WO2002004775A1 - Gebäude- oder geländeabschluss, antriebsvorrichtung zum antreiben eines flügels desselben sowie steuerverfahren dafür - Google Patents

Gebäude- oder geländeabschluss, antriebsvorrichtung zum antreiben eines flügels desselben sowie steuerverfahren dafür Download PDF

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WO2002004775A1
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Axel Stab
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Hörmann KG Antriebstechnik
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    • E05Y2900/40—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for gates

Definitions

  • the invention relates to a drive device for driving a building or terrain end wing, with the features of the preamble of appended claim 1 and a building or site end with the features of the preamble of claim 14, as are known from DE 42 37 385 A1.
  • the invention also relates to a control method according to claim 15.
  • the known drive device has, as the first element, a stationary drive spindle unit with a drive spindle which can be driven in rotation by an electric motor with a corresponding gear.
  • the spindle engages in a thrust cylinder with an internal thread, which is connected as a second element to the building closing wing to be moved and, when the spindle rotates, is displaceable relative to the drive spindle unit for opening or closing the wing.
  • the drive device known from DE 42 37 385 A1 is provided with a position detection device which has limit switches arranged between the drive spindle unit and the cylinder, which limit switches, when reaching a relative position corresponding to the opening or closing position can be actuated by the cylinder and drive spindle unit to emit a switching signal.
  • the drive spindle moves between two mechanically set points, usually determined by buttons or initiators.
  • the problem with the limit switch solution is the need to set the limit switches, which can lead to operating errors.
  • the counter readings for the end positions can in principle be saved in a fail-safe manner.
  • the current meter reading changes constantly when the drive device is being moved, it is not possible to save the current meter reading in a fail-safe manner. It is lost in the event of a power failure and the drive device must be adjusted to reference points such as the end positions each time after such malfunctions. H. A learning trip with the mentioned safety risks must be carried out each time.
  • the object of the invention is a simpler in terms of construction, manufacturing technology and in terms of assembly, operation and operation after accidents such as power interruptions or the like and, even when operating after such accidents, much safer building and / or terrain closing wing drive and driven To complete the building or site.
  • the security of the Operation-increasing control method for such a drive device or such a driven building or site closure can be proposed.
  • Drive devices for driving building or terrain end wings generally function on the principle that a drive unit moves a first element to be connected in a stationary manner relative to a second element to be connected to the building or site end wing.
  • a displacement sensor is now assigned to the two elements, in particular formed by the two elements, which, based on the relative position of the two elements, generates a displacement signal which represents a function of this relative position, which is preferably continuously monotonous (monotonically increasing or decreasing monotonously).
  • the parts that are already present in the drive device can serve directly as elements, that is to say, for example, in the case of a door drive of another type, a slide guided in a guide rail as the second element and the guide rail as the first element.
  • the relative position of the two elements is recorded in the displacement sensor and converted into an electrically processable measured variable, which is preferably a continuously monotonous function of this relative position. This can be done using various physical methods, in particular depending on the type of drive device. If the relationship between the relative position of the two elements and the tapped measurement variable that is used to generate the path or position signal is (strictly) monotonous, preferably constantly strictly monotonous, increasing or decreasing, at least in the region of interest of the path assign a specific relative position to each value of the measured variable into which the relative position has been converted.
  • absolute path recognition is created, since each signal value of the path signal clearly indicates a certain relative position of the two elements and thus a certain position of the building or terrain wing.
  • the commissioning of the drive device with the solution according to the invention is also simplified, since neither limit switches need to be installed or adjusted, nor mechanical reference points such as have to be hit.
  • the building or area closing wing can be brought into the desired end position by hand or by a dead man's switch, with a control device simply storing the corresponding - absolute - path information as the end point. This also enables the travel path to be secured by means of a force limiter even during the first reference / learning run.
  • the absolute path detection also provides directional information immediately without prior learning.
  • the building or terrain closing wing or another building or terrain closing element to be driven could also be set by hand or dead man's switch into positions where the drive is to switch, for example, from a faster drive to a slower drive or vice versa. All of these control points are recognized by the control on the basis of the absolute travel information of the travel sensor formed by the two elements and can be easily saved without any assembly effort.
  • the two elements of the drive device that move relative to one another in the course of the wing movement are themselves preferably used as parts of a displacement sensor, in other words, the displacement sensor is itself formed by the elements that transmit the movement of the drive unit to the wing of the building or terrain.
  • the two elements could form parts of a capacitor or the like capacitive resistance, which changes its capacitance when the elements move towards one another.
  • the two elements could also form an ohmic resistance that changes with a relative displacement.
  • the two elements are parts of an optosensor, which emits a signal that is dependent on the distance between partial regions of the elements, for example on the basis of the intensity of reflected electromagnetic waves, such as infrared waves.
  • Inductive length measuring methods offer high accuracies with little influence of pollution, weather influences such as temperature fluctuations and aging. In many cases, the measurement can take place without contact and thus without mechanical wear, which can be implemented relatively easily in practice, in particular with swing gate operators.
  • the two elements are preferably parts of an inductive resistor, the inductance of which changes with the relative movement of the two parts.
  • one of the two elements has a coil and the other element has a coil core area which engages more or less in the coil depending on the relative position of the two elements.
  • Linear movement is understood to mean a linear displacement of the two elements.
  • This can be a parallel displacement, for example in the case of a slide guided in a guide, but it can also be the case that the elements rotate in addition to the linear movement, as is the case, for example, with a screwing movement.
  • drive devices such as, for example, spindle drives, rack drives, pneumatic or hydraulic swing gate drives, telescoping elements are already present.
  • Such drives are particularly well suited for the invention, since an inductive sensor can often be implemented in a simple manner simply by providing a coil without further mechanical change.
  • the one element moving into the other element can, in particular if it is a metallic push cylinder, for example of a spindle swing gate drive or also a hydraulically or pneumatically actuated cylinder-piston unit, be more or less attached to the other element or form coil formed by him retracting coil core, so that when the two elements are telescopically displaced, the inductance changes due to the change in permeability of the material present in the interior of the coil.
  • a mechanically particularly precise assignment between the position of the building or terrain end wing and the relative position of the two elements and the possibility of moving the wing exactly into a certain position are achieved if, as is known in principle in the prior art mentioned at the outset, one of the elements has an internal thread and the other element has a spindle or threaded rod that is rotatably driven by the drive unit relative to the internal thread and is in engagement with the internal thread.
  • the invention is particularly suitable for swing gate drives for driving a swing gate wing pivotable about a vertical axis or vertical axis.
  • swing gate operators in particular, high forces can occur in the vicinity of the swivel joints, which represent a serious risk of injury.
  • position detection plays an important role here, since an exact position determination can be used to determine whether a determined increased power requirement at a specific position is normal or based on a fault, for example an obstacle in the range of motion of the gate wing.
  • a position detection that is as precise as possible is necessary, as can be achieved with the solution according to the invention.
  • the first element is formed by a push cylinder which can be connected to the swing gate and which can be more or less moved into a coil provided as a coil core area on the second element, the second element preferably driving the displacement movement of the push cylinder.
  • the first element is formed by a push cylinder which can be connected to the swing gate and which can be more or less moved into a coil provided as a coil core area on the second element, the second element preferably driving the displacement movement of the push cylinder.
  • an advantageous embodiment of the drive device is provided with an inductance measuring and signal generating device which detects the inductance corresponding to the current relative position of the two elements and generates a signal corresponding to this.
  • an inductance measuring and signal generating device which detects the inductance corresponding to the current relative position of the two elements and generates a signal corresponding to this.
  • a square-wave signal with a frequency dependent on the inductance or with a pulse / pause ratio dependent on the inductance is generated. The latter can also be easily transmitted over longer lines.
  • a frequency signal is in Processable in a similar manner to the signal supplied by a previously used incremental encoder circuit.
  • the inductance measuring and signal generating device has an LC resonant circuit with an inductance essentially formed by the coil, the natural frequency of which is determined by means of an oscillator circuit and used for signal generation.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is therefore characterized by a relative travel sensor with an incremental pulse generator assigned to the drive unit and indicating an aggregate movement for relative travel determination by counting pulses and assigning count values to specific, otherwise additionally detected positions and preferably also by a switching device by means of one of the control devices of the drive device can be connected to the displacement sensor or the relative displacement sensor for movement monitoring and position determination of the building or terrain closing wing, alternatively or optionally, preferably via a common signal line.
  • a further preferred embodiment of the invention comprises a plausibility check device which connects the control device to the respective other sensor if one of the two sensors supplies implausible values.
  • the plausibility check device can also be used to output error messages and / or to perform an emergency shutdown or emergency release.
  • the drive device according to the invention and the building or terrain closure according to the invention can be operated particularly safely with a control method with which the travel or position signal supplied by the absolute travel sensor is first queried before actuation of the drive device.
  • the control initially has at least approximate information about the actual current position of the building or terrain end wing. Based on this information, the controller can prevent dangerous or unauthorized modes of operation and operating states. For example, a command to move off the terrain or building wing in the "closed" direction could be prevented if the position signal indicates that the wing is already in the "closed" end position.
  • an absolute displacement sensor has further advantages. This is the force that is required to move a building or must be brought, usually depending on the respective position of the wing.
  • Information from the displacement sensor could now be used to set a displacement-dependent force threshold, even during a learning trip. If a force is required at a point, the approximate position of which is indicated by the displacement sensor, which is considerably higher than the force normally used in this area, this indicates that the door has hit an obstacle.
  • the controller could react to such threshold violations during the learning run and switch off the drive unit based on the absolute path signal.
  • additional weather sensors for example a wind sensor, can also be provided in order to compensate for changes in the force requirement due to the weather.
  • the displacement sensor according to the invention also makes necessary adjustments of reference counters unnecessary from time to time even in previously conventional drive devices. With the previous incremental encoders, it was possible that the pulse count did not receive one or the other pulse or did not register it. For this reason, the counter reading has been adjusted from time to time or each time the door operator is operated by moving into reference points. This is no longer necessary in the case of the absolute displacement measurement according to the invention, because there is at least a rough indication - or, depending on the complexity, a very precise indication - for the absolute actual position of the building or site end wing.
  • Figure 1 is a plan view of a building or site closure in the form of a swing gate with a drive device in the form of a swing gate drive.
  • FIG. 2 shows a perspective, greatly simplified schematic illustration of a drive unit of the swing gate drive
  • FIG. 3 shows the mechanical structure of a drive device according to the invention in the embodiment as a swing gate drive
  • FIG. 4 shows a circuit diagram of a Colpitts oscillator used in the drive device according to FIGS. 1-3 in the measuring electronics; 5 shows a basic circuit diagram for the connection of a sensor board assigned to the displacement sensor system of the drive device to a controller; and
  • FIG. 6 shows a flowchart for the control software of the drive device.
  • a rotating gate 10 with a gate wing 12 that can be pivoted about a vertical axis is shown as an example of a terrain or building closure.
  • the arrow 14 indicates the opening direction of the gate wing 12.
  • the gate leaf 12 is driven by a drive device in the form of a swing gate drive 16. This has a first fixed element to be connected in the form of a motor housing unit 18 and a second element which is movable relative to the motor housing unit in the form of a thrust cylinder 20 which is connected to the gate wing 12.
  • the thrust cylinder 20 is linearly movable along its longitudinal axis, driven by a drive unit 22 (see FIG. 2), relative to the motor housing unit 18. If the push cylinder 20 is pulled by the drive assembly 22 from the position shown in FIG. 1 in the direction of the motor housing unit 18, the gate leaf 12 opens in the opening direction 14.
  • the push cylinder 20 telescopically engages in a coil sleeve 24, which is part of the motor housing unit 18 or is fixed to this.
  • a coil 26 is wound on (or in) the spool sleeve 24, which is made of plastic, for example, into the interior of which the thrust cylinder 20 is more or less immersed when the gate leaf 12 is moved, as is indicated in FIGS. 2 and 3.
  • the drive assembly 22 has an electric drive motor 28 which drives a spindle 32 in a rotating manner via a gear 30.
  • an incremental encoder 34 (of a known type, for example a slotted disc with a light barrier) which emits a pulse sequence in accordance with the movement of the drive motor 28. These pulses are counted by a counting device, not shown, and used for a relative detection of the path and the position of the gate wing 12.
  • a spindle drive 36 converts the rotary movement of the spindle 32 into a sliding movement, indicated by arrows 38, of the thrust cylinder 20.
  • the cylindrical push cylinder 20 made of stainless steel, coupled via a threaded bush 40 formed by a brass nut, is driven in the longitudinal direction 38 by the rotating spindle 32 (with thread, made of ferromagnetic steel).
  • threaded bushing 40 is provided with an internal thread and fastened to the end of the thrust cylinder 20 facing the motor housing unit 18.
  • the driving spindle 32 rotates, but is otherwise stationary relative to the coil 26.
  • the thrust cylinder 20 ideally represents a movable coil core or coil core area for the inductive measuring system: it is metallic, precisely guided and depicts the gate position exactly and in a linear movement.
  • the basic principle of the length detection is based on the inductance change of the coil 26 by changing the media in their magnetic field.
  • the position of a paramagnetic part here: the push cylinder 20 made of stainless steel
  • a ferromagnetic part here: the spindle 32 made of tempered steel.
  • a frequency measurement is primarily used to detect the inductance.
  • a suitable measuring frequency is first determined by taking into account the existing signal processing options (existing hardware). The coil parameters, and above all the number of turns, are adjusted on the basis of the measurement frequency range specified in this way.
  • differential methods with two (variometer) or three (differential transformer) coils are used. Such methods offer a high degree of insensitivity to external magnetic disturbances with a somewhat higher expenditure on equipment. Large temperature fluctuations, which occur particularly in external gates, can influence the output frequency of an oscillator used for the detection of the inductance, and possibly also indirectly the inductance. However, the temperature fluctuations do not affect the inductance difference, or only very little.
  • An inductance measuring and signal generating device should be as small as possible
  • a conceivable solution is to impress the measurement frequency (carrier frequency) as a measurement alternating current into the coils with a simple sine oscillator.
  • the zero crossings are detected with Schmitt triggers in the variometer circuit (not shown).
  • a simple logic circuit can be z. B. generate a square wave signal with a variable pulse / pause ratio.
  • Such a digital signal can be easily amplified and transmitted over longer lines without falsifying the measurement result.
  • the corresponding evaluation with a microcontroller is a standard application in which mostly better results are achieved than with analog value measurements.
  • the differential methods or other methods without capacitors or reference frequency sources therefore offer some interesting advantages, but the disadvantages have so far predominated.
  • An inductance measuring and signal generating device for such an embodiment with only one coil 26 of the type shown in FIG. 3 in the form of an electronic measuring transducer 42 will now be explained in more detail with reference to FIG. 4.
  • a suitable range for the measurement frequency is selected on the basis of the different materials in the field area of the coil 26. 4
  • a circuit is proposed as an active LC resonant circuit. Such a circuit combines a simple structure with very good handling and dynamics of the output variable.
  • Colpitts oscillator The principle of the circuit shown in Fig. 4 is known as a Colpitts oscillator.
  • This is an electronic oscillator circuit with a parallel resonant circuit 44, which is designed as a capacitive three-point circuit (Colpitts circuit) and is used to generate high-frequency electrical vibrations, in which the voltage is fed back in phase to an active component (triode or transistor 46 as shown) via a capacitive voltage divider is won.
  • This consists of two capacitors of different capacitance C1 and C2 connected in series. The ratio of the capacitances determines the degree of feedback, their geometric mean the oscillator frequency.
  • the parallel resonant circuit 44 is through the two capacitors C1 and C2 and through the coil 26 educated.
  • the position signal 48 is tapped between the parallel resonant circuit 44 and the transistor 46.
  • the variometer principle explained above with two coils and tap between the two coils is not so well suited, since the measurement signals run symmetrically to the central position.
  • the frequency-determining capacitors naturally cause disturbing drift phenomena.
  • the temperature behavior of the coil and capacitor can be exactly compensated for, so that sufficient insensitivity to the temperature response (as here in the outer gate area) can be achieved.
  • an incremental encoder (not shown in detail) having the incremental encoder 34 is used in the present exemplary embodiment.
  • Such an incremental encoder represents a relative displacement sensor 50, while the circuit according to FIG. 4 with the coil 26 and the cylinder 20 represents an absolute displacement sensor.
  • relative here means that information is supplied that can only be used in relation to a reference point that specifies a secure door position for determining the door position, while the information supplied by the absolute displacement sensor 50 can be used directly for door determination.
  • Swing gate drives with relative displacement sensors via incremental encoders and controls designed for this purpose are already on the market. 5, the existing swing gate drives can be upgraded to a swing gate drive according to the invention without great effort.
  • the electronic components with the exception of the coil 26 of the relative displacement sensor 50 (the exact circuit is shown in FIG. 4), the measuring electronics of the incremental encoder as the relative displacement sensor 52 and a switchover direction 56 united.
  • the sensor board 54 is connected via a supply line 58, a signal line 60 and a ground line 62 to a controller 64 of the swing gate operator 16.
  • the switchover device 56 either applies the position signal 48 of the absolute displacement sensor 50 or the relative displacement signal (output signal) 66 of the relative displacement sensor 52 to the signal line 60.
  • the measuring transducer 42 ensures that the position signal 48 and the output signal 66 of the relative displacement sensor 52 (incremental encoder) also have shapes which enable comparable processing. In this way, one can remain compatible with existing controls despite the addition of the new technology of the absolute displacement sensor 50, both position signals 48, 66 are transmitted to the control 64 via a signal line 60.
  • the relative displacement sensor 50 described here is primarily provided as an additional safety device in the exemplary embodiment shown, the swing gate drive 16 with switching electronics for relative / absolute displacement measurement (as shown in FIG. 5). Due to its absolute measuring principle, the relative displacement sensor 50 is in principle superior to the conventional incremental encoder 34, but in a currently preferred embodiment, it is initially not used as the only position detection, primarily for safety reasons. Rather, the small additional circuit shown in FIG. 5 makes both path information (48, 66) accessible to the controller 64. The electrical compatibility with drives without an absolute displacement sensor 50 is maintained. No additional line is required either.
  • the output signal 66 of the relative displacement sensor 52 formed by the incremental encoder is only of interest during a movement of the drive motor 28.
  • the checking of the absolute gate position can easily be restricted to the standstill phases of the swing gate operator 16.
  • the position signals 48, 66 can thus be transmitted in the time-division multiplex method, in the simplest case the switching device 56 being formed by or comprising a timer (monoflop) 68 in the sensor board 54 arranged on the motor housing unit 18.
  • the timer 68 switches over between the absolute and the relative position signal 48, 66.
  • the timer 68 is started when the drive motor 28 is at a standstill by briefly interrupting the sensor supply voltage. This is indicated by a switch 70 on the connection of the supply line 58 to the controller 64. If the timer 68 is active, the absolute position signal 48 is transmitted at the current measurement frequency. When timer 68 reaches its idle state, it switches signal line 60 to the relative displacement sensor 52 and thus to the incremental encoder 34. Since the drive motor 28 is still stationary, the output signal changes from the measuring frequency of the absolute position signal 48 to a static level. This can easily be checked by the controller 64. If the drive motor 28 is now started, the displacement pulses of the relative displacement sensor 52 formed by the incremental encoder are present on the signal line 60, as in conventional technology.
  • the controller 64 can therefore switch the absolute position signal 48, ie. H. request the current measurement frequency of the absolute displacement sensor 50 in order to verify the current position data.
  • the absolute position signal 48 ie. H. request the current measurement frequency of the absolute displacement sensor 50 in order to verify the current position data.
  • incorrect positioning due to mechanical decoupling and recoupling can be detected at another point. After a power failure, a reference run to an end stop is not necessary.
  • a control method for the swing gate drive 16 implemented by software in the control 64 is explained in more detail below with reference to FIG. 6.
  • step A After a drive request from an operator (step A), the sensor supply voltage on the supply line 58 is first interrupted according to step B via the switch 70. Because of this, the timer 68 switches the signal line 60 to the absolute position signal 48 of the absolute displacement sensor 50. In step C, it is then checked whether this absolute position signal 48 has a plausibly high frequency. The frequency values can vary depending on the design of the displacement sensor 50, usually they will be in the range of 10-20 kHz. If there is no such frequency, an error message is output in accordance with step D. If there is one, the frequency of the absolute position signal 48 is measured and a position value is calculated therefrom, step E. In step F it is then checked whether the calculated position value is in an expected range. If this is not the case, this again leads to an error message according to step D. If the calculated position value is in an expected range, the current position value now obtained is checked and the range to be expected for future position determinations is adjusted (step G).
  • step H If the signal input is not static, there is an error message according to step D. If the signal input is static, polling mode is activated for the relative displacement sensor 52 (step I), this will be explained in more detail below.
  • the controller 64 then initiates the start of the drive motor 28 and thus starts the travel of the gate wing 12 (step J).
  • control software mainly includes the following functions: a) Switching / recognizing the two signal types (measuring frequency of the absolute position signal 48 or pulses of the relative position signal 66) b) Evaluating the relative position signal 66 c) Evaluating the absolute position signal 48 d) Responding to plausibility errors ( no relative position signal, contradictory position data etc.) e) record and maintain position values.
  • the “request” of the relative position signal 48 can also be carried out cyclically at any point in time while the swing gate drive 12 is at a standstill. In this state the software "has nothing better to do anyway”. But how long is a reasonable measuring interval? For example, if you had measurements taken once a minute, this would mean thousands of "senseless” measurements if the gate wing 12 was not moved for several weeks. If someone then decouples and immediately actuates a hand-held transmitter to move the gate leaf 12, the only interesting measurement value can be lost.
  • the previously described deterministic behavior is preferred, in which the absolute path transmitter 50 is queried immediately before each journey (steps A and B).
  • the measuring time must of course be relatively short, which in principle impairs the measuring accuracy.
  • This problem can be somewhat alleviated by individually providing the LC oscillator (transducer 42) with a buffering of its supply voltage so that it oscillates stably throughout, even during the interruption pulse for the switchover. Since in the present case the measuring frequency of the relative position signal 48 is approximately between ten and twenty kilohertz, averaging to improve the immunity to interference can be carried out even with a measuring time of, for example, 50 milliseconds.
  • This measurement is advantageously allowed to run in parallel with other processes preceding a journey. Such operations are e.g. B. Testing / querying security devices, decrypting receiver signals, waiting for warning times, etc.
  • the pulses of the incremental encoder forming the relative displacement sensor 52 lie in the frequency range between zero and approximately two hundred hertz, with a pulse-pause ratio of approximately one to three.
  • the relative position signal 66 can thus be clearly distinguished from the symmetrical relative position signal 48 with a much higher frequency. However, the strong coupling of interference frequencies must be taken into account.
  • the information queried can also be used to obtain a sufficiently precise value for the engine speed.
  • the controller 64 contains only one microcontroller and can also be used for a two-leaf swing gate (not shown) with two swing gate drives 16 - one per gate leaf.
  • the controller can react dynamically to whether an absolute displacement sensor 50 is present at all or whether it provides plausible values. In practice, this means that a missing or defective absolute displacement sensor 50 does not have to lead to failure of the swing gate operator 16. However, it is a critical question how to react in particular to the lack of security with regard to the "decoupling problem". To e)
  • the measurement frequencies of the absolute position signal 48 are stored for the end positions. This can be done immediately from the end position at the start of the journey, i.e. only the storage process, but not the measurement process, is specific to the "learning runs".
  • the learning process takes place, for example, via a dead man's switch, that is to say an actuating device which the operator must keep pressed continuously during the process.
  • the two displacement sensors 50, 52 thus form a position detection device with which the position of the gate leaf 12 can be precisely determined for safe operation of the swing gate operator.

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (16) zum Antreiben eines Gebäude- oder Geländeabschlussflügels (12), mit:- einem ortsfest anzuschliessenden ersten Element (18),- einem an den Gebäude- oder Geländeabschlussflügel (12) anzuschliessenden zweiten Element (20),- einem - Antriebsaggregat (22) zum relativen Bewegen des ersten (18) und des zweiten Elements (20), um so den Gebäude- oder Geländeabschlussflügel (12) anzutreiben, und einer Positionserkennungseinrichtung (50, 52) zum Erkennen, dass der Gebäude- oder Geländeabschlussflügel (12) sich in einer bestimmten Position befindet. Um die Antriebsvorrichtung sicherer zu machen wird vorgeschlagen, dass die Positionserkennungseinrichtung (50, 52) einen den beiden Elementen (18, 20) zugeordneten, insbesondere von den beiden Elementen (18, 20) gebildeten Wegsensor (50) aufweist, der anhand der relativen Lage der beiden Elemente (18, 20) ein eine vorzugsweise stetig monotone Funktion dieser relativen Lage darstellendes Weg- oder Positionssignal (48) erzeugt. Ausserdem betrifft die Erfindung einen damit versehenen Gebäude- oder Geländeabschluss.

Description

GEBÄUDE- ODER GELÄNDEABSCHLUSS, ANTRIEBSVORRICHTUNG ZUM ANTREIBEN EINES FLÜGELS DESSELBEN SOWIE STEUERVERFAHREN DAFÜR
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Gebäude- oder Geländeabschlussflügels, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des beigefügten Anspruchs 1 sowie einen Gebäude- oder Geländeabschluss mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 14, wie sie aus der DE 42 37 385 A1 bekannt sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Steuerverfahren nach Anspruch 15.
Die bekannte Antriebsvorrichtung weist als erstes Element eine ortsfeste Antriebsspindeleinheit mit einer durch einen Elektromotor mit entsprechendem Getriebe rotierend antreibbaren Antriebsspindel auf. Die Spindel greift in einen Schubzylinder mit Innengewinde ein, der als zweites Element an den zu bewegenden Gebäudeabschlussflügel angeschlossen ist und bei Drehbewegung der Spindel relativ zu der Antriebsspindeleinheit zum Öffnen bzw. Schließen des Flügels verschiebbar ist. Um den Antrieb bei Erreichen der jeweiligen Endlage abstellen zu können, ist die aus der DE 42 37 385 A1 bekannte Antriebsvorrichtung mit einer Positionserkennungseinrichtung versehen, die zwischen der Antriebsspindeleinheit und dem Zylinder angeordnete Endschalter aufweist, welche beim Erreichen einer der Offnungs- oder Schließposition entsprechenden Relativlage von Zylinder und Antriebsspindeleinheit zum Abgeben eines Schaltsignals betätigt werden. Bei einer solchen Endschalterlösung bewegt sich die Antriebsspindel zwischen zwei mechanisch eingestellten Punkten, meistens festgelegt durch Taster oder aber Initiatoren.
Nach dem gleichen Prinzip arbeiten viele übliche auf dem Markt erhältliche Drehtorantriebe, also beispielsweise Antriebe eines um eine Hochachse schwenkend zwischen einer Offnungs- und Schließbewegung bewegliches Tor.
Auch gibt es auf dem Markt Torantriebe, bei denen die Antriebswelle des Elektromotors mit einem Inkrementalgeber zum Liefern von Impulsen an einen Impulszähler verbunden ist. Ordnet man zwei bestimmten Positionen, wie beispielsweise die Endlagen, die durch Endschalter oder durch Fahren des Antriebs gegen Anschläge erfasst werden, die entsprechenden Zählerstände zu, so kann man aufgrund dieser Zuordnung und anhand des jeweiligen Zählerstandes die aktuelle Position des Torflügels auch zwischen den Endlagen erfassen. Wird die Lage des Tores an einem Referenzpunkt erfasst oder eingestellt, so sind bei dieser Lösung, die dann auch als Referenzpunktverarbeitung bezeichnet werden kann, keine mechanischen Schaltgeräte nötig. Nur durch das getriebeseitig erfolgende Zählen der Inkremente sowie das Überfahren eines Referenzpunktes werden dabei die Torwege für „Auf und „Zu" bestimmt. Der Inkrementalgeber liefert sowohl bei der Vorwärtsfahrt als auch bei der Rückwärtsfahrt stets nur eine Impulsfolge. Ohne weitere Information lässt sich anhand dieser nicht feststellen, in welche Richtung sich die Antriebsvorrichtung bewegt. Aus diesem Grunde sind bisher stets zusätzliche Referenzpunkte notwendig geworden. Diese Referenzpunkte müssen erst eingelernt werden, meist über eine Lernfahrt, in der die Antriebsvorrichtung gegen Anschläge fährt. Solche Lernfahrten stellen u. U. ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar, da wegen der Notwendigkeit des Einfahrens in mechanische Anschläge eventuelle Überlastsicherungen nicht wirken und da auch eine Information über die aktuelle Bewegungsrichtung fehlt.
Weiter gibt es die Möglichkeit, den erforderlichen Torweg über eine voreingestellte Zeit zu bestimmen. Dabei wird der Verfahrweg zwischen „Tor auf und „Tor zu" mittels Potentiometer über eine fest eingestellte Zeit geregelt.
Alle drei vorgenannten Möglichkeiten führen, was auch durch die Erfindung erreicht wird, zum gleichen Resultat, nämlich zum Anhalten des Torflügels in der jeweilige Endlage „Tor auf oder „Tor zu".
Problematisch bei der Endschalterlösung ist die Notwendigkeit der Einstellung der Endschalter, was zu Bedienungsfehlern führen kann. Problematisch bei den übrigen beiden Positionserfassungsmethoden mittels Inkrementalgebern oder dergleichen oder Zeiterfassung, welche Positionserfassungen aufgrund der Notwendigkeit einer weiteren Positionsbestimmung (Referenzpunktbestimmung), relativ zu welcher die jeweilige aktuelle Lage angebbar ist, im folgenden als relative Postionserfassungen bzw. relative Wegerfassungen bezeichnet werden, ist, dass im Falle einer Notentriegelung oder insbesondere nach einer Stromversorgungsunterbrechung der Steuerung der Antriebsvorrichtung die Positionsinformation fehlt, so dass nach jeder Unterbrechung eine Lernfahrt zum Einlernen der Endlagen oder sonstiger Referenzpunkte durchgeführt werden muss. Da im Falle einer Notentriegelung die Spannungsversorgung unterbrochen ist, oder aber nach Netzausfall fehlt eine Information, wo aufgrund von Endlagen erhöhte Kräfte auftreten und wo nicht. Auf- grund dessen ist während dieser Referenzfahrten eine ausreichende Kraftbegrenzung nicht möglich. Somit besteht bei jeder dieser Fahrten die Gefahr des Quetschens. Weiter- hin ist bei den bekannten Verfahren zur Torpositionsbestimmung dann, wenn ein Ausfall in einer Endlage, beispielsweise „Tor zu" erfolgt und bei Spannungswiederkehr das Tor weiter in Richtung auf diese Endlage, also beispielsweise weiter in Richtung „Tor zu" betätigt wird, ohne feste Anschläge ein Überfahren der Endlage möglich. Auch in diesem Fall be- steht Quetschgefahr. Ein Einquetschen an automatisch betätigten Drehtorflügeln kann je nach Hebellage des Torflügels und aufzuwendender Kraft (Antriebe mit 2000 N sind keine Seltenheit) zu erheblichen Verletzungen führen.
Die bauartbedingten möglichen hohen Kräfte bei Drehtorantrieben stellen also eine ernst- zunehmende Verletzungsgefahr dar. Insofern spielt die Positionserkennung durch eine Steuerung der Antriebsvorrichtung eine besonders wichtige Rolle, um eine möglichst effektive Sicherheitsabschaltung realisieren zu können. Darüber hinaus besteht gerade bei Drehtorantrieben wegen möglicher Hebelwirkungen bei fehlerhafte Positionierung die Gefahr der Zerstörung von Beschlagteilen sowie bauartbedingt Quetschgefahr. Da konventi- onelle Antriebe mit Endschaltern und/oder mit Inkrementalgebern arbeiten, die in der Regel direkt am Motor angebracht sind, fehlt im Falle der Notentriegelung und insbesondere nach Unterbrechung der Stromversorgung der Steuerung dann eine Positionsinformation. Auch ist es nicht möglich, während der ersten Lernfahrt die Kraft hinreichend zu begrenzen. Dies wäre nur mit erhöhtem Aufwand der Bedienperson wegen des Einlernvorganges erzielbar, was wegen der Möglichkeit der Fehlbedienung ebenfalls zu einem Sicherheitsrisiko führt.
Bei Antriebsvorrichtungen mit Inkrementalgebern lassen sich zwar im Prinzip die Zählerstände für die Endlagen spannungsausfallsicher abspeichern. Da sich der aktuelle Zäh- lerstand beim Verfahren der Antriebsvorrichtung aber ständig ändert, ist ein spannungs- ausfallsicheres Speichern für diesen aktuellen Zählerstand nicht möglich. Er geht bei einem Stromausfall verloren und die Antriebsvorrichtung muss jedes Mal nach solchen Störfällen wieder auf Referenzpunkten wie den Endlagen abgeglichen werden, d. h. es muss jedes Mal wieder eine Lernfahrt mit den genannten Sicherheitsrisiken durchgeführt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen in konstruktiver, fertigungstechnischer Hinsicht und in Hinsicht auf die Montage, die Bedienung und den Betrieb nach Störfällen wie Stromunterbrechungen oder dergleichen einfacheren und, auch bei Betrieb nach solchen Störfällen, wesentlich sichereren Gebäude- und/oder Geländeabschlussflügelantrieb und angetriebenen Gebäude- oder Geländneabschluss zu schaffen. Außerdem soll ein die Sicherheit des Betriebes erhöhendes Steuerverfahren für eine solche Antriebsvorrichtung bzw. einen solchen angetriebenen Gebäude- oder Geländeabschluss vorgeschlagen werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch einen Gebäude- oder Geländeabschluss mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 15 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteranprüche.
Antriebsvorrichtungen zum Antreiben von Gebäude- oder Geländeabschlüssflügel funktionieren in der Regel nach dem Prinzip, dass durch ein Antriebsaggregat ein ortsfest anzuschließendes erstes Element relativ zu einem an dem Gebäude- oder Gelandeabschlussflugel anzuschließenden zweiten Element bewegt wird. Erfindungsgemäß ist nun ein Wegsensor den beiden Elementen zugeordnet, insbesondere durch die beiden Ele- mente gebildet, der anhand der relativen Lage der beiden Elemente ein eine vorzugsweise stetig monotone (monoton ansteigende oder monoton abfallende) Funktion dieser relativen Lage darstellendes Wegsignal erzeugt. Als Elemente können direkt diejenigen Teile dienen, die ohnehin bei der Antriebsvorrichtung vorhanden sind, also beispielsweise bei einem Torantrieb anderer Bauart ein in einer Führungsschiene geführter Schlitten als das zweite Element und die Führungsschiene als das erste Element. In dem Wegsensor wird die relative Lage der beiden Elemente erfasst und in einer elektrisch verarbeitbare Messgröße umgewandelt, die vorzugsweise eine stetig monotone Funktion dieser relativen Lage ist. Dies kann - insbesondere je nach Bauart der Antriebsvorrichtung - nach verschiedenen physikalischen Methoden erfolgen. Wenn der Zusammenhang zwischen rela- tiver Lage der beiden Elemente und der abgegriffenen Messgröße, die zur Erzeugung des Weg- oder Positionssignals verwendet wird, zumindest in dem interessierenden Bereich des Wegverlaufs (streng) monoton, vorzugsweise stetig streng monoton, ansteigend oder abfallend ist, lässt sich jedem Wert der Meßgröße, in die die relative Lage umgewandelt worden ist, eine bestimmte relative Lage zuordnen.
Erfindungsgemäß wird eine absolute Wegerkennung geschaffen, da jeder Signalwert des Wegsignals eindeutig eine bestimmte relative Lage der beiden Elemente und damit eine bestimmte Position des Gebäude- oder Geländeflügels angibt. Zusätzlich zu der wichtigen Verbesserung der Betriebssicherheit wird auch die Inbetriebnahme der Antriebsvorrichtung mit der erfindungsgemäßen Lösung vereinfacht, weil weder Endschalter montiert oder eingestellt werden müssen noch mechanische Referenzpunkte wie zum Beispiel Endan- schl ge angefahren werden müssen. In einem entriegelten Zustand kann der Gebäudeoder Gelandeabschlussflugel per Hand oder per Totmannschalter in die gewünschte Endposition gebracht werden, wobei eine Steuereinrichtung einfach die entsprechende - absolute - Weginformation als Endpunkt abspeichert. Damit gibt es auch die Möglichkeit, auch bereits während der ersten Referenz-/Lernfahrt den Verfahrweg mittels einer Kraftbegrenzung abzusichern. Die absolute Wegerkennung liefert auch sofort ohne vorheriges Einlernen eine Richtungsinformation. Sicherheitsrisiken durch Fahren in die falsche Richtung lassen sich so auch bei Lernfahrten und/oder nach Störungen wie Stromausfällen vermeiden. Auf diese Weise lassen sich auch ganz einfach bestimmte Steuerpunkte ab- speichern, wo eine Steuerungsänderung erfolgen soll. Beispielsweise könnte der Gebäude- oder Gelandeabschlussflugel bzw. ein anzutreibendes sonstiges Gebäude- oder Geländeabschlusselement per Hand oder Totmannschalter auch in Positionen gestellt werden, wo der Antrieb beispielsweise von einer schnelleren Fahrt zu einer langsameren Fahrt oder umgekehrt umschalten soll. All diese Steuerpunkte werden von der Steuerung anhand der absoluten Weginformation des durch die beiden Elemente gebildeten Wegsensors erkannt und lassen sich einfach ohne Montageaufwand abspeichern. Erfindungsgemäß werden hierzu vorzugsweise die beiden relativ zueinander sich im Verlauf der Flügelbewegung verschiebenden Elemente der Antriebsvorrichtung selbst als Teile eines Wegsensors hergenommen, anders ausgedrückt, der Wegsensor wird durch die die An- triebsaggregatbewegung auf den Gebäude- oder Gelandeabschlussflugel übertragenden Elemente selbst gebildet.
Die verblüffend einfache erfindungsgemäße Idee lässt sich auf viele Arten, je nach Art und Aufbau der beiden Elemente realisieren. Beispielsweise könnten die beiden Elemente Teile eines Kondensators oder dergleichen kapazitiven Widerstandes bilden, der bei Bewegung der Elemente zueinander seine Kapazität ändert. Auch könnten die beiden Elemente einen ohmschen Widerstand bilden, der sich bei relativer Verschiebung verändert. In anderen Ausführungsformen sind die beiden Elemente Teile eines Optosensors, der beispielsweise aufgrund der Intensität reflektierter elektromagnetischer Wellen, wie Infra- rotwellen, ein von der Entfernung zwischen Teilbereichen der Elemente abhängiges Signal abgibt. Denkbar ist auch, die beiden Elemente elastisch miteinander zu verbinden und die elastische Verbindung mit Dehnmessstreifen zu versehen. D. h. jede Meßmethode zur Längenmessung ist geeignet, die elektronisch verwertbare Signale liefert und aus deren Werten eindeutig die absolute Lage der beiden Elemente zueinander entnehmbar ist. Versuche haben aber ergeben, dass die vorgenannten Realisierungen in der Praxis zur
Zeit nur mit höherem Aufwand und damit erhöhten Kosten möglich sind. Gerade im Außenbereich sind z.B. kapazitäre Wegerfassungen wegen der hohen Abhängigkeit zur Zeit gängiger Dielektrika von Umweltbedingungen wie Temperatur und insbesondere Feuchtig- keit sowie Alterungserscheinungen nur mit relativ hohem Aufwand umsetzbar und sind mit relativ hohen Messfehlern behaftet. Zuverlässiger und einfacher im Aufbau ist eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung, bei der die relative Verschiebung der beiden Elemente induktiv erfassbar ist. Induktive Längenmessverfahren bieten hohe Genauigkeiten bei geringem Einfluss von Verschmutzung, Witterungseinflüssen wie Temperaturschwankungen und Alterung. Dabei kann in vielen Fällen die Messung berührungslos und damit ohne mechanischen Verschleiß erfolgen, was insbesondere bei Drehtorantrieben relativ einfach in der Praxis umgesetzt werden kann. Vorzugsweise sind die beiden Elemente Teile eines induktiven Widerstandes, dessen Induktivität sich bei Relativbewegung der beiden Teile ändert. In bevorzugter Ausführungsform weist dabei eines der beiden Elemente eine Spule und das andere Element einen in die Spule je nach relativer Lage der beiden Elemente mehr oder weniger eingreifenden Spulenkernbereich auf.
Dies lässt sich besonders einfach realisieren, wenn die beiden Elemente linear zueinander bewegbar oder verschiebbar sind und insbesondere teleskopartig ineinandergreifen. Unter linearer Bewegung wird dabei eine geradlinige Verschiebung der beiden Elemente verstanden. Dies kann eine Parallelverschiebung wie beispielsweise bei einem in einer Führung geführten Schlitten sein, es kann aber sein, dass sich die Elemente zusätzlich zu der linearen Bewegung zueinander verdrehen, wie dies beispielsweise bei einer Schraubbewegung der Fall ist. Bei einigen mechanischen Prinzipien von Antriebsvorrichtungen, wie beispielsweise bei Spindelantrieben, Zahnstangenantrieben, pneumatischen oder hydraulischen Drehtorantrieben sind aber bereits auch teleskopartig ineinandergreifende Elemente vorhanden. Solche Antriebe eignen sich besonders gut für die Erfindung, da dort ein induktiver Sensor in einfacher Weise oft einfach nur durch Vorsehen einer Spule ohne weitere mechanische Veränderung realisiert werden kann. Das in das andere Element einfah- rende eine Element kann dann, insbesondere wenn es ein metallischer Schubzylinder beispielsweise eines Spindeldrehtorantriebes oder auch einer hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Einheit ist, in idealer Weise einen mehr oder weniger in die am anderen Element angebrachte oder von ihm gebildete Spule einfahrenden Spulenkern bilden, so dass sich beim teleskopartigen Verschieben der beiden Elemente die Induktivi- tat aufgrund der Permeabilitätsänderung des im Inneren der Spule vorhandenen Materials ändert. Eine mechanisch besonders exakte Zuordnung zwischen der Lage des Gebäude- oder Geländeabschlussflügels und der relativen Lage der beiden Elemente und die Möglichkeit, den Flügel exakt in eine bestimmte Lage zu fahren, werden dann erreicht, wenn, wie grundsätzlich im eingangs erwähnten Stand der Technik bekannt, eines der Elemente ein Innengewinde und das andere Element eine durch das Antriebsaggregat relativ zu dem Innengewinde drehbar angetriebene, mit dem Innengewinde in Eingriff befindliche Spindel oder Gewindestange aufweist.
Dies könnte beispielsweise durch eine Antriebsspindeleinheit mit Motor, Getriebe, Spindel und Gehäuse realisiert sein, an welchem die Spule derart angebracht ist, das der Zylinder in die Spule mehr oder weniger einfahrbar ist.
Die Erfindung ist besonders geeignet für Drehtorantriebe zum Antreiben eines um eine vertikale Achse oder Hochachse schwenkbaren Drehtorflügels. Gerade bei Drehtorantrieben können bauartbedingt hohe Kräfte in der Nähe der Drehgelenke auftreten, die eine ernstzunehmende Verletzungsgefahr darstellen. Aus diesem Grund spielt hier eine Positionserkennung eine wichtige Rolle, da anhand einer exakten Positionsbestimmung erkannt werden kann, ob ein festgestellter erhöhter Kraftbedarf an einer bestimmten Position nor- mal ist oder auf einer Störung, beispielsweise einem Hindernis im Bewegungsbereich des Torflügels, beruht. Für eine möglichst effektive Sicherheitsabschaltung ist daher eine möglichst genaue Positionserkennung notwendig, so wie sie mit der erfindungsgemäßen Lösung erreichbar ist. In konkreter Ausgestaltung ist vorzugsweise vorgesehen, dass das erste Element durch einen an den Drehtorflügel anschließbaren Schubzylinder gebildet ist, der in eine die am zweiten Element vorgesehene Spule als Spulenkernbereich mehr oder weniger einfahrbar ist, wobei das zweite Element vorzugsweise eine die Verschiebebewegung des Schubzylinders antreibende, durch einen Elektromotor des Antriebsaggregats angetriebene Spindel umfasst.
Zum Messen und Umwandeln der Induktivität in ein auswertbares Signal ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit einer Induktivitäts- mess- und Signalerzeugungseinrichtung versehen, die die der aktuellen relativen Lage der beiden Elemente entsprechende Induktivität erfasst und ein dieser entsprechendes Signal erzeugt. Vorzugsweise wird ein Rechtecksignal mit von der Induktivität abhängender Fre- quenz oder mit von der Induktivität abhängendem Puls/Pausenverhältnis erzeugt. Letzteres lässt sich auch über längere Leitungen leicht übertragen. Ein Frequenzsignal ist in ähnlicher weise verarbeitbar wie das von einer bisher üblichen Inkrementalgeberschaltung gelieferte Signal. Es hat sich zur Induktivitätsmessung als vorteilhaft herausgestellt, dass die Induktivitätsmess- und Signalerzeugungseinrichtung einen LC-Schwingkreis mit im wesentlichen durch die Spule gebildeter Induktivität aufweist, dessen Eigenfrequenz mit- tels einer Oszillatorschaltung ermittelt und zur Signalerzeugung verwendet wird.
Aus Redundanzgründen ist es vorteilhaft, wenn weiterhin zusätzlich zu dem Absolutwegsensor ein Relativwegsensor eingesetzt wird. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist daher gekennzeichnet durch einen Relativwegsensor mit einem dem Antriebsaggregat zugeordneten, eine Aggregatbewegung angebenden Inkrementalimpuls- geber zur relativen Wegbestimmung durch Zählen von Impulsen und Zuordnen von Zählwerten zu bestimmten, anderweitig zusätzlich erfassten Positionen und vorzugsweise auch zusätzlich durch eine Umschalteinrichtung mittels der eine Steuereinrichtung der Antriebsvorrichtung Wechsel- oder wahlweise, vorzugsweise über eine gemeinsame Signalleitung, an den Wegsensor oder den Relativwegsensor zur Bewegungsüberwachung und Positionsbestimmung des Gebäude- oder Geländeabschlussflügels anschließbar ist. Um einen Betrieb in traditioneller Weise zu ermöglichen, falls der Absolutwegsensor fehlerhafte Werte liefert, umfasst eine weiter bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung eine Plausibili- tätsüberprüfungseinrichtung, welche die Steuereinrichtung an den jeweils anderen Sensor anschließt, wenn einer der beiden Sensoren unplausible Werte liefert. Die Plausibilitäts- überprüfungseinrichtung kann auch dazu eingesetzt werden, Fehlermeldungen auszugeben und/oder eine Notabschaltung oder Notentriegelung durchzuführen.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung und der erfindungsgemäße Gebäude- oder Geländeabschluss sind besonders sicher mit einem Steuerungsverfahren betreibbar, mit welchem vor Geder) Betätigung der Antriebsvorrichtung zunächst das von dem absoluten Wegsensor gelieferte Weg- oder Positionssignal abgefragt wird. Durch ein solches Abfragen hat die Steuerung zunächst zumindest eine ungefähre Information über die tatsächliche aktuelle Position des Gebäude- oder Geländeabschlussflügels. Aufgrund dieser In- formation können gefährliche oder unerlaubte Betriebsweisen und Betriebszustände durch die Steuerung verhindert werden. Beispielsweise könnte ein Befehl zum Anfahren des Gelände- oder Gebäudeabschlussflügels in Richtung „Zu" verhindert werden, wenn das Positionssignal angibt, dass sich der Flügel bereits in der Endlage „Zu" befindet.
Das erfindungsgemäße Vorsehen eines absoluten Wegsensors hat noch weitere Vorteile. So ist die Kraft, die zum Bewegen eines Gebäude- oder Geländeabschlussflügels aufge- bracht werden muss, in der Regel abhängig von der jeweiligen Position des Flügels. Die
Information des Wegsensors könnte nun dazu verwendet werden, eine wegabhängige Kraftschwelle einzustellen, und dies sogar während einer Lernfahrt. Wird an einer Stelle, deren ungefähre Lage durch den Wegsensor angegeben wird, eine Kraft benötigt, die we- sentlich höher ist als die üblicherweise in diesem Bereich verwendete Kraft, so deutet dies darauf hin, dass das Tor gegen ein Hindernis gefahren ist. Die Steuerung könnte anhand des absoluten Wegsignals bereits bei der Lernfahrt auf solche Schwellenüberschreitungen reagieren und das Antriebsaggregat abschalten. Zur Bestimmung der Kraftschwelle können auch zusätzlich Witterungssensoren, beispielsweise ein Windsensor, vorgesehen werden, um witterungsbedingte Kraftbedarfsänderungen zu kompensieren.
Der erfindungsgemäße Wegsensor macht auch in bisher üblichen Antriebsvorrichtungen von Zeit zu Zeit notwendige Abgleichungen von Referenzzählern überflüssig. Bei den bisherigen Inkrementalgebern bestand die Möglichkeit, dass die Impulszählung den einen oder anderen Impuls nicht erhalten hat oder nicht registriert hat. Aus diesem Grunde erfolgte bisher von Zeit zu Zeit oder auch bei jedem Betrieb des Torantriebes ein Abgleich des Zählerstandes durch Einfahren in Referenzpunkte. Dies ist bei der erfindungsgemäßen absoluten Wegmessung nicht mehr notwendig, weil es ja zumindest einen groben Anhalt - oder je nach Aufwand auch einen sehr genauen Anhalt - für die absolute tatsäch- liehe Position des Gebäude- oder Geländeabschlussflügels gibt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Gebäude- oder Geländeabschluss in Form eines Drehtores mit einer Antriebsvorrichtung in Form eines Drehtorantriebes;
Fig. 2 eine perspektivische stark vereinfachte schematische Darstellung einer An- triebseinheit des Drehtorantriebes;
Fig. 3 den mechanischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in der Ausführungsform als Drehtorantrieb;
Fig. 4 ein Schaltbild eines bei der Antriebsvorrichtung nach Fig. 1 - 3 in der Messelektronik verwendeten Colpitts-Oszillators; Fig. 5 ein Prinzipschaltbild für den Anschluss einer der Wegsensorik der Antriebsvorrichtung zugeordneten Sensorplatine an eine Steuerung; und
Fig. 6 ein Flussdiagramm für die Steuerungssoftware der Antriebsvorrichtung.
In Fig 1 ist als Beispiel für einen Gelände- oder Gebäudeabschluss ein Drehtor 10 mit einem um eine vertikale Achse schwenkbaren Torflügel 12 gezeigt. Der Pfeil 14 deutet die Öffnungsrichtung des Torflügels 12 an. Der Torflügel 12 wird durch eine Antriebsvorrich- tung in Form eines Drehtorantriebes 16 angetrieben. Diese weist ein erstes ortsfest anzuschließendes Element in Form einer Motorgehäuseeinheit 18 und ein zweites, relativ zu der Motorgehäuseeinheit bewegliches Element in Form eines Schubzylinders 20 auf, der an den Torflügel 12 angeschlossen ist. Der Schubzylinder 20 ist längs seiner Längsachse, angetrieben durch ein Antriebsaggregat 22 (siehe Fig. 2), linear zu der Motorgehäuseein- heit 18 beweglich. Wird der Schubzylinder 20 durch das Antriebsaggregat 22 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung in Richtung zu der Motorgehäuseeinheit 18 gezogen, so öffnet sich der Torflügel 12 in Öffnungsrichtung 14. Der Schubzylinder 20 greift dabei teleskopartig in eine Spulenhülse 24 ein, die Teil der Motorgehäuseeinheit 18 ist oder ortsfest zu dieser befestigt ist.
Auf (oder in) der beispielsweise aus Plastik gebildeten Spulenhülse 24 ist eine Spule 26 gewickelt, in deren Inneres der Schubzylinder 20 beim Bewegen des Torflügels 12 mehr oder weniger eintaucht, wie dies in Fig. 2 und 3 angedeutet ist.
Das Antriebsaggregat 22 weist, wie Fig. 2 zeigt, einen elektrischen Antriebsmotor 28 auf, der über ein Getriebe 30 eine Spindel 32 rotierend antreibt. Auf der Welle des Antriebsmotors 28 ist weiter ein Inkrementalgeber 34 (bekannter Bauart, z. B. Schlitzscheibe mit Lichtschranke) angeordnet, der entsprechend der Bewegung des Antriebsmotors 28 eine Impulsfolge abgibt. Diese Impulse werden durch eine nicht dargestellte Zähleinrichtung gezählt und für eine relative Erfassung des Weges und der Position des Torflügels 12 verwendet.
Im folgenden wird anhand der Fig. 3 der mechanische Aufbau eines Spindelantriebes 36 erläutert, der die Drehbewegung der Spindel 32 in eine Schiebebewegung, angedeutet durch Pfeile 38, des Schubzylinders 20 umwandelt. Im vorliegenden Drehtorantrieb 16 wird der zylindrische Schubzylinder 20 aus Edelstahl, über eine durch eine Messingmutter gebildete Gewindebuchse 40 gekoppelt, von der rotierenden Spindel 32 (mit Gewinde, aus ferromagnetischem Stahl) in Längsrichtung 38 angetrieben. Diese Linearbewegung bildet -leider nichtlinear- die Torposition ab. Die Induktivität der Spule 26 ändert sich wiederum proportional (und damit stetig streng monoton) zur Position des Schubzylinders 20. Die Gewindebuchse 40 ist mit Innengewinde versehen und am zur Motorgehäuseeinheit 18 gerichteten Ende des Schubzylinders 20 befestigt. Die antreibende Spindel 32 dreht sich zwar, ist ansonsten aber feststehend relativ zur Spule 26.
Es wird hier zur Längenmessung also in induktives Messverfahren eingesetzt. Dieses bietet hohe Genauigkeit bei geringem Einfluss von Verschmutzung, Temperaturschwankungen und Alterung. Die Messung erfolgt bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel berührungslos. Der Schubzylinder 20 stellt in idealer Weise einen beweglichen Spulenkern oder Spulenkernbereich für das induktive Messsystem dar: Er ist metallisch, präzise geführt und bildet die Torposition exakt und in linearer Bewegung ab.
Das grundlegende Prinzip der Längenerfassung beruht auf der Induktivitätsänderung der Spule 26 durch Veränderung der Medien in ihrem magnetischen Feld. Dabei kann durch- aus - wie im dargestellten Beispiel - die Position eines paramagnetischen Teiles (hier: der aus Edelstahl gebildete Schubzylinder 20) selektiv gegenüber einem ferromagnetischen Teil (hier: die Spindel 32 aus Vergütungsstahl) erkannt werden. Zum Erfassen der Induktivität bindet sich in erster Linie eine Frequenzmessung an. Dazu wird zunächst eine geeignete Messfrequenz durch Beachtung der vorhandenen Signalverarbeitungsmöglichkeiten (vorhandene Hardware) ermittelt. Anhand des so vorgegebenen Messfrequenzbereichs werden die Spulenparameter wie vor allem die Windungszahl angepasst.
In einigen Ausführungsformen (nicht dargestellt) werden differentielle Verfahren mit zwei (Variometer) oder drei (Differenztrafo) Spulen verwendet. Solche Verfahren bieten bei et- was höherem apparativen Aufwand hohe Unempfindlichkeit gegenüber äußeren magnetischen Störungen. Große Temperaturschwankungen, welche besonders bei Außentoren auftreten, können die Ausgangsfrequenz eines für die Erfassung der Induktivität verwendeten Oszillators beeinflussen, eventuell auch indirekt die Induktivität. Die Temperaturschwankungen beeinflussen aber die Induktivitätsdifferenz nicht oder nur sehr wenig. Eine Induktivitätsmess- und Signalerzeugungseinrichtung soll mit möglichst geringem
Aufwand die Induktivitätsänderung (bzw. die Induktivitätsdifferenzänderung bei mehreren
Spulen) in ein leicht übertragbares und elektronisch auswertbares Signal überführen.
Eine denkbare Lösung ist, mit einem einfachen Sinus-Oszillator die Messfrequenz (Trägerfrequenz) erzeugt als Messwechselstrom in die Spulen einzuprägen. Bei der Variometerschaltung (nicht dargestellt) werden im einfachsten Fall die Nulldurchgänge mit Schmitttriggern erkannt. Eine einfache Logikschaltung kann aus diesen Signalen z. B. ein Rechtecksignal mit variablem Puls-/Pausenverhältnis erzeugen. Ein solches digitales Sig- nal lässt sich leicht verstärken und über längere Leitungen übertragen, ohne das Messergebnis zu verfälschen. Die entsprechende Auswertung mit einem Microcontroller ist eine Standardanwendung, bei der meist bessere Ergebnisse als bei Analogwertmessungen erzielt werden. Die differentiellen Verfahren bzw. andere Verfahren ohne Kondensatoren oder Referenzfrequenzquellen bieten deshalb zum Teil interessante Vorteile, die Nachteile überwogen bislang jedoch.
In dem dargestellten Beispiel wird mit nur einer Spule 26 gearbeitet, was preisliche Vorteile bringt und für die meisten Anwendungen völlig ausreichend ist.
Im folgenden wird nun anhand von Fig. 4 eine Induktivitätsmess- und Signalerzeugungseinrichtung für eine solche Ausgestaltung mit nur einer Spule 26 der in Fig. 3 gezeigten Art in Form eines elektronischen Messwandlers 42 näher erläutert. Aufgrund der verschiedenen Materialien im Feldbereich der Spule 26 wird ein geeigneter Bereich für die Messfrequenz gewählt. Gemäß Fig. 4 wird eine Beschaltung als aktiver LC-Schwingkreis vorge- schlagen. Eine solche Schaltung verbindet einen einfachen Aufbau mit sehr guter Handhabbarkeit und Dynamik der Ausgangsgröße.
Das Prinzip der in Fig. 4 gezeigten Schaltung ist als Colpitts-Oszillator bekannt. Dies ist eine zur Erzeugung hochfrequenter elektrischer Schwingungen dienende, als kapazitive Dreipunktschaltung (Colpitts-Schaltung) ausgeführte elektronische Oszillator-Schaltung mit einem Parallelschwingkreis 44, bei der die phasengleich an ein aktives Bauelement (Triode oder wie dargestellt Transistor 46) rückgekoppelte Spannung über einen kapazitiven Spannungsteiler gewonnen wird. Dieser besteht aus zwei in Reihe geschalteten Kondensatoren unterschiedlicher Kapazität C1 und C2. Das Verhältnis der Kapazitäten bestimmt den Rückkopplungsgrad, ihr geometrischer Mittelwert die Oszillatorfrequenz. Der Parallelschwingkreis 44 wird durch die beiden Kondensatoren C1 und C2 und durch die Spule 26 gebildet. Zwischen dem Parallelschwingkreis 44 und dem Transistor 46 wird das Positionssignal 48 abgegriffen.
Gegenüber der sich aus den Fig. 3 und 4 ergebenden bevorzugten Ausführungsform ist das oben erläuterte Variometer-Prinzip mit zwei Spulen und Abgriff zwischen den beiden Spulen nicht so gut geeignet, da die Messsignale symmetrisch zur Mittelstellung verlaufen. Allerdings verursachen die frequenzbestimmenden Kondensatoren naturgemäß störende Drifterscheinungen. Im optimalen Fall gelingt es bei der Schaltung von Fig. 4 durch geschickte Auswahl von Bauteilen, die Temperaturverhalten von Spule und Kondensator miteinander exakt zu kompensieren, so dass eine ausreichende Unempfindlichkeit gegen über dem Temperaturgang (wie hier im Außentorbereich) erreicht werden kann.
Fertigungsbedingte Offset- und Linearitätsfehler fallen praktisch nicht ins Gewicht, da die Messfrequenzwerte für die relevanten Torpositionen, d. h. die bestimmte interessierenden Positionen des Torflügels anzeigenden Frequenzwerte des Positionssignals 48, vorzugsweise erst bei der (ersten) Inbetriebnahme am Montageort eingelernt werden. Probleme durch Langzeitdrift (v.a. Alterung des Kondensators) können leicht eliminiert werden, wenn ein zweites Wegerfassungssystem (wie im vorliegenden Fall ein Inkremental-Encoder) zum Abgleich herangezogen werden kann. Hierzu wird in dem vorliegenden Ausführungs- beispiel ein den Inkrementalgeber 34 aufweisender Inkremental-Encoder (nicht im einzelnen dargestellt) verwendet. Ein solcher Inkremental-Encoder stellt einen relativen Wegsensor 50 dar, während die Schaltung gemäß Fig. 4 mit der Spule 26 und dem Zylinder 20 einen absoluten Wegsensor darstellt. Der Begriff „relativ" bedeutet hier, dass eine Information geliefert wird, die nur in Relation zu einem eine gesicherte Torposition angebenden Referenzpunkt zur Torpositionsbestimmung herangezogen werden kann, während die durch den absoluten Wegsensor 50 gelieferte Information direkt zur Torbestimmung verwendbar ist.
Drehtorantriebe mit relativen Wegsensoren über Inkremental-Encoder und dazu ausge- legte Steuerungen gibt es bereits auf dem Markt. Mit der im folgenden beschriebenen Schaltung gemäß Fig. 5 können die vorhandenen Drehtorantriebe ohne großen Aufwand zu einem erfindungsgemäßen Drehtorantrieb aufgerüstet werden.
Auf einer Sensorplatine 54 sind die elektronischen Bauteile mit Ausnahme der Spule 26 des relativen Wegsensors 50 (die genaue Schaltung ist in Fig. 4 gezeigt), die Messelektronik des Inkremental-Encoders als relativer Wegsensor 52 und eine Umschaltein- richtung 56 vereinigt. Die Sensorplatine 54 ist über eine Versorgungsleitung 58, eine Signalleitung 60 sowie eine Masseleitung 62 mit einer Steuerung 64 des Drehtorantriebes 16 verbunden. Durch die Umschalteinrichtung 56 wird wahlweise entweder das Positionssignal 48 des absoluten Wegsensors 50 oder das relative Wegsignal (Ausgangssignal) 66 des relativen Wegsensors 52 an die Signalleitung 60 gelegt. Der Messwandler 42 sorgt dafür, dass das Positionssignal 48 und das Ausgangssignal 66 des relativen Wegsensors 52 (Inkremental-Encoder) auch Formen haben, die eine vergleichbare Verarbeitung ermöglichen. Auf diese Weise kann man trotz Hinzufügen der neuen Technik des absoluten Wegsensors 50 kompatibel zu bestehenden Steuerungen bleiben, beide Positionssignale 48, 66 werden über eine Signalleitung 60 auf die Steuerung 64 übertragen.
Der hier beschriebene relative Wegsensor 50 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel, dem Drehtorantrieb 16 mit Umschaltelektronik für Relativ-/Absolutwegmessung (wie in Fig. 5 gezeigt) in erster Linie als zusätzliche Sicherheitseinrichtung vorgesehen. Durch sein ab- solutes Messprinzip ist der relative Wegsensor 50 dem herkömmlichen Inkrementalgeber 34 zwar prinzipiell überlegen, er wird jedoch in derzeit noch bevorzugter Ausführung vor allem aus Sicherheitsgründen zunächst nicht als einzige Positionserfassung benutzt. Vielmehr werden durch die in Fig. 5 gezeigte kleine zusätzliche Schaltung beide Weginformationen (48, 66) für die Steuerung 64 zugänglich gemacht. Die elektrische Kompatibilität zu Antrieben ohne absoluten Wegsensor 50 wird dabei gewahrt. Auch ist keine zusätzliche Leitung erforderlich.
Das Ausgangssignal 66 des durch den Inkremental-Encoder gebildeten relativen Wegsensors 52 ist nur während einer Bewegung des Antriebsmotors 28 interessant. Die Überprü- fung der absoluten Torposition kann hingegen ohne weiteres auf die Stillstandsphasen des Drehtorantriebes 16 beschränkt werden. Die Positionssignale 48, 66 können also im Zeit- Multiplex-Verfahren übertragen werden, wobei im einfachsten Fall die Umschalteinrichtung 56 durch einen Zeitgeber (Monoflop) 68 in der an der Motorgehäuseeinheit 18 angeordneten Sensorplatine 54 gebildet ist oder einen solchen umfasst. Der Zeitgeber 68 nimmt die Umschaltung zwischen dem absoluten und dem relativen Positionssignal 48, 66 vor.
Der Zeitgeber 68 wird bei Stillstand des Antriebsmotors 28 durch eine kurze Unterbrechung der Sensorversorgungsspannung gestartet. Dies ist angedeutet durch einen Schalter 70 an dem Anschluss der Versorgungsleitung 58 an der Steuerung 64. Ist der Zeitge- ber 68 aktiv, wird das absolute Positionssignal 48 mit der aktuellen Messfrequenz übertragen. Wenn der Zeitgeber 68 seinen Ruhezustand erreicht, schaltet er die Signalleitung 60 zum relativen Wegsensor 52 und damit zu dem Inkrementalgeber 34 durch. Da der Antriebsmotor 28 noch still steht, wechselt das Ausgangssignal dabei von der Messfrequenz des absoluten Positionssignals 48 zu einem statischen Pegel. Dies kann von der Steuerung 64 leicht überprüft werden. Wird nun der Antriebsmotor 28 gestartet, so stehen, wie bei der konventionellen Technik, die Wegimpulse des durch den Inkremental-Encoder gebildeten relativen Wegsensors 52 auf der Signalleitung 60 an.
Die Steuerung 64 kann also vor jeder Fahrt durch kurzes Unterbrechen der Sensor-Versorgungsspannung das absolute Positionssignal 48, d. h. die aktuelle Messfrequenz des absoluten Wegsensors 50 anfordern, um die aktuellen Positionsdaten zu verifizieren. Im Normalbetrieb kann dadurch zum Beispiel eine Fehlpositionierung durch mechanisches Auskoppeln und Wiedereinkoppeln an anderer Stelle erkannt werden. Nach Netzausfall kann auf eine Referenzfahrt zu einem Endanschlag verzichtet werden.
Im folgenden wird noch anhand von Fig. 6 ein durch Software in der Steuerung 64 implementiertes Steuerungsverfahren für den Drehtorantrieb 16 näher erläutert.
Nach einer Fahrtanforderung durch eine Bedienperson (Schritt A) wird zunächst gemäß Schritt B über den Schalter 70 die Sensor-Versorgungsspannung auf der Versorgungslei- tung 58 unterbrochen. Aufgrund dessen schaltet der Zeitgeber 68 die Signalleitung 60 auf das absolute Positionssignal 48 des absoluten Wegsensors 50. In Schritt C wird daraufhin überprüft, ob dieses absolute Positionssignal 48 eine plausibel hohe Frequenz aufweist. Die Frequenzwerte können je nach Auslegung des Wegsensors 50 unterschiedlich sein, üblicherweise werden sie im Bereich von 10 - 20 kHz liegen. Liegt keine solche Frequenz vor, wird gemäß Schritt D eine Fehlermeldung ausgegeben. Liegt eine solche vor, wird die Frequenz des absoluten Positionssignals 48 gemessen und daraus ein Positionswert errechnet, Schritt E. In Schritt F wird dann geprüft, ob der errechnete Positionswert in einem erwarteten Bereich liegt. Ist dies nicht der Fall, führt dies wieder zu einer Fehlermeldung gemäß Schritt D. Liegt der errechnete Positionswert in einem erwarteten Bereich, so er- folgt anhand des nun erhaltenen aktuellen Positionswertes eine Kontrolle und eine Anpassung des für künftige Positionsbestimmungen gültigen zu erwartenden Bereichs (Schritt G).
Wie oben erläutert, muss nach Ablauf der Zeit des Zeitgebers 68 und daraufhin erfolgte Umschaltung der Signalleitung 60 auf das relative Positionssignal wegen Stillstands des
Antriebsmotors 28 und damit des Inkrementalgebers 34 ein statischer Signaleingang vor- liegen. Dies wird gemäß Schritt H überprüft; ist der Signaleingang nicht statisch, gibt es eine Fehlermeldung gemäß Schritt D. Ist der Signaleingang aber statisch, wird ein Pollingbetrieb für den relativen Wegsensor 52 aktiviert (Schritt I), dies wird weiter unten noch näher erläutert. Darauf initiiert die Steuerung 64 das Starten des Antriebsmotors 28 und startet damit die Fahrt des Torflügels 12 (Schritt J).
Die Steuerungssoftware beinhaltet demgemäß hauptsächlich folgende Funktionen: a) Umschalten/Erkennen der beiden Signalarten (Messfrequenz des absoluten Positionssignals 48 bzw. Impulse des relativen Positionssignals 66) b) Auswerten des relativen Positionssignals 66 c) Auswerten des absoluten Positionssignals 48 d) Auf Plausibilitätsfehler reagieren (kein relatives Positionssignal, widersprüchliche Positionsdaten etc.) e) Positionswerte erfassen und pflegen.
Zu a)
Das "Anfordern" des relativen Positionssignals 48 kann im Prinzip auch zyklisch zu beliebigen Zeitpunkten während des Stillstands des Drehtorantriebes 12 erfolgen. In diesem Zustand hat die Software "eh' nichts besseres zu tun". Aber wie lang ist ein sinnvolles Messintervall? Lässt man beispielsweise einmal pro Minute messen, so würde das unter Umständen tausende von "sinnlosen" Messungen bedeuten, falls der Torflügel 12 mehrere Wochen nicht bewegt wird. Koppelt dann jemand aus und betätigt unmittelbar danach einen Handsender zum Bewegen des Torflügels 12, kann der einzige interessante Messwert verloren gehen.
Demgemäß ist das zuvor erläuterte deterministischere Verhalten bevorzugt, bei dem unmittelbar vor jeder Fahrt der absolute Wegsender 50 abgefragt wird (Schritt A und B). Dabei muss die Messzeit naturgemäß relativ kurz sein, was prinzipiell zu Lasten der Messgenauigkeit geht. Diese Problematik kann etwas entschärft werden, indem der LC-Oszillator (Messwandler 42) einzeln eine Pufferung seiner Versorgungsspannung erhält, damit er durchgehend stabil schwingt, auch während des Unterbrechungspulses für die Umschaltung. Da im vorliegenden Fall die Messfrequenz des relativen Positionssignals 48 etwa zwischen zehn und zwanzig Kilohertz liegt, kann auch bei einer Messzeit von z.B. 50 Millisekunden bereits eine Mittelwertbildung zur Verbesserung der Störfestigkeit durchgeführt werden. Vorteilhafterweise lässt man diese Messung parallel zu anderen einer Fahrt vorausgehenden Vorgängen ablaufen. Solche Vorgänge sind z. B. Testen/Abfragen von Sicherheitseinrichtungen, Entschlüsseln von Empfängersignalen, Abwarten von Vorwarnzeiten etc..
Die Impulse des den relativen Wegsensors 52 bildenden Inkremental-Encoders liegen im Frequenzbereich zwischen Null und etwa zweihundert Hertz, mit einem Puls-Pausenverhältnis von ca. eins zu drei. Das relative Positionssignal 66 ist also deutlich von dem symmetrischen relativen Positionssignal 48 mit sehr viel höheren Frequenz zu unterscheiden. Zu beachten ist allerdings die unter Umständen starke Einkopplung von Störfrequenzen.
Zu b)
Wegen der geringen Frequenz des relativen Positionssignals 66 genügt es, den Signaleingang zyklisch abzufragen (Polling). Aus den abgefragten Informationen lässt sich neben einem hochauflösenden Wert für die relative Position auch noch ein hinreichend ge- nauer Wert für die Motordrehzahl gewinnen.
Zu c)
Bei der Auswertung des absoluten Positionssignals 48 wird ein Polling-Verfahren in der
Regel nicht die erforderliche Genauigkeit liefern. Auch hier wirkt es sich nun günstig aus, die absolute Messung im Stillstand durchzuführen, weil dabei normalerweise die soft- waremässige Auslastung gering ist.
Bei Messung im Stillstand reicht auch die Verwendung eines einzelnen einfachen Microcontrollers mit nur zwei unabhängigen Zeitgebereinheiten für die Steuerung aus, da diese zwei Zeitgebereinheiten (Timereinheiten) des Microcontrollers im Stillstand zur Messung verwendet werden können ("input capture"), während sie ansonsten durch eine Drehzahlsteuerung der Motoren (PWM) belegt sind. Die Steuerung 64 enthält nur einen Microcontroller und kann auch für ein zweiflügeliges Drehtor (nicht dargestellt) mit zwei Drehtorantrieben 16 - einen pro Torflügel - eingesetzt werden.
Zu d)
Durch die Prüfung vor jeder Fahrt kann die Steuerung dynamisch darauf reagieren, ob überhaupt ein absoluter Wegsensor 50 vorhanden ist oder ob dieser plausible Werte liefert. Für die Praxis bedeutet dies, dass ein fehlender oder defekter absoluter Wegsensor 50 nicht zum Ausfall des Drehtorantriebes 16 führen muss. Allerdings ist es eine kritische Frage, wie insbesondere auf die ggf. fehlende Sicherheit bezüglich der "Auskoppel- Problematik" reagiert werden soll. Zu e)
Bei einem Einlernvorgang im Zuge der ersten Inbetriebnahme werden die Messfrequenzen des absoluten Positionssignals 48 für die Endlagen gespeichert. Dies kann unmittelbar beim Fahrtbeginn aus der jeweiligen Endlage geschehen, d.h., nur der Speichervorgang, nicht aber der Messvorgang ist spezifisch für die "Lernfahrten". Der Lernvorgang erfolgt beispielsweise über einen Totmannschalter, also eine Betätigungseinrichtung, die die Bedienperson während des Vorgangs ständig gedrückt halten muss.
Um Drift-Erscheinungen sowie andere Abweichungen zu kompensieren, ist es vorteilhaft, bei jedem Vergleich der Positionsdaten (aus Absolut- und Relativmessung) den Erwartungsbereich für den Absolutwert ggf. anzupassen, wenn die sonstigen Daten der vorausgegangenen Fahrt erwartungsgemäß waren. Der Kraftverlauf über den Weg bietet im Normalfall eine zuverlässigere Orientierung.
Die beiden Wegsensoren 50, 52 bilden somit eine Positionserkennungseinrichtung, mit der für einen sicheren Betrieb des Drehtorantriebes die Position des Torflügels 12 genau bestimmt werden kann.

Claims

Ansprüche
1. Antriebsvorrichtung (16) zum Antreiben eines Gebäude- oder Geländeabschlussflügels (12) , mit: einem ortsfest anzuschließenden ersten Element (18), einem an den Gebäude- oder Gelandeabschlussflugel (12) anzuschließenden zweiten Element (20), einem Antriebsaggregat (22) zum relativen Bewegen des ersten (18) und des zwei- ten Elements (20), um so den Gebäude- oder Gelandeabschlussflugel (12) anzutreiben, und einer Positionserkennungseinrichtung (50, 52) zum Erkennen, dass der Gebäudeoder Gelandeabschlussflugel (12) sich in einer bestimmten Position befindet; dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserkennungseinrichtung (50, 52) einen den beiden Elementen (18, 20) zugeordneten, insbesondere von den beiden Elementen (18, 20) gebildeten Wegsensor (50) aufweist, der anhand der relativen Lage der beiden Elemente (18, 20) ein eine vorzugsweise stetig monotone Funktion dieser relativen Lage darstellendes Weg- oder Positionssignal (48) erzeugt.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wegsensor (50) ein die relative Lage der beiden Elemente (18, 20) induktiv erfassender induktiver Wegsensor ist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Elemente (18) eine Spule (26) und das andere Element (20) einen in die Spule je nach relativer Lage der beiden Elemente (18, 20) mehr oder weniger ein- greifenden Spulenkernbereich (20) aufweist oder bildet.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elemente (18, 20) linear zueinander bewegbar oder verschiebbar sind.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elemente (18, 20) teleskopartig ineinandergreifen.
6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Elemente (20) ein Innengewinde (40) und das andere Element (18) eine durch das Antriebsaggregat (22) relativ zu dem Innengewinde (40) drehbar angetriebene, mit dem Innengewinde (40) in Eingriff befindliche Spindel (32) oder Gewindestange auf- weist.
7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Drehtorantrieb (16) zum Antreiben eines um eine Achse, vorzugsweise eine vertikale Achse, schwenkbaren Drehtorflügels (12) ausgebildet ist.
8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eines (20) der beiden Elemente (18, 20) durch einen an den Drehtorflügel (12) oder ortsfest anschließbaren Schubzylinder (20) oder Schubkolben gebildet ist, der als Spulenkernbereich in die Spule (26) mehr oder weniger einfahrbar ist, die an dem anderen, entsprechend ortfest bzw. am Drehtorflügel (12) anschließbaren, der beiden Elemente (18) vorgesehen ist, wobei das andere E lement (18) vorzugsweise weiter eine die Verschiebebewegung des Schubzylinders (20) oder -kolben antreibende, durch einen Elektromotor (28) des Antriebsaggregats (22) angetriebene Spindel (32) umfasst.
9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Induktivitätsmess- und Signalerzeugungseinrichtung (42), welche die der aktuellen relativen Lage der beiden Elemente (18, 20) entsprechende Induktivität erfasst und an- hand dieser ein Rechtecksignal mit von der Induktivität abhängender Frequenz oder mit von der Induktivität abhängendem Puls/Pausenverhältnis erzeugt.
10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktivitätsmess- und Signalerzeugungseinrichtung (42) einen LC-Schwingkreis (44) mit im wesentlichen durch die Spule (26) gebildeter Induktivität aufweist, dessen Eigenfrequenz mittels einer Oszillatorschaltung ermittelt und zur Signalerzeugung verwendet wird.
11. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Relativwegsensor (52) mit einem dem Antriebsaggregat (22) zugeordneten, eine Aggregatbewegung angebenden Inkrementalimpulsgeber (34) zur relativen Wegbestim- mung durch Zählen von Impulsen und Zuordnen von Zählwerten zu bestimmten, anderweitig zusätzlich erfassten Positionen des Gebäude- oder Geländeabschlussflügels (12).
12. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11 , gekennzeichnet durch eine Umschalteinrichtung (56), mittels der eine Steuereinrichtung (64) der Antriebsvorrichtung (16) Wechsel- oder wahlweise, vorzugsweise über eine gemeinsame Signalleitung (60), an den Wegsensor (50) oder den Relativwegsensor (52) zur Bewegungsüberwachung und Positionsbestimmung des Gebäude- oder Geländeabschlussflügels (12) anschließbar ist.
13. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Plausibilitätsüberprüfungseinrichtung (C, F, H), welche die Steuereinrichtung (64) an den jeweils anderen Sensor (50, 52) anschließt und/oder eine Fehlermeldung oder eine Abschaltung des Antriebsaggreagats initiiert, wenn einer der beiden Sensoren (50, 52) unplausible Werte liefert.
14. Gebäude- oder Geländeabschluss (10) mit:
- einem beweglichen Gebäude- oder Gelandeabschlussflugel (12),
- einer Antriebsvorrichtung (16) zum Antreiben des Gebäude- oder Geländeab- schlussflügels (12),
- einem ortsfest anzuschließenden ersten Element (18), einem an den Gebäude- oder Gelandeabschlussflugel (12) anzuschließenden zweiten Element (20), so dass sich das erste (18) und das zweite Element (20) bei Bewegung des Gebäude- oder Geländeabschlussflügels (12) relativ zueinander bewegen, und - einer Positionserkennungseinrichtung (50, 52) zum Erkennen, dass der Gebäudeoder Gelandeabschlussflugel (12) sich in einer bestimmten Position befindet; dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserkennungseinrichtung (50, 52) einen den beiden Elementen (18, 20) zugeordneten, insbesondere von den beiden Elementen (18, 20) gebildeten Wegsensor (50) aufweist, der anhand der relativen Lage der beiden Elemente (18, 20) ein eine vorzugsweise stetig monotone Funktion dieser relativen Lage darstellendes Weg- oder Positionssignal (48) erzeugt.
15. Verfahren zum Steuern einer Antriebsvorrichtung (16) nach einem der Ansprü- ehe 1 bis 3 oder eines angetriebenen Gebäude- oder Geländeabschlusses (10) nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch:
Abfragen (B/70) des von dem Wegsensor (50) gelieferten Weg- oder Positionssignals (48) vor Betrieb der Antriebsvorrichtung und Verhindern des Betriebes, wenn das Weg- oder Positionssignal (48) außerhalb eines für den gewünschten Betrieb zulässigen Bereichs (F) liegt.
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