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Title:
SAFETY DEVICE FOR MOVEABLE ELEMENTS, ESPECIALLY ELEVATORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/068306
Kind Code:
A1
Abstract:
A safety device for monitoring safety distances to travel destinations and to moveable objects in addition to monitoring various maximum speeds, especially for elevators, said device being arranged preferably in an elevator car and comprising a distance and speed determining unit, a comparison device for adjusting a predeterminable distance according to the destination of travel at an associated set speed in relation to the actual values, and a trigger unit which triggers off a braking device when said set values are exceeded. The aim of the invention as defined in the patent claims is to adapt current, modern-day speed limiting devices to the requirements of modern elevator systems and to add novel functions thereto, the most important functions thereof being: monitoring several speeds and acceleration and braking phases, monitoring distances to moveable and fixed obstacles in the shaft; precise, quick- reacting triggering; and memory function for recording safety-relevant elevator data in case of a malfunction. On of the main advantages of the invention is that it enables fast elevators having a reduced shaft area to be produced and several cabins can travel in a single shaft. A high level of safety can be enjoyed by the passengers in all elevators.

Inventors:
MUELLER WOLFGANG T (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/001804
Publication Date:
September 06, 2002
Filing Date:
February 20, 2002
Export Citation:
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Assignee:
MUELLER WOLFGANG T (DE)
International Classes:
B66B5/04; B66B5/06; (IPC1-7): B66B1/34; B66B5/06
Domestic Patent References:
WO1998017575A11998-04-30
Foreign References:
US5869794A1999-02-09
US6170614B12001-01-09
Attorney, Agent or Firm:
Karrais, Martin (Stellrecht & Partner Uhlandstrasse 14c Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Sicherheitseinrichtung zur Überwachung eines bewegbaren Elements, insbesondere für Aufzüge und vorzugsweise zur Anordnung an einer Aufzugskabine, mit einer Ge schwindigkeitsermittlungseinheit zur Ermittlung der Geschwindigkeit des bewegbaren Elements, einer Vergleichseinrichtung zum Abgleichen einer vorgegebenen Geschwin digkeit mit dem ermittelten tatsächlichen Istwert und einer Auslöseeinheit zum Auslösen einer Bremsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung weiterhin eine Distanzer mittlungseinheit zur Ermittlung der Distanz des bewegbaren Elements zu einem festen der beweglichen Ziel umfasst, wobei die Vergleichseinrichtung einen Speicher zur Speicherung einer maximal zulässigen Ge schwindigkeit und mindestens einer SollDistanz mit insbesondere zugeordneter Soll Geschwindigkeit umfasst, wobei die Vergleichseinrichtung zuerst die größte gespeicherte SollDistanz mit der von der Distanzermittlungseinheit gemeldeten IstDistanz vergleicht und bei gleicher Dis tanz die der SollDistanz zugeordnete SollGeschwindigkeit mit der von der Ge schwindigkeitsermittlungseinheit zu diesem Zeitpunkt erfassen tatsächlichen IstGe schwindigkeit vergleicht und bei einer Überschreitung der SollGeschwindigkeit, die Auslöseeinheit zur Abgabe eines elektronischen Auslösesignals veranlasst, und wobei die intelligente Vergleichseinrichtung unabhängig von SollDistanzen die maximal zu lässige Geschwindigkeit kontinuierlich mit der tatsächlichen IstGeschwindigkeit ver gleicht und bei Überschreitung der maximal zulässigen Geschwindigkeit die Auslöse einheit ebenfalls zur Abgabe eines elektronischen Auslösesignals veranlasst.
2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsermittlungseinheit einen Impulszähler umfasst, der die Codierun gen auf einer Codierscheibe erfasst, die über ein Reibrad oder ein Seil mit der zu erfas senden Geschwindigkeit angetrieben wird.
3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzund/oder Geschwindigkeitsermittlungseinheit Radarund/oder Lasersenso ren umfasst.
4. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung weiterhin eine Positionsermittlungseinrichtung zur Bestim mung der Position des vom Geschwindigkeitsbegrenzer zu überwachenden bewegbaren Elements und/oder einen Richtungsanzeiger zur Ermittlung der Bewegungsrichtung um fasst.
5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzermittlungseinrichtung, die Positionsermittlungseinrichtung und/oder der Richtungsanzeiger die von der Geschwindigkeitsermittlungseinheit erzeugten Daten verwenden und/oder untereinander austauschen.
6. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher Solldistanzen mit jeweils zugeordneter SollGeschwindigkeit in Abhän gigkeit vom Fahrziel speichern kann, wobei die Vergleichseinrichtung die Fahrziele er hält und entsprechend dem Ziel die abhängigen Solldistanzen mit zugeordneter Sollge schwindigkeit für den SollIstvergleich ausliest und bei zwei aufeinander zufahrenden Fahrzeugen im selben Schacht die Solldistanz verdoppelt.
7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzermittlungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie die Position, Richtung und den Abstand des Fahrzeugs zu einem festen oder beweglichen Ziel erfassen kann, wobei ferner abhängig vom Ziel im Speicher abgelegte Sicherheitsdistanzen mit zugehörigen Maximalgeschwindigkeiten aufgerufen werden, deren Überschreiten das Auslösesignal aktiviert.
8. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinheit weiterhin ein pyrotechnisches Stellglied umfasst, welches durch das elektronische Auslösesignal gezündet wird.
9. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnisches Stellglied ein Rohr mit eingebautem Zugoder Druckkolben und mindestens ein, vorzugsweise mehrere, insbesondere einzeln, elektrisch zündbare Sprengladungen sowie insbesondere einen die Betätigung meldenden Sensor umfasst.
10. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnisches Stellglied in einem Gehäuse mit der Geschwindigkeitsermittlungs einheit, der Distanzermittlungseinheit, der Vergleichseinrichtung, der Positionsermitt lungseinheit und/oder der Auslöseeinheit oder in der zu betätigenden Bremsvorrichtung, insbesondere in einer Fangbremse für Aufzüge, integriert ist.
11. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung mindestens zweistufig aufgebaut ist, und zwar derart, dass mindestens eine weitere Geschwindigkeitsbegrenzereinheit mit zumindest unabhängiger Geschwindigkeitsermittlungseinheit und Vergleichseinrichtung vorgesehen ist.
12. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Geschwindigkeitsbergrenzereinheit durch einen konventionellen mechani schen, insbesondere seilgetriebenen Geschwindigkeitsbegrenzer gebildet wird, der die absolute Maximalgeschwindigkeit überwacht und begrenzt.
13. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinheit eine Wippenschaltung zum Auslösen einer Bremsvorrichtung um fasst, die zum einen durch die mechanische Geschwindigkeitsbegrenzereinheit und zum anderen durch ein elektrisch betätigbares Stellglied geschaltet wird.
14. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung weiterhin eine Datensendeund/oderempfangseinheit um fasst, die mit einem externen Informationssystem, insbesondere einem Schachtinforma tionssystem mit vorzugsweise Positionssensoren im Fahrstuhlschacht, oder benachbar ten Sicherheitseinrichtungen Daten, insbesonder Positionsund Bewegungsdaten, aus tauscht.
15. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Teil der von der Auslöseeinheit auszulösenden Bremsvorrichtung parallel und/oder seriell angeordnete Fangbremsen und/oder Sperrfangvorrichtungen für beide Fahrtrichtungen umfasst.
16. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Testvorrichtung umfasst, mit deren Aktivierung die Sicherheitsein richtung bei einer vorgegebenen Position und/oder Geschwindigkeit des zu überwa chenden bewegbaren Elements die Bremsvorrichtung probeweise auslösen kann.
17. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinheit ferngesteuert aktiviert werden kann, wobei insbesondere eine zweite, insbesondere um 180° versetzte Wippenschaltung für die Fernauslösung vorgesehen ist.
18. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung weiterhin einen, insbesondere gesondert gesicherten, Sicher heitsspeicher aufweist, in dem alle sicherheitsrelevanten Daten gespeichert werden, ins besondere sich verändernde Daten intervallartig aktualisiert werden.
19. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung eine Notenergieversorgung, insbesondere eine Batterie, um fasst.
20. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung weiterhin eine Betriebsdatenspeichereinheit zur Speicherung vielfältiger Betriebsdaten umfasst, insbesondere auch der Anzahl der Zündbefehle an das pyrotechnische Stellglied.
Description:
Sicherheitseinrichtung für bewegbare Elemente, insbesondere Aufzüge Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus Sicherheitsgründen muss die Geschwindigkeit einer Aufzugskabine überwacht werden, um im Störungsfall eine Notbremsung einleiten zu können. Dies wird nach dem Stand der Technik heutzutage noch von einem seilangetriebenen, mechanisch arbeitenden Geschwin- digkeitsbegrenzer durchgeführt, der bei ca. 20% Übergeschwindigkeit über Seile und Ge- stänge eine Bremsvorrichtung, wie z. B. eine Fangbremse, auslöst.

Dieses System stammt jedoch noch aus der Gründerzeit des Aufzugsbaus und ist ungenau, störanfällig, löst nur mit einer gewissen Verzögerung aus und arbeitet insbesondere bei Ver- schmutzung, Alterung sowie schlechter Wartung nur unbefriedigend.

Aus diesem Grund sind für Aufzugskabinen regelmäßige Fangtests vorgeschrieben, die je- doch eine unnötige Extrembelastung für den Aufzug darstellen, dessen Sicherheit langfristig negativ beeinträchtigen oder sogar zu einer Zerstörung wichtiger Komponenten des Auf- zugs, wie z. B. des Getriebes, führen können. Darüber hinaus ist es bei den im Stand der Technik bekannten mechanischen Geschwindigkeitsbegrenzern nachteilhaft, dass der Ab- lauf der Auslösung der Fangvorrichtung in der Regel kaum rekonstruierbar ist.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitseinrichtung bereitzu- stellen, die diese Nachteile aus dem Stand der Technik vermeidet und insbesondere die Si- cherheit der durch die Sicherheitseinrichtung überwachten Anlagen erhöht. Darüber hinaus soll der Betrieb und der Aufbau der Sicherheitseinrichtung komfortabler bzw. einfacher werden. Insbesondere soll auch eine möglichst kurze Reaktionszeit und präzise Auslösung der Sicherheitseinrichtung realisiert werden. Durch die erhöhte Sicherheit der überwachten Anlagen soll auch eine verbesserte Gestaltungsmöglichkeit der Anlagen realisiert werden.

Um zukünftige Anforderungen an Aufzugssysteme wie höhere Geschwindigkeiten, ver- kürzte Schachtendbereiche, temporäre Schutzräume sowie mehrere Kabinen in einem Schacht erfüllen zu können, ist es auch erforderlich die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Distanz zu einem Ziel zu begrenzen. Dazu zählt z. B. die Distanz zum Schachtende oder die Distanz zu einer anderen Kabine im gleichen Schacht. Auch diese Aufgaben soll die Sicherheitseinrichtung übernehmen.

Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Sicherheitseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Der erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie eine Distanzermittlungseinheit, eine Geschwindigkeitsermittlungseinheit und eine intel- ligente Vergleichseinrichtung enthält, wobei die intelligente Vergleichseinrichtung einen Speicher zur Speicherung einer maximal zulässigen Geschwindigkeit und mindestens einer Referenzposition (Distanz zum Ziel des bewegbaren Elementes) mit insbesondere zugeord- neter Zwischengeschwindigkeit umfasst, und wobei die Distanzermittlungseinheit bei erreichter Referenzposition dies der Vergleichsein- richtung meldet, welche überprüft, ob für die Referenzposition eine maximal zulässige Zwi- schengeschwindigkeit vorliegt, und wenn ja, diese mit der von der Geschwindigkeitser- mittlungseinheit zu diesem Zeitpunkt erfassen tatsächlichen Geschwindigkeit vergleicht und bei einer Überschreitung der Zwischengeschwindigkeit, die Auslöseeinheit zur Abgabe eines elektronischen Auslösesignals veranlasst, und wobei die intelligente Vergleichseinrichtung unabhängig von Referenzpositionen die maximal zu- lässige Geschwindigkeit kontinuierlich mit der tatsächlichen Geschwindigkeit vergleicht und bei Überschreitung der maximal zulässigen Geschwindigkeit die Auslöseeinheit eben- falls zur Abgabe eines elektronischen Auslösesignals zum Auslösen einer Bremsvorrichtung veranlasst. Bei mehreren Referenzpositionen werden diese entsprechend der Größe ihres Abstandes vom Ziel abgearbeitet.

Durch die Verwirklichung der verschiedenen Einheiten als elektronische Bauteile bzw. als virtuelle Bauteile mit einem Mikroprozessor, wird der Wartungsaufwand gegenüber einem mechanischen Geschwindigkeitsbegrenzer deutlich verringert, da auch das Auslösesignal an die Bremsvorrichtung vorteilhafterweise kontaktlos übermittelt werden kann. Darüber hin- aus ist es durch die distanzabhängige Geschwindigkeitsbegrenzung möglich, nicht nur eine Begrenzungsgeschwindigkeit zu überwachen, sondern eine Vielzahl von Geschwindigkeiten und sogar Fahrkurvenverläufe in Abhängigkeit vom Ziel zu überwachen. Dies führt zu einer sog. Mehrstufigkeit der Sicherheitseinrichtung, was eine Vielzahl von zusätzlichen Mög- lichkeiten eröffnet, wie zum Beispiel die Distanzbegrenzung zu einem anderen beweglichen Objekt im Schacht, eine gezielte Testauslösung bei niedrigen Geschwindigkeiten bzw. Las- ten etc. Auch ist nur noch ein System für alle Funktionen und Geschwindigkeitsbereiche nötig. Außerdem kann dadurch eine gezieltere Überwachung der Begrenzungsgeschwindig- keit in der Beschleunigungs-und Bremsphase vorgenommen werden, was den Betrieb und den Aufbau der gesamten Anlage verbessert und erleichtert, z. B. hinsichtlich geringerer Anforderungen an zusätzliche Pufferzonen in einem Aufzugsschacht.

Beispielsweise sehen die Aufzugsrichtlinien in einer Schachtgrube Puffer-Einrichtungen vor. Diese müssen so ausgelegt sein, dass die Kabine im Störungsfall mit Nenngeschwin- digkeit ungebremst auf diese auffahren kann, ohne Schaden zu nehmen. Je größer die Nenn- geschwindigkeit des Aufzugs, umso höher wird der Puffer und entsprechend tiefer muss die Schachtgrube sein. Durch die Einführung einer reduzierten Nenngeschwindigkeit im Schachtendbereich lassen sich die Puffer auf ein Standardmaß verkürzen. Schachtgrube und Schachtkopf werden entsprechend kleiner, die statischen Anforderungen reduziert.

Eine zusätzliche reduzierte zweite Begrenzungsgeschwindigkeit setzt jedoch einen mindes- tens zweistufig arbeitenden Geschwindigkeitsbegrenzer bzw. Sicherheitseinrichtung voraus, die automatisch auf die niedrigere Geschwindigkeit umschaltet, wenn die Kabine in den Schachtendbereich einfährt und eine definierte Distanz zum Schachtende erreicht hat.

Hierzu ist es vorteilhaft, auch eine Positionsermittlungseinrichtung und/oder einen Rich- tungsanzeiger zur Ermittlung der Position und der Bewegungsrichtung des von der Sicher- heitseinrichtung zu überwachenden bewegten Elements vorzusehen. Eine positionsgesteu- erte Mehrstufigkeit erlaubt es nämlich nicht nur feste Geschwindigkeiten, wie z. B. die Nenngeschwindigkeit, sondern auch Brems-und Beschleunigungsphasen entsprechend der vorberechneten Weg-Geschwindigkeitskennlinien zu überwachen und bei Abweichungen eine Bremsvorrichtung zu betätigen, und zwar vorzugsweise zuerst die Betriebsbremse und bei negativem Resultat kurze Zeit später eine Notbremse, wie z. B. eine Fangbremse. Die entsprechenden Referenzdaten vom normalen Weg-Geschwindigkeitsverlauf des zu über- wachenden bewegten Elements, beispielsweise einer Aufzugskabine, können von der Auf- zugssteuerung in den Speicher der Sicherheitseinrichtung kopiert oder separat in diese ein- gegeben werden. Darüber hinaus können der Sicherheitseinrichtung auch aktuelle Daten beispielsweise von einem externen Informationssystem, wie z. B. einem Schachtinformati- onssystem in Aufzugsanlagen, zur Verfügung gestellt werden.

Dazu ist es vorteilhaft, die Sicherheitseinrichtung weiterhin mit einer Datensende-und/oder Empfangseinheit auszustatten. Damit ist es beispielsweise möglich, mehrere Kabinen in einem Schacht fahren zu lassen, denen jeweils eine eigene Sicherheitseinrichtung zugeord- net ist. Die Daten einer jeden Sicherheitseinrichtung werden drahtlos oder drahtgebunden kontinuierlich mit der Nachbarkabine ausgetauscht. Die Sicherheitseinrichtung erkennt so- mit die eigene Position und die der Nachbarkabine. Sie ermittelt daraus fortlaufend die Dis- tanz zu dieser. Unterschreitet die ermittelte Distanz einen vorgegebenen, abgespeicherten Referenzwert, so wird zusätzlich die diesem Referenzwert zugeordnete Geschwindigkeit aktiviert und mit der von der Sicherheitseinrichtung erfassen Ist-Geschwindigkeit vergli- chen. Bei Überschreiten der Referenzgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der unterschrittenen Referenzdistanz löst die Sicherheitseinrichtung aus. Durch dieses adaptive Verhalten wird erreicht, dass sich mehrere Kabinen optimal in einem Schacht bewegen, z. B. auch aufeinan- der zufahren können, und die Sicherheitseinrichtung nur dann eingreift, wenn sicherheitsbe- denkliche Fahrzustände eintreten.

Die Erfindung kann auch dafür eingesetzt werden, die noch vorgeschriebenen Fang-und Puffertests in einem reduzierten Geschwindigkeitsbereich automatisch und schonend durch- zufuhren und das Ergebnis in einem Speicher aufzuzeichnen.

Des weiteren ist es möglich, bei Aufzügen ohne Grube und Schachttkopf einen temporären Schutzraum einzurichten, indem die der Sicherheitseinrichtung zugeordnete Aufzugskabine per Knopfdruck, gesteuert in einer definierten Höhe und mit reduzierter Geschwindigkeit über dem Schachtende gezielt in den Fang gesetzt wird.

Für den Aufbau einer mehrstufigen Sicherheitseinrichtung, die unterschiedliche Begren- zungsgeschwindigkeiten überwachen kann, gibt es mehrere Möglichkeiten und Varianten.

Die Mehrstufigkeit der Sicherheitseinrichtung kann z. B. dadurch erreicht werden, dass die bisherige, seilangetriebene, einstufige mechanische Auslösung erhalten bleibt und um einen elektronischen Baustein bzw. eine elektronische Distanz-und Geschwindigkeitsbegrenzer- einheit ergänzt bzw. nachgerüstet wird. Die bekannten, einstufigen mechanischen Ge- schwindigkeitsbegrenzer weisen eine fliehkraftgesteuerte mechanische Auslösung auf und sind im Falle einer Kombination mit einer elektronischen Geschwindigkeitsbegrenzereinheit dafür vorgesehen, eine absolute Maximalgeschwindigkeit zu überwachen. Das heißt, die mechanische Geschwindigkeitsbegrenzereinheit eines mehrstufigen kombinierten Distanz- und Geschwindigkeitsbegrenzers ist hauptsächlich für den Notbetrieb vorgesehen und er- höht damit die Sicherheit des Systems erheblich.

Die sicherheitsrelevanten Daten des von der Sicherheitseinrichtung überwachten bewegli- chen Elementes, wie z. B. des Aufzugs, sowie die Daten im Störungsfall, wie z. B. Auslöse- geschwindigkeit, Auslösezeitpunkt sowie Bremsverzögerung nach Auslösen der Bremsvor- richtung, können in dem in der Sicherheitseinrichtung vorgesehenen Speicher aufgezeichnet werden und stehen zur Analyse und Rekonstruktion sämtlicher Vorgänge zur Verfügung.

Die Daten können auch in einem separaten, gekapselten und verplombten Speicherbaustein gesichert und in definiertem Zeitabstand, z. B. alle 10 Minuten, wieder überschrieben wer- den.

Zur Ermittlung der Geschwindigkeit des zu überwachenden bewegten Elements weist die Sicherheitseinrichtung erfindungsgemäß eine Distanz-und Geschwindigkeitsermittlungs- einheit auf. Die Verwirklichung dieser Einheiten kann auf verschiedene Weise erfolgen, z.

B. separat oder kombiniert. Beispielsweise kann ein Impulszähler vorgesehen sein, der Ko- dierungen auf einer Kodierscheibe erfasst, welche durch ein Seil, die Treibscheibe oder ein Reibrad an dem zu überwachenden Element angetrieben wird. Alternativ ist es auch vor- stellbar, Radar-und/oder Lasersensoren zur berührungsfreien Ermittlung von Distanz und Geschwindigkeit einzusetzen.

Zur besonders schnellen und verzögerungsfreien Auslösung der Bremsvorrichtung ist erfin- dungsgemäß als Teil der Auslöseeinheit des Geschwindigkeitsbegrenzers ein pyrotechni- sches Stellglied vorgesehen, dessen Sprengladung durch ein elektronisches Auslösesignal der Auslöseeinheit gezündet wird. Vorteilhafterweise kann dieses pyrotechnische Stellglied z. B. aus einem Zylinder bestehen, in dem ein beweglicher Zug-oder Druckkolben angeord- net ist, der über ein Gestänge oder eine flexible Verbindung mit der Bremsvorrichtung, z. B. einer Fangbremse verbunden ist. Durch die Zündung der Sprengladung wird der Zug-oder Druckkolben in dem Zylinderrohr verschoben und mit dem Gestänge die Bremsvorrichtung betätigt. Dies führt zu einer besonders schnellen Reaktionszeit der Bremse. Eine weitere Verbesserung wird durch den Einsatz mehrerer Sprengladungen erreicht, die bei einer Fehl- zündung automatisch nacheinander gezündet werden.

Die vorliegende Erfindung mit dem elektronisch wirkenden Distanz-und Geschwindig- keitsbegrenzer unter Verwendung eines pyrotechnischen Stellglieds führt insbesondere zu einer präziseren und reaktionsschnellen Auslösung sowie Erhöhung der Zuverlässigkeit und Reduzierung der Wartung. Außerdem können die Geräte standardisiert und vereinheitlicht werden. Außerdem können damit zusätzliche Aufgaben von dem Geschwindigkeitsbegren- zer übernommen werden, wie z. B. : eine positionsgesteuerte Mehrstufigkeit, d. h. Einsatz mehrerer Auslösegeschwindig- keiten/Kurven in Abhängigkeit vom Wegabschnitt und der Kabinen-Position im Schacht, adaptive Distanzschutz wenn sich mehrere Kabinen in einem Schacht bewegen, situationsabhängige Auslösung parallel und seriell wirkender Fangbremsen, Black box zur Aufzeichnung und Sicherung der relevanten Aufzugsdaten vor und nach dem Einsatz des Geschwindigkeitsbegrenzers mit Fangbremse (Zeit, Ge- schwindigkeit, Verzögerungen, Bremsstrecken, etc.).

Dies wird insbesondere durch folgende Merkmale der elektronischen Sicherheitseinrichtung realisiert : Speicherung von Wegstrecken (1 bis n), definiert durch die Strecke von Position X zu einem festen oder beweglichen Ziel Y mit darin enthaltenen Referenzpunkten (1 bis n), die wiederum durch einen Abstand Z zum Ziel definiert sind, und denen je- weils eine Referenzgeschwindigkeit zugeordnet ist.

Verdoppelung des Abstandes Z, während sich das bewegliche Ziel Y auf die Kabine zu bewegt Optional drahtlose oder drahtgebundene Verbindungen zu festen schachtinstallierten Referenzpunkten 1-n (Kontakte, Magnetschalter, Sensoren usw.) - Fortlaufende Erfassung der Parameter Zeit, Position, Fahrtziel, Fahrtrichtung, Ge- schwindigkeit sowie zurückgelegte Strecke Austausch der relevanten Parameterdaten mit den Sicherheitseinrichtungen benach- barter zu überwachender Elemente wie z. B. Kabinen/Fahrzeugen im selben Schacht (sofern vorhanden) mit Plausibilitätskontrolle redundanter Daten sowie der fortlau- fenden Ermittlung der Distanz zwischen den benachbarten Kabinen oder Fahrzeugen Übernahme der relevanten Ist-Daten vom Schachtinformationssystem Übernahme der relevanten Soll-Daten von der Aufzugssteuerung Beim Vorliegen eines Fahrziels Y, Auswahl der relevanten Wegstrecke 1-n und beim Erreichen des ersten Referenzpunktes Vergleich der zugeordneten Referenzge- schwindigkeit mit einer aktuellen Ist-Geschwindigkeit und Signalisierung undAuslö- sung der Bremsvorrichtung bei einer Überschreitung Fortlaufende Speicherung sicherheitsrelevanter Daten.

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefüg- ten Zeichnungen ersichtlich. Die Zeichnungen zeigen dabei in rein schematischer Weise in Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung ; Fig. 2 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung ; Fig. 3 eine seitliche Schnittansicht einer Bremsvorrichtung mit pyrotechnischem Stellglied ; und in Fig. 4 ein Weg-Geschwindigkeits-Diagramm eines Aufzugs mit verschiedenen Be- grenzungsgeschwindigkeiten.

Figur 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sicher- heitseinrichtung 1, die sich aus einer Reihe von Funktionseinheiten zusammensetzt, die mit den nachfolgenden Baueinheiten realisiert werden. Dazu zählen : Eine Kodierscheibe 10 mit Impulszähler und Richtungsanzeiger, eine elektronische Steuer- einheit 2 ausgestattet mit Mikroprozessor, Speicher, einem virtuellen Baustein, digitaler Uhr, einer Batterie gepufferten Energieversorgung, Ausgabeeinheiten A mit seriellen und parallelen Ausgängen, Eingabeeinheiten E mit seriellen und parallelen Eingängen, sowie einem steckbaren verblombten Zusatzspeicher 13. Dazu kommt ein Stellglied 3, in diesem Beispiel nach pyrotechnischem Prinzip, zur mechanischen Betätigung der Bremse. Impuls- geber, elektronische Steuereinheit 2 und Stellglied 3 können auch räumlich getrennt aufge- baut werden und durch eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung z. B. Funk mitein- ander verknüpft sein.

Ein vereinfachter Ablauf der Begrenzung von nur einer Maximalgeschwindigkeit ist wie folgt : Stellt die elektrische Steuereinheit 2 bei einem Vergleich der ermittelten tatsächlichen Ge- schwindigkeit mit der im Speicher 13 abgespeicherten Maximalgeschwindigkeit fest, dass die Maximalgeschwindigkeit überschritten wird, sendet eine Ausgabeeinheit A der elektro- nischen Steuereinheit 2 das Auslösesignal der Auslöseeinheit über die Leitung 12 an den Zünder 8 des pyrotechnischen Stellglieds 3, wodurch eine Bremsung der Sicherheitsein- richtung bzw. der damit verbundenen Aufzugskabine veranlasst wird.

Für die vom Fahrziel abhängige Distanz-und Geschwindigkeitsbegrenzung sind eine reihe weiterer Funktionen zu betrachten.

Die Funktionseinheiten beinhalten eine Distanz-, eine Geschwindigkeitsermittlungseinheit, eine intelligente Vergleichseinrichtung und eine Auslöseeinheit.

Geschwindigkeitsermittlungseinheit : Die von der Geschwindigkeitsermittlungseinheit benutzten Bausteine umfassen im Beispiel weiterhin ein Reibrad 9, welches mit Federkraft an eine Führungsschiene 11 gepresst wird und auf dem eine Kodierscheibe 10 angebracht ist. Mittels eines Impulszählers und der di- gitalen Uhr, die in der elektrischen Steuereinheit 2 angeordnet sind, kann bei einer Drehung der Kodierscheibe 10 die Geschwindigkeit des Geschwindigkeitsbegrenzers ermittelt wer- den, der beispielsweise an einer Aufzugskabine angeordnet ist.

Distanzermittlungseinheit : Die Distanzermittlungseinheit nutzt im Prinzip dieselben Bausteine wie die Geschwindig- keitsermittlungseinheit und ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Positi- onsermittlungseinheit ausgeführt. Sie ermittelt die Position der Kabine im Schacht, die Wegstrecke zum festen oder beweglichen Ziel und eine gewünschte Distanz zum Ziel. Sie benötigt dafür zusätzlich genaue Referenzpunkte z. B. am Schachtanfang und Schachtende in Form von Sensoren, Kontakten, oder Magnetschaltern um das Eintreffen der Kabine am Endzielpunkt an die Steuereinheit 2 zu signalisieren. Diese Endpunkte PO können um wei- tere Zwischenzielpunkte Pl-n ergänzt werden z. B. für die Haltestellen im Schacht.

Die Distanzermittlungseinheit mißt nun zu Betriebsbeginn mit dem Impulszähler in einer Lernfahrt von PO nach PO den Schacht in seiner Gesamtstrecke sowie mit allen vorhandenen Zwischenstrecken aus und legt diese Referenzstrecken, gekennzeichnet im Speicher ab. Er- reicht die Kabine nach der Lernfahrt oder im späteren Betrieb PO, wird der Impulszähler wieder auf 0 gesetzt.

Erhält nun die Kabine im praktischen Betrieb ein Ziel, zum Beispiel um vom untersten Halt zum Stockwerk 2 zu fahren, geht dieser Ruf an die Aufzugssteuerung und parallel an die Distanzermittlungseinheit. Diese liest darauf die entsprechende, in der Lernfahrt gespei- cherte Referenzstrecke PO-Stockwerk 2 aus, und zieht, wenn sich die Kabine in Bewegung setzt, davon die vom Impulszähler gemessene Wegstrecke ab. Die zurückgelegte Strecke ergibt die Position der Kabine bezogen auf den Schachtanfang und die Reststrecke die Wegstrecke bis zum aktuellen Fahrziel. Dadurch kennt die Distanz-bzw. Positionsennit- lungseinheit zu jedem Zeitpunkt die Position der Kabine im Schacht und die verbleibende Wegstrecke zum Ziel. Tritt eine Richtungsumkehr ein wird das vom Richtungsanzeiger er- kannt und die Wegimpulse werden mit dem der Richtung entsprechenden Vorzeichen ver- sehen. Bewegen sich 2 Kabinen unabhängig voneinander im Schacht erhält jede Kabine von der Distanz-bzw. Positions-und Geschwindigkeitsermittlungseinheit der Nachbarkabine Position, Fahrtrichtung und Geschwindigkeit drahtlos oder drahtgebunden übermittelt und errechnet daraus fortlaufend die Distanz zum beweglichen Nachbarziel.

Intelligente Vergleichseinrichtung : Die intelligente Vergleichseinrichtung hält im Speicher Geschwindigkeitsollwerte für Dis- tanzen die sie in Abhängigkeit vom vorgegebenen Fahrziel durch einen Softwarebaustein aus dem Speicher ausliest und mit den angelieferten Istwerten der Distanz-und Geschwin- digkeitsermittlungseinheit vergleicht. Vorgegebene Sollwerte sind z. B. eine Distanz 1-n, zu einem Fahrziel x, mit einer zugeordneten Referenzgeschwindigkeit y. In einer weiteren Verfeinerung kann die Gültigkeitsdauer der Referenzgeschwindigkeit wiederum als Punkt oder Strecke definiert werden.

Erhält die Vergleichseinheit ein Fahrziel, sieht sie im Speicher nach, ob dazu eine Distanz mit oder ohne Geschwindigkeit vorliegt. Die Solldistanz wird mit der aktuellen Distanz zum Ziel verglichen, sind die Distanzen gleich, erfolgt zusätzlich ein Abgleich des Geschwindig- keitssollwertes mit der aktuellen Istgeschwindigkeit. Bei Überschreitung der Sollgeschwin- digkeit wird ein Auslösesignal erzeugt.

Erhält die Vergleichseinheit ein Fahrziel zu einem mobilen Objekt, das sich in Gegenrich- tung bewegt, verdoppelt sie die abgespeicherte Solldistanz.

Auslöseeinheit sowie Datensende-und-empfangseinheit : Die Auslöse-bzw. Datensende-und-empfangseinheit beinhaltet mehrere Eingänge, die Steuerungsinformationen verarbeiten, und mehrere Ausgänge, die mit den Stellgliedern der Bremsen verbunden sind. Ein Softwarebaustein ordnet abhängig von der Steuerungsinfor- mation die Auslöseimpulse der Vergleichseinheit dem richtigen Stellglied in der richtigen zeitlichen Reihenfolge zu.

Steuerungsinformationen sind z. B. die erfolgte Betätigung des Stellgliedes, die Fahrtrich- tung und die Geschwindigkeit der Kabine.

Erhält ein pyrotechnisches Stellglied 3 einen Zündimpuls über die Leitung 12 und das Stell- glied 3 quittiert dies nicht innerhalb eines Zeitintervalls, wird automatisch ein zweiter Zündimpuls auf einem weiteren parallelen Ausgang gesendet.

Aufgrund der aktuellen Fahrtrichtung ordnet die Ausgabeeinheit den Auslöseimpuls einer aufwärts oder abwärts wirkenden Bremse zu.

Bei seriell angeordneten Bremsen zündet die Auslöseeinheit, entsprechend der aktuellen Geschwindigkeit, z. B. eine oder zwei Bremsen nacheinander.

Stellglied : Es sind verschiedene Ausführungen für die Umsetzung eines elektrischen Impulses in eine mechanische Stellkraft möglich. Das folgende Beispiel zeigt ein pyrotechnisches Prinzip.

Das pyrotechnische Stellglied 3 besteht aus einem Zylinder 4 und einem in dem Zylinder verfahrbaren Kolben 5, der über ein Gestänge oder flexible Verbindung 7 mit der nicht dar- gestellten Bremsvorrichtung verbunden ist. Wird von der elektrischen Steuereinheit 2 das Auslösesignal an den Zünder 8 übermittelt, wird die in dem Zünder befindliche Sprengla- dung gezündet und der Kolben 5 wird in dem Zylinder 4 entsprechend bewegt.

Ein vorzugsweise am pyrotechnischen Stellglied 3 vorgesehener Sensor erfasst die Betäti- gung des pyrotechnischen Stellglieds 3 und meldet diese an die elektronische Steuereinheit 2 zurück. Die Auslöseeinheit der elektrischen Steuereinheit 2 sendet so lange Zündsignale in definierten Zeitabständen, bis die Betätigungsbestätigung von dem pyrotechnischen Stell- glied übermittelt worden ist. Die Anzahl der erfolgten Zündbefehle und die Rückmeldung des Sensors können in einem zusätzlichen Speicher oder einem Speicherbereich des Spei- chers 13 gespeichert werden. Darüber hinaus kann der Zündstatus auch an die Aufzugssteu- erung übermittelt werden und der Aufzug gilt beispielsweise so lange als gestört, bis bei einer Erneuerung der verbrauchten Zündladungen die Anzahl der erfolgten Zündbefehle auf Null zurückgesetzt werden.

Die Figur 2 zeigt in einer ähnlichen Darstellung wie die Figur 1 eine weitere Ausführungs- form einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung 100. Die Sicherheitseinrichtung 100 unterscheidet sich von der Sicherheitseinrichtung 1 der vorangegangenen Ausführungsform dadurch, dass sie kombiniert mehrstufig, insbesondere kombiniert zweistufig, aufgebaut ist, wobei eine Stufe der Sicherheitseinrichtung 100 durch eine konventionelle mechanische Geschwindigkeitsbegrenzereinheit verwirklicht ist. Mehrstufigkeit bedeutet in diesem Zu- sammenhang, dass nicht nur eine Maximalgeschwindigkeit überwacht werden kann, son- dern mehrere verschiedene, insbesondere nach der Einsatzsituation abgestufte Geschwin- digkeiten überwacht werden können. Während dies bei dem vorangegangenen Ausfüh- rungsbeispiel, das in Figur 1 dargestellt ist, in einfacher Weise dadurch realisiert werden kann, dass in dem Speicher 13 die verschiedenen zu überwachenden Geschwindigkeiten in Abhängigkeit vom Fahrziel und der Distanz abgespeichert werden und die elektronische Steuereinheit 2 in Abhängigkeit von den ermittelten oder übermittelten Positions-und Be- wegungsdaten die verschiedenen Geschwindigkeiten überwacht, ist bei der Ausführungs- form der Figur 2 eine zusätzliche mechanische Geschwindigkeitsbegrenzereinheit vorgese- hen, die einen absoluten Geschwindigkeitsmaximalwert überwacht. Kombiniert mehrstufig bedeutet dann, dass die Stufen unterschiedlich, also elektronisch oder mechanisch realisiert sind.

Die mechanische Geschwindigkeitsbegrenzereinheit der Sicherheitseinrichtung 100 umfasst in bekannter Bauweise eine seilangetriebene Scheibe 125. An diese ist eine weitere mehr- eckige Scheibe 124 angebaut. Über dieser ist wiederum eine Wippe 120 montiert. Der eine Schenkel der Wippe 120 endet in einer Rolle 128, welche mit einer einstellbaren Feder 121 an die mehreckige Scheibe 124 gedrückt wird. Das andere Ende der Wippe 120 endet in einer Klinke 122. Bei Erhöhung der Drehzahl des Geschwindigkeitsbegrenzers hebt der aufliegende Schenkel mit der Rolle 128 bei Erreichen der zu überwachenden maximalen Grenzgeschwindigkeit fliehkraftgesteuert so weit ab, bis der andere Schenkel in einen schwalbenschwanzartig geformten Nippel 126 auf der Scheibe 124 einrastet und damit den Geschwindigkeitsbegrenzer 100 blockiert.

Mittels der unterschiedlich angeordneten Federeingriffsöffaungen 123 kann die Wippe 120 mittels der anliegenden Federspannung auf unterschiedliche Begrenzungsgeschwindigkeiten eingestellt werden.

Die Wippe 120 dient ebenfalls zur Betätigung der Bremsvorrichtung über die elektronische Geschwindigkeitsbegrenzungseinheit der Sicherheitseinrichtung 100, die im wesentlichen der Ausführungsform der Sicherheitseinrichtung 1 entspricht. Anstelle des pyrotechnischen Stellglieds 3 bei der Sicherheitseinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der Figur 1 wird das Auslösesignal der elektronischen Steuereinheit 102 der Sicherheitseinrichtung 100 über eine Ausgabeeinheit A und eine entsprechende Kabelverbindung 112 an ein elektronisch betätigbares Stellglied 127 gesendet, welches bei Betätigung die Wippe 120 betätigt.

Durch das Vorsehen einer zusätzlichen von der elektronischen Geschwindigkeitsbegren- zungseinheit unabhängigen mechanischen Geschwindigkeitsbegrenzungseinheit wird die Sicherheit der Sicherheitseinrichtung 100 erhöht, da beim Ausfall eines Systems das andere zumindest bei Überschreiten der absoluten Maximalgeschwindigkeit trotzdem auslöst.

Die Figur 3 zeigt in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht die Integration eines pyro- technischen Stellglieds 30 in einer Bremsvorrichtung 40.

Der Kolben 35 des pyrotechnischen Stellglieds 30 wird über die Zündung der Zündladung 38 mittels eines über die Leitung 42 übermittelten Auslösesignals angetrieben, so dass über die Umlenkrolle 39 und die Betätigung des Gleitkeiles 41 die Fangbremse den Bremsvor- gang auslöst.

Diese Ausführungsform ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine Sicherheitseinrichtung 1 zentral für mehrere Fangbremsen eingesetzt ist, und z. B. an der Treibscheibe eines Aufzugs angeordnet wird. In diesem Fall sind nämlich separate Stellglieder 30 mindestens für jede Fahrtrichtung notwendig. Eine zentral angeordnete Sicherheitseinrichtung 1 kann zentral für Fangvorrichtungen, die aufwärts oder abwärts wirken, eingesetzt werden, und kann die ent- sprechenden Fang-bzw. Bremsvorrichtungen situationsabhängig zünden. Dabei können die Fangvorrichtungen mit integriertem Stellglied 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 parallel oder in Reihe geschaltet werden. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Geschwindigkeits-und Lastfälle besser zu beherrschen und die Bremsverzögerung sanfter zu gestalten. Sind mehrere Fangvorrichtungen 40 in Reihe geschaltet, so enthält jede ihr eigenes Stellglied 30. Die Auslöseimpulse gehen dann zeitgesteuert über vorzugsweise pa- rallele Ausgabeeinheiten A der elektronischen Steuereinheit 2 an die einzelnen Stellglieder 30, um entsprechend dem Fahrzustand der Kabine die gewünschte Bremsreaktion zu erzeu- gen.

Um die Sicherheit weiter zu erhöhen, können im Störungsfall auch die Fangbremsen der Nachbarkabinen, beispielsweise über Funk-oder Drahtverbindungen mitgesteuert werden.

Da in der Regel jede Kabine über eine eigene Sicherheitseinrichtung verfügt, entsteht eine redundante Doppelfunktion. Allerdings ist es dann erforderlich die Daten der Aufzugssteue- rung und die Daten des Schachtinformationssystems zusätzlich auszuwerten.

Figur 4 zeigt in einem Weg-Geschwindigkeits-Diagramm einen einfachen Anwendungsfall für eine mehrstufige Sicherheitseinrichtung 1 oder 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Bewegt sich beispielsweise eine Aufzugkabine auf der Wegstrecke PO-PO mit der Ge- schwindigkeit MG, so wird von der Sicherheitseinrichtung zum einen die Begrenzungsge- schwindigkeit BG1 überwacht, deren Überschreiten einen Bremsvorgang einleiten würde.

Darüber hinaus wird eine zweite Begrenzungsgeschwindigkeit BG2 überwacht, und zwar distanzabhängig. Kurz vor dem Erreichen des Ziels PO muss die Aufzugkabine nämlich auf die Geschwindigkeit RG abgebremst sein. Stellt somit die Sicherheitseinrichtung an der Position P2 fest, dass die Aufzugskabine eine höhere Geschwindigkeit (BG2) als die Nenn- geschwindigkeit RG aufweist, wird ebenfalls ein Bremsvorgang eingeleitet. Der Referenz- punkt P2 muss dabei so gewählt werden, dass bei einer Überschreitung der Begrenzungsge- schwindigkeit BG2 die ausgelöste Bremsvorrichtung die Kabine noch vor dem Schachtende stoppen kann.