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Die
Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für eine Verdunkelungsvorrichtung
bzw. Sicherungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Die
in Rede stehende Antriebsanordnung läßt sich für
eine Vielzahl von Verdunkelungsvorrichtungen bzw. Sicherungsvorrichtungen
einsetzen. Wesentlich ist lediglich, daß die Verdunkelungsvorrichtung
bzw. Sicherungsvorrichtung ein verstellbares Verschlußelement
aufweist. Beispiele für ein solches verstellbares Verschlußelement
sind Rolläden, Jalousien, Fensterläden, Markisen,
Rolltore oder Rollvorhänge.
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Die
bekannte, nach Art eines Rohrmotors ausgestaltete Antriebsanordnung
(
EP 0 552 459 A1 ), von
der die Erfindung ausgeht, dient in erster Linie der motorischen
Verstellung eines Rolladens. Hierfür ist die Antriebsanordnung
mit einem Antriebsmotor und einem dem Antriebsmotor nachgeschalteten
Getriebe ausgestattet. Dem Antriebsmotor ist eine Antriebssteuerung
mit einer Wegmeßanordnung zur Ermittlung der aktuellen
Position des Rolladens zugeordnet. Mit "Ermittlung der aktuellen
Position" ist vorliegend gemeint, daß ein Wert als Maß für
die aktuelle Position ermittelt wird, der mit einem gespeicherten Positions-Sollwert
verglichen werden kann.
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Bei
der bekannten Antriebsanordnung erfolgt die Wegmessung hinsichtlich
der Meßgenauigkeit in zwei logischen Ebenen. Zur Ermittlung
der Grobposition des Rolladens ist der Wickelwelle des Rolladens ein
erstes inkrementelles Sensorelement zugeordnet. Das Sensorelement
ist als Reed-Sensor ausgestaltet, dem in einem mit der Wickelwelle
verbundenen Ring angeordnete Magnete zugeordnet sind. Die Magnete
sind in relativ weiten Abständen über den Umfang
des Rings verteilt, so daß mit diesem Sensorelement nur
die ungefähre Position – Grobposition – des
Rolladens ermittelt werden kann.
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Um
außerdem die Feinposition des Rolladens ermitteln zu können,
ist bei der bekannten Antriebsanordnung ein zweites Sensorelement
vorgesehen, das der Motorwelle des Antriebsmotors zugeordnet ist.
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Vorteilhaft
bei der bekannten Antriebsanordnung ist die Tatsache, daß trotz
einfach aufgebauter Sensorelemente – inkrementelle Sensoren – eine vergleichsweise
hohe Genauigkeit erreichbar ist. Dies liegt insbesondere daran,
daß die Sensorimpulse des ersten Sensorelements gewissermaßen
als periodische Referenzimpulse zu verstehen sind. Alle Meßungenauigkeiten
werden bei Auftreten eines Referenzimpulses beseitigt.
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Nachteilig
bei der bekannten Antriebsanordnung ist allerdings die Tatsache,
daß zur Ermittlung der Position des Rolladens stets an
zwei getrennten Stellen angeordnete Sensoren erforderlich sind.
Dies führt zu einem hohen Montage- und Verkabelungsaufwand
und damit zu hohen Fertigungskosten.
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Zwar
sind auch sogenannte "Multi-Turn-Drehgeber" bekannt, deren Meßbereich
entsprechend eine Mehrzahl von Umdrehungen umfaßt. Diese
sind jedoch einerseits teuer und andererseits verglichen mit der
obigen Wegmeßanordnung oftmals nicht hinreichend genau.
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Es
sind auch Antriebsanordnungen bekannt, die ausschließlich
mit einem inkrementellen Sensor an der Motorwelle arbeiten, dessen
Sensorimpulse jeweils das schrittweise Hochzählen eines
Zählers auslösen. Aufgrund des über die
motorische Verstellung ständig anwachsenden Meßfehlers
ist die erzielbare Genauigkeit im Ergebnis aber nicht hinreichend.
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Schließlich
sind Antriebsanordnungen für Rolladen o. dgl. bekannt (
EP 0 544 133 B1 ),
bei denen die zeitlichen Abstände der Impulse eines der Motorwelle
oder einer der Motorwelle nachgeschalteten Welle zugeordneten inkrementellen
Sensors dafür genutzt werden, einen Überlastfall
zu erfassen. Die Realisierung der Ermittlung der Position des Rolladens
wird in dieser Veröffentlichung nicht angesprochen.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Antriebsanordnung
so auszugestalten und weiterzubilden, daß die Fertigungskosten
bei zumindest gleichbleibender Meßgenauigkeit reduziert werden.
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Das
obige Problem wird bei einer Antriebsanordnung gemäß Anspruch
1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Wesentlich
ist die Idee, die Genauigkeit einer inkrementell arbeitenden, Zählereignisse
für einen Zähler erzeugenden Sensoreinrichtung
dadurch zu erhöhen, daß der aktuelle Zeitabstand
zu dem vorzugsweise letzten Zählereignis gemessen wird.
Damit stellt der aktuelle Zählerstand des Zählers
zusammen mit dem aktuellen Zeitabstand ein Maß für
die aktuelle Position des Verschlußelements bereit. Die Angabe
der Position des Verschlußelements erfolgt also gewissermaßen
in den Koordinaten "Zählerstand" und "Zeitabstand".
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Zwar
handelt es sich bei der Ermittlung der Feinposition mittels Zeitmessung
nur um eine Schätzung der Feinposition bei unterstellter
konstanter Verstellgeschwindigkeit. Angesichts der Tatsache, daß die
mit der Zeitmessung zu überbrückenden Verstellbereiche
vergleichsweise klein sind, ist die absolute Genauigkeit im Ergebnis
hoch.
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Mit
der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2
ist eine besonders einfache Signalauswertung möglich, da
ein Impuls der impulsartigen Sensorsignale stets eine ansteigende
Flanke sowie eine absteigende Flanke aufweist, die steuerungstechnisch
leicht erfaßbar sind. Besonders vorteilhaft ist in diesem
Zusammenhang ein rechteckförmiger Verlauf der Sensorimpulse.
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Bei
der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch
7 ist es grundsätzlich möglich, allein auf der
Basis der Sensorsignale nicht nur die Position, sondern auch die
Verstellrichtung des Verschlußelements zu bestimmen.
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Bei
den bevorzugen Ausgestaltungen gemäß der Ansprüche
19 und 21 ist eine Ausgestaltung der Antriebsanordnung als Rohrmotor
vorgesehen. Die hohe Kompaktheit der vorschlagsgemäßen
Wegmeßanordnung ist für einen solchen Rohrmotor
besonders vorteilhaft anwendbar.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Ziele der vorliegenden Erfindung werden
nachfolgend anhand einer Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele
näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
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1 eine
Verdunkelungsvorrichtung mit einer vorschlagsgemäßen
Antriebsanordnung,
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2 eine
vorschlagsgemäße Antriebsanordnung im nicht eingebauten
Zustand,
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3 ausgewählte
Komponenten der Antriebsanordnung gemäß 2 im
demontierten Zustand,
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4 in
einer schematischen Ansicht eine Sensoreinrichtung einer vorschlagsgemäßen
Antriebsanordnung,
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5 eine
beispielhafte Darstellung der Funktionsweise des Positionszählers
einer vorschlagsgemäßen Wegmeßeinrichtung
beim Aufwärtslauf,
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6 eine
beispielhafte Darstellung der Funktionsweise des Positionszählers
einer vorschlagsgemäßen Wegmeßeinrichtung
beim Abwärtslauf und
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7 eine
beispielhafte Darstellung der Funktionsweise der Zeitmeßeinrichtung
einer vorschlagsgemäßen Wegmeßeinrichtung
beim Aufwärtslauf.
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Die
vorschlagsgemäße Lösung ist in der Zeichnung
anhand einer Verdunkelungsvorrichtung mit einem als Rolladen ausgestalteten
verstellbaren Verschlußelement 1 gezeigt. Grundsätzlich
ist die vorschlagsgemäße Antriebsanordnung für
viele Varianten von Verdunkelungsvorrichtungen bzw. Sicherungsvorrichtungen
anwendbar. Eine beispielhafte Auswahl wurde im einleitenden Teil
der Beschreibung gegeben.
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Die
Antriebsanordnung weist einen Antriebsmotor 2 und ein dem
Antriebsmotor 2 nachgeschaltetes Getriebe 3 zur
motorischen Verstellung des Verschlußelements 1 auf.
Gegebenenfalls kann auf ein nachgeschaltetes Getriebe 3 auch
verzichtet werden.
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Dem
Antriebsmotor 2 ist eine Antriebssteuerung 4 zugeordnet,
wobei die Antriebssteuerung 4 eine Wegmeßanordnung
zur Ermittlung der Position des Verschlußelements 1 aufweist.
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2 zeigt
die Lage der Komponenten Antriebsmotor 2, Getriebe 3 und
Antriebssteuerung 4 schematisch. 3 zeigt
die Einbaulage der Antriebssteuerung 4 im Rahmen einer
Explosionsdarstellung. Der konstruktive Aufbau der dargestellten Antriebsanordnung
wird weiter unten näher erläutert.
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Die
Wegmeßanordnung ist zur Ermittlung der Grobposition des
Verschlußelements 1 mit einer Sensoreinrichtung 5 und
einem Positionszähler ausgestattet. Eine solche Sensoreinrichtung 5 ist
schematisch in 4 dargestellt.
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Die
Sensoreinrichtung 5 besteht aus mindestens einem Sensorelement,
hier und vorzugsweise aus zwei Sensorelementen A, B. Bei einer Verstellung
des Verschlußelements 1 erzeugt die Sensoreinrichtung 5 periodische
Sensorsignale, die Zählerereignisse für den Positionszähler
bereitstellen und beim Auftreten eines Zählerereignisses
im Positionszähler je nach Verstellrichtung ein Hoch- bzw.
Herunterzählen um einen Zählschritt bewirken.
Der Zählerstand stellt entsprechend ein Maß für
die Grobposition bereit.
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Die
Meßgenauigkeit bei einer Wegmessung mit Positionszähler
ist begrenzt. Dies liegt daran, daß Positionen in den Verstellbereichen,
die zwischen zwei Zählereignissen liegen, nicht aufgelöst
werden können.
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Um
dennoch eine hohe Meßgenauigkeit zu erreichen, weist die
Wegmeßanordnung zusätzlich eine Zeitmeßeinrichtung
auf, mit der, ausgelöst durch ein Zählereignis,
der aktuelle zeitliche Abstand – Zeitabstand – zu
eben diesem Zählereignis meßbar ist. Dabei wird
zunächst unterstellt, daß die Verstellgeschwindigkeit
des Verschlußelements 1 im wesentlichen konstant
ist, so daß der Zeitabstand zusammen mit dem Zählerstand
insgesamt ein genaues Maß für den Verstellweg
des Verschlußelements 1 bereitstellt.
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Die
Zählereignisse wiederholen sich entsprechend zu den Sensorsignalen
vorzugsweise periodisch. Grundsätzlich ist es aber auch
denkbar, daß die Zählereignisse so definiert sind,
daß ein Zählereignis nur einfach oder zweifach
bei einem kompletten Verstellvorgang auftritt. Ein Anwendungsfall
hierzu wird weiter unten erläutert.
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Das
Prinzip der Messung des Zeitabstands zeigt 7 beispielhaft
anhand zweier Zählereignisse E. Kurz vor dem Auftreten
des ersten dargestellten Zählereignisses E läuft
bereits eine Messung des Zeitabstands T, die mit dem Auftreten des
Zählereignisses E zurückgesetzt wird und neu anläuft.
Dieser Vorgang wiederholt sich beim Auftreten des zweiten Zählereignisses
E und vorzugsweise bei allen nachfolgenden Zählereignissen.
Die Darstellung in 7 veranschaulicht, daß der
jeweils aktuelle Zeitabstand bei unterstellter konstanter Verstellgeschwindigkeit ein
Maß für den Verstellweg darstellt, den das Verschlußelement 1 seit
dem letzten Zählereignis E zurückgelegt hat.
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Mit
der zusätzlichen Messung des Zeitabstands lassen sich also
die Positionen auflösen, die mit dem Positionszähler
allein nicht auflösbar sind. Da eine solche Meßgenauigkeit
in der Regel nicht im gesamten Verstellbereich benötigt
wird, kann auch vorgesehen sein, daß diese zusätzliche
Messung des Zeitabstands nur in vorbestimmten Verstellbereichen
erfolgt, wie noch erläutert wird.
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Für
die Realisierung der Zeitmeßeinrichtung sind zahlreiche
vorteilhafte Varianten denkbar. Eine bevorzugte Variante besteht
darin, daß die Zeitmeßeinrichtung einen Zähler
aufweist, der von einem Taktgeber mit einem Zähltakt beaufschlagt
wird und der bei vorzugsweise jedem Zählereignis zurückgesetzt
wird und den Zählvorgang neu startet.
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Grundsätzlich
ist es ausreichend, daß die Sensoreinrichtung 5 mit
nur einem Sensorelement ausgestattet ist, um die die Zählereignisse
bereitstellenden Sensorsignale erzeugen zu können. Insbesondere
vor dem Hintergrund, daß mit mehreren Sensorelementen auch
die Verstellrichtung des Verschlußelements 1 ermittelt
werden kann, ist es vorteilhaft, mindestens zwei, vorzugsweise genau
zwei Sensorelemente A, B, vorzusehen. Dies zeigt 4 beispielhaft.
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In
besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist das – mindestens
eine – Sensorelement A, B so ausgelegt, daß es
bei einer motorischen Verstellung des Verschlußelements 1 impulsartige
Sensorsignale erzeugt, die innerhalb eines Impulses vorzugsweise eine
ansteigende und eine absteigende Signalflanke aufweisen. Solche Signalflanken
lassen sich steuerungstechnisch gut verarbeiten. Bei den Sensorsignalen
kann es sich insoweit um sinusförmige, dreieckförmige,
sägezahnförmige o. dgl. Signale handeln. Entsprechend
weit ist der Begriff "Signalflanke" vorliegend zu verstehen. Besonders
vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Sensorsignale rechteckförmig
verlaufen und nur einen Maximalpegel und einen Minimalpegel annehmen
können.
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5 zeigt
die Signalverläufe der Sensorelemente A, B beim Aufwärtslauf. 6 zeigt
die Signalverläufe der Sensorelemente A, B beim Abwärtslauf.
Es läßt sich diesen Darstellungen entnehmen, daß die
Signalverläufe der Sensorelemente A, B im wesentlichen
rechteckförmig sind.
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Es
sind zahlreiche vorteilhafte Varianten von Sensorelementen A, B
denkbar, um die benötigten Signalverläufe zu erzeugen.
Vorzugsweise ist das jeweilige Sensorelement A, B als Näherungssensor bzw.
als Näherungsschalter ausgestaltet. Eine bevorzugte Variante
besteht wie schon erläutert darin, daß die Sensorelemente
A, B als magnetisch aktivierbare Sensoren, vorzugsweise als Reed-Sensoren
oder als Hall-Sensoren ausgestaltet ist. Bei einer anderen bevorzugten
Variante sind die Sensorelemente A, B als kapazitive oder induktive
Sensoren ausgestaltet. Eine dritte bevorzugte Variante sieht vor,
daß die Sensorelemente A, B als optische Sensoren ausgestaltet
sind. Dies gilt natürlich auch, wenn nur ein Sensorelement
A vorgesehen sein sollte.
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Je
nach Ausgestaltung der Sensoreinrichtung 5 kann es notwendig
sein, daß der Sensoreinrichtung 5 eine Auslöseelementanordnung 5a mit mindestens
einem Auslöseelement M, vorzugsweise mit mindestens einem
Magneten M, zugeordnet ist. Dies ist beispielsweise bei als Reed-Sensor
oder als Hall-Sensor ausgestalteten Sensorelementen A, B der Fall
und in 4 dargestellt. Eine Verstellung des Verschlußelements 1 löst
hier eine Bewegung der Auslöseelementanordnung 5a relativ
zu der Sensoreinrichtung 5, hier zu einem Umlaufen der
Magnete M, und damit die Erzeugung der periodischen Sensorsignale
aus. Die konstruktive Ausgestaltung wird weiter unten erläutert.
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Für
die Definition der Zählereignisse bestehen zahlreiche Möglichkeiten.
Im einfachsten Fall ist es so, daß die ansteigenden Signalflanken
und/oder die abfallenden Signalflanken der Sensorsignale jeweils
ein Zählereignis für den Positions zähler
bilden. Es ist auch denkbar, daß ein Zählereignis
durch das Ergebnis einer logischen Verknüpfung zwischen
den Sensorsignalen eines Sensorelements A und den Sensorsignalen
eines anderen Sensorelements B definiert wird.
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Bei
dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
es vorgesehen, daß die abfallenden und ansteigenden Signalflanken
sowohl des Sensorelements A als auch des Sensorelements B jeweils
ein Zählereignis E bilden. In einem mittleren Verstellbereich
des Verschlußelements 1 sind die resultierenden
Zählereignisse E und der jeweils resultierende Zählerstand
Z beispielhaft dargestellt.
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Die
Darstellung des Zählerstandes Z bildet eine Treppenform,
deren Stufenbreite nicht konstant ist, was auf unterschiedliche
Zeitabstände zwischen zwei Zählereignissen zurückzuführen
ist. Die Ursache hierfür besteht darin, daß die
von den Sensorelementen A, B gebildeten Rechteckimpulse nicht ideal symmetrisch
ausgestaltet sind. Dies liegt wiederum daran, daß die beiden
Sensorelemente A, B nicht genau im Zentrum der Bewegung der umlaufenden
Magnete M angeordnet sind. Diese Anordnung ist aber gewählt
worden, um eine noch zu erläuternde Phasenverschiebung
zwischen den Sensorsignalen herzustellen.
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Mit
der vorschlagsgemäßen Lösung sind die unterschiedlichen
zeitlichen Abstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Zählereignissen aber auch kein Problem, da mit der Messung
des Zeitabstands ohne weiteres auch zeitliche Abstände
unterschiedlicher Länge überbrückt werden
können.
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Bei
jedem Zählereignis ist eine Entscheidung darüber
zu treffen, ob hoch- oder heruntergezählt werden soll.
Es muß also erkannt werden, ob sich das Verschlußelement 1 aktuell
in die eine Richtung oder in die andere Richtung bewegt.
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Im
einfachsten Fall wird die in der Antriebssteuerung 4 ohnehin
vorliegende Information über die Verstellrichtung genutzt,
um eine Entscheidung über die Zählrichtung zu
treffen. Hier ist es so, daß das von einer Signalflanke
des jeweiligen Sensorelements A, B gebildete Zählereignis
in Abhängigkeit von dem Zustand eines die Verstellrichtung
abbildenden Steuerausgangs der Antriebssteuerung 4 ein Hochzahlen
oder Herunterzählen um einen Zählschritt bewirkt.
Dabei ist der Begriff "Steuerausgang" weit zu verstehen. Beispielsweise
kann dieser Steuerausgang ein Signal bereitstellen, das auf die
Betätigung eines Richtungs schalters durch den Benutzer zurückgeht.
Es kann sich aber auch um den Ausgang eines Speichers handeln, in
dem die aktuelle Richtungsinformation abgelegt ist.
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Die
obige bevorzugte Variante zur Erkennung der Verstellrichtung ist
einfach und kostengünstig realisierbar. Dies nicht zuletzt
dadurch, daß nur ein einziges Sensorelement benötigt
wird. Nachteilig ist allerdings die Tatsache, daß die Richtung
einer bei abgeschaltetem Antriebsmotor 2 erfolgten Verstellung
des Verschlußelements 1 nicht unmittelbar erkennbar
ist.
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Anders
ist dies bei der in 4 dargestellten Sensoreinrichtung 5,
die zwei Sensorelemente A, B umfaßt. Hier kann das zusätzliche
Sensorelement B nämlich der Erkennung der aktuellen Verstellrichtung dienen,
so daß die Verstellrichtung ohne Rückgriff auf die
Antriebssteuerung 4 im übrigen ermittelbar ist.
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Für
die Ermittlung der Verstellrichtung ist es erforderlich, daß die
Sensorsignale der beiden Sensorelemente A, B bei einer Verstellung
des Verschlußelements 1 zueinander phasenverschoben
sind. Dies ist aufgrund der erläuterten Anordnung der Sensorelemente
A, B der Fall und läßt sich der Darstellung in
den 5 und 6 entnehmen.
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Die
Sensorsignale der beiden Sensorelemente A, B sind vorzugsweise um
etwa 25% einer Signalperiode zueinander phasenverschoben. Durch eine
solche Phasenverschiebung läßt sich bei geeigneter
Impulsbreite aus einer ein Zählereignis bildenden Signalflanke
des Sensorelements A und dem korrespondierenden Signalwert der Sensorelements B
die Zählrichtung bestimmen.
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Hier
und vorzugsweise ist es so, daß beim Aufwärtslauf
(5) eine ansteigende Signalflanke des Sensorelements
A stets zu einem Minimalpegel des Sensorelements B korrespondiert
und daß eine absteigende Signalflanke des Sensorelements
A stets zu einem Maximalpegel des Sensorelements B korrespondiert.
Beim Abwärtslauf (6) ist es
dagegen so, daß eine ansteigende Signalflanke des Sensorelements
A stets zu einem Maximalpegel des Sensorelements B korrespondiert
und daß eine absteigende Signalflanke des Sensorelements
A stets zu einem Minimalpegel des Sensorelements B korrespondiert.
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Es
läßt sich durch den Signalpegel des Sensorelements
B also leicht erkennen, ob eine ansteigende bzw. absteigende Signalflanke
des Sensorelements A, die hier und vorzugsweise ein Zählereignis E
für den Positionszähler bildet, ein Hoch- oder
ein Herunterzählen im Positionszähler auslösen
soll.
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Ganz
allgemein ist es also so, daß das von einer Signalflanke
des Sensorimpulses des einen Sensorelements A, B gebildete Zählereignis
in Abhängigkeit von dem aktuellen Sensorsignal des anderen
Sensorelements B, A im Positionszähler ein Hochzählen
oder Herunterzählen um einen Zählschritt bewirkt.
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Die
von der Sensoreinrichtung 5 erzeugten Zählereignisse
bewirken aber nicht nur einen Zählvorgang im Positionszähler.
Sie dienen wie schon angedeutet auch dem Auslösen der Messung
des Zeitabstands in der Zeitmeßeinrichtung.
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In
bevorzugter Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß – vorzugsweise
im Falle der Definition periodischer Zählereignisse – jedes
einzelne Zählereignis die Messung des Zeitabstands auslöst.
Grundsätzlich kann es aber vorteilhaft sein, daß nur
Zählereignisse, die einem vorbestimmten Verstellbereich des
Verschlußelements 1 zugeordnet sind, die Messung
des Zeitabstands auslösen. Die letztgenannte Variante geht
auf die Überlegung zurück, daß eine Ermittlung
der genauen Position des Verschlußelements 1 nicht
im gesamten Verstellbereich des Verschlußelements 1 gefordert
ist. Ein millimetergenaues Anfahren einer Zwischenlage ist beispielsweise nicht
notwendig.
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Das
Verschlußelement 1 ist vorzugsweise zwischen einer
unteren Endlage und einer oberen Endlage verstellbar, wobei den
beiden Endlagen ein unterer Zählerstand und ein unterer
Zeitabstand bzw. ein oberer Zählerstand und ein oberer
Zeitabstand zugeordnet sind. Mit der obigen Überlegung
kann es vorteilhaft sein, daß ausschließlich das
der unteren Endlage und/oder das der oberen Endlage zugeordnete
Zählereignis die Messung des Zeitabstands auslöst
bzw. auslösen.
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In
erster Linie dient die obige Ermittlung der Position des Verschlußelements 1 dem
automatischen Betrieb des Verschlußelements 1 mit
entsprechend automatischer Abschaltung des Antriebsmotors 2.
Hierfür ist es vorzugsweise vorgesehen, daß die
Antriebssteuerung 4 einen Positionsspeicher zur Speicherung
der Position des Verschlußelements 1 in Endlagen
und/oder in Zwischenlagen auf weist und daß im Positionsspeicher
ein Zählerstand ggf. mit einem Zeitabstand speicherbar
ist. Ob der Zeitabstand mit abgespeichert wird, hängt davon
ab, mit welcher Genauigkeit die jeweiligen Lagen angefahren werden sollen.
Um Speicherplatz zu sparen kann es beispielsweise vorgesehen sein,
daß der Zeitabstand nur bei der Speicherung der Endlagen,
und nicht bei der Speicherung von Zwischenlagen mit abgespeichert
wird.
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Der
Positionsspeicher wird vorzugsweise im Teach-In-Verfahren mit Daten
gefüllt. Dabei wird eine gewünschte Position des
Verschlußelements 1 über entsprechende
Eingabetasten manuell angefahren. Bei Erreichen der gewünschten
Position werden die entsprechenden Werte von Zählerstand
und/oder Zeitabstand in den Positionsspeicher übertragen.
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Beim
Anfahren einer im Positionsspeicher gespeicherten End- und/oder
Zwischenlage vergleicht die Antriebssteuerung 4 den aktuellen
Zählerstand mit dem gespeicherten Zählerstand
und schaltet bei Übereinstimmung den Antriebsmotor 2 vorbehaltlich
einer ggf. vorgesehenen Überprüfung des Zeitabstands
ab. Insbesondere beim Anfahren einer Endlage, vorzugsweise ausschließlich
beim Anfahren einer Endlage, ist es nämlich vorgesehen,
daß die Antriebssteuerung 4 den Antriebsmotor 2 erst
abschaltet, wenn zusätzlich der aktuelle Zeitabstand mit dem
gespeicherten Zeitabstand übereinstimmt.
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Bei
dem oben erläuterten Anfahren einer im Positionsspeicher
gespeicherten End- und/oder Zwischenlage mit Vergleich des Zeitabstands
kann vorteilhaft auch ein Bremsweg eingerechnet werden. Dies bedeutet,
daß der Antriebsmotor 2 kurz vor dem Erreichen
des gespeicherten Zeitabstands abgeschaltet wird. Dies kann zu einer
erheblichen Erhöhung der Positioniergenauigkeit führen.
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Im
Hinblick auf ein Wiederanfahren nach dem Abschalten des Antriebsmotors 2 oder
nach einem Stromausfall ist es besonders vorteilhaft, wenn die vor
dem Abschalten geltenden Positionsdaten beim Wiederanfahren vorliegen.
Damit läßt sich erkennen, ob sich das Verschlußelement 1 im
abgeschalteten Zustand, beispielsweise durch ein Absacken des Rolladens
o. dgl., ungewollt verstellt hat. Hierfür ist es vorzugsweise
vorgesehen, daß die Antriebssteuerung 4 einen
Zwischenspeicher aufweist und stets bzw. zyklisch den jeweils aktuellen
Zählerstand und ggf. den aktuellen Zeitabstand speichert. Ferner
kann es weiter vorzugsweise vorgesehen sein, daß der Zwischenspeicher
zusätzlich das aktuelle Sensorsignal bzw. die aktuellen
Sensorsignale der Sensoreinrichtung 5 speichert. Der Zwischenspeicher
kann hardwaremäßig auch mit dem Positionsspeicher
zusammenfallen.
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Bei
geeigneter Auslegung des Zwischenspeichers ist es möglich,
daß die Antriebssteuerung 4 bei einem Wiederanfahren
des Antriebsmotors 2 nach einer Abschaltung oder nach einem
Stromausfall das aktuelle Sensorsignal bzw. die aktuellen Sensorsignale
der Sensoreinrichtung 5 mit dem im Zwischenspeicher gespeicherten
Sensorsignal bzw. mit den im Zwischenspeicher gespeicherten Sensorsignalen
vergleicht und bei einer Abweichung aufgrund einer Verstellung während
des abgeschalteten Zustands eine Korrekturroutine zur ggf. erforderlichen Korrektur
des Zählerstandes auslöst.
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Mit
dem Zwischenspeicher kann also leicht erfaßt werden, daß im
abgeschalteten Zustand eine Verstellung des Verschlußelements 1 erfolgt
ist, die eine Korrektur des Zählerstandes erfordert. Anschließend
ist zu ermitteln, in welcher Richtung die Korrektur vorgenommen
werden muß.
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Hierfür
ist es vorzugsweise vorgesehen, daß die Antriebssteuerung 4 in
der Korrekturroutine das aktuelle Sensorsignal bzw. die aktuellen
Sensorsignale ggf. als Signalfolge zusammen mit dem im Zwischenspeicher
gespeicherten Sensorsignal bzw. mit den im Zwischenspeicher gespeicherten
Sensorsignalen auf das Auftreten eines Zählereignisses überprüft
und entsprechend im Zähler ein Hoch- bzw. Herunterzählen
um einen Zählschritt nachholt. Dabei wird unterstellt,
daß die im Zwischenspeicher vorliegenden Werte für
die Sensorsignale den aktuellen Sensorsignalen unmittelbar vorausgehen
und entsprechend eine Signalfolge mit den aktuellen Sensorsignalen
bilden.
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In 5 ist
eine Position P durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Bleibt
der Antriebsmotor 2 in dieser Position durch einen Stromausfall
stehen, so liegen vorzugsweise beim Wiederanfahren der Zählerstand,
ggf. der Zeitabstand und die Signalwerte der Sensorelemente A, B
für die Position P im Zwischenspeicher vor. In diesem Beispielfall
ist für das Sensorelement A der Maximalpegel und für
das Sensorelement B ebenfalls der Maximalpegel gespeichert. Ist
nun das Verschlußelement 1 aufgrund seines Gewichts
während des Stromausfalls ge ringfügig abgesackt,
so werden beim Wiederanfahren für das Sensorelement A unverändert
der Maximalpegel, für das Sensorelement B allerdings nunmehr
der Minimalpegel gemessen.
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Unterstellend,
daß den aktuellen Sensorsignalen der Sensorelemente A,
B die im Zwischenspeicher gespeicherten Sensorsignale unmittelbar
vorausgegangen sind, läßt sich eine abfallende
Signalflanke beim Sensorelement B bei korrespondierendem Maximalpegel
des Sensorelements A ermitteln, was einem Zählereignis
für das Herunterzählen im Positionszähler
entspricht (6). Entsprechend wird das Herunterzählen
nachgeholt, bevor der Verstellbetrieb wieder aufgenommen wird. Hier
wird deutlich, daß die Realisierung der Sensoreinrichtung 5 mit
zwei Sensorelementen A, B mit besonderen Vorteilen beim Wiederanfahren
verbunden ist.
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Es
darf an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß die
Realisierung der Sensoreinrichtung 5 mit zwei Sensorelementen
A, B hinsichtlich der Fehlerrobustheit besondere Vorteile mit sich
bringt. Fehler können beispielsweise dadurch entstehen, daß ein
mechanischer Stoß von außen einen zusätzlichen,
unerwünschten Signalimpuls – Signalpeak – erzeugt,
der eine ansteigende und eine absteigende Signalflanke aufweist.
Entsprechend wird dieser Signalpeak von der Antriebssteuerung 4 als
zwei aufeinanderfolgende Zählereignisse erfaßt.
Angesichts der in der Regel sehr kurzen Zeitdauer des Signalpeaks führen
die resultierenden Zählereignisse nur zu einem Hoch- bzw.
Herunterzählen, das anschließend durch ein Herunter-
bzw. Hochzählen kompensiert wird. Letztlich hat ein solcher
Signalpeak keine Auswirkungen zumindest auf den Zählerstand
im Positionszähler.
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Bei
einer Sensoreinrichtung 5 mit nur einem Sensorelement A
läßt sich der Zählerstand beim Wideranfahren
nach einer bevorzugten Ausgestaltung immerhin mit einiger Wahrscheinlichkeit
in der richtigen Richtung nachholen. Dabei ist es zunächst
vorgesehen, daß jedes Zählereignis, das durch
eine abfallende und ansteigende Flanke des – einzigen – Sensorsignals
gebildet wird, die Messung des Zeitabstands in der Zeitmeßeinrichtung
auslöst. Ferner wird neben dem Zählerstand und
dem Sensorsignal auch der Zeitabstand im Zwischenspeicher sowie
die letzte Verstellrichtung gespeichert.
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Wird
nun durch die Antriebssteuerung 4 festgestellt, daß sich
das Sensorsignal im abgeschalteten Zustand verändert hat,
so startet die Antriebssteuerung 4 wieder eine Korrekturroutine.
In der Korrekturroutine wird anhand des im Zwischenspeicher vorliegenden
Zeitabstands ermittelt, ob sich die Anordnung vor dem Abschalten
näher dem nächsten Zählereignis oder
näher dem letzten Zählereignis befindet. Es wird
nun unterstellt, daß während des abgeschalteten
Zustands eine Verstellung in Richtung des nächstliegenden
Zählereignisses erfolgt ist und ein entsprechender Zählvorgang
im Positionszähler nachgeholt. Dies führt mit
einiger Wahrscheinlichkeit zu dem richtigen Ergebnis, sofern die
Zählereignisse über die Verstellung des Verschlußelements 1 gesehen
hinreichend weit voneinander entfernt sind.
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Die
oben erläuterte Messung des Zeitabstands hat ganz allgemein
noch einen weiteren Vorteil. Sie kann nämlich zusätzlich
herangezogen werden, um ein ggf. unerwünschtes Abbremsen
oder Anhalten des Verschlußelements 1 zu erkennen.
Ein solches Abbremsen bzw. Anhalten des Verschlußelements 1 kann
beispielsweise im Einklemmfall auftreten. Ein weiterer, hier relevanter
Fall wird weiter unten im Zusammenhang mit der Realisierung eines Freilaufs
im Antriebsstrang zwischen Antriebsmotor 2 und Verschlußelement 1 erläutert.
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Um
nun das Abbremsen bzw. Anhalten des Verschlußelements 1 zu
erkennen, ist es vorzugsweise vorgesehen, daß die Antriebssteuerung 4 das Überschreiten
eines Grenz-Zeitabstands erfaßt und den Antriebsmotor 2 dann
abschaltet. Dabei ist es im einfachsten Fall vorgesehen, daß der
Grenz-Zeitabstand ein konstanter Wert ist, der vorzugsweise in einem
Speicher abgelegt ist. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar,
daß der Grenz-Zeitabstand von der aktuellen Verstellrichtung
und/oder von dem aktuellen Versteilbereich und/oder von der aktuellen
Verstellgeschwindigkeit abhängt. Hierfür können
entsprechend mehrere Grenz-Zeitabstände in einem Speicher
abgelegt sein. Weiter kann es auch vorgesehen sein, daß die
Antriebssteuerung 4 den Grenz-Zeitabstand ständig
oder zu vorbestimmten Zeitpunkten jeweils neu ermittelt.
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Es
wurde bereits darauf hingewiesen, daß das Verschlußelement 1 als
Rolladen, als Rolltor, als Markise o. dgl. ausgestaltet
sein kann. Hier ist das Verschlußelement 1 mittels
der Antriebsanordnung vorzugsweise auf eine Wickelwelle 6 aufwickelbar.
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Für
die konstruktive Ausgestaltung der Antriebsanordnung sind zahlreiche
Varianten denkbar. Ein Beispiel ist die Ausgestaltung als Gurtwickler
für einen Rolladen. Bei der in der Zeichnung dargestellten
und insoweit bevorzugten Ausgestaltung ist die Antriebsanordnung
als Rohrmotor mit einem rohrförmigen Gehäuse 7 ausgestaltet,
wobei der Rohrmotor im montierten Zustand in der Wickelwelle 6 angeordnet,
insbesondere in die Wickelwelle 6 eingeschoben ist.
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Der
Rohrmotor weist vorzugsweise einerends einen Rohrmotorkopf 8 für
den Anschluß mit einem ortsfesten Gegenlager und anderenends
einen Mitnehmer 9 für die antriebstechnische Kopplung
mit der Wickelwelle 6 auf. Dabei ist der Rohrmotor weiter vorzugsweise
im Bereich des Rohrmotorkopfes 8 mit einem Adapterring 10 ausgestattet,
der gegenüber dem Rohrmotor im übrigen verdrehbar
ist und über den die Wickelwelle 6 im montierten
Zustand gegenüber dem Rohrmotor verdrehbar gelagert ist.
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Die
Sensoreinrichtung 5 ist in bevorzugter Ausgestaltung einer
Komponente im Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor 2 und
dem Verschlußelement 1 zugeordnet. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel ist die Sensoreinrichtung 5 der
Wickelwelle 6 zugeordnet. Hierfür ist dem oben
geschriebenen Adapterring 10 ein Ring 11 – Magnetring 11 – zugeordnet,
der mit dem Adapterring 10 gekoppelt ist und bei einer
Drehung des Adapterrings 10 mitbewegt wird (3).
Dem Magnetring 11 ist hier und vorzugsweise die Auslöseelementanordnung 5a zugeordnet.
Im einzelnen sind im Magnetring 11 die als Magnete M ausgebildeten
Auslöseelemente angeordnet, und zwar über den
Umfang des Magnetrings 11 verteilt. Grundsätzlich
kann die Auslöseelementanordnung 5a auch an oder
im Adapterring 10 angeordnet sein. Alle Ausführungen
zum Magnetring 11 gelten für diesen Fall entsprechend
für den Adapterring 10.
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Die
Sensoreinrichtung 5, insbesondere die Sensorelemente A,
B, sind von dem Magnetring 11 im wesentlichen umschlossen,
so daß die Magnete M optimal mit der Sensoreinrichtung 5 zusammenwirken.
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Die
Sensorelemente A, B der in 4 dargestellten
Sensoreinrichtung 5 sind im wesentlichen in einer Mittelebene
des Magnetrings 11 angeordnet, wobei die Achse des Magnetrings 11 in
dieser Mittelebene liegt. In besonders bevorzugter Ausgestaltung
ist es allerdings vorgesehen, daß die Sensorelemente A,
B versetzt zu der Mittelebene, vorzugsweise in einer Ebene, die
zu der Mittelebene versetzt ist, angeordnet sind. Damit läßt
sich erreichen, daß die Magnete M jeweils näher
an dem jeweiligen Sensorelement A, B vorbeilaufen.
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Der
Magnetring 11 ist in 4 schematisch dargestellt.
Er ist über seinen Umfang mit den schon erläuterten,
den Sensorelementen A, B zugeordneten Magneten M ausgestattet. Hier
und vorzugsweise sind vier Magnete M vorgesehen. In besonders bevorzugter
Ausführungsform sind zwei Magnete M vorgesehen. Vorteilhafterweise
sind die Magnete M gleichmäßig über den
Umfang des Magnetrings 11 verteilt. Grundsätzlich
ist es aber auch denkbar, daß eine ungleichmäßige
Verteilung über den Umfang des Magnetrings 11 vorgesehen
ist.
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Als
weiter vorteilhaft hat sich erwiesen, die Magnete M so anzuordnen,
daß der eine Pol eines Magneten M radial innen und der
andere Pol dieses Magneten M radial außen liegt. Dabei
sollten nebeneinander liegende Magnete M, insbesondere gegenüberliegende
Magnete M, gegenläufig gepolt sein. Dies bedeutet, daß bei
einem Magnet M der Nordpol radial innen und der Südpol
radial außen und bei dem jeweils gegenüberliegenden
Magnet M der Nordpol radial außen und der Südpol
radial innen liegt.
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Interessant
ist bei der in 3 dargestellten Anordnung schließlich
noch, daß die Sensorelemente A, B auf der gleichen Platine
angeordnet sind, wie die Antriebssteuerung 4 im übrigen.
Die führt zu einem montagefreundlichen Aufbau.
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Schließlich
darf noch auf eine bevorzugte, nicht dargestellte Variante hingewiesen
werden, bei der der Antriebsmotor 2 mit dem Mitnehmer 9 über
einen Freilauf antriebstechnisch gekoppelt ist. Bei diesem Freilauf
handelt es sich vorzugsweise um einen beidseitig begrenzten Freilauf,
der weiter vorzugsweise eine Drehung des Mitnehmers 9 um
etwa 30° ermöglicht, ohne daß die Antriebswelle
des Antriebsmotors 2 mitdreht.
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Die
Realisierung des obigen Freilaufs hat insbesondere beim Abwärtslauf
eines als Rolladen ausgestalteten Verschlußelements 1 besondere
Vorteile. Beim Auftreffen auf ein Hindernis oder beim Erreichen
der unteren Endlage wird die Verstellung des Rolladens 1 blockiert,
wodurch anschließend der Freilauf durchlau fen wird. Während
des Durchlaufens des Freilaufs werden durch den Stillstand des Rolladens 1 keine
weiteren Zählereignisse erzeugt, so daß bei entsprechender
Ausgestaltung der Zeitabstand immer weiter steigt. Nach dem Überschreiten eines
oben erläuterten Grenz-Zeitabstands schaltet die Antriebssteuerung 4 schließlich
den Antriebsmotor 2 ab.
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Die
Anordnung mit einem Freilauf in Verbindung mit der Überwachung
des Zeitabstandes auf das Überschreiten eines Grenz-Zeitabstands
ist also ganz allgemein, insbesondere jedoch bei einem als Rolladen
ausgestalteten Verschlußelement 1, vorteilhaft.
Sowohl beim Aufwärtslauf als auch beim Abwärtslauf
des Rolladens 1 o. dgl. führt eine durch das Erreichen
einer Endlage, durch einen Einklemmfall o. dgl. bewirkte Reduzierung
der Verstellgeschwindigkeit des Verschlußelements 1 zum Überschreiten
des Grenz-Zeitabstands und damit zum Abschalten des Antriebsmotors 2.
Dies ist beim Abwärtslauf vorteilhafterweise mit einem
Durchlaufen des Freilaufs verbunden. Dadurch wirken beim Auflaufen
des Verschlußelements 1 beispielsweise auf ein
Hindernis oder einen Anschlag nur geringe Kräfte auf das
Hindernis oder den Anschlag.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0552459
A1 [0003]
- - EP 0544133 B1 [0010]