Antriebssystem für Verschliesselemente

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem mit einem Verschließelement, vorzugsweise für Tore, Türen, Rolläden oder Fenster.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein angetriebenes Verschließelement zusätzliche Sicherungsmaßnahmen gegen unbefugtes Öffnen mit einem geringen konstruktiven Aufwand vorzusehen.

[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

[0006] Die erfindungsgemäße Lösung führt dazu, daß bei dem Versuch, das Verschließelement zu öffnen, dieses mit einer Schließkraft als Gegenkraft beaufschlagt wird.

[0007] 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.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] 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.

[0020] 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.

Ansprüche

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.

Claims

1. Drive system with a closing element, preferably for gates, doors, roller blinds or windows, with a motor, with a position transmitter for detecting specific positions of the closing element, with an operating element which allows authorized persons to open or close the closing element, and with a control unit, the control unit being operatively connected to the motor, position transmitter and operating unit, characterised in that the motor, activated by the control unit, can exert on the closing element a closing force which acts against unauthorized opening and which depends on the position and/or on the change in position of the closing element.

2. Drive system according to Claim 1, characterized in that a closing force is not generated, with the closing element completely closed, and rises to a maximum value as soon as the closing element is opened beyond a predetermined position.

3. Drive system according to Claim 2, characterized in that, during a return of the closing element into the closing position, the closing force depends on the change in position of the closing element such that smooth closing of the closing element takes place.

4. Drive system according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the motor is an electric motor, preferably a direct-current motor.

5. Drive system according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the motor drives the closing unit via a reduction gear.

6. Drive system according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the position transmitter comprises switching elements which are mounted at suitable positions and are actuated as a result of the movement of the closing element at the respective positions.

7. Drive system according to Claim 6, characterized in that the position transmitter additionally comprises an incremental transmitter which emits a pulse in each case after a specific change in position of the closing element.

8. Drive system according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the operating unit consists of a remote control or of a switch to be actuated by means of a key.

9. Drive system according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the control unit consists of a microcontroller.

10. Use of a drive system according to one of Claims 1 to 9 for closing elements, such as gates, doors, roller blinds or windows.

11. Use of a drive system according to one of Claims 1 to 10, characterized in that, when a predetermined position of the closing element is passed, an alarm system is triggered by the control unit.

12. Use of a drive system according to Claim 11, characterized in that the alarm system is integrated in the drive system.

Revendications

1. Système d'entraînement avec un élément de fermeture, de préférence pour des portails, portes, volets roulants ou fenêtres, avec un moteur, avec un capteur de position pour détecter certaines positions de l'élément de fermeture, avec une unité d'actionnement qui permet à des personnes autorisées l'ouverture ou la fermeture de l'élément de fermeture, et avec une unité de commande, où l'unité de commande est en liaison active avec le moteur, le capteur de position et l'unité d'actionnement, caractérisé en ce que le moteur, commandé par l'unité de commande, peut exercer une force de fermeture agissant à l'encontre d'une ouverture non autorisée sur l'élément de fermeture, qui dépend de la position et/ou de la modification de la position de l'élément de fermeture.

2. Système d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une force de fermeture, lorsque l'élément de fermeture est entièrement fermé, n'est pas produite et monte à une valeur maximale dès que l'élément de fermeture est ouvert au-delà d'une position prédéterminée.

3. Système d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce que lors d'un retour de l'élément de fermeture dans la position de fermeture, la force de fermeture dépend de la modification de la position de l'élément de fermeture de façon à produire une fermeture en douceur de l'élément de fermeture.

4. Système d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur est un moteur électrique, de préférence un moteur à courant continu.

5. Système d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moteur entraîne l'unité de fermeture par un démultiplicateur.

6. Système d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le capteur de position comporte des éléments de commutation qui sont montés à des positions appropriées et qui sont actionnés par le mouvement de l'élément de fermeture aux positions respectives.

7. Système d'entraînement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capteur de position comporte de plus un capteur incrémentiel qui, après une modification de position définie de l'élément de fermeture, émet respectivement une impulsion.

8. Système d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'unité d'actionnement est constituée d'une commande à distance ou d'un interrupteur à actionner par une clé.

9. Système d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'unité de commande est constituée par un microcontrôleur.

10. Utilisation d'un système d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 9 pour des éléments de fermeture, comme des portails, des portes, des volets roulants ou des fenêtres.

11. Utilisation d'un système d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que lors du dépassement d'une position prédéterminée de l'élément de fermeture, une installation d'alarme est déclenchée par l'unité de commande.

12. Utilisation d'un système d'entraînement selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'installation d'alarme est intégrée dans le système d'entraînement.

Zeichnung