EP4375459B1 - Feststellanlage - Google Patents

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EP4375459B1
EP4375459B1 EP23212672.2A EP23212672A EP4375459B1 EP 4375459 B1 EP4375459 B1 EP 4375459B1 EP 23212672 A EP23212672 A EP 23212672A EP 4375459 B1 EP4375459 B1 EP 4375459B1
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EP
European Patent Office
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coil
supply voltage
control device
electronic control
hold
Prior art date
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EP23212672.2A
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English (en)
French (fr)
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EP4375459A1 (de
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Matthias Hucker
Dominik Böhm
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Geze GmbH
Original Assignee
Geze GmbH
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Publication date
Application filed by Geze GmbH filed Critical Geze GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B47/0002—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with electromagnets
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05C—BOLTS OR FASTENING DEVICES FOR WINGS, SPECIALLY FOR DOORS OR WINDOWS
    • E05C17/00—Devices for holding wings open; Devices for limiting opening of wings or for holding wings open by a movable member extending between frame and wing; Braking devices, stops or buffers, combined therewith
    • 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
    • E05F1/00—Closers or openers for wings, not otherwise provided for in this subclass
    • E05F1/002—Closers or openers for wings, not otherwise provided for in this subclass controlled by automatically acting means
    • E05F1/006—Closers or openers for wings, not otherwise provided for in this subclass controlled by automatically acting means by emergency conditions, e.g. fire
    • 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
    • E05F3/00—Closers or openers with braking devices, e.g. checks; Construction of pneumatic or liquid braking devices
    • E05F3/22—Additional arrangements for closers, e.g. for holding the wing in opened or other position
    • E05F3/221—Mechanical power-locks, e.g. for holding the wing open or for free-moving zones
    • E05F3/222—Mechanical power-locks, e.g. for holding the wing open or for free-moving zones electrically operated
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B2047/0048—Circuits, feeding, monitoring
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B2047/0072—Operation
    • E05B2047/0076—Current to lock only, i.e. "fail-safe"
    • 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
    • E05Y2900/13—Type of wing
    • E05Y2900/132—Doors

Definitions

  • the invention relates to a locking system for locking an open leaf of a door, a window or the like, with an energizable coil which, when energized, is intended to block automatic closing of the leaf by a drive connected to the leaf, and a supply voltage input for the coil.
  • Hold-open systems are designed to hold a sash in an open position and, if necessary, release it from this position.
  • a well-known hold-open system is, for example, in the US3777423A described.
  • Conventional hold-open systems are usually designed for a defined supply voltage applied to the supply voltage input, for example 24V DC, for which the current flowing through the coil corresponds to a defined, specified value within the nominal operating range of the coil. If, on the other hand, the hold-open system is operated with a supply voltage that is too high, for example 48V DC, the coil can be overloaded due to the higher current and high torques outside the permissible standard range can then be required to manually close the leaf.
  • the overload can also lead to the coil burning out and thus to irreversible damage to the hold-open system.
  • the hold-open system may not provide the disengagement torque required to hold the leaf.
  • the invention is therefore based on the object of creating a locking system which reliably performs its function even over a wide range of the supply voltage applied to the supply voltage input.
  • a locking system having the features of claim 1, and in particular by an electronic control device which is designed to measure a supply voltage applied to the supply voltage input when switched on and to regulate the current flowing through the coil to a predetermined value, wherein the current flowing through the coil is measured for current regulation, and wherein the starting value of the current regulation is determined as a function of the measured supply voltage.
  • a standard-compliant holding function of the hold-open system requires that the current flowing through the coil creates a holding torque of the hold-open system that exceeds the closing torque of the drive by 40 Nm to 120 Nm. This allows the sash to be reliably held in its open position, while the operator can manually or by applying their own force overcome the resulting holding force of the hold-open system and close the sash. Since the holding torque of the hold-open system follows the current flowing through the coil extremely sensitively, it is particularly crucial for a standard-compliant holding function that the current flowing through the coil is constant during operation of the hold-open system and that its current intensity corresponds to the specified value, which can vary depending on the required holding torque.
  • the locking system fulfils several functions: Since the hold-open system regulates the current flowing through the coil to the specified value for any supply voltage value when switched on using the electronic control device, the hold-open system can also be used with a wide range of different supply voltages, in particular in a 12V DC network or 48V DC network, can be operated reliably.
  • current control compensates for parameter changes, in particular changes in the ohmic coil resistance due to heating caused by the current flowing through the coil.
  • the last two control interventions represent scenarios that allow the current flowing through the coil to be at a constant, predetermined value, particularly after commissioning, and especially during operation of the hold-open system.
  • a voltage divider can be provided that directly taps the supply voltage applied to the supply voltage input.
  • the electronic control device can then be designed to measure the supply voltage applied to the supply voltage input by means of the voltage divider upon switch-on. This allows the supply voltage applied to the supply voltage input to be measured both in a de-energized and in a energized state of the coil. Measuring in a de-energized state offers the particular advantage that, when the locking system is switched on, the risk of overloading the coil due to excessive current, which could flow through the coil during measurement in the energized state is reduced.
  • the electronic control device can be configured to energize the coil upon power-up and measure the supply voltage present at the supply voltage input based on the current flowing through the coil during power-up and before the start of current regulation. This allows for a simple and cost-effective design of the locking system, since no additional voltage divider is required to measure the supply voltage present at the supply voltage input.
  • a measuring resistor connected in series with the coil is provided, and the electronic control device is configured to measure the current flowing through the coil using the measuring resistor. This allows for a simple current control structure.
  • a parameter input is provided, and the electronic control device is configured to set the predefined value via the parameter input.
  • the predefined value allows the predefined value to be changed quickly and easily. This may be particularly necessary when drives with different closing torques are each to be equipped with a holding device according to the invention. By setting the predefined value, the corresponding required holding torque of the holding device can be set.
  • the locking system comprises an electronic switching element, in particular a field-effect transistor, wherein the electronic control device is designed to control the electronic switching element with a pulse-width modulated signal having a duty cycle and to adjust the duty cycle of the pulse-width modulated signal to control the current flowing through the coil. To regulate the current to the specified value.
  • the combination of the electronic switching element and its control via the pulse-width modulated signal allows for simple, yet fast, precise, and low-loss control of the current flowing through the coil.
  • the starting value of the current control corresponds to a starting duty cycle of the pulse-width modulated signal, which is stored in a lookup table for the measured supply voltage in a memory, in particular in the electronic control device.
  • the starting duty cycle can be calculated by the electronic control device from the measured supply voltage.
  • the electronic control device is configured to compare the current flowing through the coil with the predetermined value in order to adjust the duty cycle of the pulse-width-modulated signal and to adjust the duty cycle of the pulse-width-modulated signal as a function of the comparison in order to regulate the current flowing through the coil to the predetermined value.
  • the electronic control device is configured to reduce the duty cycle of the pulse-width-modulated signal if the current flowing through the coil is greater than the predetermined value and to increase the duty cycle of the pulse-width-modulated signal if the current flowing through the coil is less than the predetermined value.
  • a preset duty cycle is stored in the electronic control device, and the electronic control device is designed to control the electronic switching element with the pulse-width modulated signal with the preset duty cycle upon switching on and before the start of the current regulation.
  • the preset duty cycle is at most 50%. This can prevent the Switching on and current flowing through the coil before the current control starts overloads the coil.
  • the electronic control device for controlling the current flowing through the coil preferably comprises a PID controller. This advantageously minimizes the control deviation.
  • the coil can be designed as part of an electromagnet which is intended to block a sliding block of the drive, which is guided in a slide rail, in the energized state of the coil in order to block automatic closing of the wing.
  • the coil can, for example, also be designed as part of an electro-hydraulic valve, which is intended to assume a closed valve position when the coil is energized in order to interrupt a hydraulic circuit in the drive in order to block automatic closing of the wing.
  • the locking system can be designed for a supply voltage in a voltage range of 10V DC to 70V DC, in particular 20V DC to 56V DC, and the electronic control device can be configured to regulate the current flowing through the coil to the specified value for each supply voltage within the voltage range. This covers all common supply voltages in building technology.
  • the specified value can be within a current range of 20 mA DC to 100 mA DC, in particular 30 mA DC to 80 mA DC. These values have proven particularly suitable for operating the locking system according to the invention.
  • the present invention relates to a door, a window or the like, with a wing, a drive for automatically closing the wing and a locking system according to the invention.
  • the invention also relates to a method for locking an open leaf of a door, window, or the like by means of a locking system, wherein the locking system comprises: an energizable coil which, when energized, is intended to block automatic closing of the leaf by a drive connected to the leaf, a supply voltage input for the coil, and an electronic control device.
  • the method is characterized in that the electronic control device performs the following steps: measuring the supply voltage applied to the supply voltage input upon switching on, regulating the current flowing through the coil to the predetermined value, wherein the current flowing through the coil is measured for current regulation, and wherein the starting value of the current regulation is determined as a function of the measured supply voltage.
  • FIG. 1 A schematic circuit implementation of a locking system 11 for locking an open leaf of a door, window, or the like is shown, comprising an energizable coil 13, a supply voltage input 15 for the coil 13, and an electronic control device 17. Furthermore, the locking system 11 comprises a measuring resistor 21, which is connected in series with the coil 13, and a parameter input 23. Furthermore, the locking system 11 contains an electronic switching element 25, which can be controlled by the electronic control device 17 using a pulse-width modulated signal in order to regulate the current flowing through the coil 13 to a predetermined value. Furthermore, a circuit board 27 is shown, on which the electronic control device 17, the electronic switching element 25, and the measuring resistor 21 are arranged.
  • the electronic control device 17 has a power input 29, which is connected to the supply voltage input 15.
  • the generally higher supply voltage applied to the supply voltage input 15 is converted to the nominal operating voltage of the electronic control device 17 by means of a voltage converter to supply power to the latter.
  • a voltage converter to supply power to the latter.
  • known switching regulators or linear regulators can be used for this purpose, which can provide a defined output voltage of, for example, 3.3V DC or 5V DC as the nominal operating voltage for different input voltages.
  • the electronic control device 17 can also be supplied from a different supply network than the supply voltage applied to the supply voltage input 15.
  • the electronic control device 17 controls the electronic switching element 25 via a signal output 31 with a pulse-width modulated signal with a preset duty cycle, so that a current flow through the coil 13.
  • the current flowing through coil 13 generates a voltage drop across measuring resistor 21, which is detected by electronic control device 17 via a measuring input 19.
  • the preset duty cycle were 100%, the voltage drop across measuring resistor 21 in the stationary state of coil 13 would at least approximately correspond to the supply voltage applied to supply voltage input 15.
  • coil 13 can be overloaded with a preset duty cycle of 100% due to the higher current associated with the higher voltage.
  • a preset duty cycle of only 50% or less, for example 25% is used, so that the current flowing through coil 13 corresponds at most to the current flowing through coil 13 at the nominal voltage of 24V DC.
  • a duty cycle of 20% in the stationary state of coil 13, the voltage drop across measuring resistor 21 is at least approximately a quarter of the supply voltage.
  • electronic control device 17 determines the supply voltage present at supply voltage input 15 based on the detected voltage drop across measuring resistor 21 and the other circuit parameters known to electronic control device 17.
  • the supply voltage applied to the supply voltage input 15 can also be measured by the electronic control device 17 by means of a voltage divider which directly taps the supply voltage applied to the supply voltage input 15 (not shown).
  • the current flowing through the coil 13 is then regulated to the specified value, which can be preset during production and is determined by By applying a corresponding signal to the parameter input 23, to which a further input 33 of the electronic control device 17 is connected, the electronic control device 17 can set it to a different value.
  • the electronic control device 17 In order to start the regulation of the current flowing through the coil 13 following the measurement of the supply voltage, the electronic control device 17 must first determine a starting value for the current regulation, which corresponds to a starting duty cycle of the pulse-width modulated signal.
  • the electronic control device 17 takes the starting duty cycle of the pulse-width-modulated signal from a lookup table stored in a memory, in particular the electronic control device 17, which is stored in the lookup table for the supply voltage applied to the supply voltage input 15 and determined by the previous measurement. Alternatively or additionally, the electronic control device 17 can also calculate the starting duty cycle of the current control from the measured supply voltage. If the lock-opening system 11 is designed for a nominal voltage of 24V DC, for example, the starting duty cycle can be 45%, for example.
  • the electronic control device 17 determines a starting value for the current control that corresponds to a starting duty cycle of the pulse-width-modulated signal of, for example, 90% or 22.5%. After determining the starting duty cycle, the electronic control device 17 controls the electronic switching element 25 with the pulse-width modulated signal corresponding to the starting duty cycle to start the current regulation.
  • the electronic control device 17 measures regularly by means of the measuring resistor 21 via the measuring input 19 the current flowing through coil 13 to regulate the current to the specified value.
  • the electronic control device 17 comprises a PID controller, to which it supplies a control deviation from the measured current value and the predefined value, wherein the control loop is closed by feedback of the measured current value. Based on the manipulated variable output by the PID controller, the electronic control device 17 adjusts the duty cycle of the pulse-width-modulated signal accordingly. The electronic control device 17 then measures the current flowing through the coil 13 again and feeds the control deviation formed from the predefined value and the fed-back, currently measured current value back to the PID controller. As a result of a cycle of the above steps, the electronic control device 17 regulates the current to the predefined value.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Feststellanlage zum Feststellen eines geöffneten Flügels einer Tür, eines Fensters oder dergleichen, mit einer bestrombaren Spule, die dazu vorgesehen ist, im bestromten Zustand ein automatisches Schließen des Flügels durch einen mit dem Flügel verbundenen Antrieb zu blockieren, und einem Versorgungsspannungseingang für die Spule.
  • Feststellanlagen sind dafür vorgesehen, einen Flügel in einer geöffneten Stellung zu halten und bedarfsweise aus der gehaltenen Stellung wieder freizugeben. Eine bekannte Feststellanlage ist beispielsweise in der US3777423A beschrieben. Dabei sind herkömmliche Feststellanlagen üblicherweise für eine definierte, am Versorgungsspannungseingang anliegende Versorgungsspannung, beispielsweise 24V DC, ausgelegt, für welche der durch die Spule fließende Strom einem definierten, vorgegebenen Wert innerhalb des Nennbetriebsbereichs der Spule entspricht. Wird die Feststellanlage hingegen mit einer zu hohen Versorgungsspannung betrieben, beispielsweise 48V DC, kann die Spule aufgrund des höheren Stroms überlastet werden und zum manuellen Schließen des Flügels können dann hohe Momente außerhalb des zulässigen Normbereichs erforderlich sein. Im schlimmsten Fall kann die Überlastung auch zum Durchbrennen der Spule und somit zu irreversiblen Schäden an der Feststellanlage führen. Andererseits kann bei einer zu geringen Versorgungsspannung, beispielsweise 12V DC, die Feststellanlage gegebenenfalls nicht das zum Feststellen des Flügels benötigte Ausrückmoment bereitstellen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Feststellanlage zu schaffen, welche auch über einen weiten Bereich der am Versorgungsspannungseingang anliegenden Versorgungsspannung ihre Funktion zuverlässig ausübt.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Feststellanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, und insbesondere durch eine elektronische Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, beim Einschalten eine an dem Versorgungsspannungseingang anliegende Versorgungspannung zu messen und den durch die Spule fließenden Strom auf einen vorgegebenen Wert zu regeln, wobei zur Stromregelung der durch die Spule fließende Strom gemessen wird, und wobei der Startwert der Stromregelung in Abhängigkeit von der gemessenen Versorgungsspannung bestimmt wird.
  • Eine normgerechte Haltefunktion der Feststellanlage erfordert, dass sich durch den durch die Spule fließenden Strom ein Haltemoment der Feststellanlage einstellt, welches das Schließmoment des Antriebs um 40Nm bis 120Nm übersteigt. Dadurch kann der Flügel zuverlässig in seiner geöffneten Position gehalten werden, wobei es einem Bediener möglich ist, manuell bzw. durch eigene Kraftaufbringung die resultierende Haltekraft der Feststellanlage zu überwinden und den Flügel zu schließen. Da das Haltemoment der Feststellanlage äußerst sensitiv dem durch die Spule fließenden Strom folgt, ist es für die normgerechte Haltefunktion besonders entscheidend, dass im Betrieb der Feststellanlage der durch die Spule fließende Strom konstant ist und in seiner Stromstärke dem vorgegebenen Wert entspricht, welcher je nach notwendigem Haltemoment unterschiedlich sein kann.
  • Hinsichtlich der vorstehenden Anforderungen erfüllt die erfindungsgemäße Feststellanlage mehrere Funktionen:
    Da die Feststellanlage beim Einschalten mittels der elektronischen Steuereinrichtung für beliebige Werte der Versorgungsspannung den durch die Spule fließenden Strom jeweils auf den vorgegebenen Wert regelt, kann die Feststellanlage auch bei über einen weiten Bereich verschiedenen Versorgungsspannungen, insbesondere in einem 12V DC Netz oder 48V DC Netz, zuverlässig betrieben werden.
  • Ferner werden aufgrund der Regelung des durch die Spule fließenden Stroms Schwankungen der an dem Versorgungsspannungseingang anliegenden Versorgungsspannung, wie sie in Gebäudenetzen aufgrund anderweitiger Schalthandlungen auftreten können, ausgeregelt.
  • Außerdem werden durch die Stromregelung Parameteränderungen, insbesondere Änderungen des ohmschen Spulenwiderstands infolge einer Erwärmung aufgrund des durch die Spule fließenden Stroms, ausgeglichen.
  • Die beiden letzten Regeleingriffe stellen Szenarien dar, die insbesondere nach Inbetriebnahme, insbesondere im Betrieb der Feststellanlage, den durch die Spule fließenden Strom mit konstantem, vorgegebenem Wert ermöglichen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnung beschrieben.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Spannungsteiler vorgesehen sein, der die an dem Versorgungsspannungseingang anliegende Versorgungsspannung direkt abgreift. Die elektronische Steuereinrichtung kann dann dazu ausgebildet sein, beim Einschalten die an dem Versorgungsspannungseingang anliegende Versorgungspannung mittels des Spannungsteilers zu messen. Dadurch kann die an dem Versorgungsspannungseingang anliegende Versorgungsspannung grundsätzlich sowohl in einem unbestromten, als auch in einem bestromten Zustand der Spule gemessen werden. Die Messung in einem unbestromten Zustand bietet den besonderen Vorteil, dass beim Einschalten der Feststellanlage die Gefahr einer Überlastung der Spule infolge eines zu hohen Stroms, der bei der Messung im bestromten Zustand durch die Spule fließen könnte, reduziert wird.
  • Alternativ kann die elektronische Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, beim Einschalten die Spule zu bestromen und die an dem Versorgungsspannungseingang anliegende Versorgungspannung anhand des beim Einschalten und vor dem Start der Stromregelung durch die Spule fließenden Stroms zu messen. Dies erlaubt einen einfachen und kostengünstigen Aufbau der Feststellanlage, da zur Messung der an dem Versorgungsspannungseingang anliegenden Versorgungspannung kein zusätzlicher Spannungsteiler notwendig ist.
  • Bevorzugt ist ein mit der Spule in Reihe geschalteter Messwiderstand vorgesehen und die elektronische Steuereinrichtung dazu ausgebildet, den durch die Spule fließenden Strom mittels des Messwiderstands zu messen. Hierdurch kann ein einfacher Aufbau der Stromregelung realisiert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Parametereingang vorgesehen und die elektronische Steuereinrichtung dazu ausgebildet, den vorgegebenen Wert über den Parametereingang einzustellen. Dadurch kann auf einfache und schnelle Weise der vorgegebene Wert verändert werden. Dies kann insbesondere dann notwendig sein, wenn Antriebe mit unterschiedlichen Schließmomenten jeweils mit einer erfindungsgemäßen Feststellanlage bestückt werden sollen. Durch die jeweilige Einstellung des vorgegebenen Werts kann das jeweils entsprechende notwendige Haltemoment der Feststellanlage eingestellt werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Feststellanlage ein elektronisches Schaltelement, insbesondere einen Feldeffekttransistor, wobei die elektronische Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, das elektronische Schaltelement mit einem pulsweitenmodulierten, einen Tastgrad aufweisenden Signal anzusteuern und durch Anpassung des Tastgrads des pulsweitenmodulierten Signals den durch die Spule fließenden Strom auf den vorgegebenen Wert zu regeln. Die Kombination aus dem elektronischen Schaltelement und dessen Ansteuerung mittels des pulsweitenmodulierten Signals erlaubt eine einfache, aber zugleich schnelle, genaue und verlustarme Regelung des durch die Spule fließenden Stroms.
  • Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Startwert der Stromregelung einem Start-Tastgrad des pulsweitenmodulierten Signals entspricht, der zu der gemessenen Versorgungsspannung in einer in einem Speicher, insbesondere der elektronischen Steuereinrichtung, gespeicherten Lookup-Tabelle hinterlegt ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Start-Tastgrad durch die elektronische Steuereinrichtung aus der gemessenen Versorgungsspannung berechnet werden.
  • Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die elektronische Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, zur Anpassung des Tastgrads des pulsweitenmodulierten Signals den durch die Spule fließenden Strom mit dem vorgegebenen Wert zu vergleichen und den Tastgrad des pulsweitenmodulierten Signals in Abhängigkeit des Vergleichs anzupassen, um den durch die Spule fließenden Strom auf den vorgegebenen Wert zu regeln. Insbesondere ist die elektronische Steuereinrichtung dazu ausgebildet, den Tastgrad des pulsweitenmodulierten Signals zu verringern, falls der durch die Spule fließende Strom größer als der vorgegebenen Wert ist, und den Tastgrad des pulsweitenmodulierten Signals zu erhöhen, falls der durch die Spule fließende Strom kleiner als der vorgegebenen Wert ist.
  • Vorzugsweise ist in der elektronischen Steuereinrichtung ein voreingestellter Tastgrad hinterlegt und die elektronische Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, beim Einschalten und vor dem Start der Stromregelung das elektronische Schaltelement mit dem pulsweitenmodulierten Signal mit dem voreingestellten Tastgrad anzusteuern. Bevorzugt beträgt der voreingestellte Tastgrad höchstens 50%. Dadurch kann verhindert werden, dass bei hohen Versorgungsspannungen der beim Einschalten und vor dem Start der Stromregelung durch die Spule fließende Strom die Spule überlastet.
  • Bevorzugt umfasst die elektronische Steuereinrichtung zur Regelung des durch die Spule fließenden Stroms eine PID-Regelung. Dadurch kann vorteilhafterweise die Regelabweichung minimiert werden.
  • Allgemein kann die Spule als Teil eines Elektromagneten ausgeführt sein, welcher dazu vorgesehen ist, in dem bestromten Zustand der Spule einen in einer Gleitschiene geführten Gleitstein des Antriebs zu blockieren, um ein automatisches Schließen des Flügels zu blockieren.
  • Die Spule kann beispielsweise aber auch als Teil eines elektrohydraulischen Ventils ausgeführt sein, welches dazu vorgesehen ist, in dem bestromten Zustand der Spule eine geschlossene Ventilstellung einzunehmen, um einen Hydraulikkreislauf in dem Antrieb zu unterbrechen, um ein automatisches Schließen des Flügels zu blockieren.
  • Vorzugsweise kann die Feststellanlage für eine Versorgungspannung in einem Spannungsbereich von 10V DC bis 70V DC, insbesondere 20V DC bis 56V DC, ausgelegt und die elektronische Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, den durch die Spule fließenden Strom für jede Versorgungsspannung innerhalb des Spannungsbereichs auf den vorgegebenen Wert zu regeln. Hierdurch werden alle gängigen Versorgungsspannungen in der Gebäudetechnik abgedeckt.
  • Insbesondere kann der vorgegebene Wert innerhalb eines Strombereichs von 20mA DC bis 100mA DC, insbesondere 30mA DC bis 80mA DC, liegen. Diese Werte haben sich als besonders geeignet zum Betrieb der erfindungsgemäßen Feststellanlage herausgestellt.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Tür, ein Fenster oder dergleichen, mit einem Flügel, einem Antrieb zum automatischen Schließen des Flügels und einer erfindungsgemäßen Feststellanlage.
  • Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Feststellen eines geöffneten Flügels einer Tür, eines Fensters oder dergleichen mittels einer Feststellanlage, wobei die Feststellanlage umfasst: eine bestrombare Spule, die dazu vorgesehen ist, im bestromten Zustand ein automatisches Schließen des Flügels durch einen mit dem Flügel verbundenen Antrieb zu blockieren, einen Versorgungsspannungseingang für die Spule, und eine elektronische Steuereinrichtung. Kennzeichnend ist für das Verfahren, dass die elektronische Steuereinrichtung die folgenden Schritte durchführt: Messung der an dem Versorgungsspannungseingang anliegenden Versorgungsspannung beim Einschalten, Regelung des durch die Spule fließenden Stroms auf den vorgegebenen Wert, wobei zur Stromregelung der durch die Spule fließende Strom gemessen wird, und wobei der Startwert der Stromregelung in Abhängigkeit von der gemessenen Versorgungsspannung bestimmt wird.
  • Es versteht sich, dass die vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Feststellanlage, wonach die elektronische Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine bestimmte Aktion durchzuführen, in analoger Weise für das erfindungsgemäße Verfahren gelten, welches von der elektronischen Steuereinrichtung durchgeführt wird.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt schematisch
    • Fig. 1
    eine schaltungstechnische Darstellung einer erfindungsgemäßen Feststellanlage.
  • In Fig. 1 ist eine schematische schaltungstechnische Realisierung einer Feststellanlage 11 zum Feststellen eines geöffneten Flügels einer Tür, eines Fensters oder dergleichen, mit einer bestrombaren Spule 13, einem Versorgungsspannungseingang 15 für die Spule 13 und einer elektronischen Steuereinrichtung 17 dargestellt. Ferner umfasst die Feststellanlage 11 einen Messwiderstand 21, welcher mit der Spule 13 in Reihe geschaltet ist, sowie einen Parametereingang 23. Außerdem enthält die die Feststellanlage 11 ein elektronisches Schaltelement 25, das von der elektronischen Steuereinrichtung 17 mittels eines pulsweitenmodulierten Signals ansteuerbar ist, um den durch die Spule 13 fließenden Strom auf einen vorgegebenen Wert zu regeln. Des Weiteren ist eine Platine 27 dargestellt, auf welcher die elektronische Steuereinrichtung 17, das elektronische Schaltelement 25 und der Messwiderstand 21 angeordnet sind. Zur eigenen Leistungsversorgung besitzt die elektronische Steuereinrichtung 17 einen Leistungseingang 29, welcher mit dem Versorgungsspannungseingang 15 verbunden ist. Die an dem Versorgungsspannungseingang 15 anliegende, grundsätzlich höhere Versorgungsspannung wird zur Leistungsversorgung lediglich der elektronischen Steuereinrichtung 17 mittels eines Spannungswandlers auf deren Nennbetriebsspannung gewandelt. Insbesondere können dazu bekannte Schaltregler oder Linearregler eingesetzt werden, welche für verschiedene Eingangsspannungen eine definierte Ausgangsspannung von zum Beispiel 3,3V DC oder 5V DC als Nennbetriebsspannung bereitstellen können. Alternativ kann die elektronische Steuereinrichtung 17 aber auch von einem anderen Versorgungsnetz als dem der an dem Versorgungsspannungseingang 15 anliegenden Versorgungspannung versorgt werden.
  • Beim Einschalten der Feststellanlage 11 wird zuerst eine an dem Versorgungsspannungseingang 15 anliegende Versorgungsspannung gemessen.
  • Hierzu steuert die elektronische Steuereinrichtung 17 das elektronische Schaltelement 25 über einen Signalausgang 31 mit einem pulsweitenmodulierten Signal mit einem voreingestellten Tastgrad an, sodass sich ein Stromfluss durch die Spule 13 einstellt. Der durch die Spule 13 fließende Strom erzeugt an dem Messwiderstand 21 einen Spannungsabfall, welcher von der elektronischen Steuereinrichtung 17 über einen Messeingang 19 erfasst wird. Würde der voreingestellte Tastgrad 100% betragen, entspräche der Spannungsabfall am Messwiderstand 21 im stationären Zustand der Spule 13 zumindest näherungsweise der am Versorgungsspannungseingang 15 anliegenden Versorgungsspannung. Ist die Feststellanlage 11 beispielsweise auf eine nominale Spannung von 24V DC ausgelegt und wird die Feststellanlage 11 aber an eine Versorgungsspannung von 48V DC angeschlossen, kann die Spule 13 bei einem voreingestellten Tastgrad von 100% aufgrund des mit der höheren Spannung verbundenen höheren Stroms überlastet werden. Um dies zu verhindern, wird ein voreingestellter Tastgrad von lediglich 50% oder geringer, beispielsweise 25%, verwendet, so dass der durch die Spule 13 fließende Strom allenfalls dem bei der nominalen Spannung von 24V DC durch die Spule 13 fließenden Strom entspricht. Bei einem Tastgrad von 20% beträgt im stationären Zustand der Spule 13 der Spannungsabfall am Messwiderstand 21 zumindest näherungsweise ein Viertel der Versorgungsspannung. Unter Berücksichtigung des voreingestellten Tastgrads des zur Ansteuerung des elektronischen Schaltelements 25 verwendeten pulsweitenmodulierten Signals bestimmt die elektronische Steuereinrichtung 17 basierend auf dem erfassten Spannungsabfall an dem Messwiderstand 21 sowie den übrigen, der elektronischen Steuereinrichtung 17 bekannten Schaltungsparametern die am Versorgungsspannungseingang 15 anliegende Versorgungsspannung.
  • Alternativ kann die am Versorgungsspannungseingang 15 anliegende Versorgungsspannung von der elektronischen Steuereinrichtung 17 auch mittels eines Spannungsteilers gemessen werden, welcher die an dem Versorgungsspannungseingang 15 anliegende Versorgungsspannung direkt abgreift (nicht dargestellt).
  • Anschließend erfolgt eine Regelung des durch die Spule 13 fließenden Stromes auf den vorgegebenen Wert, der produktionsseitig vorbelegt sein kann und durch Anlegen eines entsprechenden Signals am Parametereingang 23, mit welchem ein weiterer Eingang 33 der elektronischen Steuereinrichtung 17 verbunden ist, von der elektronischen Steuereinrichtung 17 auf einen anderen Wert eingestellt werden kann.
  • Für den an die Messung der Versorgungsspannung anschließenden Start der Regelung des durch die Spule 13 fließenden Stroms muss die elektronische Steuereinrichtung 17 zunächst einen Startwert für die Stromregelung bestimmen, welcher einem Start-Tastgrad des pulsweitenmodulierten Signals entspricht.
  • Hierzu entnimmt die elektronische Steuereinrichtung 17 einer in einem Speicher, insbesondere der elektronischen Steuereinrichtung 17, gespeicherten Lookup-Tabelle den Start-Tastgrad des pulsweitenmodulierten Signals, der zu der am Versorgungsspannungseingang 15 anliegenden, durch die vorhergehende Messung ermittelten Versorgungsspannung in der Lookup-Tabelle hinterlegt ist. Alternativ oder zusätzlich kann die elektronische Steuereinrichtung 17 den Start-Tastgrad der Stromregelung auch aus der gemessenen Versorgungsspannung berechnen. Ist die Feststellanlage 11 beispielsweise auf eine nominale Spannung von 24V DC ausgelegt, kann der Start-Tastgrad beispielsweise 45% betragen. Wird dieselbe Feststellanlage 11 beispielsweise in einem 12V DC bzw. einem 48V DC Netz betrieben, bestimmt die elektronische Steuereinrichtung 17 einen Startwert der Stromregelung, der einem Start-Tastgrad des pulsweitenmodulierten Signals von beispielsweise 90% bzw. 22,5% entspricht. Nach der Ermittlung des Start-Tastgrads steuert die elektronische Steuereinrichtung 17 zum Start der Stromregelung das elektronische Schaltelement 25 mit dem dem Start-Tastgrad entsprechend pulsweitenmodulierten Signal an.
  • Danach, d.h. nach dem Start der Stromregelung, misst die elektronische Steuereinrichtung 17 mittels des Messwiderstands 21 über den Messeingang 19 regelmäßig den durch die Spule 13 fließenden Strom, um den Strom auf den vorgegebenen Wert zu regeln.
  • Dazu umfasst die elektronische Steuereinrichtung 17 eine PID-Regelung, welcher sie eine Regelabweichung aus dem gemessen Stromwert und dem vorgegebenen Wert zuführt, wobei der Regelkreis durch eine Rückführung des gemessenen Stromwerts geschlossen ist. Basierend auf der vom PID-Regler ausgegebenen Stellgröße passt die elektronische Steuereinrichtung 17 den Tastgrad des pulsweitenmodulierten Signals entsprechend an. Daraufhin misst die elektronische Steuereinrichtung 17 wieder den durch die Spule 13 fließenden Strom und führt die aus dem vorgegebenen Wert und dem rückgeführten aktuell gemessenen Stromwert gebildete Regelabweichung erneut der PID-Regelung zu. Infolge eines Kreislaufs der vorstehenden Schritte regelt die elektronische Steuereinrichtung 17 den Strom auf den vorgegebenen Wert.
    • Bezugszeichenliste
    • 11
    Feststellanlage
    13
    Spule
    15
    Versorgungsspannungseingang
    17
    elektronische Steuereinrichtung
    19
    Messeingang
    21
    Messwiderstand
    23
    Parametereingang
    25
    elektronisches Schaltelement
    27
    Platine
    29
    Leistungseingang
    31
    Signalausgang
    33
    weiterer Eingang

Claims (15)

  1. Feststellanlage (11) zum Feststellen eines geöffneten Flügels einer Tür, eines Fensters oder dergleichen, mit
    einer bestrombaren Spule (13), die dazu vorgesehen ist, im bestromten Zustand ein automatisches Schließen des Flügels durch einen mit dem Flügel verbundenen Antrieb zu blockieren, und
    einem Versorgungsspannungseingang (15) für die Spule (13), gekennzeichnet durch
    eine elektronische Steuereinrichtung (17), die dazu ausgebildet ist, beim Einschalten eine an dem Versorgungsspannungseingang (15) anliegende Versorgungspannung zu messen und den durch die Spule (13) fließenden Strom auf einen vorgegebenen Wert zu regeln, wobei zur Stromregelung der durch die Spule (13) fließende Strom gemessen wird, und wobei der Startwert der Stromregelung in Abhängigkeit von der gemessenen Versorgungsspannung bestimmt wird.
  2. Feststellanlage (11) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Spannungsteiler vorgesehen ist, der die an dem Versorgungsspannungseingang (15) anliegende Versorgungsspannung direkt abgreift, und die elektronische Steuereinrichtung (17) dazu ausgebildet ist, beim Einschalten die an dem Versorgungsspannungseingang (15) anliegende Versorgungspannung mittels des Spannungsteilers zu messen.
  3. Feststellanlage (11) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die elektronische Steuereinrichtung (17) dazu ausgebildet ist, beim Einschalten die Spule (13) zu bestromen und die an dem Versorgungsspannungseingang (15) anliegende Versorgungspannung anhand des beim Einschalten und vor dem Start der Stromregelung durch die Spule (13) fließenden Stroms zu messen.
  4. Feststellanlage (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein mit der Spule (13) in Reihe geschalteter Messwiderstand (21) vorgesehen ist und die elektronische Steuereinrichtung (17) dazu ausgebildet ist, den durch die Spule (13) fließenden Strom mittels des Messwiderstands (21) zu messen.
  5. Feststellanlage (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Parametereingang (23) vorgesehen ist und die elektronische Steuereinrichtung (17) dazu ausgebildet ist, den vorgegebenen Wert über den Parametereingang (23) einzustellen.
  6. Feststellanlage (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein elektronisches Schaltelement (25), insbesondere ein Feldeffekttransistor, vorgesehen ist und die elektronische Steuereinrichtung (17) dazu ausgebildet ist, das elektronische Schaltelement (25) mit einem pulsweitenmodulierten, einen Tastgrad aufweisenden Signal anzusteuern und durch Anpassung des Tastgrads des pulsweitenmodulierten Signals den durch die Spule (13) fließenden Strom auf den vorgegebenen Wert zu regeln.
  7. Feststellanlage (11) nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Startwert der Stromregelung einem Start-Tastgrad des pulsweitenmodulierten Signals entspricht, der zu der gemessenen Versorgungsspannung in einer in einem Speicher, insbesondere der elektronischen Steuereinrichtung (17), gespeicherten Lookup-Tabelle hinterlegt ist und/oder durch die elektronische Steuereinrichtung (17) aus der gemessenen Versorgungsspannung berechnet wird.
  8. Feststellanlage (11) nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die elektronische Steuereinrichtung (17) dazu ausgebildet ist, zur Anpassung des Tastgrads des pulsweitenmodulierten Signals den durch die Spule (13) fließenden Strom mit dem vorgegebenen Wert zu vergleichen und den Tastgrad des pulsweitenmodulierten Signals in Abhängigkeit des Vergleichs anzupassen, um den durch die Spule (13) fließenden Strom auf den vorgegebenen Wert zu regeln.
  9. Feststellanlage (11) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der elektronischen Steuereinrichtung (17) ein voreingestellter Tastgrad hinterlegt ist und die elektronische Steuereinrichtung (17) dazu ausgebildet ist, beim Einschalten und vor dem Start der Stromregelung das elektronische Schaltelement (25) mit dem pulsweitenmodulierten Signal mit dem voreingestellten Tastgrad anzusteuern, wobei bevorzugt der voreingestellte Tastgrad höchstens 50% beträgt.
  10. Feststellanlage (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die elektronische Steuereinrichtung (17) zur Regelung des durch die Spule (13) fließenden Stroms eine PID-Regelung umfasst.
  11. Feststellanlage (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Spule (13) als Teil eines Elektromagneten ausgeführt ist, welcher dazu vorgesehen ist, in dem bestromten Zustand der Spule (13) einen in einer Gleitschiene geführten Gleitstein des Antriebs zu blockieren, um ein automatisches Schließen des Flügels zu blockieren, oder
    dass die Spule (13) als Teil eines elektrohydraulischen Ventils ausgeführt ist, welches dazu vorgesehen ist, in dem bestromten Zustand der Spule (13) eine geschlossene Ventilstellung einzunehmen, um einen Hydraulickreislauf in dem Antrieb zu unterbrechen, um ein automatisches Schließen des Flügels zu blockieren.
  12. Feststellanlage (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Feststellanlage (11) für eine Versorgungspannung in einem Spannungsbereich von 10V DC bis 70V DC, insbesondere 20V DC bis 56V DC, ausgelegt und die elektronische Steuereinrichtung (17) dazu ausgebildet ist, den durch die Spule (13) fließenden Strom für jede Versorgungsspannung innerhalb des Spannungsbereichs auf den vorgegebenen Wert zu regeln.
  13. Feststellanlage (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der vorgegebene Wert innerhalb eines Strombereichs von 20mA DC bis 100mA DC, insbesondere 30mA DC bis 80mA DC, liegt.
  14. Tür, Fenster oder dergleichen, mit einem Flügel, einem Antrieb zum automatischen Schließen des Flügels und einer Feststellanlage (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
  15. Verfahren zum Feststellen eines geöffneten Flügels einer Tür, eines Fensters oder dergleichen mittels einer Feststellanlage (11), wobei die Feststellanlage (11) umfasst:
    eine bestrombare Spule (13), die dazu vorgesehen ist, im bestromten Zustand ein automatisches Schließen des Flügels durch einen mit dem Flügel verbundenen Antrieb zu blockieren,
    einen Versorgungsspannungseingang (15) für die Spule (13), und
    eine elektronische Steuereinrichtung (17),
    dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (17) die folgenden Schritte durchführt:
    Messung der an dem Versorgungsspannungseingang (15) anliegenden Versorgungsspannung beim Einschalten,
    Regelung des durch die Spule (13) fließenden Stroms auf den vorgegebenen Wert, wobei zur Stromregelung der durch die Spule (13) fließende Strom gemessen wird, und wobei der Startwert der Stromregelung in Abhängigkeit von der gemessenen Versorgungsspannung bestimmt wird.
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