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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Aufzugsbremse aufweisend einen
Bremsbacken mit einem darauf befestigten Bremsbelag, mindestens
einen in dem Bremsbacken vorgesehenen Bremsbelag-Temperatursensor,
mindestens einen Umgebungstemperatursensor und eine Bremsüberwachungsschaltung,
mit der die Temperatursensoren informationsmäßig verbunden sind. Die Erfindung
betrifft ferner ein Verfahren zum Nachrüsten einer Aufzugsanlage mit
einer derartigen Bremsüberwachungseinrichtung.
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Grundsätzlich weisen
Aufzugsanlagen Aufzugsbremsen auf, die in der Antriebseinheit, beispielsweise
in räumlicher
Nähe zu
der Treibscheibe angeordnet sind. Diese Aufzugsbremsen sind typischerweise
Außenbackenbremsen,
die auf eine Bremstrommel wirken. Typischerweise sind die Bremsbacken
in die eingefallene Stellung federvorbelastet und weisen ein elektromagnetisches
Betzätigungselement
zum elektrisch gesteuerten Öffnen der
Bremse auf. Diese Bremsen dienen typischerweise dazu, die Kabine
an einer Landestelle bei Stillstand des Motors festzuhalten. Bekanntermaßen liefern
Elektromotoren im ausgeschalteten Zustand kein Bremsmoment, so dass
sich bei Stillstand des Aufzugs an einer Landestelle die Kabine
je nach deren Beladungszustand nach oben oder nach unten von der
Landestelle weg bewegen würde,
wenn keine Bremse vorhanden wäre,
um das zu verhindern. Bei älteren
Anlagen kommt die Bremse kurz vor dem eigentlichen Stillstand der
Kabine zum Eingriff, wenn die Kabine von dem Aufzugsmotor bis auf
eine bestimmte Geschwindigkeit abgebremst wurde und der Aufzugsmotor
dann abgeschaltet wird. Bei neueren Anlagen regelt die Aufzugssteuerung
den Antriebsmotor bis zum Stillstand der Kabine herunter und erst bei
Stillstand der Kabine fällt
die Bremse ein. Daneben befindet sich die Bremse typischerweise
auch bei sogenannten Inspektionsfahrten im eingefallenen Zustand.
Dabei handelt es sich um Fahrten, die typischerweise bei dem Einrichten
der Aufzugsanlage oder bei Nachrüstungsarbeiten
durchgeführt
werden. Bei derartigen Inspektionsfahrten befindet sich typischerweise
ein Monteur auf dem Dach des Fahrkorbs bzw. der Kabine und steuert
von dort aus den Aufzug mit einer relativ langsamen Geschwindigkeit.
Solche Inspektionsfahrten sind ein normaler Betriebszustand, für den eine
Aufzugsbremse ausgelegt ist.
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Es
kann durchaus vorkommen, dass es zu einer Funktionsstörung der
Aufzugsbremse kommt und ein oder mehrere Bremsbacken während der Fahrt
der Aufzugskabine in Anlage mit der Bremstrommel sind. Aufzugsantriebe,
insbesondere solche mit Drehstromsteller bzw. Frequenzumrichter sind
generell stark genug, um selbst bei komplett eingefallener Aufzugsbremse
die Kabine mit der vorgegebenen Nenngeschwindigkeit zu bewegen.
Bei einem derartigen Betrieb mit eingefallener Bremse stellen zwar
die Nutzer keinerlei Beeinträchtigung fest,
es kommt jedoch extrem schnell zu einem starken Temperaturanstieg
bei den Bremsbelägen
und entsprechend zu einem extrem starken Verschleiß an den
Bremsbelägen.
Das kann innerhalb weniger Fahrten die Bremsbeläge zerstören, d. h. völlig verschleißen oder
verhärten/verglasen.
Die Bremse wird funktionsunfähig.
Im schlimmsten Fall ist die Bremse nicht mehr in der Lage, die Kabine
fest zu halten, die sich an einer Landestelle befindet. Es kann
zu einer Situation kommen, in der sich die Kabine bei geöffneter
Aufzugstüre
von der Landestelle wegbewegt. Dann besteht höchste Gefahr für Benutzer
der Aufzugsanlage. Es wurden deshalb schon verschiedene Bremsüberwachungseinrichtungen
für Aufzugsbremsen
vorgeschlagen. Es wurden auch schon Aufzugsbremsen mit einer Temperaturüberwachung
zur Feststellung eines solchen Zustands vorgeschlagen.
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Eine
derartige Aufzugsbremse mit einer solchen Bremsüberwachungseinrichtung ist
beispielsweise in
US
6 095 289 A beschrieben. Die Sensoren bei dieser Bremsüberwachungseinrichtung
sind in Ausnehmungen in den Bremsbacke angeordnet, die von der Kontaktfläche zwischen
Bremsbacke und Bremsbelag in der Art von Sacklöchern ein vorgegebenes Stück weit
in die Bremsbacke hineinragen. Das hat zur Folge, dass beim Nachrüsten einer
existierenden Aufzugsbremse alte Bremsbeläge entfernt werden müssen, aufwändig die
Ausnehmungen in den Bremsbacke angefertigt werden müssen und
danach, nach dem Installieren der Sensoren, neue Bremsbeläge aufgebracht
werden müssen.
Es ist ferner ein Umgebungstemperatursensor vorhanden, der ebenfalls
in einer Bremsbacke angeordnet ist, jedoch ein Stück weit
von dem Bremsbelag entfernt ist. Damit messen die Temperatursensoren
im Wesentlichen die Temperatur der Bremsbacke zum Einen in der Nähe des Bremsbelags
und zum Anderen an einer Stelle, die ein Stück weit davon entfernt ist.
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Außerdem ist
in
US 5 419 415 A eine
Aufzugsbremse mit einer Bremsüberwachungseinrichtung
gezeigt, bei der ein Sensor in einer Durchgangsöffnung durch den Bremsbacken
angeordnet ist und ein gewisses Stück weit in den Bremsbelag hineinragt.
Der Sensor selbst ist in einem Trägermaterial beispielsweise
aus Kunstharz angeordnet und allseits so weit von der Oberfläche des
Kunstharzmaterials entfernt, dass er nicht in der Lage ist, im Wesentlichen
nur die Temperatur des Bremsbelags zu erfassen. Vielmehr beeinflusst
der Bremsbacken massiv die Temperaturmessung des Sensors.
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Es
hat sich herausgestellt, dass für
den kommerziellen Erfolg derartiger Bremsüberwachungsschaltungen zwei
Punkte besonders wesentlich sind. Zum Einen muss eine einfache und
kostengünstige Möglichkeit
der Nachrüstung
gegeben sein, die ein Nachrüsten
unabhängig
von einem Austausch des Bremsbelags einfach am Installationsort
der Aufzugsanlage ermöglicht.
Zum Anderen muss eine sehr schnelle und genaue Bestimmung des Temperaturunterschieds
zwischen dem Bremsbelag und der Umgebungstemperatur möglich sein,
um einerseits einen unerwünschten
Reibkontakt des Bremsbelags mit der Bremstrommel zuverlässig und
schnell feststellen zu können,
um aber auch andererseits bei einem gewünschten Reibkontakt, wie er
beispielsweise bei Inspektionsfahrten, bei denen die Bremse ganz
bewusst in einem bestimmten Maß in
Eingriff ist, keine Fehlauslösungen
zu produzieren.
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Es
besteht prinzipiell ein sehr großer Nachrüstbedarf für derartige Bremsüberwachungseinrichtungen
für existierende
Aufzugsanlagen. Allerdings ist der Einsatz derartiger Bremsüberwachungseinrichtungen
nicht zwingend vorgeschrieben. Damit spielen wirtschaftliche Überlegungen
häufig
bei der Entscheidung über
eine Nachrüstung
eine wesentliche Rolle. Bremsbeläge
haben, wenn es nicht zu dem vorangehend geschilderten Bremsversagen kommt,
generell eine relativ lange Lebensdauer. Ihr Austausch ist einigermaßen aufwändig und
kostspielig. Es ist deshalb im Interesse eines jeden Betreibers,
die Bremsbeläge
so lange als möglich
in der Anlage zu belassen. Aus wirtschaftlichen Gründen konnten
sich deshalb Nachrüstlösungen nicht
durchsetzen, die den Austausch der Bremsbeläge gleichzeitig mit der Installation
der Bremsüberwachungseinrichtung
bzw. insbesondere der Bremsbelag-Temperatursensoren forderten. Die
Möglichkeit
der Nachrüstungen
ohne Austausch der Bremsbeläge
ist aus wirtschaftlicher Sicht essentiell.
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Ein
schnelles und sensitives Ansprechen der Bremsüberwachungseinrichtung und
der Sensoren auf eine Temperturerhöhung in den Bremsbeläge ist erforderlich,
um festzustellen, ob es sich tatsächlich um einen Fehlerzustand
und nicht nur um eine Inspektionsfahrt handelt und andererseits
um schnell einen Fehlerzustand festzustellen, bevor es zu einem übermäßigen Verschleiß an den
Bremsbelägen
gekommen ist. Typischerweise wird die Bremsüberwachungseinrichtung so an
die Aufzugssteuerung angeschlossen sein, dass bei der Feststellung
eines Fehlerzustands ein Abschluss der Fahrt bis zu einer nächsten Haltestelle
möglich
ist und die Passagiere an dieser Haltestelle die Kabine verlassen
können. Anschließend behebt
ein Monteur den Fehlerzustand und gibt den Betrieb des Aufzugs wieder
frei. Bei einer ausreichend schnellen Identifikation des Fehlerzustands
wird es nur zu einem relativ geringen Verschleiß an den Bremsbelägen gekommen
sein, so dass die gleichen Bremsbeläge danach weiter benutzt werden
können.
Auch aus einem anderen Grund ist eine schnelle Identifikation eines
Fehlerzustands wünschenswert.
So befinden sich in vielen Aufzugsanlagen noch Bremsbeläge aus Asbest,
deren übermäßiger Abrieb
innerhalb kurzer Zeit ein erhebliches Gesundheitsrisiko für die Fahrgäste und den
Monteur zur Folge haben kann. Zum Erreichen dieser Ziele ist ein
möglichst
schnelles Ansprechverhalten der Sensoren erforderlich. Allerdings
muss der störungsfreie
Betrieb bei Inspektionsfahrten möglich sein.
Dabei handelt es sich um Fahrten mit geringer Geschwindigkeit bis
maximal 0,63 m/sek, die besonders während der Errichtungs- und
der Nachrüstungsphase
auftreten, bei denen die Bremse als eine Verzögerungsbremse dient. Die Bremsüberwachungseinrichtung
darf bei solchen Inspektionsfahrten keine Fehlauslösungen haben.
Es gibt auch Maschinen, die eine derartige Eigenerwärmung erzeugen,
so dass über
die Antriebswelle auch die Bremsbeläge mit erwärmt werden. Hierbei darf es
auch zu keiner Fehlauslösung
kommen.
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Es
ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufzugsbremse
der beschriebenen Art bereitzustellen, die kostengünstig ist
und mittels eines Verfahrens in bestehenden Anlagen kostengünstig nachgerüstet werden
kann, ohne den Austausch der Bremsbeläge zu erfordern; und die ausreichend
empfindlich ist, um zuverlässig
Fehlerzustände
schnell zu erfassen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Aufzugsbremse nach Anspruch 1 und ein Verfahren
nach Anspruch 10 gelöst.
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Vorzugsweise
weist der Bremsbelag-Temperatursensor eine im Wesentlichen zylinderförmige Gestalt
auf und ist an seinem vorderen Ende temperaturempfindlich. Der Bremsbelag-Temperatursensor ist
in einer Durchgangsbohrung in der Bremsbacke derart angeordnet,
dass sein vorderes, temperaturempfindliches Ende im Wesentliche
plan mit der Kontaktfläche
von Bremsbacke und Bremsbelag ist, und der Bremsbelag-Temperatursensor
ist gegen die Innenwandung der Durchgangsbohrung isoliert angeordnet.
Vorzugsweise ist in jedem Bremsbacken ein oder mehrere Bremsbelag-Temperatursensoren)
vorgesehen.
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Durch
die Gestalt des Bremsbelag-Temperatursensors und durch das Vorsehen
einer Durchgangsbohrung durch die Bremsbacke ist auch nachträglich eine
einfache und kostengünstige
Installation möglich.
Die Durchgangsbohrung kann mit einer einfachen Bohrmaschine z. B.
mit Tiefenanschlag relativ problemlos auf der Montagestelle in dem
Bremsbacken hergestellt werden. Die im Wesentlichen zylinderförmige Gestalt
des Temperatursensors ermöglicht
ein problemloses Installieren des Temperatursensors in dieser Öffnung.
Ein Auswechseln der Bremsbeläge
ist bei der Nachrüstung
nicht erforderlich. Die Temperaturempfindlichkeit des Temperatursensors
an seinem vorderen Ende, dessen Anordnung im Wesentlichen plan mit
der Kontaktfläche
von Bremsbacke und Bremsbelag sowie dessen Isolierung gegen die
Bremsbacke sorgen dafür,
dass der Bremsbacken-Temperatursensor im Wesentlichen nur die Temperatur
des Bremsbelags selbst erfasst. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass bei
den Bremsüberwachungseinrichtungen
des Stands der Technik die an den Bremsbacken angeordneten Temperatursensoren
die Messwerte dieser Temperatursensoren wesentlich durch das kühlende Volumen der
Bremsbacken mit beeinflusst waren. Das hat zu einer sehr großen Trägheit der
Messung geführt.
Nur durch die mit der Isolierung gegenüber den Bremsbacken mögliche Ausschaltung
der Störeinflüsse des Bremsbackens
auf die Temperaturmessung ist es möglich, ausreichend zuverlässige Informationen über die
Temperatur des Bremsbelags zu erhalten, die ein zuverlässiges und
ausreichend sensibles Ansprechen der Bremsüberwachungseinrichtung sicherstellen.
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Erfindungsgemäß ist ein
einfaches und kostengünstiges
Nachrüsten
existierender Aufzugsanlagen mit einer Bremsüberwachungseinrichtung mit
einem Verfahren möglich,
welches die folgenden Schritte aufweist:
- (a)
Bohren einer an dem Bremsbelag endenden Durchgangsbohrung durch
den Bremsbacken;
- (b) Installieren eines an seinem vorderen Ende temperaturempfindlichen
Bremsbelag-Temperatursensors in der Durchgangsbohrung derart, dass
der Bremsbelag-Temperatursensor gegen die der Innenwandung der Durchgangsbohrung isoliert
angeordnet ist;
- (c) Installieren eines Umgebungstemperatursensors in dem Aufzugsschacht;
- (d) Installieren einer Bremsüberwachungsschaltung
in der Aufzugsanlage;
- (e) Informationsmäßiges Verbinden
der Temperatursensoren mit der Bremsüberwachungsschaltung; und
- (f) Verbinden der Bremsüberwachungsschaltung mit
der Aufzugssteuerung
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Vorzugsweise
weist der Bremsbelag-Temperatursensor ein seitlich isoliertes Gehäuse auf.
Die Gehäuseisolierung
kann gleichzeitig als Isolierung gegenüber der Innenwandung der Durchgangsbohrung
durch den Bremsbacken dienen. Es kann natürlich auch zusätzlich eine
Isolierung zwischen dem Sensor und der Innenwandung vorgesehen sein.
Es gibt Temperatursensoren, die zylinderförmig sind und einen Keramikkörper aufweisen
und lediglich an ihrem vorderen Ende eine entsprechende temperaturempfindliche
Stelle besitzen. Derartige Sensoren sind besonders bevorzugt.
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Vorzugsweise
ist zwischen der Innenwandung der Durchgangsbohrung und dem Bremsbelag-Temperatursensor
eine Isolation vorgesehen. Das ist besonders dann vorteilhaft, wenn
es sich um Temperatursensoren mit einem Gehäuse handelt, das im Wesentlichen
ganz aus Metall besteht. Die Isolierung kann beispielsweise aus
einem Kunststoffmaterial gebildet sein.
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Vorzugsweise
ist der Bremsbelag-Temperatursensor in der Durchgangsbohrung festgeklemmt. Die
Isolierung kann beispielsweise zum Festklemmen des Temperatursensors
dienen. So kann zum Festklemmen beispielsweise eine Buchse vorgesehen
sein, die einerseits relativ straft in die Durchgangsöffnung passt
und in der andererseits der Sensor einen relativ festen Sitz hat.
Das Festklemmen des Sensors hat den Vorteil, dass es relativ leicht
ist, einen defekten Sensor auszutauschen bzw. auch relativ einfach
ist, bei dem Austausch der Bremsbeläge den Sensor wieder in optimale
Anlage mit der Fläche des
Bremsbelags zu bringen. Grundsätzlich
ist es günstig,
wenn der Sensor mit seinem vorderen temperaturempfindlichen Bereich
an den Bremsbelag anliegt. Es kann jedoch auch ein gewisser Luftspalt zwischen
Bremsbelag und Sensor vorgesehen sein. Die Luft in diesem Zwischenraum
wird relativ schnell von dem Bremsbelag erwärmt und die Temperatur kann
von dem Sensor erfasst werden. Es kann günstig sein, zwischen dem Bremsbelag
und dem Sensor ein wärmeleitendes
Material, beispielsweise eine Wärmeleitpaste
einzubringen, um einen möglichst schnellen
Temperaturübergang
zu dem Sensor sicherzustellen.
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Vorzugsweise
ist der Bremsbelag-Temperatursensor in der Durchgangsbohrung mit
einem Klebstoff befestigt. Der Klebstoff kann gleichzeitig als Isolierung
dienen. Der Klebstoff hat den Vorteil, den Bremsbelag-Temperatursensor
sicher in Position zu halten, so dass ein Herausrutschen nicht möglich ist. Es
ist auch möglich,
einen geklemmten Temperatursensor zusätzlich durch Klebstoff zu sichern
oder alternativ eine Klemmung des Temperatursensors vorzusehen,
die zwar eine Bewegung des Sensors in Richtung auf den Bremsbelag
hin erlaubt, jedoch – beispielsweise
durch eine Rastung, ein Wegbewegen des Sensors weg von dem Bremsbelag
verhindert. So kann es beispielsweise günstig sein, die Buchse, mit
der der Temperatursensor in der Durchgangsbohrung befestigt wird,
in die Durchgangsbohrung einzukleben, aber den Sensor nur steckbar
vorzusehen.
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Vorzugsweise
ist die Bremsüberwachungsschaltung
derart ausgebildet, dass sie die Funktionen der Temperatursensoren überwachen
kann. Typische Fehler bei Temperatursensoren sind Kurzschluss oder
Leitungsunterbrechung. Die Schaltung kann derart ausgebildet sein,
dass sie kontinuierlich oder in Abständen beispielsweise durch eine
Widerstandsmessung Kurzschluss oder Leitungsunterbrechung in dem
Temperatursensor feststellt. Generell kann auch eine Widerstandsänderung
auf einen Fehler in dem Temperatursensor hinweisen. Es ist günstig, wenn
derartige Abweichungen von der Bremsüberwa chungsschaltung angezeigt
werden. Diese Abweichungen können
beispielsweise an eine Fernüberwachungszentrale übermittelt
werden. Sind mehrere Bremsbelag-Temperatursensoren vorhanden, so
kann bei der Feststellung eines Fehlerzustands bei einem Sensor
dieser außer
Betrieb genommen werden. Im Rahmen einer üblichen Wartung kann dann eine
Reparatur erfolgen.
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Vorzugsweise
ist die Bremsüberwachungsschaltung
derart ausgebildet, dass sie bei Überschreiten einer vorgegebenen
Temperaturdifferenz zwischen Umgebungstemperatursensor und Bremsbelag-Temperatursensor
einen Schalter in einem Sicherheitsschaltkreis öffnet. Das Öffnen des Schalters und des
Sicherheitsschaltkreises wird deshalb bevorzugt, weil typischerweise
Sicherheitsschaltkreise bei Aufzugsanlagen so gebaut sind, dass
durch Öffnen eines
Schalters in dem Schaltkreis eine Fehlermeldung angezeigt wird.
Es kann sich dabei entweder um einen Schalter in der Sicherheitskette
des Aufzugs handeln. Diese Anordnung des Schalters in der Sicherheitskette
des Aufzugs hat die Konsequenz, dass bei dem Auftreten eines Fehlers
der Aufzug unmittelbar angehalten wird, d. h. die Fahrt wird nicht kontrolliert
bis zu einer Ausstiegsstelle fortgesetzt sondern abrupt unterbrochen.
Die in der Kabine befindlichen Personen können erst nach Eintreffen eines
Monteurs befreit werden. Es ist deshalb bevorzugt, das Signal der
Bremsüberwachungsschaltung an
den Sicherheitsabfrage-Eingang der verwendeten Steuerleitkarte der
Aufzugssteuerung anzuschließen.
Diese Eingänge
der Steuerleitkarte werden typischerweise vor Beginn einer jeden
Fahrt abgefragt, so dass bei dem Auftreten eines derartigen Fehlersignals
die aktuelle Fahrt bis zu ihrem Ende durchgeführt werden kann, dann aber
der Aufzug nicht mehr in Betrieb genommen werden kann. Das Vorsehen
einer Temperaturdifferenz hat den Vorteil, dass Temperaturerhöhungen des
Aufzugsbelags, wie sie bei den Inspektionsfahrten vorkommen, noch
nicht zum Abschalten des Aufzugs führen. Bei Versuchen hat sich herausgestellt,
dass bei typischen Inspektionsfahrten Temperaturdifferenzen zur
Umgebungstemperatur von etwa 25° Kelvin
erreicht werden. Die Auslösedifferenz
sollte deshalb größer als
25° Kelvin
sein. Erfindungsgemäß wird eine
Auslösedifferenz
von mehr als 40° Kelvin,
günstigerweise
mehr als 50° Kelvin und
besonders bevorzugt von mehr als 60° Kelvin oder mehr vorgeschlagen.
Bei solchen Auslösedifferenzen
ist ein ausreichender Sicherheitsfaktor vorhanden. Versuche ergaben
an einer typischen Bremse einen Anstieg der Temperatur im Fehlerfall
von 110° C
(absolut) innerhalb mehrerer Sekunden (Umgebungstemperatur 20°C).
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Vorzugsweise
weist die Bremsüberwachungsschaltung
ein bistabiles Element auf, welches bei dem Überschreiten einer vorgegebenen
Temperaturdifferenz zwischen Umgebungstemperatursensor und Bremsbelag-Temperatursensor
von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand umschaltet. Vorzugsweise
ist in dem zweiten Zustand der Schalter in dem Sicherheitsschaltkreis
geöffnet.
Die Verwendung eines bistabilen Elements hat den Vorteil, dass mit
dem Absinken der Bremsbelag-Temperatur der Schalter in dem Sicherheitskreis
trotzdem geöffnet
bleibt bzw. der zweite Zustand geschaltet bleibt. Das stellt sicher,
dass eine Rückstellung
der Bremsüberwachungseinrichtung
durch den Monteur erfolgen muss, der das typischerweise erst nach
dem Beheben der Störung
tun wird.
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Die
Erfindung und vorteilhafte Weiterbildungen werden nachfolgend anhand
eines Ausführungsbeispiels
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Aufzugsbremse mit einer Bremsüberwachungseinrichtung;
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2 eine
Ausschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Aufzugsbremse;
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3 eine
schematische Darstellung der Bremsüberwachungsschaltung.
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1 zeigt
eine Aufzugsbremse 2 aufweisend zwei beispielsweise von
einer (nicht gezeigten) Federanordnung in Richtung auf eine eingefallene Position
vorgespannte Bremsbacken bzw. Bremshebelarme 4 und 6.
An den Bremsbacke 4 und 6 ist jeweils ein Bremsbelag
beispielsweise durch Kleben und/oder Nieten, etc. befestigt. Im
eingefallenen Zustand kommen die Bremsflächen der Bremsbeläge mit dem
Außenumfang
einer Bremstrommel 8 in Eingriff. Es kann ein (nicht gezeigter)
elektromagnetischer Aktuator zum Lüften der Bremse vorgesehen sein.
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Die
Aufzugsbremse 2 wird typischerweise eingesetzt, um die
Kabine bei einem Halt an einer Stockwerk-Landestelle festzuhalten. Üblicherweise befinden
sich Kabine und Gegengewicht bei halber zulässiger Belastung der Kabine
im Gleichgewicht. Die von der Bremse üblicherweise zu leistenden Bremskräfte sind
dementsprechend relativ gering. Generell ist die Antriebseinheit
des Aufzugs so dimensioniert, dass sie relativ problemlos auch bei
eingefallener Bremse 2 die Kabine im Aufzugschacht bewegen
kann. In diesem Fall kommt es typischerweise zu einem mit einer
hohen Temperaturentwicklung an den Bremsbelägen verbundenen hohen Verschleiss
der Bremsbeläge,
was innerhalb kurzer Zeit zu einem Versagen der Bremse führen kann.
Eine Überwachung
der Bremsfunktion ist deshalb vorteilhaft. Ab einem bestimmten Verschleißzustand
ist die Bremse nicht mehr in der Lage, die Kabine an einer Landestelle
zu hal ten, und es kann zu einer unkontrollierten Verfahrbewegung
kommen, die in den allermeisten Fällen bei geöffneter Kabinentür und bei
geöffneter
Schachttüre
erfolgt mit entsprechend großem
Verletzungsrisiko für
die Fahrgäste
in der Kabine und der für
an der geöffneten
Schachttüre
stehenden Fahrgäste.
Es ist kein Problem, bei normalem Verschleiß den Verschleißzustand
der Bremsbeläge im
Rahmen der regelmäßig stattfindenden
Wartungen bzw. Inspektionen rechtzeitig festzustellen und ggf. den
Bremsbelag auszutauschen. Problematisch ist die Situation, wo es
infolge eines Bremsversagens innerhalb sehr kurzer Zeit zu einem
hohen Verschleiß des
Bremsbelags kommt. Zur Vermeidung eines solchen übermäßigen Abriebs weist die Bremse 2 eine Überwachungseinrichtung
auf, die im Wesentlichen aus Bremsbelag-Temperatursensoren 10 und 12 und einer
Bremsüberwachungsschaltung 14 besteht,
die ein entsprechendes Warnsignal beispielsweise an die Aufzugssteuerung
generieren kann.
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Bei
der in 1 gezeigten Darstellung ist die Bremsüberwachungsschaltung 14 in
dem Schaltschrank 16 der Aufzugssteuerung untergebracht
und eine Signalausgangsleitung 18 ist mit dem Leiterkarteneingang 20 der
Aufzugssteuerung verbunden. Dabei handelt es sich um einen Eingang,
an den sicherheitsrelevante Bauteile der Aufzugsanlage angeschlossen
sind, und der vor Beginn einer jeden Fahrt vor der Aufzugssteuerung
abgefragt wird. Wird bei diesem sog. Sicherheits-Check festgestellt,
dass eine der angeschlossenen Komponenten nicht funktionstauglich
ist, so wird die Aufzugsanlage stillgelegt und es kann keine weitere
Fahrt erfolgen. Dieser Leiterkarteneingang unterscheidet sich von
der sog. Sicherheitskette der Aufzugsanlage dadurch, dass eine solche
Abfrage nur vor Beginn einer neuen Fahrt erfolgt und den Aufzug
zu einem Zeitpunkt stilllegt, zu dem problemlos die Fahrgäste die
Kabine wieder verlassen können.
Andere sicherheitsrelevante Bauteile sind beispielsweise an der
Sicherheitskette des Aufzugs angeschlossen. Die Sicherheitskette
ist derart geschaltet, dass für
den Fall des Versagens einer der daran angeschlossenen Komponenten
die Sicherheitskette unterbrochen wird und der Aufzug sofort außer Betrieb
genommen wird, ohne dass es zu einer geordneten Abschlussfahrt zu
einer Landestelle kommen kann. Die in der Kabine befindlichen Fahrgäste müssen dann
auf ihre Befreiung durch entsprechend ausgebildetes Personal warten.
Natürlich
ist es möglich,
die erfindungsgemäße Bremsüberwachungseinrichtung
mit der Sicherheitskette zu koppeln; aus offensichtlichen Gründen ist
jedoch ein Anschluss an den Leiterkarteneingang bevorzugt. Man erkennt
drei Eingänge
der Bremsüberwachungsschaltung 14 für die Daten
der Bremsbelag-Temperatursensoren 10, 12 sowie
für die
Temperaturdaten eines Umgebungstemperatursensors 22. Die
Anschlüsse
für die
Stromversorgung der Bremsüberwachungsschaltung 14 sind
nicht gezeigt.
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Der
Umgebungstemperatursensor 22 ist außerhalb des Schaltschranks 16 angeordnet.
Es wäre auch
vorstellbar, den Umgebungstemperatursensor 22 in die Bremsüberwachungsschaltung 14 zu
integrieren. Das ist jedoch deshalb nachteilig, weil die Temperaturen
in dem Schaltschrank erheblich über den
Umgebungstemperaturen im Aufzugsschacht bzw. Maschinenraum liegen
können.
So wurden dort Temperaturen bis 55°C gemessen. Der Umgebungstemperatursensor 22 kann
im Aufzugsschacht oder im Maschinenraum angeordnet sein.
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In 2 ist
ein Teil eine Bremsbacken 4 mit einem darauf befestigten
Bremsbelag 24 gezeigt. Der Bremsbelag 24 kann
beispielsweise durch Kleben oder mit Nieten an den Bremsbacken 4 befestigt sein.
Bremsbacken 4 und Bremsbelag 24 sind an einer
Kontaktfläche 26 in
Anlage miteinander. Die Kontaktfläche 26 ist in 2 zur
besseren Darstellung in Form eines Spalts gezeigt. In der Praxis
ist dieser Spalt nicht vorhanden oder geht gegen Null.
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In 2 ist
ferner ein Bremsbelag-Temperatursensor gezeigt, wie er in einer
Durchgangsbohrung 28 durch die Bremsbacke 4 angeordnet
ist. Man erkennt, dass das vordere Ende des Bremsbelag-Temperatursensors 10 an
der Kontaktfläche 26 des
Bremsbelags 24 mit den Bremsbacken 4 ansteht. Der
Bremsbelag-Temperatursensor 10 ist vorzugsweise insbesondere
an seinem vorderen Ende temperaturempfindlich, so dass er im Wesentlichen
die Temperatur an dieser Stelle des Bremsbelags misst. Es ist günstig, den
Bremsbelag-Temperatursensor möglichst
in einem zentralen Bereich des Bremsbelags vorzusehen, um Kühleffekte,
wie sie am Rand des Bremsbelags 24 auftreten können, im
Wesentlichen auszuschließen.
Der Bremsbelag-Temperatursensor 10 weist eine im Wesentlichen
zylinderförmige
Gestalt auf. Vorzugsweise ist sein Durchmesser relativ klein, vorzugsweise
kleiner als 5 mm, insbesondere kleiner als 3 mm und ganz besonders
bevorzugt 2 mm oder kleiner. Je kleiner der Durchmesser des Bremsbelag-Temperatursensors
ist, desto weniger wird der Bremsbacken 4 durch die Durchgangsbohrung 28 geschwächt. Es
ist besonders günstig, wenn
der Bremsbelag-Temperatursensor hier einen Durchmesser hat, der
so groß ist,
dass er problemlos in die typische Durchgangsbohrung, wie sie für Nieten
zum Befestigen des Belags vorgesehen sind, passt.
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Zwischen
der Innenwandung der Durchgangsbohrung 28 und dem eigentlichen
Sensor ist eine Isolierung 30 vorgesehen. Die Isolierung 30 ist besonders
dann erforderlich, wenn der Sensor 10 selbst in diesem
Bereich nicht isoliert ist. Bei der Darstellung der 2 ist
die Isolierung 30 eine Steckhülse aus einem wärmebeständigen und
wärmeisolierenden
Kunststoffmaterial. Die Steckhülse
ist in der Durchgangsbohrung 28 angeordnet. Innen in der Hülse ist
der Temperatursensor 10 eingeschoben. Die Hülse selbst
kann in der Durchgangsbohrung 28 mit Klebstoff befestigt
sein. Sie kann auch alleine durch die Klemmwirkung gehalten sein.
Die Klemmwirkung kann dadurch erhöht sein, dass die Öffnung in
der Hülse,
in die der Temperatursensor 10 eingeschoben wird, nach
vorne, d. h. zum Bremsbelag 24 hin sich ein wenig verjüngt. Durch
das Einschieben des Temperatursensors 10 in die Steckhülse kann dadurch ähnlich wie
bei einem Keil die Klemmwirkung erhöht werden. Temperatursensor 10 und/oder Steckhülse bzw.
Isolierung 30 können
nach dem Montieren mit einem Sicherungslack oder ähnlichem gesichert
werden.
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In 3 ist
schematisch die Schaltungsanordnung der Bremsüberwachung dargestellt. Man
erkennt die Bremsbelag-Temperatursensoren 10 und 12 sowie
den Umgebungstempeartur-Sensor 22, die an die Bremsüberwachungsschaltung 14 angeschlossen
sind. Die Bremsüberwachungsschaltung 14 ist
bei 32 an ein hohes Potenzial und bei 34 an ein niedriges
Potenzial zur Stromversorgung angeschlossen. Vorzugsweise wird die
Spannung von der Sicherheitskette abgenommen. Das stellt sicher, dass
in der Praxis eine Überbrückung der
Sicherheitskette durch die Bremsüberwachungsschaltung 14 nicht
erfolgen kann. Bei 36 und 38 ist die Bremsüberwachungsschaltung 14 an
den Leiterkarteneingang 20 der Aufzugssteuerung angeschlossen,
wie schon beschrieben wurde. Mit 40 ist ein bistabiles Schaltelement
mit einer zugehörigen
Vergleichselektronik bezeichnet. Bei dem bistabilen Schaltelement kann
es sich beispielsweise um ein bistabiles Relais handeln. Das Element 40 überwacht
zum Einen die Funktion der Temperatursensoren und erzeugt beim Ausfall
eines Temperatursensors ein Warnsignal. Zum Anderen schaltet das
Element 40 bzw. das bistabile Element beim Überschreiten
eines bestimmten Schwellwerts der Temperaturdifferenz zwischen der Bremsbelag-Temperatur
und der Umgebungs-Temperatur von dem einen bistabilen Zustand in
einen zweiten bistabilen Zustand um und öffnet den Bremsüberwachungskontakt 42.
In der gezeigten Stellung des Bremsüberwachungskontakts 42 ist
der Kontakt geschlossen, d. h. die Bremsüberwachungsschaltung meldet
an den Leiterkarteneingang die Funkti onsfähigkeit der Bremse. Schaltet
das bistabile Element wegen einem Überschreiten der Temperaturschwelle
um, so öffnet
der Bremsüberwachungskontakt 42 und
die Verbindung zwischen 36 und 38 ist unterbrochen.
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Ist
es zu einem Auslösen
der Bremsüberwachungsschaltung 14 gekommen,
so kann nach der Behebung des Schadens die Bremsüberwachungsschaltung 14 durch
den Monteur z. B. über
einen Reset-Taster wieder in die Ausgangsstellung zurückgestellt
werden. Schematisch ist das in 3 durch
den Teil 44 gezeigt. Vorzugsweise lässt sich der Schwellwert der
Temperaturdifferenz an der Bremsüberwachungsschaltung 14 verstellen.
Alternativ ist ein festvorgegebener Schwellwert beispielsweise schaltungstechnisch
realisiert.
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Es
ist möglich,
auf einen separaten Umgebungs-Temperatursensor 22 zu verzichten.
Dazu ist es erforderlich, den Temperaturanstieg bei einem Bremsbelag-Temperatursensor 10,12 zu überwachen.
Kommt es nämlich
zu einem Bremsversagen, so kommt es innerhalb relativ kurzer Zeit,
d. h. typischerweise in einem Zeitraum, der generell kürzer als 10 – 30 Sekunden
ist aber generell wenige 100 Sekunden nicht überschreitet, zu einem Temperaturanstieg,
der dem vorangehend beschriebenen Schwellwert der Temperaturdifferenz
zwischen Bremsbelag-Temperatursensor 10, bzw. 22 entspricht.
Die Bremsüberwachungsschaltung
kann so ausgelegt sein, dass sie einen derartigen Temperaturanstieg bei
einem Bremsbelag-Überwachungssensor 10, 12 feststellen
kann. Zu diesem Zweck kann sie beispielsweise eine Speichereinrichtung
aufweisen und den aktuell gemessenen Temperaturwert eines Bremsbelag-Temperatursensors 10, 12 mit
einem zu einem früheren
Zeitpunkt eingespeicherten Temperaturwert des gleichen Bremsbelag-Temperatursensors vergleichen.
Ein Bremsbelag-Temperatursensor, der in entsprechender Weise verwendet
wird, dient damit praktisch gleichzeitig als "Umgebungs-Temperatursensor".