FI84105C

FI84105C - Method and apparatus for generating load data in an elevator

Info

Publication number: FI84105C
Application number: FI895376A
Authority: FI
Inventors: Pekka Torenius; Heikki Maellinen
Original assignee: Kone Oy
Priority date: 1989-11-10
Filing date: 1989-11-10
Publication date: 1991-10-10
Also published as: ATE117969T1; FI895376A0; AU637843B2; EP0427075B1; CA2029422C; EP0427075A2; JP2540665B2; DE69016581T2; FI84105B; EP0427075A3; AU6581690A; CA2029422A1; JPH03192081A; BR9005697A; DE69016581D1

Abstract

Procedure and apparatus for producing elevator load data. The procedure employs one or more tension sensing detectors (14) placed on the elevator car unit (1) or on a member (33,35) carrying the weight of said unit. At least one detector is placed on the elevator car unit in a location where the tension caused by the load is high. Based on the information obtained from the detectors, a car load signal and another load signal, used especially in the start setting of a hoisting motor drive and dependent on the position of the elevator car unit, are produced.

Description

8410584105

MENETELMÄ JA LAITTEISTO HISSIN KUORMITUSTIETOJEN MUODOSTAMISEKSI - FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR ATT BILDA BELASTNINGS-DATA I EN HISSMETHOD AND APPARATUS FOR GENERATING ELEVATOR LOAD DATA - FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR ATT BILDA BELASTNINGS-DATA I EN HISS

5 Tämän keksinnön kohteena on menetelmä ja laitteisto hissin kuormitustietojen muodostamiseksi, jossa menetelmässä käytetään yhtä tai useampaa hissikoriyksikköön tai hissi-koriyksikön painoa kannattavaan elimeen sijoitettua, jännitystä mittaavaa anturia.The present invention relates to a method and apparatus for generating elevator load data, which method uses one or more tension measuring sensors located in an elevator car unit or a weight-supporting member of an elevator car unit.

1010

Tunnetuissa hissien kuormanmittausjärjestelmissä on tarkoituksena saada hissikorin kuormasta riippuvia signaaleita. Tällainen kuormanmittauslaite nostoköysi1lä varustetun hissin hissikorille on esitetty esimerkiksi FI-kuulutusjulkai-15 sussa 75048. Ko. julkaisussa esitetyssä hississä hissikorin pohja tukeutuu eristyselementtien välityksellä kulmarautojen vaakatasossa oleviin olkiin ja kulmarautojen pystysuorat olat on ruuvattu kiinni pohjakehikkoon. Jokaisen kulmaraudan vaakatasossa olevien olkien ylä- ja alapuolelle on kiinni-20 tetty venymämittausliuska. Edullista on ko. kuulutusjulkai-sun mukaan käyttää neljää kulmarautaa, jotka on asetettu pohjakehikon neljään kulmaan. Venymämittausliuskat on ko. järjestelmässä liitetty hissikorin alapuolelle pohjakehik-koon kiinnitettyyn vahvistimeen. Epäkohtana ko. julkaisun 25 mukaisessa ratkaisussa on esimerkiksi se, että venymämit-tausliuskojen asentaminen liimaamalla on hankalaa erityisesti jälkiasennuksissa.Known elevator load measurement systems are intended to obtain load-dependent signals for an elevator car. Such a load measuring device for an elevator car with a hoisting rope is disclosed, for example, in FI publication 75048. in the elevator disclosed in the publication, the bottom of the elevator car is supported by insulating elements on the horizontal straws of the angle irons and the vertical shoulders of the angle irons are screwed to the base frame. A strain gauge is attached above and below the horizontal straws of each angle bar. It is preferred that according to the announcement publication, use four angle irons placed at the four corners of the base frame. The strain gauges are connected to an amplifier attached to the bottom frame size below the car in the system. The disadvantage The solution according to the publication 25 is, for example, that the installation of strain gauge strips by gluing is difficult, especially in retrofits.

Tavallisista, hissikorin alle asennettavista kuormanmitta-30 usjärjestelmistä ei suoraan saada lähdönasettelutietoa, vaan siihen tarvitaan erillinen nostokoneistoon sijoitettava vaakalaite, esim. jarruvaaka.Ordinary load-measuring systems installed under the car do not directly provide output setting information, but require a separate horizontal device to be placed in the lifting gear, eg a brake balance.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edelläesitetyt 35 epäkohdat ja saada aikaan erityisesti hissien modernisoin- 2 84105 tiin soveltuva järjestelmä hissin kuormitustietojen muodostamiseksi .The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to provide a system for generating elevator load data which is particularly suitable for the modernization of elevators.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle hissin kuormitustietojen 5 muodostamiseksi on tunnusomaista se, että ainakin yksi anturi on sijoitettu sellaiseen paikkaan hissikoriyksikössä, jossa kuormituksen aiheuttama jännitys on suuri, ja että antureista saatavien tietojen perusteella muodostetaan hissi-korin kuormatieto sekä toinen, erityisesti nostomoot-10 torikäytön lähdönasettelussa käytettävä, hissikoriyksikön paikasta riippuva kuormitustieto.The method according to the invention for generating elevator load data 5 is characterized in that at least one sensor is located in an elevator car unit where the stress caused by the load is high, and that the elevator car load data is generated based on the sensor data and another, especially a hoist-10 load information depending on the location of the elevator car unit.

Keksinnön edulliset sovellutusmuodot on esitetty muissa patenttivaatimuksissa .Preferred embodiments of the invention are set out in the other claims.

1515

Keksinnön mukainen laitteisto on helposti lisättävissä olemassaoleviin hisseihin. Tällöin saavutetaan hissikorin alle sijoitettuun vaakaan nähden seuraavat edut, jotka erityisesti korostuvat hissien modernisoinneissa. Hissikoria ei 20 tarvitse nostaa antureiden asentamiseksi eikä tarraajakehän yläpalkin alle siten tarvitse varata ylimääräistä tilaa. Hissikorin alle tuleviin korieristyksiin ei tarvitse lisätä lisäeristyksiä kuormitusmittauksen vuoksi. Hissikorin alle ei myöskään tarvitse tehdä konstruktiomuutoksia. Lisäksi 25 laitteistoa voidaan käyttää hissikori-kehä-järjestelmissä, joissa hissikorin ja tarraajakehän välissä ei ole eristystä.The apparatus according to the invention can be easily added to existing elevators. In this case, the following advantages are achieved in relation to the scale placed under the elevator car, which are particularly emphasized in the modernization of elevators. The elevator car 20 does not need to be raised to install the sensors and thus no additional space needs to be reserved under the top bar of the gripper ring. It is not necessary to add additional insulation to the car insulation under the elevator car due to load measurement. There is also no need to make design changes under the elevator car. In addition, 25 devices can be used in elevator car-perimeter systems where there is no insulation between the elevator car and the gripper perimeter.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin esimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 30In the following, the invention will be described in more detail by means of examples with reference to the accompanying drawings, in which 30

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisella kuormitusmittauslait-teistolla varustettua hissiä.Figure 1 shows an elevator with a load measuring device according to the invention.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista laitteistoa.Figure 2 shows an apparatus according to the invention.

35 3 8410535 3 84105

Kuvio 3 esittää erästä keksinnön mukaisella kuormitusmit-tauslaitteistolla varustettua hissikoria.Figure 3 shows an elevator car provided with a load measuring device according to the invention.

Kuvio 4 esittää myös erästä keksinnön mukaisella kuormitus-5 mittauslaitteistolla varustettua hissikoria.Figure 4 also shows an elevator car equipped with a load-5 measuring apparatus according to the invention.

Kuvio 5 esittää vielä erästä keksinnön mukaisella kuormitus-mittauslaitteistolla varustettua hissikoria.Figure 5 shows another elevator car provided with a load-measuring device according to the invention.

10 Kuvio 6 esittää keksinnön mukaisen laitteiston kytkentää.Figure 6 shows the connection of the apparatus according to the invention.

Kuviot 7a - 7d esittävät vahvistimen ulostuloja.Figures 7a to 7d show the outputs of the amplifier.

Kuviot 8a ja 8b esittävät keksinnön mukaisella kuormitus-15 mittauslaitteistolla varustettua hydraulihissiä.Figures 8a and 8b show a hydraulic elevator equipped with a load-15 measuring apparatus according to the invention.

Kuviossa 1 esitetyssä hissijärjestelmässä on johteita pitkin hissikuilussa (ei esitetty) kulkeva hissikoriyksikkö 1, jossa on hissikori 2 sekä tarraajakehä. Tarraajakehässä on ylä-20 palkit 3a ja 3b, sivupalkit 4 ja alapalkit 5a ja 5b. Hissi-koriyksikköä liikutetaan kuilun yläpuolella olevaan konehuoneeseen sijoitettujen, ohjausyksiköllä varustetun nostomoot-torin 6, vaihteen 7, vetopyörän 8 ja taittopyörän 9 sekä nostoköysien 10 avulla. Nostoköydet on kiinnitetty yläpalk-25 kien väliin kiinnityskohtaan 11, ja niiden toisessa päässä on vastapaino 12. Hissikoriyksikköön on kytketty korikaapeli 13. Yläpalkit ovat kiinni samassa pystypalkissa, ja kori on tarraajakehän sisällä.The elevator system shown in Fig. 1 has an elevator car unit 1 running along guides in an elevator shaft (not shown), which has an elevator car 2 and a gripping ring. The gripper ring has upper-20 beams 3a and 3b, side beams 4 and lower beams 5a and 5b. The elevator car unit is moved by means of a hoisting motor 6 with a control unit, a gear 7, a traction sheave 8 and a folding wheel 9 and hoisting ropes 10 located in the machine room above the shaft. The hoisting ropes are attached between the upper beams 25 to the attachment point 11, and at their other end there is a counterweight 12. A car cable 13 is connected to the elevator car unit. The upper beams are attached to the same vertical beam and the car is inside the gripper ring.

30 Keksinnön mukaista kuormituksen määrittämistä varten yläpal-kin 3a päälle, jossa on suuri jännitys, on sijoitettu venymäliuska-anturi 14, joka on yhd istysj ohdon 15 kautta kytketty hissikorin 2 katolla olevaan keskusyksikköön 16.In order to determine the load according to the invention, a strain gauge strip sensor 14 is arranged on the high beam 3a of the upper beam, which is connected to the central unit 16 on the roof of the elevator car 2 via a connecting line 15.

35 Kuviossa 2 esitettyyn laitteistoon kuuluu venymäliuska-anturi 14, yhdistysjohto 15 ja vahvistinkortti 17 koteloineen 4 84105 18 ja läpivienteineen 19. Jos tarvitaan verkkojännitesyöttö ja/tai releulostulot, tarvitaan myös adapterikortti 20. Anturina voidaan käyttää esimerkiksi FI-kuulutusjulkaisussa 62904 esitettyä venymäliuska-anturia, joka päistään ruu-5 veilla alustaan kiinnitettynä mittaa alustan veto- ja puristusjännityksiä pituusakselinsa suunnassa. Sen runko-osan päiden väliin on kiinnitetty venymäliuskat. Venymäliuskojen kiinnityskohta taipuu alustan veto- ja puristusjännitysten j ohdosta.The apparatus shown in Fig. 2 comprises a strain gauge sensor 14, a connecting cable 15 and an amplifier board 17 with housings 4 84105 18 and bushings 19. If a mains voltage supply and / or relay outputs are required, an adapter card 20 is also required. which, at its ends, with a knife attached to the base, measures the tensile and compressive stresses of the base in the direction of its longitudinal axis. Tension strips are attached between the ends of its body. The point of attachment of the strain gauge strips bends due to the tensile and compressive stresses of the substrate.

1010

Kuvio 3 esittää hissikoriyksikköä, jossa yläpalkit ovat kiinni erillisissä pystypalkeissa 21a ja 22b tai hissikori 2 on epäsymmetrisessä asennossa tarraajakehään nähden. Tällöin käytetään kahta anturia 14 ja 22, joista toinen on toisessa 15 yläpalkissa ja toinen toisessa. Anturit on kytketty johti-milla 15 ja 23 keskusyksikköön.Fig. 3 shows an elevator car unit in which the upper beams are attached to separate vertical beams 21a and 22b or the elevator car 2 is in an asymmetrical position with respect to the gripper ring. In this case, two sensors 14 and 22 are used, one in the top bar 15 and the other in the other. The sensors are connected by wires 15 and 23 to the central unit.

Antureista saadaan köysiin kohdistuva voima (kuorma). Lisäksi voidaan saada johteiden asennusvirheistä ja hissi-20 korin ohjaimista johtuvat palkin jännitysmuutokset. Tällöin voidaan määrittää asennuksen laatu ja hissikorisysteemin liikekitka.The sensors provide the force (load) on the ropes. In addition, beam stress changes due to wiring installation errors and elevator-20 car controls can be obtained. In this case, the quality of the installation and the friction of the elevator car system can be determined.

Kuvio 4 esittää kuvion 1 mukaista hissikoriksikköä, jossa on 25 yläpalkissa köysipyörä 24, jossa nostoköydet liikkuvat. Lisäksi hissikoriyksikössä on tasapainotuslaite, joka on kiinnitetty alapalkkiin ja muodostuu palkista 25 ja tasapaino-tusketjusta 26 tai vastaavasta. Hissikori on symmetrisessä asennossa tarraajakehään nähden. Tällöin palkkiin 25 on . . .30 kiinnitetty anturi 27, joka on yhdistetty keskusyksikköön johdolla 28. Järjestelmän avulla on mahdollista tarkastaa hissijärjestelmän tasapainotus.Fig. 4 shows an elevator car unit according to Fig. 1 with a rope pulley 24 in the upper beam 25, in which the hoisting ropes move. In addition, the elevator car unit has a balancing device attached to the lower beam and consisting of a beam 25 and a balancing chain 26 or the like. The elevator car is in a symmetrical position with respect to the gripper ring. Then the bar 25 is. . .30 a fixed sensor 27 connected to the central unit by a cable 28. The system makes it possible to check the balance of the elevator system.

Kuvio 5 esittää kuvion 2 mukaisen hissikoriyksikön, jossa 35 yläpalkit ovat kiinni erillisissä pystypalkeissa tai kori on epäsymmetrisessä asennossa korikehykseen nähden. Hissiko-Fig. 5 shows the elevator car unit according to Fig. 2, in which the upper beams are fixed in separate vertical beams or the car is in an asymmetrical position with respect to the car frame. the elevator car

IIII

5 84105 riyksikössä on kuvion 4 mukaisesti köysipyörä ja tasapaino-tuslaite on kiinni alapalkissa. Kompensointianturi 27 antaa lisäksi hissin absoluuttisen paikkatiedon.As shown in Fig. 4, the 84105 tire unit has a pulley and the balancing device is attached to the lower beam. The compensation sensor 27 further provides the absolute position information of the elevator.

5 Keskusyksiköstä saadaan tyhjän korin, täyden korin ja ylikuorman ilmaisu. Siitä saadaan myös jatkuva, analoginen korin kuormasignaali ja analoginen lähdönasetussignaali nostomoottorin virran asettelemiseksi.5 The central unit provides an indication of empty basket, full body and overload. It also provides a continuous, analog car load signal and an analog output setting signal to set the hoist motor current.

10 Kuvio 6 esittää keksinnön mukaisen laitteiston toimintakaaviota. Keskusyksikössä 16 on kuvion 2 mukaisesti vah-vistinkortti 17. Vahvistimen jännitesyöttö Vdc on 24 V tasa-jännite. Vahvistinkortista lähtee johdot kolmelle anturille (anturil, anturi2, anturi 3) 14, 22, 27 sekä transistori- 15 lähdöt ohjaustauluun. Johdot voidaan myös korvata esim. väyläratkaisulla.Figure 6 shows an operating diagram of the apparatus according to the invention. The central unit 16 has an amplifier board 17 as shown in Fig. 2. The voltage supply Vdc of the amplifier is 24 V DC. The amplifier board outputs the wires to three sensors (sensor, sensor2, sensor 3) 14, 22, 27 and the transistor outputs to the control panel. The cables can also be replaced with a bus solution, for example.

Jos tasajännitesyöttöä Vdc ei ole saatavissa, ja tarvitaan potentiaalivapaat koskettimet, käytetään keskusyksikön yh-20 teydessä apaterikorttia 20, jolla verkkojännite Vac muu tetaan tasa jännitteeksi. Lisäksi voi olla relelähdöt R ohj austauluun.If a DC supply Vdc is not available and potential-free contacts are required, a battery board 20 is used in connection with the central unit to convert the mains voltage Vac to DC voltage. In addition, there may be relay outputs R to the control panel.

Kuvio 7a esittää mittauskanavan (-kanavien) vahvistettua 25 ulostuloa 01. Siinä näkyy tasapainotuslaitteen ja korikaape-lin aiheuttaman paikkariippuvan kuormituksen vuoksi lineaarisesti alimmasta kerroksesta A ylimpään kerrokseen Y (vaaka-akseli) nousevat täyden korin ulostulo LF ja tyhjän korin ulostulo LE, joiden väli kuvaa kuormaa L. Lisäksi ku-30 viossa näkyy vakiona pysyvä hissikoriyksikön aiheuttaman kuormituksen ulostulo (offset) OS. Kuvio 7b esittää kompen-sointikanavan ulostuloa 02, joka kuvaa tasapainotuslaitteen ja korikaapelin aiheuttaman kuormituksen lineaarisesti nousevaa signaalia BT. Kuvio 7c esittää kuorman signaalia L, 35 joka saadaan vähentämällä kuvion 7a ulostulosta 01 offset OS sekä hissikoriyksikön, nostoköysien ja tasapainotuslaitteen 6 84105 paino. Kuvio 7d esittää lineaarisesti muuttuvaa lähtöasettelutietoa ST virheellisen tai puuttuvan kompensoinnin kansssa. Alussa näkyvä keskimmäisen arvon ja nollatason väli kuvaa kompensoinnin virhettä OS'.Fig. 7a shows the amplified output 01 of the measuring channel (s) 25. Due to the position-dependent load caused by the balancing device and the car cable, the full car output LF and the empty car output LE rise linearly from the lowest layer A to the highest layer Y (horizontal axis). load L. In addition, the ku-30 fault shows a constant load output (offset) OS caused by the elevator car unit. Fig. 7b shows the output 02 of the compensation channel, which illustrates the linearly increasing signal BT of the load caused by the balancing device and the car cable. Fig. 7c shows the load signal L, 35 obtained by subtracting from the output 01 of Fig. 7a the offset OS and the weight of the elevator car unit, the hoisting ropes and the balancing device 6 84105. Fig. 7d shows linearly variable output setting information ST with erroneous or missing compensation. The distance between the middle value and the zero level shown at the beginning describes the compensation error OS '.

55

Kuvio 8a esittää keksinnön mukaista laitteistoa sovitettuna hydraulihissiin, jossa on hissikoriyksikön 28 liikuttamiseksi hydraulinen nostosylinteri 29, jossa on liikkuva mäntä 30, paineputki 31 sekä nostokoneisto 32, jossa on hydrau-10 liikkapumppu, nostpmoottori sekä muut nostamiseen tarvittavat laitteet. Mäntä 30 on kiinnitetty hissikoriyksikköön sangan 33 avulla. Hissikoriyksikön alle on kiinnitetty korikaapeli 34. Sylinterin alla olevaan kannatuspalkkiin 35 on sijoitettu anturi 14, yhdistysjohto 15 sekä keskusyksikkö 15 16. Kuvion 8b tapauksessa anturi on sijoitettu sankaan lä helle hissikoriyksikköä.Fig. 8a shows an apparatus according to the invention fitted to a hydraulic elevator having a hydraulic lifting cylinder 29 with a movable piston 30, a pressure pipe 31 and a lifting mechanism 32 with a hydraulic-10 motion pump, a lifting motor and other lifting equipment for moving the elevator car unit 28. The piston 30 is attached to the elevator car unit by means of a handle 33. A car cable 34 is attached under the elevator car unit. A sensor 14, an association line 15 and a central unit 15 16 are placed in the support beam 35 below the cylinder. In the case of Fig. 8b, the sensor is placed in a bracket near the elevator car unit.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellu-tusmuodot eivät rajoitu yksinomaan edelläesitettyihin sovel-20 lutusesimerkkeihin, vaan ne voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Venymäliuska-anturin sijasta voidaan käyttää myös esimerkiksi pietsosähköisiä tai muita jännitystä mittaavia antureita.It will be clear to a person skilled in the art that the various embodiments of the invention are not limited exclusively to the application examples presented above, but may vary within the scope of the claims set out below. Instead of a strain gauge, it is also possible to use, for example, piezoelectric or other stress measuring sensors.

IlIl

Claims

A method by which load data for an elevator can be determined, which method utilizes one or more voltage measuring sensors (14,22,27) located in the elevator basket unit (1,28) or in the element (33,35 ) carrying the elevator basket unit, in which method at least one sensor (14, 22) is located at a location in the elevator basket unit where the voltage caused by the load is large, characterized in that the output signals of the sensors are used to form at least two continuous ones. load quantities, the load quantity of the elevator basket which is formed by subtracting the value of the loaded basket from the empty basket value, and another quantity dependent on the position of the elevator basket unit, which is used especially when starting the lift motor operation.

Method according to claim 1, characterized in that at least one sensor (14, 22) is at the same or at least almost the same height as the attachment of the lifting member (3) or members (13).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that at least one sensor (27) is placed 25. the balancing device (25, 26) in the elevator basket unit.

Method according to claim 3, characterized in that the position quantity of the elevator basket unit is formed by means of the sensor located in the balancing device (25, 26). 30

Device which enables determination of load data for an elevator and applies the method according to claim 1, which device comprises one or more voltage measuring sensors (14,22,27), placed in the elevator basket unit (1,28) or 35. the element (33, 35) carrying the elevator basket unit, and an amplifier unit (16), and in which device at least one sensor (14,22) is located at a location in the elevator basket unit where the voltage caused by the load is large, typically in that the amplifier unit, by means of the 5 sensors output signals, forms at least two continuous load quantities, the load quantity of the elevator basket which is subtracted from the value of the loaded basket from the empty basket value and another quantity dependent on the position of the elevator basket unit, which is used especially at the start setting. of the lift motor operation.

Device according to claim 5, characterized in that the device comprises at least one sensor (27) located in the balancing device (25, 26) of the elevator car unit, by means of which the position quantity of the elevator basket unit is formed.

Device according to claim 5 or 6 for determining load data for a lift-provided elevator, characterized in that at least one sensor is placed in the superstructure of the elevator basket unit as, for example, in the upper frame of the catch frame (3a, 3b).

Apparatus according to claim 5 or 6 for determining load data for a hydraulic lift, characterized in that at least one sensor is located in the carrier (33) which moves the lift basket unit or on the beam (35) supporting the lift unit.

Device according to any of claims 5-8, characterized in that the load transducer operates independently and that it is mechanically fixed to the support, e.g. with screws. Il