DE3620796A1 - Antriebsvorrichtung, insbesondere tuerantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, insbesondere Türantrieb, mit Geberanordnung für die Position der angetriebenen Teile, insbesondere Türen.

Beim Antrieb vieler Einrichtungen müssen ebenso wie bei angetriebenen Türen an unterschiedlichen Positionen verschiedene Schaltvorgänge ausgelöst werden, um die jeweilige Antriebsbewegung zu beschleunigen oder zu verzögern od.dgl., darüber hinaus soll die Antriebs­ vorrichtung bei Erreichen von vorgegebenen Endlagen anhalten.

Für die genannten Schaltvorgänge werden bei bisherigen Antriebsvorrichtungen in der Regel unterschiedliche Endschalter und Sensoren an unterschiedlichen Positionen montiert, welche dem jeweiligen Anwendungsfall entsprechend vorgegeben werden müssen. Im Falle eines Türantriebes kann beispielsweise die Montage von insgesamt sieben Endschal­ tern bzw. Sensoren notwendig sein, welche von den Türflügeln oder damit verbundenen Teilen betätigt bzw. erregt werden. Dabei besteht eine große Schwierigkeit unter anderem darin, daß die Positionen der Schalter bzw. Sensoren im voraus festliegen müssen. Zumindest ist eine Anordnung an anderer Stelle zeitraubend und aufwendig.

Des weiteren sind - auch für Türen - Antriebsvorrichtungen bekannt, welche über Zusatzgetriebe mit Potentiometern gekoppelt sind, deren Widerstand dementsprechend bei Bewegung der Antriebsvorrichtung verstellt wird und ein analoges Signal für die Stellung der angetriebenen Türen bzw. Teile bildet.

Schließlich ist es bekannt, von den Antriebsvorrichtungen angetriebene Impulsgeber anzuordnen, welche mit Zählern od.dgl. gekoppelt sind, um aus der Zahl der jeweils abgegebenen Impulse ein Signal für die Lageänderung der angetriebenen Türen bzw. Teile zu bilden.

Die vorbeschriebenen Systeme sind insofern verbesserungs­ bedürftig, als sie herstellungsmäßig aufwendig sind bzw. mit relativ stark verschleißbehafteten Teilen arbeiten. Bei der Impulsgeber-Zähler-Kombination kommt noch als Nachteil hinzu, daß die jeweils vorhandene Information über die augenblickliche Stellung der angetriebenen Teile im Falle eines Stromausfalles in der Regel vernichtet wird, d.h. nach erneutem Einschalten des Stromes "weiß" das System nicht, wo sich die angetriebenen Teile befinden.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine Antriebs­ vorrichtung, insbesondere einen Türantrieb, zu schaffen, welche mit weitestgehend verschleißfreien Teilen arbeitet und in jeder Betriebsphase völlig unabhängig von der Art der vorausgegangenen Betriebsphasen oder Ausfallzeiten ein die jeweilige Stellung der angetriebenen Teile wieder­ gebendes Signal zu erzeugen vermag.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Antriebselement über ein Untersetzungsgetriebe einen in Richtung seiner Längsachse verschiebbaren - in der Regel weichmagnetischen - Kern innerhalb einer zum Kern etwa gleichachsigen Spulen­ anordnung axial verstellt, welche zumindest aus einer an eine Wechselspannung anlegbaren Primärspule sowie einer zur Primärspule gleichachsigen Sekundärspule besteht, an der eine von der Stellung des Kernes abhängige Sekundärspannung abgreifbar ist.

Die Sekundärspannung liefert also ein Signal für die tatsächliche Lage der angetriebenen Teile und nicht nur ein Signal für deren Lageänderungen. Dieses Signal steht nach einem Stromausfall bei erneuter Einschaltung der Stromversorgung wiederum sofort und unmittelbar zur Verfügung.

Die elektrischen Schaltungsteile der erfindungsgemäßen Anordnung sind völlig verschleißfrei. Dabei ist von besonderem Vorteil, daß sich die Sekundärspannung bereits bei kleinen Lageänderungen des Kernes deutlich ändert. Dementsprechend besteht ohne weiteres die Möglichkeit, den Kern mit hoher Untersetzung mit der Antriebsvorrichtung zu koppeln, d.h. ein großer Weg der von der Antriebsvor­ richtung betätigten Türen bzw. Teile entspricht einer nur kleinen Verstellung des Kernes, gleichwohl werden deutlich unterscheidbare Sekundärspannungen geliefert. Die erfin­ dungsgemäße Anordnung eignet sich also auch zur Über­ wachung besonders großer Stellwege.

Ein weiterer besonderer Vorzug der Erfindung liegt darin, daß eine Änderung der Antriebsbewegungen allein durch entsprechend geänderte Programmierung einer der Antriebs­ vorrichtung zugeordneten Steuer- bzw. Regelschaltung erfolgen kann, eine veränderte Montage der Spulenanordnung bzw. des Kernes ist dagegen überflüssig. Dies bietet die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung ohne jegliche mechanische Änderungen unterschiedlichen Einsatz­ zwecken anpassen zu können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind als Untersetzungsgetriebe eine Gewindebuchse sowie ein damit nach Art einer Spindel zusammenwirkendes Gewindeteil als Antriebsverbindung zwischen einem rotierenden Teil, z.B. einer Welle, der Antriebsvorrichtung und dem Kern angeordnet.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann dabei die Spulenanordnung mit dem Kern innerhalb einer axialen Aussparung einer Welle bzw. innerhalb eines Rades der Antriebsvorrichtung angeordnet sein. Dabei können die Welle oder das Rad ohne weiteres aus einem ferromagnetischen Material, wie Stahl od.dgl., bestehen. Ein solches Material ist im Hinblick auf eine wirksame Abschirmung der Spulen­ anordnung nach außen sogar erwünscht.

Die Anordnung der Spulen und des Kernes innerhalb der Welle od.dgl. erfolgt zweckmäßigerweise derart, daß die Spulenanordnung in der Welle od.dgl. mittels einer Träger­ hülse gehaltert ist, welche außerhalb des einen axialen Endes der Welle od.dgl. an einem Gehäuseteil der Antriebs­ vorrichtung befestigt ist, daß der Kern bzw. ein Abschnitt desselben unrunden Querschnitt aufweisen und in einer Führungsbuchse, welche am freien Ende der Trägerhülse innerhalb der Welle od.dgl. angeordnet ist, axial verschieb­ bar, jedoch undrehbar geführt sind, und daß innerhalb des anderen Endes der Welle od.dgl. eine Gewindebuchse relativ zur Welle od.dgl. undrehbar angeordnet ist und mit einem darin schraubverschiebbaren Gewindeteil zusammenwirkt, welches mit dem Kern fest verbunden ist. Somit läßt sich eine äußerst raumsparende Anordnung verwirklichen.

Das Gewindeteil ist zweckmäßigerweise mittels einer Feder in einer Axialrichtung beaufschlagt, so daß Gewindebuchse und Gewindeteil dauernd spielfrei miteinander zusammen­ wirken können. Dabei kann die Feder zwischen dem Gewinde­ teil und der Führungsbuchse auf Druck eingespannt sein.

Bevorzugt ist die Anordnung so ausgestaltet, daß die genannte Feder sich mit ihrem gewindeteilseitigen Ende bei entsprechend extremer, an sich nicht vorgesehener Axialverschiebung des Gewindeteiles auf das zugewandte Ende der Gewindebuchse auflegt und dementsprechend das Gewindeteil vom Federdruck entlastet wird. Gleichzeitig kann eine weitere Feder wirksam werden, welche das Gewindeteil in Richtung der ersten Feder zu drängen sucht. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß das Gewindeteil in extremen Axiallagen, insbesondere solchen Lagen, in denen die Gewinde des Gewindeteiles und der Gewindebuchse nicht mehr in Eingriff miteinander stehen, mittels Federkraft in Richtung der Gewindebuchse gedrängt und damit bei Drehung der Welle in entsprechender Richtung zwangsläufig wieder in die Gewindebuchse eingeschraubt wird.

Die jeweilige Sekundärspannung kann in unterschiedliche Signale für die jeweilige Position der angetriebenen Türen bzw. Teile umgesetzt werden.

Eine vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, daß die Sekundärspannung - gegebenenfalls nach Gleichrichtung bzw. Glättung - einer Auswerteschaltung mit einer Vielzahl einstellbarer Komparatoren zuführbar ist, die bei unter­ schiedlichen Pegeln umschalten, d.h. unterschiedliche Stellungen der angetriebenen Teile werden dadurch wieder­ gegeben, daß unterschiedliche Komparatoren eine Ausgangs­ spannung abgeben.

Stattdessen kann die gegebenenfalls geglättete und gleich­ gerichtete Sekundärspannung auch einem Analog-Digital­ wandler zugeführt werden, so daß jeweils ein digitales Signal für die augenblickliche Stellung der angetriebenen Teile zur Verfügung steht.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, die Sekundärspannung einer Auswerteschaltung zuzuführen, welche ausgangsseitig eine Spannung mit zur Sekundär­ spannung analogem Pegel erzeugt. Damit läßt sich einem dem Ausgang nachgeschalteten Widerstand ein entsprechend veränderter Strom aufprägen. Dieser Strom kann dem Eigen­ verbrauch der Auswerteschaltung aufaddiert werden, beispielsweise indem die Auswerteschaltung in Reihe mit einem Widerstand an eine Stromversorgung angeschlossen ist und der genannte Ausgang über den nachgeschalteten Widerstand mit einer Versorgungsleitung der Auswerte­ schaltung verbunden ist. Bei dieser Anordnung fällt an dem in Reihe mit der Auswerteschaltung liegenden Widerstand eine sich mit dem Pegel des Ausganges ändernde Spannung ab. Der Vorteil dieser Anordnung liegt vor allem darin, daß die Stellung der angetriebenen Türen bzw. Teile über eine Versorgungsleitung der Auswerteschaltung, beispielsweise durch Bestimmung des Spannungsabfalles am in Reihe zur Auswerteschaltung angeordneten Widerstand, entfernt von der Auswerteschaltung abgreifbar ist, d.h. bei der von der Auswerteschaltung entfernten Verarbeitung der Signale sind neben den Versorgungsleitungen keine gesonderten Meßleitungen od.dgl. erforderlich. Darüber hinaus ist vorteilhaft, daß an dem in Reihe zur Auswerteschaltung liegenden Widerstand extrem große bzw. kleine Spannungs­ abfälle auftreten, wenn ein Kurzschluß in der Auswerte­ schaltung oder ein Leitungsbruch in den Versorgungs­ leitungen vorliegen. Dementsprechend läßt sich dauernd überprüfen, ob die Auswerteschaltung korrekt arbeitet oder nicht.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Erfindung anhand der Zeichnung verwiesen, in der besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines Türantriebes,

Fig. 2 einen Axialschnitt der Abtriebswelle des Türantriebes sowie des Getriebegehäuses im Bereich der Lager der Abtriebswelle,

Fig. 3 und 4 schematisierte Darstellungen bevorzugter Ausführungsformen für eine Auswerteschaltung und

Fig. 5 eine Schaltung zum Kalibrieren des Meßausganges.

Fig. 1 zeigt eine Schiebetür mit zwei Flügeln 1 und 2, die in nicht dargestellten Führungsschienen verschiebbar angeordnet sind. Zum Antrieb der Flügel 1 und 2 dient ein Elektromotor 3, welcher über ein Getriebe 4, beispiels­ weise ein Schneckengetriebe, ein Antriebsrad bzw. eine Riemenscheibe 5 antreibt. Damit wird ein über das Antriebsrad 5 und ein weiteres loses Rad 6 umlaufender Riemen 7 angetrieben, dessen unteres Trum mit dem Flügel 1 und dessen oberes Trum mit dem Flügel 2 verbunden ist. Dementsprechend bewegen sich die Flügel 1 und 2 je nach Umlaufrichtung des Riemens 7 im Sinne einer Schließung der Tür aufeinander zu bzw. im Sinne einer Öffnung der Tür voneinander weg.

Fig. 2 zeigt die Abtriebswelle 8 des Getriebes 4, wobei die auf dem in Fig. 2 rechten Ende der Abtriebswelle 8 anzuordnende Riemenscheibe 5 (vgl. Fig. 1) nicht darge­ stellt ist.

Die Abtriebswelle 8 ist als Hohlwelle ausgebildet und in einen an beiden Stirnenden der Abtriebswelle 8 offenen Gehäuse 9 mittels Rillenkugellager 10 od.dgl. axial und radial gelagert. Auf der Abtriebswelle 8 ist ein Schnecken­ rad 11 drehfest angeordnet, welches mit einer vom Elektro­ motor 3 angetriebenen Schnecke 12 zusammenwirkt.

Vom in Fig. 2 linken Stirnende der Welle 8 aus erstreckt sich eine Trägerhülse 13 in den Hohlraum der Welle 8 hinein. Die Trägerhülse 13 ist am Gehäuse 9 befestigt, indem ein an der Trägerhülse 13 angeordneter Flansch mit der in Fig. 2 linken Gehäuseseite verschraubt ist. Koaxial inner­ halb der Trägerhülse sind axial hintereinander eine Primärspule 14 sowie eine Sekundärspule 15 angeordnet. Die Spulen 14 und 15 sind elektrisch mit Versorgungs­ und Auswerteschaltungen verbunden, welche auf einer Leiter­ platte 16 angeordnet sind, die ihrerseits am linken Ende der Trägerhülse 13 geschützt untergebracht ist, beispiels­ weise indem ein auf dem Flansch der Trägerhülse 13 ange­ formter ringförmiger Kragen einen vom in Fig. 2 linken Ende der Trägerhülse 13 zugänglichen Raum für die Leiter­ platte 16 umschließt.

An dem in Fig. 2 rechten Ende der Trägerhülse innerhalb der Abtriebswelle 8 ist eine Führungsbuchse 17 befestigt, welche eine axiale Mittelöffnung mit unrundem Querschnitt aufweist.

Die axiale Mittelöffnung der Führungsbuchse 17 wird von einem stangenförmigen Kern 18 aus weichmagnetischem Material durchsetzt. Der Kern 18 ist in der Führungsbuchse 17 axial verschiebbar aufgenommen, jedoch undrehbar fest­ gehalten, indem der Kern 18 einen der axialen Mittelöffnung der Führungsbuchse 17 angepaßten unrunden Querschnitt besitzt. Im übrigen ist der Querschnitt des Kernes 18 derart bemessen, daß sich das in Fig. 2 linke Ende des Kernes 18 in die Spulen 14 und 15 einschieben läßt.

Das in Fig. 2 rechte Ende des Kernes 18 ist innerhalb eines mit Außengewinde versehenen Gewindeteiles 19 befestigt, d.h. der Kern 18 und das Gewindeteil 19 sind relativ zueinander undrehbar und axial unverschiebbar miteinander verbunden.

Das Gewindeteil 19 ist innerhalb einer Gewindebuchse 20 schraubverschiebbar aufgenommen, welche ihrerseits fest innerhalb des in Fig. 2 rechten Endes der Hohlwelle 8, relativ zur Hohlwelle 8 undrehbar und axial unverschiebbar, angeordnet ist. Dementsprechend verschieben sich das Gewindeteil 19 und der Kern 18 je nach Drehrichtung der Hohlwelle 8 bzw. der damit fest verbundenen Gewindebuchse 20 in Fig. 2 nach rechts oder links.

Zwischen dem Gewindeteil 19 und der Führungsbuchse 17 ist eine Schraubendruckfeder 21 eingespannt, welche das Gewindeteil 19 in Fig. 2 nach rechts zu drängen sucht, so daß die Gewinde von Gewindeteil 19 und Gewindebuchse 20 spielfrei miteinander zusammenwirken können.

Wenn das Gewindeteil 19 in Fig. 2 extrem weit nach rechts verschoben werden sollte, legt sich das rechte Ende der Schraubendruckfeder 21 auf die zugewandte Stirnseite der Gewindebuchse 20 auf, d.h. das Gewindeteil 19 wird von der Kraft der Feder 21 entlastet. Gleichzeitig wird eine weitere Feder 22 wirksam bzw. zunehmend gespannt, welche zwischen dem rechten Stirnende des Gewindeteiles 19 und einem in der Hohlwelle 8 befestigten Widerlager eingespannt ist. Aufgrund dieser Anordnung ist gewährleistet, daß das Gewindeteil 19 auch dann, wenn die Gewinde von Gewindeteil 19 und Gewindebuchse 20 aufgrund an sich nicht vorgesehener extremer Axialverschiebung des Gewindeteiles 19 außer Ein­ griff geraten sein sollten, von jeweils einer der Federn 21 bzw. 22 in eine Richtung gedrängt wird, in der der Eingriff der genannten Gewinde bei entsprechender Drehrichtung der Hohlwelle 8 wieder hergestellt werden kann.

Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:

Wenn sich die Welle 8 in der einen oder anderen Richtung dreht, wird der Kern 18 mehr oder weniger weit axial verschoben, so daß das in Fig. 2 linke Ende des Kernes 18 unterschiedliche Lagen bezüglich der Spulen 14 und 15 einnimmt. Dies hat zur Folge, daß die induktive Kopplung zwischen den Spulen 14 und 15 verändert wird. Wird nun die Primärspule 14 mit einer Wechselspannung beaufschlagt, so läßt sich an der Sekundärspule 15 eine Sekundärspannung abgreifen, deren Pegel von der Lage des Kernes 18 abhängt. Dabei bewirken selbst kleine Lageänderungen des Kernes 18 deutliche Änderungen des Pegels.

Die elektrische Schaltung der Spulen 14 und 15 ist beispiel­ haft in den Fig. 3 und 4 dargestellt.

Nach Fig. 3 wirken die Spulen 14 und 15 mit einer Auswerte­ schaltung 24 zusammen, welche gegebenenfalls vollständig auf der Leiterplatte 16 (vgl. Fig. 2) untergebracht sein kann.

Die Auswerteschaltung umfaßt einen Sinusgenerator 30, welcher die mit ihm verbundene Primärspule 14 mit einer gleichbleibenden Wechselspannung beaufschlagt. Die Sekundär­ spule 15 ist mit einem Schaltungsblock 31 verbunden, welcher unter anderem dazu dient, die von der Sekundärspule 15 abgegriffene Sekundärspannung gleichzurichten und zu glätten und einen Ausgangsanschluß 32 auf einen elektrischen Pegel zu legen, welcher sich entsprechend der jeweiligen Sekundär­ spannung ändert. Dieser Pegel stellt also ein analoges Signal zur Stellung des Kernes 18 dar.

Gemäß einer ersten Variante kann der Ausgangsanschluß 32 mit einem Analog-Digital-Wandler 33 verbunden sein, welcher den wechselnden Pegel des Ausgangsanschlusses 32, d.h. das analoge Signal, in digitale Signale umsetzt, welche sodann den Eingängen eines nicht dargestellten Rechners zur rechnergestützten Steuerung der Antriebsvorrichtung zugeführt werden.

Anstelle des Analog-Digital-Wandlers 33 können auch eine Vielzahl von Komparatoren 25 jeweils mit einem Eingang mit dem Ausgangsanschluß 32 verbunden sein. Der jeweils andere Eingang der Komparatoren 25 wird mit unterschiedlichen, einstellbaren Referenzspannungen beaufschlagt, so daß jeder Komparator 25 bei einem anderen Pegel des Ausgangs­ anschlusses 32 umschaltet. Unterschiedliche Lagen des Kernes 18 werden dementsprechend dadurch wiedergegeben, daß unterschiedliche Komparatoren 25 umschalten.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist in den zur gemein­ samen Stromversorgung von Sinusgenerator 30 und Schaltungs­ block 31 dienenden Versorgungsleitungen 34 und 35 ein Meßwiderstand 27 angeordnet, d.h. der Meßwiderstand 27 ist elektrisch in Reihe zu der aus Sinusgenerator 30 und Schaltungsblock 31 bestehenden Schaltung angeordnet. Außerdem ist der Ausgangsanschluß 32 über einen Widerstand 26 zwischen dem Meßwiderstand 27 und dem Schaltungsblock 31 mit der Versorgungsleitung 34 verbunden. Dementsprechend wird dem Widerstand 26 je nach Pegel des Ausgangsan­ schlusses 32 ein unterschiedlicher Strom aufgeprägt. Dies hat wiederum zur Folge, daß am Meßwiderstand 27 in Abhängigkeit vom Pegel am Ausgangsanschluß 32 eine unter­ schiedliche Spannung abfällt, welche beispielsweise durch eine an den Punkten A und B angeschlossene Meßvorrichtung ausgewertet werden kann.

Der unterschiedliche Spannungsabfall am Meßwiderstand 27 beruht darauf, daß der Sinusgenerator 30 sowie der Schaltungsblock 31 zusammen mit dem Widerstand 26 ein elektrisches Netzwerk bilden, welches bezüglich der Punkte A und C als Zweipol aufgefaßt werden kann, an welchem je nach Pegel des Ausgangsanschlusses 32 ein unterschiedlicher Spannungsabfall auftritt. Da aber die Summe der Spannungsabfälle zwischen den Punkten A und B einerseits und A und C andererseits der Klemmenspannung der Stromversorgung entspricht, tritt also am Meßwiderstand 27 der beschriebene, von der Stellung des Kernes 18 abhän­ gige Spannungsabfall auf.

Ein besonderer Vorteil der Anordnung nach Fig. 4 liegt darin, daß der Meßwiderstand 26 entfernt vom Sinusgenerator 30, dem Schaltungsblock 31 sowie dem Widerstand 26 angeord­ net werden kann, d.h. das von der Stellung des Kernes 18 abhängige Signal (Spannungsabfall am Meßwiderstand 27) steht gegebenenfalls in sehr großer Entfernung von dem in Fig. 2 dargestellten Getriebeteil zur Verfügung. Darüber hinaus sind lediglich zwei elektrische Verbindungen der Leiterplatte 16 nach außen erforderlich, weil der in Fig. 4 dargestellte Sinusgenerator 30 mit dem Schaltungs­ block 31 und dem Widerstand 26 vollständig auf der Leiter­ platte 16 untergebracht werden können.

Die an der Sekundärspule 15 abgreifbare Sekundärspannung ändert sich nicht linear mit der Verschiebung des Kernes 18. Dies ist gleichbedeutend damit, daß sich auch die aus der Sekundärspannung abgeleiteten Signale in der Regel nicht linear mit der Verschiebung des Kernes 18 ändern. Dies hat zur Folge, daß zwischen dem Pegel des Ausgangsanschlusses 32 in den Fig. 3 und 4 und der Verschiebung des Kernes 18 kein linearer Zusammenhang besteht.

Gleichwohl ist es ohne weiteres möglich, die Anordnung zu eichen, derart, daß beispielsweise die jeweilige Lage des Kernes 18 auf einer Anzeige od.dgl. dargestellt werden kann.

Der eine Eingang der Komparatoren 25 in Fig. 3 ist dazu jeweils mit einstellbaren Potentiometern oder sonstigen Schaltungselementen verbunden, welche eine einstellbare Referenzspannung zu erzeugen vermögen. Damit ist die Möglich­ keit gegeben, die Referenzspannungen dem nicht linearen Zusammenhang zwischen Verschiebung des Kernes 8 und der an der Spule 15 abgreifbaren Sekundärspannung zu kompen­ sieren, so daß die Komparatoren 25 jeweils nacheinander umschalten, wenn der Kern 18 um ein vorgebbares Maß weitergeschoben wird. Dies ist gleichbedeutend damit, daß die Zahl der jeweils umgeschalteten Komparatoren 25 jeweils proportional zum Verschiebeweg des Kernes 18 ist. Damit läßt sich in besonders einfacher Weise eine Meßanzeige für die Lage des Kernes 18 erzeugen. Beispielsweise können die Komparatoren 25 mit nebeneinander in einer linienartigen Reihe angeordneten Leuchtdioden (oder sonstigen Leucht­ elementen) zusammenwirken, wobei jedem Komparator 25 eine Leuchtdiode od.dgl. zugeordnet ist, die beim Umschalten des jeweiligen Komparators 25 in den einen Zustand einge­ schaltet und beim Umschalten in den anderen Zustand ausge­ schaltet wird. Dementsprechend leuchtet jeweils eine unter­ schiedliche Anzahl der Leuchtdioden od.dgl. auf, wenn der Kern 18 unterschiedliche Lagen relativ zu einer Nullage einnimmt. Bei entsprechender Anordnung der Leuchtdioden od.dgl. wird dann also jeweils ein Leuchtstreifen od.dgl. mit unterschiedlicher Länge erzeugt.

Bei Anordnung eines Analog-Digital-Wandlers 33 kann als Teil desselben oder dem Wandler nachgeschaltet ein programmierbarer Rechner angeordnet sein, so daß jedem Pegel des Ausganges 32 ein Signal zugeordnet wird, welches die tatsächliche Lage des Kernes 18 wiedergibt und eine entsprechende Meßanzeige, beispielsweise wiederum eine Leuchtdiodenanordnung, steuern kann.

Entsprechendes gilt auch für die Anordnung nach Fig. 4. Die am Meßwiderstand 27 abfallende Spannung steht in der Regel nicht in einem linearen Zusammenhang mit der Ver­ schiebung des Kernes 18. Jedoch läßt sich diese Spannung wiederum in prinzipiell gleicher Weise wie in Fig. 3 die Sekundärspannung der Spule 15 in Signale umsetzen, welche die jeweilige tatsächliche Lage des Kernes 18 wiedergeben. Beispielsweise kann die am Meßwiderstand 27 abfallende Spannung wiederum der in Fig. 3 dargestellten Komparatoranordnung zugeführt werden, welche dazu am Schaltungspunkt A angeschlossen werden kann. Bei entspre­ chender Eichung der den einzelnen Komparatoren zugeordneten Potentiometer bzw. Referenzspannungsquellen ist dann der Verschiebeweg des Kernes 18 wiederum proportional zur Zahl der umgeschalteten Komparatoren.

Des weiteren könnte der Analog-Digital-Wandler 33 eingangs­ seitig an den Schaltungspunkt A angeschlossen sein, so daß bei Kombination dieses Wandlers mit einem programmierbaren Rechner ausgangsseitig Signale erzeugt werden können, die linear mit der Verschiebung des Kernes 18 zusammenhängen.

Abweichend von der in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Anordnung, bei der jeweils eine Sekundärspule 15 ange­ ordnet ist, können auch mehrere Sekundärspulen angeordnet sein, wobei unterschiedliche Schaltungen möglich sind. So können die Sekundärspulen hintereinander in Reihe geschaltet sein, um an der Sekundärspulenanordnung eine Gesamtspannung abgreifen zu können, welche der Summe der Sekundärspannungen der einzelnen Sekundärspulen entspricht. Stattdessen ist auch eine Brückenschaltung möglich, wenn an der Sekundärspulenanordnung eine Spannung abgreifbar sein soll, die der Differenz der Sekundär­ spannungen zweier Sekundärspulen entspricht. Alle diese Ausführungsformen entsprechen jedoch grundsätzlich der dargestellten Ausführungsform, weil die jeweils an der Sekundärspulenanordnung abgreifbare Spannung durch Verschiebung des Kernes 18 geändert wird.

In der Fig. 5 sind die Primärspule 14 sowie die Sekundär­ spule 15 und der verschiebbare Kern 18 wiederum schematisch dargestellt. Ein integrierter Schaltkreis 40 versorgt die Primärspule 14 mit einer sinusförmigen Wechselspannung. Außerdem ist der integrierte Schaltkreis 40 eingangs­ seitig mit der Sekundärspule 15 verbunden. In Abhängig­ keit von der Wechselspannung, welche in die Sekundärspule - je nach Lage des Kernes 18 unterschiedlich - induziert wird, erzeugt der integrierte Schaltkreis 40 ausgangs­ seitig eine Gleichspannung mit unterschiedlichem Pegel, welche über eine Ausgangsleitung 41 einer Kalibrier­ schaltung 42 zugeführt wird. Die Kalibrierschaltung 42 umfaßt einen Eingangsverstärker 43 mit einstellbarer Rückkopplung, welcher zur Anpassung des Pegels der Spannung der Leitung 41 dient. Ausgangsseitig ist der Eingangs­ verstärker 43 mit einem Analog-Digital-Wandler 44 verbunden, welcher ausgangsseitig ein den Ausgangspegel des Eingangs­ verstärkers 43 entsprechendes digitales Signal erzeugt, welches sodann von einem Mikroprozessor 45 weiterverar­ beitet wird. Das weiterverarbeitete Signal wird sodann einem Digital-Analog-Wandler 46 zugeführt, so daß das vom Mikroprozessor 45 verarbeitete Signal wiederum in analoger Form zur Verfügung steht. Dieses analoge Signal wird sodann einem Ausgangsverstärker 47 mit einstellbarer Rückkopplung zugeführt, so daß ausgangsseitig des Verstär­ kers 47 ein Anzeigegerät, beispielsweise ein Zeigerinstru­ ment, angeschlossen werden kann.

Um nun zu erreichen, daß die Meßanzeige des Anzeigegerätes genau linear zum Verschiebungsweg des Kernes 18 ist, kann wie folgt vorgegangen werden:

Zunächst wird ein Wahlschalter 48 von "normal" auf "kalibrieren" gestellt. Dieser Wahlschalter 48 ist mit Befehlseingängen des Mikroprozessors 45 verbunden.

Sodann wird der Kern 18 aus einer Endlage langsam in die andere Endlage bewegt, während gleichzeitig ein Impuls­ eingang 49 des Mikroprozessors 45 mit Impulsen beaufschlagt wird, deren Zahl genau proportional der jeweils zurück­ gelegten Wegstrecke des Kernes 18 ist. Zur Erzeugung dieser Impulse kann ein Impulsgeber dienen, welcher beispielsweise von der Abtriebswelle 8 (vgl. Fig. 2) angetrieben wird.

Der Mikroprozessor 45 speichert nunmehr jeweils die Zahlen der Impulse gemeinsam mit den korrespondierenden Werten der digitalen Ausgangssignale des Analog-Digital-Wandlers 44, d.h. die jeweiligen Ausgangssignale werden einer Zahl (Impulszahl) zugeordnet, welche proportional der zurück­ gelegten Wegstrecke des Kernes 18 und damit ein Maß für die jeweilige Lage des Kernes 18 ist. Zur Speicherung dient ein nicht flüchtiger Speicher, z.B. ein E-Prom 50, welches mit einem Ausgang des Mikroprozessors 45 verbunden ist.

Wenn nun der Wahlschalter 48 auf die Stellung "normal" umgelegt wird, so vergleicht der Mikroprozessor 45 die jeweils vom Analog-Digital-Wandler 44 kommenden Ausgangs­ signale mit den gespeicherten Signalen, denen jeweils im Speicher eine die Lage des Kernes 18 genau wiedergebende Zahl (Impulszahl) zugeordnet ist. Bei Übereinstimmung eines Ausgangssignales des Analog-Digital-Wandlers 44 mit einem gespeicherten Signal gibt der Mikroprozessor an den Digital-Analog-Wandler 46 ein digitales Signal, welches die jeweils zugeordnete Zahl (Impulszahl) reprä­ sentiert. Dementsprechend erzeugt der Digital-Analog- Wandler ausgangsseitig ein analoges Signal, welches mit der Verschiebung des Kernes 18 linear ansteigt bzw. absinkt.

Die Kalibrierschaltung 42 kann für jede Kombination aus Spulen 14, 15, Kern 18 und integrierter Schaltung 40 (Tieftrafoanordnung) eine entsprechende Kalibrierung durchführen. Damit kann jede Tieftrafoanordnung gesondert kalibriert werden, um alle mechanischen Ungenauigkeiten zu kompensieren. Die gespeicherten Paare der korrespon­ dierenden Werte, d.h. die einander zugeordneten Impuls­ zahlen und Ausgangssignale des Analog-Digital-Wandlers 44, können an einem Ausgang 51 abgerufen werden.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung ist auch für Werkzeugmaschinen gut geeignet.

Claims (12)

1. Antriebsvorrichtung, insbesondere Türantrieb, mit Geberanordnung für die Position der angetriebenen Teile bzw. Türen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebselement (8) über ein Untersetzungs­ getriebe (20, 21) einen in Richtung seiner Längsachse verschiebbaren - vorzugsweise weichmagnetischen - Kern (18) innerhalb einer zum Kern (18) etwa gleich­ achsigen Spulenanordnung (13, 14) axial verstellt, welche zumindest aus einer an eine Wechselspannung anlegbaren Primärspule (14) sowie einer zur Primär­ spule (14) gleichachsigen Sekundärspule (15) besteht.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Untersetzungsgetriebe eine Gewinde­ buchse (20) sowie ein damit nach Art einer Spindel zusammenwirkendes Gewindeteil (19) als Antriebs­ verbindung zwischen einem rotierenden Teil (Welle 8) der Antriebsvorrichtung und dem Kern (18) angeordnet sind.

3. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenanordnung (14, 15) sowie der Kern (18) innerhalb einer axialen Aussparung eines rotierenden Teiles bzw. einer Welle, insbesondere Hohlwelle, der Antriebsvorrichtung angeordnet sind.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenanordnung (14, 15) in einer Hohlwelle (8), einem Hohlrad od.dgl., der Antriebsvorrichtung mittels einer Trägerhülse (13) gehaltert ist, welche außerhalb des einen axialen Endes der Welle (8), des Rades od.dgl. an einem Gehäuseteil (9) der Antriebsvorrichtung befestigt ist, daß der Kern (18) bzw. ein Abschnitt desselben unrunden Querschnitt auf­ weisen und in einer Führungsbuchse (17), welche am freien Ende der Trägerhülse (13) innerhalb der Welle (8), des Rades od.dgl. angeordnet ist, axial verschiebbar, jedoch undrehbar geführt sind, und daß innerhalb des anderen Endes der Welle (8),des Rades od.dgl. eine Gewindebuchse (20) relativ zur Welle (8), zum Rad od.dgl. undrehbar angeordnet ist und mit einem darin schraubverschiebbaren Gewindeteil (19) zusammenwirkt, welches mit dem Kern (18) verbunden ist.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindeteil (19) mittels einer Feder (21) in Axialrichtung beaufschlagt ist.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Feder (21) zwischen dem Gewindeteil (19) und der Führungsbuchse (17) auf Druck eingespannt ist.

7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (21) sich mit ihrem gewindeteilseitigen Ende bei entsprechend extremer Axialverschiebung des Gewindeteiles (19) auf das zuge­ wandte Ende der Gewindebuchse (20) auflegt und eine weitere Feder (22) das Gewindeteil (19) in Richtung der ersten Feder (21) zu drängen sucht.

8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Stellung des Kernes (18) abhängige Ausgangsspannung der Sekundärspule (15) - gegebenenfalls nach Gleichrichtung und Glättung - einer Auswerteschaltung (24) mit einer Vielzahl einstell­ barer Komparatoren (25) zuführbar ist, die bei unter­ schiedlichen Pegeln umschalten.

9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (24) einen Ausgang mit von der Ausgangsspannung der Sekundär­ spule (15) abhängigem Pegel besitzt, und daß dieser Ausgang über einen Widerstand (26) mit einer Stromzu­ führungsleitung der Auswerteschaltung (24) verbunden ist.

10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswerteschaltung (24) in Reihe zu einem Meßwiderstand (27) angeordnet ist.

11. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein programmierbarer Rechner vorgesehen ist, welcher vorgebbaren Werte­ bereichen der Sekundärspannung bzw. der aus der Sekundärspannung abgeleiteten Signale oder den Ausgangssignalen vorgebbarer Komparatoren (25) vorgebbare Meßwerte für die Positionen des Kernes (18) zuordnet bzw. eine Meßanzeige zur Anzeige des jeweils zugeordneten Meßwertes ansteuert.

12. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenanordnung (14, 15) in einer Hohlwelle (8), einem Hohlrad od.dgl. der Antriebsvorrichtung stationär gehaltert ist, daß der Kern (18) bzw. ein Abschnitt desselben unrunden Querschnitt aufweisen und in einem Führungs­ teil, welches in der Hohlwelle (8) angeordnet und mit derselben undrehbar verbunden ist, axial verschiebbar, jedoch relativ zur Hohlwelle undrehbar geführt sind, und daß ein am Kern (8) angeordneter bzw. mit dem Kern verbundener Gewindeteil mit einem stationären Gewindeteil schraubverschiebbar verbunden ist, welches beispielsweise an einer die Spulenanordnung (14, 15) tragenden Trägerhülse (13) undrehbar angeordnet ist.