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Title:
DRIVE ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/028184
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive arrangement (1) for driving a movable device (3) arranged on a device (2). The drive arrangement (1) comprises an electric motor (4) which can be electronically controlled by a control device (6); the drive element (5) thereof being connected to the movable device (3) and being fitted with a measuring device (7) which is connected both to the electric motor (4) and the control device (4) and which is used to measure the current intensity required by the electric motor (4) and to transmit the measured value thus determined to the control device (6). The control device (6) disconnects the electric motor (4) when the current intensity exceeds or falls below a predefined value. The invention is characterized in that the measuring device (7) performs a measuring process in accordance with a respectively predetermined position of the movable device (3) and in that the current intensity can be variably higher for each respective position of the movable device (3).

Inventors:
HAEMMERLE JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/003514
Publication Date:
April 03, 2003
Filing Date:
September 20, 2002
Export Citation:
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Assignee:
WANZL METALLWARENFABRIK KG (DE)
HAEMMERLE JUERGEN (DE)
International Classes:
H02H7/085; H02H3/00; (IPC1-7): H02H7/085
Foreign References:
EP0597272A21994-05-18
US5585702A1996-12-17
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Description:
Antriebsanordnung Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zum Antreiben einer an ei- nem Gerät befindlichen bewegbaren Einrichtung, wobei die Antriebsanord- nung einen über eine Steuerungsvorrichtung elektronisch ansteuerbaren Elektromotor aufweist, dessen Antriebsorgan mit der bewegbaren Einrich- tung in Verbindung steht und mit einer Messeinrichtung ausgestattet ist, die sowohl mit dem Elektromotor als auch mit der Steuerungsvorrichtung ge- schaltet ist und zum Messen der vom Elektromotor beanspruchten Strom- stärke und zum Weiterleiten des ermittelten Messwertes an die Steuerungs- vorrichtung bestimmt ist und wobei die Steuerungsvorrichtung ein Ab- schalten des Elektromotors dann veranlasst, wenn ein vorgegebener Wert der Stromstärke über-oder unterschritten ist.

Antriebsanordnungen dieser Art sind bei verschiedenen bekannten Geräten im Einsatz. Die bewegbaren Einrichtungen sind dabei dem jeweiligen An- wendungszweck entsprechend unterschiedlich ausgebildet. Da die beweg- baren Einrichtungen elektromotorisch angetrieben werden, können sich ge- wisse Gefahrenpotentiale ergeben, die der Benutzer eines Gerätes beachten muss. Zu diesen Gefahrenpotentialen gehören von der bewegbaren Ein- richtung ausgeübte Druck-oder Zugkräfte, Stöße oder auch Scherwirkun- gen, die beim Benutzer zu Verletzungen führen können. Deshalb sind sol- che Geräte üblicherweise mit Sensoren oder Lichtschranken oder auch mit Strombegrenzungseinrichtungen ausgestattet, die vermeiden sollen, dass es beim Umgang mit besagten Geräten zu Unfällen kommen kann. Zum Stand der Technik, welcher der hier vorliegenden Erfindung gegenüberzustellen ist, gehören deshalb alle Geräte, die eine Strombegrenzungseinrichtung aufweisen. Diese Strombegrenzungseinrichtungen treten dann in Aktion, wenn während des Gebrauchs eines Gerätes ein vorbestimmter Wert der vom Elektromotor beanspruchten Stromstärke überschritten wird. Dieser Wert ist bezogen auf die Dauer der auszuübenden Funktion des Gerätes konstant, was bedeutet, dass das Gerät in seinem Arbeitsverhalten eine ge-

wisse"Starrheit"aufweist, was für den Benutzer eines Gerätes dann zu ei- ner gewissen Gefahr werden kann, wenn der höchst zulässige Wert der Stromstärke zu hoch angesetzt ist. Umgekehrt erweist es sich als lästig, wenn der erwähnte Wert zu niedrig gewählt ist und das Gerät bei jeder klei- nen Mehrbelastung sofort abschaltet.

Die WO 01/69747 A1 beschreibt ein Verfahren zur Überwachung und Be- einflussung eines Elektromotors, der einem insbesondere an einem Kraft- fahrzeug vorhandenen, bewegbaren Gegenstand wie z. B. einem Fenster oder einem Schiebedach über eine Stellvorrichtung zugeordnet ist. Bei die- sem Verfahren soll das technische Problem gelöst werden, das Einklemmen eines Fremdkörpers zuverlässig zu erkennen, so dass das Fenster bzw.

Schiebedach rechtzeitig angehalten bzw. reversiert werden kann, ohne dass aufwändige Berechnungen von Energiebilanzen, Klemmkräften etc. und/oder die Beobachtung des Kraftverlaufs in einem einen gesamten Ein- klemmvorgang umfassenden Zeitfenster erforderlich sind. Deshalb wird vorgeschlagen, dass zur Erlangung eines Abschalt-bzw. Reversierkriteri- ums ein aktuell gemessener Motorstromwert mit einem aus einem einen definierten Betrag der Motordrehung zurückliegend gemessenen, abgespei- cherten Motorstromwert unter Hinzuziehung weiterer Parameter gebildeten Referenzwert verglichen wird.

In der DE 199 01 840A1 wird ein elektrischer Stellantrieb insbesondere für elektrische Fensterheber, Schiebedachversteller und Sitzverstellungen vor- gestellt, der in einem einen Motorstrom führenden Stromkreis eingebunden ist. Mit diesem Stellantrieb soll eine Anpassung an die aktuellen Betriebs- zustände und ein Ausgleich von Abweichungen möglich sein. Dabei wird vorgeschlagen, dass eine Drehzahl-und/oder eine Drehmomentmessein- richtung zur Erfassung der Ist-Drehzahl und/oder des Ist-Drehmomentes des Stellantriebs sowie eine Stromregelung vorgesehen sind, wobei die Stromregelung den Motorstrom in Abhängigkeit von den Abweichungen der Ist-Drehzahl und/oder des Ist-Drehmomentes von vorgegebenen Soll- werten regelt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Antriebsanordnung der hier vorliegen- den Art so weiterzuentwickeln, dass diese in ihrem Verhalten gegenüber bestimmten Betriebszuständen eines Gerätes besser anpassbar ist und dass diese ferner in der Lage ist, bei Betriebszuständen, die für den Benutzer eines Gerätes zur Gefahr werden können, sensibler als bisher zu reagieren.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass die Messeinrichtung in Abhän- gigkeit von jeweils einer vorbestimmten Position der bewegbaren Einrich- tung zur Durchführung eines Messvorganges bestimmt ist und dass die Stromstärke pro jeweiliger Position der bewegbaren Einrichtung unter- schiedlich hoch wählbar ist.

Diese Maßnahme erlaubt es, das Verhalten der Antriebsanordnung bezogen auf bestimmte Betriebszustände eines Gerätes individuell vorzubestimmen. So ist es möglich, die Anzahl der Positionen der bewegbaren Einrichtung beliebig festzulegen und somit auch die Anzahl der Messvorgänge zu be- stimmen. Ebenso ist es möglich, den jeweils maximal zulässigen Wert pro Position der bewegbaren Einrichtung vorzugeben. Auf die Praxis übertra- gen bedeutet dies, dass z. B. eine Antriebsanordnung über die Steuerungs- vorrichtung so programmierbar ist, dass beispielsweise bei einem Betriebs- zustand der bewegbaren Einrichtung eines Gerätes, bei dem keine Gefähr- dung für den Benutzer des Gerätes möglich ist, mit hohen Stromstärken gefahren werden kann und dass diese dann reduziert werden, wenn ein Be- triebszustand folgt, der bei zu hoher Stromstärke zu einer Gefährdung des Benutzers führen könnte.

Die Erfindung wird anhand eines Schaltplanes (Fig. 1) und mittels eines Diagrammes (Fig. 2) näher erläutert.

Die in Fig. 1 mittels eines Schaltplanes dargestellte antriebsanordnung 1 ist zum Antreiben einer an einem Gerät 2 befindlichen bewegbaren Einrich- tung 3 bestimmt. Die Antriebsanordnung 1 weist einen Elektromotor 4 auf, der von einer Steuerungsvorrichtung 6 elektronisch ansteuerbar ist. Das Antriebsorgan 5 (z. B. ein Zahnrad, eine Schubstange u. dgl. ) des Elektro-

motors 4 steht in Verbindung mit der bewegbaren Einrichtung 3 des Gerätes 2. Die Antriebsanordnung 1 weist eine Messeinrichtung 7 auf, die sowohl mit dem Elektromotor 4 als auch mit der Steuerungsvorrichtung 6 elektrisch geschaltet ist und die zum Messen der vom Elektromotor 4 beanspruchten Stromstärke und zum Weiterleiten des oder der ermittelten Messwerte (5) an die Steuerungsvorrichtung 6 bestimmt ist. Die Steuerungsvorrichtung 6 ist elektrisch mit einer Schalteinrichtung 8 verbunden, wobei die Steue- rungsvorrichtung 6 über die Schalteinrichtung 8 ein Abschalten des Elek- tromotors 4 dann bewirkt, wenn ein vorgegebener Wert der Stromstärke überschritten ist. Der Stromkreis 9, in den der Elektromotor 4, das Gerät 2, die Steuerungsvorrichtung 6 die Messeinrichtung 7 und die Schalteinrich- tung 8 eingebunden sind, ist an einer Stromversorgung 10 angeschlossen.

Anhand eines in Fig. 2 dargestellten Diagrammes lässt sich der erfinderi- sche Gedanke, welcher der vorgeschlagenen Antriebsanordnung 1 zugrunde liegt, anschaulich verdeutlichen. An der Ordinate des Diagrammes sind die dem Elektromotor 4 maximal zugestandenen Stromstärken eingetragen, während auf der Abszisse beispielhaft eine Anzahl von Positionen 1 bis n aufgeführt ist, welche die bewegbare Einrichtung 3, etwa bei einem festge- legten Arbeits-oder Bewegungszyklus, durchläuft. Im Beispiel beinhaltet der mit C dargestellte Zyklus einen mit A gekennzeichneten ersten Arbeits- bereich, bei dem höhere Werte an Stromstärke zugelassen sind als an dem darauffolgenden mit B gekennzeichneten zweiten Arbeitsbereich, in dem nur niedrige Werte sinnvoll sind. Auf ein Gerät 2 übertragen kann der Be- reich A jener Arbeitsbereich sein, in dem trotz hoher Stromstärke keine Ge- fährdung eines Benutzers des Gerätes 2 zu erwarten ist, während im Be- reich B die Stromstärke einen niedrigen Wert aufweist, um den Benutzer vor Gefahren zu schützen. Mit der vorgeschlagenen Antriebsanordnung 1 ist es also möglich, ganz individuell, ja nahezu beliebig, einen Stromstär- kenverlauf vorzugeben, der ganz auf die Eigenschaften eines Gerätes 2, insbesondere im Sinne der Sicherheit für einen Benutzer, abzielt. Dazu muss die Steuerungsvorrichtung 6 entsprechend programmiert werden, wo- bei der Bewegungsablauf der bewegbaren Einrichtung 3 in zeitliche Ab- schnitte aufgeteilt wird, so dass man eine Anzahl jeweils vorbestimmter

Positionen der bewegbaren Einrichtung 3 erhält. Jeder dieser Positionen ist ein vorbestimmter Wert an Stromstärke zugeordnet. Zulässige Abweichun- gen dieser Werte nach oben und nach unten sind möglich oder aus mess- technischen Gründen sogar erwünscht. Beim Bewegungsablauf der beweg- baren Einrichtung 3 durchläuft diese die jeweiligen Positionen, wobei dann die Messeinrichtung 7 jeweils die vom Elektromotor 4 beanspruchte Strom- stärke pro Position misst. Wird bei einer der Positionen der Wert an Strom- stärke überschritten, veranlasst die Steuerungsvorrichtung mit Hilfe der Schalteinrichtung eine Unterbrechung der für den Elektromotor 4 be- stimmten Stromversorgung 10. Natürlich ist es möglich, die Steuerungsvor- richtung 6 so zu programmieren, dass diese mit Hilfe der Messeinrichtung 7 die für den Elektromotor 4 bestimmte Stromzuführung dann unterbricht, wenn ein vorgegebener Wert der Stromstärke unterschritten wird. Ob also ein Über-oder Unterschreiten eines derartigen Wertes jeweils ursächlich sein soll, bestimmt letztendlich der Anwendungsbereich eines Gerätes 2.

Es soll nicht unerwähnt bleiben, dass die Steuerungsvorrichtung 6 so aufge- baut und vor allen Dingen so programmiert sein kann, dass diese mit Hilfe der Messeinrichtung 7 in der Lage ist, die für einen Betriebszustand der bewegbaren Einrichtung 3 günstigsten Stromstärkenwerte selbst zu be- stimmen. Eine derartige Lösung ist zum Beispiel dann von Nutzen, wenn die bewegbare Einrichtung 3 wechselnden Umwelteinflüssen ausgesetzt ist und der ursprünglich vorgegebene Toleranzbereich für die Stromstärken- werte nicht ausreicht. So können beispielsweise durch Hitze oder Kälte be- einflusste Betriebszustände eintreten, die eine Erhöhung oder eine Reduzie- rung der für einen Idealzustand vorgegebenen Stromstärkenwerte verlan- gen, um eine gleichbleibende oder ausreichende Sicherheit beim Umgang mit der bewegbaren Einrichtung 3 zu garantieren. Das Wählen und Voraus- bestimmen des jeweils idealen Stromstärkenwertes pro jeweiliger Position der bewegbaren Einrichtung 3 kann somit nicht nur von einer Person, son- dern auch von der Steuerungsvorrichtung 6 selbst vorgenommen werden.

Die Antriebsordnung 1 lässt sich bei den unterschiedlichsten Geräten an- wenden. So ist es beispielsweise unter anderem möglich, die Antriebsan-

ordnung 1 bei elektrischen Fensterhebern, bei elektrisch angetriebenen Tü- ren oder Rolladen oder bei Unterschreiten der Stromstärke beim Filmtrans- port einer Kamera einzusetzen.