DE202006020897U1

DE202006020897U1 - Positionsmelder für die Steuerung von bewegbaren Elementen

Info

Publication number: DE202006020897U1
Application number: DE202006020897U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Nice SpA
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2016-11-28
Also published as: DE102006055789A1

Abstract

Positionsmelder für die Steuerung von bewegbaren Elementen, insbesondere der Antriebswellen (2) von Tor-, Rollladen-, Markisen- und ähnlichen Antrieben (1), der als Drehpotentiometer (3) mit geschlossenem ringförmigen Potentiometerwiderstand (4) ausgebildet beim Überfahren von an vorgegebenen Drehwinkelpunkten angeordneten Anschlüssen (6, 8) durch den Potentiometerschleifkontakt (10) ein von der jeweiligen Stellung der Antriebswelle (2) abhängiges und zur Abschaltung des Antriebes (1) geeignetes Signal erzeugend und über eine Auswerteeinheit (11) der Elektroniksteuerung (12) zuleitend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Anschlüssen (6, 8) bei 0° und 180° auch Anschlüsse (15, 17) bei 90° und bei 270° vorgesehen und den Anschlüssen (6, 8 und 15, 17) Schalter (7, 9 und 16, 18) zugeordnet sind, die eine wechselweise Messung der Spannung über die jeweils gegenüberliegenden Anschlüsse (6, 8 und 15, 17) ermöglichend ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Positionsmelder für die Steuerung von bewegbaren Elementen, insbesondere der Antriebswellen von Tor-, Rollladen-, Markisen- und ähnlichen Antrieben, der als Drehpotentiometer mit geschlossenem ringförmigen Potentiometerwiderstand ausgebildet beim Überfahren von an vorgegebenen Drehwinkelpunkten angeordneten Anschlüssen durch den Potentiometerschleifkontakt ein von der jeweiligen Stellung der Antriebswelle abhängiges und zur Abschaltung des Antriebes geeignetes Signal erzeugend und über eine Auswerteeinheit der Elektroniksteuerung zuleitend ausgebildet ist. Offenbart ist außerdem ein Verfahren zur Steuerung von bewegbaren Elementen, insbesondere der Antriebswellen von Tor- und ähnlichen Antrieben, wobei der Drehwinkel eines Schleifkontaktes eines Drehpotentiometers mit geschlossenem ringförmigen Potentiometerwiderstand durch Anlegung und Messung einer Spannung an Anschlüssen am Potentiometerwiderstand ermittelt und dann in einer Auswerteeinheit und einer Elektroniksteuerung verwendet wird.
Ein Positionsmelder in Form eines Drehpotentiometers mit geschlossenem ringförmigen Potentiometerwiderstand ist aus der DE 195 22 622 A1 grundsätzlich bekannt. Bei diesem Positionsmelder handelt es sich um eine Weiterentwicklung eines aus der DE 38 01 245 A1 bekannten Torantriebes, bei dem die jeweilige Bewegungsstellung eines Tores über eine entsprechende Positionsabgabevorrichtung, als einen Positionsmelder während der Bewegung zwischen den beiden Endstellungen die tatsächliche Stellung des Tores überprüft wird. Das von dem Positionsmelder abgegebene Signal wird der Elektroniksteuerung zugeleitet und zur Korrektur verwendet. Da dabei immer wieder neue Messfehler auftreten können, ist nach der DE 195 22 622 A1 eine Positionsangabevorrichtung vorgeschlagen worden, wobei der Positionsmelder jeweils Signalmaxima und/oder -minima als virtuelle Referenzpunkte abgibt, sodass die Position des Tores über die Zählung der Maxima und Minima relativ genau ermittelt und überwacht werden kann. Problem ist, dass bei diesen potentiometrischen Drehwinkelgebern mit einem geschlossenen 360°-Potentiometerwiderstand und den beiden Anschlüssen nach einem Stillstand des Torantriebes und nach dem Wiedereinschalten der Spannungsversorgung nicht klar ist, ob sich der Schleifkontakt auf der linken oder rechten Seite des 0°-Anschlusses befindet, da auf beiden Seiten, also beispielsweise bei 45° und bei 315° der gleiche Spannungswert ermittelt wird. Problematisch ist außerdem, dass im Bereich der Spannungseinspeisung bei 0° und bei 180° die Steigung der zu messenden Spannung so flach ist, dass eine zuverlässige Auswertung überhaupt nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Positionsmelder zur Ermittlung des Drehwinkels eines Potentiometerschleifkontaktes zu schaffen, über den die genaue Lage des Schleifkontaktes ermittelt und ein immer sicher arbeitender Positionsmelder erreicht wird.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass zusätzlich zu den Anschlüssen bei 0° und 180° auch Anschlüsse bei 90° und bei 270° vorgesehen und den Anschlüssen Schalter zugeordnet sind, die eine wechselweise Messung der Spannung über die jeweils gegenüberliegenden Anschlüsse ermöglichend ausgebildet sind.
Aufgrund der zusätzlichen Anschlüsse und Schalter kann durch Schließen und Öffnen der entsprechenden Schalter eine zweite Messung vorgenommen werden, mit deren Hilfe der Drehwinkel der Achse des Absolutwertgebers, d. h. die Lage des Potentiometerschleifkontaktes genau bestimmt werden kann. Der so bestimmte Wert kann dann der Auswerteeinheit zugeleitet und dazu ausgenutzt werden, die notwendige Korrektur in der weiterverarbeitenden Elektroniksteuerung vorzunehmen, sodass dann eine genaue Ermittlung des Standes bzw. der Lage des jeweiligen Tores oder Torblattes möglich ist. Da die Korrektur, wenn sie denn notwendig ist, zu Beginn des Bewegungsablaufes des Torblattes erfolgt, ist eine jeweils genaue Ermittlung der Position über den gesamten Ablauf zwischen den beiden Endpunkten möglich, da wie bisher kontinuierlich die Signalspitzen und Signalminima ermittelt und dadurch die jeweilige Position des Torblattes festgehalten wird.
Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schalter der Anschlüsse bei 0° und 180° und die weiteren Schalter der Anschlüsse bei 90° und 270° jeweils gemeinsam schaltend ausgebildet sind, sodass die Aufnahme der Messung kurzfristig erfolgen kann und sichere Messwerte ergibt.
Eine weitere zweckmäßige Ausbildung ist die, bei der zusätzlich zu den Anschlüssen bei 0° und 180, sowie 90° und 270° weitere Anschlüsse mit Schaltern bei 45° und 225° bzw. bei 135° und 315° vorgesehen sind, sodass letztlich sogar Zwischenwerte genau ermittelt und die Feineinstellung der Elektroniksteuerung damit noch verbessert wird.
Auch die Auswerteeinheit sollte auf die verbesserten Messergebnisse eingestellt sein, was gemäß der Erfindung dadurch erfolgt, dass die Auswerteeinheit die bei Öffnen der Schalter an den Anschlüssen jeweils gemessenen Spannungswerte zur Ermittlung des Drehwinkels der Achse des Absolutwertgebers getrennt ausnutzend ausgebildet und entsprechend mit der Elektroniksteuerung verbunden ist. Der entsprechend ermittelte Wert dient zunächst einmal dazu, in der Auswerteeinheit weiter verarbeitet zu werden, sodass die genaue Anfangsposition des Torblattes ermittelt und dann, falls notwendig und gewünscht, der weiterverarbeitenden Elektroniksteuerung zugeleitet wird. Die Weiterleitung wird in der Regel nur für die Anfangsposition und nicht für Zwischenpositionen notwendig sein, sodass während des Öffnens oder Schließen des Tores die entsprechenden Messwerte von der Auswerteeinheit nicht an die Elektroniksteuerung weiterzuführen sind.
Aufwendige Umrechnungen bezüglich der Bewegung des Torblattes erübrigen sich, wenn das Signal direkt abhängig von der jeweiligen Stellung der Antriebswelle des bewegbaren Elementes erzeugbar ist. Damit entfällt die Notwendigkeit einer Übersetzung zwischen der Bewegung des Torblattes beispielsweise bzw. einer Antriebswelle und der entsprechenden Welle des Positionsmelders.
Es ist vorgesehen, dass bei der Messung des Drehwinkels die Spannung wechselweise an den Anschlüssen bei 0° und 180° und dann an den weiteren Anschlüssen bei 90° und 270° gemessen wird. Aufgrund dieser Messung der anfallenden Spannung kann genau festgestellt werden, ob der Potentiometerschleifkontakt auf der linken oder auf der rechten Seite des oberen Schalters sich befindet oder an welcher Stelle auch immer, sodass eine genaue Ausgangsposition des Torblattes beispielsweise festgelegt werden kann, die die Ausgangsstellung bedeutet, um dann über die weitere Ermittlung der jeweiligen Umdrehungen auch genau vorgeben zu können, wann das Torblatt seine Endstellung erreicht, sodass Schäden am Torblatt selber bzw. an anderen Teilen des Torantriebes sicher vermieden werden. Darüber sind Fehlmessungen dadurch verhindert, dass die Steigung der zu messenden Spannung immer so ist, dass eine zuverlässige Auswertung der gemessenen Spannungswerte gegeben ist.
Weiter ist vorgesehen, dass die Anschlüsse bei 0° und bei 180° einerseits und die weiteren Anschlüsse bei 90° und 270° gleichzeitig geschlossen oder geöffnet werden, sodass jeweils genaue Messungen durchgeführt werden können und das in sehr kurzen Zeittakten.
Schließlich ist vorgesehen, dass der sich durch wechselweise Messung an den unterschiedlichen Anschlüssen ergebende Wert über die Auswerteeinheit weiterverarbeitet und als absoluter Drehwinkel an die weiterverarbeitende Elektroniksteuerung weitergegeben wird, um so den genauen Ausgangspunkt der Torbewegung immer vorzugeben bzw. jeweils korrigiert beim Einleiten des Bewegungsvorganges zur Verfügung steht.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die bisher beim Einsatz von potentiometrischen Drehwinkelgebern mit einem geschlossenen 360°-Potentiometerwiderstand und bei gegenüberliegenden Anschlüssen sich ergebenden Probleme wirksam behoben sind. Die an vier unterschiedlichen Stellen über den Umfang des Potentiometerwiderstandes angeordneten Anschlüsse ermöglichen die Anlegung einer Spannung an unterschiedlichen Punkten des Potentiometerwiderstandes, sodass die Lage des Potentiometerschleifkontaktes genau ermittelt werden kann. Dies bedeutet, dass unabhängig von der jeweiligen Position dieses Potentiometerschleifkontaktes nun beim Beginn des Anhebens eines Torblattes oder beim Absenken mit den fortlaufenden Umdrehungen der Antriebswelle genau nachgehalten werden kann, in welcher Position sich beispielsweise die Unterkante des Torblattes befindet. Dementsprechend kann auch genau eingestellt und vorgegeben werden, warm die Endposition erreicht ist, sodass irgendwelche Schäden nicht auftreten können, wobei immer eine zuverlässige Auswertung der gemessen Spannung möglich ist, weil die Spannung nicht nur in den unteren und oberen Punkten gemessen werden, sondern auch dazwischen und damit an Punkten der Kurve, wo ein Pluswert abgegriffen werden kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist.
Es zeigen:
1 ein Schaltungsschema des Drehpotentiometers,
2 den Verlauf der Signalspannung zwischen den einzelnen Anschlüssen und
3 eine schematische Wiedergabe eines Torantriebes.
1 zeigt das einem weiter hinten noch erläuterten Antrieb 1 zugeordnete Drehpotentiometer 3, also einen entsprechenden Positionsmelder. Das Drehpotentiometer 3 ist mit einem geschlossenen Potentiometerwiderstand 4 in Ringform ausgeführt. An diesem Potentiometerwiderstand 4 sind bei 0° und bei 180° Anschlüsse 6 und 8 vorgesehen, die jeweils einen Schalter 7 bzw. 9 aufweisen. Der Potentiometerschleifkontakt ist mit dem Bezugszeichen 10 versehen.
Die Achse 26 des Absolutwertgebers 25, d. h. also des Potentiometerschleifkontaktes 10 ist mit der Auswerteeinheit 11 und diese mit der Elektroniksteuerung 12 verbunden. Angedeutet ist, dass durch Öffnen der Schalter 7 und 9 die Spannung U1 gemessen und das entsprechende Signal der Auswerteeinheit 11 zugeleitet werden soll. Dann werden die Schalter 7, 9 geschlossen und die Schalter 16, 18 der zusätzlichen Anschlüsse 15, 17 geöffnet, sodass nun die Spannung U2 gemessen und ein entsprechendes Signal der Auswerteeinheit 11 zugeleitet werden kann. Nach Durchführung dieser zweiten Messung werden die Schalter 16, 18 wieder geschlossen, wobei über die beiden Messungen der genaue Drehwinkel der Achse 26 des Absolutwertgebers 25 bestimmt werden kann. Der so bestimmte Wert wird von der Auswerteeinheit 11 weiterverarbeitet bzw. wird als absoluter Drehwinkel an die weiterverarbeitende Elektroniksteuerung 12 weitergegeben.
2 mit den dort wiedergegebenen Kurven zeigt den Spannungsverlauf am Drehpotentiometer 3, wenn die Schalter 7, 9 geschlossen und die Schalter 16, 18 geöffnet sind. Die darunter wiedergegebene Kurve zeigt den Spannungsverlauf am Drehpotentiometer 3, wenn die Schalter 16, 18 geschlossen und die Schalter 7, 9 geöffnet sind. Der Verlauf der Kurven macht deutlich, dass über eine entsprechende Ausbildung des Positionsmelders und eine entsprechende Schaltung die Möglichkeit gegeben ist, die benötigten Messwerte immer in einem Bereich zu ermitteln, wo die Spannung eben nicht 0 oder in der Größenordnung von 0 ist. Genaue Messwerte können so in jeder Position ermittelt werden.
Zurück zu 1 gehend kann festgestellt werden, dass eine noch genauere Ermittlung von Messwerten möglich ist, wenn jeweils zwischen den genannten Anschlüssen 6 und 8 sowie 15 und 17 weitere Anschlüsse 20, 21 bzw. 23, 24 angeordnet werden, die mit vergleichbaren Schaltern ausgerüstet sind, sodass auch Zwischenmesswerte zu ermitteln sind.
3 schließlich zeigt einen vereinfacht wiedergegebenen Antrieb 1 mit angedeuteter Antriebswelle 2 für einen Torverschluss. Im oberen Bereich ist der Positionsmelder bzw. das Drehpotentiometer 3 mit dem ringförmigen Potentiometerwiderstand 4 und Anschlüssen 5 für die Verbindung mit der Elektroniksteuerung 12 angeordnet. Das Drehpotentiometer 3 ist über eine Welle 29 mit einem Übertragungsrad 27 verbunden, das über ein Überträgerband 28 an die Antriebswelle 2 angeschlossen ist. Auf diese Weise ist eine direkte Übertragung der Bewegung der Antriebswelle 2 auf das Drehpotentiometer 3 möglich.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19522622 A1 [0002, 0002]
- DE 3801245 A1 [0002]

Claims

Positionsmelder für die Steuerung von bewegbaren Elementen, insbesondere der Antriebswellen (2) von Tor-, Rollladen-, Markisen- und ähnlichen Antrieben (1), der als Drehpotentiometer (3) mit geschlossenem ringförmigen Potentiometerwiderstand (4) ausgebildet beim Überfahren von an vorgegebenen Drehwinkelpunkten angeordneten Anschlüssen (6, 8) durch den Potentiometerschleifkontakt (10) ein von der jeweiligen Stellung der Antriebswelle (2) abhängiges und zur Abschaltung des Antriebes (1) geeignetes Signal erzeugend und über eine Auswerteeinheit (11) der Elektroniksteuerung (12) zuleitend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Anschlüssen (6, 8) bei 0° und 180° auch Anschlüsse (15, 17) bei 90° und bei 270° vorgesehen und den Anschlüssen (6, 8 und 15, 17) Schalter (7, 9 und 16, 18) zugeordnet sind, die eine wechselweise Messung der Spannung über die jeweils gegenüberliegenden Anschlüsse (6, 8 und 15, 17) ermöglichend ausgebildet sind.
Positionsmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (7, 9) der Anschlüsse (6, 8) bei 0° und 180° und die weiteren Schalter (16, 18) der Anschlüsse (15, 17) bei 90° und 270° jeweils gemeinsam schaltend ausgebildet sind.
Positionsmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Anschlüssen (6, 8; 15, 17) weitere Anschlüsse (20, 21 und 23, 24) mit Schaltern bei 45° und 225° bzw. bei 135° und 315° vorgesehen sind.
Positionsmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (11) die bei Öffnen der Schalter (7, 9; 16, 18) an den Anschlüssen (6, 8; 15, 17) jeweils gemessenen Spannungswerte zur Ermittlung des Drehwinkels der Achse (26) des Absolutwertgebers (25) getrennt ausnutzend ausgebildet und entsprechend mit der Elektroniksteuerung (12) verbunden ist.
Positionsmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal direkt abhängig von der jeweiligen Stellung der Antriebswelle (2) des bewegbaren Elementes erzeugbar ist.