EP2930297B2 - Antriebsvorrichtung für ein Flächenelement - Google Patents

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EP2930297B2
EP2930297B2 EP15155683.4A EP15155683A EP2930297B2 EP 2930297 B2 EP2930297 B2 EP 2930297B2 EP 15155683 A EP15155683 A EP 15155683A EP 2930297 B2 EP2930297 B2 EP 2930297B2
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EP
European Patent Office
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drive device
absolute angle
angle sensor
drive
autonomous
Prior art date
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EP15155683.4A
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EP2930297B1 (de
EP2930297A1 (de
EP2930297B8 (de
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Karsten Fess
Martin Kleemann
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Elero GmbH
Original Assignee
Elero GmbH
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Publication date
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Application filed by Elero GmbH filed Critical Elero GmbH
Publication of EP2930297A1 publication Critical patent/EP2930297A1/de
Publication of EP2930297B1 publication Critical patent/EP2930297B1/de
Publication of EP2930297B8 publication Critical patent/EP2930297B8/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/56—Operating, guiding or securing devices or arrangements for roll-type closures; Spring drums; Tape drums; Counterweighting arrangements therefor
    • E06B9/68—Operating devices or mechanisms, e.g. with electric drive
    • E06B9/74—Operating devices or mechanisms, e.g. with electric drive adapted for selective electrical or manual operation
    • 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
    • E05Y2400/00—Electronic control; Electrical power; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/10—Electronic control
    • E05Y2400/32—Position control, detection or monitoring
    • E05Y2400/322—Position control, detection or monitoring by using absolute position sensors
    • E05Y2400/326—Position control, detection or monitoring by using absolute position sensors of the angular type
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/56—Operating, guiding or securing devices or arrangements for roll-type closures; Spring drums; Tape drums; Counterweighting arrangements therefor
    • E06B9/68—Operating devices or mechanisms, e.g. with electric drive
    • E06B2009/6809—Control
    • E06B2009/6818—Control using sensors

Definitions

  • the invention relates to a drive device according to the preamble of claim 1.
  • Such a drive device is generally used for actuating, ie closing and opening a surface element, wherein the surface element can generally be formed by a roller shutter, a blind, an awning or a gate such as a roller shutter.
  • the drive device generally has a drive controlled by a computer unit, by means of which the surface element is moved between an upper and lower end position.
  • the drive typically consists of an electric motor that drives a shaft, the surface element being moved between the end positions by the rotary motion of the shaft.
  • the end positions of the surface element are specified via limit switches.
  • mechanical limit switches can be provided.
  • their adjustment is undesirably cumbersome and time-consuming.
  • mechanical limit switches are susceptible to wear. Therefore, electronic limit switches are used in modern drive devices. With such electronic limit switches, the end positions can be learned electronically, which represents a considerable simplification compared to the specification of end positions with mechanical limit switches.
  • electronic limit switches Another advantage of electronic limit switches is that they work without wear. Finally, electronic limit switches of this type offer an additional benefit, in particular in that they can be used for torque detection of the drive.
  • a serious problem with such a power failure is that the electronic limit switches are also no longer functional. If the emergency hand crank is then operated during the power failure and the surface element is moved mechanically as a result, these position changes of the surface element can no longer be detected by the electronic limit switches. If the electronic limit switches are ready for use again after the power failure, the end positions of the surface element must be re-taught, since the current position of the surface element is undetermined. This means an undesired additional effort when restarting the drive device after a power failure.
  • the invention is based on the object of providing a drive device of the type mentioned at the outset, which has increased functionality with little structural effort.
  • the invention relates to a drive device for a surface element, in particular a roller shutter, a blind, an awning or a roller shutter.
  • the drive of the surface element is controlled by a computer unit.
  • the surface element In regular working operation, the surface element can be moved between a lower and an upper end position by means of the drive.
  • the surface element In the event of a power failure, the surface element can be moved mechanically with an emergency hand crank.
  • At least one autonomous absolute angle sensor is provided for specifying the lower and upper end position.
  • the drive device according to the invention is moved between the end positions by means of the electric drive in the present operating mode, ie when the power supply to the drive device is guaranteed, if a user actuates the drive device, for example via a switch or a remote control.
  • the surface element can be actuated mechanically with the emergency hand crank, for example brought into a closed or open position, which ensures emergency operation in the event of a power failure.
  • a significant advantage of the drive device according to the invention is that autonomous absolute angle sensors are used to specify and monitor the end positions. Such a self-sufficient absolute angle sensor retains its full functionality even in the event of a power failure. This ensures that, after a power failure, the or each autonomous absolute angle sensor can be used immediately in order to be able to check the end positions when the surface element is moved. A restart of the drive device with a new teaching of the end positions can be avoided, whereby a significant time saving is achieved.
  • absolute angular positions of the drive are recorded as a measure of the current position of the surface elements with the or each autonomous absolute angle sensor both during regular work operation and during a power failure.
  • the use of the self-sufficient absolute angle sensor or sensors means that the position of the surface element does not change during a power failure lost. Rather, the position of the surface element is determined continuously and thus also during a power failure, so that even when the surface element is moved with the emergency hand crank during such a power failure, the current position of the surface element is always known and is available as a reference point relative to the end positions. After the end of the power failure, the surface element can be immediately moved between the end positions without any adjustment work.
  • the drive has an electric motor driving a shaft, with the planar element being rolled up or down on the shaft by a rotary movement of the shaft.
  • the current angular position of the shaft is recorded by means of the self-sufficient absolute angle sensor.
  • the shaft is mechanically set in rotary motion with the emergency hand crank.
  • the current position of the surface element is determined with the detection of the rotary position of the shaft by means of the self-sufficient absolute angle sensor both in regular work operation and in the event of a power failure exactly recorded.
  • a self-sufficient absolute angle sensor is provided for specifying the lower and upper end positions.
  • a particularly simple and cost-effective construction is thus achieved, since a single, autonomous absolute angle sensor assumes both the function of an electronic limit switch for the upper end position and the function of an electronic limit switch for the lower end position.
  • a separate autonomous absolute angle sensor is provided for specifying the lower and upper end positions.
  • the end positions are taught in via the computer unit's software, which means that no mechanical adjustment processes are required to define the upper and lower end positions.
  • the or each autonomous absolute angle sensor is formed by a GMR sensor.
  • GMR giant magnetoresistance
  • Such a GMR sensor consists of structures of alternating magnetic and non-magnetic thin layers in the nanometer range.
  • the electrical resistance of the GMR sensor depends on the mutual orientation of the magnetization of the magnetic layers, with these orientations in turn being strongly dependent on external magnetic fields.
  • the GMR sensor used according to the invention can measure rotations of objects without current, with the measuring range not being limited to the angular range of a rotation. Rather, the GMR sensor delivers a clear and linear measurement signal for several rotations of the object.
  • the or each GMR sensor is used to measure the current rotary position of the drive, in particular the shaft of the electric drive. Since the rotary positions can also be measured over several revolutions of the drive or the shaft with the GMR sensor, an absolute position determination of the surface element over its entire travel path can be carried out with the GMR sensor.
  • the GMR sensor works without current, it remains functional even in the event of a power failure of the drive device, without a separate energy supply having to be assigned to it.
  • the autonomous absolute angle sensor is formed by an absolute angle sensor with an autonomous power supply.
  • the absolute angle sensor does not work without current, but the absolute angle sensor is independent of the power supply of the drive device due to the self-sufficient energy supply, so that the absolute angle sensor remains functional if the power supply of the drive device fails.
  • the self-sufficient energy supply is advantageously formed by a battery or an accumulator.
  • At least one autonomous absolute angle sensor is used for a drive device for a surface element with at least one drive controlled by a computer unit.
  • the overrun of the drive during a braking process is determined with the at least one autonomous absolute angle sensor.
  • the self-sufficient absolute angle sensors can be used for drive devices with or without an emergency hand crank.
  • the autonomous absolute angle sensors are then used to quantitatively record any overrunning of the drive that occurs during a braking process. Compared to previously known solutions, this has the advantage that energy buffering after the mains voltage has been switched off can be dispensed with.
  • the drive device can be controlled by means of this self-sufficient absolute angle sensor.
  • FIG 1 shows a first exemplary embodiment of the drive device 1 according to the invention.
  • the drive device 1 is used to actuate a surface element, which is formed by a roller shutter 2 in the present case.
  • the surface element can be formed by an awning, a blind or a roller shutter.
  • the drive device 1 has an electric drive in the form of an electric motor designed as a tubular motor 3 which drives a shaft 4 .
  • the roller shutter 2 is mounted on this shaft 4 so that it can be rolled up and down and can thus be moved between an upper end position (in figure 1 denoted by A) and a lower end position (in figure 1 labeled B) can be moved.
  • A an upper end position
  • B a lower end position
  • the shutter 2 In figure 1 the shutter 2 is shown in the lower end position and closes a door or window of a building. In the upper end position, the roller shutter 2 is wound onto the shaft 4 and releases the door or window.
  • a drive device 1 equipped with a tubular motor 3 is typically also used to operate an awning or a roller shutter, while a block motor is usually used to operate a blind.
  • the tubular motor 3 is connected to a computer unit 5 which controls this tubular motor 3 .
  • the computer unit 5 is formed by a microcontroller or the like.
  • These components of the drive device 1 are fed by a power supply 6, which is preferably formed by a mains connection.
  • the mains voltage of the mains connection is advantageously converted into a suitable operating voltage using a transformer that is not shown separately.
  • the roller shutter 2 By actuating a switch or a remote control, the roller shutter 2 is actuated, ie moved up or down.
  • the roller shutter 2 can move between the lower and upper end position. These end positions are learned in a learning process before the drive device 1 is put into operation.
  • the learning process takes place via software in the computer unit 5 and thus without mechanical adjustment processes.
  • the end positions are controlled by means of a GMR sensor 7 forming an autonomous absolute angle sensor, so that the GMR sensor 7 has the function of an electronic limit switch.
  • the GMR sensor 7 works without current and is designed in such a way that it can detect the angular position of a body over several revolutions. In the present case, the GMR sensor 7 detects the current angular positions of the shaft 4 of the drive, which form a direct measure of the position of the surface element.
  • the roller shutter 2 In regular operation, i.e. when the power supply 6 is intact, the roller shutter 2 is moved by means of the tubular motor 3 controlled by the computer unit 5.
  • the GMR sensor 7 continuously monitors the position of the drive, i.e. the shaft 4.
  • the computer unit 5 evaluates Sensor signals of the GMR sensor 7 from.
  • the computer unit 5 generates a stop command for the tubular motor 3 when it is determined in the computer unit 5 based on the sensor signals that an end position has been reached. This ensures that the roller shutter 2 can only be moved between the upper and lower end position.
  • an emergency hand crank 8 is provided, by means of which the roller shutter 2 can be operated manually. This means that the roller shutter 2 can still be opened or closed with the emergency hand crank 8 in the event of a power failure.
  • the GMR sensor 7 Since the GMR sensor 7 works without current, it is still fully functional in the event of a power failure. Therefore, the GMR sensor 7 also detects changes in position that are caused by operating the emergency hand crank 8 . Since the position of the GMR sensor 7 is also detected during the power failure, the current position of the shaft 4 can be read from the GMR sensor 7 and read into the computer unit 5 after the power failure has ended, when the computer unit 5 is ready for operation again. The computer unit 5 can then immediately resume the end position check based on these measured values without carrying out teach-in processes or starting up again.
  • FIG figure 2 shows a variant of the embodiment according to FIG figure 1 .
  • the drive device 1 according to figure 2 differs from the embodiment according to figure 1 only with regard to the design of the self-sufficient absolute angle sensor.
  • an absolute angle sensor 9 is provided in the present case, which does not work without current.
  • the sensor unit formed in this way also works independently of the power supply 6 thanks to an associated self-sufficient energy supply in the form of an accumulator 10 and thus corresponds in terms of its function to the GMR sensor 7.
  • the self-sufficient energy supply can also be formed by a battery or the like .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Operating, Guiding And Securing Of Roll- Type Closing Members (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Antriebsvorrichtung dient generell zum Betätigen, das heißt Schließen und Öffnen eines Flächenelements, wobei das Flächenelement allgemein von einem Rollladen, einer Jalousie, einer Markise oder auch einem Tor wie einem Rolltor gebildet sein kann. Die Antriebsvorrichtung weist generell einen von einer Rechnereinheit gesteuerten Antrieb auf, mittels dessen das Flächenelement zwischen einer oberen und unteren Endposition verfahren wird. Der Antrieb besteht dabei typischerweise aus einem Elektromotor, der eine Welle antreibt, wobei durch die Drehbewegung der Welle das Flächenelement zwischen den Endpositionen verfahren wird.
  • Die Vorgabe der Endpositionen des Flächenelements erfolgt über Endschalter. Prinzipiell können mechanische Endschalter vorgesehen sein. Deren Einstellung ist jedoch unerwünscht umständlich und zeitaufwändig. Zudem sind derartige mechanische Endschalter verschleißanfällig. Daher werden bei modernen Antriebsvorrichtungen elektronische Endschalter eingesetzt. Bei derartigen elektronischen Endschaltern können die Endpositionen auf elektronischem Weg eingelernt werden, was eine erhebliche Vereinfachung gegenüber der Vorgabe von Endpositionen bei mechanischen Endschaltern darstellt.
  • Ein weiterer Vorteil elektronischer Endschalter besteht darin, dass diese verschleißfrei arbeiten. Schließlich bieten derartige elektronische Endschalter einen zusätzlichen Nutzen insbesondere dahingehend, dass diese für eine Drehmomenterkennung des Antriebs genutzt werden können.
  • Antriebsvorrichtungen der in Rede stehenden Art weisen zusätzlich zu dem elektronischen Antrieb eine Nothandkurbel auf. Mit dieser Nothandkurbel kann das Flächenelement im Falle eines Stromausfalls betätigt werden. Bei einem solchen Stromausfall ist der elektrische Antrieb nicht mehr funktionsfähig. Mit der Nothandkurbel ist dann noch ein mechanischer Notbetrieb möglich, um das Flächenelement in eine Öffnungs- oder Schließposition bringen zu können.
  • Ein gravierendes Problem bei einem solchen Stromausfall besteht darin, dass auch die elektronischen Endschalter nicht mehr funktionsfähig sind. Wenn dann während des Stromausfalls die Nothandkurbel betätigt wird und das Flächenelement dadurch mechanisch verfahren wird, können diese Positionsänderungen des Flächenelements von den elektronischen Endschaltern nicht mehr erfasst werden. Wenn nach Ende des Stromausfalls die elektronischen Endschalter wieder einsatzbereit sind, müssen die Endpositionen des Flächenelements neu eingelernt werden, da die aktuelle Position des Flächenelements unbestimmt ist. Dies bedeutet einen unerwünschten Zusatzaufwand bei Wiederanfahren der Antriebsvorrichtung nach einem Stromausfall.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche bei geringem konstruktivem Aufwand eine erhöhte Funktionalität aufweist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Flächenelement, insbesondere einen Rollladen, eine Jalousie, eine Markise oder ein Rolltor. Der Antrieb des Flächenelements wird von einer Rechnereinheit gesteuert. In einem regulären Arbeitsbetrieb ist das Flächenelement mittels des Antriebs zwischen einer unteren und oberen Endposition verfahrbar. Bei einem Stromausfall ist das Flächenelement mit einer Nothandkurbel mechanisch verfahrbar. Zur Vorgabe der unteren und oberen Endposition ist wenigstens ein autarker Absolutwinkelsensor vorgesehen.
  • Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung wird im vorliegenden Arbeitsbetrieb, das heißt wenn die Stromversorgung der Antriebsvorrichtung gewährleistet ist, mittels des elektrischen Antriebs zwischen den Endpositionen verfahren, falls ein Benutzer die Antriebsvorrichtung betätigt, beispielsweise über einen Schalter oder eine Fernbedingung. Bei einem Stromausfall kann das Flächenelement mechanisch mit der Nothandkurbel betätigt werden, beispielsweise in eine Schließ- oder Öffnungsstellung gebracht werden, wodurch ein Notfallbetrieb bei einem Stromausfall gewährleistet ist.
  • Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung besteht darin, dass zur Vorgabe und Kontrolle der Endpositionen autarke Absolutwinkelsensoren eingesetzt werden. Ein derartiger autarker Absolutwinkelsensor behält auch bei einem Stromausfall seine volle Funktionsfähigkeit. Dadurch ist gewährleistet, dass nach einem Stromausfall der oder jeder autarker Absolutwinkelsensor sofort einsatzfähig ist, um bei einem Verfahren des Flächenelements die Endpositionen kontrollieren zu können. Ein Neustart der Antriebsvorrichtung mit einem neuen Einlernen der Endpositionen kann dadurch vermieden werden, wodurch eine erhebliche Zeitersparnis erzielt wird.
  • Dabei werden erfindungsgemäß mit dem oder jedem autarken Absolutwinkelsensor sowohl während des regulären Arbeitsbetriebs als auch während eines Stromausfalls absolute Winkelpositionen des Antriebs als Maß für die aktuelle Position der Flächenelemente erfasst.
  • Damit ist es möglich, dass nach einem Stromausfall die aktuellen Messwerte des autarken Absolutwinkelsensors in die Rechnereinheit eingelesen werden und der Antrieb von der Rechnereinheit in Abhängigkeit der von dem autarken Absolutwinkelsensor generierten Messwerte gesteuert wird.
  • Durch den Einsatz des oder der autarken Absolutwinkelsensoren geht somit während eines Stromausfalls die Position des Flächenelements nicht verloren. Vielmehr wird die Position des Flächenelements fortlaufend und damit auch während eines Stromausfalls bestimmt, so dass auch bei Verfahren des Flächenelements mit der Nothandkurbel während eines solchen Stromausfalls die aktuelle Position des Flächenelements stets bekannt ist und als Bezugspunkt relativ zu den Endpositionen zur Verfügung steht. Damit kann nach Beenden des Stromausfalls ohne jegliche Einstellarbeiten das Flächenelement sofort wieder zwischen den Endpositionen verfahren werden.
  • Vorteilhaft weist der Antrieb einen eine Welle antreibenden Elektromotor auf, wobei durch eine Drehbewegung der Welle das Flächenelement auf dieser auf- oder abgerollt wird. Mittels des autarken Absolutwinkelsensors wird die aktuelle Winkelposition der Welle erfasst.
  • Dabei wird bei einem Stromausfall mit der Nothandkurbel die Welle mechanisch in eine Drehbewegung versetzt.
  • Da sowohl mit dem Elektromotor als auch mit der Nothandkurbel die Welle in eine Drehbewegung versetzt wird, um das Flächenelement zu bewegen, wird mit der Erfassung der Drehposition der Welle mittels des autarken Absolutwinkelsensors sowohl im regulären Arbeitsbetrieb als auch bei einem Stromausfall die aktuelle Position des Flächenelements exakt erfasst.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zur Vorgabe der unteren und oberen Endposition ein autarker Absolutwinkelsensor vorgesehen.
  • Damit wird ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau erzielt, da ein einziger autarker Absolutwinkelsensor sowohl die Funktion eines elektronischen Endschalters für die obere Endposition als auch die Funktion eines elektronischen Endschalters für die untere Endposition übernimmt.
  • Alternativ ist zur Vorgabe der unteren und oberen Endposition jeweils ein separater autarker Absolutwinkelsensor vorgesehen.
  • In diesem Fall übernehmen zwei separate autarke Absolutwinkelsensoren die Funktion von elektronischen Endschaltern getrennt für die obere und untere Endposition.
  • In jedem Fall werden vor Inbetriebnahme der Antriebsvorrichtung die Endpositionen über die Rechnereinheit eingelernt.
  • Das Einlernen der Endpositionen erfolgt über die Software der Rechnereinheit, das heißt es sind keine mechanischen Einstellvorgänge zur Definition der oberen und unteren Endposition erforderlich.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der oder jeder autarke Absolutwinkelsensor von einem GMR-Sensor ausgebildet.
  • Ein solcher GMR-Sensor beruht auf dem sogenannten giant magnetoresistance (GMR-) Effekt, das heißt Riesenmagnetowiderstand-Effekt. Ein derartiger GMR-Sensor besteht aus Strukturen von abwechselnd angeordneten magnetischen und nicht magnetischen dünnen Schichten im Nanometerbereich. Der elektrische Widerstand des GMR-Sensors hängt dabei von der gegenseitigen Orientierung der Magnetisierung der magnetischen Schichten ab, wobei diese Orientierungen wiederum stark von äußeren Magnetfeldern abhängen.
  • Durch Ausnutzen dieses Effekts kann der erfindungsgemäß eingesetzte GMR-Sensor stromlos Umdrehungen von Gegenständen messen, wobei der Messbereich nicht auf den Winkelbereich einer Umdrehung begrenzt ist. Vielmehr liefert der GMR-Sensor ein eindeutiges und lineares Messsignal für mehrere Umdrehungen des Gegenstands.
  • Bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung wird der oder jeder GMR-Sensor genutzt, um die aktuelle Drehposition des Antriebs, insbesondere der Welle des elektrischen Antriebs zu messen. Da mit dem GMR-Sensor die Drehpositionen auch über mehrere Umdrehungen des Antriebs beziehungsweise der Welle gemessen werden können, kann somit mit dem GMR-Sensor eine Absolutpositionsbestimmung des Flächenelements über dessen gesamten Verfahrweg durchgeführt werden.
  • Da der GMR-Sensor stromlos arbeitet, bleibt dieser auch bei einem Stromausfall der Antriebsvorrichtung funktionsfähig, ohne dass diesem eine separate Energieversorgung zugeordnet sein muss.
  • Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der autarke Absolutwinkelsensor von einem Absolutwinkelsensor mit einer autarken Energieversorgung gebildet.
  • In diesem Fall arbeitet der Absolutwinkelsensor zwar nicht stromlos, jedoch ist der Absolutwinkelsensor durch die autarke Energieversorgung von der Stromversorgung der Antriebsvorrichtung unabhängig, so dass bei einem Ausfall der Stromversorgung der Antriebsvorrichtung der Absolutwinkelsensor funktionsfähig bleibt.
  • Vorteilhaft ist die autarke Energieversorgung von einer Batterie oder einem Akkumulator gebildet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Verwendung wird wenigstens ein autarker Absolutwinkelsensor für eine Antriebsvorrichtung für ein Flächenelement mit wenigstens einem von einer Rechnereinheit gesteuerten Antrieb eingesetzt. Mit dem wenigstens einen autarken Absolutwinkelsensor wird der Nachlauf des Antriebs bei einem Bremsvorgang bestimmt.
  • In diesem Fall können die autarken Absolutwinkelsensoren sowohl für Antriebsvorrichtungen mit oder ohne Nothandkurbel eingesetzt werden. Die autarken Absolutwinkelsensoren werden dann dazu eingesetzt, um ein bei einem Bremsvorgang auftretendes Nachlaufen des Antriebs quantitativ zu erfassen. Dies bringt gegenüber bislang bekannten Lösungen den Vorteil, dass auf eine Energiepufferung nach Abschaltung der Netzspannung verzichtet werden kann.
  • Des Weiteren kann die Regelung der Antriebsvorrichtung mittels dieses autarken Absolutwinkelsensors vorgenommen werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1:
    Erstes Ausführungsbeispiel einer Antriebsvorrichtung für ein Flächenelement.
    Figur 2:
    Zweites Ausführungbeispiel einer Antriebsvorrichtung für ein Flächenelement.
  • Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1. Die Antriebsvorrichtung 1 dient zur Betätigung eines Flächenelements, das im vorliegenden Fall von einem Rollladen 2 gebildet ist. Alternativ kann das Flächenelement von einer Markise, einer Jalousie oder einem Rolltor gebildet sein.
  • Die Antriebsvorrichtung 1 weist einen elektrischen Antrieb in Form eines als Rohrmotor 3 ausgebildeten Elektromotors auf, der eine Welle 4 antreibt. An dieser Welle 4 ist der Rollladen 2 auf- und abrollbar gelagert und kann so zwischen einer oberen Endposition (in Figur 1 mit A bezeichnet) und einer unteren Endposition (in Figur 1 mit B bezeichnet) verfahren werden. In Figur 1 ist der Rollladen 2 in der unteren Endposition dargestellt und verschließt eine Tür oder ein Fenster eines Gebäudes. In der oberen Endposition ist der Rollladen 2 auf der Welle 4 aufgewickelt und gibt die Tür oder das Fenster frei.
  • Eine mit einem Rohrmotor 3 ausgestattete Antriebsvorrichtung 1 wird typischerweise auch zur Betätigung einer Markise oder eines Rolltors eingesetzt, während zur Betätigung einer Jalousie üblicherweise ein Blockmotor verwendet wird.
  • Der Rohrmotor 3 ist an eine Rechnereinheit 5 angeschlossen, die diesen Rohrmotor 3 steuert. Die Rechnereinheit 5 ist von einem Microcontroller oder dergleichen gebildet. Diese Komponenten der Antriebsvorrichtung 1 werden von einer Stromversorgung 6 gespeist, wobei diese vorzugsweise von einem Netzanschluss gebildet ist. Die Netzspannung des Netzanschlusses wird vorteilhaft mit einem nicht gesondert dargestellten Transformator in eine geeignete Betriebsspannung gewandelt.
  • Durch Betätigen eines Schalters oder einer Fernbedingung wird der Rollladen 2 betätigt, das heißt nach oben oder unten verfahren. Der Rollladen 2 kann dabei zwischen der unteren und oberen Endposition verfahren. Diese Endpositionen werden vor Inbetriebnahme der Antriebsvorrichtung 1 in einem Einlernvorgang eingelernt. Der Einlernvorgang erfolgt über eine Software in der Rechnereinheit 5 und damit ohne mechanische Einstellvorgänge.
  • Die Endpositionen werden mittels eines einen autarken Absolutwinkelsensor bildenden GMR-Sensors 7 kontrolliert, so dass der GMR-Sensor 7 die Funktion eines elektronischen Endschalters aufweist.
  • Der GMR-Sensor 7 arbeitet stromlos und ist derart ausgebildet, dass dieser über mehrere Umdrehungen die Winkelposition eines Körpers erfassen kann. Im vorliegenden Fall erfasst der GMR-Sensor 7 die aktuellen Winkelpositionen der Welle 4 des Antriebs, welche ein direktes Maß für die Position des Flächenelements bilden.
  • Im regulären Arbeitsbetrieb, das heißt bei intakter Stromversorgung 6, erfolgt das Verfahren des Rollladens 2 mittels des von der Rechnereinheit 5 gesteuerten Rohrmotors 3. Dabei kontrolliert der GMR-Sensor 7 fortlaufend die Position des Antriebs, das heißt der Welle 4. Die Rechnereinheit 5 wertet Sensorsignale des GMR-Sensors 7 aus. Insbesondere generiert die Rechnereinheit 5 einen Stopp-Befehl für den Rohrmotor 3, wenn in der Rechnereinheit 5 festgestellt anhand der Sensorsignale festgestellt wird, dass eine Endposition erreicht wurde. Damit ist gewährleistet, dass der Rollladen 2 nur zwischen der oberen und unteren Endposition verfahren werden kann.
  • Bei einem Stromausfall ist der elektrische Antrieb der Antriebsvorrichtung 1 deaktiviert und kann nicht mehr zum Verfahren des Rollladens 2 genutzt werden. Um einen Notfallbetrieb bei einem Stromausfall zu gewährleisten, ist eine Nothandkurbel 8 vorgesehen, mittels derer der Rollladen 2 manuell betätigt werden kann. Somit kann mit der Nothandkurbel 8 bei einem Stromausfall der Rollladen 2 noch geöffnet oder geschlossen werden.
  • Da der GMR-Sensor 7 stromlos arbeitet, ist dieser im Fall eines Stromausfalls noch voll funktionsfähig. Daher erfasst der GMR-Sensor 7 auch Positionsänderungen, die durch Betätigung der Nothandkurbel 8 verursacht sind. Da somit die Positionserfassung des GMR-Sensors 7 auch während des Stromausfalls erfolgt, kann nach Ende des Stromausfalls, wenn die Rechnereinheit 5 wieder betriebsbereit ist, die aktuelle Position der Welle 4 aus dem GMR-Sensor 7 ausgelesen und in die Rechnereinheit 5 eingelesen werden. Die Rechnereinheit 5 kann dann anhand dieser Messwerte ohne Durchführen von Einlernvorgängen oder einer neuen Inbetriebnahme die Endlagenkontrolle sofort wieder aufnehmen.
  • Figur 2 zeigt eine Variante der Ausführungsform gemäß Figur 1. Die Antriebsvorrichtung 1 gemäß Figur 2 unterscheidet sich dabei vom Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 nur hinsichtlich der Ausbildung des autarken Absolutwinkelsensors. Zur Ausbildung des autarken Absolutwinkelsensors ist im vorliegenden Fall ein Absolutwinkelsensor 9 vorgesehen, der zwar nicht stromlos arbeitet. Durch eine diesem zugeordnete autarke Energieversorgung in Form eines Akkumulators 10 arbeitet auch die so gebildete Sensoreinheit unabhängig von der Stromversorgung 6 und entspricht somit hinsichtlich ihrer Funktion dem GMR-Sensor 7. Anstelle eines Akkumulators 10 kann die autarke Energieversorgung auch von einer Batterie oder dergleichen gebildet sein.
    • Bezugszeichenliste
    • (1)
    Antriebsvorrichtung
    (2)
    Rollladen
    (3)
    Rohrmotor
    (4)
    Welle
    (5)
    Rechnereinheit
    (6)
    Stromversorgung
    (7)
    GMR-Sensor
    (8)
    Nothandkurbel
    (9)
    Absolutwinkelsensor
    (10)
    Akkumulator

Claims (9)

  1. Antriebsvorrichtung (1) für ein Flächenelement, insbesondere einen Rollladen (2), eine Jalousie, eine Markise oder ein Rolltor, mit einem von einer Rechnereinheit (5) gesteuerten Antrieb, mittels dessen in einem regulären Arbeitsbetrieb das Flächenelementzwischen einer unteren und oberen Endposition verfahrbar ist, und mit einer Nothandkurbel (8), mittels derer das Flächenelement bei einem Stromausfallmechanisch verfahrbar ist, wobei zur Vorgabe der unteren und oberen Endposition wenigstens ein Absolutwinkelsensor vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Absolutwinkelsensor ein autarker GMR-Sensor ist.
  2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorgabe der unteren und oberen Endposition ein einziger autarker Absolutwinkelsensor vorgesehen ist.
  3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorgabe der unteren und oberen Endposition jeweils ein separater autarker Absolutwinkelsensor vorgesehen ist.
  4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Endpositionen in der Rechnereinheit (5) eingelernt sind.
  5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem oder jedem autarken Absolutwinkelsensor sowohl während des regulären Arbeitsbetriebs als auch während eines Stromausfalls absolute Winkelpositionen des Antriebs als Maß für die aktuelle Position der Flächenelemente erfasst werden.
  6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Stromausfall die aktuellen Messwerte des autarken Absolutwinkelsensors in die Rechnereinheit (5) eingelesen sind und der Antrieb von der Rechnereinheit (5) in Abhängigkeit der von dem autarken Absolutwinkelsensor generierten Messwerte gesteuert ist.
  7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb einen eine Welle (4) antreibenden Elektromotor aufweist, wobei durch eine Drehbewegung der Welle (4) das Flächenelement auf dieser auf oder abgerollt wird, und wobei mittels des autarken Absolutwinkelsensors die aktuelle Winkelposition der Welle (4) erfasst wird.
  8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Stromausfall mit der Nothandkurbel (8) die Welle (4) mechanisch in eine Drehbewegung versetzbar ist.
  9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem wenigstens einen autarken Absolutwinkelsensor der Nachlauf des Antriebs bei einem Bremsvorgang bestimmt wird.
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