WO2006074782A1 - Sliding door comprising a magnetic drive system and control device - Google Patents

Sliding door comprising a magnetic drive system and control device Download PDF

Info

Publication number
WO2006074782A1
WO2006074782A1 PCT/EP2005/013395 EP2005013395W WO2006074782A1 WO 2006074782 A1 WO2006074782 A1 WO 2006074782A1 EP 2005013395 W EP2005013395 W EP 2005013395W WO 2006074782 A1 WO2006074782 A1 WO 2006074782A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sliding door
coils
coil
magnet
door according
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/013395
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Sven Busch
Original Assignee
Dorma Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dorma Gmbh & Co. Kg filed Critical Dorma Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2006074782A1 publication Critical patent/WO2006074782A1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05DHINGES OR SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS
    • E05D15/00Suspension arrangements for wings
    • E05D15/06Suspension arrangements for wings for wings sliding horizontally more or less in their own plane
    • E05D15/0621Details, e.g. suspension or supporting guides
    • E05D15/0626Details, e.g. suspension or supporting guides for wings suspended at the top
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05FDEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05DHINGES OR SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS
    • E05D15/00Suspension arrangements for wings
    • E05D15/06Suspension arrangements for wings for wings sliding horizontally more or less in their own plane
    • E05D15/0621Details, e.g. suspension or supporting guides
    • E05D2015/0695Magnetic suspension or supporting means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/10Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/13Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof characterised by the type of wing
    • E05Y2900/132Doors

Definitions

  • the invention relates to a sliding door with a magnetic drive system and a control provided for this purpose.
  • the magnetic drive system has a linear drive unit with at least one magnet row.
  • the term magnet series also includes elongated individual magnets.
  • the magnet series can be arranged stationary or mobile.
  • the magnetic drive system is preferably designed as a magnetic support and drive system.
  • a sliding door guide in which mutually interacting magnets cause a contact-free floating guide held in a sliding guide door or the like under normal load, wherein in addition to the stationary magnet arranged the sliding guide a stator of a linear motor is arranged whose runner is arranged on the sliding door.
  • the selected V-shaped arrangement of the permanent magnets of the disclosed permanently excited magnetic support means no laterally stable guideway can be realized, which is why a relatively complicated arrangement and design of the stator and rotor is required.
  • a combined storage and drive system for an automatically operated door in which a permanently energized magnetic support system is symmetrical and has stationary and movable magnet rows, which are each arranged in a plane, wherein the support system is in a labile equilibrium, and in which the support system is symmetrically arranged has lateral guide elements that can be stored in a roll shape. Due to the laterally stable guideway achieved in this way, a simple design and arrangement of the stator and rotor of a linear motor accommodated in a common housing results, namely the possibility of being able to arbitrarily arrange the stator and rotor of the linear motor in relation to the support system and with regard to the shaping from stand and runner not to be limited by the support system.
  • an electromagnetic drive system for magnetic levitation and support systems in which a stable levitation and support state is achieved by a suitable arrangement of permanent magnet and ferromagnetic material.
  • the permanent magnet puts the ferromagnetic material in the state of a magnetic partial saturation.
  • Electromagnets are arranged so that the permanent magnets are moved solely by a change in the saturation in the support rail, and the coil cores are in the permanent magnetic partial saturation, which leads to the floating and wearing state, included.
  • WO 94/13055 shows a stator drive for an electric linear drive and a door provided with such a stand, which is suspended by means of magnets in the lintel of a frame.
  • a plurality of magnets or magnet groups are arranged on the door panel, the magnetic field strength is so large that an attraction force is achieved to a guide plate, which is arranged on the underside of the lintel, the attraction force is sufficient to lift the weight of the door.
  • the sliding door comprises a magnetic drive system for at least one door leaf, with a magnet row arranged in the drive direction, the magnetization of which changes sign in its longitudinal direction at certain distances, and a support slide on which the door leaf can be fastened, and with one of several Single coils and coil cores existing coil arrangement, which causes an appropriate interaction with the magnetic series, which causes feed forces with appropriate control of the individual coils, and a controller that controls the individual coils or groups of individual coils pulse width modulated.
  • the direction of movement and the opening or closing speed of the at least one door leaf of the sliding door according to the invention can be controlled or regulated in a simple manner.
  • a particularly simple choice of the course of the effective voltage is possible by the pulse width modulated control according to the invention, whereby the running properties of the sliding door according to the invention, eg in terms of smoothness, running speed or acceleration, can be particularly easily optimized.
  • the pulse-width-modulated control according to the invention further facilitates an embodiment of the control according to the invention with control logic, that is to say a digital configuration, since the time-varying pulse widths can be determined directly by a control logic.
  • control logic that is to say a digital configuration
  • a particularly simple control of multiple doors in a track so several runners on a stator, possible because the individual door flights (runners) can be easily addressed or identified individually by means of a digital control logic and controlled accordingly or moved.
  • the controller preferably controls the individual coils or groups of individual coils in multiple phases.
  • at least three electrical outputs are preferably present on the controller according to the invention, in which the effective motor voltage is changed over time by means of the method of pulse width modulation for the purpose of stator commutation and of speed control or regulation.
  • every third individual coil of the coil arrangement can be driven in the same way.
  • the individual coils that are driven in the same way form a group of individual coils.
  • the pulse-width-modulated drive alternatively or additionally preferably simulates a voltage curve lying between two potentials which is applied to an individual coil or to a group of individual coils.
  • such a sinusoidal or sinusoidal effective voltage By such a sinusoidal or sinusoidal effective voltage according to the invention a particular smoothness is achieved. According to the invention, such a sinusoidal or sinusoidal effective voltage can be adjusted as easily and with as little catch as a square wave voltage otherwise used in a simply realized control, but entails the disadvantage of disturbing noise development.
  • the frequency of the sinusoidal or sinusoidal voltage curve is further preferably chosen such that a time interval between a maximum and a minimum of the sinusoidal or sinusoidal voltage curve is equal to a duration of movement of the magnetic series by the length of a pole pitch of two adjacent individual magnets of the magnetic series having a different polarity in the direction of the coil arrangement, and a time interval between two maxima of the sinusoidal or sinusoidal voltage profile equal to a duration of the movement of the magnetic row by the length of a pole spacing of two adjacent individual magnets the row of magnets having the same polarity in the direction of the coil arrangement.
  • the distance or travel path between maximum and minimum of the sinusoidally or sinusoidally modulated voltage is equal to the distance between two adjacent magnetic poles of the permanent magnet series of the rotor and the distance or travel distance between two maxima of the sinusoidal or sinusoidally similar dulled voltage equal to the distance between two adjacent magnetic poles of the permanent magnet series of the rotor with the same designation.
  • the controller preferably controls the individual coils or groups of individual coils in a multi-phase manner, wherein a phase position between two adjacent phases is shifted corresponding to the quotient of the time interval between two maxima of one phase and the number of phases ,
  • the phase position of the sinusoidally or sinusoidally modulated voltage at the preferably at least three outputs is shifted in each case by the distance or travel path between two maxima divided by the number of outputs or electrical phases. This results in uniform phase shifts between adjacent individual coils and thus a particularly good smoothness.
  • control further alternatively or additionally preferably controls the individual coils as a function of a relative position between the individual coils and the magnet row.
  • the sliding door according to the invention has an optical or magnetic displacement sensor for detecting the relative position between the individual coils and the magnet series.
  • control further has, alternatively or additionally, preferably a number of power outputs corresponding to the number of door leaves of the sliding door.
  • a plurality of door leaves can be moved individually and independently.
  • the controller preferably synchronizes a movement of at least two mechanically independently movable door leaves of the sliding door.
  • an individual movement of a plurality of door wings is achieved in a coordinated manner.
  • a door leaf for opening the sliding door according to the invention is moved either to the right or to the left, depending on the direction from which a person or an object approaches the sliding door according to the invention.
  • two or more in a stator running door are controlled differently, for example, only one is moved to open the sliding door, while the other stops, ie the sliding door is only half open, or one is fast to its final position moved and the other is simultaneously moved slowly, for example, at half speed, to a half-open position, whereby a total of three quarters opened sliding door is achieved and creates the impression of evenly opening door leaves.
  • the individual door leaves can be moved independently of one another, resulting in more flexible possible uses for the sliding door according to the invention, the door leaves can only be opened one-sided or partially depending on the direction of the walk, and unbalanced door systems become possible.
  • the two last-named preferred embodiments of the sliding door according to the invention provide, in particular, the following possible functions which-as already mentioned above-can be realized particularly simply by the pulse-width-modulated activation of the individual coils according to the invention, with the control according to the invention also providing particularly simple switching between these (and other) features:
  • Both door leaves of a symmetrical door start their closing movement at the same time and simultaneously reach the closed position. For this purpose one of the door leaves is operated at reduced speed.
  • a door with three or more running wings in two or more raceways e.g. a telescopic sliding door.
  • Double-leaf door opens slower on one side and only on a smaller opening in the same ratio.
  • - Energy saving mode The opening width of the sliding door depends on the number and direction of the persons using the door. For example, recognizing a single person only partially opens the door and closes immediately after recognizing that person has passed through the door.
  • the sliding door according to the invention preferably further comprises for each door a connected to the Tragschiitten roller assembly which fulfills a supporting function with respect to the door leaf and ensures a certain gap-shaped distance between the magnet row and the coil cores.
  • the magnetic support and drive system of the present invention thus constructed for at least one door panel can be manufactured in series without disregarding the actual later use, without differences in the series. without an adjustment required during production to the weight to be carried later.
  • a gap-like distance in the sense of this invention is a distance between two parallel or slightly inclined surfaces.
  • the magnet row is preferably magnetized parallel to the supporting direction and transversely to the drive direction.
  • the magnet series preferably consists of one or more high-performance magnets, preferably rare-earth high-performance magnets, more preferably neodymium-iron-boron (NeFeB) or Sarnarium-Cobait (Sm 2 Co) or plastic-bonded magnet materials.
  • high-performance magnets preferably rare-earth high-performance magnets, more preferably neodymium-iron-boron (NeFeB) or Sarnarium-Cobait (Sm 2 Co) or plastic-bonded magnet materials.
  • NiFeB neodymium-iron-boron
  • Sm 2 Co Sarnarium-Cobait
  • the drive system according to the invention or combined support and drive system is used to drive at least one door leaf of a sliding door, which is preferably designed as a curved sliding door or horizontal sliding wall. In addition to this insert, it can also be used to drive gate leaves or in feed devices, handling devices or transport systems.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the invention used in principle combined support and drive system
  • 3 is a diagram for explaining a first possibility of
  • Fig. 5 is a diagram for explaining a third possibility of
  • Fig. 6 is a cross-sectional view of a sliding door according to a preferred embodiment of the invention
  • Fig. 7 is a step-shaped effective voltage generating
  • Fig. 8 is a sinusoidal effective voltage generating
  • FIG. 10 shows a three-phase system of sinusoidal effective voltage generating output signals of a control according to the invention according to a preferred embodiment of the invention together with a magnetic series of the linear drive according to the invention, and
  • Fig. 11 is a four-phase system of a sinusoidal effective
  • Fig. 1 shows a schematic diagram of two drive segments of a drive system preferably used according to the invention, here as a combined magnetic support and drive system, in a longitudinal section, in which the magnetic linear actuator used in the invention acts on the magnetic row 1, which on a support carriage 4 is fixed, which holds a door 5.
  • the magnet array 1 is attached to a support profile 6 and has in each case alternately polarized individual magnets.
  • coils 2 are arranged with a certain gap-shaped distance, that a respective coil core 3 in the supporting direction, ie z-direction extends.
  • the coil cores are in attractive force with the magnetic series 1 and thus bring a portion of a load capacity for the door 5 on.
  • stator coils 2 are arranged with their respective coil cores 3 in different relative positions to the grid of the permanent magnets.
  • each relative position must be assigned to an electrical phase of a drive system required for the linear drive, as few electrical phases as possible should be used. Because of the three-phase three-phase network available, a three-phase system, as shown by way of example in FIG. 2, is very simple to set up ,
  • FIG. 2 shows the interconnection of the coils of the two drive segments shown in FIG. 1 of the linear drive unit preferably used in accordance with the invention.
  • a first coil 2a with a first coil core 3a is connected between a first phase and a second phase of a three-phase three-phase system whose three phases are uniformly distributed, ie the second phase at 120 ° and a third phase at 240 ° lie when the first phase is at 0 °.
  • the second coil 2b with coil core 3b of a drive segment of the linear drive unit lying in the positive drive direction, ie + x direction, next to the first coil 2a with coil core 3a is connected between the second phase and the third phase and in the positive drive direction, ie + x direction next to the second coil 2b with coil core 3b lying third coil 2c with coil core 3c is connected between the third phase and the first phase.
  • a drive segment of the linear drive unit lying drive segments of the linear drive unit are connected in the same way to the three phases of the three-phase system.
  • FIG. Such a circular phase diagram with drawn coils is shown in FIG.
  • the electric potential is given in V and on the abscissa the magnetic potential.
  • a circle around the origin of this coordinate system which represents a zero potential for both the electric potential and the magnetic potential, represents the phase angles of the voltage applied to the respective coils, with an 0 ° phase position at the point of intersection of the circle with the positive ordinate and the phase clockwise to a 90 ° phase position in the intersection of the circle with the negative abscissa, which represents the magnetic potential of the south pole, a 180 ° phase position in the intersection of the circle with the negative ordinate, which represents the minimum voltage potential, a 270 ° phase at the intersection of the circle with the positive abscissa representing the magnetic potential of the north pole, up to a 360 ° phase equal to the 0 ° phase at the intersection of the circle with the positive ordinate, represents the maximum voltage potential changes.
  • the first coil 2a with coil core 3a is disposed between an 0 ° phase position and a 120 ° phase position
  • the second coil 2b with coil core 3b is disposed between a 120 ° phase position and a 240 ° phase position ° phase position
  • the third coil 2c with coil steering 3c between a 240 ° phase position and a 360 ° phase position lie.
  • the hands of these coils now rotate in a clockwise direction in accordance with the alternating frequency of the three-phase current, with one of the electrical potential difference between the ordinate projected starting and ending points of the pointer corresponding voltage applied to the coils.
  • a phase pass of 180 ° corresponds to a displacement of the rotor by the distance between the centers of two adjacent magnets, ie the magnetic grid RM-.
  • the alternating polarization of the magnet Neten in the rotor is carried out at a shift to the magnetic grid R M a pole change.
  • the rotor displacement is two R M.
  • the magnets are in the starting position relative to the grid R s of the stator coils again, comparable to a 360 ° rotation of the rotor of a two-pole DC motor.
  • the ordinate is considered, on which the applied electrical voltage potential is shown.
  • the maximum potential at 180 °, the minimum potential and at 90 ° or 270 °, an average voltage potential.
  • the coils are represented in the diagram by arrows whose start and end points represent the contacts. The respectively applied coil voltage can be read off by projection from start and end point of the arrows to the potential axis. By the direction of the arrow, the current direction and thereby the magnetization direction of the coil is set.
  • a controller with a rectangular characteristic can also be used for cost reasons.
  • the rectangular characteristic is represented by switching thresholds.
  • the phase connections can each assume the three states plus potential, minus potential and potential-free.
  • the positive potential is for example in a range between 300 ° and 60 ° and the negative potential in a range of 120 ° to 240 ° and the ranges between 60 ° and 120 ° and 240 ° and 300 ° represent the potential-free state in which the coils are not connected.
  • the more uneven thrust compared to sinusoidal control is disadvantageous.
  • FIG. 6 shows a cross-section of a carrying and driving device of a sliding door according to a preferred embodiment of the invention.
  • a basically U-shaped support profile 6 has a bottom 9 and two perpendicular thereto side portions 10, each having recesses 11, in which on the support carriage 4 mounted arrangements 7, 8 run by individual rollers, which cause a vertical guide.
  • two identical arrangements 7, 8 of individual rollers are selected, of which a left arrangement 7 in the positive transverse direction y to the left of a right arrangement 8 is located.
  • the left-hand arrangement 7 is fastened on the supporting carriage 4 in the positive transverse direction y on the left and the right-hand arrangement 8 is fastened on the supporting carriage 4 on the right in the positive transverse direction y.
  • the magnet row 1 is arranged on the bottom 13 of the support carriage 4.
  • a coil arrangement consisting of coils 2 and coil cores 3 is arranged with a gap-shaped spacing a to the magnet array 1, which is fastened to the bottom 9 of the support profile 6.
  • the support profile 6 may be made of non-magnetic material, e.g. Aluminum, is arranged between the coil assembly 2, 3 and the support section 6, a soft magnetic return rail 14 having holes through which the coil cores 3 are fixed to the bottom 9 of the support section 6.
  • the coil cores 3 and the soft magnetic return rail 18 may also be integrally formed.
  • the recesses 11 of the support profile 6 are arranged in the vertical direction next to the coils 2 and coil cores 3, which is why the support carriage 4 is designed so that not only the magnetic row 1 attached thereto is arranged within its side regions 12, but also Parts of the support profile. 6 attached coils 2 and coil cores 3. This results in a particularly flat design.
  • the recesses 11 are provided with running surfaces 15, which are designed so that a unrolling of the individual rollers of the assemblies 7, 8 of the roller assembly is quiet.
  • the treads 15 may for this purpose consist of two or more material components, e.g. of a soft cushion layer 15b provided on the support profile 6, and a hard overlay 15a on which the single rollers run.
  • a horizontal guide member (not shown) which holds the support carriage 4 in a stable position in the y-direction.
  • a scale 16 of a position measuring system is mounted, which cooperates with a measuring transducer 17 provided in the supporting profile 6 in order to determine the position of the supporting carriage 4 running in the supporting profile 6.
  • a panel 19 is provided, within which also a circuit arrangement 18 for driving the linear drive unit is received, which has a controller 21 for driving the individual coils 2 and electrically to the transducer 17 of the position measuring system, with the coils 2 of Coil arrangement, with a (not shown) power supply and with a (not shown) sensor for initiating the opening and closing of the sliding door according to the invention is connected.
  • the magnet row 1 on the housing 6 and the coil 2, coil cores 3 and possibly a weichmag- net return rail 14 existing coil unit may be attached to the support carriage 4.
  • the controller 21 may select one or more door panels 5, i. E., By selecting the controlled individual coils 2 and applying respective voltage waveforms to the individual coils 2 being driven. move each with a row of magnets 1 supporting carriage 4 move.
  • FIG. 7 shows an output signal UA, which generates a step-like effective voltage, of a controller 21 according to the invention according to a preferred embodiment of the invention.
  • has a pulse-width-modulated output signal U A with a duty cycle of 50%, ie a 50% share of the first (lower) potential U P i and a 50% share of the second (higher) potential U P2 per clock cycle, an effective voltage of 50% of the difference of the second potential and the first potential, ie Uw 0.5 * (U P2 -U P i)
  • the effective voltage Uw is obtained by integrating the pulse-width-modulated output signal UA with a time constant determined by the coil 2, resulting in a smoothed course in which no abrupt voltage changes take place.
  • FIG. 8 shows a sinusoidal effective voltage generating output signal U A of the controller 21 according to the invention according to a preferred embodiment of the invention, which is obtained by changing with each clock cycle duty cycles.
  • This output signal UA is preferred according to the invention, since in this way a particularly low-noise drive is achieved.
  • FIG. 9 shows a three-phase system of a sinusoidally effective voltage generating output signals U A i, UA2, UA3 a control according to the invention according to a preferred embodiment of the invention.
  • three output signals UAI, UA2, UA3 are generated in accordance with the output signal U A shown in FIG. 8 such that 120 ° phase shifts exist between the generated corresponding effective voltages Uwi, Uw2, Uw3, whereby effective voltages U W i, U W 2 , Uw3 according to the phase diagram shown in FIG. 3.
  • a first output signal UA-I corresponding to a first phase which is shown in the upper part of FIG. 9, corresponds to the output signal UA shown in FIG.
  • an output signal U A2 corresponding to a second phase that in the middle part 9, generates a second effective voltage Uw2 > leading the first effective voltage U W1 by 120 °
  • a third phase output signal UA 3 shown in the lower part of FIG. 9 generates a third effective voltage Uw 3 , which lags the first effective voltage Uwi by 120 °.
  • FIG. 10 shows a three-phase system of sinusoidal effective voltage-generating output signals of the control according to the invention in accordance with FIG. 9 together with a magnetic row 1 of the linear drive according to the invention.
  • the frequency of the effective voltages is chosen such that a first maximum of the first effective voltage U W1 applied to a single coil 2 corresponds to a first single magnet 1a having a first pole direction, a first minimum of the first effective voltage Uwi >
  • the voltage applied to the single coil 2 a second to the first individual magnet 1 a adjacent individual magnet 1 b corresponds to a polarity reversed to the first polarity direction, a second maximum of the first effective voltage Uwi, which abuts the individual coil 2
  • a third to the second individual magnets 1b adjacent individual magnets 1c corresponds to one of the first pole direction corresponding polarity
  • a second minimum of the first effective voltage Uwi which abuts the single coil 2
  • a fourth to the third individual magnet 1c adjacent individual magnet 1d with one of the second »Polraum corresponding polar direction corresponds.
  • FIG. 11 shows a four-phase system of a sinusoidal effective voltage Uw-i, U W 2, U W 3, U W 4 generating output signals U A i, U A2 , U A3 , U A4 of the controller 21 according to the invention according to a preferred embodiment of the invention together with a magnetic row of the linear drive according to the invention as shown in FIG. 10.
  • the phase differences are not 120 °, but 90 °.

Abstract

The invention relates to a sliding door comprising a magnetic drive system for at least one door leaf, comprising a row of magnets which are arranged in the drive direction, whereby the magnetisation thereof changes it polarity in the longitudinal direction thereof at specified intervals, and a support carriage whereon the door leaf can be secured, in addition to a winding assembly which consists of several individual windings and cores, said assembly causing an interaction with the row of magnets (1) that initiates feed forces when the individual windings are controlled in a corresponding manner, and a control element which controls the individual windings or groups of individual windings in a pulse width modulated manner.

Description

A- A-
Titel: Schiebetür mit einem magnetischen Antriebssystem und SteuerungTitle: Sliding door with a magnetic drive system and control
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Schiebetür mit einem magnetischen Antriebssystem und eine dafür vorgesehene Steuerung. Das magnetische Antriebssystem weist eine Linear-Antriebseinheit mit mindestens einer Magnetreihe auf. Der Begriff der Magnetreihe umfasst auch längliche Einzel- magneten. Die Magnetreihe kann ortsfest oder ortsveränderlich angeordnet sein. Das magnetische Antriebssystem ist vorzugsweise als magnetisches Trag- und Antriebssystem ausgestaltet.The invention relates to a sliding door with a magnetic drive system and a control provided for this purpose. The magnetic drive system has a linear drive unit with at least one magnet row. The term magnet series also includes elongated individual magnets. The magnet series can be arranged stationary or mobile. The magnetic drive system is preferably designed as a magnetic support and drive system.
Aus der DE 40 16 948 A1 ist eine Schiebetürführung bekannt, bei der mit- einander zusammenwirkende Magnete bei normaler Belastung eine berührungsfreie schwebende Führung eines in einer Schiebeführung gehaltenen Türflügels oder dergleichen bewirken, wobei neben den stationär angeordneten Magneten der Schiebeführung ein Ständer eines Linearmotors angeordnet ist, dessen Läufer an der Schiebetür angeordnet ist. Durch die gewählte V-förmige Anordnung der Permanentmagnete der offenbarten permanent erregten magnetischen Trageinrichtung kann keine seitlich stabile Führungsbahn realisiert werden, weswegen eine relativ komplizierte Anordnung und Ausgestaltung von Ständer und Läufer erforderlich ist.From DE 40 16 948 A1 a sliding door guide is known, in which mutually interacting magnets cause a contact-free floating guide held in a sliding guide door or the like under normal load, wherein in addition to the stationary magnet arranged the sliding guide a stator of a linear motor is arranged whose runner is arranged on the sliding door. The selected V-shaped arrangement of the permanent magnets of the disclosed permanently excited magnetic support means no laterally stable guideway can be realized, which is why a relatively complicated arrangement and design of the stator and rotor is required.
Aus der WO 00/50719 A1 ist ein kombiniertes Lager- und Antriebssystem für eine automatisch betriebene Tür bekannt, bei der ein permanent erregtes magnetisches Tragsystem symmetrisch aufgebaut ist und ortsfeste und ortsveränderbare Magnetreihen aufweist, die jeweils in einer Ebene angeordnet sind, wobei sich das Tragsystem in einem labilen Gleichgewicht befindet, und bei dem das Tragsystem symmetrisch angeordnete seitliche Führungselemente aufweist, die rollenförmig gelagert sein können. Aufgrund der hierdurch erreichten seitlich stabilen Führungsbahn ergibt sich eine einfache Ausgestaltung und Anordnung von Ständer und Läufer eines in einem gemeinsamen Gehäuse untergebrachten Linear- motors, nämlich die Möglichkeit, Ständer und Läufer des Linearmotors in Bezug auf das Tragsystem beliebig anordnen zu können und hinsichtlich der Formgebung von Ständer und Läufer nicht durch das Tragsystem beschränkt zu sein.From WO 00/50719 A1 a combined storage and drive system for an automatically operated door is known, in which a permanently energized magnetic support system is symmetrical and has stationary and movable magnet rows, which are each arranged in a plane, wherein the support system is in a labile equilibrium, and in which the support system is symmetrically arranged has lateral guide elements that can be stored in a roll shape. Due to the laterally stable guideway achieved in this way, a simple design and arrangement of the stator and rotor of a linear motor accommodated in a common housing results, namely the possibility of being able to arbitrarily arrange the stator and rotor of the linear motor in relation to the support system and with regard to the shaping from stand and runner not to be limited by the support system.
Diesen beiden Lagersystemen gemeinsam ist, dass sie nach dem Prinzip der abstoßenden Kraftwirkung arbeiten, welches Wirkprinzip einen stabilen Schwebezustand ohne aufwendige elektrische Regeleinrichtung ermöglicht. Nachteilig hieran ist jedoch, dass sowohl mindestens eine ortsfeste als auch mindestens eine ortsveränderbare Magnetreihe vorhanden sein müssen, d.h., über den gesamten Weg der Schiebeführung bzw. des Lagers der automatisch betriebenen Tür und an dem entlang dieser Führung beweglichen Tragschlitten für die Tür Magnete angeordnet sein müssen, wodurch sich ein solches System, das sich aufgrund des Wegfalls der mechanischen Reibung zum Tragen der Tür durch extreme Leicht- gängigkeit und geräuschlose Arbeitsweise auszeichnet und nahezu verschleiß- und wartungsfrei ist, in der Herstellung sehr teuer wird.What these two storage systems have in common is that they work according to the principle of the repulsive force effect, which principle of action enables a stable state of suspension without expensive electrical control. The disadvantage of this, however, is that both at least one stationary and at least one positionable magnet array must be present, ie, be arranged over the entire path of the sliding guide or the bearing of the automatically operated door and on the movable along this guide support carriage for the door magnets What makes such a system, which is characterized by the absence of mechanical friction to carry the door by extreme ease and noiseless operation and is almost wear and maintenance-free, is very expensive to manufacture.
Aus der DE 196 18 518 C1 ist weiter ein elektromagnetisches Antriebssystem für magnetische Schwebe- und Tragsysteme bekannt, bei dem durch eine geeignete Anordnung von Dauermagnet und ferromagneti- schem Material ein stabiler Schwebe- und Tragzustand erreicht wird. Hierzu versetzt der Dauermagnet das ferromagnetische Material in den Zustand einer magnetischen Teilsättigung. Elektromagnete sind so angeordnet, dass die Dauermagneten allein durch eine Änderung der Sättigung in der Tragschiene bewegt werden, und die Spulenkerne sind in die dauer- magnetische Teilsättigung, die zum Schwebe- und Tragezustand führt, mit einbezogen.From DE 196 18 518 C1 an electromagnetic drive system for magnetic levitation and support systems is further known, in which a stable levitation and support state is achieved by a suitable arrangement of permanent magnet and ferromagnetic material. For this purpose, the permanent magnet puts the ferromagnetic material in the state of a magnetic partial saturation. Electromagnets are arranged so that the permanent magnets are moved solely by a change in the saturation in the support rail, and the coil cores are in the permanent magnetic partial saturation, which leads to the floating and wearing state, included.
Weiter zeigt die WO 94/13055 einen Ständerantrieb für einen elektrischen Linearantrieb und eine mit einem solchen Ständer versehene Tür, die mittels Magneten im Türsturz eines Rahmens aufgehängt ist. Hierfür sind an der Türfüllung mehrere Magnete oder Magnetgruppen angeordnet, deren magnetische Feldstärke so groß ist, dass eine Anziehungskraft zu einer Führungsplatte erreicht wird, die an der Unterseite des Türsturzes an- geordnet ist, wobei die Anziehungskraft ausreicht, um das Gewicht der Tür anzuheben.Furthermore, WO 94/13055 shows a stator drive for an electric linear drive and a door provided with such a stand, which is suspended by means of magnets in the lintel of a frame. For this purpose, a plurality of magnets or magnet groups are arranged on the door panel, the magnetic field strength is so large that an attraction force is achieved to a guide plate, which is arranged on the underside of the lintel, the attraction force is sufficient to lift the weight of the door.
Den beiden in diesen Druckschriften beschriebenen Systemen ist gemeinsam, dass ein Anbacken der Magnete an dem ferromagnetischen Material mittels Rollen verhindert wird, also ein Luftspalt zwischen den Magneten und dem ferromagnetischen Material mittels Rollen eingestellt wird. Diese Rollen müssen bei den gewählten Anordnungen große Kräfte aufnehmen, da die magnetische Feldstärke nicht so gewählt werden kann, dass lediglich die jeweilige magnetisch aufgehängte Tür gehalten wird, sondern auf- grund von Sicherheitsbestimmungen eine bestimmte zusätzliche Tragkraft vorhanden sein muss, damit die Tür nicht ungewollt abfällt. Demzufolge müssen die Rollen ähnlich ausgelegt werden, wie bei rein rollengelagerten Schiebetüren, was dazu führt, dass eine mechanische Reibung zum Einstellen des Luftspalts vorhanden ist. Diese hebt die extreme Leichtgängig- keit und geräuschlose Arbeitsweise der nach dem abstoßenden Kraftprinzip arbeitenden Lagerung auf und führt zu Verschleiß und Wartung. Dazu kommt, dass die magnetische Anziehungskraft schon während der Herstellung präzise auf die jeweilige zu tragende Last eingestellt werden muss, wodurch diese Systeme für den praktischen Einsatz ungeeignet oder zu teuer sind. Weiter führen diese Druckschriften zwar die Verwendung eines mit einer magnetischen Trageinrichtung gekoppelten oder integrierten Linearantriebs auf, die Ausgestaltung eines solchen Linearantriebs oder dessen Ansteuerung sind jedoch nicht beschrieben.The two systems described in these documents have in common that a caking of the magnets is prevented on the ferromagnetic material by means of rollers, so an air gap between the magnet and the ferromagnetic material is adjusted by means of rollers. These rollers must absorb large forces in the selected arrangements, since the magnetic field strength can not be chosen so that only the respective magnetically suspended door is held, but due to safety regulations a certain additional load capacity must be present so that the door is not unintentional drops. Consequently, the roles must be interpreted in a similar way as in purely roller-mounted sliding doors, which results in a mechanical friction for adjusting the air gap is present. This eliminates the extreme smoothness and noiseless operation of the bearings operating on the repulsive force principle and leads to wear and maintenance. In addition, the magnetic attraction must be precisely adjusted to the particular load to be carried during manufacture, making these systems unsuitable for practical use or too expensive. Next, although these publications lead to the use of a coupled with a magnetic support device or integrated linear drive, the design of such a linear drive or its control are not described.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Schiebetür mit einem magnetischen Antriebssystem für mindestens einen Türflügel, das eine Linear- Antriebseinheit mit mindestens einer Magnetreihe aufweist, so weiterzu- entwickeln, dass die zuvor genannten Vorteile bei geringen Herstellungskosten bestehen bleiben und wobei eine einfache Ansteuerung ermöglicht wird.It is therefore the object of the invention to further develop a sliding door with a magnetic drive system for at least one door leaf, which has a linear drive unit with at least one magnet row, so that the advantages mentioned above remain at low production costs and a simple control is possible.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schiebetür mit den im Patentan- spruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a sliding door with the features specified in patent claim 1. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Schiebetür umfasst ein magnetisches Antriebssystem für mindestens einen Türflügel, mit einer in Antriebsrichtung ange- ordneten Magnetreihe, deren Magnetisierung in ihrer Längsrichtung in bestimmten Abständen das Vorzeichen wechselt, und einem Tragschlitten, an dem der Türflügel befestigt werden kann, sowie mit einer aus mehreren Einzelspulen und Spulenkernen bestehenden Spuienanordnung, die bei entsprechender Ansteuerung der Einzelspulen eine Wechselwirkung mit der Magnetreihe bewirkt, die Vorschubkräfte hervorruft, und einer Steuerung, die die Einzelspulen oder Gruppen von Einzelspulen pulsweitenmo- duliert ansteuert.The sliding door according to the invention comprises a magnetic drive system for at least one door leaf, with a magnet row arranged in the drive direction, the magnetization of which changes sign in its longitudinal direction at certain distances, and a support slide on which the door leaf can be fastened, and with one of several Single coils and coil cores existing coil arrangement, which causes an appropriate interaction with the magnetic series, which causes feed forces with appropriate control of the individual coils, and a controller that controls the individual coils or groups of individual coils pulse width modulated.
Durch die Erfindung wird demgemäß eine besonders einfache Ansteue- rung der als Linearantrieb ausgestalteten Antriebseinrichtung erreicht, mit der die Bewegungsrichtung und Öffnungs- bzw. Schließgeschwindigkeit des mindestens einen Türflügels der erfindungsgemäßen Schiebetür auf einfache Weise gezielt gesteuert oder geregelt werden können. Weiter ist durch die erfindungsgemäße pulsweitenmodulierte Ansteuerung auch eine besonders einfache Wahl des Verlaufs der wirksamen Spannung möglich, wodurch die Laufeigenschaften der erfindungsgemäßen Schiebetür, z.B. hinsichtlich der Laufruhe, der Laufgeschwindigkeit oder der Beschleunigung, besonders einfach optimiert werden können.Accordingly, a particularly simple actuation of the drive device configured as a linear drive is achieved by the invention the direction of movement and the opening or closing speed of the at least one door leaf of the sliding door according to the invention can be controlled or regulated in a simple manner. Furthermore, a particularly simple choice of the course of the effective voltage is possible by the pulse width modulated control according to the invention, whereby the running properties of the sliding door according to the invention, eg in terms of smoothness, running speed or acceleration, can be particularly easily optimized.
Durch die erfindungsgemäße pulsweitenmodulierte Steuerung wird weiter eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerung mit einer Steuerlogik, also eine digitale Ausgestaltung, erleichtert, da die sich zeitlich ändernden Pulsweiten direkt durch eine Steuerlogik bestimmt werden können. In diesem Fall ist weiter eine besonders einfache Ansteuerung von mehreren Türflügeln in einer Laufschiene, also mehreren Läufern auf einem Stator, möglich, da die einzelnen Türflügen (Läufer) mittels einer digitalen Steuerlogik leicht individuell angesprochen oder identifiziert und entsprechend angesteuert bzw. bewegt werden können.The pulse-width-modulated control according to the invention further facilitates an embodiment of the control according to the invention with control logic, that is to say a digital configuration, since the time-varying pulse widths can be determined directly by a control logic. In this case, a particularly simple control of multiple doors in a track, so several runners on a stator, possible because the individual door flights (runners) can be easily addressed or identified individually by means of a digital control logic and controlled accordingly or moved.
Bei der erfindungsgemäßen Schiebetür steuert die Steuerung vorzugsweise die Einzelspulen oder Gruppen von Einzelspulen mehrphasig an. Hier sind insbesondere vorzugsweise an der erfindungsgemäßen Steuerung mindestens drei elektrische Ausgänge vorhanden, bei denen die wirksame Motorspannung mittels der Methode der Pulsweitenmodulation zum Zwe- cke der Statorkommutierung und der Geschwindigkeitssteuerung bzw. - regelung zeitlich verändert wird. In dieser dreiphasigen Ausgestaltung kann z.B. jede dritte Einzelspule der Spulenanordnung gleich angesteuert werden. Die jeweils gleich angesteuerten Einzelspulen bilden eine Gruppe von Einzelspulen. Bei der erfindungsgemäßen Schiebetür bildet die pulsweitenmodulierte Ansteuerung alternativ oder zusätzlich vorzugsweise einen zwischen zwei Potentialen liegenden Spannungsverlauf nach, der an eine Einzelspule oder an eine Gruppe von Einzelspulen angelegt wird. Durch eine solche sinusförmige oder sinusähnliche wirksame Spannung wird erfindungsgemäß eine besondere Laufruhe erreicht. Erfindungsgemäß kann eine solche sinusförmige oder sinusähnliche wirksame Spannung ebenso leicht und mit ebenso wenig Auffand eingestellt werden, wie eine Rechteckspannung, die sonst bei einer einfach realisierten Steuerung eingesetzt wird, aber den Nachteil einer störenden Geräuschentwicklung mit sich bringt.In the case of the sliding door according to the invention, the controller preferably controls the individual coils or groups of individual coils in multiple phases. Here, in particular, at least three electrical outputs are preferably present on the controller according to the invention, in which the effective motor voltage is changed over time by means of the method of pulse width modulation for the purpose of stator commutation and of speed control or regulation. In this three-phase configuration, for example, every third individual coil of the coil arrangement can be driven in the same way. The individual coils that are driven in the same way form a group of individual coils. In the case of the sliding door according to the invention, the pulse-width-modulated drive alternatively or additionally preferably simulates a voltage curve lying between two potentials which is applied to an individual coil or to a group of individual coils. By such a sinusoidal or sinusoidal effective voltage according to the invention a particular smoothness is achieved. According to the invention, such a sinusoidal or sinusoidal effective voltage can be adjusted as easily and with as little catch as a square wave voltage otherwise used in a simply realized control, but entails the disadvantage of disturbing noise development.
in dieser bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schiebetür ist die Frequenz des sinusförmigen oder sinusähnlichen Spannungsver- laufs weiter vorzugsweise so gewählt, dass ein zeitlicher Abstand zwischen einem Maximum und einem Minimum des sinusförmigen oder sinusähnlichen Spannungsverlaufs gleich einer Dauer der Bewegung der Magnetreihe um die Länge eines Polabstands von zwei benachbarten Einzelmagneten der Magnetreihe ist, die in Richtung zu der Spulenanord- nung zeigend eine unterschiedliche Polung aufweisen, und dass ein zeitlicher Abstand zwischen zwei Maxima des sinusförmigen oder sinusähnlichen Spannungsverlaufs gleich einer Dauer der Bewegung der Magnetreihe um die Länge eines Polabstands von zwei benachbarten Einzelmagneten der Magnetreihe ist, die in Richtung zu der Spulenanordnung zeigend eine gleiche Polung aufweisen. In anderen Worten ist in dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Abstand bzw. Verfahrweg zwischen Maximum und Minimum der sinusförmig oder sinusähnlich modulierte Spannung gleich dem Abstand zwischen zwei benachbarten magnetischen Polen der Dauermagnetreihe des Läufers und der Abstand bzw. Verfahrweg zwischen zwei Maxima der sinusförmig oder sinusähnlich mo- dulierte Spannung gleich dem Abstand zwischen zwei benachbarten magnetischen Polen der Dauermagnetreihe des Läufers mit gleichem Vorzeichnen. Durch eine solche erfindungsgemäße Abstimmung des Verlaufs der wirksamen Spannung wird eine bevorzugte Anpassung an die Mag- netreihe der Antriebsvorrichtung der erfindungsgemäßen Schiebetür erreicht.In this preferred embodiment of the sliding door according to the invention, the frequency of the sinusoidal or sinusoidal voltage curve is further preferably chosen such that a time interval between a maximum and a minimum of the sinusoidal or sinusoidal voltage curve is equal to a duration of movement of the magnetic series by the length of a pole pitch of two adjacent individual magnets of the magnetic series having a different polarity in the direction of the coil arrangement, and a time interval between two maxima of the sinusoidal or sinusoidal voltage profile equal to a duration of the movement of the magnetic row by the length of a pole spacing of two adjacent individual magnets the row of magnets having the same polarity in the direction of the coil arrangement. In other words, in this embodiment according to the invention, the distance or travel path between maximum and minimum of the sinusoidally or sinusoidally modulated voltage is equal to the distance between two adjacent magnetic poles of the permanent magnet series of the rotor and the distance or travel distance between two maxima of the sinusoidal or sinusoidally similar dulled voltage equal to the distance between two adjacent magnetic poles of the permanent magnet series of the rotor with the same designation. Such a tuning according to the invention of the course of the effective voltage achieves a preferred adaptation to the magnetic series of the drive device of the sliding door according to the invention.
Alternativ oder zusätzlich dazu steuert die Steuerung bei dieser bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schiebetür vorzugsweise die Einzelspulen oder Gruppen von Einzelspulen mehrphasig an, wobei eine Phasenlage zwischen zwei benachbarten Phasen korrespondierend zu dem Quotienten des zeitlichem Abstands zwischen zwei Maxima einer Phase und der Anzahl der Phasen verschoben ist. in anderen Worten ist die Phasenlage der sinusförmig oder sinusähnlich modulierte Spannung an den vorzugsweise mindestens drei Ausgängen jeweils um den Abstand bzw. Verfahrweg zwischen zwei Maxima geteilt durch die Anzahl der Ausgänge bzw. elektrischen Phasen verschoben. Hierdurch ergeben sich gleichmäßige Phasenverschiebungen zwischen benachbarten Einzelspulen und dadurch eine besonders gute Laufruhe.Alternatively or additionally, in this preferred embodiment of the sliding door according to the invention, the controller preferably controls the individual coils or groups of individual coils in a multi-phase manner, wherein a phase position between two adjacent phases is shifted corresponding to the quotient of the time interval between two maxima of one phase and the number of phases , In other words, the phase position of the sinusoidally or sinusoidally modulated voltage at the preferably at least three outputs is shifted in each case by the distance or travel path between two maxima divided by the number of outputs or electrical phases. This results in uniform phase shifts between adjacent individual coils and thus a particularly good smoothness.
Bei der erfindungsgemäßen Schiebetür steuert die Steuerung weiter alternativ oder zusätzlich vorzugsweise die Einzelspulen abhängig von einer Relativposition zwischen den Einzelspulen und der Magnetreihe an. Weiter vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Schiebetür einen optischen oder magnetischen Wegsensor zur Erfassung der Relativposition zwischen den Einzelspulen und der Magnetreihe auf. Durch eine solche Ansteuerung wird erfindungsgemäß implizit eine Überwachung des Verfahrens der Türflügel der erfindungsgemäßen Schiebetür, also eine sensorlose Hindemiserkennung einer magnetisch angetrieben Schiebetür, d.h. ei- ne Hinderniserkennung ohne gesondert ausgeführte Kollisionssensoren erreicht.In the case of the sliding door according to the invention, the control further alternatively or additionally preferably controls the individual coils as a function of a relative position between the individual coils and the magnet row. Further preferably, the sliding door according to the invention has an optical or magnetic displacement sensor for detecting the relative position between the individual coils and the magnet series. Such a control implicitly implements a monitoring of the method of the door leaf of the sliding door according to the invention, that is to say a sensorless detection of hindrance of a magnetically operated sliding door, ie an ne obstacle detection achieved without separately executed collision sensors.
Bei der erfindungsgemäßen Schiebetür weist die Steuerung weiter alter- nativ oder zusätzlich vorzugsweise eine zu der Anzahl der Türflügel der Schiebetür korrespondierende Anzahl von Leistungsausgängen auf. Durch eine solche vorzugsweise Ausgestaltung können mehrere Türflügel individuell und unabhängig voneinander bewegt werden.In the case of the sliding door according to the invention, the control further has, alternatively or additionally, preferably a number of power outputs corresponding to the number of door leaves of the sliding door. By such a preferred embodiment, a plurality of door leaves can be moved individually and independently.
Bei der erfindungsgemäßen Schiebetür synchronisiert die Steuerung vorzugsweise eine Bewegung von wenigstens zwei mechanisch unabhängig fahrbaren Türflügeln der Schiebetür.In the case of the sliding door according to the invention, the controller preferably synchronizes a movement of at least two mechanically independently movable door leaves of the sliding door.
Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine individuelle Be- wegung von mehreren Türflügeln in einer aufeinander abgestimmten Weise erreicht. Insbesondere kann vorgesehen werden, dass ein Türflügel zum Öffnen der erfindungsgemäßen Schiebetür entweder nach rechts o- der nach links verfahren wird, je nachdem, aus welcher Richtung sich eine Person oder ein Gegenstand an die erfindungsgemäße Schiebetür annä- hert. Weiter ist es möglich, dass zwei oder mehr in einem Stator laufende Türflügel unterschiedlich angesteuert werden, z.B. wird lediglich einer zum Öffnen der Schiebetür bewegt, während der andere stehen bleibt, d.h. die Schiebetür wird lediglich halb geöffnet, oder einer wird schnell bis in seine Endposition bewegt und der andere wird gleichzeitig langsam, z.B. mit der halben Geschwindigkeit, bis in eine halb geöffnete Position bewegt, wodurch insgesamt eine dreiviertel geöffnete Schiebetür erreicht wird und der Eindruck von sich gleichmäßig öffnenden Türflügeln entsteht. Auch kann es bei einer Ausgestaltung mit zwei Türflügeln möglich sein, den Stator so anzusteuern, dass beide Türflügel nebeneinander verfahren werden und so der Eindruck eines Türflügels entsteht, wobei die Schiebetür ganz oder lediglich halb geöffnet wird.By means of this embodiment according to the invention, an individual movement of a plurality of door wings is achieved in a coordinated manner. In particular, it can be provided that a door leaf for opening the sliding door according to the invention is moved either to the right or to the left, depending on the direction from which a person or an object approaches the sliding door according to the invention. Further, it is possible that two or more in a stator running door are controlled differently, for example, only one is moved to open the sliding door, while the other stops, ie the sliding door is only half open, or one is fast to its final position moved and the other is simultaneously moved slowly, for example, at half speed, to a half-open position, whereby a total of three quarters opened sliding door is achieved and creates the impression of evenly opening door leaves. Also, it may be possible in an embodiment with two door leaves, to control the stator so that both leaves are moved side by side and so the impression of a door leaf is created, the sliding door is opened completely or only half.
Es bestehen in dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung insbesondere die Vorteile, dass sich die einzelnen Türflügel unabhängig voneinander bewegen lassen, wodurch sich flexiblere Einsatzmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Schiebetür ergeben, die Türflügel abhängig von der Begehungsrichtung nur einseitig oder teilweise geöffnet werden können und unsymmetrische Türanlagen möglich werden.In this embodiment according to the invention, there are in particular the advantages that the individual door leaves can be moved independently of one another, resulting in more flexible possible uses for the sliding door according to the invention, the door leaves can only be opened one-sided or partially depending on the direction of the walk, and unbalanced door systems become possible.
Zusammengefasst ergeben sich durch die beiden letztgenannten vorzugsweisen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schiebetür insbesondere die folgenden möglichen Funktionen, die - wie zuvor schon angesprochen - durch die erfindungsgemäße pulsweitenmodulierte Ansteue- rung der Einzelspulen besonders einfach realisiert werden können, wobei durch die erfindungsgemäße Steuerung auch ein besonders einfaches Umschalten zwischen diesen (und anderen) Funktionen ermöglicht wird:In summary, the two last-named preferred embodiments of the sliding door according to the invention provide, in particular, the following possible functions which-as already mentioned above-can be realized particularly simply by the pulse-width-modulated activation of the individual coils according to the invention, with the control according to the invention also providing particularly simple switching between these (and other) features:
- Symmetrisches Öffnen und Schließen der Schiebetür. - Synchrones Öffnen und Schließen einer unsymmetrischen Tür.- Symmetrical opening and closing of the sliding door. - Synchronous opening and closing of a single-ended door.
- Beide Türflügel einer unsymmetrischen Tür öffnen zum gleichen Zeitpunkt und erreichen gleichzeitig ihre Offenposition. Hierzu wird einer der Türflügel mit reduzierter Geschwindigkeit betrieben.- Both doors of a single-ended door open at the same time and simultaneously reach their open position. For this purpose one of the door leaves is operated at reduced speed.
- Beide Türflügel einer symmetrischen Tür beginnen zum gleichen Zeitpunkt Ihre Schließfahrt und erreichen gleichzeitig die Geschlos- sen-Position. Hierzu wird einer der Türflügel mit reduzierter Geschwindigkeit betrieben.- Both door leaves of a symmetrical door start their closing movement at the same time and simultaneously reach the closed position. For this purpose one of the door leaves is operated at reduced speed.
- Einseitiges Öffnen einer doppelflügligen Tür. - Betreiben einer Tür mit drei oder mehr Fahrflügeln in einer Laufbahn.- One-sided opening of a double-winged door. - Operating a door with three or more wings in a raceway.
- Betreiben einer Tür mit drei oder mehr Fahrflügeln in zwei oder mehr Laufbahnen, z.B. einer Teleskopschiebetür. - Doppelflügelige Tür öffnet auf einer Seite langsamer und auch nur auf eine im gleichen Verhältnis geringere Öffnungsweite.Operating a door with three or more running wings in two or more raceways, e.g. a telescopic sliding door. - Double-leaf door opens slower on one side and only on a smaller opening in the same ratio.
- Öffnen des Türspalts in Richtung einer von der Seite, schräg zur Tür eintretenden Person bei geringerem benötigten Öffnungsspalt, wodurch ein geringerer Luftaustausch verursacht wird. - Energiesparmodus: Die Öffnungsweite der Schiebetür richtetet sich nach der Anzahl und Richtung der die Tür benutzenden Personen. Z.B. bei erkennen einer einzelnen Person öffnet die Tür nur teilweise und schließt unmittelbar nachdem erkannt wurde, dass diese Person durch die Tür hindurch getreten ist.- Opening the door gap in the direction of a side, obliquely to the door entering person with a smaller required opening gap, causing less air exchange is caused. - Energy saving mode: The opening width of the sliding door depends on the number and direction of the persons using the door. For example, recognizing a single person only partially opens the door and closes immediately after recognizing that person has passed through the door.
Die erfindungsgemäße Schiebetür weist vorzugsweise weiter für jeden Türflügel eine mit dem Tragschiitten verbundene Rollenanordnung auf, die bezüglich des Türflügels eine Tragfunktion erfüllt und einen bestimmten spaltförmigen Abstand zwischen der Magnetreihe und den Spulenkernen gewährleistet.The sliding door according to the invention preferably further comprises for each door a connected to the Tragschiitten roller assembly which fulfills a supporting function with respect to the door leaf and ensures a certain gap-shaped distance between the magnet row and the coil cores.
Durch eine solche Auslegung des magnetischen Antriebssystems als magnetisches Trag- und Antriebssystem, bei dem die erforderliche Tragkraft teilweise von dem magnetischen Trag- und Antriebssystem und teil- weise von der Rollenanordnung aufgenommen wird, wird gegenüber dem Stand der Technik der Vorteil erzielt, dass die Rollenanordnung weder die gesamte Last des Türflügels tragen muss, noch eine aufgrund von Sicherheitsbestimmungen erforderliche große Tragkraft bei rein mittels Magneten aufgehängten Türflügeln aufnehmen muss. Hierdurch werden gegen- über einer reinen Rollenlagerung bzw. einer durch Rollen abgestützten Magnetaufhängung die folgenden Vorteile erreicht:By such a design of the magnetic drive system as a magnetic support and drive system, in which the required load capacity is partially absorbed by the magnetic support and drive system and partially by the roller assembly, the advantage over the prior art that the roller assembly neither has to carry the entire load of the door leaf, nor must take a due to safety regulations high load capacity in purely by means of magnet-hung door leaves. This will above a pure roller bearing or a magnetic suspension supported by rollers achieves the following advantages:
- größere Lebensdauer der Rollen, - Reduzierung der Rollengröße und damit eine Bauraumreduktion bezüg lieh der Rollenlagerung.- Larger life of the rollers, - Reduction of the roller size and thus a reduction in space bezüg lent the roller bearing.
- eine Reduzierung der Rollengeräusche,a reduction in roll noise,
- Reduzierung des Rollwiderstandes bzw. der Rollreibung.- Reduction of rolling resistance or rolling friction.
Weiter ergeben sich bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schiebetür gegenüber einer mit einem rein magnetischen Trag- und Führungssystem die Vorteile, dass die Tragkraftkennlinien-Steifigkeit bei der Auslegung des Systems nicht berücksichtigt werden braucht, beim Beschleunigen und Abbremsen keine Wankbewegungen der getragenen Last, z.B. des Türflügels, entstehen, und dass unterschiedlichen Auslenkungen bei unterschiedlichen Türflügelgewichten nicht zwingend berücksichtigt bzw. kompensiert werden müssen. Weiter kann das so ausgestaltete erfindungsgemäße magnetische Trag- und Antriebssystem für mindestens einen Türflügel ohne Berücksichtigung der tatsächlichen späteren Verwendung ohne Unterschiede in Serie gefertigt werden, d.h. ohne einen bei der Fertigung erforderlichen Abgleich an das später zu tragende Gewicht.Furthermore, in this embodiment of the sliding door according to the invention compared with a purely magnetic support and guide system, the advantages that the load-bearing capacity stiffness in the design of the system need not be taken into account, during acceleration and deceleration no rolling movements of the carried load, e.g. of the door, arise, and that different deflections at different door weights do not necessarily have to be considered or compensated. Further, the magnetic support and drive system of the present invention thus constructed for at least one door panel can be manufactured in series without disregarding the actual later use, without differences in the series. without an adjustment required during production to the weight to be carried later.
Aus diesen Gründen ist erfindungsgemäß bei einer solchen nach dem an- ziehenden Kraftprinzip arbeitenden Lagerung eine sehr gute Leichtgän- gigkeit und geräuschlose Arbeitsweise gegeben, wobei aufgrund der eingesetzten Rollenanordnung, welche den bestimmten spaltförmigen Abstand zwischen der Magnetreihe und der Spulenanordnung gewährleistet, trotz Ausnutzung eines instabilen Gleichgewichtszustandes keine elektri- sehe oder elektronische Regeleinrichtung vorgesehen zu werden braucht. Ein spaltförmiger Abstand im Sinne dieser Erfindung ist ein Abstand zwischen zwei parallelen oder wenig gegeneinander geneigten Flächen. Hier insbesondere zwischen einer Polfläche einer der (mindestens einen) Magnetreihe und einer dieser gegenüberliegend im Wesentlichen parallel dazu angeordneten Fläche der Spulenkerne der Spulenanordnung.For these reasons, according to the invention, in such a bearing operating according to the attracting force principle, there is a very good ease of operation and noiseless operation, despite the use of an unstable due to the roller arrangement used, which ensures the particular gap-like distance between the magnet array and the coil arrangement Equilibrium state no electrical see or electronic control device needs to be provided. A gap-like distance in the sense of this invention is a distance between two parallel or slightly inclined surfaces. Here, in particular, between a pole face of one of the (at least one) magnet row and one of these face of the coil cores of the coil arrangement arranged opposite to it, essentially parallel thereto.
Bei der erfindungsgemäßen Trageinrichtung ist die Magnetreihe vorzugsweise parallel zur Tragrichtung und quer zur Antriebsrichtung magnetisiert.In the carrying device according to the invention, the magnet row is preferably magnetized parallel to the supporting direction and transversely to the drive direction.
Nach der Erfindung besteht die Magnetreihe vorzugsweise aus einem o- der mehreren Hochleistungsmagneten, vorzugsweise Seltenenerden- Hochleistungsmagneten, weiter vorzugsweise aus Neodym-Eisen-Bor (NeFeB) bzw. Sarnarium-Cobait (Sm2Co) oder kunststoffgebundenen Magnetwerkstoffen. Durch die Verwendung von solchen Hochleistungs- magneten lassen sich wegen der höheren Remanenzinduktion wesentlich höhere Kraftdichten erzeugen als mit Ferrit-Magneten. Demzufolge lässt sich das Magnetsystem bei gegebener Tragkraft mit Hochleistungsmagneten geometrisch klein und damit platzsparend aufbauen. Die gegenüber Ferrit-Magneten höheren Materialkosten der Hochleistungsmagnete wer- den durch das vergleichsweise geringe Magnetvolumen zumindest kompensiert.According to the invention, the magnet series preferably consists of one or more high-performance magnets, preferably rare-earth high-performance magnets, more preferably neodymium-iron-boron (NeFeB) or Sarnarium-Cobait (Sm 2 Co) or plastic-bonded magnet materials. The use of high-performance magnets of this kind allows much higher power densities to be generated than with ferrite magnets because of the higher remanence induction. Consequently, the magnet system can be constructed geometrically small and thus save space for a given load capacity with high-performance magnets. The higher material costs of the high-performance magnets compared to ferrite magnets are at least compensated by the comparatively small magnet volume.
Das erfindungsgemäße Antriebssystem oder kombinierte Trag- und Antriebssystem wird zum Antrieb mindestens eines Türflügels einer Schie- betür eingesetzt, die vorzugsweise als Bogenschiebetür oder Horizontal- Schiebewand ausgebildet ist. Es kann neben diesem Einsatz auch zum Antrieb von Torflügeln oder in Zuführeinrichtungen, Handlingseinrichtungen oder Transportsystemen eingesetzt werden. Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen:The drive system according to the invention or combined support and drive system is used to drive at least one door leaf of a sliding door, which is preferably designed as a curved sliding door or horizontal sliding wall. In addition to this insert, it can also be used to drive gate leaves or in feed devices, handling devices or transport systems. The invention will now be described in more detail by means of exemplary embodiments. Showing:
Fig. 1 eine Längsschnittdarsteilung des erfindungsgemäß prinzipiell verwendeten kombinierten Trag- und Antriebssystems,1 is a longitudinal sectional view of the invention used in principle combined support and drive system,
Fig. 2 eine elektrische Verschaltung der Spulen der Linear-2 shows an electrical connection of the coils of the linear
Antriebseinheit des in Fig. 1 gezeigten kombinierten Trag- und Antriebssystems,Drive unit of the combined support and drive system shown in Fig. 1,
Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung einer ersten Möglichkeit des3 is a diagram for explaining a first possibility of
Spannungsverlaufs an den wie in Fig. 2 gezeigt verschalteten Spulen des erfindungsgemäß verwendeten Antriebssystems,Voltage profile at the as shown in Figure 2 connected coils of the drive system according to the invention,
Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung einer zweiten Möglichkeit des4 is a diagram for explaining a second possibility of
Spannungsverlaufs an den wie in Fig. 2 gezeigt verschalteten Spulen des erfindungsgemäß verwendeten Antriebssystems,Voltage profile at the as shown in Figure 2 connected coils of the drive system according to the invention,
Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung einer dritten Möglichkeit desFig. 5 is a diagram for explaining a third possibility of
Spannungsverlaufs an den wie in Fig. 2 gezeigt verschalteten Spulen des erfindungsgemäß verwendeten Antriebssystems,Voltage profile at the as shown in Figure 2 connected coils of the drive system according to the invention,
Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung einer Schiebetür nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, Fig. 7 ein eine stufenförmige wirksame Spannung erzeugendes6 is a cross-sectional view of a sliding door according to a preferred embodiment of the invention, Fig. 7 is a step-shaped effective voltage generating
Ausgangssignal einer erfindungsgemäßen Steuerung nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,Output signal of a control according to the invention according to a preferred embodiment of the invention,
Fig. 8 ein eine sinusförmige wirksame Spannung erzeugendesFig. 8 is a sinusoidal effective voltage generating
Ausgangssignal einer erfindungsgemäßen Steuerung nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,Output signal of a control according to the invention according to a preferred embodiment of the invention,
Fig. 9 ein dreiphasiges System von eine sinusförmige wirksame Spannung erzeugenden Ausgangssignalen einer erfindungsgemäßen Steuerung nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,9 shows a three-phase system of sinusoidal effective voltage generating output signals of a control according to the invention according to a preferred embodiment of the invention,
Fig. 10 ein dreiphasiges System von eine sinusförmige wirksame Spannung erzeugenden Ausgangssignalen einer erfindungsgemäßen Steuerung nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung zusammen mit einer Magnetreihe des erfindungsgemäßen Linearantriebs, und10 shows a three-phase system of sinusoidal effective voltage generating output signals of a control according to the invention according to a preferred embodiment of the invention together with a magnetic series of the linear drive according to the invention, and
Fig. 11 ein vierphasiges System von eine sinusförmige wirksameFig. 11 is a four-phase system of a sinusoidal effective
Spannung erzeugenden Ausgangssignalen einer erfindungsgemäßen Steuerung nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung zusammen mit einer Magnetreihe des erfindungsgemäßen Linearantriebs.Voltage generating output signals of a controller according to the invention according to a preferred embodiment of the invention together with a magnetic series of the linear drive according to the invention.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Prinzipdarstellung von zwei Antriebssegmenten eines erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten Antriebssystems, hier als kombiniertes magnetisches Trag- und Antriebssystem, in einem Längsschnitt, bei der der erfindungsgemäß verwendete magneti- sehe Linearantrieb auf die Magnetreihe 1 wirkt, die an einem Tragschlitten 4 befestigt ist, welcher einen Türflügel 5 hält. Die Magnetreihe 1 ist an einem Tragprofil 6 befestigt und weist jeweils abwechselnd polarisierte Einzelmagnete auf. In Tragrichtung oberhalb der Magnetreihe 1 sind mit einem bestimmten spaltförmigen Abstand Spulen 2 so angeordnet, dass sich ein jeweiliger Spulenkern 3 in Tragrichtung, d.h. z-Richtung, erstreckt. Die Spulenkerne stehen in Anziehender Kraftwirkung mit der Magnetreihe 1 und bringen somit einen Teil einer Tragkraft für den Türflügel 5 auf.Fig. 1 shows a schematic diagram of two drive segments of a drive system preferably used according to the invention, here as a combined magnetic support and drive system, in a longitudinal section, in which the magnetic linear actuator used in the invention acts on the magnetic row 1, which on a support carriage 4 is fixed, which holds a door 5. The magnet array 1 is attached to a support profile 6 and has in each case alternately polarized individual magnets. In the supporting direction above the magnetic row 1 coils 2 are arranged with a certain gap-shaped distance, that a respective coil core 3 in the supporting direction, ie z-direction extends. The coil cores are in attractive force with the magnetic series 1 and thus bring a portion of a load capacity for the door 5 on.
Um einen kontinuierlichen Vorschub der Magnetreihe 1 zu gewährleisten, sind die Stator-Spulen 2 mit ihren jeweiligen Spulenkernen 3 in unterschiedlichen relativen Positionen zum Raster der Dauermagnete angeordnet. Je mehr unterschiedliche Relativpositionen ausgebildet werden, umso gleichmäßiger lässt sich die Schubkraft über den Verfahrweg realisieren. Da andererseits jede Relativposition einer elektrischen Phase eines für den Linearantrieb benötigten Ansteuersystems zuzuordnen ist, sollten möglichst wenig elektrische Phasen zum Einsatz kommen, Aufgrund des zur Verfügung stehenden dreiphasigen Drehstromnetzes ist ein dreiphasiges System, wie es beispielhaft in Fig. 2 gezeigt ist, sehr einfach aufzubauen.In order to ensure a continuous feed of the magnetic row 1, the stator coils 2 are arranged with their respective coil cores 3 in different relative positions to the grid of the permanent magnets. The more different relative positions are formed, the more uniform the thrust force can be realized over the travel. Since, on the other hand, each relative position must be assigned to an electrical phase of a drive system required for the linear drive, as few electrical phases as possible should be used. Because of the three-phase three-phase network available, a three-phase system, as shown by way of example in FIG. 2, is very simple to set up ,
Hierbei besteht ein jeweiliges Antriebssegment und somit ein Spulenmodul der Linear-Antriebseinheit aus drei Spulen, die eine Ausdehnung von drei Längeneinheiten in Antriebsrichtung, d.h. x-Richtung, aufweisen, wobei also zwischen den Mittelpunkten benachbarter Spulenkerne 3 ein Raster Rs = 1 Längeneinheit liegt. Die Länge eines Magneten der Magnetreihe 1 in Antriebsrichtung und die Länge der zwischen den Einzelmagneten der Magnetreihe 1 liegenden Lücke ist hier so gewählt, dass Länge eines Magneten LMagnet + Länge einer Lücke LLücke = Magnetraster RM = 3/4 Längeneinheit (= 3/4 Rs). Fig. 2 zeigt die Verschaltung der Spulen der in Fig. 1 gezeigten beiden Antriebssegmente der erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten Linear- Antriebseinheit. Hier ist eine erste Spule 2a mit einem ersten Spulenkern 3a zwischen eine erste Phase und eine zweite Phase eines aus drei Pha- sen bestehenden Drehstromsystems angeschlossen, dessen drei Phasen gleichmäßig verteilt sind, also die zweite Phase bei 120° und eine dritte Phase bei 240° liegen, wenn die erste Phase bei 0° liegt. Die in positiver Antriebsrichtung, d.h. +x-Richtung, neben der ersten Spule 2a mit Spulenkern 3a liegende zweite Spule 2b mit Spulenkern 3b eines Antriebsseg- ments der Linear-Antriebseinheit ist zwischen die zweite Phase und die dritte Phase geschaltet und die in positiver Antriebsrichtung, d.h. +x- Richtung neben der zweiten Spule 2b mit Spulenkern 3b liegende dritte Spule 2c mit Spulenkern 3c ist zwischen die dritte Phase und die erste Phase geschaltet. Neben einem solchen Antriebssegment der Linear- Antriebseinheit liegende Antriebssegmente der Linear-Antriebseinheit sind in gleicher Weise an die drei Phasen des Drehstromsystems angeschlossen.In this case, a respective drive segment and thus a coil module of the linear drive unit consists of three coils which have an extension of three length units in the drive direction, ie x-direction, ie between the centers of adjacent coil cores 3 is a grid Rs = 1 unit length. The length of a magnet of the magnetic number 1 in the driving direction and the length of the lying between the individual magnets of the magnet row 1 gap is so selected here that length Agne a magnet L M t + length of a gap L L uecke = magnetic raster R M = 3/4 unit length (= 3/4 Rs). FIG. 2 shows the interconnection of the coils of the two drive segments shown in FIG. 1 of the linear drive unit preferably used in accordance with the invention. Here, a first coil 2a with a first coil core 3a is connected between a first phase and a second phase of a three-phase three-phase system whose three phases are uniformly distributed, ie the second phase at 120 ° and a third phase at 240 ° lie when the first phase is at 0 °. The second coil 2b with coil core 3b of a drive segment of the linear drive unit lying in the positive drive direction, ie + x direction, next to the first coil 2a with coil core 3a is connected between the second phase and the third phase and in the positive drive direction, ie + x direction next to the second coil 2b with coil core 3b lying third coil 2c with coil core 3c is connected between the third phase and the first phase. In addition to such a drive segment of the linear drive unit lying drive segments of the linear drive unit are connected in the same way to the three phases of the three-phase system.
Ordnet man dem durch die Dauermagnete gebildeten Polraster, analog zur Anordnung in einem zweipoligen Gleichstrommotor, Phasenwinkel zu, so lassen sich die linearen Spulenanordnungen in einem kreisförmigen Phasendiagramm abbilden. Da sich dieses sowohl magnetisch als Antriebswirkung auf die Dauermagnete als auch elektrisch als Ansteuerung der Spulen interpretieren lässt, kann durch dieses Diagramm der Zusam- menhang zwischen Schaltzuständen und Antriebswirkung einheitlich beschrieben werden.If one assigns the angle formed by the permanent magnets Polraster, analogous to the arrangement in a two-pole DC motor, phase angle, so the linear coil arrangements can be mapped in a circular phase diagram. Since this can be interpreted both magnetically as a drive effect on the permanent magnets and electrically as a control of the coils, this diagram can uniformly describe the relationship between switching states and drive effect.
Ein solches kreisförmiges Phasendiagramm mit eingezeichneten Spulen ist in Fig. 3 gezeigt. Hier ist auf der Ordinate das elektrische Potential in V und auf der Abszisse das magnetische Potential angegeben. Ein Kreis um den Ursprung dieses Koordinatensystems, der ein Nullpotential sowohl für das elektrische Potential als auch das magnetische Potential darstellt, repräsentiert die Phasenlagen der an den jeweiligen Spulen anliegenden Spannung, wobei eine O°-Phasenlage bei dem Schnittpunkt des Kreises mit der positiven Ordinate gegeben ist und sich die Phase im Uhrzeigersinn zu einer 90°-Phasenlage in dem Schnittpunkt des Kreises mit der negativen Abszisse, der das magnetische Potential des Südpols darstellt, eine 180°-Phasenlage in dem Schnittpunkt des Kreises mit der negativen Ordinate, der das minimale Spannungspotential darstellt, einer 270°- Phasenlage in dem Schnittpunkt des Kreises mit der positiven Abszisse, der das magnetische Potential des Nordpols darstellt, bis zu einer 360°- Phasenlage, die gleich der 0°-Phasenlage ist, in dem Schnittpunkt des Kreises mit der positiven Ordinate, der das maximale Spannungspotential darstellt, ändert.Such a circular phase diagram with drawn coils is shown in FIG. Here, on the ordinate, the electric potential is given in V and on the abscissa the magnetic potential. A circle around the origin of this coordinate system, which represents a zero potential for both the electric potential and the magnetic potential, represents the phase angles of the voltage applied to the respective coils, with an 0 ° phase position at the point of intersection of the circle with the positive ordinate and the phase clockwise to a 90 ° phase position in the intersection of the circle with the negative abscissa, which represents the magnetic potential of the south pole, a 180 ° phase position in the intersection of the circle with the negative ordinate, which represents the minimum voltage potential, a 270 ° phase at the intersection of the circle with the positive abscissa representing the magnetic potential of the north pole, up to a 360 ° phase equal to the 0 ° phase at the intersection of the circle with the positive ordinate, represents the maximum voltage potential changes.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine Beziehung gegeben, bei der die erste Spule 2a mit Spulenkern 3a zwischen einer O°-Phasenlage und einer 120°- Phasenlage, die zweite Spule 2b mit Spulenkern 3b zwischen einer 120°- Phasenlage und einer 240°-Phasenlage und die dritte Spule 2c mit Spu- lenkem 3c zwischen einer 240°-Phasenlage und einer 360°-Phasenlage liegen. Bei Drehstrombetrieb drehen sich nun die Zeiger dieser Spulen entsprechend der Wechselfrequenz des Drehstroms im Uhrzeigersinn, wobei jeweils eine der elektrischen Potentialdifferenz zwischen den auf die Ordinate projizierten Anfangs- und Endpunkten des Zeigers entsprechen- de Spannung an den Spulen anliegt.As shown in FIG. 2, there is a relationship in which the first coil 2a with coil core 3a is disposed between an 0 ° phase position and a 120 ° phase position, the second coil 2b with coil core 3b is disposed between a 120 ° phase position and a 240 ° phase position ° phase position and the third coil 2c with coil steering 3c between a 240 ° phase position and a 360 ° phase position lie. In three-phase operation, the hands of these coils now rotate in a clockwise direction in accordance with the alternating frequency of the three-phase current, with one of the electrical potential difference between the ordinate projected starting and ending points of the pointer corresponding voltage applied to the coils.
Bei der magnetischen Interpretation des Phasendiagramms entspricht ein Phasendurchlauf von 180° einer Verschiebung des Läufers um den Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Magnete, also dem Magnetraster RM- Durch die abwechselnde Polarisierung der Mag- nete im Läufer wird bei einer Verschiebung um das Magnetraster RM ein Polwechsel ausgeführt. Nach einem 360°-Phasendurchlauf beträgt die Läuferverschiebung zwei RM. Hierbei befinden sich die Magnete relativ zum Raster Rs der Statorspulen wieder in Ausgangsposition, vergleichbar mit einer 360°-Umdrehung des Rotors eines zweipoligen Gleichstrommotors.In the magnetic interpretation of the phase diagram, a phase pass of 180 ° corresponds to a displacement of the rotor by the distance between the centers of two adjacent magnets, ie the magnetic grid RM-. By the alternating polarization of the magnet Neten in the rotor is carried out at a shift to the magnetic grid R M a pole change. After a 360 ° phase pass, the rotor displacement is two R M. In this case, the magnets are in the starting position relative to the grid R s of the stator coils again, comparable to a 360 ° rotation of the rotor of a two-pole DC motor.
Für die elektrische Interpretation des Phasendiagramms wird die Ordinate betrachtet, auf der das anliegende elektrische Spannungspotential darge- stellt ist. Bei 0° liegt das maximale Potential, bei 180°, das minimale Potential und bei 90° bzw. 270° ein mittleres Spannungspotential an. Wie zuvor erwähnt, werden die Spulen im Diagramm durch Pfeile dargestellt, deren Anfangs- und Endpunkte die Kontaktierungen darstellen. Die jeweils anliegende Spulenspannung kann durch Projektion von Start- und End- punkt der Pfeile auf die Potentialachse abgelesen werden. Durch die Pfeilrichtung wird die Stromrichtung und hierdurch die Magnetisierungsrichtung der Spule festgelegt.For the electrical interpretation of the phase diagram, the ordinate is considered, on which the applied electrical voltage potential is shown. At 0 °, the maximum potential, at 180 °, the minimum potential and at 90 ° or 270 °, an average voltage potential. As mentioned above, the coils are represented in the diagram by arrows whose start and end points represent the contacts. The respectively applied coil voltage can be read off by projection from start and end point of the arrows to the potential axis. By the direction of the arrow, the current direction and thereby the magnetization direction of the coil is set.
Anstelle einer kontinuierlichen sinusförmigen Spannungsquelle, die ein Phasendiagramm gemäß Fig. 3 aufweist, kann aus Kostengründen auch eine Steuerung mit Rechteck-Charakteristik eingesetzt werden. In einem entsprechenden Phasendiagramm, das in Fig. 4 gezeigt ist, ist die Rechteck-Charakteristik durch Schaltschwellen dargestellt. Hierbei können die Phasenanschlüsse jeweils die drei Zustände Pluspotential, Minuspotential und potentialfrei einnehmen. Dabei liegen das Pluspotential z.B. in einem Bereich zwischen 300° und 60° und das Minuspotential in einem Bereich von 120° bis 240° an und die Bereiche zwischen 60° und 120° sowie 240° und 300° stellen den potentialfreien Zustand dar, in dem die Spulen nicht angeschlossen sind. Bei der Rechteckspannung-Ansteuerung ist der im Vergleich zur Sinus-Steuerung ungleichmäßigere Schub nachteilig. Es lässt sich natürlich noch eine große Zahl weiterer Spulenkonfigurationen und Potentialverteilungen aufbauen, z.B. die in Fig. 5 gezeigte Potentialverteilung, bei der ein minimales Potential von 0 V in einem Bereich zwischen 105° und 255°, ein maximales Potential von 24 V in einem Bereich von 285° bis 75° und potentialfreie Bereiche von 75° bis 105° und von 255° bis 285° vorliegen. Auch hier ist der im Vergleich zur Sinus- Steuerung ungleichmäßigere Schub nachteilig. Aus diesem Grund erfolgt erfindungsgemäß eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung der Spulen, wobei vorzugsweise eine sinusförmige oder sinusähnliche wirksame Spannung erzeugt wird, wie es nachfolgend in Bezug auf die Figuren 7 bis 11 beschrieben wird.Instead of a continuous sinusoidal voltage source, which has a phase diagram according to FIG. 3, a controller with a rectangular characteristic can also be used for cost reasons. In a corresponding phase diagram, which is shown in Fig. 4, the rectangular characteristic is represented by switching thresholds. In this case, the phase connections can each assume the three states plus potential, minus potential and potential-free. The positive potential is for example in a range between 300 ° and 60 ° and the negative potential in a range of 120 ° to 240 ° and the ranges between 60 ° and 120 ° and 240 ° and 300 ° represent the potential-free state in which the coils are not connected. In rectangular voltage control, the more uneven thrust compared to sinusoidal control is disadvantageous. Of course, a large number of further coil configurations and potential distributions can be constructed, for example the potential distribution shown in FIG. 5, in which a minimum potential of 0 V in a range between 105 ° and 255 °, a maximum potential of 24 V in a range from 285 ° to 75 ° and potential-free ranges of 75 ° to 105 ° and from 255 ° to 285 °. Again, the more uneven thrust compared to sinus control is disadvantageous. For this reason, according to the invention, a pulse-width-modulated control of the coils takes place, wherein preferably a sinusoidal or sinusoidal effective voltage is generated, as will be described below with reference to FIGS. 7 to 11.
Durch geeignete Ansteuerungen gemäß den oben dargelegten Prinzipien können verschiedene Verfahrgeschwindigkeiten und Verfahrwege erreicht werden. Hierzu können Positionssensoren für die einzelnen Türflügel vorgesehen werden oder es können auch Steuerungen aufgebaut werden, die ohne Positionssensoren auskommen, wobei die Position der Türflügel geschätzt wird.By suitable controls according to the principles set out above, different traversing speeds and travel paths can be achieved. For this purpose, position sensors for each door can be provided or it can also be built controls that do without position sensors, the position of the door is estimated.
Die Figur 6 zeigt einen Querschnitt einer Trag- und Antriebseinrichtung einer Schiebetür nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.FIG. 6 shows a cross-section of a carrying and driving device of a sliding door according to a preferred embodiment of the invention.
Ein prinzipiell U-förmiges Tragprofil 6 weist einen Boden 9 und zwei senkrecht auf diesem stehende Seitenbereiche 10 auf, die jeweils Aussparungen 11 aufweisen, in denen an dem Tragschlitten 4 befestigte Anordnungen 7, 8 von Einzelrollen laufen, die eine vertikale Führung bewirken. Hier sind zwei identische Anordnungen 7, 8 von Einzelrollen gewählt, von de- nen eine linke Anordnung 7 in positiver Querrichtung y links von einer rechten Anordnung 8 liegt. Die linke Anordnung 7 ist in positiver Querrichtung y links an dem Tragschlitten 4 befestigt und die rechte Anordnung 8 ist in positiver Querrichtung y rechts an dem Tragschlitten 4 befestigt.A basically U-shaped support profile 6 has a bottom 9 and two perpendicular thereto side portions 10, each having recesses 11, in which on the support carriage 4 mounted arrangements 7, 8 run by individual rollers, which cause a vertical guide. Here, two identical arrangements 7, 8 of individual rollers are selected, of which a left arrangement 7 in the positive transverse direction y to the left of a right arrangement 8 is located. The left-hand arrangement 7 is fastened on the supporting carriage 4 in the positive transverse direction y on the left and the right-hand arrangement 8 is fastened on the supporting carriage 4 on the right in the positive transverse direction y.
Innerhalb des hier prinzipiell u-förmigen Tragschlittens 4, an dessen Seitenbereichen 12 die Anordnungen 7, 8 von Einzelrollen befestigt sind, ist an dem Boden 13 des Tragschlittens 4 die Magnetreihe 1 angeordnet. Zwischen den Seitenbereichen 12 des Tragschlittens 4 ist mit einem spaltförmigen Abstand a zu der Magnetreihe 1 eine aus Spulen 2 und Spulenkernen 3 bestehende Spulenanordnung angeordnet, die an dem Boden 9 des Tragprofils 6 befestigt ist. Da das Tragprofil 6 aus nichtmagnetischem Werkstoff bestehen kann, z.B. Aluminium, ist zwischen der Spulenanordnung 2, 3 und dem Tragprofil 6 eine weichmagnetische Rückflussschiene 14 angeordnet, die Bohrungen aufweist, durch die die Spulenkerne 3 an dem Boden 9 des Tragprofils 6 befestigt sind. Die Spulenkerne 3 und die weichmagnetische Rückflussschiene 18 können auch integral ausgebildet sein.Within the here in principle U-shaped support carriage 4, on whose side regions 12 the arrangements 7, 8 are fastened by individual rollers, the magnet row 1 is arranged on the bottom 13 of the support carriage 4. Between the side regions 12 of the support carriage 4, a coil arrangement consisting of coils 2 and coil cores 3 is arranged with a gap-shaped spacing a to the magnet array 1, which is fastened to the bottom 9 of the support profile 6. Since the support profile 6 may be made of non-magnetic material, e.g. Aluminum, is arranged between the coil assembly 2, 3 and the support section 6, a soft magnetic return rail 14 having holes through which the coil cores 3 are fixed to the bottom 9 of the support section 6. The coil cores 3 and the soft magnetic return rail 18 may also be integrally formed.
Zur Stabilisierung weist der prinzipiell nach oben, d.h. in die negative Tragrichtung, also die -z-Richtung, offene u-förmige Tragschlitten 4 an den Oberkanten seiner Seitenbereiche 12 in Querrichtung, d.h. positive und negative y-Richtung, abstehende Rippen auf, die im Bereich der Einzelrollen der Anordnungen 7, 8 der Rollenanordnung unterbrochen sind.For stabilization, it points in principle upwards, i. in the negative supporting direction, ie the -z direction, open U-shaped support carriages 4 at the upper edges of its lateral regions 12 in the transverse direction, i. positive and negative y-direction, protruding ribs, which are interrupted in the area of the individual roles of the arrangements 7, 8 of the roller assembly.
In dieser Ausführungsformen der Erfindung sind die Aussparungen 11 des Tragprofils 6 in vertikaler Richtung neben den Spulen 2 und Spulenkernen 3 angeordnet, weswegen der Tragschlitten 4 so ausgestaltet ist, dass nicht nur die an diesem befestigte Magnetreihe 1 innerhalb seiner Seitenbereiche 12 angeordnet ist, sondern auch Teile der an dem Tragprofil 6 befestigten Spulen 2 und Spulenkerne 3. Hierdurch ergibt sich eine besonders flache Bauweise.In these embodiments of the invention, the recesses 11 of the support profile 6 are arranged in the vertical direction next to the coils 2 and coil cores 3, which is why the support carriage 4 is designed so that not only the magnetic row 1 attached thereto is arranged within its side regions 12, but also Parts of the support profile. 6 attached coils 2 and coil cores 3. This results in a particularly flat design.
Weiter sind die Aussparungen 11 mit Laufflächen 15 versehen, die so ausgestaltet sind, dass ein Abrollen der Einzelrollen der Anordnungen 7, 8 der Rollenanordnung geräuscharm erfolgt. Die Laufflächen 15 können hierzu aus zwei oder mehr Materialkomponenten bestehen, z.B. aus einer weichen Dämpfungsschicht 15b, die an dem Tragprofil 6 vorgesehen ist, und einer harten Laufschicht 15a, auf der die Einzelrollen laufen.Further, the recesses 11 are provided with running surfaces 15, which are designed so that a unrolling of the individual rollers of the assemblies 7, 8 of the roller assembly is quiet. The treads 15 may for this purpose consist of two or more material components, e.g. of a soft cushion layer 15b provided on the support profile 6, and a hard overlay 15a on which the single rollers run.
An dem Tragschlitten 4 ist weiter ein (nicht gezeigtes) horizontales Führungselement vorgesehen, das den Tragschlitten 4 in einer stabilen Position in der y-Richtung hält. Unterhalb des Tragschlittens 4 ist an der Außenseite von dessen Boden 13 noch eine Skala 16 eines Wegmesssys- tems angebracht, die mit einem in dem Tragprofil 6 vorgesehenen Messwertaufnehmer 17 kooperiert, um die Position des in dem Tragprofil 6 laufenden Tragschlittens 4 festzustellen.On the support carriage 4 is further provided a horizontal guide member (not shown) which holds the support carriage 4 in a stable position in the y-direction. Below the supporting carriage 4, on the outside of its bottom 13, a scale 16 of a position measuring system is mounted, which cooperates with a measuring transducer 17 provided in the supporting profile 6 in order to determine the position of the supporting carriage 4 running in the supporting profile 6.
Weiter ist um das Tragprofil 6 eine Verkleidung 19 vorgesehen, innerhalb der auch eine Schaltungsanordnung 18 zur Ansteuerung der Linear- Antriebseinheit aufgenommen ist, die eine Steuerung 21 zum Ansteuern der Einzelspulen 2 aufweist und elektrisch mit dem Messwertaufnehmer 17 des Wegmesssystems, mit den Spulen 2 der Spulenanordnung, mit einer (nicht gezeigten) Energieversorgung und mit einer (nicht gezeigten) Sensorik zur Initiierung des Öffnens und Schließens der erfindungsgemäßen Schiebetür verbunden ist.Next to the support section 6, a panel 19 is provided, within which also a circuit arrangement 18 for driving the linear drive unit is received, which has a controller 21 for driving the individual coils 2 and electrically to the transducer 17 of the position measuring system, with the coils 2 of Coil arrangement, with a (not shown) power supply and with a (not shown) sensor for initiating the opening and closing of the sliding door according to the invention is connected.
Erfindungsgemäß können natürlich auch die Magnetreihe 1 an dem Gehäuse 6 und die aus Spulen 2, Spulenkernen 3 und ggf. einer weichmag- netischen Rückflussschiene 14 bestehende Spuleneinheit an dem Tragschlitten 4 befestigt sein.According to the invention, of course, the magnet row 1 on the housing 6 and the coil 2, coil cores 3 and possibly a weichmag- net return rail 14 existing coil unit may be attached to the support carriage 4.
Die Steuerung 21 kann durch Auswahl der angesteuerten einzelnen Spu- len 2 und Anlegen von entsprechenden Spannungsverläufen an die angesteuerten einzelnen Spulen 2 einen oder mehre Türflügel 5, d.h. mit jeweils einer Magnetreihe 1 versehene Tragschlitten 4 bewegen.The controller 21 may select one or more door panels 5, i. E., By selecting the controlled individual coils 2 and applying respective voltage waveforms to the individual coils 2 being driven. move each with a row of magnets 1 supporting carriage 4 move.
Die Figur 7 zeigt ein eine stufenförmige wirksame Spannung erzeugendes Ausgangssignal UA einer erfindungsgemäßen Steuerung 21 nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.FIG. 7 shows an output signal UA, which generates a step-like effective voltage, of a controller 21 according to the invention according to a preferred embodiment of the invention.
Hier wird ein Ausgangssignal UA der Steuerung 21 , das gegebenenfalls durch ein Steuerbaustein 21a, dessen Ausgangssignal noch mittels einer Leistungsstufe 21 b verstärkt wird, erzeugt wird, durch ein pulsweitenmo- duliertes Signal gebildet, das zwischen einem ersten Potential UPi, z.B. Up1 = 0 Volt, und einem zweiten Potential UP2, z.B. UP2 = Umax, hin- und hergeschaltet wird. Insbesondere ist gezeigt, dass ein pulsweitenmodu- liertes Ausgangssignal UA mit einem Arbeitszyklus von 10%, d.h. einem 90%-Anteil des ersten (niedrigeren) Potentials UPi und einem 10%-Anteil des zweiten (höheren) Potentials UP2 pro Taktzyklus, eine wirksame Spannung von 10% der Differenz des zweiten Potentials und des ersten Potentials, also Uw = 0,1*(UP2-UPi), aufweist, dass ein pulsweitenmodu- liertes Ausgangssignal UA mit einem Arbeitszyklus von 50%, d.h. einem 50%-Anteil des ersten (niedrigeren) Potentials UPi und einem 50%-Anteil des zweiten (höheren) Potentials UP2 pro Taktzyklus, eine wirksame Spannung von 50% der Differenz des zweiten Potentials und des ersten Potentials, also Uw = 0,5*(UP2-UPi), aufweist, und dass ein pulsweitenmo- duliertes Ausgangssignal UA mit einem Arbeitszyklus von 90%, d.h. einem 10%-Anteil des ersten (niedrigeren) Potentials UPi und einem 90%-Anteil des zweiten (höheren) Potentials UP2 pro Taktzyklus, eine wirksame Spannung von 90% der Differenz des zweiten Potentials und des ersten Potentials, also Uw = 0,9*(UP2-UPI), aufweist. Da das pulsweitenmodu- lierte Ausgangssignal UA an eine Spule 2 angelegt wird, wird die wirksame Spannung Uw durch Integration des pulsweitenmodulierten Ausgangssignal UA mit einer durch die Spule 2 bestimmten Zeitkonstanten erhalten, wodurch ein geglätteter Verlauf entsteht, bei dem keine abrupten Spannungsänderungen erfolgen.Here, an output signal U A of the controller 21, which is optionally generated by a control module 21a whose output signal is still amplified by means of a power stage 21 b, formed by a pulse width modulated signal that between a first potential U P i, eg Up 1 = 0 volts, and a second potential U P2 , eg U P2 = U max , is switched back and forth. In particular, it is shown that a pulse width modulated output signal UA with a duty cycle of 10%, ie a 90% share of the first (lower) potential U P i and a 10% share of the second (higher) potential U P2 per clock cycle, an effective voltage of 10% of the difference between the second potential and the first potential, ie Uw = 0.1 * (U P2 -U P i), has a pulse-width-modulated output signal U A with a duty cycle of 50%, ie a 50% share of the first (lower) potential U P i and a 50% share of the second (higher) potential U P2 per clock cycle, an effective voltage of 50% of the difference of the second potential and the first potential, ie Uw = 0.5 * (U P2 -U P i), and that a pulse-width-modulated output signal UA having a duty cycle of 90%, ie a 10% share of the first (lower) potential U P i and a 90% duty cycle proportion of of the second (higher) potential U P2 per clock cycle, an effective voltage of 90% of the difference of the second potential and the first potential, ie Uw = 0.9 * (U P 2-UPI). Since the pulse-width-modulated output signal UA is applied to a coil 2, the effective voltage Uw is obtained by integrating the pulse-width-modulated output signal UA with a time constant determined by the coil 2, resulting in a smoothed course in which no abrupt voltage changes take place.
Die Figur 8 zeigt ein eine sinusförmige wirksame Spannung erzeugendes Ausgangssignal UA der erfindungsgemäßen Steuerung 21 nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, welches durch sich mit jedem Taktzykius ändernde Arbeitszyklen erhalten wird. Dieses Ausgangssignal UA ist erfindungsgemäß bevorzugt, da hierdurch ein beson- ders geräuscharmer Antrieb erreicht wird.8 shows a sinusoidal effective voltage generating output signal U A of the controller 21 according to the invention according to a preferred embodiment of the invention, which is obtained by changing with each clock cycle duty cycles. This output signal UA is preferred according to the invention, since in this way a particularly low-noise drive is achieved.
Die Figur 9 zeigt ein dreiphasiges System von eine sinusförmige wirksame Spannung erzeugenden Ausgangssignalen UAi, UA2, UA3 einer erfindungsgemäßen Steuerung nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung. Hier werden drei Ausgangssignale UAI , UA2, UA3 entsprechend des in der Figur 8 gezeigten Ausgangssignals UA so erzeugt, dass zwischen den erzeugten korrespondierenden wirksamen Spannungen Uwi, Uw2, Uw3 jeweils 120° Phasenverschiebungen bestehen, wodurch wirksamen Spannungen UWi, UW2, Uw3 gemäß des in der Figur 3 gezeig- ten Phasendiagramms erhalten werden. Insbesondere entspricht ein einer ersten Phase entsprechendes erstes Ausgangssignal UA-I , das im oberen Teil der Figur 9 gezeigt ist, dem in der Figur 8 gezeigten Ausgangssignal UA, wodurch eine der in der Figur 8 gezeigten wirksamen Spannung Uw entsprechende erste wirksame Spannung Uwi erzeugt wird, ein einer zweiten Phase entsprechendes Ausgangssignal UA2, das im mittleren Teil der Figur 9 gezeigt ist, erzeugt eine zweite wirksame Spannung Uw2> die der ersten wirksamen Spannung UW1 um 120° voreilt, und ein einer dritten Phase entsprechendes Ausgangssignal UA3, das im unteren Teil der Figur 9 gezeigt ist, erzeugt eine dritte wirksame Spannung Uw3, die der ersten wirksamen Spannung Uwi um 120° nacheilt.9 shows a three-phase system of a sinusoidally effective voltage generating output signals U A i, UA2, UA3 a control according to the invention according to a preferred embodiment of the invention. Here, three output signals UAI, UA2, UA3 are generated in accordance with the output signal U A shown in FIG. 8 such that 120 ° phase shifts exist between the generated corresponding effective voltages Uwi, Uw2, Uw3, whereby effective voltages U W i, U W 2 , Uw3 according to the phase diagram shown in FIG. 3. In particular, a first output signal UA-I corresponding to a first phase, which is shown in the upper part of FIG. 9, corresponds to the output signal UA shown in FIG. 8, thus producing one of the effective voltages Uwi corresponding to the effective voltage Uw shown in FIG , an output signal U A2 corresponding to a second phase, that in the middle part 9, generates a second effective voltage Uw2 > leading the first effective voltage U W1 by 120 °, and a third phase output signal UA 3 shown in the lower part of FIG. 9 generates a third effective voltage Uw 3 , which lags the first effective voltage Uwi by 120 °.
Die Figur 10 zeigt ein dreiphasiges System von eine sinusförmige wirksame Spannung erzeugenden Ausgangssignalen der erfindungsgemäßen Steuerung entsprechend der Figur 9 zusammen mit einer Magnetreihe 1 des erfindungsgemäßen Linearantriebs.FIG. 10 shows a three-phase system of sinusoidal effective voltage-generating output signals of the control according to the invention in accordance with FIG. 9 together with a magnetic row 1 of the linear drive according to the invention.
Hier ist gezeigt, dass die Frequenz der wirksamen Spannungen so gewählt ist, dass ein erstes Maximum der ersten wirksamen Spannung UW1, die an einer Einzelspule 2 anliegt, einem ersten Einzelmagneten 1a mit einer ersten Polrichtung entspricht, ein erstes Minimum der ersten wirksamen Spannung Uwi> die an der Einzelspule 2 anliegt, einem zweiten zu dem ersten Einzelmagneten 1a benachbarten Einzelmagneten 1b mit einer zu der ersten Polrichtung umgekehrten Polrichtung entspricht, ein zweites Maximum der ersten wirksamen Spannung Uwi, die an der Ein- zelspule 2 anliegt, einem dritten zu dem zweiten Einzelmagneten 1b benachbarten Einzelmagneten 1c mit einer der ersten Polrichtung entsprechenden Polrichtung entspricht, und ein zweites Minimum der ersten wirksamen Spannung Uwi, die an der Einzelspule 2 anliegt, einem vierten zu dem dritten Einzelmagneten 1c benachbarten Einzelmagneten 1d mit ei- ner der zweiter» Polrichtung entsprechenden Polrichtung entspricht. Dies bedeutet, dass dem an einem Ort, nämlich dem der Einzelspule 2, an der das erste Ausgangssignal UAi anliegt, durch die wirksame Spannung Uwi erzeugten Potentialverlauf aufeinander folgend der erste Einzelmagnet 1a, der zweite Einzelmagnet 1b, der dritte Einzelmagnet 1c und der vierte Einzelmagnet 1d gegenüberstehen, dass sich also der mit der durch die vier Einzelmagnete 1a, 1b, 1c, 1d gebildeten Magnetreihe 1 verbundene Tragschlitten 4 an dem Ort der durch das erste Ausgangssignal UAi bestromten Einzelspule 2 vorbeibewegt. Von dem zweiten und dem dritten Ausgangssignal UA2, UA3 werden jeweils zu der von dem ersten Aus- gangssignal UAI bestromten Einzelspule 2 benachbart liegende Einzelspulen 2 bestromt. Der Stator des Linearantriebs der erfindungsgemäßen Schiebetür ist aus aufeinander folgenden Anordnungen solcher mit den drei Ausgangssignalen UAi, UA2, UA3 bestromter Einzelspulen 2 gebildet.Here it is shown that the frequency of the effective voltages is chosen such that a first maximum of the first effective voltage U W1 applied to a single coil 2 corresponds to a first single magnet 1a having a first pole direction, a first minimum of the first effective voltage Uwi > The voltage applied to the single coil 2, a second to the first individual magnet 1 a adjacent individual magnet 1 b corresponds to a polarity reversed to the first polarity direction, a second maximum of the first effective voltage Uwi, which abuts the individual coil 2, a third to the second individual magnets 1b adjacent individual magnets 1c corresponds to one of the first pole direction corresponding polarity, and a second minimum of the first effective voltage Uwi, which abuts the single coil 2, a fourth to the third individual magnet 1c adjacent individual magnet 1d with one of the second »Polrichtung corresponding polar direction corresponds. This means that at a location, namely that of the individual coil 2, at which the first output signal U A i is applied, the potential curve generated by the effective voltage Uwi successively the first individual magnet 1a, the second single magnet 1b, the third single magnet 1c and fourth single magnet 1d face, so that with the through four individual magnets 1 a, 1 b, 1 c, 1 d formed magnetic series 1 connected support carriage 4 at the location of the current fed by the first output signal U A i single coil 2 passes. Of the second and the third output signal UA2, UA 3 adjacent individual coils 2 are energized in each case to the single coil 2 energized by the first output signal UAI. The stator of the linear drive of the sliding door according to the invention is formed of successive arrangements of such individual coils 2 energized with the three output signals U A i, U A 2, U A 3.
Die Figur 11 zeigt ein vierphasiges System von eine sinusförmige wirksame Spannung Uw-i, UW2, UW3, UW4 erzeugenden Ausgangssignalen UAi, UA2, UA3, UA4 der erfindungsgemäßen Steuerung 21 nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung zusammen mit einer Magnet- reihe des erfindungsgemäßen Linearantriebs entsprechend der Darstellung in der Figur 10. Im Unterschied zu dem in der Figur 10 gezeigten System sind hier die Phasendifferenzen nicht 120°, sondern 90°. 11 shows a four-phase system of a sinusoidal effective voltage Uw-i, U W 2, U W 3, U W 4 generating output signals U A i, U A2 , U A3 , U A4 of the controller 21 according to the invention according to a preferred embodiment of the invention together with a magnetic row of the linear drive according to the invention as shown in FIG. 10. In contrast to the system shown in FIG. 10, the phase differences are not 120 °, but 90 °.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 a, b, c, d Magnetreihe1 a, b, c, d Magnet series
2a, b, c Spule2a, b, c coil
3a, b, c Spulenkern3a, b, c spool core
4 Tragschlitten4 carrying carriages
5; 5a, 5b Türflügel5; 5a, 5b door leaf
6 Tragprofil6 supporting profile
7 Rollenanordnung, linke Anordnung7 roller arrangement, left arrangement
8 Rollenanordnung, rechte Anordnung8 roller arrangement, right arrangement
9 Boden des Tragprofils9 bottom of the supporting profile
10 Seitenbereich des Tragprofils10 side area of the supporting profile
11 Aussparungen in den Seitenbereichen des Tragprofils11 recesses in the side areas of the supporting profile
12 Seitenbereich des Tragschlittens12 side area of the support carriage
13 Boden des Tragschlittens13 bottom of the support carriage
14 Rückflussschiene14 return flow rail
15 Laufflächen15 treads
16 Skala eines Wegmesssystems16 scale of a position measuring system
17 Messwertaufnehmer des Wegmesssystems17 transducers of the displacement encoder
18 Schaltungsanordnung18 circuit arrangement
19 Verkleidung19 paneling
21 Steuerung21 control
21a Steuerbaustein21a control module
21b Leistungsstufe a Abstand21b power level a distance
X Antriebsrichtung y QuerrichtungX drive direction y transverse direction
Z TragrichtungZ supporting direction
RM MagnetrasterRM magnetic grid
L-Lücke LückeL gap gap
I-Magnet Magnetlänge I-magnet magnet length

Claims

Patentansprüche claims
1. Schiebetür mit einem magnetischen Antriebssystem für mindestens einen Türflügel (5), mit einer in Antriebsrichtung angeordneten Magnetreihe (1), deren Magnetisierung in ihrer Längsrichtung in be- stimmten Abständen das Vorzeichen wechselt, und einem Tragschlitten (4), an dem der Türflügel (5) befestigt werden kann, sowie mit einer aus mehreren Spulen (2a, 2b, 2c) und Spulenkernen (3a, 3b, 3c) bestehenden Spulenanordnung, die bei entsprechender Ansteuerung der einzelnen Spulen (2a, 2b, 2c) eine Wechselwirkung mit der Magnetreihe (1) bewirkt, die Vorschubkräfte hervorruft, und einer1. Sliding door with a magnetic drive system for at least one door leaf (5), with a drive in the direction of magnet series (1) whose magnetization in its longitudinal direction at certain intervals changes the sign, and a support carriage (4) on which the door leaf (5) can be fastened, as well as with a coil arrangement consisting of a plurality of coils (2a, 2b, 2c) and coil cores (3a, 3b, 3c), which with appropriate control of the individual coils (2a, 2b, 2c) interact with the Magnetic series (1) causes the feed forces, and a
Steuerung (21), die die einzelnen Spulen (2a, 2b, 2c) oder Gruppen von Spulen (2a, 2b, 2c) pulsweitenmoduliert ansteuert.Control (21) which controls the individual coils (2a, 2b, 2c) or groups of coils (2a, 2b, 2c) pulse width modulated.
2. Schiebetür nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (21) die einzelnen Spulen (2) oder Gruppen von Spulen (2a, 2b, 2c) mehrphasig ansteuert.2. Sliding door according to claim 1, characterized in that the control (21) the individual coils (2) or groups of coils (2 a, 2 b, 2 c) drives multiphase.
3. Schiebetür nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die pulsweitenmodulierte Ansteuerung einen sinusförmigen oder sinusähnlichen zwischen zwei Potentialen liegenden Spannungsverlauf nachbildet, der an eine Spule (2a, 2b, 2c) oder an eine Gruppe von Spulen angelegt wird.3. Sliding door according to claim 1 or 2, characterized in that the pulse width modulated drive simulates a sinusoidal or sinusoidal lying between two potentials voltage waveform, which is applied to a coil (2a, 2b, 2c) or to a group of coils.
4. Schiebetür nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des sinusförmigen oder sinusähnlichen Spannungsverlaufs so gewählt ist, dass ein zeitlicher Abstand zwischen einem Maximum und einem Minimum des sinusförmigen oder sinusähnlichen Span- nungsverlaufs gleich einer Dauer der Bewegung der Magnetreihe (1) um die Länge eines Polabstands von zwei benachbarten Einzelmagneten (1a, 1b; 1b, 1c; 1c, 1d) der Magnetreihe (1) ist, die in Richtung zu der Spulenanordnung zeigend eine unterschiedliche Polung aufweisen, und dass ein zeitlicher Abstand zwischen zwei Maxima des sinusförmigen oder sinusähnlichen Spannungsverlaufs gleich einer Dauer der Bewegung der Magnetreihe (1) um die Länge eines Polabstands von zwei benachbarten Einzelmagneten (1a, 1c; 1 b, 1d) der Magnetreihe (1) ist, die in Richtung zu der Spulenanordnung zeigend eine gleiche Polung aufweisen.4. Sliding door according to claim 3, characterized in that the frequency of the sinusoidal or sinusoidal voltage curve is selected so that a time interval between a maximum and a minimum of the sinusoidal or sinusoidal voltage waveform equal to a duration of movement of the magnetic series (1) is the length of a pole pitch of two adjacent individual magnets (1a, 1b, 1b, 1c, 1c, 1d) of the magnet row (1) facing in the direction pointing to the coil arrangement having a different polarity, and that a time interval between two maxima of the sinusoidal or sinusoidal voltage waveform equal to a duration of movement of the magnet array (1) by the length of a pole spacing of two adjacent individual magnets (1a, 1c; 1 b, 1d ) of the magnet array (1) having an equal polarity in the direction of the coil arrangement.
5. Schiebetür nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (21) die Spulen (2) oder Gruppen von Spulen (2a, 2b, 2c) mehrphasig ansteuert und eine Phasenlage zwischen zwei benachbarten Phasen korrespondierend zu dem Quotienten des zeitlichem Abstands zwischen zwei Maxima einer Phase und der Anzahl der Phasen verschoben ist.5. Sliding door according to claim 3 or 4, characterized in that the controller (21) the coil (2) or groups of coils (2 a, 2 b, 2 c) drives multiphase and a phase angle between two adjacent phases corresponding to the quotient of the time interval is shifted between two maxima of one phase and the number of phases.
6. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Steuerung (21) die Spulen (2) abhängig von einer Relativposition zwischen den Spulen (2) und der Magnetreihe (1) ansteuert .6. Sliding door according to one of the preceding claims, character- ized in that the controller (21) controls the coils (2) as a function of a relative position between the coils (2) and the magnet array (1).
7. Schiebetür nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen optischen oder magnetischen Wegsensor zur Erfassung der Relativposition zwischen den Spulen (2) und der Magnetreihe (1).7. Sliding door according to claim 6, characterized by an optical or magnetic displacement sensor for detecting the relative position between the coils (2) and the magnet array (1).
8. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (21) eine zu der Anzahl der Türflügel (5) der Schiebetür korrespondierende Anzahl von Leistungsausgängen aufweist.8. Sliding door according to one of the preceding claims, characterized in that the controller (21) has a number of power outputs corresponding to the number of the door leaves (5) of the sliding door.
9. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (21) eine Bewegung von wenigs- tens zwei mechanisch unabhängig fahrbaren Türflügeln (5) der Schiebetür synchronisiert.9. Sliding door according to one of the preceding claims, characterized in that the controller (21) movement of wenigs- at least two mechanically independently movable door leaves (5) of the sliding door synchronized.
10. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit dem Tragschlitten (4) verbundenen Rollenanord- nung (7, 8), die bezüglich des Türflügels (5) eine Tragfunktion erfüllt und einen bestimmten spaltförmigen Abstand (a) zwischen der Magnetreihe (1) und den Spulenkernen (3) gewährleistet.10. Sliding door according to one of the preceding claims, characterized by a with the support carriage (4) connected Rollenanord- tion (7, 8), which fulfills a supporting function with respect to the door leaf (5) and a certain gap-shaped distance (a) between the magnet series ( 1) and the coil cores (3) guaranteed.
11. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetreihe (1) parallel zur Tragrichtung (z) und quer zur Antriebsrichtung (x) magnetisiert ist.11. Sliding door according to one of the preceding claims, characterized in that the magnet row (1) parallel to the supporting direction (z) and transversely to the drive direction (x) is magnetized.
12. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetreihe (1) aus einem oder mehreren Hochleistungsmagneten, vorzugsweise Seltenenerden- Hochleistungsmagneten, weiter vorzugsweise vom Typ NeFeB oder Sm2Co besteht.12. Sliding door according to one of the preceding claims, characterized in that the magnet array (1) consists of one or more high-performance magnets, preferably rare earth high-performance magnets, more preferably of the NeFeB or Sm 2 Co type.
13. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebetür als Bogenschiebetür oder Hori- zontal-Schiebewand ausgebildet ist. 13. Sliding door according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding door is designed as a curved sliding door or Hori- zontal sliding wall.
PCT/EP2005/013395 2005-01-14 2005-12-13 Sliding door comprising a magnetic drive system and control device WO2006074782A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005002040.2 2005-01-14
DE200510002040 DE102005002040A1 (en) 2005-01-14 2005-01-14 Sliding door with a magnetic drive system and control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006074782A1 true WO2006074782A1 (en) 2006-07-20

Family

ID=36577468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2005/013395 WO2006074782A1 (en) 2005-01-14 2005-12-13 Sliding door comprising a magnetic drive system and control device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102005002040A1 (en)
WO (1) WO2006074782A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0433830A1 (en) * 1989-12-19 1991-06-26 Toyota Shatai Kabushiki Kaisha Moving magnet type linear motor for automatic door
DE4016948A1 (en) * 1990-05-25 1991-11-28 Geze Gmbh & Co Contactless magnetic guidance system esp. for sliding door - exploits mutual repulsion of like poles of radial permanent magnets at edges of mouldings and guide
EP0676525A1 (en) * 1994-04-06 1995-10-11 Otis Elevator Company Linear induction motor drive for an elevator car door
JPH08275493A (en) * 1995-03-28 1996-10-18 Matsushita Electric Works Ltd Linear motor for automatic door
US5712516A (en) * 1992-11-26 1998-01-27 Stator B.V. Stator-element for a linear-electrical-drive door provided with a stator-element as such
DE19618518C1 (en) * 1996-05-08 1998-03-05 Schuster Heinz Peter Electromagnetic drive system for magnetic levitation and carrying systems

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0343655B1 (en) * 1988-05-26 1993-11-10 Sharp Kabushiki Kaisha Linear driving apparatus
BR9500357A (en) * 1994-04-06 1995-11-07 Otis Elevator Co Door drive system for elevator car with linear induction motor
JP3740704B2 (en) * 1995-02-23 2006-02-01 松下電工株式会社 Automatic door opener
JP2003214032A (en) * 2002-01-22 2003-07-30 Bunka Shutter Co Ltd Guide structure of opening and closing member

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0433830A1 (en) * 1989-12-19 1991-06-26 Toyota Shatai Kabushiki Kaisha Moving magnet type linear motor for automatic door
DE4016948A1 (en) * 1990-05-25 1991-11-28 Geze Gmbh & Co Contactless magnetic guidance system esp. for sliding door - exploits mutual repulsion of like poles of radial permanent magnets at edges of mouldings and guide
US5712516A (en) * 1992-11-26 1998-01-27 Stator B.V. Stator-element for a linear-electrical-drive door provided with a stator-element as such
EP0676525A1 (en) * 1994-04-06 1995-10-11 Otis Elevator Company Linear induction motor drive for an elevator car door
JPH08275493A (en) * 1995-03-28 1996-10-18 Matsushita Electric Works Ltd Linear motor for automatic door
DE19618518C1 (en) * 1996-05-08 1998-03-05 Schuster Heinz Peter Electromagnetic drive system for magnetic levitation and carrying systems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 02 28 February 1997 (1997-02-28) *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005002040A1 (en) 2006-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1851408B1 (en) Sliding door comprising a magnetic drive system provided with a path measuring system
EP1681425A2 (en) Sliding door mounted on rollers with a magnetic drive system
EP1805385B1 (en) Sliding door with a drive system comprising a series of magnets
DE102005002038B4 (en) Sliding door with a magnetic drive system with a linear motor stator
EP1805384B1 (en) Sliding door comprising a magnetic support and drive system
EP1681426A2 (en) Sliding door with magnetic drive system and individually opening doors and their control process
EP1647655A2 (en) Sliding door with a drive system with a magnet array
WO2006074782A1 (en) Sliding door comprising a magnetic drive system and control device
DE102005002039B3 (en) Magnetic drive system for sliding door for use as flood barrier has overhead support for propulsion and door support magnets fed with three-phase AC
DE102005002037B4 (en) Roller-mounted sliding door with a magnetic support and drive system
DE102005002048B4 (en) Sliding door with a magnetic drive system and escape route functionality
EP1688576B1 (en) Sliding door with a magnetic drive system and an emergency escape functionality
DE102004050328B3 (en) Sliding door with magnetic drive system for at least one door flap has linear drive with row of magnets and spaced coils that together control the thrust
DE102004050338B4 (en) Sliding door with a magnetic support and drive system with a magnetic row
EP1805387B1 (en) Sliding door having a linear motor drive
EP1805878B1 (en) Sliding door comprising a linear motor drive
DE102004050327B3 (en) Retractable sliding door with linear motor drive uses coil arrangement interacting with row of magnetically soft and hard parts to produce feed forces to drive door, the interval between rows can vary for each door panel
WO2006040099A1 (en) Sliding door comprising a combined magnetic support and drive system provided with a row of magnets
DE102004050341B4 (en) Sliding door system with a magnetic supporting and driving system with a magnetic row and a sliding door with such a system
DE102005002041A1 (en) Sliding door, has magnetic linear drive for door leaf, magnet row with rare earth-high performance magnets, and mechanical auxiliary drive including energy storage which releases stored energy for opening door, during emergency operation
DE202004020969U1 (en) Sliding door with magnetic drive system has linear drive unit and two magnet rows with support rails and guide elements ensuring specific gap distance between magnet row and support rail
DE102004050324A1 (en) Magnetically supported sliding industrial door with magnetic linear drive has magnets of alternating polarity arranged transversely
DE102005002051A1 (en) Sliding door, with a magnetic drive system, has a power store linked to an emergency control to allow the door to be opened on a power failure or a main control breakdown
WO2006074781A1 (en) Sliding door comprising a magnetic drive system and a winding unit
DE102004050335A1 (en) Sliding door with magnetic drive system has linear drive unit and two magnet rows with support rails and guide elements ensuring specific gap distance between magnet row and support rail

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WA Withdrawal of international application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE