EP4332336A1 - Tor - Google Patents

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Publication number
EP4332336A1
EP4332336A1 EP23188691.2A EP23188691A EP4332336A1 EP 4332336 A1 EP4332336 A1 EP 4332336A1 EP 23188691 A EP23188691 A EP 23188691A EP 4332336 A1 EP4332336 A1 EP 4332336A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gate
sensor
motor
line
motor unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23188691.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Dietz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novoferm Tormatic GmbH
Original Assignee
Novoferm Tormatic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Novoferm Tormatic GmbH filed Critical Novoferm Tormatic GmbH
Publication of EP4332336A1 publication Critical patent/EP4332336A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
    • E05F15/665—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for vertically-sliding wings
    • E05F15/668—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for vertically-sliding wings for overhead wings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2400/00—Electronic control; Electrical power; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/10—Electronic control
    • E05Y2400/36—Speed control, detection or monitoring
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/10—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/106—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof for garages

Definitions

  • the invention relates to a gate with a door leaf that can be moved between a closed position that closes a building opening and an open position that at least partially releases the building opening, and with a gate drive coupled to the door leaf.
  • the gate drive comprises at least one motor unit having an electric motor and at least one control unit that is spatially separated from the motor unit and connected to the motor unit by a supply line.
  • the motor unit has at least one sensor, wherein the supply line has at least one motor line connected to the electric motor and at least one sensor line connected to the sensor.
  • a gate forms a variable closure with which a building opening - for example an entrance or a passage - can be either opened or closed. In this way, access and heat transfer between two areas on either side of the building opening can be controlled.
  • the present invention relates to a garage door with which access to a garage - for example a single, double or underground garage - can be controlled.
  • a motor unit is provided in the generic gate, which is mechanically coupled to the gate. By controlling the electric motor contained in the motor unit, an opening or closing movement of the door leaf can be caused.
  • the invention is based on a gate in which the motor unit and a control unit are spatially separated from one another.
  • the control unit serves to control and preferably also to supply the motor unit with electricity.
  • the control unit is particularly equipped with one electrical energy source, in particular connected to the power grid.
  • the motor unit is connected to the electrical energy source exclusively indirectly via the control unit and the supply line formed between them.
  • An accumulator - powered by solar cells, for example - can also serve as an energy source.
  • the spatial separation makes it possible to design and position the motor unit in a very compact manner and limited to the essential functions.
  • the motor unit does not have to be easily accessible to an operator. Rather, it is sufficient if the control unit can be controlled - for example via a control element formed on the control unit, a remote control and / or by a command via a radio and / or wire-switched network. Due to the spatial separation from the motor unit, the control unit can be positioned in such a way that it is easily physically accessible for an operator, can easily receive signals from a remote control and/or can be integrated into a data network. However, as a result, the supply line can have a considerable length of several meters. In designs with a movable motor unit, the changing distance to the control unit must also be able to be compensated for. As a result, spiral cables in particular are in use.
  • the motor unit also has at least one sensor.
  • This can in particular be a displacement sensor - also referred to as a displacement sensor or increment sensor.
  • a distance sensor is intended and set up to transmit the travel path and/or the travel speed of the gate to the control unit.
  • This can be used in particular to set a specific opening position - e.g. B. Open position, Closed position or an intermediate position such as a ventilation position.
  • the signal from the sensor can be transmitted via the sensor line, in particular as an analog signal, pulse-coded or digital. In any case, the transmission is susceptible to electrical interference.
  • the invention is based on the object of further developing a generic gate in such a way that it is also suitable for particularly high travel speeds. At the same time, the sensor and signal transmission should not be impaired.
  • the subject of the invention is a gate according to claim 1.
  • Preferred Refinements are specified in the dependent subclaims.
  • the invention provides that the sensor is connected to the sensor line via a level converter.
  • the level converter fulfills two functions: On the one hand, it makes the signal generated by the sensor less sensitive to corruption by motor currents that flow through the motor cable. Furthermore, the sensor is protected by the fact that it is not in direct electrical contact with the sensor cable. As a result, the scope in which the electric motor is controlled can be increased.
  • the improved control can particularly preferably be used to optimally adapt the gate drive to different gate sizes and types. This makes it particularly possible to comply with relevant safety standards and at the same time optimize the driving speed - both when opening and when closing.
  • the motor line, the sensor line and/or the supply line be designed to be unshielded.
  • Shielding is an electrically conductive covering of a cable that can suppress disruptive electromagnetic fields.
  • shields are formed from tubular wire mesh or electrically conductive (for example metallized) foil or paper strips.
  • shielded or partially shielded cables are expensive, only suitable to a limited extent for moving cables - especially spiralized ones - and are also susceptible to damage if installed incorrectly. In the context of the present invention, it is particularly possible to dispense with such shielding.
  • the motor cable forms a first group of wires with at least a second motor cable - in particular a first pair of wires.
  • the motor cables of the first group of wires are routed in particular in parallel and directly adjacent to each other in the supply line.
  • shielding can still be dispensed with.
  • the sum of the currents flowing through the motor cable of the first group of wires during operation is preferably zero.
  • they are preferably twisted together.
  • the sensor line and at least one further sensor line form a second group of wires.
  • This can also preferably be arranged adjacent to one another and parallel to one another. This can also be supported by additional twisting. However, within the scope of the invention, separate and cost-intensive shielding using additional material is not required.
  • the sum of the currents flowing through the sensor lines of the second group of wires during operation is also preferably zero.
  • the control unit is set up to control the electric motor via the motor line with a PWM (pulse width modulation) signal.
  • PWM pulse width modulation
  • the power supply is switched between two discrete switching states (on and off).
  • the transmitted power or applied voltage can be adjusted in small steps between a minimum value (correspondingly permanently “Off”) and a maximum value (permanently "On”). ) can be varied.
  • the PWM signal is usually clocked. This means that switching between on and off can only take place at discrete time intervals. These minimum intervals are also described via the sampling frequency, which is a measure of the precision of the PWM control.
  • the control unit is particularly preferably set up for a sampling frequency of at least 16 kHz, in particular at least 20 kHz.
  • the switching state can be switched between the minimum and maximum values at least 16,000 or 20,000 times per second. With such a high scanning frequency, precise control of the electric motor - and thus the door leaf - is possible even at high travel speeds without any audible noise occurring. At the same time, increasing capacitive coupling with neighboring lines is already occurring in this area. Their side effects are eliminated within the scope of the invention - without complex shielding.
  • the level converter has a comparator or an operational amplifier.
  • the line matching and separation according to the invention can be achieved in a particularly advantageous manner with a comparator circuit or an OPAMP circuit.
  • the comparator or the operational amplifier is preferably connected to the sensor unit - which also functions as a supply unit - with a voltage rail.
  • the voltage rail has at least two lines of different voltage levels - for example "ground” and a "supply voltage”.
  • the voltage rail can also be used to supply the sensor and in particular can be routed through the supply line.
  • the sensor particularly preferably has an electrical sensor output, while the level converter has a converter input connected to the sensor output and a converter output. It is preferably provided that the sensor output - for example as a transistor output - is designed to have a higher impedance than the converter output. As part of the level conversion, it is therefore ensured that the sensor signal is routed through the sensor cable at a “lower impedance”. This reduces the risk of capacitive coupling with the motor cable.
  • the motor cable (or the first group of wires) and the sensor line (or the second group of wires) are preferably routed in parallel in the supply line, at least in sections.
  • the cables required to control, supply and monitor the motor unit are routed together in the supply line.
  • the supply line is designed, at least in sections, as a spiral cable.
  • a spiral cable is elastically stretchable over a wide range and can therefore adapt to a change in the distance between the motor unit and the control unit.
  • the invention is particularly preferably applicable to a door which has at least one running rail on which the door leaf is guided with at least one roller. This means that during an opening or closing movement, the roller performs a curve - in particular a linear one - along the running rail. This movement can be used in particular to drive the gate.
  • the gate can be designed as an up-and-over gate.
  • a first end of the door leaf is guided with the roller on the running rail.
  • the door leaf is connected to a pivot arm, which raises or lowers the second end during the opening or closing movement.
  • the invention can also be used advantageously for sectional doors.
  • the door leaf is formed from several sections that are pivotally connected to one another.
  • the motor unit on the running rail is designed to be movable by the electric motor. Because the motor unit is mechanically coupled to the door leaf, the movement of the motor unit is transmitted to the door leaf. For this purpose, the motor unit and the door leaf are particularly rigidly coupled.
  • the electric motor is preferably designed as a permanently excited direct current motor. This is a widespread and inexpensive technology.
  • the DC motor can be connected via two motor cables. By changing the polarity of the motor cables, a direction reversal can be achieved.
  • the electric motor is designed as a brushless direct current motor (BLDC).
  • BLDC brushless direct current motor
  • control electronics which activates a plurality of coils - in particular three - one after the other.
  • the order in which current is applied to the coils determines the direction of rotation.
  • BLDC motors are particularly low-maintenance and long-lasting due to the lack of contact brushes.
  • the rotation speed and the angle of rotation covered by the electric motor can also be determined or estimated using the control electronics
  • the Fig. 1 shows a gate 1 according to the invention, which is mounted on a garage 2.
  • the garage interior 2a is accessible through an access road forming a building opening 2b.
  • the building opening 2b is in the in Fig. 1 Closing position I shown can be closed by a door leaf 3.
  • the door leaf 3 is arranged vertically in the closed position I and in line with the building opening 2b.
  • FIG. 2 A comparative view with the Fig. 2 one can see that the door leaf 3 is positioned overhead in the garage 2 in the opening position II shown there in such a way that the building opening 2b is released.
  • a door drive 4 is provided, which is coupled to the door leaf 3.
  • the gate drive 4 comprises a motor unit 4a with an electric motor 5 and a control unit 4b that is spatially separated from the motor unit 4a and connected to the motor unit 4a by a supply line 6.
  • the door leaf 3 is designed as a sectional door with a total of four door panels 3a, which are guided on two running rails 7a, 7b by means of rollers 3b.
  • the gate panels 4a are each connected to one another in pairs so that they can pivot about pivot axes running in a horizontal direction.
  • the motor unit 4a can be moved on the running rails 7a, 7b by the electric motor 5.
  • the motor unit 4a is rigidly coupled by a coupling rod 8.
  • the coupling rod 8 mechanically connects the motor unit 4a to the top door panel 3a in the closed position I.
  • the control unit 4b is arranged in a stationary manner on a wall of the garage 2 within the garage interior 2a. It is connected to an electrical supply network via a power line 9.
  • a push button 10 is available for direct operation within the garage 2.
  • an antenna 11 is provided with which both the opening signal from a radio remote control and control commands can be received via a wireless network.
  • the structure of the gate drive 4 according to the invention is in Fig. 3 presented schematically and greatly simplified.
  • the two spatially separate motor unit 4a and control unit 4b are connected to one another by a supply line 6 that is also greatly simplified.
  • the supply line 6 is designed as a spiral cable, which can adapt to a change in distance between the motor unit 4a and the control unit 4b.
  • the electric motor 5 is formed within the motor unit 4a and is mechanically coupled to the running rails 7a, 7b via an output shaft 12.
  • a sensor 13 is also provided, which has an encoder disk 13a arranged on the output shaft and a fork light barrier 13b.
  • a power supply 14 connected to the power line 9 is initially provided in the control unit 4b. This feeds a low DC voltage supply 15, which serves, among other things, to supply the sensor 13.
  • the low DC voltage supply 15 has a first wire 15a, which is supplied with a supply voltage.
  • the second wire 15b sets a ground potential.
  • the two wires 15a, 15b of the low DC voltage supply 15 are routed parallel to one another through the supply line 6 into the motor unit 4a.
  • the electric motor 5 is designed as a three-phase BLDC motor, which is controlled by a controller 16 arranged in the control unit 4b with a PWM output.
  • the PWM controller 16 and the electric motor 5 are connected by a first motor line 17a, a second motor line 17b and a third motor line 17c, which are combined in the supply line 6 to form a first wire group 17 that is twisted together.
  • the PWM controller 16 is in turn controlled by the central control 18 of the control unit 4b.
  • the controller 18 takes this in particular Control pulses from the antenna 11 or the push button 10. Both the PWM controller 16 and the controller 18 are each connected to the power supply 14 - indicated by dashed lines.
  • the sensor 13 is connected to the controller 18 via a sensor line 19, which is also guided through the supply line 6 parallel to the busbar 16 and the motor lines 17.
  • the sensor 13 is connected to the sensor line 19 via a level converter 20.
  • the level converter 20 is also supplied via the low DC voltage supply 15, the circuit being shown in a very simplified manner.
  • the sensor 13 has a sensor output 13c, which is connected to the converter input 20a of the level converter 20.
  • the level converter 20 also has a converter output 20b, which is designed to have a lower resistance than the sensor output 13c.

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tor (1) mit einem zwischen einer eine Gebäudeöffnung (2b) verschließenden Schließstellung (I) und einer die Gebäudeöffnung (2b) zumindest teilweise freigebenden Öffnungsstellung (II) bewegbaren Torblatt (3). Weiterhin ist ein mit dem Torblatt (3) gekoppelter Torantrieb (4) vorgesehen, wobei der Torantrieb (4) zumindest eine einen Elektromotor (5) aufweisende Motoreinheit (4a) und zumindest eine von der Motoreinheit (4a) räumlich getrennte und mit der Motoreinheit (4a) durch eine Versorgungsleitung (6) verbundene Steuereinheit (4b) umfasst. Die Motoreinheit (4a) weist zumindest einen Sensor (13) auf. Die Versorgungsleitung (6) umfasst zumindest eine mit dem Motor (5) verbundene Motorleitung (17a, 17b, 17c) und zumindest eine mit dem Sensor (13) verbundene Sensorleitung (19). Erfindungsgemäß ist der Sensor (13) über einen Pegelumsetzer (20) mit der Sensorleitung (19) verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Tor mit einem zwischen einer eine Gebäudeöffnung verschließenden Schließstellung und eine die Gebäudeöffnung zumindest teilweise freigebenden Öffnungsstellung bewegbaren Torblatt und mit einem mit dem Torblatt gekoppelten Torantrieb. Der Torantrieb umfasst zumindest eine einen Elektromotor aufweisende Motoreinheit und zumindest eine von der Motoreinheit räumlich getrennte und mit der Motoreinheit durch eine Versorgungsleitung verbundene Steuereinheit. Die Motoreinheit weist zumindest einen Sensor auf, wobei die Versorgungsleitung zumindest eine mit dem Elektromotor verbundenen Motorleitung und zumindest eine mit dem Sensor verbundene Sensorleitung aufweist.
  • Ein Tor bildet einen variablen Abschluss, mit dem eine Gebäudeöffnung - beispielsweise ein Eingang oder ein Durchgang - wahlweise geöffnet oder verschlossen werden kann. Hierdurch kann insbesondere der Zugang und die Wärmeübertragung zwischen zwei Bereichen diesseits und jenseits der Gebäudeöffnung gesteuert werden. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Garagentor, mit dem die Zufahrt zu einer Garage - beispielsweise eine Einzel-, Doppel- oder Tief-Garage - geregelt werden kann. Um das Verfahren zwischen der Öffnungsstellung der Schließstellung zu automatisieren, ist bei dem gattungsgemäßen Tor eine Motoreinheit vorgesehen, welche mit dem Tor mechanisch gekoppelt ist. Durch die Ansteuerung des in der Motoreinheit beinhalteten Elektromotors kann dabei eine Öffnungs- bzw. Schließ-Bewegung des Torblatts bewirkt werden.
  • Die Erfindung geht von einem Tor aus, bei der die Motoreinheit und eine Steuereinheit zueinander räumlich getrennt ausgebildet sind. Die Steuereinheit dient dabei der Ansteuerung und vorzugsweise auch zur elektrischen Versorgung der Motoreinheit. Dazu ist die Steuereinheit insbesondere mit einer elektrischen Energiequelle, insbesondere dem Stromnetz verbunden. Eine Verbindung der Motoreinheit mit der elektrischen Energiequelle erfolgt ausschließlich mittelbar über die Steuereinheit und die dazwischen ausgebildete Versorgungsleitung. Als Energiequelle kann auch ein - beispielsweise von Solarzellen gespeister - Akkumulator dienen.
  • Durch die räumliche Trennung ist es möglich, die Motoreinheit sehr kompakt und auf die wesentlichen Funktionen beschränkt auszugestalten und zu positionieren. Insbesondere muss die Motoreinheit nicht für einen Bediener leicht zugänglich sein. Vielmehr ist es ausreichend, wenn dieser die Steuereinheit - beispielsweise über ein an der Steuereinheit ausgebildetes Bedienelement, eine Fernsteuerung und/oder durch einen Befehl über ein funk- und/oder drahtvermitteltes Netzwerk angesteuert werden kann. Durch die räumliche Trennung von der Motoreinheit kann die Steuereinheit dabei derart positioniert werden, dass sie für einen Bediener leicht physisch erreichbar ist, Signale einer Fernbedienung gut empfangen und/oder in ein Datennetzwerke integriert werden kann. Infolgedessen kann die Versorgungsleitung jedoch eine beträchtliche Länge von mehreren Metern aufweisen. Bei Ausgestaltungen mit einer verfahrbaren Motoreinheit muss zusätzlich die sich zur Steuereinheit verändernde Distanz ausgeglichen werden können. Infolgedessen sind insbesondere Spiralkabel im Einsatz.
  • Für einen komfortablen, sicheren und materialschonenden Betrieb weist die Motoreinheit zusätzlich zumindest einen Sensor auf. Hierbei kann es sich insbesondere um einen Wegsensor - auch als Weggeber bzw. InkrementGeber bezeichnet - handeln. Ein derartiger Wegsensor ist dazu vorgesehen und eingerichtet, an die Steuereinheit den Verfahrweg und/oder die Verfahrgeschwindigkeit des Tores zu übermitteln. Dies kann insbesondere dazu genutzt werden, eine bestimmte Öffnungsposition - z. B. Öffnungsstellung, Schließstellung oder eine Zwischenposition wie beispielsweise eine Lüftungsstellung - anzusteuern.
  • Über die Kontrolle der Verfahrgeschwindigkeit können überdies ein sanfter Anlauf bzw. ein sanftes Abbremsen sowie eine Widerstands-Erkennung realisiert werden. Das Signal des Sensors kann über die Sensorleitung insbesondere als analoges Signal, pulscodiert oder digital übertragen werden. In jedem Fall ist die Übertragung anfällig für elektrische Störungen.
  • Ein zusätzlicher Komfortgewinn lässt sich durch eine besonders schnelle Bewegung des Torblatts erreichen. Bei einer besonders schnellen Öffnungs- bzw. Schließ-Bewegung verringert sich die Zeitspanne zwischen dem Auslösen einer solchen Bewegung und deren Abschluss. In der Umsetzung bedeutet dies allerdings, dass der Elektromotor mit einer höheren Leistung - das heißt, mit einem größeren elektrischen Strom und/oder einer höheren Spannung - sowie mit einer größeren Präzision angesteuert werden muss. Die höhere Leistungsaufnahme am Elektromotor führt jedoch gleichzeitig zu einem verstärkten elektrischen Übersprechen - insbesondere durch kapazitive Kopplung - von der Motorleitung auf die Sensorleitung. Dies kann die Signalübertragung zwischen dem Sensor der Steuereinheit bis zur Unbenutzbarkeit beeinträchtigen und sogar die Beschädigung oder Zerstörung des Sensors nach sich ziehen.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Tor derart weiterzuentwickeln, dass dieses auch für besonders hohe Verfahrgeschwindigkeiten geeignet ist. Gleichzeitig soll der Sensor und die Signalübertragung nicht beeinträchtigt werden.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Tor nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
  • Ausgehend von dem gattungsgemäßen Tor ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Sensor über einen Pegelumsetzer mit der Sensorleitung verbunden ist. Der Pegelumsetzer erfüllt dabei zweierlei Funktionen: Einerseits wird dadurch das vom Sensor erzeugte Signal unempfindlicher gegenüber einer Verfälschung durch Motorströme gemacht, welche durch die Motorleitung fließen. Weiterhin wird der Sensor dadurch geschützt, dass er nicht im direkten elektrischen Kontakt mit der Sensorleitung steht. Infolgedessen kann der Spielraum, in dem die Ansteuerung des Elektromotors erfolgt, vergrößert werden.
  • Besonders bevorzugt kann die verbesserte Ansteuerung dazu genutzt werden, den Torantrieb optimal an verschiedene Torgrößen und -typen anzupassen. Dadurch ist es insbesondere möglich einschlägige Sicherheitsnormen einzuhalten und gleichzeitig die Fahrgeschwindigkeit - sowohl bei einer Öffnungsfahrt als auch bei einer Schließfahrt - zu optimieren.
  • Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Motorleitung, die Sensorleitung und/oder die Versorgungsleitung ungeschirmt ausgebildet ist. Unter einer Schirmung ist dabei eine elektrisch leitfähige Umhüllung eines Kabels zu verstehen, welche störende elektromagnetische Felder unterdrücken kann. Insbesondere werden Schirmungen aus schlauchförmigen Drahtgeflechten oder elektrisch leitfähigen (beispielsweise metallisierten) Folien- oder Papierstreifen gebildet. Geschirmte bzw. teilweise geschirmte Leitungen sind jedoch kostenintensiv, nur eingeschränkt für - insbesondere spiralisierte - bewegliche Leitungen geeignet und auch anfällig für Beschädigungen bei falscher Montage. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere möglich, auf eine derartige Schirmung zu verzichten.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung bildet die Motorleitung mit zumindest einer zweiten Motorleitung eine erste Aderngruppe - insbesondere ein erstes Adernpaar. Die Motorleitungen der ersten Aderngruppe sind in der Versorgungsleitung insbesondere parallel und direkt benachbart geführt. Im Rahmen der Erfindung kann dennoch auf eine Schirmung verzichtet werden. Dazu ist die Summe der im Betrieb durch die Motorleitung der ersten Aderngruppe fließenden Ströme bevorzugt Null. Um die Motorleitung der ersten Aderngruppe sicher beieinander zu halten, sind diese vorzugsweise miteinander verdrillt.
  • Vorzugsweise bilden die Sensorleitung und zumindest eine weitere Sensorleitung eine zweite Aderngruppe. Dies kann ebenfalls bevorzugt zueinander benachbart und parallel zueinander angeordnet. Dies kann ebenfalls durch eine zusätzliche Verdrillung unterstützt werden. Im Rahmen der Erfindung ist jedoch eine gesonderte und kostenintensive Schirmung durch zusätzliches Material nicht erforderlich. Die Summe der im Betrieb durch die Sensorleitungen der zweiten Aderngruppe fließenden Ströme ist ebenfalls bevorzugt Null.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Elektromotor über die Motorleitung mit einem PWM(Pulsweitenmodulation)-Signal anzusteuern. Bei einer PWM-Steuerung wird die Spannungsversorgung zwischen zwei diskreten Schaltzuständen (An und Aus) geschaltet. Durch Variation der Zeiträume, in denen das "An"-Signal bzw. das "Aus"-Signal anliegt, kann die übertragene Leistung bzw. anliegende Spannung kleinschrittig zwischen einem Minimalwert (entsprechend dauerhaft "Aus") und einem Maximalwert (dauerhaft "An") variiert werden.
  • Das PWM-Signal wird üblicherweise getaktet ausgebildet. Das heißt, eine Umschaltung zwischen An und Aus kann jeweils nur diskreten Zeitintervallen erfolgen. Diese minimalen Intervalle werden auch über die Tastfrequenz beschrieben, welche ein Maß für die Präzision der PWM-Steuerung sind.
  • Besonders bevorzugt ist die Steuereinheit für eine Tastfrequenz von zumindest 16 kHz, insbesondere zumindest 20 kHz eingerichtet. Dabei kann zumindest 16.000 bzw. 20.000 Mal pro Sekunde der Schaltzustand zwischen dem Minimal- und dem Maximalwert umgeschaltet werden. Bei einer so hohen Tastfrequenz ist auch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten eine präzise Steuerung des Elektromotors - und damit des Torblatts - möglich ohne dass hörbare Störgeräusche auftreten. Gleichzeitig tritt in diesem Bereich bereits eine zunehmende kapazitive Kopplung mit benachbarten Leitungen auf. Deren Nebenwirkungen werden Rahmen der Erfindung - ohne eine aufwändige Schirmung - behoben.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Pegelumsetzer einen Komperator oder einen Operationsverstärker auf. Mit einer Komperatorschaltung bzw. eine OPAMP-Schaltung kann die erfindungsgemäße Leitungsanpassung und Separation in besonders vorteilhafter Weise erzielt werden. Der Komperator bzw. der Operationsverstärker ist vorzugsweise mit der Sensoreinheit - welche gleichzeitig auch als Versorgungseinheit fungiert - mit einer Spannungsschiene verbunden. Die Spannungsschiene weist zumindest zwei Leitungen unterschiedlicher Spannungsniveaus - beispielsweise "Erdung" und eine "Versorgungsspannung" - auf. Die Spannungsschiene kann ebenfalls zur Versorgung des Sensors genutzt werden und insbesondere durch die Versorgungsleitung geführt sein.
  • Besonders bevorzugt weist der Sensor einen elektrischen Sensorausgang auf, während der Pegelumsetzer eine mit dem Sensorausgang verbundenen Umsetzer-Eingang und einen Umsetzer-Ausgang aufweist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Sensorausgang - z.B. als Transistorausgang - hochohmiger ausgebildet ist als der Umsetzer-Ausgang. Im Rahmen der Pegelumsetzung wird daher dafür gesorgt, dass das Sensorsignal "niederohmiger" durch die Sensorleitung geführt wird. Dies reduziert die Gefahr einer kapazitiven Kopplung mit der Motorleitung.
  • Bevorzugt sind die Motorleitung (bzw. die erste Aderngruppe) und die Sensorleitung (bzw. die zweite Aderngruppe) in der Versorgungsleitung zumindest abschnittsweise parallel geführt. Die zur Steuerung, Versorgung und Überwachung der Motoreinheit erforderlichen Kabel werden dabei gemeinsam in der Versorgungsleitung geführt.
  • Besonders bevorzugt ist die Versorgungsleitung zumindest abschnittsweise als Spiralkabel ausgebildet. Ein Spiralkabel ist in einem weiten Bereich elastisch dehnbar und kann sich so an eine Abstandsänderung zwischen der Motoreinheit und der Steuereinheit anpassen.
  • Besonders bevorzugt ist die Erfindung anwendbar auf ein Tor, welches zumindest eine Laufschiene aufweist, an der das Torblatt mit zumindest einer Rolle geführt ist. Damit vollführt die Rolle bei einer Öffnungs- bzw. Schließbewegung eine - insbesondere lineare - Kurvenfahrt entlang der Laufschiene. Diese Bewegung kann insbesondere zum Antrieb des Tors genutzt werden.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform kann das Tor als Schwingtor ausgebildet sein. Dabei ist ein erstes Ende des Torblatts mit der Rolle an der Laufschiene geführt. An einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende ist das Torblatt mit einem Schwenkarm verbunden, welcher das zweite Ende während der Öffnungs- bzw. Schließbewegung anhebt oder absenkt.
  • Ebenso ist die Erfindung in vorteilhafter Weise bei Sektionaltoren anwendbar. Dabei ist das Torblatt aus mehreren miteinander schwenkbeweglich verbundenen Sektionen gebildet.
  • Besonders bevorzugt ist die Motoreinheit an der Laufschiene durch den Elektromotor verfahrbar ausgebildet. Dadurch, dass die Motoreinheit mit dem Torblatt mechanisch gekoppelt ist, wird die Bewegung der Motoreinheit auf das Torblatt übertragen. Dazu sind die Motoreinheit und das Torblatt insbesondere starr gekoppelt.
  • Vorzugsweise ist der Elektromotor als permanenterregter Gleichstrommotor ausgebildet. Dabei handelt es sich um eine weit verbreitete und preiswerte Technik. Der Gleichstrommotor kann über zwei Motorleitungen angeschlossen werden. Durch einen Wechsel der Polarität der Motorleitungen lässt sich dabei eine Richtungsumkehr herbeiführen.
  • Gemäß einer bevorzugten alternativen Ausführungsform ist der Elektromotor als bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) ausgebildet. Dieser wird über eine Steuerelektronik angesteuert, welche eine Mehrzahl von Spulen - insbesondere drei - nacheinander ansteuert. Die Reihenfolge, in der die Spulen mit Strom beaufschlagt werden, legt dabei die Drehrichtung fest. BLDC-Motoren sind durch das Fehlen von Kontaktbürsten besonders wartungsarm und langlebig. Zusätzlich zu dem im Rahmen der Erfindung vorgesehene Sensor kann die Drehgeschwindigkeit und der vom Elektromotor zurückgelegte Drehwinkel auch mit der Steuerelektronik bestimmt bzw. abgeschätzt werden
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figuren erläutert. Es zeigen dabei schematisch:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Tors in einer Schließstellung,
    Fig. 2
    eine Seitenansicht des Tors aus Fig. 1 in einer Öffnungsstellung und
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Torantriebs.
  • Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Tor 1, welches an einer Garage 2 montiert ist. Der Garageninnenraum 2a ist durch eine eine Gebäudeöffnung 2b bildende Zufahrt zugänglich. Die Gebäudeöffnung 2b ist in der in Fig. 1 dargestellten Schließstellung I durch ein Torblatt 3 verschließbar. Dazu ist das Torblatt 3 in der Schließstellung I vertikal und in Deckung zu der Gebäudeöffnung 2b angeordnet.
  • Einer vergleichenden Betrachtung mit der Fig. 2 entnimmt man, dass das Torblatt 3 in der dort dargestellten Öffnungsstellung II derart über Kopf in der Garage 2 positioniert ist, dass die Gebäudeöffnung 2b freigegeben wird. Zur Bewegung des Torblatts 3 zwischen der Öffnungsstellung II und der Schließstellung I ist ein Torantrieb 4 vorgesehen, welcher mit dem Torblatt 3 gekoppelt ist.
  • Der Torantrieb 4 umfasst eine Motoreinheit 4a mit einem Elektromotor 5 und eine von der Motoreinheit 4a räumlich getrennte und mit der Motoreinheit 4a durch eine Versorgungsleitung 6 verbundene Steuereinheit 4b.
  • Das Torblatt 3 ist als Sektionaltor mit insgesamt vier Torpaneelen 3a ausgebildet, welche mittels Laufrollen 3b an zwei Laufschienen 7a, 7b geführt sind. Die Torpaneele 4a sind untereinander jeweils paarweise um in einer Horizontalrichtung verlaufende Schwenkachsen miteinander schwenkbeweglich verbunden.
  • Zum Antrieb ist vorgesehen, dass die Motoreinheit 4a an den Laufschienen 7a, 7b durch den Elektromotor 5 verfahrbar ist. Dabei ist die Motoreinheit 4a durch eine Koppelstange 8 starr gekoppelt. Die Koppelstange 8 verbindet die Motoreinheit 4a mechanisch mit dem in der Schließstellung I obersten Torpaneel 3a. Somit wird bei einem Verfahren der Motoreinheit 4a das gesamte Torblatt 3 mitbewegt.
  • Die Steuereinheit 4b ist ortsfest an einer Wand der Garage 2 innerhalb des Garageninnenraums 2a angeordnet. Sie ist über eine Netzleitung 9 an ein elektrisches Versorgungsnetz angeschlossen. Für die unmittelbare Bedienung innerhalb der Garage 2 steht ein Drucktaster 10 zur Verfügung. Ferner ist eine Antenne 11 vorgesehen, mit der sowohl Öffnungssignal einer Funkfernbedienung als auch Steuerbefehle über ein drahtloses Netzwerk empfangen werden können.
  • Der Aufbau des erfindungsgemäßen Torantriebs 4 ist in Fig. 3 schematisch und stark vereinfacht dargestellt. Die beiden zueinander räumlich getrennten Motoreinheit 4a und Steuereinheit 4b sind durch eine ebenfalls stark vereinfachte Versorgungsleitung 6 miteinander verbunden. Wie man den Figuren 1 und 2 entnehmen kann, ist die Versorgungsleitung 6 als Spiralkabel ausgebildet, welche sich einer Distanzänderung zwischen der Motoreinheit 4a und der Steuereinheit 4b anpassen kann.
  • Innerhalb der Motoreinheit 4a ist der Elektromotor 5 ausgebildet, welcher über eine Abtriebswelle 12 mechanisch an die Laufschienen 7a, 7b koppelt. Zur Erfassung der Bewegung der Motoreinheit 4a ist weiterhin ein Sensor 13 vorgesehen, welcher ein auf der Abtriebswelle angeordnete Encoderscheibe 13a sowie eine Gabellichtschranke 13b aufweist.
  • In der Steuereinheit 4b ist zunächst eine mit der Netzleitung 9 verbundene Spannungsversorgung 14 vorgesehen. Diese speist eine Kleingleichspannungsversorgung 15, welche unter anderem zur Versorgung des Sensors 13 dient. Die Kleingleichspannungsversorgung 15 weist eine erste Ader 15a auf, welche mit einer Versorgungsspannung beaufschlagt wird. Die zweite Ader 15b legt ein Massepotenzial fest. Die beiden Adern 15a, 15b der Kleingleichspannungsversorgung 15 sind zueinander parallel durch die Versorgungsleitung 6 bis in die Motoreinheit 4a geführt.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor 5 als dreiphasiger BLDC-Motor ausgebildet, welcher durch einen in der Steuereinheit 4b angeordneten Controller 16 mit einem PWM-Ausgang angesteuert wird. Dazu sind der PWM-Controller 16 und der Elektromotor 5 durch eine erste Motorleitung 17a, eine zweite Motorleitung 17b und eine dritte Motorleitung 17c verbunden, welche in der Versorgungsleitung 6 zu einer miteinander verdrillten ersten Aderngruppe 17 zusammengefasst sind.
  • Der PWM-Controller 16 wird seinerseits von der zentralen Steuerung 18 der Steuereinheit 4b angesteuert. Dazu nimmt die Steuerung 18 insbesondere Steuerimpulse von der Antenne 11 oder dem Drucktaster 10 an. Sowohl der PWM-Controller 16 als auch die Steuerung 18 sind jeweils - gestrichelt angedeutet - an die Spannungsversorgung 14 angeschlossen.
  • Damit die Verfahrposition und Verfahrgeschwindigkeit der Motoreinheit 4a berücksichtigt werden können, ist der Sensor 13 über eine Sensorleitung 19 mit der Steuerung 18 verbunden, welche ebenfalls durch die Versorgungsleitung 6 parallel zu der Stromschiene 16 und den Motorleitungen 17 geführt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Sensor 13 über einen Pegelumsetzer 20 an die Sensorleitung 19 angeschlossen ist. Der Pegelumsetzer 20 ist dabei ebenfalls über die Kleingleichspannungsversorgung 15 versorgt, wobei die Schaltung stark vereinfacht dargestellt ist. Im Rahmen des gezeigten Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, dass der Sensor 13 einen Sensorausgang 13c aufweist, welcher mit dem Umsetzer-Eingang 20a des Pegelumsetzers 20 verbunden ist. Der Pegelumsetzer 20 weist weiterhin einen Umsetzer-Ausgang 20b auf, welcher niederohmiger als der Sensorausgang 13c ausgebildet ist.

Claims (11)

  1. Tor (1) mit einem zwischen einer eine Gebäudeöffnung (2b) verschließenden Schließstellung (I) und einer die Gebäudeöffnung (2b) zumindest teilweise freigebenden Öffnungsstellung (II) bewegbaren Torblatt (3) und mit einem mit dem Torblatt (3) gekoppelten Torantrieb (4), wobei der Torantrieb (4) zumindest eine einen Elektromotor (5) aufweisende Motoreinheit (4a) und zumindest eine von der Motoreinheit (4a) räumlich getrennte und mit der Motoreinheit (4a) durch eine Versorgungsleitung (6) verbundene Steuereinheit (4b) umfasst, wobei die Motoreinheit (4a) zumindest einen Sensor (13) aufweist, und wobei die Versorgungsleitung (6) zumindest eine mit dem Motor (5) verbundene Motorleitung (17a, 17b, 17c) und zumindest eine mit dem Sensor (13) verbundene Sensorleitung (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (13) über einen Pegelumsetzer (20) mit der Sensorleitung (19) verbunden ist.
  2. Tor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4b) dazu eingerichtet ist, den Elektromotor (5) über die Motorleitung (17a, 17b, 17c) mit einem PWM(Pulsweitenmodulation)-Signal anzusteuern.
  3. Tor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4b) für eine PWM-Tastfrequenz von zumindest 16 kHz eingerichtet ist.
  4. Tor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pegelumsetzer (20) einen Komparator oder einen Operationsverstärker aufweist.
  5. Tor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (13) einen elektrischen Sensorausgang (13c) aufweist, dass der Pegelumsetzer (20) einen mit dem Sensorausgang (13c) verbundenen Umsetzer-Eingang (20a) und einen Umsetzer-Ausgang (20b) aufweist und dass der Sensorausgang (13c) hochohmiger ausgebildet ist als der Umsetzer-Ausgang (20b).
  6. Tor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorleitung (17a, 17b, 17c) und die Sensorleitung (19) in der Versorgungsleitung (6) zumindest abschnittsweise parallel geführt sind.
  7. Tor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (6) zumindest abschnittsweise als Spiralkabel ausgebildet ist.
  8. Tor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Tor (1) zumindest eine Laufschiene (7a, 7b) aufweist, an der das Torblatt (3) mit zumindest einer Rolle (3b) geführt ist.
  9. Tor (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Tor als Schwingtor ausgebildet ist.
  10. Tor (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Torblatt (3) als Sektionaltorblatt ausgebildet ist.
  11. Tor (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoreinheit (4a) an der Laufschiene (7a, 7b) durch den Elektromotor (5) verfahrbar ist.
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