DE2206534C3 - Device for the door drive by a linear motor - Google Patents
Device for the door drive by a linear motorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für den Türantrieb durch einen Linearmotor, der in eine Zentraltür eingebaut ist, wobei sein Primärteil auf das eine, sein Sekundärteil auf das andere Türblatt wit kt.The invention relates to a device for the door drive by a linear motor, which is in a Central door is installed, with its primary part on the one, its secondary part on the other door leaf wit kt.
US-PS 18 81 016 bekannt. Die beiden Türblätter sind dabei durch ein in sich geschlossenes, über je eine an der seitlichen Begrenzungslinie der Türöffnung liegende Rolle geschlungenes Seil miteinander so verbunden, daß sie in jeder Stellung eine zur Türmitte antisymmetrische Bewegung ausführen. Für diese Anordung wird nach diesem US-Patent in Anspruch genommen, daß die Synchrongeschwindigkeit schneller erreicht wird als bei einer Einfachtür oder als bei durch einen ortsfesten Linearmotor bewirkten Bewegung beider Türhälften gleichzeitig. Ferner wird für diese bekannte Anordnung ein verhältnismäßig hoher Wirkungsgrad in Aussicht gestellt, weil ein kleinstmöglicher Schlupf zwischen Linearmotorfeld und Sekundärteil erreicht wird. — Mit dieser bekannten Anordnung kann aber nicht kontrolliert gebremst und stillgesetzt werden, vor allem ergibt sich mit dieser bekannten Anordnung je nach der augenblicklichen Türreibung eine sehr unterschiedliche und unkontrollierbare kleinste Geschwindigkeit. Eine solche Türeinrichtung ergibt deshalb ohne eine verteuernde Meß- und Regeleinrichtung keinen befriedigenden Betrieb.US-PS 18 81 016 known. The two door leaves are closed by a self-contained one, each one on the lateral boundary line of the door opening lying role looped rope connected to each other so that in every position they execute a movement that is antisymmetrical to the center of the door. For this arrangement, after This US patent claimed that the synchronous speed is reached faster than in a single door or when both door halves are moved by a stationary linear motor simultaneously. Furthermore, a relatively high degree of efficiency is in prospect for this known arrangement posed because the smallest possible slip between Linear motor field and secondary part is achieved. - With this known arrangement, however, it is not possible to brake and stop in a controlled manner, above all it results With this known arrangement, depending on the instantaneous door friction, a very different one and uncontrollable smallest speed. Such a door device therefore does not provide satisfactory operation without an expensive measuring and control device.
Für einfache Türblätter, also keine Zentraltüranordnung, ist durch DE-OS 20 32 765 bekannt, die Zugkraft durch eine Unterteilung des Primärteils in 2 Teile zu steuern, die getrennt und wahlweise entsprechend einer von einer Überwachungseinrichtung kontrollierten Steuerfolge erregt werden und hierdurch die Zugkraft abzustufen, wobei als Variante eine zusätzliche Gleichstromerzeugung entweder einer Drehstromwicklung oder eines zusätzlichen Magnetkreises eine Bremswirkung durch Wirbelströme im Sekundärkreis erzeugt. — Die dort veröffentlichten, im Vergleich zu dem Linearmotor verhältnismäßig kleinen Wirbelstrombremsen können aber ebenfalls nicht im Zusammenwirken mit dem Linearmotor ohne Nachregulierung von sich aus eine konstante kleine Geschwindigkeit, unabhängig von der augenblicklich vorhandenen schwankenden Reibung, liefern. — Zur ritzlich zu diesem Nachteil wird aber diese bekannte Einrichtung gegenüber einer Zentraltür stets einen schlechteren Wirkungsgrad haben.For simple door leaves, i.e. no central door arrangement, the tensile force is known from DE-OS 20 32 765 by dividing the primary part into 2 parts, which can be controlled separately and optionally according to one controlled by a monitoring device control sequence are excited and thereby the tensile force graduated, with an additional direct current generation of either a three-phase winding as a variant or an additional magnetic circuit, a braking effect is generated by eddy currents in the secondary circuit. - The eddy current brakes published there, which are relatively small in comparison to the linear motor, cannot work in conjunction with the linear motor without readjustment of from a constant low speed, regardless of the instantaneous speed fluctuating friction, deliver. - To this disadvantage, however, this known device will always be less efficient than a central door.
Würde man nun lediglich, wie vielleicht nicht allzu fernliegend, aber bis jetzt noch nicht vorgeschlagen, die mit einer Wirbelstrombremse versehene bekannte Einrichtung mit der bekannten Zentraltüranordnung kombinieren, so wäre dadurch zwar auch noch der Wirkungsgrad der Türanordnung verbessert, aber es wäre dadurch noch nicht der gravierende Nachteil beseitigt, daß eine solche Kombination keine konstante sehr kleine Türgeschwindigkeit bei stark wechselndem Reibungswiderstand der Tür, ohne ein zusätzliches Regelorgan, zu liefern vermag.If one would now only, as perhaps not too remote, but not yet suggested, the known device provided with an eddy current brake with the known central door arrangement combine, this would also improve the efficiency of the door arrangement, but it would this would not remove the serious disadvantage that such a combination is not a constant very low door speed with strongly changing frictional resistance of the door, without an additional Regulating body capable of delivering.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, zur Behebung dieses unbefriedigenden Zustandes für eine durch Linearmotor angetriebene Zentraltür der eingangs erwähnten Art, wobei in bekannter Weise der Primärteil auf dem einen Türblatt, der Sekundärteil auf dem anderen Türblatt befestigt ist, und die beiden Türblätter durch ein sie verbindendes endloses Seil in Abhängigkeit voneinander antisymmetrisch bewegt sind, eine vom jeweiligen Reibungswiderstand der Tür unabhängige, sehr kleine Geschwindigkeit zu erzielen, ohne Benutzung von Geschwindigkeits-Überwachungsund-Regelorganen.The invention is now based on the object for Elimination of this unsatisfactory condition for a linear motor-driven central door of the type mentioned, with the known manner Primary part on one door leaf, the secondary part on the other door leaf, and the two Door leaves are moved antisymmetrically in dependence on each other by an endless rope connecting them are to achieve a very low speed independent of the respective frictional resistance of the door, without the use of speed monitoring and regulating devices.
Dies gelingt nach der Erfindung durch die Kombination der Zentraltüranordnung mit einem solchen Aggregat aus Linearmotor und an sich für TürantriebThis is achieved according to the invention by combining the central door arrangement with such Unit consisting of a linear motor and actually for door drive
durch Linearmotor bekannter Wirbelstrombremse, bei dem durch Verwendung einer großen getrennten Wirbelstrombremse eine so stark abfallende resultierende ZugkrafVGescrtwindigkeits-Kennlmie F = f(v) im Zugkraft/Geschwindigkeits-Diagramm (din Fig. 1) vorgegeben wird, daß diese die Kennlinie der Reibungskraft Fmg = f(v) annähernd senkrecht schneidet, und dadurch ohne jeden Regelzubehör eine kleine, von der wechselnden Türreibung Fw^ unabhängige Geschwindigkeit ρ erreicht wird. by linear motor known eddy current brake, in which by using a large separate eddy current brake such a sharply decreasing resulting traction force characteristic F = f (v) is given in the traction force / velocity diagram (d in Fig. 1) that this is the characteristic of the frictional force Fmg = f (v) cuts approximately vertically, and thus a small speed ρ, independent of the changing door friction Fw ^, is achieved without any control accessories.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.Further refinements of the invention are evident from the subclaims.
Die Erfindung wird anhand der F i g. 1 bis 3 näher beschrieben und der durch sie erzielbare Vorteil dargelegt. Im einzelnen zeigtThe invention is illustrated by means of FIGS. 1 to 3 described in more detail and the advantage that can be achieved by them set out. In detail shows
F i g. 1 das resultierende Zugkraft/Geschwindigkeits-Diagramm F — f(v) eines aus Linearmotor und Wirbelstrombremse gebildeten Aggregats in Abhängigkeit vom Strom Ib der Wirbelstrombremse, wobei für die Erfindung die Kennlinien 0 und d wesentlich sind,F i g. 1 the resulting tractive force / speed diagram F - f (v) of a unit formed from a linear motor and eddy current brake as a function of the current Ib of the eddy current brake, the characteristics 0 and d being essential for the invention,
Fig.2 ein Schaubild mit der Zugkraft F eines Linearmotors, seiner abgegebenen Leistung Pat, und seinem Wirkungsgrad η in Abhängigkeit von dem Verhältnis v«/Vv„ (vr = Relativgeschwindigkeit zwischen Primär- und Sekundärteil),2 shows a diagram with the tensile force F of a linear motor, its output P a t, and its efficiency η as a function of the ratio v «/ V v " (vr = relative speed between primary and secondary part),
F i g. 3 eine Anordnung für eine Zentraltür gemäß der Erfindung mit einem Aggregat aus Linearmotor und großer Wirbelstrombremse.F i g. 3 shows an arrangement for a central door according to the invention with an assembly made up of a linear motor and large eddy current brake.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand dieser Figuren beschrieben.The invention is described below with reference to these figures.
F i g. 1 zeigt die Zugkraft/Geschwindigkeits-Kennlinie F = f(v) im Zugkraft-Geschwindigkeits-Diagramm für ein Aggregat aus Linearmotor mit Primärteil 1 und Sekundärteil 5 und großer Wirbelstrombremse 2. Hierin wurden resultierende Kennlinien 0, a, b, c, d eingezeichnet, die erreichbar wären, wenn die erregende Drehstromspannung des Linearmotors konstant belassen, die Stromstärke Ib der Wirbelstrombremse 2 aber fortlaufend vergrößert worden wäre. Für Ib = 0 ergibt sich die Kennlinie 0 (rechts außen). Zur Erreichung einer möglichst senkrecht verlaufenden Kennlinie c/nach der Erfindung muß die Wirbelstrombremse 2 im Verhältnis zu einem voll ausgenutzten Linearmotor-1 verhältnismäßig groß sein. Durch bloße Übererregung der aus dem bekannten Stand ersichtlichen, als Attribute zum Linearmotor gedachten kleinen Wirtrelstrombremsen ist diese fast senkrechte Kennlinie nicht zu erreichen, ebenso nicht durch eine kurzzeitige Gleichstromspeisung einer Wicklung im sonst normal dimensionierten Linearmotor 1.F i g. 1 shows the tensile force / speed characteristic F = f (v) in the tensile force-speed diagram for an assembly consisting of a linear motor with primary part 1 and secondary part 5 and a large eddy current brake 2. The resulting characteristic curves 0, a, b, c, d were drawn in here that would be achievable if the exciting three-phase voltage of the linear motor were left constant, but the current Ib of the eddy current brake 2 would have been continuously increased. For Ib = 0 the characteristic curve 0 results (right outside). In order to achieve a characteristic curve c / according to the invention that runs as vertically as possible, the eddy current brake 2 must be relatively large in relation to a fully utilized linear motor 1. This almost vertical characteristic curve cannot be achieved by mere overexcitation of the small eddy current brakes, which can be seen from the known state of the art and are intended as attributes of the linear motor, nor by briefly supplying direct current to a winding in the otherwise normally dimensioned linear motor 1.
Für einen bestimmten Linearmotor mit zunächst ortsfest angenommenem Primärteil ergibt sich für Ib = 0 die höchste Geschwindigkeit vmi„ die sein Sekundärteil gegen den Raum erreichen kann, ν sei eine sehr kleine, durch zusätzliche Mittel, beispielsweise eine geeignet dimensionierte Wirbelstrombremse, erreichte Geschwindigkeit.For a certain linear motor with the primary part initially assumed to be stationary, Ib = 0 results in the highest speed v mi " which its secondary part can achieve in relation to space, ν is a very small speed achieved by additional means, for example a suitably dimensioned eddy current brake.
Dann zeigt die F i g. 2 die zu ν gehörige Zugkraft F, die dabei abgegebene Leistung P,b und den Wirkungsgrad η. — Ist c die Kennlinie, bei welcher bei zunächst ortsfestem Primärteil mit pRbg die Geschwindigkeit 2 ν zustande käme, so wäre dieser Betriebspunkt 2 ν hinsichtlich der Verlustbilanz, des Wirkungsgrades und der abgegebenen Leistung P,t viel günstiger als derjenige mit der Geschwindigkeit I · v. Then the FIG. 2 the tensile force F associated with ν, the power P, b and the efficiency η. - Is c, the characteristic, in which at first a stationary primary part with PRBG the speed 2 ν would be applicable to this operating point 2 would ν loss balance sheet, the efficiency and the output power P as to t much cheaper than that with the speed I · v .
Durch die Zentraliüranordnung erhält man aber gerade für eine vorgegebene Geschwindigkeit ν eines Türblattes, z. B. 7, gegen den umgebenden Raum eine Relativgeschwindigkeit Vr - 2 ν des Linearmotor-Primärteils 1 gegen den auf dem anderen Türblatt 6 befindlichen Sekundärteil 5. Mittels der bekannten Zentraltüranordnung wird so durch den von ihr bewirkten Übergang von 1 ■ ν auf vr = 2 ν die Leistungsabgabe erhöht, die Verluste und der Wirkungsgrad verbessert — Durch die Erfindung wird unter Mitbenutzung dieses Vorteils der bekannten durch Linearmotor betriebenen ZentraltüranordnungDue to the central door arrangement, however, one obtains precisely for a given speed ν of a door leaf, e.g. B. 7, against the surrounding space, a relative speed Vr - 2 ν of the linear motor primary part 1 against the located on the other door leaf 6 secondary part 5. By means of the known central door assembly is so by effected by their transition from 1 ■ ν on vr = 2 ν increases the power output, improves the losses and the efficiency - the invention makes use of this advantage of the known central door arrangement operated by a linear motor
ίο eine weitere Verbesserung dadurch erzielt, daß die kleine Geschwindigkeit ν (und damit auch vr = 2 v) zusätzlich von der wechselnden Reibungskraft. Fm,g unabhängig und ohne zusätzliche Regelung konstant gehalten werden durch die fast senkrecht verlaufende Kennlinie d, die mit einer entsprechend groß dimensionierten Wirbelstrombremse 2 erreichbar ist. — ν und vr = 2v liegen bei der fast senkrecht verlaufenden Kennlinie d nach der Erfindung sehr niedrig; die möglichen Zwischenstufen a bis c werden im eigentlichen Betrieb nicht benutzt.ίο a further improvement is achieved in that the small speed ν (and thus also vr = 2 v) is additionally influenced by the changing frictional force. Fm, g are kept constant independently and without additional regulation by the almost vertical characteristic curve d, which can be achieved with a correspondingly large-sized eddy current brake 2. - ν and vr = 2v are very low in the case of the almost vertical characteristic curve d according to the invention; the possible intermediate stages a to c are not used in actual operation.
Die Geschwindigkeitsübersetzung otrch die Zentraltüranordnung von ν in vr = 2 ν bringt übrigens bei einer mechanischen Anordnung mit Preßluft- oder Hydraulik-Zylinder und -Kolben nicht den Vorteil in bezug auf die benötigte Leistung und den Wirkungsgrad für den Türantrieb, wie er beim elektrischen Linearmotor mit Zentraltüranordnung erzielbar istIncidentally, in a mechanical arrangement with compressed air or hydraulic cylinders and pistons, the speed ratio otrch the central door arrangement from ν to vr = 2 ν does not have the advantage in terms of the required power and the efficiency for the door drive, as is the case with an electric linear motor Central door arrangement is achievable
F i g. 3 zeigt ein Beispiel für die Erfindung. Hierin ist 1 das Primärteil des Linearmotors, der am rechten Türblatt 7 befestigt ist, 5 ist der Sekundärteil, der am linken Türblatt 6 befestigt ist. F i g. 3 zeigt die Stellung der beiden Türblätter bei geschlossener Tür. Ihre spätere antiparallele Öffnungsgeschwindigkeit ν ist durch einen Zeiger ν angedeutet. Die Kennlinie 0 (Fig. 1) wird durch die Erregung des Linearmotorprimärteils 1 allein für sich erreicht, die sehr kleine konstante Geschwindigkeit gemäß Kennlinie d wird durch gleichzeitige Erregung von Primärteil 1 und großer Wirbelstrombremse 2. Letztere Betriebsart ist im allgemeinen nur auf eine kurze »Bremsstrecke« an den Enden der Türbahn beschränkt.F i g. 3 shows an example of the invention. Here, 1 is the primary part of the linear motor which is attached to the right door leaf 7, 5 is the secondary part which is attached to the left door leaf 6. F i g. 3 shows the position of the two door leaves when the door is closed. Your later anti-parallel opening speed ν is indicated by a pointer ν . The characteristic curve 0 (Fig. 1) is achieved by the excitation of the linear motor primary part 1 alone, the very low constant speed according to characteristic curve d is achieved by the simultaneous excitation of the primary part 1 and the large eddy current brake 2. The latter operating mode is generally limited to a short » Braking distance «limited at the ends of the doorway.
Zur einmaligen Anpassung der Kennlinie d an den jeweiligen Anwendungsfall einer fertigen Türanordnung ist nach einer Variante der Erfindung eine Justiermöglichkeit durch einmalige Einstellung eines für eine passende Kennlinie d' erforderlichen Bremsenstroms Ib' vorgesehen, die aber in der Nähe von c/iiegtFor one-time adaptation of the characteristic curve d to the respective application of a finished door arrangement, according to a variant of the invention, an adjustment option is provided by setting a brake current Ib ' required for a suitable characteristic curve d' once, but which is in the vicinity of c / i
Nach einer weiteren Variante der Erfindung wird der Einfluß einer Erwärmung des Sekundärteils 5, die sich inAccording to a further variant of the invention, the influence of heating of the secondary part 5, which is in
so einer Durchbiegung desselben äußern und diesen zum Schleifen am Primärteil 1 veranlassen könnte, aufgefangen, indem der Sekundärteil 5 in seiner Längsrichtung einer genügend großen Zugbeanspruchung, z. B. durch starke Γ eciern 13, unterworfen wird.so express a deflection of the same and this to the Grinding on the primary part 1 could cause it to be caught by the secondary part 5 in its longitudinal direction a sufficiently large tensile stress, e.g. B. by strong Γ eciern 13 is subjected.
Der oben beschriebene Vorteil der Zentraltüranordnung in bezug auf Verluste und Typgroße des Linearmotors wird bei der Kennlinie d gemäß der Erfindung nicht nur durch die erzielbare kleine konstante Geschwindigkeit ν dargestellt, sondern auchThe above-described advantage of the central door arrangement with regard to losses and type size of the linear motor is represented in the characteristic curve d according to the invention not only by the low, constant speed v that can be achieved, but also
durch den Überschuß an Beschleunigungskraft, womit sehr rasch bis 211 diesem gewünschten WeFt ν beschleunigt wird, ohne diesen bei zufällig kleiner Reibung überschreiten zu können.by the excess of acceleration force, which very quickly leads to this desired WeFt ν is accelerated without being able to exceed it with randomly small friction.
Die Erregung der Wirbelstrombremse 2 zum Übergang von der Kennlinie 0 auf die Kennlinie c/kann abhängig vom Ort des Türblattes in bestimmtem Abstand von den Enden der Türbahn durch einen Kontakt od. dgl. bewirkt werden.The excitation of the eddy current brake 2 to the transition from the characteristic curve 0 to the characteristic curve c / can depending on the location of the door leaf at a certain distance from the ends of the door panel through a Contact or the like. Be effected.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung kann die Wirbelstrombremse 2 zur Türzuhaltung und -offenhaltung mitbenutzt werden.According to a further variant of the invention, the eddy current brake 2 can also be used for locking and keeping the door open.
Mittels der erfindungsgemäßen Kombination von einem Aggregat aus Linearmotor und für die Erreichung der Kennlinie d ausreichend groß bemessener Wirbelstrombremse mit einer Zentraltür läßt sich soBy means of the combination according to the invention of a unit made up of a linear motor and eddy current brake with a central door, which is dimensioned sufficiently large to achieve the characteristic curve d einerseits eine kleine konstante, von der schwankenden Türreibung unabhängige Türgeschwindigkeit erzielen ohne jegliche Regelorgane, andererseits eine minimale Türöffnung*- und -schließzeit, bei kleinstmöglichen Verlusten und damit kleinstmöglicher Typgröße des Linearmotors.on the one hand a small constant, from the fluctuating Door friction-independent door speed can be achieved without any regulating devices, on the other hand a minimal one Door opening * and closing time, with the smallest possible loss and thus the smallest possible type size of the Linear motor.
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