EA044288B1

EA044288B1 - SPRING WITH A CONTROL DEVICE, A LIFT GATE SYSTEM CONTAINING IT, AND ALSO A METHOD FOR CONTROLING ITS VIBRATION CHARACTERISTICS

Info

Publication number: EA044288B1
Application number: EA202290314
Authority: EA
Inventors: Андреас Штайнер
Original assignee: Эфафлекс Тор- Унд Зихерхайтсзюстеме Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2023-08-11

Description

Изобретение относится к пружине, снабженной контрольным устройством, к системе подъемных ворот, содержащей приводимые в действие двигателем подъемные ворота и пружину, снабженную контрольным устройством, а также к способу контроля колебательной характеристики такой пружины.The invention relates to a spring equipped with a control device, to a lift gate system comprising a motor-driven lift gate and a spring equipped with a control device, as well as to a method for monitoring the oscillatory characteristics of such a spring.

На практике известно большое количество подъемных ворот, и они с давнего времени хорошо зарекомендовали себя. Они служат в качестве затворов для различного вида проемов для ворот в частной и промышленной сфере и содержат перекрывающее проем для ворот полотно ворот, которое выполнено с возможностью перемещения в вертикальном направлении от положения открытия (открытой позиции) в положение закрытия (закрытую позицию) и наоборот.In practice, a large number of overhead gates are known, and they have proven themselves well for a long time. They serve as closures for various types of gate openings in private and industrial areas and contain a gate leaf covering the gate opening, which is designed to move in the vertical direction from the opening position (open position) to the closing position (closed position) and vice versa.

В качестве примера подъемных ворот известны рулонные ворота, которые обычно имеют: полотно ворот, которое состоит из отгибаемых относительно друг друга ламелей, которые на обеих боковых кромках проема для ворот направляются в положение закрытия с помощью вертикальных направляющих шин, намоточный вал, на котором закреплено полотно ворот и с помощью которого полотно ворот поднимается вверх и наматывается, и электродвигательный привод.As an example of overhead gates, rolling gates are known, which usually have: a door leaf, which consists of lamellas that can be bent relative to each other, which are guided to the closing position on both side edges of the gate opening by means of vertical guide rails, a winding shaft on which the leaf is fixed gate and with the help of which the gate leaf rises up and winds up, and an electric motor drive.

Известно, что в рулонных воротах для балансировки веса полотна ворот следует предусматривать устройства для балансировки веса. Обычно они имеют пружины, которые при закрытых воротах находятся под максимальным предварительным напряжением и поэтому содействуют движению открытия полотна ворот. За счет этого может достигаться снижение необходимых приводных моментов вращения при приведении в действии таких рулонных ворот, и при правильной юстировке этой структуры может предотвращаться внезапное падения полотна ворот в случае неисправности.It is known that in order to balance the weight of the door leaf, roller shutters should be equipped with weight balancing devices. They usually have springs that are under maximum pre-tension when the gate is closed and therefore assist in the opening movement of the gate leaf. In this way, a reduction in the required drive torques when operating such a roller shutter can be achieved, and by correctly adjusting this structure, a sudden fall of the door leaf in the event of a malfunction can be prevented.

Для этого сила предварительного напряжения пружины обычно выбирается таким образом, чтобы она в любом случае вплоть до необходимой точки балансировки превышала текущий вес свободной длины полотна ворот, то есть еще не выдвинутого из проема для ворот участка полотна ворот. За счет этого, если в случае дефекта в приводном механизме или вследствие ручной разблокировки, например в случае прекращения подачи электропитания, вызываемого приводом запирающего действия больше нет, полотно ворот движется самостоятельно вплоть до положения открытия.To do this, the spring pre-tension force is usually selected in such a way that in any case, up to the required balancing point, it exceeds the current weight of the free length of the gate leaf, that is, the section of the gate leaf that has not yet been pulled out of the gate opening. Due to this, if in the event of a defect in the drive mechanism or due to manual release, for example in the event of a power failure, the locking effect caused by the drive no longer exists, the door leaf moves independently up to the opening position.

Известно, например, о том, что для балансировки веса можно применять пружины кручения. Они располагаются соосно с направляющим устройством и в положении закрытия полотна ворот являются полностью напряженными, а также при открытом полотне ворот нагрузка на них соответственно снижена.It is known, for example, that torsion springs can be used to balance weight. They are located coaxially with the guide device and in the closed position of the door leaf are fully stressed, and also when the door leaf is open, the load on them is correspondingly reduced.

Кроме того, известны устройства для балансировки веса конструктивного типа, какой разъяснен, например, в EP 0531327 B1. Обычно, в качестве пружины оно имеет винтовую пружину, а также закрепленный на ней натяжной элемент, как правило, в форме кабеля, ленты или цепи. При этом нижний конец пружинного элемента прочно соединен с полом, в то время как его верхний конец через натяжной элемент связан с расположенным на рулонных воротах со стороны балки-перемычки ворот намоточным валом. Натяжной элемент в ходе процесса закрытия рулонных ворот наматывается при этом на этот намоточный вал располагающимися непосредственно друг на друге слоями, так что пружинный элемент напрягается во все большей мере. С другой стороны, движение открытия полотна ворот связано с процессом разматывания натяжного элемента с намоточного вала, так что при этом получается снижение нагрузки на пружину. При этом намоточный вал связан с приводом рулонных ворот.In addition, weight balancing devices of a design type are known, as explained, for example, in EP 0531327 B1. Typically, it has a coil spring as a spring, as well as a tension element attached to it, usually in the form of a cable, tape or chain. In this case, the lower end of the spring element is firmly connected to the floor, while its upper end is connected through a tension element to a winding shaft located on the rolling gate on the side of the gate lintel. During the closing process of the rolling shutter, the tension element is wound onto this winding shaft in layers arranged directly on top of each other, so that the spring element is increasingly stressed. On the other hand, the opening movement of the door leaf is associated with the process of unwinding the tension element from the winding shaft, so that the load on the spring is reduced. In this case, the winding shaft is connected to the roller shutter drive.

Для совершения открытий ворот с большой частотой, прежде всего в промышленной сфере, находят применение быстроходные подъемные ворота. Полотна ворот движутся в таковых с большими величинами хода, составляющими по несколько метров. Благодаря часто достигаемой высокой скорости приведения в действие, составляющей больше чем 2 м/с, в большинстве случаев подобные быстроходные ворота можно ставить между двумя, следующими друг за другом проездами для вилочного погрузчика и тому подобного и, таким образом, выполнять защиту от атмосферных факторов и сквозняков или от потери кондиционированной атмосферы в помещении.For high-frequency gate openings, especially in the industrial sector, high-speed overhead gates are used. The gate leaves move in such gates with large strokes of several meters. Due to the often achieved high actuation speed of more than 2 m/s, in most cases such high-speed gates can be installed between two consecutive passages for forklifts and the like and thus provide weather protection and drafts or loss of air-conditioned atmosphere in the room.

Тем не менее, сопутствующая быстрым движениям ворот повышенная механическая нагрузка на компоненты привода ворот приводит к проблеме, состоящей с том, что возрастает вероятность отказа компонентов привода. Так, натяжные элементы, пружины, опорные узлы и держатели могут изнашиваться и в наихудшем случае обрываться или же ломаться, что может приводить к нежелательному падению полотна ворот. Вследствие этого возникает большая угроза безопасности.However, the increased mechanical stress on the gate drive components that accompanies rapid door movements leads to the problem that the likelihood of drive component failure increases. Thus, tension elements, springs, support units and holders can wear out and, in the worst case, break or break, which can lead to an unwanted fall of the door leaf. As a result, a major security risk arises.

Более того, открытие или закрытие ворот или же проход через проезд в воротах является тогда больше не возможным. Вследствие этого для потребителя, как, например, для транспортной организации, могут возникать немалые экономические потери.Moreover, opening or closing the gate or passing through the gate passage is then no longer possible. As a result, the consumer, such as a transport organization, may experience significant economic losses.

Для предотвращения этого воротные механизмы в настоящее время подвергаются регулярному техническому обслуживанию, причем интервалы технического обслуживания назначаются настолько короткими, что полная потеря работоспособности вследствие повреждения за счет воздействий окружающей среды, небольших дефектов или износа может почти полностью исключаться. Такое техническое обслуживание и ручной контроль функционирования ворот, прежде всего важных для безопасности функций, является, однако, затратным в отношении времени и затрат. В дополнение к этому, при техническом обслуживании зачастую должны заменяться подверженные износу компоненты и конструктивные элементы ворот, поэтому при назначенных слишком короткими интервалах технического обслужи- 1 044288 вания еще не нуждающиеся в замене компоненты и конструктивные элементы заменяются слишком рано в ущерб себе.To prevent this, door mechanisms are now subject to regular maintenance, with maintenance intervals so short that complete loss of functionality due to environmental damage, minor defects or wear can be almost completely eliminated. Such maintenance and manual monitoring of the door's functioning, especially safety-relevant functions, is, however, time-consuming and costly. In addition, maintenance often requires replacement of door components and components that are subject to wear, so when maintenance intervals are set too short, components and components that do not yet need to be replaced are replaced too early, to their detriment.

С учетом этого, из DE 102015107416 A1 известна система контроля качества направляющих для ворот, которая с помощью нанесенного непосредственно на полотно ворот датчика регистрирует ускорение или же вибрацию полотна ворот при перемещении, то есть во время открытия или же закрытия. За счет этого можно определять коэффициент трения между полотном ворот и направляющей ворот и/или степень износа опорных компонентов воротного механизма и, следовательно, контролировать функциональную пригодность воротного механизма, так что нарушение свободы перемещения полотна ворот может выявляться на ранней стадии и устраняться во избежание последующих повреждений.Taking this into account, a quality control system for gate guides is known from DE 102015107416 A1, which, using a sensor applied directly to the door leaf, registers the acceleration or vibration of the door leaf during movement, that is, during opening or closing. In this way, it is possible to determine the coefficient of friction between the door leaf and the door guide and/or the degree of wear of the door mechanism's supporting components and, therefore, to monitor the functional suitability of the door mechanism, so that a violation of the freedom of movement of the door leaf can be detected at an early stage and corrected to avoid subsequent damage. .

Напряженное состояние пружины как существенного компонента устройства для балансировки веса имеет место, конечно, не только при перемещении полотна ворот, но вследствие сильных переходных колебаний пружины при остановке полотна ворот также при достижении соответствующего конечного положения. С этим связан другой риск отказа.The stressed state of the spring as an essential component of the weight balancing device occurs, of course, not only when the door leaf moves, but due to strong transient oscillations of the spring when the door leaf stops and when the corresponding end position is reached. There is another risk of failure associated with this.

В этом отношении пружина является в воротном механизме критичным компонентом, отказ которого может означать опасность для человека и техники.In this regard, the spring is a critical component in the gate mechanism, the failure of which can mean danger to people and equipment.

Кроме того, пружины с варьирующимися свойствами пружины рассчитываются и изготавливаются с ориентацией на оборудование и индивидуально для каждых ворот на основании типа, веса полотна ворот, скорости открытия и закрытия. Проблему представляют собой также предусмотренные ошибочно, неподходящие или изменяющиеся со временем свойства пружины, так как свойства пружины должны быть подогнаны точно.In addition, springs with varying spring properties are calculated and manufactured based on the equipment and individually for each gate based on the type, weight of the gate leaf, opening and closing speed. A problem is also caused by erroneously designed, inappropriate or changing spring properties over time, since the spring properties must be precisely adjusted.

Если, помимо этого, применяются пружины, которые не предусмотрены для конкретного воротного оборудования, то из этого может следовать угроза для безопасности.If, in addition, springs are used that are not intended for the specific door equipment, this may result in a safety hazard.

Другой проблемой принципиально является также энергоснабжение установленных в полотне ворот датчиков. Электроснабжение датчиков в полотне ворот осуществляется, как правило, с помощью спиральных или волочащихся кабелей или с помощью смонтированных в полотне ворот энергетических цепей. Однако они подвергаются сильному механическому старению или же износу, так как, прежде всего, в быстроходных воротах велика нагрузка при перемещении. В дополнение к этому, для применения кабелей и энергетических цепей необходимы большие конструктивные расходы, что связано с соответствующими затратами.Another fundamental problem is the power supply for the sensors installed in the door leaf. The power supply to the sensors in the door leaf is usually carried out using spiral or trailing cables or by means of energy circuits mounted in the door leaf. However, they are subject to severe mechanical aging or wear, since, first of all, high-speed doors have a high load during movement. In addition to this, the use of cables and energy circuits requires large construction costs, which is associated with associated costs.

Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить устройство, систему и способ для повышения эксплуатационной безопасности ворот с пружинами.The object of the invention is to provide a device, system and method for increasing the operational safety of doors with springs.

При этом для того, чтобы предусмотреть устройство, систему и способ для повышения эксплуатационной безопасности ворот с пружинами, которые являются надежными и/или выгодными в отношении затрат, могут быть предусмотрены другие целевые установки.However, in order to provide a device, system and method for increasing the operational safety of doors with springs, which are reliable and/or cost-effective, other target installations can be provided.

Эксплуатационная безопасность ворот может включать в себя, прежде всего, аспекты регистрации износа, регистрации критических неисправностей в механической части ворот, регистрации ошибок при техническом обслуживании и/или регистрации долговременных характеристик механической части ворот.Gate operational safety may primarily include aspects of recording wear, recording critical faults in the door mechanics, recording maintenance errors and/or recording the long-term performance of the door mechanics.

Данная задача решена предметами независимых пунктов формулы изобретения. Другие аспекты и предпочтительные усовершенствования являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.This problem is solved by the subjects of the independent claims. Other aspects and preferred improvements are the subject of the dependent claims.

Согласно одному аспекту изобретения предложена пружина для системы подъемных ворот, снабженная контрольным устройством, имеющим следующее: расположенную на колеблющейся части пружины сенсорную плату, предусмотренный на сенсорной плате сенсорный блок для регистрации по меньшей мере одной физической величины пружины при колебании пружины, блок анализа данных для анализа регистрируемой физической величины, причем блок анализа данных выполнен таким образом, что выявляется или предвосхищается отказ пружины. Сенсорная плата может состоять, например, из известного материала FR4 и иметь токопроводящие дорожки, места паек и нанесенные на нее с одной или обеих сторон активные и/или пассивные конструктивные элементы.According to one aspect of the invention, there is provided a spring for an overhead gate system, provided with a control device having the following: a sensor board located on the oscillating part of the spring, a sensor unit provided on the sensor board for recording at least one physical quantity of the spring when the spring oscillates, a data analysis unit for analyzing recorded physical quantity, and the data analysis unit is designed in such a way that spring failure is detected or anticipated. The sensor board can consist, for example, of the known FR4 material and have conductive tracks, solder joints and active and/or passive structural elements applied to it on one or both sides.

В общем случае, пружина означает здесь деформируемый упруго конструктивный элемент, который за счет деформирования накапливает механическую энергию и пригоден, преимущественным образом, для образования устройства для балансировки веса. Понятие пружина может обозначать как пружинный элемент или отдельную пружину, так и пакет пружин, который содержит несколько отдельных пружин. Пружина может иметь продольную ось, и она может реагировать на растяжение и/или сжатие противодействующей силой. Если часть пружины выводится из положения покоя и отпускается, то среди прочего это приводит за счет противодействующей силы к характерному колебанию пружины. Характерное колебание пружины может означать как колебание всей пружины, так и колебание части пружины. Регистрируемая при колебании пружины физическая величина пружины основывается на свойстве пружины, которое, исходя из обычного определения фундаментальной физики, может содержать коэффициент D жесткости пружины. Таким образом, из регистрируемой таким образом физической величины можно получать информацию о свойстве пружины, например о ее механической стойкости. Пружина может быть, например, винтовой пружиной.In general, a spring here means a deformable elastic structural element which, due to deformation, stores mechanical energy and is advantageously suitable for forming a weight balancing device. The term spring can mean either a spring element or an individual spring, or a package of springs that contains several individual springs. The spring may have a longitudinal axis, and it may respond to tension and/or compression with a counter force. If a part of the spring is moved from its resting position and released, this, among other things, results in a characteristic oscillation of the spring due to a counterforce. The characteristic oscillation of a spring can mean either oscillation of the entire spring or oscillation of a part of the spring. The physical quantity of the spring recorded when the spring oscillates is based on a property of the spring, which, based on the usual definition of fundamental physics, may contain the coefficient D of the spring stiffness. Thus, from the physical quantity recorded in this way, it is possible to obtain information about the property of the spring, for example about its mechanical resistance. The spring may be, for example, a coil spring.

Выявление отказа пружины сводится к выявлению излома пружины или к другому отрицательномуDetecting a spring failure comes down to identifying a spring break or other negative

- 2 044288 изменению свойства пружины. Изменение свойства является отрицательным, если оно негативно влияет на применение пружины по назначению. Предвосхищение отказа относится к выявлению предстоящего отказа прежде, чем он возник фактически. Отказ можно выявлять или же предвосхитить посредством того, что с помощью сенсорного блока при колебании пружины регистрируется по меньшей мере одна физическая величина пружины и с помощью блока анализа данных анализируется таким образом, что потенциальное событие повреждения, например излом пружины, может предвосхищаться с высокой вероятностью до его возникновения. Например, для пружин с предопределенной характеристикой с помощью экспериментов может определяться предел или пороговое значение в отношении по меньшей мере одной физической величины, при котором отказ происходит с некоторой вероятностью, которая не является больше приемлемой для обычной эксплуатации ворот. При этом, прежде всего для (быстроходных) рулонных ворот, действуют обычные правила для систем безопасности.- 2 044288 change in spring properties. A change in property is negative if it negatively affects the intended use of the spring. Failure anticipation refers to identifying an upcoming failure before it actually occurs. Failure can be detected or anticipated by the fact that at least one physical quantity of the spring is detected by the sensor unit when the spring oscillates and analyzed by the data analysis unit in such a way that a potential damage event, such as a spring break, can be anticipated with high probability before its occurrence. For example, for springs with a predetermined characteristic, a limit or threshold value with respect to at least one physical quantity at which failure occurs with a certain probability that is no longer acceptable for normal operation of the gate can be determined through experimentation. In this case, especially for (high-speed) rolling shutters, the usual rules for safety systems apply.

Кроме того, в соответствии с изобретением блок анализа данных выполнен таким образом, что он выявляет или предвосхищает отказ пружины посредством того, что анализируется переходная колебательная характеристика пружины после напряженного состояния пружины, например после удлинения или сжатия вдоль продольной оси пружины, и блок анализа данных выполнен таким образом, что в случае если предвосхищается или выявляется отказ пружины, он выдает положительный контрольный сигнал.Moreover, according to the invention, the data analysis unit is configured in such a way that it detects or anticipates the failure of the spring by analyzing the transient oscillation characteristic of the spring after a stressed state of the spring, for example, after elongation or compression along the longitudinal axis of the spring, and the data analysis unit is configured in such a way that if a spring failure is anticipated or detected, it issues a positive control signal.

Переходная колебательная характеристика означает характеристику пружины после ее напряженного состояния, в то время как понятие колебательная характеристика относится к ее колебательной характеристике в целом, например также во время ее напряженного состояния.Transient oscillatory response means the characteristic of a spring after its stressed state, while the term oscillatory response refers to its oscillatory behavior as a whole, for example also during its stressed state.

Положительный контрольный сигнал означает сигнал, который пригоден для того, чтобы уведомлять об отказе или о предстоящем отказе пружины. При этом переходным колебанием может называться, прежде всего, также колебание, которое возникает в конце напряженного состояния пружины при переходе в положение покоя, например, если в процессе закрытия или же открытия полотна ворот достигнуто конечное положение. Конечное положение полотна ворот является зависимым от текущей степени открытия и закрытия ворот. Они могут быть закрыты или же открыты полностью или частично. Переходное колебание ворот может выявляться на основании обычных (физических) характеристик пружины при переходном колебании. Например, может выявляться снижение амплитуды колебания на протяжении по меньшей мере двух периодов (снова, например, с помощью пороговых значений), или может осуществляться корреляционный анализ по меньшей мере одной из регистрируемых величин. Подробнее об этом разъясняется ниже со ссылкой на фигуры.A positive control signal means a signal that is suitable for indicating failure or impending failure of a spring. In this case, a transient oscillation can also be called, first of all, an oscillation that occurs at the end of the stressed state of the spring during the transition to the rest position, for example, if the final position is reached during the process of closing or opening the door leaf. The final position of the door leaf depends on the current degree of opening and closing of the gate. They can be closed or open completely or partially. Transient oscillation of the gate can be detected based on the normal (physical) characteristics of the spring during transient oscillation. For example, a decrease in the amplitude of the oscillation over at least two periods may be detected (again, for example, using threshold values), or a correlation analysis of at least one of the recorded values may be performed. This is explained in more detail below with reference to the figures.

Согласно усовершенствованию изобретения колеблющаяся часть пружины является средней областью пружины, составляющей от 30% до 70% от общей длины пружины. Общая длина пружины означает расстояние между двумя противолежащими концами пружины вдоль продольной оси пружины. Регистрация по меньшей мере одной физической величины пружины, основывающаяся на колебании в средней части пружины, может быть предпочтительной применительно к выявлению или же предвосхищению отказа пружины.According to an improvement of the invention, the oscillating part of the spring is the middle region of the spring, constituting from 30% to 70% of the total length of the spring. The overall length of a spring means the distance between the two opposite ends of the spring along the longitudinal axis of the spring. Recording at least one physical quantity of the spring based on oscillation in the middle portion of the spring may be advantageous for detecting or anticipating spring failure.

Согласно усовершенствованию изобретения по меньшей мере одна физическая величина является по меньшей мере одной из следующих величин: местоположение, скорость, ускорение, темп ускорения сенсорного блока и положение сенсорной платы.According to an improvement of the invention, the at least one physical quantity is at least one of the following quantities: location, speed, acceleration, acceleration rate of the touch unit, and position of the touch board.

Под понятием местоположение понимается позиция в пространстве, а под понятием положение - ориентация в пространстве. Тело может изменять свое положение посредством вращения, не изменяя своего местоположения, и наоборот.The concept of location refers to position in space, and the concept of position refers to orientation in space. A body can change its position through rotation without changing its location, and vice versa.

Взаимосвязь между темпом ускорения (ср. с понятием темп ускорения в классической механике), ускорением ^скоростью ^(0 и местоположением ^χ(.Ό может быть описана математически следующим уравнением:The relationship between the rate of acceleration (cf. the concept of rate of acceleration in classical mechanics), acceleration ^velocity ^(0 and location ^χ (.Ό) can be described mathematically by the following equation:

_ da(t} _ d²v(t) А ' ~ dt “ dt² (уравнение 1)_ da(t} _ d ² v(t) A ' ~ dt “ dt ² (equation 1)

Так, например, скорость является первой производной (т. по времени, ускорение является первой производной вектора является первой производной вектора ускорения по времени.So, for example, speed is the first derivative (that is, with respect to time, acceleration is the first derivative of the vector is the first derivative of the acceleration vector with respect to time.

d³x(t) dt³ d ³ x(t) dt ³

е., изменением) вектора местоположения скорости по времени, и темп ускоренияi.e., change) of the velocity location vector over time, and the acceleration rate

Понятие ускорение используется в настоящем случае, в общем, то есть также в значении торможение или же замедление, кроме тех случаев, когда фактические обстоятельства настоятельно заставляют сделать вывод о чем-либо ином.The concept of acceleration is used in the present case in general, that is, also in the sense of braking or deceleration, except in cases where actual circumstances strongly force us to draw a conclusion about something different.

Если происходит излом пружины и иное изменение свойства пружины, то вследствие этого может изменяться местоположение, скорость, ускорения и/или темп ускорения сенсорного блока и/или положение сенсорной платы по сравнению с пружиной с нормальным свойством. За счет этого может выявляться и/или предвосхищаться отказ пружины.If a spring kinks and other change in spring property occurs, the location, speed, accelerations and/or acceleration rate of the touch unit and/or the position of the touch board may change as a result compared to a spring with a normal property. In this way, spring failure can be detected and/or anticipated.

Средством для регистрации физической величины может быть, например, датчик ускорения, который измеряет ускорение сенсорного блока вдоль продольной оси пружины. Датчик ускорения можетThe means for recording the physical quantity may be, for example, an acceleration sensor that measures the acceleration of the sensor unit along the longitudinal axis of the spring. The acceleration sensor may

- 3 044288 быть, например, пьезоэлектрическим датчиком ускорения или MEMS-датчиком ускорения. С помощью подобного датчика ускорение сенсорного блока может измеряться достаточно точно и с высокой частотой опроса (например, более 50 Гц).- 3 044288 be, for example, a piezoelectric acceleration sensor or a MEMS acceleration sensor. Using such a sensor, the acceleration of the sensor unit can be measured quite accurately and with a high sampling rate (for example, more than 50 Hz).

Согласно усовершенствованию изобретения блок анализа данных выполнен для того, чтобы, основываясь по меньшей мере на одной регистрируемой физической величине, определять по меньшей мере одно оцениваемое значение, и сравнивать его с соответствующим, заранее заданным пороговым значением отказа или с диапазоном значений отказа, и контрольное устройство выполнено для того, чтобы в том случае, если условие сравнения выполнено, выдавать контрольный сигнал, который указывает на отказ. Оцениваемое значение может содержать также множество рассчитанных отдельных значений, оно может содержать, например, в программном обеспечении упорядоченный массив или же числовую последовательность физических величин.According to an improvement of the invention, the data analysis unit is designed to, based on at least one recorded physical quantity, determine at least one estimated value, and compare it with a corresponding, predetermined failure threshold value or with a range of failure values, and a monitoring device designed so that, if the comparison condition is met, it issues a control signal that indicates a failure. The value being evaluated may also contain a plurality of calculated individual values; it may contain, for example, in software, an ordered array or a numerical sequence of physical quantities.

Такое сравнение может осуществляться, например, с помощью компаратора или цифрового сравнения или может осуществляться также с помощью более сложных методов сравнения (например, с помощью сопоставления образцов или с помощью расчетов с использованием нейронных сетей). Условием сравнения может быть, например, что оцениваемое значение однократно или на протяжении заранее заданного промежутка времени превышает заранее заданное пороговое значение отказа или находится в диапазоне значений отказа. В зависимости от того, как определены пороговое значение отказа или диапазон значений отказа, условие сравнения может, однако, также гласить, что оцениваемое значение однократно или на протяжении заранее заданного промежутка времени находится ниже заранее заданного порогового значения отказа или находится за пределами диапазона значений отказа.Such comparison can be carried out, for example, using a comparator or digital comparison, or can also be carried out using more complex comparison methods (for example, using pattern matching or using calculations using neural networks). The comparison condition may be, for example, that the evaluated value exceeds a predetermined failure threshold once or over a predetermined period of time or is within a range of failure values. Depending on how the failure threshold or failure range is defined, the comparison condition may, however, also state that the evaluated value is below the predetermined failure threshold or outside the failure value range once or for a predetermined period of time.

Оцениваемое значение может быть, например, амплитудой колебания и/или частотой или же длительностью периода колебания и/или может быть длительностью переходного колебания. Оцениваемое значение может быть также средним значением амплитуды колебания после по меньшей мере двух подъемов ворот, чтобы ограничивать влияние помех. В дополнение к этому, оцениваемое значение может содержать множество отдельных значений. Возможные формы выполнения изобретения не ограничены, однако, названными здесь в виде примера оцениваемыми значениями. Подходящими оцениваемыми значениями могут быть, например, значения, которые дают выводы о свойстве пружины. Оцениваемое значение может использоваться также для того, чтобы выявлять переходное колебание пружины.The estimated value may be, for example, the amplitude of the oscillation and/or the frequency, or the duration of the oscillation period and/or may be the duration of the transition oscillation. The estimated value may also be the average value of the oscillation amplitude after at least two gate lifts, in order to limit the influence of interference. In addition, the value being evaluated may contain multiple individual values. Possible forms of implementation of the invention are not limited, however, by the estimated values mentioned here by way of example. Suitable evaluation values could be, for example, values that provide inferences about the property of the spring. The estimated value can also be used to detect the transient vibration of the spring.

Согласно усовершенствованию изобретения на сенсорной плате предусмотрены, помимо этого, блок обмена данными для беспроводной передачи или передачи посредством проводного соединения по меньшей мере одной физической величины и/или контрольного сигнала, относительно результата анализа, и блок энергоснабжения, преимущественным образом батарея с постоянным напряжением, для энергоснабжения сенсорного блока и блока анализа данных.According to an improvement of the invention, the sensor board is provided, in addition, with a data exchange unit for wireless or wired transmission of at least one physical quantity and/or a control signal regarding the analysis result, and a power supply unit, preferably a constant voltage battery, for power supply of the sensor unit and data analysis unit.

Таким образом, прежде всего в блоке обмена данными, для беспроводного обмена данными не требуются кабельные соединения для электропитания контрольного устройства и для передачи контрольного сигнала ко второму, обособленному от контрольного устройства устройству, за счет чего снижаются значительные конструктивные расходы, а также риск обрывов кабеля.Thus, especially in the communication unit, wireless communication does not require cable connections for the power supply of the control device and for transmitting the control signal to a second device separate from the control device, thereby reducing significant construction costs as well as the risk of cable breaks.

Согласно усовершенствованию изобретения сенсорная плата имеет, помимо этого, запоминающее устройство, которое содержит первый серийный номер, который является однозначно присваиваемым пружине, и блок анализа данных выполнен для того, чтобы сравнивать первый серийный номер со вторым серийным номером для выработки сигнала управления, который указывает на совпадение первого серийного номера со вторым серийным номером и/или на отличие первого серийного номера от второго серийного номера. За счет этого можно, например, обеспечивать, как подробнее описано далее ниже, чтобы в воротное оборудование устанавливались только пригодные для этого пружины. Сравнение может осуществляться, например, как описано выше.According to an improvement of the invention, the sensor board has, in addition, a memory that contains a first serial number that is uniquely assigned to the spring, and a data analysis unit is configured to compare the first serial number with the second serial number to generate a control signal that indicates the coincidence of the first serial number with the second serial number and/or the difference between the first serial number and the second serial number. This makes it possible, for example, to ensure, as described in more detail below, that only suitable springs are installed in the door equipment. The comparison can be carried out, for example, as described above.

Согласно изобретению также предложена система подъемных ворот, которая имеет: полотно ворот, которое перекрывает проем для ворот и выполнено с возможностью перемещения между открытой позицией и закрытой позицией, приводной механизм для перемещения полотна ворот между открытой позицией (положением открытия) и закрытой позицией (положением закрытия), блок управления воротами для управления приводным механизмом, предлагаемую в изобретении пружину, снабженную контрольным устройством и соединенную с полотном ворот, причем пружина выполнена для того, чтобы создавать силу, которая противодействует силе тяжести полотна ворот, причем создаваемая пружиной сила в закрытой позиции больше, чем в открытой позиции, и причем контрольное устройство выполнено для того, чтобы в случае выявления или предвосхищения отказа пружины передавать на блок управления воротами контрольный сигнал.According to the invention, there is also proposed a system of overhead gates, which has: a gate leaf that covers the gate opening and is configured to move between an open position and a closed position, a drive mechanism for moving the gate leaf between an open position (opening position) and a closed position (closing position ), a gate control unit for controlling the drive mechanism, a spring according to the invention, equipped with a control device and connected to the gate leaf, wherein the spring is configured to create a force that counteracts the gravity force of the gate leaf, and the force generated by the spring in the closed position is greater, than in the open position, and wherein the control device is designed to transmit a control signal to the gate control unit in case of detection or anticipation of spring failure.

Ворота в значении изобретения являются устройством с подвижным полотном ворот, которое перекрывает проем для ворот, прежде всего подъемными воротами. Соответствующие изобретению ворота являются, например, рулонными воротами, в которых полотно ворот, которое содержит большое количество соединенных друг с другом подвижно отдельных элементов (ламелей), направляется в установленных с боковых сторон направляющих.A gate in the meaning of the invention is a device with a movable door leaf that closes the opening for a gate, especially a lifting gate. The gates according to the invention are, for example, rolling shutters, in which the door leaf, which contains a large number of individual elements (slats) movably connected to each other, is guided in guides mounted on the sides.

Такое перемещение полотна ворот вызывается приводным механизмом ворот, который имеет, например, мощный электродвигатель, пневматический подъемный цилиндр или гидравлическую систему.This movement of the door leaf is caused by the door drive mechanism, which has, for example, a powerful electric motor, a pneumatic lifting cylinder or a hydraulic system.

- 4 044288- 4 044288

Помимо этого, приводной механизм может иметь другие механические компоненты, как например: передаточные механизмы, ремни или соединительные звенья.In addition, the drive mechanism may have other mechanical components, such as transmission mechanisms, belts or connecting links.

Блок управления воротами может быть выполнен для полуавтоматического или полностью автоматического управления приводным механизмом. Подобный блок управления воротами имеет микрокомпьютер с управляющими программами (программным обеспечением), которые предусматривают режим открытия и закрытия, а также стандартные программы обслуживания и/или обеспечения безопасности. Альтернативно блок управления воротами может быть выполнен с постоянным проводным монтажом.The gate control unit can be designed for semi-automatic or fully automatic control of the drive mechanism. Such a gate control unit has a microcomputer with control programs (software) that provide opening and closing modes, as well as standard maintenance and/or safety programs. Alternatively, the gate control unit can be designed with permanent wiring.

Соответствующая изобретению система подъемных ворот создает условия для того, чтобы при выявленном или предвосхищенном отказе пружины блок управления воротами реагировал сообразно выявленному или предвосхищенному отказу пружины.The lift gate system according to the invention ensures that, in the event of a detected or anticipated spring failure, the gate control unit reacts in accordance with the detected or anticipated spring failure.

Соразмерная реакция может заключаться, например, в том, чтобы при выявленном или предвосхищенном отказе пружины прерывать эксплуатацию ворот.A proportionate response could be, for example, to interrupt the operation of the gate if a spring failure is detected or anticipated.

Таким образом, согласно усовершенствованию изобретения блок управления воротами может быть выполнен для того, чтобы в том случае, если контрольный сигнал указывает на отказ пружины, отключать приводной механизм.Thus, according to an improvement of the invention, the gate control unit can be configured to switch off the drive mechanism if the control signal indicates a spring failure.

Соразмерная реакция может заключаться, например, также в том, чтобы при выявленном изломе пружины и при связанном с этим падением полотна ворот останавливать падение полотна ворот с помощью механизма аварийного останова в пределах предопределенного отрезка времени, например посредством того, что блоком управления воротами приводятся в действие устройство для торможения двигателем и/или механические блокировочные болты. За счет этого падение полотна ворот не только регистрируется, но и как можно быстрее стопорится.A proportionate reaction may also consist, for example, in the event of a detected spring break and the associated fall of the door leaf, stopping the fall of the door leaf using an emergency stop mechanism within a predetermined period of time, for example by actuating the gate control unit engine braking device and/or mechanical locking bolts. Due to this, the fall of the door leaf is not only registered, but also stopped as quickly as possible.

Падение полотна ворот - это неумышленное, или же непреднамеренное, перемещение полотна ворот. Обычное направление падения направлено, например вследствие действия гравитации, вниз к полу.A gate leaf fall is an unintentional, or unintentional, movement of the gate leaf. The normal direction of fall is, for example due to gravity, down towards the floor.

Соразмерная реакция может заключаться, например, также в том, чтобы модифицировать перемещение полотна ворот, например, таким образом, чтобы снижалась нагрузка на пружину. Например, могут снижаться предельные значения ускорения для перемещения полотна ворот.A proportionate response could, for example, also consist of modifying the movement of the door leaf, for example in such a way that the load on the spring is reduced. For example, the acceleration limits for moving the door leaf can be reduced.

Таким образом, согласно усовершенствованию изобретения блок управления воротами может быть выполнен для того, чтобы управлять приводным механизмом таким образом, чтобы вызванное перемещением полотна ворот и регистрируемое с помощью контрольного устройства колебание пружины, прежде всего переходное колебание пружины, вследствие ускорения или торможения полотна ворот снижалось.Thus, according to an improvement of the invention, the gate control unit can be configured to control the drive mechanism in such a way that the spring oscillation caused by the movement of the gate leaf and detected by the control device, in particular the transient spring oscillation, due to acceleration or braking of the gate leaf, is reduced.

Согласно усовершенствованию изобретения система подъемных ворот имеет, помимо этого, следующее: первый серийный номер, который является однозначно присваиваемым пружине, и второй серийный номер, который является однозначно присваиваемым воротам. Контрольное устройство выполнено, помимо этого, для того, чтобы сравнивать первый серийный номер со вторым серийным номером, и передавать результат сравнения в блок управления воротами. Блок управления воротами выполнен для того, чтобы в том случае, если в качестве результата сравнения имеет место отличие первого серийного номера от второго серийного номера, выдавать сигнал ошибки и/или отключать приводной механизм.According to an improvement of the invention, the overhead gate system has, in addition, the following: a first serial number, which is uniquely assigned to the spring, and a second serial number, which is uniquely assigned to the gate. The control device is designed, in addition, to compare the first serial number with the second serial number, and transmit the result of the comparison to the gate control unit. The gate control unit is configured to generate an error signal and/or turn off the drive mechanism if the result of the comparison differs from the first serial number to the second serial number.

Благодаря этому можно обеспечивать, чтобы пружины применялись только в выполненных для их применения воротах или же чтобы ворота эксплуатировались только с подходящими для них пружинами.This makes it possible to ensure that springs are only used in gates designed for their use, or that gates are only operated with springs that are suitable for them.

Кроме того, соответствующая изобретению система подъемных ворот имеет преимущество, состоящее в том, что амплитуда перемещений, которым подвергается контрольное устройство при контроле пружины, существенно меньше, чем в случае, когда сенсор установлен непосредственно на полотне ворот. Следовательно, само энергоснабжение с помощью спиральных или волочащихся кабелей является менее проблематичным, так как двигательная нагрузка на эти кабели меньше.In addition, the overhead gate system according to the invention has the advantage that the amplitude of movement to which the monitoring device is subjected when monitoring the spring is significantly smaller than in the case where the sensor is mounted directly on the door leaf. Consequently, the power supply itself using spiral or trailing cables is less problematic, since the motor load on these cables is less.

Помимо этого, согласно изобретению предложен способ контроля колебательной характеристики пружины в предлагаемой в изобретении системе подъемных ворот, который имеет следующие шаги: регистрация колебательной характеристики пружины контрольным устройством с помощью предусмотренного на сенсорной плате сенсорного блока, причем сенсорная плата расположена на колеблющейся части пружины, регистрация по меньшей мере одной физической величины пружины при колебании пружины, и анализ по меньшей мере одной физической величины таким образом, чтобы выявлялся или предвосхищался отказ пружины.In addition, according to the invention, there is proposed a method for monitoring the oscillatory behavior of a spring in a lift gate system according to the invention, which has the following steps: registration of the oscillatory behavior of the spring by a control device using a sensor unit provided on the sensor board, wherein the sensor board is located on the oscillating part of the spring, registration by at least one physical quantity of the spring as the spring oscillates, and analyzing the at least one physical quantity such that failure of the spring is detected or anticipated.

Кроме того, предлагаемый в изобретении способ имеет: выявление начала переходного колебания пружины после напряженного состояния пружины, прежде всего после сжатия или удлинения, регистрация по меньшей мере одной физической величины пружины при переходном колебании пружины, и выдача положительного контрольного сигнала в случае выявления или предвосхищения отказа пружины с помощью переходной колебательной характеристики пружины после ее удлинения или сжатия.In addition, the method proposed in the invention has: detecting the beginning of a transient oscillation of the spring after a stressed state of the spring, especially after compression or elongation, recording at least one physical quantity of the spring during the transient oscillation of the spring, and issuing a positive control signal in the event of detection or anticipation of a failure springs using the transient oscillatory characteristic of the spring after its elongation or compression.

Согласно форме выполнения способа по меньшей мере одна физическая величина является по меньшей мере одной из следующих величин: местоположение, скорость, ускорение, темп ускорения сенсорного блока и положение сенсорной платы.According to an embodiment of the method, at least one physical quantity is at least one of the following quantities: location, speed, acceleration, acceleration rate of the sensor unit and position of the sensor board.

Согласно его усовершенствованию способ имеет, помимо этого: определение оцениваемого значе- 5 044288 ния, основываясь по меньшей мере на одной регистрируемой физической величине, сравнение определенного оцениваемого значения с соответствующим, заранее заданным пороговым значением отказа или диапазоном значений отказа, выдача положительного контрольного сигнала, который указывает на отказ, в случае если условие сравнения выполнено.According to its improvement, the method has, in addition to this: determining an estimated value based on at least one recorded physical quantity, comparing the determined estimated value with a corresponding predetermined failure threshold or range of failure values, issuing a positive control signal, which indicates a failure if the comparison condition is met.

Согласно ее усовершенствованию шаг анализа содержит выполнение перекрестной корреляции регистрируемой колебательной характеристики регистрируемой физической величины с предварительно сохраненной в памяти колебательной характеристикой регистрируемой физической величины.According to its improvement, the analysis step comprises performing a cross-correlation of the recorded oscillatory characteristic of the recorded physical quantity with the oscillatory characteristic of the recorded physical quantity previously stored in memory.

Колебательная характеристика пружины может оцениваться, например, также с помощью распознавания образцов или с помощью функции корреляции, относящейся к регистрируемым величинам. Например, регистрируемая величина может коррелироваться, например с помощью функции перекрестной корреляции или с помощью трансформации волн, с идеальной, предварительно сохраненной в памяти колебательной характеристикой, причем результатом расчета корреляции является значение, которое отображает величину, или же меру, аналогичности регистрируемой колебательной характеристики и предварительно сохраненной в памяти колебательной характеристики.The oscillatory behavior of the spring can be assessed, for example, also by means of pattern recognition or by means of a correlation function related to the recorded values. For example, the recorded value can be correlated, for example using a cross-correlation function or using wave transformation, with an ideal vibrational characteristic previously stored in memory, and the result of the correlation calculation is a value that reflects the magnitude, or measure, of similarity of the registered vibrational characteristic and previously oscillatory characteristics stored in memory.

Формулируя математически в общем виде, корреляционный интеграл в качестве результата расчетов является базой того, насколько аналогичными являются подлежащие исследованию функции. Теперь для этой меры, или же для корреляционного интеграла, может быть предусмотрено, например, простое пороговое значение, чтобы можно было выявлять, что текущая колебательная характеристика, слишком сильно отклоняется от предварительно сохраненной в памяти колебательной характеристики. Другими словами, может быть рассчитано, насколько текущая регистрируемая колебательная характеристика аналогична некоторой, например, предварительно сохраненной в памяти, идеальной колебательной характеристике. Это эффективный метод для оценки колебательной характеристики пружины, так как могут лучше компенсироваться ошибки считывания, шумовые помехи или же кратковременные отклонения при регистрации вследствие внешних возмущающих воздействий.Formulated mathematically in general terms, the correlation integral as a result of calculations is the basis for how similar the functions to be studied are. Now, for this measure, or for the correlation integral, a simple threshold value can be provided, for example, so that it can be detected that the current vibration characteristic deviates too much from the previously stored vibration characteristic. In other words, it can be calculated how similar the current recorded oscillatory characteristic is to some, for example, previously stored in memory, ideal oscillatory characteristic. This is an effective method for assessing the oscillatory behavior of a spring, since reading errors, noise interference or short-term recording deviations due to external disturbances can be better compensated for.

При этом предварительно сохраненная в памяти колебательная характеристика в качестве входной величины для перекрестной корреляции предпочтительно может регистрироваться, например, с помощью процесса регистрации или с помощью измерений на новой или же правильно функционирующей пружине и затем записываться в память. Другими словами, контрольное устройство с помощью процесса калибровки, например при новой инсталляции ворот, может совершать по меньшей мере один первый процесс регистрации для регистрации начальной колебательной характеристики пружины и сохранять результат регистрации в памяти.In this case, the oscillation characteristic previously stored in the memory as an input value for the cross-correlation can preferably be recorded, for example, by a registration process or by measurements on a new or properly functioning spring and then stored in the memory. In other words, the control device, through a calibration process, for example when a gate is newly installed, can perform at least one first registration process to record the initial oscillation characteristic of the spring and store the registration result in a memory.

Тогда начальная колебательная характеристика пружины впоследствии может длительно использоваться в контрольном устройстве в качестве входа для функции перекрестной корреляции, в то время как текущие, или же следующие за этим и повторяющиеся, процессы регистрации колебательной характеристики пружины на протяжении срока службы пружины могут использоваться в качестве другого входа для функции корреляции, которая выполняется точно так же с повторением. За счет старения пружины со временем результат расчета корреляции будет давать снижающуюся аналогичность предварительно сохраненной в памяти идеальной колебательной характеристики пружины и регистрируемой на текущий момент колебательной характеристики пружины, которая для определения или предвосхищения отказа пружины может сравниваться, например, с пороговым значением. В качестве колебательной характеристики может применяться, например, одна из названных ранее физический величин, например регистрируемые значения ускорения, как функция по времени, который могут служить, например, в качестве (программистских) упорядоченных массивов как входы для функции корреляции.The initial spring response can then be used continuously in the monitoring device as an input to the cross-correlation function, while ongoing or subsequent and repeated recordings of the spring response over the life of the spring can be used as another input. for the correlation function, which is done exactly the same with repetition. Due to the aging of the spring over time, the result of the correlation calculation will give a decreasing similarity to the previously stored ideal oscillatory characteristic of the spring and the currently recorded oscillatory characteristic of the spring, which can be compared, for example, with a threshold value to determine or anticipate spring failure. As an oscillatory characteristic, for example, one of the previously mentioned physical quantities can be used, for example, recorded acceleration values as a function of time, which can serve, for example, as (programmer) ordered arrays as inputs for the correlation function.

Такой способ, преимущественным образом для пружины с контрольным устройством согласно одному из предыдущих аспектов, может иметь следующие шаги: регистрация по меньшей мере одной колебательной характеристики пружины при калибровке, сохранение колебательной характеристики в памяти в качестве первого входа для функции корреляции, регистрация по меньшей мере одной колебательной характеристики пружины при эксплуатации пружины или ворот в качестве второго входа для функции корреляции, корреляция первого входа со вторым входом, чтобы определять меру аналогичности обоих входов, факультативно сравнение меры аналогичности с пороговым значением для определения или предвосхищения отказа пружины.Such a method, advantageously for a spring with a control device according to one of the previous aspects, may have the following steps: recording at least one oscillatory characteristic of the spring during calibration, storing the oscillatory characteristic in memory as a first input to the correlation function, recording at least one oscillatory response of the spring when operating the spring or gate as a second input to the correlation function, correlating the first input with the second input to determine a measure of similarity of both inputs, optionally comparing the measure of similarity with a threshold value to determine or anticipate failure of the spring.

Шаги регистрации по меньшей мере одной колебательной характеристики пружины при эксплуатации пружины или ворот в качестве второго входа для функции корреляции, корреляции первого входа со вторым входом, чтобы определять меру аналогичности обоих входов, и факультативно сравнения меры аналогичности с пороговым значением для определения или предвосхищения отказа пружины, преимущественным образом, могут выполняться с повторением, в то время как калибровка является, преимущественным образом, одноразовым процессом при вводе в эксплуатацию контрольного устройства.The steps of recording at least one oscillatory characteristic of a spring while operating the spring or gate as a second input to a correlation function, correlating the first input with the second input to determine a measure of similarity of both inputs, and optionally comparing the measure of similarity with a threshold value to determine or anticipate failure of the spring , can advantageously be carried out in a repetitive manner, while calibration is advantageously a one-time process during commissioning of the control device.

Изложенный выше способ реализует те же преимущества, которые были описаны перед этим со ссылкой на пружину с контрольным устройством и на систему подъемных ворот, и является, кроме того, более надежным.The above method realizes the same advantages as previously described with reference to the spring with control device and the lift gate system, and is also more reliable.

Соответствующая изобретению пружина с контрольным устройством и соответствующая изобретению система подъемных ворот в последующем разъясняются подробнее в примерах выполнения с по- 6 044288 мощью фигур чертежа.The spring with control device according to the invention and the lift gate system according to the invention are explained in more detail in the following in the embodiment examples using the drawing figures.

Однако формы выполнения и использованные в них понятия не должны служить для ограничения настоящего раскрытия определенными формами выполнения, и они должны истолковываться так, что они включают в себя различные изменения, эквиваленты и/или альтернативы согласно формам выполнения настоящего раскрытия.However, the embodiments and concepts used therein are not intended to limit the present disclosure to particular embodiments, and they are to be construed to include various variations, equivalents, and/or alternatives to the embodiments of the present disclosure.

Если в описании для представленных в фигурах признаков или элементов используются более общие понятия, то имеется в виду, что для специалиста в этих фигурах раскрыты не только специальный признак или элемент, но и более общее техническое решение.If in the description more general concepts are used for the features or elements presented in the figures, it is meant that for a specialist in these figures not only a special feature or element is disclosed, but also a more general technical solution.

В отношении описания фигур в отдельных фигурах могут использоваться одинаковые ссылочные обозначения, чтобы ссылаться на аналогичные или технически соответствующие элементы. Помимо этого, в отдельных детальных или фрагментарных видах для обзорности может быть изображено больше элементов или признаков со ссылочными обозначениями, чем в обзорных видах. При этом следует исходить из того, что эти элементы или признаки тоже соответственно раскрыты в этих обзорных изображениях, даже если они не приведены там в явной форме.With respect to the description of the figures, the same reference numerals may be used in individual figures to refer to similar or technically corresponding elements. In addition, individual detail or fragmentary views may display more elements or features with reference symbols for clarity than overview views. It should be assumed that these elements or features are also appropriately disclosed in these overview images, even if they are not explicitly shown there.

Следует понимать, что единственная форма существительного, которое соответствует предмету, может включать в себя один или несколько объектов, если только соответствующий контекст не указывает конкретно на нечто иное.It should be understood that the only form of a noun that corresponds to a subject may include one or more objects, unless the relevant context specifically indicates something else.

В настоящем раскрытии такое выражение, как A или B, по меньшей мере одно из A и/или B или одно или несколько из A и/или B может включать в себя все возможные комбинации приведенных вместе признаков.In the present disclosure, an expression such as A or B, at least one of A and/or B, or one or more of A and/or B may include all possible combinations of the features given together.

Используемое в настоящем раскрытии выражение выполнен для в зависимости от технически возможного может заменяться, например, выражением пригоден для, пригоден к, подходит к, сделан для, способен к или спроектирован для. Альтернативно в определенной ситуации выражение устройство выполнено для может означать, что это устройство может работать вместе с другим устройством или компонентом или может выполнять соответствующую функцию.As used in this disclosure, the expression made for, depending on what is technically possible, can be replaced, for example, by the expression suitable for, suitable for, suitable for, made for, capable of, or designed for. Alternatively, in a certain situation, the expression device is configured for can mean that the device can operate in conjunction with another device or component or can perform a corresponding function.

Помимо этого, для обзорности в фигурах отдельно обозначены не все признаки и элементы, прежде всего, если они повторяются. Каждый из этих элементов и признаков обозначен, скорее, в качестве примера. Тогда аналогичные или одинаковые элементы следует понимать как подобные.In addition, for the sake of clarity, not all features and elements are separately indicated in the figures, especially if they are repeated. Each of these elements and features is indicated, rather, as an example. Then similar or identical elements should be understood as similar.

Показано на:Shown on:

фиг. 1 вид на соответствующую изобретению систему подъемных ворот 1 с приводным механизмом 3, блоком 4 управления воротами, устройством 2 для балансировки веса, пружиной 20 и контрольным устройством 5, фиг. 2 принципиальная схема соответствующей изобретению системы подъемных ворот 1 с приводным механизмом 3, блоком 4 управления воротами, контрольным устройством 5 и устройством 6 аварийного останова, фиг. 3 детальный вид на устройство 2 для балансировки веса с тремя пружинами 20 и тремя контрольными устройствами 5 в двух разных положениях полотна ворот (слева: положение открытия, справа: положение закрытия), фиг. 4 слева, детальный вид на пружину 20 (винтовую пружину) с предусмотренным на ней контрольным устройством 5, справа: эквивалентная схема для моделирования переходной колебательной характеристики пружины 20, фиг. 5А схематическое изображение исправной пружины 20 с контрольным устройством 5 в конечном положении 27 (состояние равновесия), фиг. 5Б схематическое изображение исправной пружины 20 с контрольным устройством 5 при переходном колебании (верхняя точка возврата), фиг. 5В схематическое изображение деформированной пружины 20 с контрольным устройством 5 при переходном колебании, фиг. 5Г схематическое изображение сломанной пружины 20 с контрольным устройством 5 в первый момент t1 времени после излома пружины, фиг. 5Д схематическое изображение сломанной пружины 20 с контрольным устройством 5 во второй момент t2 времени после излома пружины, t2 > t1, фиг. 6А схематическое изображение местоположения x(t) предусмотренного на пружине 20 контрольного устройства 3 при процессе закрытия для исправной пружины (сплошная линия), для деформированной пружины (пунктирная линия) и для сломанной пружины (штрихпунктирная линия), фиг. 6Б схематическое изображение скорости v(t) предусмотренного на пружине 20 контрольного устройства 5 при процессе закрытия для исправной пружины (сплошная линия), для деформированной пружины (пунктирная линия) и для сломанной пружины (штрихпунктирная линия), фиг. 6В схематическое изображение ускорения a(t) предусмотренного на пружине 20 контрольного устройства 5 при процессе закрытия для исправной пружины (сплошная линия), для деформированной пружины (пунктирная линия) и для сломанной пружины (штрихпунктирная линия),fig. 1 is a view of a lift gate system 1 according to the invention with a drive mechanism 3, a gate control unit 4, a weight balancing device 2, a spring 20 and a control device 5, FIG. 2 is a schematic diagram of a lift gate system 1 according to the invention with a drive mechanism 3, a gate control unit 4, a control device 5 and an emergency stop device 6, FIG. 3 is a detailed view of the weight balancing device 2 with three springs 20 and three control devices 5 in two different positions of the door leaf (left: opening position, right: closing position), FIG. 4 on the left, a detailed view of the spring 20 (coil spring) with a control device 5 provided on it, on the right: an equivalent circuit for simulating the transient oscillatory response of the spring 20, FIG. 5A is a schematic representation of a serviceable spring 20 with the control device 5 in the final position 27 (equilibrium state), FIG. 5B is a schematic representation of a serviceable spring 20 with a control device 5 during transient oscillation (upper return point), FIG. 5B is a schematic representation of a deformed spring 20 with a control device 5 during transient vibration, FIG. 5D is a schematic representation of a broken spring 20 with a control device 5 at the first moment t1 of time after the spring breaks, FIG. 5D schematic representation of a broken spring 20 with a control device 5 at the second time moment t2 after the spring breaks, t2 > t1, FIG. 6A is a schematic representation of the position x(t) of the control device 3 provided on the spring 20 during the closing process for a good spring (solid line), for a deformed spring (dashed line) and for a broken spring (dash-dotted line), FIG. 6B is a schematic representation of the speed v(t) of the control device 5 provided on the spring 20 during the closing process for a good spring (solid line), for a deformed spring (dashed line) and for a broken spring (dash-dotted line), FIG. 6B is a schematic representation of the acceleration a(t) of the control device 5 provided on the spring 20 during the closing process for a good spring (solid line), for a deformed spring (dashed line) and for a broken spring (dash-dotted line),

Фиг. 7А детальный вид сверху на соответствующее изобретению контрольное устройство 5 для пружины 20,Fig. 7A is a detailed top view of the control device 5 for the spring 20 according to the invention,

- 7 044288- 7 044288

Фиг. 7Б детальный вид сбоку на соответствующее изобретению контрольное устройство 5 для пружины 20.Fig. 7B is a detailed side view of the control device 5 for spring 20 according to the invention.

Примеры форм выполнения.Examples of execution forms.

На фиг. 1 показан вид на соответствующую изобретению систему подъемных ворот 1 с пружиной и контрольным устройством 5.In fig. 1 shows a view of a lift gate system 1 according to the invention with a spring and a control device 5.

Ворота 1 являются, например, быстроходными рулонными воротами, в которых полотно 10 ворот движется с высокими пиковыми скоростями, например больше чем 1 м/с, преимущественным образом больше чем 2 м/с. Полотно 10 ворот 1 держится в боковых направляющих (не показаны) и содержит большое количество связанных друг с другом шарнирно ламелей 11, которые простираются на протяжении проема для ворот перпендикулярно направляющим. Помимо этого, полотно 10 ворот имеет замыкающий элемент 12, который со стороны пола (земли) снабжен резиновым уплотнителем или подобным.The door 1 is, for example, a high-speed rolling shutter in which the door leaf 10 moves at high peak speeds, for example more than 1 m/s, advantageously more than 2 m/s. The leaf 10 of the gate 1 is held in side guides (not shown) and contains a large number of slats 11 hingedly connected to each other, which extend along the gate opening perpendicular to the guides. In addition, the gate leaf 10 has a closing element 12, which is equipped with a rubber seal or the like on the floor (ground) side.

На фиг. 1 показаны ворота 1, например, в полностью закрытом состоянии, в котором полотно 10 ворот полностью перекрывает проем для ворот.In fig. 1 shows the gate 1, for example, in a fully closed state, in which the gate leaf 10 completely covers the gate opening.

Перемещение полотна 10 ворот между конечными положениями вызывается приводным механизмом 3. Приводной механизм 3 управляется блоком 4 управления воротами. Приводной механизм 3 имеет двигатель 31, например мощный электродвигатель, который с помощью приводного вала 35 известным самим по себе способом передает мощность двигателя на находящийся со стороны балки-перемычки намоточный вал 32. Помимо этого, приводной механизм 3 может иметь другие механические компоненты (не показаны), как например: передаточные механизмы, ремни или соединительные звенья.The movement of the gate leaf 10 between the end positions is caused by the drive mechanism 3. The drive mechanism 3 is controlled by the gate control unit 4. The drive mechanism 3 has a motor 31, for example a powerful electric motor, which, by means of a drive shaft 35, transmits the motor power in a manner known per se to a winding shaft 32 located on the side of the jumper beam. In addition, the drive mechanism 3 may have other mechanical components (not shown). ), such as transmission mechanisms, belts or connecting links.

Полотно 10 ворот со стороны балки-перемычки соединено известным образом с помощью одного или нескольких соединительных элементов 37, например с помощью полосы, с намоточным валом 32 и за счет вращения намоточного вала 32 в направлении наматывания может наматываться на намоточный вал 32. Точно так же за счет вращения намоточного вала 32 в направлении разматывания полотно 10 ворот может разматываться с намоточного вала 32. Направление наматывания является противоположным направлению разматывания. Соответственно программированию блока 4 управления воротами полотно 10 ворот может принимать любую позицию между полностью закрытой и полностью открытой позицией.The gate leaf 10 on the side of the lintel beam is connected in a known manner by means of one or more connecting elements 37, for example by means of a strip, to the winding shaft 32 and by rotating the winding shaft 32 in the winding direction it can be wound onto the winding shaft 32. In the same way, By rotating the winding shaft 32 in the unwinding direction, the gate leaf 10 can be unwound from the winding shaft 32. The winding direction is opposite to the unwinding direction. According to the programming of the gate control unit 4, the gate leaf 10 can assume any position between a fully closed and a fully open position.

Помимо этого, ворота 1 имеют устройство 2 для балансировки веса. Оно содержит пружину 20, натяжной элемент 21, а также направляющее устройство 36, которое установлено на намоточном валу 32.In addition, the gate 1 has a weight balancing device 2. It contains a spring 20, a tension element 21, and a guide device 36, which is installed on the winding shaft 32.

Пружина 20 является в настоящем случае винтовой пружиной и выполнена, например, из достаточно толстой, намотанной на винтовую форму проволоки, или же круглой стали. Своим, находящимся со стороны пола концом (вторым концом 24) пружина 20 закреплена в полу. Своим другим концом (первым концом 23) пружина 20 через соединительный элемент 22 прочно соединена с натяжным элементом 21, например с металлической полосой. Находящийся со стороны балки-перемычки конец натяжного элемента 21 отклоняется вокруг отводного ролика 25 (виден на фиг. 3) и закреплен в направляющем устройстве 36 таким образом, что вследствие разматывания полотна 10 ворот с намоточного вала 32 (процесс закрытия) натяжной элемент 21 наматывается ложащимися друг на друга слоями на направляющее устройство 36, так что пружина 20 все больше натягивается и противодействует силе веса размотанной части полотна 10 ворот. С другой стороны, наматывание полотна 10 ворот на намоточный вал 32 (процесс открытия) связано с разматыванием натяжного элемента 21 с направляющего устройства 36, так что при этом получается снижение нагрузки на пружину 20.The spring 20 is in the present case a helical spring and is made, for example, of a fairly thick wire wound around a helical shape, or of round steel. With its end located on the floor side (the second end 24), the spring 20 is fixed in the floor. With its other end (first end 23), the spring 20 is firmly connected through the connecting element 22 to the tension element 21, for example to a metal strip. The end of the tension element 21 located on the side of the lintel beam is deflected around the outlet roller 25 (visible in Fig. 3) and is fixed in the guide device 36 in such a way that due to the unwinding of the gate leaf 10 from the winding shaft 32 (closing process), the tension element 21 is wound up on top of each other in layers on the guide device 36, so that the spring 20 is increasingly tensioned and counteracts the force of the weight of the unwound part of the gate leaf 10. On the other hand, winding the gate leaf 10 onto the winding shaft 32 (opening process) is associated with unwinding the tension element 21 from the guide device 36, so that the load on the spring 20 is reduced.

Устройство 2 для балансировки веса может быть настроено так, что при закрытых воротах 1 пружина 20 удлинена настолько, что имеет место момент, превышающий момент, созданный за счет силы тяжести полотна 10 ворот. Вследствие этого достигается то, что при приведении в действие закрытых ворот 1 полотно 10 ворот даже без дополнительного привода поднимается вверх примерно до той высоты, на которой сила тяжести свободного участка полотна ворот находится в равновесии с приложенной силой пружинения пружины 20. При дальнейшем открытии полотна 10 ворот необходимый в данном случае приводной момент находится примерно в равновесии с предоставляемым устройством 2 для балансировки веса моментом, так что приводной механизм 3 должен противодействовать по существу только имеющимся силам трения.The weight balancing device 2 can be configured such that when the gate 1 is closed, the spring 20 is extended so much that a torque greater than that generated by the gravity of the gate leaf 10 occurs. As a result, it is achieved that when the closed gate 1 is activated, the gate leaf 10, even without an additional drive, rises up to approximately the height at which the gravity force of the free section of the gate leaf is in equilibrium with the applied spring force of the spring 20. When the leaf 10 is further opened The drive torque required in this case is approximately in equilibrium with the torque provided by the weight balancing device 2, so that the drive mechanism 3 has to counteract essentially only the frictional forces present.

Пружина 20 имеет, например, в своей средней области, составляющей от 30% до 70% от ее общей длины, соответствующее изобретению контрольное устройство 5. Детальный вид на контрольное устройство 5 показан на фиг. 7А и 7Б и описывается точнее ниже. Контрольное устройство 5 выполнено для того, чтобы выявлять или предвосхитить отказ пружины 20, и расположено на пружине 20 таким образом, что при колебании пружины 20 оно может колебаться вместе с пружиной 20, например во время переходного колебания пружины 20 после напряженного состояния.The spring 20 has, for example, in its middle region, constituting from 30% to 70% of its total length, a control device 5 according to the invention. A detailed view of the control device 5 is shown in FIG. 7A and 7B and is described more precisely below. The monitoring device 5 is configured to detect or anticipate failure of the spring 20, and is located on the spring 20 such that when the spring 20 oscillates, it can oscillate with the spring 20, for example during a transient oscillation of the spring 20 after a stressed state.

Напряженное состояние наступает, например, во время процесса наматывания или разматывания полотна 10 ворот, прежде всего в начале или в конце процесса наматывания или же разматывания, если происходит ускорение или же замедление перемещения при наматывании или же разматывании. Через натяжной элемент 21 создаваемый двигателем 31 и передаваемый на намоточный вал 32 момент вращения передается на пружины 20, и за счет этого в настоящем примере выполнения при разматывании полотна 10 ворот с намоточного вала 32 (при наматывании натяжного элемента 21 на намоточный вал 32)A tense state occurs, for example, during the process of winding or unwinding the gate leaf 10, especially at the beginning or end of the winding or unwinding process, if the acceleration or deceleration of movement occurs during winding or unwinding. Through the tension element 21, created by the engine 31 and transmitted to the winding shaft 32, the rotational torque is transmitted to the springs 20, and due to this, in the present example, when unwinding the gate leaf 10 from the winding shaft 32 (when winding the tension element 21 onto the winding shaft 32)

- 8 044288 может происходить удлинение пружины 20, и в определенных случаях (в зависимости от свойств натяжного элемента 21) при наматывании полотна 10 ворот на намоточный вал 32 (при разматывании натяжного элемента 21 с намоточного вала 32) может происходить сжатие пружины 20. Вследствие такого напряженного состояния пружина 20 колеблется и вместе с ней колеблется контрольное устройство 5.- 8 044288 elongation of the spring 20 may occur, and in certain cases (depending on the properties of the tension element 21) when winding the gate leaf 10 onto the winding shaft 32 (when unwinding the tension element 21 from the winding shaft 32), compression of the spring 20 may occur. As a result of this In a stressed state, spring 20 oscillates and control device 5 oscillates with it.

На фиг. 2 показано принципиальное изображение системы, которая содержит ворота 1, соответствующую изобретению пружины 20 с контрольным устройством 5, блок 4 управления воротами, а также приводной механизм 3. При этом контрольное устройство 5, как показано на фиг. 1, расположено в пружине 20 или на ней, например закреплено на ней. Помимо этого, блок 4 управления воротами соединен по меньшей мере с одним устройством 6 аварийного останова. Устройство 6 аварийного останова служит для остановки полотна 10 ворот в случае падения полотна 10 ворот, например вследствие излома пружины. Как описано точнее ниже, он может регистрироваться с помощью соответствующего изобретению контрольного устройства 5. Например, в направляющих полотна 10 ворот или возле них могут быть расположены стопорные устройства, и при активации через блок 4 управления воротами в случае падения они могут блокировать, или же останавливать, перемещение полотна 10 ворот. Для этого могли бы быть применены конкретно, например, стопорные болты или тормозные колодки. Альтернативно устройство 6 аварийного останова может воздействовать также на приводной механизм 3 ворот 1 и подходящим образом блокировать вращение намоточного вала 32.In fig. 2 shows a schematic representation of a system that contains a gate 1, a spring 20 according to the invention with a control device 5, a gate control unit 4, as well as a drive mechanism 3. In this case, the control device 5, as shown in FIG. 1 is located in or on the spring 20, for example secured to it. In addition, the gate control unit 4 is connected to at least one emergency stop device 6. The emergency stop device 6 serves to stop the gate leaf 10 in the event of a fall of the gate leaf 10, for example due to a broken spring. As described more precisely below, it can be registered using the control device 5 according to the invention. For example, locking devices can be located in or near the door leaf guides 10, and when activated via the gate control unit 4 in the event of a fall, they can block or stop , movement of the 10 gate leaf. For this purpose, for example, locking bolts or brake pads could be used specifically. Alternatively, the emergency stop device 6 can also act on the drive mechanism 3 of the gate 1 and suitably block the rotation of the winding shaft 32.

Приводной механизм 3, а также блок 4 управления воротами могут быть расположены стационарно и рядом с полотном 10 ворот. Обмен данными между контрольным устройством 5, блоком 4 управления воротами, а также приводным механизмом 3 может осуществляться, как показано на фиг. 1, через кабель 34 или беспроводным образом посредством радиосвязи.The drive mechanism 3, as well as the gate control unit 4, can be located permanently and next to the gate leaf 10. Data exchange between the control device 5, the gate control unit 4, and the drive mechanism 3 can be carried out as shown in FIG. 1, via cable 34 or wirelessly via radio communication.

Если обмен данными между контрольным устройством 5 и блоком 4 управления воротами является односторонним, как изображено стрелкой a) на фиг. 2, то контрольное устройство 5 выполнено с передающим модулем, а блок 4 управления воротами - с приемным модулем. Если обмен данными между контрольным устройством 5 и блоком 4 управления воротами осуществляется в обоих направлениях, как изображено стрелками a) и b), то как контрольное устройство 5, так и блок 4 управления воротами выполнены в виде приемопередающего модуля.If the data exchange between the control device 5 and the gate control unit 4 is one-way, as shown by arrow a) in FIG. 2, then the control device 5 is made with a transmitting module, and the gate control unit 4 is made with a receiving module. If data exchange between the control device 5 and the gate control unit 4 is carried out in both directions, as shown by arrows a) and b), then both the control device 5 and the gate control unit 4 are made in the form of a transceiver module.

Передача сигналов между первым и вторым приемо-передающим модулем, пример беспроводного блока 54 обмена данными, может осуществляться через двустороннюю линию радиосвязи. Передача может осуществлять, например, через блютуз. После идентификации первого или же второго приемопередающего модуля осуществляется передача в пакетах данных через соответствующий 48-битовый адрес.The transmission of signals between the first and second transceiver module, an example of the wireless communication unit 54, can be carried out via a two-way radio link. The transmission can be carried out, for example, via Bluetooth. After identifying the first or second transceiver module, data packets are transmitted via the corresponding 48-bit address.

Передача сигналов может осуществляться, преимущественным образом, через одностороннюю линию радиосвязи. Так, в блоке 4 управления воротами предусмотрен только приемный модуль, в то время как в контрольном устройстве 5 предусмотрен только передающий модуль (пример беспроводного модуля 40 обмена данными). Так, односторонняя передача данных может быть достаточной для определенных вариантов применения. В дополнение к этому, этот вид передачи данных является экономящим энергию по сравнению с двусторонней передачей данных, так как со стороны контрольного устройства 5 энергия для готовности к приему или для передачи данных не расходуется.Signal transmission can be carried out, advantageously, via a one-way radio link. Thus, in the gate control unit 4 only a receiving module is provided, while in the control device 5 only a transmitting module is provided (an example of a wireless communication module 40). Thus, one-way data transfer may be sufficient for certain applications. In addition, this type of data transmission is energy-saving compared to two-way data transmission, since on the part of the control device 5, no energy is consumed to prepare for reception or to transmit data.

Так, вообще для контрольного сигнала, который состоит, например, только из отдельного радиосигнала с кодом идентификации и информационным полем (в котором отказ или предвосхищенный отказ пружины помечен положительным знаком), требуется только односторонняя передача. Для того чтобы обеспечить действительный прием контрольного сигнала, он может, например, также многократно (например, дважды) повторяться.Thus, in general, for a control signal that consists, for example, only of a separate radio signal with an identification code and an information field (in which a failure or anticipated spring failure is marked with a positive sign), only one-way transmission is required. In order to ensure that the pilot signal is actually received, it can, for example, also be repeated multiple times (eg twice).

Соединение между блоком 4 управления воротами и приводным механизмом 3 может осуществляться как через кабель 34, так и без кабеля, например, как представлено выше, через радиосвязь. Приводной механизм 3 приводит в действие полотно 10 ворот в зависимости от принятых команд.The connection between the gate control unit 4 and the drive mechanism 3 can be carried out either via cable 34 or without a cable, for example, as presented above, via radio communication. The drive mechanism 3 operates the gate leaf 10 depending on the received commands.

С блоком 4 управления воротами могут быть соединены многие другие устройства, как например: переключатель открытия, блок дистанционного управления или другие датчики, которые регистрируют диапазон открытия ворот. Блок 4 управления воротами учитывает информацию или же значимые для эксплуатации параметры, которые принимаются этими другими устройствами, и управляет приводным механизмом 3 таким образом, что он открывает или закрывает ворота 1 соответственно необходимому режиму работы.Many other devices can be connected to the gate control unit 4, such as an opening switch, a remote control unit or other sensors that detect the opening range of the gate. The gate control unit 4 takes into account the information or operationally relevant parameters received by these other devices and controls the drive mechanism 3 so that it opens or closes the gate 1 according to the required operating mode.

На фиг. 3 показан пример устройства 2 для балансировки веса в положении открытия полотна 10 ворот (слева) и в положении закрытия полотна 10 ворот (справа). Понятия положение открытия и положение закрытия не обязательно означают здесь положение полного открытия или же полного закрытия ворот 1. Эти понятия используются, скорее, относительно. Положение открытия характеризуется тем, что полотно 10 ворот перекрывает меньшую часть проема для ворот, чем в положении закрытия. Показанное устройство 2 для балансировки веса имеет, например, три пружины 20, и каждая пружина 20 снабжена контрольным устройством 5. Можно, конечно, снабжать устройство 2 для балансировки веса также меньшим или большим количеством пружин 20. Количество и тип пружин 20 определяется по заданным нагрузкам, т. е. прежде всего по типу полотна 10 ворот, его весу и его размерам.In fig. 3 shows an example of a device 2 for balancing weight in the opening position of the gate leaf 10 (left) and in the closing position of the gate leaf 10 (right). The terms opening position and closing position do not necessarily mean here the position of the gate 1 being fully opened or fully closed. These terms are used rather in a relative sense. The opening position is characterized by the fact that the gate leaf 10 covers a smaller part of the gate opening than in the closing position. The shown weight balancing device 2 has, for example, three springs 20, and each spring 20 is provided with a control device 5. It is, of course, possible to also provide the weight balancing device 2 with fewer or more springs 20. The number and type of springs 20 are determined according to the given loads. , i.e., primarily by the type of door leaf 10, its weight and its dimensions.

Как описано выше со ссылкой на фиг. 1, в положении закрытия пружина 20 напряжена сильнее, чемAs described above with reference to FIG. 1, in the closing position, spring 20 is tenser than

- 9 044288 в положении открытия. В положении закрытия пружина 20 является более длинной, чем в положении открытия. За счет этого изменяется местоположение (в дальнейшем обозначается в тексте лишь коротко как x), в котором находится контрольное устройство 5. В положении закрытия местоположение x, в котором находится контрольное устройство 5, удалено, например, от пола на Δχ дальше, чем в положении открытия. Таким образом, положение полотна 10 ворот можно определять посредством того, что регистрируется значение местоположения х, в котором находится контрольное устройство 5.- 9 044288 in open position. In the closed position, the spring 20 is longer than in the open position. Due to this, the location (hereinafter referred to in the text only briefly as x) in which the control device 5 is located changes. In the closed position, the location x in which the control device 5 is located is removed, for example, from the floor by Δχ further than in the position discoveries. Thus, the position of the gate leaf 10 can be determined by recording the value of the location x at which the control device 5 is located.

При переходе полотна 10 ворот между положением закрытия и положением открытия за счет действующих на пружину 20 сил, по меньшей мере, временно изменяются скорость ((в дальнейшем обозначается в тексте лишь коротко как v), ускорение и/или темп ускорения (в дальнейшем обозначаются в тексте лишь коротко как а или же j) контрольного устройства 5. Как схематически изображено на фиг. 5А, в отличие от этого, в случае если полотно 10 ворот достигло своего конечного положения 27 или же положения покоя и установилось равновесие, то скорость v, ускорение a и темп j ускорения контрольного устройства 5 равны нулю. Следовательно, информацию о положении полотна ворот можно получать также из кинетических величин: скорости v, ускорения a и темпа j ускорения.When the gate leaf 10 transitions between the closing position and the opening position, due to the forces acting on the spring 20, the speed ((hereinafter referred to in the text only briefly as v), acceleration and/or acceleration rate (hereinafter referred to as in the text only briefly as a or j) of the control device 5. As schematically shown in Fig. 5A, in contrast, if the gate leaf 10 has reached its final position 27 or the rest position and equilibrium has been established, then the speed v, acceleration a and acceleration rate j of the control device 5 are equal to zero. Consequently, information about the position of the door leaf can also be obtained from kinetic quantities: speed v, acceleration a and acceleration rate j.

Если полотно 10 ворот останавливается в своем конечном положении 27, то, конечно, за счет собственной массы пружины 20 и собственной массы контрольного устройства 5 кинетическая энергия E0 еще накоплена в пружине 20, и это приводит, как схематически изображено на фиг. 5Б, к переходному колебанию пружины 20. Переходное колебание, с одной стороны, является для пружины 20 дополнительной нагрузкой и может приводить к износу пружины. С другой стороны, переходное колебание получает информацию о состоянии пружины 20 и, таким образом, может использоваться для контроля пружины.If the gate leaf 10 stops in its final position 27, then, of course, due to the own mass of the spring 20 and the own mass of the control device 5, the kinetic energy E0 is still accumulated in the spring 20, and this leads, as schematically shown in FIG. 5B, to the transitional oscillation of the spring 20. The transitional oscillation, on the one hand, is an additional load for the spring 20 and can lead to wear of the spring. On the other hand, the transient oscillation receives information about the state of the spring 20 and thus can be used to control the spring.

Для описания колебательной характеристики пружины 20 (и предусмотренного на ней контрольного устройства 5) система, которая показана, например, на фиг. 4 (правая сторона), может рассматриваться как затухающая система пружина-масса-пружина. При этом перемещение контрольного устройства 5 вдоль продольной оси 26 является приблизительно гармонически затухающим колебанием. Для него имеет силу следующее:To describe the oscillatory characteristic of the spring 20 (and the control device 5 provided thereon), a system which is shown, for example, in FIG. 4 (right side), can be considered as a damped spring-mass-spring system. In this case, the movement of the control device 5 along the longitudinal axis 26 is an approximately harmonically damped oscillation. The following applies to him:

⁵ x(t) = х₀ е (cos(o) t) Η---sin( ω t)) (уравнение 2) где ⁵ x(t) = x ₀ e (cos(o) t) Η---sin( ω t)) (Equation 2) where

D δ =-2m (уравнение 3) и ωD δ =-2m (equation 3) and ω

(уравнение 4) t обозначает время, х₀ - начальное, основывающееся на инерции отклонение от положения равновесия,(Equation 4) t denotes time, x ₀ is the initial inertia-based deviation from the equilibrium position,

D - постоянная затухания системы,D is the damping constant of the system,

CF - постоянная пружины системы,CF is the system spring constant,

T - длительность периода колебания, δ - постоянная затухания при колебании, и m - колеблющаяся масса системы.T is the duration of the oscillation period, δ is the oscillation damping constant, and m is the oscillating mass of the system.

Постоянная затухания при колебании характеризует, как снижается амплитуда колебания в течение времени.The vibration damping constant characterizes how the amplitude of the vibration decreases over time.

Постоянная CF пружины системы рассчитывается из постоянной C_F1 пружины первой пружины F1 и постоянной C_F2 пружины второй пружины F2 следующим образом:The spring constant CF of the system is calculated from the spring constant C _F1 of the first spring F1 and the spring constant C _F2 of the second spring F2 as follows:

_ 1 1_ eleven

Cf C_F1 Ср₂ (уравнение 5)Cf C _F1 Avg ₂ (Equation 5)

В конкретном случае винтовой пружины для постоянной CSF пружины имеет место следующее:In the specific case of a helical spring, the following holds for a constant CSF spring:

- 10 044288- 10 044288

G * d1j ^sf = ~ ~з * dp * n_F (уравнение 6)G * d1j ^sf = ~ ~з * dp * n _F (equation 6)

G обозначает модуль упругости при сдвиге, d_D обозначает диаметр провода, d_F обозначает диаметр пружины, и n_F - число витков.G denotes the shear modulus, d _D denotes the diameter of the wire, d _F denotes the diameter of the spring, and n _F is the number of turns.

При рассмотрении массы пружины как точечной массы для колеблющейся массы m имеет силу следующее:When considering the mass of the spring as a point mass, the following holds for the oscillating mass m:

1 m = - m_F1 + - m_F2 + m_Sensor (уравнение 7) m_F1 и m_F2 обозначают массу пружин F1 и F2, и m_Sensor обозначает массу контрольного устройства 5.1 m = - m _F1 + - m _F2 + m _Sensor (Equation 7) m _F1 and m _F2 denote the mass of springs F1 and F2, and m _Sensor denotes the mass of the control device 5.

Темп j ускорения, ускорение a и скорость v могут рассчитываться согласно уравнению 1.The acceleration rate j, acceleration a and speed v can be calculated according to Equation 1.

Если постоянная C_F пружины или постоянная D затухания изменяется, то это оказывает непосредственное влияние на колебательную характеристику. Следовательно, с помощью анализа колебательной характеристики пружины 20 может выявляться изменение свойства пружины 20, например деформация пружины 20 (как представлено на фиг. 5В), или излом пружины (как представлено на фиг. 5Г и 5Д). Деформация пружины 20 может влиять на изменение свойства пружины, например, в том отношении, что постоянная C_F пружины системы уменьшается или постоянная D затухания системы увеличивается, и это имеет следствием уменьшение частоты ω колебания и/или амплитуды колебания. Соответственно изменение свойства пружины 20 в том отношении, что постоянная C_F пружины увеличивается или постоянная D затухания уменьшается, может приводить к повышению частоты ω колебания и/или амплитуды колебания.If the spring constant C _F or the damping constant D changes, this has a direct effect on the oscillatory response. Therefore, by analyzing the oscillation characteristic of the spring 20, a change in the property of the spring 20, such as deformation of the spring 20 (as shown in FIG. 5B), or a kink in the spring (as shown in FIGS. 5D and 5E), can be detected. Deformation of the spring 20 may cause a change in spring property, for example in that the system spring constant C _F decreases or the system damping constant D increases, and this has the consequence of reducing the vibration frequency ω and/or the vibration amplitude. Accordingly, changing the property of the spring 20 in such a way that the spring constant C _F increases or the damping constant D decreases may result in an increase in the vibration frequency ω and/or the vibration amplitude.

Названные выше параметры являются, конечно, не единственными, которые имеют влияние на колебательную характеристику. Например, влияние на колебательную характеристику имеют также предварительное напряжение пружины 20 и кинематика перемещения полотна ворот.The parameters mentioned above are, of course, not the only ones that have an impact on the oscillatory response. For example, the pre-tension of the spring 20 and the kinematics of the movement of the door leaf also influence the oscillatory characteristics.

На фиг. 6А показано схематическое изображение местоположения х контрольного устройства 5 как функции по времени t при закрытии ворот 1 для исправной пружины (сплошная линия), для деформированной пружины (пунктирная линия) и для сломанной пружины (штрихпунктирная линия). В дополнение к этому, на фиг. 6Б и 6В показаны соответственно скорость v(t) и ускорение a(t) контрольного устройства 5. Деформация является, например, такой, что постоянная C_F пружины уменьшается, а постоянная D затухания остается одинаковой. Однако другие изменения пружины тоже могут вызывать увеличение постоянной C_F пружины и/или изменять постоянную D затухания. Вертикальная штрихпунктирная линия 71 показывает момент времени, когда полотно 10 ворот достигает пола и процесс закрытия заканчивается. Область слева от нее показывает конечную фазу процесса закрытия, в которой полотно 10 ворот, например, по существу с постоянной скоростью движется вниз в направлении пола. При этом пружина 20 удлиняется, и контрольное устройство 5 движется вверх (см. также фиг. 3). Справа от этого иллюстрируется переходное колебание пружины 20. T1 и δ1 обозначают длительность периода и постоянную затухания при колебании для исправной пружины, а T2 и δ2 обозначают длительность периода и постоянную затухания при колебании для неисправной пружины.In fig. 6A shows a schematic representation of the location x of the control device 5 as a function of time t when the gate 1 is closed for a good spring (solid line), for a deformed spring (dashed line) and for a broken spring (dash-dotted line). In addition to this, FIG. 6B and 6B show respectively the velocity v(t) and acceleration a(t) of the control device 5. The deformation is, for example, such that the spring constant C _F decreases and the damping constant D remains the same. However, other changes in the spring can also cause the spring constant C _F to increase and/or the damping constant D to change. The vertical dash-dotted line 71 shows the point in time when the gate leaf 10 reaches the floor and the closing process ends. The area to the left of this shows the final phase of the closing process, in which the door leaf 10, for example, moves downwards towards the floor at a substantially constant speed. In this case, the spring 20 lengthens and the control device 5 moves upward (see also Fig. 3). To the right of this is illustrated the transient oscillation of spring 20. T1 and δ1 denote the period length and oscillation damping constant for a good spring, and T2 and δ2 denote the period length and oscillation damping constant for a faulty spring.

При неисправной пружине длительность периода повысилась по сравнению с исправной пружиной (T2 > T1). Огибающие 75 и 76 амплитуды и постоянные 81 и 82 затухания при колебании для исправной и неисправной пружин являются по существу одинаковыми. Причина состоит в том, что в настоящем примере было принято, что деформация пружины оказывает влияние только на постоянную пружины. Таким образом, для выявления отказа пружины или предстоящего отказа пружины можно определять, например, предельное значение T5 (пороговое значение отказа в понимании изобретения), превышение которого указывает на неисправность пружины. Выражаясь иначе, таким образом, основываясь на регистрируемой физической величине (например, x), можно определять оцениваемое значение (например, T), и сравнение его с соответствующим, заранее заданным пороговым значением отказа (например, TS) или с диапазоном пороговых значений отказа позволяет выявлять или предвосхитить отказ пружины 20. Подобный порядок действий может осуществляться также на основе измеренной скорости v, измеренного ускорения a, измеренного темпа j ускорения или их комбинации. В ином случае может определяться также предельное значение постоянной δS затухания при колебании.With a faulty spring, the duration of the period increased compared to a working spring (T2 > T1). The amplitude envelopes 75 and 76 and the vibration damping constants 81 and 82 for the good and bad springs are essentially the same. The reason is that in the present example it was assumed that the spring deformation only affects the spring constant. Thus, in order to detect a spring failure or impending spring failure, it is possible to determine, for example, a limit value T5 (failure threshold value in the sense of the invention), the excess of which indicates a spring failure. To put it another way, in this way, based on a recorded physical quantity (eg x), a value to be estimated (eg T) can be determined and compared with a corresponding, predefined failure threshold (eg TS) or a range of fault thresholds allows detect or anticipate failure of the spring 20. A similar procedure may also be performed based on a measured speed v, a measured acceleration a, a measured acceleration rate j, or a combination thereof. Otherwise, the limiting value of the damping constant δS during oscillation can also be determined.

Излом пружины, как показано на фиг. 5Г и 5Д (принято, например, что имеет место излом пружины выше контрольного устройства 5), может приводить к тому, что местоположение контрольного устройства 5 изменяется сильнее, чем при переходном колебании исправной пружины (ср. с фиг. 5 и 6А), такThe spring is broken, as shown in Fig. 5G and 5D (it is accepted, for example, that there is a break in the spring above the control device 5), can lead to the fact that the location of the control device 5 changes more than during the transient oscillation of a working spring (cf. Fig. 5 and 6A), so

- 11 044288 как за счет недостающего противодействия контрольное устройство 5 тянется в направлении пола. Точно так же, как показано на фиг. 5Д, положение контрольного устройства 5 может изменяться, например, в том случае, если обломок 28 пружины откинут относительно ее продольной оси 26, т. е. его положение изменилось и стало положением под углом к вертикали. Вследствие недостающего противодействия контрольное устройство может быть также дольше подверженным более высокому ускорению в направлении пола, что, в свою очередь, может приводить к более высокой скорости. Таким образом, как показано на фиг. 6А-6В, можно определять также предельное значение 72, x_S позиции, предельное значение 73, v_S скорости или предельное значение aS ускорения, с помощью которых можно отличать сломанную пружину от исправной пружины. Эти предельные значения являются также пороговыми значениями отказа в понимании изобретения.- 11 044288 how, due to the missing counteraction, the control device 5 is pulled in the direction of the floor. Exactly as shown in FIG. 5D, the position of the control device 5 can change, for example, if the spring fragment 28 is folded relative to its longitudinal axis 26, i.e. its position has changed and has become a position at an angle to the vertical. Due to the missing counteraction, the control device may also be subject to higher acceleration toward the floor for longer, which in turn may result in a higher speed. Thus, as shown in FIG. 6A-6B, it is also possible to determine the position limit value 72, x _S , the speed limit value 73, v _S , or the acceleration limit value aS, with the help of which a broken spring can be distinguished from a serviceable spring. These limit values are also failure thresholds in understanding the invention.

Кроме того, регистрируемые контрольным устройством 5 физические величины и определенные из них оцениваемые значения можно использовать для того, чтобы оптимизировать управление перемещением полотна 10 ворот, например, таким образом, что переходное колебание минимизируется.In addition, the physical quantities recorded by the control device 5 and the estimated values determined from them can be used to optimize the control of the movement of the door leaf 10, for example in such a way that transient oscillation is minimized.

На фиг. 7А показан вид сверху на пример соответствующего изобретению контрольного устройства 5, и на фиг. 7Б показан вид сбоку на него. Контрольное устройство 5 имеет следующее: сенсорную плату 51, на сенсорной плате 51 сенсорный блок 52 для регистрации по меньшей мере одной физической величины и блок 53 анализа данных для анализа этой физической величины. Сенсорный блок 52 имеет по меньшей мере один датчик для регистрации местоположения x, положения и/или кинетики (например, скорости v, ускорения a, темпа j ускорения) контрольного устройства 5, а также факультативно блок подготовки сигнала (не показан). Датчик может быть, например, датчиком ускорения, например пьезоэлектрическим датчиком ускорения, или MEMS-датчиком ускорения, или основывающимся на магнитной индукции датчиком ускорения.In fig. 7A is a top view of an example of a control device 5 according to the invention, and FIG. 7B shows a side view of it. The control device 5 has the following: a sensor board 51, on the sensor board 51 a sensor unit 52 for recording at least one physical quantity and a data analysis unit 53 for analyzing this physical quantity. The sensor unit 52 has at least one sensor for recording the location x, position and/or kinetics (eg, velocity v, acceleration a, acceleration rate j) of the control device 5, and optionally a signal conditioning unit (not shown). The sensor may be, for example, an acceleration sensor, such as a piezoelectric acceleration sensor, or a MEMS acceleration sensor, or a magnetic induction-based acceleration sensor.

Блок подготовки сигнала может обрабатывать выданный датчиком электрический сигнал (например, цифровые данные об ускорении), например фильтровать, усиливать или пересчитывать в абсолютные значения измерения (например, в G). В случае нескольких регистрируемых физических кинетических параметров блок подготовки сигнала может также мультиплексировать электрические сигналы.The signal conditioning unit can process the electrical signal produced by the sensor (eg digital acceleration data), for example filter, amplify or convert into absolute measurement values (eg G). In the case of several physical kinetic parameters being recorded, the signal conditioning unit can also multiplex the electrical signals.

Помимо этого, контрольное устройство 5 может иметь на сенсорной плате 51 блок 54 обмена данными для беспроводной передачи регистрируемой физической величины и/или контрольного сигнала, относящегося к результату ее анализа. Этот блок 54 обмена данными может быть, например, интегральной схемой для радиосвязи с интегрированной или обособленной антенной. Кроме того, контрольное устройство 5 может иметь, например на нижней стороне сенсорной платы 51, блок 55 энергоснабжения, например батарею с постоянным напряжением, для обеспечения энергией сенсорного блока 52 и блока 53 анализа данных. Кроме того, сенсорная плата 51 может иметь запоминающее устройство 56 для сохранения в памяти серийного номера. Серийный номер может считываться из запоминающего устройства 56 по запросу.In addition, the control device 5 may have on the sensor board 51 a data exchange unit 54 for wireless transmission of the recorded physical quantity and/or a control signal related to the result of its analysis. This communication unit 54 can be, for example, an integrated circuit for radio communication with an integrated or separate antenna. In addition, the control device 5 may have, for example on the underside of the sensor board 51, a power supply unit 55, for example a constant voltage battery, to supply energy to the sensor unit 52 and the data analysis unit 53. In addition, the touch board 51 may have a memory 56 for storing the serial number. The serial number can be read from memory 56 upon request.

Помимо этого, блок 53 анализа данных может иметь вычислительный модуль. Вычислительный модуль служит в варианте использования для реализации описанных в фиг. 6А-6В процессов. Например, в отношении колебания вычислительный модуль может посредством интегрирования пересчитывать данные датчика ускорения в значение скорости. Затем вычислительный модуль может сравнивать это численное значение скорости (пример оцениваемого значения) с заранее заданным предельным значением скорости или с диапазоном значений скорости. Если заранее заданное предельное значение скорости превышается (или выходит из диапазона значений скорости), то вычислительный модуль инициирует выдачу контрольного сигнала, который тогда непосредственно после превышения предельного значения скорости передается, например с помощью блока 54 обмена данными, в блок 4 управления воротами. В этом случае он может подходящим образом реагировать на отказ или предвосхищенный отказ, например посредством того, что он изменяет параметры перемещения полотна ворот.In addition, the data analysis unit 53 may have a computing module. The computing module serves in a use case for implementing the ones described in FIG. 6A-6B processes. For example, in relation to oscillation, the computing module can convert the acceleration sensor data into a speed value through integration. The computing module may then compare this numerical speed value (an example of the estimated value) with a predetermined speed limit or range of speed values. If a predetermined speed limit value is exceeded (or out of the speed range), then the computing module initiates the issuance of a control signal, which is then transmitted, for example by means of a data exchange unit 54, to the gate control unit 4 immediately after the speed limit value has been exceeded. In this case, it can react in a suitable manner to a failure or an anticipated failure, for example by changing the movement parameters of the door leaf.

Блок 53 анализа данных, помимо этого, может быть выполнен для того, чтобы считывать из запоминающего устройства 56 первый серийный номер, который является однозначно присваиваемым пружине 20, и сравнивать его со вторым серийным номером, который является однозначно присваиваемым воротам 1, и предоставлять результат сравнения (например, в виде сигнала управления), например с помощью блока 54 обмена данными, в блок 4 управления воротами, так что он может реагировать подходящим образом. Подходящая реакция может состоять, например, в том, чтобы в случае если в качестве результата сравнения имеет место отличие первого серийного номера от второго серийного номера, выдавать сигнал об ошибке и/или отключать приводной механизм 3.The data analysis unit 53 may further be configured to read from the memory 56 a first serial number that is uniquely assigned to the spring 20 and compare it with a second serial number that is uniquely assigned to the gate 1 and provide a comparison result. (for example, in the form of a control signal), for example via the communication unit 54, to the gate control unit 4, so that it can react in a suitable manner. A suitable response could be, for example, to generate an error signal and/or switch off the drive mechanism 3 if the comparison results in a difference between the first serial number and the second serial number.

В отношении формы и размера контрольное устройство 5, преимущественным образом, подогнано к подлежащей контролю пружине 20. Например, диаметр сенсорной платы 51 может соответствовать по существу среднему диаметру витка пружины 20, и, прежде всего, при винтовой пружине она может быть круглой.In terms of shape and size, the monitoring device 5 is advantageously matched to the spring 20 to be monitored. For example, the diameter of the sensor board 51 can correspond essentially to the average diameter of the coil of the spring 20, and in particular in the case of a helical spring it can be round.

Потребляющие блоки в контрольном устройстве 5 рассчитаны, помимо этого, таким образом, чтобы было обеспечено надежное электропитание. Для этого электронные компоненты в контрольном устройстве 5, преимущественным образом, и/или факультативно рассчитаны таким образом, что они имеют очень низкое потребление энергии (преимущественным образом в диапазоне, измеряемом в микроват- 12 044288 тах), а также снабжаются током, преимущественным образом, только при необходимости. Подобные электронные компоненты, например преобразователи постоянного напряжения или микропроцессоры, имеются в наличии, например, в виде так называемых компонентов с ультранизким потреблением мощности.The consuming units in the control device 5 are also designed in such a way that a reliable power supply is ensured. For this purpose, the electronic components in the control device 5 are advantageously and/or optionally designed in such a way that they have a very low energy consumption (preferably in the range measured in microwatts) and are also supplied with a current, advantageously only if necessary. Such electronic components, such as DC-DC converters or microprocessors, are available, for example, as so-called ultra-low power components.

Наряду с разъясненными формами выполнения и аспектами, изобретение допускает другие принципы решения. Так, отдельные признаки разных форм выполнения и аспектов могут также любым образом комбинироваться друг с другом, если это является выполнимым для специалиста.Along with the explained embodiments and aspects, the invention allows for other solution principles. Thus, individual features of different forms and aspects can also be combined with each other in any way, if this is feasible for a specialist.

Ворота в соответствующей изобретению системе подъемных ворот, которые были разъяснены выше как рулонные ворота, могут быть, например, также складывающимися воротами или откидными воротами. Таким образом, согласно изобретению охвачены все ворота, в которых полотна ворот испытывают определенное перемещение или же заранее определенную траекторию движения.The gates in the overhead gate system according to the invention, which were explained above as rolling gates, can, for example, also be folding gates or tilting gates. Thus, according to the invention, all gates are covered in which the door leaves undergo a certain movement or a predetermined movement path.

Помимо этого, контрольное устройство 5 может быть размещено на любой части пружины 20.In addition, the control device 5 can be placed on any part of the spring 20.

В принципе, контрольное устройство может иметь также другие узлы, например элементы индикации с малым потреблением энергии.In principle, the monitoring device can also have other components, for example display elements with low power consumption.

На фиг. 1 устройства для балансировки веса (или же пружины 20) были предусмотрены с обеих сторон проема для ворот. Прежде всего, для полотен ворот с большой шириной это может быть преимуществом, чтобы снижать односторонние нагрузки в этой структуре. Устройство для балансировки веса может быть предусмотрено, конечно, также только с одной стороны.In fig. 1 weight balancing devices (or springs 20) were provided on both sides of the gate opening. First of all, for door leaves with large widths this can be an advantage in order to reduce one-sided loads in this structure. The weight balancing device can, of course, also be provided only on one side.

В примерах выполнения была описана пружина 20 в виде винтовой пружины. Кроме этого, вместо винтовых пружин можно предусматривать также другие пружинящие элементы, такие как, например, удлиняемые полосы и т. д.In the embodiment examples, the spring 20 was described as a coil spring. In addition, instead of helical springs, it is also possible to provide other spring elements, such as, for example, extendable strips, etc.

Натяжной элемент 21 не обязательно должен выполняться полосовидным, а может быть также в виде цепи и тому подобного. Для него следует предпочитать стабильный по форме материал, прежде всего такой, как металл.The tension element 21 does not necessarily have to be strip-shaped, but can also be in the form of a chain or the like. For it, you should prefer a material that is stable in shape, especially metal.

Направляющие устройства 36 не обязательно должны быть установлены на намоточном валу 32, а могут быть установлены также на отдельном опорном валу. Прежде всего, является возможным также, что двигатель 31 приводит в действие намоточный вал 32 и/или отдельный опорный вал не непосредственно, а опосредованно через зубчатые ремни, цепи, передаточные механизмы и т. д. Тем не менее, для получения как можно более компактной структуры для этих компонентов следует предпочитать непосредственный привод.The guide devices 36 do not necessarily have to be mounted on the winding shaft 32, but can also be mounted on a separate support shaft. First of all, it is also possible that the motor 31 drives the winding shaft 32 and/or a separate support shaft not directly, but indirectly via toothed belts, chains, gears, etc. However, in order to obtain as compact as possible Direct drive structures should be preferred for these components.

В настоящем примере выполнения регистрировались физические величины, основывающиеся на колебании вдоль продольного направления пружины. Конечно, могло бы использоваться также колебание вдоль отклоняющегося от продольного направления пружины направления.In the present embodiment, physical quantities based on oscillation along the longitudinal direction of the spring were recorded. Of course, oscillation along a direction deviating from the longitudinal direction of the spring could also be used.

В показанном примере выполнения блок 53 анализа данных предусмотрен на сенсорной плате 51. Конечно, может быть предусмотрен, однако, также обособленный от нее блок и может располагаться, например, в блоке 4 управления воротами.In the illustrated embodiment, a data analysis unit 53 is provided on the sensor board 51. Of course, a unit can also be provided that is separate from it and can be located, for example, in the gate control unit 4.

Представленное на фиг. 1 полотно 10 ворот может передвигаться снизу вверх и наоборот. Однако изобретением охватываются также ворота, в которых полотна ворот могут передвигаться в других направлениях, например в сторону.Shown in FIG. 1 leaf 10 gates can move from bottom to top and vice versa. However, the invention also covers gates in which the door leaves can move in other directions, for example to the side.

Способ согласно изобретению и устройство согласно изобретению были описаны со ссылкой на характеристику переходного колебания пружины при закрытии ворот. Принцип изобретения является применимым, конечно, вообще к колебаниям пружины.The method according to the invention and the device according to the invention have been described with reference to the transient oscillation characteristic of the spring when the gate is closed. The principle of the invention is, of course, generally applicable to spring oscillations.

Перечень ссылочных обозначений ворота, полотно ворот, ламель, замыкающий элемент, устройство для балансировки веса, пружина, натяжной элемент, крепежный элемент, первый конец пружины, второй конец пружины, отводной ролик, продольная ось пружины, конечное положение, обломок пружины, приводной механизм, двигатель, намоточный вал, кабель, приводной вал,List of reference designations: gate, door leaf, lamella, closing element, weight balancing device, spring, tension element, fastening element, first end of the spring, second end of the spring, retraction roller, longitudinal axis of the spring, end position, spring fragment, drive mechanism, motor, winding shaft, cable, drive shaft,

--

Claims

36 guide device,

37 connecting element,

4 gate control unit,

5 control device,

51 sensor boards,

52 sensor block,

53 data analysis unit,

54 block or data exchange module,

55 power supply unit,

56 storage device,

6 emergency stop device,

71 times when the door leaf reaches the floor,

72 position limit value,

73 speed limit,

74 acceleration limit value,

75 amplitude envelope for a working spring,

76 amplitude envelope for a faulty spring.

CLAIM

1. Spring (20) for the lift gate system, equipped with a control device (5) having:

a sensor board (51) located on the oscillating part of the spring (20), a sensor unit (52) provided on the sensor board (51) for recording at least one physical quantity of the spring (20) when the spring (20) oscillates, an analysis unit (53) data for analyzing the recorded physical quantity, wherein the data analysis unit (53) is designed in such a way that a failure of the spring (20) is detected or anticipated, wherein the data analysis unit (53) is designed in such a way that it detects or anticipates a failure of the spring (20) with by means of the transient oscillatory characteristic of the spring (20) after its elongation or compression, and wherein the data analysis unit (53) is designed, in addition, in such a way that if a failure of the spring (20) is detected or anticipated, it issues a positive control signal.

2. Spring (20) according to claim 1, wherein the oscillating part of the spring (20) is the middle region of the spring (20), constituting from 30% to 70% of the total length.

3. Spring (20) according to one of the preceding paragraphs, wherein at least one physical quantity of the spring (20) is at least one of the following quantities: location, speed, acceleration, acceleration rate of the sensor unit (52) and/or position of the sensor boards (51).

4. Spring (20) according to one of the preceding claims, wherein the data analysis unit (53) is configured to, based on at least one recorded physical quantity, determine an estimated value and compare it with a corresponding predetermined failure threshold value or with range of failure values, and wherein the control device (5) is configured so that, if the comparison condition is met, it issues a control signal that indicates a failure.

5. Spring (20) according to one of the preceding paragraphs, wherein the sensor board (51) has, in addition, a memory device (56), which contains a first serial number that is uniquely assigned to the spring (20), and wherein the block (53) data analysis is performed to compare the first serial number with the second serial number to generate a control signal that indicates the match of the first serial number with the second serial number and/or the difference between the first serial number and the second serial number.

6. Spring (20) according to one of the previous paragraphs, and on the sensor board (51), in addition, there are:

a data exchange unit (54) for wireless transmission or transmission via a wired connection of at least one physical quantity and/or control signal regarding the analysis result, and a power supply unit (55), preferably a constant voltage battery, for supplying power to the sensor unit (52 ) and data analysis block (53).

7. A lift gate system that has:

the gate leaf (10) that covers the gate opening and is designed to move between an open position and a closed position, a drive mechanism (3) for moving the gate leaf (10) between an open position and a closed position

- 14 044288 position, gate control unit (33) for controlling the drive mechanism (33), a spring (20) connected to the gate leaf (10), equipped with a control device (5) and made according to one of claims 1-6, wherein the spring (20) is designed to create a force that counteracts the gravity force of the gate leaf (10), wherein the force created by the spring (20) in the closed position is greater than in the open position, and wherein the control device (5) is designed to in case of detection or anticipation of spring failure, transmit a control signal to the gate control unit (33).

8. The system according to claim 7, wherein the gate control unit (33) is configured to disable the drive mechanism (3) if a control signal for spring failure is indicated.

9. The system according to claim 8, in addition, having:

a first serial number, which is uniquely assigned to the spring (20), and a second serial number, which is uniquely assigned to the gate (1) and/or the gate leaf (10), wherein the control device (5) is designed to compare the first serial number with the second serial number, and transmit the comparison result to the gate control unit (33), and where the gate control unit (33) is designed so that if the comparison result differs from the first serial number to the second serial number, issue a signal errors and/or switch off the drive mechanism (3).

10. System according to claim 8 or 9, wherein the gate control unit (33) is configured to control the drive mechanism (3) in such a way that the spring oscillation caused by the movement of the gate leaf (10) and recorded by the control device (5) (20), primarily the transient oscillation of the spring (20), due to acceleration or braking of the gate leaf (30), decreased.

11. A method for monitoring the oscillatory characteristics of a spring (20) in a lifting gate system according to one of claims 7 to 10, which has the following steps:

registration of the oscillatory characteristics of the spring (20) by a control device (5) using a sensor block (52) provided on the sensor board (51), wherein the sensor board (51) is located on the oscillating part of the spring (20), registration of at least one physical quantity of the spring (20) when the spring (20) oscillates and analyzes at least one physical quantity in such a way that failure of the spring is detected or anticipated, detecting the beginning of a transient oscillation of the spring (20) after the spring (20) is in a stressed state, especially after compression or elongation, recording at least one physical quantity of the spring (20) during the transient oscillation of the spring (20) and issuing a positive control signal in the event of detection or anticipation of failure of the spring (20) using the transient oscillation characteristic of the spring (20) after its elongation or compression.

12. The method according to claim 11, wherein at least one physical quantity of the spring (20) is at least one of the following quantities: location, speed, acceleration, acceleration rate of the sensor unit (52) and/or position of the sensor board (51) .

13. The method according to one of claims 11 or 12, in addition, having:

determining an evaluation value based on the at least one detected physical quantity, comparing the determined evaluation value with a corresponding predetermined failure threshold or range of failure values, and providing a positive control signal that indicates a failure if the comparison condition is met.

14. Method according to one of paragraphs. 11-13, wherein the analysis step includes performing a correlation of the recorded oscillatory characteristic of the recorded physical quantity with the oscillatory characteristic of the recorded physical quantity previously stored in memory.

-