CN101098821A - 具有适于电梯竖井中空气流的位移曲线的电梯门用的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种操作电梯设备(1)的方法以及一种这样的电梯设备(1)。电梯门(4、6)由电梯驱动器(22)根据行进曲线致动。至少一个传感器单元(10-12)检测压力关系和/或空气流。评估单元(13)从多个行进曲线中确定相对于检测到的压力关系和/或空气流最优的行进曲线。

Description

具有适于电梯竖井中空气流的位移曲线的电梯门用的驱动装置

技术领域

本发明涉及一种操作电梯设备的方法，以及该电梯设备。电梯设备的电梯门由门驱动装置以行进曲线(travel curve：或称之为行程曲线)的方式致动。

背景技术

电梯门通常由轿厢门和多个电梯竖井门组成，所述轿厢门与电梯轿厢连接，所述多个电梯竖井门布置在建筑物的楼层上并提供到电梯竖井的入口。当打开和关闭时，轿厢门和电梯竖井门通过连接器连接在一起，并由安装在电梯轿厢上的门驱动装置共同移动。

例如使用在高速电梯中的电梯门必须满足各种先决条件。由此，顾客希望尽可能短的门关闭时间，从而实现高水平的输送性能。EP0548505B1披露了一种用于根据行进曲线快速打开和关闭电梯门的方法。行进曲线包含与电梯门打开和关闭的持续时间和速度有关的数据以及与在这些过程中电梯门的动能有关的数据。基于电梯竖井中占主导的各自的气流条件(wind condition)，电梯门会消耗较大或较小的力和时间以被关闭，这降低了输送性能。

US3822767A教导了电梯竖井中占主导的风速的检测，以及移动电梯门的门驱动装置的关闭力的大小对电梯竖井中主导的风速的强度的成比例匹配(proportional adaptation)。

行进曲线，实际上由几个阶段特别是加速阶段、滑行阶段和制动阶段组成，其中不同的关闭力就在所有三个阶段内占主导。在加速阶段和制动阶段中，电梯门使用很高的关闭力被移动，但是在滑行阶段，电梯门仅使用低关闭力被移动。因此，在电梯门的打开和关闭期间，行进曲线没有通过门驱动装置的关闭力的大小的比例匹配而与压力关系最优地匹配。由此，电梯门的过快的打开和关闭产生不必要的电能高消耗，并导致电梯门的快速磨损，这转而增加了电梯设备的维护成本，并且有损于电梯设备的使用可靠性(serviceability)。

发明内容

本发明的目的是提出一种行进曲线，所述行进曲线即使在改变压力关系的情况下对于电梯门的打开和关闭也是最优的。此目的将利用被证实的电梯构造的技术得以实现。

通过根据独立权利要求限定的本发明，所述目的得到实现。

本发明教导了一种操作电梯设备的方法，以及教导了一种电梯设备，所述电梯设备具有根据行进曲线致动的电梯门。压力关系和/或空气流得到检测。从几个行进曲线中确定相对于检测到的压力关系和/或空气流最优的行进曲线。本发明的优点在于下面的事实：由此即使在诸如大的压力波动和/或强大的空气通风的不利物理条件的情况下，行进曲线也始终被最优地确定，藉此尽可能小地影响电梯设备的输送性能的水平。

不同的行进曲线由此用于不同的压力关系和/或空气流。例如，门驱动器的控制器具有用于打开和关闭电梯门的至少两个不同的行进曲线。基于相应的物理条件使用一条或其他行进曲线。

有利地，压力关系和/或空气流通过测量电梯的电梯竖井(3)中和/或在至少一个楼层(2)上的空气压力和/或温度和/或风速和/或另外的物理量被确定。例如，为此目的，在电梯竖井和/或至少一个楼层上存在检测物理条件的传感器单元。在使用几个传感器单元的情况下，不同的压力条件和/或温度和/或风速和/或物理量可以在电梯竖井中和/或在电梯竖井与楼层之间的几个区域内被检测。此外，例如，在确定压力关系和/或空气流的过程中，考虑诸如温度和/或空气压力和/或风速的气象数据。

有利地，在确定压力关系和/或空气流的过程中，考虑电梯竖井中另一个电梯轿厢的位置和/或速度。例如，由一组电梯轿厢组成的电梯，所述一组电梯轿厢在开放的电梯竖井中彼此相邻和/或一个在另一个之上地移动，并因此在电梯竖井中产生变化的压力关系和/或空气流。通过考虑尤其是这些不利的物理条件，行进曲线在任何时候都可以是最优的。

有利地，考虑建筑物空气调节装置和/或电梯竖井通风的操作数据以确定空气流。

有利地，为了确定压力关系和/或空气流，考虑诸如例如建筑物的高度、楼层数、建筑物绝热的品质、打开和/或关闭的入口以及窗户的数量、建筑物屋顶的种类等建筑物专有参数。

在对电梯的有利的改进中，目标范围被限定，在所述目标范围中，预定的压力关系和/或空气流占主导(prevail)，且电梯轿厢门的连接器在电梯门的完全锁定之前折叠到电梯行进位置内。由此，电梯竖井门的连接器在电梯门的完全锁定之后不一定分开。

在电梯的一个有利的实施例中，目标范围被限定，在所述目标范围内，预定的压力关系和/或空气流占主导，且在电梯门的锁定没有被完全结束的情况下，电梯轿厢的离开是可能的。电梯轿厢因此在电梯门被完全锁定之前离开楼层，这提高了输送性能。为此目的，例如，设置在轿厢门与电梯竖井门之间的连接器，以及门驱动器在驱动中分开控制。

附图说明

根据实施例的示例以及附图在下面详细描述本发明，附图如下：

图1显示了电梯和电梯轿厢以及不同的传感器单元的实施例的第一示例的示意图；

图2显示了具有几个电梯轿厢以及不同的传感器单元的电梯的实施例的第二示例的示意图；

图3显示了评估单元的实施例的示例的示意图，所述评估单元从不同的来源接收关于物理条件的数据，所述数据使用在根据图1和/或图2的电梯中；

图4A和4B显示了使用在根据图1和/或图2的电梯中的行进曲线的实施例的几个示例的示意图；和

图5A和5B显示了具有可控制连接器和门驱动器的电梯门驱动装置的实施例的示例的视图，所述可控制连接器和门驱动装置使用在根据图1和/或图2的电梯中。

具体实施方式

关于电梯和电梯轿厢：图1显示了电梯设备的实施例的第一形式，所述电梯设备布置在任何建筑物中并包括至少一个电梯轿厢5。该电梯设备可以是任何已知的电梯设备1，所述电梯设备1具有组件，诸如用于在建筑物的楼层2之间在电梯竖井3中输送人员和/或货物电梯轿厢5，以及用于移动电梯轿厢5的驱动装置和用于控制所述驱动装置的电梯控制器14。

关于传感器单元：在某些物理条件下，强空气流可以出现在电梯竖井3中并阻碍移动，特别是电梯门4、6的关闭。产生这些现象的条件很复杂。通过检测例如在不同楼层2处的空气压力和/或在电梯竖井3中的不同位置处的空气压力，可以确定在电梯竖井3的部分中甚至在整个电梯竖井3中的空气流。另外的传感器10-12可以检测在电梯竖井3和/或建筑物中的不同位置处的空气温度和/或空气流。此外，例如温度和/或空气压力和/或风速的局部气象数据可以用于确定压力关系和/或空气流。由此，在暴风雨天气预报的情况下，可以预防性地确定适当匹配的行进曲线。

图1显示了不同的传感器单元10-12，所述传感器单元10-12布置在建筑物中的不同位置。传感器单元10-12检测很多不同的物理条件，诸如压力关系和/或空气流和/或空气压力和/或温度和/或风速等。在此情况下，传感器单元10-12可以是可购买的单元，诸如空气压力传感器10(气压计)、温度传感器11(温度计)、风速传感器12(风速计)等。

存在测量空气压力的各种方法。例如，空气压力可以借助压敏元件(pressure cell)得到测量。这或者可以根据空气压力改变其电容，或者通过压电晶体输送电压脉冲。存在商业上可获得的不同模型，所述模型根据两个前述测量形式中的一个起作用。例如，可以使用Honeywell生产的压力传感器DC2R5BDC4和DC010BDC4。

在测量温度的情况下，存在确定温度的各种方法，例如使用电阻温度计(具有Pt100传感器的温度计，例如Therma的W-10144或Wiesemann&Theis GmbH的57101)，或半导体温度计(具有PTC传感器的温度计，例如EPCOS的B59011-C1080-A70或B59011-C1040-A70)。存在用于这两种方法的很多商业上可获得的模型。

对风速的测量原理可以不仅是热的，例如通过热金属丝(hot wire)的风冷(例如，ATP Messtechnik GmbH的ATA-30)，而且也可以是通过测量体积流量(volume flow)的机械式的。风速测量仪器最常用的原理是旋杯式风速计或比重测定叶轮风速计(hydrometric vane anemometer)。通过三个或四个半球形杯的风轮被风驱动，旋杯式风速计检测风速，例如Vaisala的旋杯式风速计WM30。在比重测定叶轮风速计的情况下，风速传感器等同于通风机(ventilator)(例如，Heinz Hinkel Elektronik的HGL-4018)。

在几个电梯轿厢的情况下：根据图2的实施例的示例大体上与根据图1的实施例的示例相似，从而在下面参照此描述并且解释与其不同之处。图2显示了在电梯竖井3中的几个电梯轿厢5。为了在电梯竖井3中的几个电梯轿厢5的情况下检测多个物理条件，电梯竖井3内的每一个电梯轿厢5的位置和速度由传感器和/或电梯控制器14检测。特别地，在窄的电梯竖井3的情况下和/或在电梯轿厢5高速运行的情况下，主导的物理条件是复杂和显著的。

空气调节装置16或竖井通风的操作数据被考虑为进一步的物理条件。假定不仅空气调节装置的空气入口和空气出口的位置，而且空气调节装置的操作动力的位置对电梯设备1的物理条件也有影响。可以设想的是，诸如例如建筑物通风的消防控制的紧急控制，也被附带地考虑。

关于评估单元：检测的信号作为数据传送到评估单元13。传感器单元10-12通过连接器、有利地通过例如任何建筑物总线的线缆、或通过例如无线电接收装置15的电磁波，将检测的物理条件作为电模拟信号或数字信号报告到评估单元13。除了传感器单元10-12之外，电梯控制器14也将有关电梯竖井3内的电梯轿厢5的数量、位置和速度的数据传送到评估单元13。

评估单元13评估这些与要被使用的用于打开和关闭电梯门4、6的行进曲线有关的传送的数据。图3示意性显示了评估单元13，评估单元13获得了来自各种来源的有关物理条件的数据，并确定最优的行进曲线。评估单元13是商业上可获得的装置，且具有用于例如传感器单元10-12和/或电梯控制器14和/或建筑物管理系统和/或空气调节装置17和/或无线电接收机15和/或例如互联网16的外部网络的输入。评估单元13借助处理器和软件评估数据。最优的行进曲线可以通过基于物理条件的计算而确定。在此情况下，可以获得用于电梯门4、6的无限数量的行进曲线。然而，最优的行进曲线也可以从存储器调取并由此从有限的选择中确定。最优的行进曲线然后被传送到电梯控制器14。电梯控制器14和评估单元13可以设置在不同的位置或相同的位置。评估单元13将此信息传递到电梯控制器14。评估单元13和电梯控制器14也可以实现为单个设备。此外，可以将要使用的行进曲线存储在电梯控制器14中，并可以仅仅将关于要使用的行进曲线的信息传送到电梯控制器14。

电梯门的行进曲线作为时间的函数：图4A和4B显示了行进曲线的实施例的几个示例。行进曲线描述了电梯门4、6的打开和关闭特征。电梯门4、6由至少一扇轿厢门6和用于每一楼层2的至少一扇电梯竖井门4组成。行进曲线可以不同的方式表现。图4A显示了作为时间的函数的、电梯门4、6的打开和关闭期间的速度。图4B显示了作为时间的函数的、电梯门4、6的打开或关闭期间的门驱动器22的功率。电梯门4、6获得的最大速度可以基于电梯门4、6因为安全原因可以达到的动能最大值。即使在不利的物理条件下，最优的行进曲线也使得电梯控制器14可以尽可能快地锁定电梯门4、6和尽可能快地离开楼层2。除了物理条件之外，门驱动器22、质量、门扇等也对最优行进曲线的确定起作用。

电梯门4、6的关闭时间通过最优行进曲线可以减少大约15-20％。节省的时间基于门的质量。基于电机扭矩和电梯门4、6的要被移动的质量的相应的比率，这可以变化正负10％。此缩短的门关闭时间在具有很多楼层2的大建筑物中累积。例如，对于停止三次且每次停止时间为8秒以及在两次停止之间的行进时间为3秒、则(3×8)+(2×3)＝34秒的典型行程，在每次关闭过程节省0.6秒的门关闭时间的情况下(3×0.6＝1.8秒)，可以节省大约5％的时间。

行进曲线由三个阶段(I-III)组成。在加速阶段(阶段I)，电梯门4、6由门驱动器22的目标功率(P_soll)加速到目标速度(V_soll)。在图4A和图4B中，所有的曲线(曲线1-4)在加速阶段相同。

在滑行阶段(阶段II)，电梯门4、6以很低的驱动功率移动，且基本没有加速度。在曲线1的情况下，因为没有不利的影响干扰门关闭过程，所以不具有驱动功率的阶段II持续最长时间。在曲线2的情况下，通过增加驱动功率到目标功率(P_soll)的值，可以保持到接近目标速度(V_soll)。阶段II从而持续与曲线1中的情形一样长的时间。在曲线3的情况下，尽管增加了驱动功率，但是不能维持目标速度(V_soll)。由于不利的物理影响导致制动电梯门4、6，没有加速度的阶段II被过早地中断。在曲线4的情况下，因为已知不利的物理影响形成了阻力，驱动功率增加到目标功率(P_soll)之上。曲线4因此使得其关闭时间与曲线1和2一致。

在制动阶段(阶段III)，电梯门4、6被电机驱动器再次制动。在此情况下，曲线1、2和4必须由相同的力量制动，因为它们在阶段II结束时的速度仍然为V_soll。曲线3具有较低的速度从而门关闭时间增加。

可以设想的是，三个阶段在行进曲线中出现了或多或少的不同。具体地，阶段II在某些行进曲线的情况下甚至不存在。在最优行进曲线的情况下，在滑行阶段或甚至在制动阶段会出现增加的驱动功率。

门驱动器22在正常情况下(曲线1)不仅在门关闭的加速阶段(I)，而且在制动阶段(III)中产生最大功率量。此外，在不利的物理条件下，例如在不良压力关系或强空气流的情况下，需要增加的驱动功率。在此情况下，最初，驱动功率根据不良物理条件调整到最大功率(曲线2)。如果达到该最大值，且对轿厢门6的阻力进一步增加，那么轿厢门6的速度慢下来(曲线3)。

一旦确定在电梯门4、6中当前存在的动能以及门驱动器22的可获得的驱动功率的情况下，电梯门4、6的锁定在作为引导件的连接器21仍然没有断开与电梯竖井门4的机械接触的时候发生，则电梯轿厢5的离开发生。

评估单元13提供了计算的或存储的行进曲线。根据评估单元13的行进曲线，电梯控制器14通过增加驱动功率以对不利的物理条件作出反应，以将门关闭时间保持为最优的低值。由此，既然增加功率需要的原因在于不利的物理条件并且是已知的，所以在没有对人或物品的安全冒险的情况下，驱动功率可以增加到目标值以上(曲线4)。

电梯轿厢门的连接：图5A和图5B显示了电梯门驱动装置20的实施例的示例，所述电梯门驱动装置22具有轿厢门6到电梯竖井门4的连接器21。在此情况下，连接器21可以借助连接驱动器24通过与门驱动器22和电梯门4、6的位置无关的连接驱动装置25被移动。由此，在最优条件的情况下，连接器21会已经折叠到电梯行进位置内以便在锁定电梯门4、6的瞬间没有延迟地开始电梯轿厢5的离开。在不利的外部影响的情况下，连接器21维持与电梯竖井门4机械接触直到它被锁定，且仅此后才被折叠到电梯行进位置内。

连接器21的长度可以如此，即电梯轿厢5的离开可以在电梯门4、6完全锁定之前已经开始。因为电梯竖井门4以及部分地轿厢门6的锁定因为安全原因绝对必要，所以只有当确保电梯门4、6在作为引导件的连接器21断开与电梯门4、6的机械接触之前被锁定，电梯轿厢5的离开才可以开始。

如果电梯竖井门4的锁定直到断开接触的瞬间也没有实现，那么电梯轿厢5必须通过紧急停止而停止。在此情况下，电梯竖井门4通过仍然存在的电梯竖井门4的机械接触而移动到其锁定状态。可以设想的是，连接器21的引导长度由此必须足够从而能够覆盖用于加速以及也用于可能的过早离开的紧急停止的行进通路。这意味着连接器21与电梯竖井门4之间的机械引导接触必须仍然存在。在此情况下，基于可获得的各个停止通路，紧急停止可以适当调整的加速度进行。如果行进曲线以次优的方式进行，这导致门关闭时间的延长和/或电梯装置1的输送性能的水平降低。

连接器21的驱动控制可以不同的方式进行；由此连接器21通过连接装置25例如可以设置有自己的连接驱动器24。也可以设想的是，连接器21与门驱动装置23直接机械连接，由此连接器21由门驱动器22移动。

Claims (14)

1、一种操作电梯设备(1)的方法，其中电梯门(4、6)通过行进曲线致动，且压力关系和/或空气流被检测，其特征在于，相对于所检测的压力关系和/或空气流的最优行进曲线从多个行进曲线中确定。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过测量电梯的电梯竖井(3)中和/或在至少一个楼层(2)上的空气压力和/或温度和/或风速，所述压力关系和/或空气流被确定。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在压力关系和/或空气流的确定中，考虑诸如温度和/或空气压力和/或风速的气象数据。

4、根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在压力关系和/或空气流的确定中，考虑至少另一个电梯轿厢(5)的位置和/或速度。

5、根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在压力关系和/或空气流的确定中，考虑建筑物空气调节装置(17)和/或电梯竖井通风的操作数据。

6、根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，在压力关系和/或空气流的确定中，考虑建筑物的高度和/或另外与建筑物有关的参数。

7、根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，在压力关系和/或空气流的预定目标范围内，电梯轿厢门(6)的连接器(21)在电梯门(4、6)的完全锁定之前折叠到电梯行进位置内。

8、根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，在压力关系和/或空气流的预定目标范围内，电梯轿厢(5)在电梯门(4、6)的完全锁定之前从楼层(2)离开。

9、根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，门驱动功率在电梯门(4、6)的制动阶段再次受到调整，以便保持门关闭时间最优地短。

10、一种电梯设备(1)，所述电梯设备(1)具有电梯门(4、6)，具有门驱动器(22)，所述门驱动器(22)用于根据行进曲线致动电梯门(4、6)，并且具有至少一个传感器单元(10-12)，所述至少一个传感器单元(10-12)用于检测压力关系和/或空气流，其特征在于，评估单元(13)从多个行进曲线中确定相对于检测到的压力关系和/或空气流最优的行进曲线。

11、根据权利要求10所述的电梯设备(1)，其特征在于，所述传感器单元(10-12)通过测量电梯的电梯竖井(3)中和/或在至少一个楼层(2)上的空气压力和/或温度和/或风速，确定压力关系和/或空气流。

12、根据权利要求10或11所述的电梯设备(1)，其特征在于，在压力关系和/或空气流的确定中，至少另一个电梯轿厢(5)的位置和/或速度从电梯控制器(14)传送到评估单元(13)。

13、根据权利要求10-12中任一项所述的电梯设备(1)，其特征在于，在压力关系和/或空气流的预定目标范围内，电梯轿厢(5)在电梯门(4、6)的完全锁定之前离开楼层(2)。

14、一种用于执行根据权利要求1-9中任一项所述的方法的评估单元(13)。

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