WO2024094398A1 - Aktuierbares bauelement zur aktivierung oder deaktivierung einer baueinheit einer personentransportanlage sowie verriegelung für eine aufzugtür und fangvorrichtung für einen aufzugfahrkorb - Google Patents

Aktuierbares bauelement zur aktivierung oder deaktivierung einer baueinheit einer personentransportanlage sowie verriegelung für eine aufzugtür und fangvorrichtung für einen aufzugfahrkorb Download PDF

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WO2024094398A1
WO2024094398A1 PCT/EP2023/078214 EP2023078214W WO2024094398A1 WO 2024094398 A1 WO2024094398 A1 WO 2024094398A1 EP 2023078214 W EP2023078214 W EP 2023078214W WO 2024094398 A1 WO2024094398 A1 WO 2024094398A1
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WO
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component
locking
configuration
actuatable
actuating
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PCT/EP2023/078214
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Axel Hosemann
Christian Studer
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Inventio Ag
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    • 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
    • B66B5/16—Braking or catch devices operating between cars, cages, or skips and fixed guide elements or surfaces in hoistway or well
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B13/00—Doors, gates, or other apparatus controlling access to, or exit from, cages or lift well landings
    • B66B13/02—Door or gate operation
    • B66B13/14—Control systems or devices
    • B66B13/16—Door or gate locking devices controlled or primarily controlled by condition of cage, e.g. movement or position
    • B66B13/18—Door or gate locking devices controlled or primarily controlled by condition of cage, e.g. movement or position without manually-operable devices for completing locking or unlocking of doors
    • B66B13/185—Door or gate locking devices controlled or primarily controlled by condition of cage, e.g. movement or position without manually-operable devices for completing locking or unlocking of doors electrical

Definitions

  • the present invention relates to an actuatable component for activating or deactivating a structural unit of a passenger transport system.
  • the invention further relates to a door lock for an elevator door of an elevator system and a safety device for a car of an elevator system, each of which is equipped with the actuatable component.
  • a passenger transport system is designed to transport people and/or objects within a structure or building.
  • the passenger transport system can be designed as an elevator system, escalator, moving walkway or similar.
  • a structural unit In a passenger transport system, there are usually various structural units that can be selectively activated or deactivated.
  • a structural unit can be operated by an actuatable component and thereby activated or deactivated.
  • the actuatable component is designed to be switchable in a controlled manner between a first state in which the structural unit is deactivated, for example, and a second state in which the structural unit is activated, for example.
  • such a structural unit can be designed as a door lock for an elevator door of an elevator system.
  • a door lock should be able to be regularly switched between a state in which the elevator door is locked in a closed state, for example, and another state in which this lock is released and the elevator door can thus be moved into an open state.
  • Such an elevator door can be provided as a cabin door on an elevator cabin or as a shaft door on an elevator shaft. Examples of such elevator doors and their locks are described in EP 1 490 284 Bl and CH 663 406 A5.
  • such a structural unit can also be designed as a safety device for a car of an elevator system.
  • Such a safety device is designed to efficiently brake or block a movement of the car within an elevator shaft, in particular in emergency situations in which, for example, a drive normally used to move the car and/or brakes used in normal operation to stop the car are faulty or do not work and the car therefore moves at an excessive speed, for example.
  • the safety device should be able to be regularly switched in a controlled manner between a first state in which a braking device of the safety device is deactivated and the car can therefore move freely within the elevator shaft, and a second state in which the braking device is activated and the movement of the car within the elevator shaft is braked.
  • a safety device is described, for example, in EP 1 140 688 B1.
  • the structural unit can be designed as a safety component within the passenger transport system.
  • the structural unit should be able to be switched between its different states particularly reliably, as this controls safety-relevant functions within the passenger transport system.
  • Such a safety component should generally be designed in such a way that it minimizes safety risks for users during normal operation of the passenger transport system and, in particular in critical situations such as a power failure, switches to a state in which safety within the passenger transport system is guaranteed.
  • the safety component can allow normal operation of the passenger transport system in its first state, but in its second state can lead to the passenger transport system being transferred to safe emergency operation or even the operation of the passenger transport system being interrupted.
  • the door lock can mean that the elevator door remains reliably locked in its closed state as long as unlocking is not explicitly authorized, for example by an elevator control system.
  • the door lock should be unlocked automatically in order to enable passengers to be evacuated from the elevator cabin, for example.
  • the safety gear Using the alternative example of the safety gear, this can mean that the safety gear remains deactivated during normal operation of the elevator system and the car can therefore be moved along the elevator shaft under the control of the elevator control system. In the event of a power failure, however, the safety gear should be activated automatically and stop or block the movement of the car.
  • Such units or safety components have so far mostly been operated using actuators, which, for example, exert a force on an actuating component as long as the respective actuator is supplied with current.
  • the actuator can thus be used to control a switching state of the unit by moving the actuating component between various possible configurations.
  • the actuator no longer exerts any force and the actuating component can move, for example driven by a passive component such as a pre-tensioned spring, to a position that corresponds to a switching state of the unit in which the greatest possible safety is guaranteed for the passenger transport system.
  • Electromagnets, electric motors or similar can be used as actuators, for example.
  • an actuatable component that can be used in a passenger transport system and is designed to be able to control components such as safety components in particular with high reliability while still consuming little energy.
  • an elevator safety component equipped with such a component in the form of a door lock for an elevator door of an elevator system or a safety gear for a car of an elevator system.
  • an actuatable component for activating or deactivating a structural unit of a passenger transport system, which has an actuating component, a pre-tensioning component and a locking component.
  • the actuating component can be displaced between a first configuration and a second configuration.
  • the pre-tensioning component applies a force to the actuating component in a pre-tensioning force application direction towards the second configuration.
  • the locking component can be reconfigured between a locking configuration and a non-locking configuration, wherein the locking component in its locking configuration locks the actuating component in its first configuration and wherein the locking component in its non-locking configuration releases the locking of the actuating component in its first configuration.
  • the locking component is formed with an electroactive polymer and at least two electrodes contacting the electroactive polymer and is configured such that the locking component can be switched between its non-locking configuration and its locking configuration by applying an electrical voltage to the electrodes.
  • a door lock for an elevator door of an elevator system which has an actuatable component according to an embodiment of the first aspect of the invention, wherein the door lock with the actuatable component is configured to selectively block or release an opening movement of the elevator door.
  • the above-mentioned structural unit is thus designed in this case as a door lock for an elevator door of an elevator system.
  • a safety gear for a car of an elevator system which has an actuatable component according to an embodiment of the first aspect of the invention, wherein the safety gear with the actuatable component is configured to Braking device for braking the elevator car can be selectively blocked or released.
  • the above-mentioned structural unit is designed as a safety gear for a car of an elevator system.
  • Electroactive polymers are polymers that change their shape when an electrical voltage is applied.
  • conventionally used actuators such as electromagnets, electric motors, etc.
  • no long-term electrical current flow and thus no continuous use of electrical power is required to hold the actuator in a desired position or state.
  • it is sufficient to apply an electrical voltage to the electroactive polymer whereby, similar to charging a capacitor, only a very short-term current flow occurs during which electrical charges are displaced within the electroactive polymer, but no long-term current flow occurs through the electroactive polymer, which is usually an electrical insulator. Accordingly, the electrical energy expenditure that must be expended to bring the electroactive polymer into a desired configuration and hold it there can be negligible.
  • the electroactive polymer is used as part of a locking component and, depending on whether or not an electrical voltage is applied to the electrodes contacting the polymer, can ensure that the locking component is either brought into a locking configuration in which the actuation component of the actuatable device is locked in its first configuration, or is brought into a non-locking configuration in which the actuating component is released and can thus be moved into its second configuration.
  • the actuatable component described here can be installed as an independent component within a passenger transport system and used there to implement switching functions.
  • the actuatable component can be used as part of a larger structural unit, which is designed, for example, in the form of a safety component for the passenger transport system, and implement a switching functionality within this structural unit.
  • the actuatable component has at least three components in the form of an actuating component, a pre-tensioning component and a locking component. At least two of the three components should be movable relative to one another. In particular, the actuating component and the locking component should be able to be moved relative to one another.
  • the three components can interact with one another and in particular exert forces on one another.
  • the actuating component should be displaceable between a first configuration and a second configuration.
  • a configuration of the actuating component can also be referred to as a position of the actuating component. If the actuating component is in the first configuration, this can be interpreted as the first switching state of the actuatable component, whereas the actuating component in the second configuration can be interpreted as the second switching state of the actuatable component.
  • the first configuration can also be interpreted as an unactuated configuration and the second configuration as an actuated configuration, or vice versa.
  • a displacement of the actuating component between the two configurations can be carried out in any manner, for example by linear displacement, by rotation or by pivoting the actuating component or by a combination of such movements.
  • the actuating component can be implemented as a mounted lever that can be pivoted between the two configurations.
  • the preload component is designed to exert a force on the actuating component. This force is intended to act in a so-called preload force application direction towards the second configuration. If the actuating component can move freely, i.e. is not locked and thus restricted in its freedom of movement, the actuating component will move into the second configuration or be held there due to the force exerted by the preload component.
  • the locking component is provided to be able to temporarily prevent a movement of the actuating component when it is in its first configuration.
  • the locking component can be selectively brought into a locking configuration or a non-locking configuration.
  • a configuration of the locking component can also be referred to as a position of the locking component.
  • the locking component blocks or impedes a movement of the actuating component in its first configuration so that it cannot be moved to the second configuration. If the locking component is transferred to the non-locking configuration, this lock is released so that the actuating component can move from its first configuration to its second configuration, in particular due to the force caused by the preload component.
  • the locking component is formed using an electroactive polymer.
  • Components formed with such electroactive polymers can change their volume or shape depending on whether a high electrical Voltage is applied or not, or how high this electrical voltage is. In this case, a change in shape usually only exists as long as the electrical voltage is applied. This means that when the electrical voltage is applied, the electroactive polymers deform, whereas when the electrical voltage is removed, they can relax back into their original shape.
  • the two configurations can differ in terms of the shape assumed by the electroactive polymers.
  • the electroactive polymers can be arranged in an initial shape that influences the shape of the locking component as long as no electrical voltage is applied.
  • the electroactive polymers can, for example, be in the form of a layer or a stack made up of a plurality of layers, wherein the electrodes can be arranged on opposite sides of this layer or stack.
  • This initial shape changes when an electrical voltage is applied to the electrodes.
  • the way in which this shape changes depends both on the initial shape and the initial arrangement or orientation of the polymers and on the strength of the electrical voltage applied.
  • electrical voltages in the range of several hundred volts, for example more than 500 V, more than 800 V or even more than 1000 V, are applied to the electrodes.
  • the configuration of the locking component and its locking properties acting on the actuating component can be controlled by specifically controlling the voltage applied to the electrodes. It is important to emphasize that this only requires generating and maintaining an electrical voltage, in particular a direct voltage, but that there is no long-lasting electrical current flow within the locking component, i.e. between its two electrodes, but only a shift of charges within the electroactive polymer must be caused.
  • the electroactive electrodes located between the electrodes Polymers behave similarly to a dielectric between the electrodes of a capacitor.
  • the power consumption for switching the locking component between its two configurations can therefore be very short-term and only minimal, and essentially no power consumption at all may even be necessary to hold the locking component in one of its two configurations. It is assumed that the electroactive polymers between the voltage-loaded electrodes provide very good electrical insulation and that a supply line to these electrodes is also well electrically insulated, so that even at high applied voltages there is neither a significant current flow between the electrodes nor current flows, for example in the form of leakage currents or other types of leakage currents.
  • the actuating component can be locked for long periods of time using the locking component with very low energy consumption, thus preventing the actuating component from shifting into its second configuration driven by the preload component.
  • the locking component will automatically move into its non-locking configuration, thus releasing the locking of the actuating component so that it can shift into its second configuration and, for example, activate a function of a safety component equipped with the actuatable component.
  • the proposed actuatable component can be used to realize reliable functionality while consuming very little energy.
  • the locking component is configured such that in the locking configuration of the locking component there is a positive connection between the locking component and the actuating component and in the non-locking configuration of the locking component there is no positive connection between the locking component and the actuating component.
  • the actuating component and the locking component are preferably designed structurally and/or functionally in such a way that, when the locking component is in its locking configuration, a positive connection is established between the two components, i.e. the locking component at least partially engages areas of the actuating component and/or vice versa. Due to this positive connection, forces can be efficiently transmitted between the two components.
  • the locking component is configured such that the application of the electrical voltage induces a change in length of the locking component in a locking direction.
  • the polymer can be designed, for example, in the form of several polymer layers stacked on top of one another, and the stack can then be contacted with the two electrodes on opposite sides.
  • the electrical voltage is applied to the electrodes, the polymer layer stack can then undergo a deformation in which its dimensions change and a change in the length of the locking component occurs at least in one direction, which is referred to herein as the locking direction.
  • a contraction of the polymer layer stack can occur in a first direction parallel to a connecting line between the electrodes and, as a result, an expansion of the stack in a second direction transverse to this.
  • Such a change in length can be used to effect a desired positive connection between the locking component and the actuating component as a locking configuration when the voltage is applied.
  • the change in length can reverse and the locking component can thus release the positive connection again in its non-locking configuration.
  • the locking component is configured such that the locking direction is directed transversely, preferably perpendicularly, to the preload force application direction.
  • the locking component changes its length dimension in a direction that runs transversely, preferably orthogonally, to the direction in which the prestressing component exerts the prestressing force on the actuating component.
  • the locking direction and the prestressing force application direction should run at an angle of between 60° and 120°, preferably between 80° and 100° and more preferably between 87° and 93° to one another. This can ensure that the prestressing force acting on the actuating component does not act on the locking component, or at least does not act predominantly, in a direction in which it is intended to deform when voltage is applied. Accordingly, this prestressing force does not hinder the deformation of the locking component, or at most only hinders it to a small extent.
  • the preload component is configured to apply the force passively.
  • the pre-tensioning component does not need to have its own energy source and/or an associated control in order to be able to apply the force actively and in a controlled manner.
  • the pre-tensioning component should preferably function as a passive component without its own energy source and without an associated control and should apply the pre-tensioning force to the actuating component, for example, due to a mechanical pre-tension of material within the pre-tensioning component.
  • the pre-tensioning component can therefore be simply constructed, work reliably and be manufactured cost-effectively.
  • the prestressing component can be designed with an elastically deformable element.
  • a deformable element can be provided, for example, in the form of a spring or with the aid of an elastomer element, which can be elastically deformed under tension or pressure and thereby store deformation energy in the form of a mechanical preload, which can then act as a preloading force on the actuating component and can be used to displace the actuating component into the second configuration.
  • a preloading component can be provided in a particularly simple, reliable and cost-effective manner.
  • the actuatable component may further comprise a back-loading component configured to apply force to the actuating component in a back-loading force application direction toward the first configuration.
  • Such a back-tensioning component can thus counteract the pre-tensioning force caused by the pre-tensioning component and preferably even overcompensate for it, so that the actuating component is then moved towards the first configuration.
  • the back-tensioning component can be used to bring the actuating component into the first configuration if necessary in order to lock it there using the locking component.
  • the clamping component is configured in such a way that it actively applies the force.
  • the tensioning component should preferably be supplied with energy from an energy source and/or controlled by a control system assigned to it, so that it actively exerts the tensioning force only when required. Accordingly, by appropriately controlling the tensioning component, it can be decided whether the actuating component is only subjected to a force by the pre-tensioning component towards the second configuration or whether this force is counteracted by the tensioning component and the actuating component is thus subjected to a force towards the first configuration and thus moved.
  • the tensioning component can therefore be used as required to To actively return the actuating component to its first configuration and then lock it there using the locking component.
  • the clamping component can be designed with an electrically controllable actuator.
  • Such an actuator can produce the restoring force when it is supplied with electrical energy. Therefore, such an actuator can be controlled particularly easily.
  • the clamping component can be designed with an electromagnet.
  • the electromagnet can generate a magnetic field when electrically energized. This magnetic field can have an attractive effect on the actuating component.
  • the actuating component can be made of magnetic or magnetizable material or can in turn have a subcomponent made of such a material.
  • the electromagnet can be arranged and designed in such a way that the required restoring force can be exerted on the actuating component by the generated magnetic field in order to move it into the first configuration.
  • the actuatable component further comprises a high-voltage generator for generating the electrical voltage to be applied to the electrodes of the locking component.
  • Such a high-voltage generator can be designed to generate sufficiently high voltages to be able to cause a desired deformation of the locking component due to a deformation of the electroactive polymer provided therein when applied to the electrodes.
  • the high-voltage generator can generate voltages of more than 500 V, preferably more than 800 V or even more than 1000 V.
  • the voltages can preferably be generated at very low electrical power, since the voltages applied to the electrodes of the locking component should lead to no or only a negligible current flow.
  • the high-voltage generator can generate the voltages in a controllable manner.
  • the high-voltage generator can be controlled by an elevator control system, for example. Accordingly, by appropriately controlling the high-voltage generator, locking or unlocking of the locking component within the actuatable component can be controlled.
  • the high-voltage generator As an alternative to a direct integration of the high-voltage generator into the actuatable component, it can also be provided at another location, for example in the elevator control, and from there be electrically connected to the electrodes of the locking component.
  • the actuatable component described here can be used, among other things, in an embodiment of a door lock according to the second aspect of the invention. Its actuating component can be used to activate a lock on the associated elevator door, depending on whether it is in the first or second configuration, and thus to block an opening movement of the elevator door or, alternatively, to deactivate such a lock and thus release the opening movement.
  • the door lock can be held in its locked state with the help of the actuatable component with little energy expenditure. However, if necessary or automatically in the event of a power failure, the lock can be released and the elevator door opened accordingly.
  • the actuating component can be configured to interact with a door frame or another elevator door in the first configuration such that the elevator door is blocked in its closed position and to release the interaction with the door frame or the other elevator door in the second configuration.
  • the elevator door can be locked by the actuating component of the actuatable component presented here engaging, for example, in the door frame or another stationary element connected to the door frame, or by the actuating component creating, for example, a mechanically resilient connection with another elevator door.
  • the actuating component can be connected to the door frame using the locking component.
  • the electrical voltage applied to the electroactive polymer of the locking component can then be interrupted so that it releases the lock of the actuating component.
  • the actuating component is then moved into its second configuration, driven by the preload component, and in this way the lock of the elevator door is released so that it can be opened.
  • the lock of the elevator door is also released automatically if, for example, the voltage applied to the locking component is interrupted due to a power failure.
  • actuatable component described here can alternatively be used in an embodiment of a safety gear according to the third aspect of the invention.
  • the actuating component can act to block or release a braking device.
  • the braking device can, for example, keep a brake provided on the elevator car deactivated so that the elevator car can be moved within the elevator shaft. However, if the braking device is released, the brake on the elevator car is activated and any movement of the elevator car is braked or stopped.
  • the actuating component can be configured to cooperate with the braking device in the first configuration such that the braking device is held in a pre-tensioned state in a deactivated position in which it does not generate a braking effect for the elevator car, and in the second configuration releases the cooperation with the braking device such that the braking device generates the braking effect.
  • the safety gear can thus use the actuatable component to keep the braking device deactivated with little energy expenditure during normal operation of the elevator system.
  • the braking device can be activated via the actuatable component by bringing the locking component into its non-locking configuration and thus unlocking the actuating component and returning it to its second configuration.
  • the braking device is also automatically activated by the automatic transition of the actuating component into its second configuration.
  • Fig. 1 shows a partial view of a door lock with an actuatable component according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 shows a partial view of a safety gear with an actuatable component according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 shows an actuatable component 1 which is used in a door lock 3 for an elevator door 5 for locking and unlocking the elevator door 5 of an elevator system.
  • the door lock 3 can be viewed as a structural unit of the passenger transport system in the form of the elevator system.
  • the elevator door 5 can be designed either as a cabin door or as a shaft door.
  • a mechanism used for the door lock 3 can be more complex than shown in the simplified illustration in Fig. 1.
  • the simplified illustration is only for explanation purposes. of basic functional principles relating to the actuatable component 1 or the entire door lock 3. Details of a possible more complex design of a door lock, as can also be transferred analogously to the door lock described here, are given for an example of a door lock for a car door in the patent specification CH 663 406 A5 and for an example of a door lock for a shaft door in the patent specification EP 1 490 284 Bl.
  • the actuatable component 1 comprises an actuating component 7, a pre-tensioning component 9 and a locking component 11. Furthermore, the actuatable component 1 has a re-tensioning component 10.
  • the actuating component 7 is designed as a hook-shaped lever 13 that can be pivoted around a bearing 17.
  • the lever 13 is mechanically connected to a door leaf (not shown).
  • a hook-like projection 19 of the lever 13 engages in a form-fitting manner in a recess 21 in a stationary door frame 23. This locks the door leaf of the elevator door 5 in its closed position.
  • the preload component 9 is designed as an elastically deformable element 15 in the form of a spring.
  • the preload component 9 is mechanically preloaded such that it causes a force on the actuating component 7 in a preload force application direction 25, which attempts to move the actuating component 7 towards its second configuration.
  • a clamping element 10 can be designed, for example, as an electromagnet 27.
  • electromagnet 27 When the electromagnet 27 is energized, a magnetic field is generated which attracts the lever 13 and thus causes a force in a re-tensioning force application direction 29, which is opposite to the pre-tensioning force application direction 25.
  • the re-tensioning element 10 is sufficiently strong to counteract the force caused by the pre-tensioning element 9 and to overcompensate for it, so that the lever 13 remains in its locking position.
  • the energization of the electromagnet 27 can be interrupted, so that the lever 13 then moves upwards, driven by the elastically deformable element 15, and the lock is released. This ensures that even in the event of a power failure, the energization of the electromagnet 27 is interrupted and the lock of the elevator door is thus released.
  • the electromagnet 27 must be energized for the entire period in which the elevator door 5 is to be kept locked. This results in a not insignificant energy consumption for the elevator system.
  • the door lock 3 proposed here uses an actuatable component 1 with a special locking component 11.
  • This locking component 11 can be reconfigured between a locking configuration, as shown in the figure, and a non-locking configuration. In the locking configuration, the locking component 11 locks the actuating component 7 in its first configuration, whereas this locking is released when the locking component 11 is moved to its non-locking configuration.
  • the locking component 11 is designed in a special way with an electroactive polymer 31 and two electrodes 33, which enclose this electroactive polymer 31 between them and electrically contact it from opposite sides.
  • the electroactive polymer 31 can in particular be designed as a stack of a plurality of layers of an electroactive polymer material. If a high electrical voltage is applied to the electrodes 33 via a high-voltage generator 35, this causes the electroactive polymer 31 to increase its length in a locking direction 37. As a result, as shown in the figure, a pin 39, which is attached to the side of the electroactive polymer 31, is displaced in the locking direction 37 towards the actuating element 7 and can there engage in a recess 41 in the lever 13 in a form-fitting manner.
  • the locking direction 37 runs transversely, preferably perpendicularly, to the prestressing force application direction 25.
  • the actuating element 7 can be locked in its first configuration with the locking component 11 when it is brought into its locking configuration by applying the electrical voltage to the electroactive polymer 31.
  • the door lock 3 is kept locked as long as the locking component 11 remains in its locking configuration. Since only an electrical voltage has to be applied to the electrodes 33 of the locking component 11, but essentially no electrical current is caused, the door lock 3 can be kept locked over long periods of time with an extremely low energy expenditure.
  • the voltage supply by the high-voltage generator 35 can be interrupted for this purpose. This can be done, for example, by appropriately controlling the high-voltage generator 35 by an elevator control (not shown). Due to the lack of electrical voltage, the electroactive polymer 31 then relaxes and reduces its length in the locking direction 37, so that the pin 39 is moved out of the recess 41 of the actuating component 7. Due to the then lack of positive locking between the locking component 11 and the actuating component 7, the preload component 9 can then displace the actuating component 7 in the preload force application direction 25 into the second configuration. This releases the engagement of the projection 19 of the lever 13 in the recess 21 in the door frame 23 and enables movement of the elevator door 5. The lock of the elevator door 5 is also released automatically if the voltage supply from the high-voltage generator 35 is interrupted due to, for example, a general power failure.
  • the actuating component 7 can be moved back into its first configuration using the clamping component 10.
  • the locking component 11 can be brought into its locking configuration and thus its pin 39 can once again engage in the recess 41 in the lever 13.
  • the actuating component 7 is then locked in its first configuration using the locking component 11, so that the previous energization of the clamping component 10 can then be ended.
  • Fig. 2 shows an actuatable component 1 which is used in a safety gear 43, with the aid of which a car (not shown) of an elevator system can be braked or stopped if necessary.
  • the safety gear 43 can be regarded as a structural unit of the passenger transport system in the form of the elevator system.
  • safety gear 43 is shown in a simplified manner in the figure and the illustration only serves to explain basic functional principles relating to the actuatable component 1 or the entire safety gear 43. Details of a possible more complex design of a safety gear, which can also be transferred analogously to the safety gear described here, are given by way of example in the patent specification EP 1 140 688 B1.
  • the safety gear 43 comprises a braking device 45 and an actuator device 47.
  • the braking device 45 is coupled via a lever arm 49 to a vertically movable plunger 51 of the actuator device 47.
  • the plunger 51 is mechanically pre-tensioned by means of a spiral spring 53.
  • the plunger 51 is held in a downwardly pulled, pre-tensioned position via a pivoting lever 55 as long as the braking device 45 is not to be actuated, i.e. as long as no (Emergency) braking of the lift car is to be carried out, for example because it has been detected that the lift car is moving at an excessive speed or because the movement of the lift car is to be stopped as a precaution in the event of a power failure in the lift system.
  • the pivot lever 55 In order to be able to operate the pivot lever 55 as required on the one hand and to ensure that it releases the plunger 51 in the event of a power failure on the other, the pivot lever 55 is generally held using an electromagnet in conventional safety gears (as described in EP 1 140 688 B1, for example).
  • the electromagnet can interact directly with the pivot lever 55 or hold the pivot lever 55 via an intermediate mechanism.
  • the electromagnet must apply the required force to the pivot lever 55 by means of a suitable current supply so that it blocks movement of the plunger 51. This requires a permanent expenditure of energy.
  • the holding function conventionally effected by the electromagnet is instead carried out by the actuatable component 1.
  • the actuating component 7 is designed in the form of a lever 13 which can pivot about a bearing 17.
  • a cantilevered end of this lever 13 forms a projection 19 which can engage behind one end of the pivot lever 55.
  • the actuatable component 1 is shown with its actuating component 7 in a first configuration.
  • the lever 13 engages behind the pivot lever 55 with its projection 19 and thus prevents the latter from activating the braking device 45 by releasing the plunger 51.
  • the actuating component 7 is locked by the locking component 11 in this first configuration.
  • an electrical voltage is applied to the electrodes 33 adjacent to the electroactive polymer 31 by the high voltage generator 35. - TI -
  • Voltage is applied so that it extends towards the actuating component 7 and engages with the pin 39 in the recess 41 on the actuating component 7.
  • the high-voltage generator 35 can be instructed, for example by an elevator control system which detects an overspeed of the elevator car, to no longer apply voltage to the electrodes 33 in the locking component 11. In the event of a general power failure, such a voltage interruption occurs automatically. The electroactive polymer 31 then reduces its length so that the pin 39 is released from the recess 41 in the actuating component 7.
  • the elastically deformable element 15 acting as a preload component 9 can then move the actuating component 7 in the preload force application direction 25 away from the pivot arm 55 into the second configuration until the projection 19 no longer engages behind the end of the pivot arm 55 and the pivot arm 55 thus releases the plunger 51 preloaded by the spiral spring 53 and thereby activates the braking device 45.
  • the safety gear 43 can be returned to its deactivated state.
  • the previously activated braking device 45 can be released, for example, by a maintenance technician or by technical measures not described here, and the plunger 51 can be moved again against the spiral spring 53 and thus pre-tensioned.
  • the plunger 51 is held in this pre-tensioned position by means of the swivel arm 55 and the swivel arm 55 is in turn prevented from pivoting by the actuatable component 1.
  • the actuating component 7 can be moved back to its first configuration manually or by means of an optionally provided re-tensioning component 10 and then locked in this configuration by applying the high voltage to the locking component 11.

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Abstract

Es werden ein aktuierbares Bauelement (1) zur Aktivierung oder Deaktivierung einer Baueinheit einer Personentransportanlage sowie eine Türverriegelung (3) für eine Aufzugtüre (5) und eine Fangvorrichtung für einen Fahrkorb einer Aufzuganlage, die mit einem solchen aktuierbaren Bauelement ausgerüstet sind, beschrieben. Das aktuierbare Bauelement weist eine Betätigungskomponente (7), eine Vorspannkomponente (9) und eine Verriegelungskomponente (11) auf. Die Betätigungskomponente ist zwischen einer ersten Konfiguration und einer zweiten Konfiguration verlagerbar. Die Vorspannkomponente beaufschlagt die Betätigungskomponente (7) in einer Vorspann- Kraftbeaufschlagungsrichtung (25) hin zu der zweiten Konfiguration mit einer Kraft. Die Verriegelungskomponente ist zwischen einer verriegelnden Konfiguration und einer nicht-verriegelnden Konfiguration umkonfigurierbar, wobei die Verriegelungskomponente (11) in ihrer verriegelnden Konfiguration die Betätigungskomponente (7) in ihrer ersten Konfiguration verriegelt und wobei die Verriegelungskomponente (11) in ihrer nicht-verriegelnden Konfiguration die Verriegelung der Betätigungskomponente (7) in ihrer ersten Konfiguration freigibt. Die Verriegelungskomponente (11) ist mit einem elektroaktiven Polymer (31) und wenigstens zwei den elektroaktiven Polymer kontaktierenden Elektroden (33) ausgebildet und derart konfiguriert, dass die Verriegelungskomponente durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektroden zwischen ihrer nicht-verriegelnden Konfiguration und ihrer verriegelnden Konfiguration geschaltet werden kann. Hierdurch ist ein sehr energiesparender Betrieb des aktuierbaren Bauelements sowie der Türverriegelung und der Fangvorrichtung möglich.

Description

AKTUIERBARES BAUELEMENT ZUR AKTIVIERUNG ODER DEAKTIVIERUNG EINER BAUEINHEIT EINER PERSONENTRANSPORTANLAGE SOWIE VERRIEGELUNG FÜR EINE AUFZUGTÜR UND FANGVORRICHTUNG FÜR EINEN AUFZUGFAHRKORB
Die vorliegende Erfindung betrifft ein aktuierbares Bauelement zur Aktivierung oder Deaktivierung einer Baueinheit einer Personentransportanlage. Ferner betrifft die Erfindung eine Türverriegelung für eine Aufzugtür einer Aufzuganlage sowie eine Fangvorrichtung für einen Fahrkorb einer Aufzuganlage, welche jeweils mit dem aktuierbaren Bauelement ausgestattet sind.
Eine Personentransportanlage ist dazu ausgebildet, Personen und/oder Gegenstände innerhalb eines Bauwerks bzw. Gebäudes zu transportieren. Beispielsweise kann die Personentransportanlage als Aufzuganlage, Fahrtreppe, Fahrsteig oder Ähnliches ausgebildet sein.
In einer Personentransportanlage gibt es regelmässig verschiedene Baueinheiten, die wählbar zu aktivieren bzw. zu deaktivieren sein sollen. Hierzu kann eine solche Baueinheit von einem aktuierbaren Bauelement betätigt werden und hierdurch aktiviert bzw. deaktiviert werden. Das aktuierbare Bauelement ist hierbei dazu ausgelegt, zwischen einem ersten Zustand, in dem die Baueinheit beispielsweise deaktiviert ist, und einem zweiten Zustand, in dem die Baueinheit beispielsweise aktiviert ist, gesteuert schaltbar zu sein.
Beispielsweise kann eine solche Baueinheit als eine Türverriegelung für eine Aufzugtür einer Aufzuganlage ausgestaltet sein. Eine solche Türverriegelung soll regelmässig zwischen einem Zustand, in dem die Aufzugtür beispielsweise in einem geschlossenen Zustand verriegelt ist, und einem anderen Zustand, in dem diese Verriegelung freigegeben ist und die Aufzugtür somit in einen geöffneten Zustand bewegt werden kann, gesteuert geschaltet werden können. Eine solche Aufzugtür kann als Kabinentür an einer Aufzugkabine oder als Schachttür an einem Aufzugschacht vorgesehen sein. Beispiele solcher Aufzugtüren und ihrer Verriegelungen sind in EP 1 490 284 Bl sowie CH 663 406 A5 beschrieben. Ferner kann eine solche Baueinheit auch als Fangvorrichtung für einen Fahrkorb einer Aufzuganlage ausgestaltet sein. Eine solche Fangvorrichtung ist dazu ausgelegt, eine Bewegung des Fahrkorbs innerhalb eines Aufzugschachts insbesondere in Notsituationen effizient abzubremsen bzw. zu blockieren, in denen beispielsweise ein normalerweise zum Bewegen des Fahrkorbs eingesetzter Antrieb und/oder im normalen Betrieb verwendete Bremsen zum Stoppen des Fahrkorbs fehlerhaft oder nicht arbeiten und der Fahrkorb sich dementsprechend beispielsweise mit einer überhöhten Geschwindigkeit bewegt. Hierzu soll die Fangvorrichtung regelmässig zwischen einem ersten Zustand, in dem eine Bremseinrichtung der Fangvorrichtung deaktiviert ist und der Fahrkorb sich somit frei innerhalb des Aufzugschachts bewegen kann, und einem zweiten Zustand, in dem die Bremseinrichtung aktiviert ist und die Bewegung des Fahrkorbs innerhalb des Aufzugschachts gebremst wird, gesteuert geschaltet werden können. Eine solche Fangvorrichtung ist beispielsweise in EP 1 140 688 Bl beschrieben.
Die Baueinheit kann als Sicherheitskomponente innerhalb der Personentransportanlage ausgelegt sein. Dabei sollte die Baueinheit besonders zuverlässig zwischen ihren verschiedenen Zuständen geschaltet werden können, da damit sicherheitsrelevante Funktionen innerhalb der Personentransportanlage gesteuert werden. Eine solche Sicherheitskomponente soll regelmässig derart ausgestaltet sein, dass sie während eines normalen Betriebs der Personentransportanlage Sicherheitsrisiken für deren Benutzer minimiert und insbesondere in kritischen Situationen wie beispielsweise einem Stromausfall in einen Zustand übergeht, in dem die Sicherheit innerhalb der Personentransportanlage gewährleistet ist. Beispielsweise kann die Sicherheitskomponente hierzu in ihrem ersten Zustand einen Normalbetrieb der Personentransportanlage zulassen, in ihrem zweiten Zustand jedoch dazu führen, dass die Personentransportanlage in einen sicheren Notbetrieb überführt wird oder sogar der Betrieb der Personentransportanlage unterbrochen wird.
Am Beispiel der Türverriegelung verdeutlicht kann dies bedeuten, dass die Aufzugtür zuverlässig in ihrem geschlossenen Zustand verriegelt bleibt, solange nicht eine Entriegelung explizit beispielsweise von einer Aufzugsteuerung freigegeben wird. Im Falle eines Stromausfalls soll die Türverriegelung jedoch selbsttätig entriegelt werden, um beispielsweise eine Evakuierung von Passagieren aus der Aufzugkabine zu ermöglichen. Am alternativen Beispiel der Fangvorrichtung verdeutlicht, kann dies bedeuten, dass die Fangvorrichtung während des Normalbetriebs der Aufzuganlage deaktiviert bleibt und sich der Fahrkorb somit gesteuert durch die Aufzugsteuerung entlang des Aufzugschachts bewegen lässt. Im Falle eines Stromausfalls soll die Fangvorrichtung jedoch automatisch aktiviert werden und die Bewegung des Fahrkorbs stoppen bzw. blockieren.
Derartige Baueinheiten bzw. Sicherheitskomponenten werden bisher meist unter Verwendung von Aktuatoren betrieben, welche beispielsweise eine Kraft auf eine Betätigungskomponente ausüben, solange der jeweilige Aktuator be strömt ist. Mithilfe des Aktuators kann somit ein Schaltzustand der Baueinheit gesteuert werden, indem die Betätigungskomponente zwischen verschiedenen möglichen Konfigurationen bewegt wird. Im Falle eines Stromausfalls übt der Aktuator keine Kraft mehr aus und die Betätigungskomponente kann sich beispielsweise getrieben durch ein passives Bauelement wie z.B. eine vorgespannte Feder hin zu einer Position bewegen, die einem Schaltzustand der Baueinheit entspricht, in dem eine grösstmögliche Sicherheit für die Personentransportanlage gewährleistet ist. Als Aktuatoren können beispielsweise Elektromagnete, Elektromotoren oder Ähnliches eingesetzt werden.
Da in herkömmlichen Baueinheiten bzw. Sicherheitskomponenten die darin eingesetzten Aktuatoren über lange Zeitdauern hinweg bestromt werden müssen, wird durch diese ein hoher Energieverbrauch bewirkt.
Es kann unter anderem ein Bedarf an einem aktuierbaren Bauelement bestehen, welches in einer Personentransportanlage eingesetzt werden kann und dazu eingerichtet ist, Baueinheiten wie insbesondere Sicherheitskomponenten mit hoher Zuverlässigkeit und bei trotzdem geringem Energieverbrauch steuern zu können. Insbesondere kann ein Bedarf an einer mit einem solchen Bauelement ausgerüsteten Aufzugsicherheitskomponente in Form einer Türverriegelung für eine Aufzugtür einer Aufzuganlage oder einer Fangvorrichtung für einen Fahrkorb einer Aufzuganlage bestehen.
Einem solchen Bedarf kann durch die Gegenstände gemäss den unabhängigen Ansprüchen entsprochen werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung definiert bzw. in den begleitenden Figuren veranschaulicht.
Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein aktuierbares Bauelement zur Aktivierung oder Deaktivierung einer Baueinheit einer Personentransportanlage beschrieben, welches eine Betätigungskomponente, eine Vorspannkomponente und eine Verriegelungskomponente aufweist. Die Betätigungskomponente ist zwischen einer ersten Konfiguration und einer zweiten Konfiguration verlagerbar. Die Vorspannkomponente beaufschlagt die Betätigungskomponente in einer Vorspann- Kraftbeaufschlagungsrichtung hin zu der zweiten Konfiguration mit einer Kraft. Die Verriegelungskomponente ist zwischen einer verriegelnden Konfiguration und einer nicht-verriegelnden Konfiguration umkonfigurierbar, wobei die Verriegelungskomponente in ihrer verriegelnden Konfiguration die Betätigungskomponente in ihrer ersten Konfiguration verriegelt und wobei die Verriegelungskomponente in ihrer nicht-verriegelnden Konfiguration die Verriegelung der Betätigungskomponente in ihrer ersten Konfiguration freigibt. Die Verriegelungskomponente ist mit einem elektroaktiven Polymer und wenigstens zwei das elektroaktive Polymer kontaktierenden Elektroden ausgebildet und derart konfiguriert, dass die Verriegelungskomponente durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektroden zwischen ihrer nicht-verriegelnden Konfiguration und ihrer verriegelnden Konfiguration geschaltet werden kann.
Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Türverriegelung für eine Aufzugtür einer Aufzuganlage beschrieben, welche ein aktuierbares Bauelement gemäss einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung aufweist, wobei die Türverriegelung mit dem aktuierbaren Bauelement dazu konfiguriert ist, eine Öffnungsbewegung der Aufzugtür wählbar zu blockieren oder freizugeben. Die oben genannte Baueinheit ist in diesem Fall damit als eine Türverriegelung für eine Aufzugtür einer Aufzuganlage ausgeführt.
Gemäss einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Fangvorrichtung für einen Fahrkorb einer Aufzuganlage beschrieben, welche ein aktuierbares Bauelement gemäss einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung aufweist, wobei die Fangvorrichtung mit dem aktuierbaren Bauelement dazu konfiguriert ist, eine Bremseinrichtung zum Bremsen des Fahrkorbs wählbar zu blockieren oder freizugeben. Die oben genannte Baueinheit ist in diesem Fall damit als eine Fangvorrichtung für einen Fahrkorb einer Aufzuganlage ausgeführt.
Einleitend soll eine Grundidee zu Ausführungsformen der hierin beschriebenen Erfindung kurz erläutert werden, wobei diese Erläuterung als lediglich grob zusammenfassend und die Erfindung nicht einschränkend auszulegen ist:
Wie weiter oben bereits erläutert, werden herkömmliche Baueinheiten bzw. Sicherheitskomponenten in Personentransportanlagen oft mithilfe eines Aktuators gesteuert geschaltet, welcher zum Einnehmen und Halten eines gewünschten Schaltzustands mit einem elektrischen Strom versorgt werden muss, wodurch ein lange andauernder und somit hoher Energieaufwand entsteht.
Es wird hierin vorgeschlagen, eine Funktionalität eines solchen herkömmlich eingesetzten Aktuators stattdessen mithilfe eines elektroaktiven Polymers zu bewirken. Elektroaktive Polymere (EAP) sind Polymere, die durch Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Form ändern. Im Gegensatz zu herkömmlich eingesetzten Aktuatoren wie Elektromagneten, Elektromotoren, etc. wird hierbei kein langfristiger elektrischer Stromfluss und somit kein durchgängiger Einsatz elektrischer Leistung benötigt, um den Aktuator in einer gewünschten Stellung bzw. einem gewünschten Zustand zu halten. Stattdessen genügt es, an das elektroaktive Polymer eine elektrische Spannung anzulegen, wobei es ähnlich wie beim Aufladen eines Kondensators nur zu einem sehr kurzzeitigen Stromfluss kommt, während dessen elektrische Ladungen innerhalb des elektroaktiven Polymers verlagert werden, sich aber kein langzeitiger Stromfluss durch das elektroaktive Polymer, der in der Regel ein elektrischer Isolator ist, einstellt. Dementsprechend kann ein elektrischer Energieaufwand, der aufgewendet werden muss, um das elektroaktive Polymer in eine gewünschte Konfiguration zu bringen und zu halten, vemachlässigbar gering sein.
Das elektroaktive Polymer wird dabei als Teil einer Verriegelungskomponente eingesetzt und kann je nachdem, ob an die den Polymer kontaktierenden Elektroden eine elektrische Spannung angelegt wird oder nicht, dafür sorgen, dass die Verriegelungskomponente entweder in eine verriegelnde Konfiguration gebracht wird, in der die Betätigungs- komponente des aktuierbaren Bauelements in ihrer ersten Konfiguration verriegelt wird, oder in eine nicht-verriegelnde Konfiguration gebracht wird, in der die Betätigungskomponente freigegeben wird und somit in ihre zweite Konfiguration bewegt werden kann.
Nachfolgend werden mögliche Ausgestaltungen und Vorteile von Ausfiihrungsformen des aktuierbaren Bauelements bzw. der damit ausgestatteten Türverriegelung und/oder Fangvorrichtung in genaueren Einzelheiten beschrieben.
Das hierin beschriebene aktuierbare Bauelement kann als eigenständiges Bauelement innerhalb einer Personentransportanlage verbaut sein und dort zur Implementierung von Schalt-Funktionalitäten eingesetzt werden. Alternativ kann das aktuierbare Bauelement als Teil einer grösseren Baueinheit, welche beispielsweise in Form einer Sicherheitskomponente für die Personentransportanlage ausgestaltet ist, eingesetzt werden und innerhalb dieser Baueinheit eine Schalt-Funktionalität implementieren.
Das aktuierbare Bauelement verfügt hierzu über wenigstens drei Komponenten in Form einer Betätigungskomponente, einer Vorspannkomponente und einer Verriegelungskomponente. Dabei sollen zumindest zwei der drei Komponenten relativ zueinander bewegbar sein. Insbesondere sollen die Betätigungskomponente und die Verriegelungskomponente relativ zueinander bewegt werden können. Die drei Komponenten können untereinander wechselwirken und insbesondere gegenseitig aufeinander Kräfte ausüben.
Die Betätigungskomponente soll zwischen einer ersten Konfiguration und einer zweiten Konfiguration verlagerbar sein. Eine Konfiguration der Betätigungskomponente kann auch als eine Position der Betätigungskomponente bezeichnet werden. Wenn die Betätigungskomponente in der ersten Konfiguration ist, kann dies als erster Schaltzustand des aktuierbaren Bauelements interpretiert werden, wohingegen die Betätigungskomponente in der zweiten Konfiguration als zweiter Schaltzustand des aktuierbaren Bauelements interpretiert werden kann. Je nachdem, welche Schaltzustände geschaltet werden sollen, kann dementsprechend die erste Konfiguration auch als unbetätigte Konfiguration und die zweite Konfiguration als betätigte Konfiguration interpretiert werden, oder umgekehrt. Eine Verlagerung der Betätigungskomponente zwischen den beiden Konfigurationen kann in beliebiger Weise erfolgen, beispielsweise durch lineares Verschieben, durch Drehen oder durch Schwenken der Betätigungskomponente oder durch eine Kombination solcher Bewegungen. Beispielsweise kann die Betätigungskomponente als gelagerter Hebel implementiert sein, der zwischen den beiden Konfigurationen verschwenkt werden kann.
Die Vorspannkomponente ist dazu ausgelegt, eine Kraft auf die Betätigungskomponente auszuüben. Diese Kraft soll in einer sogenannten Vorspann-Kraftbeaufschlagungsrichtung hin zu der zweiten Konfiguration wirken. Wenn die Betätigungskomponente sich frei bewegen kann, d.h. nicht verriegelt und somit in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkt ist, wird sich die Betätigungskomponente somit aufgrund der von der Vorspannkomponente bewirkten Kraft in die zweite Konfiguration bewegen bzw. dort gehalten werden.
Die Verriegelungskomponente ist dazu vorgesehen, eine Bewegung der Betätigungskomponente, wenn diese in ihrer ersten Konfiguration ist, gesteuert temporär verhindern zu können. Hierzu kann die Verriegelungskomponente wählbar in eine verriegelnde Konfiguration oder in eine nicht-verriegelnde Konfiguration gebracht werden. Eine Konfiguration der Verriegelungskomponente kann auch als eine Position der Verriegelungskomponente bezeichnet werden. In der verriegelnden Konfiguration sperrt oder blockiert die Verriegelungskomponente eine Bewegung der sich in ihrer ersten Konfiguration befindlichen Betätigungskomponente, sodass diese nicht in die zweite Konfiguration verlagert werden kann. Wird die Verriegelungskomponente in die nichtverriegelnde Konfiguration überfuhrt, wird diese Verriegelung freigegeben, sodass sich die Betätigungskomponente insbesondere aufgrund der durch die Vorspannkomponente bewirkten Kraft aus ihrer ersten Konfiguration in ihre zweite Konfiguration verlagern kann.
Die Verriegelungskomponente wird dabei unter Verwendung eines elektroaktiven Polymers ausgebildet. Bauteile, die mit solchen elektroaktiven Polymeren ausgebildet sind, können ihr Volumen bzw. ihre Form verändern, je nachdem, ob an Elektroden, die in elektrischem Kontakt mit den elektroaktiven Polymeren stehen, eine hohe elektrische Spannung angelegt wird oder nicht bzw. wie hoch diese elektrische Spannung ist. Dabei ist eine bewirkte Formveränderung im Regelfall lediglich so lange existent, wie die elektrische Spannung angelegt bleibt. D.h., bei Anlegen der elektrischen Spannung verformen sich die elektroaktiven Polymere, wohingegen sie sich bei Entfall der elektrischen Spannung wieder in ihre ursprüngliche Form entspannen können.
Diese Eigenschaft kann ausgenutzt werden, um mithilfe der elektroaktiven Polymere die Verriegelungskomponente in die Lage zu versetzen, zwischen zwei verschiedenen Konfigurationen umkonfiguriert zu werden. Die beiden Konfigurationen können sich hierbei hinsichtlich der von den elektroaktiven Polymeren eingenommenen Form unterscheiden. Die elektroaktiven Polymere können hierzu beispielsweise in einer anfänglichen Form angeordnet sein, welche die Gestalt der Verriegelungskomponente beeinflusst, solange keine elektrische Spannung angelegt wird. Die elektroaktiven Polymere können beispielsweise in Form einer Schicht bzw. eines Stapels aus einer Vielzahl von Schichten ausgebildet sein, wobei die Elektroden an gegenüberliegenden Seiten dieser Schicht bzw. dieses Stapels angeordnet sein können. Diese anfängliche Form ändert sich, wenn eine elektrische Spannung an die Elektroden angelegt wird. Die Art und Weise, wie sich diese Form verändert, hängt dabei sowohl von der anfänglichen Form und der anfänglichen Anordnung bzw. Ausrichtung der Polymere als auch von der Stärke der angelegten elektrischen Spannung ab. Typischerweise werden zum Erreichen signifikanter Formänderungen meist elektrische Spannungen im Bereich von mehreren hundert Volt, beispielsweise mehr als 500 V, mehr als 800 V oder sogar mehr als 1000 V, an die Elektroden angelegt.
Insgesamt kann somit die Konfiguration der Verriegelungskomponente und dementsprechend deren auf die Betätigungskomponente wirkende verriegelnde Eigenschaft durch gezieltes Steuern der an die Elektroden angelegten Spannung kontrolliert werden. Dabei ist wichtig, zu betonen, dass hierzu lediglich eine elektrische Spannung, insbesondere eine Gleichspannung, generiert und aufrechterhalten werden braucht, es innerhalb der Verriegelungskomponente, d.h. zwischen deren beiden Elektroden, jedoch nicht zu einem länger andauernden elektrischen Stromfluss kommt, sondern lediglich eine Verlagerung von Ladungen innerhalb des elektroaktiven Polymers bewirkt werden muss. Die zwischen den Elektroden befindlichen elektroaktiven Polymere verhalten sich dabei ähnlich wie ein Dielektrikum zwischen den Elektroden eines Kondensators.
Eine Leistungsaufnahme zum Schalten der Verriegelungskomponente zwischen ihren beiden Konfigurationen kann somit sehr kurzfristig und lediglich geringfügig sein und zum Halten der Verriegelungskomponente in einer ihrer beiden Konfigurationen kann sogar im Wesentlichen gar keine Leistungsaufnahme nötig sein. Dabei wird davon ausgegangen, dass die elektroaktiven Polymere zwischen den spannungsbeaufschlagten Elektroden sehr gut elektrisch isolieren und auch eine Zuleitung zu diesen Elektroden gut elektrisch isoliert ist, sodass es selbst bei hohen angelegten Spannungen weder zu einem signifikanten Stromfluss zwischen den Elektroden noch zu Stromflüssen beispielsweise in Form von Kriechströmen oder andersartigen Verlustströmen kommt.
Dementsprechend kann bei dem beschriebenen aktuierbaren Bauelement bei sehr geringem Energieverbrauch die Betätigungskomponente über lange Zeiträume hinweg mithilfe der Verriegelungskomponente verriegelt werden und somit verhindert werden, dass die Betätigungskomponente sich getrieben durch die Vorspannkomponente in ihre zweite Konfiguration verlagert. Sollte es jedoch beispielsweise zu einem Stromausfall und infolgedessen zu einem Ausfall der an die Verriegelungskomponente angelegten elektrischen Spannung kommen, wird sich die Verriegelungskomponente automatisch in ihre nicht-verriegelnde Konfiguration begeben und somit die Verriegelung der Betätigungskomponente freigegeben, sodass diese sich in ihre zweite Konfiguration verlagern kann und dabei beispielsweise eine Funktion einer mit dem aktuierbaren Bauelement ausgestatteten Sicherheitskomponente aktiviert.
Somit kann mithilfe des vorgeschlagenen aktuierbaren Bauelements eine zuverlässige Funktionalität bei gleichzeitig sehr geringem Energieaufwand realisiert werden.
Gemäss einer Ausführungsform ist die Verriegelungskomponente derart konfiguriert, dass in der verriegelnden Konfiguration der Verriegelungskomponente ein Formschluss zwischen der Verriegelungskomponente und der Betätigungskomponente herrscht und in der nicht-verriegelnden Konfiguration der Verriegelungskomponente kein Formschluss zwischen der Verriegelungskomponente und der Betätigungskomponente herrscht. Anders ausgedrückt sind die Betätigungskomponente und die Verriegelungskomponente strukturell und/oder funktional vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sich, wenn die Verriegelungskomponente in ihrer verriegelnden Konfiguration ist, ein Formschluss zwischen beiden Komponenten einstellt, d.h., die Verriegelungskomponente zumindest teilweise in Bereiche der Betätigungskomponente eingreift und/oder umgekehrt. Aufgrund dieses Formschlusses können Kräfte zwischen beiden Komponenten effizient übertragen werden. Ausserdem können solche Kräfte übertragen werden, ohne dass die Verriegelungskomponente selbst mit einer starken Kraft, die durch die Veränderung des elektroaktiven Polymers bei Anlegen der elektrischen Spannung an dessen Elektroden zu bewirken wäre, gegen die Betätigungskomponente angepresst werden müsste. Stattdessen genügt es, dass sich die Verriegelungskomponente aufgrund einer solchen Änderung des elektroaktiven Polymers zumindest so weit verformt, dass es zu dem Formschluss mit der Betätigungskomponente kommt.
Gemäss einer Ausführungsform ist die Verriegelungskomponente derart konfiguriert, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung eine Längenänderung der Verriegelungskomponente in einer Verriegelungsrichtung induziert wird.
Hierzu kann das Polymer beispielsweise in Form von mehreren übereinandergestapelten Polymer-Schichten ausgebildet sein und der Stapel dann an gegenüberliegenden Seiten mit den beiden Elektroden kontaktiert sein. Bei Anlegen der elektrischen Spannung an die Elektroden kann der Polymer-Schichten-Stapel dann eine Verformung erfahren, bei der sich seine Abmessungen verändern und zumindest in einer Richtung, welche hierin als Verriegelungsrichtung bezeichnet ist, eine Längenänderung der Verriegelungskomponente eintritt. Beispielsweise kann bei Anlegen der elektrischen Spannung eine Kontraktion des Polymer-Schichten-Stapels in einer ersten Richtung parallel zu einer Verbindungslinie zwischen den Elektroden sowie damit einhergehend eine Expansion des Stapels in einer zweiten Richtung quer hierzu erfolgen. Eine solche Längenänderung kann dazu genutzt werden, um als verriegelnde Konfiguration einen gewünschten Formschluss zwischen der Verriegelungskomponente und der Betätigungskomponente bei Anlegen der Spannung zu bewirken. Bei Unterbrechen der Spannung kann sich die Längenänderung wieder zurückbilden und somit die Verriegelungskomponente in ihrer Nicht-verriegelnden Konfiguration den Formschluss wieder freigeben. Gemäss einer weiter konkretisierten Ausführungsform ist die Verriegelungskomponente dabei derart konfiguriert, dass die Verriegelungsrichtung quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Vorspann-Kraftbeaufschlagungsrichtung gerichtet ist.
Mit anderen Worten kann es vorteilhaft sein, dass elektroaktive Polymer in der Verriegelungskomponente derart auszugestalten, dass die Verriegelungskomponente bei Anlegen der Spannung an die Elektroden seine Längenabmessung in einer Richtung ändert, die quer, vorzugsweise orthogonal, zu derjenigen Richtung verläuft, in der die Vorspannkomponente die vorspannende Kraft auf die Betätigungskomponente ausübt. Vorzugsweise sollen die Verriegelungsrichtung und die Vorspann-Kraftbeaufschlagungs- richtung in einem Winkel von zwischen 60° und 120°, vorzugsweise zwischen 80° und 100° und stärker bevorzugt zwischen 87° und 93° zueinander verlaufen. Hierdurch kann erreicht werden, dass die auf die Betätigungskomponente wirkende vorspannende Kraft nicht oder zumindest nicht überwiegend in einer Richtung auf die Verriegelungskomponente wirkt, in der diese sich bei Anlegen der Spannung verformen soll. Dementsprechend behindert diese vorspannende Kraft die Verformung der Verriegelungskomponente nicht bzw. allenfalls wenig.
Gemäss einer Ausführungsform ist die Vorspannkomponente dazu konfiguriert, die Kraftbeaufschlagung passiv zu bewirken.
Anders ausgedrückt braucht die Vorspannkomponente nicht über eine eigene Energiequelle und/oder eine ihr zugeordnete Ansteuerung verfügen, um die Kraftbeaufschlagung aktiv und gesteuert bewirken zu können. Stattdessen soll die Vorspannkomponente vorzugsweise als passives Bauelement ohne eigene Energiequelle und ohne zugeordnete Ansteuerung funktionieren und die vorspannende Kraft auf die Betätigungskomponente beispielsweise aufgrund einer mechanischen Vorspannung von Material innerhalb der Vorspannkomponente bewirken. Die Vorspannkomponente kann dementsprechend einfach aufgebaut sein, zuverlässig arbeiten und kostengünstig hergestellt werden.
Gemäss einer Ausführungsform kann beispielsweise die Vorspannkomponente mit einem elastisch deformierbaren Element ausgeführt sein. Ein solches deformierbares Element kann beispielsweise in Form einer Feder oder mithilfe eines Elastomerelements bereitgestellt werden, welche auf Zug oder auf Druck elastisch verformt werden können und dabei Verformungsenergie in Form einer mechanischen Vorspannung speichern, die dann als vorspannende Kraft auf die Betätigungskomponente wirken und zur Verlagerung der Betätigungskomponente in die zweite Konfiguration genutzt werden kann. Eine solche Vorspannkomponente kann besonders einfach, zuverlässig und kostengünstig bereitgestellt werden.
Gemäss einer Ausfiihrungsform kann das aktuierbare Bauelement ferner eine Rückspannkomponente aufweisen, welche dazu konfiguriert ist, die Betätigungskomponente in einer Rückspann-Kraftbeaufschlagungsrichtung hin zu der ersten Konfiguration kraftzubeaufschlagen.
Eine solche Rückspannkomponente kann somit der von der Vorspannkomponente bewirkten vorspannenden Kraft entgegenwirken und diese vorzugsweise sogar überkompensieren, sodass die Betätigungskomponente dann hin zu der ersten Konfiguration bewegt wird. Damit kann mithilfe der Rückspannkomponente die Betätigungskomponente bei Bedarf in die erste Konfiguration gebracht werden, um sie dort mithilfe der Verriegelungskomponente zu verriegeln.
Gemäss einer weiter konkretisierten Ausführungsform ist die Rückspannkomponente dabei derart konfiguriert, dass sie die Kraftbeaufschlagung aktiv bewirkt.
Mit anderen Worten soll die Rückspannkomponente vorzugsweise von einer Energiequelle mit Energie versorgt und/oder von einer ihr zugeordneten Steuerung angesteuert werden, sodass sie die rückspannende Kraft aktiv und lediglich bei Bedarf bewirkt. Dementsprechend kann durch geeignetes Ansteuem der Rückspannkomponente entschieden werden, ob die Betätigungskomponente lediglich von der Vorspannkomponente hin zu der zweiten Konfiguration kraftbeaufschlagt wird oder ob dieser Kraftbeaufschlagung durch die Rückspannkomponente entgegengewirkt wird und die Betätigungskomponente somit hin zu der ersten Konfiguration kraftbeaufschlagt und somit bewegt wird. Die Rückspannkomponente kann daher bedarfsgerecht dazu eingesetzt werden, nach einer Betätigung des aktuierbaren Bauelements dessen Betätigungskomponente wieder aktiv zurück in dessen erste Konfiguration zu bringen und diese dann dort mithilfe der Verriegelungskomponente zu verriegeln.
Dabei kann gemäss einer weiteren konkretisierten Ausführungsform die Rückspannkomponente mit einem elektrisch steuerbaren Aktuator ausgeführt sein.
Ein solcher Aktuator kann die rückspannende Kraft bewirken, wenn er mit elektrischer Energie versorgt wird. Daher kann ein solcher Aktuator besonders einfach gesteuert werden.
Beispielsweise kann die Rückspannkomponente gemäss einer Ausführungsform mit einem Elektromagneten ausgeführt sein.
Der Elektromagnet kann bei elektrischer Bestromung ein Magnetfeld erzeugen. Dieses Magnetfeld kann anziehend auf die Betätigungskomponente wirken. Hierzu kann die Betätigungskomponente mit magnetischem bzw. magnetisierbarem Material ausgebildet sein oder ihrerseits eine Teilkomponente aus einem solchen Material aufweisen. Der Elektromagnet kann derart angeordnet und ausgestaltet sein, dass durch das erzeugte Magnetfeld die erforderliche rückspannende Kraft auf die Betätigungskomponente ausgeübt werden kann, um diese in die erste Konfiguration zu verlagern.
Gemäss einer Ausführungsform weist das aktuierbare Bauelement ferner einen Hochspannungsgenerator zum Erzeugen der an die Elektroden der Verriegelungskomponente anzulegenden elektrischen Spannung auf.
Ein solcher Hochspannungsgenerator kann dazu konzipiert sein, ausreichend hohe Spannungen zu erzeugen, um bei deren Anlegen an die Elektroden eine gewünschte Verformung der Verriegelungskomponente aufgrund einer Deformation des darin vorgesehenen elektroaktiven Polymers bewirken zu können. Beispielsweise kann der Hochspannungsgenerator Spannungen von mehr als 500 V, vorzugsweise mehr als 800 V oder sogar mehr als 1000 V erzeugen. Dabei können die Spannungen vorzugsweise bei sehr geringer elektrischer Leistung erzeugt werden, da die an die Elektroden der Verriegelungskomponente angelegten Spannungen zu keinem bzw. lediglich einem vemachlässigbar geringen Stromfluss führen sollen. Der Hochspannungsgenerator kann die Spannungen steuerbar erzeugen. Dabei kann der Hochspannungsgenerator beispielsweise von einer Aufzugsteuerung angesteuert werden. Dementsprechend kann durch geeignetes Ansteuem des Hochspannungsgenerators ein Verriegeln oder Entriegeln der Verriegelungskomponente innerhalb des aktuierbaren Bauelements gesteuert werden.
Alternativ zu einer direkten Integration des Hochspannungsgenerators in das aktuierbare Bauelement kann dieser auch an einer anderen Stelle, beispielsweise in der Aufzugsteuerung, vorgesehen werden und von dort aus elektrisch mit den Elektroden der Verriegelungskomponente verbunden sein.
Das hier beschriebene aktuierbare Bauelement kann unter anderem in einer Ausführungsform einer Türverriegelung gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung eingesetzt werden. Dabei kann dessen Betätigungskomponente dazu genutzt werden, um je nachdem, ob diese in der ersten oder in der zweiten Konfiguration steht, eine Verriegelung der zugeordneten Aufzugtür zu aktivieren und damit eine Öffnungsbewegung der Aufzugtür zu blockieren oder, alternativ, eine solche Verriegelung zu deaktivieren und damit die Öffnungsbewegung freizugeben. Die Türverriegelung kann dabei mithilfe des aktuierbaren Bauelements mit geringem Energieaufwand in ihrem verriegelten Zustand gehalten werden. Bei Bedarf oder automatisiert bei einem Stromausfall kann die Verriegelung jedoch gelöst werden und die Aufzugtür dementsprechend geöffnet werden.
Gemäss einer Ausführungsform kann dabei die Betätigungskomponente dazu konfiguriert sein, in der ersten Konfiguration mit einem Türrahmen oder einer weiteren Aufzugtür derart zusammenzuwirken, dass die Aufzugtür in ihrer geschlossenen Position blockiert ist und in der zweiten Konfiguration das Zusammenwirken mit dem Türrahmen oder der weiteren Aufzugtür zu lösen.
Anders ausgedrückt kann eine Verriegelung der Aufzugtür dadurch bewirkt werden, dass die Betätigungskomponente des hierin vorgestellten aktuierbaren Bauelements beispielsweise in den Türrahmen oder ein mit dem Türrahmen verbundenes anderes stationäres Element eingreift oder dass die Betätigungskomponente beispielsweise eine mechanisch belastbare Verbindung mit einer weiteren Aufzugtür bewirkt. Dabei kann dadurch, dass die Betätigungskomponente mithilfe der Verriegelungskomponente mit sehr geringem Energieaufwand in ihrer ersten Konfiguration verriegelt werden kann, die Aufzugtür in ihrer geschlossenen Position blockiert gehalten werden, ohne dass hierfür permanent Energie aufgebracht werden müsste. Bei Bedarf kann dann die an das elektroaktive Polymer der Verriegelungskomponente angelegte elektrische Spannung unterbrochen werden, sodass diese die Verriegelung der Betätigungskomponente freigibt. Daraufhin wird die Betätigungskomponente getrieben durch die Vorspannkomponente in ihre zweite Konfiguration verlagert und auf diese Weise die Verriegelung der Aufzugtür gelöst, sodass diese geöffnet werden kann. Ein Lösen der Verriegelung der Aufzugtür tritt dabei auch automatisch auf, wenn es beispielsweise aufgrund eines Stromausfalls zu einer Unterbrechung der an die Verriegelungskomponente angelegten Spannung kommt.
Das hier beschriebene aktuierbare Bauelement kann alternativ in einer Ausführungsform einer Fangvorrichtung gemäss dem dritten Aspekt der Erfindung eingesetzt werden.
Dabei kann deren Betätigungskomponente je nachdem, in welcher ihrer Konfigurationen sie aktuell steht, dahingehend wirken, dass eine Bremseinrichtung blockiert oder freigegeben wird. In einem blockierten Zustand kann die Bremseinrichtung beispielsweise eine an den Fahrkorb vorgesehene Bremse deaktiviert halten, sodass sich der Fahrkorb innerhalb des Aufzugschachts verfahren lässt. Wird die Bremseinrichtung jedoch freigegeben, wird dadurch die Bremse an dem Fahrkorb aktiviert und eine Verlagerung des Fahrkorbs gebremst bzw. gestoppt.
Gemäss einer Ausführungsform kann die Betätigungskomponente dabei dazu konfiguriert sein, in der ersten Konfiguration mit der Bremseinrichtung derart zusammenzuwirken, dass die Bremseinrichtung in einem vorgespannten Zustand in einer deaktivierten Position gehalten wird, in der sie keine Bremswirkung für den Fahrkorb generiert, und in der zweiten Konfiguration das Zusammenwirken mit der Bremseinrichtung derart freigibt, dass die Bremseinrichtung die Bremswirkung generiert.
Die Fangvorrichtung kann somit das aktuierbare Bauelement dazu nutzen, im Normalbetrieb der Aufzuganlage die Bremseinrichtung mit geringem Energieaufwand deaktiviert zu halten. Beim Erkennen einer Übergeschwindigkeit des Fahrkorbs kann jedoch über das aktuierbare Bauelement die Bremseinrichtung aktiviert werden, indem die Verriegelungskomponente in ihre nicht-verriegelnde Konfiguration gebracht wird und somit die Betätigungskomponente entriegelt wird und in ihre zweite Konfiguration übergeht. Im Falle eines Stromausfalls wird die Bremseinrichtung ebenfalls durch den dabei automatisch eintretenden Übergang der Betätigungskomponente in deren zweite Konfiguration automatisiert aktiviert.
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen einerseits des hierin beschriebenen aktuierbaren Bauelements und andererseits von damit auszustattenden Ausfuhrungsformen einer Türverriegelung bzw. einer Fangvorrichtung beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, übertragen, angepasst oder ausgetauscht werden können, um im Rahmen der Ansprüche zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt eine Teilansicht einer Türverriegelung mit einem aktuierbaren Bauelement gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Teilansicht einer Fangvorrichtung mit einem aktuierbaren Bauelement gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht massstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
Fig. 1 zeigt ein aktuierbares Bauelement 1, welches in einer Türverriegelung 3 für eine Aufzugtür 5 zum Verriegeln und Entriegeln der Aufzugtür 5 einer Aufzuganlage eingesetzt wird. Die Türverriegelung 3 kann als eine Baueinheit der Personentransportanlage in Form der Aufzuganlage angesehen werden.
Die Aufzugtür 5 kann entweder als Kabinentür oder als Schachttür ausgebildet sein. Dabei kann in einer realen Anwendung ein für die Türverriegelung 3 eingesetzter Mechanismus komplexer aufgebaut sein, als dies in der vereinfachten Darstellung in Fig. 1 wiedergegeben ist. Die vereinfachte Darstellung dient lediglich zur Erläuterung von grundlegenden Funktionsprinzipien betreffend das aktuierbare Bauelement 1 bzw. die gesamte Türverriegelung 3. Details einer möglichen komplexeren Ausgestaltung einer Türverriegelung, wie sie analog auch auf die hierin beschriebene Türverriegelung übertragen werden können, sind für ein Beispiel einer Türverriegelung für eine Kabinentür beispielhaft in der Patentschrift CH 663 406 A5 und für ein Beispiel einer Türverriegelung für eine Schachttür beispielhaft in der Patentschrift EP 1 490 284 Bl angegeben.
Das aktuierbare Bauelement 1 umfasst eine Betätigungskomponente 7, eine Vorspannkomponente 9 und eine Verriegelungskomponente 11. Ferner verfügt das aktuierbare Bauelement 1 über eine Rückspannkomponente 10.
Im dargestellten Beispiel ist die Betätigungskomponente 7 als hakenförmiger Hebel 13 ausgebildet, der um ein Lager 17 herum verschwenkt werden kann. Der Hebel 13 ist dabei mit einem Türblatt (nicht dargestellt) mechanisch verbunden. Ein hakenartiger Vorsprung 19 des Hebels 13 greift in einer nach unten verschwenkten ersten Konfiguration der Betätigungskomponente 7, wie sie in der Figur dargestellt ist, formschlüssig in eine Ausnehmung 21 in einem stationären Türrahmen 23 ein. Dadurch wird das Türblatt der Aufzugtür 5 in seiner geschlossenen Position verriegelt.
Um das Türblatt der Aufzugtür 5 öffnen zu können, muss eine solche Verriegelung gelöst werden. Hierzu ist die Betätigungskomponente 7 in eine nach oben verschwenkte zweite Konfiguration zu verlagern, sodass der hakenartige Vorsprung 19 aus dem Formschluss mit der Ausnehmung 21 gelöst wird.
Die Vorspannkomponente 9 ist im dargestellten Beispiel als elastisch deformierbares Element 15 in Form einer Feder ausgebildet. Wenn sich die Betätigungskomponente 7 in ihrer ersten Konfiguration befindet, ist die Vorspannkomponente 9 derart mechanisch vorgespannt, dass sie eine Kraft auf die Betätigungskomponente 7 in einer Vorspann- Kraftbeaufschlagungsrichtung 25 bewirkt, die versucht, die Betätigungskomponente 7 hin zu ihrer zweiten Konfiguration zu bewegen.
Um den Hebel 13 in seiner verriegelnden Position zu halten, verfügen herkömmliche Türverriegelungen über das Rückspannelement 10. Ein solches Rückspannelement 10 kann beispielsweise als Elektromagnet 27 ausgebildet sein. Wenn der Elektromagnet 27 bestromt wird, wird ein Magnetfeld erzeugt, welches den Hebel 13 anzieht und somit eine Kraft in einer Rückspann-Kraftbeaufschlagungsrichtung 29, welche der Vorspann- Kraftbeaufschlagungsrichtung 25 entgegengesetzt ist, bewirkt. Das Rückspannelement 10 ist dabei ausreichend stark, um der von dem Vorspannelement 9 bewirkten Kraft entgegenzuwirken und diese überzukompensieren, sodass der Hebel 13 in seiner verriegelnden Position bleibt. Um die Aufzugtür 5 öffnen zu können, kann die Bestromung des Elektromagneten 27 unterbrochen werden, sodass der Hebel 13 sich dann getrieben durch das elastisch deformierbare Element 15 nach oben bewegt und die Verriegelung freigegeben wird. Dabei ist sichergestellt, dass auch im Falle eines Stromausfalls die Bestromung des Elektromagneten 27 unterbrochen wird und somit die Verriegelung der Aufzugtür gelöst wird.
Allerdings muss bei einer solchen herkömmlichen Ausgestaltung der Türverriegelung während des gesamten Zeitraums, in dem die Aufzugtür 5 verriegelt gehalten werden soll, der Elektromagnet 27 bestromt werden. Hierdurch entsteht für die Aufzuganlage ein nicht zu vemachlässigbarer Energieverbrauch.
Um diesen Energieverbrauch weitgehend zu vermeiden, wird bei der hierin vorgeschlagenen Türverriegelung 3 ein aktuierbares Bauelement 1 mit einer speziellen Verriegelungskomponente 11 eingesetzt. Diese Verriegelungskomponente 11 kann zwischen einer verriegelnden Konfiguration, wie sie in der Figur dargestellt ist, und einer nicht-verriegelnden Konfiguration umkonfiguriert werden. In der verriegelnden Konfiguration verriegelt die Verriegelungskomponente 11 dabei die Betätigungskomponente 7 in deren erster Konfiguration, wohingegen diese Verriegelung freigegeben wird, wenn die Verriegelungskomponente 11 in ihre nicht-verriegelnde Konfiguration versetzt wird.
Dabei ist die Verriegelungskomponente 11 in spezieller Weise mit einem elektroaktiven Polymer 31 sowie zwei Elektroden 33, die dieses elektroaktive Polymer 31 zwischen sich einschliessen und von entgegengesetzten Seiten her elektrisch kontaktieren, ausgebildet. Das elektroaktive Polymer 31 kann insbesondere als Stapel aus einer Vielzahl von Schichten aus einem elektroaktiven Polymermaterial ausgebildet sein. Wenn über einen Hochspannungsgenerator 35 eine hohe elektrische Spannung an die Elektroden 33 angelegt wird, fuhrt dies dazu, dass das elektroaktive Polymer 31 seine Länge in einer Verriegelungsrichtung 37 vergrössert. Hierdurch wird, wie in der Figur dargestellt, ein Zapfen 39, der an dem elektroaktiven Polymer 31 seitlich angebracht ist, in der Verriegelungsrichtung 37 hin zu dem Betätigungselement 7 verlagert und kann dort in eine Ausnehmung 41 in dem Hebel 13 formschlüssig eingreifen.
Die Verriegelungsrichtung 37 verläuft dabei quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Vorspann-Kraftbeaufschlagungsrichtung 25. Dadurch kann mit der Verriegelungskomponente 11, wenn diese durch Anlegen der elektrischen Spannung an das elektroaktive Polymer 31 in seine verriegelnde Konfiguration gebracht ist, dass Betätigungselement 7 in seiner ersten Konfiguration verriegelt werden.
Insgesamt wird dadurch die Türverriegelung 3 verriegelt gehalten, solange die Verriegelungskomponente 11 in ihrer verriegelnden Konfiguration bleibt. Da hierfür lediglich eine elektrische Spannung an die Elektroden 33 der Verriegelungskomponente 11 anzulegen ist, dabei aber im Wesentlichen kein elektrischer Stromfluss bewirkt wird, kann die Türverriegelung 3 mit einem äusserst geringen Energieaufwand über lange Zeitdauern hinweg verriegelt gehalten werden.
Wenn die Verriegelung der Aufzugtür 5 bei Bedarf gelöst werden soll, kann hierfür die Spannungsversorgung durch den Hochspannungsgenerator 35 unterbrochen werden. Dies kann beispielsweise durch geeignetes Ansteuem des Hochspannungsgenerators 35 durch eine Aufzugsteuerung (nicht dargestellt) erfolgen. Wegen der fehlenden elektrischen Spannung relaxiert dann das elektroaktive Polymer 31 und verringert seine Länge in der Verriegelungsrichtung 37, sodass der Zapfen 39 aus der Ausnehmung 41 der Betätigungskomponente 7 heraus bewegt wird. Aufgrund des dann fehlenden Formschlusses zwischen der Verriegelungskomponente 11 und der Betätigungskomponente 7 kann die Vorspannkomponente 9 die Betätigungskomponente 7 dann in der Vorspann- Kraftbeaufschlagungsrichtung 25 in die zweite Konfiguration verlagern. Dadurch wird der Eingriff des Vorsprungs 19 des Hebels 13 in die Ausnehmung 21 in dem Türrahmen 23 gelöst und eine Bewegung der Aufzugtür 5 freigegeben. Ein Lösen der Verriegelung der Aufzugtür 5 tritt automatisch auch ein, wenn die Spannungsversorgung durch den Hochspannungsgenerator 35 aufgrund beispielsweise eines generellen Stromausfalls unterbrochen wird.
Um die Aufzugtür 5 nach einem Öffnungsvorgang wieder in ihrem geschlossenen Zustand zu verriegeln, kann die Betätigungskomponente 7 mithilfe der Rückspannkomponente 10 wieder in ihre erste Konfiguration verlagert werden. Sobald dabei der Hebel 13 ausreichend weit nach unten verschwenkt wurde und mit seinem Vorsprung 19 somit in Eingriff mit der Ausnehmung 21 kommt, kann die Verriegelungskomponente 11 in ihre verriegelnde Konfiguration gebracht werden und somit erneut mit ihrem Zapfen 39 in die Ausnehmung 41 in dem Hebel 13 eingreifen. Die Betätigungskomponente 7 ist dann mithilfe der Verriegelungskomponente 11 in ihrer ersten Konfiguration verriegelt, sodass die vorangehende Bestromung der Rückspannkomponente 10 daraufhin beendet werden kann.
Fig. 2 zeigt ein aktuierbares Bauelement 1, welches in einer Fangvorrichtung 43 eingesetzt wird, mithilfe derer ein Fahrkorb (nicht dargestellt) einer Aufzuganlage bei Bedarf gebremst bzw. gestoppt werden kann. Die Fangvorrichtung 43 kann als eine Baueinheit der Personentransportanlage in Form der Aufzuganlage angesehen werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Fangvorrichtung 43 in der Figur vereinfacht dargestellt ist und die Darstellung lediglich zur Erläuterung von grundlegenden Funktionsprinzipien betreffend das aktuierbare Bauelement 1 bzw. die gesamte Fangvorrichtung 43 dient. Details einer möglichen komplexeren Ausgestaltung einer Fangvorrichtung, wie sie analog auch auf die hierin beschriebene Fangvorrichtung übertragen werden können, sind beispielhaft in der Patentschrift EP 1 140 688 Bl angegeben.
Die Fangvorrichtung 43 umfasst eine Bremseinrichtung 45 und eine Aktuatoreinrichtung 47. Die Bremseinrichtung 45 ist über einen Hebelarm 49 mit einem vertikal bewegbaren Stössel 51 der Aktuatoreinrichtung 47 gekoppelt. Der Stössel 51 ist mithilfe einer Spiralfeder 53 mechanisch vorgespannt. Der Stössel 51 wird dabei über einen Schwenkhebel 55 in einer nach unten gezogenen, vorgespannten Position gehalten, solange die Bremseinrichtung 45 nicht betätigt werden soll, das heisst solange keine (Not-)Bremsung des Fahrkorbs durchgeführt werden soll, beispielsweise weil erkannt wurde, dass der Fahrkorb sich mit einer Übergeschwindigkeit bewegt oder weil die Verfahrbewegung des Fahrkorbs vorsichtshalber bei einem Stromausfall in der Aufzuganlage gestoppt werden soll.
Um den Schwenkhebel 55 einerseits bedarfsgerecht betätigen zu können und andererseits sicherzustellen, dass dieser im Falle eines Stromausfalls den Stössel 51 freigibt, wird bei herkömmlichen Fangvorrichtungen (wie beispielsweise in EP 1 140 688 Bl beschrieben) der Schwenkhebel 55 im Allgemeinen mithilfe eines Elektromagneten gehalten. Der Elektromagnet kann dabei direkt mit dem Schwenkhebel 55 interagieren oder den Schwenkhebel 55 über eine dazwischenliegende Mechanik halten. Solange die Bremseinrichtung 45 nicht aktiviert werden soll, muss dabei der Elektromagnet durch geeignete Bestromung die benötigte Kraft auf den Schwenkhebel 55 ausüben, damit dieser eine Bewegung des Stössels 51 blockiert. Hierdurch wird ein permanenter Energieaufwand erforderlich.
Bei der hierin beschriebenen Fangvorrichtung 43 wird die konventionell durch den Elektromagneten bewirkte Haltefiinktion stattdessen durch das aktuierbare Bauelement 1 vorgenommen.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist dabei die Betätigungskomponente 7 in Form eines Hebels 13 ausgeführt, der um ein Lager 17 herum verschwenken kann. Ein freitragendes Ende dieses Hebels 13 bildet einen Vorsprung 19 aus, der ein Ende des Schwenkhebels 55 hintergreifen kann.
In der Figur ist das aktuierbare Bauelement 1 dabei mit seiner Betätigungskomponente 7 in einer ersten Konfiguration gezeigt. Der Hebel 13 hintergreift hierbei mit seinem Vorsprung 19 den Schwenkhebel 55 und hindert diesen somit daran, durch Freigeben des Stössels 51 die Bremseinrichtung 45 zu aktivieren.
Die Betätigungskomponente 7 wird dabei von der Verriegelungskomponente 11 in dieser ersten Konfiguration verriegelt. Hierzu wird an die Elektroden 33 angrenzend an das elektroaktive Polymer 31 von dem Hochspannungsgenerator 35 eine elektrische - TI -
Spannung angelegt, sodass dieses sich hin zu der Betätigungskomponente 7 verlängert und mit dem Zapfen 39 in die Ausnehmung 41 an der Betätigungskomponente 7 eingreift.
Um die Bremseinrichtung 45 zu aktivieren, kann der Hochspannungsgenerator 35 beispielsweise von einer Aufzugsteuerung, die eine Übergeschwindigkeit des Fahrkorbs erkennt, dazu angewiesen werden, keine Spannung mehr an die Elektroden 33 in der Verriegelungskomponente 11 anzulegen. Bei einem allgemeinen Stromausfall erfolgt eine solche Spannungsunterbrechung automatisch. Das elektroaktive Polymer 31 verringert daraufhin seine Länge, sodass der Zapfen 39 aus der Ausnehmung 41 in der Betätigungskomponente 7 freikommt.
In dieser nicht-verriegelnden Konfiguration der Verriegelungskomponente 11 kann dann das als Vorspannkomponente 9 wirkende elastisch deformierbare Element 15 die Betätigungskomponente 7 in der Vorspann-Kraftbeaufschlagungsrichtung 25 von dem Schwenkarm 55 weg in die zweite Konfiguration bewegen, bis der Vorsprung 19 das Ende des Schwenkarms 55 nicht mehr hintergreift und der Schwenkarm 55 somit den von der Spiralfeder 53 vorgespannten Stössel 51 freigibt und dadurch die Bremseinrichtung 45 aktiviert.
Nach einer auf diese Weise ausgelösten Notbremsung kann die Fangvorrichtung 43 wieder in ihren deaktivierten Zustand gebracht werden. Hierzu kann die zuvor aktivierte Bremseinrichtung 45 beispielsweise von einem Wartungstechniker oder durch hier nicht beschriebene technische Massnahmen gelöst werden und der Stössel 51 wieder entgegen der Spiralfeder 53 bewegt und damit vorgespannt werden. Abschliessend wird der Stössel 51 mithilfe des Schwenkarms 55 in dieser vorgespannten Position gehalten und der Schwenkarm 55 seinerseits durch das aktuierbare Bauelement 1 an einem Verschwenken gehindert. Die Betätigungskomponente 7 kann hierzu manuell oder mithilfe einer optional vorzusehenden Rückspannkomponente 10 wieder in ihre erste Konfiguration verlagert werden und dann durch Anlegen der Hochspannung an die Verriegelungskomponente 11 in dieser Konfiguration verriegelt werden.
Abschliessend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschliessen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschliessen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schrite, die mit Verweis auf eines der obigen Ausfuhrungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schriten anderer oben beschriebener Ausfuhrungsbeispiele im Rahmen der Erfindung verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Aktuierbares Bauelement (1) zur Aktivierung oder Deaktivierung einer Baueinheit einer Personentransportanlage, aufweisend: eine Betätigungskomponente (7), eine Vorspannkomponente (9), und eine Verriegelungskomponente (11), wobei die Betätigungskomponente (7) zwischen einer ersten Konfiguration und einer zweiten Konfiguration verlagerbar ist, wobei die Vorspannkomponente (9) die Betätigungskomponente (7) in einer Vorspann- Kraftbeaufschlagungsrichtung (25) hin zu der zweiten Konfiguration kraftbeaufschlagt, wobei die Verriegelungskomponente (11) zwischen einer verriegelnden Konfiguration und einer nicht-verriegelnden Konfiguration umkonfigurierbar ist, wobei die Verriegelungskomponente (11) in ihrer verriegelnden Konfiguration die Betätigungskomponente (7) in ihrer ersten Konfiguration verriegelt und wobei die Verriegelungskomponente (11) in ihrer nicht-verriegelnden Konfiguration die Verriegelung der Betätigungskomponente (7) in ihrer ersten Konfiguration freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungskomponente (11) mit einem elektroaktiven Polymer (31) und wenigstens zwei den elektroaktiven Polymer (31) kontaktierenden Elektroden (33) ausgebildet ist und derart konfiguriert ist, dass die Verriegelungskomponente (11) durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektroden (33) zwischen ihrer nicht- verriegelnden Konfiguration und ihrer verriegelnden Konfiguration geschaltet werden kann.
2. Aktuierbares Bauelement nach Anspruch 1, wobei die Verriegelungskomponente (11) derart konfiguriert ist, dass in der verriegelnden Konfiguration der Verriegelungskomponente (11) ein Formschluss zwischen der Verriegelungskomponente (11) und der Betätigungskomponente (7) herrscht und in der nicht-verriegelnden Konfiguration der Verriegelungskomponente (11) kein Formschluss zwischen der Verriegelungskomponente (11) und der Betätigungskomponente (7) herrscht.
3. Aktuierbares Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verriegelungskomponente (11) derart konfiguriert ist, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung eine Längenänderung der Verriegelungskomponente (11) in einer Verriegelungsrichtung (37) induziert wird.
4. Aktuierbares Bauelement nach Anspruch 3, wobei die Verriegelungskomponente (11) derart konfiguriert ist, dass die Verriegelungsrichtung (37) quer zu der Vorspann-Kraftbeaufschlagungsrichtung (25) gerichtet ist.
5. Aktuierbares Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorspannkomponente (9) die Kraftbeaufschlagung passiv bewirkt.
6. Aktuierbares Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorspannkomponente (9) mit einem elastisch deformierbaren Element (15) ausgeführt ist.
7. Aktuierbares Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend: eine Rückspannkomponente (10), welche dazu konfiguriert ist, die Betätigungskomponente (7) in einer Rückspann-Kraftbeaufschlagungsrichtung (29) hin zu der ersten Konfiguration kraftzubeaufschlagen.
8. Aktuierbares Bauelement nach Anspruch 7, wobei die Rückspannkomponente (10) die Kraftbeaufschlagung aktiv bewirkt.
9. Aktuierbares Bauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei die Rückspannkomponente (10) mit einem elektrisch steuerbaren Aktuator ausgeführt ist.
10. Aktuierbares Bauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Rückspannkomponente (10) mit einem Elektromagneten (27) ausgeführt ist.
11. Aktuierbares Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Hochspannungsgenerator (35) zum Erzeugen der an die Elektroden (33) der Verriegelungskomponente (11) anzulegenden elektrischen Spannung.
12. Türverriegelung (3) für eine Aufzugtür (5) einer Aufzuganlage, aufweisend ein aktuierbares Bauelement (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Türverriegelung (3) mit dem aktuierbaren Bauelement (1) dazu konfiguriert ist, eine Öffnungsbewegung der Aufzugtür (5) wählbar zu blockieren oder freizugeben.
13. Türverriegelung nach Anspruch 12, wobei die Betätigungskomponente (7) dazu konfiguriert ist, in der ersten Konfiguration mit einem Türrahmen (23) oder einer weiteren Aufzugtür derart zusammenzuwirken, dass die Aufzugtür (5) in ihrer geschlossenen Position blockiert ist und in der zweiten Konfiguration das Zusammenwirken mit dem Türrahmen (23) oder der weiteren Aufzugtür zu lösen.
14. Fangvorrichtung (43) für einen Fahrkorb einer Aufzuganlage, aufweisend ein aktuierbares Bauelement (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fangvorrichtung (43) mit dem aktuierbaren Bauelement (1) dazu konfiguriert ist, eine Bremseinrichtung (45) zum Bremsen des Fahrkorbs wählbar zu blockieren oder freizugeben.
15. Fangvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Betätigungskomponente (7) dazu konfiguriert ist, in der ersten Konfiguration mit der Bremseinrichtung (45) derart zusammenzuwirken, dass die Bremseinrichtung (45) in einem vorgespannten Zustand in einer deaktivierten Position gehalten wird, in der sie keine Bremswirkung für den Fahrkorb generiert, und in der zweiten Konfiguration das Zusammenwirken mit der Bremseinrichtung (45) derart freigibt, dass die Bremseinrichtung (45) die Bremswirkung generiert.
PCT/EP2023/078214 2022-11-04 2023-10-11 Aktuierbares bauelement zur aktivierung oder deaktivierung einer baueinheit einer personentransportanlage sowie verriegelung für eine aufzugtür und fangvorrichtung für einen aufzugfahrkorb WO2024094398A1 (de)

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