DE102018205633A1

DE102018205633A1 - Aufzugsanlage

Info

Publication number: DE102018205633A1
Application number: DE102018205633.1A
Authority: DE
Inventors: Richard Thum; Florian Schoffer
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Elevator AG
Current assignee: ThyssenKrupp AG; TK Elevator GmbH
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2018-04-13
Publication date: 2019-10-17
Also published as: CN112004768A; EP3774628A1; WO2019197226A1

Abstract

Es ist eine Aufzugsanlage mit einem Fahrkorb, der innerhalb eines Aufzugschachts verfahrbar aufgenommen ist gezeigt. Sie weist ferner einen Antrieb, der ausgebildet ist, den Fahrkorb in dem Aufzugschacht zu verfahren sowie eine Bremseinheit auf, die ausgebildet ist, den Fahrkorb innerhalb des Aufzugschachts abzubremsen. Eine Steuereinheit ist ferner ausgebildet, die Bremseinheit anzusteuern.

Description

Die Offenbarung bezieht sich auf eine Aufzugsanlage mit einer Bremseinheit, die zunächst eine erste Kraft zum Lösen der Bremseinheit und später eine zweite (geringere) Kraft aufbaut, um Bremsbereitschaft zu erlangen. Ferner bezieht sich die Offenbarung auf eine Aufzugsanlage mit einer Steuereinheit mit einem ersten und einem zweiten Redundanzmodus, wobei der erste Redundanzmodus eine erhöhte Verfügbarkeit der Aufzugsanlage und der zweite Redundanzmodus eine beschleunigte Bremswirkung ermöglicht. In anderen Worten ist eine Aufzugsanlage mit einer reduzierten längstmöglichen (maximalen) Reaktionszeit (worst case reaction time) gezeigt.
In der Antriebstechnik und so auch bei Bremsanlagen in Aufzugsystemen können Reaktionszeiten des Systems in drei Teilbereichen verbessert werden, in der Sensorik, der Aktorik und der Steuerung, also der Verarbeitung der Sensordaten und der Ansteuerung der Aktorik. Die Reaktionszeiten in der Sensorik und der Steuerung liegen bereits bei einigen Mikrosekunden bis wenigen Millisekunden während die Reaktionszeiten in der Aktorik um ein Vielfaches größer sind und typischerweise im Bereich von 100ms und darüber liegen. Insbesondere bei Bremsanlagen kann jedoch jede Millisekunde über Leben und Tod entscheiden, so dass es in allen Bereichen Entwicklungsbedarf gibt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes Konzept zur Reduzierung von Reaktionszeiten für Bremseinheiten in Aufzugssystemen zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Ausführungsbeispiele zeigen eine Aufzugsanlage mit einem Fahrkorb, der innerhalb eines Aufzugschachts verfahrbar aufgenommen ist. Sie weist ferner einen Antrieb, der ausgebildet ist, den Fahrkorb in dem Aufzugschacht zu verfahren sowie eine Bremseinheit auf, die ausgebildet ist, den Fahrkorb innerhalb des Aufzugschachts abzubremsen. Eine Steuereinheit ist ferner ausgebildet, die Bremseinheit anzusteuern.
Weitere Ausführungsbeispiele zeigen die Aufzugsanlage mit dem Fahrkorb, der innerhalb des Aufzugschachts verfahrbar aufgenommen ist. Die Aufzugsanlage weist den Antrieb (z.B. einen Linearantrieb) auf, der ausgebildet ist, den Fahrkorb in dem Aufzugschacht zu verfahren. Die Bremseinheit ist ausgebildet, den Fahrkorb innerhalb des Aufzugschachts abzubremsen, wobei die Bremseinheit ein Bremselement und einen damit zusammenwirkenden Bremspartner, insbesondere eine Bremsschiene, aufweist. Ferner umfasst die Aufzugsanlage die Steuereinheit, die ausgebildet ist, eine Kraftwirkung der Bremseinheit zu steuern, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, die Kraftwirkung mit einer ersten Stärke zu steuern, um das Bremselement von dem Bremspartner zu lösen und nachdem sich das Bremselement von dem Bremspartner gelöst hat, die Kraftwirkung mit einer zweiten Stärke zu steuern, wobei insbesondere die erste Stärke größer ist als die zweite Stärke.
Hier wird die zunächst benötigte Kraft zum Lösen der Bremse des Fahrkorbs nach dem Lösen reduziert. Im spannungsfreien Zustand (Ruhezustand) ist die Bremseinheit ausgebildet, zu bremsen, d.h. das Bremselement wird auf den Bremspartner gepresst. Als Bremspartner wird ein starrer Teil der Bremseinheit bezeichnet, wohingegen das Bremselement ein zu dem Bremspartner bewegliches Teil der Bremseinheit bezeichnet und z.B. einen Bremsbelag aufweisen kann. Das Anpressen erfolgt beispielsweise mittels einer (Druck-) Feder. Zum Lösen der Bremse ist daher zunächst im Wesentlichen eine Federkraft zu überwinden, aber auch weitere Kräfte, z.B. Adhäsionskräfte, die dem Lösen des Bremselements dem Bremspartner entgegenwirken. Nach dem Lösen der Bremse reicht es aus, die Federkraft zu überwinden um die Bremse geöffnet, d.h. das Bremselement beabstandet von dem Bremspartner, zu halten. Das Lösen der Bremse wird üblicherweise mittels eines elektromagnetischen Aktuators, z.B. einer stromdurchflossenen Spule bewirkt. Wird jedoch, wie beim Abbremsen üblich, abrupt der Stromfluss durch den elektromagnetischen Aktuator unterbrochen, baut sich eine Selbstinduktionsspannung auf, die den Stromfluss durch den elektromagnetischen Aktuator zunächst nur langsam abfallen lässt. Somit ist es vorteilhaft den Stromfluss bereits vor dem eigentlichen Bremsvorgang so weit zu reduzieren, dass das Bremselement noch keinen oder nur einen geringen Kontakt mit dem Bremspartner aufweist (zweite Kraftwirkung) aber das Bremselement nicht zwangsläufig von dem Bremspartner lösen könnte (erste Kraftwirkung).
In Ausführungsbeispielen weist die Aufzugsanlage eine Detektionseinheit auf, die ausgebildet ist, einen Gefahrenzustand zu detektieren, in dem die Aufzugsanlage eine erhöhte Bremsbereitschaft benötigt. Die Steuereinheit ist dann ausgebildet, die Krafteinwirkung (nur dann) mit der zweiten Stärke zu steuern, wenn die Detektionseinheit den Gefahrenzustand detektiert. Als Gefahrenzustand kommt beispielsweise das nahende Ende des Aufzugschachts oder ein, insbesondere in Fahrtrichtung, sich in der Nähe befindender weiterer Fahrkorb oder insbesondere bei Aufzugsanlagen mit Linearantrieb eine Umsetzeinheit zur Umsetzung des Fahrkorbs in einen anderen Aufzugsschacht in Betracht. Die Detektionseinheit kann demnach einen Näherungssensor aufweisen. Alternativ kann die Detektionseinheit den Gefahrenzustand auch aus einem Fahrprofil und/oder der aktuellen Position des Fahrkorbs, insbesondere der Position des Fahrkorbs relativ zu dem Ende des Aufzugschachts bzw. dem weiteren Fahrkorb, erkennen. Auch eine Kombination von Software (Fahrprofil und Positionsbestimmung) und Hardwaresensorik (z.B. Näherungssensor) ist möglich, beispielsweise um eine Redundanz oder ein Rückfallsystem (in der Regel die Hardwaresensorik) zu erhalten.
Das Verwenden der Detektionseinheit ist vorteilhaft, da somit die Kraftwirkung des Bremselements nur dann reduziert wird, wenn die Aufzugsanlage d.h. beispielsweise die Bremseinheit (Steuern mit der Kraftwirkung zweiter Stärke) und/oder die Steuerungseinheit (Betrieb im zweiten Redundanzmodus) in eine erhöhte Bremsbereitschaft versetzt werden soll (also wenn ein Gefahrenzustand detektiert ist), um den Fahrkorb schnellstmöglich abzubremsen. Weist die Aufzugsanlage mehrere Fahrkörbe auf, so kann die erhöhte Bremsbereitschaft der Aufzugsanlage auch nur für diejenigen Fahrkörbe (d.h. eine Auswahl aus den mehreren Fahrkörben) hergestellt werden, die sich in einer Gefahrensituation befinden. Wenn der Gefahrenzustand detektiert ist, kann die Kraftwirkung noch weiter reduziert werden (im Vergleich zu einer dauerhaften Reduzierung der Kraftwirkung), beispielsweise so weit, dass nur noch ein minimaler Abstand oder sogar eine leichte Berührung zwischen Bremseinheit und Bremspartner besteht, ohne dass diese jedoch zu einem merklichen Abbremsen des Fahrkorbs führt. Im Umkehrschluss kann die Steuereinheit, wenn der Gefahrenzustand nicht mehr besteht, die Kraftwirkung wieder mit der ersten Stärke steuern, also die Bremse vollständig (mit Maximalkraft) lösen.
Alternativ kann die Steuereinheit in Ausführungsbeispielen auch eine Stellung des Bremselements relativ zum Bremspartner bestimmen und bei detektiertem Gefahrenzustand die Kraftwirkung der zweiten Stärke derart regeln, dass das Bremselement in einer konstanten Stellung zum Bremspartner gehalten wird. Die Regelung ermöglicht eine präzise Positionierung des Bremselements mit einem minimalen Abstand relativ zum Bremspartner, so dass sich das Bremselement und der Bremspartner auch bei einer äußeren Krafteinwirkung z.B. durch Ruckeln oder Schläge, die z.B. durch Personen oder sich bewegende Gegenstände in dem Fahrkorb ausgelöst werden, nicht oder nur kurzzeitig berühren. Es ist sogar möglich, die Regelung derart einzustellen, dass sich das Bremselement und der Bremspartner leicht berühren, ohne dass jedoch eine spürbare Bremswirkung einsetzt. Bei einer äußeren Krafteinwirkung ermöglicht die Regelung, dass sich die leichte Berührung nicht spürbar verändert. Wird der Abstand so eingestellt, dass sich Bremseinheit und Bremspartner nicht berühren, ist auch eine dauerhafte Regelung auf einen minimalen Abstand möglich, ohne dass die Regelung erst einsetzt, wenn der Gefahrenzustand detektiert ist.
In einem Ausführungsbeispiel wird die Kraftwirkung der zweiten Stärke durch die Steuereinheit explizit derart geregelt, dass das Bremselement eine Partialkraft auf den Bremspartner ausübt, die geringer ist als eine Maximalkraft, die das Bremselement auf den Bremspartner ausüben kann. In diesem Fall wird die Reaktionszeit, in der die Bremswirkung einsetzt, auf ein Minimum reduziert. Dies hat zwei vornehmlich zwei Gründe. Zunächst ist der Abstand zwischen dem Bremselement und dem Bremspartner bereits derart gering (bzw. nicht mehr vorhanden), so dass ein solcher Abstand nicht mehr überwunden werden braucht, wenn die Bremswirkung plötzlich einsetzen soll. Ferner wird die Selbstinduktivität des elektromagnetischen Aktuators, z.B. der stromdurchflossenen Spule, der das Bremselement von dem Bremspartner löst, auf ein Minimum reduziert, so dass die Magnetisierung des elektromagnetischen Aktuators schnellstmöglich abgebaut wird.
Ausführungsbeispiele zeigen die Aufzugsanlage, umfassend den Fahrkorb, der innerhalb des Aufzugschachts verfahrbar aufgenommen ist sowie den Antrieb, der ausgebildet ist, den Fahrkorb in dem Aufzugschacht zu verfahren. Ferner weist die Aufzugsanlage die Bremseinheit auf, die ausgebildet ist, den Fahrkorb innerhalb des Aufzugschachts abzubremsen. Eine Detektionseinheit ist ausgebildet, einen Gefahrenzustand zu detektieren, in dem die Aufzugsanlage erhöhte Bremsbereitschaft benötigt. Die Aufzugsanlage umfasst ebenso eine redundante Steuereinheit, die ausgebildet ist, die Bremseinheit anzusteuern und in dem Gefahrenzustand von einem ersten Redundanzmodus in einen zweiten Redundanzmodus umzuschalten.
Dieses Ausführungsbeispiel ist vorteilhaft, um die Reaktions- bzw. Verzögerungszeiten in der Steuerung zu reduzieren, indem zwischen einer Redundanz, die auf Verfügbarkeit der Aufzugsanlage ausgelegt ist (erster Redundanzmodus) zu einer Redundanz, die auf eine schnelle Reaktionszeit ausgelegt ist (zweiter Redundanzmodus) umgeschaltet wird. Das Umschalten wird durch das Erkennen des Gefahrenzustands initiiert. Die Detektionseinheit unterscheidet sich demnach nicht in den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Aufzugsanlage.
In Ausführungsbeispielen weist die Steuereinheit eine Vielzahl von Recheneinheiten (d.h. zumindest drei Recheneinheiten) auf. In dem ersten Redundanzmodus steuert eine beliebige Auswahl von zumindest zwei Recheneinheiten der Vielzahl von Recheneinheiten die Bremseinheit redundant wohingegen in dem zweiten Redundanzmodus eine vorbestimmte Auswahl von genau zwei Recheneinheiten aus der Vielzahl von Recheneinheiten die Bremseinheit ansteuert. In anderen Worten weist die Steuereinheit z.B. drei (unabhängige) Recheneinheiten auf. In dem ersten Redundanzmodus reicht es aus, wenn zwei der drei Recheneinheiten ein übereinstimmendes Signal ausgeben, dass der Fahrkorb fahren darf, um den Betrieb der Aufzugsanlage aufrecht zu erhalten. Es ist unerheblich welche beiden der drei Steuerungen das übereinstimmende Signal ausgeben. Dies erhöht die Ausfallsicherheit der Aufzugsanlage, es kostet jedoch einige Mikrosekunden Zeit für die Kommunikation zwischen den drei Recheneinheiten.
In dem zweiten Redundanzmodus werden zwei der drei Recheneinheiten vorab ausgewählt, um die Aufzugsanlage zu steuern. Die dritte Recheneinheit wird in diesem Modus nicht benötigt. Jeweils ein gesteuerter Schalter beider Recheneinheiten kann dann in Reihe geschaltet werden, wobei der Schalter den Signalzustand repräsentiert, dass der Fahrkorb fahren darf (oder nicht). Somit entfällt die Kommunikation zwischen den beiden ausgewählten (vorbestimmten) Recheneinheiten. Allerdings kann ein Ausfall einer Recheneinheit nicht mehr kompensiert werden. Optional ist es jedoch möglich, bei einem Ausfall einer Recheneinheit im ersten Redundanzmodus für den zweiten Redundanzmodus die beiden funktionsfähigen Recheneinheiten auszuwählen. Die vorbestimmte Auswahl kann daher insoweit variabel sein, als das eine defekte Recheneinheit, die eigentlich für den zweiten Redundanzmodus vorgesehen ist, durch die eigentlich nicht vorgesehene Recheneinheit zu ersetzen. Ein Wechsel der Recheneinheiten kann auch zyklisch geschehen, z.B. um alle Recheneinheiten gleichmäßig zu belasten. Bei dem Wechsel von dem ersten in den zweiten Redundanzmodus steht jedoch fest, welche der beiden Recheneinheiten die Funktion der redundanten Steuereinheit in dem zweiten Redundanzmodus übernehmen. Sobald der Gefahrenzustand nicht mehr existiert kann die redundante Steuereinheit wieder in den ersten Redundanzmodus wechseln.
Ferner ist es möglich, die obigen Ausführungsbeispiele zu kombinieren. Eine solche Aufzugsanlage weist beispielsweise folgende Merkmale auf: den Fahrkorb, der innerhalb des Aufzugschachts verfahrbar aufgenommen ist; den Antrieb, der ausgebildet ist, den Fahrkorb in dem Aufzugschacht zu verfahren; die Bremseinheit, die ausgebildet ist, den Fahrkorb innerhalb des Aufzugschachts abzubremsen, wobei die Bremseinheit das Bremselement und den Bremspartner aufweist; die Detektionseinheit, die ausgebildet ist, den Gefahrenzustand zu detektieren, in dem die Aufzugsanlage eine erhöhte Bremsbereitschaft benötigt; die redundante Steuereinheit, die ausgebildet ist, die Bremseinheit anzusteuern und in dem Gefahrenzustand von einem ersten Redundanzmodus in einen zweiten Redundanzmodus umzuschalten, wobei die redundante Steuereinheit ausgebildet ist, die Kraftwirkung der Bremseinheit zu steuern, wobei die redundante Steuereinheit ausgebildet ist, die Kraftwirkung mit der ersten Stärke zu steuern, um das Bremselement von dem Bremspartner zu lösen und nachdem sich das Bremselement von der Bremsschiene gelöst hat, die Kraftwirkung mit der zweiten Stärke zu steuern, wobei insbesondere die erste Stärke größer ist als die zweite Stärke. In diesem Ausführungsbeispiel wird sowohl die Verarbeitung der Sensordaten als auch die Ansteuerung der Aktorik verbessert.
Die Detektionseinheit kann in allen Ausführungsbeispielen, insbesondere in Fahrtrichtung, einen Sicherheitsabstand, insbesondere einen Abstand zwischen zwei Fahrkörben, d.h. zwischen dem Fahrkorb und einem benachbarten Fahrkorb, und/oder zwischen dem Fahrkorb und der Umsetzeinheit zur Umsetzung des Fahrkorbs in einen anderen Schacht bestimmen und den Gefahrenzustand detektieren, wenn der Sicherheitsabstand einen Grenzwert unterschreitet. Die Grenzwerte können fest vorgegeben oder geschwindigkeitsabhängig sein. So kann ein Gefahrenzustand bei schneller Fahrt des Fahrkorbs eher, d.h. bei einem größeren Abstand zu dem Objekt das den Gefahrenzustand ausgelöst hat, eintreten als bei langsamer Fahrt.
Weiterhin ist ein Verfahren zur Steuerung einer Aufzugsanlage mit folgenden Schritten offenbart: Verfahren eines Fahrkorbs innerhalb eines Aufzugschachts; Steuern einer Bremseinheit um den Fahrkorb innerhalb des Aufzugsschachts abzubremsen.
Weiterhin ist ein Verfahren zur Steuerung einer Aufzugsanlage mit folgenden Schritten offenbart: Verfahren eines Fahrkorbs innerhalb eines Aufzugschachts mit einem Antrieb; Steuern einer Kraftwirkung einer Bremseinheit, die ein Bremselement und einen Bremspartner aufweist, mit einer ersten Stärke, um das Bremselement von dem Bremspartner zu lösen; Steuern der Kraftwirkung mit einer zweiten Stärke nachdem sich das Bremselement von dem Bremspartner gelöst hat, wobei insbesondere die erste Stärke größer ist als die zweite Stärke.
Ferner ist ein Verfahren zur Steuerung einer Aufzugsanlage mit folgenden Schritten offenbart: Verfahren eines Fahrkorbs innerhalb eines Aufzugschachts mit einem Antrieb; Ansteuern einer Bremseinheit zum Abbremsen des Fahrkorbs innerhalb des Aufzugschachts mit einer redundanten Steuereinheit in einem ersten Redundanzmodus; Detektieren eines Gefahrenzustands, in dem die Aufzugsanlage eine erhöhte Bremsbereitschaft benötigt; Umschalten des Redundanzmodus von dem ersten Redundanzmodus in einen zweiten Redundanzmodus wenn der Gefahrenzustand detektiert ist.
Ein weiteres Verfahren offenbart folgende Schritte: Verfahren eines Fahrkorbs innerhalb eines Aufzugschachts mit einem Antrieb; Steuern einer Kraftwirkung einer Bremseinheit, die ein Bremselement und einen Bremspartner aufweist, mit einer ersten Stärke, um das Bremselement von dem Bremspartner zu lösen, wobei das Steuern mit einer redundanten Steuereinheit in einem ersten Redundanzmodus ausgeführt wird; Steuern der Kraftwirkung mit einer zweiten Stärke nachdem sich das Bremselement von dem Bremspartner gelöst hat, wobei insbesondere die erste Stärke größer ist als die zweite Stärke; Detektieren eines Gefahrenzustands, in dem die Aufzugsanlage eine erhöhte Bremsbereitschaft benötigt; Umschalten des Redundanzmodus der redundanten Steuereinheit von dem ersten Redundanzmodus in einen zweiten Redundanzmodus wenn der Gefahrenzustand detektiert ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2: ein schematisches Schaltbild einer Beschaltung der Bremseinheit gemäß Ausfüh rungsbeispielen;
3: eine schematische Darstellung der Aufzugsanlage eines Ausführungsbeispiels mit redundanten Steuereinheiten die in zwei Redundanzmodi umschaltbar sind.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage 2. Die Aufzugsanlage 2 weist einen Fahrkorb 4, einen Antrieb 6, eine Bremseinheit 8 und eine Steuereinheit 10 auf.
Der Fahrkorb 4 ist innerhalb eines Aufzugschachts 12 verfahrbar aufgenommen. Der Antrieb 6 kann den Fahrkorb 4 in dem Aufzugschacht 12 verfahren. Als Antrieb 6 kommt beispielsweise Linearantrieb oder ein Seilantrieb in Betracht. Die Bremseinheit 8 kann den Fahrkorb 4 innerhalb des Aufzugschachts 12 abbremsen. Dieselbe weist ein Bremselement 14 und eine Bremsschiene 16 als Bremspartner auf. Somit ist die Bremseinheit 8 als mechanische, (Reibungs-) Bremse ausgebildet. Die exakte Ausgestaltung der Bremse ist für diese Offenbarung nicht erheblich. Insbesondere wurde in den Figuren eine zur leichteren Darstellbarkeit vereinfachte Darstellung gewählt. Einzig ist es vorteilhaft, wenn die Bremseinheit im unbetätigten, beispielsweise spannungsfreien, Zustand bremst, d.h. eine Maximalkraft des Bremselements 14 auf die Bremsschiene 16 ausgeübt wird und im betätigten Zustand der Fahrkorb verfahren werden kann, d.h. das Bremselement entfernt ist von der Bremsschiene. Diese Funktionalität der Bremseinheit 14 ist bereits aus sicherheitstechnischer Sicht vorteilhaft. Um diese Funktionalität zu gewährleisten, kann das Bremselement 14 mittels eines (Druck-) Federelements 18 gegen die Bremsschiene gedrückt werden. Zum Lösen des Bremselements von der Bremsschiene kann eine Gegenkraft zu der Feder aufgebaut werden, die das Bremselement entgegen des Anpressdrucks der Feder von der Bremsschiene löst. Dies kann z.B. mittels eines stromdurchflossenen elektromagnetischen Aktuators geschehen.
Die Steuereinheit 10 kann eine Kraftwirkung der Bremseinheit 8, insbesondere auf das Bremselement 14, steuern. Zunächst kann die Kraftwirkung mit einer ersten Stärke gesteuert werden, um das Bremselement 14 von der Bremsschiene 16 zu lösen. Nachdem sich das Bremselement 14 von der Bremsschiene 16 gelöst hat, kann die Kraftwirkung mit einer zweiten Stärke gesteuert werden, wobei die erste Stärke größer ist als die zweite Stärke. Das Lösen des Bremselements 14 von der Bremsschiene 16 mit der Kraftwirkung erster Stärke kann mittels eines elektromagnetischen Aktuators, z.B. einer Spule, erfolgen. Der elektromagnetische Aktuator kann demnach mit einem ersten Strom beaufschlagt werden, der in dem elektromagnetischen Aktuator ein Magnetfeld erzeugt, das ausreicht, um das Bremselement 14 von der Bremsschiene 16 zu lösen. Nachdem sich das Bremselement 14 von der Bremsschiene 16 gelöst hat, d.h. die Bremseinheit geöffnet ist, kann der Strom durch den elektromagnetischen Aktuator reduziert werden, wobei das resultierende Magnetfeld das Bremselement 14 beabstandet von der Bremsschiene 16 halten sollte. In 1 ist die Steuerung der Bremseinheit durch den Pfeil 20 symbolisiert. Diese wird nachfolgend konkretisiert. Doppelpfeil 22 deutet an, dass das Bremselement 14 beweglich angeordnet ist.
2 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Beschaltung 23 der Bremseinheit 8 gemäß Ausführungsbeispielen. Neben einem ersten Schalter 24 zum Abschalten der Aufzugsanlage weist die Schaltung 23 einen zweiten Schalter 26 auf, der die Kraftwirkung der Bremseinheit 8 von der ersten Stärke auf die zweite Stärke umschalten kann (Lösen der Bremseinheit). Das Umschalten geschieht durch Öffnen des zweiten Schalters 26. Das Umschalten der Kraftwirkung der zweiten Stärke zur Kraftwirkung der ersten Stärke erfolgt durch Schließen des zweiten Schalters 26. Das Umschalten kann, dargestellt durch die Betätigungslinie 34, mittels der Steuereinheit 10 erfolgen. Bei geöffnetem zweiten Schalter 26 wird ein Widerstandselement 28, an dem eine Spannung abfällt, z.B. eine Diode, der Bremseinheit 8 vorgeschaltet, so dass ein Teil der Energie, die bei geschlossenem zweiten Schalter 26 komplett an der Bremseinheit 8 abfällt, bereits an dem Widerstandselement 28 abfällt. Zum Einstellen der Energie, die an der Bremseinheit abfällt, kann dem Widerstandselement 28 ein einstellbares Widerstandselement 30 parallel geschaltet werden, oder das einstellbare Widerstandselement 30 wird direkt anstelle (d.h. ohne) das Widerstandselements 28 eingesetzt. Wenn der elektromagnetische Aktuator zum Lösen des Bremselements von der Bremsschiene verwendet wird, kann die Energie an dem elektromagnetischen Aktuator verringert und somit auch das von dem elektromagnetischen Aktuator aufgebaute Magnetfeld reduziert werden. Ebenso verringert sich die Selbstinduktivität des elektromagnetischen Aktuators, wodurch beim Abschalten der Aufzugsanlage, z.B. durch den ersten Schalter 24, das Magnetfeld des elektromagnetischen Aktuators schneller abgebaut wird und das Bremselement sich demnach schneller von dem elektromagnetischen Aktuator löst. Der erste Schalter 24 kann in Hardware z.B. als Not-Aus Schalter oder in Software zum Einleiten Bremsung wenn diese mittels der Steuerungssoftware detektiert wird, ausgeführt sein. Letzteres wird durch die Betätigungslinie 35 veranschaulicht.
In Ausführungsbeispielen erhält die Steuereinheit 10 ein Rückkopplungssignal 36 von der Bremseinheit 8. Das Rückkopplungssignal 36 umfasst eine Stellung des Bremselements zu der Bremsschiene. Die Stellung des Bremselements zu der Bremsschiene kann auf verschiedene Arten gemessen werden, beispielsweise durch Messung der Induktivität des elektromagnetischen Aktuators (die sich ändert wenn die Bremseinheit z.B. mittels eines durch die Spule geführten Eisenkerns bewegt wird) und/oder einen Messtaster (z.B. einen Näherungssensor) etc. beispielsweise in Kombination mit einer Messung einer (sich ändernden) Dicke des Bremsbelags. Somit kann der einstellbare Widerstand 30 von der Steuereinheit 10, dargestellt durch die Betätigungslinie 38, derart eingestellt werden, dass die Stellung des Bremselements zu der Bremsschiene unverändert bleibt, auch wenn Kräfte auf die Bremseinheit bzw. das Bremselement einwirken oder das Bremselement (z.B. durch Abrieb eines Bremsbelags) in ihrer Ausdehnung verändert, insbesondere verringert, wird.
Das Öffnen des zweiten Schalters 26 (Betätigungslinie 34) als auch die Regelung des einstellbaren Widerstandselements 30 können jeweils nach dem Lösen des Bremselements von der Bremsschiene durchgeführt bzw. gestartet werden. Ferner kann die Aufzugsanlage auch eine Detektionseinheit 40 aufweisen, die einen Gefahrenzustand der Aufzugsanlage detektiert. Die Detektionseinheit kann in Hardware ausgeführt sein, z.B. als Sensor ausgeführt sein, die das Vorliegen des Gefahrenzustand über eine Verbindung zu der Sensoreinheit 10 übermittelt. Die Detektionseinheit kann auch in Software ausgeführt sein und den Gefahrenzustand beispielsweise durch Positionsbestimmung des Fahrkorbs in dem Aufzugschacht und/oder relativ zu einem benachbarten Fahrkorb bestimmen. Auch eine Kombination von Hardware und Software ist möglich.
Der Gefahrenzustand ist ein Zustand, in dem die Aufzugsanlage in erhöhte Bremsbereitschaft versetzt wird um den Fahrkorb abzubremsen, da ein absehbares Ereignis (z.B. das Erreichen eines Endes des Aufzugsschachts oder eine Annäherung ein einen anderen Fahrkorb) zum baldigen Abbremsen des Fahrkorbs führen kann. Der zweite Schalter 26 und/oder das einstellbare Widerstandselement 30 können nun abhängig von dem Vorliegen eines Gefahrenzustands geschaltet bzw. geregelt werden. Die Regelung 38 des einstellbaren Widerstandselements 30 kann derart ausgeführt werden, dass das Bremselement bereits eine Partialkraft auf die Bremsschiene ausübt. Das heißt, der elektromagnetische Aktuator erhält so viel Energie, dass derselbe das Bremselement derart positioniert, dass dieses bereits die Bremsschiene berührt bzw. an derselben schleift. Weist die Bremseinheit in einer Ausführungsform üblicherweise eine Reaktionszeit (d.h. Verzögerungszeit) von 290ms auf, bis 90% der Maximalkraft von dem Bremselement auf die Bremsschiene ausgeübt wird, so wird diese Zeit auf 80ms reduziert, wenn das Bremselement bereits 10% der Maximalkraft auf die Bremsschiene ausübt wenn der Bremsvorgang initiiert wird, d.h. z.B. wenn der erste Schalter 24 geöffnet wird.
3 zeigt eine schematische Darstellung der Aufzugsanlage 2 mit einer redundanten Steuereinheit 10. Die redundante Steuereinheit 10 weist drei Recheneinheiten 10a, 10b, 10c auf. Oberhalb des Doppelpfeils 46 ist ein erster Redundanzmodus der Steuereinheit 10 gezeigt, wohingegen unterhalb des Doppelpfeils 46 ein zweiter Redundanzmodus gezeigt ist. In dem ersten Redundanzmodus wird der erste Schalter 24 von der Recheneinheit 10b angesteuert, dargestellt durch die Betätigungslinie 35. Der erste Schalter 24 öffnet oder schließt einen Stromkreis zwischen einer Energiequelle 48, z.B. einer Spannungsquelle, und der Bremseinheit 8, insbesondere dem elektromagnetischen Aktuator 44 (vgl. z.B. 2). Die Recheneinheit 10b kann ferner relevante Prozessdaten empfangen, z.B. Informationen zu dem Gefahrenzustand aus der Detektionseinheit 40 über eine Verbindung 42 (sofern die Detektionseinheit nicht in der Recheneinheit selber ausgeführt ist) und leitet diese über die Verbindung 50, 50` an die anderen Recheneinheiten 10a und 10c weiter. Alternativ können die Prozesssignale auch direkt von der Detektionseinheit an alle Recheneinheiten 10a, 10b und 10c verteilt werden (nicht gezeigt). Der Austausch über die Verbindungen 50, 50' kann dann entfallen. Die drei Recheneinheiten 10a, 10b, 10c berechnen jeweils unabhängig voneinander, ob die Bremseinheit 8 betätigt werden soll. Es reicht dabei aus, dass zwei der drei Recheneinheiten zu dem gleichen Ergebnis kommen. Der Ausfall einer Recheneinheit kann kompensiert werden.
Von diesem ersten Redundanzmodus kann die Steuerungseinheit 10 in einen zweiten Redundanzmodus schalten. Ein Ausführungsbeispiel ist in 3 unterhalb des Doppelpfeils gezeigt. Eine der Recheneinheiten 10c ist exemplarisch für eine vorbestimmte Recheneinheit entfallen, d.h. sie wird für den zweiten Redundanzmodus nicht benötigt. In dem zweiten Redundanzmodus steuert jede der verbleibenden Recheneinheit 10a, 10b jeweils einen ersten Schalter 24, 24` an, dargestellt durch die Betätigungslinien 35, 35'. Die ersten Schalter 24, 24` öffnen oder schließen den Stromkreis zwischen der Energiequelle 48 und der Bremseinheit 8, insbesondere dem elektromagnetischen Aktuator 44 (vgl. z.B. 2). Die Recheneinheiten 10a, 10b können jeweils separat die relevanten Prozessdaten, z.B. Informationen zu dem Gefahrenzustand der Detektionseinheit 40 über eine Verbindung 42, 42` (sofern die Detektionseinheit nicht in der Recheneinheit selber ausgeführt ist) empfangen. Die beiden Recheneinheiten 10a, 10b berechnen jeweils unabhängig voneinander, ob die Bremseinheit 8 betätigt werden soll. Sobald eine der beiden Recheneinheit zu dem Ergebnis gelangt, dass die Bremseinheit 8 betätigt werden soll oder sobald eine der beiden Recheneinheiten ausfällt, wird der Stromkreis unterbrochen und die Bremseinheit betätigt. Ein Ausfall einer Recheneinheit ist somit nicht kompensierbar. Allerdings entfällt die Kommunikation zwischen den Recheneinheiten, so dass der Abschaltvorgang schnellstmöglich eingeleitet wird.
Diese in 3 gezeigte Funktionalität kann z.B. durch drei separate speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) erfüllt werden, die dann gemeinsam die Steuereinheit 10 bilden, oder auch durch eine speicherprogrammierbare Steuerung als Steuerungseinheit 10, die intern die beschriebene Funktionalität abbilden kann.
Die Erfindung ist anwendbar auf Aufzugsanlagen mit unterschiedlichen Antrieben, beispielsweise einem Seilantrieb. Als Alternative zum Seilantrieb hat sich im Aufzugsbau mittlerweile der Linearantrieb herauskristallisiert. Ein solcher Linearantrieb umfasst fest im Aufzugsschacht installierte Statoreinheiten und zumindest eine fest am Fahrkorb installierte Läufereinheit. Die Erfindung ist anwendbar bei einer Aufzugsanlage, welche einen Fahrkorb und einen solchen Linearantrieb zum Antreiben des Fahrkorbs aufweist. Aufzugsanlagen mit einem Linearmotorantrieb, wobei der Primärteil des Linearmotors durch entsprechend ausgebildete Führungsschienen der Aufzugsanlage bereitgestellt wird und der Sekundärteil des Linearmotors durch einen Schlitten eines Fahrkorbs, der den Rotor des Linearmotors umfasst, bereitgestellt wird, sind beispielsweise aus der DE 10 2010 042 144 A1 oder der DE 10 2014 017 357 A1 bekannt.
Die Erfindung ist anwendbar bei Aufzugsystemen (Aufzugsanlagen) mit zumindest einer Aufzugskabine (Fahrkorb), insbesondere mehreren Fahrkörben, die in einem Schacht, über Führungsschienen verfahrbar sind. Zumindest eine feststehende erste Führungsschiene ist fest in dem Schacht angeordnet und ist in einer ersten, insbesondere vertikalen, Richtung, ausgerichtet. Zumindest eine feststehende zweite Führungsschiene ist in einer zweiten, insbesondere horizontalen, Richtung in dem Schacht ausgerichtet. Die Aufzugskabine ist über eine Umsetzeinheit zwischen zwei separaten Aufzugsschächten überführbar. Eine solche Umsetzeinheit kann zumindest eine gegenüber dem Schacht drehbare dritte Führungsschiene umfassen, die an einer Drehplattform befestigt ist und überführbar ist zwischen einer Ausrichtung in der ersten Richtung und einer Ausrichtung in der zweiten Richtung. Solche Anlagen sind dem Grunde nach in der WO 2015/144781 A1 sowie in den deutschen Patentanmeldungen 10 2016 211 997.4 und 10 2015 218 025.5 beschrieben.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist. eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft. Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein. Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Bezugszeichenliste

Aufzugsanlage	2
Fahrkorb	4
Antrieb	6
Bremseinheit	8
Steuereinheit	10
Recheneinheit	10a, 10b, 10c
Aufzugschacht	12
Bremselement	14
Bremsschiene	16
Federelement	18
Pfeil (zur Steuerung der Bremseinheit)	20
Doppelpfeil (zur Symbolisierung der Bewegungsmöglichkeit des Bremselements)	22
Beschaltung (der Bremseinheit)	23
erster Schalter (zum Abschalten der Aufzugsanlage)	24, 24'
zweiter Schalter (zum Umschalten der Kraftwirkungen)	26
Widerstandselement	28
einstellbares Widerstandselement	30
Recheneinheit	32
Betätigungslinie	34, 35, 35', 38, 42, 42'
Rückkopplungssignal	36
Detektionseinheit	40
Verbindung	42
elektromagnetischer Aktuator	44
Doppelpfeil (zur Unterscheidung zwischen den Redundanzmodi)	46
Energiequelle	48
Verbindung (zwischen Recheneinheiten)	50, 50`

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010042144 A1 [0034]
DE 102014017357 A1 [0034]
WO 2015/144781 A1 [0035]
DE 102016211997 [0035]
DE 102015218025 [0035]

Claims

Aufzugsanlage (2) mit folgenden Merkmalen: einem Fahrkorb, der innerhalb eines Aufzugschachts (12) verfahrbar aufgenommen ist; einem Antrieb (6), der ausgebildet ist, den Fahrkorb (4) in dem Aufzugschacht (12) zu verfahren; einer Bremseinheit (8), die ausgebildet ist, den Fahrkorb (4) innerhalb des Aufzugschachts (12) abzubremsen, einer Steuereinheit (10), die ausgebildet ist, die Bremseinheit anzusteuern.
Aufzugsanlage (2) gemäß Anspruch 1, wobei die Bremseinheit (8) ein Bremselement (14) und einen damit zusammenwirkenden Bremspartner (16), insbesondere eine Bremsschiene (16), aufweist; wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, eine Kraftwirkung der Bremseinheit (8) zu steuern, wobei die Steuereinheit (10) ausgebildet ist, die Kraftwirkung mit einer ersten Stärke zu steuern, um das Bremselement (14) von dem Bremspartner (16) zu lösen, und nachdem sich das Bremselement (14) von dem Bremspartner (16) gelöst hat, die Kraftwirkung mit einer zweiten Stärke zu steuern, wobei insbesondere die erste Stärke größer ist als die zweite Stärke.
Aufzugsanlage (2) gemäß Anspruch 2, mit einer Detektionseinheit (40), die ausgebildet ist, einen Gefahrenzustand detektieren, in dem die Aufzugsanlage (8) eine erhöhte Bremsbereitschaft benötigt; wobei die Steuereinheit (10) ausgebildet ist, die Kraftwirkung mit der zweiten Stärke zu steuern, wenn die Detektionseinheit (40) den Gefahrenzustand detektiert.
Aufzugsanlage (2) gemäß Anspruch 2, mit einer Detektionseinheit (40), die ausgebildet ist, einen Gefahrenzustand zu detektieren, in dem die Aufzugsanlage (2) eine erhöhte Bremsbereitschaft benötigt; wobei die Steuereinheit (10) ausgebildet ist, eine Stellung des Bremselements (14) relativ zu dem Bremspartner (16) zu bestimmen und bei detektiertem Gefahrenzustand die Kraftwirkung der zweiten Stärke derart zu regeln, dass das Bremselement (14) in einer konstanten Stellung zu dem Bremspartner (16) gehalten wird.
Aufzugsanlage (2) gemäß Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (10) ausgebildet ist, die Kraftwirkung der zweiten Stärke derart zu regeln, dass das Bremselement (14) eine Partialkraft auf den Bremspartner (16) ausübt, die geringer ist als eine Maximalkraft, die das Bremselement (14) auf den Bremspartner (16) ausüben kann.
Aufzugsanlage gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Kraftwirkung der ersten Stärke größer ist als die Kraftwirkung der zweiten Stärke.
Aufzugsanlage (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 mit: einer Detektionseinheit (40), die ausgebildet ist, einen Gefahrenzustand zu detektieren, in dem die Aufzugsanlage (2) eine erhöhte Bremsbereitschaft benötigt; wobei die Steuereinheit als redundante Steuereinheit (10), ausgebildet ist, um die Bremseinheit (8) in dem Gefahrenzustand von einem ersten Redundanzmodus in einen zweiten Redundanzmodus umzuschalten.
Aufzugsanlage (2) gemäß Anspruch 7, wobei die redundante Steuereinheit (10) eine Vielzahl von Recheneinheiten (10a, 10b, 10c) aufweist, wobei in dem ersten Redundanzmodus eine beliebige Auswahl von zumindest zwei Recheneinheiten (10a, 10b) der Vielzahl von Recheneinheiten (10a, 10b, 10c) die Bremseinheit (8) redundant ansteuert und wobei in dem zweiten Redundanzmodus eine vorbestimmte Auswahl von genau zwei Recheneinheiten (10a, 10b) aus der Vielzahl von Recheneinheiten (10a, 10b, 10c) die Bremseinheit (8) ansteuert.
Aufzugsanlage (2) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Detektionseinheit (40) ausgebildet ist, insbesondere in Fahrtrichtung, einen Sicherheitsabstand, insbesondere einen Abstand zwischen zwei Fahrkörben oder zwischen dem Fahrkorb (4) und der Umsetzeinheit zur Umsetzung des Fahrkorbs in einen anderen Schacht zu bestimmen und den Gefahrenzustand zu detektieren, wenn der Sicherheitsabstand einen Grenzwert unterschreitet.
Verfahren zur Steuerung einer Aufzugsanlage (2) mit folgenden Schritten: Verfahren eines Fahrkorbs innerhalb eines Aufzugschachts (12); Steuern einer Bremseinheit um den Fahrkorb innerhalb des Aufzugsschachts abzubremsen.
Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft