EP1362000A1 - Sicherheitseinrichtung für bewegbare elemente, insbesondere aufzüge - Google Patents

Sicherheitseinrichtung für bewegbare elemente, insbesondere aufzüge

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EP1362000A1
EP1362000A1 EP02719881A EP02719881A EP1362000A1 EP 1362000 A1 EP1362000 A1 EP 1362000A1 EP 02719881 A EP02719881 A EP 02719881A EP 02719881 A EP02719881 A EP 02719881A EP 1362000 A1 EP1362000 A1 EP 1362000A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
safety device
distance
unit
safety
Prior art date
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Application number
EP02719881A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1362000B1 (de
Inventor
Wolfgang T. Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH filed Critical ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH
Publication of EP1362000A1 publication Critical patent/EP1362000A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1362000B1 publication Critical patent/EP1362000B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/02—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions
    • B66B5/04—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions for detecting excessive speed
    • B66B5/06—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions for detecting excessive speed electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/02—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions
    • B66B5/04—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions for detecting excessive speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/02—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions
    • B66B5/16—Braking or catch devices operating between cars, cages, or skips and fixed guide elements or surfaces in hoistway or well
    • B66B5/18—Braking or catch devices operating between cars, cages, or skips and fixed guide elements or surfaces in hoistway or well and applying frictional retarding forces

Definitions

  • Safety device for movable elements in particular elevators
  • the present invention relates to a safety device according to the preamble of claim 1.
  • the safety device is characterized in particular by the fact that it contains a distance determination unit, a speed determination unit and an intelligent zero comparison device, the intelligent comparison device having a memory for storing a maximum permissible speed and at least one reference position (distance to the target of the movable element) with a particularly assigned intermediate speed and, when the reference position has been reached, the distance determining unit reports this to the comparison device, which checks whether there is a maximum permissible intermediate speed for the reference position and, if so, compares it with the actual speed detected by the speed determining unit at this time and if it is exceeded the intermediate speed which triggers the trigger unit to emit an electronic trigger signal, and wherein
  • the intelligent Ner GmbH
  • the maintenance effort compared to a mechanical speed limiter is significantly reduced, since the trigger signal can also advantageously be transmitted to the braking device without contact.
  • the distance-dependent speed limit makes it possible not only to monitor a limit speed, but also to monitor a large number of speeds and even driving curve profiles depending on the destination. This leads to a so-called multi-stage safety device, which opens up a multitude of additional options, such as limiting the distance to another moving object in the shaft, targeted test initiation at low speeds or loads, etc.
  • this enables a more targeted monitoring of the limiting speed in the acceleration and braking phase, which improves and simplifies the operation and construction of the entire system, e.g. B. with regard to lower requirements for additional buffer zones in an elevator shaft.
  • the elevator guidelines provide buffer facilities in a shaft pit. These must be designed in such a way that in the event of a malfunction, the cabin can drive onto it at full speed, without being damaged.
  • the buffers can be reduced to a standard size by introducing a reduced nominal speed in the shaft end area.
  • the shaft pit and shaft head are correspondingly smaller, the static requirements are reduced.
  • an additional reduced second limiting speed requires an at least two-speed limiter or safety device that automatically switches to the lower speed when the cabin enters the shaft end area and has reached a defined distance from the shaft end.
  • a position-controlled multi-stage does not only allow fixed speeds, e.g. to monitor the nominal speed, but also braking and acceleration phases according to the pre-calculated distance-speed characteristic curves and to actuate a braking device in the event of deviations, preferably first the service brake and, if the result is negative, a short time later an emergency brake, such as e.g. B. a safety brake.
  • the corresponding reference data from the normal path-speed curve of the moving element to be monitored can be copied by the elevator control into the memory of the safety device or entered separately into it.
  • the security device can also receive current data, for example from an external information system, such as. B. a shaft information system in elevator systems.
  • the security device it is advantageous to continue to equip the security device with a data transmission and / or reception unit.
  • This makes it possible, for example, to have several cabins run in a shaft, each of which is assigned its own safety device.
  • the data of each safety device is continuously or wirelessly exchanged with the neighboring cabin.
  • the safety device thus recognizes its own position and that of the neighboring cabin. It continuously determines the distance from this. If the determined distance falls below a predetermined, stored reference value, the speed assigned to this reference value is additionally activated and compared with the actual speed detected by the safety device. If the reference speed is exceeded at the time the reference distance is undershot, the safety device trips.
  • This adaptive behavior ensures that several cabins move optimally in one shaft, for example, one on top of the other who can close, and the safety device only intervenes when safety-relevant driving conditions occur.
  • the invention can also be used to automatically and gently carry out the still specified capture and buffer tests in a reduced speed range and to record the result in a memory.
  • the multi-stage safety device can e.g. can be achieved in that the previous, cable-driven, single-stage mechanical release is retained and is supplemented or retrofitted with an electronic component or an electronic distance and speed limiter unit.
  • the known, single-stage mechanical speed limiters have a centrifugal force-controlled mechanical release and, in the case of a combination with an electronic speed limiter unit, are intended to monitor an absolute maximum speed. This means that the mechanical speed limiter unit of a multi-stage combined distance and speed limiter is mainly intended for emergency operation and thus significantly increases the safety of the system.
  • the safety-relevant data of the movable element monitored by the safety device such as the elevator, as well as the data in the event of a fault, such as the release speed, release time and braking delay after the brake device has been triggered, can be recorded in the memory provided in the safety device and are available for analysis and reconstruction all operations are available.
  • the data can also be saved in a separate, encapsulated and sealed storage module and overwritten at a defined time interval, for example every 10 minutes.
  • the safety device has a distance and speed determination unit.
  • the realization of these units can be done in different ways, e.g. B. separately or combined.
  • a pulse counter can be provided which detects codings on a coding disk which is driven by a rope, the traction sheave or a friction wheel on the element to be monitored.
  • radar and / or laser sensors for the contactless determination of distance and speed.
  • a pyrotechnic actuator is provided as part of the triggering unit of the speed limiter, the explosive charge of which is ignited by an electronic triggering signal from the triggering unit.
  • this pyrotechnic actuator can e.g. consist of a cylinder in which a movable pull or push piston is arranged, which is connected via a linkage or a flexible connection to the braking device, e.g. a safety brake is connected.
  • a safety brake is connected to the a safety brake.
  • the present invention with the electronically acting distance and speed limiter using a pyrotechnic actuator leads in particular to a more precise and responsive triggering as well as increasing the reliability and reducing maintenance.
  • the devices can be standardized and standardized.
  • the speed limiter can also be used to perform additional tasks, such as: a position-controlled multi-stage, i.e. use of several release speeds / curves depending on the path section and the car position in the shaft, adaptive distance protection when several cars are moving in a shaft, situation-dependent triggering of parallel and serial safety brakes, black box for recording and securing the relevant elevator data before and after using the speed limiter with safety brake (time, speed, decelerations, braking distances, etc.).
  • distances (1 to n) defined by the distance from position X to a fixed or movable target Y with reference points (1 to n) contained therein, which in turn are defined by a distance Z to the target, and each of which is assigned a reference speed is.
  • the relevant route 1 - n is selected and when the first reference point is reached, the assigned reference speed is compared with a current actual speed and the braking device is signaled and triggered when it is exceeded
  • FIG. 1 shows a side view of a safety device according to the invention
  • Fig. 2 is a side view of another embodiment of an inventive
  • Fig. 3 is a side sectional view of a braking device with pyrotechnic
  • Fig. 4 is a path-speed diagram of an elevator with different limit speeds.
  • FIG. 1 shows a partially sectioned side view of a safety device 1 according to the invention, which is composed of a number of functional units which are implemented with the following structural units. These include:
  • a coding disk 10 with pulse counter and direction indicator an electronic control unit 2 equipped with a microprocessor, memory, a virtual module, digital clock, a battery-buffered power supply, output units A with serial and parallel outputs, input units E with serial and parallel inputs, and a plug-in, sealed Additional memory 13.
  • an actuator 3 in this example based on the pyrotechnic principle, for mechanically actuating the brake. Pulse generator, electronic control unit 2 and actuator 3 can also be spatially separated. be built and through a wired or wireless connection z. B. radio linked.
  • an output unit A of the electronic control unit 2 sends the trigger signal of the trigger unit via line 12 to the igniter 8 of the pyrotechnic actuator 3, whereby braking of the safety device or the elevator car connected to it is initiated.
  • a number of other functions must be considered for the distance and speed limits depending on the destination.
  • the functional units include a distance unit, a speed determination unit, an intelligent comparison device and a trigger unit.
  • the components used by the speed determination unit also comprise a friction wheel 9, which is pressed against a guide rail 11 by spring force and on which a coding disk 10 is attached.
  • a pulse counter and the digital clock which are arranged in the electrical control unit 2
  • the speed of the speed limiter which is arranged for example on an elevator car, can be determined when the coding disk 10 rotates.
  • the distance determination unit uses the same components as the speed determination unit and, in the exemplary embodiment shown, is simultaneously designed as a position determination unit. It determines the position of the cabin in the shaft, the distance to the fixed or moving target and a desired distance to the target. For this purpose, it also requires exact reference points e.g. B. at the beginning and end of the shaft in the form of sensors, contacts, or magnetic switches for the arrival of the cabin on To signal the final destination to the control unit 2. These end points PO can be supplemented by further intermediate destination points Pl-n, for example for the stops in the shaft.
  • the distance determination unit now measures the total length of the shaft as well as all existing intermediate sections in a learning trip from PO to PO and stores these reference sections, labeled in the memory. If the cabin reaches PO after the learn run or in later operation, the pulse counter is reset to 0.
  • the cabin now receives a destination in practical operation, for example to drive from the bottom stop to floor 2, this call goes to the elevator control and in parallel to the distance interface unit.
  • the latter then reads out the corresponding reference route PO storey 2 stored in the learning trip, and subtracts the distance measured by the pulse counter when the car starts to move.
  • the distance covered gives the position of the cabin in relation to the start of the shaft and the remaining distance the distance to the current destination.
  • the distance or position determination unit knows the position of the cabin in the shaft and the remaining distance to the destination at all times. If a direction reversal occurs, this is recognized by the direction indicator and the path impulses are given the sign corresponding to the direction. If 2 cabins move independently of one another in the shaft, each cabin receives the position, direction of travel and speed wirelessly or by wire from the distance or position and speed determination unit of the neighboring cabin and continuously calculates the distance to the moving neighboring destination.
  • the intelligent comparison device holds speed setpoints for distances in the memory, which it reads from the memory as a function of the predefined destination and compares it with the delivered actual values of the distance and speed determination unit.
  • Specified setpoints are e.g. B. a distance 1-n, to a destination x, with an assigned reference speed y.
  • the validity period of the reference speed can again be defined as a point or distance. If the comparison unit receives a destination, it looks in the memory to determine whether there is a distance with or without speed. The target distance is compared with the current distance to the target. If the distances are the same, the speed setpoint is also compared with the current actual speed. If the set speed is exceeded, a trigger signal is generated.
  • the comparison unit receives a destination for a mobile object that is moving in the opposite direction, it doubles the stored target distance.
  • Trigger unit as well as data sending and receiving unit:
  • the trigger or data transmission and reception unit includes several inputs that process control information and several outputs that are connected to the actuators of the brakes. Depending on the control information, a software module assigns the trigger pulses from the comparison unit to the correct actuator in the correct chronological order.
  • Control information is e.g. the actuation of the actuator, the direction of travel and the speed of the cabin.
  • a pyrotechnic actuator 3 receives an ignition pulse via line 12 and the actuator 3 does not acknowledge this within a time interval, a second ignition pulse is automatically sent on a further parallel output.
  • the output unit Based on the current direction of travel, the output unit assigns the trigger pulse to an upward or downward-acting brake.
  • the release unit fires according to the current speed, e.g. one or two brakes in a row.
  • the following example shows a pyrotechnic principle.
  • the pyrotechnic actuator 3 consists of a cylinder 4 and a piston 5 movable in the cylinder, which is connected via a linkage or flexible connection 7 to the braking device, not shown. If the trigger signal is transmitted from the electrical control unit 2 to the detonator 8, the explosive charge located in the detonator is ignited and the piston 5 is moved accordingly in the cylinder 4.
  • a sensor preferably provided on the pyrotechnic actuator 3, detects the actuation of the pyrotechnic actuator 3 and reports it back to the electronic control unit 2.
  • the trigger unit of the electrical control unit 2 sends ignition signals at defined time intervals until the actuation confirmation has been transmitted by the pyrotechnic actuator.
  • the number of firing commands that have occurred and the feedback from the sensor can be stored in an additional memory or a memory area of the memory 13.
  • the ignition status can also be transmitted to the elevator control and the elevator is deemed to be faulty, for example, until the number of firing commands which have been used is reset to zero when the fired charge is renewed.
  • FIG. 2 shows, in a representation similar to FIG. 1, a further embodiment of a safety device 100 according to the invention.
  • the safety device 100 differs from the safety device 1 of the previous embodiment in that it has a combined multi-stage, in particular a two-stage combination, one of which is Stage of the safety device 100 is realized by a conventional mechanical speed limiter unit.
  • multi-stage means that not only a maximum speed can be monitored, but several different speeds, in particular those that are graded according to the application situation, can be monitored. While this can be achieved in a simple manner in the previous exemplary embodiment, which is shown in FIG.
  • an additional mechanical speed limiter unit is provided in the embodiment of FIG. 2, which monitors an absolute maximum speed value.
  • the mechanical speed limiter unit of the safety device 100 comprises a rope-driven disk 125 in a known design. square disc 124 attached. A rocker 120 is in turn mounted above this. One leg of the rocker 120 ends in a roller 128, which is pressed against the polygonal disc 124 by an adjustable spring 121. The other end of the rocker 120 ends in a pawl 122.
  • the speed of the speed limiter is increased, the limb with the roller 128, controlled by centrifugal force, lifts when the maximum limit speed to be monitored is reached, until the other limb in a dovetail-shaped nipple 126 on the Disc 124 engages and thus blocks the speed limiter 100.
  • the rocker 120 can be set to different limiting speeds by means of the applied spring tension.
  • the rocker 120 is also used to actuate the braking device via the electronic speed limiting unit of the safety device 100, which essentially corresponds to the embodiment of the safety device 1.
  • the trigger signal from the electronic control unit 102 of the safety device 100 is sent via an output unit A and a corresponding cable connection 112 to an electronically actuatable actuator 127 which actuates the rocker 120 when actuated.
  • FIG. 3 shows a partially sectioned side view of the integration of a pyrotechnic actuator 30 in a braking device 40.
  • the piston 35 of the pyrotechnic actuator 30 is driven via the ignition of the ignition charge 38 by means of a trigger signal transmitted via the line 42, so that the deflection roller 39 and the actuation of the sliding wedge 41 the safety brake triggers the braking process.
  • This embodiment is particularly advantageous when a safety device 1 is used centrally for several safety brakes, and z. B. is arranged on the traction sheave of an elevator.
  • separate actuators 30 are required at least for each direction of travel.
  • a centrally arranged safety device 1 can be used centrally for safety devices that act upwards or downwards and can ignite the corresponding safety devices or braking devices depending on the situation.
  • the safety gear with integrated actuator 30 can be connected in parallel or in series according to the embodiment of Figure 3. In this way it is possible to better master different speed and load cases and to make the braking deceleration more gentle.
  • a plurality of safety gear devices 40 are connected in series, each contains their own actuator 30.
  • the trigger pulses are then sent in a time-controlled manner via preferably parallel output units A of the electronic control unit 2 to the individual actuators 30 in order to generate the desired braking response in accordance with the driving state of the cabin.
  • the safety brakes of the neighboring cabins can also be controlled in the event of a fault, for example via radio or wire connections. Since each cabin usually has its own safety device, a redundant double function is created. However, it is then necessary to additionally evaluate the elevator control system data and the shaft information system data.
  • FIG. 4 shows a simple use case for a multi-stage safety device 1 or 100 according to the present invention in a path-speed diagram.
  • the safety device monitors the limiting speed BG1, the exceeding of which would initiate a braking process.
  • a second limiting speed BG2 is monitored, depending on the distance.
  • the elevator car Shortly before reaching the destination PO, the elevator car must be braked to the speed RG. So puts the safety device on the Position P2 determines that the elevator car has a higher speed (BG2) than the nominal speed RG, a braking process is also initiated.
  • the reference point P2 must be selected so that if the limit speed BG2 is exceeded, the braking device triggered can stop the cabin before the end of the shaft.

Landscapes

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Description

Sicherheitseinrichtung für bewegbare Elemente, insbesondere Aufzüge
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus Sicherheitsgründen muss die Geschwindigkeit einer Aufzugskabine überwacht werden, um im Störungsfall eine Notbremsung einleiten zu können. Dies wird nach dem Stand der Technik heutzutage noch von einem seilangetriebenen, mechanisch arbeitenden Geschwindigkeitsbegrenzer durchgeführt, der bei ca. 20% Übergeschwindigkeit über Seile und Gestänge eine Bremsvorrichtung, wie z.B. eine Fangbremse, auslöst.
Dieses System stammt jedoch noch aus der Gründerzeit des Aufzugsbaus und ist ungenau, störanfällig, löst nur mit einer gewissen Verzögerung aus und arbeitet insbesondere bei Verschmutzung, Alterung sowie schlechter Wartung nur unbefriedigend.
Aus diesem Grund sind für Aufzugskabinen regelmäßige Fangtests vorgeschrieben, die jedoch eine unnötige Extrembelastung für den Aufzug darstellen, dessen Sicherheit langfristig negativ beeinträchtigen oder sogar zu einer Zerstörung wichtiger Komponenten des Aufzugs, wie z. B. des Getriebes, führen können. Darüber hinaus ist es bei den im Stand der Technik bekannten mechanischen Geschwindigkeitsbegrenzern nachteilhaft, dass der Ablauf der Auslösung der Fangvorrichtung in der Regel kaum rekonstruierbar ist. Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitseinrichtung bereitzustellen, die diese Nachteile aus dem Stand der Technik vermeidet und insbesondere die Sicherheit der durch die Sicherheitseinrichtung überwachten Anlagen erhöht. Darüber hinaus soll der Betrieb und der Aufbau der Sicherheitseinrichtung komfortabler bzw. einfacher werden. Insbesondere soll auch eine möglichst kurze Reaktionszeit und präzise Auslösung der Sicherheitseinrichtung realisiert werden. Durch die erhöhte Sicherheit der überwachten Anlagen soll auch eine verbesserte Gestaltungsmöglichkeit der Anlagen realisiert werden.
Um zukünftige Anforderungen an Aufzugssysteme wie höhere Geschwindigkeiten, verkürzte Schachtendbereiche, temporäre Schutzräume sowie mehrere Kabinen in einem Schacht erfüllen zu können, ist es auch erforderlich die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Distanz zu einem Ziel zu begrenzen. Dazu zählt z.B. die Distanz zum Schachtende oder die Distanz zu einer anderen Kabine im gleichen Schacht. Auch diese Aufgaben soll die Sicherheitseinrichtung übernehmen.
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Sicherheitseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie eine Distanzermittlungseinheit, eine Geschwindigkeitsermittlungseinheit und eine intelligente Nergleichseinrichtung enthält, wobei die intelligente Nergleichseinrichtung einen Speicher zur Speicherung einer maximal zulässigen Geschwindigkeit und mindestens einer Referenzposition (Distanz zum Ziel des bewegbaren Elementes) mit insbesondere zugeordneter Zwischengeschwindigkeit umfasst, und wobei die Distanzermittlungseinheit bei erreichter Referenzposition dies der Nergleichseinrichtung meldet, welche überprüft, ob für die Referenzposition eine maximal zulässige Zwischengeschwindigkeit vorliegt, und wenn ja, diese mit der von der Geschwindigkeitser- mittlungseinheit zu diesem Zeitpunkt erfassten tatsächlichen Geschwindigkeit vergleicht und bei einer Überschreitung der Zwischengeschwindigkeit, die Auslöseeinheit zur Abgabe eines elektronischen Auslösesignals veranlasst, und wobei die intelligente Nergleichseinrichtung unabhängig von Referenzpositionen die maximal zulässige Geschwindigkeit kontinuierlich mit der tatsächlichen Geschwindigkeit vergleicht und bei Überschreitung der maximal zulässigen Geschwindigkeit die Auslöseeinheit ebenfalls zur Abgabe eines elektronischen Auslösesignals zum Auslösen einer Bremsvorrichtung veranlasst. Bei mehreren Referenzpositionen werden diese entsprechend der Größe ihres Abstandes vom Ziel abgearbeitet.
Durch die Verwirklichung der verschiedenen Einheiten als elektronische Bauteile bzw. als virtuelle Bauteile mit einem Mikroprozessor, wird der Wartungsaufwand gegenüber einem mechanischen Geschwindigkeitsbegrenzer deutlich verringert, da auch das Auslösesignal an die Bremsvorrichtung vorteilhafterweise kontaktlos übermittelt werden kann. Darüber hinaus ist es durch die distanzabhängige Geschwindigkeitsbegrenzung möglich, nicht nur eine Begrenzungsgeschwindigkeit zu überwachen, sondern eine Vielzahl von Geschwindigkeiten und sogar Fahrkurvenverläufe in Abhängigkeit vom Ziel zu überwachen. Dies führt zu einer sog. Mehrstufigkeit der Sicherheitseinrichtung, was eine Vielzahl von zusätzlichen Möglichkeiten eröffnet, wie zum Beispiel die Distanzbegrenzung zu einem anderen beweglichen Objekt im Schacht, eine gezielte Testauslösung bei niedrigen Geschwindigkeiten bzw. Lasten etc. Auch ist nur noch ein System für alle Funktionen und Geschwindigkeitsbereiche nötig. Außerdem kami dadurch eine gezieltere Überwachung der Begrenzungsgeschwindigkeit in der Beschleunigungs- und Bremsphase vorgenommen werden, was den Betrieb und den Aufbau der gesamten Anlage verbessert und erleichtert, z. B. hinsichtlich geringerer Anforderungen an zusätzliche Pufferzonen in einem Aufzugsschacht.
Beispielsweise sehen die Aufzugsrichtlinien in einer Schachtgrube Puffer-Einrichtungen vor. Diese müssen so ausgelegt sein, dass die Kabine im Störungsfall mit Νenngeschwin- digkeit ungebremst auf diese auffahren kann, ohne Schaden zu nehmen. Je größer die Νenn- geschwindigkeit des Aufzugs, umso höher wird der Puffer und entsprechend tiefer muss die Schachtgrube sein. Durch die Einführung einer reduzierten Νenngeschwindigkeit im Schachtendbereich lassen sich die Puffer auf ein Standardmaß verkürzen. Schachtgrube und Schachtkopf werden entsprechend kleiner, die statischen Anforderungen reduziert. Eine zusätzliche reduzierte zweite Begrenzungsgeschwindigkeit setzt jedoch einen mindestens zweistufig arbeitenden Geschwindigkeitsbegrenzer bzw. Sicherheitseinrichtung voraus, die automatisch auf die niedrigere Geschwindigkeit umschaltet, wenn die Kabine in den Schachtendbereich einfährt und eine definierte Distanz zum Schachtende erreicht hat.
Hierzu ist es vorteilhaft, auch eine Positionsermittlungseinrichtung und/oder einen Richtungsanzeiger zur Ermittlung der Position und der Bewegungsrichtung des von der Sicherheitseinrichtung zu überwachenden bewegten Elements vorzusehen. Eine positionsgesteuerte Mehrstufigkeit erlaubt es nämlich nicht nur feste Geschwindigkeiten, wie z.B. die Nenngeschwindigkeit, sondern auch Brems- und Beschleunigungsphasen entsprechend der vorberechneten Weg-Geschwindigkeitskennlinien zu überwachen und bei Abweichungen eine Bremsvorrichtung zu betätigen, und zwar vorzugsweise zuerst die Betriebsbremse und bei negativem Resultat kurze Zeit später eine Notbremse, wie z. B. eine Fangbremse. Die entsprechenden Referenzdaten vom normalen Weg-Geschwindigkeitsverlauf des zu überwachenden bewegten Elements, beispielsweise einer Aufzugskabine, können von der Aufzugssteuerung in den Speicher der Sicherheitseinrichtung kopiert oder separat in diese eingegeben werden. Darüber hinaus können der Sicherheitseinrichtung auch aktuelle Daten beispielsweise von einem externen Informationssystem, wie z. B. einem Schachtinformationssystem in Aufzugsanlagen , zur Verfügung gestellt werden.
Dazu ist es vorteilhaft, die Sicherheitseinrichtung weiterhin mit einer Datensende- und/oder Empfangseinheit auszustatten. Damit ist es beispielsweise möglich, mehrere Kabinen in einem Schacht fahren zu lassen, denen jeweils eine eigene Sicherheitseinrichtung zugeordnet ist. Die Daten einer jeden Sicherheitseinrichtung werden drahtlos oder drahtgebunden kontinuierlich mit der Nachbarkabine ausgetauscht. Die Sicherheitseinrichtung erkennt somit die eigene Position und die der Nachbarkabine. Sie ermittelt daraus fortlaufend die Distanz zu dieser. Unterschreitet die ermittelte Distanz einen vorgegebenen, abgespeicherten Referenzwert, so wird zusätzlich die diesem Referenzwert zugeordnete Geschwindigkeit aktiviert und mit der von der Sicherheitseinrichtung erfassten Ist-Geschwindigkeit verglichen. Bei Überschreiten der Referenzgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der unterschrittenen Referenzdistanz löst die Sicherheitseinrichtung aus. Durch dieses adaptive Verhalten wird erreicht, dass sich mehrere Kabinen optimal in einem Schacht bewegen, z.B. auch aufeinan- der zufahren können, und die Sicherheitseinrichtung nur dann eingreift, wenn sicherheitsbedenkliche Fahrzustände eintreten.
Die Erfindung kann auch dafür eingesetzt werden, die noch vorgeschriebenen Fang- und Puffertests in einem reduzierten Geschwindigkeitsbereich automatisch und schonend durchzuführen und das Ergebnis in einem Speicher aufzuzeichnen.
Des weiteren ist es möglich, bei Aufzügen ohne Grube und Schachrtkopf einen temporären Schutzraum einzurichten, indem die der Sicherheitseinrichtung zugeordnete Aufzugskabine per Knopfdruck, gesteuert in einer definierten Höhe und mit reduzierter Geschwindigkeit über dem Schachtende gezielt in den Fang gesetzt wird.
Für den Aufbau einer mehrstufigen Sicherheitseinrichtung, die unterschiedliche Begrenzungsgeschwindigkeiten überwachen kann, gibt es mehrere Möglichkeiten und Varianten. Die Mehrstufigkeit der Sicherheitseinrichtung kann z.B. dadurch erreicht werden, dass die bisherige, seilangetriebene, einstufige mechanische Auslösung erhalten bleibt und um einen elektronischen Baustein bzw. eine elektronische Distanz- und Geschwindigkeitsbegrenzereinheit ergänzt bzw. nachgerüstet wird. Die bekannten, einstufigen mechanischen Geschwindigkeitsbegrenzer weisen eine fliehkraftgesteuerte mechanische Auslösung auf und sind im Falle einer Kombination mit einer elektronischen Geschwindigkeitsbegrenzereinheit dafür vorgesehen, eine absolute Maximalgeschwindigkeit zu überwachen. Das heißt, die mechanische Geschwindigkeitsbegrenzereinheit eines mehrstufigen kombinierten Distanz- und Geschwindigkeitsbegrenzers ist hauptsächlich für den Notbetrieb vorgesehen und erhöht damit die Sicherheit des Systems erheblich.
Die sicherheitsrelevanten Daten des von der Sicherheitseinrichtung überwachten beweglichen Elementes, wie z.B. des Aufzugs, sowie die Daten im Störungsfall, wie z.B. Auslösegeschwindigkeit, Auslösezeitpunkt sowie Bremsverzögerung nach Auslösen der Bremsvorrichtung, können in dem in der Sicherheitseinrichtung vorgesehenen Speicher aufgezeichnet werden und stehen zur Analyse und Rekonstruktion sämtlicher Vorgänge zur Verfügung. Die Daten können auch in einem separaten, gekapselten und verplombten Speicherbaustein gesichert und in definiertem Zeitabstand, z.B. alle 10 Minuten, wieder überschrieben werden.
Zur Ermittlung der Geschwindigkeit des zu überwachenden bewegten Elements weist die Sicherheitseinrichtung erfindungsgemäß eine Distanz- und Geschwindigkeitsermittlungs- einheit auf. Die Verwirklichung dieser Einheiten kann auf verschiedene Weise erfolgen, z. B. separat oder kombiniert. Beispielsweise kann ein Impulszähler vorgesehen sein, der Kodierungen auf einer Kodierscheibe erfasst, welche durch ein Seil, die Treibscheibe oder ein Reibrad an dem zu überwachenden Element angetrieben wird. Alternativ ist es auch vorstellbar, Radar- und/oder Lasersensoren zur berührungsfreien Ermittlung von Distanz und Geschwindigkeit einzusetzen.
Zur besonders schnellen und verzögerungsfreien Auslösung der Bremsvorrichtung ist erfindungsgemäß als Teil der Auslöseeinheit des Geschwindigkeitsbegrenzers ein pyrotechni- sches Stellglied vorgesehen, dessen Sprengladung durch ein elektronisches Auslösesignal der Auslöseeinheit gezündet wird. Vorteilhafterweise kann dieses pyrotechnische Stellglied z.B. aus einem Zylinder bestehen, in dem ein beweglicher Zug- oder Druckkolben angeordnet ist, der über ein Gestänge oder eine flexible Verbindung mit der Bremsvorrichtung, z.B. einer Fangbremse verbunden ist. Durch die Zündung der Sprengladung wird der Zug- oder Druckkolben in dem Zylinderrohr verschoben und mit dem Gestänge die Bremsvorrichtung betätigt. Dies führt zu einer besonders schnellen Reaktionszeit der Bremse. Eine weitere Verbesserung wird durch den Einsatz mehrerer Sprengladungen erreicht, die bei einer Fehlzündung automatisch nacheinander gezündet werden .
Die vorliegende Erfindung mit dem elektronisch wirkenden Distanz- und Geschwindigkeitsbegrenzer unter Verwendung eines pyrotechnischen Stellglieds führt insbesondere zu einer präziseren und reaktionsschnellen Auslösung sowie Erhöhung der Zuverlässigkeit und Reduzierung der Wartung. Außerdem können die Geräte standardisiert und vereinheitlicht werden. Außerdem können damit zusätzliche Aufgaben von dem Geschwindigkeitsbegrenzer übernommen werden, wie z.B.: eine positionsgesteuerte Mehrstufigkeit, d.h. Einsatz mehrerer Auslösegeschwindigkeiten/Kurven in Abhängigkeit vom Wegabschnitt und der Kabinen-Position im Schacht, adaptiver Distanzschutz wenn sich mehrere Kabinen in einem Schacht bewegen, situationsabhängige Auslösung parallel und seriell wirkender Fangbremsen, Black box zur Aufzeichnung und Sicherung der relevanten Aufzugsdaten vor und nach dem Einsatz des Geschwindigkeitsbegrenzers mit Fangbremse (Zeit, Geschwindigkeit, Verzögerungen, Bremsstrecken, etc.).
Dies wird insbesondere durch folgende Merkmale der elektronischen Sicherheitseinrichtung realisiert:
Speicherung von Wegstrecken (1 bis n), definiert durch die Strecke von Position X zu einem festen oder beweglichen Ziel Y mit darin enthaltenen Referenzpunkten (1 bis n), die wiederum durch einen Abstand Z zum Ziel definiert sind, und denen jeweils eine Referenzgeschwindigkeit zugeordnet ist.
Verdoppelung des Abstandes Z, während sich das bewegliche Ziel Y auf die Kabine zu bewegt
Optional drahtlose oder drahtgebundene Verbindungen zu festen schachtinstallierten Referenzpunkten 1 - n (Kontakte, Magnetschalter, Sensoren usw.)
Fortlaufende Erfassung der Parameter Zeit, Position, Fahrtziel, Fahrtrichtung, Geschwindigkeit sowie zurückgelegte Strecke
Austausch der relevanten Parameterdaten mit den Sicherheitseinrichtungen benachbarter zu überwachender Elemente wie z.B. Kabinen/Fahrzeugen im selben Schacht (sofern vorhanden) mit Plausibilitätskontrolle redundanter Daten sowie der fortlaufenden Ermittlung der Distanz zwischen den benachbarten Kabinen oder Fahrzeugen
Übernahme der relevanten Ist-Daten vom Schachtinformationssystem Übernahme der relevanten Soll-Daten von der Aufzugssteuerung
Beim Vorliegen eines Fahrziels Y, Auswahl der relevanten Wegstrecke 1 - n und beim Erreichen des ersten Referenzpunktes Vergleich der zugeordneten Referenzgeschwindigkeit mit einer aktuellen Ist-Geschwindigkeit und Signalisierung undAuslö- sung der Bremsvorrichtung bei einer Überschreitung
Fortlaufende Speicherung sicherheitsrelevanter Daten.
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Die Zeichnungen zeigen dabei in rein schematischer Weise in
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung;
Fig. 2 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Sicherheitseinrichtung;
Fig. 3 eine seitliche Schnittansicht einer Bremsvorrichtung mit pyrotechnischem
Stellglied; und in
Fig. 4 ein Weg-Geschwindigkeits-Diagramm eines Aufzugs mit verschiedenen Begrenzungsgeschwindigkeiten.
Figur 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung 1, die sich aus einer Reihe von Funktionseinheiten zusammensetzt, die mit den nachfolgenden Baueinheiten realisiert werden. Dazu zählen:
Eine Kodierscheibe 10 mit Impulszähler und Richtungsanzeiger, eine elektronische Steuereinheit 2 ausgestattet mit Mikroprozessor, Speicher, einem virtuellen Baustein, digitaler Uhr, einer Batterie gepufferten Energieversorgung, Ausgabeeinheiten A mit seriellen und parallelen Ausgängen, Eingabeeinheiten E mit seriellen und parallelen Eingängen, sowie einem steckbaren verblombten Zusatzspeicher 13. Dazu kommt ein Stellglied 3, in diesem Beispiel nach pyrotechnischem Prinzip, zur mechanischen Betätigung der Bremse. Impulsgeber, elektronische Steuereinheit 2 und Stellglied 3 können auch räumlich getrennt aufge- baut werden und durch eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung z. B. Funk miteinander verknüpft sein.
Ein vereinfachter Ablauf der Begrenzung von nur einer Maximalgeschwindigkeit ist wie folgt:
Stellt die elektrische Steuereinheit 2 bei einem Vergleich der ermittelten tatsächlichen Geschwindigkeit mit der im Speicher 13 abgespeicherten Maximalgeschwindigkeit fest, dass die Maximalgeschwindigkeit überschritten wird, sendet eine Ausgabeeinheit A der elektronischen Steuereinheit 2 das Auslösesignal der Auslöseeinheit über die Leitung 12 an den Zünder 8 des pyrotechnischen Stellglieds 3, wodurch eine Bremsung der Sicherheitseinrichtung bzw. der damit verbundenen Aufzugskabine veranlasst wird. Für die vom Fahrziel abhängige Distanz - und Geschwindigkeitsbegrenzung sind eine reihe weiterer Funktionen zu betrachten.
Die Funktionseinheiten beinhalten eine Distanz-, eine Geschwindigkeitsermittlungseinheit, eine intelligente Vergleichseinrichtung und eine Auslöseeinheit.
Geschwindigkeitsermittlungseinheit:
Die von der Geschwindigkeitsermittlungseinheit benutzten Bausteine umfassen im Beispiel weiterhin ein Reibrad 9, welches mit Federkraft an eine Führungsschiene 11 gepresst wird und auf dem eine Kodierscheibe 10 angebracht ist. Mittels eines Impulszählers und der digitalen Uhr, die in der elektrischen Steuereinheit 2 angeordnet sind, kann bei einer Drehung der Kodierscheibe 10 die Geschwindigkeit des Geschwindigkeitsbegrenzers ermittelt werden, der beispielsweise an einer Aufzugskabine angeordnet ist.
Distanzermittlungseinheit:
Die Distanzermittlungseinheit nutzt im Prinzip dieselben Bausteine wie die Geschwindig- keitsermittlungseinheit und ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Positi- onsermittlungseinheit ausgeführt. Sie ermittelt die Position der Kabine im Schacht, die Wegstrecke zum festen oder beweglichen Ziel und eine gewünschte Distanz zum Ziel. Sie benötigt dafür zusätzlich genaue Referenzpunkte z. B. am Schachtanfang und Schachtende in Form von Sensoren, Kontakten, oder Magnetschaltern um das Eintreffen der Kabine am Endzielpunkt an die Steuereinheit 2 zu signalisieren. Diese Endpunkte PO können um weitere Zwischenzielpunkte Pl-n ergänzt werden z.B. für die Haltestellen im Schacht. Die Distanzermittlungseinheit mißt nun zu Betriebsbeginn mit dem Impulszähler in einer Lernfahrt von PO nach PO den Schacht in seiner Gesamtstrecke sowie mit allen vorhandenen Zwischenstrecken aus und legt diese Referenzstrecken, gekennzeichnet im Speicher ab. Erreicht die Kabine nach der Lernfahrt oder im späteren Betrieb PO, wird der Impulszähler wieder auf 0 gesetzt.
Erhält nun die Kabine im praktischen Betrieb ein Ziel, zum Beispiel um vom untersten Halt zum Stockwerk 2 zu fahren, geht dieser Ruf an die Aufzugssteuerung und parallel an die Distanzeπnittlungseinheit. Diese liest darauf die entsprechende, in der Lernfahrt gespeicherte Referenzstrecke PO - Stockwerk 2 aus, und zieht, wenn sich die Kabine in Bewegung setzt, davon die vom Impulszähler gemessene Wegstrecke ab. Die zurückgelegte Strecke ergibt die Position der Kabine bezogen auf den Schachtanfang und die Reststrecke die Wegstrecke bis zum aktuellen Fahrziel. Dadurch kennt die Distanz- bzw. Positionsermit- lungseinlieit zu jedem Zeitpunkt die Position der Kabine im Schacht und die verbleibende Wegstrecke zum Ziel. Tritt eine Richtungsumkehr ein wird das vom Richtungsanzeiger erkannt und die Wegimpulse werden mit dem der Richtung entsprechenden Vorzeichen versehen. Bewegen sich 2 Kabinen unabhängig voneinander im Schacht erhält jede Kabine von der Distanz- bzw. Positions- und Geschwindigkeitsermittlungseinheit der Nachbarkabine Position, Fahrtrichtung und Geschwindigkeit drahtlos oder drahtgebunden übermittelt und errechnet daraus fortlaufend die Distanz zum beweglichen Nachbarziel.
Intelligente Vergleichseinrichtung:
Die intelligente Vergleichseinrichtung hält im Speicher Geschwindigkeitsollwerte für Distanzen die sie in Abhängigkeit vom vorgegebenen Fahrziel durch einen Softwarebaustein aus dem Speicher ausliest und mit den angelieferten Istwerten der Distanz- und Geschwin- digkeitsermittlungseinheit vergleicht. Vorgegebene Sollwerte sind z. B. eine Distanz 1-n, zu einem Fahrziel x, mit einer zugeordneten Referenzgeschwindigkeit y. In einer weiteren Verfeinerung kann die Gültigkeitsdauer der Referenzgeschwindigkeit wiederum als Punkt oder Strecke definiert werden. Erhält die Vergleichseinheit ein Fahrziel, sieht sie im Speicher nach, ob dazu eine Distanz mit oder ohne Geschwindigkeit vorliegt. Die Solldistanz wird mit der aktuellen Distanz zum Ziel verglichen, sind die Distanzen gleich, erfolgt zusätzlich ein Abgleich des Geschwindigkeitssollwertes mit der aktuellen Istgeschwindigkeit. Bei Überschreitung der Sollgeschwindigkeit wird ein Auslösesignal erzeugt.
Erhält die Vergleichseinheit ein Fahrziel zu einem mobilen Objekt, das sich in Gegenrichtung bewegt, verdoppelt sie die abgespeicherte Solldistanz.
Auslöseeinheit sowie Datensende- und -empfangseinheit:
Die Auslöse- bzw. Datensende- und -empfangseinheit beinhaltet mehrere Eingänge, die Steuerungsinformationen verarbeiten, und mehrere Ausgänge, die mit den Stellgliedern der Bremsen verbunden sind. Ein Softwarebaustein ordnet abhängig von der Steuerungsinformation die Auslöseimpulse der Vergleichseinheit dem richtigen Stellglied in der richtigen zeitlichen Reihenfolge zu.
Steuerungsinformationen sind z.B. die erfolgte Betätigung des Stellgliedes, die Fahrtrichtung und die Geschwindigkeit der Kabine.
Erhält ein pyrotechnisches Stellglied 3 einen Zündimpuls über die Leitung 12 und das Stellglied 3 quittiert dies nicht innerhalb eines Zeitintervalls, wird automatisch ein zweiter Zündimpuls auf einem weiteren parallelen Ausgang gesendet.
Aufgrund der aktuellen Fahrtrichtung ordnet die Ausgabeeinheit den Auslöseimpuls einer aufwärts oder abwärts wirkenden Bremse zu.
Bei seriell angeordneten Bremsen zündet die Auslöseemheit, entsprechend der aktuellen Geschwindigkeit, z.B. eine oder zwei Bremsen nacheinander.
Stellglied:
Es sind verschiedene Ausführungen für die Umsetzung eines elektrischen Impulses in eine mechanische Stellkraft möglich. Das folgende Beispiel zeigt ein pyrotechnisches Prinzip. Das pyroteclmische Stellglied 3 besteht aus einem Zylinder 4 und einem in dem Zylinder verfahrbaren Kolben 5, der über ein Gestänge oder flexible Verbindung 7 mit der nicht dargestellten Bremsvorrichtung verbunden ist. Wird von der elektrischen Steuereinheit 2 das Auslösesignal an den Zünder 8 übermittelt, wird die in dem Zünder befindliche Sprengladung gezündet und der Kolben 5 wird in dem Zylinder 4 entsprechend bewegt. Ein vorzugsweise am pyrotechnischen Stellglied 3 vorgesehener Sensor erfasst die Betätigung des pyrotechnischen Stellglieds 3 und meldet diese an die elektronische Steuereinheit 2 zurück. Die Auslöseeinheit der elektrischen Steuereinheit 2 sendet so lange Zündsignale in definierten Zeitabständen, bis die Betätigungsbestätigung von dem pyrotechnischen Stellglied übermittelt worden ist. Die Anzahl der erfolgten Zündbefehle und die Rückmeldung des Sensors können in einem zusätzlichen Speicher oder einem Speicherbereich des Speichers 13 gespeichert werden. Darüber hinaus kann der Zündstatus auch an die Aufzugssteuerung übermittelt werden und der Aufzug gilt beispielsweise so lange als gestört, bis bei einer Erneuerung der verbrauchten Zündladungen die Anzahl der erfolgten Zündbefehle auf Null zurückgesetzt werden.
Die Figur 2 zeigt in einer ähnlichen Darstellung wie die Figur 1 eine weitere Ausführungs- form einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung 100. Die Sicherheitseinrichtung 100 unterscheidet sich von der Sicherheitseinrichtung 1 der vorangegangenen Ausführungsform dadurch, dass sie kombiniert mehrstufig, insbesondere kombiniert zweistufig, aufgebaut ist, wobei eine Stufe der Sicherheitseinrichtung 100 durch eine konventionelle mechanische Geschwindigkeitsbegrenzereinheit verwirklicht ist. Mehrstufigkeit bedeutet in diesem Zusammenhang, dass nicht nur eine Maximalgeschwindigkeit überwacht werden kann, sondern mehrere verschiedene, insbesondere nach der Einsatzsituation abgestufte Geschwindigkeiten überwacht werden können. Während dies bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel, das in Figur 1 dargestellt ist, in einfacher Weise dadurch realisiert werden kann, dass in dem Speicher 13 die verschiedenen zu überwachenden Geschwindigkeiten in Abhängigkeit vom Fahrziel und der Distanz abgespeichert werden und die elektronische Steuereinheit 2 in Abhängigkeit von den ermittelten oder übermittelten Positions- und Bewegungsdaten die verschiedenen Geschwindigkeiten überwacht, ist bei der Ausführungsform der Figur 2 eine zusätzliche mechanische Geschwindigkeitsbegrenzereinheit vorgesehen, die einen absoluten Geschwindigkeitsmaximalwert überwacht. Kombiniert mehrstufig bedeutet dann, dass die Stufen unterschiedlich, also elektronisch oder mechanisch realisiert sind.
Die mechanische Geschwindigkeitsbegrenzereinheit der Sicherheitseinrichtung 100 umfasst in bekannter Bauweise eine seilangetriebene Scheibe 125. An diese ist eine weitere mehr- eckige Scheibe 124 angebaut. Über dieser ist wiederum eine Wippe 120 montiert. Der eine Schenkel der Wippe 120 endet in einer Rolle 128, welche mit einer einstellbaren Feder 121 an die mehreckige Scheibe 124 gedrückt wird. Das andere Ende der Wippe 120 endet in einer Klinke 122. Bei Erhöhung der Drehzahl des Geschwindigkeitsbegrenzers hebt der aufliegende Schenkel mit der Rolle 128 bei Erreichen der zu überwachenden maximalen Grenzgeschwindigkeit fliehkraftgesteuert so weit ab, bis der andere Schenkel in einen schwalbenschwanzartig geformten Nippel 126 auf der Scheibe 124 einrastet und damit den Geschwindigkeitsbegrenzer 100 blockiert.
Mittels der unterschiedlich angeordneten Federeingriffsöfftiungen 123 kann die Wippe 120 mittels der anliegenden Federspannung auf unterschiedliche Begrenzungsgeschwindigkeiten eingestellt werden.
Die Wippe 120 dient ebenfalls zur Betätigung der Bremsvorrichtung über die elektronische Geschwindigkeitsbegrenzungseinheit der Sicherheitseinrichtung 100, die im wesentlichen der Ausfuhrungsform der Sicherheitseinrichtung 1 entspricht. Anstelle des pyrotechnischen Stellglieds 3 bei der Sicherheitseinrichtung 1 gemäß der Ausfülirungsform der Figur 1 wird das Auslösesignal der elektronischen Steuereinheit 102 der Sicherheitseinrichtung 100 über eine Ausgabeeinheit A und eine entsprechende Kabelverbindung 112 an ein elektronisch betätigbares Stellglied 127 gesendet, welches bei Betätigung die Wippe 120 betätigt.
Durch das Vorsehen einer zusätzlichen von der elektronischen Geschwindigkeitsbegren- zungseinheit unabhängigen mechanischen Geschwindigkeitsbegrenzungseinheit wird die Sicherheit der Sicherheitseinrichtung 100 erhöht, da beim Ausfall eines Systems das andere zumindest bei Überschreiten der absoluten Maximalgeschwindigkeit trotzdem auslöst.
Die Figur 3 zeigt in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht die Integration eines pyrotechnischen Stellglieds 30 in einer Bremsvorrichtung 40.
Der Kolben 35 des pyrotechnischen Stellglieds 30 wird über die Zündung der Zündladung 38 mittels eines über die Leitung 42 übermittelten Auslösesignals angetrieben, so dass über die Umlenkrolle 39 und die Betätigung des Gleitkeiles 41 die Fangbremse den Bremsvorgang auslöst.
Diese Ausführungsform ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine Sicherheitseinrichtung 1 zentral für mehrere Fangbremsen eingesetzt ist, und z. B. an der Treibscheibe eines Aufzugs angeordnet wird. In diesem Fall sind nämlich separate Stellglieder 30 mindestens für jede Fahrtrichtung notwendig. Eine zentral angeordnete Sicherheitseinrichtung 1 kann zentral für Fangvorrichtungen, die aufwärts oder abwärts wirken, eingesetzt werden, und kann die entsprechenden Fang- bzw. Bremsvorrichtungen situationsabhängig zünden. Dabei können die Fangvorrichtungen mit integriertem Stellglied 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 parallel oder in Reihe geschaltet werden. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Geschwindigkeits- und Lastfälle besser zu beherrschen und die Bremsverzögerung sanfter zu gestalten. Sind mehrere Fangvorrichtungen 40 in Reihe geschaltet, so enthält jede ihr eigenes Stellglied 30. Die Auslöseimpulse gehen dann zeitgesteuert über vorzugsweise parallele Ausgabeeinheiten A der elektronischen Steuereinheit 2 an die einzelnen Stellglieder 30, um entsprechend dem Fahrzustand der Kabine die gewünschte Bremsreaktion zu erzeugen.
Um die Sicherheit weiter zu erhöhen, können im Störungsfall auch die Fangbremsen der Nachbarkabinen, beispielsweise über Funk- oder Drahtverbindungen mitgesteuert werden. Da in der Regel jede Kabine über eine eigene Sicherheitseinrichtung verfügt, entsteht eine redundante Doppelfunktion. Allerdings ist es dann erforderlich die Daten der Aufzugssteuerung und die Daten des Schachtinformationssystems zusätzlich auszuwerten.
Figur 4 zeigt in einem Weg-Geschwindigkeits-Diagramm einen einfachen Anwendungsfall für eine mehrstufige Sicherheitseinrichtung 1 oder 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Bewegt sich beispielsweise eine Aufzugkabine auf der Wegstrecke PO - PO mit der Geschwindigkeit MG, so wird von der Sicherheitseinrichtung zum einen die Begrenzungsgeschwindigkeit BG1 überwacht, deren Überschreiten einen Bremsvorgang einleiten würde. Darüber hinaus wird eine zweite Begrenzungsgeschwindigkeit BG2 überwacht, und zwar distanzabhängig. Kurz vor dem Erreichen des Ziels PO muss die Aufzugkabine nämlich auf die Geschwindigkeit RG abgebremst sein. Stellt somit die Sicherheitseinrichtung an der Position P2 fest, dass die Aufzugskabine eine höhere Geschwindigkeit (BG2) als die Nenngeschwindigkeit RG aufweist, wird ebenfalls ein Bremsvorgang eingeleitet. Der Referenzpunkt P2 muss dabei so gewählt werden, dass bei einer Überschreitung der Begrenzungsgeschwindigkeit BG2 die ausgelöste Bremsvorrichtung die Kabine noch vor dem Schachtende stoppen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Sicherheitseinrichtung zur Überwachung eines bewegbaren Elements, insbesondere für Aufzüge und vorzugsweise zur Anordnung an einer Aufzugskabine, mit einer Ge- schwindigkeitsermittlungseinheit zur Ermittlung der Geschwindigkeit des bewegbaren Elements, einer Vergleichseinrichtung zum Abgleichen einer vorgegebenen Geschwindigkeit mit dem ermittelten tatsächlichen Istwert und einer Auslöseeinheit zum Auslösen einer Bremsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung weiterhin eine Distanzermittlungseinheit zur Ermittlung der Distanz des bewegbaren Elements zu einem festen der beweglichen Ziel umfasst, wobei die Vergleichseinrichtung einen Speicher zur Speicherung einer maximal zulässigen Geschwindigkeit und mindestens einer Soll-Distanz mit insbesondere zugeordneter Soll- Geschwindigkeit umfasst, wobei die Vergleichseinrichtimg zuerst die größte gespeicherte Soll- Distanz mit der von der Distanzermittlungseinheit gemeldeten Ist- Distanz vergleicht und bei gleicher Distanz die der Soll- Distanz zugeordnete Soll- Geschwindigkeit mit der von der Ge- schwindigkeitsermittlungseinheit zu diesem Zeitpunkt erfassten tatsächlichen Ist - Geschwindigkeit vergleicht und bei einer Überschreitung der Soll- Geschwindigkeit, die Auslöseeinheit zur Abgabe eines elektronischen Auslösesignals veranlasst, und wobei die intelligente Vergleichseinrichtung unabhängig von Soll- Distanzen die maximal zulässige Geschwindigkeit kontinuierlich mit der tatsächlichen Ist- Geschwindigkeit vergleicht und bei Überschreitung der maximal zulässigen Geschwindigkeit die Auslöseeinheit ebenfalls zur Abgabe eines elektronischen Auslösesignals veranlasst.
2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsermittlungseinheit einen Impulszähler umfasst, der die Codierungen auf einer Codierscheibe erfasst, die über ein Reibrad oder ein Seil mit der zu erfassenden Geschwindigkeit angetrieben wird.
3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Distanz- und/oder Geschwindigkeitsermittlungseinheit Radar- und/oder Lasersensoren umfasst.
4. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung weiterhin eine Positionsermittlungseinrichtung zur Bestimmung der Position des vom Geschwindigkeitsbegrenzer zu überwachenden bewegbaren Elements und/oder einen Richtungsanzeiger zur Ermittlung der Bewegungsrichtung umfasst.
5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzermittlungseinrichtung, die Positionsermittlungseinrichtung und/oder der Richtungsanzeiger die von der Geschwindigkeitsermittlungseinheit erzeugten Daten verwenden und/oder untereinander austauschen.
6. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher Solldistanzen mit jeweils zugeordneter Soll- Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Fahrziel speichern kann, wobei die Vergleichseinrichtung die Fahrziele erhält und entsprechend dem Ziel die abhängigen Solldistanzen mit zugeordneter Sollgeschwindigkeit für den Soll - Istvergleich ausliest und bei zwei aufeinander zufahrenden Fahrzeugen im selben Schacht die Solldistanz verdoppelt.
7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzermittlungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie die Position, Richtung und den Abstand des Fahrzeugs zu einem festen oder beweglichen Ziel erfassen kann, wobei ferner abhängig vom Ziel im Speicher abgelegte Sicherheitsdistanzen mit zugehörigen Maximalgeschwindigkeiten aufgerufen werden, deren Überschreiten das Auslösesignal aktiviert.
8. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinheit weiterhin ein pyrotechnisches Stellglied umfasst, welches durch das elektronische Auslösesignal gezündet wird.
9. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnisches Stellglied ein Rohr mit eingebautem Zug- oder Druckkolben und mindestens ein, vorzugsweise mehrere, insbesondere einzeln, elektrisch zündbare Sprengladungen sowie insbesondere einen die Betätigung meldenden Sensor umfasst.
10. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnisches Stellglied in einem Gehäuse mit der Geschwindigkeitsermittlungs- einheit, der Distanzermittlungseinheit, der Vergleichseinrichtung, der Positionsermitt- lungseinheit und/oder der Auslöseeinheit oder in der zu betätigenden Bremsvorrichtung, insbesondere in einer Fangbremse für Aufzüge, integriert ist.
11. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung mindestens zweistufig aufgebaut ist, und zwar derart, dass mindestens eine weitere Geschwindigkeitsbegrenzereinheit mit zumindest unabhängiger Geschwindigkeitsermittlungseinheit und Vergleichseinrichtung vorgesehen ist.
12. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Geschwindigkeitsbergrenzereinheit durch einen konventionellen mechanischen, insbesondere seilgetriebenen Geschwindigkeitsbegrenzer gebildet wird, der die absolute Maximalgeschwindigkeit überwacht und begrenzt.
13. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinheit eine Wippenschaltung zum Auslösen einer Bremsvorrichtung umfasst, die zum einen durch die mechanische Geschwindigkeitsbegrenzereinheit und zum anderen durch ein elektrisch betätigbares Stellglied geschaltet wird.
14. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung weiterhin eine Datensende- und/oder -empfangseinheit umfasst, die mit einem externen Informationssystem, insbesondere einem Schachtinformationssystem mit vorzugsweise Positionssensoren im Fahrstuhlschacht, oder benachbarten Sicherheitseinrichtungen Daten, insbesonder Positions- und Bewegungsdaten, austauscht.
15. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Teil der von der Auslöseeinheit auszulösenden Bremsvorrichtung parallel und/oder seriell angeordnete Fangbremsen und/oder Sperrfangvorrichtungen für beide Fahrtrichtungen umfasst.
16. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Testvorrichtung umfasst, mit deren Aktivierung die Sicherheitseinrichtung bei einer vorgegebenen Position und/oder Geschwindigkeit des zu überwachenden bewegbaren Elements die Bremsvorrichtung probeweise auslösen kann.
17. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinheit ferngesteuert aktiviert werden kann, wobei insbesondere eine zweite, insbesondere um 180° versetzte Wippenschaltung für die Fernauslösung vorgesehen ist.
18. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung weiterhin einen, insbesondere gesondert gesicherten, Sicherheitsspeicher aufweist, in dem alle sicherheitsrelevanten Daten gespeichert werden, insbesondere sich verändernde Daten intervallartig aktualisiert werden.
19. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung eine Notenergieversorgung, insbesondere eine Batterie, umfasst.
20. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung weiterhin eine Betriebsdatenspeichereinheit zur Speicherung vielfältiger Betriebsdaten umfasst, insbesondere auch der Anzahl der Zündbefehle an das pyroteclmische Stellglied.
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