DE10122204A1 - Aufzugssicherheitssystem - Google Patents

Abstract

Förderanlage (2), aufweisend eine Steuerung, einen Antriebsmotor und einen Sicherheitsschalter (18), der an ein sicherheitsrelevantes Teil (8, 10) der Förderanlage (2) angeschlossen ist und einen sicheren Zustand der Förderanlage (2) von einem unsicheren Zustand der Förderanlage (2) unterscheiden kann und mit der Steuerung verbunden ist, um in einem unsicheren Zustand die Stromzufuhr zu dem Antriebsmotor zu unterbinden, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsschalter (18) derart ausgebildet ist, dass er zusätzlich zu dem sicheren und dem unsicheren Zustand einen Warnzustand erfassen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Förderanlage, insbesondere eine Personen­ förderanlage, wie beispielsweise einen Aufzug oder einen Fahrsteig oder eine Fahrtreppe, aufweisend eine Steuerung, einen Antriebsmotor und einen Sicherheitsschalter, der einen sicheren Zustand der Förderanlage von einem unsicheren Zustand der Förderanlage unterscheiden kann und mit der Steuerung verbunden ist, um in einem unsicheren Zustand die Stromzufuhr zu dem Antriebsmotor zu unterbinden.

Derartige Förderanlagen sind sowohl in der Form von Aufzügen wie auch in der Form von Fahrtreppen oder Fahrsteigen vielfältig im Einsatz. Mit dem Sicherheitsschalter werden sicherheitsrelevante Zustände der ent­ sprechenden Förderanlage überwacht. Bei Aufzugsanlagen werden beispielsweise kontinuierlich die Aufzugsschachttüren und, soweit vor­ handen, die Aufzugskabinentüren überwacht. Wird eine der Türen geöff­ net, so wird über eine Steuerung die Stromzufuhr zu dem Antriebsmotor außer Betrieb gesetzt, bis die Tür und damit der Sicherheitsschalter wie­ der korrekt geschlossen ist und die Stromzufuhr zu dem Antriebsmotor wiederhergestellt ist. Die Türen von Aufzugsanlagen sind wartungsinten­ sive Bauteile. So sind beispielsweise die Aufzugsschachttüren typischer­ weise mit entsprechenden Aufhängern, an denen Laufrollen befestigt sind, in zugehörigen Führungsschienen eingehängt, die im Türsturz der Schachttüröffnung untergebracht sind. Die Schachttür kann eine oder mehrere Türtafeln aufweisen. Es gibt mittig öffnende Schachttüren und seitlich öffnende Schachttüren, sowie solche Schachttüren, bei denen in eine Bewegungsrichtung mehrere Türtafeln teleskopisch miteinander ge­ öffnet bzw. geschlossen werden. Der Antrieb der Schachttüren erfolgt beispielsweise über ein Antriebsseil bzw. ein Antriebsband, das ebenfalls in dem Türsturz der Schachttür angeordnet ist. Die Schachttüren müssen korrekt eingestellt sein, um ein sicheres Öffnen und Schließen der Türen sicherzustellen. Ähnlich sind an der Kabine Kabinentüren angeordnet.

Aktuell werden bei den Aufzugstüren zweiteilige Sicherheitskontakte ver­ wendet, wobei der eine Teil zwei knapp nebeneinander liegende Öffnun­ gen aufweist, und der andere Teil im Wesentlichen einem U-förmigen Metallbügel entspricht, der im korrekt geschlossenen Zustand der Tür in die beiden Öffnungen des anderen Teils ragt und darin den Kontakt zwi­ schen zwei elektrischen Anschlüssen schließt. Dabei sind beide Teile des Sicherheitsschalters an gegeneinander öffnenden bzw. schließenden Türtafeln angebracht, insbesondere in einem Bereich oberhalb des Tür­ sturzes.

Alternativ, bei seitlich öffnenden Türen, ist der eine Teil an einer sich öff­ nenden Türtafel angebracht, während der andere Teil beispielsweise an der Türleibung oder dem Türrahmen angebracht ist. Der Türschalter ist derart eingestellt, dass bei einem korrekten Schließen der Tür der Kon­ takt geschlossen ist. Ein Justieren des Türschalters ist erforderlich, um sicherzustellen, dass ab einem bestimmten Öffnungsspalt, bei­ spielsweise zwischen den beiden Türtafeln, der Kontakt nicht mehr ge­ schlossen ist. Wenn dieser Zustand erreicht ist, wird die Stromzufuhr zu dem Antriebsmotor unterbunden, und der Betrieb der Aufzugsanlage kann erst dann wieder aufgenommen werden, wenn die Aufzugstüren neu justiert worden sind und wieder korrekt schließen.

Der übliche mit dem Betrieb verbundene Verschleiß, aber auch Gewalt- einwirkung auf die Aufzugstür, beispielsweise durch gewaltsames Öffnen der Tür etc., führen dazu, dass die Tür nicht mehr korrekt schließt. In beiden Fällen wird der unkorrekte bzw. unsichere Schließzustand nicht von einem Augenblick auf den nächsten erreicht, sondern der Übergang von einem korrekten zu einem unkorrekten Schließzustand geht allmäh­ lich vonstatten. Die üblicherweise verwendeten Sicherheitsschalter sind nicht in der Lage, diese allmähliche Verschlechterung zu erfassen. Le­ diglich ab einem bestimmten Verschleißzustand bzw. Fehlausrichtungs­ zustand wird dieser von dem Sicherheitsschalter erfasst und von einem Augenblick auf den anderen die Aufzugsanlage außer Betrieb genom­ men. Solche plötzlichen Außerbetriebnahmen von Aufzugsanlagen sind aus mehreren Gründen unerwünscht. Zum einen sind die Betreiber von Aufzugsanlagen grundsätzlich unzufrieden, wenn diese plötzlich ausfal­ len und der Kundendienst gerufen werden muss, um sie wieder in Betrieb zu setzen. Zum anderen ist ein hoher personeller und logistischer Auf­ wand gefordert, um im Prinzip rund um die Uhr die Wartung und Wiede­ rinbetriebnahme wartungsbedürftiger Aufzugsanlagen sicherzustellen.

Ähnlich stellt sich die Situation bei Fahrtreppen oder Fahrsteigen dar. Diese haben typischerweise ein sogenanntes Trittband, welches aus ei­ ner Vielzahl von aneinander angeschlossenen Trittelementen, d. h. Tritt­ stufen bzw. Palettenkörpern, besteht, die von einem Antriebsmotor von einer Eintrittslandestelle zu einer Austrittslandestelle bewegt werden. Seitlich der Trittelemente bzw. Palettenkörper ist eine sogenannte Fuß­ verkleidung vorgesehen. Aus sicherheitstechnischen Gründen müssen die Abstände zwischen den Trittelementen und der Fußverkleidung in­ nerhalb relativ enger Grenzen gehalten werden. Auch hier erfolgt die Überwachung typischerweise mittels entsprechender Sicherheitsschalter. Typischerweise lösen die Sicherheitsschalter aus, wenn dieser Abstand überschritten wird und nehmen dann die Fahrtreppe bzw. den Fahrsteig außer Betrieb. Die negativen Auswirkungen dieser unerwünschten Au­ ßerbetriebnahme sind im Prinzip die gleichen wie sie vorangehend bei den Aufzugsanlagen beschrieben wurden.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Förderanlagen der beschriebenen Art bereitzustellen, die einerseits die sicherheitstech­ nischen Vorgaben erfüllen und andererseits das Risiko einer plötzlichen Außerbetriebnahme infolge des Detektierens eines unsicheren Zustands deutlich minimieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Sicher­ heitsschalter derart ausgebildet ist, dass er zusätzlich zu dem sicheren und dem unsicheren Zustand einen Warnzustand erfassen kann.

Durch die Möglichkeit, einen Warnzustand vor dem Erreichen eines un­ sicheren Zustands zu erfassen, besteht die Möglichkeit, über die Sicher­ heitssteuerung diesen Warnzustand anzuzeigen. Eine entsprechende Warnmeldung kann beispielsweise über eine Fernwartungsleitung direkt an das Wartungsunternehmen geschickt werden. Andererseits kann eine beliebige Anzeigeeinrichtung alternativ oder zusätzlich den Aufzugswart im Gebäude informieren, woraufhin dieser den Kundendienst kommen lässt. Die Förderanlage kann so eingestellt sein, dass bei einem typi­ schen Betrieb der Warnzustand beispielsweise mindestens vierzehn Ta­ ge vor dem Erreichen eines unsicheren Zustands abgegeben wird, so dass ausreichend Zeit ist, im Rahmen einer geplanten Wartung die Neu­ justierung der Anlage vorzunehmen bzw. die defekten Teile auszutau­ schen. Es ist auch möglich, den Sicherheitsschalter derart auszubilden, dass er kontinuierlich den Verschleißzustand der Anlage anzeigt, statt nur ab einem gewissen Zwischenzustand einen Warnzustand zu melden.

Natürlich ist es auch möglich, mehrere Zwischenzustände, sozusagen im Sinne von unterschiedlichen Warnniveaus, zu erfassen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Sicherheitsschalter um einen Näherungsschal­ ter, wobei ein induktiv arbeitender Näherungsschalter besonders bevor­ zugt ist. Alternativ sind auch kapazitiv arbeitende Schalter oder Einrich­ tungen vorgesehen, die beispielsweise mit Licht, Ultraschall, etc. den si­ cherheitsrelevanten Abstand zwischen zwei Teilen bestimmen.

Besonders bevorzugt sind generell solche Sicherheitsschalter, die nicht manipulierbar sind. So haben beispielsweise einfache Abstandsmesser, die mit Ultraschall oder Licht arbeiten, den Nachteil, dass mit einem Spiegel oder einem anderen Gegenstand eine geschlossene Tür vorge­ täuscht werden kann. Deshalb sind insbesondere induktive Näherungs­ schalter vorgesehen, die zweiteilig aufgebaut sind, wobei der "passive Teil" vorzugsweise aus einem magnetischen Material wie Ferrit mit einer bestimmten Magnetfeldstärke besteht, auf die der Sensorteil "geeicht" ist. Eine derartige Schalterkonstruktion kann nicht leicht durch einen beliebi­ gen Magneten manipuliert werden. Dieser Punkt ist besonders deshalb wichtig, da vermehrt Aufzugssurfer versuchen, die Sicherheitseinrichtun­ gen in Aufzugsanlagen zu überwinden, um auf dem Dach der Aufzugs­ kabine mitzufahren.

Vorzugsweise ist der Sicherheitsschalter derart ausgebildet, dass er bei jedem der drei Schalterzustände einen bestimmten von Null verschiede­ nen Wert der Ausgangsgröße, z. B. Spannung, Strom, Widerstand, etc., als Ausgangssignal abgibt. In dem Fall eines Schalters, der anstelle der drei diskreten Werte in der Lage ist, einzelne oder kontinuierliche Zwi­ schenwerte zu generieren, wird entsprechend ein kontinuierlicher Werte­ bereich, der Null nicht miteinschließen soll, als Ausgangssignal abgege­ ben. Bei einem solchen Schalter, der in seinem Normalbetrieb nur Signale abgibt, die einen bestimmten vorgegebenen von Null verschiede­ nen Wert haben oder innerhalb eines bestimmten definierten Wertebe­ reichs liegen, lässt sich zusätzlich eine Plausibilitätskontrolle durchfüh­ ren. Ist nämlich z. B. bei einem Schalter mit der Spannung als Ausgangs­ größe das von der Steuerung empfangene Ausgangssignal null Volt, so kann man davon ausgehen, dass entweder im Schalter selbst ein Fehler vorliegt oder aber die Kabelverbindung zwischen Schalter und Steuerung unterbrochen ist. Je nach Schaltertyp kann eine deutlich höhere Span­ nung als die übliche Ausgangsspannung des Schalters beispielsweise einen Kurzschluss im Schalter und damit ebenfalls einen Schalterfehler anzeigen. Damit lässt sich die Betriebssicherheit der Anlage beträchtlich erhöhen.

Vorzugsweise ist die Steuerung derart ausgebildet, dass sie das Signal des Sicherheitsschalters verarbeitet und bei Erfassen eines unsicheren Zustands die Stromzufuhr zu dem Antriebsmotor unterbindet, bei Erfas­ sen eines Zwischenzustands zwischen ganz sicher und unsicher die Stromzufuhr nicht unterbindet, aber ein Warnsignal generiert, bei Erfas­ sen eines sicheren Zustands die Stromzufuhr nicht unterbindet und auch kein Warnsignal generiert und bei Erfassen eines Spannungswerts der keinem der vorgegebenen Spannungswerte des Sicherheitsschalters entspricht, feststellt, dass die Sicherheitsschaltung nicht funktioniert und entsprechend die Stromzufuhr unterbindet. Ein solcher Wert, der keinem der vorgegebenen Werte des Sicherheitsschalters entspricht, liegt bei­ spielsweise dann vor, wenn kein Signal bei der Steuerung ankommt oder wenn wesentlich höhere Werte als die vorgegebenen Ausgangswerte bei der Steuerung ankommen. Die Steuerung kann entweder durch eine Hardwareschaltung entsprechend ausgebildet sein, alternativ ist es auch möglich, die Steuerung mit einem Mikroprozessor auszubilden, in dem ein entsprechender Programmalgorithmus in Form eines Datenverarbeitungsprogramms abgelegt ist, welches bei Betrieb kontinuierlich und in bestimmten Abständen den oder die Sicherheitsschalter abfragt.

Die vorliegende Erfindung kann entweder zusammen mit den bisher übli­ chen Sicherheitsketten beispielsweise in Aufzugsanlagen verwendet werden. Bei solchen Sicherheitsketten sind typischerweise die einzelnen Schachttürkontakte in Reihe geschaltet, wobei das Öffnen eines einzel­ nen Schachttürkontakts die Stromzufuhr zu dem Antriebsmotor unterbin­ det. In dieser Sicherheitskette sind typischerweise der sogenannte Schachtgrubennothalteschalter sowie der Inspektionsschalter auf dem Dach der Kabine angeordnet. Bei einer derartigen Reihenschaltung ist es günstig, den Sicherheitsschalter derart auszubilden, dass zusätzlich zu dem offenen Zustand des Schalters, bei dem der Widerstand im We­ sentlichen unendlich ist, und dem geschlossenen Zustand des Schalters, bei dem im Wesentlichen der Widerstand Null ist, ein Zwischenzustand mit einem bestimmten vorgegebenen Widerstand von dem Schalter ein­ genommen wird. Entsprechend kommt bei der Anlagensteuerung eine definiert reduzierte Spannung an, die von der Anlagensteuerung als ein Warnzustand erfasst werden kann. Alternativ ist es möglich, die Warnzu­ stände nicht über die Sicherheitskette an die Steuerung weiterzuleiten, sondern separate Verbindungen zur Steuerung vorzusehen, um über diesen Weg den Warnzustand an die Steuerung weiterzuleiten.

Es ist generell besonders bevorzugt, die vorliegende Erfindung zusam­ men mit moderneren Sicherheitssystemen vorzusehen, bei denen die einzelnen Sicherheitsschalter einzeln abgefragt werden und deren Zu­ standsmeldungen separat an die Aufzugssteuerung weitergeleitet wer­ den. Ein Beispiel für ein derartiges Sicherheitssystem für Aufzüge, wel­ ches ein Bussystem zur Datenweiterleitung verwendet, ist in US 6,173,814 B1 beschrieben.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Förderanlage um einen Aufzug, und der Sicherheitsschalter ist vorzugsweise ein Türkontaktschalter, der den Schließzustand der Tür feststellt.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Förderanlage um eine Fahrtreppe oder einen Fahrsteig mit einem angetriebenen Trittband und einer Fuß­ verkleidung, wobei der Sicherheitsschalter den Spalt zwischen Trittband und Fußverkleidung überwacht.

Die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 einen Teil einer erfindungsgemäßen Aufzugsanlage,

Fig. 2 beispielhafte Ausgangssignale eines Sicherheitsschalters bei einer perfekt schließenden Aufzugstür, und

Fig. 3 Ausgangssignale eines Sicherheitsschalters bei einer dejustierten, aber noch sicher schließenden Aufzugstür.

In Fig. 1 erkennt man eine Förderanlage 2, nämlich die wesentlichen Teile einer Aufzugsanlage. Man erkennt insbesondere eine Aufzugskabi­ ne 4, eine Schachttüröffnung 6 sowie eine aus zwei Türtafeln 8 und 10 gebildete Schachttür. Die Kabine 4 befindet sich bei geöffneten Türtafeln 8 und 10 in einer Position knapp unterhalb der Schachttüröffnung 6. Auf dem Dach der Kabine 4 erkennt man einen Inspektions-Sicherheits­ schalter TCI 12 (TCI - Top of Car Inspection), der über eine (nicht ge­ zeigte) Verbindung mit der (nicht gezeigten) Aufzugssteuerung verbun­ den ist.

Im oberen Bereich der Stirnflächen der Türtafeln 8 und 10 erkennt man ein erstes Teil 14 und ein zweites Teil 16 eines Sicherheitsschalters 18, die ebenfalls mit der Aufzugssteuerung verbunden sind. Ein geeigneter Sicherheitsschalter 18 wurde von der Firma Bernstein AG, Deutschland, entwickelt.

Die Kabine 4 selbst kann ebenfalls eine Kabinentür aufweisen, die auch mit einem Sicherheitsschalter 18 versehen sein kann.

Die Türtafeln 8 und 10 sind mittels (nicht gezeigter) Aufhängungen an der Schachtwand derart befestigt, dass sie aufeinander zu verschoben werden können. In verschlossenem Zustand liegen die beiden Stirnseiten 20 und 22 der Türtafeln 8 und 10 im Wesentlichen aneinander an, sofern die Türtafeln 8 und 10 an den Aufhängungen korrekt justiert sind. Durch Verschleiß oder mechanische Einwirkung verschlechtert sich diese Ju­ stierung üblicherweise im Verlauf des Betriebs, so dass der Spalt entlang der Stirnseiten 20 und 22 entweder nicht mehr gleichmäßig ist oder zu groß wird. Überschreitet der Spalt einen zulässigen Maximalwert, wird die Anlage außer Betrieb genommen. Dieser Maximalwert wird von dem Sicherheitsschalter 18 detektiert. Zusätzlich ist der Sicherheitsschalter 18 in der Lage, einen noch unterhalb des Maximalwerts liegenden Spalt festzustellen, der schon auf eine Fehljustierung hinweist, die korrektur­ bedürftig ist. Es sei darauf hingewiesen, dass sich ein kontinuierliches Warnsignal auch nicht von einem Augenblick auf den anderen einstellt, sondern sich schon vorab im Betrieb abzeichnet. So werden bei­ spielsweise die Türtafeln 8 und 10 beim Fahren des Aufzugs im Auf­ zugsschacht durch den Winddruck gegeneinander bewegt. Dadurch wird üblicherweise schon einige Zeit vor einem kontinuierlichen Warnsignal ein "flackerndes" Warnsignal generiert, das schon im Vorfeld von der Aufzugssteuerung entsprechend verarbeitet werden kann.

In der Fig. 2 erkennt man den Signalverlauf eines Türkontaktschalters bei noch ausreichend korrekter Justierung der Aufzugstür. In Fig. 2 und Fig. 3 sind das Ausgangssignal des Sicherheitsschalters 18 in der Form einer Spannung V gegen die Zeit t aufgetragen. In ähnlicher Weise könnte ein Sicherheitsschalter 18 vorgesehen sein, bei dem Strom oder Widerstand, etc. die charakteristische Ausgangsgröße darstellt. Man erkennt insbe­ sondere, dass drei diskrete Spannungswerte V₁, V₂ und V₃ vorliegen. Dabei steht V₁ für den Zustand, in dem die Tür offen ist, V₂ für den Zu­ stand, in dem die Tür zwar sicher geschlossen ist, aber bereits eine ge­ wisse Fehljustierung vorliegt, und V₃ für eine ausreichend justierte Tür.

Verfolgt man den Signalverlauf entlang der Zeitachse von links nach rechts in Fig. 2, so beginnt er bei V₁ mit der geöffneten Tür, im Verlauf des Schließens der Tür gelangt der Schalter über den Zustand V₂ zu dem komplett geschlossenen Zustand V₃, in dem die Tür ausreichend justiert ist. Der Zustand V₁ ist ein unsicherer Zustand, d. h. in diesem Zustand ist von der Steuerung die Stromzufuhr zu der (nicht gezeigten) Antriebsma­ schine unterbrochen. Die Zustände V₂ und V₃ gelten als sichere Zustän­ de, d. h. in diesen Zuständen ist die Stromzufuhr zu der Antriebsmaschi­ ne gesichert.

In Fig. 3 ist ein entsprechender Signalverlauf für eine Aufzugstür gezeigt, die zwar noch bis zu einem sicheren Zustand schließt, die aber bereits justierungsbedürftig ist, so dass ein Warnsignal von dem Sicherheits­ schalter 18 generiert wird. Insbesondere erkennt man, dass selbst bei komplett geschlossener Tür der Signalzustand V₃ nicht erreicht wird.

Claims (7)

1. Förderanlage (2) aufweisend eine Steuerung, einen Antriebsmotor und einen Sicherheitsschalter (18), der an ein sicherheitsrelevantes Teil (8, 10) der Förderanlage (2) angeschlossen ist und einen sicheren Zustand der Förderanlage (2) von einem unsicheren Zustand der För­ deranlage (2) unterscheiden kann und mit der Steuerung verbunden ist, um in einem unsicheren Zustand die Stromzufuhr zu dem An­ triebsmotor zu unterbinden, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsschalter (18) derart ausgebildet ist, dass er einen zusätzlich zu dem sicheren und dem unsicheren Zustand einen Warnzustand erfassen kann.

2. Förderanlage (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsschalter (18) ein Nähe­ rungsschalter ist.

3. Förderanlage (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsschalter (18) ein induk­ tiv arbeitender Näherungsschalter ist.

4. Förderanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsschalter (2) derart aus­ gebildet ist, dass er bei jedem der drei Schalterzustände einen be­ stimmten von Null verschiedenen Wert der Ausgangsgröße (V₁; V₂; V₃) als Ausgangssignal abgibt.

5. Förderanlage (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung derart ausgebildet ist, dass sie das Signal des Sicherheitsschalters (18) verarbeitet und bei Erfassen eines unsicheren Zustands die Stromzufuhr zu dem An­ triebsmotor unterbindet, bei Erfassen eines Warnzustands die Strom­ zufuhr nicht unterbindet, aber ein Warnsignal generiert, bei Erfassen eines sicheren Zustands lediglich die Stromzufuhr nicht unterbindet und bei Erfassen eines Spannungswertes, der keinem der vorgege­ benen Spannungswerte des Sicherheitsschalters entspricht, feststellt, dass die Sicherheitsschaltung nicht funktioniert und die Stromzufuhr unterbindet.

6. Förderanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderanlage (2) ein Aufzug ist und der Sicherheitsschalter (18) ein Türkontaktschalter ist, der den Schließzustand der Tür (8; 10) feststellt.

7. Förderanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderanlage (2) eine Fahrtreppe oder ein Fahrsteig mit einem angetriebenen Trittband und einer Fuß­ verkleidung ist, und der Sicherheitsschalter (18) den Spalt zwischen Trittband und Fußverkleidung überwacht.