DE112012000585T5

DE112012000585T5 - Bremsüberwachungsvorrichtung mit einem Abstandssensor

Info

Publication number: DE112012000585T5
Application number: DE112012000585.6T
Authority: DE
Inventors: Lutz May
Original assignee: POLYRESEARCH AG
Current assignee: Abas Inc
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2012-01-23
Publication date: 2014-01-30
Also published as: WO2012101091A1

Abstract

Bremsüberwachungsvorrichtung für die Abstandsüberwachung zwischen einem Bremsmedium 51 und einem sich bewegenden Objekt 55 zur Bestimmung einer Entfernung d zwischen einer ersten Abstandsensoreinheit und einem bewegten Objekt basierend auf dem Abstandsignal, und zum Bewerten eines Abstands, um den korrekten Ablauf des Bremsprozesses zu ermitteln.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bremsüberwachung und besonders eine Vorrichtung zum Überwachen einer Aufzugsbremse und insbesondere eine Bremsüberwachungsvorrichtung zum Nachrüsten bereits bestehender Aufzugsanlagen.
Hintergrund der Erfindung
Aufzüge sind häufig verwendete Anlagen, insbesondere für hohe Gebäude. In letzter Zeit wurden Aufzüge auch für kleinere Gebäude immer populärer. Gleichzeitig stiegen die Sicherheitsanforderungen immer mehr. Aufzüge bedürfen einer regelmäßigen Überprüfung zum Warten der Sicherheitsvorrichtungen. Da Aufzüge eine lange Lebensdauer aufweisen, sind einige Aufzugsanlagen mehrere Jahrzehnte alt, einige mehr als 50 oder 60 Jahre. Trotzdem ist die Sicherheit selbst dieser alten Aufzugsanlagen ein wichtiges Thema. Eines der maßgeblichsten Teile eines Aufzugs ist die Bremse desselben. Wegen der vertikalen Bauweise des Aufzugs wird ein Ausfall der Bremse zu ernsthaften Schäden bei Passagieren sowie an der Aufzugsanlage führen. Die Bremse eines Aufzugs ist häufig eine mechanische Vorrichtung, die erheblichem Verschleiß unterliegt. Deshalb hängt die Verlässlichkeit der Bremse wesentlich vom Zustand der Bremse ab. Somit besteht ein Bedarf, die Bremse während des Betriebs zu überwachen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt gemäß den unabhängigen Ansprüchen eine Bremsüberwachungsvorrichtung bereit, insbesondere für Aufzüge und Rolltreppen, die eine zuverlässige Ermittlung des gegenwärtigen Status einer Bremse ermöglicht, insbesondere einer Aufzugs- oder Rolltreppenbremse, wobei weitere Ausführungsformen in die abhängigen Ansprüche aufgenommen sind.
Die folgenden Aspekte betreffen eine Bremsüberwachungsvorrichtung sowie einen Aufzug und eine Rolltreppe, die jeweils mit einer Bremsüberwachungsvorrichtung ausgestattet sind.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist zwischen einem Bremsmedium und einem sich bewegenden Objekt eine Bremsüberwachungsvorrichtung zur Abstandsüberwachung eines Bremsprozesses bereitgestellt, wobei die Bremsüberwachungsvorrichtung eine Schnittstelle für eine erste Abstandssensoreinheit, eine Steuereinheit zum Steuern der ersten Abstandssensoreinheit und eine Bewertungseinheit umfasst, wobei die Steuereinheit einen Antrieb zum Antreiben der ersten Abstandssensoreinheit umfasst, wobei die Bewertungseinheit dafür eingerichtet ist, basierend auf dem Abstandssignal einen Abstand zwischen der ersten Abstandssensoreinheit, die an die Schnittstelle anzuschließen ist, und einem sich bewegenden Objekt zu ermitteln und den Abstand zu bewerten, um den korrekten Ablauf des Bremsprozesses zu ermitteln.
Somit kann die Bremsüberwachungsvorrichtung den Abstand zwischen dem sich bewegenden Objekt, z. B. einer Bremstrommel, und einem Bremsmedium, wie z. B. einem Bremshebel, ermitteln. Der Abstand zwischen diesen beiden Elementen kann eine Anzeige für die Dicke z. B. eines Bremsbelags sein. Somit kann der Abstand auch als Anzeige für einen Zustand der Bremswirksamkeit verwendet werden. Die Überwachungsvorrichtung kann Informationen zur Leistungsfähigkeit der Bremse geben und des Weiteren zwischen Stati schweren Ausfalls mit hoher Sicherheitsrelevanz und weniger schweren Stati, die früher oder später einer Wartung bedürfen, unterscheiden. Es sei angemerkt, dass das sich bewegende Objekt auch eine Bremsscheibe und das Bremsmedium ein beweglicher Teil eines Bremssattels sein kann.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Bremsüberwachungsvorrichtung ferner eine erste Abstandssensoreinheit, die an die Schnittstelle angeschlossen ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Bewertungseinheit dafür eingerichtet, basierend auf einem ersten zuvor festgelegten Abstandsbereich, innerhalb dessen der Abstand als ordnungsgemäß bewertet wird, einen ermittelten Abstand zu bewerten.
Somit kann die Bremsüberwachungsvorrichtung anzeigen, ob sich die Bremse in einem korrekten Bremszustand befindet. Ein korrekter Bremszustand kann ein Abstand sein, der anzeigt, dass der Abstand zwischen z. B. einer Bremstrommel und einem Bremshebel in einem ersten zuvor festgelegten Abstandsbereich liegt. Dieser zuvor festgelegte Abstand kann definiert sein durch einen Maximalabstand zwischen z. B. der Bremstrommel und dem Bremshebel bei einem minimalen Verschleiß der Bremsbeläge, wenn die Bremsbeläge mit der Bremstrommel in Kontakt stehen, und einen Minimalabstand zwischen z. B. der Bremstrommel und dem Bremshebel bei einem maximalen Verschleiß der Bremsbeläge, wenn die Bremsbeläge in Kontakt mit der Bremstrommel stehen. Es sei angemerkt, dass es nicht ausgeschlossen ist, dass weitere Vorrichtungen bereitgestellt sein können, um sicherzustellen, dass die bremshebelseitigen Bremsbeläge in Kontakt mit der Bremstrommel stehen. Es sei außerdem angemerkt, dass die Bremsbeläge an der Bremstrommel bereitgestellt sein können und auf Seiten des Bremshebels eine Kontaktfläche bereitgestellt sein kann.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Bewertungseinheit dafür eingerichtet, einen ermittelten Abstand, der größer als der erste Abstandsbereich ist, als einen Ausfallstatus zu bewerten.
Somit kann die Bremsüberwachungsvorrichtung erkennen, dass sich der Bremshebel in einem zu großen Abstand zur Bremstrommel befindet, d. h. dass die Bremsbeläge nicht in Kontakt mit der Bremsfläche stehen. Die Bremsfläche kann sich auf Seiten der Trommel oder auf Seiten des Bremshebels befinden. Bei Scheibenbremsen kann die Bremsüberwachungsvorrichtung außerdem anzeigen, ob die Bremsklötze in Kontakt mit der Bremsscheibe stehen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Bewertungseinheit dafür eingerichtet, basierend auf einem zweiten zuvor festgelegten Abstandsbereich, der kleiner als der erste zuvor festgelegte Abstandsbereich ist, einen ermittelten Abstand zu bewerten, wobei im zweiten Abstandsbereich der Abstand als ein eine Wartung erfordernder Status bewertet wird.
Somit kann die Überwachungsvorrichtung einen Status anzeigen, in dem die Bremsbeläge fast vollständig abgenutzt sind und demnächst ersetzt werden sollten. Dieser Status ist nicht zwangsläufig ein Notfallstatus, da die Bremsbeläge eine Restdicke aufweisen können. Der zweite Abstandsbereich kann in einige Unterbereiche gegliedert werden, die einen Status zunehmender Wartungsdringlichkeit darstellen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Bewertungseinheit dafür eingerichtet, einen ermittelten Abstand, der kleiner als der zweite Abstandsbereich ist, als Ausfallstatus zu bewerten.
Somit kann die Überwachungsvorrichtung einen Status anzeigen, in dem z. B. die Bremsbeläge vollständig abgenutzt sind oder infolge einer Zerstörung der Befestigungsschrauben oder dergleichen, die den Bremsbelag an einem Träger des Bremsbelags befestigen, z. B. an dem Bremshebel, sogar ganz fehlen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Bremsüberwachungsvorrichtung in Hinsicht auf den ersten Abstandsbereich, basierend auf dem quantitativ ermittelten Abstand, für einen Selbstlernprozess eingerichtet.
Somit kann die Bremsüberwachungsvorrichtung leicht geschult werden, sogar wenn sie durch ungeschultes Personal montiert wird. Der Selbstlernprozess kann ein manuelles Einstellen der Minimal-Maximal-Position sein, für die das Überwachungssystem jeweils ein Einstellungssignal empfängt. Die Bremsüberwachungsvorrichtung kann jedoch auch ein vollautomatisches Selbstlernsystem beinhalten, das die entsprechenden Endpositionen beim ersten Gebrauch automatisch erkennt. Es sei angemerkt, dass zum Unterstützen eines Selbstlernvorgangs auch weitere Assistenzsysteme bereitgestellt sein können.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Steuereinheit und die Bewertungseinheit als ein Block gebildet.
Somit kann die gesamte Elektronik integral, also z. B. in einem Block, gebildet sein und zum Schutz vor Staub und Schmutz z. B. eingekapselt sein. Ferner kann aufgrund der Einsparung paralleler Leitungen sowie der Einsparung von Leitungslängen durch kurze Abstände zusätzliche Verkabelung eingespart werden. Eine eingekapselte Gesamtelektronik kann außerdem ungewollte Manipulationen verhindern. Ferner kann sich die gesamte Elektronik, die Steuereinheit und Bewertungseinheit beinhaltet, auf einer einzelnen Leiterplatte befinden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Bremsüberwachungsvorrichtung ferner einen Energieversorgungsleitungs-Sensor umfassen, wobei der Energieversorgungsleitungs-Sensor dafür eingerichtet ist, ein Bremsaktivierungsenergie-Signal zu überwachen, wobei die Bewertungseinheit dafür eingerichtet ist, einen Status ordnungsgemäßen Betriebs der zu überwachenden Bremse basierend auf einem Signal des Energieversorgungsleitungs-Sensors und einem Signal der ersten Abstandssensoreinheit zu erkennen.
Somit ist die Bremsüberwachungsvorrichtung in der Lage, basierend auf einem Signal des Energieversorgungsleitungs-Sensors und einem Signal der ersten Abstandssensoreinheit, einen Status ordnungsgemäßen Betriebs der zu überwachenden Bremse zu erkennen. Der Leitungssensor kann das korrekte Steuersignal als eine Anzeige erkennen, dass die Aktivierung der Bremse beabsichtigt war. Wenn der Leitungssensor ein Aktivierungssignal erkennt, der Abstandssensor jedoch keine Veränderung des Abstands erkennt, kann das Ergebnis eine Zerstörung oder Blockierung mechanischer Teile der Bremse sein, z. B. ein Blockieren des Bremshebels. Wird umgekehrt kein Aktivierungssignal erkannt, aber ein Abstand, der dem ersten oder zweiten Abstandsbereich entspricht, kann dies eine Anzeige für ein Blockieren in einem angehobenen Status sein, in dem die beweglichen Teile der Bremse nicht in eine Ruheposition zurückkehren.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Energieversorgungsleitungs-Sensor ein kontaktloser Sensor, der an einer Leitung angebracht ist, ohne den Leiter der Leitung zu berühren.
Somit kann der Energieversorgungsleitungs-Sensor ohne Eingriff oder Unterbrechung in eine bereits bestehende Installation installiert werden. Dies kann das Risiko unbeabsichtigter Überspannungen oder Zerstörung von insbesondere älteren Aufzugsinstallationen vermeiden. Diese Maßnahme ermöglicht die Installation der Überwachungsvorrichtung ohne irgendeinen Eingriff in die bestehende Installation.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird die erste Abstandssensoreinheit für die Abstandsmessung mit einem Wechselstromsignal und für eine Überhitzungserkennung mit einem Gleichstromversatzsignal betrieben.
Somit kann die Abstandssensoreinheit nicht nur zum Ermitteln eines Abstands verwendet werden, sondern auch zum Ermitteln einer Temperatur. Insbesondere kann die Gleichstromspannung zur Temperaturermittlung verwendet werden, wenn für die Sensoreinheit ein Kabel verwendet wird, das eine bekannte Temperaturcharakteristik aufweist. Zur Temperaturermittlung kann die Bewertungseinheit außerdem die Bewertung des Gleichstromsignals bereitstellen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Bremsüberwachungsvorrichtung dafür eingerichtet, an eine Trommelbremse montiert zu werden, wobei die erste Abstandssensoreinheit derart montiert wird, dass ein Abstand zwischen einem ersten Bremshebel einer Trommelbremse und der Bremstrommel überwacht wird.
Somit kann der Abstandssensor den Abstand erkennen, um zu bewerten, ob dieser Abstand in einem Abstandsbereich für den korrekten Betrieb liegt. Der ermittelte Abstand zwischen einer Bremstrommel und einem Bremshebel kann die Restdicke eines Bremsbelags anzeigen, sodass der Abstand den korrekten Betrieb der Bremse sowie das bevorstehende Erfordernis einer Wartung, wie z. B. den Wechsel der Bremsbeläge, anzeigen kann.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Bremsüberwachungsvorrichtung dafür eingerichtet, an einen ersten Bremshebel einer Trommelbremse montiert zu werden, wobei die erste Abstandssensoreinheit der Bremstrommel zugewandt ist.
Somit kann die Sensoreinheit an einem Teil mit nur begrenzter Bewegung, wie beispielsweise dem Bremshebel, bereitgestellt werden. Obwohl der Abstandssensor auch an der Bremstrommel angeordnet werden kann, kann die Montage des Sensors an dem Bremshebel kompliziertes In-Kontakt-Bringen des Sensors mit der Sensorelektronik, wie dem Antrieb, Generator oder Oszillator einerseits und der Bewertungseinheit andererseits vermeiden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Bremsüberwachungsvorrichtung ferner eine zweite Schnittstelle für eine zweite Abstandssensoreinheit. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Bremsüberwachungsvorrichtung ferner eine zweite Abstandssensoreinheit, die an die zweite Schnittstelle angeschlossen ist, wobei die zweite Abstandssensoreinheit dafür eingerichtet ist, an einen zweiten Bremshebel der Trommelbremse montiert zu werden.
Somit kann das gesamte Bremssystem überwacht werden, insbesondere, wenn zwei Bremshebel für jede Trommel vorhanden sind. Insbesondere kann, wenn die Aktivierung der Bremshebel gekoppelt ist, der Abstand einer der Bremshebel den Status der Bremse nicht vollständig darstellen. Deshalb kann die kombinierte Ermittlung beider Abstände von jeder der beiden Bremshebel zur Bremstrommel eine vollständigere Information über den Bremsenstatus oder den Bremsenzustand bereitstellen. Es sei angemerkt, dass die Bremsüberwachungsvorrichtung auch mit entsprechenden Schnittstellen zum Anschließen oder Wechseln entsprechender Sensoren ausgestattet sein kann, einschließlich der ersten und der zweiten Abstandssensoreinheit, Temperatursensoren oder Bremsaktivierungssensoren.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Bewertungseinheit dafür eingerichtet, basierend auf einer Logikoperation mit einem ersten ermittelten Abstand der ersten Abstandssensoreinheit und mit einem zweiten ermittelten Abstand der zweiten Abstandssensoreinheit, einen Gesamtstatus der Bremse zu ermitteln.
Somit können die beiden ermittelten Abstände zwischen beiden Bremshebeln und der Bremstrommel logisch kombiniert werden, um eine vollständigere Information über den Bremsenzustand und den Bremsenstatus zu erlangen, insbesondere über die beweglichen mechanischen Teile der Bremse oder über den Zustand der Bremsbeläge, wenn eine Trommelbremse verwendet wird. Es sei angemerkt, dass pro Bremstrommel auch mehr als zwei Bremshebel verwendet werden können. In diesem Fall können auch mehr als zwei Abstandssensoren bereitgestellt werden sowie eine Logik, die mehr als zwei Abstandssignale kombiniert.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Bremsüberwachungsvorrichtung dafür eingerichtet, an eine Aufzugsbremse montiert zu werden, wobei die Bewertungseinheit eine Notbremsungssignal-Ausgabe umfasst.
Somit kann das Bremsüberwachungssystem direkt einen Notbremsungsprozess auslösen, z. B. durch eine sekundäre Notbremse, wie etwa eine pyrotechnische Bremse oder eine Kupplungsbremse. Die Sekundärbremse kann direkt an die Notbremsungssignal-Ausgabe angeschlossen sein, sodass die Bremsüberwachungsvorrichtung die Notbremsung sofort auslösen kann, wenn ein schwerer Ausfallstatus der Bremse erkannt wird.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Bremsüberwachungssystem dafür eingerichtet, nachträglich in bestehende Aufzugsbremsen montiert zu werden.
Somit können auch bestehende Hebevorrichtungen auf einen neuen Stand gebracht und mit einer Sicherheit bereitstellenden Bremsüberwachungsvorrichtung ausgerüstet werden. Die Bremsüberwachungsvorrichtung kann ein System zum Aufklemmen sein, bei dem die Sensoreinheit sowie ein möglicher Energieversorgungsleitungs-Sensor auf die bestehende Bremse geklemmt werden kann, ohne eine bestehende Leitung der Aufzugsbremse unterbrechen zu müssen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Aufzug bereitgestellt, der eine Bremse mit einer Bremstrommel und mindestens einem Bremsbelag und eine oben beschriebene Bremsüberwachungsvorrichtung umfasst, wobei mindestens die erste Abstandssensoreinheit einer Oberfläche der Bremstrommel zugewandt ist, die durch mindestens einen Bremsbelag gereinigt wird.
Somit kann ein gesamter Aufzug einschließlich einer Bremsüberwachungsvorrichtung bereitgestellt sein.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Rolltreppe bereitgestellt, die eine Bremse mit einer Bremstrommel und mindestens einem Bremsbelag und eine oben beschriebene Bremsüberwachungsvorrichtung umfasst, wobei mindestens die erste Abstandssensoreinheit einer Oberfläche der Bremstrommel zugewandt ist, die durch mindestens einen Bremsbelag gereinigt wird.
Somit kann eine gesamte Rolltreppe einschließlich einer Bremsüberwachungsvorrichtung bereitgestellt sein. Es sei angemerkt, dass auch Rolltreppen ein großes Risiko bergen, einen unkontrollierten Zustand zu erreichen, insbesondere lange Rolltreppen mit vielen Personen darauf.
Es sei angemerkt, dass die oben beschriebene Bremsüberwachungsvorrichtung auch auf eine Scheibenbremse angewandt werden kann.
Es sei angemerkt, dass die oben beschriebenen Merkmale auch kombiniert werden können, um Merkmalkombinationen zu erzielen, deren Wirkung über die Summe der Einzelwirkungen der jeweiligen Merkmale für sich hinausgeht, um eine Synergiewirkung der Merkmalkombination zu erzielen.
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus den im Weiteren beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich und anhand derselben erläutert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der folgenden Zeichnungen beschrieben.
1 stellt ein beispielhaftes Trommelbremssystem dar.
2 stellt ein beispielhaftes Trommelbremssystem dar, auf dem eine Bremsüberwachungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung montiert ist.
3 stellt eine Bremsüberwachungsvorrichtung mit einer Abstandssensoreinheit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar.
4 stellt eine Bremsüberwachungsvorrichtung mit zwei Abstandssensoreinheiten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar.
5 stellt mögliche Abstandsbereiche einer Bremsüberwachungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar.
6 stellt einen möglichen Antriebsstrom eines Abstandssensors einer Bremsüberwachungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar.
7 stellt einen Abstandssensor einer Bremsüberwachungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar.
8 stellt eine erste Möglichkeit einer Steuereinheit einer Bremsüberwachungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar.
9 stellt eine zweite Möglichkeit einer Steuereinheit einer Bremsüberwachungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar.
Ausführliche Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Die Erfindung stellt eine Bremsüberwachungsvorrichtung bereit, die einen oder mehrere Sensoren beinhaltet, die einige Elektronik beinhalten, welche das Messen des Abstands oder Zwischenraums zwischen zwei Objekten in einem Bremssystem ermöglicht, insbesondere in einem Bremssystem eines Aufzugs oder einer Rolltreppe. Um die neuen Sicherheitsanforderungen auf dem Aufzugsmarkt zu erfüllen oder zu übererfüllen, kann es notwendig sein, in bereits bestehenden beziehungsweise in neu hergestellten Aufzügen und Rolltreppen ein Bremsüberwachungssensor-System zu installieren. Eine der Aufgaben des hier beschriebenen Bremsüberwachungssensor-Systems besteht im Messen des Abstands zwischen zwei spezifischen Oberflächen, die sich im Verhältnis zur Bremsaktion proportional bewegen.
1 stellt ein beispielhaftes Trommelbremssystem für z. B. einen Aufzug oder eine Rolltreppe dar. Das Bremssystem 50 umfasst eine Bremstrommel 55, die an eine Antriebswelle montiert ist, um die Bewegung des Aufzugs 2 oder der Rolltreppe 3 zu bewirken. Die Bremstrommel 55 ist durch einen oder mehrere Bremsbeläge 53, 54 zu bremsen, die an einen oder mehrere Bremshebel 51, 52 montiert sind. Die Bremshebel 51, 52 können drehbar an die feststehende Struktur des Aufzugs 2 oder der Rolltreppe 3 montiert sein. Die Bremshebel 51, 52 können sich derart drehen, dass sie die Bremsbeläge 53, 54 in Kontakt mit der Bremstrommel bringen oder die Bremsbeläge, wenn die Bremse gelöst wird, in einen Abstand zur Bremstrommel bringen. Es sei angemerkt, dass die Bremsbeläge auch an die Bremstrommel montiert sein können und die Bremshebel eine entsprechende Anliegefläche aufweisen können (nicht dargestellt).
2 stellt ein beispielhaftes Trommelbremssystem 50 dar, auf das eine Bremsüberwachungsvorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung montiert ist. Die Struktur des Bremssystems ist in etwa ähnlich der, die in 1 gezeigt ist. Die Bremsüberwachungsvorrichtung 1 kann auf einen der Bremshebel 51, 52 montiert sein. Um sicherzustellen, dass die Bremsüberwachungsvorrichtung einer zuverlässig sauberen metallischen Oberfläche zugewandt ist, kann eine Stelle an der Innenseite und am oberen Ende des Bremshebels zur Montage der Überwachungsvorrichtung 1 verwendet werden. Der Bremsüberwachungssensor 1 kann dauerhaft an dem Bremshebel 51, 52 montiert sein und sich mit dem Bremshebel 51, 52 bewegen. Abhängig von der Spezifikation kann es notwendig sein, dass an beiden Bremshebeln Bremsüberwachungsvorrichtungen oder mindestens Abstandssensoreinheiten anzuordnen sind, da eine unterschiedliche Abnutzung der Bremsen oder eine nicht symmetrische Bewegung der Bremshebel auftreten kann. Wie in 3 und 4 beschrieben wird, kann das Bremsüberwachungsmodul alle erforderlichen Funktionen beinhalten, einschließlich der Sensoren 10, 15, der Sensorelektronik 30 und eines Controllers 20 mit z. B. einer Benutzerschnittstelle (nicht dargestellt). Es sei angemerkt, dass der Sensor oder die gesamte Bremsüberwachungsvorrichtung auch trommelseitig montiert sein kann. Dies kann jedoch den Aufwand des In-Kontakt-Bringens erhöhen. Die Bremsbeläge 53, 54 können aus verschiedenen Materialien hergestellt oder gefertigt sein, die entweder metallische Partikeln „enthalten” oder selbige „nicht enthalten”, z. B. wenn sie aus synthetischen Materialien hergestellt sind. Deshalb können die Bremsbeläge 53, 54 unter Umständen nicht als Bezug für das Sensorsystem oder als Sensorsystemzielobjekt verwendet werden, insbesondere, wenn der Sensor auf metallische Masse reagiert. In China zum Beispiel weist der Baubeton, der verwendet wird, um Strukturen wie Büroblöcke und Häuser zu errichten, wegen des hohen Eisenmineralgehalts des Sandes, der zum Mischen des Betons verwendet wird, starke magnetische Eigenschaften auf. Der Tatsache, dass Betonstaub den Aufzugschacht hinunterfallen und sich auf der Oberseite des Aufzugbremssystems absetzen kann, muss große Aufmerksamkeit gezollt werden. Deshalb kann die Installationsstelle der hier beschriebenen Sensorlösung von bedeutender Relevanz sein. Es kann wünschenswert sein, eine Stelle zu finden, die jederzeit selbstreinigend ist. Diese Stelle kann die Kontaktfläche der Bremstrommel 55 sein, welche die entsprechende Kontaktfläche der Bremsbeläge 53, 54 empfängt. Die Gestaltung des Sensorsystems kann derart sein, dass es leicht an einer großen Auswahl älterer Bremssysteme befestigt oder montiert werden kann, die während der letzten 40 bis 60 Jahre oder mehr von verschiedenen Herstellern erzeugt wurden.
Es kann von Interesse sein, wenn ein derartiges Sensorsystem zwischen der Oberfläche der Bremstrommel und einem ausgewählten Bezugspunkt an einer Bremsbelagbacke angeordnet ist. Es gibt auch andere Stellen, an denen die Bremsüberwachungsvorrichtung und das Sensorsystem angeordnet werden können. Da jedoch die Dicke des Bremsbelags überwacht werden muss, sollte der Sensor so nahe wie möglich an dieser Stelle überwacht werden.
Die Bremsüberwachungsvorrichtung kann dafür eingerichtet sein, zuverlässig zu funktionieren, wenn verschiedene Metalllegierungen verwendet werden. Einige dieser Metalllegierungen weisen magnetische Eigenschaften auf und andere nicht. Die während der letzten 40 bis 60 Jahren erzeugten Bremssysteme wurden mit Sicherheit an verschiedenen Standorten und mit verschiedenen Anlagen hergestellt und gewartet. Demzufolge kann es schwierig sein, eine Garantie zu erhalten, was die genaue Metallzusammensetzung für alle erzeugten Aufzüge ist. Trotzdem funktioniert die Bremsüberwachungsvorrichtung 1 mit den meisten der möglichen Aufzugsbremsenmodelle.
3 stellt eine Bremsüberwachungsvorrichtung mit einer Abstandssensoreinheit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar. 3 stellt einen ausführlicheren Aufbau der Bremsüberwachungsvorrichtung 1 dar, die eine Abstandssensoreinheit 10, Sensorelektronik 30 und einen Controller 20 beinhaltet. Die hervorgehobenen Funktionen sind die Bremsüberwachungsvorrichtung 1 mit einer Sensoreinheit 10, die Sensorelektronik 31, 34 mit einer anwendungsspezifischen Elektronik, ein Digitalsignalprozessor mit der Ausgabeschnittstelle 34 und ein z. B. kontaktfreier Elektrostromsensor 40 mit der dazugehörigen Antriebselektronik 28 und der dazugehörigen Sensorelektronik 38. Es sei angemerkt, dass für eine erfolgreiche Überwachung, ob die Bremsen in dem Moment arbeiten, wenn der Befehl gegeben wird, die Bremsüberwachungsvorrichtung möglicherweise Informationen vom Bremsauslöser erhalten muss. Ein derartiges Signal kann eine Spannungsänderung, ein elektrischer Strom, ein pneumatischer oder hydraulischer Druck, ein Magnetfeld, ein akustisches oder ein optisches Signal sein. Der optionale Elektrostromsensor 40, der die entsprechende Elektronik 28, 38 beinhaltet, kann benötigt werden, um zu erkennen, bis wann der elektrische Befehl zum Aktivieren/Deaktivieren der Bremsen gegeben wird. Eine Lösung mit einem kontaktfreiem Sensor kann verwendet werden, um zu vermeiden, mit möglicherweise riskanten Folgen in unbekannte oder ältere Aufzugsteuerfunktionen eingreifen zu müssen. Die hier gezeigte zusätzliche Sensoreinheit 40 hat die Aufgabe, kontaktfrei den elektrischen Strom zu messen, der durch ein isoliertes Kabel oder eine isolierte Leitung 56 fließt. Dieser Sensor kann als eine „Aufklemm”-Variante gefertigt sein und auf dem Kabel 56 angeordnet werden, das den Aktivierungsstrom für das Aufzugbremssystem leitet. Das Abstandssignal vom Abstandssensor 10 und das Stromsignal vom Stromsensor 40 können zu einem Multiplexer 35 und einem Analog-Digital-Wandler 36 geführt werden, bevor sie in einem Mikrocontroller 37 verarbeitet werden. Die Vorrichtung kann eine Notfallausgabe 33 zum Ausgeben eines Notfallsignals aufweisen. Dies ermöglicht eine automatische Aktivierung einer sekundären Notbremse (nicht dargestellt). Wie bereits beschrieben, können die Sensorelektronik 30 und der anwendungsspezifische Controller 20 in das gleiche Gehäuse eingepasst sein, in dem die Bremsüberwachungsvorrichtung angeordnet ist, vorausgesetzt, das Gehäuse ist groß genug. Es sei angemerkt, dass die Sensoreinheit 10 über eine erste Schnittstelle 17 derart mit der Elektronik 20, 30 gekoppelt sein kann, dass die Sensoreinheit gewechselt werden kann. Trotzdem ist mit der Schnittstelle auch ein feststehender Anschluss der Sensoreinheit an der Bremsüberwachungsvorrichtung 1 möglich.
Die Abstandssensoreinheit kann ein linearer Abstandssensor sein, Die folgende Beschreibung basiert auf der Annahme, dass ein Abstandssensor verwendet wird, der auf Magnetprinzipien basiert. Im Allgemeinen ist es möglich, einen Abstandssensor zu verwenden, der bei einem spezifischen Abstand, z. B. zwischen dem Zielobjekt und der Sensoreinheit, aktiviert wird. Einige der Merkmale des Sensors sind unter Umständen nur dann möglich, wenn ein so genannter linearer Positionssensor verwendet wird. Die Ausgabeinformation eines derartigen linearen Positionssensors wird sich im Verhältnis zum Abstand zwischen dem Zielobjekt und der Sensoreinheit mit einem hohen Maß an Wiederholbarkeit z. B. proportional oder halbproportional ändern. Der für die beabsichtigte Anwendung vorgeschlagene Abstandssensor kann ein schwaches Magnetfeld verwenden, um zu verhindern, dass magnetisch angezogene Materialien am Sensor selbst anhaften. Anderenfalls kann dies mit der Zeit die Sensorleistung beeinträchtigen. Für den Sensor kann ein schwaches Magnetfeld angelegt werden, das unter etwa 30 Gauss (unter 3 mT) liegt. Permanentmagneten können im Allgemeinen ebenfalls verwendet werden, sind aber in derartigen Anwendungen unter Umständen zu stark, da die Strahlungsstärke des Magnetfelds höchstwahrscheinlich 100 Gauss (10 mT) übersteigt oder noch viel höher sein kann. Es sind eine Reihe verschiedener linearer Abstandssensoren verwendbar, wenn die oben beschriebenen Regeln eingehalten werden, von denen die meisten aktiv gesteuert werden können, wie durch Verwendung eines Wechselstrom-Aktuatorfeldes, das durch einen Generator, einen Oszillator oder einen anderen Antrieb 20 bereitgestellt wird. Das Wechselstrom-Aktuatorfeld kann dazu dienen, dass die Reaktion des Sensorsignals mit Hilfe eines Signalfilters gefunden werden kann, der mit der Aktuatorfrequenz übereinstimmt, oder die Filterspezifikation stellt sicher, dass das Wechselstrom-Aktuatorfeld zum Durchleiten in der Lage ist. Alle anderen Signale, die nicht durch diesen elektrischen Signalfilter treten, werden blockiert oder ausreichend gedämpft. Ein geeignetes Sensorprinzip kann das Wirbelstromprinzip anwenden. Eine weitere mögliche Sensortechnologie kann eine Magnetfeldabsorption sein. Als letztes soll hier das Prinzip des Messens der Winkeländerung des Magnetfelds erwähnt werden, wenn das Zielobjekt den Abstand zur Sensoreinheit verändert.
4 stellt eine Bremsüberwachungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar, die zwei Abstandssensoreinheiten aufweist. 4 stellt einen alternativen Aufbau einer Bremsüberwachungsvorrichtung 1 dar, die unter anderem die Abstandssensoreinheiten 10, 15, die Sensorelektronik 31, 32 für jede der Sensoreinheiten 10, 15 und einen entsprechenden Controller 21, 22 beinhaltet. Die hervorgehobenen Funktionen sind unter anderem die Abstandssensoren 10, 15 und die Sensorelektronik 20, 30 mit der anwendungsspezifischen Elektronik, ein Digitalsignalprozessor 37 mit Ausgabeschnittstellen 34 und ein kontaktfreier Elektrostromsensor 40 und separate Temperatursensoren 16 mit der dazugehörigen Temperatursensorelektronik 39. Es sei angemerkt, dass die Temperaturerkennung auch im Abstandssensor implementiert sein kann, insbesondere, wenn eine spulenförmige Leitung mit einer bekannten Temperaturcharakteristik verwendet wird, wie später anhand von 6 beschrieben wird. Die in 4 dargestellte Alternative kann außerdem eine kombinierte Temperaturerkennung innerhalb der Abstandssensoreinheiten 10, 15 beinhalten, wobei die in 3 gezeigte Alternative auch eine separate Temperaturerkennung aufweisen kann (nicht dargestellt, aber 16 und 39 in 4 entsprechend). Wie in 3 kann die optionale zusätzliche Sensorvorrichtung des Elektrostromsensors 40 zusammen mit der Elektronik 28, 38 benötigt werden, um zu erkennen, wann der elektrische Befehl zum Aktivieren/Deaktivieren der Bremsen gegeben wurde. Der Sensor 40 kann aus dem oben angegebenen Grund ein kontaktfreier Sensor sein. Die zweiten zusätzlichen Sensorvorrichtungen aus Temperatursensoren 16 werden benötigt, um den Temperaturunterschied zwischen der Bremstrommel 55 und der Umgebung zu erkennen, um ein mögliches Schleifen der Bremse zu erkennen. Der Temperaturunterschied kann zum Beispiel zwischen dem Temperatursensor 16 nahe der Bremstrommel 55 und einem internen Temperatursensor (nicht dargestellt) des Mikrocontrollers 37 gemessen werden. Bei anderen Anwendungen kann es sein, dass nur ein Temperatursensor 16 nahe der Bremstrommel 55 benötigt wird. Wie in 3 kann die zusätzliche Sensoreinheit 40 die Aufgabe haben, den durch ein isoliertes Kabel 56 fließenden Elektrostrom kontaktfrei zu messen. Auch kann dieser Sensor 40 als eine „Aufklemm”-Variante gefertigt sein, und wird auf dem Kabel 56 angeordnet, das den Aktivierungsstrom für das Aufzugbremssystem 50 leitet. Die Sensorelektronik und der anwendungsspezifische Controller können später in das gleiche Gehäuse eingepasst werden, in dem die Bremsüberwachungsvorrichtung angeordnet ist, vorausgesetzt, das Gehäuse ist groß genug. Es sei angemerkt, dass die Sensoreinheiten 10 und 15 über eine erste Schnittstelle 17 und eine zweite Schnittstelle 18 auch derart an die Elektronik 20, 30 gekoppelt sein können, dass die Sensoreinheiten gewechselt werden können.
5 stellt mögliche Abstandsbereiche einer Bremsüberwachungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar. Die folgende Tabelle stellt den Vorteil der Unterscheidung verschiedener Abstandsbereiche detaillierter dar.

Bereich A Bereich B Bereich C Bereich D

Bremsaktivierungssignal Ausfall ok Wartung Ausfall

kein Aktivierungssignal ok Ausfall Ausfall Ausfall
Die obige Tabelle stellt dar, dass bestimmte Abstände nicht dem Status des durch den Sensor 40 in Leitung 56 erkannten Aktivierungssignals entsprechen. Der Bereich A liegt zwischen Abstand dA und Abstand dB. Der Bereich B liegt zwischen Abstand dB und Abstand dC. Der Bereich C liegt zwischen Abstand dC und Abstand dD. Der Bereich D liegt zwischen Abstand dD und Abstand 0. Der Abstand dA zwischen der Bremstrommel 55 und dem Bremshebel stellt einen Ruhestatus des Bremshebels 51, 52 dar. Wird ein Bremsaktivierungssignal erkannt, sollte der normale Betriebsbereich der Bereich B sein, der zwischen dem maximalen und dem minimalen Nennverschleiß der Bremsbeläge 53, 54 definiert ist. Liegt das erkannte Signal nicht im Bereich B, funktioniert etwas nicht richtig. Wenn der erkannte Abstand im Bereich A liegt, stehen die Bremsbeläge 53, 54 nicht in korrektem Kontakt mit der Bremstrommel 55, d. h. die Bremse bremst nicht. Die Folge davon sollte die Aktivierung einer Notbremse sein, wenn nicht ein anderer, Priorität verlangender Zustand vorliegt. Wenn bei aktivierter Bremse der erkannte Abstand im Bereich C liegt, der zwischen maximalem Nennverschleiß und maximalem, noch sicherem Verschleiß definiert ist, sollte ein Wartungswarnhinweis ausgegeben werden. Die Folge kann ein Wechsel der Bremsbeläge in nächster Zeit sein. Wenn jedoch der maximale, noch sichere Verschleiß überschritten ist, kann keine korrekte Bremswirkung erwartet werden, sodass wiederum eine Notbremsung ausgeführt werden sollte. Dies verkörpert der Bereich D. Dieser Fall kann eintreten, wenn die Bremsbeläge völlig abgenutzt sind oder gebrochen oder verloren gegangen sind. Andererseits sollte, wenn kein Bremsaktivierungssignal erkannt wird, die nominale Position in Bereich A liegen, insbesondere sollte der erkannte Abstand dA sein, d. h. die Ruheposition. Ist der erkannte Abstand unter Berücksichtigung einer bestimmten Toleranz jedoch ungleich dA oder liegt er ohne Toleranz außerhalb von Bereich A, kann ein Blockieren oder ein anderer Ausfall angenommen werden. Dies kann entweder zur Aktivierung einer Notbremsung oder zum Schalten des Aufzugs in einen Sicherheitsstatus führen. Es sei angemerkt, dass die oben genannten Abstände 0, dD, dC, dB, dA, abhängig vom Referenzpunkt für die Abstandsmessung, einen Versatzwert aufweisen können, ohne von der Tabelle oben abzuweichen. Da der Sensor zwischen verschiedenen Abständen unterscheiden kann und des Weiteren eine Größe eines Abstands ermitteln kann, erfüllt ein einfacher Näherungssensor die Anforderungen nicht.
6 stellt einen möglichen Antriebsstrom für einen Abstandssensor einer Bremsüberwachungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar. Dieser Antriebsstrom ist besonders für die Temperaturerkennung in der Abstandssensoreinheit 10, 15 relevant. Der Wechselstrom dient zum Betreiben des Abstandssensors, d. h. zum Erzeugen eines Magnetfelds in der in 7 gezeigten Spule 14. Gleichstrom hat für die Erzeugung eines Magnetfelds keine Bedeutung. Gleichstrom kann jedoch verwendet werden, um die Leitfähigkeit des Kabels 14 zu ermitteln, die von der Temperatur des Sensors oder der Umgebung abhängt. Die Temperatur kann ermittelt werden, wenn der Strom und die Temperaturcharakteristik des Kabels 14 bekannt sind.
7 stellt einen Abstandssensor einer Bremsüberwachungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar. Der Abstandssensor kann Verbindungs- oder Anschlussleitungen 11 zum Anschluss der Spule oder des gewickelten Kabels 14 an die Elektronik 20, 30 umfassen, wie in 8 und 9 dargestellt ist. Der Kern 12 kann zum mechanischen Tragen des Kabels 14 verwendet werden. Der Kern kann aus synthetischem Material bestehen, insbesondere aus nicht metallischen oder nicht magnetischen oder nicht ferromagnetischen Materialien. Der Abstandssensor kann eine Abschirmung 13 aufweisen, wobei die Abschirmung aus Metall sein kann, insbesondere aus Kupfer (Cu). In 7 ist die Seite, zu der der Abstandssensor 10 ausgerichtet ist, die linke Seite.
8 stellt eine erste Möglichkeit einer Steuereinheit einer Bremsüberwachungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar. Der Abstandssensor 10 kann über einen Widerstand an einen Oszillator 20 gekoppelt sein, wobei der Oszillator eine Antriebs- oder Generatoreinheit sein kann. Das Signal zwischen einem Anschluss des Sensors 10 und dem Widerstand kann zum Empfänger oder der Bewertungseinheit 30 geführt werden, insbesondere zur Einheit 31 in 3 und 4.
9 stellt eine zweite Möglichkeit einer Steuereinheit einer Bremsüberwachungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar. Bei dieser Ausführungsform ist der Sensor 10 parallel zu einem kapazitiven Teiler geschaltet. Ein Anschluss zwischen dem Sensor 10 und dem kapazitiven Teller ist zum Empfänger oder zur Bewertungseinheit 30 geführt, wie anhand von 8 beschrieben wird. Der Sensor kann durch einen Oszillator oder Antrieb 20 oder Generator betrieben werden, wobei der Oszillator mit seinem ersten Anschluss zwischen dem kapazitiven Teiler und dem anderen Anschluss des Sensors 10 angebunden ist und mit seinem zweiten Anschluss zwischen den beiden Kapazitäten des kapazitiven Teilers.
Wird jedoch über andere Anwendungen als Aufzüge gesprochen, ist es möglich, dass die physikalische Anweisung zur Aktivierung des Bremssystems durch ein pneumatisches/hydraulisches Betätigungselement ausgeführt wird. In einem derartigen Fall wird ein Drucksensor (beliebiger Art) verwendet, um das „Bremsen”-Befehlssignal abzurufen.
Neben dem Verwenden eines Magnetfeldsensors (um den elektrischen Befehl für das Bremsenbetätigungselement zu erkennen) oder eines Drucksensors können, abhängig von der Konstruktion und dem Steuermechanismus, der in der Anwendung verwendet wird, auch andere Sensoren verwendet werden. Das Bremsenbefehlssignal kann zum Beispiel unter Verwendung eines optischen Sensors (durch Beobachten eines Lichts, das an- oder ausgeschaltet wird, wenn das Bremssignal gesendet wird) oder durch ein Mikrophon abgerufen werden, indem auf ein bestimmtes Geräusch oder ein bestimmtes hörbares Signal gelauscht wird, wie beispielsweise wenn ein lautes Relais oder ein „Schütz” aktiviert wird, oder sogar durch die Temperaturänderungen in der Energieleitung, die die Bremse aktiviert.
Merkmale und Funktionen einer Bremsüberwachungsvorrichtung und eines Bremsüberwachungssystems können Folgende sein:

– Überwachen der Dicke des verbleibenden Bremsbelagmaterials und/oder Sicherstellen, dass die Bremsbeläge nicht aufgebraucht sind und eine ausreichende Oberfläche aufweisen, um bei Bedarf erfolgreiche Notbremsungen ausführen zu können.
– Sicherstellen, dass, wenn die Bremsen zur Aktivierung angewiesen werden, sie auf den Befehl reagieren und tatsächlich aktiviert werden.
– Erkennen einer möglichen oder tatsächlichen Ausfallsituation und Bereitstellen einer Rückmeldung an ein anderes Überwachungssystem, wobei ein derartiges System die weitere Verwendung des Aufzugs oder der Rolltreppe verbieten kann oder Warnsysteme aktiviert, zum Beispiel ein Blinklicht, ein Warngeräusch usw.
– Bereitstellen von Datenprotokollierungsfunktionen, die für eine bestimmte Anwendung oder eine bestimmte Situation optimiert sind, ähnlich einer Blackbox in Flugzeugen.

Die Ausgabesignale des Bremsüberwachungssystems können eine beliebige Kombination aus dem Folgenden sein:

– Eine digitale „Ja/Nein”-Anwort, die anzeigt, dass die Anforderungen an das Bremssystem noch erfüllt werden, z. B. das Bremssystem für die Verwendung bereit und sicher ist, und/oder ein Messsignal in analoger oder digitaler Form, das es ermöglicht, zu erkennen, in welchem Zustand sich das Bremssystem tatsächlich befindet, wie beispielsweise der Prozentsatz tatsächlicher Restbremsfläche.
– Eine digitale „Ja/Nein”-Anwort, die anzeigt, dass die Bremsen die Anweisung zum „Bremsen” erfolgreich befolgt/ausgeführt haben, und/oder ein Messsignal in analoger oder digitaler Form, das es ermöglicht, zu erkennen, „wie effektiv” die angewiesene Bremsaktivierung war, z. B. ein Prozentsatz der Bremseffizienz.
– Eine digitale „Ja/Nein”-Anwort, die anzeigt, dass am Bremssystem oder den Bremsen Wartungsarbeiten erforderlich sind, und/oder ein quantifizierbares analoges oder digitales Signal, das anzeigt, wann der nächste Wartungszyklus erforderlich ist.
– Eine digitale „Ja/Nein”-Information über einen im System erkannten „Defekt”, d. h. jede Art von Defekt oder ein spezieller Defekt, und/oder ein quantifizierbares analoges oder digitales Signal, das Einzelheiten zur Art des Defekts bereitstellt und wie schwerwiegend der erkannte Defekt tatsächlich ist.

Das Bremsüberwachungssystem kann aus verschiedenen Komponenten/Modulen bestehen:

– aus der physikalischen Bremssensoreinheit 10, 15,
– aus der sensorspezifischen Elektronik, einschließlich Antrieben und Signalauswertungsschaltungen 20, 30,
– aus dem Controller (Signalverarbeitung) 37,
– aus der Benutzer- und Anwendungsschnittstelle 34,
– aus zusätzlichen Sensoren zum Überwachen anderer physikalischer Parameter (wie beispielsweise Elektrostrom, pneumatischer/hydraulischer Druck) 16, 40 usw.

Deshalb muss eine derartige Sensorlösung die folgenden Merkmale aufweisen:

– Sie kann auf die größtmöglichen Auswahl bereits bestehender Anwendungen angewandt werden (Beispiel: jede Art alter oder neuer Aufzugsmodelle)
– Nach der Installation und Inbetriebnahme des Systems sind nur minimale Justierungen und Kalibrierungen erforderlich
– Unterschiedliche Zielmaterialien werden verwendet
– Unterschiedliche Zieloberflächenbeschaffenheiten/-rauheiten werden verwendet
– Unterschiedliche Minimal- und Maximalabstandseinstellungen werden verwendet (mögliche Lösung: leicht zu aktivierende „Lern”-Funktion)
– Breiter Bereich von Versorgungsspannungen
– Breiter Bereich von Betriebstemperaturen (temperaturkompensiert)
– Unempfindlich gegen die häufigsten Verschmutzungen, gegen Luftfeuchte, Ölfilme und Öldampf, Luftdruckveränderungen

Anforderungen an die Sensorumgebung können folgende sein:

– Das Zielobjekt (Bremstrommel oder -balken) kann aus einem leitenden Material (Metall) gefertigt sein
– Das Zielobjekt kann entweder statisch (wie ein Balken) oder beweglich/rotierend (wie eine rotierende Trommel) sein
– Der Zielmessbereich kann zwischen 0 mm (Minimalwert) und mehreren Millimetern (Maximalwert) oder viel mehr liegen. Bei einigen spezifischen Anwendungen kann er zwischen einigen wenigen Millimetern Abstand (Minimalwert) bis zu ein paar Zentimetern (Maximalwert) oder viel mehr betragen.
– Zwischen dem Zielobjekt und der Sensoreinheit darf nichts sein, was das Prinzip der magnetischen Abstandsmessung auf unvorhersehbare/unkontrollierbare Weise stören könnte oder die Sensorleistung unter ein handhabbares Niveau reduzieren könnte. Es sei angemerkt, dass Kompensationsmaßnahmen ergriffen werden können, um magnetische Effekte des Materials zwischen dem Sensor und dem Ziel zu kompensieren.
– Der Sensor kann unter atmosphärischem Luftgas zwischen der Zieloberfläche und der magnetisch betriebenen Sensoreinheit betrieben werden (in einer Aufzuganwendung zum Beispiel).
– In anderen Anwendungen kann sich zwischen dem Ziel und der Sensoreinheit eine Flüssigkeit (wie Wasser oder (Öl) oder ein nichtmagnetisches Material (wie Kunststoff, Holz oder Fasern beliebiger Art) befinden.

Anwendungsmöglichkeiten für eine potentielle Verwendung eines derartigen Sensorsystems können zum Beispiel sein:

– Schienenbremsen
– Bremssysteme für Straßenfahrzeuge (Autos, Laster, Spezialfahrzeuge)
– Luftfahrt: Flugzeugfahrwerk
– Vergnügungsparkanlagen: Sicherheitsbremsen in Fahrgeschäften
– industrielle Anwendungen
– Sicherheitsanlagen in Verarbeitungsanlagen (wie Notbremsen in Papiermühlen)
– Notbremsen für Fertigungsstraßen (Automontagesystem)
– Bremsen in vertikal laufenden Fensterreinigungskörben an der Außenseite von Gebäuden
– Bremsen in Prüfständen, wie beispielsweise Prüfstände für Verbrennungsmotoren, Elektromotoren, Getriebe oder Gasturbinen
– Bearbeitungs- und Herstellungsanlagen
– Büro, Heim und Einkaufspassagen
– Bremssysteme für Aufzug, Rolltreppe und Personentransportsystem (horizontal)
– Turbinen und Energieerzeugungssysteme
– Bremsen und Notbremsen in mit Gasturbinen betriebenen Systemen
– Pumpsysteme
– Bremsen/Notbremsen für Windkraft-Wasserpumpen, Windkraftanlagen, wie Notbremsen für Windturbinengetriebe
– Bremse/Notbremse für Elektropumpen
– Bremsen für Wasserkraftanlagen und Wasserturbinen

Neben Anwendungen zum „Bremsen” kann ein derartiges Sensorsystem auch verwendet werden, um den Zustand und Betrieb eines Kupplungssystems zu überwachen, wie es in Autos, Fahrzeugen jeder Art oder jeder Art Einrichtung zum Übertragen mechanischer Energie verwendet wird.
Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassend” andere Elemente oder Schritte nicht ausschließt und der Begriff „ein” oder „eine” nicht die Mehrzahl ausschließt. Auch können Elemente kombiniert werden, die in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschrieben sind.
Es sei angemerkt, dass die Bezugszeichen in den Ansprüchen den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken sollen.
Bezugszeichenliste

1: Bremsüberwachungsvorrichtung
2: Aufzug
3: Rolltreppe
10: erste Abstandssensoreinheit
11: Anschlussleitungen des Abstandssensors
12: Kern einer zu einer Spule gewickelten Sensoreinheit
13: Abschirmung des Sensors
14: Kabelwicklungen der Sensoreinheit
15: zweite Abstandssensoreinheit
16: Temperatursensor
17: erste Schnittstelle
18: zweite Schnittstelle
20: Steuereinheit
21: Antrieb, Generator, Oszillator für die erste Abstandssensoreinheit
22: Antrieb, Generator, Oszillator für die zweite Abstandssensoreinheit
28: Antrieb, Generator, Oszillator für den Energieversorgungsleitungs-Sensor
30: Bewertungseinheit
31: Signalauswertungseinheit des ersten Abstandssensors
32: Signalauswertungseinheit des zweiten Abstandssensors
33: Notfallsignalausgabe
34: Signalausgabeantrieb
35: Multiplexer
36: Analog-Digital-Wandler
37: Mikrocontroller
38: Signalauswertungseinheit des Energieversorgungsleitungs-Sensors
40: Energieversorgungsleitungs-Sensor
50: Bremse, Bremstrommel
51: Bremsmedium, erster Bremshebel
52: zweiter Bremshebel
53: erster Bremsbelag
54: zweiter Bremsbelag
55: sich bewegendes Objekt, Bremstrommel
56: Energieversorgungsleitung/Aktivierungsleitung für die Bremse
d: Abstand
d1: erster Abstand
d2: zweiter Abstand
dA: Abstandswert, der die Ruheposition darstellt
dB: Abstandswert, der den minimalen Nennverschleiß des Bremsbelags darstellt
dC: Abstandswert der den maximalen Nennverschleiß des Bremsbelags darstellt
dD: Abstandswert, der den völligen Verschleiß des Bremsbelags darstellt
B: erster zuvor festgelegter Abstandsbereich
C: zweiter zuvor festgelegter Abstandsbereich
I: Strom
t: Zeit
AC: Wechselstrom
DC: Gleichstrom

Claims

Bremsüberwachungsvorrichtung für die Abstandsüberwachung bei einem Bremsprozess zwischen einem Bremsmedium (51) und einem sich bewegenden Objekt (55), wobei die Bremsüberwachungsvorrichtung (1) Folgendes umfasst: eine erste Schnittstelle (17) zum Anschließen einer ersten Abstandssensoreinheit (10), eine Steuereinheit (20) zum Steuern der ersten Abstandssensoreinheit, eine Bewertungseinheit (30), wobei die Steuereinheit einen Antrieb (21) zum Antreiben der ersten Abstandssensoreinheit umfasst, die an die erste Schnittstelle anzuschließen ist, wobei die Bewertungseinheit dafür eingerichtet ist, basierend auf dem über die erste Schnittstelle empfangenen Abstandssignal einen Abstand (d) zwischen der ersten Abstandssensoreinheit und einem sich bewegenden Objekt zu ermitteln und den Abstand zu bewerten, um den korrekten Ablauf des Bremsprozesses zu ermitteln.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bremsüberwachungsvorrichtung ferner eine erste Abstandssensoreinheit (10) umfasst, die an die Schnittstelle (17) angeschlossen ist.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bewertungseinheit (30) dafür eingerichtet ist, basierend auf einem ersten zuvor festgelegten Abstandsbereich (B), innerhalb dessen der Abstand als ordnungsgemäß bewertet wird, einen ermittelten Abstand (d) zu bewerten.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bewertungseinheit (30) dafür eingerichtet ist, einen ermittelten Abstand (d), der größer als der erste Abstandsbereich (B) ist, als einen Ausfallstatus zu bewerten.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Bewertungseinheit (30) dafür eingerichtet ist, basierend auf einem zweiten zuvor festgelegten Abstandsbereich (C), der kleiner als der erste zuvor festgelegte Abstandsbereich (B) ist und innerhalb dessen der Abstand als ein eine Wartung erfordernder Status bewertet wird, einen ermittelten Abstand (d) zu bewerten.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Bewertungseinheit (30) dafür eingerichtet ist, einen ermittelten Abstand (d), der kleiner als der zweite Abstandsbereich (C) ist, als Ausfallstatus zu bewerten.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Bremsüberwachungsvorrichtung in Hinsicht auf den ersten Abstandsbereich (B), basierend auf dem quantitativ ermittelten Abstand (d), für einen Selbstlernprozess eingerichtet ist.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuereinheit (20) und die Bewertungseinheit (30) als ein Block gebildet sind.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner einen Energieversorgungsleitungs-Sensor (40) umfassend, wobei der Energieversorgungsleitungs-Sensor dafür eingerichtet ist, ein Bremsaktivierungsenergie-Signal zu überwachen, wobei die Bewertungseinheit (30) dafür eingerichtet ist, basierend auf einem Signal des Energieversorgungsleitungs-Sensors und einem Signal der ersten Abstandssensoreinheit (10) einen Status ordnungsgemäßen Betriebs der zu überwachenden Bremse zu erkennen.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Energieversorgungsleitungs-Sensor (40) ein kontaktloser Sensor ist, der an einer Leitung (56) angebracht sein kann, ohne den Leiter der Leitung zu berühren.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinheit (20) dafür eingerichtet ist, die erste Abstandssensoreinheit (10) für eine Abstandsmessung mit einem Wechselstromsignal und für eine Überhitzungserkennung mit einem Gleichstromversatzsignal zu betreiben.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei die Bremsüberwachungsvorrichtung (1) dafür eingerichtet ist, an eine Trommelbremse (50) montiert zu werden, wobei die erste Abstandssensoreinheit (10) derart montiert ist, dass sie einen Abstand (d) zwischen einem ersten Bremshebel (51) einer Trommelbremse und der Bremstrommel (55) überwacht.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Bremsüberwachungsvorrichtung (1) dafür eingerichtet ist, an einen ersten Bremshebel (51) einer Trommelbremse (50) montiert zu werden, wobei die erste Abstandssensoreinheit (10) der Bremstrommel zugewandt ist.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 12, ferner eine zweite Schnittstelle (18) zum Anschluss einer zweiten Abstandssensoreinheit (15) umfassend.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 12, ferner eine zweite Abstandssensoreinheit (15) umfassend, die an die zweite Schnittstelle (18) angeschlossen ist, wobei die zweite Abstandssensoreinheit dafür eingerichtet ist, an einen zweiten Bremshebel (52) der Trommelbremse (50) montiert zu werden.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Bewertungseinheit (30) dafür eingerichtet ist, basierend auf einer Logikoperation eines ersten ermittelten Abstands (d1) der ersten Abstandssensoreinheit (10) und eines zweiten ermittelten Abstands (d2) der zweiten Abstandssensoreinheit (15), einen Gesamtstatus der Bremse zu ermitteln.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei Bremsüberwachungsvorrichtung dafür eingerichtet ist, an eine Aufzugsbremse (50) montiert zu werden, wobei die Bewertungseinheit (30) eine Notbremsungssignal-Ausgabe (33) umfasst.
Bremsüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Bremsüberwachungssystem dafür eingerichtet ist, nachträglich an bestehende Aufzugsbremsen montiert zu werden.
Aufzug, Folgendes umfassend: eine Bremse mit einer Bremstrommel (55) und mindestens einem Bremsbelag (53, 54) und eine Bremsüberwachungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei mindestens die erste Abstandssensoreinheit (10) einer Oberfläche der Bremstrommel (55) zugewandt ist, die durch mindestens einen Bremsbelag (53, 54) gereinigt wird.
Rolltreppe, Folgendes umfassend: eine Bremse mit einer Bremstrommel (55) und mindestens einem Bremsbelag (53, 54) und eine Bremsüberwachungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei mindestens die erste Abstandssensoreinheit (10) einer Oberfläche der Bremstrommel (55) zugewandt ist, die durch mindestens einen Bremsbelag (53, 54) gereinigt wird.