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Die Erfindung betrifft eine mit einer Sensoranordnung versehene Anlage, insbesondere Türanlage, mit zumindest einem schwenkbar gelagerten und/oder entlang eines Verfahrwegs verfahrbaren Flügel.
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Es sind zahlreiche Sensoreinrichtungen für Anlagen mit zumindest einem schwenkbar gelagerten oder entlang eines Verfahrwegs verfahrbaren Flügel bekannt.
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Die
DE 10 2004 051 779 A1 beschreibt einen Positionsgeber mit einem magnetoresistiven Bauelement. Das magnetoresistive Bauelement ist so angeordnet, dass es einem Umfangsrand einer Hubkurvenscheibe gegenüberliegt. Bei einer Rotation der Hubkurvenscheibe verändert sich der Abstand zwischen Bauelement und Hubkurvenscheibe, was zu einem Ausgangssignal des Bauelements führt, das sich in Abhängigkeit vom Abstand ändert. Dadurch ist die Ermittlung einer Stellung der Hubkurvenscheibe in Bezug auf das Bauelement und damit eine Drehwinkelerfassung einer angeschlossenen Tür möglich.
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In der
DE 20 2005 004 518 U1 ist eine Sensoreinrichtung offenbart, die mittels eines Elastomer-Encoders gebildet ist und dazu dient, einen Drehwinkel, eine Drehzahl und/oder Drehgeschwindigkeit einer Drehtür zu erfassen.
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Die
DE 10 2005 002 039 B3 wiederum beschreibt die Nutzung magnetempfindlicher Sensoren im Rahmen eines linearmotorbasierten Schiebetürantriebs unter Wechselwirkung mit einem Läufer des Linearmotors.
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Allen Sensoreinrichtungen ist gemeinsam, dass sie jeweils für bestimmte Türanlagen geeignet bzw. optimiert sind und bei anderen Türanlagen nicht oder nur unter erschwerten Bedingungen eingesetzt werden können. Ferner funktionieren sie teilweise nur in Wirkverbindung mit Türbetätigern, Türschließern oder Türantrieben, was die Nutzung bei antriebslosen Türanlagen unmöglich macht oder erschwert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zumindest zu verringern.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Anlage weist zumindest einen schwenkbar gelagerten und/oder entlang eines Verfahrwegs verfahrbaren Flügel und eine Sensoreinrichtung auf. Die Sensoreinrichtung umfasst zumindest einen Bildsensor, zumindest eine Verarbeitungslogik und zumindest eine Auswertelogik. Der jeweilige Bildsensor ist mit einer Bildaufnahmevorrichtung versehen, die eingerichtet ist, aufeinander folgend Bilder von einer der Bildaufnahmevorrichtung sensorisch erfassbar gegenüberliegenden, nachstehend als Erfassungsfläche bezeichneten Fläche aufzunehmen, für jedes aufgenommene Bild einen zugehörigen Bilddatensatz zu erzeugen und diesen auszugeben. Sensorisch erfassbar gegenüberliegend bedeutet, dass die Bildaufnahmevorrichtung der Erfassungsfläche derart gegenüberliegt, dass sie in der Lage ist, Bilder von dieser Erfassungsfläche sensorisch aufnehmen bzw. erfassen zu können. Ein Bilddatensatz repräsentiert somit ein einzelnes, von der Erfassungsfläche aufgenommenes Bild. Die Bildaufnahmevorrichtung erzeugt somit eine Sequenz von Bilddatensätzen. Die Verarbeitungslogik ihrerseits ist mit dem zumindest einen Bildsensor gekoppelt. Sie ist zudem eingerichtet, auf Basis von Unterschieden zwischen jeweils unmittelbar aufeinander folgend erzeugten Bilddatensätzen eine Bewegungsrichtung und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit des zumindest einen Flügels zu ermitteln sowie Daten, die die erfasste Bewegungsrichtung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit repräsentieren, auszugeben. Die Verarbeitungslogik ist ausgangsseitig, d. h. mit einem Signalausgang, mit einem Signaleingang, also eingangsseitig mit einer Auswertelogik gekoppelt. Die Auswertelogik ist eingerichtet, auf Basis der vom Bildsensor ausgegebenen Daten einen momentanen Bewegungszustand des zumindest einen Flügels zu ermitteln.
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Der Bewegungszustand umfasst dabei zumindest die momentane Position des zumindest einen Flügels im Zuge beispielsweise dessen Schwenk- bzw. Verfahrbewegung. Die Ermittlung der momentanen Position kann dadurch erfolgen, dass die Auswertelogik Zugriff auf andere Daten hat, die eine Ausgangsposition des zumindest einen Flügels kennzeichnen. Aufgrund der ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit und der verstrichenen Zeit kann die Auswertelogik beispielsweise bei einer Schiebetür die momentane Verfahrposition ermitteln. Die verstrichene Zeit kann beispielsweise mittels Zählens von Takten seit Beginn der Bewegung des zumindest einen Flügels und zuordnen einer entsprechenden Zeitdauerinformation beispielsweise mittels Berechnens oder Zuordnungstabelle erfolgen.
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Der Bildsensor ist derart angeordnet, dass sich, während der Schwenk- und/oder Verfahrbewegung des zumindest einen Flügels, die Bildaufnahmevorrichtung und die Erfassungsfläche für die Bildaufnahmevorrichtung sensorisch erfassbar aneinander vorbei bewegen. D. h. der Bildsensor überstreicht während der Bewegung des zumindest einen Flügels die besagte Erfassungsfläche. Dies bedeutet gleichzeitig, dass sich der Inhalt von aufgenommenem Bild zu aufgenommenem Bild ändert. Diese Änderung in den Bildinhalten ermöglicht die Ermittlung der Bewegungsgeschwindigkeit und, beispielsweise unter der Voraussetzung der Kenntnis über den Startpunkt der Bewegung des zumindest einen Flügels und die vergangene Zeit, der momentanen Position dieses Flügels. Und da eine sich relativ zur Bildaufnahmevorrichtung bewegende Erfassungsfläche genutzt wird, ist die Sensoreinrichtung unabhängig von der Art der Anlage, also beispielsweise Drehflügeltür oder automatisch angetriebene Schiebetür, einsetzbar.
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Die Versorgung des Bildsensors mit der erforderlichen elektrischen Energie erfolgt vorzugsweise kontaktlos. Dies hat Vorteile hinsichtlich dadurch an bestimmten Stellen nicht notwendiger Verkabelung und damit etwaig einhergehender Probleme bezüglich Knick- und/oder Zugbelastungen elektrischer Leitungen.
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Die Energieversorgung erfolgt dabei besonders bevorzugt per Induktion. Die Energieübertragung per Induktion hat den Vorteil, dass auf beiden Seiten, der Sende- und der Empfangsseite, jeweils nur eine Elektrospule erforderlich ist, die hinsichtlich ihrer Dimensionen an den jeweiligen Einsatzfall angepasst werden kann. Zudem sind, abgesehen von der sich ändernden Versorgungsspannung, keine oder nur unwesentliche Anpassungen erforderlich, um die Energieübertragung zu gewährleisten.
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Die Übertragung der vom Bildsensor ausgegebenen Daten zur Verarbeitungslogik erfolgt aus den vorgenannten Gründen vorzugsweise ebenfalls draht- bzw. kontaktlos. Eine derartige Datenübermittlung kann beispielsweise per Funk erfolgen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung erfolgt diese drahtlose Datenübermittlung dadurch, dass die Daten auf ein Trägersignal aufmoduliert sind. Das Trägersignal kann ein abgezweigter Teil des mittels Induktion übertragenen Energieversorgungssignals sein. Ist das Energieversorgungssignal beispielsweise ein sinusförmiges Wechselspannungssignal, können herkömmliche Modulationsschaltungen eingesetzt werden, um die Daten aufzumodulieren.
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Die von der Bildaufnahmevorrichtung zu erfassende Erfassungsfläche ist vorzugsweise in Bezug auf die Anlage ortsfest angeordnet. Die Bildaufnahmevorrichtung demgegenüber ist ortsfest an einem vorbestimmten Abschnitt des zumindest einen Flügels angeordnet oder in den zumindest einen Flügel integriert. Diese Ausführung ist insbesondere für Drehflügeltüren geeignet, bei denen die Bildaufnahmevorrichtung vorzugsweise an einem der Türangel entfernten Ende des Drehflügels angeordnet ist. Damit wird erreicht, dass die Bildaufnahmevorrichtung beim Verschwenken des Drehflügels einen besonders großen Weg zurücklegt, was eine hohe Genauigkeit in der Ermittlung der momentanen Position des Drehflügels ermöglicht.
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Alternativ ist die Erfassungsfläche mittels eines Außenrands des zumindest einen Flügels gebildet. Die Bildaufnahmevorrichtung ist dementsprechend in Bezug auf die Anlage ortsfest angeordnet. Dies ist beispielsweise für Schiebetüren sinnvoll, die sich üblicherweise entlang eines Führungsprofils, die als Laufschiene ausgebildet sein kann, und/oder entlang eines Abdeckprofils bewegt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Energieversorgung der Sensoreinrichtung außerhalb des jeweiligen Flügels erfolgt, da diese außerhalb des Flügels angeordnet ist. Es entfällt somit die vorgenannte Problematik der Energieübertragung in den Flügel hinein und ermöglicht eine Vereinfachung der gesamten Anlage.
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Im Fall einer Anlage mit Schiebeflügeln, wie Schiebetüranlagen, Teleskopschiebetüren, Trennwänden etc., sind diese zumindest an einem oberen Abschnitt in einem Führungsprofil geführt aufgenommen. Das Führungsprofil kann eine Tragschiene sein, in der Laufwagen rollen, an denen der jeweilige Schiebeflügel aufgehängt ist. Die Erfassungsfläche ist vorzugsweise mittels einer der Seitenflächen des Führungsprofils gebildet. Die Bildaufnahmevorrichtung ihrerseits ist vorzugsweise an einem oberen, dem Führungsprofil zugewandten Abschnitt des Schiebeflügels ortfest angebracht oder in den Schiebeflügel integriert. D. h. besagte Seitenfläche des ohnehin vorhandenen Führungsprofils wird genutzt, um die momentane Position des Schiebeflügels zu ermitteln. Diese Anwendung ist insbesondere dann geeignet, wenn nicht sichergestellt werden kann, dass sich der jeweilige Schiebeflügel sowohl in Offen- als auch in Schließstellung zumindest immer zumindest mit einem Teil seines Außenrands im Erfassungsbereich der Bildaufnahmevorrichtung befindet.
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Alternativ ist die Bildaufnahmevorrichtung am Führungsprofil befestigt oder in das Führungsprofil integriert, sodass die Erfassungsfläche mittels des vorstehend angegebenen Außenrands des Schiebeflügels gebildet ist, verbunden mit den vorstehend angegebenen Vorteilen hinsichtlich der Energieversorgung.
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Für den Fall, dass sich der jeweilige Schiebeflügel nicht immer zumindest mit einem Teil seines Außenrands im Erfassungsbereich der Bildaufnahmevorrichtung befindet, sind mehrere Bildsensoren derart angeordnet, dass der jeweilige Schiebeflügel während seines gesamten Verfahrwegs zumindest von einem der Bildsensoren erfasst wird.
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Eine derartige Anlage kann zumindest eine Betätigungsvorrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, den zumindest einen Flügel in zumindest eine Richtung schwenkend bzw. entlang des Verfahrwegs des zumindest einen Flügels zu bewegen. Derartige Betätigungsvorrichtungen sind beispielsweise Türschließer, Drehflügelantriebe, Schiebetürantriebe, Schiebetür-Schließanordnungen, Trennwandmodul-Antriebe, Faltflügeltürantriebe, Karusselltürantriebe etc. Die Erfassungsfläche ist vorzugsweise mittels einer Fläche eines bewegten Teils der Betätigungsvorrichtung oder eines von der Betätigungsvorrichtung bewegten Teils gebildet.
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Insbesondere Schiebeflügelanlagen weisen üblicherweise weiterhin eine Blende auf, die das Führungsprofil typischerweise teilweise umgibt. In dem Fall ist es möglich, eine Innenfläche des Abdeckprofils als Erfassungsfläche zu nutzen.
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Alternativ ist die Erfassungsfläche mittels einer der Anlage zugewandten Fläche eines Bodens oder einer Decke eines Raums gebildet. Der Boden als Erfassungsfläche ist nahezu für jede Anlage mit zumindest einem der vorstehend beschriebenen Flügel einsetzbar, da derartige Flügel üblicherweise in einem relativ geringen Abstand über den Boden streifen. Weist der jeweilige Flügel auch zur Decke einen relativ geringen Abstand auf, kann auch deren nach unten weisende Fläche als Erfassungsfläche genutzt werden. D. h. die Erfindung ist auf vielerlei Erfassungsflächen anwendbar, was die Einsetzbarkeit solch einer Anlage weiterhin erweitert.
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Beispielsweise eine Schiebeflügelanlage kann einen Linearmotor aufweisen, der einen am Schiebeflügel oder am Führungsprofil ortsfest angebrachten Läufer und einen korrespondierenden, am Führungsprofil bzw. am Schiebeflügel ortsfest angebrachten Stator umfasst. In dem Fall ist es möglich, eine Außenfläche des Stators bzw. des Läufers, je nach Anordnung gemäß einer der vorbeschriebenen Arten, als Erfassungsfläche zu nutzen. Diese Ausführung ist besonders gut realisierbar, wenn der Stator ortsfest, also beispielsweise im Führungsprofil, angeordnet ist und die Bildaufnahmevorrichtung im Schiebeflügel untergebracht ist. Da der Linearmotor mit einer wechselnden Spannung betrieben wird, kann diese gleichzeitig zur Energieversorgung der Bildaufnahmevorrichtung am oder im Schiebeflügel genutzt werden. Die schiebeflügelseitige, empfangsseitige Elektrospule wird einfach an einer Seite des Läufers angeordnet oder in diesen integriert, sodass jederzeit eine der Statorspulen mit der schiebeflügelseitigen Elektrospule in Wirkverbindung steht.
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Die Verarbeitungslogik ist vorzugsweise Teil einer Steuerung oder mit einer Steuerung wirkverbunden. Die Steuerung wiederum ist mit zumindest einem Aktor wirkverbunden. Der Aktor ist derart mit dem zumindest einem Flügel wirkverbunden, dass der Aktor bei einer Betätigung die Bewegung bzw. Bewegungsfähigkeit des zumindest einen Flügels in einer vorbestimmten Weise beeinflusst bzw. ändert. Hat die Verarbeitungslogik ermittelt, dass der jeweilige Flügel einen vorbestimmten Bewegungszustand erreicht hat, betätigt sie diesen zumindest einen Aktor. Der vorbestimmte Bewegungszustand kann beispielsweise das Erreichen der Schließstellung repräsentieren, und der Aktor ist eine Türantriebs-Ansteuerschaltung, die von der Steuerung abgeschaltet wird und damit den Türantrieb stoppt.
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Ein anderes Beispiel für einen Aktor ist eine Flügel-Feststellvorrichtung. Es ist somit auf einfache Weise möglich, beispielsweise eine Durchgangstür bei Erreichen der Offenstellung festzustellen, sodass die Tür offen bleibt.
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Die erfindungsgemäße Anlage kann selbstverständlich mehrere Flügel gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungen aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Anlage kann beispielsweise als ein- oder mehrflügelige Drehflügeltür, Schiebetür, Teleskopschiebetür oder Schwenk-Schiebetür, als Faltflügeltür, Karusselltür oder auch als Trennwand ausgebildet sein.
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Beispielsweise bei einer zweiflügeligen Drehflügeltüranlage mit Schließfolgeregelung ist der vorbeschriebene zumindest eine Flügel mittels eines in Schließstellung unterschlagenden Standflügels gebildet. Der vorbeschriebene Aktor in Form einer Feststellvorrichtung ist mit einem zweiten, in Schließstellung des Standflügel überschlagenden Gangflügel wirkverbunden ist. Die vorbeschriebene Sensoreinrichtung und die Feststellvorrichtung sind somit Teil der Schließfolgeregelung der Anlage.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen. Es zeigen:
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1 eine Anlage gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 die Anlage von 1 im Ausschnitt, mit einer abgewandelten Energieversorgung;
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3 einen Bildsensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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4 eine Abwandlung der Anordnung von 3;
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5 eine Anlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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6 eine Anlage gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
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7 ein Blockschaltbild einer Sensoreinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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8 ein Blockschaltbild einer Sensoreinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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9 ein Blockschaltbild einer Sensoreinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung und
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10 ein Blockschaltbild einer Sensoreinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt beispielhaft eine Türanlage 1, die als Drehflügeltür ausgebildet ist. Ein Drehtürflügel 10 der Türanlage 1 ist mittels Türangeln 11, 11 an einer nicht dargestellten Wand oder einer Zarge 5 frei schwenkbar aufgehängt. Oberhalb des Drehtürflügels 10 ist im gezeigten Beispiel ein Drehflügelantrieb 20 bandseitig sturzmontiert. Der Drehflügelantrieb 20 ist beispielhaft mittels eines Gleitarms 21 an einer auf der Drehflügeltür 10 angebrachten Gleitschiene 22 angelenkt.
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An einem unteren, in Bezug auf die Türangeln 11, 11 äußeren Randabschnitt 12 ist ein Bildsensor 31 einer Sensoreinrichtung 30 befestigt bzw. ortsfest angeordnet. Vom Bildsensor 31 geht ein Stromversorgungskabel 32 in Richtung Drehflügeltür-Verschwenkachse ab. Das Kabel 32 kann im Inneren des Drehtürflügels 10 verlegt sein oder alternativ außen entlang geführt sein. Beispielhaft oberhalb der oberen Türangel 11 verlässt das Kabel 32 den Drehtürflügel 10 und geht in einen Leitungsabschnitt 2 über, der zu einer nicht dargestellten Stromversorgungseinrichtung beispielsweise in Form eines Netzteils weiterführt. Das Netzteil ist vorzugsweise ein nicht dargestelltes Netzteil des Drehflügelantriebs 20.
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Bei einem Verschwenken des Drehtürflügels 10 streift der Bildsensor 31 mit einer zugehörigen Bildaufnahmevorrichtung über einen Boden 8 eines nicht weiter dargestellten Raums.
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Vorzugsweise nur während der Verschwenkbewegung nimmt die Bildaufnahmevorrichtung in vorbestimmten Zeitabständen jeweils ein Bild eines Bereichs der Bodenfläche auf. Vorzugsweise geschieht dies mit einer Rate von bis zu 3000 Bildern pro Sekunde.
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Vorzugsweise der Bildsensor 31 umfasst ferner eine nicht dargestellte und später beschriebene Verarbeitungslogik, die vorteilhafterweise mit der Bildaufnahmevorrichtung zu einer Einheit bzw. einem Modul zusammengefasst ist. Dadurch ist es möglich, standardisierte Bildsensoren 31 herzustellen, die schon einen Teil der erforderlichen Datenverarbeitung übernehmen. Die Bildaufnahmevorrichtung erzeugt für jedes aufgenommene Bild entsprechende Bilddaten in Form eines jeweiligen Datensatzes, der dann der Verarbeitungslogik ausgegeben wird, die vorzugsweise in einem integrierten Schaltkreis realisiert ist. D. h. pro aufgenommenes Bild wird ein Datensatz erzeugt.
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Die Verarbeitungslogik ist in der Lage, aufgrund von Unterschieden in den Datensätzen insbesondere jeweils zwei unmittelbar aufeinander folgend erzeugten Datensätzen mit enormer Präzision zu erkennen bzw. zu ermitteln, mit welcher Geschwindigkeit und gegebenenfalls in welche Richtung sich der Bildsensor 31 und hier der Boden 8 als Erfassungsfläche zueinander bewegen.
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Die Ermittlung durch die Verarbeitungslogik ist umso genauer, je schneller sich der Bildsensor 31 und die Erfassungsfläche in einem bestimmten Zeitabschnitt zueinander bewegen. Aus dem Grund hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Bildaufnahmevorrichtung des Bildsensors 31 mit maximalem Abstand zur Verschwenkachse des Drehtürflügels 10 anzuordnen. Selbstverständlich kann die Bildaufnahmevorrichtung auch näher zur Verschwenkachse angeordnet sein, nur ist dann gegebenenfalls die Genauigkeit der ermittelten Werte schlechter.
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2 zeigt einen Ausschnitt der Türanlage 1 von 1 mit einer abgewandelten Energieübertragung von der Zarge 5 in Richtung Drehtürflügel 10. Wie zu erkennen, ist das vorzugsweise zweiadrig ausgebildete Kabel 32 am dem nicht dargestellten Bildsensor 31 abgewandten Ende mit entsprechenden Anschlüssen einer ersten Elektrospule 3 gekoppelt. Auf Seiten der Zarge 5 ist eine zweite Elektrospule 4 angeordnet, von der der Leitungsabschnitt 2 wiederum vorzugsweise in Form eines zweiadrigen Kabels in Richtung Stromversorgungseinrichtung abgeht.
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Im Rahmen der Energieversorgung des Bildsensors 31 sind die Elektrospule 4 sendeseitig und die Elektrospule 3 empfangsseitig ausgebildet. D. h. an die Elektrospule 4 wird elektrische Energie in Form eines sich über die Zeit vorzugsweise periodisch verändernden Spannungsversorgungssignals angelegt. Mittels elektromagnetischer Induktion wird diese Energie auf die Elektrospule 3 übertragen. D. h. die Elektrospule 4 „sendet“ sozusagen Energie, die von der Elektrospule 3 „empfangen“ wird.
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Die Elektrospulen 3, 4 sind zudem so angeordnet, dass sie bei Bestromung in jeder Öffnungsstellung des Drehtürflügels 10 miteinander in Induktions-Wechselwirkung stehen.
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Die Elektrospulen 3, 4 können separat oder in eine oder beide der Türangeln 11, 11 integriert ausgebildet sein. In dem Fall bestehen die Türangeln 11, 11 vorzugsweise aus nichtmagnetisierbarem Material.
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3 zeigt einen Bildsensor 31 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Bildsensor 31 ist mit einer Drehgeberscheibe 31b versehen, die vorzugsweise gemäß herkömmlichen Inkrementalgeberscheiben ausgebildet ist. Die Drehgeberscheibe 31b ist auf einer Welle 6 drehfest angeordnet, die beispielsweise eine Abtriebswelle eines Türschließers oder eines Antriebsmotors sein kann. Durch eine beispielhaft schachbrettartig ausgebildete Maske 31a des Bildsensors 31 hindurch werden mittels der sonst nicht weiter dargestellten Bildaufnahmevorrichtung nun Bilder von der Drehgeberscheibe 31b aufgenommen. Aufgrund der Maskierung bzw. Ausblendung vorbestimmter Bildbereiche ist es möglich, trotz der relativ filigranen bzw. feinen Rillen der Drehgeberscheibe 31b die Rotationsrichtung und -geschwindigkeit mittels des Bildsensors 31 zu ermitteln.
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4 zeigt eine Abwandlung der Anordnung von 3. Wie zu erkennen, wirkt der Bildsensor 31 nicht mit einer Drehgeberscheibe sondern mit einem Zugmittel exemplarisch in Form eines Riemens 9 zusammen. Riemen 9 bzw. Zugmittel finden insbesondere bei vielen Arten von Schiebetüranlagen beispielsweise im Rahmen von Schiebetür- oder Teleskopschiebetürantrieben Anwendung. Wiederum wird vorzugsweise eine Maske 31a verwendet, die gemäß 3 ausgebildet sein kann. Während der Bewegung angeschlossener Schiebeflügel bewegt sich der Riemen 9 am Bildsensor 31 bzw. dessen Bildaufnahmevorrichtung vorbei und ermöglicht damit mittelbar die Erfassung der Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit des bzw. der angeschlossenen Schiebeflügel.
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Im Fall beispielsweise einer zweiflügeligen Schiebetüranlage, bei der beide Schiebetürflügel an einem einzigen, umlaufenden Zugmittel angebunden sind, kann somit mittels eines einzigen Bildsensors 31 auf die Bewegung beider Schiebetürflügel geschlossen werden. Die Auswertelogik beinhaltet oder hat Zugriff auf Daten bezüglich der Positionen beider Schiebetürflügel. Aufgrund der ermittelten Bewegungscharakteristik des Zugmittels können nun die Positionen beider Schiebetürflügel ermittelt werden.
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5 zeigt eine Anlage 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Bei der Anlage 1 handelt es sich beispielhaft um eine einflügelige Schiebetüranlage mit einem linearmotorbasierten Antrieb. Dieser Antrieb ist mittels einer Anordnung aus exemplarisch ortsfest in Bezug auf die Anlage 1 angeordnetem Stator 23 mit einer Mehrzahl von Einzel- bzw. Elektrospulen 23a sowie einem exemplarisch am Schiebetürflügel 10 bzw. dessen Laufwagen 13 ortsfest angebrachten Läufer 24 vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Einzel- bzw. Permanentmagneten 24a gebildet.
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Zumindest die Bildaufnahmevorrichtung des Bildsensors 31 ist am Schiebetürflügel 10 befestigt oder in diesen integriert. Die Erfassungsfläche für den Bildsensor 31 ist beispielhaft mittels einer Unterseite eines beispielhaft als Laufschiene 7 ausgebildeten Führungsprofils gebildet. Die Laufwagen 13, 13 sind mittels jeweiliger Laufrollen 14 auf der Laufschiene 7 geführt gelagert. Die zum Betrieb der sich am Schiebetürflügel befindlichen Teile des Bildsensors 31 und ggf. der Verarbeitungslogik erforderliche Energie wird vorzugsweise mittels der ohnehin zum Betrieb des Linearmotors am Stator anliegenden elektrischen Energie, die beispielsweise eine 3-Phasen-Wechselspannung aufweist, realisiert. Auch hier wird das Prinzip der elektromagnetischen Induktion genutzt, indem vorzugsweise an einem Ende des Läufers 24 eine oder mehrere Elektrospule/n 3 angeordnet ist bzw. sind und über die Leitung 32 mit dem Bildsensor 31 gekoppelt. Die Energieübertragung erfolgt somit analog der Ausführungsform gemäß 2. Die Nutzung der Linearmotor-Antriebsenergie vereinfacht die Verschaltung enorm. Zudem kann damit auf einfache Weise sichergestellt werde, dass der Bildsensor 31 nur dann mit Energie versorgt wird, wenn der Schiebetürflügel 10 verfahren wird, was Betriebskosten senken hilft.
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6 zeigt eine Abwandlung der Schiebetüranlage 1 von 5. Wie zu erkennen, ist der Bildsensor 31 außerhalb des Schiebetürflügels 10 angeordnet. Zumindest die Bildaufnahmevorrichtung des Bildsensors 31 ist vorzugsweise an der Unterseite der Laufschiene 7 befestigt. Die Erfassungsfläche für den Bildsensor 31 ist somit beispielhaft mittels eines oberen Rands 15 des Schiebetürflügels 10 gebildet.
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Die Anordnung ist derart, dass die Bildaufnahmevorrichtung Bilder aufnimmt, die alle einen Teil eines oberen Rands 15 des Schiebetürflügels 10 beinhalten. In dem Fall gibt es auch keine Probleme hinsichtlich der Energieversorgung. Dadurch kann/können die Elektrospule/n 3 gemäß 5 entfallen. Da der Bildsensor 31 ortsfest in Bezug auf die Anlage 1 angeordnet ist, kann beispielsweise von der zum Stator 23 geführten Energieversorgung ein Teil abgezweigt werden.
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Sollte nicht sichergestellt sein, dass die Bildaufnahmevorrichtung jederzeit Bilder aufnimmt, die alle einen Teil des oberen Rands 15 des Schiebetürflügels 10 beinhalten, sind mehrere Bildaufnahmevorrichtungen 31a vorgesehen, die derart entlang des Verfahrwegs des Schiebeflügels 10 verteilt sind, dass zumindest eine Bildaufnahmevorrichtung jederzeit ein Bild aufnimmt, das einen Teil des oberen Rands 15 des Schiebetürflügels 10 beinhaltet.
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7 zeigt ein Blockschaltbild einer Sensoreinrichtung 30 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Pfeillinien kennzeichnen den Informations- bzw. Datenfluss. Die Sensoreinrichtung 30 umfasst einen Bildsensor 31, der mit einer Auswertelogik 34 gekoppelt ist. Der Bildsensor 31 umfasst im gezeigten Beispiel neben der Bildaufnahmevorrichtung 31a zusätzlich die vorbeschriebene Verarbeitungslogik 33. Die Bildaufnahmevorrichtung 31a beinhaltet im Wesentlichen die optischen und/oder elektrischen Komponenten (LED, Fotodiode, Widerstände, Taktgeber, Speicher etc.), die erforderlich sind, um aufeinander folgend von der Erfassungsfläche bzw. dem momentan erfassbaren Ausschnitt der Erfassungsfläche Bilder aufnehmen und zumindest den aktuell erzeugten Bild-Datensatz gegebenenfalls zwischenspeichern zu können. Dieser Bild-Datensatz wird der Verarbeitungslogik 33 des Bildsensors übergeben.
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Die Verarbeitungslogik 33 ermittelt nun auf Basis vorzugsweise zwei jeweils unmittelbar hintereinander übermittelter Bild-Datensätze die momentane (Bewegungs-)Geschwindigkeit und gegebenenfalls Richtung, mit der sich die Bildaufnahmevorrichtung 31a und die Erfassungsfläche zueinander bewegen. Die so ermittelte Information wird der Auswertelogik 34 übergeben.
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Die Auswertelogik 34 ihrerseits ermittelt aus den übermittelten Daten und etwaiger zusätzlicher Informationen, wie Startposition bzw. unmittelbar vorher ermittelter momentaner Position und der inzwischen verlaufenen Zeit, einen Bewegungszustand der Bildaufnahmevorrichtung 31a, umfassend zumindest die momentane Position der Bildaufnahmevorrichtung 31a in Bezug auf die Erfassungsfläche. Die Auswertelogik 34 ist ferner eingerichtet, aus der so ermittelten Position eine momentane Position des bzw. der zu überwachenden Flügel(s) zu ermitteln. Im Fall eines Schiebeflügels, bei dem die Bildaufnahmevorrichtung 31a mittig am Schiebeflügel angeordnet ist, sind gegebenenfalls keine zusätzlichen Schritte notwendig. Bei einer Drehflügeltür kann die ermittelte momentane Position des Bildaufnahmevorrichtung 31a von der Auswertelogik 34 beispielsweise über eine Öffnungswinkel-Zuordnungstabelle ermittelt werden. Auf diese Weise kann die Auswertelogik 34 auch die Positionen mehrerer, miteinander bewegungs-wirkverbundener, beispielsweise Schiebeflügel einer zweiflügeligen Schiebetüranlage ermitteln.
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Die so ermittelte Position des bzw. der betreffenden Flügel(s) wird vorzugsweise einer Steuerung übergeben, die mit einem oder mehreren Aktoren wirkverbunden ist, die bei Betätigung hier mittels der Steuerung eine Bewegung eines oder mehrerer Flügel(s) beeinflusst bzw. beeinflussen. Aktoren können Feststellvorrichtungen, Bremsvorrichtungen, Schließfolgeregelungen und dergleichen sein.
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Der Bildsensor 31 kann selbstverständlich mit anderen Sensoren beispielsweise parallel verschaltet sein.
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8 zeigt ein Blockschaltbild einer Sensoreinrichtung 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Im Gegensatz zur Anordnung gemäß 7 umfasst die Sensoreinrichtung 30 mehrere, nämlich n Bildsensoren 31 (n ∊ N; n > 1), die mit einer jeweils zugehörigen Auswertelogik 34 gekoppelt sind. Diese Anordnung bietet den Vorteil der redundanten und voneinander unabhängigen Ermittlung des Bewegungszustands des jeweils überwachten Flügels der Anlage 1 und erhöht damit die Ausfallsicherheit der Sensorik. Zudem können beispielsweise von einer Steuerung beispielsweise eines Türantriebs aus etwaige Fehlfunktionen einzelner Bildsensoren 31 aufgespürt werden und beispielsweise an eine gekoppelte zentrale Steuerung oder einen Hausbus übertragen werden. Dadurch ist beispielsweise ein Abschalten eines Türantriebs möglich, wenn die Bildsensoren 31 einen sicheren Betrieb nicht mehr gewährleisten.
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9 zeigt ein Blockschaltbild einer Sensoreinrichtung 30 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Die Sensoreinrichtung 30 umfasst wieder mehrere Bildsensoren 31, die allerdings mit einer einzigen Auswertelogik 34 gekoppelt sind. Dadurch ist es der Auswertelogik 34 möglich, sich gegebenenfalls gegenseitig widersprechende Daten der einzelnen Bildsensoren 31 zu detektieren und dadurch etwaig nicht korrekt funktionierende Bildsensoren 31 zu ermitteln und Information betreffend die ermittelten, möglicherweise fehlerbehafteten Bildsensoren 31 beispielsweise an eine zentrale Steuerung auszugeben oder die betreffende Anlage abzuschalten, was die Betriebssicherheit erhöht.
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10 zeigt ein Blockschaltbild einer Sensoreinrichtung 30 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Die Sensoreinrichtung 30 umfasst wieder mehrere Bildsensoren 31, aus denen allerdings die jeweilige Verarbeitungslogik 33 ausgelagert wurde. D. h. es gibt vorzugsweise eine einzige Verarbeitungslogik 33 für die Bildsensoren 31 und ist nicht mehr Bestandteil der einzelnen Bildsensoren 31 sondern der Sensoreinrichtung 30. Die Verarbeitungslogik 33 ist entweder mit der Auswertelogik 34 gekoppelt oder in diese integriert, was den gesamten Aufbau der Sensoreinrichtung 30 vereinfacht. Auch ist es dadurch möglich, Fehlfunktionen direkt von Bildaufnahmevorrichtungen 31a zu erfassen, was die Fehlersuche enorm vereinfacht.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie können insbesondere zumindest in Teilen gegeneinander ausgetauscht oder miteinander kombiniert werden.
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Die Bildsensoren 31 sind nicht auf die Nutzung der vorstehend angegebenen Erfassungsflächen beschränkt. Im Prinzip ist jede Fläche möglich, die so angeordnet ist, dass sich die Fläche und der Bildsensor gemäß der Erfindung aneinander vorbeibewegen. Im Falle einer spindeltriebbasierten Schiebetüranlage kann die Erfassungsfläche mittels einer Innenfläche eines Abdeckprofils gebildet sein, wobei der bzw. die Bildsensor/en 31 auf außenseitig auf der Gewindespindel des Antriebs angeordnet sind.
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Bei der Anlage 1 gemäß 5 kann beispielsweise auch eine drahtgebundene Energieübertragung mittels Schleppkabel oder Kontaktschienen erfolgen.
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Die Bildsensoren 31 und die Auswertelogik(en) 34 können hinsichtlich der Datenverarbeitung in einen einzigen integrierten Schaltkreis integriert sein, was den erforderlichen Bauraum verringert.
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Die Elektrospulen 3, 4 können mittels Leiterschleifen gebildet sein, die flach auf einer jeweiligen Außenseite der Wand/Zarge 5 bzw. des jeweiligen Flügels 10 angeordnet und beispielsweise mittels Vergießens mit Kunstharz elektrisch isoliert und damit berührungssicher angeordnet sind. Zusätzlich kann das Kabel 32 flach an einem Umfangsrand des jeweiligen Flügels 10 verlegt sein, sodass es optisch kaum oder gar nicht erkennbar ist. Die ist insbesondere bei Ganzglasflügeln günstig, bei denen optische Aspekte eine große Rolle spielen. Dadurch sind Nachrüstungen auch bei bestehenden Anlagen möglich.
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Die Sensoreinrichtungen 30 gemäß 7–10 sind ebenfalls untereinander kombinierbar. Die Sensoreinrichtung 30 gemäß 7 kann jeder Sensoreinrichtung 30 gemäß 8–10 hinzugefügt werden. Die Auswertelogiken 33 gemäß 7 können gemäß 8 ausgebildet sein, sodass beispielsweise jede Auswertelogik die Daten mehrerer oder aller Verarbeitungslogiken 33 übergeben bekommt. Dies kann analog selbstverständlich auch auf die Verarbeitungslogiken 33 angewendet werden.
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Die in Bezug auf 1 angegebene Möglichkeit der Modularisierung von Bildaufnahmevorrichtung und zugehöriger Verarbeitungslogik 33 hat insbesondere bei der Sensoreinrichtung 30 gemäß 9 Vorteile. Werden nämlich beispielsweise aus Gründen der Ausfallsicherheit mehrere Bildsensoren 31 verwendet, deren Ermittlungsergebnisse bzw. -daten von einer einzigen, somit zentralen Verarbeitungslogik 33 verarbeitet werden, übernehmen die verwendeten Bildsensoren 31 vorab bereits einen Teil der erforderlichen Datenverarbeitung. Diese Vorab-Datenverarbeitung erfolgt in allen Bildsensoren 31 parallel, deren Ergebnisse von der Verarbeitungslogik verarbeitet werden, was insbesondere Performancevorteile mit sich bringt. Zudem kann die Verarbeitungslogik auf die ausstehenden Datenverarbeitungen hin optimiert werden.
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Anstelle der vorstehend beschriebenen Maske 31b können alternativ Bildsensoren 31 verwendet werden, deren Bildaufnahmevorrichtungen das jeweilige Teil gemäß dem Maskenmuster erfassen.
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Im Ergebnis ist durch die Erfindung eine Anlage mit einer universell einsetzbaren Sensoreinrichtung geschaffen. Aufgrund der Wechselwirkung der Sensoreinrichtung mit einer jeweiligen Erfassungsfläche erfolgt die Ermittlung eines Bewegungszustands bzw. einer momentanen Position eines oder mehrerer Flügel(s) unabhängig vom Vorhandensein spezieller Vorrichtungen wie Türantrieben etc.
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Zudem ist auch eine Nachrüstung bestehender Anlagen beispielsweise mit Türantrieben möglich, ohne dass diese eine eigene Sensorik zur Positionsermittlung benötigen, was Kosten senken hilft.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Türanlage
- 2
- Leitung
- 3
- Elektrospule
- 4
- Elektrospule
- 5
- Zarge
- 6
- Welle
- 7
- Laufschiene
- 8
- Boden
- 9
- Riemen
- 10
- Flügel
- 11
- Türangel
- 12
- unterer Randabschnitt
- 13
- Laufwagen
- 14
- Laufrolle
- 20
- Türantrieb
- 21
- Gleitarm
- 22
- Gleitschiene
- 23
- Stator
- 23a
- Elektrospule
- 24
- Läufer
- 24a
- Einzelmagnet
- 30
- Sensoreinrichtung
- 31
- Bildsensor
- 31a
- Bildaufnahmevorrichtung
- 31b
- Maske
- 31c
- Drehwinkelerfassungsscheibe
- 32
- Leitung
- 33
- Verarbeitungslogik
- 34
- Auswertelogik
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004051779 A1 [0003]
- DE 202005004518 U1 [0004]
- DE 102005002039 B3 [0005]