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Vorrichtung zur Steuerung von Aufzügen und Aufzugstüren und zur Anzeige
der Gegenwart von Personen oder Körpern in einer Kontrollzone solcher Aufzüge Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung von Aufzügen, wie Personen-
und Lastenaufzügen oder Paternostern und Aufzugstüren, und zur Anzeige der Gegenwart
von Personen oder Körpern in einer Kontrollzone solcher Aufzüge, bei welcher im
Steuerstromkreis mindestens ein Kondensator mit durch die Anwesenheit der Personen
oder Körper veränderbarer Kapazität angeordnet ist.
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Es ist bekannt, am Eingang zum Aufzug im Fußboden einen Kondensator
anzuordnen und die Feldänderung zur Steuerung auszunutzen, die sich durch die Gegenwart
von Personen ergibt. Ebenso hat man die beiden Türhälften der Aufzugstür mit Kondensatoren
versehen, deren Kapazität durch die Annäherung von Personen beeinflußt und zur Türsteuerung
ausgenutzt wird. Ferner ist es zum Auslösen von Verkehrssignalen bekannt, in der
Straßenfläche federnde Decken aus Metall anzubringen, die mit einem veränderlichen
Kondensator mechanisch gekoppelt sind.
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Die mechanische Veränderung der Kapazität mit getrenntem Kondensator
ist aufwendig und benötigt viel Platz. Die kapazitiven Steuerungen durch Feldbeeinflussung
haben den Nachteil geringer Empfindlichkeit und großer Störanfälligkeit. Vor allem
üben Schwankungen der Temperatur oder der Luftfeuchtigkeit einen unerwünscht großen
Einfluß aus, indem sie zur Verstimmung des Systems führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Steuerung der eingangs
erwähnten Art ein einfaches, gedrungenes und zuverlässiges Kondensatorsystem zu
schaffen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß der Kondensator
mit Belägen versehen ist, zwischen denen sich eine elastische Isolierschicht befindet,
durch deren durckabhängige elastische Verformung Kapazitätsänderungen hervorgerufen
werden. Auf diese Weise sind Druckbelastungssystem und Kondensator zu einer einzigen
Baueinheit verbunden, da das Dielektrikum des Kondensators selbst als elastisches
Federsystem dient. Ein solcher druckempfindlicher Kondensator kann beispielsweise
am Boden des Eingangs zu einem Aufzug angeordnet sein. Ferner können als Sicherheit
gegen Eingeklemmtwerden in die Schiebetür des Aufzuges zwei druckempfindliche Kondensatoren
vorgesehen werden, welche die Randwulste der Tür bilden.
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Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit kann der Steuerstromkreis der
druckempfindlichen Kondensatoranordnung mit dem Stromkreis eines Strahlers so gekoppelt
sein, daß die durch Personen oder Körper im Eingangsraum verursachten Veränderungen
des elektrostatischen Wechselfeldes im Eingangsraum bzw. im Bereich der druckempfindlichen
Kondensatoren das durch. die Kapazitätsänderung der druckempfindlichen Kondensatoranordnung
erzeugte Steuersignal unterstützen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der druckempfindlichen Kondensatoranordnung
erhält man, indem diese Kondensatoranordnung -aus einer Reihe von flexiblen Leitern
gebildet wird, die mit einer Isolierung versehen sind: Dabei können die parallelen
Leiter mit ihren Isolationsschichten zweckmäßig einen gemeinsamen Körper mit druckleistenförmiger
Oberfläche bilden.
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Die Erfindung wird an Hand von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt das Schaltschema einer Vorrichtung gemäß der Erfindung
in welcher der Steuerstromkreis mit einer einzigen variablen Kapazität versehen
ist; F i g. 2 zeigt in einem Querschnitt eine besondere Ausführungsform des Kondensators
im Bereich der Ein- oder Austrittszone einer Tür; F i g. 3 zeigt eine ausführliche
Darstellung eines elektrischen Stromkreises für die Einrichtung nach Fig.1;
F
i g. 4 ist eine schematische Frontansicht einer Aufzugskabine od. dergl., deren
Tür mit den druckempfindlichen Kondensatoren versehen ist; F i g. 4 a ist ein Vertikalschnitt
nach der Linie I-1 der F i g. 4, F i g. 4 b ein Horizontalschnitt nach der Linie
II-II der F i g. 4; F i g. 5 zeigt das Schaltschema einer Vorrichtung nach der Erfindung
zur Anwendung bei einer Tür nach F i g. 4; F i g. 6 zeigt eine praktische Ausführungsform
der genannten beiden Kapazitäten im Türrahmen nach F i g. 4 im Schnitt; F i g. 7
zeigt eine Schaltung wie in F i g. 5, wobei jedoch eine dritte veränderliche Kapazität
vorgesehen ist; F i g. 8 zeigt im Schnitt die genannte dritte Kapazität, die unter
dem Fußboden des Eingangs zum Aufzug z. B. nach F i g. 4 angebracht ist; F i g.
9 zeigt eine Anordnung ähnlich wie F i g. 4, F i g. 9 a eine Seitenansicht der Tür
nach F i g. 9 im Schnitt nach der Linie III-III der F i g. 9, F i g. 9 b eine Draufsicht
zu F i g. 9 teilweise im Schnitt; F i g. 10 zeigt das Schaltbild einer Vorrichtung
zur Tür nach F i g. 9, F i g. 11 das Schaltbild einer Ausführungsform des Speisekreises
zu der Schaltung nach F i g. 10.
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In F i g. 1 bezeichnet C den Kommandostromkreis und CC den Steuerstromkreis
der Vorrichtung nach der Erfindung.
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Der Kommandostromkreis C enthält zwei Verstärkerstufen 2 und
5, ein Relais 1 im Ausgang der Stufe 5 und eine Gruppe von Kontakten
3, die zu dem Relais 1 gehören. Das Relais mit seinen Kontakten dient zum
Schließen oder öffnen oder Wiederöffnen einer Aufzugstür, veranlaßt das Heranholen
einer Kabine des Aufzuges oder das Ingangsetzen eines Paternosters usw. Dem Kommandostromkreis
gehört noch eine Einrichtung zur Regelung der Empfindlichkeit des Verstärkers an,
welche mit 4
bezeichnet ist.
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Der Steuerstromkreis CC enthält im wesentlichen, in Reihe geschaltet,
eine Gleichstromquelle 6, einen elektrischen Widerstand R von relativ hohem Widerstandswert
und mindestens eine durch Druck veränderliche Kapazität. Im Schaltbild nach F i
g. 1 ist eine einzige Kapazität vorgesehen, die durch den Kondensator 7 gebildet
wird. Der Steuerstromkreis ist am Punkt 10 mit der Verstärkerstufe 2 durch einen
Koppelkondensator 9 verbunden.
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Der druckempfindliche Kondensator ist in einem elastischen isolierenden
Material eingebettet und ist gegen das äußere elektrische Feld durch den äußeren
geerdeten Belag 12 abgeschirmt, so daß die Veränderungen der Kapazität des Kondensators
7 und die davon ausgehenden Stromimpulse, welche über den Widerstand R fließen,
nur von den Veränderungen des Abstandes zwischen den Kondensatorbelägen 12 und 13
abhängig sind.
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Damit sichergestellt ist, daß an die Verstärkerstufe 2 des Kommandostromkreises
nur solche Impulse kommen, die durch die Schwankungen der Kapazität, hervorgerufen
durch die gegenseitige Verlagerung der Kondensatorbeläge, erzeugt werden, ist die
Verbindung zwischen dem Kondensator 7 und der Verstärkerstufe 2 mit der Abschirmung
11 versehen. Der Widerstand R und die Stromquelle 6 könneu durch eine zusätzliche
Abschirmung 11' mit abgeschirmt werden. Die Veränderung des Abstandes zwischen
den Kondensatorbelägen 12 und 13 wird durch Druck hervorgerufen, welche die Personen
oder der Körper auf den beweglichen Teil des Kondensators ausüben, wodurch dieser
Teil, da er elastisch eingebettet ist, vorübergehend seine Lage relativ zum festen
Teil verändert und in seine ursprüngliche Lage zurückkehrt, sobald der Druck aufgehoben
wird.
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F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform des Kondensators 7, welche den
empfindlichen Empfangsteil durch eine Abschirmung schützt und gleichzeitig einen
Schutz gegen äußere atmosphärische Einflüsse darstellt in Verbindung mit seinem
elastischen Einbettungsmaterial. Der Kondensator 7 ist in einer Vertiefung 17 des
Fußbodens 15 untergebracht, in der sich außerdem noch eine Teppich- oder Fußmattenabdeckung
18_ aus Gummi oder anderem isolierenden Material befindet.
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Der Empfangsbelag 13 ist eingebettet in ein elastisches und isolierendes
Material, so daß er beweglich ist und nicht äußeren atmosphärischen sowie sonstigen
störenden Einflüssen unterliegt.
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Der äußere Belag 12 (vgl. F i g. 1), besteht aus zwei Teilen, einem
starren Teil 12 a, der unter einer Schicht 14 unmittelbar über dem Boden
der Vertiefung 17 liegt und einem flexiblen Teil 12 b, der über der Oberseite der
Schicht 14 gehalten wird. Beide Teile sind durch die Brücke 12 c elektrisch miteinander
verbunden und an Erde gelegt. Diese Konstruktion bildet einen Faraday-Käfig für
den empfindlichen Empfangsteil 13, der dadurch vollkommen gegen äußere elektrische
Felder abgeschirmt ist. Eine Seite des Kondensatorbelages 13 ist mit dem Verstärker
2 über den Kondensator 9 und mit dem Widerstand R verbunden, wie im Schema der F
i g. 1 dargestellt ist. Die isolierende Schicht 14 besteht, wie schon ausgeführt,
aus elastischem Material, so daß durch ein auf die Abdeckung 18 einwirkendes Gewicht
der Abstand zwischen der Platte 12 b und der Platte 13 und auch zwischen der Platte
13 und der unteren Platte 12 a sich verändern, sowie nach Entfernung des Gewichtes
der ursprüngliche Abstand wieder hergestellt wird. Vorzugsweise wird die Schicht
14 aus PVC (Polyvenylchlorid) gebildet, aber es ist klar, das irgendwelche anderen
isolierenden und elastischen Materialien, wie Neopren, Gummi usw., wenn sie sich
als geeignet erweisen, verwendet werden können. Der Kondensatorbelag 13 wie auch
die ganze Abschirmungsarmatur 12 a und 12 b können auf verschiedene Art und Weise
gemäß den praktischen Erfordernissen verwirklicht werden.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Im Ruhezustand ist der Kondensator
geladen, es fließt kein Strom im Steuerstromkreis (vgl. Schema F i g. 1), und der
Kondensator befindet sich auf gleicher Spannung wie die Spannungsquelle 6. Andererseits
blockiert der Kondensator 9 den Durchgang des Gleichstromes von der Spannungsquelle
6 zum Verstärker 2. Unter diesen Umständen tritt der Kommandostromkreis nicht in
Funktion. In dem Augenblick, in welchem eine Person auf die Abdeckung 18 tritt (vgl.
F i g. 2), oder ein Körper von gewissem Gewicht auf die Abdeckung gebracht wird,
ergibt sich infolge Annäherung der Kondensatorbeläge durch Zusammendrücken der elastischen
Schicht 14 eine Zunahme der Kapazität desKondensators 7, und infolgedessen fließt
im
Steuerstromkreis CC ein Ladestrom. Der Kondensator 7, dessen Spannung beim Zusammendrücken
zunächst abnimmt, nimmt am Ende des Ladevorganges wieder die gleiche Spannung an
wie die Spannungsquelle 6.
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Im Widerstand R tritt ein der Größe des augenblicklichen Ladestromes
proportionaler Spannungsabfall auf, der durch den Koppelkondensator 9 auf den Eingang
des Verstärkers 2 gelangt. Dieser Spannungsimpuls wird durch die Verstärkerstufen
2 und 5 verstärkt und führt zur augenblicklichen Erregung der Relaisspule 1. Durch
die Relaiskontakte 3 wird dann die Öffnung der Tür 16 veranlaßt. Es ist klar, daß
zur Betätigung des Relais und seiner Kontakte 3 ein einziger Impuls ausreicht, der
durch die Kapazitätsänderung des Kondensators 7 hervorgerufen wird, wenn eine Person
auf die Abdeckung 18 tritt. Wenn die Person oder der Körper auf der Matte
verharren, so können infolge der fortdauernden Wirkung des Gewichtes, auch wenn
die Person sich umdreht, keine wesentlichen Veränderungen der Kapazität noch Ladeimpulse
auftreten. Während der ganzen Zeit des Verharrens bleiben somit die Organe des Kommandostromkreises
in Ruhe. Die Vorrichtung kann auch zur Erzeugung eines Signals bei Anwesenheit von
Personen oder Körpern verwendet werden, beispielsweise kann die Kontaktgruppe 3
zu diesem Zweck ein Sichtzeichen oder ein Lautzeichen auslösen.
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Gemäß F i g. 3 sind die Verstärkerstufen 2 und 5 folgendermaßen aufgebaut:
V und V 1 stellen die erste Stufe des Verstärkers dar, während R 1, R
2,
R 3, Q 1, Q 2 die zweite Stufe (Schmitt-Trigger) bilden.
19 ist der Ableitwiderstand am Gitter der Röhre V. Der Widerstand RO und
die Kapazität C" dienen zum Konstanthalten der Ladespannung am Widerstand R. Falls
der druckempfindliche Kondensator 7 nicht vollständig gegen Fremdfeldeinflüsse abgeschirmt
ist, kann die zweite Verstärkerstufe so ausgebildet werden, daß nur sehr niedrige
Frequenzen der Ladeimpulse des Kondensators durchgelassen und Störfrequenzen des
äußeren Feldes von 50 bis 60 Hz gesperrt werden. Die Betätigung oder Auslösung der
Anordnung durch Druckimpulse erweist sich somit insbesondere in Hinblick auf die
Entstörung gegenüber äußeren Störfeldern als besonders vorteilhaft für die Funktionssicherheit
der Einrichtung zum Öffnen von Türen von Aufzügen u. dgl.
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Bei der in F i g. 4, 4 a und 4 b dargestellten Ausführungsform sind
mit 41 und 42 die automatischen Türen in geöffnetem Zustand, mit 43,
44 und 45 die Antriebseinrichtung und mit 46 und 47 als empfindliche
Empfangselemente dienende Randwulste oder Rippen bezeichnet. Gemäß der Erfindung
bilden die Wulste 46 und 47 zwei parallel liegende Kondensatoren,
die im Kommandostromkreis liegen und sind jeder versehen mit einer äußeren Abschirmung,
die natürlich jenseits des druckempfindlichen Teiles liegt, der in der isolierenden
Schicht eingebettet ist.
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Die Schaltung zur Erzeugung des Betätigungskommandos für die Tür
41 und 42 ist in F i g. 5 dargestellt, in welcher der Sinn der Türbewegung
durch die Pfeile f 1 und f 2 dargestellt ist. Zwei Kondensatoren
7 a und 7 b bilden die genannten Türwulste und liegen parallel zueinander.
Jeder dieser Kondensatoren enthält einen druckempfindlichen Belag 13 a und 13
b und eine innere Abschirmung 12 aa und 12 ab, die mit Erde
verbunden ist. Die zweite Verstärkerstufe 5 a des Stromkreises ist mit einem
Filter versehen, das die Störfrequenzen des äußeren Feldes sperrt. In F i g. 6 sind
die Türen wieder mit 41 und 42 (im Schnitt) und die Kondensatoren mit
7 a und 7 b bezeichnet, während 13 a und 13 b die druckempfindlichen
Kondensatorbeläge darstellen, die zwischen zwei flanschartigen Stegen an den Außenflächen
der Tür liegen. Die Abschirmungen 12 a und 12 ab können,
falls die Türen aus Metall bestehen, durch die Türen selbst gebildet werden. Bestehen
die Türen aus Isoliermaterial oder nichtmetallischem Stoff, müssen die Abschirmungen
12 aa und 12 bb natürlich zur Bildung der Kondensatoren angebracht
werden. Die Kraft zur Veränderung der Kapazität der Kondensatoren 7 a und
7 b soll durch den Stoß der Türwulste durch eine Person oder einen Körper
hervorgerufen werden, der sich zwischen den Türen 41 und 42 befindet, wenn
diese ,geschlossen werden. Falls nur eine kleine Druckfläche vorhanden ist, beispielsweise
wenn sich von dem Körper nur ein Teil wie die Hand zwischen den Türen befindet,
so muß dieser kleine Druck ausreichen, um die Kapazitätsänderung hervorzurufen,
die in der Lage ist, die Einrichtung zum Wiederöffnen der Tür zum Ansprechen zu
bringen. Es ist also klar, daß die isolierende Abdeckung so beschaffen sein muß,
daß sie genügende Flexibilität aufweist, um empfindlich genug gegen Ausübung eines
Druckes in kleinen Bereichen zu sein, damit sie die Signalschwelle oder Empfindlichkeitsschwelle
des Systems überschreitet. Bei der in F i g. 6 dargestellten Konstruktion wird die
empfindliche Wulst 46 bzw. 47 durch einen Körper aus isolierendem, elastischem
Material 14 a gebildet, in welchem eine Reihe von flexiblen Leitern
61 eingebettet ist, die im Abstand parallel zueinander liegen, aber außen
in einem Punkt 10 elektrisch miteinander verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform
wird eine besonders hohe Flexibilität erreicht, wenn der ausgeübte Druck oder Schub
auf einen kleinen Bereich ausgeübt wird. Wie aus praktischen Versuchen hervorgeht,
reicht der Druck auf einen der parallelen Druckbereiche des druckempfindlichen Elementes
14 a aus, die erforderliche Kapazitätsänderung der Kondensatoren 7 a und
7 b hervorzurufen.
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In F i g. 7 ist ein dritter Kondensator 7 c dargestellt, der bei Anwendung
auf eine Tür 41, 42 unter einer Abdeckung im Eingang zur Kabine oder in der
Türschwelle angebracht ist. Der Kondensator wird, wie F i g. 8 zeigt, durch eine
druckempfindliche Matte 13 c gebildet. Die Anordnung des dritten Kondensators hat
die Wirkung, daß die Tür sich auch dann wieder öffnet, wenn beim Eintritt oder Austritt
z. B. durch den Fuß auf das druckempfindliche Bodenelement 13 c ein gewisser Druck
p ausgeübt wird.
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Die Empfindlichkeit des Systems kann wesentlich verbessert und die
Sicherheit der Funktion wesentlich erhöht werden, wenn die Empfindlichkeit der Empfangselemente
der Anordnung nach F i g. 5 und 7 durch ein elektrostatisches Feld sensibilisiert
wird, das erzeugt wird durch ein Strahlerelement, welches in der Nachbarschaft der
Tür der Kabine angeordnet ist. Bei der Ausführungsform nach F i g. 9, 9 a und 9
b, welche in ihrer Anordnung derjenigen nach F i g. 4, 4 a und 4 b entsprechen,
ist das Strahlerelement mit 90 bezeichnet und in der Kabine in den Mittelbereich
der Tür gerichtet. Dieses Strahlerelement 90 erzeugt ein elektrostatisches Feld
im
Durchgangsraum und zwischen den druckempfindlichen Elementen
des oder der Kondensatoren in den Türwulsten, und dieses Feld wird durch die Person
oder den Teil, der in den Durchgangsraum der Kabine gelangt, verändert, wenn das
Nutzsignal der Einrichtung in Funktion tritt. Die Gesamtempfindlichkeit der Vorrichtung
wird dadurch in einem solchen Sinne beeinflußt, daß der durch die druckempfindlichen
Elemente erzeugte Impuls verstärkt wird. Praktisch ist es nicht einmal erforderlich,
daß auf die druckempfindlichen Elemente ein Druck ausgeübt wird, um die Wiederöffnung
der Tür in Gang zu setzen, wenn beim Schließen nur eine einfache Berührung oder
Annäherung, z. B. der Hand auftritt, wodurch die Vorrichtung bereits in Funktion
tritt. Das elektrostatische System kann somit beträchtlich zur Verbesserung der
Brauchbarkeit des Impulssystems beitragen. Die beiden zusammenwirkenden Effekte
bewirken nicht schon von sich aus eine Auslösung. Der Kondensator wird gebildet
durch den Strahler und die druckempfindliche Einrichtung oder im anderen Fall durch
die druckempfindliche Einrichtung und die Masse. Durch die Kombination der beiden
Systeme wird auch die Sicherheit der Funktion der Vorrichtung verbessert. Das Strahlerelement
90 arbeitet im Dauerbetrieb z. B. mit 200 V und 10 KHz. Um das normale Null-Signal
für den Ruhezustand der Einrichtung zu kompensieren bzw. die Einrichtung für dieses
Signal unempfindlich zu machen, kann der Empfindlichkeitsregler 4 (vgl. F i g. 10)
auf einen entsprechenden, dem Endverstärker 5 b zugeführten Spannungswert
eingestellt werden. Beim Normal- oder Ruhefall, wenn nämlich in der Eingangszone
das elektrostatische Feld wirksam ist, findet keine Auslösung z. B. durch eine Person
statt, da die Geräteempfindlichkeit eine zu kleine Potentialdifferenz hervorruft.
Der Verstärker 5 b tritt in diesem Fall nicht in Funktion. Wenn dagegen zwischen
dem Strahler und den druckempfindlichen Elementen irgendein leitender Körper oder
Halbleiter, z. B. eine Person, auftritt, so ergibt sich eine Veränderung der bestehenden
elektrischen Eigenschaften mit dem Ergebnis, daß dadurch auf die Einrichtung ein
wesentlich höherer Spannungswert zur Wirkung kommt. Der Verstärker tritt alsdann
in Funktion und infolgedessen auch das Relais 1 und die Relaiskontaktgruppe 3. Der
Verstärker 5 b ist dem Verstärker 5 a
der F i g. 7 ähnlich in dem Sinne, daß
er die Einwirkung von äußeren Störfeldern von 50 bis 60 Hz sperrt, aber die Frequenz
der Ladeimpulse des Kondensators durchläßt und überdies einen Filter enthält, der
auch die Frequenz des Strahlerelementes durchläßt. Der Strahler 90 wird gespeist
durch die Quelle 6' der F i g. 10, die auch den Gleichstrom für die Kondensatoren
7 a und 7 b liefert.
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F i g. 11 zeigt eine vorteilhafte und einfache Ausführung für den
Speisestromkreis 6'. Dieser enthält einen Transistor T und einen Transformator
Tr mit drei Spulen, von denen die beiden Spulen I und 1I den Stromkreis des Oszillators
des Transistors bilden und die dritte Spule III die Sekundärspule darstellt. Die
Ausgangsspannung der Hochspannungsspule III dient zur Speisung des Strahlers
90 und eine durch D gleichgerichtete und durch H geglättete Spannung liefert
den Gleichstrom für die Kondensatoren 7 a und 7 b über den Widerstand R.