CN1494511A - 用于可运动部件尤其电梯的安全装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于监控尤其电梯相对于行驶目的和运动目标的安全距离以及不同的最大行驶速度和优选地用于安装在电梯间内的安全装置，它包括距离和速度测量装置、用于均衡取决于行驶目的具有相关的额定速度的预定距离与当前实际值的比较装置以及用于在超过额定值时触发制动装置的触发装置。在权利要求中定义的本发明的目的是使当今的机械式限速器适应现代电梯系统的要求以及增添新的功能。其中最重要的是：监控多个速度以及加速度和制动阶段；监控井筒内运动和固定障碍物的距离；准确和快速反应地触发；储存功能，用于记录在故障状态对安全有重要意义的电梯数据。采用本发明获得的优点主要在于可以生产井筒区缩短的高速电梯以及多个电梯间能安全地在一个井筒内行驶。此外，所有电梯均可达到对乘客有更高的安全标准。

Description

用于可运动部件尤其电梯的安全装置

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的安全装置。

背景技术

出自于安全的原因必须监控电梯间的速度，以便在故障状态能引入紧急制动。按先有技术如今这仍由一种绳索传动的机械式工作的限速器实施，当超速约20％时它通过绳索和杠杆触发制动装置，例如防坠制动器。

然而这种系统还源自于电梯生产的创始时期以及不准确和故障多，只能在有一定的延迟的情况下触发，以及，尤其在污染、老化和不良维护时不能令人满意地工作。

由于此原因，需要对电梯间做例行的防坠试验，但这意味着电梯受不必要的极限负载，它的安全性会长期和有害地受损，或甚至可能导致破坏电梯的重要部件，例如传动装置。此外，在先有技术中已知的机械限速器的缺点是，防坠装置的触发过程通常几乎不能重现。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种安全装置，它克服先有技术的缺点，尤其提高了由安全装置监控的设备的可靠性。此外，安全装置的运行和结构应比较现代化和简单。尤其还应达到尽可能短的反应时间和准确地触发安全装置。通过提高被监控设备的可靠性，还应实现设备更好的设计可能性。

为了能满足未来对电梯系统的要求，例如更高的速度、缩短的井筒区、临时的避难室以及在一个井筒内多间电梯，还要求根据离目的地的距离限制速度。例如离井终端的距离或离同一井筒内另一电梯间的距离便属于此。此任务亦应由安全装置承担。

这些目的通过具有权利要求1特征的安全装置达到。其他有利的设计是从属权利要求的内容。

按本发明的安全装置的特征尤其在于，它包含距离测量装置、速度测量装置和人工智能的比较装置，其中，人工智能的比较装置包括一个存储器，用于储存最大允许的速度和至少一个具有尤其赋予的中间速度的基准位置(离此可运动部件目的地的距离)，以及，其中，距离测量装置在到达基准位置时将此情况通报给比较装置，比较装置检验，对于此基准位置是否存在最大允许的中间速度，若是，将它与在此时刻由速度测量装置检测到的实际速度进行比较，在超过此中间速度时，命令触发装置发出电子触发信号，以及，其中，人工智能的比较装置与基准位置无关地将最大允许的速度连续地与实际速度比较，并在超出最大允许速度时命令触发装置同样发出一个电子触发信号用于触发制动装置。在有多个基准位置的情况下，它们按其离目的地距离的大小处理。

通过将不同的装置设计为电子构件或有微处理器的虚拟构件，与机械式限速器相比明显降低维护费用，因为即使是给制动装置的触发信号也可有利地不接触式传输。此外，通过取决于距离的速度限制，有可能不仅监控一个限制速度，而且监控多个速度和甚至监控与目的地相关的行驶曲线变化过程。其结果是导致安全装置的一种所谓多级性，这种多级性提供了多种附加的可能性，例如相对于井筒内另一个运动物体的距离限制、在低速或低负载时有目的地测试触发等。因此只需要一个针对所有功能和速度范围的系统。此外，由此还可以在加速和制动阶段中进行有目的地监控限制速度，从而改善和简化整个设备的运行和结构，例如降低了在电梯井内对附加的缓冲区的要求。

例如在电梯规程中规定在井坑内设缓冲装置。它们必须设计为使电梯间在故障情况下能以额定速度不制动地搁浅在缓冲装置上，与此同时不造成损坏。电梯额定速度越大缓冲器越高以及相应地井坑必须越深。通过在井筒终端区引入减小后的额定速度，可以将缓冲器缩短到标准尺寸。井坑和井口相应地减小，从而降低静力学要求。

然而一个至少两级式工作的限速器或安全装置是一个进一步降低的第二限制速度的前提条件，当电梯间驶入井筒终端区内以及相对于井终端达到一规定的距离时，它自动换接到较低的速度。

此外有利的是，也设位置测量装置和/或方向指示器，用于测定要由安全装置监控的运动部件的位置和运动方向。也就是说，位置控制的多级性不仅允许监控固定的速度，例如额定速度，而且也可以按照预先计算好的行程速度特性线监控制动和加速阶段并在偏离时操纵制动装置，确切地说，首先操纵运行制动器以及在效果不佳时稍后操纵紧急制动器，例如防坠制动器。要监控的运动部件，例如电梯间标准的行程速度变化曲线相应的基准数据，可从电梯控制装置复制到安全装置的存储器内，或单独输入存储器。此外可向安全装置提供例如外部信息系统，例如在电梯设备中井筒信息系统的实时数据。

此外有利的是，安全装置还配备数据发送和/或接收装置。由此例如可以让多个电梯间在一个井筒内行驶，为它们各配设一个自己的安全装置。每个安全装置的数据无线或导线连接地与相邻电梯间连续交换。因此，安全装置得知本身的位置和相邻电梯间的位置。它由此连续确定离相邻电梯间的距离。当确定的距离小于一个储存的预定基准值时，附加地活化为此基准值配设的速度并与由安全装置测得的实际值比较。在小于基准距离的时刻超过基准速度时触发安全装置。通过这种适应性特性，达到多个电梯间最佳地在一个井筒内运动，例如也可以互相对驶，以及安全装置只有在出现怀疑存在安全问题的行驶状态才加以干预。

本发明还可使用于在一个减小的速度范围内自动和爱护地实施前已提及的防坠和缓冲试验，并将结果记录在存储器内。

此外，电梯可以在井坑和井口不设置临时避难室，为此，配设安全装置的电梯间通过按钮在规定的高度时控制并以降低后的速度在井终端上方有目的地置于捕集器内。

为了设计可监控不同限制速度的多级式安全装置，有多种可能性和方案。安全装置的多级性可例如这样达到：保持迄今绳索传动的单级式机械触发装置，并补充或重新配备一电子功能块或电子限距和限速装置。已知的单级机械式限速器有一个离心力控制的机械触发装置，以及，在与电子限速装置组合的情况下，规定用于监控绝对的最大速度。这意味着，组合的多级式限距和限速器中的机械限速装置主要规定用于紧急运行，并因而显著提高系统的安全性。

由安全装置监控的运动部件，例如电梯，对安全有重要意义的数据以及在故障状况下的数据，例如触发速度、触发时刻以及触发制动装置后的制动延迟，可以记录在设在安全装置内的存储器内，并提供用于整个过程的分析和重现。

这些数据也可以储存在一单独的被封闭和加铅封的存储器功能块内，并按规定的时间间隔，例如每10分钟，重新改写。

为了确定要监控的运动部件的速度，按本发明此安全装置有一距离和速度测量装置。这些装置的设计可按不同的方式进行，例如单独的或组合的。例如可设一脉冲计数器，它检测在编码盘上的编码，编码盘由在要监控的部件处的绳索、皮带轮或摩擦轮驱动。作为替换方式也可以设想采用雷达和/或激光传感器，用于无接触式确定距离和速度。

为了特别迅速和无延迟地触发制动装置，按本发明设一烟火执行机构作为限速器触发装置的一部分，它的药包由触发装置的电子触发信号点燃。有利地此烟火执行机构例如由一个内装可运动的牵拉或压缩活塞的缸组成，活塞通过连杆或柔性连接装置与制动装置，例如防坠制动器连接。通过点燃药包，牵拉或压缩活塞在缸筒内移动并通过连杆操纵制动装置。这导致制动器特别短的反应时间。进一步的改善可通过使用多个药包达到，它们在发生故障点火时自动地先后点燃。

本发明通过在采用烟火执行机构的情况下的电子作用的限距和限速器，尤其导致准确和快速反应地触发以及提高可靠性以及减少维护工作量。此外此设备可以标准化和统一化。由此还可以由限速器承担一些附加的任务，例如：

-位置控制的多级性，亦即根据在井筒内的行程区段的电梯间位置使用多个触发速度/曲线，

-当多个电梯间在一个井筒内运动时的适应性距离保护，

-取决于状况地触发并联和串联作用的防坠制动器，

-用于在使用具有防坠制动器的限速器前和后记录和保护重要的电梯数据(时间、速度、延迟、制动距离等)的黑匣子。

这尤其通过电子安全装置的下列特征实现：

-储存通过从位置×离一固定或运动目标Y的距离和包含在内的基准点(1至n)定义的行程区段(1至n)，基准点再通过离目的地的距离Z定义，以及为它们各赋予一个基准速度，

-在运动目标Y朝电梯间运动期间距离Z加倍，

-按选择无线或导线连接地与固定地设置在井筒内的基准点1-n(触点、磁开关、传感器等)连接，

-连续地检测参数时间、位置、行驶目的、行驶方向、速度以及行程，

-与相邻的要监控的部件，例如在同一井筒内的电梯间/车辆(如果存在的话)的安全装置交换重要的参数值，包括奇偶校验的冗余数据以及连续检测的相邻电梯间或车辆之间的距离，

-接收井筒信息系统重要的实际值，

-接收电梯控制装置重要的额定值，

-在存在一个行驶目的Y时，选择重要的行程区段1-n以及在到达第一个基准点时将相关的基准速度与目前的实际速度作比较，并在超过时发出信号和触发制动装置，

-连续地储存对安全有重要意义的数据。

附图说明

下面借助附图在对实施例的详细说明中可看出本发明的其他优点、特点和特征。附图纯示意性地表示，其中：

图1按本发明的安全装置侧视图；

图2按本发明的安全装置另一种实施形式的侧视图；

图3有烟火执行机构的制动装置侧向剖视图；以及

图4有不同限制速度的电梯的行程一速度曲线图。

具体实施方式

图1表示按本发明的安全装置1局部剖切的侧视图，它由一系列功能单元组成，它们通过下列结构部件实现。其中包括：

有脉冲计数器和方向指示器的编码盘10；配备有微处理器、存储器、虚拟功能块、数字钟、由电池缓冲的能源、有串联和并联出口的输出装置A、有串联和并联进口的输入装置E、以及可插接并已铅封的附加存储器13的电子控制装置2。此外，在此例子中按烟火原理的执行机构3用于机械地操纵制动器。脉冲发生器、电子控制装置2和执行机构3也可以设计为在空间上分离的并通过导线连接的或无线的连接装置，例如无线电，互相耦合。

限制仅一个最大速度的简化的过程如下：

电子控制装置2在将测得的实际速度与在存储器13内储存的最大速度进行比较时若确定最大速度已被超出，则电子控制装置2的输出装置A将触发装置的触发信号通过导线12发送给烟火执行机构3的点火器8，由此命令安全装置或与之连接的电梯间的制动器制动。

对于取决于行驶目的的距离和速度限制应关注一系列其他功能。

这些功能部件包含距离测量装置、速度测量装置、人工智能的比较装置和触发装置。

速度测量装置：

速度测量装置所使用的组件在本例中还包括摩擦轮9，它通过弹簧力压在导轨11上并在它上面安装一个编码盘10。借助设在电子控制装置2中的脉冲计数器和数字钟，当编码盘10旋转时可以确定限速器的速度，限速器例如设在电梯间上。

距离测量装置：

距离测量装置基本上使用与速度测量装置一样的组件，以及在图示的实施例中它同时设计为位置测量装置。它确定电梯间在井筒中的位置、相对于固定或运动目标的行程区段和期望的离目的地的距离。为此，它需要附加的例如在井口和井终端处形式上为传感器、触点或磁开关的准确的基准点，以便当电梯间抵达目标终点时向控制装置2发出信号。这些终点P0可补充另一些中间目标点P1-n，例如在井筒内的乘降站。现在，距离测量装置在运行的一开始通过脉冲计数器在一次从P0到P0的试行驶中在井筒的全部区段中和包括所有存在的中间区段测量井筒，并将这些基准距离表明特征地储存在存储器中。若在试行驶后或在以后的运行中电梯间到达P0，脉冲计数器重新回零。

若现在电梯间在实际运行时得到一个目的地，例如从最下面的停站驶向第2层，则此号码输入电梯控制装置以及平行地输入距离测量装置。它对此选出在试行驶时储存的相应的基准区段P0一层次2，以及当电梯间处于运动中时由它取出脉冲计算器测得的行程。走过的距离给出电梯间相对于井口的位置，以及余下的距离表明抵达当前行驶目的地的路程。由此，距离或位置测量装置在任何时刻得知电梯间在井筒中的位置以及余留的到目的地的行程距离。若出现反向，则方向指示器识别此情况以及行程脉冲被赋予相应于方向的符号。若在井筒内彼此独立地运动2个电梯间，则每个电梯间由相邻电梯间的距离或位置和速度测量装置得到无线或导线连接地传输的位置、行驶方向和速度，并由此连续地算出距运动的相邻目标的距离。

人工智能的比较装置：

人工智能的比较装置在存储器内得到针对距离的速度额定值，比较装置根据规定的行驶目的地通过软件功能块从存储器选出速度额定值并与距离和速度测量装置提供的实际值比较。规定的额定值例如是离一个行驶目的地x的距离1-n和相关的基准速度y。按进一步地细化，基准速度的有效期限又可定义为点或区段。

若比较装置得到一个行驶目的地，它便在存储器内查验，是否对此存在一个有或没有速度的距离。额定距离与当前到目的地的距离进行比较，若这些距离相等，则附加地实施速度额定值与当前的实际值的均衡。在超过额定速度时产生一个触发信号。

若比较装置得到一个朝一个沿反方向运动的移动目标的目的地，则它将储存的额定距离加倍。

触发装置以及数据发送及接收装置：

触发装置或数据发送及接收装置包含多个处理控制装置信息的进口和多个与制动器的执行机构连接的出口。软件功能块根据控制装置信息将比较装置的触发脉冲按正确的时间顺序赋予正确的执行机构。

控制装置信息例如是执行机构进行的操纵、电梯间的行驶方向和速度。

若烟火执行机构通过导线12得到一个点火脉冲而执行机构3未在一个时间间隔内对此作出应答，则在另一个平行的出口自动地发送另一个点火脉冲。

基于当前的行驶方向，输出装置将触发脉冲赋予一个向上或向下作用的制动器。

对于串联的制动器，触发装置根据当前的速度点燃一个或先后点燃两个制动器。

执行机构：

可以有不同的实施形式用于将一个电脉冲转换成一机械的伺服力。下面的例子表示一种烟火原理。此烟火执行机构3由一个缸筒4和一个可在缸筒内移动的活塞5组成，活塞通过连杆或柔性连接装置7与图中未表示的制动装置连接。若由电控制装置2将触发信号传输给点火器8，则它点燃在点火器内的药包并使活塞5在缸筒4内相应地运动。

优选地在烟火执行机构3上所设的传感器检测烟火执行机构3的操纵，并将此操纵回报电子控制装置2。电子控制装置2在规定的时间间隔内发送点火信号如此之长，直至信息传输确认烟火执行机构已被操作。所发生的点火指令的数量和传感器的回报可以储存在一附加的存储器内或存储器13的一个存储区内。此外，点火状况也可以传输给电梯控制装置，以及电梯被认为一直处于故障状态，直至更新已消耗的雷管药包时将发生的点火指令数回零为止。

图2在与图1类似的视图中表示按本发明的安全装置100另一种实施形式。此安全装置100与上述实施形式的安全装置1的区别在于，它设计为组合式多级的，尤其组合式二级的，其中安全装置100的一个级通过传统的机械式速度限制装置实现。在本文中多级性指的是，不仅可监控一个最大速度，而且可以监控多个不同的尤其按使用状况分级的速度。在上述表示在图1中的实施例中这按简单的方式可这样实现，即，在存储器13内储存取决于行驶目的及距离的要监控的不同速度，以及电子控制装置2根据确定的或传输的位置和运动数据监控不同的速度，而在图2的实施例中设一附加的机械式限速装置，它监控一个绝对的速度最大值。因此组合的多级式意味着这些级不同地，亦即电子或机械地实现。

安全装置100机械式速度限制装置按已知的方式包括一绳索传动的盘125。在盘125上安装了另一个多角形盘124。在它上面再安装一等臂杆120。等臂杆120的其中一个臂终止在滚轮128内，它借助一可调弹簧121压在多角形盘124上。等臂杆120的另一端终止在一卡爪122内。当限速器的转速增加时，用滚轮128靠放在上面的那个臂在达到要监控的最大限制速度时离心力控制地抬起，直至另一臂卡锁在盘124上的一个燕尾形槽126内，由此锁止限速器100。

借助不同位置的弹簧连接孔123，等臂杆120可通过产生的弹簧力调整为不同的限制速度。

等臂杆120同样用于通过安全装置100电子的速度限制装置操纵制动装置，此安全装置100基本上与安全装置1的实施形式一致。取代在按图1的实施形式的安全装置1中的烟火执行机构3，安全装置100电子控制装置102的触发信号通过输出装置A和相应的电缆连接112发送给一可电子操纵的执行机构127，它在被操纵时操纵等臂杆120。

通过设一附加的独立于机械式速度限制装置的电子速度限制装置，提高了安全装置100的可靠性，因为尽管在系统发生故障时另一个至少在超过绝对最大速度时仍可被触发。

图3用局部剖切侧视图表示烟火执行机构30在制动装置40内的集成。

烟火执行机构30的活塞35借助一个经由导线42传输的触发信号通过点燃雷管药包38驱动，所以通过导向轮39和滑块41的操纵，防坠制动器触发制动过程。

尤其若安全装置1在中央用于多个防坠制动器并例如设在电梯的主动皮带轮上，则这种实施形式是有利的。也就是说，在这种情况下至少对于每个行驶方向需要单独的执行机构30。设在中央的安全装置1可主要用于那些在上面或在下面作用的防坠装置，以及相应的防坠或制动装置可取决于状况地点火。在这里，防坠装置可与按图3的实施例的集成的执行机构30并联或串联。以此方式可以更好地控制不同的速度状况和负荷状况以及将制动延迟设计得更加轻微。若多个防坠装置40是串联的，则每个防坠装置含有其自己的执行机构30。因此，触发脉冲时间控制地通过电子控制装置2优选地并联的输出装置A起动各执行机构30，以便按电梯间的行驶状态产生期望的制动反应。

为了进一步提高安全性，在发生故障的情况下还可以例如通过无线电或导线连接同时控制相邻电梯间的防坠制动器。因为通常每个电梯间有自己的安全装置，从而形成一种冗余的双倍的功能。当然，这就要求附加地地算电梯控制装置数据和井筒信息系统的数据。

图4在行程一速度曲线图中表示了按本发明的多级式安全装置1或100一种简单的应用情况。若例如一个电梯间在行程区段P0-P0以速度MG运动，则由安全装置首先监控限制速度BG1，超过限制速度引入制动过程。此外确切地说与距离有关地监控第二限制速度BG2。亦即在到达目的地P0前不久，电梯间必须制动到速度RG。因此若安全装置在位置P2时确定，电梯间有一个比额定速度RG大的速度(BG2)，则同样引入制动过程。在这里，基准点P2必须选择为，当超出限制速度BG2时，被触发的制动装置还能将电梯间在井筒终端前停住。

Claims (20)

1.用于监控可运动部件的安全装置，尤其用于电梯且优选地用于安装在电梯间内，该安全装置包括速度测量装置用于确定可运动部件的速度、比较装置用于将规定的速度与测得的实际值进行均衡、以及触发装置用于触发制动器，其特征为：安全装置还包括一个距离测量装置用于确定可运动的部件相对于一个固定或运动目标的距离，其中，比较装置包括一个存储器用于储存最大允许的速度以及至少一个具有尤其相关的额定速度的额定距离；其中，比较装置首先将储存的最大额定距离与由距离测量装置报告的实际距离进行比较，以及在距离相同时将属于额定距离的额定速度与在此时刻由速度测量装置测得的实际速度进行比较，当超过额定速度时命令触发装置发出一个电子触发信号；以及，其中，此人工智能的比较装置与额定距离无关地将最大允许的速度连续地与实际速度进行比较，并在超出最大允许的速度时命令触发装置同样发出一个电子触发信号。

2.按照权利要求1所述的安全装置，其特征为：速度测量装置包括一脉冲计数器，它检测编码盘上的编码，编码盘通过摩擦轮或绳索以要检测的速度驱动。

3.按照权利要求1所述的安全装置，其特征为：距离和/或速度测量装置包括雷达和/或激光传感器。

4.按照前列诸权利要求之一所述的安全装置，其特征为：安全装置还包括一位置测量装置用于确定受限速器监控的可运动部件的位置，和/或一个方向指示器用于确定运动方向。

5.按照权利要求1或4所述的安全装置，其特征为：距离测量装置、位置测量装置和/或方向指示器采用和/或互相交换由速度测量装置产生的数据。

6.按照前列诸权利要求之一所述的安全装置，其特征为：存储器可储存取决于行驶目的地的分别有相关的额定速度的额定距离，其中，比较装置获得行驶目的地并根据此目的选出从属的额定距离和相关的额定速度用于额定-实际比较，以及当在同一井筒内有两个互相对驶的车辆时额定距离加倍。

7.按照权利要求6所述的安全装置，其特征为：距离测量装置设计为，它可以检测车辆相对于固定或运动目标的位置、方向和距离，其中还根据目标调用在存储器内储存的安全距离和从属的最大速度，当其被超过时发出触发信号。

8.按照前列诸权利要求之一所述的安全装置，其特征为：此外，触发装置还包括一个烟火执行机构，它通过电子触发信号点燃。

9.按照权利要求8所述的安全装置，其特征为：烟火执行机构包括一个内装有牵拉或压缩活塞的缸筒和至少一个，优选多个，尤其可逐个电点燃的药包以及尤其一个通报此操作的传感器。

10.按照权利要求8或9所述的安全装置，其特征为：烟火执行机构与速度测量装置、比较装置、位置测量装置和/或触发装置集成在一外壳内或在要操纵的制动装置内，尤其在电梯的防坠制动器内。

11.按照前列诸权利要求之一所述的安全装置，其特征为：安全装置设计为至少两级，确切地说按这样的方式，即设至少另一个限速装置和至少独立的速度测量装置和比较装置。

12.按照权利要求11所述的安全装置，其特征为：此另一个限速装置由一个传统的机械式尤其绳索传动的限速器构成，它监控和限制绝对最大速度。

13.按照权利要求12所述的安全装置，其特征为：触发装置包括一起倒开关用于触发制动装置，它一方面通过机械式限速器以及另一方面通过可电操纵的执行机构接通。

14.按照前列诸权利要求之一所述的安全装置，其特征为：安全装置还包括一数据发送和/或接收装置，它与一外部的信息系统，尤其在电梯井内有优选地位置传感器的井筒信息系统，或相邻的安全装置交换数据，尤其位置及运动数据。

15.按照前列诸权利要求之一所述的安全装置，其特征为：它包括作为由触发装置触发的制动装置一部分用于两个行驶方向的并联和/或串联的防坠制动器和/或制动防坠装置。

16.按照前列诸权利要求之一所述的安全装置，其特征为：它还包括一测试装置，通过起动测试装置，安全装置可以在要监控的可运动部件处于规定的位置和/或速度时试验性地触发制动装置。

17.按照前列诸权利要求之一所述的安全装置，其特征为：触发装置可以遥控地活化，其中尤其设置用于遥控触发的第二个尤其错开180°的起倒开关。

18.按照前列诸权利要求之一所述的安全装置，其特征为：安全装置还有一尤其单独保险的安全存储器，其中储存所有对安全有重要意义的数据，尤其按间隔更新变化的数据。

19.按照前列诸权利要求之一所述的安全装置，其特征为：安全装置包括一备用能源，尤其电池。

20.按照前列诸权利要求之一所述的安全装置，其特征为：安全装置还包括一运行数据存储装置用于储存各式各样运行数据，尤其还储存对烟火执行机构点火指令的数量。

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