CN101134546A - 电梯设备用的安全装置以及具有这种安全装置的电梯设备 - Google Patents

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Abstract

安全装置(10)，用于其中具有在电梯设备(10)的公共电梯竖井(11)中沿垂直方向实质独立运动的上部电梯轿厢(A1)和下部电梯轿厢(A2)的电梯设备(10)。该安全装置包括第一电－光探测系统(20)，具有在上部电梯轿厢(A1)的下部区域中的第一光源(21)和具有第一探测器(22，24)，第一探测器具有在下部电梯轿厢(A2)的上部区域中的光敏第一传感器区域(22)。该第一光源(21)以相对于垂直方向的第一角度(W1)发出聚焦的第一光束(L1)。第一角度(W1)被如此预先确定，以便：在上部和下部电梯轿厢(A1，A2)接近时，第一光束(L1)入射在第一传感器区域(22)，并且从而可被第一探测器(22，24)探测到。在这种情况中，第一探测器(22，24)触发反应(R2)。

Description

电梯设备用的安全装置以及具有这种安全装置的电梯设备
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求的引言部分的用于具有至少一个电梯轿厢的电梯设备的安全装置。此外，本发明涉及相应的电梯设备。
背景技术
多移动电梯设备(multi-mobile lift installation)中的电梯轿厢典型地每个都配置有自己的驱动装置和自己的制动系统。整个电梯设备的电控制器通常被如此设计，以便：单个电梯轿厢不会出现碰撞。特别地，在紧急停止的情况中或甚至在电梯轿厢的正常楼层停止的情况中，无法保证在所有情况中，设置在相同电梯竖井上方或下方的另一电梯轿厢在正确时刻仍能够停止以避免碰撞。因为控制器预先确定了单个电梯轿厢之间的充分间距并且此外合适调整的垂直速度，这能够被避免。然而，由于这种预置，多移动电梯设备的运送能力无法完全利用，这对成本/利用效率产生影响。
现在，从欧洲专利说明书EP 769 469 B1已知一种多移动电梯设备，其包括如果存在不期望的接近另一电梯轿厢，用于打开电梯设备的安全电路的装置。根据所述专利说明书，在每个电梯轿厢处存在估计电梯轿厢位置和速度的安全模块，以在给定情况中能够甚至在另一电梯轿厢处触发制动过程。各个安全模块必须始终识别和评估其它参加的电梯轿厢的轿厢位置和速度，以能够在紧急情况中正确反应。为此目的，需要在紧急情况中负责确定停止命令的特别的判断模块。
从国际专利申请WO 2004/043841 A1已知类似复杂的解决方案。根据该专利申请，红外、激光或超声波传感器被布置在每个电梯轿厢处，测量距设置在电梯轿厢的上方和下方的相邻电梯轿厢的间距。此外，它还提出使用竖井信息系统，以便：例如布置在竖井中的测量条能够由采用挡光板形式的电梯轿厢处的传感器扫描。这种电-光方法还使得可以控制电梯轿厢的间距，并在给定情况中，还可以控制距竖井底部的间距，并且如果需要，干预控制以防止碰撞。
首先，在国际专利申请WO 2004/043841 A1中描述的解决方案很复杂，因为它迫使电梯轿厢的不同光-电部件之间的通信，以实现有关电梯轿厢的瞬时状态和瞬时速度的说明(statement)。
此外，当操作时，由于所有系统必须彼此匹配，所描述解决方案的初始化很复杂。该系统的复杂性使得这些解决方案可能也易出故障。
发明内容
考虑到已知布置，本发明的第一目标在于提供一种多移动电梯设备，在两个电梯轿厢之间接近时，其使得电梯轿厢在碰撞前自动停止，不需要电梯轿厢之间复杂的数据交换。
本发明的另一目标包括：在具有至少一个电梯轿厢的电梯设备中，防止电梯的不期望的接近，或当电梯轿厢接近电梯竖井端部时，轿厢与竖井的端部碰撞。
换言之，目的在于利用简单和可靠的方式提高电梯设备的安全性。
利用独立权利要求的特征实现了目标。从属专利权利要求实现了本发明的有利改进。
本发明恰好适用于防止彼此相当接近的两个电梯轿厢之间的碰撞，以及电梯轿厢与电梯竖井端部之间的碰撞。在下文中描述了根据本发明的安全装置的等价变型。
在第一变型中，安全装置，用于具有上部电梯轿厢和下部电梯轿厢的电梯设备，所述上部电梯轿厢和下部电梯轿厢在电梯设备的公共电梯竖井中沿垂直方向实质独立地运动，所述安全装置包括：第一电-光探测系统，所述第一电-光探测系统具有在上部电梯轿厢的下部区域中的第一光源和第一探测器。第一探测器具有在下部电梯轿厢的上部区域中的光敏第一传感器区域。该第一光源以相对于垂直方向的第一角度发出聚焦的第一光束。第一角度被预先确定，以便：在上部和下部电梯轿厢接近时，第一光束入射在第一传感器区域上，并且从而可由第一探测器探测到，并且第一探测器触发反应，以防止电梯轿厢的碰撞。
此外，安全装置具有第二电-光探测系统，该第二电-光探测系统具有在下部电梯轿厢的上部区域中的第二光源和在上部电梯轿厢的下部区域中的第二探测器。
利用本发明的知识，也可以实现具有在公共的电梯竖井中可实质独立垂直运动的两个以上电梯轿厢的第一变型，其中：为此设置的至少一个光源和探测器在这些电梯轿厢的每个之间。
在第二变型中，安全装置，用于具有下部竖井端部和至少一个电梯轿厢的电梯设备，所述至少一个电梯轿厢在电梯设备的电梯竖井中沿垂直方向实质独立地运动，包括：第一电-光探测系统，第一电-光探测系统具有在电梯轿厢的下部区域中的第一光源和第一探测器。第一探测器具有在下部竖井端部的区域中的光敏第一传感器区域。该第一光源以相对于垂直方向的第一角度发出聚焦的第一光束。第一角度被预先确定，以便：在电梯轿厢接近下部竖井端部时，第一光束入射在第一传感器区域上，并且从而可由第一探测器探测到，并且第一探测器触发反应，以防止电梯轿厢的碰撞。
此外，安全装置包括第二电-光探测系统，该第二电-光探测系统具有在下部竖井端部的区域中的第二光源，和在电梯轿厢的下部区域中的第二探测器。
在第三变型中，安全装置，用于具有上部竖井端部和至少一个电梯轿厢的电梯设备，其中至少一个电梯轿厢在电梯设备的电梯竖井中沿垂直方向实质独立地运动，所述安全装置包括：第一电-光探测系统，该第一电-光探测系统具有在上部竖井端部的区域中的第一光源和第一探测器。第一探测器具有在电梯轿厢的上部区域中的光敏第一传感器区域。该第一光源以相对于垂直方向的第一角度发出聚焦的第一光束。第一角度被预先确定，以便：在电梯轿厢接近上部竖井端部时，第一光束入射在第一传感器区域上，并且从而可由第一探测器探测到，并且第一探测器触发反应，以防止电梯轿厢的碰撞。
此外，该安全装置包括第二电-光探测系统，该第二电-光探测系统具有在电梯轿厢的上部区域中的第二光源和在上部竖井端部的区域中的第二探测器。
这些变型显然也能够有利地组合，即，第二变型的电梯轿厢可以是第一变型的电梯设备的公共电梯竖井中的数个电梯轿厢的下部的电梯轿厢，它们均可在电梯竖井中沿垂直方向实质独立地运动。
类似地，第三变型的电梯轿厢可以是第一变型的电梯设备的公共电梯竖井中的数个电梯轿厢的上部的电梯轿厢，它们均可在电梯竖井中沿垂直方向实质独立地运动。
显然，所有三个变型组合在一个电梯设备中是可能的。这种组合实现了防止两个电梯轿厢彼此之间的以及与竖井端部的碰撞。
本发明的优点来自可购得的电-光部件的简单布置，以防止电梯轿厢在电梯竖井中的碰撞。另一优点在于探测器的间距自动探测和在电梯轿厢的不期望接近时自动反应的触发。此外，采用很低的计算成本，与本地计算机单元配合的探测器能够基于速度数据触发防碰撞反应。此外，安全装置的冗余设计提供了额外的安全性，并实现了所有电梯轿厢的自动和快速的防碰撞反应。
附图说明
在下文中，基于实施例的实例并参照不成比例的附图，将更详细地描述本发明，其中：
图1A显示了在时间的第一点处，根据本发明的第一多移动电梯设备的示意侧视图；
图1B显示了在时间的稍后点处，根据图1A的多移动电梯设备的示意侧视图；
图2显示了根据本发明的第二多移动电梯设备的一部分的示意侧视图；和
图3显示了根据本发明的第三多移动电梯设备的一部分的示意侧视图。
具体实施方式
结合图1A和1B中的两个瞬态图描述本发明的第一种形式的实施例。其中显示了一种简单的多移动电梯设备10，具有：上部电梯轿厢A1；和下部电梯轿厢A2，两个电梯轿厢可在电梯设备10的公共电梯竖井11中沿垂直方向z实质独立地垂直活动。为此目的，电梯轿厢A1，A2可配置有驱动装置和保持制动装置，或者例如每个电梯轿厢A1，A2可各自联接到中央驱动系统，以实现在电梯竖井11中的单独运动。除此之外，为能够独立运动多移动电梯设备的电梯轿厢，还有其它方法。
如图1A和1B示意性地指示，设置的安全装置包括第一电-光探测系统20，具有在上部电梯轿厢A1的下部区域中设置的第一光源21。发射聚焦光的发光二极管特别适合作为光源。激光二极管或固体激光器甚至更适合。
此外，该探测系统30包括第一探测器22，包括在下部电梯轿厢A2的上部区域中的光敏第一传感器区域22。光敏二极管、光敏三极管或其它光敏元件能够用作传感器区域22。
第一光源21被设计和布置，以便：它以相对于垂直方向z以第一角度W1传送聚焦第一光束L1。在所示实例中，光束L1被向下定向。
图1A中显示了瞬态图(轿厢之间的间距计为S1)，其中：上部电梯轿厢A1以速度v1向下运动，并且下部电梯轿厢A2是静止的(v2＝0)。在所示瞬间，光束L1在下部电梯轿厢A2的上方任何地方入射到电梯竖井11的墙壁。
如图1B所示，如果两个电梯轿厢A1和A2的相对间距现在减小到最小间距S2，则光束L1第一次入射在传感器区域22。
根据本发明，第一角度W1被预先确定或设置，以便：在上部和下部电梯轿厢A1，A2接近时，一旦到达最小间距S2，第一光束L1就入射在第一传感器区域22。在入射的这个瞬间，光束L1从而可由第一探测器22，24探测，并且这个探测器22，24触发反应R1(reaction)，例如通过线或连接23传递到控制器或相类似物。
现在，本发明允许安全装置的不同形式的实现或构造阶段。
在最简单的实现形式中，在光束L1入射在传感器区域22的第一时刻时，能够直接触发反应。在这种情况中，如果传感器区域22具有尺寸一在面积范围的意义上一允许其确保在电梯设备10中虽然的波动，也足够了，可实现探测器22，24对光束L1的稳定探测。
本发明的另一实现形式在图2中指示。在这个图中，显示了在光束L1被传感器区域22的光敏部分22.1第一次探测后不久的瞬态图。
这些部分优选地能够单独地评估，即它们具有各自的单独电连接。优选地，对于不同形式的实施例，设置有合适的评估系统24(或在图3的情况中24和28)，以能够根据第一光束L1入射的部分(22.1-22.n)触发匹配的反应(R1，R2，R3，R4)。
如果采用与在图1A和1B中相同的间距，则在所示瞬间，间距小于S2。
由于上部电梯轿厢A1以速度v1向着下部轿厢A2继续向前运动，由光束L1产生的“光点”向左移动。该安全装置现在可被设计、编程或设置，以便：利用在传感器区域22的部分22.1处的第一入射，预警被作为反应给出，或电梯设备10或电梯轿厢A1和/或A2被转换为预警模式。如果现有光点超出传感器区域22的先前固定的另一部分22.4，可触发最后反应(例如，通过触发上部和/或下部电梯轿厢A1，A2的制动装置或安全制动器的紧急停止)。这两阶段方法提供了额外的安全性，并且从而有助于避免错误的触发。
现在参照图2说明本发明的另一实现形式。如传感器区域22下的箭头指示，当电梯轿厢A1，A2之间的相对间距以速度v1减小时，光点以速度v1*向左移动。通过使用简单的三角法公式，这种速度v1*允许速度v1的计算确定。例如，如果角度W1等于45度时，由于tan45＝1，则v1＝v1*。如果角度W1大于45度，则v1*也大于v1。利用更小的角度W1，v1*小于v1，即实现了速度的逐步减小或减慢的形式。利用这种减慢可减小传感器区域22的尺寸，这会是有利的因为合适的传感器是昂贵的。
另一变型如图3所示。由于它提供最大的安全性，这个变形目前是优选的。如所示，使用了两个电-光探测系统。第一探测系统的设计类似于前述图中所示的系统。第二探测系统可以结构上相同，但以类似镜中图像的方式就位在下部电梯轿厢A2的上部区域中。对应的第二传感器区域26就位于上部电梯轿厢A1的下部区域中。
在所示实例中，两个角度是相同的，即W1＝W2。然而，该角度可以被预先确定或设置为不同的。在相同执行电-光探测系统并且如果W1＝W2，这两个电-光探测系统同时传送信号或同时触发反应R3，R4。
在图中示意地示出：探测器触发各自反应。根据设备的实施例、编程或设置的各自形式，反应的形式不同。在图中，指示出：探测器处于通过线或其它连接装置23或27发出信号或数据的位置中。然后，这些信号或数据或者在反应被触发前处理或者它们直接触发反应，例如其中：它们打开作为安全电路一部分的开关。
存在管理反应的触发的许多可能性。各自的实现取决于各自电梯设备10的多种细节。如果例如电梯设备的每个电梯轿厢A1，A2具有自己的安全电路，上部和/或下部电梯轿厢A1，A2的安全电路可被探测器中断。
多移动电梯设备10优选地包括每个电梯轿厢A1，A2的自己的安全电路，其中：诸如例如安全接点和安全开关的多个安全元件被布置在串联电路中。对应的电梯轿厢A1或A2仅当安全电路以及因而集成在其中的所有安全接点关闭时可移动。该安全电路与电梯设备10的驱动装置或制动单元连接，以便如果这种反应是期望的，中断相应电梯轿厢A1或A2的行进操作。
然而，本发明还能够用于配置有安全总线系统而非上述安全电路的电梯设备中。
对于打开安全电路可选地或另外地，也可触发各自电梯轿厢A1，A2的制动装置。
可选地或另外地，也可触发各个电梯轿厢A1，A2的可能的安全制动装置。
因此，根据实施例的各自形式，下述反应的一个或几个能够由探测器22，24或26，28触发：
-打开至少一个电梯轿厢A1，A2的安全电路，
-信号到电梯控制装置，
-触发至少一个电梯轿厢A1，A2的制动设备，
-触发至少一个电梯轿厢A1，A2的安全制动，
-将至少一个电梯轿厢A1，A2转换为预警状态，
-至少一个电梯轿厢A1，A2的垂直速度v1，v2的调节。
因此，本发明能够实现间距控制或组合的间距和安全控制。
角度W1，W2能够被设置在相对于垂直方向z的0到90°的范围内。该角度W1，W2优选地位于0和60度之间的范围内，并且特别优选地在10和50度之间。
优选地，根据单个或多个参数，例如电梯轿厢A1，A2的位置、速度或加速度，电梯轿厢A1，A2相对于电梯设备10的参考点或操作状态的间距、相对速度或相对加速度，该角度W1，W2被设置成可随时间(in time)改变的。
借助于该角度W1，W2的设置，在电梯轿厢A1，A2更大速度的情况中，该角度W1，W2例如可被设置得更小，以便：光束L1，L2以时间更早的点入射在探测器22，24上，并且这因此能够在时间更早的点触发反应R1，R2，R3，R4。对于更低的速度，早期反应R1，R2，R3，R4的必要性相应地减小，并且因此可设置更大的角度W1，W2。加速度与角度之间联系以类似的方式进行。
在诸如例如检查或维护状态中，电梯设备10的操作状态经常预设置减小的最大速度。因此，在电梯轿厢A1，A2的检查行进的情况中，由于电梯轿厢A1，A2仅以减小的速度运动，因此光束L1，L2的角度W1，W2可以在电梯轿厢A1，A2转换为检查状态后增加。
电梯轿厢A1，A2的位置例如用于确定角度W1，W2的可变设置的时间瞬间的目的。相应地，电梯轿厢A1，A2之间或电梯轿厢A1，A2与电梯竖井端部之间的临界间距可被确定。如果这个值下降，开始该角度W1，W2的可变设置。
如果多个电梯轿厢在相同的电梯竖井11中行进，则相应的安全装置也可被设置在这些电梯轿厢之间。
此外，对应的传感器区域也可被设置在电梯竖井11的下和/或上部电梯竖井端部，以防止电梯轿厢的充满危险地接近分别的电梯竖井端部。在这种情况中，操作原理与关于其它实施例形式描述的相同。

Claims (15)

1.用于具有上部电梯轿厢和下部电梯轿厢的电梯设备的安全装置，所述上部电梯轿厢和下部电梯轿厢在电梯设备的公共电梯竖井中沿垂直方向(z)实质独立地运动，其中：所述安全装置包括第一电-光探测系统，所述第一电-光探测系统具有在上部电梯轿厢的下部区域中的第一光源和具有第一探测器，其特征在于：
-第一探测器包括在下部电梯轿厢的上部区域中的光敏第一传感器区域；和
-所述第一光源以相对于垂直方向(z)的第一角度发出聚焦的第一光束，并且所述第一角度被预先确定，以便：在上部和下部电梯轿厢接近时，第一光束入射在第一传感器区域，并且从而可被第一探测器探测到，并且第一探测器触发反应。
2.根据权利要求1所述的安全装置，其特征在于：所述安全装置包括第二电-光探测系统，所述第二电-光探测系统具有在下部电梯轿厢的上部区域中的第二光源和在上部电梯轿厢的下部区域中的第二探测器。
3.用于具有下部竖井端部和至少一个电梯轿厢的电梯设备的安全装置，所述至少一个电梯轿厢在电梯设备的电梯竖井中沿垂直方向(z)实质独立地运动，其中：所述安全装置包括第一电-光探测系统，所述第一电-光探测系统具有在电梯轿厢的下部区域中的第一光源和第一探测器，其特征在于：
-第一探测器包括在下部竖井端部的区域中的光敏第一传感器区域；和
-所述第一光源以相对于垂直方向(z)的第一角度发出聚焦的第一光束，并且所述第一角度被预先确定，以便：在电梯轿厢接近下部竖井端部时，第一光束入射在第一传感器区域，并且因而可被第一探测器探测到，并且第一探测器触发反应。
4.根据权利要求3所述的安全装置，其特征在于：安全装置包括第二电-光探测系统，所述第二电-光探测系统具有在下部竖井端部的区域中的第二光源，和在电梯轿厢的下部区域中的第二探测器。
5.用于具有上部竖井端部和至少一个电梯轿厢的电梯设备的安全装置，所述至少一个电梯轿厢可在电梯设备的电梯竖井中沿垂直方向(z)实质独立地运动，其中：所述安全装置包括第一电-光探测系统，所述第一电-光探测系统具有在上部竖井端部的区域中的第一光源和第一探测器，其特征在于：
-第一探测器包括在电梯轿厢的上部区域中的光敏第一传感器区域；和
-所述第一光源以相对于垂直方向(z)的第一角度发出聚焦的第一光束，并且所述第一角度被预先确定，以便：在电梯轿厢接近上部竖井端部时，第一光束入射在第一传感器区域，并且从而可被第一探测器探测到，并且第一探测器触发反应。
6.根据权利要求5所述的安全装置，其特征在于：所述安全装置包括第二电-光探测系统，所述第二电-光探测系统具有：在电梯轿厢的上部区域中的第二光源；和在上部电梯竖井端部的区域中的第二探测器。
7.根据权利要求3或4所述的安全装置，其特征在于：所述电梯轿厢是电梯设备的公共电梯竖井中的数个电梯轿厢的下部的电梯轿厢，所述数个电梯轿厢均可在电梯竖井中沿垂直方向(z)实质独立地运动。
8.根据权利要求5或6所述的安全装置，其特征在于：电梯轿厢是电梯设备的公共电梯竖井中的数个电梯轿厢的上部的电梯轿厢，所述数个电梯轿厢均可在电梯竖井中沿垂直方向(z)实质独立地运动。
9.根据前述权利要求的任何一项所述的安全装置，其特征在于：传感器区域包括能够单独评估的数个光敏部分。
10.根据前述权利要求的任何一项所述的安全装置，其特征在于：第一探测器包括评估系统，以能够根据第一光束入射在其上的部分，触发匹配的反应。
11.根据前述权利要求的任何一项所述的安全装置，其特征在于：一个或多个以下反应能够由第一探测器触发，
-打开至少一个电梯轿厢的安全电路，
-信号到电梯控制装置
-触发至少一个电梯轿厢的制动设备，
-触发至少一个电梯轿厢的安全制动装置，
-将至少一个电梯轿厢转换为预警状态，
-调节至少一个电梯轿厢的垂直速度。
12.根据前述权利要求的任何一项所述的安全装置，其特征在于：利用电-光探测系统实现间距控制或组合的间距和速度控制。
13.根据前述权利要求的任何一项所述的安全装置，其特征在于：光束和垂直方向(z)之间的角度可被设置以根据单独或多个参数随时间可变。
14.根据权利要求13所述的安全装置，其特征在于：所述参数表示电梯轿厢的位置、速度或加速度，电梯轿厢相对于电梯设备的参考点或操作状态的间距、相对速度或相对加速度。
15.具有根据前述权利要求中的任意一项所述的安全装置的电梯设备，其中：所述电梯设备包括至少一个电梯轿厢，具有每个电梯轿厢的驱动装置和保持制动装置，并且其中：利用反应可防止电梯轿厢的碰撞。
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