EP2229496A2 - Sicherungssystem zur absicherung eines sich bewegenden, geführten bewegungselements gegen ungewollte kollisionen - Google Patents

Sicherungssystem zur absicherung eines sich bewegenden, geführten bewegungselements gegen ungewollte kollisionen

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EP2229496A2
EP2229496A2 EP09702219A EP09702219A EP2229496A2 EP 2229496 A2 EP2229496 A2 EP 2229496A2 EP 09702219 A EP09702219 A EP 09702219A EP 09702219 A EP09702219 A EP 09702219A EP 2229496 A2 EP2229496 A2 EP 2229496A2
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EP
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movement
moving
object detection
signal
shutdown
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EP09702219A
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Beat De Coi
Christian Signer
Markus Menzi
René HUG
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Cedes AG
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Definitions

  • the invention relates to a security system for securing a particular vertically moving, guided movement element against unwanted collisions according to the preamble of claim 1.
  • the invention is based on the object to provide a security system of the type described in the introduction, which can depend on a movement of a moving element comparatively reliable lock for object recognition.
  • the invention is based on a security system for securing a moving, guided movement element, for. As a door or gate element, against unwanted collisions with a lying on a path of movement in the direction of movement of the moving object.
  • the security system comprises an object detection device for detecting an object in a region of the movement element which is lockable by a movement of the movement element for object recognition and an electronic unit with which the movement of the movement element is controllable and which is adapted to the object detection device as the movement element approaches Assign lock state in which an object or motion element does not trigger a security mode.
  • shutdown means are provided, which upon detection of a coming from the moving element shutdown signal at least a part of
  • the shut-off means comprise a transmitting device for a shutdown signal, which either sits directly on the moving element or which is tuned to a separate reflector for electromagnetic radiation, in particular optical reflector on the moving element in a manner that a signal of the transmitting member can be received by a receiver of the cut-off means only in a predefined range of movement of the reflector on the moving element.
  • the security system according to the invention can in particular at gates, z. B. Rolltoren or doors, z. B are used in sliding doors as in pull-outs. Further
  • the object detection device is completely switched off by the disconnection means.
  • the object detection device comprises a curtain of a plurality of in the direction of movement of the Movement element successively arranged object detection means, for. As photocells or light sensors. When switched off by the approaching movement element, the object detection means closest to a front edge of the movement element is preferably blocked for object recognition.
  • the shut-off means are designed to evaluate a turn-off signal as such only if it comes from the movement element in a predetermined period of time during the movement.
  • the shutdown safety is further increased.
  • a signal fulfills the conditions to be scored in principle as a shutdown signal and secondly still occurs in a predicted time window, is highly unlikely.
  • the predicted time star can be z. B. determine that due to a known speed of the moving member and a known geometric arrangement of the shutdown can be predicted at what time the moving element must appear at a predetermined location of the shutdown.
  • the object detection device in approaching motion element eg. B. gate element
  • properly assign a blocking state in which an object or the moving element in the object detection device does not trigger a security mode the z. B. stops the movement element and / or reversed.
  • a reflector in the signal path of the cut-off means is advantageous because a reflector reflects light much better than a conventional object to be detected, so that it is possible to work with comparatively low light output at the cut-off means.
  • it can be a Exclude misinterpretation of a reflection from a detecting object, if only defined directed and / or acquired light is used for the evaluation.
  • the reflector on the moving element may have a pattern. For example, to generate a shutdown signal, the pattern must be recognized. This can be z. B. done by multiple sampling.
  • a gate or other moving guided component coming shutdown signal may be a sound and / or light signal and / or electromagnetic or magnetic nature. It can also be used polarized light, which further increases the noise immunity.
  • emitted electromagnetic radiation eg light
  • a modulator the modulated light being tuned to an analyzer which is seated in front of the receiver, in such a way that only the changed, modulated light can be received.
  • the security in signal detection increases significantly.
  • light is transmitted through a polarizing filter or retarder plate in one changed in a predefined way.
  • the receiver is designed so that it can only receive the changed light.
  • the emitted light is linearly polarized, with a reflector the
  • Polarization properties changes in such a way that meets the receiver circularly polarized light.
  • the circularly polarized light can be evaluated at the receiver.
  • the shut-off means in the region of a guide rail of the movement element comprise a transmitter or receiver which form the shut-off means together with a receiver or transmitter of the object detection device.
  • the backup system can be designed inexpensively, since existing elements of the object detection device for the shutdown means are used. For example, receivers and their evaluation are comparatively expensive.
  • the disconnection means use the existing receivers of the object detection device, but optionally have additional transmitters, so that with the help of the transmitter, a signal on the moving element, thus coming from the moving element, directed to the existing receiver and evaluated there, to cause a locking of at least a part of the object detection device.
  • a transmitter cooperates with a plurality of receivers of the object detection means, for example, object detection means are passively switched in blocks or disabled or completely switched off. It is also conceivable that a transmitter of the shutdown means is assigned only to individual receivers of the object detection means, wherein a shutdown of further, in particular in the closing direction of the moving element subsequent object detection means without an associated transmitter via an algorithm, for example by means of a speed calculation.
  • the object detection means are light barriers and thus are not based on the need for back reflection from an object to be detected. It is conceivable, of course, a light barrier beam, which is deflected by mirror means. In this way, objects can be detected more reliably, because the nature, in particular the surface condition of the objects does not substantially affect the detection.
  • the movement element an electronic unit which is able to emit a signal for the shut-off means.
  • a transmitter for infrared light is used, which is operated for example via a battery.
  • a cable supply is also possible.
  • a wireless energy transfer can take place, for example, by induction via an alternating magnetic field whenever the movement element is closed.
  • an energy buffer such as an accumulator in the transmitter on the moving element can be charged wirelessly.
  • the accumulator can also be powered by electromagnetic radiation wirelessly with energy.
  • the shut-off means are adapted to a completely closed state of the moving element, for. B. determine a gate element. For example, in the closed position of the door element, a signal from the door element can be evaluated, which must be received permanently in this position. A gate control, the detected closed position can be provided.
  • an interface is provided to output or read in the current position of the movement element. If the possibility arises of transmitting the end position of the movement element to the control, then e.g. To check if the movement element behaves properly. In the final position, e.g. Photoelectric sensors of the object detection means "can not see”. Becomes ⁇ . For example, if a door is forced out of the intended path by wind power, which is not excluded in flexible roll-up doors, the controller may receive a corresponding signal, e.g. a stop signal is transmitted.
  • the object detection means for example light barriers
  • the light barrier density is greater shortly before the end position of the moving element than in the remaining area.
  • the end area eg floor area
  • smaller objects can still be reliably detected, in particular in the bottom area of a door.
  • elements of the cut-off means which are fastened to the movement element, have a predetermined distance to the front edge. Because the leading edge of moving elements, such as gate elements, is usually not suitable for attachment of objects. It is usually soft, on the one hand sufficient to close a gap between the door element and a ground level, on the other hand, the risk of injury in unwanted collisions is reduced.
  • receptors of the cut-off means are offset relative to receivers of the object detection device.
  • the opening angle of inserted optics is chosen in particular according to einschlagiger standard.
  • the signal chain is monitored, e.g. by monitoring the number of object detection means active for the object detection.
  • switching outputs of the object detection means are provided for example with a test input for execution of test procedures.
  • the individual components of the security system on one side of a moving element need not necessarily be in be housed a unit. It is conceivable that, for example, individual sensor pairs or groups of sensors can be mounted in a communicating manner via a bus. This makes it possible to achieve greater flexibility if the object detection device and / or switch-off means of the security system are to be adapted to different structural conditions, in particular smaller or larger surveillance areas.
  • Conceivable are laser scanners, distance sensors, such. Time of flight sensors or stereo cameras, photoelectric sensors and retro-reflective sensors, just to name a few.
  • the sensors can then be selected depending on the power profile required at the respective door element.
  • FIGS. 1-3 show a section of a gate element as well as a gate protection system on one side of the gate element, in each case a schematic illustration for different embodiments of shutdown devices which cause a blocking of monitoring light beams of a light barrier arrangement for object recognition;
  • Figures 4 and 5 possibilities of reflection means which are part of a signal path of cut-off means, respectively in schematic views and
  • Figure 6 is a perspective view of a reflector for shutdown.
  • FIGS. 1-3 each show the left side of different torgue systems 1, 2, 3. From a gate element 4, the lower left corner is shown schematically in each case.
  • the TorJacquesssysteme 1, 2, 3 comprise on the left side each a receiver strip 5, 6, 7.
  • Surveillance light beams 8 emit each to a receiver 9, can not be seen in Figures 1-3.
  • the monitoring light beams 8 ensure that when an object enters an area 10 below a front edge 4a of the door element 4 due to an interruption of the monitoring light beams 8, the gate element 4 stops, g reverses to prevent collisions with the object.
  • a transmitter 12 is positioned in the left front region of the door element 4.
  • the transmitter 12 cooperates with receivers (not shown), which could in principle also be the receivers 9, whereby the monitoring light beams 8 for the object recognition are successively blocked when the gate element 4 is shut down.
  • the blocked monitoring light beams are shown in dashed lines in FIGS.
  • the transmitter 12 preferably cooperates with the receivers in such a way that, before reaching a monitoring light beam 8 through the front edge 4a of the goal element, a respective receiver recognizes that the gate element is in this position by a signal emitted by the transmitter 12, whereby the respective receiver transmitter pairing for the Uberwachungslichtstrahl is put into a passive state.
  • the receivers of the turn-off means are arranged offset to the receivers for the respective monitoring light beams 8.
  • an additional receiver 9a is provided in Figure 2, which evaluates light from an additional transmitter 13 to block the following in the direction of movement 11 Uberwachungslichtstrahl 8a or the associated receiving transmitter pair with respect to the To bring object evaluation into a passive state.
  • the signal of the additional transmitter 13 is directed via a reflector 15 to the receiver 9a.
  • the reflector 15 is seated on the gate element 4, so that in this way the presence of the gate element can be reliably detected.
  • the cut-off means comprise a single transmitter 16, which reflects light to already present receivers 9 via the reflector 15 mounted on the gate element 4. As soon as a receiver 9 detects a signal coming from the transmitter 16, this receiver 9 and a corresponding transmitter on the other side of the door are locked in the event of object recognition, so that the safety mode is not triggered when the front edge 4 a Signal path between this sensor pairing interrupts.
  • a transponder system is used for gate detection, with a transponder is mounted on the gate element.
  • an RFID system can be used with a transponder on the gate element.
  • the transponder may be passive, i. he does not have his own energy supply.
  • the position of the gate can be determined by triangulation.
  • An RFID receiver is provided at the upper end and at the lower end of the doorway.
  • a reflector 15 on a gate element as illustrated in FIG. 4 has only a small reflective lobe, which is to be illustrated by the arrows 17a-17e. This ensures that the possibility of a beam cut-off by stray light is practically excluded even to the next receiver of the shutdown.
  • a type of light guide 18 can be used, which has a defined receiving lobe 19 and a defined transmitting lobe 20 on a transmitter 21 and with respect to a receiver 22, so that also a misinterpretation of signals practically can not take place (see Figure 5).
  • a collimation device can be used, for.
  • a lens 22 a which makes it even more difficult that a reflection of light from the transmitter 21 takes place to the receiver 22, which is interpreted as a shutdown signal.
  • an aperture 22b may be provided, in particular in the light path from the transmitter 21 to the light guide 18.
  • a modulator after transmission 21 and an analyzer in front of the receiver 22 can be arranged in the light path, which further increases security.
  • FIG. 6 shows a reflector 27.
  • the reflector 27 is z. B. a massive polyhedron of a translucent, especially crystal clear material. According to FIG. 6, z. B. on a surface 28, a light beam 29 in the reflector 27 and is then mirrored by total reflection at the surface 30, further to the surfaces 31 and 32, where also total reflection takes place, so that the light beam 29, the reflector 27 over the surface 28th leaves again.
  • This reflector The specialty of this reflector is that an incident light beam 29a is offset only by a certain distance compared to the outgoing light beam 29b. The direction of the incident light beam 29a to the emergent light beam 29b remains unchanged. If several such reflectors arranged side by side, light z. B. emitted from a point source, too reflected a staggered point. By this reflector can thus light, z. B. are reflected to a receiver, which additionally has a predetermined direction with the desired light intensity.

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Abstract

Es wird ein Sicherungssystem (1) zur Absicherung eines sich bewegenden, geführten Bewegungselements (4) gegen ungewollte Kollisionen mit einem auf einem Bewegungsweg in Bewegungsrichtung (11) des Bewegungselements (4) liegenden Objekt vorgeschlagen, welches eine Objektdetektionseinrichtung zur Feststellung eines Objekts in einem Bereich des Bewegungselements (4) umfasst, die durch eine Bewegung des Bewegungselements (4) für eine Objekterkennung sperrbar ist, sowie eine Elektronikeinheit aufweist, mit welcher die Bewegung des Bewegungselements (4) steuerbar ist und die dazu ausgelegt ist, der Objektdetektionseinrichtung bei herannahendem Bewegungselement (4) einen Sperrzustand zuzuordnen, in welchem ein Objekt oder Bewegungselement keinen Sicherheitsmodus auslöst, wobei Abschaltmittel vorgesehen sind, die bei Detektion eines vom Bewegungselement (4) kommenden Abschaltsignals wenigstens einen Teil der Objektdetektionseinrichtung in den Sperrzustand überführen. Erfindungsgemäß umfassen die Abschaltmittel ein Sendeorgan für ein Abschaltsignal, das entweder unmittelbar am Bewegungselement sitzt oder das auf einen gesonderten optischen Reflektor am Bewegungselement (4) in einer Weise abgestimmt ist, dass von einem Empfänger der Abschaltmittel nur in einem vordefinierten Bewegungsbereich des Reflektors am Bewegungselement (4) ein Signal des Sendeorgans empfangen werden kann.

Description

"Sicherungssystem zur Absicherung eines sich bewegenden, geführten Bewegungselements gegen ungewollte Kollisionen"
Die Erfindung betrifft ein Sicherungssystem zur Absicherung eines sich insbesondere vertikal bewegenden, geführten Bewegungselements gegen ungewollte Kollisionen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Aus dem europaischen Patent EP 0 902 157 Bl ist es bekannt, Tore mit einem Lichtvorhang abzusichern, der in der Bewegungsebene eines Tores montiert ist. Damit das Tor nicht als Objekt erkannt wird, werden beim Schließen des Tores Uberwachungsstrahlen des Lichtvorhangs durch jeweils einen m Bewegungsrichtung des Tores zurückliegenden
Uberwachungsstrahl für eine Objekterkennung gesperrt, bevor eine Vorderkante des Tores den jeweiligen Uberwachungsstrahl erfasst. Auf diese Weise stehen die Uberwachungsstrahlen des Lichtvorhangs bei einer Schließbewegung des Tores sukzessive für eine Objekterkennung nicht mehr zur Verfugung.
Bei einer solchen Ausgestaltung ist es allerdings denkbar, dass ein zu detektierendes Objekt fälschlicherweise als herannahendes Tor interpretiert wird und somit ein unerwünschtes Sperren von Uberwachungsstrahlen bewirken konnte . Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Sicherungssystem der einleitend bezeichneten Art bereitzustellen, das sich abhangig von einer Bewegung eines Bewegungselements vergleichsweise zuverlässiger für eine Objekterkennung sperren lasst.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelost. In den abhangigen Ansprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung geht von einem Sicherungssystem zur Absicherung eines sich bewegenden, geführten Bewegungselements, z. B. einer Tur oder eines Torelements, gegen ungewollte Kollisionen mit einem auf einem Bewegungsweg in Bewegungsrichtung des Bewegungselement liegenden Objekts aus. Das Sicherungssystem umfasst eine Obiektdetektionseinnchtung zur Feststellung eines Objekt in einem Bereich des Bewegungselements, die durch eine Bewegung des Bewegungselements für eine Objekterkennung sperrbar ist sowie eine Elektronikemheit, mit welcher die Bewegung des Bewegungselements steuerbar ist und die dazu ausgelegt ist, der Objektdetektionseinrichtung bei herannahendem Bewegungselement einen Sperrzustand zuzuordnen, in welchem ein Objekt oder Bewegungselement keinen Sicherheitsmodus auslost. Dazu sind Abschaltmittel vorgesehen, die bei Detektion eines vom Bewegungselement kommenden Abschaltsignals wenigstens einen Teil der
Objektdetektionseinrichtung in den Sperrzustand überfuhren. Der Kern der Erfindung liegt nun darin, dass die Abschaltmittel ein Sendeorgan für ein Abschaltsignal umfassen, das entweder unmittelbar am Bewegungselement sitzt oder das auf einen gesonderten Reflektor für elektromagnetische Strahlung, insbesondere optischen Reflektor am Bewegungselement in einer Weise abgestimmt ist, dass von einem Empfänger der Abschaltmittel nur in einem vordefiniertem Bewegungsbereich des Reflektors am Bewegungselement ein Signal des Sendeorgans empfangen werden kann. Durch diese Vorgehensweise kann vermieden werden, dass eine Reflexion eines Objekts als Abschaltsignal interpretiert wird und damit fälschlicherweise eine Abschaltung der Objektdetektionseinrichtung oder zumindest eines Teils davon stattfindet .
Das erfindungsgemäße Sicherungssystem kann insbesondere bei Toren, z. B. Rolltoren oder Türen, z. B in Verschiebetüren wie bei Auszügen zum Einsatz kommen. Weitere
Anwendungsgebiete können im Bereich Maschinen, z. B. Pressen liegen .
Dadurch dass es erforderlich ist, dass zum Sperren zumindest eines Teils der Objektdetektionseinrichtung ein Signal vom Bewegungselement unmittelbar oder zumindest über den gesonderten optischen Reflektor empfangen werden muss, kann erreicht werden, dass Objekte im Torbereich eine derartige Sperrung nicht auslösen können, da derartige Objekte entsprechende Signale normalerweise nicht aussenden.
Im Gegensatz zur Ausgestaltung nach der EP 0 902 175 Bl erfolgt ein Sperren nicht aufgrund einer Unterbrechung eines Strahles, sondern durch das Erkennen eines vom Torelement kommenden spezifischen Signals, das sich von Signalreflexionen an Objekten regelmäßig unterscheidet. Das macht den Sperrvorgang deutlich sicherer.
Gegebenenfalls wird die Objektdetektionseinrichtung durch die Abschaltmittel ganz abgeschaltet.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Objektdetektionseinrichtung einen Vorhang aus einer Mehrzahl von in der Bewegungsrichtung des Bewegungselements nacheinander angeordneten Objektdetektionsmitteln, z. B. Lichtschranken oder Lichttaster. Bei einer Abschaltung durch das herannahende Bewegungselement wird vorzugsweise das vor einer Vorderkante des Bewegungselements nächstkommende Objektdetektionsmittel für eine Objekterkennung gesperrt.
Im Weiteren ist es besonders bevorzugt, wenn die Abschaltmittel dazu ausgelegt sind, ein Abschaltsignal als solches nur dann zu werten, wenn es in einem vorgegebenen Zeitabschnitt während der Bewegung vom Bewegungselement kommt. Dadurch wird die Abschaltsicherheit noch weiter erhöht. Denn die Wahrscheinlichkeit, dass erstens ein Signal die Bedingungen erfüllt, um als Abschaltsignal grundsätzlich gewertet zu werden und zweitens noch in einem vorprognostizierten Zeitfenster auftritt, ist höchst unwahrscheinlich. Das vorprognostizierte Zeitfester lässt sich z. B. dadurch bestimmen, dass aufgrund, einer bekannten Geschwindigkeit des Bewegungselements und einer bekannten geometrischen Anordnung der Abschaltmittel vorhergesagt werden kann, zu welchem Zeitpunkt das Bewegungselement an einem vorgegebenen Ort der Abschaltmittel auftauchen muss.
Damit steigt die Wahrscheinlichkeit erheblich, der Objektdetektionseinrichtung bei herannahendem Bewegungselement, z. B. Torelement, richtigerweise einen Sperrzustand zuzuordnen, in welchem ein Objekt oder das Bewegungselement bei der Objektdetektionseinrichtung keinen Sicherheitsmodus auslöst, der z. B. das Bewegungselement stoppt und/oder reversiert.
Ein Reflektor im Signalweg der Abschaltmittel ist vorteilhaft, weil ein Reflektor Licht viel besser reflektiert als ein üblich zu detektierendes Objekt, so dass bei den Abschaltmitteln mit vergleichsweise geringer Lichtleistung gearbeitet werden kann. Außerdem lässt sich dadurch eine Fehlinterpretation einer Reflexion von einem detektierenden Objekt ausschließen, wenn nur definiert gerichtetes und/oder beschaffenes Licht zur Auswertung herangezogen wird. Der Reflektor am Bewegungselement kann ein Muster aufweisen. Beispielweise muss zur Erzeugung eines Abschaltsignals das Muster erkannt werden. Dies kann z. B. durch Mehrfachabtastung erfolgen. Durch die Anbringung eines Reflektors am Torelement kann auf Elemente, die ein Signal am Bewegungselement erzeugen und in der Regel elektronische Bauteile umfassen, verzichtet werden. Damit wird das System robuster, da elektronische Bauteile, weil nicht am Tor montiert, die Erschütterungen eines Torelements nicht aushalten müssen. Außerdem ist es nicht erforderlich, eine Stromversorgung an das Torelement zu führen. Denkbar ist jedoch am Bewegungselement z. B. einen Magneten, insbesondere Dauermagneten anzubringen, der diese Nachteile obgleich einer Montage am Bewegungselement nicht aufweist. Das Magnetfeld des Dauermagneten kann dann als Ausschaltsignal ausgewertet werden .
Das vom Bewegungselement, z. B. einer Tür, einem Tor oder einem anderen sich bewegt geführten Bauteil kommende Abschaltsignal kann ein Schall- und/oder Lichtsignal und/oder elektromagnetischer bzw. magnetischer Natur sein. Es kann auch polarisiertes Licht zur Anwendung kommen, was die Störsicherheit weiter erhöht.
Es ist beispielsweise denkbar, dass ausgesandte elektromagnetische Strahlung, z.B. Licht, über einen Modulator mit einer vorgegebenen Eigenschaft versehen wird, wobei das modulierte Licht auf einen Analysator abgestimmt ist, der vor dem Empfänger sitzt, in einer Weise, dass nur das veränderte, modulierte Licht empfangen werden kann. Durch diese Vorgehensweise steigt die Sicherheit bei der Signalerkennung erheblich. Beispielsweise wird Licht über einen Polfilter oder eine Verzögerungsplatte in einer vordefinierten Weise verändert. Der Empfänger ist so ausgestaltet, dass dieser nur das veränderte Licht empfangen kann. Zum Beispiel wird das ausgesandte Licht linear polarisiert, wobei ein Reflektor die
Polarisationseigenschaften in einer Weise ändert, dass auf den Empfänger zirkulär polarisiertes Licht trifft. Das zirkulär polarisierte Licht lässt sich am Empfänger auswerten .
Auch durch entsprechende Auswahl der Art des Signals in Abhängigkeit vom Standort des Tores kann ausgeschlossen werden, dass es zu Fehlinterpretationen beim Sperren von Objektdetektionsmittel der Objektdetektionseinrichtung kommt, weil z.B. eine Reflexion von einem Objekt durch einen Sensor der Objektdetektionsmittel falsch interpretiert wird.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Abschaltmittel im Bereich einer Führungsleiste des Bewegungselements einen Sender oder Empfänger, der zusammen mit einem Empfänger oder Sender der Objektdetektionseinrichtung die Abschaltmittel ausbilden. Durch diese Maßnahme kann das Sicherungssystem kostengünstig ausgestaltet werden, da vorhandene Elemente der Objektdetektionseinrichtung für die Abschaltmittel mit verwendet werden. Beispielsweise sind Empfänger und deren Auswerteelektronik vergleichsweise teuer. Dementsprechend ist es von Vorteil, dass die Abschaltmittel die bestehenden Empfänger der Objektdetektionseinrichtung nutzen, aber gegebenenfalls zusätzliche Sender besitzen, so dass mit Hilfe der Sender ein Signal über das Bewegungselement, also vom Bewegungselement kommend, an den bestehenden Empfänger gerichtet und dort ausgewertet werden kann, um ein Sperren zumindest eines Teils der Objektdetektionseinrichtung zu bewirken .
Dabei muss nicht jedem Objektdetektionsmittel der Objektdetektionseinrichtung ein Sender zugeordnet sein. Es ist denkbar, dass ein Sender mit mehreren Empfängern der Obj ektdetektionsmittel zusammenarbeitet, beispielsweise werden Objektdetektionsmittel blockweise passiv geschaltet bzw. gesperrt oder ganz abgeschaltet. Denkbar ist auch, dass ein Sender der Abschaltmittel nur einzelnen Empfängern der Objektdetektionsmittel zugeordnet ist, wobei eine Abschaltung von weiteren, insbesondere in Schließrichtung des Bewegungselements nachfolgenden Objektdetektionsmitteln ohne einen zugeordneten Sender über einen Algorithmus erfolgt, z.B. mittels einer Geschwindigkeitsberechnung.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Objektdetektionsmittel Lichtschranken und beruhen somit nicht auf der Notwendigkeit einer Rückreflexion von einem Objekt, das zu detektieren ist. Denkbar ist freilich ein Lichtschrankenstrahl, der über Spiegelmittel umgelenkt ist. Auf diese Weise können Objekte zuverlässiger detektiert werden, weil die Beschaffenheit, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit der Objekte die Detektion im Wesentlichen nicht beeinflusst.
Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, am Bewegungselement eine Elektronikeinheit auszubilden, die in der Lage ist, ein Signal für die Abschaltmittel auszusenden. Beispielsweise wird ein Sender für Infrarotlicht eingesetzt, der z.B. über eine Batterie betrieben ist. Eine Kabelversorgung ist allerdings auch möglich. Demgegenüber kann eine drahtlose Energieübertragung stattfinden, z.B. durch Induktion über ein alternierendes Magnetfeld immer dann, wenn das Bewegungselement geschlossen ist. Damit kann ein Energiepuffer, z.B. ein Akkumulator im Sender am Bewegungselement drahtlos aufgeladen werden. Der Akkumulator kann auch über elektromagnetische Strahlung drahtlos mit Energie versorgt werden. In einer außerdem bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Abschaltmittel dazu ausgelegt, einen komplett geschlossenen Zustand des Bewegungselements, z. B. eines Torelements festzustellen. Es kann z.B. in der geschlossenen Position des Torelements ein Signal vom Torelement ausgewertet werden, das in dieser Position dauerhaft empfangen werden muss. Einer Torsteuerung kann die detektierte Geschlossenposition zur Verfügung gestellt werden .
In diesem Zusammenhang ist es auch bevorzugt, wenn eine Schnittstelle vorgesehen ist, um die aktuelle Position des Bewegungselements auszugeben oder einzulesen. Entsteht die Möglichkeit, die Endposition des Bewegungselements an die Steuerung zu übermitteln, kann z.B. überprüft werden, ob sich das Bewegungselement ordnungsgemäß verhält. In der Endlage dürften z.B. Lichtschranken der Objektdetektionsmittel sich "nicht sehen können". Wird ∑. B. ein Tor durch Windkraft aus der vorgesehenen Bahn gedrückt, was bei flexiblen Rolltoren nicht ausgeschlossen ist, kann der Steuerung ein entsprechendes Signal, z.B. ein Stoppsignal übermittelt werden .
Grundsätzlich müssen die Objektdetektionsmittel, z.B. Lichtschranken, entlang der Bewegungsbahn des Bewegungselements nicht äquidistant angeordnet sein. Beispielsweise ist die Lichtschrankendichte kurz vor der Endposition des Bewegungselements größer als im übrigen Bereich. Z.B. ist im Endbereich, z.B. Bodenbereich, ein Abstand der Lichtschranken von 5 cm und im übrigen Bereich von 20 cm realisiert. Damit können insbesondere im Bodenbereich eines Tores kleinere Objekte noch sicher erfasst werden. Insgesamt ist es aber dadurch nicht erforderlich, dass über die gesamte Bewegungshöhe des Bewegungselements eine große Sensordichte realisiert ist. Im Weiteren ist es von Vorteil, wenn Elemente der Abschaltmittel, die am Bewegungselement befestigt werden, eine vorgegebene Distanz zur Vorderkante aufweisen. Denn die Vorderkante von Bewegungselementen, z.B. Torelementen, ist in der Regel zur Befestigung von Gegenstanden nicht geeignet. Sie ist meist weich, um einerseits einen Spalt zwischen dem Torelement und einer Bodenebene ausreichend verschließen zu können, andererseits wird so die Gefahr von Verletzungen bei ungewollten Kollisionen herabgesetzt.
Damit die Signale der Objektdetektionsemrichtung rechtzeitig gesperrt werden können, wird vorgeschlagen, dass Empfanger der Abschaltmittel gegenüber Empfangern der Objektdetektionseinnchtung versetzt angeordnet sind.
Um eine weitere Verbesserung der Funktionssicherheit des Sicherungssystems zu erhalten, sind folgende Maßnahmen denkbar:
a) Der Offnungswinkel von eingesetzten Optiken wird insbesondere gemäß einschlagiger Norm gewählt.
b) Die Signalkette wird überwacht, z.B. indem die Anzahl von für die Objekterkennung aktiven Objektdetektionsmitteln überwacht wird.
c) Schaltausgange der Objektdetektionsmittel werden beispielsweise mit einem Testeingang zur Ausfuhrung von Testprozeduren versehen.
d) Außerdem können "Online-Tests" implementiert sein, in der Art eines ROM-Checks, der wahrend eines Betriebs kontinuierlich ausgeführt wird.
Die einzelnen Bestandteile des Sicherungssystems auf einer Seite eines Bewegungselements müssen nicht zwangsläufig in einer Baueinheit untergebracht werden. Es ist denkbar, dass z.B. über einen Bus kommunizierend Einzelsensorpaare oder Gruppen von Sensoren montiert werden. Damit lässt sich eine höhere Flexibilität erreichen, wenn die Objektdetektionseinrichtung und/oder Abschaltmittel des Sicherungssystems auf unterschiedliche bauliche Gegebenheiten, insbesondere kleinere oder größere Überwachungsbereiche anzupassen sind.
Für die Objektdetektionseinrichtung und/oder Abschaltmittel können verschiedenste Technologien von Sensortypen zur Anwendung kommen. Denkbar sind Laserscanner, Distanzsensoren, wie z.B. Time of Flight-Sensoren oder Stereokameras, Lichtschranken und Reflexionslichtschranken, um nur eine Auswahl von Möglichkeiten zu nennen.
Die Sensoren lassen sich dann abhängig vom Leistungsprofil auswählen, das an dem jeweiligen Torelement gefordert ist.
Figuren
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten nachstehend näher erläutert. Es zeigen
Figuren 1 - 3 einen Ausschnitt eines Torelements sowie eines Torsicherungssystems an einer Seite des Torelements in jeweils einer schematischen Darstellung für unterschiedliche Ausgestaltungen von Abschaltmitteln, die ein Sperren von Uberwachungslichtstrahlen einer Lichtschrankenanordnung für die Objekterkennung bewirken, Figur 4 und 5 Möglichkeiten von Reflexionsmitteln, die Teil eines Signalwegs von Abschaltmitteln sind, in jeweils schematischen Ansichten und
Figur 6 einer perspektivischen Ansicht ein Reflektor für Abschaltmittel.
Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele
In den Figuren 1 - 3 ist jeweils die linke Seite von unterschiedlichen Torsicherungssystemen 1, 2, 3 abgebildet. Von einem Torelement 4 ist jeweils die linke untere Ecke schematisiert wiedergegeben. Die Torsicherungssysteme 1, 2, 3 umfassen auf der linken Seite jeweils eine Empfangerleiste 5, 6, 7. Die dazugehörigen Sender, die
Uberwachungslichtstrahlen 8 zu jeweils einem Empfanger 9 aussenden, sind in den Figuren 1 - 3 nicht zu sehen. Die Uberwachungslichtstrahlen 8 sorgen dafür, dass bei Eintreten eines Objekts in einen Bereich 10 unterhalb einer Vorderkante 4a des Torelements 4 aufgrund einer Unterbrechung der Uberwachungslichtstrahlen 8 das Torelement 4 stoppt, g reversiert, um Kollisionen mit dem Objekt zu verhindern.
Beim Herunterfahren des Torelements 4 ist allerdings sicherzustellen, dass das Torelement 4 nicht selbst einen Sicherheitsmodus auslost, weil das Tor einen Uberwachungslichtstrahl 8 unterbrochen hat. Dies lasst sich dadurch erreichen, dass vor Erreichen des jeweiligen Uberwachungslichtstrahls 8 durch die Vorderkante 4a des Torelements 4 bei einer Bewegung des Torelements 4 in eine Bewegungsrichtung 11 ein jeweiliges Sendeempfangerpaar zur Erzeugung des Uberwachungslichtstrahls in einen passiven, den Sicherheitsmodus nicht mehr auslosenden Zustand gebracht wird. In den Figuren 1 - 3 geschieht das auf unterschiedliche Weise :
In Figur 1 ist im linken vorderen Bereich des Torelements 4 ein Sender 12 positioniert. Der Sender 12 arbeitet mit Empfängern (nicht dargestellt) zusammen, die grundsatzlich auch die Empfanger 9 sein konnten, wodurch beim Herunterfahren des Torelements 4 sukzessive die Uberwachungslichtstrahlen 8 für die Objekterkennung gesperrt werden. Die gesperrten Uberwachungslichtstrahlen sind in den Figuren 1 - 3 gestrichelt dargestellt. Der Sender 12 arbeitet vorzugsweise mit den Empfangern derart zusammen, dass vor Erreichen eines Uberwachungslichtstrahls 8 durch die Vorderkante 4a des Torelements ein jeweiliger Empfanger erkennt, dass sich das Torelement in dieser Position durch ein vom Sender 12 ausgesandtes Signal befindet, wodurch die jeweilige Empfangersenderpaarung für den Uberwachungslichtstrahl in einen Passivzustand versetzt wird.
Vorzugsweise sind die Empfanger der Abschaltmittel versetzt zu den Empfangern für die jeweiligen Uberwachungslichtstrahlen 8 angeordnet.
In Figur 2 werden die gleichen Empfanger der Detektionsmittel auch für die Abschaltmittel genutzt. Um ein rechtzeitiges Abschalten auch des ersten Strahls 8 zu ermöglichen, ist in Figur 2 ein zusätzlicher Empfanger 9a vorgesehen, der Licht von einem zusatzlichen Sender 13 auswertet, um den in Bewegungsrichtung 11 folgenden Uberwachungslichtstrahl 8a zu sperren bzw. das dazugehörige Empfangersenderpaar im Hinblick auf die Objektauswertung in einen Passivzustand zu bringen. Das Signal des zusatzlichen Senders 13 wird über einen Reflektor 15 zum Empfanger 9a gelenkt. Der Reflektor 15 sitzt am Torelement 4, so dass auf diese Weise das Vorhandensein des Torelements sicher erfassbar ist. Beim Weiterbewegen des Torelements 4 in Bewegungsrichtung 11 arbeiten dann weitere zusatzliche Sender 14 mit versetzt angeordneten Empfangern 9 zusammen, um jeweils das Sperren der Uberwachungslichtstrahlen zu erhalten.
In Figur 3 umfassen die Abschaltmittel einen einzigen Sender 16, der über den am Torelement 4 montierten Reflektor 15 Licht zu bereits vorhandenen Empfangern 9 reflektiert. Sobald ein Empfanger 9 ein vom Sender 16 kommendes Signal erfasst, wird dieser Empfanger 9 und ein dazugehöriger Sender auf der anderen Seite des Tores im Hinblick auf eine Objekterkennung in einen gesperrten Zustand gebracht, so dass der Sicherheitsmodus nicht ausgelost wird, wenn die Vorderkante 4a den Signalweg zwischen dieser Sensorpaarung unterbricht.
Grundsatzlich ist es denkbar, dass zur Torerkennung auch ein Transpondersystem zum Einsatz kommt, wobei ein Transponder am Torelement montiert ist. Zum Beispiel kann ein RFID-System verwendet werden mit einem Transponder am Torelement. Der Transponder kann passiv sein, d.h. er besitzt dann keine eigene Energieversorgung. Bei Verwendung eines RFID am Bewegungselement, z.B. einem Tor, kann über Triangulation die Position des Tores bestimmt werden. Z.B. wird am oberen Ende und am unteren Ende am Laufweg des Tores je ein RFID Empfanger vorgesehen.
Wichtig ist, dass der Signalweg mit Abschaltmitteln 12, 13, 14, 15, 16 möglichst wenig Störungen unterworfen ist. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass ein Reflektor 15 an einem Torelement, so wie in Figur 4 veranschaulicht, eine nur geringe Reflexionskeule aufweist, was die Pfeile 17a - 17e veranschaulichen sollen. Damit wird erreicht, dass die Möglichkeit einer Strahlabschaltung durch Streulicht auch zum nächsten Empfanger der Abschaltmittel praktisch ausgeschlossen ist. Anstatt eines Reflektors 15, der mehr oder weniger offen montiert ist, kann eine Art Lichtleiter 18 zum Einsatz kommen, der eine definierte Empfangskeule 19 und eine definierte Sendekeule 20 auf einen Sender 21 bzw. in Bezug auf einen Empfänger 22 aufweist, so dass auch hierdurch eine Falschinterpretation von Signalen praktisch nicht mehr stattfinden kann (siehe Figur 5) . Im Signalweg kann so wie in Figur 5 dargestellt eine Kollimationseinrichtung verwendet werden, z. B. eine Linse 22a, womit es noch schwieriger wird, dass eine Spiegelung von Licht vom Sender 21 zum Empfänger 22 stattfindet, das als Abschaltsignal interpretiert wird. Zur weiteren Lichtstrahl-Definition kann wie in Fig. 5 ebenfalls abgebildet, insbesondere im Lichtweg vom Sender 21 zum Lichtleiter 18 eine Blende 22b vorgesehen sein.
In den Lichtweg kann zusätzlich ein Modulator nach dem Senden 21 und ein Analysator vor dem Empfänger 22 angeordnet werden, was die Sicherheit noch weiter steigert.
In Figur 6 ist ein Reflektor 27 dargestellt.
Der Reflektor 27 ist z. B. ein massiver Vielflächer aus einem lichtdurchlässigen, insbesondere glasklaren Material. Gemäß Figur 6 tritt z. B. an einer Fläche 28 ein Lichtstrahl 29 in den Reflektor 27 ein und wird dann durch Totalreflexion an der Fläche 30 gespiegelt, weiter zu den Flächen 31 und 32, wo ebenfalls Totalreflexion stattfindet, so dass der Lichtstrahl 29 den Reflektor 27 über die Fläche 28 wieder verlässt.
Die Spezialität dieses Reflektors besteht darin, dass ein einfallender Lichtstrahl 29a im Vergleich zum ausfallenden Lichtstrahl 29b lediglich um eine gewisse Distanz versetzt wird. Die Richtung des einfallenden Lichtstrahls 29a zum ausfallenden Lichtstrahl 29b bleibt unverändert. Werden mehrere solche Reflektoren nebeneinander angeordnet, wird Licht, das z. B. von einer Punktquelle ausgestrahlt wird, zu einem versetzten Punkt reflektiert. Durch diesen Reflektor kann somit gezielt Licht, z. B. zu einem Empfänger reflektiert werden, das zusätzlich noch eine vorgegebene Richtung mit der gewünschten Lichtintensität aufweist.
Damit lässt sich die Sicherheit des Systems weiter erhöhen, da es unwahrscheinlich ist, dass falsche Reflexionen als tatsächlich reflektiertes Abschaltsignal interpretiert werden .
Bezugszeichenliste :
1 TorsicherungsSystem
2 TorsicherungsSystem
3 TorsicherungsSystem
4 Torelement
4a Vorderkante
4b Stirnseite
5 Empfängerseite
6 Empfängerseite
7 Empfängerseite
8 Überwachungslichtstrahl
8a Überwachungslichtstrahl
9 Empfänger
9a Empfänger
10 Bereich
11 Bewegungsrichtung
12 Sender
13 Sender
14 Sender
15 Reflektor
16 Sender
17a Lichtstrahlen
17b Lichtstrahlen
17c Lichtstrahlen
17d Lichtstrahlen
17e Lichtstrahlen
18 Lichtleiter
19 Sendekeule
20 Empfangskeule
21 Sender
22 Empfänger
22a Linse
22b Blende
27 Reflektor
28 Fläche Lichtstrahl a einfallender Lichtstrahlb ausfallender Lichtstrahl Fläche Fläche Fläche

Claims

Ansprüche :
1. Sicherungssystem (1, 2, 3) zur Absicherung eines sich bewegenden, geführten Bewegungselements (4) gegen ungewollte Kollisionen mit einem auf einem Bewegungsweg in Bewegungsrichtung (11) des Bewegungselements (4) liegenden Objekt, welches eine Objektdetektionseinrichtung zur Feststellung eines Objekts in einem Bereich des Bewegungselements (4) umfasst, die durch eine Bewegung des Bewegungselements (4) für eine Objekterkennung sperrbar ist, sowie eine Elektronikeinheit aufweist, mit welcher die Bewegung des Bewegungselements (4) steuerbar ist und die dazu ausgelegt ist, der Objektdetektionseinrichtung bei herannahendem Bewegungselement (4) einen Sperrzustand zuzuordnen, in welchem ein Objekt oder Bewegungselement keinen Sicherheitsmodus auslöst, wobei Abschaltmittel (12, 13, 14, 15, 16, 18) vorgesehen sind, die bei Detektion eines vom Bewegungselement (4) kommenden Abschaltsignals wenigstens einen Teil der Objektdetektionseinrichtung in den Sperrzustand überführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltmittel ein Sendeorgan für ein Abschaltsignal umfassen, das entweder unmittelbar am Bewegungselement sitzt oder das auf einen gesonderten Reflektor für elektromagnetische Strahlung, insbesondere optischen Reflektor (15, 27) am Bewegungselement (4) in einer Weise abgestimmt ist, dass von einem Empfänger der Abschaltmittel nur in einem vordefinierten Bewegungsbereich des Reflektors (15, 27) am Bewegungselement (4) ein Signal des Sendeorgans empfangen werden kann.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungssystem ein Tür-/Torsicherungssystem ist.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektdetektionseinrichtung einen Vorhang aus einer Mehrzahl von in der Bewegungsrichtung des Bewegungselements nacheinander angeordneten Objektdetektionsmittel umfasst.
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltmittel dazu ausgelegt sind, ein Abschaltsignal als solches zu werten, nur wenn es in einem vorgegebenem Zeitabschnitt wahrend der Bewegung des Bewegungselements vom Bewegungselement kommt.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltsignal ein Signal auf der Grundlage von Licht, Schall, elektromagnetischer Strahlung und/oder eines Magnetfeldes ist.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Führungsleiste (23) eines Bewegungselements (4) die Abschaltmittel einen Sender (13, 14) oder Empfanger umfassen, der zusammen mit einem Empfanger (9) oder Sender der Objektdetektionseinrichtung die Abschaltmittel ausbilden.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektdetektionseinrichtung Lichtschranken umfassen.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltmittel dazu ausgelegt sind, eine Endlage, insbesondere einen komplett geschlossenen Zustand eines Bewegungselements (4) festzustellen.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Objektdetektionsmittel nicht aquidistant in Bewegungsrichtung des Bewegungselements angeordnet sind.
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