EP0767288A1 - Antriebssystem für Verschliesselemente - Google Patents

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EP0767288A1
EP0767288A1 EP96115585A EP96115585A EP0767288A1 EP 0767288 A1 EP0767288 A1 EP 0767288A1 EP 96115585 A EP96115585 A EP 96115585A EP 96115585 A EP96115585 A EP 96115585A EP 0767288 A1 EP0767288 A1 EP 0767288A1
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EP
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drive system
closing
closing element
motor
control unit
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EP96115585A
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Michael Hörmann
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Marantec Antriebs und Steuerungstechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Marantec Antriebs und Steuerungstechnik GmbH and Co KG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/70—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
    • E05F15/665—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for vertically-sliding wings
    • E05F15/668—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for vertically-sliding wings for overhead wings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2201/00—Constructional elements; Accessories therefor
    • E05Y2201/40—Motors; Magnets; Springs; Weights; Accessories therefor
    • E05Y2201/404—Function thereof
    • E05Y2201/41—Function thereof for closing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/10—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/106—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof for garages

Definitions

  • the invention relates to a drive system for closing elements, preferably for gates, doors, shutters or windows.
  • Driven closing elements offer the advantage that they can be controlled via a remote control. In the case of driven garage doors, these can be opened or closed conveniently from the car using a remote control.
  • driven closing elements are generally secured against unauthorized opening only by the self-locking effect of the drive system.
  • Additional mechanical locking systems e.g. Locks with locking bolts offer sufficient protection in addition to the self-locking effect, but lead to a complex construction and complicated handling when closing and opening the closing element.
  • the object of the invention is therefore to provide additional security measures against unauthorized opening for a driven closing element with little design effort.
  • the solution according to the invention means that when an attempt is made to open the closing element, it is acted upon by a closing force as a counterforce.
  • the advantage of the drive system according to the invention is in particular that additional electronic monitoring of the closing element takes place and that an active closing of the closing element is possible in the event of an attempted break-in.
  • the safety of the driven closing element can thus be increased effectively by simple design measures.
  • the drive system requires a motor to drive the closing element, a position transmitter for detecting certain positions of the closing element and a control unit that processes the signals from the position transmitter and that controls the motor.
  • the motor is expediently an electric motor which can be switched in its direction of rotation and which drives the closing element via a reduction gear and a corresponding mechanism.
  • the drive system also has an operating unit that allows authorized persons to open or close the closing element.
  • This control unit can comprise, for example, a switch that is operated with a key or with a suitable remote control.
  • the motor does not exert a closing force when the closing element is completely closed, in order not to unnecessarily load the motor. As soon as the closing element is opened beyond a certain position, the maximum closing force is exerted by the motor on the closing element.
  • the motor can be controlled by simply switching it off or on.
  • the closing force is controlled in response to the change in position of the closing element when the closing element returns to its closing position.
  • the focus is no longer on controlling the closing force, but rather regulating the closing speed.
  • the closing element should have a low closing speed in order to avoid damage to the closing element due to an excessive impact against the end stops.
  • the position transmitter can preferably consist of switching elements which are actuated by the closing element at suitable positions.
  • the position encoder may include an incremental encoder that is driven by the motor. In conjunction with two switching elements that detect the end positions of the closing element, the incremental encoder can be used to determine the current position of the closing element within the resolution accuracy of the pulses that are output. This makes it possible to specify any force curves of the closing force depending on the position of the closing element.
  • an alarm system is triggered in the closed state of the closing element when a predetermined position of the closing element is exceeded. It is conceivable that an alarm system of a building that has already been installed or is yet to be installed is used, so that the drive system forwards a corresponding alarm signal to this alarm system. But it is also conceivable that an alarm system is directly integrated in the drive system, so that the locking element is autonomously alarmed.
  • the drive system according to the invention can advantageously be used for closing elements such as gates, doors, shutters or windows, wherein the closing movement can consist, for example, of a sliding, rotating or oscillating movement.
  • the garage door from FIG. 1 has two vertical struts 1, at the upper end of which two track rails 2 are connected, in which the door leaf 3 is guided.
  • the door leaf 3 is further articulated to the struts 1 with a linkage, not shown, so that the door leaf can be opened and closed with an overhead movement.
  • compensating springs are provided which largely compensate for the dead weight of the door leaf during the movement and which keep the door leaf defined in its end positions.
  • the drive system designated 4 consists overall of a drag chain drive with a drag chain 5 to which the door leaf 3 is articulated and which is guided over the deflection roller 6 and over a drive roller, not shown.
  • the drive roller is located in the drive unit 7 and is about a gear driven by the electric motor 9.
  • an incremental encoder 8 which in each case emits a pulse to the control unit 10 after a certain number of revolutions.
  • the control unit 10 evaluates the pulses of the pulse generator. If necessary, the incremental encoder can also be dispensed with if appropriate switching elements are mounted in such a way that the control unit receives the necessary position information.
  • the output signal of the control unit 10 leads to an amplifier 11, which supplies the electric motor 9 with the necessary power.
  • control unit 10 consists of a microcontroller.
  • the microcontroller 10 evaluates the signal of a receiver part of a radio remote control, not shown, with which authorized persons can open or close the garage door.
  • the electric motor 9 is activated in a manner known per se via the amplifier 11.
  • the end position is reached, which is recognized by a limit switch or also by correspondingly integrating the pulses of the incremental encoder 8, the motor is switched off again.
  • the functional sequence is corresponding.
  • the function of the drive system according to the invention starts when the garage door is closed. Expediently, there is no closing force in the completely closed position of the door leaf exercised so as not to put unnecessary strain on the engine. As soon as the microcontroller 10 detects a position of the garage door that exceeds a permissible position via the incremental encoder 8 or also via corresponding position switches, the motor is activated in such a way that a closing force acts on the garage door. Depending on the motor type and control circuit, the closing force can vary depending on the position or the position change of the garage door.
  • the closing force is set from a certain position to a maximum value that corresponds to the maximum standstill torque of the motor.
  • the motor can be controlled in this form by simply switching it on or over.
  • the closing force as a control variable, follows a set course of the change in position, that is to say the speed of return to the standstill position. This causes the door leaf to close gently. This can be necessary in particular if an unauthorized person first tries to open the door leaf and suddenly releases the door again after activating the maximum closing force.

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Operating, Guiding And Securing Of Roll- Type Closing Members (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für Verschließelemente (3), vorzugsweise für Tore, Türen, Rolläden oder Fenster, mit einem Motor (9), mit einem Positionsgeber (8) zum Erfassen bestimmter Positionen des Verschließelements, mit einer Bedieneinheit, die befugten Personen das Öffnen oder Schließen des Verschließelements erlaubt, und mit einer Steuereinheit (10), wobei die Steuereinheit in Wirkverbindung mit dem Motor (9), dem Positionsgeber (8) und der Bedieneinheit steht. Zur Lösung der Aufgabe, bei einem derartigen Antriebssystem ein willkürliches Öffnen ohne Einsatz zusätzlicher Verschlußelemente und ohne selbsthemmende Wirkung des Antriebssystems zu verhindern, ist der Motor (9) durch die Steuereinheit (10) zu Zeiten, in denen von der Bedieneinheit kein Befehl zum Öffnen vorliegt, derart ansteuerbar, daß eine Schließkraft auf das Verschließelement (3) ausgeübt werden kann, die von der Position und/oder von der Positionsänderung des Verschließelements (3) abhängt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für Verschließelemente, vorzugsweise für Tore, Türen, Rolläden oder Fenster.
  • Angetriebene Verschließelemente bieten den Vorteil, daß sie über eine Fernsteuerung ansteuerbar sind. Im Fall von angetriebenen Garagentoren können diese beispielsweise bequem vom Auto aus durch eine Fernsteuerung geöffnet oder geschlossen werden.
  • Ein Nachteil von angetriebenen Verschließelementen besteht allerdings darin, daß diese in der Regel nur durch die selbsthemmende Wirkung des Antriebssystems gegen unbefugtes Öffnen gesichert sind. Zusätzliche mechanische Verschlußsysteme, wie z.B. Schlösser mit Verriegelungsbolzen, bieten zwar in Ergänzung zu der selbsthemmenden Wirkung einen ausreichenden Schutz, führen allerdings zu einer aufwendigen Konstruktion und zu einer komplizierten Handhabung beim Verschließen und Öffnen des Verschließelements.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein angetriebenes Verschließelement zusätzliche Sicherungsmaßnahmen gegen unbefugtes Öffnen mit einem geringen konstruktiven Aufwand vorzusehen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Lösung führt dazu, daß bei dem Versuch, das Verschließelement zu öffnen, dieses mit einer Schließkraft als Gegenkraft beaufschlagt wird.
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Antriebssystems besteht insbesondere darin, daß eine zusätzliche elektronische Überwachung des Schließelements erfolgt und daß ein aktives Schließen des Verschließelements bei einem Einbruchsversuch möglich ist. Die Sicherheit des angetriebenen Verschließelements kann somit durch einfache konstruktive Maßnahmen wirksam erhöht werden.
  • Seinem grundsätzlichen Aufbau nach benötigt das erfindungsgemäße Antriebssystem einen Motor zum Antreiben des Verschließelements, einen Positionsgeber zum Erfassen bestimmter Positionen des Verschließelements und eine Steuereinheit, die die Signale des Positionsgebers verarbeitet und die den Motor ansteuert. Bei dem Motor handelt es sich zweckmäßigerweise um einen Elektromotor, der in seiner Drehrichtung umschaltbar ist und der über ein Untersetzungsgetriebe und eine entsprechende Mechanik das Verschließelement antreibt. Das Antriebssystem weist außerdem eine Bedieneinheit auf, die es befugten Personen erlaubt, das Verschließelement zu öffnen oder zu schließen. Diese Bedieneinheit kann zum Beispiel einen Schalter umfassen, der mit einem Schlüssel oder auch mit einer geeigneten Fernbedienung betätigt wird.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Motor bei vollständig geschlossenem Verschließelement keine Schließkraft ausübt, um hierdurch den Motor nicht unnötig zu belasten. Sobald das Verschließelement allerdings über eine bestimmte Position hinaus geöffnet wird, wird die maximale Schließkraft von dem Motor auf das Verschließelement ausgeübt. In dieser Konfiguration kann der Motor durch einfaches Ab- bzw. Umschalten angesteuert werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Schließkraft bei Rückkehr des Verschließelements in dessen Schließposition in Abhängigkeit von der Positionsänderung des Verschließelements gesteuert wird. Hierbei steht nicht mehr die Steuerung der Schließkraft, sondern die Regelung der Schließgeschwindigkeit im Vordergrund. Während also bei unbefugtem Öffnen möglichst eine große Schließkraft als Gegenkraft erzeugt werden soll, soll beim Schließen des Verschließelements eine geringe Schließgeschwindigkeit vorliegen, um so eine Beschädigung des Verschließelements durch einen zu starken Aufprall gegen die Endanschläge zu vermeiden.
  • Der Positionsgeber kann vorzugsweise aus Schaltelementen bestehen, die durch das Verschließelement an geeigneten Positionen betätigt werden. Zusätzlich kann der Positionsgeber einen Inkrementalgeber umfassen, der durch den Motor angetrieben wird. In Verbindung mit zwei Schaltelementen, die die Endpositionen des Verschließelementes detektieren, kann mit dem Inkrementalgeber die momentane Position des Verschließelements innerhalb der Auflösungsgenauigkeit der abgegebenen Impulse bestimmt werden. Hierdurch ist es möglich, beliebige Kraftverläufe der Schließkraft in Abhängigkeit der Position des Verschließelements vorzugeben.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß im Schließzustand des Verschließelements bei Überschreiten einer vorgegebenen Position des Verschließelements eine Alarmanlage ausgelöst wird. Hierbei ist es denkbar, daß eine bereits installierte oder noch zu installierende Alarmanlage eines Gebäudes benutzt wird, so daß das Antriebssystem ein entsprechendes Alarmsignal an diese Alarmanlage weiterleitet. Es ist aber auch denkbar, daß eine Alarmanlage im Antriebssystem direkt integriert ist, so daß eine autarke Alarmsicherung des Verschließelements erfolgt.
  • Vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Antriebssystem verwenden für Verschließelemente wie Tore, Türen, Rolläden oder Fenster, wobei die Verschließbewegung zum Beispiel aus einer Schiebe-, Dreh- oder Schwingbewegung bestehen kann.
  • Als Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde ein Überkopf-Garagentor herangezogen, das nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert wird. In dieser zeigt
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines überkopfbewegbaren Garagentors mit einem Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Antriebssystems und
    Fig. 2
    ein vergrößertes Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Antriebssystems.
  • Das Garagentor aus Fig. 1 weist zwei vertikale Streben 1 auf, an deren oberen Ende sich zwei Laufschienen 2 anschließen, in denen das Torblatt 3 geführt ist. Das Torblatt 3 ist weiterhin mit einem nicht dargestellten Gestänge an die Streben 1 angelenkt, so daß sich das Torblatt mit einer Überkopfbewegung öffen und schließen läßt. Außerdem sind Ausgleichsfedern vorgesehen, die das Eigengewicht des Torblattes während der Bewegung weitgehend kompensieren und die das Torblatt in seinen Endstellungen definiert halten. Das mit 4 bezeichnete Antriebssystem besteht insgesamt aus einem Schleppkettenantrieb mit einer Schleppkette 5, an der das Torblatt 3 angelenkt ist und die über die Umlenkrolle 6 sowie über eine nicht dargestellte Antriebsrolle geführt ist. Die Antriebsrolle befindet sich in dem Antriebsaggregat 7 und wird über ein Getriebe durch den Elektromotor 9 angetrieben. Ebenfalls durch den Elektromotor 9 angetrieben wird ein Inkrementalgeber 8, der nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen jeweils einen Impuls an die Steuereinheit 10 abgibt. In Verbindung mit Schaltelementen, die durch das Torblatt 3 in dessen beiden Endstellungen, also in vertikaler und in horizontaler Stellung, betätigt werden, wertet die Steuereinheit 10 die Impulse des Impulsgebers aus. Auf den Inkrementalgeber kann gegebenenfalls auch verzichtet werden, wenn entsprechende Schaltelemente so montiert werden, daß die Steuereinheit die nötigen Positionsinformationen erhält. Das Ausgangssignal der Steuereinheit 10 führt zu einem Verstärker 11, der dem Elektromotor 9 die notwendige Leistung zuführt.
  • Fig. 2 zeigt die elektronischen Komponenten des Antriebssystems. Demnach besteht die Steuereinheit 10 aus einem Microcontroller. Neben den Impulsen des Inkrementalgebers 8 und gegebenenfalls weiteren Schaltelementen wertet der Microcontroller 10 außerdem das Signal eines nicht näher dargestellten Empfängerteils einer Funkfernsteuerung aus, mit der befugte Personen das Garagentor öffnen oder schließen können.
  • Gelangt an den Microcontroller ein Befehl zum Öffnen des Garagentors 3, so wird in an sich bekannter Weise über den Verstärker 11 der Elektromotor 9 angesteuert. Bei Erreichen der Endstellung, die durch einen Endschalter oder auch durch entsprechendes Aufintegrieren der Impulse des Inkrementalgebers 8 erkannt wird, wird der Motor wieder ausgeschaltet. Wenn im anderen Fall ein Befehl zum Schließen des Garagentores an den Microcontroller gelangt, so ist der Funktionsablauf entsprechend.
  • Die erfindungsgemäße Funktion des Antriebssystems setzt ein, wenn das Garagentor geschlossen ist. Zweckmäßigerweise wird in vollständig geschlossener Position des Torblatts noch keine Schließkraft ausgeübt, um so den Motor nicht unnötig zu belasten. Sobald der Microcontroller 10 allerdings über den Inkrementalgeber 8 oder auch über entsprechende Positionsschalter eine Position des Garagentores detektiert, die über eine zulässige Position hinausgeht, wird der Motor derart angesteuert, daß auf das Garagentor eine Schließkraft wirkt. Je nach Motortyp und Ansteuerschaltung kann dabei die Schließkraft in Abhängigkeit von der Position oder auch von der Positionsveränderung des Garagentors variieren.
  • Die einfachste Möglichkeit besteht darin, daß die Schließkraft ab einer bestimmten Position auf einen Maximalwert, der dem maximalen Stillstandsmoment des Motors entspricht, eingestellt wird. Der Motor kann in dieser Form durch einfaches An- bzw. Umschalten angesteuert werden.
  • Zusätzlich kann bei der Rückkehr des Torblatts in dessen Schließposition vorgesehen sein, daß die Schließkraft als Steuergröße einem Sollverlauf der Positionsänderung, also der Rückkehrgeschwindigkeit in die Stillstandsposition, folgt. Hierdurch wird ein sanftes Schließen des Torblatts bewirkt. Dies kann insbesondere dann erforderlich sein, wenn eine unbefugte Person das Torblatt zunächst zu öffnen versucht und nach Aktivieren der maximalen Schließkraft das Tor plötzlich wieder freigibt.

Claims (12)

  1. Antriebssystem für Verschließelemente, vorzugsweise für Tore, Türen, Rolläden oder Fenster, mit einem Motor, mit einem Positionsgeber zum Erfassen bestimmter Positionen des Verschließelements, mit einer Bedieneinheit, die befugten Personen das Öffnen oder Schließen des Verschließelements erlaubt, und mit einer Steuereinheit, wobei die Steuereinheit in Wirkverbindung mit dem Motor, dem Positionsgeber und der Bedieneinheit steht,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Motor durch die Steuereinheit angesteuert eine Verschließkraft auf das Verschließelement ausüben kann, die von der Position und/oder von der Positionsänderung des Verschließelements abhängt.
  2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schließkraft bei vollständig geschlossenem Schließelement nicht erzeugt wird und auf einen Maximalwert ansteigt, sobald das Verschließelement über eine vorgegebene Position hinaus geöffnet wird.
  3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Rückkehr des Verschließelements in die Schließposition die Schließkraft von der Positionsänderung des Schließelements derart abhängt, daß ein sanftes Schließen des Verschließelements erfolgt.
  4. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Elektromotor, vorzugsweise ein Gleichstrommotor ist.
  5. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Motor die Verschließeinheit über ein Untersetzungsgetriebe antreibt.
  6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsgeber Schaltelemente umfaßt, die an geeigneten Positionen montiert sind und die durch die Bewegung des Verschließelements an den jeweiligen Positionen betätigt werden.
  7. Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsgeber zusätzlich einen Inkrementalgeber umfaßt, der nach einer bestimmten Positionsveränderung des Verschließelements jeweils einen Impuls abgibt.
  8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedieneinheit aus einer Fernsteuerung oder aus einem durch einen Schlüssel zu betätigenden Schalter besteht.
  9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit aus einem Mikrocontroller besteht.
  10. Verwendung eines Antriebssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für Verschließelemente, wie Tore, Türen, Rolläden oder Fenster.
  11. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer vorgegebenen Position des Verschließelements eine Alarmanlage durch die Steuereinheit ausgelöst wird.
  12. Antriebssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmanlage im Antriebssystem integriert ist.
EP96115585A 1995-10-06 1996-09-27 Antriebssystem für Verschliesselemente Expired - Lifetime EP0767288B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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EP96115585A Expired - Lifetime EP0767288B1 (de) 1995-10-06 1996-09-27 Antriebssystem für Verschliesselemente

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JP (1) JPH09177429A (de)
AT (1) ATE191250T1 (de)
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