Verfahren und Detektionssystem zur Überwachung der Geschwindigkeit einer Aufzugskabine

Abstract

 Bei diesem Verfahren wird die Geschwindigkeit einer Aufzugskabine überwacht. Bei einer durch Bremsversagen der Motorbremse oder Wellenbruch der Treibscheibenwelle verursachten Übergeschwindigkeit wird der Sicherheitskreis geöffnet und das Detektionssystem vom Normalbetriebszustand (Kreis mit einer 1) in den Verzögerungszustand (Kreis mit einer 2) überführt, in dem überwacht wird, ob die Aufzugskabine nach bestimmten Geschwindigkeitsvorgaben verzögert wird. Nach einer erfolgreichen Verzögerung wird das Detektionssystem in den Zustand der Stillstandsüberwachung (Kreis mit einer 3) überführt, in dem überwacht wird, ob die Aufzugskabine ihre Stillstandsposition verlässt. Falls die Vorgaben des Zustandes 2 oder des Zustandes 3 nicht erfüllt werden, wird das Detektionssystem in den Bremszustand der Bremse (Kreis mit einer 4) überführt, in dem eine Bremse aktiviert wird, die die Aufzugskabine festsetzt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Detektionssystem zur Überwachung der Geschwindigkeit einer Aufzugskabine, wobei die Bewegung einer die Aufzugskabine und ein Gegengewicht antreibenden Treibscheibe erfasst wird und ausgewertet wird und bei einer unerlaubten Abweichung der Geschwindigkeit der Aufzugskabine von einer Geschwindigkeitsvorgabe eine Verzögerung eingeleitet wird gemäss der Definition der unabhängigen Patentansprüche.

[0002] Aus der Patentschrift US 4 177 973 ist eine motorisierte Seiltrommel bekannt geworden, bei der die Motorwelle und die Trommelwelle elektrisch überwacht werden. Je Welle ist ein Sensor zur Erfassung der Wellenumdrehungen vorgesehen. Die Signale der Sensoren werden verglichen, wobei das Verhältnis der Umdrehungen der Motorwellle zu den Umdrehungen der Trommelwelle bei Normalbetrieb dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes entspricht. Falls aus der Signalauswertung ein vom Getriebeverhältnis abweichendes Resultat hervorgeht, wird eine auf die Seiltrommel einwirkende Bremseinrichtung aktiviert.

[0003] Ein Nachteil der bekannten Einrichtung liegt darin, dass zur Überwachung der Seiltrommel aufwendige Hardware notwendig ist, was teuer in Anschaffung und Unterhalt ist.

[0004] Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Einrichtung zu vermeiden und ein Verfahren anzugeben, mittels dem die Geschwindigkeit einer Aufzugskabine mit einfachen Mitteln überwachbar ist.

[0005] Beim erfindungsgemässen Verfahren zur Überwachung der Geschwindigkeit einer Aufzugskabine wird die Bewegung einer die Aufzugskabine und ein Gegengewicht antreibenden Treibscheibe erfasst und ausgewertet und bei Übergeschwindigkeit der Aufzugskabine bzw. bei einer unerlaubten Abweichung der Geschwindigkeit der Aufzugskabine von einer Geschwindigkeitsvorgabe eine Verzögerung der Aufzugskabine eingeleitet, wobei überwacht wird, ob die Aufzugskabine nach vorherbestimmten Vorgaben verzögert wird und falls die Verzögerung nach den vorherbestimmten Vorgaben verlaufen ist weiter überwacht wird, ob die Aufzugskabine ihre Stillstandsposition verlässt und/oder falls die Verzögerung der Aufzugskabine nicht nach den vorherbestimmten Vorgaben verlaufen ist oder falls die Aufzugskabine eine Stillstandsposition verlassen hat, eine Bremse aktiviert wird, die die Aufzugskabine festsetzt.

[0006] Beim erfindungsgemässen Detektionssystem zur Überwachung der Geschwindigkeit einer Aufzugskabine erfasst ein Messsystem die Bewegung der die Aufzugskabine und ein Gegengewicht antreibenden Treibscheibe und ein Rechner wertet Signale des Messsystems aus, welcher Rechner bei Übergeschwindigkeit der Aufzugskabine einen Verzögerungsvorgang einleitet, wobei das Detektionssystem beim Überschreiten einer Übergeschwindigkeitslimite einen Sicherheitskreis öffnet und die Übergeschwindigkeit der Aufzugskabine zum Zeitpunkt Null des als geöffnet detektierten Sicherheitskreises abspeichert und wobei das Detektionssystem nach einer bestimmten Zeit ab dem Zeitpunkt Null überwacht, ob die Geschwindigkeit der Aufzugskabine kleiner ist als die Übergeschwindigkeit und wobei das Detektionssystem nach einer bestimmten Zeit ab dem Zeitpunkt Null überwacht, ob die Geschwindigkeit der Aufzugskabine kleiner ist als die halbe Übergeschwindigkeit und wobei das Detektionssystem nach einer bestimmten Zeit ab dem Zeitpunkt Null überwacht, ob die Geschwindigkeit der Aufzugskabine kleiner ist als eine Stillstandsgeschwindigkeit.

[0007] Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren bzw. der erfindungsgemässen Einrichtung die Geschwindigkeit bzw. die Geschwindigkeitsveränderung bei der Verzögerung der Aufzugskabine überwachbar ist.

[0008] Vorteilhafterweise wird falls die überwachte Geschwindigkeit vorherbestimmte Werte nicht unterschreitet oder falls die Aufzugskabine die Stillstandsposition verlassen hat, eine Bremse aktiviert. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren bzw. der erfindungsgemässen Einrichtung können Sicherheitsrisiken aus gefährlichen Zuständen wie Übergeschwindigkeit der Aufzugskabine, Versagen der Motorbremse während der Fahrt beim Einfahren auf ein Stockwerk, Versagen der Motorbremse bei einem Stockwerkhalt oder Wellenbruch der Treibscheibenwelle vermieden werden.

[0009] Als Bremse kann beispielsweise eine Seilbremse oder eine Kabinenbremse oder eine Fangvorrichtung vorgesehen sein.

[0010] Die Seilbremse ist fest am Gebäudekörper oder an der Tragstruktur des Aufzuges angeordnet und wirkt auf die als Tragmittel wirkenden Tragseile. Im Bremsfall werden die Tragseile festgesetzt. Die Kabinenbremse oder die Fangvorrichtung ist an der Aufzugskabine angeordnet und wirkt auf feststehende Führungsschienen. Die Bremse kann auch zum Bremsen des Gegengewichtes vorgesehen sein.

[0011] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

[0012] Anhand der beiliegenden Figuren wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.

[0013] Es zeigen:

Fig. 1
ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Überwachung der Geschwindigkeit einer Aufzugskabine,

Fig. 2
ein Diagramm zur Darstellung der Betriebszustände der Einrichtung zur Überwachung der Geschwindigkeit der Aufzugskabine und

Fig. 3
ein Geschwindigkeitsdiagramm zur Überwachung der Geschwindigkeit der Aufzugskabine,

[0014] Fig. 1 ist aus zeichnerischen Gründen entlang der Linie L aufgetrennt worden in Fig. 1a und Fig. 1b, die zusammen ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Überwachung der Geschwindigkeit einer Aufzugskabine zeigen. Die Einrichtung, im weiteren Detektionssystem 1 genannt besteht im wesentlichen aus einem zweikanaligen Rechner 2 mit Kanal A und Kanal B, aus in einen Sicherheitskreis 3 der Aufzugssteuerung eingeschalteten Aktuatoren 4A, 4B, aus je Kanal A,B einem Messsystem 5A, 5B zur Erfassung der Bewegung der die Aufzugskabine und das Gegengewicht antreibenden Treibscheibe, aus einem Sensor 6 zur Überwachung einer Bremse, aus einem Sensor 7 zur Überwachung des Druckmittels (beispielsweise Druckluft) der Bremse, die auf den über die Treibscheibe geführten Seilstrang bremsend einwirkt, aus einem Aktuator 8 zur Lüftung der Bremse entgegen einer Federkraft, einem Konverter 9 zur spannungsmässigen Umwandlung von Sensorsignalen und aus einer Spannungsversorgung 10 für den Rechner 2, für die Aktuatoren und für die Sensoren. Optional kann auch je Kanal ein die Rotationsbewegung des Antriebsmotors überwachendes Messsystem 11A, 11B an den Rechner 2 angeschlossen werden. Je Kanal ist ein Speicher 12A, 12B vorgesehen. Mittels einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 kann Wartungspersonal mit dem Rechner 2 kommunizieren.

[0015] Das Messsystem 5A, 5B kann die Bewegung der Treibscheibenwelle oder die Bewegung des Treibscheibenumfanges erfassen, wobei beispielsweise abtastbare Magnetpole oder optisch abtastbare Codescheiben vorgesehen sind. Mit den Messsignalen kann beispielsweise die Geschwindigkeit oder die Position der Aufzugskabine bestimmt werden. Das optionale, die Rotationsbewegung des Antriebsmotors überwachende Messsystem 11A, 11B ist vergleichbar aufgebaut.

[0016] Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 besteht beispielsweise aus einer Tastatur zur Eingabe von Daten und Parametern und aus einer Anzeige zur Visualisierung von Daten und Betriebszuständen.

[0017] Je Kanal A,B ist im Sicherheitskreis 3 ein Aktuator 4A, 4B, beispielsweise ein Relais, vorgesehen. Das Relais wird mittels der Leitung TRIA1, TRIB1 vom Mikroprozessor µPA, µPB angesteuert, wobei der Mikroprozessor µPA, µPB den Schaltzustand des Relais mittels der Leitung FDBA,FDBB überwacht. Ausserdem überwacht der Mikroprozessor µPA, µPB den Zustand des Sicherheitskreises 3 mittels des Stromsensors CUDA,CUDB.

[0018] Als Bremse ist beispielsweise eine druckluftbetriebene Bremse vorgesehen, wobei die Druckluft mittels Aktuator 8, beispielsweise ein Magnetventil schaltbar ist und der Druck mittels Sensor 7, beispielsweise ein Druckkonverter messbar ist, wobei der an der Bremse gemessene Druck PRS in ein elektrisches Signal umgesetzt wird. Je Kanal A,B ist ein Aktuator 14A, 14B, beispielsweise ein Schalter vorgesehen. Der Schalter wird mittels der Leitung TRIA2, TRIB2 vom Mikroprozessor µP angesteuert. Die Bremse ist gelüftet, falls beide Aktuatoren 14A, 14B geschlossen sind, wobei die Druckluft die Federkraft von Bremsfedern überwindet. Mit dem Sensor 6 wird festgestellt, ob die Bremse gelüftet oder geschlossen ist. Eine Fahrt der Aufzugskabine wird erst freigegeben werden, falls der Sensor 7 den entsprechenden Druck PRS im Druckmittel feststellt und der Sensor 6 die Bremse als gelüftet feststellt.

[0019] Die Signale der Sensoren 6,7 werden mittels des Konverters 9 in mikroprozessorkompatible Signale umgewandelt. Im vorliegenden Beispiel werden die 24V Signale in 5V Signale mittels Wandler UCONA1, UCONA2, UCONA3, UCONA4 UCONB1, UCONB2, UCONB3, UCONB4 umgewandelt und galvanisch getrennt dem entsprechenden Mikroprozessor µPA, µPB zugeführt.

[0020] Die Spannungsversorgung 10 erzeugt die notwendigen Versorgungsspannungen für den Betrieb des Detektionssystems 1, wobei die Netzspannung 110-240 VAC mittels Transformer/Gleichrichter TRRE in eine niedervoltige Gleichspannung LVDC umgewandelt wird. Im vorliegenden Beispiel werden 5 Volt (5V) erzeugt durch die Speisung S1µPA, S1µPB für den Rechner 2, 5V werden erzeugt durch Speisung S1CA, S1CB für die Messsysteme 5A, 5B, 11A, 11B, 12 Volt werden erzeugt durch Speisung S1REL für die Aktuatoren 4A, 4B, 24 Volt (24V) werden erzeugt durch Speisung S2µPA, S2µPB für den Rechner 2, 24V werden erzeugt durch Speisung S1MV für den Aktuator 8 und 24V werden erzeugt durch Speisung S1SW für die Sensoren 6,7.

[0021] Die Mikroprozessoren µPA, µPB kommunizieren untereinander mittels Datenleitungen UART1, UART2 sowie NPORT und MPORT.

[0022] Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Darstellung der Betriebszustände des Detektionssystems 1 und Fig. 3 das zugehörige Geschwindigkeitsdiagramm der Aufzugskabine. Die in Fig. 2 gezeigte Darstellung basiert auf der State/Event Technik, bei der Kreise Zustände des Systems bedeuten. Pfeile mit Text bzw. Bezugszeichen symbolisieren Ereignisse, die einen Übergang von einem Zustand in einen anderen Zustand auslösen. Aktionen sind mit Rechtecken und Text bzw. Bezugszeichen symbolisiert. Der besseren Lesbarkeit wegen sind in der Beschreibung Ereignisse bzw. Aktionen mit Fettdruck dargestellt.

[0023] Zustand 1 (Kreis mit einer 1) bedeutet normaler Fahrzustand. Während der Fahrt der Aufzugskabine wird eine als Übergeschwindigkeit v_os der Aufzugskabine bezeichnete Geschwindigkeitslimite überwacht. Der Sicherheitskreis 3 ist im Normalfall geschlossen. Beim Überschreiten EXC der Übergeschwindigkeitslimite v_os wird der Sicherheitskreis 3 geöffnet. Die Aktuatoren bzw. Relais 4A, 4B werden mittels der Leitungen TRIA1,TRIB1 von den Mikroprozessoren µPA, µPB angesteuert, wobei die Mikroprozessoren µPA, µPB den Schaltzustand der Relais 4A, 4B mittels der Leitungen FDBA,FDBB überwachen. In Fig. 2 ist die Aktion Sicherheitskreis 3 öffnen mit Relais öffnen OR in einem Rechteck symbolisiert. Das Ereignis Sicherheitskreis als offen detektiert SCDO (detektiert von den Mikroprozessoren µPA, µPB) löst einen Übergang von Zustand 1 in Zustand 2 aus.

[0024] Zustand 2 (Kreis mit einer 2) bedeutet Verzögerungszustand. Die Antriebseinheit (Motor, Bremse) wird auf Bremsen umgeschaltet, wobei die Aufzugskabine verzögert wird. Die Geschwindigkeit vel_decel der Aufzugskabine zum Zeitpunkt Null des als geöffnet detektierten Sicherheitskreises 3 ist abgespeichert worden. Nach einer bestimmten Zeit t1, beispielsweise 500ms, gemessen ab dem Zeitpunkt Null muss die Geschwindigkeit der Aufzugskabine kleiner sein als vel_decel. Die Mikroprozessoren µPA, µPB bereiten die aktuellen Daten des Messsystems 5A, 5B auf und vergleichen diese mit vel_decel. Falls diese Bedingung (Ereignis zu kleine Verzögerung DETL) nicht erreicht wird, wird der Übergang in den Zustand 4 (Bremszustand mit Bremse) ausgelöst. (Aktion Relais öffnen OR und Bremse auslösen TRRB).

[0025] Nach einer bestimmten Zeit t2, beispielsweise 2s, gemessen ab dem Zeitpunkt Null muss die Geschwindigkeit der Aufzugskabine kleiner sein als vel_decel/2. Die Mikroprozessoren µPA, µPB bereiten die aktuellen Daten des Messsystems 5A, 5B auf und vergleichen diese mit vel_decel/2. Falls diese Bedingung (Ereignis zu kleine Verzögerung DETL) nicht erreicht wird, wird der Übergang in den Zustand 4 (Bremszustand mit Bremse) ausgelöst. Nach einer bestimmten Zeit t3, beispielsweise 4s, gemessen ab dem Zeitpunkt Null muss die Geschwindigkeit der Aufzugskabine kleiner sein als eine Stillstandsgeschwindigkeit v_{stand_still}. Die Mikroprozessoren µPA, µPB bereiten die aktuellen Daten des Messsystems 5A, 5B auf und vergleichen diese mit v_{stand_still}. Falls diese Bedingung (Ereignis zu kleine Verzögerung DETL) nicht erreicht wird, wird der Übergang in den Zustand 4 (Bremszustand mit Bremse) ausgelöst.

[0026] Falls die Bedingung v_{stand_still} erreicht wird, wird der Übergang in den Zustand 3 (Zustand Stillstandsüberwachung) ausgelöst.

[0027] Falls eine externe Vorrichtung den Sicherheitskreis 3 geöffnet hat, wird der Übergang in den Zustand 1 (Normaler Fahrzustand) ausgelöst. (Ereignis Sicherheitskreis als geschlossen detektiert SCDC).

[0028] Sobald der Zustand 3 (Kreis mit einer 3) mit dem Ereignis Geschwindigkeit der Aufzugskabine kleiner v_{stand_still} (abs(vel) < v_{stand_still}) erreicht wird, wird die momentane Position der Aufzugskabine als Stillstandsposition abgespeichert, wobei die Mikroprozessoren µPA, µPB die aktuellen Daten des Messsystems 5A, 5B aufbereiten und die Stillstandsposition der Aufzugskabine bestimmen. Falls bei geöffnetem Sicherheitskreis 3 die Aufzugskabine eine bestimmte Abweichung stand_still_tolerance (beispielsweise 50 mm) von der Stillstandsposition überschreitet, wird der Übergang in den Zustand 4 (Bremszustand mit Bremse) ausgelöst.

[0029] Nach einer bestimmten Zeit, beispielsweise 2s, im Zustand Stillstandsüberwachung werden die Aktuatoren 4A,4B aktiviert (Ereignis mindestens 2s Stillstand ST2S). In Fig. 2 ist die Aktion Sicherheitskreis 3 schliessen mit Relais schliessen CR in einem Rechteck symbolisiert. Das Ereignis Sicherheitskreis als geschlossen detektiert SCDC (detektiert von den Mikroprozessoren µPA, µPB) löst einen Übergang von Zustand 3 in Zustand 1 aus. Zustand 2 oder Zustand 3 kann den Übergang in den Bremszustand mit Bremse (Kreis mit einer 4) auslösen. Im Bremszustand ist die direkt auf die Tragseile der Aufzugskabine einwirkende Bremse aktiviert, wobei mindestens ein Aktuator 14A, 14B deaktiviert ist. Im aktivierten Zustand der Bremse erzeugen Druckfedern die Bremskraft an den Tragseilen. Zum Lüften der Bremse werden die Aktuatoren 14A, 14B aktiviert und der Aktuator 8 gemäss Fig. 1 mit Strom versorgt, wobei die Druckluft entgegen der Federkraft wirkt und die Bremse lüftet. Wie in Fig. 2 gezeigt, kann der Zustand 4 nicht verlassen werden. Eine Rücksetzung des Zustandes 4 kann nur durch aus-/einschalten der Netzspannung erfolgen.

[0030] Die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Schritte sind codiert im Programmspeicher 12A, 12B abgelegt und werden von den Mikroprozessoren µPA, µPB ausgeführt.

[0031] Zur Bestimmung der als Übergeschwindigkeit v_os der Aufzugskabine bezeichneten Geschwindigkeitslimite wird eine Lernfahrt durchgeführt, wobei die Aufzugskabine beipielsweise in Aufwärtsrichtung mit Nominalgeschwindigkeit verfahren wird und dabei die vom Messsystem 5A, 5B gemessene Geschwindigkeit als v_knm abgespeichert. Erfasst wird auch die Fahrtrichtung der Aufzugskabine, was für die Zählrichtung des Messsystems 5A, 5B von Bedeutung ist. Die Übergeschwindigkeit v_os wird bezogen auf die Nominalgeschwindigkeit v_knm und liegt beispielsweise 10% über der Nominalgeschwindigkeit v_knm. Die Stillstandsgeschwindigkeit v_{stand_still} wird bezogen auf die Nominalgeschwindigkeit v_knm und wird beispielsweise wie folgt festgelegt:

v_{stand_still} = v_knm/32 für Aufzüge mit v_knm 1m/s .. 1,75m/s

v_{stand_still} = v_knm/16 für Aufzüge mit v_knm 0,5m/s .. 0,99m/s

v_{stand_still} = v_knm/8 für Aufzüge mit v_knm 0,25m/s .. 0,49m/s

[0032] Die Überwachung der Stillstandsposition der Aufzugskabine ist insbesondere beim Ein- und Aussteigen bzw. bei offener Kabinentüre und Schachttüre von Bedeutung. Normalerweise ist bei einem Stockwerkhalt die Schwelle der Kabinentüre in der Höhe etwa bündig mit der Schwelle der Schachttüre. Verlässt die Aufzugskabine ihre Stillstandsposition, so entsteht zwischen den Schwellen ein Höhenunterschied, der beim Ein- und Aussteigen zu Unfällen führen kann. Im Extremfall kann zwischen der Aufzugskabine und dem Stockwerk ein Spalt und somit ein offener Aufzugsschacht entstehen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Überwachung der Geschwindigkeit einer Aufzugskabine, wobei die Bewegung einer die Aufzugskabine und ein Gegengewicht antreibenden Treibscheibe erfasst wird und ausgewertet wird und bei einer unerlaubten Abweichung der Geschwindigkeit der Aufzugskabine von einer Geschwindigkeitsvorgabe eine Verzögerung der Aufzugskabine eingeleitet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass überwacht wird, ob die Aufzugskabine ihre Stillstandsposition verlässt und falls die Aufzugskabine ihre Stillstandsposition verlassen hat, eine Bremse aktiviert wird, die die Aufzugskabine festsetzt.

2. Detektionssystem (1) zur Überwachung der Geschwindigkeit einer Aufzugskabine, wobei ein Messsystem (5A, 5B) die Bewegung der die Aufzugskabine und ein Gegengewicht antreibenden Treibscheibe erfasst und ein Rechner (2) Signale des Messsystems (5A,5B) auswertet, welcher Rechner (2) bei einer unerlaubten Abweichung der Geschwindigkeit der Aufzugskabine von einer Geschwindigkeitsvorgabe einen Verzögerungsvorgang einleitet,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Detektionssystem (1) nach einer bestimmten Zeit (Zeit 3) ab einem Zeitpunkt Null überwacht, ob die Geschwindigkeit der Aufzugskabine kleiner ist als eine Stillstandsgeschwindigkeit (v_{stand_still}).

3. Detektionssystem (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Detektionssystem (1) nach einer bestimmten Zeit der Stillstandsüberwachung den Sicherheitskreis (3) schliesst.

4. Detektionssystem (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rechner (2) und das Messsystem (5A, 5B) zweikanalig aufgebaut sind, wobei der Rechner (2) einen Sicherheitskreis (3) des Aufzuges oder Aktuatoren (8) einer Bremse zweikanalig ein-/ausschaltet und Signale von Sensoren (6,7) der Bremse erfasst.

Zeichnung