DE29918009U1

DE29918009U1 - Vorrichtung zur Verringerung des Energieverbrauchs in einem Schutzsystem für Aufzugstüren

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Publication number: DE29918009U1
Application number: DE29918009U
Authority: DE
Original assignee: Memco Ltd
Current assignee: Memco Ltd
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2000-02-17
Anticipated expiration: 2009-10-13
Also published as: US6247558B1; GB9822359D0; GB2342714B; JP2000169064A; GB2342714A

Description

M 4834 - KS/wö

VORRICHTUNG ZUR VERRINGERUNG DES ENERGIEVERBRAUCHS IN EINEM SCHUTZSYSTEM FÜR AUFZUGSTÜREN

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verringerung des Energieverbrauchs in einem Schutzsystem für Aufzugstüren. Die Erfindung ist auf Systeme anwendbar, die einen "Infrarotvorhang" aufweisen, wobei beispielsweise Infrarotstrahlsender- und Empfängereinrichtungen ein Gitter von Infrarotstrahlen über eine Aufzugstüröffnung simulieren und wobei eine Türsteuerschaltung auf den Empfängerausgang anspricht, wenn die Strahlen durch ein Objekt in der Aufzugstüröffnung abgefangen werden, um ein Antriebssignal zu erzeugen und damit die Aufzugstürsteuereinrichtung zu betätigen, um die Tür oder die Türen zu öffnen. Die Erfindung ermöglicht, daß der Energieverbrauch von Infrarotvorrichtungen, die in derartigen Systemen verwendet sind, verringert wird, wenn sie nicht dazu erforderlich sind, um ein Objekt zu detektieren, wodurch eine Verbesserung der Lebensdauer und der Zuverlässigkeit erreicht wird.

Ein typischer Infrarotstrahlvorhang umfaßt mehrere Infrarotlicht ausstrahlende und empfangende Diodenpaare, die vertikal voneinander beabstandet sind, um eine gitterähnliche Barriere von Infrarotstrahlen zwischen einer einzelnen Tür und einem Türanschlag oder zwischen mittig schließenden Türen einer Aufzugskabine zu simulieren. Ein Problem mit herkömmlichen Infrarotstrahlvorhängen ist jedoch, daß die Infrarotlicht ausstrahlenden Dioden eine beträchtliche Menge an elektrischer Energie verbrauchen, wenn sie kontinuierlich betrieben werden, und dies verringert ihre Lebensdauer.

Eine Lösung des letztgenannten Problems ist in der japanischen Patentveröffentlichung 9315740 (Otis) gelehrt. Diese offenbart eine Vorrichtung zur Verringerung des Energieverbrauchs in einem Schutzsystem für Aufzugstüren, das eine Einrichtung mit Infrarotvorhängen aufweist. Dieses System umfaßt eine Infrarotstrahlsendereinrichtung zum Aussenden eines Strahls oder von Strahlen über eine Aufzugstüröffnung; eine Infrarotempfängereinrichtung zum Empfang des Strahles oder der Strahlen; eine Schaltung, die auf einen Ausgang der Empfängereinrichtung anspricht, wenn der Strahl oder die Strahlen durch ein Objekt in der Aufzugstüröffnung abgefangen wird bzw. werden, wobei die Schaltung ein Antriebssignal erzeugt; und eine Aufzugstürsteuereinrichtung, die auf das Antriebssignal anspricht, um die Tür oder die Türen in dem Falle eines Abfangens des Strahles zu öffnen. Sie umfaßt auch eine Vorrichtung zur Verringerung des Energieverbrauchs, die eine Detektionseinrichtung umfaßt, die anspricht, wenn (a) die Aufzugstür oder die Aufzugstüren im wesentlichen geschlossen sind, so daß die übliche an die Sendereinrichtung gelieferte Energie verringert werden kann; und (b) sich die Aufzugstür oder die Aufzugstüren öffnen, so daß die übliche an die Sendereinrichtung gelieferte Energie wieder eingesetzt werden kann.

Bei der letztgenannten bekannten Vorrichtung wird die Energie, die zu Impulslicht ausstrahlenden Dioden geliefert wird, wenn die Aufzugstüren geschlossen sind, durch Einstellen der Impulswiederholungsrate verringert und die Dioden werden mit Impulsen feststehender Breite versorgt, die einen kontinuierlichen Impulszug bilden. Diese Lösung ist jedoch kein wirksamer Weg zur Energieerhaltung und ist durch das Erfordernis begrenzt, die Impulswiederholungsrate einzustellen.

Die Erfindung löst das Problem zur Energieverringerung dadurch, daß die Sende- und Empfängereinrichtung mit einer Rate von N Abtastintervallen pro Sekunde abgetastet wird und zwischen jedem Abtastintervall ein Bereitschaftsintervall eingefügt wird. Somit wird, wenn sich die Türen schließen, ein Totraum eingeführt oder zwischen den Impulszügen in jeder Abtastung erweitert, um Energie zu bewahren. Die bekannte Lösung für das Problem verwendet keinen derartigen "Totraum" in einem "Bereitschaftsmodus" und ist daher weniger wirksam. Überdies kann, wenn die Vorrichtung in dem "Bereitschaftsmodus" ist, periodisch eine Abtastung durchgeführt werden, um den Status der Aufzugskabine zu überprüfen.

Die Detektionseinrichtung kann ansprechen, wenn die Aufzugstür oder Aufzugstüren vollständig geschlossen sind, aber die Erfindung würde auch dann funktionieren, wenn ein kleiner Spalt (bei dem beispielsweise nur wenig oder gar keine Gefahr besteht, daß ein Objekt darin eingeschlossen werden kann) zwischen einer einzelnen Tür und einem Türanschlag oder zwischen mittig schließenden Türen besteht. In jedem Fall würde der Energieverlust normalerweise nicht verringert, solange ein Risiko eines den Strahl oder die Strahlen abfangenden Objektes in der Aufzugstüröffnung besteht, um so sicherzustellen, daß die Türen in dem Fall eines Abfangens des Strahles geöffnet werden.

Vorzugsweise spricht die Detektionseinrichtung auf den Ausgang der Infrarotempfängereinrichtung an, um eine Verringerung oder Wiedereinsetzung der Energie zu bewirken. Beispielsweise kann der Ausgang der Infrarotempfängereinrichtung als eine Einrichtung zur Bestimmung des Ab-

Standes zwischen Sender und Empfänger (wenn das Abfangen des Strahles ignoriert wird) verwendet werden. Alternativ dazu oder zusätzlich wird die Änderung des Ausgangs der Infrarotempfängereinrichtung infolge einer fehlenden Türbewegung, wenn die Türen geschlossen sind, beendet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der durchschnittliche Empfängerausgang überwacht, und es kann, wenn dieser für eine vorbestimmte Zeitperiode stabil geblieben ist, eine Energieverringerung eingeleitet werden. Die Stärke des Signals von der Infrarotempfängereinrichtung ist daherverwendbar, um zu bestimmen, ob die Tür oder die Türen im wesentlichen geschlossen sind, wobei vorausgesetzt wird, daß kein Abfangen eines Strahls infolge eines Objektes stattgefunden hat.

Um die, wenn auch geringfügige Möglichkeit in Betracht zu ziehen, daß ein Hindernis mit kleinen Abmessungen, wie beispielsweise eine Hundeleine oder ein Kindergeschirr zwischen den Türen eingeschlossen werden könnten, bevor ein Strahl (der bewirkt, daß sich die Türen öffnen) abgefangen wird, umfaßt die Detektionseinrichtung vorzugsweise eine Zeitverzögerungseinrichtung, die so eingestellt ist, daß der Energieverlust nur nach einer vorbestimmten Verzögerung nach einem Schließen der Türe verringert wird. Beispielsweise wäre eine Verzögerung von 10 Sekunden von dem "Tür geschlossen"-Signal ausreichend, um das vorher erwähnte Risiko zu vermeiden.

Vorzugsweise sind Einrichtungen enthalten, um die Tür oder die Türen geschlossen zu halten, wenn der Aufzug nicht in Gebrauch ist. Dies ermöglicht, daß der Energieverbrauch während ruhiger Zeiten und über Nacht verringert werden kann, wenn der Aufzug im wesentlichen nicht in Gebrauch steht.

Bei einem typischen Aufbau, der als Sender und Empfänger infrarotausstrahlende Dioden verwendet, wird jeder Satz von entsprechenden Sender-/ Empfänger-Paaren von Dioden mit einer Rate von ungefähr 800 Dioden pro Sekunde "abgetastet". Beispielsweise finden, wenn 40 IR-Senderdioden (und daher 40 IR-Empfängerdioden in den Sender/Empfängerpaaren) vorliegen, 20 Abtastungen/Sek. der 40 Diodenpaare statt. Dies entspricht einer Abtastung von 800 Senderdioden jede Sekunde, wobei jede Senderdiode alle 1/20 Sekunde für eine kurze Zeitperiode (1/800 Sekunde) Energie aufnimmt. Während der Zeitperiode, innerhalb der die Senderdiode eines Diodenpaares mit Energie versorgt wird, sendet der Sender einen IR-Strahl für die gleiche Zeitperiode aus, während der der Empfängerausgang erfaßt wird, um zu bestimmen, ob irgendein Abfangen eines Strahles stattgefunden hat. Dies wird für das nächste Di-.

odenpaar wiederholt. Der Zyklus ist von dem ersten Paar zu dem letzten Paar kontinuierlich, so daß einzelne Sender-/Empfängerpaare Energie mit einer ersten zyklischen Rate intermittierend aufnehmen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bleibt, wenn die Türen (vorzugsweise für ein vorbestimmtes Intervall) geschlossen sind, die Abtastrate des Satzes der Diodenpaare gleich, aber es wird ein Totraum oder eine Bereitschaftsperiode zwischen die Abtastungen eingeführt, um so Energie zu bewahren^ insbesondere die Energie, die zu den Sendern geliefert wird. Dieser Totraum oder diese Bereitschaftsperiode, die beispielsweise ungefähr zwei Sekunden dauern kann, ermöglicht, daß eine Abtastung beibehalten wird, aber bei einer wesentlich niedrigeren Rate. Wenn die einzelnen Sender (und Empfänger) Energie mit einer zweiten zyklischen Rate aufnehmen, die niedriger als die erste ist, dann kann der

normalerweise hohe Energieverlust der Senderdioden drastisch verringert werden. Überraschenderweise kann dies den Energieverlust in den Infrarotdiodenstrahlern um einen Faktor von ungefähr 40 verringern. Da die Diodenstrahler einer größeren elektrischen Beanspruchung unterzogen sind, als die meisten anderen Komponenten in einem Infrarotvorhang, und diese ungefähr 50 % der Energie verbrauchen, wird eine nützliche Verbesserung bei der Zuverlässigkeit und eine Verringerung der verschwendeten Energie erreicht.

Die Rückkehr von dem verringerten Energieverlust zu dem üblichen Energieverlust kann schnell erreicht werden, sobald die Türen beginnen, sich zu öffnen. Beispielsweise kann dies innerhalb eines Abtastzyklus der Sender- / Empfängerdiodenpaare stattfinden. Da die Durchschnittszeit zur Öffnung einer Aufzugstür ungefähr zwei Sekunden beträgt, kann die Testabtastung gut beendet werden, bevor ein Erfordernis zur Erfassung eines Hindernisses in der Aufzugstüröffnung besteht.

Wenn die Aufzugstüren in einem typischen Gebäude für einen großen Prozentsatz der Zeit, insbesondere während der Nacht, geschlossen sind, können die Vorteile der Erfindung besonders bedeutsam sein.

Die Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:

Fig. 1

ein schematisches Blockdiagramm eines Infrarotvorhang-Hindernisdetektionssystems ist, das die Erfindung umfaßt;

Fig. 2 und 3

Flußdiagramme sind, die zeigen, wie eine Ausführungsform der Erfindung ausgeführt werden kann.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt eine Aufzugskabine ein Paar von mittig schließenden Aufzugstüren la, Ib, über die eine Vielzahl von Infrarotstrahlen projiziert ist. Diese simulieren ein Gitter aus Infrarotstrahlen, die beispielsweise durch einen in die Aufzugskabine eintretenden oder die Aufzugskabine verlassenden Passagier abgefangen würden. Die Strahlen werden durch Infrarotsenderdioden projiziert, die im allgemeinen in einem vertikalen Streifen 3 angeordnet sind, der benachbart eines Schließrandes einer Tür befestigt ist. Die Dioden sind entlang der Länge des Streifens voneinander vertikal beabstandet und sind mit einer Senderdiodenantriebsschaltung 4 verbunden. Die Schaltung 4 liefert ihrerseits Energie an jede Senderdiode, wodurch der jeweilige Infrarotstrahl über die Türöffnung projiziert wird. Daher ist das Strahlengitter aus einer Folge von Strahlen aufgebaut, die erzeugt werden, wenn die Strahlerdioden nacheinander mit Energie versorgt werden. Dieser Zyklus wiederholt sich kontinuierlich selbst und es besteht normalerweise nur ein kleine oder gar keine Lücke (noch ein Totraum) zwischen der Belieferung der letzten und ersten Diöden mit Energie.

Die Strahlen 2 werden durch entsprechende Infrarotempfängerdioden empfangen, die ähnlicherweise vertikal in einem Streifen 4 voneinander beabstandet sind. Die Ausgänge dieser Empfängerdioden sind mit einer Empfängerdiodenauswahl- und Verstärkerschaltung 6 verbunden. Die Schaltung 6 versorgt jede Empfängerdiode mit Energie, obwohl der Energieverlust der Empfänger wesentlich geringer als der der Sender ist. Wenn jede Empfängerdiode mit Energie versorgt wird, wird ihr Ausgang in der

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Zeitperiode abgetastet oder erfaßt, in der die entsprechende Senderdiode mit Energie versorgt wird. Die Empfängerausgänge werden dadurch nacheinander erfaßt, um zu bestimmen, ob der Senderstrahl abgefangen worden ist. In dem Fall eines Abfangens irgendeines Strahles bewirkt die Schaltung 4, daß die Mikroprozessorsteuerung 7 ein Antriebssignal an ein Ausgangsrelais 8 erzeugt, wodurch ein Aufzugstürsteuersystem 9 einen Türantriebsmotor 10 mit Energie versorgt, um zu bewirken, daß sich die Türen la, Ib öffnen. Eine Energieversorgung 11 liefert Energie an die Schaltung, die die Senderdiodenantriebsschaltung 4, die Empfängerdiodenauswahl- und Verstärkerschaltung 6, den Mikroprozessor 7 und das Relais 8 umfaßt.

Um bestimmen zu können, ob die Türen la, Ib geschlossen sind, kann der Empfängerausgang wie folgt abgetastet werden. Wenn die Empfängerdioden mit einer minimalen Verstärkung in der Schaltung 6 arbeiten und die Türen geschlossen sind, wird das maximale Durchschnittssignal der Dioden für eine Zeitperiode von S Sekunden (die die "Verzögerungszeitperiode im Bereitschaftsmodus" ist) gemessen. Wenn sich das Durchschnittssignal nicht ändert (d.h. da die Türen geschlossen sind und kein Strahl abgefangen wird), arbeitet die Schaltung so, daß bewirkt wird, daß das System in den Bereitschaftsbetriebsmodus eintritt. Bei einem typischen Beispiel waren die Sender-/Empfänger-Dioden jedes Paares um ungefähr 180 mm oder weniger getrennt, wobei die Türen geschlossen waren, und das Durchschnittssignal wurde mit diesem Abstand gemessen (es sei angemerkt, daß sich die Signalstärke ändert, wenn sich die Türen näher zueinander oder weiter voneinander weg bewegen). Ein im wesentlichen stabiles Signal zeigt einen im wesentlichen geschlossenen Zustand der Tür an. Die Verzögerungsperiode S kann für ungefähr 10 Sekunden eingestellt

• ·

sein, um sicherzustellen, daß der Eintritt in den Bereitschaftsbetriebsmodus sicher ist (d.h. um so irgendwelche kleinen Objekte in Betracht zu ziehen, die in den geschlossenen Türen eingeschlossen werden können). Wenn sich das System in dem Bereitschaftsbetriebsmodus befindet, werden die Sender-/Empfängerdiodenpaare alle T Sekunden (das Testabtastintervall) "abgetastet" und dies kann typischerweise ungefähr 2 Sekunden betragen. Während der Testabtastung wird die Auslösefunktion verhindert, d.h. ein Abfangen eines Strahles 2 bewirkt kein Öffnen der Türen. Wenn als Ergebnis einer Testabtastung die Empfängerverstärkung über ein minimales Niveau erhöht werden muß, dann wird die Empfängerverstärkung für eine typische 1,5 Meter Türöffnung auf einen Nennwert eingestellt und die normale Abtastung wird unmittelbar wiederaufgenommen, wobei die Auslösefunktion aktiviert ist.

Der Mikroprozessor 7 wird verwendet, um unter anderem Funktionen für die Energieversorgung der Senderdioden, die Signalverarbeitung des Empfängerausgangs und Steuerfunktionen auszuführen. Er kann programmiert sein, um gemäß dem folgenden Programm in den Bereitschaftsmodus einzutreten. Dieses Programm ist auch in den Flußdiagrammen der Fig. 2 und 3 dargestellt.

Programm

Am Ende jeder Abtastung

IF (rx-Verstärkung bei Minimum)

IF (Detektor im Bereitschaftsmodus)

IF (Testabtastzähler = 0)

ELSE

10

Verhindere Auslösefunktion

Führe Testabtastung aus

IF (rx-Verstärkungsanstieg angefordert)

Setze rx-Verstärkung =1,5 Meter Abstand

Aktiviere Auslösefunktion

Verlasse Bereitschaftsbetriebsmodus

}
ELSE

Lade Countdownwert für Testabtastverzögerung (T)

IF (Bereitschaftsmodusverzögerung (S) = 0 UND Detektor nicht ausgelöst)

Trete in Bereitschaftsbetriebsmodus ein Lade Countdownwert für Testabtastverzögerung (T)

ON (ZEITGEBER-Unterbrechung)

• · · · ft

IF (Bereitschaftsverzögerungszähler (S) !=0)

Aktualisiere Bereitschaftsverzögerungszähler

IF (Testabtastintervallzähler (T) !=0)

Aktualisiere Testabtastintervallzähler

Zusammenfassend umfaßt ein Schutzsystem für Aufzugstüren mit einem Infrarotvorhang, das Paare von Infrarotsendern und -empfängern und eine Schaltung umfaßt, die auf einen Ausgang des Empfängers infolge eines Abfangens anspricht, um die Aufzugstüren zu öffnen, eine Detektionseinrichtung, die anspricht, wenn (a) die Aufzugstüren geschlossen sind, so daß die übliche an die Sender gelieferte Energie verringert werden kann; und (b) die Aufzugstüren offen sind, so daß die übliche Energie an die Sender wiedereingesetzt werden kann. Vorzugsweise ist eine Zeitverzögerung enthalten, so daß ein Energieverlust nur nach einer vorbestimmten Zeitperiode nach dem Schließen der Tür verringert wird. Die Erfindung verringert den Energieverbrauch von Infrarotsenderdioden, wodurch deren Lebensdauer erhöht wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Verringerung des Energieverbrauchs in einem Schutzsystem für Aufzugstüren;
wobei das Schutzsystem für Aufzugstüren eine Infrarotvorhangeinrichtung (2) aufweist, die umfaßt: eine Infrarotstrahlsendereinrichtung (3) zum Senden eines Strahls oder von Strahlen über eine Öffnung einer Aufzugstür (1a, 1b); eine Infrarotempfängereinrichtung (5) zum Empfang des Strahls oder der Strahlen; eine Schaltung (6, 7), die auf einen Ausgang der Empfängereinrichtung (5) anspricht, wenn der Strahl oder die Strahlen durch ein Objekt in der Öffnung der Aufzugstür (1a, 1b) abgefangen werden, wobei die Schaltung (6, 7) ein Antriebssignal erzeugt; und eine Steuereinrichtung (8, 9) für Aufzugstüren, die auf das Antriebssignal anspricht, um die Tür oder die Türen (1a, 1b) in dem Fall des Abfangens eines Strahles zu öffnen;
wobei die Vorrichtung zur Verringerung des Energieverbrauches eine Detektionseinrichtung (6, 7) umfaßt, die anspricht, wenn (a) die Aufzugstür oder die Aufzugstüren (1a, 1b) im wesentlichen geschlossen sind, so daß die übliche an die Sendereinrichtung (3) gelieferte Energie verringert werden kann; und (b) die Aufzugstür oder die Aufzugstüren (1a, 1b) offen sind, so daß die übliche Energie, die an die Sendereinrichtung (3) geliefert wird, wiedereingesetzt werden kann; dadurch gekennzeichnet, daß die Sender- und Empfängereinrichtung (3, 5) normalerweise mit einer Rate von N Abtastintervallen pro Sekunde abgetastet wird und die Energie durch Einfügen eines Bereitschaftsintervalles zwischen jedes Abtastintervall verringert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinrichtung (6, 7) auf den Ausgang der Infrarotempfängereinrichtung (5) anspricht, um die Verringerung oder Wiederherstellung des Energieverlustes zu bewirken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinrichtung (6, 7) eine Zeitverzögerungseinrichtung umfaßt, so daß der Energieverlust nur nach einer vorbestimmten Verzögerung nach dem Schließen der Türen verringert wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (7) umfaßt, um die Türen geschlossen zu halten, wenn der Aufzug nicht in Gebrauch steht.