[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Absichern von Toren
mit einem Lichtgitter, welches eine Mehrzahl von Schutzstrahlen in Schutzstrahlpositionen
aufweist. Das Lichtgitter wird so angeordnet, dass seine Überwachungsfläche wenigstens
teilweise mit einer Bewegungsebene des abzusichernden Tores zusammenfällt. Die Schutzstrahlen
des Lichtgitters werden quer zu einer Schließbewegungsrichtung des abzusichernden
Tores angeordnet. Jeder der Schutzstrahlen bildet einen Aktivzustand aus, in dem der
Schaltzustand dieses Schutzstrahls für einen Objektnachweis ausgewertet wird. Ferner
bildet jeder der Schutzstrahlen einen Passivzustand aus, in dem der Schaltzustand
dieses Schutzstrahls ermittelt wird, aber nicht zum Objektnachweis ausgewertet wird.
[0003] Aus
DE 10 2008 023 294 A1 ist beispielsweise ein Sicherungssystem zur Absicherung eines sich bewegenden, geführten
Bewegungselements gegen ungewollte Kollision bekannt. Dazu weist das Bewegungselement
Abschaltmittel auf, die bei Detektion eines vom Bewegungselement kommenden Abschaltsignals
wenigstens einen Teil der Objektdetektionseinrichtung in den Startzustand überführen.
Diese Abschaltmittel umfassen ein Sendeorgan für ein Abschaltsignal, das entweder
unmittelbar am Bewegungselement sitzt oder das auf einen gesonderten optischen Reflektor
am Bewegungselement in einer Weise abgestimmt ist, dass von einem Empfänger Abschaltmittel
nur in einem vordefinierten Bewegungsbereich des Reflektors am Bewegungselement ein
Signal des Sendeorgans empfangen werden kann. Dazu wird einer Objektdetektionseinrichtung
bei herannahendem Bewegungselement ein Startzustand zugeordnet, in welchem ein Objekt
oder Bewegungselement keinen Sicherheitsmodus auslöst. Ein Sicherheitsmodus wird nur
dann ausgelöst, wenn ein nicht zum Bewegungselement gehörendes Objekt von der Objektdetektionseinrichtung
erkannt wird.
[0004] Dieses Sicherungssystem eines sich bewegenden, geführten Bewegungselements hat den
Nachteil, dass optische Einrichtungen, sei es ein Reflektor für elektromagnetische
Strahlung oder ein Sendeorgan für ein Abschaltsignal, auf dem Bewegungselement und
damit bei Toren auf dem Tor anzuordnen sind. Zumindest für ein Abschaltmittel in Form
eines Sendeorgans an oder auf dem Tor sind entsprechend mitzuführende Verbindungsleitungen
vorzusehen, was einen erheblichen technischen Aufwand und eine zusätzliche Verschleißgefahr
beispielsweise für die mitbewegten Verbindungsleitungen mit sich bringt. Wenn auch
die Empfänger der zugehörigen, ein Abschaltsignal erzeugenden Sensoren entlang dem
Rahmen des Bewegungselements angeordnet sind, so dass das auf dem Bewegungselement
angeordnete Sendeorgan die quer zur Bewegungsrichtung des Tores liegenden optischen
Sensoren aufnimmt, so ist dennoch der technische Aufwand hoch. Außerdem ist das durch
die Sensoren aufgespannte optische Empfangsgitter und seine Sicherungsfunktion ist
von den Bauteilen abhängig, die auf dem Bewegungselement bzw. dem Tor angeordnet sind.
Wenn auch bei einem gesonderten optischen Reflektor eine elektrische Versorgung entfällt,
so ist dennoch der technische und finanzielle Aufwand für einen dem Bewegungselement
mit dem Reflektor folgenden optischen Strahl und die Ausrichtung auf den sich mit
dem Tor bewegenden optischen Reflektor beträchtlich.
[0005] Aus
EP 1 841 942 B1 ist eine Vorrichtung zur Absicherung eines angetriebenen Bewegungselements gegen
ungewollte Kollision mit einem auf einem vorbestimmten Bewegungsweg in Bewegungsrichtung
des Bewegungselements liegenden Objekts bekannt. Dazu wird ein Lichtgitter aus Lichtschranken,
die quer zur Bewegungsrichtung des Bewegungselements angeordnet sind, ortsfest an
den Seiten des Tores angeordnet, so dass auf aktive und passive Bauelemente auf dem
Tor selbst verzichtet werden kann.
[0006] Der Nachteil eines solchen Lichtschrankensicherungssystems, bei dem für die Lichtschranken
ein Lichtgitter im Bewegungsbereich des Tores zur Verfügung steht, besteht darin,
dass die Schließgeschwindigkeit oder die Schließbeschleunigung fortlaufend mit Hilfe
durchfahrener Lichtschranken ermittelt werden muss, um sicherzugehen, dass sich einzig
und allein das Tor selbst mit seiner Schließkante zwischen den Torseiten bewegt. Entsprechend
ist der Rechenaufwand in einer Auswerteeinheit erheblich, wobei eine Überwachung der
Bewegung des Tores lediglich beim Passieren der jeweiligen Lichtschranke gesichert
ist und in den Zwischenräumen die Überwachung der Bewegung der Schließkante unkontrolliert
abläuft.
[0007] Die gleichen Nachteile hat auch die Sicherheitseinrichtung für motorisch angetriebene
Tore gemäß
EP 0 902 157 A2, bei der eine Sicherheitsschaltung vorgesehen ist, mit der die Schließbewegung des
Tores gestoppt wird, wenn ein Hindernis in der Bewegungsbahn des Tores erfasst wird.
Der Strahlenschutz ist derart angeordnet, dass die von den Strahlen definierte Strahlenfläche
mit der von der vorlaufenden Torkante überstrichenen Bewegungsfläche zumindest eine
Linie gemeinsam hat und dass die autark arbeitende Sicherheitseinrichtung eine Strahlenzustands-Steuereinrichtung
aufweist, die den Strahlen in Abhängigkeit von der Position und der Bewegung des Tores
verschiedene Aktivierungszustände zuordnet.
[0008] Zur Erhöhung der Sicherheit bleibt in diesem Fall nur die Möglichkeit, die Anzahl
der für den Strahlenschutz vorgesehenen Schutzstrahlpositionen entlang der Seitenteile
des bewegten Tores zu verdichten, um die nicht überwachten Bereiche beim Herunterfahren
der Schließkante des Tores zu verkleinern. Damit steigt der technische Aufwand für
die parallel und quer zur Bewegungsrichtung des Tores verlaufenden Schutzstrahlen
in Form von Lichtschranken beträchtlich.
[0009] Als eine Aufgabe der Erfindung kann angesehen werden, die Nachteile im Stand der
Technik zu überwinden und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Absichern von Toren
mittels einem Lichtgitter anzugeben, das vergrößerte Abstände zwischen den Schutzstrahlpositionen
und somit ein gröberes Gitterraster der Schutzstrahlen ermöglicht bei gleichzeitiger
unverminderter Sicherheit gegen Fehlschaltungen.
[0010] Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen.
[0011] Diese Aufgabe wird in verfahrensmäßiger Hinsicht durch das Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst. In vorrichtungsmäßiger Hinsicht wird die Aufgabe durch die
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
[0012] Das Verfahren der oben angegebenen Art ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet,
dass jede Schutzstrahlposition zusätzlich zu dem Schutzstrahl einen vorlaufenden Nebenschutzstrahl
und einen nachlaufenden Nebenschutzstrahl emittiert und dass die Schutzstrahlposition
bei folgender Plausibilitätsbedingung passiv gestellt wird, wenn nämlich eine vorausgehende
Schutzstrahlposition passiv gestellt ist, und die Schutzstrahlposition erstmalig mit
ihrem Schutzstrahl geschaltet wird und mindestens der nachlaufende Schutzstrahl der
Schutzstrahlposition und der in Schließ-bewegung unmittelbar folgende vorlaufende
Nebenschutzstrahl der nachfolgenden Schutzstrahlposition in einem darauf folgenden,
an die Schließbewegung des Tors angepassten Zeitintervall schalten, und dass die Schließbewegung
des Tors stoppt, wenn ein Objekt durch mindestens einen aktiv gestellten Schutzstrahl
und/oder mindestens einen aktiv gestellten Nebenschutzstrahl festgestellt wird.
[0013] Die Vorrichtung der oben genannten Art ist dadurch weitergebildet, dass jede Schutzstrahlposition
zusätzlich zu dem Schutzstrahl einen vorlaufenden Nebenschutzstrahl und einen nachlaufenden
Nebenschutzstrahl aufweist und dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung eingerichtet
ist zum Passivstellen einer Schutzstrahlposition bei folgender Plausibilitätsbedingung,
wenn eine vorausgehende Schutzstrahlposition passiv gestellt ist, und der Schutzstrahl
der Schutzstrahlposition erstmalig geschaltet ist und mindestens der nachlaufende
Schutzstrahl der Schutzstahlposition und der in Schließbewegung unmittelbar folgende
vorlaufende Nebenschutzstrahl der nachfolgenden Schutzstrahlposition in einem darauf
folgenden, an die Schließbewegung des Tors angepassten Zeitintervall schalten, und
dass die Schließbewegung des Tors stoppt, wenn ein Objekt durch mindestens einen aktiv
gestellten Schutzstrahl und/oder mindestens einen aktiv gestellten Nebenschutzstrahl
festgestellt wird.
[0014] Konkret kann das bedeuten, dass mindestens einer der aktiv gestellten Schutzstrahlen
und/oder Nebenschutzstrahlen schaltet. Dabei kann es sich um alle Schutzstrahlen und/oder
Nebenschutzstrahlen handeln, deren Schaltzustand nicht in die Plausibilitätsbedindung
eingeht, sowie auch um letztere Schutzstrahlen und/oder Nebenschutzstrahlen handeln,
soweit deren Schalten außerhalb der für die Plausibilitätsbedindung relevanten Zeitintervalle
erfolgt.
[0015] Insbesondere kann nach dem Stoppen der Schließbewegung das zu überwachende Tor ganz
oder teilweise öffnen, wenn ein Objekt durch mindestens einen aktiv gestellten Schutzstrahl
und/oder mindestens einen aktiv gestellten Nebenschutzstrahl, festgestellt wird.
[0016] Vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens und bevorzugte Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im Folgenden, insbesondere im Zusammenhang
mit den abhängigen Ansprüchen und den Figuren, beschrieben.
[0017] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird bei
Hochgeschwindigkeitsschließvorgängen neuartiger Tore ein gesicherter und ungestörter
Schließvorgang gewährleistet.
[0018] Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass durch die Ausbildung und Bereitstellung
eines vorlaufenden Nebenschutzstrahls und eines nachlaufenden Nebenschutzstrahls in
Bezug auf einen parallel zu der Schließkante des Tores ausgerichteten Schutzstrahl
in jeder Schutzstrahlposition die Überwachung der Schließkante vom Beginn bis zum
Ende trotz erhöhter Abstände zwischen den parallelen Schutzstrahl-positionen verbessert
werden kann. Dazu werden die Schutzstrahlen und Nebenschutzstrahlen nacheinander beim
Schließvorgang des Tores von einem aktiven Schaltzustand in einen passiven Schaltzustand
versetzt. Dabei kann im aktiven Schaltzustand ein Störobjekt in dem noch nicht vom
Tor geschlossenen Überwachungsbereich des Lichtgitters einen Schnellstopp des Schließvorgangs
auslösen, während die Schutzstrahlen und Nebenschutzstrahlen, die bereits von der
Seitenkante des Schließtores abgedeckt sind, in einen Passivzustand übergegangen sind,
in dem der Schaltzustand sowohl des parallelen Schutzstrahls als auch des vorlaufenden
Nebenschutzstrahls und des nachlaufenden Nebenschutzstrahls ermittelt wird, aber nicht
zum Objektnachweis ausgewertet wird.
[0019] Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass das Lichtgitter
in der Türzarge selbst angeordnet werden kann und demgemäß sehr raumsparend ist. Prinzipiell
kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit bereits vorhandenen Lichtgittern durchgeführt
werden und es kann dann, selbst bei hohen Schließgeschwindigkeiten der Tür bis beispielsweise
4 m/s der Überwachungsschutz bis kurz vor dem Boden aufrecht erhalten werden. Beispielsweise
ist das bis zu einem Abstand von 50 mm über dem Boden möglich.
[0020] Grundsätzlich kann die Überwachungsphase des Tors auch in einer Zwischenstellung,
beispielsweise in einer halboffenen Stellung des Tors beginnen.
[0021] Durch die Absicherung in engeren Abständen oberhalb des Bodenbereichs können auch
strengere Normen eingehalten werden.
[0022] Die vorlaufenden bzw. nachlaufenden Nebenschutzstrahlen übernehmen dabei in vorteilhafter
Weise die Überwachung der Schließbewegung des Tores und geben im Zusammenwirken mit
der Plausibilitätsbedingung das jeweilige Umschalten von Aktivzustand zum Passivzustand
in den einzelnen Schutzstrahlpositionen frei. Somit werden in den einzelnen Schutzstrahlpositionen
nicht nur parallele Schutzstrahlen emittiert, sondern zusätzlich gegenüber dem parallelen
Schutzstrahl verkippte Nebenschutzstrahlen generiert, wobei der vorlaufende Nebenschutzstrahl
ausgehend von seiner Schutzstrahlposition mit einem vorhergehenden Empfangssensor
oder vorhergehenden optischen Reflektor zusammenwirkt und der nachlaufende Nebenschutzstrahl
ausgehend von seiner Schutzstrahlposition mit einem nachfolgenden optischen Sensor
oder Reflektor zusammenwirkt.
[0023] Nur wenn die oben erläuterte Plausibilitätsbedingung erfüllt ist, wird die entsprechende
Schutzstrahlposition passiv gestellt, nämlich wenn eine vorausgehende Schutzstrahlposition
detektiert und passiv gestellt ist und die entsprechende Schutzstrahlposition mit
ihrem Schutzstrahl erstmalig geschaltet wird und mindestens der in Schließbewegung
unmittelbar folgende vorlaufende Nebenschutzstrahl der folgenden Schutzstrahlposition
in einem darauf folgenden, an die Schließbewegung des Tores angepassten Zeitintervall
schaltet.
[0024] Dabei muss jedoch kein Zeitintervall abgewartet werden, bis der nächste parallele
Schutzstrahl passiert ist, wie es bei den Lichtgittern aus Lichtschranken der Fall
ist, sondern das an die Schließbewegung des Tores angepasste Zeitintervall kann ein
äußerst kurzes Zeitfenster sein, da es hierbei lediglich darum geht, Unebenheiten
der Schließkante des Tores auszugleichen; denn der vorlaufende Nebenschutzstrahl der
folgenden Schutzstrahlposition steht unmittelbar bei Passieren der vorhergehenden
Sensor- bzw. Reflektorposition zur Verfügung. Das kurze Zeitfenster für das Zeitintervall
bei der Umstellung einer Schutzstrahlposition von einem Aktivzustand zu einem Passivzustand
kann durch eine einfache Lernfahrt vor Ort für das jeweilige Tor ermittelt werden.
Durch die zur Verfügung stehenden Nebenschutzstrahlen in jeder Schutzstrahlposition
kann somit der Abstand zwischen den Schutzstrahlpositionen gegenüber dem Stand der
Technik deutlich vergrößert werden und dennoch die gleiche Sicherheit und Zuverlässigkeit
gewährleistet werden.
[0025] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind deshalb die parallelen Schutzstrahlen
des Lichtgitters äquidistant angeordnet, während bei den parallel ausgerichteten Schutzstrahlen
der aus der Druckschrift
EP 0 902 157 A2 bekannten Sicherheitseinrichtung für motorisch angetriebene Tore der Abstand zwischen
den parallelen Schutzstrahlen im Endbereich des Schließvorgangs deutlich vermindert
werden muss, um eine ausreichende Sicherheit zu gewährleisten.
[0026] Grundsätzlich kann es auch von Vorteil sein, die Schutzstrahlen nicht äquidistant,
sondern beispielsweise in der Nähe des Bodenbereichs etwas dichter anzuordnen. Die
Ortsauflösung kann dadurch gesteigert werden. Das ist insbesondere im bodennahen Bereich,
wo sich typischerweise störende Gegenstände befinden können, von Bedeutung.
[0027] Die Zuverlässigkeit der Absicherung kann außerdem gesteigert werden, wenn zusätzlich
zu dem berücksichtigten nachlaufenden Nebenschutzstrahl der Schutzstrahlposition und
dem vorlaufenden Nebenschutzstrahl der nachfolgenden Schutzstrahlpositionen das Schalten
innerhalb von festzulegenden Zeitintervallen weiterer, insbesondere gekreuzter, Schutzstrahlen
und/oder Nebenschutzstrahlen bei der Auswertung und der Plausibilitätsbedingung berücksichtigt
wird.
[0028] Grundsätzlich erfordert das erfindungsgemäße Verfahren, dass mindestens eine Schutzstrahlposition
aktiv ist. Für die allererste und die letzte Position können gegebenenfalls abweichende
Bedingungen gelten.
[0029] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die vorlaufenden
Nebenschutzstrahlen in Bezug auf die parallelen Schutzstrahlen gegen die Richtung
der Schließbewegung des abzusichernden Tores gekippt verlaufen, während die nachlaufenden
Nebenschutzstrahlen in Bezug auf die parallelen Schutzstrahlen in die Richtung der
Schließbewegung des abzusichernden Tores gekippt verlaufen.
[0030] Weiterhin können beim Passivstellen einer Schutzstrahlposition sowohl der parallele
Schutzstrahl als auch die zugehörigen vorlaufenden und nachlaufenden Nebenschutzstrahlen
passiv gestellt werden.
[0031] Für die Plausibilitätsbedingung ist der nachlaufende Nebenschutzstrahl von geringer
Bedeutung, denn bei der Plausibilitätsbedingung kommt es auf das zeitliche Verhalten
einer Schutzstrahlposition und eines unmittelbar folgenden vorlaufenden Nebenschutzstrahls
einer nachfolgenden Schutzstrahlposition an. Dennoch kann der nachlaufende Nebenschutzstrahl
der passiv zu stellenden Schutzstrahlposition die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen
Absicherung der Schließbewegung eines Tores erhöhen.
[0032] Wenn jedoch ein Objekt durch mindestens einen aktiv gestellten parallelen Schutzstrahl
und/oder mindestens einen aktiv gestellten Nebenschutzstrahl festgestellt wird, ist
es vorgesehen, dass das überwachte Tor wieder vollständig geöffnet wird. Wird jedoch
ein deutlich größeres Objekt durch mindestens einen aktiv gestellten parallel Schutzstrahl
und zwei aktiv gestellte Nebenschutzstrahlen festgestellt, so könnte dieses von einer
Steuer- und Auswerteeinrichtung als Passivzustand einer Schutzstrahlposition gedeutet
werden, so dass das Objekt bis zu einem nachfolgenden vorlaufenden Nebenschutzstrahl
oder gar bis zu einem nachfolgenden parallelen Schutzstrahl gedrängt wird, bevor das
Tor in seine Offenposition zurückgefahren wird.
[0033] Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absichern von Toren,
insbesondere von Toren, mit einem Lichtgitter zum Überwachen des abzusichernden Tores.
Das Lichtgitter weist eine Mehrzahl von Schutzstrahlen in Schutzstrahlpositionen auf
und ist wie folgt angeordnet. Das Lichtgitter fällt wenigstens teilweise mit einer
Überwachungsfläche einer Bewegungsebene des abzusichernden Tores zusammen. Die Schutzstrahlen
liegen quer zu einer Schließbewegungsrichtung des abzusichernden Tores. Jeder der
Schutzstrahlen weist einen Aktivzustand auf, in dem der Schaltzustand dieses Schutzstrahls
für einen Objektnachweis ausgewertet ist. Jeder der Schutzstrahlen weist außerdem
einen Passivzustand auf, in dem der Schaltzustand dieses Schutzstrahls ermittelt ist,
aber nicht zum Objektnachweis ausgewertet wird. Jede Schutzstrahlposition weist zusätzlich
zu dem Schutzstrahl einen vorlaufenden Nebenschutzstrahl und einen nachlaufenden Nebenschutzstrahl
auf.
[0034] Die Vorrichtung weist eine Steuer- und Auswerteeinrichtung zum Steuern des Lichtgitters
und zum Auswerten der von dem Lichtgitter gelieferten Messdaten auf. Die Steuer- und
Auswerteeinrichtung ist darauf eingerichtet, ein Passivstellen einer Schutzstrahlposition
bei folgender Plausibilitätsbedingung durchzuführen, wenn eine vorausgehende Schutzstrahlposition
detektiert und passiv gestellt ist und die Schutzstrahlposition erstmalig geschaltet
ist und mindestens der in Schließbewegung unmittelbar folgende vorlaufende Nebenschutzstrahl
der folgenden Schutzstrahlposition in einem darauf folgenden an die Schließbewegung
des Tores angepassten Zeitintervall schaltet.
[0035] Für die erfindungsgemäße Vorrichtung ergeben die gleichen Vorteile wie für das erfindungsgemäße
Verfahren. Jedoch wird auf eine bevorzugte Ausführungsform der Lichtgitter hingewiesen,
die für eine Ausführungsform der Vorrichtung eine Vielzahl von Infrarot-Halbleiterlasern
als Lichtquellen in den Schutzstrahlpositionen aufweist. Darüber hinaus ist es auch
möglich, lediglich in jeder Schutzstrahlposition einen Infrarot-Halbleiterlaser anzuordnen
und durch prismatische Strahlteilung oder faseroptische Strahlteilung die beiden Nebenschutzstrahlen
und den parallelen Schutzstrahl mittels einer einzigen Infrarot-Halbleiterlaserdiode
zu erzeugen.
[0036] Zusammenfassend hat die Erfindung gegenüber den bekannten Lösungen den Vorteil, dass
der unter der Schließkante ungeschützte Bereich kleiner ist und dass die optische
Auflösung durch die vorlaufenden und nachlaufenden Nebenschutzstrahlen grundlegend
verbessert wird. Gegenüber einer Lösung mit parallelen Lichtschranken, liefert die
vorliegende Erfindung eine Verbesserung der Zuverlässigkeit. Gegenüber der im Stand
der Technik bekannten Lösung, die optische Elemente auf dem bewegten Tor anordnet,
ergibt sich bei der vorliegenden Lösung sowohl ein geringerer Aufwand in Bezug auf
die Montage von zusätzlichen Teilen an der Schließkante des bewegten Tores als auch
eine höhere Zuverlässigkeit, da an dem Tor keinerlei Zuleitungen oder andere elektrische
Versorgungsanschlüsse vorgesehen werden müssen.
[0037] Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
- Figur 1
- zeigt eine Prinzipskizze eines Roll- oder Falttores mit einer Vorrichtung zum Absichern
von Toren;
- Figur 2
- zeigt eine Prinzipskizze des abgesicherten Tores gemäß Figur 1 nach Passieren einer
Schutzstrahlposition;
- Figur 3
- zeigt eine Prinzipskizze des abgesicherten Tores beim Erfassen eines kleinen Objekts
im Bereich eines aktiven Lichtgitters;
- Figur 4
- zeigt eine Prinzipskizze des abgesicherten Tores beim Erfassen eines kleinen Objekts
in unterschiedlichen Positionen im Bereich des aktiven Lichtgitters;
- Figur 5
- zeigt eine Prinzipskizze des abgesicherten Tors beim Erfassen eines großen Objekts
innerhalb des aktiven Lichtgitters;
- Figur 6
- zeigt eine Prinzipskizze des abgesicherten Tors beim Erfassen eines großen Objekts
in unterschiedlichen Positionen innerhalb des aktiven Lichtgitters.
[0038] Figur 1 zeigt eine Prinzipskizze eines Roll- oder Falttores 50, das eine Vorrichtung
zum Absichern eines Torblattes 20 mit einer Schließkante 26 vor einer Kollision mit
einem Objekt bei gleichzeitiger Absicherung einer Hochgeschwindigkeitsbewegung des
Torblattes 20 in Pfeilrichtung 24 einer Schließbewegung. Das Torblatt 20 wird dabei
seitlich in zwei Führungsprofilen 42 und 44 geführt, die über einen oberen Querbalken
46 auf Abstand gehalten werden, so dass sich eine lichte Breite b und eine lichte
Höhe h einer Tordurchfahrt ergibt. Torblattsegmente des Torblattes 20 können hinter
dem Querbalken 46 zusammengefaltet, aufgerollt oder in abgebogenen horizontal ausgerichteten
Führungsprofilen beim Öffnen der Tordurchfahrt verstaut werden.
[0039] Dazu ist hinter oder an dem Querbalken 46 ein Motor 14 angeordnet, der ein Schaltrelais
48 aufweist, das über eine Steuerleitung 18 mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung
40 in Wirkverbindung steht. Zusätzlich kann über eine mechanische Verbindung 28 der
Motor 14 mit einer Bremsvorrichtung 16 verbunden sein, die ihrerseits über eine mechanische
Verbindung 38 mit dem Torblatt 20 verbunden ist, so dass zusätzlich zu einer Ausschaltung
des Motors 14 ein Notbremsvorgang für das Torblatt 20 ausgelöst werden kann. Die Bremseinrichtung
16 ist dazu über eine weitere Steuerleitung 18' mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung
40 verbunden.
[0040] Eine Bewegungsebene 22 des Torblattes 20 wird durch ein Lichtgitter 10 überwacht,
das in einem Überwachungsbereich 12 Schutzstrahlpositionen P3 bis Pn aufweist, die
sich in einem Aktivzustand befinden, in dem der Schaltzustand von Schutzstrahlen für
einen Objektnachweis von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 40 ausgewertet wird.
Außerdem befinden sich in dem Überwachungsbereich 22, der in Figur 1 gezeigt wird,
Schutzstrahlpositionen P1 und P2 deren Schutzstrahlen in einen Passivzustand versetzt
sind, in dem der Schaltzustand der Schutzstrahlen von der Steuer- und Auswerteeinrichtung
40 zwar erfasst wird, aber nicht zum Objektnachweis ausgewertet wird, da sich in diesem
Überwachungsbereich der Schutzstrahlpositionen P1 und P2 das sich in Schließrichtung
24 bewegende Torblatt 20 befindet.
[0041] Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 40 ist deshalb über Signalleitungen 34 mit einer
Vielzahl von Schutzstrahlpositionen P1 bis Pn, die an oder in dem linken Führungsprofil
42 des Tores angeordnet sind, verbunden. Anstelle der Signalleitungen 34 kann auch
eine in einem Multiplexverfahren betriebene Signalleitung 34 eingesetzt werden. Jede
Schutzstrahlposition P weist drei Schutzstrahlen auf, nämlich einen vorlaufenden Nebenschutzstrahl
V, einen parallel zur Schließkante 26 ausgerichteten Schutzstrahl S und einen nachlaufenden
Nebenschutzstrahl N. Zum Schalten werden in dem rechten Führungsprofil 44 entsprechende
Empfangspositionen E1 bis En vorgesehen. Diese Empfangspositionen E1 bis En können
beispielsweise Photodioden oder Photowiderstände aufweisen, deren Messwerte bzw. Schaltzustände
über weitere Signalleitungen 36 der Steuer- und Auswerteeinrichtung 40 zugeführt werden.
Anstelle der weiteren Signalleitungen 36 kann auch eine in einem Multiplexverfahren
betriebene Signalleitung eingesetzt werden. Andererseits ist es auch möglich, dass
in den Empfangspositionen E1 bis En lediglich Reflektoren angeordnet sind und in den
Schutzstrahlpositionen P1 bis Pn entsprechende Sensoren zusätzlich zu den Emittern
für die Schutzstrahlen vorgesehen sind.
[0042] Figur 1 zeigt, dass die Empfangsstationen E1 und E2 weder die parallelen Schutzstrahlen
S1 und S2, noch die vorlaufenden Nebenschutzstrahlen V1 und V2 oder die nachlaufenden
Nebenschutzstrahlen N1 und N2 empfangen, da eine Seitenkante des Torblattes 20 die
emittierten Schutzstrahlen der Schutzstrahlpositionen P1 und P2 abdeckt. Die Empfangsstationen
E3 bis En empfangen hingegen Signale und geben Messsignale über die Signalleitung
36 an die Steuer- und Auswerteeinheit weiter, solange kein Objekt in der Überwachungsfläche
12 auftaucht und auch das Torblatt, das sich mit hoher Geschwindigkeit in Schließrichtung
24 bewegt die weiteren Schutzstrahlpositionen P3 bis Pn noch nicht passiert hat.
[0043] Während die parallelen Schutzstrahlen S direkt auf jeweils eine der geradlinig gegenüberliegenden
Empfangspositionen E ausgerichtet sind, sind die vorlaufenden Nebenschutzstrahlen
V auf die jeweils vorhergehende Empfangsposition E-1 ausgerichtet und die nachlaufenden
Nebenschutzstrahlen N sind auf die jeweils nachfolgende Empfangsposition E+1 ausgerichtet.
Mit dieser Verkippung von Schutzstrahlen wird erreicht, dass der Zwischenraum zwischen
zwei parallelen Schutzstrahlen S und S+1 beim Schließen des Tores durch die gegenüber
den parallelen Schutzstrahlen S nachlaufenden gekippten Nebenschutzstrahlen N zusätzlich
zu den parallelen Schutzstrahlen S und S+1 überwacht werden kann.
[0044] Ein Objekt, das sich innerhalb eines aktiven Lichtstrahlengitters 10 befindet, kann
ohne weiteres detektiert werden. Damit das sich mit großer Geschwindigkeit schließende
Torblatt 20 jedoch nicht als Objekt von der Steuer- und Auswerteeinrichtung fehlgedeutet
wird, muss eine Plausibilitätsbedingung erfüllt sein, ehe eine weitere Schutzstrahlposition
in den Passivzustand versetzt wird. Diese Plausibilitätsbedingung wurde vorstehend
erörtert, so dass sich eine Wiederholung an dieser Stelle erübrigt.
[0045] In Figur 1 befinden sich der vorlaufende Nebenschutzstrahl V1, der parallele Schutzstrahl
S1 und der nachlaufende Nebenschutzstrahl N1 bereits im passiven Schaltzustand, ebenso
der vorlaufende Nebenschutzstrahl V2, der parallele Schutzstrahl S2 und der nachlaufende
Nebenschutzstrahl N2. Um das Torblatt 20 in Schließbewegungsrichtung 24 fortlaufen
zu lassen, wird nun die Plausibilitäts-bedingung auf die Schutzstrahlen der Schutzstrahlposition
P3 unter Berücksichtigung des nachlaufenden Nebenschutzstrahls N3 und des vorlaufenden
Nebenschutzstrahls V4 der nächstfolgenden Schutzstrahlposition P4 angewandt. Wird
die Plausibilitätsbedingung erfüllt, können die Schutzstrahlen der Schutzstrahlposition
P3 in den Passivzustand übergehen und der Schließprozess kann ohne Störung fortgesetzt
werden, wie es die nächste Figur 2 zeigt.
[0046] Figur 2 zeigt eine Prinzipskizze des abgesicherten Tores 50 gemäß Figur 1 nach Passieren
einer weiteren Schutzstrahlposition P3. Die fortschreitende Schließung des Torblattes
20 in Schließrichtung 24 war möglich, weil die Schutzstrahlposition P3 erstmalig mit
ihrem parallelen Schutzstrahl S geschaltet wird und mindestens der in Schließbewegung
unmittelbar folgende, vorlaufende Nebenschutzstrahl V4 der nachfolgenden Schutzstrahlposition
P4 in einem darauf folgenden an die Schließbewegung des Tores angepassten Zeitintervall
schaltet. Dieses Zeitintervall kann äußerst kurz sein, da nicht gewartet werden muss,
bis die Schließkante 26 den nachfolgenden parallelen Schutzstrahl erreichen muss,
wie es im Stand der Technik erforderlich ist, sondern wenn bereits die Schließkante
26 den vorlaufenden Nebenschutzstrahl V4 nach einem kurzen Zeitintervall erreicht.
Das Zeitintervall muss folglich lediglich Unebenheiten der Schießkante 26 überbrücken,
nicht aber den zeitlichen Abstand zum nachfolgenden parallelen Schutzstrahl aufweisen,
wie im Stand der Technik. Dieses relativ kurze Zeitintervall kann wie bereits oben
erwähnt durch eine einmalige Lernfahrt des Tores 50 ermittelt und in der Steuer- und
Auswerteeinheit 40 gespeichert werden.
[0047] Figur 3 zeigt eine Prinzipskizze des abgesicherten Tores 50 beim Erfassen eines kleinen
Objekts 30 im Bereich eines aktiven Lichtgitters 10 zwischen den Schutzstrahlpositionen
P3 bis Pn. Wie Figur 3 zeigt, werden durch das kleine Objekt 30 der parallele Schutzstrahl
S3 und der nachlaufende Nebenschutzstrahl N3 unterbrochen, so dass die in Figur 1
gezeigte Steuer- und Auswerteeinheit 40 ein Öffnen des Tores 50 entgegen der Schließbewegungsrichtung
24 nun in Pfeilrichtung 24' veranlassen kann. Beim Öffnen des Tores 50 werden die
in Figur 3 noch im Passivzustand befindlichen Schutzstrahlen der Schutzstrahlpositionen
P1 und P2 zurück in den Aktivzustand versetzt, weil dann wieder eine optische Verbindung
zu den Empfangspositionen E1 und E2 besteht.
[0048] Figur 4 zeigt eine Prinzipskizze des abgesicherten Tores 50 beim Erfassen eines kleinvolumigen
Objekts 30 in unterschiedlichen Positionen 30, 30', 30" und 30'" im Bereich des aktiven
Lichtgitters mit den Schutzstrahlpositionen P3 bis Pn. Während, wie in Figur 3 gezeigt,
das kleine Objekt 30 den parallelen Schutzstrahl S3 und den nachlaufenden Schutzstrahl
N3 der Schutzstrahlposition P3 unterbricht, würde ein kleines Objekt 30' den nachlaufenden
Nebenschutzstrahl N3 und den vorlaufenden Nebenschutzstrahl V4 der nachfolgenden Schutzstrahlposition
P4 unterbrechen. In der weiteren Position des kleinen Objekts 30" würde lediglich
der parallele Schutzstrahl S3 der Schutzstrahlposition P3 unterbrochen und schließlich
würde in der Position des kleinen Objekts 30'" der parallele Schutzstrahl S3 und der
vorlaufende Nebenschutzstrahl V4 der nachfolgenden Schutzstrahlposition P4 geschaltet
bzw. unterbrochen. In jeder der Positionen, die durch die Objekte 30, 30', 30" und
30'" in Figur 4 gezeigt werden, wird das Torblatt 20 entgegen der Schließbewegungsrichtung
24 in Pfeilrichtung 24' geöffnet und die volle Tordurchfahrt freigegeben.
[0049] Figur 5 zeigt eine Prinzipskizze des abgesicherten Tores 50 beim Erfassen eines großen
Objekts 32 innerhalb des aktiven Lichtgitters 10 mit den Schutzstrahlpositionen P3
bis Pn. Da dieses Objekt 32 so groß ist, dass es sowohl den nächsten parallelen Schutzstrahl
S3 erstmalig abdeckt und dazu den nachlaufenden Nebenschutzstrahl N3 sowie den vorlaufenden
Nebenschutzstrahl V4 der nachfolgenden Schutzstrahlposition P4 unterbricht und damit
das kurze Zeitintervall ebenfalls erfüllt hat, würde ein Objekt 32 dieser Größe die
Plausibilitätsbedingung erfüllen und das Torblatt 20 in Schließbewegungsrichtung 24
das Objekt abdrängen. Erst wenn das Objekt 32 eine Position erreicht, die gegen die
Plausibilitätsbedingung verstößt, wird die Schließbewegung in Pfeilrichtung 24 beendet
und das Objekt kann aus dem aktiven Lichtgitterbereich der Überwachungsfläche 22 der
Schutzstrahlpositionen P3 bis Pn entfernt werden.
[0050] Figur 6 zeigt eine Prinzipskizze des abgesicherten Tores 50 beim Erfassen eines großen
Objekts 32 in unterschiedlichen Positionen 32, 32' und 32" innerhalb des aktiven Lichtgitters
10 mit den Schutzstrahlpositionen P3 bis Pn. Dabei zeigt sich, dass in jeder der gezeigten
Positionen der Objekte 32, 32' und 32" die Plausibilitätsbedingung erfüllt wird, da
der jeweils parallele Schutzstrahl S3 erstmalig geschaltet oder unterbrochen wird
und sowohl der nachlaufende Nebenschutzstrahl N3 als auch der vorlaufende Nebenstrahl
V4 der nachfolgenden Schaltstrahlposition P4 von dem Objekt 32 in den Positionen 32,
32' und 32" unterbrochen wird. Somit werden beim Weiterfahren in Schließbewegungsrichtung
24 des Torblattes 20 die großvolumigen Objekte 32, 32' und 32" in eine Position gedrängt,
in der die Plausibilitätsbedingung nicht mehr erfüllt ist, da bereits der nächste
Schutzstrahl S4 ohne Unterbrechung mindestens eines nachlaufenden oder vorlaufenden
Nebenschutzstrahls zusätzlich geschaltet bzw. unterbrochen wird.
Bezugszeichenliste
[0051]
- 10
- Lichtgitter
- 12
- Überwachungsfläche
- 14
- Motor
- 16
- Bremsvorrichtung
- 18, 18'
- Steuerleitung
- 20
- Torblatt
- 22
- Bewegungsebene
- 24
- Schließbewegungsrichtung
- 24'
- Pfeilrichtung entgegen der Schließbewegungsrichtung
- 26
- Schließkante
- 28
- mechanische Verbindung
- 30, 30', 30", 30"'
- Objekt (klein)
- 32, 32', 32"
- Objekt (groß)
- 34
- Signalleitung
- 36
- Signalleitung
- 38
- mechanische Verbindung
- 40
- Steuer- und Auswerteeinrichtung
- 42
- linkes Führungsprofil
- 44
- rechtes Führungsprofil
- 46
- Querbalken
- 48
- Schaltrelais
- 50
- Tor
- E1
- erste Empfangsposition
- E2
- zweite Empfangsposition
- E3
- dritte Empfangsposition
- E4
- vierte Empfangsposition
- En
- n-te Empfangsposition
- N1
- erster nachlaufender Nebenschutzstrahl
- N2
- zweiter nachlaufender Nebenschutzstrahl
- N3
- dritter nachlaufender Nebenschutzstrahl
- N4
- vierter nachlaufender Nebenschutzstrahl
- Nn
- n-ter nachlaufender Nebenschutzstrahl
- P1
- erste Schutzstrahlposition
- P2
- zweite Schutzstrahlposition
- P3
- dritte Schutzstrahlposition
- P4
- vierte Schutzstrahlposition
- Pn
- n-te Schutzstrahlposition
- S1
- erster paralleler Schutzstrahl
- S2
- zweiter paralleler Schutzstrahl
- S3
- dritter paralleler Schutzstrahl
- S4
- vierter paralleler Schutzstrahl
- Sn
- n-ter paralleler Schutzstrahl
- V1
- erster vorlaufender Nebenschutzstrahl
- V2
- zweiter vorlaufender Nebenschutzstrahl
- V3
- dritter vorlaufender Nebenschutzstrahl
- V4
- vierter vorlaufender Nebenschutzstrahl
- Vn
- n-ter vorlaufender Nebenschutzstrahl
1. Verfahren zum Absichern von Toren mit einem Lichtgitter, welches eine Mehrzahl von
Schutzstrahlen (S1 bis Sn) in Schutzstrahlpositionen (P1 bis Pn) emittiert,
wobei das Lichtgitter (10) so angeordnet wird, dass seine Überwachungsfläche (12)
wenigstens teilweise mit einer Bewegungsebene (22) des abzusichernden Tores (20) zusammenfällt,
wobei die Schutzstrahlen (S1 bis Sn) des Lichtgitters (10) quer zu einer Schließbewegungsrichtung
(24) des abzusichernden Tores (20) angeordnet werden,
wobei jeder der Schutzstrahlen (S1 bis Sn) einen Aktivzustand ausbildet, in dem der
Schaltzustand dieses Schutzstrahls (S1 bis Sn) für einen Objektnachweis ausgewertet
wird, und
wobei jeder der Schutzstrahlen (S1 bis Sn) einen Passivzustand ausbildet, in dem der
Schaltzustand dieses Schutzstrahls (S1 bis Sn) ermittelt wird, aber nicht für den
Objektnachweis ausgewertet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Schutzstrahlposition (P1 bis Pn) zusätzlich zu dem Schutzstrahl (S1 bis Sn)
einen vorlaufenden Nebenschutzstrahl (V1 bis Vn) und einen nachlaufenden Nebenschutzstrahl
(N1 bis Nn) emittiert und
dass die Schutzstrahlposition (P) bei folgender Plausibilitätsbedingung passiv gestellt
wird, wenn nämlich
eine vorausgehende Schutzstrahlposition (P-1) passiv gestellt ist, und
die Schutzstrahlposition (P) erstmalig mit ihrem Schutzstrahl (S) geschaltet wird
und mindestens der nachlaufende Schutzstrahl (N) der Schutzstahlposition (P) und der
in Schließbewegung unmittelbar folgende vorlaufende Nebenschutzstrahl (V+1) der nachfolgenden
Schutzstrahlposition (P+1) in einem darauf folgenden, an die Schließbewegung des Tors
angepassten Zeitintervall schalten, und
dass die Schließbewegung des Tors stoppt, wenn ein Objekt durch mindestens einen aktiv
gestellten Schutzstrahl und/oder mindestens einen aktiv gestellten Nebenschutzstrahl
festgestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das zu überwachende Tor (20) ganz oder teilweise öffnet, wenn ein Objekt (30) durch
mindestens einen aktiv gestellten Schutzstrahl (S) und/oder mindestens einen aktiv
gestellten Nebenschutzstrahl (V oder N) festgestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzstrahlen (S1 bis Sn) parallel zu einer Schließkante (26) des Tores verlaufen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die parallelen Schutzstrahlen (S1 bis Sn) des Lichtgitters (10) nicht äquidistant
angeordnet sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die vorlaufenden Nebenschutzstrahlen (V1 bis Vn) in Bezug auf die parallelen Schutzstrahlen
(S1 bis Sn) gegen die Richtung (24) der Schließbewegung des abzusichernden Tores (20)
gekippt verlaufen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die nachlaufenden Nebenschutzstrahlen (N1 bis Nn) in Bezug auf die parallelen Schutzstrahlen
(S1 bis Sn) in die Richtung (24) der Schließbewegung des abzusichernden Tores gekippt
verlaufen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Passivstellen einer Schutzstrahlposition (P) sowohl der parallele Schutzstrahl
(S) als auch die zugehörigen vorlaufenden und nachlaufenden Nebenschutzstrahlen (V
und N) passiv gestellt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit der Plausibilitätsbedingung eine Bedingung an das zeitliche Schaltverhalten einer
Schutzstrahlposition (P1 bis Pn) und eines unmittelbar folgenden vorlaufenden Nebenschutzstrahls
(V2 bis Vn) gestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Plausibilitätsbedingung zusätzlich fordert, dass mindestens ein weiterer Schutzstrahl
und/oder mindestens ein weiterer vorlaufender und/oder nachlaufender Nebenschutzstrahl
schaltet.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Größe des an die Schließbewegung des Tores (20) angepassten Zeitintervalls in
einer Lernfahrt ermittelt wird.
11. Vorrichtung zum Absichern von Toren (20), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens
nch einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem Lichtgitter (10) zum Überwachen des abzusichernden
Tores (20),
wobei das Lichtgitter (10) eine Mehrzahl von Schutzstrahlen (S1 bis Sn) in Schutzstrahlpositionen
(P1 bis Pn) aufweist und derart angeordnet ist,
dass eine Überwachungsfläche (12) wenigstens teilweise mit einer Bewegungsebene (22)
eines abzusichernden Tores (20) zusammenfällt, und
dass seine Schutzstrahlen (S1 bis Sn) quer zu einer Schließbewegungsrichtung (24)
des abzusichernden Tores (20) liegen,
wobei jeder der Schutzstrahlen (S1 bis Sn) einen Aktivzustand aufweist, in dem der
Schaltzustand dieses Schutzstrahls (S1 bis Sn) für einen Objektnachweis ausgewertet
wird und
mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung (40) zum Steuern des Lichtgitters (10) und
Auswerten der von dem Lichtgitter gelieferten Messdaten, wobei jeder der Schutzstrahlen
(S1 bis Sn) einen Passivzustand aufweist, in dem der Schaltzustand dieses Schutzstrahls
(S1 bis Sn) ermittelt wird, aber nicht für den Objektnachweis ausgewertet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Schutzstrahlposition (P1 bis Pn) zusätzlich zu dem Schutzstrahl (S1 bis Sn)
einen vorlaufenden Nebenschutzstrahl (V1 bis Vn) und einen nachlaufenden Nebenschutzstrahl
(N1 bis Nn) aufweist und
dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung (40) eingerichtet ist zum Passivstellen einer
Schutzstrahlposition (P) bei folgender Plausibilitätsbedingung, wenn nämlich eine
vorausgehende Schutzstrahlposition (P-1) passiv gestellt ist, und
die Schutzstrahlposition (P) erstmalig mit ihrem Schutzstrahl (S) geschaltet wird
und mindestens der nachlaufende Schutzstrahl (N) der Schutzstahlposition (P) und der
in Schließbewegung unmittelbar folgende vorlaufende Nebenschutzstrahl (V+1) der nachfolgenden
Schutzstrahlposition (P+1) in einem darauf folgenden, an die Schließbewegung des Tors
angepassten Zeitintervall schalten, und
dass die Schließbewegung des Tors stoppt, wenn ein Objekt durch mindestens einen aktiv
gestellten Schutzstrahl und/oder mindestens einen aktiv gestellten Nebenschutzstrahl
festgestellt wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Lichtgitter(10) eine Vielzahl von Infrarot-Halbleiterlasern als Lichtquellen
in den Schutzstrahlpositionen (P1 bis Pn) aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Lichtquellen Leuchtdioden oder VICSEL verwendet werden.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
welche zum Einbau in eine Türzarge eingerichtet ist.