson dere einer Person sich ausbildenden als Kapazitätsänderung wir kendenden Raum und einer Auswertungs-Schaltung der gemessenen Frequenzänderung ausgerüstet ist, bei der durch die Schaltungs- Steuerung bei Annäherung einer Person oder eines dgl. Objekts in einen einstellbaren Distanzbereich zwischen Null und ca. 1 bis 1,5 m im Umkreis des Schrankenbaumes (1) ein Signal zur Schran kenöffnungsbewegung des Antriebsmotors (2) auslösbar ist.

2. Sperrschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrankenbaum (1) aus leitendem Werkstoff besteht und ge genüber den metallisch leitenden Elementen der Lagerung (4) und des Antriebs elektrisch isoliert ist, und daß die Kapazitätsän derung gegenüber der Oberfläche der Verkehrsebene (5) im ört lichen Schrankenbereich zwischen 3 und 8 pF liegt.

3. Sperrschranke nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch eine an dem aus einem beliebigen nichtleitenden Werkstoff bestehen den Schrankenbaum (1) angeordnete Antenne, die in einem Abstand von wenigstens 0,3 m gegenüber den metallisch leitenden Elemen ten der Lagerung (4) und des Antriebs des Schrankenbaums (1) elektrisch isoliert ist, und daß die Kapazitätsänderung gegen über der Oberfläche der Verkehrsebene (5) im örtlichen Schran kenbereich im Bereich zwischen 3 und 8 pF liegt.

4. Sperrschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an einem aus einem nichtleitenden Werkstoff bestehenden Schrankenbaum (1) die Antenne aus einer Flächenschicht aus leitendem Werkstoff besteht, die an einer oder beiden Seitenflä chen oder an der Unterkante des Schrankenbaumes (1) angeordnet ist.

5. Sperrschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Gehäuse (6) befindliche Auswertungs-Schaltung (AS) in geringstmöglicher räumlicher Entfernung vom isolierten Ende (7) der Antenne angeordnet ist, wobei die Antennenzuleitung (8) möglichst kurz und kapazitätsarm ausgelegt ist.

6. Sperrschranke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung nicht größer als 2,2 m und die Kapazität der Zuleitung nicht höher als 160 pF ist.

7. Sperrschranke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Gehäuse (9) befindliche Auswertungs-Schaltung (AS) in einem Abschnitt (10) des Schrankenbaums (1) selbst angeordnet ist, der im Bereich seiner Lagerung (4) oder einer über die La gerung hinausreichenden Verlängerung (11) des Schrankenbaums (1) angeordnet liegt.

8. Sperrschranke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungs-Schaltung (AS) im wesentlichen aus einem Netzteil mit Netzfilter (20) und einem Oszillator (21) sowie ei ner der Endlagenansteuerung dienenden endschaltergesteuerten Sig nalgeberanordnung (24) zur Auswertung der Alarmschaltung sowie zur Unterdrückung des Öffnungssignals sowie aus einer in die Signalübertragung vom Oszillator (21) eingeschaltete Potentio meteranordnung (22) besteht, welche die Einstellung bzw. Änderung der Ansprech-Empfindlichkeit ermöglicht.

9. Sperrschranke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungs-Schaltung (AS) einen freischwingenden Oszil lator (20) mit einer angeschlossenen Phasenvergleichsschaltung (PLL) zum Abgleich der Differenz zwischen seiner schaltungsin ternen Frequenz auf die geringste Differenz bzw. Null gegenüber der externen Frequenz aufweist, welche sich aus der momentanen im Bereich des Schrankenbaumes (1) einstellenden Kapazitätsände rung ergibt.

10. Sperrschranke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von einem von der jeweiligen Endschalterstel lung abhängig ausgelösten Positionssignal des Schrankenbaumes (1) in einer an die Auswerte-Schaltung (AS) angeschalteten Alarm stufe (23) beschädigungs- oder dgl. störungsbedingte Fehler des Gesamtsystems und der hiervon betroffenen Schalt- und Steuerungs elementen zu einer Alarmmeldung oder der Ausgabe eines Signalim pulses zur Schrankenöffnung verarbeitet wird.

11. Sperrschranke nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmmeldung als potentialfreier Kontakt verfügbar ist, oder zur Auslösung eines akustisch bzw. optisch wahrnehm bares Alarmsignal dient.

12. Sperrschranke nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmmeldung auf einen entfernt aufgestellten Monitor, eine Flüssigkristallanzeige oder ein dgl. optisches Anzeigegerät übertragbar und in Form verschiedener Zeichen symbole ablesbar ist.