EP0902157B1 - Motorisch angetriebenes Tor mit Sicherheitseinrichtung - Google Patents

Motorisch angetriebenes Tor mit Sicherheitseinrichtung Download PDF

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EP0902157B1
EP0902157B1 EP98116972A EP98116972A EP0902157B1 EP 0902157 B1 EP0902157 B1 EP 0902157B1 EP 98116972 A EP98116972 A EP 98116972A EP 98116972 A EP98116972 A EP 98116972A EP 0902157 B1 EP0902157 B1 EP 0902157B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
door
light barrier
light
movement
accordance
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98116972A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0902157A2 (de
EP0902157A3 (de
Inventor
Gabrijel Rejc
Karl Eichstetter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Efaflex Tor und Sicherheitssysteme GmbH and Co KG
Original Assignee
EFAFLEX TRANSPORT LAGER
EFAFLEX TRANSPORT- und LAGERTECHNIK GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by EFAFLEX TRANSPORT LAGER, EFAFLEX TRANSPORT- und LAGERTECHNIK GmbH filed Critical EFAFLEX TRANSPORT LAGER
Publication of EP0902157A2 publication Critical patent/EP0902157A2/de
Publication of EP0902157A3 publication Critical patent/EP0902157A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0902157B1 publication Critical patent/EP0902157B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/56—Operating, guiding or securing devices or arrangements for roll-type closures; Spring drums; Tape drums; Counterweighting arrangements therefor
    • E06B9/80—Safety measures against dropping or unauthorised opening; Braking or immobilising devices; Devices for limiting unrolling
    • E06B9/82—Safety measures against dropping or unauthorised opening; Braking or immobilising devices; Devices for limiting unrolling automatic
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/40—Safety devices, e.g. detection of obstructions or end positions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/56—Operating, guiding or securing devices or arrangements for roll-type closures; Spring drums; Tape drums; Counterweighting arrangements therefor
    • E06B9/68—Operating devices or mechanisms, e.g. with electric drive
    • E06B2009/6809—Control
    • E06B2009/6818—Control using sensors
    • E06B2009/6836—Control using sensors sensing obstacle

Definitions

  • the present invention relates to an externally driven gate, in particular a Segment or roller door, according to the preamble of claim 1.
  • a safety device is used to detect gates in the movement path of a Gates, rolling grilles, lifting gates and the like.
  • Safety devices of a corresponding type are, for example, from the Document DE-U-8615042 or DE-A-3416546 known.
  • DE-U-8615042 is a safety bar consisting of a tube made of elastomeric material End profile on one side with a lamp and on the other side with a provided photosensitive resistance. If the security bar on an obstacle hits, the light beam is interrupted, causing an engine brake Switching pulse is generated.
  • DE-A-3416546 relates to a safety device for stopping a motor moving objects.
  • a safety device having a light barrier arrangement for stopping
  • a light transmitter and a light receiver one at both ends
  • Light channel having a profile rail are arranged.
  • the profile rail made of an elastically deformable material becomes an obstacle squeezed together reducing the cross section of the light channel so that the Light beam is interrupted.
  • a safety device for roller shutters is known of which a light barrier is provided, the transmitter and sensor elements on both sides the end profile at a distance corresponding to the braking distance below the End profile are arranged on support arms.
  • the support arms are sliding in led respective brackets, which are connected to a lower part of the door leaf are. If the support arm hits the ground or a stop, the Transmitter and transducer elements are moved relative to the door leaf towards this and reach the end of the closing movement of the gate in a position at least in the height of the bottom edge of the door leaf.
  • EP-B-0284066 is a high-speed door with one in the area of the lower edge the final profile provided safety device known that at their Actuation the brake is applied.
  • the safety device contains one Photoelectric sensor, whose transmitter and sensor elements on both sides of the end profile in a distance corresponding to the braking distance below this in the area of lower ends of stamps are arranged in guides of the end profile or lateral sword-like extensions are inserted. When the Stamps on the floor or a stop immerse the stamps in the guides, so that the end profile can be supported on the floor.
  • the donor and Sensor element arranged on part of the door leaf, which leads to the fact that the Encoder and transducer elements can be moved with the door leaf.
  • the electrical lines and other components of the electrical are subject to movement Circuit that extend between the door leaf and frame, strong dynamic Loads caused by vibrations of the door leaf and continuous Bending stresses are caused.
  • dirt, dust and Deposit water on various electrical system components and become one Decrease in performance or malfunction of the system.
  • the fact that the electrical Supply of the encoder and receiving elements must be performed through the gate, so that the construction of the gate or the gate segments must be adapted to this. This affects the flexibility of the user, but also of the manufacturer, what the Concerning gate design.
  • Light barrier arrangement formed light curtain systems on one side of the door leaf to be assembled. There is no adequate personal and property protection on the given the light curtain side of the door leaf.
  • One installed on both sides Light barrier arrangements the effort is too high and the light curtain system too expensive. In addition, this system is prone to faulty switching when e.g. B. Power supply components such as Spiral cable in case of external weather influences Immerse yourself in the light path of the light grid in an uncontrolled manner, or else that The door leaf bulges even when exposed to wind.
  • FR-A-2685496 discloses one equipped with light barrier arrangements Safety device, in particular for elevator doors, in which to solve the problem is that the area spanned by the light barrier arrangements with the Movement area of the leading door edges coincides and therefore at Movement of the door must be prevented that the drive from the light barriers is switched off, which are interrupted by the doors themselves.
  • a separate position reporting system for the known safety device Detection of the momentary position of the elevator doors between these and the Elevator cabin provided depending on the position of the elevator doors in Switch off the light barriers in front of the door edges before the Door edge arrives so that these light barrier interruptions do not End door closing movement.
  • the object of the present invention is therefore to provide a safety device Generic type to create the maximum with easy installation offers system and personal protection for a door of any design and with little control engineering effort.
  • the safety circuit works so that at once the gate is in a certain position (initialization phase) predetermined activation algorithm run for the light barrier arrangement can.
  • the algorithm according to the invention makes it possible, for example, to direct the rays into the To lay the door movement path so that now a single light barrier arrangement is sufficient to cover the entire Monitor the path of movement of the gate, which means the device-related Effort is further reduced. Because the current position of the gate is different Defines activation states of the light barriers, the synchronizes itself Safety device automatically with the movement of the gate.
  • Security device results in a security level of the Monitoring. Because every object that the monitored movement area of the Touched door leaf inevitably leads to the safety device responding and already prevents the drive unit for the door from starting. any Control errors, but also inertia-related movement deviations (running larger moving masses) are compensated from the outset.
  • the light barriers in the passive state are useful for Opening the gate sequentially switched to the active state, which is an advantageous Signal flow in the system and leads to a constant maximum security status, too if the gate is only opened in gaps and then closed again.
  • the Safety device simultaneously as a detector device for determining the Position and the direction of movement of the gate can be used.
  • the sensitivity of the Safety devices are kept particularly high where specific Hazard patterns occur, e.g. at a low height above the ground in which is flat moving booms of forklift vehicles.
  • the so-called cross-beam technique according to claim 10 has the particular advantage that simpler Light protection strips with a larger division pattern and the same division of the transmitter / receiver can be used.
  • the safety device is not based on any of the orientations Gate movement or limited to certain door leaf designs.
  • the beam area of the gate movement area comes so close that already for one Sufficient security is provided for most of the applications.
  • a roller door 11 of width BR and height HR is known in the essentially from two laterally arranged hollow guide profiles 12 and 13 with a U-shaped Cross-section, a cross member resting on the side guide profiles 14, in which a motor and a winding shaft driven by the motor are accommodated, and one in vertical slot-like guides of the side Guide profiles 12 and 13 guided and wound on the winding shaft flexible Door leaf 15.
  • roller door can have a well-known construction, here is on a detailed description of the further structure is dispensed with.
  • the roller door 11 is an independent of an input by the door control, d. H. assigned self-sufficient safety device. This is on both sides of the door leaf 15 in each case a bar 17, 18 of a light barrier arrangement, for example, based on infrared rays, with a bar attached Light transmitter and the other bar accommodates the light receiver, so that a variety is formed by one-way light barriers with beams 19-1 to 19-n.
  • a receiver is assigned to each transmitter.
  • the rays run parallel to each other. However, this is not mandatory required. Several receivers can be assigned to a transmitter. Moreover the rays 19 can also run obliquely.
  • the strips 17, 18 are attached in such a way that the light beams 19 spanned surface 20 with that of the leading door edge 21 of the door leaf 15 swept movement area 122 (FIG. 3) at least one line 123 (FIG. 3) has in common.
  • the levels fall together, i.e. the light curtain generated by the light barrier arrangement lies directly in the closing plane of the door leaf.
  • Figure 5 shows that the monitoring height H accordingly to a reasonable degree can be limited, for example to 2500 mm.
  • Figure 5 further shows that the shape of the door leaf can be arbitrary, for example formed by folded segments can.
  • the leading edge 221 is in turn guided in a guide profile 213 in which also the light bar 218 can be included.
  • Figures 6 and 7 show variants for the arrangement of the light strips in or on the relevant management profile:
  • the guide profile 412 can essentially be retrofitted remain unchanged.
  • the web 427 of the guide profile 412 receives a number of Bores 428 in a hole pattern corresponding to the light barrier arrangement.
  • the strips 417 are attached to the outside of the web 427.
  • the safety device has a special control circuit with which the beams sequentially depending on the position and movement of the Different activation states can be assigned to the door leaf. This will be in the explained the following:
  • the light barrier with the beam 19-0 which when closing the Tores the leading edge 21 is closest, receives from the control circuit 40 Activation state NULL, i.e. when covering this shortly thereafter Light beam through the edge 21, this light barrier does not give the closing movement of the Interruption signal.
  • This activation state is Called transition activation state.
  • the light barriers with beams 19-1 to 19-n are active 1, i.e. any obstacle in the area of rays 19-1 to 19-n ultimately causes Output signal SA, which is applied to an interrupter or inverter relay 41 to to stop or reverse the drive of the motor.
  • Output signal SA which is applied to an interrupter or inverter relay 41 to stop or reverse the drive of the motor.
  • the control circuitry ensures that beam 19-0 becomes passive beam 19-x, while beam 19-1 becomes new Beam 19-0 will. This means that all light barriers go off when the door leaf is closed sequentially from active state 1 to transition activation state NULL and finally into the passive state X, automatically from the movement of the Gate leaf controlled.
  • the safety device also serves as a device for determining the Position of the door leaf. For this purpose, preferably when opening the gate released light barriers sequentially via the transition state NULL in the active state 1 armed.
  • Figures 8 and 9 show a possible embodiment for the control the arrangement of the light barriers and the evaluation of the individual Signals applied to light barriers.
  • Figure 8 shows the transmitter part 40-2
  • Figure 9 shows the associated receiver part 40-1.
  • MUX1 to MUX4 By means of a multiplexer arrangement MUX1 to MUX4 known per se the individual transmitters S1 to Sn z. B. in the form of light emitting diodes, and the receiver EI to En in the form of phototransistors, i.e. the light barriers, individually addressable and evaluable. That is, the individual transmitters, e.g. LEDs are - from the micro controller controlled - selectively switch on and off individually and selectively.
  • the receiver e.g. from the photo transistors recorded signals individually and selectively using the microcontroller on the receiver side.
  • To eliminate Interference can be filtered (43), amplifier (44) and threshold circuits 45 (Schmitt trigger) can be used.
  • the system is initialized in step 1.
  • the position of the leading gate edge is determined, already referring to the individual Addresses pending signals can be accessed.
  • the current position of the Gate edge is at the xth address, i.e. at the xth ray.
  • the Control circuit If an object is detected during the position determination, then the Control circuit outputs an output signal SA, i.e. the outputs are set.
  • the light barrier arrangement is evaluated from position x + 2, d. that is, the address x + 1 has the state ZERO and all beams are x + 2 to x + n active.
  • Radiation protection is not necessarily limited to light rays.
  • the transmitter and receiver it is also possible for the transmitter and receiver to have a single guide rail are assigned so that a reflection light barrier is used. It is also possible to work with a number of reflective light sensors.
  • the light source can, for example a conventional light bulb, a light emitting diode or a laser.
  • the light receiver can be a photoelectric receiver such as e.g. a photocell, a Photo resistor, a photo element or a photo diode can be used.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein fremdangetriebenes Tor, insbesondere ein Segment- oder Rolltor, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei solchen Toren dient eine Sicherheitseinrichtung zum Erfassen eines in der Bewegungsbahn eines Tors, Rollgitters, Hubtors und dgl. befindlichen Hindernisobjektes.
Sicherheitseinrichtungen entsprechender Art sind beispielsweise aus den Dokumenten DE-U-8615042 oder DE-A-3416546 bekannt. Gemäß der DE-U-8615042 ist eine aus einem Rohr aus elastomerem Material bestehende Sicherheitsleiste eines Abschlußprofils an einer Seite mit einer Lampe und an der anderen Seite mit einem lichtempfindlichen Widerstand versehen. Wenn die Sicherheitsleiste auf ein Hindernis trifft, wird der Lichtstrahl unterbrochen, wodurch ein die Motorbremse betätigender Schaltimpuls erzeugt wird.
DE-A-3416546 betrifft eine Sicherheitseinrichtung zum Anhalten motorisch bewegter Gegenstände. Um ein verbessertes Ansprechen der eine Lichtschrankenanordnung aufweisenden Sicherheitseinrichtung zum Anhalten motorisch bewegter Gegenstände zu erreichen, besteht die Lichtschrankenanordnung aus einem Lichtgeber und einem Lichtempfänger, die an beiden Enden einer einen Lichtkanal aufweisenden Profilschiene angeordnet sind. Beim Auftreffen auf ein Hindernis wird die aus einem elastisch verformbaren Material bestehende Profilschiene unter Verringerung des Querschnitts des Lichtkanals zusammengequetscht, so daß der Lichtstrahl unterbrochen wird.
Bei diesen elastisch verformbaren Sicherheitsleisten ist aber nur dann eine hinreichende Sicherheit gegen Verletzungen und Beschädigungen gegeben, wenn deren Verformungsbereich dem Nachlaufweg der vorlaufenden Kante des Abschlußprofils von der Betätigung der Schalteinrichtung bis zum vollständigen Abbremsen desselben entspricht. Aufgrund des Gewichts und insbesondere der kinetischen Energie des Torblatts und des Abschlußprofils ergibt sich abgesehen von der Schaltverzögerung jedoch ein relativ langer Nachlaufweg, so daß hohe und damit teure Sicherheitsleisten verwendet werden müssen.
Ein weiterer Nachteil derartiger, aus profiliertem elastomeren Material bestehender Sicherheitsleisten besteht abgesehen von der unvermeidbaren Betätigungskraft und der sich aus deren Verformung ergebenden Widerstandskraft darin, daß sich entsprechend der Auftreffrichtung Schaltverzögerungen oder sogar Schaltausfälle ergeben können.
Aufgrund dieser Probleme ist man dazu übergegangen, Lichtschrankenanordnungen in einem mindestens dem Nachlaufweg des Torblatts entsprechenden Abstand vor der vorlaufenden Kante des Abschlußprofils des Torblatts an diesem anzuordnen, so daß die Bewegung des Torblatts angehalten wird, wenn ein Hindernis den Lichstrahl der Lichtschrankenanordnung unterbricht. Da der Lichtstrahl in einem Abstand vor dem Abchlußprofil des Torblatts verläuft, ist sichergestellt, daß das Abschlußprofil nicht mit einem den Lichtstrahl unterbrechenden Hindernis in Berührung kommt.
Beispiele dafür sind in den Dokumenten EP-B-0325602 und EP-B-0284066 aufgeführt. Aus EP-B-0325602 ist eine Sicherheitseinrichtung für Rolltore bekannt, bei der eine Lichtschranke vorgesehen ist, deren Geber-und Aufnehmerelemente beidseits des Abschlußprofils in einem dem Bremsweg entsprechenden Abstand unterhalb des Abschlußprofils an Tragarmen angeordnet sind. Die Tragarme sind gleitend in jeweiligen Halterungen geführt, welche mit einem unteren Teil des Torblatts verbunden sind. Wenn der Tragarm gegen den Boden oder einen Anschlag schlägt, werden die Geber- und Aufnehmerelemente relativ zum Torblatt zu diesem hin verschoben und gelangen zum Ende der Schließbewegung des Tors in eine Stellung, die mindestens in der Höhe des unteren Abschlußrandes des Torblatts liegt.
Aus EP-B-0284066 ist ein Schnellauftor mit einer im Bereich der unteren Kante des Abschlußprofils vorgesehenen Sicherheitseinrichtung bekannt, die bei ihrer Betätigung die Bremse einfallen läßt. Die Sicherheitseinrichtung enthält eine Lichtschranke, deren Geber- und Aufnehmerelemente beidseits des Abschlußprofils in einem dem Abbremsweg entsprechenden Abstand unterhalb von diesem im Bereich der unteren Enden von Stempeln angeordnet sind, die in Führungen des Abschlußprofils oder seitlichen schwertartigen Fortsätzen einschiebbar geführt sind. Beim Auftreffen der Stempel auf den Boden oder einen Anschlag tauchen die Stempel in die Führungen ein, so daß sich das Abschlußprofil auf dem Boden abstützen kann.
In den vorstehend genannten beiden Beispielen sind das Geber- und Aufnehmerelement an einem Teil des Torblatts angeordnet, was dazu führt, daß die Geber- und Aufnehmerelemente mit dem Torblatt bewegt werden. Aufgrund dieser Bewegung unterliegen die elektrischen Leitungen und sonstige Bauteile des elektrischen Schaltkreises, die sich zwischen Torblatt und Rahmen erstrecken, starken dynamischen Belastungen, die durch Schwingungen des Torblatts und kontinuierlichen Biegebeanspruchungen verursacht werden. Zudem können sich Schmutz, Staub und Wasser auf verschiedenen elektrischen Systembauteilen ablagern und zu einer Leistungsabnahme oder Fehlfunktion des Systems führen. Als störend bei diesen bekannten Systemen erweist sich in vielen Fällen der Umstand, daß die elektrische Versorgung der Geber- und Aufnahmeelemente durch das Tor geführt werden muß, so daß die Konstruktion des Tores bzw. der Torsegmente hieran angepaßt werden muß. Dies beeinträchtigt die Flexibilität des Anwenders, aber auch des Herstellers, was die Torgestaltung anbelangt.
Bekannt sind zur Absicherung von Toren etwa aus der US-A-5,233,185 durch eine Lichtschrankenanordnung gebildete Lichtgittersysteme, die auf einer Seite des Torblatts montiert werden. Hierbei ist kein ausreichender Personen- und Sachschutz auf der nicht lichtgitterbestückten Seite des Torblatts gegeben. Installierte man auf beiden Seiten Lichtschrankenanordnugen, so ist der Aufwand zu hoch und das Lichtgittersystem zu teuer. Außerdem ist dieses System für Fehlschaltungen anfällig, wenn z. B. Stromversorgungskomponenten, wie z.B. Spiralkabel bei äußeren Witterungseinflüssen in den Strahlengang des Lichtgitters unkontrolliert eintauchen oder aber sich das Torblatt selbst bei Windbeanspruchung ausbaucht.
Die FR-A-2685496 offenbart eine mit Lichtschrankenanordnungen ausgestattete Sicherheitseinrichtung, insbesondere für Aufzugtüren, bei welcher das Problem zu lösen ist, daß die von den Lichtschrankenanordnungen aufgespannte Fläche mit der Bewegungsfläche der vorlaufenden Türkanten zusammenfällt und daher bei der Bewegung der Türe verhindert werden muß, daß der Antrieb von den Lichtschranken ausgeschaltet wird, die von den Türen selbst unterbrochen werden. Zu diesem Zwecke ist bei der bekannten Sicherheitseinrichtung ein gesondertes Positionsmeldesystem zur Erfassung der Augenblickstellung der Fahrstuhltüren zwischen diesen und der Fahrstuhlkabine vorgesehen, die je nach Stellung der Fahrstuhltüren in Bewegungsrichtung vor den Türkanten liegende Lichtschranken abschalten, bevor die Türkante eintrifft, damit diese Lichtschrankenunterbrechungen nicht die Türschließbewegung beenden.
Auch bei fremdangetriebenen Bearbeitungsmaschinen, wie Pressen oder Abkantpressen, etwa gemäß der US-A-4,166,369 bzw. der EP-A-0 789 182, sind Lichtschrankenanordnungen enthaltende Sicherheitseinrichtungen vorgesehen, die jeweils mit gesonderten Positionsmeldesystemen für die bewegten Maschinenteile oder Werkzeugteile ausgestattet sind, deren Kollision mit dem Körper einer Bedienungsperson zu deren Schutz verhindert werden soll. Die Positionsmeldesysteme erfassen die Augenblicksstellung des betreffenden bewegten Maschinenteiles und bewirken die Abschaltung derjenigen Lichtschranken, die jeweils als nächstes bei der Bewegung des Maschinenteiles durch dieses abgedeckt bzw. unterbrochen werden, damit nur eine Lichtschrankenunterbrechung durch ein Hindernisobjekt die Stillsetzung der Maschine bewirkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sicherheitseinrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die bei einfacher Montagemöglichkeit ein Höchstmaß an System- und Personenschutz für ein beliebig gestaltetes Tor bietet und mit geringem steuerungstechnischen Aufwand auskommt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß wird also eine gleichsam autark arbeitende Sicherheitseinrichtung geschaffen, deren Sicherheitsschaltung so arbeitet, daß bei einmal bestimmter Position des Tores (Initialisierungsphase) automatisch ein vorbestimmter Aktivierungs-Algorithmus für die Lichtschrankenanordnung ablaufen kann. Der erfindungsgemäße Algorithmus erlaubt es z.B., die Strahlen in die Torbewegungsbahn zu legen, so daß nunmehr eine einzige Lichtschrankenanordnung genügt, um die gesamte Bewegungsbahn des Tors zu überwachen, wodurch der vorrichtungstechnische Aufwand weiter reduziert wird. Weil die aktuelle Stellung des Tores die verschiedenen Aktivierungszustände der Lichtschranken festlegt, synchronisiert sich die Sicherheitseinrichtung selbsttätig mit der Bewegung des Tores. Ein Eingang zur Sicherehitseinrichtung vom Steuersystem des Tores her ist nicht mehr erforderlich, so daß die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung quasi als "stand-alone-Lösung" für jedes auf dem Markt befindliche Tor oder dgl. nachrüstbar ist. Außerdem wird die erforderliche Steuerschaltung einfach. Mit der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung ergibt sich eine bislang nicht realisierbare Sicherheitsstufe der Überwachung. Denn jeder Gegenstand, der die überwachte Bewegungsfläche des Torblatts berührt, führt zwangsläufig zu einem Ansprechen der Sicherheitseinrichtung und verhindert bereits ein Anlaufen der Antriebseinheit für das Tor. Eventuelle Steuerungsfehler, aber auch trägheitsbedingte Bewegungsabweichungen (Nachlaufen größerer bewegter Massen) werden so von vorneherein kompensiert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem hier angegebenen fremdangetriebenen Tor können marktübliche Lichtschrankenleisten verwendet werden.
Eine maximale Sicherheit wird erreicht, wenn die von der Lichtschrankenanordnung aufgespannte Fläche und die Bewegungsfläche der vorlaufenden Torkante zusammenfallen, weil damit auch beide seitlichen Tor-Führungen vollständig gegen unbeabsichtigtes Hineingreifen abgesichert sind. Dabei ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die Leiste bzw. Leisten der Lichtschrankenanordnung von der Führung des Tores abgedeckt und somit gleichzeitig vor Beschädigungen geschützt wird bzw. werden. Ein aufwendiger Anfahrschutz kann damit entfallen.
Wird die Anzahl der auf den Übergangsaktivierungszustand gesetzten Lichtschranken abhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Tores verändert, so kann bei Bedarf eine Anpassung an die Bewegungsgeschwindigkeit des Tores vorgenommen werden, um der Massenträgkeit des Tores Rechnung zu tragen.
Die sich im Passivzustand befindenden Lichtschranken werden zweckmäßig beim Öffnen des Tores sequentiell in den Aktivzustand geschaltet, was zu einem vorteilhaften Signalfluß im System und zu einem ständigen maximalen Sicherheitsstatus führt, auch wenn das Tor nur spaltweise geöffnet wird und anschließend wieder geschlossen wird.
Wenn in einer Zwischenspeichereinrichtung die Aktivierungszustände mindestens zweier benachbarter Lichtschranken laufend zwischengespeichert werden, so kann die Sicherheitseinrichtung gleichzeitig als Detektoreinrichtung zur Bestimmung der Position und der Bewegungsrichtung des Tores herangezogen werden.
Mit der Weiterbildung gemäß Patentanspruchs 7 wird für die in die Sicherheitseinrichtung einbezogene Maximalfläche ein sinn-volles Maß von z.B. 2,5 m festgelegt. Der Aufwand für die Positionsbestimmung und damit für die Sicherheitseinrichtung wird dadurch weiter reduziert.
Mit den Merkmalen der Patentansprüche 9 und 10 kann die Sensibilität der Sicherheitseinrichtung dort besonders hoch gehalten werden, wo spezifische Gefahrenmuster auftreten, wie z.B. in geringer Höhe über dem Boden, in der sich flach bauende Ausleger von Staplerfahrzeugen bewegen. Die sogenannte Kreuzstrahl-Technik gemäß Patentanspruch 10 hat dabei den besonderen Vorteil, daß einfachere Lichtschutzleisten mit größerem Teilungsmuster und gleicher Teilung der Sender/Empfänger verwendet werden können.
Die Sicherheitseinrichtung ist nicht auf irgendwelche Orientierungen der Torbewegung oder auf bestimmte Torblattgestaltungen beschränkt.
Wenn die Leisten der Lichtschrankenanordnung an den Führungen angeordnet sind, kommt die Strahlenfläche der Tor-Bewegungsfläche so nahe, daß bereits für einen Großteil der Einsatzfälle eine ausreichende Sicherheit gegeben ist.
Ein Höchstmaß an Sicherheit ergibt sich bei einer Weiterbildung gemäß Patentanspruch 13, mit dem besonderen Vorteil der leichten Nachrüstbarkeit in bestehende Führungssysteme.
Es sei hier noch angemerkt, daß soweit in der Beschreibung und den Ansprüchen von Lichtschranken die Rede ist, diese nicht auf Lichtstrahlung im sichtbaren Spektrumsbereich beschränkt sind, sondern beispielsweise auch mit Infrarotstrahlen arbeiten können.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
Fig. 1
eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines fremdangetriebenen Rolltors mit Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung;
Fig. 2
die Ansicht gemäß "II" in Figur 1;
Fig. 3
eine der Figur 2 ähnliche Ansicht einer Variante;
Fig. 4
eine Seitenansicht gemäß "IV" in Figur 1;
Fig. 5
eine der Figur 4 ähnliche Ansicht einer Variante des Tors;
Fig. 6
den Schnitt "VI-VI" in Figur 4;
Fig. 7
einen der Figur 6 entsprechenden Schnitt einer Variante des Führungsprofils;
Fig. 8 und Fig. 9
Blockschaltbilder der Ansteuer- und Auswerteeinrichtung der Sicherheitseinrichtung; und
Fig. 10
ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Sicherheitseinrichtung.
In der Figurenbeschreibung sind diejenigen Komponenten, die einander entsprechen, mit ähnlichen Bezugszeichen versehen, denen lediglich eine andere Ordnungsziffer vorangestellt ist.
Ein Rolltor 11 der Breite BR und Höhe HR besteht in bekannter Weise im wesentlichen aus zwei seitlich angeord-neten hohlen Führungsprofilen 12 und 13 mit U-förmigem Querschnitt, einem auf den seitlichen Führungspro-filen ruhenden Querträger 14, in dem ein Motor und eine vom Motor angetriebene Wickelwelle untergebracht ist, und einem in vertikal verlaufenden schlitzartigen Führungen der seitlichen Führungsprofile 12 und 13 geführten und auf der Wickelwelle aufgewickelten flexiblen Torblatt 15.
Da das Rolltor eine allgemein bekannte Konstruktion haben kann, wird hier auf eine nähere Beschreibung des weiteren Aufbaus verzichtet.
Dem Rolltor 11 ist eine von einer Eingabe durch die Torsteuerung unabhängige, d. h. autark arbeitende Sicherheitseinrichtung zugeordnet. Hierzu ist zu beiden Seiten des Torblatts 15 jeweils eine Leiste 17, 18 einer Lichtschrankenanordnung, beispielsweise auf der Basis von Infrarotstrahlen, angebracht, wobei eine Leiste die Lichtsender und die andere Leiste die Lichtempfänger aufnimmt, so daß eine Vielzahl von Einweg-Lichtschranken mit den Strahlen 19-1 bis 19-n gebildet wird.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist jedem Sender ein Empfänger zugeordnet. Außerdem verlaufen die Strahlen zueinander parallel. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Einem Sender können mehrere Empfänger zugeordnet sein. Außerdem können die Strahlen 19 auch schräg verlaufen.
Die Leisten 17, 18 sind derart angebracht, daß die von den Lichtstrahlen 19 aufgespannte Fläche 20 mit der von der vorlaufenden Torkante 21 des Torblatts 15 überstrichene Bewegungsfläche 122 (Figur 3) zumindest eine Linie 123 (Figur 3) gemeinsam hat. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1, 2, 4 und 5 fallen die Ebenen zusammen, d.h. das von der Lichtschrankenanordnung erzeugte Lichtgitter liegt unmittelbar in der Schließebene des Torblatts.
Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die Leisten 17, 18, 117, 118 an den Führungsschienen 12, 13 bzw. 112, 113 angebracht sind. Gemäß Figur 2, 4 und 5 sind sie innerhalb der Führungsschiene bzw. des Führungsprofils 12, 13 angeordnet, bei der Ausführungsform nach Figur 3 seitlich der Profile 112, 113 angebracht, und zwar auf verschiedenen Seiten des Torblatts.
Mit der Lichtschrankenanordnung wird die Schließbewegung des Tores überwacht, um auszuschließen, daß die vorlaufende Kante des Tores auf ein Hindernis trifft. Figur 5 zeigt, daß die Überwachungshöhe H entsprechend auf ein sinnvolles Maß beschränkt sein kann, beispielsweise auf 2500 mm. Figur 5 zeigt weiter, daß die Form des Torblatts beliebig sein kann, beispielsweise von gefalteten Segmenten gebildet sein kann. Die vorlaufende Kante 221 ist wiederum in einem Führungsprofil 213 geführt, in dem auch die Lichtleiste 218 aufgenommen sein kann.
Die Figuren 6 und 7 zeigen Varianten für die Anordnung der Lichtleisten im bzw. am betreffenden Führungsprofil:
Gemäß Figur 6 ist das Führungsprofil 312 mit einer weiteren, an die Lichtleiste 317 angepaßten Profilkammer versehen,die sich an die Führungskammer 325 für eine Rolle 326 des Torblatts 315 anschließt. Ein Nachrüsten eines Tores mit der hier angegebenen Sicherheitseinrichtung geht durch einen Austausch des Führungsprofils vonstatten.
Gemäß Figur 7 kann das Führungsprofil 412 beim Nachrüsten im wesentlichen unverändert bleiben. Hier erhält der Steg 427 des Führungsprofils 412 eine Reihe von Bohrungen 428 in einem der Lichtschrankenanordnung entsprechenden Lochmuster. Die Leisten 417 sind auf der Außenseite des Stegs 427 angebracht.
Damit die vom Sender zum Empfänger führenden Strahlen der Lichtschrankenanordnung in der Bewegungsfläche der vorlaufenden Torkante 21 verlaufen können, hat die Sicherheitseinrichtung eine spezielle Steuerschaltung, mit der den Strahlen sequentiell in Abhängigkeit von der Position und der Bewegung des Torblatts verschiedene Aktivierungszustände zugeordnet werden. Dies wird im folgenden näher erläutert:
Jeweils die Lichtschranke mit demjenigen Strahl 19-0, der beim Schließen des Tores der vorlaufenden Kante 21 am nächsten ist, erhält von der Steuerschaltung 40 den Aktivierungszustand NULL, d.h. beim kurz darauffolgenden Abdecken dieses Lichtstrahls durch die Kante 21 gibt diese Lichtschranke kein die Schließbewegung des Torblatts unterbrechendes Signal ab. Dieser Aktivierungszustand sei Übergangsaktivierungszustand genannt.
Alle Lichtschranken mit in Bewegungsrichtung hinter dem Strahl 19-0 liegenden Strahlen 19-x , die vom Torblatt bereits abgedeckt worden sind, nehmen den inaktiven Zustand X ein. Dieser Aktivierungszustand sei Passivzustand genannt.
Hingegen sind die Lichtschranken mit den Strahlen 19-1 bis 19-n im Aktivzustand 1, d.h. jedes Hindernis im Bereich der Strahlen 19-1 bis 19-n bewirkt letztlich ein Ausgangssignal SA, das an ein Unterbrecher- oder Inverter-Relais 41 gelegt wird, um den Antrieb des Motors zu unterbrechen oder umzukehren. Man erkennt aus der Darstellung gemäß Figur 1, daß dadurch die Steuerung 42 des Torantriebs von der Steuerschaltung 40 für die Lichtschranken losgelöst ist, d.h., daß beide Einrichtungen 40, 42 voneinander unabhängig arbeiten.
Wenn das Torblatt den Strahl 19-0 erreicht, sorgt die Steuerschaltung dafür, daß der Strahl 19-0 zum passiven Strahl 19-x wird, während der Strahl 19-1 zum neuen Strahl 19-0 wird. Somit gehen sämtliche Lichtschranken beim Schließen des Torblatts sequentiell vom Aktivzustand 1 in den Übergangsaktivierungszustand NULL und schließlich in den Passivzustand X über, und zwar automatisch von der Bewegung des Torblatts gesteuert.
Eine Ausnahme bildet nur die Lichtschranke mit dem obersten Strahl 19-*, die mit dem Übergangsaktivierungszustand NULL beginnt.
Die Sicherheitseinrichtung dient gleichzeitig als Einrichtung zur Bestimmung der Position des Torblatts. Hierzu werden vorzugsweise beim Öffnen des Tores die freigegebenen Lichtschranken sequentiell über den Übergangszustand NULL in den aktiven Zustand 1 scharf geschaltet.
Die Figuren 8 und 9 zeigen eine mögliche Ausführungsform für die Ansteuerung der Lichtschrankenanordnung und die Auswertung der von den einzelnen Lichtschranken anliegenden Signale. Figur 8 zeigt den Senderteil 40-2, und Figur 9 den zugehörigen Empfängerteil 40-1.
Mittels einer an sich bekannten Multiplexer-Anordnung MUX1 bis MUX4 sind die einzelnen Sender S1 bis Sn z. B. in Form von Leuchdioden, und die Empfänger EI bis En in Form von Fototransistoren, d.h. die Lichtschranken, einzeln adressierbar und auswertbar. D.h., die einzelnen Sender, wie z.B. Leuchtdioden sind - vom Micro-Controller gesteuert - gezielt einzeln und selektiv ein- und auszuschalten.
Andererseits können empfängerseitig die vom Empfänger, wie z.B. von den Foto-Transistoren aufgenommenen Signale einzeln und selektiv mittels des empfängerseitigen Micro-Controllers ausgewertet werden. Zur Beseitigung von Störeinflüssen können hierzu Filter- (43), Verstärker- (44) und Schwellwertschaltungen 45 (Schmitt-Trigger) verwendet werden.
Mit dieser Anordnung können auch gezielt bestimmte Lichtschranken einzeln ausgeblendet werden, um vorbestimmten Randbedingungen des Tores, wie z.B. eine kurzzeitige Einfahrt über eine Schwellenrampe oder aber das Vorhandensein einer momentanen hohen Schneedecke abzu-bilden.
Schließlich wird anhand von Figur 10 der der Sicherheitseinrichtung zugrunde liegende Programmablauf erläutert:
Im Schritt 1 erfolgt eine Initialisierung des Systems. Die Position der vorlaufenden Torkante wird bestimmt, wobei bereits hier auf die an den einzelnen Adressen anliegenden Signale zurückgegriffen werden kann. Die aktuelle Position der Torkante sei an der x-ten Adresse, d.h. am x-ten Strahl.
Wird während der Positionsbestimmung ein Gegenstand detektiert, so gibt die Steuerschaltung ein Ausgangssignal SA ab, d.h., die Ausgänge werden gesetzt.
Andernfalls wird die Lichtschrankenanordnung ab der Position x+2 ausgewertet, d. h., die Adresse x+1 erhält den Zustand NULL und alle Strahlen x+2 bis x+n sind aktiv.
Wird jetzt ein Hindernis erfaßt, werden die Ausgänge gesetzt. Andernfalls läuft die Routine erneut ab.
Wenn das Tor geöffnet wird, werden die im Passivzustand X befindlichen Lichtschranken der Reihe nach auf "1", d. h. in den Aktivzustand geschaltet. Es laufen dann im wesentlichen die gleichen Programmschritte wie beim Schließen ab, jedoch invertiert. Wenn das Tor jetzt angehalten wird, wird die zuletzt freigegebene Lichtschranke auf den Übergangsaktivierungszustand "NULL" gesetzt.
Selbstverständlich sind Abweichungen von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen:
So ist der Strahlenschutz nicht notgedrungen auf Lichtstrahlen beschränkt.
Auch ist es möglich, daß Sender und Empfänger einer einzigen Führungsschiene zugeordnet sind, so daß eine Reflexions-Lichtschranke verwendet wird. Es ist auch möglich, mit einer Reihe von Reflexions-Lichttastern zu arbeiten.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Lichtquelle beispielsweise eine herkömmliche Glühlampe, eine Leuchtdiode oder ein Laser sein. Als Lichtempfänger kann ein lichtelektrischer Empfänger wie z.B. eine Fotozelle, ein Fotowiderstand, ein Fotoelement oder eine Fotodiode verwendet werden.

Claims (13)

  1. Fremdangetriebenes Tor, insbesondere Segment- oder Rolltor, dessen Torblatt (15) geführt bewegbar ist, mit einer Sicherheitseinrichtung, die eine die Bewegungsbahn einer vorlaufenden Torkante überwachende Lichtschrankenanordnung (17,18) aus einer Mehrzahl von in Bewegungsrichtung des Tores gestaffelt nebeneinander angeordneten Lichtschranken (19) aufweist, die auf einer Seite der Toröffnung einen Sender und auf der anderen Seite der Toröffnung einen Empfänger oder Reflektor aufweisen, und mit einer Sicherheitsschaltung, mit der die Schließbewegung des Tores reversierbar oder stoppbar ist, wenn ein Hindernis in der Bewegungsbahn des Tores erfaßt wird, wobei die von der Lichtschrankenanordnung aufgespannte Fläche (20; 120) mit der von der vorlaufenden Torkante (21) überstrichenen Bewegungsfläche zumindest eine Schnittlinie (123) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung eine Steuerschaltung (40) für die Lichtschranken aufweist, die in Abhängigkeit von der Position der Bewegung des Tores den Lichtschranken sequentiell in Bewegungsrichtung drei unterschiedlichen Aktivierungszustände zuordnet,
    deren einer Aktivierungszustand ein Übergangsaktivierungszustand ist, den die Steuerschaltung (40) mindestens einer der vorlaufenden Torkante (21) nächstliegenden, sie aber noch nicht erfassenden Lichtschranke (19-0) zuordnet, derart, daß diese mindestens eine Lichtschranke beim kurz darauffolgenden Erfassen der vorlaufenden Torkante kein die Sicherheitsschaltung auslösendes Signal abgibt,
    deren weiterer Aktivierungszustand ein Passivzustand ist, den die Steuerschaltung (40) jeweils einer zuvor im Übergangsaktivierungszustand befindlichen Lichtschranke (19-0) dann zuordnet, wenn diese die vorlaufende Torkante (21) erfaßt, und der die Zuteilung des Übergangsaktivierungszustandes an eine dieser Lichtschranke in Bewegungsrichtung des Tores benachbarte, zuvor noch nicht im Übergangsaktivierungszustand befindliche Lichtschranke (19-1) durch die Steuerschaltung bewirkt, wobei die Lichtschranken im Passivzustand kein die Sicherheitsschaltung auslösendes Signal erzeugen, und
    deren dritter Aktivierungszustand ein Aktivzustand ist, in dem jede ein Hindemisobjekt erfassende Lichtschranke (19-1 bis 19-n) ein die Sicherheitsschaltung auslösendes Signal erzeugt.
  2. Fremdangetriebenes Tor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Lichtschrankenanordnung aufgespannte Fläche und die Bewegungsfläche der vorlaufenden Torkante Ebenen sind.
  3. Fremdangetriebenes Tor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Lichtschrankenanordnung aufgespannte Fläche und die Bewegungsfläche der vorlaufenden Torkante zusammenfallen.
  4. Fremdangetriebenes Tor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der auf den Übergangsaktivierungszustand gesetzten Lichtschranken (19-0) mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Tores veränderbar ist.
  5. Fremdangetriebenes Tor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich im Passivzustand befindlichen Lichtschranken beim Öffnen des Tors sequentiell in den Aktivzustand geschaltet werden.
  6. Fremdangetriebenes Tor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speichereinrichtung vorgesehen ist, in der die Aktivierungszustände zumindest zweier benachbarter Lichtschranken laufend zwischengespeichert werden, um aus der Änderung der Aktivierungszustände die Bewegungsrichtung des Tores zu bestimmen.
  7. Fremdangetriebenes Tor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschrankenanordnung einer Startlichtschranke (19-*) enthält, die in der Öffnungsstellung des Tores (15), in der sich die Schließkante (21) außerhalb der Lichtschrankenanordnung (17, 18) befindet, den Übergangsaktivierungszustand einnimmt, wobei vorzugsweise für den Fall, daß sich das Torblatt beim Einschalten der Sicherheitseinrichtung bereits innerhalb der Lichtschrankenanordnung befindet, die Startlichtschranke selbsttätig ermittelt und festgelegt wird.
  8. Fremdangetriebenes Tor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Lichtschranken voneinander in Schließbewegungsrichtung des Tores (15) abnimmt.
  9. Fremdangetriebenes Tor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschrankenanordnung zumindest bereichsweise Lichtschranken enthält, in denen ein Sender zumindest zwei Empfängern zugeordnet ist, deren Ausgangssignale ausgewertet werden.
  10. Fremdangetriebenes Tor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorlaufende Torkante bzw. das Tor (15) vertikal bewegbar ist.
  11. Fremdangetriebenes Tor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorlaufende Torkante (21) horizontal bewegbar ist.
  12. Fremdangetriebenes Tor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein vorlaufender Abschnitt des Torblattes in seitlichen Führungen (12, 13) geführt ist, die an Zargen befestigt sind und daß Bauteile der Lichtschrankenanordnung an den Zargen, vorzugsweise an den Führungen (12, 13) angeordnet sind.
  13. Fremdangetriebenes Tor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die als Leisten (17, 18) ausgebildeten Bauteile der Lichtschrankenanordnung in Führungsprofile (12,13) der Führungen integriert sind.
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