TWI398396B - 防止可於升降設備之相同梯井中移動的兩升降車廂碰撞的方法及對應的升降設備 - Google Patents

防止可於升降設備之相同梯井中移動的兩升降車廂碰撞的方法及對應的升降設備 Download PDF

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Description

防止可於升降設備之相同梯井中移動的兩升降車廂碰撞的方法及對應的升降設備
本發明根據申請專利範圍第1項之前言部分係有關於一種防止兩可移動於升降設備之同一梯井中的升降車廂相碰撞之方法，且根據申請專利範圍第6項之前言部分係有關於一種可依照此方法操作之升降設備。
在同一梯井中具有多個升降車廂之升降設備(亦被稱為多車廂型升降設備)通常在各車廂上具有一各自之驅動及制動系統。此外，此類升降設備配備有碰撞防護系統，藉其可防止諸升降車廂之碰撞。
除了傳統之電子控制式碰撞防護系統外，歐洲專利申請第EP 06 120 359號案亦已揭示一種具有碰撞防護系統之升降設備，而此碰撞防護系統具有可以機械方式被起動之機電型開關機構。此歐洲專利申請案之揭示內容被視為本案之一整體構成必需部分。所述及之碰撞防護系統在結構上簡單且在操作上可靠。然而，此系統之缺點在於：在不考量其他判定標準(例如諸升降車廂間之相對速度，或在止動煞車起後任何時刻之瞬間有效距離)之下，此系統之起動只在當兩接近中之升降車廂間的距離小於臨界最小距離時才會發生。尤其在高車廂速度及緊急情況下，將無法確定地保證另一配置在上方或下方之升降車廂們可及時地停止以避免碰撞。
 本發明此時之目的係
- 在一多車廂型升降設備之情形中提供一種方法，其可在當諸升降車廂間之距離進一步減小以致需要立即緊急停止時起動一額外煞車，儘管此時已藉由碰撞防護系統而已起動諸止動煞車，及- 產生一可按照此方法操作之多車廂型升降設備。
在此方面應儘可能地構想出此緊急停止系統，以便可因而縮小梯井之截面。
此目的之達成係
- 藉由申請專利範圍第1項所述本發明之諸特徵，及- 藉由申請專利範圍第6項所述本升降設備之諸特徵。
本發明之諸有利實施範例及發展係分別由諸申請專利範圍附屬項予以定義。
新的升降設備包括至少一上方升降車廂及至少一下方升降車廂。此兩升降車廂大致上彼此獨立地且垂直地向上及向下移動於升降設備之一共同梯井中。
上方升降車廂具有第一驅動及制動系統，其包括第一止動煞車(較佳係一馬達煞車)。下方升降車廂具有第二驅動及制動系統，其包括第一止動煞車(較佳係一馬達煞車)。根據本發明，第一升降車廂上附加地配備有第一車廂(緊急)煞車，且第二升降車廂上配備有第二車廂(緊急)煞車，而此諸煞車之功能將於下文中敘述。
此外，升降設備具有碰撞防護系統，以便可避免兩升降車廂間之碰撞。此碰撞防護系統較佳地包括一位於上方 升降車廂處之第一機電式開關機構，及一位於下方升降車廂處之第二機電式開關機構，藉此諸開關機構可經由第一止動煞車而起動上方升降車廂之減速，及/或可經由第二止動煞車而起動下方升降車廂之減速。然而根據EP-06120359案，此諸升降車廂及此碰撞防護系統特別地可被建構，但卻並不必然是必須要被建構的。
根據本發明將額外地設置一緊急停止系統。此緊急停止系統被設計成在起動由止動煞車所進行之減速或煞車之後，使其可持續地或重覆地確定兩升降車廂之瞬間移動狀態，且一方面基於對諸升降車廂移動狀態之考量，及另一方面基於對可確定煞車標準之考量，而在有需要之情形下起動由一相關聯車廂煞車對一或兩個已被移動之升降車廂所進行的額外煞車。
諸升降車廂之移動狀態尤其且實質上係為其相對速度之函數。
煞車標準原則上可被預先確定，但有利地係將諸升降車廂之瞬間移動狀態包含於內。
下文中將藉由一實施範例並配合參考附圖來敘述本發明之進一步細節及優點。
第1圖顯示一簡單之升降設備10。如前所述地，此類升降設備係以多車廂型升降設備之名被習知，此升降設備10具有一升降梯井11，其中一上方升降車廂A1及一下方升降車廂A2均可垂直地移動。只要介於此兩升降車廂A1、 A2間之臨界距離d(0)被維持，亦即在正常操作期間之瞬間間距di較大於臨界最小距離，則兩升降車廂A1、A2可彼此獨立地移動於梯井11中。此升降設備10具有一驅動及制動單元，其中較佳地諸升降車廂A1、A2中之每一者具有一個別之驅動及制動系統。
升降設備10額外地具有一碰撞防護系統20。此碰撞防護系統20包括：一第一機電式開關機構21，其被配置在上方升降車廂A1之下方區域中；及一第二機電式開關機構22，其被配置在下方升降車廂A2之上方區域中。此兩開關機構21、22被彼此上下垂直對齊地裝設。
升降設備10之碰撞防護系統20較佳地針對每一個升降車廂A1、A2各包括一個別之安全電路，其中串聯地配置多個安全元件，諸如安全接觸件及安全開關。如果一安全開關及因此所有被整合於其中之安全接觸件被閉合，則僅對應之升降車廂A1或A2可被移動。此安全電路係與升降設備10之驅動及制動單元相連接，或與諸升降車廂A1、A2之驅動及制動系統相連接，以便可在如果一安全電路藉由促動對應之機電式開關機構21及/或22而被斷開之情形下，中斷對應之升降車廂A1及/或A2之運行操作。
第一機電式開關機構21包括一重體23，其具有一被懸吊在一長形撓性支撐元件24處之重量G，而此支撐元件則依次地被繫固於上方升降車廂A1之下方區域處。此支撐元件24及重體23之整個垂直長度大致對應於將被維持在諸升降車廂A1、A2間之臨界距離d(0)。
第二開關機構22包括一呈桿件28形狀之機械式感應器(見第2圖)，其作用在一接觸開關34上。
在正常情形下，亦即當諸升降車廂A1與A2間之間距di係較大於臨界距離d(0)時，重體23自由地懸掛於支撐元件24處，而此支撐元件被配置在拉應力下，並藉由重體23之重量G而被保持在伸展狀態。
如果諸升降車廂A1、A2接近至其間之瞬間間距di小於臨界距離d0之程度，則重體23將撞擊在第二機電式開關機構22之桿件28上。由重體23作用於支撐元件24上之拉力因而減小，且支撐元件24中之拉應力大體上亦因此而減小。
由於在支撐元件24中之拉應力方面之顯著減小，使得此上方升降車廂A1之第一驅動及制動單元的安全電路被斷開。此上方升降車廂A1藉由第一止動煞車(例如被設計成一馬達煞車)所進行之減速因此被起動。透過重體23在桿件28上之撞擊，下方升降車廂A2之第二驅動及制動單元的安全電路幾乎同時地被斷開。此下方升降車廂A2藉由第二止動煞車(例如被設計成一馬達煞車)所進行之減速因此被起動。
然而，本發明之緊急停止系統亦可被用於升降設備10中，此類升降設備之碰撞防護系統採不同之設計，或此類升降設備之止動煞車可用一種不同之方式被起動，及/或此類升降設備上配備有一安全匯流排系統而非前述之安全電路。
根據本發明，除了碰撞防護系統20外，升降設備10另具有緊急停止系統，藉此可在經由一或兩個止動煞車所進行之一或兩個升降車廂A1、A2的減速後達成此諸已移動之升降車廂A1、A2的額外煞車。此額外減速之起動係在諸升降車廂A1、A2之瞬間移動狀態之考慮下且基於緊急停止標準而發生。
本發明之緊急停止系統可包括碰撞防護系統20之諸構件以及諸額外之構件，亦即在此情形下，緊急停止系統至少部分地被整合於此碰撞防護系統20中。
至於根據本發明所實施且如第2圖所示之升降設備10的碰撞防護系統，其中之撓性支撐元件24並不直接地或固定地繫固在上方升降車廂A1之下方區域處，或在一被配置於該處之桿件處，而是被安裝在一滾輪30處。此滾輪30依次被可轉動地繫固在上方升降車廂A1之下方區域處。此繫固情形並未被顯示於第2圖中。滾輪30具有一內部能量貯存器31(或一被附接之能量貯存器31，如第4圖所示)，其較佳係呈一螺旋彈簧形狀，且施加一具有轉動此滾輪30之趨向的力(在所示之範例中，此轉動係以順時針方向進行)，以便使撓性之支撐元件20可被捲起至此滾輪30上。在正常之情形下，即當諸升降車廂A1及A2間之瞬間間距di較大於臨界距離d0時，滾輪30被阻擋轉動，且此阻擋尤其係藉由拉力予以達成，而此拉力則係由重體23之重量G所負載之撓性支撐元件24所施加者。此意指滾輪30由於此阻擋而無法藉由其內部能量貯存器31而進行旋轉。就 在諸升降車廂A1、A2之減速已因為諸升降車廂A1和A2間之瞬間距離di減小至臨界距離d0之下而由諸止動煞車所起動之後，緊急停止系統或其控制系統立即被促動。在這情形下，上述情況將藉由重體23在下方升降車廂A2之開關機構22的感應器(例如與開關34連接之桿件28)而發生。在重體23之撞擊後，撓性支撐元件24中之拉力(即藉以阻擋滾輪30者)消失。滾輪30此時被鬆釋並在由其內部能量貯存器31所傳遞之捲起轉矩作用下轉動，以致使撓性支撐元件24被捲起至滾輪30上。滾輪30之鬆釋實質上係與諸機電式開關機構22之促動及諸升降車廂A1、A2藉由其車廂煞車之減速同時發生。
滾輪30在其鬆釋後轉動，且在此情形下，撓性元件24中與臨界距離d0及諸升降車廂A1、A2間之差大致相當的那一部分被捲起。然而，在此方面，重體23並不必要被向上拉。由滾輪30上之內部能量貯存器31所施加之捲纏轉矩因此必須在撓性元件24施加一捲繞力，其較小於重體23之重量G(23)，但卻較大於撓性元件24之重量G(24)，其中摩擦力亦必須被列入考慮。
滾輪30之轉動將得以偵測諸升降車廂A1、A2之瞬間移動狀態，其衍生自瞬間角速度ωi及諸升降車廂A1、A2間之瞬間距離di。就在滾輪30開始轉動之後，其角速度ωi(係時間之函數)立即由一增量傳輸器32所偵測。諸升降車廂A1、A2之瞬間相對速度vi(rel)於是可由此角速度ωi而被確定。接著，諸升降車廂A1、A2間之瞬間距離di可 同樣地藉由運行測量感應器35，或者藉由利用滾輪30之瞬間角速度ωi以電腦處理方式而被確定。隨後，在基於對因此被確定之移動狀態以及緊急停止標準之考量下，將可明確說明一或兩個升降車廂A1、A2之額外減速是否必須藉由其車廂煞車而被起動。
此如何能予實現可經由下文所述之範例予以說明。
將使用下列之符號：
此外，下列之假設或法則將適用：如果在本說明之上下文中，升降車廂A1及A2兩者係均在移動中，則其等係以相同之速度vi(A1)=vi(A2)接近，其中vi(A1)及vi(A2)均係絕對值。
如果下方升降車廂A2之安全電路的接觸開關34被斷 開，及/或如果諸升降車廂A1及A2間之瞬間距離di小於臨界最小距離d0，則各升降車廂A1、A2之減速將會透過由其止動煞車所進行之減速而發生。
緊急停止標準
如果滿足下列兩緊急停止標準中之一者，則除了藉由諸止動煞車所進行之煞車外，緊急停止或煞車亦將藉由兩車廂煞車而被起動：緊急停止標準A：如果升降車廂A1或A2正移動中，且兩升降車廂A1及A2間之瞬間距離di小於或等於對應之最小停止距離sstop (min)I，則煞車將藉由此移動中之升降車廂A1或A2的車廂煞車而被起動。
緊急停止標準B：如果兩升降車廂正移動中，且兩升降車廂A1及A2間之瞬間距離di小於或等於對應之最小停止距離sstop (min)II，則減速將藉由兩升降車廂A1及A2之車廂煞車而被起動。
為確定移動狀態以及與緊急停止標準間之比較，下列者將被檢測或計算：經由測量：是否有一車廂並未在運動中？
下方升降車廂A2之安全電路的接觸件34是否被斷開？
經由計算：vi(A1)=vi(A2)=vi=0.5vi(rel)
sstop (min)I=(vi(rel))2 /(2 * a(min))
sstop (min)II=(0.5 vi(rel))2 /(2 * a(min))
第3圖顯示一圖表，藉此經由範例說明整個煞車過程 之順序，而此過程不僅使用止動煞車，且還使用車廂煞車。
欄位F1顯示經測出或可獲得之值，亦即vi(rel)、di、vi(1)、vi(2)、及接觸件34之設定；在這些值均可獲得之後，問題Q1發生。藉由問題Q1可確定是否接觸件34可被斷開及/或di<d0。
如果問題Q1之答案係「否」(N)，則顯然並不需要藉由止動煞車或車廂煞車進行煞車。
如果問題Q1之答案係「是」(Y)，則根據欄位F2，止動煞車之起動將發生，亦即緊急停止系統並不會被導致起動一經由車廂煞車之額外煞車。
接著，可藉由問題Q2而確定是否兩升降車廂係在運動中。
如果問題Q2之答案係「否」(N)，且因此諸升降車廂中僅有一者係於運動中，則問題Q3便開始。
藉由問題Q3，將可確定是否di等於或甚至較小於sstop (min)I。
如果問題Q3之答案係「是」(Y)，且因此最小停止距離在此情況下被達到或超過，則根據欄位F3，一經由相對應之車廂煞車所進行之額外減速將發生，以利作一緊急之停止。
如果問題Q3之答案係「否」(N)，則另一問題Q4將發生。
可藉由問題Q4而確認諸升降車廂之相對速度是否為零。
如果問題Q4之答案係「是」(Y)，則此僅意謂此時兩車廂不再處於運動中，此乃因為根據欄位F2，諸止動煞車已被起動，且根據問題Q2之答案「否」(N)，僅一升降車廂A1或A2係在運動中。根據欄位F4，因為顯然止動煞車之煞車作用已經足夠，於是並不需要藉由使用諸車廂煞車所作之進一步煞車。
如果問題Q4之答案係「否」(N)，則問題Q2將再度被提出。
如果問題Q2之答案係「是」(Y)，且因此兩升降車廂A1及A2均在運動中，則問題Q5隨後被提出。
可藉由問題Q5而確認di是否相等於或甚至較小於sstop (min)。
如果問題Q5之答案係「否」(N)，則問題Q4將被提出作進一步確認，亦即，可藉由問題Q4而確認諸升降車廂A1、A2之相對速度vi(rel)是否為零。若是如此，則根據欄位F4，將不需要由諸車廂煞車所進行之額外煞車。
反之，如果問題Q5之答案係「是」(Y)，則根據欄位F3，一由諸車廂煞車所進行之額外煞車將發生。
如果超過兩部之升降車廂移動於同一個升降梯井11中，則適當之緊急停止系統亦可被安裝在此諸升降車廂之間。
第4圖所顯示者係緊急停止系統21之重要部件的現時最佳實施範例。由圖中可見在滾輪30，而在當滾輪30並未負載被懸吊於其處之重體23的重力時，支撐構件24將 被捲繞於此滾輪30上。座落在與此滾輪30相同之梯井42上者係一彈簧驅動裝置31，其在本文中亦被稱為能量貯存器。一增量傳輸器32藉由一聯結器40而被接裝上。連接狀態則係藉由一接合器41而形成。
10‧‧‧升降設備
11‧‧‧升降梯井
20‧‧‧碰撞防護系統
21‧‧‧緊急停止系統
21‧‧‧第一機電式開關機構
22‧‧‧第二機電式開關機構
23‧‧‧重體
24‧‧‧支撐元件
28‧‧‧桿件
30‧‧‧滾輪
31‧‧‧內部能量貯存器
32‧‧‧增量傳輸器
34‧‧‧接觸開關
35‧‧‧感應器
40‧‧‧聯結器
41‧‧‧接合器
42‧‧‧梯井
A1‧‧‧上方升降車廂
A2‧‧‧下方升降車廂
G‧‧‧重量
第1圖以極簡化之示意圖顯示根據習知技藝所實施之多車廂型升降設備；第2圖以極簡化之示意圖顯示位於多車廂型升降設備上之碰撞防護系統及緊急停止系統；第3圖顯示一用於說明本發明之方法的圖表；及第4圖顯示一特別較佳實施範例之細節。
20‧‧‧碰撞防護系統
21‧‧‧第一機電式開關機構
22‧‧‧第二機電式開關機構
23‧‧‧重體
24‧‧‧支撐元件
28‧‧‧桿件
30‧‧‧滾輪
31‧‧‧內部能量貯存器
32‧‧‧增量傳輸器
34‧‧‧接觸開關
35‧‧‧感應器
A1‧‧‧上方升降車廂
A2‧‧‧下方升降車廂
G‧‧‧重量

Claims (9)

  1. 一種防止升降設備(10)的兩升降車廂(A1、A2)碰撞之方法，該等車廂大致上彼此獨立地移動於共同梯井(11)中，其中當該等升降車廂(A1、A2)間之有效距離(di)變成小於臨界最小距離(dk)時，碰撞防護系統(20)立即藉由一止動煞車而起動各已被移動之升降車廂(A1、A2)的減速，其包括下列步驟：- 在該止動煞車起動之後，起動一緊急停止系統(21)，於該緊急停止系統被起動後，藉由一控制系統而確定該等升降車廂(A1、A2)之瞬間移動狀態；及-當一或兩升降車廂(A1、A2)之移動狀態達到可定義之緊急停止標準時，該緊急停止系統(21)藉由與該等升降車廂(A1、A2)相聯結之複數個的車廂煞車，起動該一或兩升降車廂的額外減速。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等緊急停止標準係在考量該等升降車廂(A1、A2)之瞬間移動狀態下被確定。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中用於確定該等升降車廂(A1、A2)之瞬間移動狀態的該控制系統將重複地- 偵測該等升降車廂(A1、A2)之瞬間相對速度(vi(rel))；及 - 在考量該瞬間相對速度(vi(rel))下- 確定該等升降車廂(A1、A2)之間的瞬間有效距離(di)，- 確定一瞬間最小緊急停止距離(sstop (min)I、sstop (min)II)為緊急停止標準，及- 確定該瞬間有效距離(di)是否小於等於該瞬間最小緊急停止距離(sstop (min)I、sstop (min)II)，以便隨後起動各已被移動之升降車廂(A1、A2)的車廂煞車。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該控制系統偵測該等升降車廂(A1、A2)之相對速度(vi(rel))，即一滾輪(30)的轉動頻率(ωi)，而該滾輪(30)則被固定至該上方升降車廂(A1)處，並在該滾輪(30)上捲繞著一具有大致與該臨界最小距離(d0)相當之未捲繞長度的撓性支撐元件(24)，而在當變成小於該最小距離(d0)時，一重體(23)立即撞擊在該下方升降車廂(A2)上，且在此情形之下將鬆釋該滾輪(30)以便轉動。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中- 在該重體(23)撞擊在該下方升降車廂(A2)上前，由該重體(23)所施加於該支撐元件(24)上之張力(G)將先固定該滾輪(30)以使其免於轉動；及- 當由該重體(23)所施加於該支撐元件(24)上之該張力(G)在該重體(23)撞擊在該下方升降車廂(A2)上之際而停止時，該滾輪(30)被鬆釋以便轉動。
  6. 一種具有至少一上方升降車廂(A1)及至少一下方升降 車廂(A2)之升降設備(10)，而該等車廂在升降設備之正常操作中係可彼此獨立地垂直移動於一共同梯井(11)中，其中，該上方升降車廂(A1)包括一具有第一止動煞車之第一驅動及制動系統，及該方升降車廂(A2)包括一具有第二止動煞車之第二驅動及制動系統，且其中配置一碰撞防護系統(20)，藉其使該等止動煞車之起動可在當該等升降車廂(A1、A2)間之瞬間距離(di)小於臨界最小距離(d0)時被開始，其包括：一緊急停止系統(21)，其係響應於止動煞車之起動，由一控制系統及一用於該上方升降車廂(A1)之第一車廂煞車及一用於該下方升降車廂(A2)之第二車廂煞車所起動，該控制系統可在起動該等止動煞車及諸緊急停止標準可確定後之進一步降落變成小於該最小距離(d0)之情形下，偵測該等升降車廂(A1、A2)之瞬間移動狀態，其中一或兩個車廂煞車會在當該等緊急停止標準達到時被起動。
  7. 如申請專利範圍第6項之升降設備(10)，其中用於偵測該等升降車廂(A1、A2)在該等固定煞車起動後之瞬間移動狀態的該控制系統包括：- 用於判定該等升降車廂(A1、A2)之間的瞬間有效距離(di)之裝置，- 用於判定該等升降車廂(A1、A2)的相對速度(vi(rel))之裝置，- 用於在考量該等升降車廂(A1、A2)之相對速度(vi(rel))下判定該等升降車廂(A1、A2)之最小停止 距離的裝置，- 用於比較該瞬間最小停止距離與該瞬間有效距離之裝置，及- 用於在當該有效距離小於等於該最小停止距離時起動各已被移動之升降車廂(A1、A2)的車廂煞車之裝置。
  8. 如申請專利範圍第7項之升降設備(10)，其中該用於判定該等升降車廂(A1、A2)間之相對速度及有效距離之裝置包括：- 一撓性支撐元件，其具有- 第一端部，其被固定至滾輪(30)並可被捲繞在該滾輪(30)上，及- 第二端部，其上繫固一重體(23)，其中該撓性支撐元件連同該重體(23)之長度相當於該臨界最小距離，且其中- 該滾輪(30)，- 被可轉動地繫固於該上方升降車廂(A1)，其- 包括一內部能量貯存器(31)，藉其使一捲繞力可被施加在該滾輪(30)上，而藉該力可使該滾輪(30)處於轉動狀態，- 與用於偵測其轉動頻率之裝置(32)相耦接，- 當該等升降車廂(A1、A2)間之距離大於臨界最小距離時藉由一張力而被阻止轉動，而該張力係由該重體(23)作用在該支撐元件(24)上者，及- 當該重體(23)已撞擊在該下方升降車廂(A2)上 時在該捲繞力下轉動，- 且具有用於從該滾輪(30)之轉動頻率計算該相對速度與該有效距離之裝置。
  9. 如申請專利範圍第6項之升降設備(10)，其中該碰撞防護系統(20)包括：- 一第一安全電路，其於該第一升降車廂(A1)處具有第一機電式開關機構(21)，藉其可起動該第一升降車廂(A1)之止動煞車，及- 一第二安全電路，其於該第二升降車廂(A2)處具有第二機電式開關機構(22)，藉其可起動該第二升降車廂(A2)之止動煞車，其中該第一機電式開關機構(21)- 包括該支撐元件及該重體(23)，- 在該重體(23)之重量下被支承於一運行台座中，並藉該第一開關機構使- 該第一固定煞車可在該重體(23)之撞擊後被起動，其中該第二機電式開關機構(22)- 被配置在該重體(23)下方，- 在該重體(23)之撞擊前先被支承於一運行台座中，並藉該第二開關機構使- 該第二固定煞車可在該重體(23)之撞擊後被起動。
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