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Dokumentenidentifikation DE102004007883A1 02.12.2004
Titel Automatischer Torantrieb
Anmelder The Chamberlain Group, Inc., Elmhurst, Ill., US
Erfinder Robb, Eric, Carol Stream, Ill., US;
Hill, Richard, Lake Zurich, Ill., US;
Gioia, William, Winfield, Ill., US;
Kukulski, Edward, Carol Stream, Ill., US
Vertreter HOFFMANN · EITLE, 81925 München
DE-Anmeldedatum 18.02.2004
DE-Aktenzeichen 102004007883
Offenlegungstag 02.12.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.12.2004
IPC-Hauptklasse H02P 7/00
Zusammenfassung Es wird ein Bewegungsantrieb für Absperrungen mit einem Positionssensor in einem Teleskoparm zur Regelung der Absperrungen beschrieben. Eine von dem Arm entfernte Regeleinrichtung nimmt die Lage der Absperrung wahr, um die Grenzen der Absperrungsbewegung zu erkennen und um die Bewegungsrate der Absperrung zwischen den Grenzen zu regeln. Die Regeleinrichtung weist sowohl optische als auch Kantensensor-Hindernisdetektoren auf und reagiert auf drahtlose Kommunikation, um Nutzer-initiierte Befehlssignale zu empfangen.

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft automatische Bedienungen für die Bewegung von Absperrungen.

Bewegungssysteme für Absperrungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und umfassen im Allgemeinen einen Motor zum Bewegen der Absperrung in Abhängigkeit von einer Steuerung, wobei die Steuerung notwendige Handlungen in Reaktion auf Grenzen des Bewegungsbereichs der Absperrung, Sicherheitsvorrichtungen und Anwenderbefehle wiedergebende Eingangsgrößen bestimmt. Bei solchen bekannten Systemen wird diejenige Einrichtung, die die Grenzen des Bewegungsbereichs der Absperrung bestimmt, von der Steuerung verwaltet und bildet ab, wie die Steuerung die Absperrung sieht. Sollte die Absperrung von der Steuerung getrennt und bewegt werden, kann die Lage der Absperrung unbekannt werden, was dazu führen kann, dass eine Steuerung der Absperrung nicht mehr möglich ist.

Auf ähnliche Weise können bekannte Systeme von einer Anzahl von Sicherheits-Eingabegeräten abhängen, beispielsweise von auf Kantenkontakt ansprechenden Sensoren („edge contact Sensors", im Folgenden „Kantenkontaktsensoren") oder optischen Detektoren von Hindernissen („optical obstruction detectors", im Folgenden „optischen Hindernisdetektoren"), was durch die Anzahl der dafür vorgesehenen Eingangsanschlüsse begrenzt wird. Dies gilt insbesondere für handelsübliche Tür- oder Torantriebe, bei denen die letztendliche Ausstattung des Systems von einer unvorhersehbaren Umgebung und den Bedürfnissen der Nutzer und der Monteure solcher Geräte abhängt. Bei Torantrieben mit einer großen, von zum Zeitpunkt der Herstellung des Systems unbekannten Faktoren abhängenden Anzahl an Kombinationen von optischen Detektoren und Kantendetektoren, wird ein derartiges Problem ziemlich komplex.

Bekannte Systeme weisen die Fähigkeit auf, fakultativ auf drahtlose Kommunikation zu antworten. Typischerweise benötigen solche Systeme für jeden Sender bzw. jede Art von Sender für drahtlose Kommunikation getrennte Decoder, was zu übermäßiger Komplexität und Kosten führt. Außerdem starten bzw. stoppen bekannte Systeme typischerweise eine Bewegung der Absperrung mit einer linearen Zunahme bzw. Abnahme der an einen Antriebsmotor übertragenen Leistung. Derartige Systeme führen keine kontinuierliche Überwachung der Absperrung durch und können deshalb zu einer ineffizienten Bewegung der Absperrung oder zu einer Absperrung führen, die sich zu langsam bewegt oder sogar vor einer Zielgrenze der Bewegung stoppt.

Darstellung

Die obengenannten Nachteile werden gemäß der hierin beschriebenen und beanspruchten Betätigung für eine Bewegung von Absperrungen überwunden.

Gemäß einer Ausführungsform ist eine Vorrichtung zum Erzeugen von Positionssignalen von einer Regeleinrichtung der Vorrichtung entfernt angeordnet und berichtet der Regeleinrichtung periodisch Positionssignale. Vorteilhafterweise kann der Positionssensor einen Schaltkreis zum Erzeugen einer analogen Positionsabbildung aufweisen und einen Analog-Digital-Wandler, um der Regeleinrichtung periodisch digitale Positionssignale zu berichten.

Eine Ausführungsform weist auch die Möglichkeit auf, mit einer erweiterten Anzahl an Sicherheitsgeräten, beispielsweise Kantenkontaktsensoren und optischen Hindernisdetektoren, betrieben zu werden. Vorteilhafterweise erzeugen die zwei Arten der Sicherheitsgeräte sich nicht-überlagernde Normal- und Sicherheitssignale, so dass auch unterschiedliche Arten von Sicherheitsgeräten mit dem gleichen Eingangsanschluss verbunden werden können. Bei Empfang eines Sicherheits-Alarmsignals bestimmt die Regeleinrichtung, welche Geräteart das Signal erzeugt hat und führt dann eine der signalgebenden Geräteart zugeordnete Sicherheitshandlung aus.

Das beschriebene und beanspruchte Bewegungssystem für Absperrungen kann auch auf drahtlose Anwenderbefehle reagieren. Vorteilhafterweise weist die Regeleinrichtung einen einzelnen Decoder auf, der drahtlose Eingangsbefehle lernt, die auf unterschiedliche Antriebsfunktionen, beispielsweise Bewegung einer Absperrung, Bewegung einer anderen Absperrung und Bewegung von beiden Absperrungen, gerichtet sind. Die drahtlosen Befehle werden auf eine Art gelernt, die bei wiederholtem Empfang des selben drahtlosen Befehls während einer Betriebsart des Geräts eine Vervielfältigung der angemessenen Handlung ermöglicht. Die Tatsache, dass ein empfangener drahtloser Befehl einem vorher gelernten Befehl entspricht, wird der Regeleinrichtung auf einem separaten, mit den auszuführenden Funktionen assoziierten Kommunikationspfad berichtet.

Ein verbessertes Verfahren der Festlegung von Grenzen der Bewegungsbereiche der Absperrungen wird hierin ebenfalls beschrieben und beansprucht. Nach Einleitung einer Grenzlernfunktion wird eine Absperrung an eine Endgrenze bewegt und ein Befehlssignal an die Regeleinrichtung gesendet, die darauf mit dem Speichern der Endgrenze reagiert. Dann wird die Absperrung an eine andere Endgrenze bewegt, deren Lage von der Regeleinrichtung als Reaktion auf das andere Befehlssignal gespeichert wird. Die Befehlssignale können durch Betätigung eines Befehlsknopfes der Regeleinrichtung durch den Nutzer oder durch drahtlose Übertragungen erzeugt werden.

Wenn eine vorbestimmte Lage der Bewegung hinsichtlich einer Endgrenze erreicht ist, wird die Leistung vermindert, die an den die Absperrung bewegenden Motor übertragen wird. Eine derartige Leistungsverminderung wird dadurch erreicht, dass die übertragene Leistung einer nicht-linearen Funktion folgend vermindert wird, die auf der tatsächlichen Lage der langsamer werdenden Absperrung basiert. Die nicht-lineare Leistungsverminderung kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass die Leistung um einen vorbestimmten, durch die Lage der Absperrung ermittelten Betrag, reduziert wird. Eine nicht-lineare Verminderung kann auch dadurch erreicht werden, dass ein Leistungsbetrag berechnet wird, der nötig ist, um die übertragene Leistung auf eine vorbestimmte minimale Leistung zu reduzieren. Wenn die Leistung vermindert wird, ist es möglich, dass die Absperrung sich zu langsam bewegt oder gänzlich anhält. Vorteilhafterweise kann die Geschwindigkeit der Bewegung der Absperrung aus kurz zuvor empfangenen Positionssignalen bestimmt werden und wenn die Geschwindigkeit zu langsam ist, kann die Leistung gesteigert werden, um eine minimale Bewegungsgeschwindigkeit der Absperrung zu erreichen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine kombinierte, schematische Darstellung eines automatischen Torantriebs,

2 ist eine Querschnittsansicht eines Teleskoparms, der genutzt wird, um die Tore der 1 zu bewegen,

3 und 4 zeigen Abschnitte des Teleskoparms in ein- bzw. ausgefahrener Stellung,

5 ist ein schematisches Diagramm eines Positionssensor-Signalerzeugers,

6 ist ein kombiniertes Block- und Strukturdiagramm der Sicherheitsausstattung, die in einem Torantrieb genutzt wird,

7 ist ein Blockdiagramm einer Regeleinrichtung für den Torantrieb,

8 ist ein schematisches Diagramm elektrischer Verbindungen zu einer Reihe an Eingangsanschlüssen,

9 und 10 sind Darstellungen einer an einen Motor übertragenen Leistung, um das Tor des Torantriebssystems zu bewegen.

Beschreibung

1 stellt eine Betätigung der Bewegung von Absperrungen dar, die als ein Öffnungs- und Schließsystem für Tore ausgeführt ist. Obwohl die Ausführungsformen und Beispiele anhand einer automatischen Betätigung von Toren beschrieben werden, sind die hierin diskutierten Grundsätze nicht auf Tore beschränkt, sondern können gleichermaßen auf andere Absperrungen, beispielsweise Garagentürantriebe, Antriebe für Eingangstüren („solid doors") und Fenster- oder Rollädenantriebe übertragen werden. Das Torantriebssystem weist ein Paar Tore 11 und 13 auf, von denen jedes an einem Pfosten 10, der auf jeder Seite eines Durchgangs 51 (6) montiert ist, schwingbar angebracht ist. Eine Teleskoparm-Einheit 150 ist mit einem Pfosten 10 und dem Tor 11 verbunden und eine andere Teleskoparm-Einheit 150 ist mit dem anderen Pfosten 10 und dem Tor 13 verbunden. Durch Aus- und Einfahren eines Abschnitts 20 des Arms 150 werden die Tore einzeln bewegt. Das Aus- und Einfahren wird über Signale von einer Regeleinrichtung 15 geregelt, die die Gesamtkontrolle über das Bewegungssystem für Absperrungen hat. Um die Tore zu öffnen und zu schließen, reagiert die Regeleinrichtung 15 sowohl auf Anwenderbefehle als auch auf Feedback-Informationen von den Teleskoparmen 150 und Informationen von Fotoaugen („photo eyes") 17 und 18 sowie Kantenkontaktsensoren 24 und 25.

Eine detailliertere Darstellung eines Teleskoparms wird in 2 gezeigt. Der Teleskoparm 150 weist einen elektrischen Motor 27 auf, der sich in Abhängigkeit von einer elektrischen Leistung, die von der Regeleinrichtung 15 über einen Leitungspfad 29 übertragen wird, dreht. Obwohl der Motor 27 in der offenbarten Ausführungsform als ein Gleichstrommotor beschrieben ist, der auf pulsbreiten-modulierte Leistung reagiert, können auch andere Arten elektrischer Motoren genutzt werden können, solange ihre Drehgeschwindigkeit und/oder Ausgangsleistung kontrolliert werden kann. Der Leistungsausgang des Motors 27 ist durch eine Drehkupplung 36 mit einem Antriebsende 32 eines Schraubenwellenfortsatzes verbunden. Die Kupplung 36 ermöglicht eine Untersetzung von dem Motor 27 und gestattet einem Nutzer, den Motor 27 von dem Antrieb 32 abzukuppeln. Der Aufbau der Kupplung 36 wird hierin nicht im Detail beschrieben. Zum Drehen einer verlängerten Schraubenwelle 34, wird das Antriebsende 32 über einen Fortsatz bzw. eine Verlängerung 121 gekuppelt.

Der Teleskoparm 150 weist ein äußeres Rohr 40 mit einem inneren Verlängerungsrohr 20 darin auf. Eine an einem inneren Ende des inneren Rohrs 20 angeordnete Mutter 102, weist ein Gewinde auf, das mit dem Gewinde der Schraubenwelle 34 in Eingriff kommt. Wenn der Antrieb 32 gedreht wird, dreht sich demgemäß die Schraubenwelle 34 und das innere Rohr 20 wird, abhängig von der Drehrichtung, aus dem äußeren Rohr 40 aus- bzw. in das äußere Rohr 40 eingefahren. Die Steigung des Schraubengewindes auf der Welle 34 ist so ausgeführt, dass das innere Rohr 20 in der Größenordnung von 8 oder 9 Drehungen der Welle 34, ganz aus- bzw. eingefahren wird. Es sollte auch erwähnt werden, dass das innere Rohr 20 durch Ziehen oder Drücken des Rohres 20 aus- oder eingefahren werden kann, wenn der Motor 27 von dem Antriebsende 32 abgekuppelt ist. Durch dieses manuelle Aus- oder Einfahren wird die Schraubenwelle in dem gleichen Maße gedreht, wie durch den Motor, wenn er angekuppelt ist.

Der Wellenfortsatz 121 ist über einen Antriebsriemen 120 an ein Drehpotentiometer („turn potentiometer") 38 gekuppelt. Die relativen Durchmesser der Welle 121 und der Regelwelle des Potentiometers 38 sind so ausgeführt, dass ein vollständiges Ausfahren des inneren Rohrs 20 weniger als 10 Drehungen der Potentiometerwelle zur Folge hat. Folglich werden die Grenzen des Potentiometers während eines vollständigen Aus- bzw. Einfahrens des inneren Rohres 20 nicht überschritten. Eine Schleiffeder („wiper") 42 des Potentiometers, die als ein Eingang dient, wird mit einem Analog-Digital-Wandler 44 verbunden, der zusammen mit dem Potentiometer 38 innerhalb des Teleskoparms 150 angeordnet ist. Wie in 5 gezeigt ist, sind die befestigten Enden des Potentiometerwiderstands jeweils mit einer Vergleichsspannung verbunden bzw. geerdet, so dass an den Analog-Digital-Wandler 44 eine variable Spannung übertragen wird, wenn sich die Welle 34 entweder durch Betätigung des Motors 27 oder durch manuelle Betätigung dreht. In 5 ist der Analog-Digital-Wandler als ein Mikroprozessor 44 dargestellt, der sowohl digitale Darstellungen der analogen Positionspannung erzeugt als auch diese digitalen Darstellungen seriell von dem Teleskoparm 150 an die Regeleinrichtung 15 sendet. Der Mikroprozessor 44 ist so programmiert, dass er periodisch, ungefähr alle 50 m sec, obwohl auch andere Übertragungsperioden möglich sind, Signale sendet, die die digitale Position darstellen.

6 ist eine Draufsicht der Bewegungsvorrichtung für Absperrungen, die insbesondere die Sicherheitsvorrichtung, die mit dem Tor verbunden werden kann, zeigt. Die Pfosten 10 sind auf jeder Seite des Durchgangs 51 angeordnet. Die Tore 11 und 13 sind an den Pfosten 10 angebracht, um durch ihr Schwingen den Zugang entlang des Durchgangs entweder zu öffnen oder zu schließen. Um einen Rahmen um den Bereich zu erstellen, über den die Tore schwingen, ist eine Vielzahl an Fotoaugen-Paaren ist angeordnet. Das Paar Fotoaugen 17–18 vermisst neben den Pfosten 10 eine Linie über den Durchgang, während ein Paar Fotoaugen 47–48 den Durchgang knapp hinter den Enden der offenen Tore vermisst. Es kann auch jede Seite des Durchgangs durch ein Paar Fotoaugen geschützt werden. Gerade außerhalb der Bewegung des Tores 11 vermessen die Fotoaugen 53–54 eine Seite des Durchgangs und eine ähnliche Stelle auf der Seite des Tores 13 wird von den Fotoaugen 56–57 vermessen. Für Verbindungen mit der Regeleinrichtung 15 sind die Fotoaugen paarweise elektrisch verbunden. Normalerweise wird ein Lichtstrahl von einem Fotoauge, z.B. 47, zu einem anderen des Paares, z.B. 48, gesendet. Bei richtigem Empfang des Lichtstrahls senden die Fotoaugen eine vorbestimmte Spannung mit periodischem Abfall auf Null Volt an die Regeleinrichtung 15 zurück. In einer Ausführungsform treten die Abfälle auf Null Volt ungefähr alle 7 m sec auf. Wenn der Lichtstrahl durch ein Hindernis gebrochen wird, bleibt die Spannung ohne Abfall auf Null Volt solange auf der vorbestimmten Spannungshöhe, bis das Hindernis entfernt ist. Die Regeleinrichtung 15 ist so programmiert, dass sie auf ein Signal, das einem optisch detektierten Hindernis gleich gesetzt wird, mit dem Anhalten sämtlicher Bewegungen der Tore reagiert, bis das Hindernis entfernt ist und wieder richtige Signale empfangen werden.

Auch die Kantenkontakt-Hindernissensoren, z.B. 24 und 25, sind verbunden, um Sicherheitssignale an die Regeleinrichtung 15 zu senden. Normalerweise sind die Kantensensoren 24 und 25 offene Kontaktschalter, deren Kontakte eine vorbestimmte Kantensensor-Spannung aufweisen, die zwischen den Kontakten angelegt ist. Die Kantensensor-Spannung wird normalerweise von der Regeleinrichtung 15 detektiert, was bedeutet, dass kein Hindernis berührt worden ist. Im anderen Fall, d.h. bei Berührung eines Hindernisses, werden die normalerweise offenen Kontakte kurzgeschlossen und die von der Regeleinrichtung 15 detektierte Spannung fällt für solange auf im Wesentlichen Null ab, bis der Kantensensor, z.B. 24, kein Hindernis mehr berührt. Einige Kantensensoren weisen auch einen bekannten Widerstand auf, der mit den Sensorkontakten an einem Ende des Kantensensors verbunden ist. Dies ermöglicht der Regeleinrichtung 15 zu überprüfen, ob ein konstanter Strom fliesst, um sicherzustellen, dass ein Sensor aktiv ist, wobei aber ein Null-Volt-Signal immer noch das Sicherheitssignal ist. Somit weist ein Kantensicherheitssignal einen von der Regeleinrichtung 15 wahrgenommenen Spannungsabfall auf im Wesentlichen Null Volt auf. Die Regeleinrichtung 15 ist so programmiert, dass sie auf ein Kantensensor-Sicherheitssignal mit einer Umkehrung der Bewegung sämtlicher sich bewegender Tore um einen festgesetzten Abstand reagiert.

Sämtliche Sicherheitssignale der Kantensensoren, z.B. 24, und der Fotoaugen-Paare, z.B. 47–48, werden an eine Reihe an Eingangsanschlüssen 59 übertragen, die detaillierter in 8 gezeigt werden. Jeder Eingangsanschluss 61–64 kann mit einem oder mehreren Sicherheitsgeräten, entweder optischer Art (Fotoauge) oder in der Art eines Kantenkontakts, verbunden werden. Wenn beide Arten, d.h. optische Sensoren und Kontaktsensoren mit einem Anschluss verbunden sind, wird der Anschluss eine vorbestimmte Spannung aufweisen, die im Abstand von ungefähr 7 m sec auf Werte nahe Null abfällt, wenn bei keinem der Geräte ein Hindernis auftritt. Das heisst, dass die Abfälle nahe Null des optischen Sensors für die Zeit der Abfälle auch die Spannung des Kontaktsensors auf Null ziehen werden. Sollte der Kontaktsensor auf ein Hindernis treffen, fällt die auf der Leitung anliegende Spannung auf eine Konstante nahe Null ab. Falls statt dessen der optische Sensor durch ein Hindernis blockiert wird, wird die Spannung des Anschlusses hoch bleiben, was wiederum detektiert wird, da die vorher an dem Eingang vorhandenen Nahe-Null-Abfälle nun nicht mehr vorhanden sind. Die Regeleinheit 15 tastet die Eingangsanschlüsse 61–64 periodisch ab, um sicherzustellen, dass keine Sicherheitssignale vorhanden sind. Wenn ein Sicherheitssignal detektiert wird, erkennt die Regeleinheit 15, ob das Signal von einem optischen Sicherheitsgerät oder von einem Kontaktsicherheitsgerät verursacht wird und reagiert entsprechend. Das heisst, wenn das detektierte Sicherheitssignal von einem Kantenkontaktsensor stammt, wird die Richtung der Bewegung umgekehrt und wenn ein optisches Sicherheitssignal detektiert wird, wird die Torbewegung gar nicht erst begonnen bzw. angehalten, falls bereits eine Bewegung stattfindet. Eine Teilung der Eingangsanschlüsse 61–64 ist möglich, da das optische Sicherheitssignal eine konstante, vorbestimmte Spannung ist, während das Kantenkontakt-Sicherheitssignal ein konstantes, Nahe-Null-Volt-Signal ist.

Während des Aufbaus des Torantriebs werden der Regeleinheit 15 die Endgrenzen der Bewegung der Tore gelehrt. Dazu drückt der Nutzer zuerst einen Grenz-Lern-Knopf 66 (7), worauf ein Prozessor 68 der Regeleinheit 15 mit dem Beginn des Grenz-Lernmodus reagiert. Wenn nicht bereits geschehen, entkuppelt der Nutzer dann den Motor 27 von der Verlängerungsschraube 34, und bewegt ein erstes Tor manuell entweder in die offene oder die geschlossene Stellung und signalisiert dieses durch Drücken eines manuellen Torantrieb-Betätigungsknopfes 70. Dann bewegt der Nutzer das Tor manuell an die andere Grenzstellung und drückt wieder den Betätigungsknopf 70. Wenn zwei Tore vorhanden sind, wie in 1 und 6 gezeigt, wiederholt der Nutzer den Prozess mit dem zweiten Tor. Bei jeder offenen und geschlossenen Grenze für jedes Tor speichert die Regeleinrichtung 15 die digitale Positionsdarstellung von dem Analog-Digitalen-Wandler 44. Das Tor kann so geregelt werden, dass es sich zwischen den gespeicherten Positions-Grenzwerten bewegt. Es kann auch wünschenswert sein, dass die Regeleinrichtung erkennt, welche gespeicherte Positionsgrenze einem offenen Tor und welche einem geschlossenen Tor entspricht. In Ausführungsformen bei denen dieses gewünscht wird, wird die Regeleinrichtung so programmiert, dass sie erwartet zuerst die Positionsgrenzen für einen vorbestimmten Zustand, beispielsweise geschlossen, zu erhalten. Bei dem vorhergehenden Grenzeinrichtungsprozess wurden die Grenzen erkannt, wenn ein Nutzer einen Betätigungsknopf 70 gedrückt hat. Wenn das Bewegungssystem für Absperrungen die Möglichkeit aufweist, auf drahtlose Befehle zu reagieren (unten diskutiert), können auch drahtlose Befehle, in der gleichen Art wie der Knopf 70, zur Grenzerkennung genutzt werden.

Das Bewegungssystem für Absperrungen der vorliegenden Beschreibung kann auch einen Funk-Sicherheitscode-Sender 72 aufweisen, der per Funk die Bewegung eines oder mehrerer der Tore 11 und 13 einleiten kann. Der Sender 72 sendet Befehle an die Tore über Hochfrequenz-Signale (HF-Signale), jedoch könnten auch andere Arten der drahtlosen Signalgebung, beispielsweise optisch oder akustisch, verwendet werden. Die Regeleinrichtung 15 weist einen HF-Empfänger 74 auf, der mittels einer Antenne 76 eine Übertragung von einem Sender 72 empfängt. Darstellungen empfangener Signale werden an einen Decoder 78 gesendet, der ausgewählte, empfangene Signale validiert und dem Prozessor 68, über einen Leiter einer Vielzahl an Leitern 81, 82 und 83, meldet. Die Validierung einer empfangengen HF-Übertragung geschieht auf Basis von gesendeten Sicherheitscodes und bevor die Validierung geschehen kann, werden dem Decoder 78 Werte gelehrt, die später mit empfangenen Sicherheitscodes verglichen werden, um die Validierung abzuschließen oder nicht.

Der Decoder 78 weist einen Mikroprozessor und einen Speicher auf, die entsprechend programmiert sind, um in einem Lernmodus und in einem Betriebsmodus zu arbeiten. Obwohl solche Knöpfe in unterschiedlichen Anzahlen vorgesehen sein könnten, ist der Decoder 78 mit drei Lernknöpfen 85, 86 und 87 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform stellt der Knopf 85 einen Lernmodus zur Bewegung von Tor 13 dar, Knopf 86 stellt einen Lernmodus für Tor 11 dar und Knopf 87 stellt einen Lernmodus für beide Tore dar.

Der Sender 72 weist drei Sendeknöpfe 90, 91 und 92 auf, von denen jeder von dem Sender 74 mit einem eindeutigen Sicherheitscode assoziiert wird. Wenn ein Sendeknopf, z.B. 90, gedrückt wird, wird eine HF-Übertragung mit dem Sicherheitscode gesendet, der dem gedrückten Knopf eindeutig zugewiesen ist. Wenn ein Nutzer der Regeleinheit 15 lehren möchte, einen drahtlosen Sicherheitscode zu validieren und darauf zu reagieren, muss ein solcher Sicherheitscode von dem Decoder 78 gespeichert werden. Wünscht der Nutzer den Sicherheitscode um Tor 13, 11 oder beide zu regeln, wird ein Knopf 85, 86 beziehungsweise 87 gedrückt, um den Lernmodus für das entsprechende Tor oder die Kombination zu beginnen. Anschließend drückt der Nutzer den Knopf an dem Sender 72, der die gewünschte Regelung ausführt. Nach dem Drücken des entsprechenden Senderknopfes, z.B. 90, empfängt der Decoder 78, über den Empfänger 74, eine Darstellung des einzigartigen, mit dem Knopf 90 assoziierten Codes und speichert sie auf eine Weise, dass das Tor bzw. die Tore, das/die auf den neu gespeicherten Code reagieren soll/sollen, erkannt wird/werden. Nachdem der empfangene Sicherheitscode in dem Decoder 78 gespeichert ist, stellt der Decoder von dem Lernmodus auf den Betriebsmodus um. Im Anschluss daran empfangene Codes von dem Senderknopf 90 führen dazu, dass der Decoder einen Befehl an den Prozessor 68 über einen ausgewählten Leiter der Leiter 81, 82 oder 83 sendet. Der einzelne, ausgewählte Leiter 81, 82 oder 83, legt fest, ob Tor 11, 13 oder beide zu betreiben sind. Wenn der Prozessor 68 Schließlich einen Befehl eines der Leiter 81, 82 oder 83 empfängt, wird/werden das oder die mit dem Leiter assoziierte(n) Tor(e) geregelt.

Der Prozessor 68 der Speichereinheit 15 reagiert auf Eingangssignale von dem Decoder 78, dem Befehlsknopf 70 und der Sicherheitseingabe durch in Bewegung setzen, Bewegen und Anhalten eines oder beider Tore. Eine solche Regelung wird dadurch ausgeübt, dass ein pulsbreiten-modulierter Gleichstrom an einen oder beide der Motoren 27 der Teleskoparme 150 übertragen wird. Ein Tor wird von einer ersten Grenze (Grenze 1, 9) durch Übertragung von ungefähr 25% der höchsten Leistung in Bewegung gesetzt, wobei die Leistung linear ansteigt, um an einem vorbestimmten Punkt der Torbewegung X1, 100 zu erreichen. Die Leistungshöhe wird bei 100 gehalten, bis das Tor einen zweiten Punkt X2 erreicht, an dem die Leistung vermindert wird, bis das 25%-Niveau an dem Zielendpunkt erreicht ist. In der durch 9 dargestellten Ausführungsform erfolgt keine lineare Leistungsverminderung, im Gegensatz zum Anstieg der Leistung während der Startphase. Statt dessen wird die Leistung nicht-linear reduziert, um das Tor sicher und wirksam zu verlangsamen und anzuhalten. Eine derartige nicht-lineare Leistungsverminderung wird durch eine Reduzierung der Leistung erreicht, die auf der Lage des Tores basiert, wie sie durch den die Lage erkennenden Potentiometer 38 und den Analog-Digital-Wandler 44 übermittelt wird.

In einer ersten Ausführungsform kann die Leistung, nachdem die Torposition X2 erreicht ist, um einen vorbestimmten Betrag für jede von dem Teleskoparm 150 gemeldete Torposition vermindert werden. Derartige Reduzierungen sind bereits im Voraus eingerichtet, um die in 9 dargestellte, nichtlineare Leistungsverminderung zu erreichen. Im anderen Fall kann die Leistung dadurch vermindert werden, dass für jede übermittelte Torposition der geschätzte Leistungsbetrag berechnet wird, der nötig ist, um bei der Zielgrenze 2 25% zu erreichen. In jedem Fall wird die nicht-lineare Verminderung durch ein auf der Lage der Tür basierendes Vermindern der Leistung erreicht.

Da bei Alterung der Tore z.B. Abnutzung und Verschleiss an den Toren auftreten, ist es möglich, dass die zur Bewegung des Tores benötigten Kräfte unvorhersehbar werden können. Bei Beschleunigung des Tores oder wenn es sich bei höchster Leistung bewegt, wird eine derartige benötigte Kraft durch die relativ hohen Leistungsniveaus kompensiert. Wenn die Leistung jedoch vermindert wird, ist es möglich, dass unvorhersehbare Kräfte dazu führen, dass sich das Tor langsamer als gewünscht bewegt oder sogar anhält. 10 stellt eine Ausführungsform dar, die angewandt wird, um den langsamen oder angehaltenen Zustand des Tores zu beheben. Wie schon vorher, beginnt die nicht-lineare Leistungsverminderung, wenn eine Lage X2 für das Tor angezeigt wird. Wie auch in 9, erfolgt die Leistungsverminderung basierend auf der Lage des Tores, jedoch werden nun auch vor kurzem ermittelte Zeiten und Lagen des Tores berücksichtigt, um die Geschwindigkeit abzuschätzen, mit der sich das Tor bewegt. Eine derartige Geschwindigkeit kann beispielsweise aus den letzten 5 Lageberichten bestimmt werden. Wenn die Geschwindigkeit unter einen, sich aus der gegenwärtigen Torposition ergebenden, vorbestimmten Betrag fällt, wird das Leistungsniveau erhöht, um zumindest einen vorbestimmten Betrag zu erreichen. Bei einer bestimmten Ausführungsform wird, falls sich die Lage des Tores bei der vorbestimmten Anzahl an Berichten, z.B. 5, nicht ändert (keine Bewegung), die Leistung ab dem Punkt 98 erhöht, an dem keine Bewegung detektiert wurde. Eine derartige Erhöhung dauert solange an, bis die Geschwindigkeitsberechnung eine für Sicherheit und Effizienz geeignete Geschwindigkeit anzeigt.


Anspruch[de]
  1. Bewegungssystem für Absperrungen, umfassend:

    eine digitale Regeleinrichtung;

    eine von der digitalen Regeleinrichtung entfernte Bewegungsvorrichtung für Absperrungen, wobei die Bewegungsvorrichtung für Absperrungen einen Motor aufweist, der zum Bewegen der Absperrung mit ihr verbunden ist;

    einen ersten, an der Bewegungsvorrichtung für Absperrungen angeordneten Schaltkreis, zum Erzeugen eines analogen, die Lage der Absperrung abbildenden Positionssignals;

    eine Vorrichtung an dem ersten Schaltkreis, die auf das analoge Positionssignal anspricht, um digitale Positionssignale zu erzeugen und an die digitale Regeleinrichtung zu übertragen;

    wobei die digitale Regeleinrichtung auf die digitalen Positionssignale anspricht, um die an den Motor übertragene Antriebsleistung zu regulieren.
  2. Bewegungssystem für Absperrungen nach Anspruch 1, bei dem die auf das analoge Positionssignal ansprechende Vorrichtung zum Erzeugen digitale Positionssignale erzeugt und sendet.
  3. Verfahren zur Regelung einer Absperrung, die durch einen elektrischen Motor auf eine Endgrenze zu bewegt wird, umfassend: Übertragen einer ersten vorbestimmten Leistung an den Motor zum Bewegen der Absperrung; periodisches Bestimmen der Lage der Absperrung; Vermindern der an den Motor übertragenen Leistung, wenn sich die Absperrung in einer ersten vorbestimmten Lage relativ zur Endgrenze befindet, wobei die Leistung um einen Betrag vermindert wird, der durch die Lage der Absperrung und die Endgrenze bestimmt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Verminderungsschritt die an den Motor übertragene Leistung für jede Periode des Lagebestimmungsschritts um einen vorbestimmten Betrag vermindert.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Verminderungsschritt die an den Motor übertragene Leistung um einen Betrag vermindert, der aus dem Unterschied zwischen einer bestimmten Lage der Absperrung und der Endgrenze berechnet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Beträge der Leistungsverminderung berechnet werden, um zu ergeben, dass eine zweite vorbestimmte Leistung an den Motor übertragen wird, wenn die bestimmte Lage im Wesentlichen gleich der Endgrenze ist.
  7. Verfahren zur Regelung der Bewegung einer Absperrung, die durch einen elektrischen Motor auf eine Endgrenze zu bewegt wird, umfassend:

    Übertragen einer ersten vorbestimmten Leistung an den Motor zum Bewegen der Absperrung;

    periodisches Bestimmen der Lage der Absperrung;

    Vermindern des Betrags der an den Motor übertragenen Leistung, wenn der Unterschied zwischen der bestimmten Lage der Absperrung und der Endgrenze weniger als ein erster vorbestimmter Betrag ist; und

    Nach Beginn der Leistungsverminderung, Erhöhen des Betrags der an den Motor übertragenen Leistung, wenn nachfolgende periodische Lagebestimmungen anzeigen, dass sich die Absperrung mit einer Rate bewegt, die geringer als eine vorbestimmte Rate ist.
  8. Verfahren zur Regelung der Bewegung einer Absperrung, die durch einen elektrischen Motor auf eine Endgrenze zu bewegt wird, umfassend:

    Übertragen einer ersten vorbestimmten Leistung an den Motor zum Bewegen der Absperrung;

    periodisches Bestimmen der Lage der Absperrung;

    Vermindern des Betrags der an den Motor übertragenen Leistung, wenn der Unterschied zwischen der bestimmten Lage der Absperrung und der Endgrenze weniger als ein erster vorbestimmter Betrag ist; und

    Nach Beginn der Leistungsverminderung, Erhöhen des Betrags der an den Motor übertragenen Leistung, wenn nachfolgende periodische Lagebestimmungen anzeigen, dass sich die Absperrung mit einer Rate bewegt, die geringer als eine berechnete Rate ist.
  9. Verfahren zur Regelung der Bewegung einer Absperrung, die durch einen elektrischen Motor auf eine Endgrenze zu bewegt wird, umfassend:

    Übertragen einer ersten vorbestimmten Leistung an den Motor zum Bewegen der Absperrung;

    periodisches Bestimmen der Lage der Absperrung;

    Vermindern des Betrags der an den Motor übertragenen Leistung, wenn der Unterschied zwischen der bestimmten Lage der Absperrung und der Endgrenze weniger als ein erster vorbestimmter Betrag ist; und

    Nach Beginn der Leistungsverminderung, Erhöhen des Betrags der an den Motor übertragenen Leistung, wenn nachfolgende periodische Lagebestimmungen anzeigen, dass sich die Absperrung nicht bewegt.
  10. Verfahren zum Festlegen erster und zweiter Bewegungsgrenzen bei einem Antrieb für bewegliche Absperrungen, mit einer Vorrichtung zum Wahrnehmen einer Lage der Absperrung, umfassend:

    Einleiten eines Verfahrens zum Lernen von zumindest einer Grenze;

    erstes manuelles Plazieren der Absperrung an der ersten oder der zweiten Grenze;

    Ablesen einer ersten Abbildung der Lage der Absperrung an der ersten manuellen Plazierung von der Wahrnehmungsvorrichtung und Speichern der ersten Abbildung;

    zweites manuelles Plazieren der Absperrung an der anderen Grenze als diejenige, an der die Absperrung in dem ersten manuellen Plazierungsschritt plaziert wurde;

    Ablesen einer zweiten Abbildung der Lage der Absperrung an der zweiten manuellen Plazierung von der Wahrnehmungsvorrichtung und Speichern der zweiten Abbildung;

    Regeln der Bewegung der Absperrung zwischen den ersten und zweiten Grenzen in Abhängigkeit von den gespeicherten ersten und zweiten Abbildungen.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Grenze, an der die Absperrung in dem ersten manuellen Plazierungsschritt plaziert wird, von einem Nutzer gewählt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin mit dem Schritt des Erzeugens digitaler Signale, die die Lage der Absperrung an einer Stelle abbilden, die von einer Stelle, an der die verbleibenden Schritte ausgeführt werden, entfernt ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Grenze, bei dem die Grenze, an der die Absperrung in dem manuellen Plazierungsschritt zuerst plaziert wird, genutzt wird, um die Bewegungsrichtung zwischen den ersten und zweiten Grenzen zu bestimmen.
  14. Vorrichtung zur entfernten Regelung der Bewegung einer Vielzahl an Absperrungen, umfassend:

    eine Quelle einer Vielzahl drahtloser Signale, wobei jedes drahtlose Signal einen Sicherheitscode aufweist;

    einen Decoder zum Empfangen von drahtlosen Signalen und zum Erzeugen von Handlungssignalen, die auf einen empfangenen Sicherheitscode ansprechend eine Absperrung oder vorbestimmte Kombinationen der Vielzahl Absperrungen identifizieren; und

    eine Regeleinrichtung für die Absperrungsbewegung zum Bewegung der von den Handlungssignalen identifizierten Absperrung oder Absperrungen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der der Decoder einen Speicher zum Speichern von Sicherheitscode-Abbildungen aufweist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der jede gespeicherte Sicherheitscode-Abbildung einer der Absperrungen oder einer vorbestimmten Kombination von Absperrungen zugeordnet ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der der Decoder eine Vorrichtung zum Vergleichen gespeicherter Sicherheitscode-Abbildungen mit den Sicherheitscodeteilen empfangener, drahtloser Signale aufweist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 15, weiterhin mit einer Vorrichtung zum Einleiten eines Verfahrens zum Lernen von Sicherheitscodes, in dem Abbildungen der Sicherheitscodeteile von drahtlosen Signalen in einem Speicher gespeichert werden.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Quelle der drahtlosen Signale eine Vielzahl Geräte, die durch Nutzer betätigt werden können, aufweist, von denen jedes Gerät die Übertragung eines drahtlosen Signals mit einem sich von dem des anderen unterscheidenden Sicherheitscode einleitet.
  20. Antrieb für bewegliche Absperrungen, umfassend:

    eine auf Signale an einem oder mehreren Eingangsanschlüssen zum Regeln der Bewegung einer Absperrung ansprechende Regeleinrichtung;

    eine erste Sicherheitsvorrichtung zum Übertragen eines ersten Sicherheitssignals an einen ersten Eingangsanschluss;

    eine zweite Sicherheitsvorrichtung zum Übertragen eines zweiten Sicherheitssignals an einen zweiten Eingangsanschluss; und

    wobei die Regeleinrichtung auf ein Signal entweder an dem ersten oder zweiten Eingangsanschluss anspricht, durch Bestimmen, ob das Eingangssignal ein erstes Sicherheitssignal oder ein zweites Sicherheitssignal ist, und gemäß eines ersten Sicherheitsverfahrens betreibbar ist, wenn das Eingangssignal ein erstes Sicherheitssignal ist und gemäß eines zweiten Sicherheitsverfahrens betreibbar ist, wenn das Eingangssignal ein zweites Sicherheitssignal ist.
  21. Antrieb für bewegliche Absperrungen, umfassend:

    eine auf Signale an einem oder mehreren Eingangsanschlüssen zum Regeln der Bewegung einer Absperrung ansprechende Regeleinrichtung;

    eine erste Sicherheitsvorrichtung zum Übertragen eines ersten Sicherheitssignals an einen ersten Eingangsanschluss, ansprechend;

    eine zweite Sicherheitsvorrichtung zum Übertragen eines zweiten Sicherheitssignals an den ersten Eingangsanschluss; und

    wobei die Regeleinrichtung auf ein Signal an dem ersten Eingangsanschluss anspricht, durch Bestimmen, ob das Eingangssignal ein erstes Sicherheitssignal oder ein zweites Sicherheitssignal ist, und gemäß eines ersten Sicherheitsverfahrens betreibbar ist, wenn das Eingangssignal ein erstes Sicherheitssignal ist und gemäß eines zweiten Sicherheitsverfahrens betreibbar ist, wenn das Eingangssignal ein zweites Sicherheitssignal ist.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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