EP2604564A1

EP2604564A1 - Fehlerdiagnose einer Aufzuganlage und seiner Komponenten mittels Sensor

Info

Publication number: EP2604564A1
Application number: EP11193507.8A
Authority: EP
Inventors: Christian Studer; Hans Kocher; Mirco Annen; Thomas Neuenschwander
Original assignee: Inventio AG
Current assignee: Inventio AG
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-06-19
Also published as: PT2791039E; CN103998362B; PH12014501214B1; US20140008152A1; ZA201404360B; US9309089B2; RU2014128655A; ES2561104T3; EP2791039B1; EP2791039A1; SG11201403102UA; MX348134B; BR112014013968A2; BR112014013968A8; CN103998362A; HK1199436A1; PH12014501214A1; RU2591835C2; MY168886A; KR20140106686A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufzugsanlage (10) mit einem Sensor (8), mit dem Vibrationen, die im Betrieb der Aufzugsanlage (10) erzeugt werden, erfassbar sind, und einer Auswerteschaltung (9), die mit dem Sensor (8) verbunden ist und mit der die vom Sensor erfassten Vibrationen auswertbar sind. Dabei sind mittels der Auswerteschaltung (9) die erfassten Vibrationen mit einem vorgebbaren Betriebswert und einem vorgebbaren Schwellwert vergleichbar. Die Erfindung umfasst ebenso ein Verfahren zum Betrieben dieser Aufzugsanlage (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufzugsanlage mit einem Sensor zum Erfassen von Vibrationen und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Aufzugsanlage gemäss dem Gegenstand der Patentansprüche.
Eine Aufzuganlage verfügt über bewegliche mechanische Komponenten, wie ein Antrieb, Kabinen- und Schachttüren, Kabinentürantrieb, einen Kabinentürschliessmechanismus, Führungsrollen, oder Führungsschuhe, deren einwandfreie Funktionsfähigkeit sicherzustellen ist. Dazu werden die einzelnen Komponenten in regelmässigen Zeitintervallen gewartet und in Stand gehalten. Der Aufwand für solche Wartungsarbeiten ist relativ ineffizient, da die Wartungsintervalle fix vorgegeben sind und sich nicht nach der effektiven Abnutzung einer konkreten Aufzuganlage und seiner Komponenten richten.
Ein verlässliches Indiz für den Abnutzungsgrad einer sich bewegenden mechanischen Komponente stellt der Grad an Vibrationen dar. Im normalen zulässigen Betrieb wird ein gewisser Grad an Vibrationen nicht überschritten. Mit fortschreitender Abnutzung einer Komponente verstärken sich die Vibrationen zusehends. Wird ein vorgebbarer Grad an Vibrationen überschritten, so ist der Zeitpunkt gekommen, die Komponente wieder in Stand zu bringen oder auszuwechseln.
Vibrationen breiten sich als Schall- oder Körperschallwellen aus und sind mittels eines Sensors erfassbar. Als Schallwellen sind hier Wellen zu verstehen, die sich in einem gasförmigen Medium wie Luft fortpflanzen, und unter Körperschallwellen sind hier Wellen zu verstehen, die sich in einem festen Medium wie Stahl oder Eisen fortpflanzen. Zur Erfassung von Schallwellen und Körperschallwellen eignen sich Sensoren, die als Mikrofone, Beschleunigungsaufnehmer oder Spannungsmesssensoren ausgelegt sind. Eine Auswertschaltung ist mit einem oder mehreren Sensoren verbunden. Die Auswertschaltung und mindestens ein zugeordneter Sensor bilden eine Überwachungseinheit. Die Auswertschaltung verfügt über einen Prozessor, mit welchem die Auswertschaltung die erfassten Schall- oder Körperschallwellen auswertet. Die erfassten Schall- oder Körperschallwellen lassen sich hinsichtlich ihrer Amplitude und Frequenz in der Auswertschaltung auswerten und mit einem vorgegebenen Wert vergleichen. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf die Funktionsfähigkeit der Aufzuganlage und deren Komponenten ziehen. Bei Überschreiten eines gewissen Schwellwerts ist ein Zustandänderungs-Alarm auslösbar. Entsprechend können Wartungsarbeiten effizient an der Aufzuganlage vorgenommen werden, nämlich erst dann, wenn eine Komponente tatsächlich gewartet werden muss. Die Patentschrift WO 2009/126140 A1 zeigt beispielsweise ein solches Auswert- und Vergleichsverfahren.
In WO 2009/126140 A1 wird jedoch die Auswertzuverlässigkeit nicht angesprochen. Denn Vibrationen an der Aufzuganlage rühren nicht nur von beweglichen Komponenten im Normalbetrieb her. So können auch Bewegungen von Fahrgästen in der Kabine oder ein Notstopp der Kabine Vibrationen hervorrufen, die möglicherweise einen Schwellwert überschreiten und somit ein Zustandänderungs-Alarm auslösen. Deshalb ist eine solche Überwachung anfällig auf Fehlauslösungen des Zustandänderungs-Alarms.
Ein weiteres ungelöstes Problem stellt die Aufrüstung einer bestehenden Aufzuganlage mit einer Überwachungseinheit dar. Denn die bestehende Aufzugsteuerung der Aufzuganlage ist nicht dazu vorgesehen Informationen der Überwachungseinheit auszuwerten oder gar Zustandsinformationen, wie Betriebszustand der Aufzuganlage, Geschwindigkeit oder Position der Kabine, der Überwachungseinheit mitzuteilen. Auch zu dieser Problemstellung äussert sich WO 2009/126140 A1 nicht.
Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte und zuverlässigere Überwachungseinheit zur Überwachung der Komponenten einer Aufzugsanlage, insbesondere mittels Erfassung und Auswertung von Vibrationen zu entwickeln.
In einem weiteren Aspekt soll eine bestehende Aufzuganlage einfach mit einer Überwachungseinheit zur Überwachung der Komponenten nachrüstbar sein.
Die Aufgabe wird mit einer Aufzugsanlage gelöst, die über einen Sensor und eine Auswertschaltung verfügt. Dabei sind mit dem Sensor Vibrationen erfassbar, die im Betrieb der Aufzugsanlage erzeugt werden. Die Auswertschaltung ist mit dem Sensor verbunden. Die vom Sensor erfassten Vibrationen sind mit der Auswertschaltung auswertbar. Die Aufzuganlage zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der Auswertschaltung die erfassten Vibrationen mit einem vorgebbaren Betriebswert und einem vorgebbaren Schwellwert vergleichbar sind.
Der Betriebswert stellt einen Wert von Vibrationen dar, die in einem zulässigen Normalbetrieb der Aufzuganlage auftreten. Der Schwellwert hingegen stellt einen Wert von Vibrationen dar, der unzulässig ist.
Im störungsfreien Betrieb mit intakter Funktionsfähigkeit der Komponenten liegen die erzeugten Vibrationen in einem charakteristischen Frequenzbereich und/oder Amplitudenbereich. Bei fortlaufendem Verschleiß und Alterung der Komponenten ändert sich dieser Frequenzbereich oder Amplitudenbereich entsprechend. Diese Änderungen im Vibrationsverhalten lassen sich via Schall- oder Körperschallwellen durch den Sensor erfassen.
Die Vibrationen werden als Schall- oder Körperschallwellen vom Sensor aufgenommen, an die Auswertschaltung weitergeleitet und dort spektral ausgewertet. Das heisst, dass die Vibrationen hinsichtlich Amplitude und Frequenz ausgewertet werden. Die so ausgewerteten Vibrationen werden mit dem Betriebswert und dem Schwellwert verglichen. Der Betriebswert stellt einen Vibrationswert, wie er üblicherweise im Normalbetrieb der Aufzuganlage auftritt, dar. Der Schwellwert hingegen stellt einen unzulässigen Vibrationswert dar, der auf eine Fehlfunktion oder übermässige Abnutzung einer Komponente hinweist. Für diese Auswertung verfügt die Auswertschaltung zumindest über einen Prozessor, der die Spektralanalyse und den Wertvergleich vornimmt und über eine Speichereinheit, in welcher der Betriebswert und der Schwellwert hinterlegt sind.
Ein Vorteil dieses zweistufigen Wertvergleichs liegt im Feststellen des Betriebswerts. Denn damit ist ohne Rückmeldung aus der Aufzugsteuerung feststellbar, ob die Aufzuganlage in Betrieb ist oder Still steht. Dies ist gerade bei Nachrüstungen von Aufzuganlagen vorteilhaft. So kann beispielsweise die Auswertschaltung während des Stillstands der Aufzuganlage selbständig entscheiden, ob nicht benötigte Bestandteile der Überwachungseinheit in einen Stand-by-Modus setzbar sind und erst dann wieder aus dem Stand-by-Modus zu wecken sind, wenn die Auswertschaltung einen Betriebswert feststellt.
In einem weiteren Aspekt ist mittels der Auswertschaltung aus dem Vergleich der Vibrationen mit dem Betriebswert und dem Schwellwert ein Gütewert berechenbar. Der Gütewert berechnet sich aus dem Verhältnis zwischen der Zeitdauer, in der der Schwellwert erreicht oder übertroffen wird, und der Zeitdauer, in der der Betriebswert erreicht oder übertroffen wird. Die Auswertschaltung vergleicht diesen Gütewert mit einem vorgebbaren kritischen Gütewert. Der kritische Gütewert ist vorzugsweise in der Speichereinheit hinterlegt. Wird der kritische Gütewert erreicht oder überschritten, so ist ein Zuständigkeits-Alarm auslösbar. Der Zustandänderungs-Alarm zeigt an, dass zumindest eine Komponente der überwachten Aufzuganlage zu ersetzen oder zu reparieren ist.
Dank der Berechnung des Gütewerts und dem Vergleich mit einem kritischen Gütewert sind Falschauslösungen des Zustandänderungs-Alarms weitgehend vermeidbar. Denn einmalige Anlässe, wie ein Notstopp oder Bewegungen von Fahrgästen in der Kabine, die zu Vibrationen führen, die über dem Schwellwert liegen, lassen sich durch die Auswertung des Schwellwerts über die Zeit herausfiltern. Solche einmaligen Anlässe führen hier also nicht automatisch zu einem ungewollten Zustandänderungs-Alarm. Es ist also sichergestellt, dass während des Betriebs der Aufzuganlage nur Vibrationen einen Zustandänderungs-Alarm auslösen, die über eine längere Zeitdauer über dem Schwellwert liegen.
In einem weiteren Aspekt ist bei Unterschreiten des Betriebswerts für eine vorgebbare Zeitdauer ein Zustandänderungs-Alarm auslösbar. Damit kann die Auswertschaltung die Funktionsfähigkeit des Sensors und der Verbindung zum Sensor testen. Denn jede Aufzuganlage weist eine gewisse Benützungscharakteristik aus. So wird eine Aufzuganlage in einem Bürohaus während der Arbeitszeit kontinuierlich genutzt und steht in der Nacht und an Wochenenden bis auf einzelne Fahrten still. Darum kann davon ausgegangen werden, dass die Aufzuganlage über ein Wochenende höchstens etwa 62 Stunden, nämlich Freitagabend ab ca. 18 bis Montagmorgen um ca. 8 Uhr, still steht. An Werktagen kann sich die Stillstandzeit entsprechend auf etwa 14 Stunden reduzieren. Bei einem grösseren Wohnhaus mit zahlreichen Mietwohnungen hingegen wird die Aufzuganlage typischerweise täglich, also auch am Wochenende tagsüber bis in den späteren Abend immer wieder benützt. Längere Stillstandzeiten sind vor allem über Nacht zwischen ca. 22 und 6 Uhr zu erwarten. Deswegen betragen bei einem grösseren Wohnhaus die Stillstandzeiten höchstens etwa 8 Stunden. Die Auswertschaltung kann nun so konfiguriert werden, dass wenn diese für eine gewisse Zeitdauer von ca. 8, 14 oder mehr Stunden keine Vibrationssignale von einem zugeordneten Sensor empfängt, einen Zustandänderungs-Alarm auslöst.
Insbesondere kann bei dieser Art von Zustandänderungs-Alarm auch der Auslösegrund, nämlich der Ausfall des Sensors oder die Unterbrechung einer Verbindung zum Sensor, mitgeteilt werden, was einem Wartungstechniker die Lokalisierung der Störung vereinfacht.
In einer besonders bevorzugten Ausführung verfügt die Auswerteinheit über eine Zeitangabeeinheit. Damit kann die Auswertschaltung die Zeitdauer bis zur Auslösung eines Zustandänderungs-Alarm aufgrund eines Ausbleibens des Betriebswerts abhängig von der Tageszeit und/oder Tag vorgeben. So kann tagsüber in einer stark frequentierten Aufzuganlage bereits bei Unterschreiten des Betriebswertes während mindestens einer Stunde ein Zustandänderungs-Alarm ausgelöst werden. In einem kleineren Wohnhaus hingegen kann die Auslösung eines Zustandänderungs-Alarms auch erst nach mehreren Wochen erfolgen, da die Aufzuganlage beispielsweise während den Sommerferien für längere Zeit stillstehen kann.
Ein noch weiterer Aspekt betrifft das Festlegen des Betriebswerts mittels einer Lernfahrt der Aufzugsanlage. Diese Lernfahrt wird nach der Installation der Auswertschaltung und des zugeordneten Sensors durchgeführt. Dabei nimmt der Sensor die bei dieser Lernfahrt erzeugten Vibrationen auf und die Auswertschaltung speichert diese Vibrationen als Betriebswert auf der Speichereinheit ab.
Ein Vorteil bei der Erfassung des Betriebswerts mittels Lernfahrt liegt darin, dass immer dieselbe Überwachungseinheit, bestehend aus Sensor und Auswertschaltung unabhängig vom Typ der Aufzuganlage installiert werden kann. Dies reduziert den Koordinationsaufwand beim Konfigurieren und Bestellen einer Überwachungseinheit. Zudem ist eine Montage einer Überwachungseinheit mit falsch abgelegtem Betriebswert ausgeschlossen. Alternativ ist der Betriebswert vorgängig auf der Speichereinheit der Auswertschaltung in Abhängigkeit des Typs der Aufzuganlage ablegbar. Dabei kann die Lernfahrt entfallen.
Vorzugsweise rechnet die Auswertschaltung nach der Erfassung des Betriebswerts mittels Lernfahrt den Schwellwert aus. Dabei dient der Betriebswert als Ausgangslage. Die für den Betriebswert aufgenommenen Amplituden der Frequenzen in der Spektralanalyse werden dabei mit einem vorgebbaren Faktor multipliziert. Schliesslich wird der berechnete Schwellwert auf der Speichereinheit abgespeichert.
Alternativ ist der Schwellwert vorgängig auf der Speichereinheit der Auswertschalung in Abhängigkeit des Typs der Aufzuganlage ablegbar.
Gemäss eines weiteren Aspekts des Verfahrens wird bei einem Zustandänderungs-Alarm die Aufzugsanlage für eine Wartungsarbeit vorgesehen. Hierbei wird ein Wartungstechniker benachrichtigt, die Aufzugsanlage zu warten. Dies erhöht die Effizienz der Wartungsarbeiten. Denn Wartungsarbeiten werden erst dann durchgeführt, wenn eine Komponente tatsächlich in Stand zu setzen oder auszuwechseln ist.
Im Folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele und Zeichnungen verdeutlicht und weiter beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine beispielhafte Ausführungsform der Aufzugsanlage mit einem Sensor zum Erfassen von Vibrationen, der durch eine Fehlfunktion einer Aufzugskomponente am Gegengewicht erzeugt wird;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Überwachungseinheit; und
Fig. 3 eine beispielshafte Spektralanalyse der vom Sensor erfassten Vibrationen

Fig. 1 zeigt eine Aufzugsanlage 10. Diese Aufzugsanlage verfügt über eine Kabine 1, ein Gegengewicht 2, ein Trag- und Treibmittel 3, an dem die Kabine 1 und das Gegengewicht 3 in einem 2:1-Verhältnis aufgehängt sind und über eine Treibscheibe 5.1. Die Treibscheibe 5.1 ist mit einem in der Fig. 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten Antriebseinheit gekoppelt und steht in Wirkkontakt mit dem Trag- und Treibmittel 3.
Die Kabine 1 und das Gegengewicht 2 sind mittels einer rotatorischen Bewegung der Treibscheibe 5.1, die ein Antriebsmoment der Antriebseinheit auf das Trag- und Treibmittel 3 überträgt im Wesentlichen entlang von senkrecht ausgerichteten Führungsschienen verfahrbar. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind die Führungsschienen in der Fig. 1 nicht dargestellt. Die Kabine 1 und das Gegengewicht 2 sind mittels Führungselementen, wie beispielsweise Führungsschuhe oder Führungsrollen an den Führungsschienen geführt.
Das Gegengewicht 2 ist dabei in einer ersten Schlinge des Trag- und Treibmittels 3 aufgehängt. Die erste Schlinge ist durch einen Teil des Trag- und Treibmittels 3 gebildet, der zwischen einem ersten Ende 3.2 des Trag- und Treibmittels 3 und einer Umlenkrolle 5.2 liegt. Das Gegengewicht 2 ist mittels eines Lagers 4.1 an der ersten Schlinge aufgehängt. Dazu ist das Gegengewicht 2 mit dem Lager 4.1 gekoppelt. Im gezeigten Beispiel stellt das Lager 4.1 den Drehpunkt einer Gegengewichtstragrolle 4 dar. Dabei verläuft das Trag- und/oder Treibmittel 3 von einem ersten Fixpunkt, an dem das erste Ende 3.2 des Trag- und/oder Treibmittels befestigt ist, nach unten zur Gegengewichtstragrolle 4. Das Trag- und/oder Treibmittel 3 umschlingt die Gegengewichtstragrolle 4 um annähernd 180° und verläuft dann nach oben bis zu der ersten Umlenkrolle 5.2.
Die Kabine 1 ist in einer zweiten Schlinge des Trag- und/oder Treibmittels 3 aufgehängt. Die zweite Schlinge ist durch einen Teil des Trag- und/oder Treibmittels gebildet, der zwischen einem zweiten Ende 3.1 des Trag- und/oder Treibmittels 3 und einer zweiten Treibscheibe 5.1 liegt. Die Kabine 1 ist mittels zwei Kabinentragrollen 7.1, 7.2 an der zweiten Schlinge aufgehängt. Dabei verläuft das Trag- und/oder Treibmittel 3 von einem zweiten Fixpunkt, an dem das zweite Ende 3.1 des Trag- und/oder Treibmittels befestigt ist, nach unten zu einer ersten Kabinentragrolle 7.1. Das Trag- und/oder Treibmittel 3 umschlingt die erste Kabinentragrolle 7.1 um annähernd 90°, verläuft dann im Wesentlichen horizontal zu einer zweiten Kabinentragrolle 7.2 und umschling die zweite Kabinentragrolle 7.2 um annähernd 90°. Desweiteren verläuft das Trag- und/oder Treibmittel 3 nach oben zur Treibscheibe 5.1. Von der Treibscheibe 5.1 verläuft das Trag- und/oder Treibmittel 3 schliesslich zur ersten Umlenkrolle 5.2.
Die beiden Fixpunkte, an denen das erste und das zweite Ende 3.2, 3.1 des Trag- und/oder Treibmittels 3 befestigt sind, die Umlenkrolle 5.2, die Treibscheibe 5.1, sowie die Führungsschienen der Kabine 1 und des Gegengewichts 2 sind mittelbar oder unmittelbar an eine tragende Struktur, typischerweise Schachtwände, gekoppelt.
Das erste Ende 3.2 der Trag- und/oder Treibmittel 3 ist mit einem Sensor 8 gekoppelt. Der Sensor 8 erfasst Körperschallwellen, der das Trag- und/oder Treibmittel 3 an diesen überträgt.
In einer alternativen Ausführungsform ist der Sensor 8 an eine Führungsschiene des Gegengewichts 2 gekoppelt. Hierbei erfasst der Sensor 8 Körperschallwellen, der die Führungsschiene an den Sensor 8 überträgt.
Die Körperschallwellen entstehen beim Betreiben der Aufzugsanlage 10 durch Vibrationen von beweglichen Aufzugskomponenten. Beispielsweise treten Vibrationen durch das Spiel zwischen den Führungselementen der Kabine 1 oder den Führungselementen des Gegengewichts 2 und den korrespondierenden Führungsschienen, durch die Antriebseinheit, durch das Spiel in den Lagern der Umlenkrolle 5.2, Treibscheibe 5.1, Kabinentragrollen 7.1, 7.2 und Gegengewichtstragrolle 4, sowie die Vibrationen des Trag- und Treibmittels 3 selber.
Zudem können Vibrationen auch durch Bewegungen der Kabinen- und Schachttüren, Türantrieb und dergleichen erzeugt werden. Auch am Lager 4.1, an dem das Gegengewicht 2 aufgehängt ist, sowie an Führungselementen, an denen das Gegengewicht 2 an Führungsschienen geführt sind, treten Vibrationen auf.
Alle obengenannten Komponenten und weitere nicht genannte bewegliche Komponenten erzeugen im störungsfreien Betrieb Vibrationen, die in einem charakteristischen Frequenz- und Amplitudenbereich liegen. Im Verlauf der Zeit unterliegen diese Aufzugskomponenten Abnutzungserscheinungen, die sich in einem geänderten Frequenz- und Amplitudenbereich widerspiegeln.
Die Positionierung des Sensors 8 im Bereich der Aufzuganlage 10 ist nicht auf die im Beispiel gezeigte Anordnung am ersten Ende 3.2 der Trag- und/oder Treibmittel 3 und der Erfassung von Körperschallwellen beschränkt. Die Positionierung des Sensors 8 sowie die Art der Erfassung der Vibrationen, nämlich über Schallwellen oder Körperschallwellen richtet sich nach der zu überwachenden Komponente und der Auslegung der Aufzuganlage 10, insbesondere der Überwachungseinheit durch den Fachmann.
Ein Sensor 8, der dazu ausgelegt ist Körperschallwellen zu erfassen ist beispielsweise am zweiten Ende 3.1 der Trag- und/oder Treibmittel 3 positionierbar. Damit sind Körperschallwellen, die kabinenseitig über die Trag- und/oder Treibmittel 3 übertragen werden erfassbar. So sind die Tragrollen 7.1, 7.2 der Kabine 1 oder weitere Komponenten, die an der Kabine 1 angeordnet sind überwachbar.
Desweiteren ist ein Sensor zum Überwachen vom Motor oder weiteren Antriebsteilen, wie Getriebe oder Treibscheibe 5.1 am Motorgehäuse positionierbar, um die von den zu überwachenden Komponenten erzeugten Vibrationen zu erfassen.
Körperschallwellen sind auch im Bereich der Kabine 1 beispielsweise mit an einem Türpanel einer Kabinentüre, einem Gehäuse des Türantriebs, einem Panel einer Kabinenwand oder einem Kabinenboden befestigten Sensoren erfassbar. Auf diese Weise sind Vibrationen von beweglichen Komponenten, wie die Kabinentüre, die Kabinentragrollen 7.1, 7.2, die Führungselemente der Kabine 1 oder Türantrieb messbar.
Schliesslich erzeugen bewegliche Bestandteile einer Schachttüre Vibrationen, die beispielsweise als Körperschallwellen an den Türpanelen einer Schachttüre messbar sind. Zur Erfassung solcher Körperschallwellen ist ein Sensor vorzugsweise an einem Türpanel anordenbar.
Eine weitere Gruppe von Sensoren betrifft Sensoren, die Schallwellen erfassen. Solche Sensoren messen Vibrationen von Komponenten der Aufzuganlage, die als Luftdruckwellen erfassbar sind. Die Anordnung dieser Sensoren ist im gesamten Bereich des Schachtraums möglich, überall dort wo die Vibrationen der Komponenten als Schallwellen erfassbar sind.
Ein Sensor 8 erfasst vorzugsweise Schall- oder Körperschallwellen in einem Frequenzbereich zwischen 0 und 60000 Hz, insbesondere zwischen 0 und 2500 Hz.
Die Fig. 2 zeigt eine Überwachungseinheit 20, die zumindest einen Sensor 8 und eine Auswertschaltung 9 umfasst. Der Sensor 8 transformiert die erfassten Schall- oder Körperschallwellen in ein Signal und übermittelt dieses Signal über eine Signalübermittlungsstrecke, typischerweise eine Signalleitung oder eine kabellose Verbindung, an eine Auswertschaltung 9. Diese Auswertschaltung 9 ist für die Auswertung der erfassten Schall- oder Körperschallwellen vorgesehen.
Die Auswertschaltung 9 verfügt über mindestens einen Analog-/Digitalwandler 14, einen Prozessor 11, eine Speichereinheit 12 und eine Zeitangabeeinheit 13. Vom Sensor 8 eingehende analoge Signale werden dabei vorerst vom Analog-/Digitalwandler 14 in ein digitales Signal umgewandelt. Dieses digitale Signal wird an den Prozessor 11 übermittelt und von diesem spektral analysiert, insbesondere die Frequenzen und Amplituden der übermittelten Schall- oder Körperschallwellen. Der Prozessor 11 bestimmt Frequenzbänder und stellt für jedes dieser Frequenzbänder eine gemessene Signalintensität fest. Unter einem Frequenzband wird hier ein Frequenzbereich verstanden, beispielsweise ein Frequenzbereich von 1297 bis 1557 Hz (siehe Fig. 3). Die Signalintensität bezeichnet einen Wert, der von der Amplitude der gemessenen Frequenzen in diesem Frequenzband abhängt.
Der Prozessor 11 legt nun für jedes bestimmte Frequenzband die gemessene Signalintensität fest und vergleicht diese Signalintensität in den Frequenzbändern mit einer für das entsprechende Frequenzband in der Speichereinheit 12 abgelegten ersten Signalintensität bzw. einer für das entsprechende Frequenzband in der Speichereinheit 12 abgelegten zweiten Signalintensität, die über der ersten Signalintensität liegt. Die erste Signalintensität entspricht dem Betriebswert und die zweite Signalintensität dem Schwellwert.
Der Prozessor 11 zählt Anzahl Zeitschritte, in welcher die Signalintensität im Betrieb der Aufzuganlage den Betriebswert erreicht oder überschreitet und Anzahl Zeitschritte, in welcher die Signalintensität im Betrieb der Aufzuganlage den Schwellwert erreicht oder überschreitet. Die dafür benötigte Angabe von Zeitschritten wird von der Zeitangabeeinheit 13 an den Prozessor 11 bereitgestellt.
In der Folge wird im Prozessor 11 in einer weiteren Auswertung das Verhältnis von Zeitschritten mit Schwellwert zu Zeitschritten mit Betriebswert bestimmt. Dieses Verhältnis stellt einen Gütewert der Vibrationen dar. Übersteigt dieser Gütewert einen bestimmten kritischen Gütewert, so wird ein Zustandänderungs-Alarm ausgelöst. Gelegentliche Störungen, die nur für eine kurze Zeitdauer bzw. wenige Zeitschritte auftreten, werden somit rausgefiltert.
Die Fig. 3 zeigt eine beispielhafte Auswertung der Vibrationen. Die gemessenen Frequenzen sind hier in zehn Frequenzbänder zwischen 0 und 2595 Hz aufgeteilt. Für jedes dieser Frequenzbänder ist die Signalintensität über die Zeit bzw. Zeitschritte aufgezeichnet. In der Fig. 2 ist ersichtlich, dass für das Frequenzband 1297-1557 Hz ein Betriebswert vorgegeben ist. Aus diesem Betriebswert ist ein Schwellwert berechnet, der hier beispielsweise 100% über dem Betriebswert liegt. Vorzugsweise ist der Schwellwert auf mindestens 10% über dem Betriebswert festlegbar.
Zwischen den Zeitschritten 130 und 200, 200 und 250, 270 und 310, 315 und 380, 400 und 440 sowie 480 und 540 übersteigt die Signalintensität den zulässigen Schwellwert für das letztgenannte Frequenzband. In der zusätzlichen Auswertung des Gütewerts wird der kritische Gütewert dreimal ("trip not ok") überschritten. In diesen drei Fällen wird ein Zustandänderungs-Alarm ausgelöst. Einmal liegt die Signalintensität über dem Schwellwert. Da hierbei der berechnete Gütewert den vorgegebenen kritischen Gütewert unterschreitet, erfolgt kein Zustandänderungs-Alarm. Das Überschreiten des Schwellwerts ist auf ein einmaliges kurzes Ereignis, nämlich einem Schlagen auf die Seitenwand der Kabine ("hit car wall") zurückzuführen. Dieses kurze Ereignis wird durch die zusätzliche Auswertung des Gütewerts herausgefiltert.
Der kritische Gütewert ist hier beispielsweise auf 10% festgelegt. Das heisst, dass auf 100 Zeitschritte mit einer gemessenen Signalintensität, die über dem Betriebswert liegt, 10 Zeitschritte mit einer gemessenen Signalintensität, die über dem Schwellwert liegt, kommen. Dementsprechend liegt in der zuvor beschriebenen Auswertung der Gütewert dreimal über dem kritischen Gütewert von 10% und einmal liegt der Gütewert trotz Überschreiten des Schwellwerts unter dem kritischen Gütewert von 10%.
Der kritische Gütewert ist vorzugsweise auf mindestens 10% festlegbar. In weiteren bevorzugten Ausführungen ist der kritische Gütewert auch auf mindestens 20, 30, 40 oder 50% festlegbar. Der kritische Gütewert ist vorzugsweise in der Speichereinheit 12 der Auswertschaltung 9 hinterlegt.
Vorzugsweise wird der Betriebswert mittels einer Lernfahrt ermittelt. Während dieser Lernfahrt misst der Sensor 8 die auftretenden Vibrationen. In der Auswertschaltung 9 bzw. dem Prozessor 11 wird daraus eine charakteristische Signalintensivität für jedes Frequenzband bestimmt, beispielsweise eine maximale Signalintensität oder eine durchschnittliche Signalintensität. Diese Signalintensität wird dann in der Speichereinheit 12 der Auswertschaltung 9 als Betriebswert hinterlegt. Der Schwellwert ist vorzugsweise aus dem Betriebswert berechenbar und stellt eine um einen gewissen Prozentsatz erhöhte charakteristische Signalintensität dar. Dieser Schwellwert ist im Prozessor 11 berechenbar.
Eine weitere Auswertung der Vibrationen betrifft einen Selbsttest des Sensors 8 bzw. der Signalübermittlungsstrecke. Die Auswertschaltung 9 bzw. der Prozessor 11 zählt dazu die Zeitschritte, in welchen die Signalintensität den Betriebswert nicht erreicht. Diese Zeitschritte stellen eine Zeitdauer dar, in welcher die Aufzuganlage 10 still steht. Der Prozessor 11 prüft, ob diese Zeitdauer einen gewissen Zeitwert übersteigt. Dazu vergleicht der Prozessor 11 die Zeitdauer mit einem in der Steuereinheit hinterlegten Zeitwert. Stellt der Prozessor 11 ein Überschreiten dieses Zeitwerts fest, so wird eine Sensorfehlfunktion angenommen. Dieser Zeitwert wird aufgrund eines charakteristischen Nutzungsprofils der Aufzugsanlage 10 berechnet und stellt eine Zeitdauer dar, in welcher die Aufzuganlage 10 mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit hätte genutzt werden müssen. Bei Überschreiten dieses Zeitwerts wird ebenfalls ein Zustandänderungs-Alarm ausgelöst.
Das Auslösen des Zustandänderungs-Alarm führt mindestens dazu, dass die Aufzugsanlage 10 für eine Wartungsarbeit vorgesehen ist, in der die Betriebsstörung der Aufzugsanlage 10 behoben wird. Beispielsweise wird eine Service-Zentrale alarmiert, die einen Wartungstechniker anweist, die entsprechende Aufzugsanlage 10 zu warten. Alternativ wird beim Auslösen eines Zustandänderungs-Alarm der Wartungstechniker direkt über ein mit der Aufzugsanlage in Verbindung stehendes Mobilfunkempfangssystem in Kenntnis gesetzt, die entsprechende Aufzugsanlage 10 zu warten.
Aus Sicherheitsgründen ist die Aufzugsanlage bei Auftreten eines Zustandänderungs-Alarm auch stillegbar. In diesem Fall wird ebenso ein Wartungstechniker angewiesen, die Aufzugsanlage 10 zu Warten und wieder in Betrieb zu nehmen.
Die Erfassung der Vibrationen durch den Sensor 8 und die Auswertung derselben in der Auswertschaltung 9 gemäss obigem Vorgehen ist nicht auf die gezeigte Konfiguration der Aufzuganlage 10 beschränkt. So betrifft die Überwachung der Vibrationen von beweglichen Komponenten auch Aufzugsanlagen mit einem Aufhängungsverhältnis von 1:1, 3:1 usw., gegengewichtslose Aufzugsanlagen, Aufzugsanlagen mit Maschinenraum oder ganz allgemein Aufzüge in welchen bewegliche Komponenten Vibrationen verursachen.
Abweichend vom gezeigten Beispiel in Fig. 1 sind auch mehrere Sensoren an unterschiedlichen Stellen der Aufzuganlage gleichzeitig positionierbar, die über eine gemeinsame Auswertschaltung verfügen, gruppenweise einer Auswertschaltung zugeteilt sind oder je über eine eigene Auswertschaltung verfügen.

Claims

Aufzugsanlage (10) mit
- einem Sensor (8), mit dem Vibrationen, die im Betrieb der Aufzugsanlage (10) erzeugt werden, erfassbar sind, und

- einer Auswerteschaltung (9), die mit dem Sensor (8) verbunden ist und mit der die vom Sensor erfassten Vibrationen auswertbar sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels der Auswerteschaltung (9) die erfassten Vibrationen mit einem vorgebbaren Betriebswert und einem vorgebbaren Schwellwert vergleichbar sind.
Aufzugsanlage (10) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Auswerteschaltung (9) aus dem Vergleich der Vibrationen mit dem Betriebswert und der Vibrationen mit dem Schwellwert ein Gütewert berechenbar ist.
Aufzugsanlage (10) nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines kritischen Gütewertes ein Zustandänderungs-Alarm auslösbar ist.
Aufzugsanlage (10) nach einem der Patentansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gütewert aus einem Verhältnis zwischen der Zeitdauer, in der der Schwellwert erreicht oder übertroffen wird, und der Zeitdauer, in der der Betriebswert erreicht oder übertroffen wird, berechnet ist.
Aufzugsanlage (10) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten des Betriebswerts während einer vorgebbaren Zeitdauer ein Zustandänderungs-Alarm auslösbar ist.
Aufzugsanlage (10) nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer mindestens eine Stunde beträgt.
Aufzugsanlage (10) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebswert mittels einer Lernfahrt der Aufzugsanlage (10) festlegbar ist.
Verfahren zum Betreiben einer Aufzugsanlage (10) mit
- einem Sensor (8) und

- einer Auswerteschaltung (9), die mit dem Sensor (8) verbunden ist,
wobei ein Sensor (8) Vibrationen, die im Betrieb der Aufzugsanlage (10) erzeugt werden, erfasst und die Auswerteschaltung die vom Sensor erfassten Vibrationen auswertet, dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswerteschaltung (9) die erfassten Vibrationen mit einem vorgebbaren Betriebswert und einem vorgebbaren Schwellwert vergleicht.
Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (9) aus dem Vergleich der Vibrationen mit dem Betriebswert und der Vibrationen mit dem Schwellwert einen Gütewert berechnet.
Verfahren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines kritischen Gütewertes ein Zustandänderungs-Alarm ausgelöst wird.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gütewert aus einem Verhältnis zwischen der Zeitdauer, in der der Schwellwert erreicht oder übertroffen wird, und der Zeitdauer, in der der Betriebswert erreicht oder übertroffen wird, gebildet wird.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten des Betriebswerts während einer vorgebbaren Zeitdauer ein Zustandänderungs-Alarm ausgelöst wird.
Verfahren nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitdauer von mindestens einer Stunde vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebswert mittels einer Lernfahrt der Aufzugsanlage (10) festgelegt wird.