EP0914537A1 - Türantrieb - Google Patents

Türantrieb

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EP0914537A1
EP0914537A1 EP97928098A EP97928098A EP0914537A1 EP 0914537 A1 EP0914537 A1 EP 0914537A1 EP 97928098 A EP97928098 A EP 97928098A EP 97928098 A EP97928098 A EP 97928098A EP 0914537 A1 EP0914537 A1 EP 0914537A1
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EP
European Patent Office
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motor
roller
door
door drive
door leaf
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EP97928098A
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Andreas Dipl. El.-Ing. Sukale
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Inventio AG
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Inventio AG
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    • B66B13/02—Door or gate operation
    • B66B13/06—Door or gate operation of sliding doors
    • B66B13/08—Door or gate operation of sliding doors guided for horizontal movement
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    • E05Y2800/26—Form or shape
    • E05Y2800/268—Form or shape cylindrical; disc-shaped; circular
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    • 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
    • E05Y2900/104—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof for elevators

Definitions

  • the present invention relates to a friction wheel drive for a sliding door, in particular for an elevator door, consisting of at least one linearly or curvedly moved door leaf, which is suspended by means of guide rollers and guided on a guide.
  • CH Patent No. 636 162 discloses a drive of the above-mentioned type for the door leaf of a sliding door.
  • This drive has a shaft which is parallel to the door guide and rotates with at least one roller head which works as a driver of the door leaves suspended from guide by means of guide rollers.
  • the roller head has three rollers distributed around the inner circumference, which are in frictional connection with the rotating shaft.
  • the roller axes are arranged in such a way that when the shaft rotates, there is a lateral movement of the roller head on the shaft analogous to a screw nut on a rotating threaded spindle. With a correspondingly different arrangement of the roller axes, opposing movements of, for example, two roller heads on the same shaft can be achieved.
  • the shaft itself is driven by a motor.
  • This drive does not differ much in terms of construction and assembly technology from the classic drives with crank or belt drive.
  • the rotating shaft must also be stored several times for reasons of stability.
  • CH Patent No. 384 404 describes a further “electrical drive device for opening and closing sliding doors”.
  • This disclosure shows a drive which also works with frictional engagement, the drive device working as a trailing drive, having a separate guide and the output of which is designed as a conical friction wheel which is operatively connected to a special curve with bevels on both sides.
  • the bevels at the ends of the curve create an axial Displacement of the friction contact point on the conical friction wheel, which results in a corresponding speed profile for the sliding door, analogous to the curve geometry.
  • Guide roller itself as a motor in the form of an external rotor, that is to say designed as a motor roller, and the external rotor is in the form of a guide roller which runs on a guide rail.
  • the motor roller designed as a guide roller has an outer rotor which is mounted on a stationary shaft and which is equipped with permanent magnets on the inner circumference.
  • the stationary shaft is connected to the door wing to be carried and carries a wound inner stator package.
  • the winding connections are routed to the inside of the shaft.
  • the roller motor is advantageously designed as a permanent-pole DC motor with electronic commutation.
  • An asynchronous three-phase motor with frequency control can be used as a further motor type, in which case the outer rotor has a laminated ring package with short-circuit cage winding and the stationary inner stator has a three-phase winding.
  • a feedback signal for speed and displacement control is received by means of a rotary encoder on the motor roller and / or linear encoder on the guide, each with an optoelectronic reader on the door leaf.
  • a transmission enables a power transmission from a motor roller to a roller.
  • Fig.l the front view of a door leaf with motor and roller
  • FIG. 3 shows a plan view of a telescopic sliding door with motor and roller.
  • a door leaf of a sliding door is designated 1.
  • the door leaf 1 is suspended from a guide 2 by means of rollers 3 and guided with the latter.
  • Fig. 2, 4 is a roller body with both sides
  • the front wheel flange 19 has a groove 17 for inserting the transmission string 18.
  • a roller bearing 9 and 10 is installed, each of which run on a fixed shaft 8.
  • the motor installed in the roller body 4 is a direct current motor with permanent magnet poles 5 on the circumference of the inner cylindrical roller surface and a laminated inner stator 6 on the stationary shaft 8 with a winding 7, an electronic commutator circuit (not shown) being provided instead of a mechanical commutator .
  • the right end part of the shaft 8 is provided with a screw thread 14 after it emerges from the roll body 4.
  • the shaft 8 is firmly screwed to the upper part of the door leaf 1 on the thread side.
  • the winding connections 13 of the winding 7 are guided to the outside through an axial bore in the shaft 8.
  • a code strip 15 in the form of a circular ring is attached to the outside on the rear end face of the roller body 4, which code strip is scanned, for example, optoelectronically by a reader 16 attached to the door leaf 1.
  • a further code strip 21 is attached to the guide 2 for the feedback to a position control of a known type, also not shown, which is scanned by an analog reader 22, likewise preferably optoelectronically.
  • FIG. 3 No new parts are shown in FIG. 3, but an application example for a telescopic door is shown.
  • the function of the device according to the invention will now be discussed in more detail below.
  • the different speeds of the two door leaves la and lb are achieved by different lever ratios and are therefore unchangeably defined.
  • the individually controllable and controllable motor rollers 3 ' the single speed of the door leaf 1 a and the double speed of the door leaf 1 b can be specified solely with the control and regulating devices mentioned.
  • Another possibility is to design the roller motors in the two motor rollers 3 'accordingly differently, for example with regard to the number of poles, the precise Movement synchronization or relation of the two door leaves la and lb to one another is additionally perceived with the two path and speed controls assigned to the door leaves la and lb.
  • both door rollers 3 are provided as motor rollers 3 '.
  • the drive power of a motor roller 3 ' is additionally transmitted to a roller 3 "by means of a string 18, which improves the frictional engagement with the guide 2.
  • the running surface 20 of the motor rollers 3' can also be provided with a coating with a higher coefficient of friction, with which the frictional engagement is also reinforced.
  • an asynchronous three-phase motor can also be provided as the motor type. If such a motor is installed in the roller body 4, it consists of a laminated core outer rotor with short-circuit bars inserted into grooves and short-circuit rings connected to the short-circuit bars at the end.
  • the likewise laminated inner stator on the shaft 8 then has the known three-phase winding with, for example, two or more poles formed by the winding design.
  • the control and regulation of a three-phase motor is then expediently carried out by means of variable voltage frequency and amplitude.
  • the contour of the door rollers 3 is not limited to that of the example shown. In this regard, concave or convex treads are also possible, which then run on guides with a correspondingly adapted shape.
  • a string 18 instead of a string 18, the use of a light chain or a flat belt is also possible.
  • the latter can run on the tread 20 and thus replace an additional friction lining, but one of the door rollers must be fastened in an elongated hole or slot in order to tension the belt.

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Description

Türantrieb
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reibradantrieb für eine Schiebetür, insbesondere für eine Aufzugstür, bestehend aus mindestens einem linear oder gekrümmt bewegten Türflügel , welcher mittels Führungsrollen aufgehängt und an einer Führung geführt wird.
Mit der CH-Patentschrift Nr. 636 162 ist ein Antrieb der obgenannten Art bekannt für Türflügel einer Schiebetür. Dieser Antrieb weist eine zur Türführung parallele und drehende Welle auf mit mindestens einem Rollenkopf, der als Mitnehmer der mittels Führungsrollen an einer Führung aufgehängten Türflügel arbeitet. Der Rollenkopf weist am inneren Umfang verteilt drei Rollen auf, welche mit der drehenden Welle in Reibschlussverbindung stehen. Die Rollenachsen sind so angeordnet, dass sich bei drehender Welle eine Lateralbewegung des Rollenkopfes auf der Welle ergibt analog einer Schraubenmutter auf einer drehenden Gewindespindel. Mit entsprechend unterschiedlicher Anordnung der Rollenachsen lassen sich gegenläufige Bewegungen von beispielsweise zwei Rollenköpfen auf der gleichen Welle erreichen. Die Welle selbst wird von einem Motor angetrieben.
Dieser Antrieb unterscheidet sich vom konstruktiven und montagetechnischen Aufwand her gesehen nicht sehr von den klassischen Antrieben mit Kurbel- oder Riementrieb. Die drehende Welle uss ferner aus Stabilitätsgründen mehrfach gelagert werden.
Die CH-Patentschrift Nr. 384 404 beschreibt eine weitere "Elektrische Antriebseinrichtung zum Oeffnen und Schiiessen von Schiebetüren". Bei dieser Offenbarung wird ein ebenfalls mit Reibschluss arbeitender Antrieb gezeigt, wobei die Antriebseinrichtung als Schleppantrieb arbeitet, eine separate Führung besitzt und dessen Abtrieb als ein konisches Reibrad ausgebildet ist, welches mit einer speziellen Kurve mit beidseitigen Anschrägungen in WirkVerbindung steht. Die Anschrägungen an den Kurvenenden bewirken eine achsiale Verschiebung der Reibkontaktstelle auf dem konischen Reibrad, womit sich analog zur Kurvengeometrie ein entsprechendes Geschwindigkeitsprofil für die Schiebetür ergibt.
Bei diesem Antrieb wird wegen dem Schleppantriebsprinzip zusätzlich mehr Platz benötigt, was diesen Antrieb für Aufzugsanwendungen ausschliesst. Ferner scheint der Reibkontakt mit punktförmiger Auflage einen etwas begrenzten Kraftschluss zu ergeben.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfachen und kompakten Reibradantrieb für eine Schiebetür zu schaffen, welcher wirtschaftlich herzustellen ist und universell einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete und beispielhaft in Beschreibung und Zeichnung dargestellte Erfindung gelöst.
Die Erfindung zeichnet sich u.a. dadurch aus, dass die
Führungsrolle selbst als Motor in Aussenläuferform, also als Motorrolle ausgebildet ist und der Aussenläufer die Form einer Führungsrolle aufweist, welche auf einer Führungsschiene abläuft.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die als Führungsrolle ausgebildete Motorrolle weist einen auf einer stillstehenden Welle gelagerten Aussenläufer auf, welcher am inneren Umfang mit Permanentmagneten bestückt ist.
Die stillstehende Welle ist mit dem mitzunehmenden Türflügel verbunden und trägt ein bewickeltes Innenstatorpaket. Die Wicklungsanschlüsse sind im Innern der Welle nach aussen geführt.
Der Rollenmotor wird vorteilhaft als Permanentpol-Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutation ausgeführt. Als weiterer Motortyp kann ein Asysnchron-Drehstrommotor verwendet werden mit Frequenzregelung, wobei dann der Aussenläufer ein Blechringpaket mit Kurzschluss-Käfigwicklung und der ruhende Innenstator eine Drehstromwicklung aufweist.
Mittels Drehgeber an der Motorrolle und/oder Lineargeber an der Führung mit je einem optoelektronischen Leser am Türflügel wird ein Feedbacksignal für die Geschwindigkeits- und Wegregelung erhalten .
Mittels einer Transmission ist eine Kraftübertragung von einer Motorrolle zu einer Laufrolle möglich.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Fig.l die Frontalansicht eines Türflügels mit Motor- und Laufrolle,
Fig.2 einen Querschnitt durch einen Rollenmotor und
Fig.3 eine Draufsicht auf eine Teleskop-Schiebetür mit Motor- und Laufrolle.
In der Fig.l ist ein Türflügel einer Schiebetür mit 1 bezeichnet. Der Türflügel 1 ist mittels Rollen 3 an einer Führung 2 aufgehängt und mit dieser geführt. Von den Rollen 3 ist die in Klammern mit 3' bezeichnete eine Motorrolle und die in Klammern mit 3" bezeichnete eine Laufrolle. Aeusserlich ist der Unterschied von dieser Seite gesehen zwischen Motor- 3' und Laufrolle 3" nicht erkennbar. Gestrichelt eingezeichnet ist eine mögliche Transmissionssaite 18 zur Uebertragung der Motorkraft von der Motorrolle 3' auf eine Laufrolle 3".
In der Fig 2 ist mit 4 ein Rollenkörper mit beidseitigen
Spurkränzen 19 und einer Lauffläche 20 bezeichnet. Der vordere Spurkranz 19 weist eine Rille 17 auf für das Einlegen der Transmissionssaite 18. In der vorderen und hinteren Stirnseite des Rollenkörpers 4 ist je ein Wälzlager 9 und 10 eingebaut, welche je auf einer feststehenden Welle 8 laufen. In der gezeigten beispielhaften Form ist der im Rollenkörper 4 eingebaute Motor ein Gleichstrommotor mit Permanentmagnetpolen 5 am Umfang der inneren zylindrischen Rollenfläche und einem geblechten Innenstator 6 auf der stillstehenden Welle 8 mit einer Wicklung 7, wobei anstelle eines mechanischen Kommutators eine nicht dargestellte elektronische Kommutatorschaltung vorgesehen ist.
Die rechte Endpartie der Welle 8 ist nach dem Austritt aus dem Rollenkörper 4 mit einem Schraubgewinde 14 versehen. Mittels flachen Muttern 11 und 12 wird die Welle 8 auf der Gewindeseite mit dem oberen Teil des Türflügels 1 fest verschraubt. Durch eine achsiale Bohrung in der Welle 8 werden die Wicklungsanschlüsse 13 der Wicklung 7 nach aussen geführt. Zwecks Rückmeldung der Rollengeschwindigkeit an eine nicht dargestellte Motorregelung bekannter Art ist aussen auf der hinteren Stirnseite des Rollenköpers 4 ein Codestreifen 15 in Kreisringform angebracht, welcher von einem am Türflügel 1 angebrachten Leser 16 beispielsweise optoelektronisch abgetastet wird. Für die Rückmeldung an eine ebenfalls nicht dargestellte Wegregelung bekannter Art ist eine weiterer Codestreifen 21 an der Führung 2 angebracht, welcher von einem analogen Leser 22, ebenfalls vorzugsweise optoelektronisch, abgetastet wird.
In der Fig.3 sind keine neuen Teile dargestellt, jedoch wird ein Anwendungsbeispiel für eine Teleskoptüre gezeigt.
Anhand dieser Fig.3 soll nun im weiteren näher auf die Funktion der erfindungsgemässen Einrichtung eingegangen werden. Bei den klassischen mechanischen Antrieben über Mitnehmerhebe1 wird die unterschiedliche Geschwindigkeit der beiden Türflügel la und lb durch unterschiedliche Hebelübersetzungen erreicht und ist somit unveränderlich definiert. Mit den individuell Steuer- und regelbaren Motorrollen 3' kann die einfache Geschwindigkeit des Türflügels la und die doppelte Geschwindigkeit des Türflügels lb allein mit den genannten Steuer- und Regeleinrichtungen vorgegeben werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Rollenmotoren in den beiden Motorrollen 3' beispielsweise bezüglich Polzahl entsprechend unterschiedlich auszulegen, wobei die präzise Bewegungs-Synchronisation bzw. -Relation der beiden Türflügel la und lb zueinander zusätzlich noch mit den beiden, den Türflügeln la und lb zugeordneten, Weg- und Geschwindigkeitsregelungen wahrgenommen wird.
Je nach Masse und geforderte Geschwindigkeit der Schiebetür ist der Leistungsbedarf für den Türantrieb entsprechend unterschiedlich. Eine Verdoppelung der Antriebsleistung besteht beispielsweise darin, dass beide Türrollen 3 als Motorrollen 3' vorgesehen werden. Bei sehr leichten Türflügeln 1 kann die
Antriebs1eistung einer Motorrolle 3' zusätzlich mittels einer Saite 18 auf eine Laufrolle 3" übertragen werden, womit der Reibschluss mit der Führung 2 verbessert wird. Die Lauffläche 20 der Motorrollen 3' können zudem auch mit einem Belag mit höherem Reibwert versehen werden, womit der Reibschluss ebenfalls verstärkt wird.
Als Motortyp kann, wie eingangs erwähnt auch ein Asysnchron- Drehstrommotor vorgesehen werden. Wird ein solcher Motor in den Rollenkörper 4 eingebaut, besteht dieser aus einem Blechpaket- Aussenläufer mit in Nuten eingeschobenen Kurzschlussstäben und stirnseitigen mit den Kurzschlussstäben verbundenen Kurzschlussringen. Der ebenfalls geblechte Innenstator auf der Welle 8 weist dann die bekannte Drehstromwicklung mit beispielsweise zwei oder mehr durch die Wicklungsauslegung gebildete Polen. Die Steuerung und Regelung eines Drehstrommotors erfolgt dann zweckmässigerweise mittels variabler Spannungs- Frequenz und -Amplitude.
Die Kontur der Türrollen 3 ist nicht auf jene des gezeigten Beispiels beschränkt. Es sind diesbezüglich auch konkave oder konvexe Laufflächen ausführbar, welche dann auf Führungen mit entsprechend angepasster Form laufen.
Anstelle einer Saite 18 ist auch die Verwendung einer leichten Kette oder eines Flachriemens möglich. Letzterer kann auf der Lauffläche 20 laufen und so einen zusätzlichen Reibbelag ersetzen, wobei jedoch eine der Türrollen in einem Langloch bzw. Schlitz befestigt werden muss zum Spannen des Riemens.

Claims

TürantriebAnsprüche
1. Türantrieb mittels Reibrad für eine Schiebetür für Aufzüge bestehend aus mindestens einem linear oder gekrümmt bewegten Türflügel (1), welcher mittels Führungsrollen (3) aufgehängt und an einer Führung (2) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Führungsrollen (3) als den Türflügel (1) mitnehmende Motorrolle (3') mit internem Motor ausgebildet ist, wobei ein Rollenkörper (4) Teile des Aussenläufers des Motors der Motorrolle (3') enthält und eine mit dem Türflügel (1) verbundene Achse (8) Teile eines Innenstators des Motors der Motorrolle (3#) aufweist.
2. Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor der Motorrolle (3') als Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutation ausgebildet ist, wobei der Aussenläufer aus am inneren Umfang des Rollenkörpers (4) angeordneten Permanentmagneten (5) besteht und der Innenstator aus einem auf der Welle (8) befestigten Blechpaket (6) mit einer Wicklung (7) besteht.
3. Türantrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Motor als Drehstrom-Asynchronmotor ausgebildet ist, wobei der Aussenläufer ein Blechringpaket enthält mit Kurzschlusswicklung und der Innenstator ein auf der Welle (8) befestigtes Blechpaket mit einer Drehstromwicklung beliebiger Polzahl aufweist.
4. Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorrolle (3') einen Drehgeber mit einem Codestreifen (15) an der Motorrolle (3') und einen Leser (16) am Türflügel (1) und/oder einen Lineargeber mit einem Codestreifen (21) an der Führung (2) und einen Leser (22) am Türflügel (1) aufweist.
5. Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Motorrolle (3') und einer Laufrolle (3") eine Transmission zur Kraftübertragung von der Motorrolle (3') zur Laufrolle (3") vorgesehen ist.
6. Türantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Transmission eine Saite (18) vorgesehen ist und Rillen (17) an einem Spurkranz (19) der Rollenkörper (4) vorhanden sind.
7. Türantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Transmission ein auf der Lauffläche (20) des Rollenkörpers (4) einer Motorrolle (3') und einer Laufrolle (3") aufgelegter und diese miteinander verbindender Flachriemen vorgesehen ist.
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