EP0767288B1 - Antriebssystem für Verschliesselemente - Google Patents

Antriebssystem für Verschliesselemente Download PDF

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EP0767288B1
EP0767288B1 EP96115585A EP96115585A EP0767288B1 EP 0767288 B1 EP0767288 B1 EP 0767288B1 EP 96115585 A EP96115585 A EP 96115585A EP 96115585 A EP96115585 A EP 96115585A EP 0767288 B1 EP0767288 B1 EP 0767288B1
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EP
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drive system
closing
closing element
motor
control unit
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EP96115585A
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English (en)
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Michael Hörmann
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Marantec Antriebs und Steuerungstechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Marantec Antriebs und Steuerungstechnik GmbH and Co KG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/70—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
    • E05F15/665—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for vertically-sliding wings
    • E05F15/668—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for vertically-sliding wings for overhead wings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2201/00—Constructional elements; Accessories therefor
    • E05Y2201/40—Motors; Magnets; Springs; Weights; Accessories therefor
    • E05Y2201/404—Function thereof
    • E05Y2201/41—Function thereof for closing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/10—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/106—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof for garages

Definitions

  • the invention relates to a drive system with a closing element, preferably for gates, doors, shutters or windows.
  • Driven closing elements offer the advantage that they have a remote control can be controlled.
  • powered Garage doors for example, can be conveniently accessed from the car can be opened or closed by a remote control.
  • driven closing elements in that these are usually only through the self-locking Effect of the drive system secured against unauthorized opening are.
  • Additional mechanical locking systems e.g. Castles with locking bolts, offer in addition to the self-locking effect provide adequate protection, however a complex construction and a complicated one Handling when closing and opening the closing element.
  • the object of the invention is therefore for a driven closing element additional security measures against unauthorized persons To be opened with little design effort.
  • the advantage of the drive system according to the invention is in particular that additional electronic monitoring of the Closing element takes place and that an active closing of the closing element is possible in the event of an attempted break-in.
  • the security of the driven closing element can thus simple constructive measures can be effectively increased.
  • the basic structure of the invention requires Drive system a motor for driving the closing element, a position sensor for detecting certain positions of the closing element and a control unit that receives the signals from the position transmitter processed and which controls the motor.
  • Motor is expediently an electric motor, which can be switched in its direction of rotation and which has a reduction gear and a corresponding mechanism the closing element drives.
  • the drive system also has an operating unit on, which allows authorized persons, the closing element to open or close.
  • This control unit can be used for Example include a switch with a key or is also operated with a suitable remote control.
  • the Motor when the closing element is completely closed none Exerts clamping force so as not to unnecessarily close the motor strain.
  • the maximum closing force exerted by the motor on the closing element can be configured by simply switching it off or on can be controlled.
  • the closing force in the closing element when it returns Closed position depending on the change in position of the Closing element is controlled. This is no longer the Control of the closing force, but the regulation of the closing speed in the foreground. So while unauthorized Opening creates as large a closing force as possible as a counterforce should be a when closing the closing element slow closing speed to avoid damage of the closing element due to an excessive impact against the Avoid end stops.
  • the position transmitter can preferably consist of switching elements, through the closing element in suitable positions be operated.
  • the position encoder can also be an incremental encoder include driven by the engine. In Connection with two switching elements that determine the end positions of the Detect the closing element with the incremental encoder the current position of the closing element within the resolution accuracy of the delivered pulses can be determined. Hereby it is possible to in any force curves of the closing force Depending on the position of the closing element.
  • an alarm system in the closed state of the closing element when exceeded a predetermined position of the closing element an alarm system is triggered. It is conceivable that an already installed or a building's alarm system to be installed is used so that the drive system an appropriate alarm signal forwards to this alarm system. But it is also conceivable that an alarm system is integrated directly into the drive system is, so that a self-sufficient alarm protection of the closing element he follows.
  • the drive system according to the invention can advantageously be used for locking elements such as gates, doors, roller shutters or windows, the closing movement, for example, from a sliding, Rotary or oscillating movement can exist.
  • the garage door from FIG. 1 has two vertical struts 1 whose upper end is followed by two tracks 2, in which the door leaf 3 is guided.
  • the door leaf 3 is still with a linkage, not shown, articulated to the struts 1, so that the door leaf opens and closes with an overhead movement leaves.
  • compensating springs are provided, which Largely compensate for the dead weight of the door leaf during the movement and which defines the door leaf in its end positions hold.
  • the drive system designated 4 exists overall from a drag chain drive with a drag chain 5, on the the door leaf 3 is articulated and the pulley 6 and is guided over a drive roller, not shown.
  • the driving role is located in the drive unit 7 and is about a gear driven by the electric motor 9.
  • an incremental encoder 8 is driven by the electric motor 9, the one after a certain number of revolutions Outputs pulse to the control unit 10.
  • the control unit 10 evaluates the pulses of the pulse generator out. If necessary, the incremental encoder can also be omitted be, if appropriate switching elements are mounted so that the control unit receives the necessary position information.
  • the Output signal of the control unit 10 leads to an amplifier 11, which supplies the necessary power to the electric motor 9.
  • control unit 10 consists of a microcontroller. In addition to the pulses of the incremental encoder 8 and if necessary The microcontroller 10 also evaluates further switching elements the signal of a receiver part, not shown Radio remote control off, with authorized persons the garage door can open or close.
  • the microcontroller receives a command to open the garage door 3, the amplifier 11 the electric motor 9 is controlled. When the end position is reached, by a limit switch or by appropriate integration the pulses of the incremental encoder 8 are recognized, the engine is switched off again. If otherwise a Command to close the garage door to the microcontroller the functional sequence is corresponding.
  • the function of the drive system according to the invention begins when the garage door is closed. Conveniently, in full closed position of the door leaf still no closing force exercised so as not to put unnecessary strain on the engine. As soon as the microcontroller 10, however, via the incremental encoder 8 or a position of the Detects garage doors that go beyond a permissible position the motor is controlled so that the garage door a closing force acts. Depending on the motor type and control circuit can the closing force depending on the position or also vary from the position change of the garage door.
  • the simplest way is that the closing force decreases a certain position to a maximum value that corresponds to the maximum Standstill torque of the motor corresponds, is set.
  • the motor can be switched on and off in this form can be controlled.
  • the closing force as a control variable a target course of the change in position, that is, the return speed to the standstill position follows. This will causes the door leaf to close gently. In particular, this can then be required if an unauthorized person checks the door leaf first tried to open and after activating the maximum Closing force suddenly releases the gate again.

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Operating, Guiding And Securing Of Roll- Type Closing Members (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem mit einem Verschließelement, vorzugsweise für Tore, Türen, Rolläden oder Fenster.
Angetriebene Verschließelemente bieten den Vorteil, daß sie über eine Fernsteuerung ansteuerbar sind. Im Fall von angetriebenen Garagentoren können diese beispielsweise bequem vom Auto aus durch eine Fernsteuerung geöffnet oder geschlossen werden.
Ein Nachteil von angetriebenen Verschließelementen besteht allerdings darin, daß diese in der Regel nur durch die selbsthemmende Wirkung des Antriebssystems gegen unbefugtes Öffnen gesichert sind. Zusätzliche mechanische Verschlußsysteme, wie z.B. Schlösser mit Verriegelungsbolzen, bieten zwar in Ergänzung zu der selbsthemmenden Wirkung einen ausreichenden Schutz, führen allerdings zu einer aufwendigen Konstruktion und zu einer komplizierten Handhabung beim Verschließen und Öffnen des Verschließelements.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein angetriebenes Verschließelement zusätzliche Sicherungsmaßnahmen gegen unbefugtes Öffnen mit einem geringen konstruktiven Aufwand vorzusehen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung führt dazu, daß bei dem Versuch, das Verschließelement zu öffnen, dieses mit einer Schließkraft als Gegenkraft beaufschlagt wird.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Antriebssystems besteht insbesondere darin, daß eine zusätzliche elektronische Überwachung des Schließelements erfolgt und daß ein aktives Schließen des Verschließelements bei einem Einbruchsversuch möglich ist. Die Sicherheit des angetriebenen Verschließelements kann somit durch einfache konstruktive Maßnahmen wirksam erhöht werden.
Seinem grundsätzlichen Aufbau nach benötigt das erfindungsgemäße Antriebssystem einen Motor zum Antreiben des Verschließelements, einen Positionsgeber zum Erfassen bestimmter Positionen des Verschließelements und eine Steuereinheit, die die Signale des Positionsgebers verarbeitet und die den Motor ansteuert. Bei dem Motor handelt es sich zweckmäßigerweise um einen Elektromotor, der in seiner Drehrichtung umschaltbar ist und der über ein Untersetzungsgetriebe und eine entsprechende Mechanik das Verschließelement antreibt. Das Antriebssystem weist außerdem eine Bedieneinheit auf, die es befugten Personen erlaubt, das Verschließelement zu öffnen oder zu schließen. Diese Bedieneinheit kann zum Beispiel einen Schalter umfassen, der mit einem Schlüssel oder auch mit einer geeigneten Fernbedienung betätigt wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Motor bei vollständig geschlossenem Verschließelement keine Schließkraft ausübt, um hierdurch den Motor nicht unnötig zu belasten. Sobald das Verschließelement allerdings über eine bestimmte Position hinaus geöffnet wird, wird die maximale Schließkraft von dem Motor auf das Verschließelement ausgeübt. In dieser Konfiguration kann der Motor durch einfaches Ab- bzw. Umschalten angesteuert werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Schließkraft bei Rückkehr des Verschließelements in dessen Schließposition in Abhängigkeit von der Positionsänderung des Verschließelements gesteuert wird. Hierbei steht nicht mehr die Steuerung der Schließkraft, sondern die Regelung der Schließgeschwindigkeit im Vordergrund. Während also bei unbefugtem Öffnen möglichst eine große Schließkraft als Gegenkraft erzeugt werden soll, soll beim Schließen des Verschließelements eine geringe Schließgeschwindigkeit vorliegen, um so eine Beschädigung des Verschließelements durch einen zu starken Aufprall gegen die Endanschläge zu vermeiden.
Der Positionsgeber kann vorzugsweise aus Schaltelementen bestehen, die durch das Verschließelement an geeigneten Positionen betätigt werden. Zusätzlich kann der Positionsgeber einen Inkrementalgeber umfassen, der durch den Motor angetrieben wird. In Verbindung mit zwei Schaltelementen, die die Endpositionen des Verschließelementes detektieren, kann mit dem Inkrementalgeber die momentane Position des Verschließelements innerhalb der Auflösungsgenauigkeit der abgegebenen Impulse bestimmt werden. Hierdurch ist es möglich, beliebige Kraftverläufe der Schließkraft in Abhängigkeit der Position des Verschließelements vorzugeben.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß im Schließzustand des Verschließelements bei Überschreiten einer vorgegebenen Position des Verschließelements eine Alarmanlage ausgelöst wird. Hierbei ist es denkbar, daß eine bereits installierte oder noch zu installierende Alarmanlage eines Gebäudes benutzt wird, so daß das Antriebssystem ein entsprechendes Alarmsignal an diese Alarmanlage weiterleitet. Es ist aber auch denkbar, daß eine Alarmanlage im Antriebssystem direkt integriert ist, so daß eine autarke Alarmsicherung des Verschließelements erfolgt.
Vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Antriebssystem verwenden für Verschließelemente wie Tore, Türen, Rolläden oder Fenster, wobei die Verschließbewegung zum Beispiel aus einer Schiebe-, Dreh- oder Schwingbewegung bestehen kann.
Als Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde ein Überkopf-Garagentor herangezogen, das nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert wird. In dieser zeigt
Fig. 1
eine schematische Darstellung eines überkopfbewegbaren Garagentors mit einem Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Antriebssystems und
Fig. 2
ein vergrößertes Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Antriebssystems.
Das Garagentor aus Fig. 1 weist zwei vertikale Streben 1 auf, an deren oberen Ende sich zwei Laufschienen 2 anschließen, in denen das Torblatt 3 geführt ist. Das Torblatt 3 ist weiterhin mit einem nicht dargestellten Gestänge an die Streben 1 angelenkt, so daß sich das Torblatt mit einer Überkopfbewegung öffen und schließen läßt. Außerdem sind Ausgleichsfedern vorgesehen, die das Eigengewicht des Torblattes während der Bewegung weitgehend kompensieren und die das Torblatt in seinen Endstellungen definiert halten. Das mit 4 bezeichnete Antriebssystem besteht insgesamt aus einem Schleppkettenantrieb mit einer Schleppkette 5, an der das Torblatt 3 angelenkt ist und die über die Umlenkrolle 6 sowie über eine nicht dargestellte Antriebsrolle geführt ist. Die Antriebsrolle befindet sich in dem Antriebsaggregat 7 und wird über ein Getriebe durch den Elektromotor 9 angetrieben. Ebenfalls durch den Elektromotor 9 angetrieben wird ein Inkrementalgeber 8, der nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen jeweils einen Impuls an die Steuereinheit 10 abgibt. In Verbindung mit Schaltelementen, die durch das Torblatt 3 in dessen beiden Endstellungen, also in vertikaler und in horizontaler Stellung, betätigt werden, wertet die Steuereinheit 10 die Impulse des Impulsgebers aus. Auf den Inkrementalgeber kann gegebenenfalls auch verzichtet werden, wenn entsprechende Schaltelemente so montiert werden, daß die Steuereinheit die nötigen Positionsinformationen erhält. Das Ausgangssignal der Steuereinheit 10 führt zu einem Verstärker 11, der dem Elektromotor 9 die notwendige Leistung zuführt.
Fig. 2 zeigt die elektronischen Komponenten des Antriebssystems. Demnach besteht die Steuereinheit 10 aus einem Microcontroller. Neben den Impulsen des Inkrementalgebers 8 und gegebenenfalls weiteren Schaltelementen wertet der Microcontroller 10 außerdem das Signal eines nicht näher dargestellten Empfängerteils einer Funkfernsteuerung aus, mit der befugte Personen das Garagentor öffnen oder schließen können.
Gelangt an den Microcontroller ein Befehl zum Öffnen des Garagentors 3, so wird in an sich bekannter Weise über den Verstärker 11 der Elektromotor 9 angesteuert. Bei Erreichen der Endstellung, die durch einen Endschalter oder auch durch entsprechendes Aufintegrieren der Impulse des Inkrementalgebers 8 erkannt wird, wird der Motor wieder ausgeschaltet. Wenn im anderen Fall ein Befehl zum Schließen des Garagentores an den Microcontroller gelangt, so ist der Funktionsablauf entsprechend.
Die erfindungsgemäße Funktion des Antriebssystems setzt ein, wenn das Garagentor geschlossen ist. Zweckmäßigerweise wird in vollständig geschlossener Position des Torblatts noch keine Schließkraft ausgeübt, um so den Motor nicht unnötig zu belasten. Sobald der Microcontroller 10 allerdings über den Inkrementalgeber 8 oder auch über entsprechende Positionsschalter eine Position des Garagentores detektiert, die über eine zulässige Position hinausgeht, wird der Motor derart angesteuert, daß auf das Garagentor eine Schließkraft wirkt. Je nach Motortyp und Ansteuerschaltung kann dabei die Schließkraft in Abhängigkeit von der Position oder auch von der Positionsveränderung des Garagentors variieren.
Die einfachste Möglichkeit besteht darin, daß die Schließkraft ab einer bestimmten Position auf einen Maximalwert, der dem maximalen Stillstandsmoment des Motors entspricht, eingestellt wird. Der Motor kann in dieser Form durch einfaches An- bzw. Umschalten angesteuert werden.
Zusätzlich kann bei der Rückkehr des Torblatts in dessen Schließposition vorgesehen sein, daß die Schließkraft als Steuergröße einem Sollverlauf der Positionsänderung, also der Rückkehrgeschwindigkeit in die Stillstandsposition, folgt. Hierdurch wird ein sanftes Schließen des Torblatts bewirkt. Dies kann insbesondere dann erforderlich sein, wenn eine unbefugte Person das Torblatt zunächst zu öffnen versucht und nach Aktivieren der maximalen Schließkraft das Tor plötzlich wieder freigibt.

Claims (12)

  1. Antriebssystem mit einem Verschließelement, vorzugsweise für Tore, Türen, Rolläden oder Fenster, mit einem Motor, mit einem Positionsgeber zum Erfassen bestimmter Positionen des Verschließelements, mit einer Bedieneinheit, die befugten Personen das Öffnen oder Schließen des Verschließelements erlaubt, und mit einer Steuereinheit, wobei die Steuereinheit in Wirkverbindung mit dem Motor, dem Positionsgeber und der Bedieneinheit steht,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Motor, durch die Steuereinheit angesteuert eine gegen unbefugtes Öffnen wirkende Verschließkraft auf das Verschließelement ausüben kann, die von der Position und/oder von der Positionsänderung des Verschließelements abhängt.
  2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schließkraft bei vollständig geschlossenem Schließelement nicht erzeugt wird und auf einen Maximalwert ansteigt, sobald das Verschließelement über eine vorgegebene Position hinaus geöffnet wird.
  3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Rückkehr des Verschließelements in die Schließposition die Schließkraft von der Positionsänderung des Schließelements derart abhängt, daß ein sanftes Schließen des Verschließelements erfolgt.
  4. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Elektromotor, vorzugsweise ein Gleichstrommotor ist.
  5. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Motor die Verschließeinheit über ein Untersetzungsgetriebe antreibt.
  6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsgeber Schaltelemente umfaßt, die an geeigneten Positionen montiert sind und die durch die Bewegung des Verschließelements an den jeweiligen Positionen betätigt werden.
  7. Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsgeber zusätzlich einen Inkrementalgeber umfaßt, der nach einer bestimmten Positionsveränderung des Verschließelements jeweils einen Impuls abgibt.
  8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedieneinheit aus einer Fernsteuerung oder aus einem durch einen Schlüssel zu betätigenden Schalter besteht.
  9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit aus einem Mikrocontroller besteht.
  10. Verwendung eines Antriebssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für Verschließelemente, wie Tore, Türen, Rolläden oder Fenster.
  11. Verwendung eines Antriebssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer vorgegebenen Position des Verschließelements eine Alarmanlage durch die Steuereinheit ausgelöst wird.
  12. Verwendung eines Antriebssystems nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmanlage im Antriebssystem integriert ist.
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