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Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitsüberwachungseinrichtung für eine Aufzugskabine.
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Bei
Aufzügen
ist es üblich,
Sicherheitsfunktionen vorzusehen, um das Fahrverhalten der Aufzugskabine
(oder des Fahrkorbs) zu überwachen, damit
Unfälle
vermieden werden können.
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Hierzu
ist beispielsweise eine Einrichtung zur Verzögerungskontrolle vorgesehen.
Im Aufzugsschacht befinden sich gruben- und kopfseitig mechanische
Puffer, die dazu dienen, die Aufzugskabine im Notfall abzubremsen.
Allerdings ist dafür
Voraussetzung, daß die
Geschwindigkeit der Aufzugskabine einen vorbestimmten Grenzwert
nicht überschreitet. Um
dies zu erreichen, muß die
Bremseinrichtung für die
Aufzugskabine dann, wenn der Grenzwert überschritten wird, früh genug
in Gang gesetzt werden, damit eine genügende Abbremsung, die entsprechend
einer Bremsrampe stattfindet, derart erfolgen kann, daß die Puffer
die Restabbremsung übernehmen
können.
Hierzu ist es bekannt, daß die
Einrichtung zur Verzögerungskontrolle
an entsprechender Stelle im Schacht angeordnete elektromechanische Schalter
umfaßt,
die mit einem Sicherheitsrelaisbaustein gekoppelt sind, und bei
deren Erreichen bei einer Aufzugsfahrt in Richtung der Puffer und Überschreiten
des Grenzwertes für
die Geschwindigkeit die Kabinenbremsung ausgelöst und gleichzeitig der Antrieb
abgestellt wird.
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Ferner
ist es bekannt, eine mechanische Einrichtung zur Geschwindigkeitsbegrenzung
der Aufzugskabine vorzusehen, die dazu dient, bei Überschreiten
eines vorbestimmten Sollwertes der Geschwindigkeit der Aufzugskabine
ein an der Aufzugskabine befindliches Bremssystem Fliehkraft gesteuert
auszulösen.
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Außerdem ist
es bekannt, eine Einrichtung zum Einfahren und gegebenenfalls Nachstellen
mit offenen Türen
vorzusehen, wobei eine Überbrückungseinrichtung
für elektromechanische
Türkontakte,
die überwachen,
ob die Schachttür
geschlossen ist, vorgesehen ist. – Bei hohen Gebäuden mit sehr
vielen Stockwerken ist zum Einsparen von Fahrzeit vorgesehen, daß die Türen sich
bereits ab einer bestimmten Distanz vor Erreichen der gewählten Stockwerksposition,
d.h. beim Einfahren in letztere, anfangen zu öffnen, so daß sie bei
Erreichen dieser Position geöffnet
sind. – Wenn
eine größere Last
in eine Aufzugskabine eingebracht oder daraus entfernt wird, bewegt
sieh der Boden der Aufzugskabine in Bezug auf das Bodenniveau des
entsprechenden Stockwerks, an dem die Aufzugskabine hält. Damit ein
Nachstellen zum Fluchten der Bodenniveaus von Aufzugskabine und
Stockwerk bei geöffneten
Türen stattfinden
kann, ist ebenfalls eine entsprechende Überbrückung der Türkontakte notwendig. Entsprechendes
trifft für
den Fall zu, daß eine
Bodenhöhenanpassung
der Aufzugskabine an eine Beladungsrampenhöhe etwa eines LKW's vorgenommen werden
soll, sogenannte Rampenfahrtsteuerung.
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Derartige
mechanisch basierte Sicherheitseinrichtungen erlauben keine kontinuierliche Überwachung,
sondern nur eine punktuelle.
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Beispielsweise
aus
EP 0 694 792 B1 und
EP 1 030 190 B1 ist
eine Einrichtung zur Positionserfassung einer Aufzugskabine bekannt,
wobei sich in dem Aufzugsschacht ein Schallsignalleiter mit vorbestimmter,
gleichmäßiger Schallausbreitungsgeschwindigkeit
befindet, während
die Aufzugskabine einen Signaleinkoppler zum Einkoppeln eines getakteten
Schallsignals in den Schallsignalleiter aufweist. An beiden Enden
des Schallsignalleiters sind Signalauskoppler angeordnet, die mit
einer Auswerteeinheit zur Bestimmung der Laufzeitdifferenz des eingekoppelten
Schallsignals von der Einkopplungsstelle zu den Signalauskopplern
und zur Erzeugung eines für
die momentane Position der Aufzugskabine im Aufzugsschacht repräsentativen
Signals verbunden sind.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Sicherheitsüberwachungseinrichtung für eine Aufzugskabine
zu schaffen, die eine kontinuierliche Sicherheitsüberwachung
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Infolge
einer zweikanaligen Auswertung von Positionssignalen der Aufzugskabine
durch jeweils einen Mikroprozessor wird hierbei ortsabhängig momentan
die Geschwindigkeit und gegebenenfalls die Beschleunigung (sowie eventuell
deren Ableitung) der Aufzugskabine bestimmt und mit einem vorgegebenen
Bewegungsprofil verglichen, wobei bei Überschreiten eines vorbestimmten
Sollwertes ein Auslösesignal
erzeugbar ist, so daß die
Sicherheitsüberwachungseinrichtung
im entsprechenden Störungsfall
für eine
oder mehrere der eingangs bzw. später genannten Sicherheitsfunktionen
einsetzbar ist. Hierbei ist eine kontinuierliche Kontrolle nicht
nur in Bezug auf einen bestimmten Sollwert, sondern in Bezug auf
eine Sollkurve möglich.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
und den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen
dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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1 zeigt
ein Blockschaltbild einer Aufzugsüberwachung und -steuerung mit
einer Positionserfassungseinrichtung für eine Aufzugskabine.
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2 zeigt
ein Blockschaltbild einer Sicherheitsüberwachungseinrichtung für die Aufzugssteuerung
von 1.
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3 zeigt
ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm als Bewegungsprofil für eine Aufzugskabine.
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Bei
der in 1 dargestellten Aufzugsüberwachung und -steuerung ist
eine Positionserfassungseinrichtung für eine längs eines Aufzugsschachtes
A mittels eines Fahrantriebs D verfahrbare Aufzugskabine 1 ist
letztere mit einem Signaleinkoppler 2 versehen, der dazu
dient, Schallsignale in einen Schallsignalleiter 3 mit
vorbestimmter, gleichmäßiger Schallausbreitungsgeschwindigkeit
einzukoppeln, der sich entlang des Aufzugsschachtes erstreckt. In
beiden Endbereichen des Schallsignalleiters 3 befindet
sich jeweils eine Empfängereinheit 4a bzw. 4b,
die einen Signalauskoppler 5 und eine Auswerteeinheit 6 umfassen.
Eine der Auswerteeinheiten 6 liefert Triggersignale entsprechend
einem vorbestimmten Zeitraster an den Signaleinkoppler 2 der Aufzugskabine 1,
die das Einkoppeln eines Schallsignals in den Schallsignalleiter 3 auslösen, und
an die andere Auswerteeinheit 6, damit diese ebenfalls
den jeweiligen Auslösezeitpunkt
kennt. Aus der Laufzeit des eingekoppelten Schallsignals entlang
des Schallsignalleiters 3 vom Schallsignaleinkoppler 2 zu
den beiden Schallsignalauskopplern 5 und der Schallausbreitungsgeschwindigkeit
im Schallsignalleiter 3 berechnen die Auswerteeinheiten 6 jeweils
separat und redundant den Einkopplungsort und damit die Position
der Aufzugskabine 1.
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Stattdessen
kann aber auch der Signaleinkoppler 2 beiden Auswerteeinheiten 6 den
Zeitpunkt des Einkoppeln des Schallsignals mitteilen, so daß beide
Auswerteeinheiten 6 jeweils separat aus der vorbestimmten,
gleichmäßigen Schallausbreitungsgeschwindigkeit
und der Signallaufzeit die Position der Aufzugskabine 1 berechnen
können.
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Die
Ausgänge 7a, 7b der
Auswerteeinheiten 6 dienen als Eingänge für eine Sicherheitsüberwachungseinrichtung 8.
Letztere kommuniziert mit einer Aufzugssteuerung 9, über die
das Fahrprofil der Aufzugskabine 1 vorgegeben ist, und
einem Sicherheitskreis 10 zum Abschalten des Aufzugsantriebs.
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Die
Sicherheitsüberwachungseinrichtung 8 umfaßt zwei
Buchsen 11, mit denen die Ausgänge 7a, 7b der
Auswerteeinheiten 6 verbunden sind. Über ein Interface 12 werden
die Positionssignale der Auswerteeinheiten 6, die entsprechend
den Triggersignalen in einem vorbestimmten Zeitraster geliefert werden,
jeweils auf einen Mikroprozessor 13a bzw. 13b gegeben,
für die
jeweils eine Stromversorgungseinheit 14 vorgesehen ist.
Letztere sind an ein netzbetriebenes und mit einer Notbatterie gekoppeltes Netzteil 15 angeschlossen.
Bei dieser zweikanaligen Sicherheitsüberwachung kommunizieren die
Mikroprozessoren 13a, 13b zwecks gegenseitiger
Kontrolle über
eine Leitung 16 miteinander, wodurch ein kreuzweiser Datenvergleich
stattfindet, der auch zur Synchronisierung der beiden Mikroprozessoren 13a, 13b genutzt
werden kann. Mittels der Mikroprozessoren 13a, 13b läßt sich
Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie gegebenenfalls eine ruckartige Bewegung
der Aufzugskabine 1 ortsabhängig momentan feststellen und
mit einem vorgegebenen Bewegungsprofil vergleichen. Im Gefahrenfall
kann über
Leitungen 17a, 17b ein Verstärker 18, der eventuell
gleichzeitig auch als Komparator wirken kann, um nur bei von beiden
Mikroprozessoren 13a, 13b vorliegenden gleichen
Ausgangssignalen durchzuschalten, angesteuert werden, der eine Sicherheitsrelaisstufe 19 betätigt, die – unter
Rückmeldung
an die Mikroprozessoren 13a, 13b – auf die
Aufzugssteuerung 9 und den Sicherheitskreis 10 einwirkt,
die mit einer ent-sprechenden Buchse 20 der Sicherheitsüberwachungseinrichtung 8 verbunden
ist.
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Für die Signalübertragung
von der jeweiligen Buchse 11 zum zugehörigen Mikroprozessor 13a bzw. 13b können gegebenenfalls
auch zwei Interfaces 12 vorgesehen sein, um Signale von
unterschiedlichen Typen von Weggebern verarbeiten zu können.
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In 3,
die ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm darstellt, ist beispielhaft
eine Kurve K1 dargestellt, die das Fahrprofil einer Aufzugskabine 1 zwischen
zwei weiter entfernten Stockwerken darstellt, die von der Aufzugssteuerung 9 vorgegeben
wird. Die Kurve K1 besitzt beim Abfahrzeitpunkt beginnend eine Anfahrrampe
bis zu einer Nenngeschwindigkeit vnenn und
von letzterer bis zum Ankunftszeitpunkt eine Bremsrampe. – Bei der
ebenfalls in 3 beispielhaft dargestellten
Kurve K2 handelt es sich um das Fahrprofil zwischen zwei nahe benachbarten Stockwerken,
wobei die Nenngeschwindigkeit vnenn nicht
erreicht wird.
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Wenn
die momentane Geschwindigkeit der Aufzugskabine 1 aufgrund
einer Störung
um einen vorbestimmten Betrag, der sich prozentual oder nach einer
Sollkurve S1 (hier für
die Kurve K1) bestimmt, überschritten
wird, befindet sich die Geschwindigkeit in einem verbotenen Bereich.
Dies führt
dazu, daß die
Mikroprozessoren 13a, 13b gleichzeitig oder innerhalb
eines Zeitfensters ein entsprechendes Signal abgeben, das über die
Sicherheitsrelaisstufe 19 ein Stillsetzen des Fahrantriebs
bewirkt. Hierdurch wird eine Einrichtung zur Geschwindigkeitsbegrenzung der
Aufzugskabine 1 gebildet, die nicht nur auf ein vorbestimmtes Überschreiten
von vnenn reagiert, sondern eines Geschwindigkeitsprofils
und somit entsprechend reaktionsfähiger ist.
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Da
durch die Mikroprozessoren 13a, 13b die Geschwindigkeit
einer bestimmten Position der Aufzugskabine 1 zugeordnet
wird, kann die Sicherheitsüberwachungseinrichtung 8 zugleich
als Einrichtung zur Verzögerungskontrolle
verwendet werden, indem dann, wenn an einer bestimmten Stelle im
Aufzugsschacht A festgestellt wird, daß die momentane Geschwindigkeit
der Aufzugskabine 1 einen vorbestimmten Betrag (nicht notwendigerweise
vnenn) überschreitet,
so daß ein
Abbremsen durch im Aufzugsschacht A befindliche Puffer nicht mehr
gewährleistet ist,
die Mikroprozessoren 13a, 13b gleichzeitig oder innerhalb
eines Zeitfensters ein entsprechendes Signal abgeben, das über die
Sicherheitsrelaisstufe 19 ein Stillsetzen des Fahrantriebs
und ein Auslösen
der Bremseinrichtung bewirkt. – Hierdurch
können
kleiner dimensionierte Puffer zur Anwendung gelangen, oder man kann
ganz auf diese verzichten.
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Gleichzeitig
ist die Sicherheitsüberwachungseinrichtung 8 als
Kontrolle für
das Einfahren mit offenen Türen
verwendbar. Hierzu ist wiederum die momentane Geschwindigkeit der
Aufzugskabine 1 und deren Position, d.h. deren Abstand
zum nächsten
Halt, zu kontrollieren. Hierzu muß ein Anforderungssignal eines
Benutzers aus der Aufzugskabine 1 oder vom entsprechenden
Stockwerk vorliegen, das etwa über
eine Buchse 21 der Sicherheitsüberwachungseinrichtung 8 und
ein Interface 22 an die Mikroprozessoren 13a, 13b gegeben
wird. Wenn das Anforderungssignal zu spät eintrifft, weil der Benutzer den
entsprechenden Knopf zu spät
betätigt
hat, ist die Geschwindigkeit zu groß und die Mikroprozessoren 13a, 13b geben
kein Überbrückungssignal
für die Türkontakte
ab, so daß das Öffnen der
Türen entweder
nicht vor dem Stillstand der Aufzugskabine 1 begonnen werden
kann oder die Aufzugskabine 1 sogar durchfährt.
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Entsprechendes
gilt für
das Nachstellen der Aufzugskabine 1 bei offenen Türen zum
bodenseitigen Nivellieren von Aufzugskabine 1 und Stockwerk. Hierbei
ist wiederum durch die Sicherheitsüberwachungseinrichtung 8 ein Überbrückungssignal
für die Türkontakte
abzugeben, damit die Aufzugskabine 1 bei offenen Türen entsprechend
verfahren werden kann.
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Bei
Rampenfahrtsteuerung muß zunächst ein
entsprechendes Berechtigungssignal etwa mittels eines schlüsselbetätigbaren
Schalters vorhanden sein, so daß wiederum
durch die Sicherheitsüberwachungseinrichtung 8 ein Überbrückungssignal für die Türkontakte
abgegeben wird, so daß das
Verfahren der Aufzugskabine 1 innerhalb eines vorbestimmten
Distanzintervalls ermöglicht
wird, das über die
Position der Aufzugskabine 1 von den Mikroprozessoren 13a, 13b kontrolliert
wird. An den Grenzen des Distanzintervalls wird dann ein Signal
zum Stillsetzen des Fahrantriebs D erzeugt.
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Gegebenenfalls
kann die Sicherheitsüberwachungseinrichtung 8 auch
zur Schaffung eines virtuellen Schutzraums etwa an der Kopf- und/oder
Grubenseite des Aufzugsschachtes A zum Beispiel bei der Vornahme
von Arbeiten in diesem Bereich verwendet werden, d.h. daß bei einem
entsprechenden Anforderungssignal die Fahrtstrecke der Aufzugskabine 1 entsprechend
begrenzt wird, so daß ein
Eindringen in den virtuellen Schutzraum verhindert wird.
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Entsprechend
können
die Mikroprozessoren 13a, 13b zusätzlich auch
in Bezug auf die Beschleunigung und die Ableitung hiervon (letzteres
zur Bewertung von ruckartigen Bewegungen) eingesetzt werden.
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Auch
die Funktion von entsprechenden Notendschaltern für die Fahrtstrecke
der Aufzugskabine 1 oder sonstigen Sicherheitsschaltern
kann ebenso von der Sicherheitsüberwachungseinrichtung 8 übernommen
werden.
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Gegebenenfalls
erfolgt durch die Auswerteeinheiten 6 nur eine entsprechende
Signalaufbereitung für
die Positionssignale, während
die Mikroprozessoren 13a, 13b selbst das eigentliche
Berechnen der Position der Aufzugskabine 1 übernehmen.
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Eine
Diagnose-LED-Anzeige 23 kann mit den Mikroprozessoren 13a, 13b gekoppelt
sein. Die Sicherheitsrelais 19 können ferner eine eigene Stromversorgungseinheit 24 aufweisen,
die wiederum von den Mikroprozessoren 13a, 13b überwacht wird.
Die jeweilige Position der Aufzugskabine 1 wird entweder
von der Positionserfassungseinrichtung über eine Leitung 25 oder
von einem der Mikroprozessoren 13a, 13b an die
Aufzugssteuerung 9 übermittelt. Über eine
Eingabeeinrichtung 26 in Form einer Tastatur od.dgl. können den
Mikroprozessoren 13a, 13b benötigte Daten eingegeben werden. Gleichwohl
können
die Daten auch über
die Leitung 25 von der Aufzugssteuerung 9 erhalten
werden. Gegebenenfalls kann die entsprechende Anfahr- oder Bremsrampe
oder das komplette Bewegungsprofil oder die daraus abgeleiteten
Schaltpunkte, wenn diese nicht durch die Aufzugssteuerung 9 vorgegeben werden,
von einem der Mikroprozessoren 13a, 13b über einen
Datenbus- oder Relaistreiber 27 an die Aufzugssteuerung 9 geliefert
werden. Gegebenenfalls kann auch ein Ausgang 28 vorhanden
sein, der die bodenseitige Bündigkeit
von Aufzugskabine 1 und Stockwerk anzeigt.
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Zwar
wurde die vorstehend beschriebene Ausführungsform in Zusammenhang
mit einer bestimmten Positionserfassungseinrichtung beschrieben,
jedoch ist ersichtlich, daß es
hierauf nicht ankommt, sondern nur darauf, daß von einer Positionserfassungseinrichtung
entsprechende Signale, die für
die momentane Position der Aufzugskabine 1 repräsentativ
sind, geliefert werden.