EP2824056A1 - Vandalensicherung einer Aufzugsanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum vandalensicheren Betrieb einer Aufzugsanlage mit mindestens einem Aufzugskabinensystem, bestehend aus zumindest einer Aufzugskabine (2) und mindestens einem mit der Aufzugskabine (2) verbundenen Tragmittel (5), und mindestens einer mit einer Steuereinheit (4) verbundenen, in oder an der Aufzugskabine (2) angeordneten Sensoreinheit (3). Erfindungsgemäss wird von der mindestens einen Sensoreinheit (3) mindestens ein Amplitudenwert einer Vertikalschwingung des Aufzugskabinensystems bestimmt und von der Steuereinheit (3) mit einem vorher definierten Amplitudenwert verglichen und in Abhängigkeit des Vergleichs wird ein Sondermodus von der Steuereinheit (4) initiiert.

Description

• Die Erfindung beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum vandalensicheren Betrieb einer Aufzugsanlage mit mindestens einem Aufzugskabinensystem, bestehend aus zumindest einer Aufzugskabine und mindestens einem mit der Aufzugskabine verbundenen Tragmittel, und mindestens einer mit einer Steuereinheit verbundenen, in oder an der Aufzugskabine angeordneten Sensoreinheit.
• Eine Aufzugsanlage weist ein Aufzugskabinensystem auf, welches zumindest aus einer Aufzugskabine und mindestens einem mit der Aufzugskabine verbundenen Tragmittel, beispielsweise einem Riemen, einem Seil etc., besteht. Das mindestens eine Tragmittel ist mit einer Antriebseinheit verbunden, sodass die Aufzugskabine vertikal in einem Aufzugsschacht eines Gebäudes zwischen Stockwerken des Gebäudes bewegt werden kann. Bei einem hydraulischen Aufzug besteht das Aufzugskabinensystem zumindest aus der Aufzugskabine und dem Hydraulikstempel.
• Das Aufzugskabinensystem kann während der Fahrt oder im Stillstand Vertikalschwingungen ausführen, wobei die Amplitude dieser Schwingungen u. a. von der Zuladung und der Position der Aufzugskabine im Aufzugsschacht abhängt. Im ungünstigsten Fall kann die Amplitude der Vertikalschwingungen derart gross werden, dass das Aufzugskabinensystem in seiner Resonanzfrequenz angeregt wird.
• Allgemein wird als Resonanzfrequenz diejenige Frequenz verstanden, bei der die Amplitude eines schwingungsfähigen Systems grösser ist als bei Anregung durch benachbarte Frequenzen. Wird das Schwingungssystem, wie etwa das Aufzugskabinensystem, nahe der Resonanzfrequenz angeregt, so treten bei geringer Dämpfung grosse Amplituden auf. Das Schwingungssystem kann auch mehrere Resonanzfrequenzen besitzen. Die Resonanzfrequenz des Aufzugskabinensystems beträgt meist 0.5 bis 12 Hz; sie kann jedoch auch darüber liegen und hängt zumindest von der Steifigkeit bzw. Länge des Tragmittels und der Masse der Aufzugskabine ab. Aber auch weitere Parameter der Aufzugsanlage, wie beispielsweise Parameter einer Aufzugssteuereinheit, die Masse eines Gegengewichts oder Trägheitsmomente einer Antriebsscheibe bzw. Treibscheibe können einen Einfluss haben.
• Die Vertikalschwingungen können dadurch verursacht werden, dass eine Person in der Aufzugskabine auf und ab springt oder auf andere Weise versucht derartige Schwingungen zu erzeugen. Dabei kann es passieren, dass das Aufzugskabinensystem in seiner Resonanzfrequenz, beispielsweise durch rhythmische Bewegungen der Person, angeregt wird und die Amplitude der Vertikalschwingungen maximal wird. Dies führt zu einem gefährlichen Zustand für die Aufzugsanlage, welcher im Extremfall dazu führen kann, dass ein Auslösehebel einer Fangbremse der Aufzugsanlage betätigt wird.
• Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher eine effiziente und kosteneffektive Möglichkeit für die Gewährleistung einer sicheren Aufzugsfahrt anzubieten.
• Die Erfindung wird anhand der Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
• Ein Kern der Erfindung ist darin zu sehen, dass bei einer Aufzugsanlage von mindestens einer Sensoreinheit, die in oder an einer Aufzugskabine eines Aufzugskabinensystems der Aufzugsanlage angeordnet und mit einer Steuereinheit über ein Kommunikationsnetz verbunden ist, mindestens ein Amplitudenwert einer Vertikalschwingung des Aufzugskabinensystems bestimmt wird. Das Aufzugskabinensystem besteht dabei zumindest aus der Aufzugskabine und einem mit der Aufzugskabine verbundenen Tragmittel. Die Steuereinheit vergleicht den mindestens einen bestimmten Amplitudenwert mit einem vorher definierten Amplitudenwert und initiiert bzw. aktiviert in Abhängigkeit dieses Vergleichs einen Sondermodus der Aufzugsanlage. Als mindestens eine Sensoreinheit kann ein Beschleunigungssensor verwendet werden.
• Die Bestimmung des mindestens einen Amplitudenwertes erfolgt während einer Aufzugsfahrt oder im Stillstand der Aufzugskabine. Sie kann dabei je nach Anforderung mehrmals in einer Sekunde oder in anderen Zeitintervallen durchgeführt werden. Selbstverständlich kann die Bestimmung des mindestens einen Amplitudenwertes auch kontinuierlich bzw. permanent geschehen.
• Als Kommunikationsnetz kann jegliche Art von Verbindung zwischen der Steuereinheit und der mindestens einen Sensoreinheit angesehen werden. Das Kommunikationsnetz kann drahtgebunden oder drahtungebunden sein.
• Der Sondermodus kann von der Steuereinheit beispielsweise dann initiiert werden, wenn der mindestens eine bestimmte Amplitudenwert mindestens so gross ist wie der vorher definierte Amplitudenwert. Aber auch andere Kriterien, wie zum Beispiel ein Mittelwert von mindestens zwei bestimmten Amplitudenwerten können dafür verwendet werden.
• Dabei kann der Sondermodus darin bestehen, dass eine Notbremsung oder ein Halt bei einem nächstgelegenen Stockwerk initiiert wird. Auch könnten durch die Initiierung des Sondermodus ein Alarmsignal und/oder eine Sprachmitteilung erfolgen. Selbstverständlich ist auch eine Kombination der genannten Aktionen möglich. So könnte in einem ersten Schritt ein Alarmsignal ausgegeben und in einem zweiten Schritt, wenn beispielsweise der mindestens eine bestimmte Amplitudenwert weiterhin zumindest den Wert des vorher definierten Amplitudenwertes erreicht, eine Notbremsung eingeleitet werden.
• Der mindestens eine bestimmte Amplitudenwert kann von der Steuereinheit vor dem Vergleich mit dem vorher definierten Amplitudenwert mittels eines mathematischen Verfahrens ausgewertet werden. Als mathematisches Verfahren können beispielsweise eine schnelle Fourier-Transformation, ein Radix-4-Algorithmus, ein Winograd-Algorithmus, ein Primfaktor-Algoritmus, ein Goertzel-Algorithmus, eine Chirp-z-Transformation, eine Filterung mittels eines Bandpassfilters, eine Ermittlung einer maximalen Amplitude (ohne einer vorgängigen Filterung) verwendet werden.
• Der mindestens eine Amplitudenwert kann von einer Frequenz eines vorher definierten Frequenzbandes bzw. -intervalls bestimmt werden. So könnten beispielsweise nur Amplitudenwerte von Frequenzen in einem Intervall zwischen 0.5 Hz und 12 Hz bestimmt werden.
• Die mindestens eine Sensoreinheit kann eine Einheit einer Sicherheitskette der Aufzugsanlage sein. Dazu kann die mindestens eine Sensoreinheit eine Schalteinheit aufweisen oder als Schalteinheit ausgebildet sein.
• Als Steuereinheit kann eine Aufzugssteuereinheit der Aufzugsanlage oder eine Steuereinheit der mindestens einen Sensoreinheit verwendet werden. Die Steuereinheit der mindestens einen Sensoreinheit kann dabei in der mindestens einen Sensoreinheit integriert sein oder eine separate Einheit darstellen.
• Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass auf effiziente Art und Weise eine Gefahrensituation abgewendet werden kann.
• Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass das Verfahren besonders einfach und kosteneffektiv ist.
• Die Erfindung wird anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen

Figur 1

eine Beispiel für die Erzeugung von Vertikalschwingungen bei einem Aufzugkabinensystem und

Figur 2

ein zweites Beispiel einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage.

• Figur 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage. Eine Aufzugskabine 2 bewegt sich in einem Aufzugsschacht 1 eines Gebäudes in vertikaler Richtung zwischen Stockwerken des Gebäudes. Dazu ist die Aufzugskabine 2 über mindestens ein Tragmittel 5, beispielsweise einem Tragriemen, einem Seil etc., mit einer nicht dargestellten Antriebseinheit verbunden. Weiter weist die Aufzugsanlage eine Steuereinheit 4 und mindestens eine Sensoreinheit 3 auf, die in oder an der Aufzugskabine 2 angeordnet ist. In diesem Beispiel ist die mindestens Sensoreinheit 3 auf dem Kabinendach der Aufzugskabine 2 angeordnet. Sie kann jedoch, je nach Anforderung, beliebig an bzw. auf oder unter der Aufzugskabine 2 angeordnet sein.
• Die mindestens eine Sensoreinheit 3 ist mit der Aufzugssteuerung 4 über ein drahtgebundenes oder drahtungebundenes Kommunikationsnetz verbunden. Mindestens ein Amplitudenwert einer Vertikalschwingung eines Aufzugskabinensystems, welches zumindest aus der Aufzugskabine 2 und dem mit der Aufzugskabine 2 verbundenen Tragmittel 5 besteht, wird von der mindestens einen Sensoreinheit 3 bestimmt. Der mindestens eine Amplitudenwert der Vertikalschwingung kann dabei kontinuierlich oder in zeitlichen Abständen von der Sensoreinheit 3 bestimmt werden. Der zeitliche Abstand ist beliebig und kann beispielsweise im Millisekunden- oder Sekundenbereich liegen. So könnte geregelt sein, dass der mindestens eine Amplitudenwert 32-mal in der Sekunde von der mindestens einen Sensoreinheit 3 bestimmt wird.
• Die Vertikalschwingung bzw. -schwingungen können durch zumindest eine Person in der Aufzugskabine 2 verursacht werden, indem diese in der Aufzugskabine 2 auf und ab springt oder auf andere Weise versucht derartige Schwingungen zu erzeugen. So können rhythmische Bewegungen der Person in der Resonanzfrequenz des Aufzugskabinensystems dazu führen, dass die Amplitudenwerte der Vertikalschwingungen maximal werden bzw. für die Aufzugsanlage bzw. Person in der Aufzugskabine 2 gefährliche Werte erreichen.
• Für die Bestimmung des mindestens einen Amplitudenwertes kann die Sensoreinheit 4 als Beschleunigungssensor ausgestaltet sein. Der mindestens eine Amplitudenwert wird dadurch bestimmt, dass nur eine Beschleunigung in z-Richtung, also in vertikaler Richtung (aufwärts/abwärts) berücksichtigt wird. Die horizontalen Schwingungen sind von sekundärer Bedeutung. Der mindestens eine Amplitudenwert wird im Allgemeinen maximal bei der Resonanzfrequenz des Aufzugskabinensystems. Bei Aufzugsanlagen liegt die Resonanzfrequenz bei ca. 0.5 bis 12 Hz. Daher kann das erfindungsgemässe Verfahren so ausgestaltet sein, dass nur in diesem Frequenzbereich der mindestens eine Amplitudenwert der sinusoidalen Vertikalschwingung bestimmt wird. Selbstverständlich kann aber auch über den gesamten Frequenzbereich der Aufzugsanlage der mindestens eine Amplitudenwert bestimmt werden. Die Resonanzfrequenz der Aufzugsanlage wird primär durch die Steifigkeit bzw. Länge der Tragmittel und die Masse der Kabine bestimmt. Aber auch weitere Parameter wie Steuerungsparameter, eine Gegengewichtsmasse und Trägheitsmomente einer Treibscheibe des Antriebs können einen Einfluss haben.
• Der mindestens eine Amplitudenwert der Vertikalschwingung wird von der Steuereinheit 4 mit einem vorher definierten Amplitudenwert verglichen und in Abhängigkeit des Vergleichs wird von der Steuereinheit 4 ein Sondermodus initiiert. Die Steuereinheit kann dabei eine Steuereinheit der Sensoreinheit 3, welche in die Sensoreinheit 3 integriert oder als separate Einheit mit ihr (3) verbunden ist, oder die Aufzugssteuerung der Aufzugsanlage sein. Ist die Steuereinheit 4 eine Einheit der mindestens einen Sensoreinheit 3, so sendet sie (4) der Aufzugssteuerung nach erfolgtem Vergleich mindestens ein Signal zum initiieren bzw. aktivieren des Sondermodus. Wird als Steuereinheit 4 die Aufzugssteuerung verwendet, so aktiviert diese auch den Sondermodus. Selbstverständlich ist erfindungsgemäss auch vorstellbar, dass die Sensoreinheit 4 zwar eine Steuereinheit aufweist, der Vergleich jedoch von der Aufzugssteuerung durchgeführt wird.
• Der Sondermodus kann von der Steuereinheit 4 dann initiiert werden, wenn der mindestens eine bestimmte Amplitudenwert mindestens so gross ist wie der vorher definierte Amplitudenwert. Zuvor kann der mindestens eine bestimmte Amplitudenwert mit einem mathematischen Verfahren ausgewertet werden. Dabei können eine schnelle Fourier-Transformation, ein Radix-4-Algorithmus, ein Winograd-Algorithmus, ein Primfaktor-Algorithmus, ein Goertzel-Algorithmus, eine Chirp-z-Transformation, eine Filterung mittels eines Bandpassfilters oder eine Ermittlung des maximalen Amplitudenwertes verwendet werden. Der mit einem solchen mathematischen Verfahren ausgewertete Amplitudenwert wird dann mit dem vorher definierten Amplitudenwert verglichen.
• Als Sondermodus kann beispielsweise eine Einleitung einer Notbremsung oder ein Halt bei einem nächstgelegenen Stockwerk verwendet werden. Vorstellbar ist auch, dass zuerst eine Notbremsung der Aufzugskabine eingeleitet und anschliessend zum nächstgelegenen Stockwerk verfahren wird. Der Sondermodus kann auch darin bestehen, dass ein Alarmsignal oder eine Sprachmitteilung ausgegeben wird. Oder es könnte eine Evakuierungsfahrt durchgeführt werden. Diese besteht darin, dass die Aufzugskabine 2 mit einer verlangsamten Geschwindigkeit zu einem Evakuierungsstockwerk verfahren wird.
• Bei der schnellen Fourier-Transformation kann der Algorithmus wie folgt beschrieben werden: $$\begin{array}{ll}{f}_m& ={\displaystyle \sum _{k=0}^{n-1}}{x}_{2k}{e}^{-\frac{2\mathit{\pi i}}{2n}m\left(2k\right)}+{\displaystyle \sum _{k=0}^{n-1}}{x}_{2k+1}{e}^{-\frac{2\mathit{\pi i}}{2n}m\left(2k+1\right)}\\ & ={\displaystyle \sum _{k=0}^{n-1}}{x}_k^{ʹ}{e}^{-\frac{2\mathit{\pi i}}{2n}\mathit{mk}}+e^{-\frac{\mathit{\pi i}}{2n}}m{\displaystyle \sum _{k=0}^{n-1}}{x}_k^{ʺ}{e}^{-\frac{2\mathit{\pi i}}{2n}\mathit{mk}}\\ & =\{\begin{array}{ll}{f}_m^{ʹ}+e^{-\frac{\mathit{\pi i}}{n}m}{f}_m^{ʺ}& \mathit{falls\; m}<n\\ f_{m-n}^{ʹ}-e^{-\frac{\mathit{\pi i}}{n}\left(m-n\right)}{f}_{m-n}^{ʺ}& \mathit{falls\; m}\ge n\end{array}\end{array}$$

  
• Mit einem derart beschriebenen Algorithmus können Amplitudenwerte des gesamten Frequenzbereichs bzw. -spektrums einer Aufzugsanlage bestimmt werden oder nur solche Werte, die sich in einem bestimmten Frequenzbereich, beispielsweise in einem Intervall zwischen 0.5 und 12 Hz, befinden.
• Figur 2 zeigt ein zweites Beispiel einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage. Diese Aufzugsanlage, wie auch in Figur 1, weist zumindest eine Aufzugskabine 2 auf, die über ein Tragmittel 5 mit einer Antriebseinheit 7 und einem Gegengewicht 6 verbunden ist. Selbstverständlich ist es erfindungsgemäss auch vorstellbar, dass als Aufzugsanlage ein hydraulischer Aufzug verwendet wird. Bei einem hydraulischen Aufzug besteht das Aufzugskabinensystem zumindest aus der Aufzugskabine 2 und dem Hydraulikstempel.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die mindestens eine Sensoreinheit 3 eine Einheit einer Sicherheitskette bzw. eines Sicherheitskreises mit Sicherheitseinheiten 8, welche zum Beispiel als Türkontakte auf den einzelnen Stockwerken 0. SW bis 4. SW angeordnet sind. Auch können die Sicherheitseinheiten zur Überwachung der Antriebseinheit 7, des Schachtes 1 usw. vorgesehen sein. In diesem Beispiel ist angedeutet, dass die mindestens eine Sensoreinheit 3 sowohl in als auch an der Aufzugskabine 2 angeordnet sein kann. Die Sicherheitseinheiten 8 und die mindestens eine Sensoreinheit 3 sind über ein drahtgebundenes oder drahtungebundenes Kommunikationsnetz miteinander verbunden.
• Aufgrund der Auswertung und des Vergleichs, wie sie in Figur 1 beschrieben sind, wird der Sondermodus aktiviert bzw. initiiert, indem die mindestens eine Sensoreinheit 3 ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 4 sendet. Auch könnte die mindestens eine Sensoreinheit 3 so ausgestaltet sein, dass sie die Sicherheitskette unterbricht und somit der Sondermodus aktiviert wird. Diese Unterbrechung kann kurzzeitig oder permanent ausgestaltet sein. Die Sensoreinheit 3 kann entweder als Schalteinheit ausgestaltet sein oder eine Schalteinheit aufweisen.

Claims (14)

1. Verfahren zum vandalensicheren Betrieb einer Aufzugsanlage mit mindestens einem Aufzugskabinensystem, bestehend aus zumindest einer Aufzugskabine (2) und mindestens einem mit der Aufzugskabine (2) verbundenen Tragmittel (5) und mindestens einer mit einer Steuereinheit (4) verbundenen, in oder an der Aufzugskabine (2) angeordneten Sensoreinheit (3), dadurch gekennzeichnet,
   dass von der mindestens einen Sensoreinheit (3) mindestens ein Amplitudenwert einer Vertikalschwingung des Aufzugskabinensystems bestimmt und von der Steuereinheit (3) mit einem vorher definierten Amplitudenwert verglichen wird und
   dass von der Steuereinheit (4) in Abhängigkeit des Vergleichs ein Sondermodus der Steuereinheit (4) initiiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass der Sondermodus von der Steuereinheit (4) initiiert wird, wenn der mindestens eine bestimmte Amplitudenwert mindestens so gross ist wie der vorher definierte Amplitudenwert.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass der mindestens eine bestimmte Amplitudenwert von der Steuereinheit (4) mittels eines mathematischen Verfahrens ausgewertet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass als mathematisches Verfahren eine schnelle Fourier-Transformation, ein Radix-4-Algorithmus, ein Winograd-Algorithmus, ein Primfaktor-Algorithmus, ein Goertzel-Algorithmus, eine Chirp-z-Transformation, eine Filterung mittels eines Bandpassfilters und/oder eine Ermittlung eines maximalen Amplitudenwertes verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass der mindestens eine ausgewertete Amplitudenwert mit dem vorher definierten Amplitudenwert verglichen wird.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass die Steuereinheit (4) mit der mindestens einen Sensoreinheit (3) über ein drahtgebundenes oder drahtungebundenes Kommunikationsnetz verbunden wird.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass als Sondermodus eine Initiierung einer Notbremsung, eine Ausgabe eines Alarmsignals, eine Ausgabe einer Sprachmitteilung oder ein Halt bei einem nächstgelegenen Stockwerk verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass der mindestens eine Amplitudenwert von Frequenzen eines vorher definierten Frequenzbandes bestimmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass als Frequenzband ein Intervall von 0.5 Hz bis 12 Hz verwendet wird.
10. Vorrichtung zum vandalensicheren Betrieb einer Aufzugsanlage mit mindestens einem Aufzugskabinensystem, bestehend aus zumindest einer Aufzugskabine (2) und mindestens einem mit der Aufzugskabine (2) verbundenen Tragmittel (5) und mindestens einer mit einer Steuereinheit (4) verbundenen, in oder an der Aufzugskabine (2) angeordneten Sensoreinheit (3), dadurch gekennzeichnet,
    mindestens eine Sensoreinheit (3) mindestens einen Amplitudenwert einer Vertikalschwingung des Aufzugskabinensystems bestimmt,
    dass die Steuereinheit (4) den mindestens einen bestimmten Amplitudenwert mit einem vorher definierten Amplitudenwert vergleicht und in Abhängigkeit des Vergleichs einen Sondermodus initiiert.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mindestens eine Sensoreinheit (3) eine Einheit einer Sicherheitskette der Aufzugsanlage ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Sensoreinheit (3) eine Schalteinheit aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Steuereinheit (4) eine Aufzugssteuereinheit und/oder eine Steuereinheit der mindestens einen Sensoreinheit (3) vorgesehen sind.
14. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mindestens eine Sensoreinheit (3) ein Beschleunigungssensor ist.

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