EP1489038A1 - Sicherheitseinrichtung für einen Aufzug - Google Patents

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Publication number
EP1489038A1
EP1489038A1 EP03405429A EP03405429A EP1489038A1 EP 1489038 A1 EP1489038 A1 EP 1489038A1 EP 03405429 A EP03405429 A EP 03405429A EP 03405429 A EP03405429 A EP 03405429A EP 1489038 A1 EP1489038 A1 EP 1489038A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
circuit
brake
input shaft
encoder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03405429A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rudolf Eckenstein
Carlos Latorre Marcuz
Eric Birrer
Karsten Gensicke
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.)
Inventio AG
Original Assignee
Inventio AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inventio AG filed Critical Inventio AG
Priority to EP03405429A priority Critical patent/EP1489038A1/de
Publication of EP1489038A1 publication Critical patent/EP1489038A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
    • B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/54—Safety gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D5/00—Braking or detent devices characterised by application to lifting or hoisting gear, e.g. for controlling the lowering of loads
    • B66D5/02—Crane, lift hoist, or winch brakes operating on drums, barrels, or ropes
    • B66D5/24—Operating devices
    • B66D5/30—Operating devices electrical

Definitions

  • the invention relates to an elevator drive consisting of a drive motor driving an input shaft, wherein the input shaft to the input of a transmission is connected and an output shaft at the gearbox output is connected to a rope carrying and driving traction sheave is arranged and by means of Ropes an elevator car and counterweight portable and are movable.
  • a motor drives one Input shaft of a gearbox that the speed of the Engine reduced.
  • the gearbox gives the reduced speed to an output shaft, which is a rope drum drives.
  • the speed of the input shaft and the speed the output shaft is measured using a mechanical detector supervised. If there is a deviation of the in fixed relation mutually related speeds of the input shaft and Output wave occurs, the detector triggers a Rope drum stopping brake.
  • a disadvantage of the known device is that monitoring the input shaft and the output shaft a great deal of mechanical parts necessary which in turn makes a lot of maintenance work require.
  • the mechanical detector with its large number of individual parts, especially in rough ones Environment prone to interference. Small speed differences are hardly between the input shaft and the output shaft detectable.
  • the invention seeks to remedy this.
  • the invention as characterized in claim 1 solves the problem to avoid the disadvantages of the known device and to create a detector using an elevator drive Input shaft and output shaft reliably monitored.
  • the advantages achieved by the invention are in essential to see that existing Elevator drives can be retrofitted with little effort can.
  • the retrofit kit is largely independent of existing elevator drive and can be done with little effort to be built in.
  • the detector according to the invention monitors the waves continuously and in an emergency holds the elevator safe on. So far, the drive shafts of the elevator drives periodically examined for cracks with ultrasound. Such Measurements are costly and are also no guarantee for a safe functioning of the elevator system in any case.
  • the wave monitoring according to the invention all mechanical, at the transmission of the engine speed to the Parts of traction sheave monitored for breakage.
  • the Drive due to the determined speed difference stopped between input shaft and output shaft.
  • the sensors necessary for measuring the shaft speed are in the arrangement is not tied to a specific wave location.
  • the detector according to the invention can be based on the size of the Speed deviation initiate the appropriate emergency measure as for example, trigger the brake immediately or start the journey continue to the next floor.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a Elevator system with the inventive Safety device.
  • Elevator shaft movable elevator car 1 with doors 2 is by means of ropes 3 with a movable in the elevator shaft Counterweight 4 connected.
  • An electric motor 5 drives one Input shaft 6 of a transmission 7.
  • At a Output shaft 8 of the transmission 7 is one of the ropes 3 driving and carrying traction sheave 9 arranged.
  • the Gear 7 has, for example, one on input shaft 6 arranged worm 7.1 and one on the output shaft 8 arranged worm wheel 7.2 on. Other types of gears like for example, a spur gear is also conceivable.
  • a Service brake 10 is provided at the gear-side end of the input shaft 6 .
  • a first one Encoder 11 for detecting the speed of the input shaft 6 arranged.
  • a second encoder 12 for detecting the speed of the Output shaft 8 arranged.
  • the second Encoder 12 as shown with a broken line, instead the speed of the output shaft 8, the speed of the Detect the traction sheave 9 or the movement of the ropes 3.
  • the Signals from the encoders 11, 12 are used for evaluation electronics 13 supplied, depending on the result of the evaluation Safety circuit 14 of a not shown Elevator control interrupts and / or a rope brake 15 activated. Instead of the cable brake 15, for example a disc brake acting on the traction sheave be provided.
  • Evaluation electronics 13 and encoder 11, 12 form a detector for monitoring the speed of rotation Input shaft 6 and the output shaft 8 and for generation of actuator signals.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the detector to monitor the speed of the input shaft 6 and Output shaft 8 and for generating actuator signals.
  • the first encoder 11 from a code disk rotating with the input shaft 6 11.1, which can be scanned electro-optically by means of sensors.
  • the code disk 11.1 has translucent markings 11.11, which by means of sensors A, A ', B, B' can be scanned electro-optically.
  • the second encoder 12 consists of a rotating with the output shaft 8 Code disk 12.1, which is electro-optical by means of sensors is palpable.
  • the code disk 12.1 has translucent Markings 12.11 on which the sensors C, C ', D, D' can be scanned electro-optically.
  • the sensors A, A ', B, B' are to a circuit 13.1 for pulse processing and the Sensors C, C ', D, D' are connected to a circuit 13.2 Pulse processing of the evaluation electronics 13 connected. Furthermore, the evaluation electronics 13 have a Power supply from network 13.3 and a power supply from Battery 13.4 on. In the event of a power failure, the power supply maintained by battery 13.4 at least until next stop of the elevator car. The processed pulses The sensors A, A ', B, B', C, C ', D, D' become a discriminator 13.5 as shown in Fig. 4 supplied and by this evaluated. Depending on the evaluation result, a Interface 13.6 of the safety circuit 14 and / or one Interface 13.7 of the rope brake 15 controlled.
  • a display 13.61 is activated. If the interface 13.7 triggers the rope brake 15, a display 13.71 activated.
  • the discriminator 13.5 is only means a button 13.8 resettable. A status display of the Discriminator 13.5 is designated 13.9.
  • the circular code disk 11.1 of the encoder 11 is with translucent markings 11.11 and with provided opaque markings 11.12.
  • the circular code disk 12.1 of the encoder 12 is with translucent markings 12.11 and with provided with opaque markings 12.12.
  • the first encoder 11 is the sensor B compared to the sensor A. geometrically offset by 90 °.
  • the sensor offset serves the Discriminator up / down count 13.5.
  • the Sensor A ' is slightly offset from sensor A, so with any gear play the counting accuracy of the Discriminators in the transition from a translucent Marking on an opaque marking or conversely is not affected.
  • the sensor D is geometrically around the sensor C. Offset 90 °.
  • the sensor offset is used for counting up / down of the discriminator 13.5.
  • the sensor C ' is slightly offset from sensor C, so at any gear play the counting accuracy of Discriminators in the transition from a translucent Marking on an opaque marking or conversely is not affected.
  • encoders can have a band with black and white markings glued to the shaft or on a shaft flange, the encoder the black and white markings captured on the principle of reflection. On the magnet principle working encoders are also possible.
  • the sensors A, A ', B, B' are on the circuit 13.1 for pulse processing and the sensors C, C ', D, D' to the Circuit 13.2 connected for pulse processing.
  • the Signals from sensors A, A ', B, B' become one Counter preselection circuit Zv supplied by means of a keyboard Ta is adjustable. With the adjustable Counter preselection circuit Zv becomes 6.8 for synchronized shafts the number of pulses of sensors A, A 'or B, B' with the number Pulse of sensors C, C 'and D, D' equated.
  • the Signals from sensors A, A ' are generated by means of an OR gate linked, one or the other signal or both together affect the initial condition of the limb can. For example, through gear play caused false impulses in the sensor transition from one Marking on the other marking on the code disks avoided.
  • the signals from the sensors are analogous B, B ', C, C'D, D' linked by means of OR elements.
  • the output of the counter preselection circuit Zv is at one Up / down counter Z1 connected from the OR linked pulses from sensors A, A ', B, B' Direction of rotation of the input shaft 6 detects and the pulses incremental counts.
  • the OR-linked pulses of sensors C, C'D, D ' are an up / down counter Z2 supplied, the Direction of rotation of the output shaft 8 detects and the pulses incremental counts.
  • the output of the AND gate acts on the interfaces 13.6,13.7 with a logical "1". As soon as the logical "1" drops at the inputs of the interfaces 13.6, 13.7 the rope brake 15 and the safety circuit 14 activated.
  • the signals from the sensors A, B are fed to an up counter Z3, which can be set by means of a keyboard Ta.
  • the signals from the sensors C, D are fed to an up counter Z4, which can be set using a keyboard Ta.
  • the counters Z3, Z4 are reset periodically in the time interval t reset .
  • the reset pulse is generated by means of oscillator Os and frequency divider Fr.
  • the toggle signal acts on the OR gate Od1.
  • the negated output signal of the counter Z3 or Z4 is fed to an OR gate Od2, the negated output signal of the OR gate Od2 being connected to the interface 13.6 of the cable brake 15 or to the interface 13.7 of the safety circuit 14.
  • the participants can Circuits can be duplicated, these being independent work from each other. As soon as different results are present, the rope brake 15 and / or the Safety circuit 14 activated.
  • resolvers 11, 12 can also be used be used.
  • Fig. 8 shows the basic structure and the operation of a resolver 11.12, which is an absolute Signal per revolution delivers and insensitive to Vibration exposure and temperature is. Because of his mechanical construction, its angular information remains as well received in the event of a power failure.
  • the resolver 11, 12 exists a stator 38 and one driven by the shaft 6 Rotor 39 and is used to measure angular positions.
  • At the Stator 38 is a first stator winding 40 and a second Stator winding 41 and a rotor winding 42 on the rotor 39 arranged.
  • the rotor winding 42 is by means of Oscillator O generated AC voltage Uo with constant Amplitude and frequency, for example 5000 Hz excited.
  • the second stator winding 41 is opposite the first Stator winding 40 shifted by 90 °.
  • By electromagnetic coupling generates the voltage Uo to the Clamping the stator windings 40, 41 the two voltages Usin or Ucos. These two tensions are the same Frequency like uo.
  • the amplitude is proportional to Sine or cosine of the mechanical angle ⁇ .
  • the feed the rotor winding 42 takes place via an oscillator 43 a resolver with a pair of poles runs through the amplitude one of the two tensions Usin and Ucos Sinusoidal vibration per mechanical revolution.
  • the different speeds of the shafts are 6.8 on the resolver side, for example, by gears, Belt transmission or different resolver pole numbers balanced.
  • resolver interface that the Resolver signals are evaluated and converted into digital values converted.
  • the resolver interface is connected to a bus system connected to which a software implemented Discriminator and the interfaces to the security circuit and connected to the rope brake.
  • the discriminator 13.5 can also, for example Software.
  • the number of pulses from the sensors A, A ', B, B' are taking into account the sensor resolution and the gear ratio of the transmission 7 with the Number of pulses from sensors C, C ', D, D' compared. If a deviation outside a tolerance limit is detectable, the interface 13.6 and / or the Interface 13.7 controlled.
  • the software discriminator 13.5 can with a learning loop the gear ratio of the transmission 7 automatically determine.
  • the pulses from sensors A, A ', B, B', C, C ', D, D' are taking into account during a certain time counted the sensor resolution. From the pulse ratio of the the transmission ratio of both gears 7 determined.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

Bei dieser Sicherheitseinrichtung ist am motorseitigen Ende einer Eingangswelle (6) ein erster Encoder (11) zur Erfassung der Drehzahl der Eingangswelle (6) angeordnet. Am treibscheibenseitigen Ende einer Ausgangswelle (8) ist ein zweiter Encoder (12) zur Erfassung der Drehzahl der Ausgangswelle (8) angeordnet. Als Variante kann der zweite Encoder (12), wie mit unterbrochener Linie gezeigt, anstelle der Drehzahl der Ausgangswelle (8) die Drehzahl der Treibscheibe (9) oder die Bewegung der Seile (3) erfassen. Die Signale der Encoder (11,12) werden einer Auswerteelektronik (13) zugeführt, die je nach Resultat der Auswertung einen Sicherheitskreis (14) einer Aufzugssteuerung unterbricht und/oder eine Seilbremse (15) aktiviert. Anstelle der Encoder können auch Resolver verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufzugsantrieb bestehend aus einem eine Eingangswelle antreibendem Antriebsmotor, wobei die Eingangswelle an den Eingang eines Getriebes angeschlossen ist und am Getriebeausgang eine Ausgangswelle angeschlossen ist, an der eine Seile tragende und antreibende Treibscheibe angeordnet ist und mittels der Seile eine Aufzugskabine und ein Gegengewicht tragbar und bewegbar sind.
Aus der Patentschrift US 4 493 479 ist eine Sicherheitseinrichtung zur Überwachung eines Aufzugsantriebes bekannt geworden. Ein Motor treibt eine Eingangswelle eines Getriebe an, das die Drehzahl des Motors reduziert. Das Getriebe gibt die reduzierte Drehzahl an eine Ausgangswelle weiter, die eine Seiltrommel antreibt. Die Drehzahl der Eingangswelle und die Drehzahl der Ausgangswelle wird mittels eines mechanischen Detektors überwacht. Falls eine Abweichung der in fester Relation zueinander stehenden Drehzahlen der Eingangswelle und der Ausgangswelle auftritt, löst der Detektor eine die Seiltrommel stillsetzende Bremse aus.
Ein Nachteil der bekannten Einrichtung liegt darin, dass die Überwachung der Eingangswelle und der Ausgangswelle einen grossen Aufwand an mechanischen Teilen notwendig macht, die wiederum einen grossen Aufwand an Unterhalt erfordern. Zudem ist der mechanische Detektor mit seiner grossen Anzahl von Einzelteilen insbesondere in rauher Umgebung störungsanfällig. Kleine Drehzahlunterschiede zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle sind kaum detektierbar.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Einrichtung zu vermeiden und einen Detektor zu schaffen, der einen Aufzugsantrieb mit Eingangswelle und Ausgangswelle zuverlässig überwacht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass bestehende Aufzugsantriebe mit kleinem Aufwand nachgerüstet werden können. Der Nachrüstsatz ist weitgehend unabhängig vom bestehenden Aufzugsantrieb und kann mit kleinem Aufwand eingebaut werden. Der erfindungsgemässe Detektor überwacht die Wellen dauernd und hält im Ernstfall den Aufzug sicher an. Bisher wurden die Antriebswellen der Aufzugsantriebe periodisch mit Ultraschall auf Risse untersucht. Solche Messungen sind kostspielig und geben zudem keine Gewähr für ein in jedem Fall sicheres Funktionieren der Aufzugsanlage. Mit der erfindungsgemässen Wellenüberwachung werden alle mechanischen, an der Übertragung der Motordrehzahl auf die Treibscheibe beteiligten Teile auf Bruch überwacht. Falls eine Welle bricht oder falls ein Getrieberad bricht oder sich von der Welle ganz oder teilweise löst oder die Zähne der Getrieberäder ganz oder teilweise versagen, wird der Antrieb aufgrund des festgestellten Drehzahlunterschiedes zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle stillgesetzt. Die zur Messung der Wellendrehzahl notwendigen Sensoren sind in der Anordnung nicht an einen bestimmten Wellenort gebunden. Der erfindungsgemässe Detektor kann aufgrund der Grösse der Drehzahlabweichung die adäquate Notmassnahme einleiten wie beispielsweise die Bremse sofort auslösen oder die Fahrt bis zum nächsten Stockwerk weiterführen.
Anhand der beiliegenden Figuren wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage mit der erfindungsgemässen Sicherheitseinrichtung,
  • Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines Detektors zur Überwachung einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle,
  • Fig. 3
    ein Ausführungsbeispiel der Encoder zur Erfassung der Wellendrehzahlen,
  • Fig. 4
    ein Ausführungsbeispiel zur Auswertung der Encodersignale,
  • Fig. 5
    Einzelheiten der Encoderauswertung,
  • Fig. 6
    ein Ausführungsbeispiel zur Detektion von Übergeschwindigkeit,
  • Fig. 7 Einzelheiten der Geschwindigkeitsdetektion,
  • Fig. 8, Fig. 9 und Fig. 10
    ein Ausführungsbeispiel mit Resolvern anstelle der Encoder.
    • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage mit der erfindungsgemässen Sicherheitseinrichtung. Eine in einem nicht dargestellten Aufzugsschacht verfahrbare Aufzugskabine 1 mit Türen 2 ist mittels Seilen 3 mit einem im Aufzugsschacht verfahrbaren Gegengewicht 4 verbunden. Ein Elektromotor 5 treibt eine Eingangswelle 6 eines Getriebes 7 an. An einer Ausgangswelle 8 des Getriebes 7 ist eine die Seile 3 antreibende und tragende Treibscheibe 9 angeordnet. Das Getriebe 7 weist beispielsweise eine an der Eingangswelle 6 angeordnete Schnecke 7.1 und ein an der Ausgangswelle 8 angeordnetes Schneckenrad 7.2 an. Andere Getriebearten wie beispielsweise ein Stirnradgetriebe sind auch denkbar. Am getriebeseitigen Ende der Eingangswelle 6 ist eine Betriebsbremse 10 vorgesehen.
    Am motorseitigen Ende der Eingangswelle 6 ist ein erster Encoder 11 zur Erfassung der Drehzahl der Eingangswelle 6 angeordnet. Am treibscheibenseitigen Ende der Ausgangswelle 8 ist ein zweiter Encoder 12 zur Erfassung der Drehzahl der Ausgangswelle 8 angeordnet. Als Variante kann der zweite Encoder 12, wie mit unterbrochener Linie gezeigt, anstelle der Drehzahl der Ausgangswelle 8,die Drehzahl der Treibscheibe 9 oder die Bewegung der Seile 3 erfassen. Die Signale der Encoder 11,12 werden einer Auswerteelektronik 13 zugeführt, die je nach Resultat der Auswertung einen Sicherheitskreis 14 einer nicht dargestellten Aufzugssteuerung unterbricht und/oder eine Seilbremse 15 aktiviert. Anstelle der Seilbremse 15 kann beispielsweise eine auf die Treibscheibe einwirkende Scheibenbremse vorgesehen sein. Auswerteelektronik 13 und Encoder 11,12 bilden einen Detektor zur Überwachung der Drehzahl der Eingangswelle 6 und der Ausgangswelle 8 und zur Erzeugung von Aktorsignalen.
    Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Detektors zur Überwachung der Drehzahl der Eingangswelle 6 und der Ausgangswelle 8 und zur Erzeugung von Aktorsignalen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der erste Encoder 11 aus einer mit der Eingangswelle 6 mitdrehenden Codescheibe 11.1, die elektrooptisch mittels Sensoren abtastbar ist. Die Codescheibe 11.1 weist lichtdurchlässige Markierungen 11.11 auf, die mittels der Sensoren A,A',B,B' elektrooptisch abtastbar sind. Der zweite Encoder 12 besteht aus einer mit der Ausgangswelle 8 mitdrehenden Codescheibe 12.1, die elektrooptisch mittels Sensoren abtastbar ist. Die Codescheibe 12.1 weist lichtdurchlässige Markierungen 12.11 auf, die mittels der Sensoren C,C',D,D' elektrooptisch abtastbar sind. Die Sensoren A,A',B,B' sind an einen Schaltkreis 13.1 zur Pulsaufbereitung und die Sensoren C,C',D,D' sind an einen Schaltkreis 13.2 zur Pulsaufbereitung der Auswerteelektronik 13 angeschlossen. Im weiteren weist die Auswerteelektronik 13 eine Stromversorgung ab Netz 13.3 und eine Stromversorgung ab Batterie 13.4 auf. Bei Netzausfall wird die Stromversorgung von der Batterie 13.4 aufrecht erhalten mindestens bis zum nächsten Halt der Aufzugskabine. Die aufbereiteten Pulse der Sensoren A,A',B,B',C,C',D,D' werden einem Diskriminator 13.5 wie in Fig. 4 gezeigt zugeführt und von diesem ausgewertet. Je nach Auswerteergebnis wird eine Schnittstelle 13.6 des Sicherheitskreises 14 und/oder eine Schnittstelle 13.7 der Seilbremse 15 angesteuert. Falls die Schnittstelle 13.6 den Sicherheitskreis 14 unterbricht, wird eine Anzeige 13.61 aktiviert. Falls die Schnittstelle 13.7 die Seilbremse 15 auslöst, wird eine Anzeige 13.71 aktiviert. Der Diskriminator 13.5 ist lediglich mittels einer Taste 13.8 rücksetzbar. Eine Statusanzeige des Diskriminators 13.5 ist mit 13.9 bezeichnet.
    Fig. 3 zeigt die Anordnung der Sensoren A,A',B,B',C,C',D,D' der Encoder 11,12 zur Erfassung der Wellendrehzahlen. Die kreisförmige Codescheibe 11.1 des Encoders 11 ist mit lichtdurchlässigen Markierungen 11.11 und mit lichtundurchlässigen Markierungen 11.12 versehen. Die kreisförmige Codescheibe 12.1 des Encoders 12 ist mit lichtdurchlässigen Markierungen 12.11 und mit lichtundurchlässigen Markierungen 12.12 versehen. Beim ersten Encoder 11 ist der Sensor B gegenüber dem Sensor A geometrisch um 90° versetzt. Der Sensorversatz dient der Vorwärts-/Rückwärtszählung des Diskriminators 13.5. Der Sensor A' ist gegenüber dem Sensor A leicht versetzt, damit bei allfälligem Getriebespiel die Zählgenauigkeit des Diskriminators beim Übergang von einer lichtdurchlässigen Markierung auf eine lichtundurchlässige Markierung oder umgekehrt nicht beeinträchtigt wird. Beim zweiten Encoder 12 ist der Sensor D gegenüber dem Sensor C geometrisch um 90° versetzt. Der Sensorversatz dient der Vorwärts-/Rückwärtszählung des Diskriminators 13.5. Der Sensor C' ist gegenüber dem Sensor C leicht versetzt, damit bei allfälligem Getriebespiel die Zählgenauigkeit des Diskriminators beim Übergang von einer lichtdurchlässigen Markierung auf eine lichtundurchlässige Markierung oder umgekehrt nicht beeinträchtigt wird.
    Andere Arten von Encodern sind auch möglich. Beispielsweise kann ein Band mit schwarzen und weissen Markierungen auf der Welle oder auf einem Wellenflansch aufgeklebt werden, wobei der Encoder die schwarzen und weissen Markierungen auf dem Reflexionsprinzip erfasst. Auf dem Magnetprinzip arbeitende Encoder sind auch möglich.
    Mit den Signalen der Sensoren A,B bzw. mit den Signalen der Sensoren C,D ist eine Redundanz gegeben. Bei Ausfall je eines Sensors bleibt die Information der Wellendrehzahl erhalten. Ausserdem kann mit den zweifach vorhandenen Sensoren eine Selbsttestschaltung realisiert werden, indem die einzelnen Signale über ein UND Glied zusammengeführt werden. Falls ein Signal fehlt löst das UND Glied eine Fehlermeldung aus.
    Fig. 4 und Fig. 5 zeigen Einzelheiten des Diskriminators 13.5. Die Sensoren A,A',B,B' sind an den Schaltkreis 13.1 zur Pulsaufbereitung und die Sensoren C,C',D,D' sind an den Schaltkreis 13.2 zur Pulsaufbereitung angeschlossen. Die Signale der Sensoren A,A',B,B' werden einem Zählervorwahlkreis Zv zugeführt, der mittels einer Tastatur Ta einstellbar ist. Mit dem einstellbaren Zählervorwahlkreis Zv wird bei gleichlaufenden Wellen 6,8 die Anzahl Pulse der Sensoren A,A' bzw. B,B' mit der Anzahl Pulse der Sensoren C,C' bzw. D,D' gleichgesetzt. Die Signale der Sensoren A,A' werden mittels eines ODER Gliedes verknüpft, wobei das eine oder das andere Signal oder beide zusammen den Ausgangszustand des Gliedes beeinflussen können. Damit werden beispielweise durch Getriebespiel verursachte Fehlimpulse beim Sensorübergang von einer Markierung auf die andere Markierung der Codescheiben vermieden. Sinngemäss werden die Signale der Sensoren B,B',C,C'D,D'mittels ODER Gliedern verknüpft.
    Der Ausgang des Zählervorwahlkreises Zv ist an einen Vorwärts-/Rückwärtszähler Z1 angeschlossen, der aus den ODER verknüpften Pulsen der Sensoren A,A',B,B' die Drehrichtung der Eingangswelle 6 erkennt und die Pulse inkremental zählt.
    Die ODER verknüpften Pulse der Sensoren C,C'D,D' werden einem Vorwärts-/Rückwärtszähler Z2 zugeführt, der die Drehrichtung der Ausgangswelle 8 erkennt und die Pulse inkremental zählt.
    Wie in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt werden die Ausgänge der Zähler Z1,Z2 bitweise an eine Äquivalenzschaltung Ae angeschlossen, wobei das niederwertigste Bit QA nicht überwacht wird und folglich eine Auslösung der Seilbremse 15 und des Sicherheitskreises 14 bei einem Unterscheid von ±3 Pulsen erfolgt. Die gleichwertigen Bits QB werden einem Vergleicher = zugeführt, der bei Gleichheit den Eingang eines UND Gliedes mit einer logischen "1" beaufschlagt. Sinngemässes gilt für die gleichwertigen Bits QC. Bei je einer logischen "1" an den Eingängen des UND Gliedes beaufschlagt der Ausgang des UND Gliedes die Schnittstellen 13.6,13.7 mit einer logischen "1". Sobald die logische "1" an den Eingängen der Schnittstellen 13.6,13.7 abfällt werden die Seilbremse 15 und der Sicherheitskreis 14 aktiviert.
    Fig. 6 und Fig. 7 zeigen ein Ausführungsbeispiel zur Detektion der Geschwindigkeit bzw. der Drehzahl über den Nominalwerten der Eingangswelle 6 und der Ausgangswelle 8. Die Signale der Sensoren A,B werden einem Vorwärtszähler Z3 zugeführt, der mittels einer Tastatur Ta einstellbar ist. Die Signale der Sensoren C,D werden einem Vorwärtszähler Z4 zugeführt, der mittels einer Tastatur Ta einstellbar ist. Mit der Tastatur Ta werden die Zähler Z3,Z4 bei Nenngeschwindigkeit bzw. bei Nenndrehzahl auf eine maximale Impulszahl inc = nominal speed eingestellt, wobei die Getriebeübersetzung sowie die Pulsrate (Anzahl Inkremente) der Sensoren A,B,C,D berücksichtigt werden. Die Zähler Z3,Z4 werden periodisch im Zeitinterval treset zurückgesetzt. Der Resetimpuls wird mittels Oszillator Os und Frequenzteiler Fr erzeugt. Bei Nenngeschwindigkeit bzw. bei Nenndrehzahl erreicht die Impulszahl im Zeitpunkt der Rücksetzung den Wert inc = nominal speed. Falls die Impulszahl rascher als bei Nenngeschwindigkeit ansteigt wird der Wert inc = overspeed überschritten und ein Signal an ein ODER Glied Od1 gelegt, das die Schnittstelle 13.6 der Seilbremse 15 bzw. die Schnittstelle 13.7 des Sicherheitskreises 14 aktiviert. Das Signal kann von einem der beiden Zähler Z3,Z4 oder von beiden Zählern Z3,Z4 ausgehen. Wie in Fig. 7 gezeigt liegen zwischen den Werten inc = nominal speed und inc = overspeed zwei Impulse. Der erste Impuls auf die höchstwertige Binärstufe des Zählers Z3,Z4 liegt unterhalb des Wertes inc = overspeed. Der zweite Impuls auf die höchstwertige Binärstufe des Zählers Z3,Z4 liegt oberhalb des Wertes inc = overspeed, wobei der zweite Impuls die höchstwertige Binärstufe kippt. Das Kippsignal beaufschlagt wie oben erwähnt das ODER Glied Od1. Zur redundanten Bremsauslösung wird das negierte Ausgangssignal des Zählers Z3 bzw. Z4 einem ODER Glied Od2 zugeführt, wobei das negierte Ausgangssignal des ODER Gliedes Od2 an die Schnittstelle 13.6 der Seilbremse 15 bzw. an die Schnittstelle 13.7 des Sicherheitskreises 14 gelegt wird.
    Zur Sicherheit der Wellenüberwachung können die beteiligten Schaltkreise doppelt vorhanden sein, wobei diese unabhängig voneinander arbeiten. Sobald unterschiedliche Ergebnisse vorliegen, werden die Seilbremse 15 und/oder der Sicherheitskreis 14 aktiviert.
    Anstelle der Encoder 11,12 können auch Resolver 11,12 verwendet werden. Fig. 8 zeigt den prinzipiellen Aufbau und die Funktionsweise eines Resolvers 11,12, der ein absolutes Signal pro Umdrehung liefert und unempfindlich gegenüber Vibrationsbelastung und Temperatur ist. Aufgrund seines mechanischen Aufbaus bleibt seine Winkelinformation auch bei Spannungsausfall erhalten. Der Resolver 11,12 besteht aus einem Stator 38 und einem von der Welle 6 angetriebenen Rotor 39 und dient der Messung von Winkelpositionen. Am Stator 38 ist eine erste Statorwicklung 40 und eine zweite Statorwicklung 41 sowie am Rotor 39 eine Rotorwicklung 42 angeordnet. Die Rotorwicklung 42 wird durch eine mittels Oscillator O erzeugte Wechselspannung Uo mit konstanter Amplitude und Frequenz, beispielsweise 5000 Hz erregt. Die zweite Statorwicklung 41 ist gegenüber der ersten Statorwicklung 40 um 90° verschoben angeordnet. Durch elektromagnetische Kopplung erzeugt die Spannung Uo an den Klemmen der Statorwicklungen 40, 41 die beiden Spannungen Usin bzw. Ucos. Diese beiden Spannungen haben die gleiche Frequenz wie Uo. Die Amplitude ist aber proportional zum Sinus bzw. Cosinus des mechanischen Winkels . Die Speisung der Rotorwicklung 42 erfolgt über einen Oszillator 43. Bei einem Resolver mit einem Polpaar durchläuft die Amplitude der beiden Spannungen Usin und Ucos jeweils eine Sinusschwingung pro mechanische Umdrehung.
    Fig. 9 zeigt den Verlauf der Resolverspannung Usin bzw. Ucos bei einer Amplitude U in Abhängigkeit des Winkels . Falls die Eingangswelle 6 und die Ausgangswelle 8 im Gleichlauf sind bzw. der Winkel  des ersten Resolvers 11 mit dem Winkel  des zweiten Resolvers 12 übereinstimmen, ergibt sich bei einer Amplitude U von 0,5 der in Fig. 7 gezeigte resultierende Spannungsverlauf Usin bzw. Ucos. Der gezeigte Absolutwert Ua wird wie folgt berechnet: Ua = |(U1*sin1 + U2*sin2) | + |(U1*cos1 + U2*cos2) |[1] wobei sich 1 auf den ersten Resolver 11 und 2 auf den zweiten Resolver 12 bezieht. Falls der eine Resolver gegenüber dem anderen Resolver im Winkel  abweicht, verändert sich der Absolutwert Ua. Bei einer Winkeldifferenz von 180° ist der Absolutwert Ua null.
    Die unterschiedlichen Drehzahlen der Wellen 6,8 werden resolverseitig beispielsweise durch Getriebe, Riemenvorgelege oder unterschiedliche Resolverpolzahlen ausgeglichen.
    Fig. 10 zeigt eine konktrete Schaltung 13.5 zur Auswertung der Resolversignale. Der nach der Formel [1] berechnete Absolutwert Ua wird einer ersten Relaisspule R1 zugeführt, deren Kontakt den elektrischen Kreis Ks der Seilbremse 15 öffnet, sobald die Spannung Ua den Wert x unterschreitet. Bei geöffnetem Kreis Ks wird die Seilbremse 15 und der Sicherheitskreis 14 ausgelöst. Eine Batteriespannung Ub beaufschlagt eine zweite Relaisspule R2, deren Kontakt den elektrischen Kreis Ks der Seilbremse 15 und/oder den Sicherheitskreis 14 geschlossen hält. Bei Übergeschwindigkeit der Wellen 6,8 unterschreitet die Differenz (Ub - Ua) den Wert y, wobei der elektrische Kreis Ks der Seilbremse 15 und/oder der Sicherheitskreis 14 geöffnet wird.
    Anstelle der in Fig. 10 gezeigten konkreten Schaltung 13.5 kann eine Resolverschnittstelle vorgesehen sein, die die Resolversignale auswertet und in digitale Werte konvertiert. Die Resolverschnittstelle ist an ein Bussystem angeschlossen, an dem ein mit Software realisierter Diskriminator und die Schnittstellen zum Sicherheitskreis und zur Seilbremse angeschlossen sind.
    Der Diskriminator 13.5 kann beispielsweise auch mit Software realisiert sein. Die Anzahl Impulse der Sensoren A,A',B,B' werden unter Berücksichtigung der Sensorauflösung und des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 7 mit der Anzahl Impulse der Sensoren C,C',D,D' verglichen. Falls eine ausserhalb einer Toleranzgrenze liegende Abweichung feststellbar ist, wird die Schnittstelle 13.6 und/oder die Schnittstelle 13.7 angesteuert.
    Der Softwarediskriminator 13.5 kann mit einer Lernschlaufe das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 7 selbsttätig feststellen. Die Impulse der Sensoren A,A',B,B',C,C',D,D' werden während einer bestimmten Zeit unter Berücksichtigung der Sensorauflösung gezählt. Aus dem Impulsverhältnis der beiden Kanäle wird das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 7 ermittelt.

    Claims (6)

    1. Sicherheitseinrichtung zur Überwachung eines Aufzugsantriebes bestehend aus einem eine Eingangswelle (6) antreibendem Antriebsmotor (5), wobei die Eingangswelle (6) an den Eingang eines Getriebes (7) angeschlossen ist und am Getriebeausgang eine Ausgangswelle (8) angeschlossen ist, an der eine Seile (3) tragende und antreibende Treibscheibe (9) angeordnet ist und mittels der Seile (3) eine Aufzugskabine (1) und ein Gegengewicht (4) tragbar und bewegbar sind,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung der Bewegung der Eingangswelle (6) mittels Encoder (11) und die Überwachung der Bewegung der Ausgangswelle (8) bzw. der Treibscheibe (9) mittels Encoder (12) erfolgt und
      dass eine vom Vergleich der Signale der Encoder (11,12) abhängige Aktivierung einer die Seile (3) stillsetzenden Bremse (15) und/oder eines Sicherheitskreises (14) vorgesehen ist.
    2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass je Encoder (11,12) Sensoren (A,A',B,B',C,C',D,D' zur Überwachung der Wellenbewegung in zweifacher Ausführung vorgesehen sind.
    3. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, dass ein Diskriminator (13.5) zur Auswertung der Sensorsignale vorgesehen ist, der bei voneinander abweichenden Wellenbewegungen oder bei Überdrehzahl der Wellen (6,8) die Bremse (15) und/oder den Sicherheitskreis (14) aktiviert.
    4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Diskriminator (13.5) einen Zählkreis (Ta,Zv,Z1) zur Auswertung der Sensorsignale der Eingangswelle (6) und einen Zählkreis (Z2) zur Auswertung der Sensorsignale der Ausgangswelle (8) aufweist, wobei die Zählkreise an eine Äquivalenzschaltung (Ae) angeschlossen sind, die bei voneinander abweichenden Wellenbewegungen die Bremse (15) und/oder den Sicherheitskreis (14) aktiviert.
    5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Diskriminator (13.5) einen Zählkreis (Ta,Z3) zur Auswertung der Sensorsignale der Eingangswelle (6) und einen Zählkreis (Ta,Z4) zur Auswertung der Sensorsignale der Ausgangswelle (8) aufweist und die Zählkreise an einen Oszillator (Os) angeschlossen sind, wobei bei Überdrehzahl der Wellen (6,8) bzw. bei Überschreitung der Oszillatorfrequenz eine Logikschaltung (Od1,Od2) die Bremse (15) und/oder den Sicherheitskreis (14) aktiviert.
    6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor je Welle (6,8) ein Resolver vorgesehen ist, der eine Resolverspannung Usin bzw. Ucos bei einer Amplitude U in Abhängigkeit des Winkels  der Welle erzeugt, wobei der Diskriminator (13.5) einen Absolutwert Ua nach der Formel
      Ua = l(U1*sin1 + U2*sin2)| + |(U1*cos1 + U2*cos2)| berechnet und in Abhängigkeit der Spannung Ua die Bremse (15) und/oder den Sicherheitskreis (14) aktiviert.
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