-
Vorrichtung zum Steuern der Torbewegung von elektrisch betriebe-
-
nen Toren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der
Torbewegung von elektrisch betriebenen Toren, insbesondere Roll- und Gliedertoren,
bei denen ein über Schalter einschaltbarer Motor direkt oder über Getriebe, Kupplungen
und dergl. auf die Torantriebsmittel wirkt.
-
Bei derartigen Steuervorrichtungen kommt es darauf an, die jeweiligen
Endstellungen des Tors, z. B. "Tor geschlossen", "Tor halb auf or ganz aus", exakt
zu definieren und den Motor bei Erreichen dieser Stellungen abzuschalten. Vom Tor
selbst betätigte Endschalter könnten diese Aufgabe zwar erfüllen; ihre Montage ist
aber an bauliche Voraussetzungen geknüpft, die überwiegend nicht erfüllt sind, wie
etwa Platz zu beiden Seiten des Tors, und außerdem sind sie wegen der starken mechanischen
Beanspruchung ströanfällig, was aus Sicherheitsgründen nicht tragbar ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerung der Torbewegung
genau und sicher durch nahezu verschleißfreie Mittel, die nicht unmittelbar am Tor
angebracht werden müssen, zu bewerkstelligen,
Diese Aufgabe wird
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stellung des Tors durch einen Widerstands-Stellungsgeber,
der mit den Torantriebsmitteln mechanisch gekoppelt ist, zu jedem Zeitpunkt exakt
elektrisch nachgebildet wird, und der Wert der elektrischen Nachbildung unmittelbar
in für mindestens je eine obere und untere Endstellung vorgesehenen elektrischen
Entscheidungsstufen mit Je einem einstellbaren elektrischen Vorgabewert verglichen
wird, woraufhin die Entscheidungsstufen abgängig vom Vergleichsergebnis Schaltmittel
zum Einschalten oder Abschalten des Motors betätigen.
-
Eine besonders wirtschaftliche technische Ausführung ist dadurch gekennzeichnet,
daß als Entscheidungsstufen Spannungskomparatoren mit zwei Eingängen und einem Ausgang
eingesetzt sind, denen an jeweils entgegengesetzten Eingängen, die am Widerstands-Stellungsgeber
abgegriffenet Spannung zugeführt ist, während die anderen Eingänge an mittels mindestens
zum Teil einstellbarer, an eine gemeinsame Betriebsspannung angeschlossener Spannung
teilerwiderstände gewonnene unterschiedliche Referenzspannungen geführt sind.
-
Eine besonders einfache Spannungsversorgung der Steuervorrichtung
wird nach einer Veiterbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß die Betriebsspannung
für den Widerstands-Stellungsweber, die Entscheidungsstufen und die von ihnen betätigten
;2eraltmittel aus er Moto"-ÅnFrinDssoannung abgeleitet ist.
-
Damit die Steuervorrichtung im Ruhezustand keinen Strom verbraucht,
sieht eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung vor, daß die ZufUhrung der Motor-Antriebsspannung
zum Einspeisungspunkt der Betriebs spannung Uber die die Torbewegung steuernden
Schaltaggregate erfolgt.
-
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß die Torbewegung mit elektrischer Genauigkeit und Zuverlässigkeit gesteuert wird,
wobei die Endstellungen sehr fein einstellbar sind und bei Bedarf einfach verändert
werden können. In der Bewegungsrichtung des Tors können mehrere Endstellungen definiert
werden; die Grenze ist hier lediglich durch das Auflösungsvermögen der elektrischen
Entscheidungsstufen gegeben, das jenseits aller denkbaren Bedarfsfälle liegt.
-
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines AusfUhrungsbeispiels,
das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben.
-
Es zeigen Fig. 1 ein Rolltor mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung
Fig. 2 ein Gliedertor mit dieser Vorrichtung, Fig. 3 ein elektrisches Prinzipschaltbild
der Erfindung.
-
In Fig. 1 ist ein Rolltor, links in Vorderansicht, rechts in Seitenansicht,
dargestellt, das aus einem Rollpanzer 1 aus horizontalen Lamellen und einer Antriebswelle
2 zum Auf- und Abrollen des Tors besteht, Der Antrieb erfolgt durch einen Motor
3 Uber ein an dessen Abtriebswelle 3a angebrachtes Getriebe 4 und eine Antriebskette
5.
-
An der Motor-Abtriebswelle 3a ist ein Wendelpotentiometer 6 angebracht,
dessen Schleifer synchron mit der Antriebswelle 2 vom Motor 3 in Drehbewegung versetzt
wird. Die drei Anschlüsse dieses Potentiometers führen in einem dreiadrigen Kabel
7 zu einem Bedienungskästchen 9, das die elektrische Schaltung der Steuervorrichtung
sowie die die Torbewegung steuernden Schaltaggregate 10 enthält. Die Einstellelemente
11, mit denen sich die Endstel2-ngen justieren und verändern lassen, sind zweck,
mäßig versenkt oder verdeckt angebracht, so daß sie nicht versehentlich verstellt
werden können. Die elektrische Versorgung erfolgt über ein Kabel 8s über das auch
der Motor 3 seine Antriebsspannung erhält.
-
Fig. 2 zeigt ein Gliedertor, links als Teilansicht von vorne, rechts
als Seitenansicht. Die miteinander verbundenen Glieder 12 werden hier über ein Seil
13 von der Antriebswelle 2, die das Seil 13 auf- und abwickelt, nach oben und unten
bewegt, Die Antriebswelle 2 wird wieder von einem Motor 3, an dessen Abtriebswelle
3a ein Getriebe 4 befestigt ist, das über eine Antriebskette 5 auf die Antriebswelle
2 wirkt, angetrieben.
-
An der Abtriebswelle 3a ist das Wendelpotentiometer 6 befestigt, dessen
Anschlüsse mittels eines Kabels 7 zum Bedienungskästchen 9 führen, das die elektrische
Schaltung, die anhand von Fig. 3 näher beschrieben wird, die Schaltaggregate 10
und die Einstellelemente 11 enthält. Die Stromversorgung geschieht wiederum über
ein Kabel 8, das umgekehrt über weitere Adern dem Motor 3 die Antriebsspannung zuführt.
-
Die elektrische Schaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nun
am Beispiel von Fig. 3 beschrieben.
-
Das Wendelpotentiometer 6, dessen Schleifer von der Motorabtriebswelle
3a verstellt wird, ist über die drei Kabeladern 7a, 7b, 7c mit den Klemmen K1, K2
und K3 des Bedienungskästchens verbunden, die zur elektrischen Auswerteschaltung
führen, die weiter unten beschrieben wird.
-
An weiteren Klemmen K4 - K10 enden die Kabeladern 8a - 8g, die zu
den Steuerrelais A und 3 für den Motor und zur Betriebsspannung, Punkt 0 sowie Punkte
R und Rl, führen. Unter R ist dabei wie üblich eine Phase des zum Motorantrieb vorhandenen
Drehstroms zu verstehen, der Punkt Rl liegt über den Motorschutzschalter MS an R.
Analog dazu symbolisieren die Punkte S und T' die über Je einen eigenen Kontakt
des Mtorschutzschalters an die anderen beiden Drehstromphasen angeschlossenen Stromversorgungspunkte.
Von Rt, St und Tt
führen Leitungen zu den an sich je dreifach vorhandenen
Kontakten aM und bM der Steuerrelais A und B, die die Motorwicklungen für Vorwärtslauf
in der Reihenfolge U, V, W für Rückwärtslauf in der Reihenfolge V, U, W mit Strom
versorgen. Da dies nicht Bestandteil der Erfindung ist, wurde die entsprechende
Richtungssteuerung nur angedeutet. Außer den aM-Kontakten weist das für Vorwärtslauf
maßgebliche Steuerrelais A noch einen Arbeitskontakt al und einen Ruhekontakt a2
auf, das den Rückwärtslauf bestimmende Steuerrelais B ebenfalls einen Arbeitskontakt
bl und einen Ruhekontakt b2, Die elektrische Auswerteschaltung besteht aus zwei
Entscheidungsstufen El und E2, von denen die eine, El, der oberen Endstellung und
die zweite, E2, der unteren Endstellung des Tors zugeordnet ist. Als Entscheidungsstufen
sind hier Spannungskomparatoren bekannter Bauart eingesetzt. Ein solcher Spannungskomparator
hat einen invertierenden Eingang - und einen nichtinvertierenden Eingang + und liefert
an seinem Ausgang so lange Spannung 0, als die Spannung an seinem --Eingang höher
als die an seinem +-Eingang ist; übersteigt die Spannung am +-Eingang die des --Eingangs,
gibt der Komparator die Spannung + U ab. Der --Eingang der Entscheidungsstufen El
liegt hier über einen Schalter 10c an einem einstellbaren Spannungsteiler, der aus
dem Potentiometer lib
und dem Widerstand R2 besteht. Durch den
Schalter i0e kann anstelle des Potentiometers llb ein Potentiometer llc angeschlossen
und damit - ggf. auch unter Einschaltung weiterer Festwiderstände in diesen Zweig
- ein anderes Spannungsteilerverhältnis wirksam gemacht werden. Der +-Eingang der
Entscheidungsstufe El liegt an der Klemme 2, die mit dem Schleifer des Wendelpotentiometers
6 verbunden ist, An den gleichen Punkt ist der --Eingang der Entscheidungsstufe
E2 angeschlossen, deren +-Eingang an einem zweiten einstellbaren Spannungsteiler,
gebildet durch das Potentiometer iia und den Widerstand R1, liegt.
-
Das Potentiometer lla wird bei der Montage so eingestellt, daß die
an ihm abgegriffenen Spannung der vom Schleifer des Wendelpotentiometers 6 in der
unteren Endstellung des Tors abnehmbaren Spannung entspricht. Das Potentiometer
llb wird so eingestellt, daß die hier abgegriffene Spannung der vom Schleifer des
Wendelpotentiometers 6 in der oberen Endstellung des Tors gelieferten Spannung entspricht.
Das Potentiometer lic wird auf gleiche Weise einer mittleren Endstellung des bors,
die dem Zustand "Tor halb geöffnet" (oder "Tor zu drei Viertel geöffnet") gleichkommt,
zugeordnet.
-
Am Ausgang der Entscheidungsstufe E 1 liegt ein Relais H gegen +U,
desgleichen am Ausgang von E2 ein Relais T. Diese Relais können nur dann zum Anzug
gebracht werden, wenn die Ausgangsspannungen von El bzw. E2 0 sind, was durch Je
eine Diode symbolisiert ist.
-
Das Relais T zieht also nur dann an, wenn und so-lange die Spannung
an K2 größer als die der unteren Endstellung des Tors zugeordnete Spannung ist,
Das Relais H zieht hinwieder an, wenn und solange die Spannung an K2 kleiner als
die der oberen Endstellung zugeordnete Spannung bzw. - wenn der Schalter 10e betätigt
worden ist - kleiner als die der mittleren Endstellung zugeordnete Spannung ist.
-
Die Betriebsspannung O/+U für die Schaltung wird über Dioden D1, D2,
einen tJiderstand R3, eine Z-Diode Z und einen Glättungskondensator C aus der zwischen
R und 0 anstehenden Wechselspannung gewonnen, und zwar im Betrieb (Motorschutzschalter
MS geschlossen) vom Punkt R' her, zur Justage unter Umgehung des Motorschutzschalters
auch direkt über den Schalter 10d vom Punkt R her, Die Spannungszufuhr von R bzw.
R1 ist werner so mit den Schaltaggregaten 10 a für "Aufwärtst' i0b für "Halt" und
lOc für Abwärts" verknüpft, daß die Schaltung nur dann an Spannung liegt, wenn eines
der Schaltaggregate 10a oder 10c betätigt, das Schaltaggregat lOb für "Halt" aber
in Ruhestellung ist.
-
In Serie zum Schaltaggregat iOa liegt ein Arbeitskontakt h des H-Relais,
der im geschlossenen Zustand einen Stromkreis über den b2-Kontakt für das Relais
A schließt. In Serie zum Schaltaggregat 10 c liegt ein Arbeitskontakt t des T-Relais,
der im geschlossenen Zustand einen Stromkreis über den a2-Kontakt fUr das Relais
B schließt. Folglich wird,
wenn das Schaltaggregat iOa für "Auf'wärts"
gedrückt ist,und die obere Endstellung noch nicht erreicht ist, das Relais A erregt,
das über seine Kontakte BS den Motor in Vorwärtsrichtung mit Strom versorgt, und
wenn das Schaltaggregat lOb für "Abwärts" gedrückt ist und die untere Endstellung
noch nicht erreicht ist, das Relais B, das über seine Kontakte bM den Motor in Rückwärtsrichtung
mit Strom versorgt. Zwischen beiden Endstellungen sind zwar beide Relais H und T
angezogen und somit beide Kontakte h und t geschlossen, doch kann nur eines der
beiden Relais A und B erregt werden, nämlich das, dessen zugehöriges Schaltaggregat>
iOa für Relais A und lOc für Relais BJ betätigt ist.
-
Statt Dauerbetätigung der Schaltaggregate iOa und lOc kann auch für
eines oder beide von ihnen Impulsbetätigung vorgesehen werden. Im letzteren Fall
sind die punktiert eingezeichneten Verbindungen vorzunehmen. Wird dann das Schaltaggregat
iOa nur einmal kurz betätigte bringt über h und b2 das A-Relais und kehrt dann in
die Ausgangsstellung zurück, so hält sich das A-Relais über die punktierte Verbindung,
die Kontakte al und h sowie b2 so lange, bis das H-Relais bei Erreichen der oberen
Endstellung abfällt. Entsprechendes gilt fUr Impulsbetätigung des Schaltaggregats
lOc, wodurch über t und a2 das B-Relais gebracht wird. Uber die punktierte Verbindung,
die Kontakte bl, t und a2 hält sich jetzt das B-Relais so lange, bis das T-Relais
bei Erreichen der unteren Endstellung abfällt.
-
Im Beispiel wurde von einer unteren und zwei oberen Endstellungen
ausgegangen. Durch Einfügen weiterer Spannungsteiler-Widerstände und Schalter können
natürlich ohne weiteres noch weitere Endstellungen eingeführt werden, an denen der
Motor stillgesetzt wird. Da Wendelpotentiometer mit mehreren Gängen zur Verfügung
stehen, ist die elektrische Nachbildung der Torstellungen sehr genau möglich.
-
Die beiden Endabgriffe des Wendelpotentiometers 6 sind über die Klemmen
K1 und K3 unmittelbar mit der Betriebsspannung +U/O verbunden, die auch die die
Endstellungen definierenden Spannungsteiler versorgt. Folglich werden an die Konstanz
der Betriebsspannung keine besonderen Anforderungen gestellt, da bei gleicher Betriebsspannung
lediglich die sehr stabilen Widerstandswerte im Verhältnis zueinander für den Vergleich
zwischen Torstellung und Endstellung maßgeblich sind.
-
Da die Kabel 7 und 8 beliebig lang sein können und sich um Ecken herumführen
lassen, ist es möglich, das Bedienungskästchen 9 mit den Schaltaggregaten 10 und
Einstellmitteln 11 an die bedienungstechnisch günstigste Stelle zu setzen.
-
Dies erleichtert entscheidend die Justage der Endstellungen, die auf
diese Weise durch eine Person, die gleichzeitig das Tor beobachten und die Einstellmittel
11 bedienen kann, durchzuführen ist.
-
Für die Justage weist die Anordnung der Erfindung noch einen weiteren
entscheidenden Vorteil auf, und zwar müssen Torbedienung und Einstellung der Endstellungen
nicht gleichzeitig erfolgen, sondern können nacheinander wie folgt geschehen: Die
Potentiometer 11 b und 11 c werden zum oberen Anschlag hin verstellt, das Potentiometer
11 a zum unteren Anschlag.
-
Der Motorschutzschalter MS wird in Arbeitsstellung gebracht und das
Schaltaggregat 10 c für "Abwärts" gedrückt. Der Motor, der jett über den Motorschutzschalter
MS und die bM-Kontakte Strom von R', S', T' erhält, bewegt das Tor für die Dauer
der Betätigung des Schaltaggregats 10 c nach unten.
-
Hat das Tor die gewünschte untere Endstellung erreicht, läßt man das
Schaltaggregat 10 c los, wodurch die Stromzufuhr zum Motor und zur elektrischen
Schaltung unterbrochen wird, bringt den Motorschutzschalter in Ruhestellung (MS
geöffnet) und drückt die Schaltaggregate 10 c und 10 d, wodurch die elektrische
Schaltung wieder Strom erhält, während die Stromzuruhr zum Motor unterbrochen bleibt.
In diesem Zustand wird das Potentiometer 11 a so lange nach oben verstellt, bis
das Relais T abfällt, was man am Umschlagen des t-Kontakts sehen oder hören kann.
Damit ist die untere Endstellung fixiert.
-
Anschließend wird der Schalter 10 e für die Mittelstellung gedrückt,
der Motorschutzschalter wieder eingeschaltet und mit dem Schaltaggregat 10 a das
Tor nach oben gefahren, bis es in der gewünschten Mittelstellung steht. Danach trennt
man den Motor erneut ab, drückt die Schaltaggregate 10 d und 10 a und verstellt
nun das Potentiometer 11 c so weit nach unten, bis
das Relais H
abfällt. Der gleiche Vorgang wird nach Herausnehmen des Schalters 10 e für die obere
Endtellung wiederholt, wobei jetzt das Potentiometer 11 b verstellt wird.
-
Danach sind alle drei Stellungen, in denen das Tor stillgesetzt werden
soll, festgehalten. Es ist also nicht nötig, die Endstellungen durch wiederholtes
Anfahren, Verstellen, Wiederanfahren, Nachstellen usw. zu ermitteln, was durch den
ruckweisen Betrieb hohen Verschleiß für alle bewegten Teile bedeutete.
-
Das Einstellen geschieht immer bei Dauerbetätigung der Schaltaggregate.
Wenn diese später impulsweise betätigt werden sollen, wird die dafür vorgesehene
Verbindung (punktiert in Fig. 3) zum Einstellen unterbrochen, was durch einen Steckbügel
oder dergl. am oder im Bedienungskästchen 9 geschehen kann, der e-st nach dem Einstellen
gesteckt wird und dann die Verbindung für Impulsbetätigung herstellt.
-
Um das Einstellen noch sicherer und bequemer zu machen, kann man in
Serie oder parallel zu den Relais H und T Luminiszenz-Dioden oder ähnliche Anzeigemittel
vorsehen und am Bedienungskästchen 9 herausführen. Dann braucht nicht das Abfallen
des Relais beobachtet zu werden, vielmehr gibt das Erlöschen der vorher leuchtenden
Diode den Zeitpunkt des Relaisabfalls an.
-
Sämtliche in Fig. 3 dargestellten Bauelemente lassen sich auf einer
Leiterplatte in Modulbauweise unterbringen. Da hier sämtliche elektrischen Teile
zusammengeführt sind, ist es leicht, zusätzliche Einrichtungen, wie Hauptschalter,
Fernbedienungsempfänger, Fernabfragesender usw., nachzubestücken oder auf einer
weiteren Leiterplatte im Bedienungskästchen unterzubringen. Das vereinfacht zum
einen die Montage und zum anderen die Bedienung, Kontrolle und Wartung.
-
L e e r s e i t e