DE3544154A1 - Steuereinrichtung fuer eine automatische tuer - Google Patents
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Description
LEINWEBER & ZIMMERMANN
EUROPEAN PATENTATTORNEYS
Dipl.-lng. H. Leinweber (i93o-7sj
Dip!.-lng. Heinz Zimmermann Dipl.-lng. A. Gf. ν. Wengersky Dipl.-Phys. Dr. Jürgen Kraus
PATENTANWÄLTE
Telefon (089)268083
Telex 528191 Izpatd
Telecopier (089) 268086
Telex 528191 Izpatd
Telecopier (089) 268086
den 13. Dezember 1985
Unser Zeichen
krsd/FP 85-47-Ger
YOSHIDA KOGYO K.K., Tokyo/Japan
Steuereinrichtung für eine automatische
Tür
Tür
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung
zur Betriebssteuerung einer automatischen Tür.
Als Steuereinrichtung für eine automatische Tür sind verschiedene Einrichtungen vorbekannt, wie eine
Steuereinrichtung mit Endschaltern zur Erfassung der Stellung einer Tür, eine Steuereinrichtung, bei der auf
einer Drehwelle eines Antriebsmotors oder einer anderen Drehwelle ein Drehungsdetektor vorgesehen ist und auf der
Grundlage der erfaßten Drehdaten eine numerische Steuerung des Antriebsmotors vorgenommen wird, eine Steuereinrichtung,
bei der Zähne auf einem zur Kopplung eines Antriebsmotors mit einer Tür dienenden Zeitgeberriemen erfaßt und gezählt
werden und eine numerische Steuerung des Antriebsmtors
auf der Grundlage der gezählten Daten bewirkt wird,
od. dgl.
Jedoch ist es bei den im Stand der Technik bekannten Steuereinrichtungen erforderlich, getrennt
von der Antriebseinrichtung für die Tür irgendeine Art von Türstellungsdetektoreinrichtung vorzusehen,
wodurch die Anzahl von Einzelteilen der Einrichtung nicht vermindert werden konnte und es daher schwierig
war, eine Vereinfachung des Aufbaus und eine Verringerung der Herstellungskosten zu erreichen.
Ein hauptsächliches Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Steuereinrichtung für eine automatische
Tür, die nicht mit den vorstehend abgehandelten Nachteilen des Standes der Technik behaftet ist.
Ein besonderes Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Steuereinrichtung für eine automatische
Tür, bei der keine Notwendigkeit besteht, eine Tür-Stellungsdetektoreinrichtung getrennt von der Antriebseinrichtung
für die Tür vorzusehen und bei der somit eine Verringerung der Herstellungskosten erreicht werden
kann.
Die Verbesserungen bestehen bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für eine automatische Tür
darin, daß ein bürstenloser Gleichstrommotor als Antriebsmotor für die Tür verwendet wird, und Erfassungssignale
für die Magnetpolstellung, die von einem intern innerhalb eines bürstenlosen Gleichstrommotorschaltkreises vorgesehenen
Magnetpolstellungsdetektor erzeugt werden, in einem Stellungssteuerschaltkreis zur Erfassung der
Türstellung und in einem Geschwindigkeitssteuerschaltkreis zur Erfassung der Bewegungsgeschwindigkeit der
Tür verwendet werden.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist eine
Steuereinrichtung für eine automatische Tür vorgesehen, die einen bürstenlosen Gleichstrommotor aufweist, der
mit einem Türblatt zur Übertragung einer Antriebskraft
auf das Türblatt über eine Geschwindigkeitsuntersetzungseinrichtung gekoppelt und zur Lieferung von Erfassungsimpulsen für die Magnetpolstellung geeignet ist, sowie
einen auf die von dem bürstenlosen Gleichstrommotor gelieferten Erfassungsimpulse für die Magnetpolstellung
ansprechenden Stellungssteuerschaltkreis zur Bestimmung der Stellung des Türblattes und dadurch zur Erzeugung
eines die Richtung und den Wert der Geschwindigkeit des Türblattes anzeigenden Geschwindigkeitsbefehlssignals,
und einen auf die Erfassungsimpulse für die Magnetpolstellung und das Geschwindigkeitsbefehlssignal ansprechenden Geschwindigkeitssteuerschaltkreis zur derartigen
Anlegung eines Antriebssteuersignals an den bürstenlosen Gleichstrommotor, daß der Motor mit einer solchen Drehgeschwindigkeit
angetrieben werden kann, die die Bewegung des Türblattes mit der durch das Geschwindigkeitsbefehlssignal
angezeigten Geschwindigkeit ermöglicht.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
und der Zeichnung, auf die bezüglich einer erfindungswesentlichen Offenbarung aller im Text nicht erwähnten
Einzelheiten ausdrücklich hingewiesen wird. Hierin zeigen:
Fig. 1 ein allgemeines Blockdiagramm einer bevorgO
zugten Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 2 ein detaillierteres Teilschaltbild des Aufbaus eines in der in Fig. 1 dargestellten
Steuereinrichtung enthaltenen bürstenlosen Gleichstrommotors.
35
35
35U154 / ζ
Gemäß Fig. 1 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor M über ein Untersetzungsgetriebe 1 mit einer
Antriebsriemenscheibe 2 gekoppelt, ein Türantriebsriemen 4 rund um die Antriebsriemenscheibe 2 sowie eine angetriebene
Riemenscheibe 3 herumgeführt, und eine Tür 5 mit dem Riemen 4 über ein Verbindungsglied 6 derart
verbunden, daß die Tür 5 jeweils durch Drehung des bürstenlosen Gleichstrommotors M in der normalen oder
entgegengesetzten Richtung in der öffnungs- bzw. Schließrichtung bewegt werden kann.
Wie in Fig. 2 dargestellt, bilden bei diesem bürstenlosen Gleichstrommotor M allgemein Ankerwicklungen
11 einen Stator und ein Feldmagnet 12 einen Rotor.
Zusätzlich sind drei Magnetpolstellungsdetektoren, deren jeder aus einem Halleffektelement, einem Magnetwiderstandselement
oder einem fotoelektrischen Element bestehen kann, auf dem Stator unter einem Winkelabstand
von 120° angeordnet (in Fig. 2 ist nur ein einziger Magnetpolstellungsdetektor 13 dargestellt), so daß
drei in ihrer Phase um 120° gegeneinander verschobene Impulszüge von diesen Magnetpolstellungsdetektoren 13
ansprechend auf eine Drehung des den Rotor bildenden Feldmagneten 12 erzeugt werden. In einem von einer strichpunktierten
Umrahmung C umschlossenen Steuerschaltkreisabschnitt werden die Winkelstellung und die Drehgeschwindigkeit
des den Rotor bildenden Feldmagneten 12 auf der Grundlage der aus diesen drei Impulszügen bestehenden
Erfassungsimpulse P für die Magnetpolstellung bestimmt
go un<ä auf der Grundlage der Stellungs- und Geschwindigkeitsdaten ein Antriebssteuersignal an den bürstenlosen Gleichstrommotor
M angelegt. In dem bürstenlosen Gleichstrommotor M schaltet ein diesem zugeordneter Leistungsschalterstromkreis
10 (siehe Fig. 2) den jeweiligen Ankerwicklungen 11 zugeführte Antriebsströme in Übereinstimmung
mit dem Antriebssteuersignal, um das erforderliche
Drehmoment zu erzeugen.
Der Steuerschaltkreisabschnitt C weist einen Stellungssteuerschaitkreis 7, einen Geschwindigkeitssteuerschaltkreis
8 und einen Gleichstromversorgungsschaltkreis 9 auf, die von außerhalb des Steuerschaltkreisabschnittes
C ein*und ausgeschaltet werden können. Die von den in dem bürstenlosen Gleichstrommotor M
"LO vorgesehenen Magnetpolstellungsdetektoren 13 gelieferten
ErfassungsimpulseP für die Magnetpolstellung werden indan Stellungssteuerschaitkreis 7 und den Geschwindigkeitssteuerschaltkreis
8 eingegeben.
lg Der Stellungssteuerschaitkreis 7 erhält seine
Leistungszufuhr von dem Gleichstromversorgungsschaltkreis
9 und ist mit einem Zutrittsfühlschalter SW, wie einem Fußmattenschalter, einem Infrarotfühler,
einem kapazitiven Fühler o. dgl. verbunden, der den
2Q Zutritt eines menschlichen Körpers zu der automatischen
Tür erfaßt und ein Betätigungs signal für den Stellungssteuerschaitkreis 7 ausgibt. Dieser Stellungssteuerschaitkreis
7 bestimmt die Drehrichtung des Motors M auf der Grundlage der Phasenbeziehungen zwischen den
2g drei von den jeweiligen Magnetpolstellungsdetektoren 13
gelieferten Impulszügen und bestimmt auch die Stellung der Tür 5 durch Vorwärts- oder Rückwärtszählung der
Impulse in Abhängigkeit von der Drehrichtung (ausgehend von einer Bezugsstellung der Tür 5). Es ist festzuhalten,
QQ daß die die drei Impulszüge bildenden Impulse bei jeder
1/3 Umdrehung oder 1/6 Umdrehung des Rotors erzeugt werden, je nach dem die Impulse von nur einer Polarität
oder die Impulse beider Polaritäten berücksichtigt werden.
Λ g
35AA154
In den Stellungssteuerschaltkreis 7 ist intern ein Programm mit einer vorbestimmten Reihenfolge
von Operationen zum öffnen und Schließen der Tür 5 ansprechend auf das von dem Zutrittsfühlschalter SW
ausgesendete Betätigungssignal eingespeichert. Nachdem der Zutrittsfühlschalter SW den Zutritt eines menschlichen
Körpers zur automatischen Tür erfaßt hat, gibt daher der Stellungssteuerschaltkreis 7 auf der Grundlage
des eingespeicherten Betriebsablaufprogramms und der erfaßten gegenwärtigen Stellung der Tür 5 ein die
Richtung und den Wert der angestrebten Geschwindigkeit der Tür 5 anzeigendes Geschwindigkeitsbefehlssignal
aus, wobei dieses Geschwindigkeitsbefehlssignal an den Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 8 angelegt wird.
Der Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 8 berechnet und bestimmt die Geschwindigkeit der Tür 5 auf der
Grundlage der Erfassungsimpulse für die Magnetpolstellung, die von den in dem bürstenlosen Gleichstrommotor M vorgesehenen
Magnetpolstellungsdetektoren 13 ausgesendet werden, und bestimmt infolge eines Vergleichs zwischen der
durch das von dem Stellungssteuerschaltkreis 7 zugeführte Geschwindigkeitsbefehlssignal angegebenen angestrebten
Richtung und Größe der Geschwindigkeit der Tür 5 und der durch ihn bestimmten gegenwärtigen Richtung und Größe
der Geschwindigkeit der Tür 5 die erforderliche Beschleunigung des bürstenlosen Gleichstrommotors M und gibt
ein eine der Richtung und der Größe der erforderlichen Beschleunigung entsprechende Polarität und Größe aufweisendes
Antriebssteuersignal aus, das an den bürstenlosen Gleichstrommotor M angelegt wird, so daß der Motor
mit einer solchen Drehgeschwindigkeit angetrieben werden kann, die eine Bewegung der Tür 5 mit der durch das
Geschwindigkeitsbefehlssignal angezeigten angestrebten Geschwindigkeit ermöglicht.
Wenn sich in der den vorstehend beschriebenen Aufbau aufweisenden Steuereinrichtung für die automatische
Tür ein menschlicher Körper der automatischen Tür annähert wird der Zutrittsfühlschalter SW betätigt und
an den indem Steuerschaltkreisabschnitt C vorgesehenen
Stellungssteuerschaltkreis 7 ein Betätigungssignal angelegt. Ansprechend auf das Betätigungssignal erzeugt
der Stellungssteuerschaltkreis 7 ein Geschwindigkeitsbefehlssignal auf der Grundlage eines eingespeicherten
Programms mit der vorbestimmten Reihenfolge von Operationen und der durch ihn selbst auf der Grundlage der
Erfassungsimpulse P für die Magnetpole bestimmten gegenwärtigen Stellung der Tür 5 und legt das Geschwindigkeitsbefehlssignal
an den Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 8 an, der seinerseits an den bürstenlosen
Gleichstrommotor M ein Antriebssteuersignal zum öffnen und Schließen der Tür 5 in Übereinstimmung mit der
vorbestimmten Reihe von Operationen anlegt.
Während der Bewegung der Tür 5 werden die von den in dem bürstenlosen Gleichstrommotor M vorgesehenen
Magetpolstellungsdetektoren 13 gelieferten
Impulse sowohl an den Stellungssteuerschaltkreis 7 als auch an den Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 8 angelegt,
um zur Bestimmung der gegenwärtigen Stellung und der gegenwärtigen Geschwindigkeit der Tür 5 ausgenutzt zu
werden.
Darüberhinaus kann infolge der Verwendung des bürstenlosen Gleichstrommotors das durch einen Wechselstrommotor
bei der nach dem Stand der Technik bekannten automatischen Tür hervorgerufene Summgeräusch beseitigt
werden, wodurch die durch das Öffnen und Schließen der automatischen Tür hervorgerufenen Geräusche vermindert
werden können. Außerdem ist, da die Steuerung der
35U154
Drehgeschwindigkeit und des Drehmomentes eines bürstenlosen Gleichstrommotors leicht erreichbar ist, die
Steuerbarkeit der öffnungs/Schließgeschwindigkeit der
automatischen Tür hervorragend. Bei Anwendung eines Wechselstrom/Gleichstromwandlers als Gleichstromversorgungsschaltkreis
9 kann selbst in ausländischen Gebieten, in denen die Wechselspannung des öffentlichen
Stromnetzes vom Inland verschieden ist, die erfindungsgemäße Steuereinrichtung verhältnismäßig einfach an die
verschiedene Wechselspannung angepaßt werden, indem nur der Schaltkreis des Wechselstrom/Gleichstromwandlers
geändert wird.
Der grundlegende Vorteil der Erfindung beruht darauf, daß infolge der Verwendung des bürstenlosen
Gleichstrommotors als Antriebsquelle die von den Magnetpolstellungsdetektoren,
welche dem Motor zur Steuerung der Motordrehung von sich aus zugeordnet sind, ausgesendeten
Erfassungsimpulse zur Bestimmung der Türstellung herangezogen werden können und somit keine Notwendigkeit
besteht, getrennt vom Antriebsmotor einen Stellungsdetektor für die Tür vorzusehen, wodurch die Anzahl von Einzelteilen
herabgesetzt und eine Verringerung der Herstellungskosten erzielt werden kann.
25
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Leerseite -
Claims (3)
1. Steuereinrichtung für eine automatische Tür,
gekennzeichnet durch einen bürstenlosen Gleichstrommotor (M), der zur Übertragung einer Antriebskraft auf
das Türblatt (5) über eine Geschwindigkeitsuntersetzungseinrichtung
(1) mit dem Türblatt (5) gekoppelt und zur Lieferung von Erfassungsimpulsen für die Magnetpolstellung
geeignet ist, einem auf die von dem bürstenlosen Gleichstrommotor (M) gelieferten Erfassungsimpulse
für die Magnetpolstellung ansprechenden Stellungssteuerschaltkreis
(7) zur Bestimmung der Stellung des Türblattes (5) und dadurch zur Erzeugung eines die Richtung
und den Wert der Geschwindigkeit des Türblattes (5) anzeigenden Geschwindigkeitsbefehlssignals, und einen auf
die Erfassungsimpulse für die Magnetpolstellung und das Geschwindigkeitsbefehlssignal· ansprechenden Geschwindigkeitssteuerschaltkreis
(8) zur derartigen Anlegung eines Geschwindigkeitssteuersignals an den bürstenlosen
Gleichstrommotor (M), daß der bürstenlose Gleichstrommotor mit einer solchen Drehgeschwindigkeit angetrieben
werden kann, die eine Bewegung des Türblattes
(5) mit der durch das Geschwindigkeitsbefehissignal·
angezeigten Geschwindigkeit ermöglicht.
2. Steuereinrichtung für eine automatische Tür nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität
und Größe des von dem Geschwindigkeitssteuerschaltkreis (8) an den bürstenlosen Gleichstrommotor (M) angelegten
Antriebssteuersignals in Abhängigkeit von dem Geschwindigkeitsbefehlssignal
und den Erfassungsimpulsen für die Magnetpolstellung bestimmt wird.
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1
3. Steuereinrichtung für eine automatische Tür nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Stellungssteuerschaltkreis (7) ansprechend auf ein Signal betätigt wird, das von einem die Annäherung eines
5 menschlichen Körpers an die automatische Tür erfassenden Zutrittsfühlschalter (SW) erzeugt wird.
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