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Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für eine Fahrtreppe oder Fahrsteige
mit einem Handlauf, gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Ein
derartiger Handlauf wird durch eine Handlaufeinführung geführt, wobei die Handlaufeinführung einen
Stirnsockel mit einer Einführungsstelle für den Handlauf
umfasst sowie die Handlaufeinführung
mit einem Sensor zum Detektieren eines Körperteiles oder eines Gegenstandes
versehen ist, der eine Einklemmgefahr darstellt.
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Elektrische
Fahrtreppen bzw. Rolltreppen umfassen einen Handlauf, der über eine
Handlaufeinführung
synchron mit den sich bewegenden Stufen der Fahrtreppe angetrieben
wird. Im Bereich der Handlaufeinführung ist ein Stirnsockel mit
einer Öffnung
für den
Handlauf plaziert.
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Wenn
ein Austritt des Treppenbodens der Fahrtreppe eintritt, dreht der
Handlauf seine Bewegungsrichtung um und wird durch eine Handlaufeinführung geführt. Wenn
der Handlauf durch die Handlaufeinführung eintritt, bewegt er sich
entlang eines nicht sichtbaren Bereichs in entgegengesetzter Richtung
zum freien Bereich des Handlaufs.
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Es
muss sichergestellt werden, dass keine Gegenstände oder die Hände einer
Person durch den sich bewegenden Handlauf in die Handlaufeinführung gelangen,
weil ansonsten ein Mechanismus beschädigt werden kann oder eine
Person verletzt werden könnte.
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Die
DE 690 04 395 T2 beschreibt
eine Sicherheitsvorrichtung in einem Wiedereintrittsgehäuse des
Handlaufs einer Fahrtreppe. Diese soll verhindern, dass Gegenstände nicht
durch den sich bewegenden Handlauf in das Wiedereintrittsgehäuse hereingezogen
werden oder ein Fahrtreppenbenutzer verletzt wird. Ein als Stoßfänger ausgeführter Stirnsockel
hat einen Durchgang für
den Handlauf. Der Stirnsockel ist mit einer Nabe und einer Ausnehmung für ein im
Wiedereintrittsgehäuse
angeordnetes Basisteil mit einem Arretierungsvorsprung versehen. Das
Basisteil ist relativ zum Stirnsockel in Handlaufrichtung bewegbar,
so dass der Stirnsockel leicht verschiebbar ist. Das Basisteil ist
stromabwärts
mit einer Mehrzahl von länglichen
Zapfen versehen, die von einem Führungsglied
geführt
sind. Eine weitere Nabe greift teleskopförmig in ein Gegenstück im Basisteil ein.
Zudem ist ein Gehäuseteil
mit einem Flansch vorhanden, der mit dem Stirnsockel einrastet.
Das Gehäuseteil
kann zusammen mit dem Stirnsockel gleiten. Die beweglichen Zapfen
enden an Schaltern, so dass diese die Schalter betätigen können, wenn der
Stirnsockel gedrückt
wird. Zusätzlich
sind Radialdrucksensoren zwischen einer Außenseite einer Nabe des Stirnsockels
und einer Innenfläche
des Basisteils vorhanden. Nachteil bei dieser Lösung ist, dass relativ viele
bewegliche Teile erforderlich sind und dass die Sensoren nur relativ
spät auf
eine Gefahrensituation reagieren können. Zudem ist die erforderliche
Konstruktion aufwändig.
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Eine
weitere aus der
EP
0 960 847 A1 bekannte Sicherheitsvorrichtung umfasst einen
induktiven Näherungsschalter.
Der Handlauf ist mit einer Stahlseileinlage versehen. Im Abstand
zu dem Handlauf ist der Näherungsschalter
angeordnet, der durch die Stahlseileinlage ausgelöst werden
kann. Der Schalter ist an einem Balustradenprofil befestigt. Wird
der Handlauf angehoben, so vergrößert sich
der Abstand des Näherungsschalters,
so dass ein Fehlersignal erfolgt, der von einer Steuerung ausgewertet
wird. Die Steuerung schaltet einen Hauptschütz, der einen Fahrtreppenmotor
und einen Handlaufmotor abschaltet. Diese Sicher heitsvorrichtung
schützt in
erster Linie nur gegen Vandalismus, was auch zu Unfällen und
Beschädigungen
führen
kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsvorrichtung
zu schaffen, mit der der Stirnsockel möglichst ohne bewegliche Komponenten
ausgestattet sein kann, wobei eine Auslösung bereits beim Erreichen
des Gefahrenbereiches, also vor dem Berühren der Handlaufeinführung erfolgten
soll.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
bietet den Vorteil, dass der Stirnsockel fest fixiert sein kann, weil
er nicht auf Zapfen, die mit Sicherheitsschaltern wirkverbunden
sind, einwirken muss. Weil der Sensor an einer Stirnseite des Stirnsockels
im Bereich der Einführungsstelle
angeordnet ist, werden zum Beispiel Gegenstände oder eine Hand erkannt
noch bevor diese in einen Spalt zwischen Handlauf und Stirnsockel
eindringen und dort eingeklemmt werden können.
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Die
Anordnung des Sensors erlaubt außerdem, dass der Stirnsockel
ohne bewegliche Komponenten ausgeführt werden kann. Der Stirnsockel kann
praktisch fest mit einem Wiedereintrittsgehäuse des Handlaufs verbunden
und zum Beispiel mit diesem verschraubt sein.
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Mit
der erfindungsgemäßen Lösung sind
daher Konstruktionen möglich,
bei denen die Spaltmaße
zwischen Sockel und Handlauf relativ sehr klein sein können.
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Weil
der Sensor im Prinzip außerhalb
des Stirnsockels angeordnet ist, vereinfacht sich die Konstruktion
und Montage im Bereich hinter der Handlaufeinführung.
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Sobald
eine Person oder ein Gegenstand in den Wirkbereich des Sensors eindringt,
kann dies von einem System erkannt werden. Somit wird verhindert,
dass ein Sicherheitsmechanismus oder ein anderer Sensor erst dann
reagiert, wenn eine Hand oder ein Gegenstand bereits mit der Handlaufeinführung in
Kontakt ist. Die Einklemmgefahr wird durch das frühzeitige
Detektieren erheblich reduziert. Es kann somit sehr frühzeitig
eine Warnung ausgegeben werden, zum Beispiel eine akustische Warnmeldung, so
dass eine Person rechtzeitig seine Hand wegnehmen kann oder die
Bewegung des Handlaufs rechtzeitig gestoppt werden kann. Dadurch
wird eine sehr sichere Überwachung
der Eintrittsstelle erreicht.
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Der
Sensor kann grundsätzlich
ein elektromechanischer Sensor sein, der zum Beispiel mit beweglichen
Klappen versehen ist, die bei Betätigung ein Signal auslösen. In
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung ist
jedoch vorgesehen, dass der Sensor als berührungsloser Sensor ausgeführt ist.
Diese kann als elektromagnetischer Sensor, als Radarsensor, als Lichtschranke,
als Videokamera oder als Infrarotsensor ausgeführt sein. Dies hat den Vorteil,
dass der sicherheitsrelevante Bereich vor der Handlaufeinführung ohne
bewegliche Komponenten erfasst wird und daher diese Lösung wartungsarm
ist. Die kontaktlose Erkennung sorgt für einen geringen Verschleiß des Sensors.
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Bevorzugterweise
detektiert der Sensor im Stirnsockelbereich eine Veränderung
eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes. Gelangt eine Hand
oder ein beispielsweise leitfähiger
Gegenstand in die Nähe
des Handlaufs, kann die schnelle Veränderung des elektrischen und/oder
magnetischen Feldes genutzt werden, um ein Fehlersignal bzw. eine Fehlermeldung
auszulösen.
Das Feld kann in seiner Ausbreitung fest eingestellt sein, wobei
das Feld durch entsprechende Parametrierung einer Auswerteelektronik
an die jeweiligen Umgebungsparameter der Fahrtreppe oder des Fahrsteiges
individuell angepasst werden kann.
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Von
Vorteil ist es, wenn der Sensor eine Elektroden-Einrichtung mit
einer Frequenz, insbesondere eine sinusförmige Frequenz aufweist, die eine
Veränderung
einer Nahfeldkopplung detektiert. Hierbei kann ein Nahfeld definiert
werden. Sobald eine Person oder ein beispielsweise leitfähiger Gegenstand
in den Wirkbereich des Nahfelds eindringt, kann dies vom System
erkannt werden.
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Vorzugsweise
ist der Sensor in dem Stirnsockel integriert. Sehr günstig ist
es, dass in dem Sensor erste- und zweite Elektroden integriert sind.
Die Elektroden sind Teil des Stirnsockels und können so ausgeführt sein,
dass sich ein Feld vom Stirnsockel in Richtung des Handlaufs ausbreitet.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die
erste Elektrode als Sendeantenne und die zweite Elektrode als Empfangsantenne ausgeführt. Hierbei
ist die Sendeantenne Teil eines Funksenders, der elektromagnetische
Wellen aussendet, die von dem mit der Empfangsantenne ausgestatteten
Funkempfänger
empfangen werden. Gelangt eine Hand oder ein beispielsweise leitfähiger Gegenstand
im Wirkbereich zwischen Sende und Empfangsantenne, dann verändert sich
die Amplitude des Empfängers.
Sobald diese Veränderung
einen Schwellwert überschreitet
oder außerhalb
eines Signalfensters gelangt, kann dies als Auslösekriterium gewertet werden.
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Als
optimal hat sich herausgestellt, dass die sinusförmige Funkfrequenz 50 kHz bis
200 kHz beträgt.
Einerseits ist diese Frequenz wenig störanfällig und andererseits ergeben
sich signifikante Signalveränderungen
im vorliegenden Anwendungsfall. Die zum Sende- und Empfangsbetrieb
erforderliche Spannung kann sowie die Spannung der übrigen Elektronik
auch im Niedervoltbereich, zum Beispiel 5–12 Volt, liegen.
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Eine
weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, dass der Sensor an einem Informationsbus angeschlossen ist. Eine
busorientierte Übertragung
der Informationen für
die Abschaltung und eine Diagnose hat den Vorteil, dass relativ
viele Sensoren an eine zentrale Auswerteelektronik bzw. Steuereinheit
anschließbar sind.
Daher ist es günstig,
wenn mehrere Sensoren an der Auswerteelektronik bzw. Steuereinheit
anschließbar
sind.
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Vorteilhaft
ist auch, wenn der Sensor mit einer Alarmeinrichtung mit einem optischen
und/oder einem akustischen Warnmittel verbunden ist. Dadurch, dass
der Sensor sehr früh
eine mögliche
Gefahrensituation meldet, kann ein Warnsignal verhindern, dass eine
Hand in Berührung
mit der Handlaufeinführung
gelangt. Eine Person kann vorher gewarnt werden und kann rechtzeitig
die Hand wegnehmen noch bevor ein Stoppvorgang eingeleitet wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrtreppe
ist es vorgesehen, dass der Sensor mit einer Einrichtung zum Abschalten
der Fahrtreppe oder Fahrsteige verbunden ist, die bei Detektierung
eines Körperteiles
oder Gegenstandes einen Stoppvorgang initiiert. Eine mit dem Sensor
verbundene Überwachungselektronik kann
beispielsweise nach der Stoppkategorie 0 nach EN60204 arbeiten und
kann selbstüberwachend
ausgeführt
sein. Die Auswerteelektronik und/oder die Steuereinheit kann mit
einem Schaltgerät,
insbesondere einem Hauptschütz
verbunden sein, der im Gefahrenfall einen Fahrtreppenmotor und/einen
Handlaufmotor abschaltet.
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Von
besonderem Vorteil ist es, dass Spaltmaße zwischen dem Stirnsockel
und dem Handlauf vorhanden sind, die 1,5 bis 3 mm, insbesondere
1,8 bis 2,3 mm, vorzugsweise etwa 2 mm betragen. Diese Spaltmaße, die
durch die Erfindung möglich
sind, machen die Handlaufeinführung
fingersicher, wobei ausreichend Bewegungsspielraum für den Handlauf gegeben
ist und Montagetoleranzen berücksichtigt werden
können.
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Um
kleinere Objekte wirksam vor einem Eintritt in die Handlaufeinführung zu
schützen
ist ferner vorgesehen, dass an dem Spalt zwischen dem Stirnsockel
und dem Handlauf abweisende Elemente wie z. B. Bürsten oder Gummilippen vorhanden
sind.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Ein
Ausführungsbeispiel
wird anhand der Zeichnungen näher
erläutert,
wobei weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung und Vorteile
derselben beschrieben sind.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer Handlaufeinführung mit einem Handlauf einer
Fahrtreppe,
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Sensorfeldes,
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3 ein
Blockschaltbild des Sensors, und
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4 eine
Darstellung der Handlaufeinführung
mit einem Handlauf von vorne.
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In
den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 veranschaulicht
eine bevorzugte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung 1.
Diese ist für
eine nicht gezeigte Fahrtreppe oder Fahrsteige vorgesehen. Die Fahrtreppe ist
mit einem Handlauf 2 versehen, der durch eine Handlaufeinführung 3 geführt wird.
Der Handlauf 2 wird synchron mit den sich bewegenden Stufen
der Fahrtreppe angetrieben. Die Handlaufeinführung 3 befindet sich
an einem Stirnsockel 4. Dieser wird auf einem Wiedereintrittsgehäuse des
Handlaufs 2 der Fahrtreppe montiert. Vorzugsweise besteht
der Stirnsockel aus einem elastischen Material. Für den Eintritt
des Handlaufs 2 ist der Stirnsockel mit einer Einführungsstelle 5 versehen.
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Bei
Austritt des Treppenbodens der Fahrtreppe dreht der Handlauf seine
Bewegungsrichtung um, was durch den Pfeil A veranschaulicht wird.
Anschließend
tritt er in die Handlaufeinführung 3 ein. Wenn
der Handlauf 2 durch die Handlaufeinführung 3 eintritt,
bewegt er sich entlang eines nicht sichtbaren Bereichs in entgegengesetzter
Richtung zum oberen freien Bereich des Handlaufs 2 in der
Art eines Endlosbandes.
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Um
sicherzustellen, dass keine Gegenstände oder die Hände einer
Person durch den sich bewegenden Handlauf in die Handlaufeinführung 3 gelangen,
ist ein Sensor 6 vorgesehen. Dieser verhindert, dass ein
Mechanismus des Handlaufs 2 beschädigt oder eine Person sogar
verletzt wird.
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Der
Sensor 6 detektiert frühzeitig
zum Beispiel die Finger einer Hand oder einen Gegenstand, der einklemmt
werden könnte.
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Erfindungsgemäß ist der
Sensor 6 an einer Stirnseite 7 des Stirnsockels
im Bereich der Einführungsstelle
angeordnet.
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Der
Sensor 6 ist als berührungsloser
Sensor ausgeführt,
so dass ein Sensor- bzw. Nahfeld 8 vom Sensor 6 erfasst
wird. Erreicht ein Gegenstand oder erreichen die Finger einer Person
die Nähe
der Handlaufeinführung 3,
wird der Sensor 6 aktiv und gibt ein Signal aus. Die gestrichelten
Linien markieren den vom Sensor 6 erfassbaren Bereich.
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Grundsätzlich kann
der Sensor 6 ein elektrisches Feld zur Detektion nutzen.
Hierbei können Elektroden ähnlich wie
Kondensatorelektroden vorhanden sein. Liegt an den Elektroden eine
Spannung an, dann entsteht zwischen den Elektroden ein elektrisches
Feld. Dieses wird von einem leitfähigen Objekt beeinflußt. Der
Sensor verhält
sich in diesem Fall wie eine Kapazität. Aus dieser Kapazität kann ein
Resonanzkreis aufgebaut sein, wobei durch einen Gegenstand im Sensorfeld
die Kapazität
verändert
wird.
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Auch
andere berührungslose
Sensoren können
alternativ eingesetzt werden. Es können auch auf Radartechnik
oder Infrarottechnik basierende Sensoren eingesetzt werden.
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Es
kann also ein Sensor 6 verwendet werden, der eine Veränderung
eines elektrischen Feldes oder der Infrarotstrahlung im Stirnsockelbereich
detektiert.
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Bevorzugterweise
arbeitet der Sensor nach dem Sender- Empfängerprinzip. Der Sender baut
ein magnetisches Feld auf, das sich mit einer hohen Frequenz ändert. Wie
in der Funktechnik auch, kann die Frequenz vom Empfänger empfangen
werden. Hierbei wird nur eine Trägerfrequenz
genutzt.
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Insbesondere
weist also der Sensor eine Elektroden-Einrichtung mit einer Frequenz
auf, die eine Veränderung
einer Nahfeldkopplung detektiert, wobei in dem Sensor 6 eine
erste Elektrode 10 und eine zweite Elektrode 11 vorhanden
ist, wie 2 zeigt. Die erste Elektrode 10 ist
als Sendeantenne und die zweite Elektrode als Empfangsantenne 11 ausgeführt. Sie
verlaufen insbesondere parallel zueinander und sind seitlich des
Handlaufs 2 angeordnet, wobei sie die Handlaufeinführung 3 vollständig erfassen.
Die Antennen 10, 11 sind fest mit dem Stirnsockel 4 verbunden,
so dass die Antennen 10, 11 in dem Sockel integriert
sind. Sie können
form- und/oder kraftschlüssig
mit dem Sockel 4 verbunden sein, zum Beispiel mit Haltemitteln 12, 13,
wie Halteklammern, Rastelementen oder ähnliches. Sie können auch
verklebt sein oder in das Sockelmaterial eingegossen sein. Der Sensor 6 ist
jedoch insbesondere Teil des Stirnsockels 4.
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Der
Elektrodenabstand beträgt
insbesondere 10 mm bis 20 mm und muss größer sein als die Breite des
Handlaufs 2.
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Eine
geeignete Sensor- bzw. Funkfrequenz liegt im Bereich von 50 kHz
bis 200 kHz. Die Wellenform ist vorzugsweise sinusförmig. Dieser
kurzwellige Bereich ist für
den Elektrodenabstand von 10 mm bis 20 mm gut geeignet.
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2 zeigt
eine Ausführung
des Sensors 6 als Sende-/ Empfängereinheit. Die Sendeantenne 10 ist
mit einem Sender 14 bzw. einer Sendeschaltung verbunden.
Die Empfangsantenne 11 ist mit einem Empfänger 15 bzw.
einer Empfängerschaltung
verbunden. Der Sender sendet zum Beispiel ein 100 kHz Signal. Dieses
wird von der Antenne empfangen und durch einen Verstärker verstärkt. Der
Sender 14 und der Empfänger 15 können sich
auf einer gemeinsamen Schaltungsplatine befinden. Beide sind mit
einer Auswerteelektronik 16 bzw. einer Auswerteschaltung 16 elektrisch
verbunden. Diese Schaltung 16 kann auch auf der selben
Platine angeordnet sein. Unterschreitet beispielsweise das Empfangssignal
einen vorher definierten Schwellwert, kann dies durch einen Komparator
oder einer anderen Vergleichseinheit festgestellt werden, so dass
ein Alarmsignal ausgelöst
werden kann. Auch können
Erkennungsalgorithmen in der Auswerteelektronik 16 eingesetzt
werden, die eine Veränderung
in der Nahfeldkopplung zwischen den Sende- und Empfangselektroden erkennen können und
so die Annäherung
einer Person oder eines leitenden Gegenstandes detektieren.
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Die
Elektroden 10, 11 sind vorzugsweise stabförmig bzw.
als Stabantennen ausgeführt.
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Wie
weiterhin 3 zeigt, ist der Sensor 6 an
einem Informationsbus 17 über eine entsprechende Schnittstelle
angeschlossen. Der Bus 17 kann als ein Zweidrahtbus mit üblichen
Busprotokollen ausgeführt
sein. An dem Bus ist eine zentrale Steuereinheit 18 angeschlossen.
Sie arbeitet zum Beispiel nach der Stoppkategorie 0 nach EN60204.
Der Sensor 6 ist also mit der Steuereinheit 18 bzw.
mit einer Einrichtung zum Abschalten der Fahrtreppe oder Fahrsteige
verbunden, die bei Detektierung eines Körperteiles oder Gegenstandes
einen Stoppvorgang initiiert.
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Der
Sensor 6 ist mit der Auswerteelektronik 16 verbunden
bzw. umfasst eine Auswerteelektronik, wobei mehrere Sensoren über den
Bus 17 an die Steuereinheit 18 anschließbar sind.
Es können
vor zugsweise bis zu vier Sensoren an die Auswerteelektronik 16 bzw.
an die Steuereinheit 18 verschaltet werden.
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Der
Sensor 6 ist mit einer Alarmeinrichtung 20 mit
einem optischen und/oder einem akustischen Warnmittel 20 verbunden.
Vorzugsweise erfolgt diese Verbindung über den Bus 17. Dieses
Signal weist den Benutzer auf gefährliche Situationen hin. Beispielsweise
kann ein potentialfreier Schaltkontakt aktiviert werden.
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4 zeigt
schematisch die Einführungsstelle 5 des
Handlaufs und die Spaltmaße
S des Spaltes 21 zwischen dem Stirnsockel 4 und
dem Handlauf 2. Die Spaltmaße S betragen 1,5 bis 3 mm, insbesondere
1,8 bis 2,3 mm, vorzugsweise etwa 2 mm.
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An
dem Spalt 21 zwischen dem Stirnsockel 4 und dem
Handlauf 2 sind Bürsten 23 vorhanden,
die nur teilweise dargestellt sind.
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Die
Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt, so muss der Sensor nicht
zwangsläufig
im Bereich der Handlaufeinführung
angeordnet sein. Er kann zum Beispiel auch an der Unterseite des
Stirnsockels montiert sein oder nur mittelbar am Sockel 4 befestigt
sein. Auch ein als Lichtschranke arbeitender Sensor kann verwendet
werden. Auch können beschriebene
oder gezeigte Einzelmerkmale beliebig miteinander kombiniert werden.