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Die
Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung
mit einer elektrischen Überwachungsschaltung
für einen
Sicherheits-Stromkreis einer Aufzugsanlage, der mit seriell geschalteten
Unterbrechungsschaltern ausgestattet ist und mit der Aufzugssteuerung
elektrisch gekoppelt ist.
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Die
im Sicherheits-Stromkreis von Aufzugsanlagen vorgesehenen seriell
geschalteten Unterbrechungsschalter unterbrechen im Fehlerfalle über die elektrische
Koppelung mit der Aufzugssteuerung die Stromzufuhr zu den Hauptschaltgliedern
der Aufzugsanlage. Diese Unterbrechungsschalter befinden sich einerseits
an zu überwachenden
Anlagenteilen des Aufzugs, wie als Türschalter und als Riegelschalter,
und sie zeigen an, ob eine Türe
geschlossen und verriegelt ist.
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Andererseits
befinden sie sich an anderen Anlagenteilen des Aufzugs, wie dem
Geschwindigkeitsbegrenzer und der Fangvorrichtung. In diesem Fall
sollen sie bei Überschreitung
der Fahrgeschwindigkeit die Anlage stillsetzen. Während die
Schalter der ersten Gruppe auch im Normalbetrieb der Anlage betätigt werden,
so schalten jene der zweiten Gruppe nur im Fehlerfall.
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Die Überwachung
von Schaltzuständen
richtet sich vor allem an die Unterbrechungsschalter der ersten
Gruppe, also die Tür-
und Riegelschalter. Diese werden auch im Normalbetrieb der Anlage
betätigt,
ein verlässliches Öffnen und
Schließen
derselben ist deshalb von hoher Wichtigkeit. Während das Nichtschließen einfach
als unterbrochener Sicherheitskreis die Steuerung blockiert, wird
das Nichtöffnen
von der Aufzugssteuerung nicht erkannt.
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Uberwachungsschaltungen
sollen nicht nur das Nichtöffnen
von einzelnen Unterbrechungsschaltern kontrollieren, sondern sollen
auch mögliche
Fehler, welche ein Nichtöffnen
vortäuschen,
erkennen.
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Mögliche Fehlerquellen,
welche ein Nichtöffnen
eines Sicherheitskontaktes vortäuschen
können, sind
folgende:
- 1. Überbrückung eines oder mehrerer Unterbrechungsschalter.
- 2. Spannungseinspeisung: Von einem anderen Spannungssystem,
z.B. einer Zuleitung für
Fahrkorbbeleuchtung, oder auch vom aktiven Leiter des Sicherheits-Stromkreises
selbst wird Spannung eingespeist.
- 3. Spannungsverschleppung: Kurzschlüsse an den Anschlüssen der
Signalabgriffe des Sicherheits-Stromkreises und gleichzeitige Unterbrechung
des Rückleiters
können
ebenfalls zu Überbrückungen
von Unterbrechungsschaltern führen. Zum
Beispiel könnte
ein defekter Bauteil einer Platine (Widerstand) die Ursache für ein solches Fehlerbild
sein.
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Überwachungsschaltungen
haben daher die Aufgabe, die Offenstellung der Sicherheitsschalter
zu kontrollieren.
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Es
entspricht auch heute noch dem Stand der Technik, die Offenstellung
der Türschalter
manuell zu prüfen,
d. h. in regelmäßigen Zeitabständen, z.B.
wöchentlich,
prüft der
Aufzugwärter
im Rahmen der sogenannten Betriebskontrolle, ob der Aufzug bei geöffneten
Türen anfährt. Dieses
Intervall kann bei Vorhandensein einer Überwachungsschaltung auf monatlich
ausgedehnt werden. Da immer mehr Betreuungsfirmen die Tätigkeit
der Betriebskontrollen übernehmen,
wird die Ausdehnung des Überprüfungsintervalls
zu einer wesentlichen finanziellen Überlegung.
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Kurz
gesagt, Betreuungsfirmen und Überwachungsschaltungen übernehmen
immer mehr die Tätigkeit
der Aufzugwärter.
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Die
heute bekannten Lösungen
für Überwachungsschaltungen
lassen sich in zwei Gruppen einteilen.
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1. Freischalten:
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Die
zu überwachenden
Unterbrechungsschalter werden über
Schützkontakte
aus dem Sicherheits-Stromkreis geschaltet und der Überwachungsschaltung
zugeführt.
Diese kontrolliert, ob der Unterbrechungsschalter geöffnet oder
geschlossen ist.
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Der
Nachteil der Freischaltmethode ist der hohe Aufwand an zusätzlichen
Kontakten im Sicherheits-Stromkreis. Fehlbeschaltungen (Verdrahtungsfehler)
bei Einbau des Systems oder im Rahmen einer Störungssuche können zu
gefährlichen
Betriebszuständen
führen.
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2. Potentialmessung
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Die
Kontrolle der Schaltstellung erfolgt durch Spannungsmessung am jeweiligen
Ende des zu prüfenden
Schalters.
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Bei
der Potentialmessung wird ein zusätzlicher Steuerungsteil parallel
zu den Unterbrechungsschaltern geschaltet. Obwohl die Eingänge in die Überwachungsschaltung
den einschlägigen
Vorschriften entsprechen, stellt sie selbst eine potentielle Gefahrenquelle
hinsichtlich der Überbrückung eines Unterbrechungsschalters
dar.
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Überwachungseinrichtungen
der oben genannten Arten sind beispielsweise aus der
EP 0 149 727 A1 und der
A1
394 022 B bekannt.
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Die
Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten
und stellt sich die Aufgabe, den Sicherheitsschaltkreis möglichst
ohne Umbauten – verursacht
durch eine Überwachungsschaltung – zu belassen,
sodass Verdrahtungsfehler beim Einbau einer Überwachungsschaltung mit Sicherheit
vermeidbar sind. Auch soll die Überwachungsschaltung
selbst keine Überbrückung eines Unterbrechungsschalters
ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Überwachungsschaltung
mit dem Sicherheits-Stromkreis ausschließlich induktiv gekoppelt ist,
wobei nach einer bevorzugten Ausführungsform der Sicherheits-Stromkreis
mittels der Überwachungsschaltung
mit einer Prüfspannung überlagerbar
ist, die hinsichtlich Frequenz- und/oder Spannungshöhe unterschiedlich
ist zur Betriebsspannung des Sicherheits-Stromkreises.
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Vorzugsweise
entspricht die maximale Prüfspannung
der Differenz aus Spannungsfestigkeit der Einrichtungen des Sicherheits-Stromkreises
und der Betriebsspannung, wobei zweckmäßig die minimale Prüfspannung
derart bemessen ist, dass ein noch messbares Signal feststellbar
ist.
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Die
minimale Prüfspannung
ist hingegen vorzugsweise derart bemessen, dass ein noch messbares
Signal feststellbar ist.
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Wird
eine hinsichtlich Frequenzhöhe
zum Sicherheits-Stromkreis unterschiedliche Prüfspannung gewählt, so
ist vorzugsweise die maximale Frequenz derart bemessen, dass das
Abstrahlungsverhalten der Leitung des Sicherheits-Stromkreises noch
zulässig
ist, wobei die minimale Frequenz der Prüfspannung nur soweit über der
Frequenz der Betriebsspannung liegt, dass eine eindeutige Filterung
der Frequenz der Prüfspannung
von der Frequenz der Betriebsspannung möglich ist.
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Vorzugsweise
beträgt
die Prüfspannung
maximal 200 V, vorzugsweise 5 bis 10 V.
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Die
Frequenz der Prüfspannung
liegt zweckmäßig zwischen
50 Hz und 100 kHz, insbesondere zwischen 10 kHz und 100 kHz, liegt.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Überwachungseinrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfspannung über einen Transformator in den
Sicherheits-Stromkreis
induzierbar und über
einen weiteren Transformator wieder zurück induzierbar ist, wobei zwischen
den beiden Transformatoren ein zu überprüfender Unterbrechungsschalter
vorgesehen ist.
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Ein
besonders einfaches Konzept, das sehr leicht zu verwirklichen ist,
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfspannung über eine Spule direkt in die
Leitung des Sicherheits-Stromkreises
induzierbar ist und über
eine weitere Spule direkt von der Leitung des Sicherheits-Stromkreises
wieder zurück
induzierbar ist, wobei zwischen den beiden Spulen ein zu überprüfender Unterbrechungsschalter
vorgesehen ist.
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Der
im Sicherheits-Stromkreis induzierte Prüfstrom ist vorzugsweise über Kondensatoren
zu einem Kreislauf geschlossen.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung schematisiert
dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, wobei 1 einen
Sicherheits-Stromkreis nach dem Stand der Technik veranschaulicht.
Die 2 und 3 zeigen unterschiedliche Überwachungsschaltungen
für den
Sicherheits-Stromkreis gemäß dem Stand
der Technik; die 4 und 5 zeigen
erfindungsgemäße Ausführungsformen
der Überwachungseinrichtung.
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In 1 ist
ein Sicherheits-Stromkreis 1 einer Aufzugsanlage mit Unterbrechungsschaltern 2, 3 veranschaulicht,
die Türschalter 2 und
Riegelschalter 3 für
die Türen
darstellen. Dieser Sicherheits-Stromkreis 1 ist mit der
Aufzugssteuerung 4 derart gekoppelt, dass bei Unterbrechung
des Sicherheits-Stromkreises 1, also bei einem geöffneten
Türschalter 2 oder
Riegelschalter 3, eine Fahrt der Fahrkabine verhindert
wird. Die Pfeile I und II deuten eine Überbrückung eines Unterbrechungsschalters 2 oder
mehrerer Unterbrechungsschalter 2, 3 an, wodurch
auch bei einem geöffneten
Unterbrechungsschalter 2 bzw. 3 eine Fahrt der
Fahrgastkabine möglich
ist.
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Um
ein Freischalten der Aufzugssteuerung infolge einer solchen Überbrückung zu
verhindern, ist es bekannt, Überwachungsschaltungen 5, 6 vorzusehen,
wie sie in den 2 und 3 veranschaulicht sind.
Gemäß 2 wird
der zu überwachende
Unterbrechungsschalter 2 über Schützkontakte 7, 8 aus dem
Sicherheits-Stromkreis 1 geschaltet und der Überwachungsschaltung 5,
also deren Stromkreis, zugeführt.
Mit dieser Überwachungsschaltung 5 ist es
nun möglich
zu kontrollieren, ob der Unterbrechungsschalter 2 geöffnet oder
tatsächlich
geschlossen ist.
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Gemäß 3 wird
der Unterbrechungsschalter 2 mittels einer Potentialmessung 6 überwacht.
Die Schaltstellung des Unterbrechungsschalters 2 wird somit
durch eine Spannungsmessung unter Zwischenschaltung des Unterbrechungsschalters 2 kontrolliert.
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Wie
bereits eingangs erwähnt,
können
diese beiden Lösungen
zu einem Fehlverhalten der Aufzugsanlage führen. Die erstere Lösung bedingt
zudem einen hohen Aufwand an zusätzlichen
Kontakten im Sicherheits-Stromkreis, und es können Verdrahtungsfehler auftreten.
Die zweite in 3 dargestellte Lösung kann
Fehlanzeigen für
den Unterbrechungsschalter 2 verursachen, da die Überwachungsschaltung 6 selbst
eine Gefahr für
die Überbrückung des
Unterbrechungsschalters 2 darstellt.
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Erfindungsgemaß wird – wie in
den 4 und 5 dargestellt – eine Prüfspannung über Transformatoren 9 in
den Sicherheits-Stromkreis 1 induziert und abgefragt, wobei
jeweils ein Transformator 9 vor und nach einem Unterbrechungsschalter 2 bzw. 3 vorgesehen
ist. Kondensatoren 10 dienen zum Schließen des Prüfstromkreises. Sie sind so
bemessen, dass sie für
die Betriebsspannung einen möglichst
hohen Widerstand darstellen und für die Prüfspannung als Last dienen.
Die Pfeile III zeigen den Verlauf des Prüfstromes an.
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Mit
Hilfe der Transformatoren 9 wird der Betriebsspannung,
die beispielsweise 110 V, 50 Hz oder 230 V, 50 Hz beträgt, des
Sicherheits-Stromkreises 1 eine Prüfspannung überlagert. Diese Prüfspannung unterscheidet
sich in Frequenz und/oder Spannungshöhe von der Betriebsspannug.
Die obere Grenze Prüfspannung
ergibt sich aus der Differenz Spannungsfestigkeit der Schaltgeräte bzw.
der Teile des Sicherheits-Stromkreises 1 minus Betriebsspannung.
Im Allgemeinen beträgt
die Spannungsfestigkeit 250 V. Bei einer Betriebsspannung von 230
V ergibt sich eine theoretische Differenz von 20 V. Bei einer Betriebsspannung
von 110 V verbleiben (250–110)
140 V für
die Prüfspannung.
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Die
untere Grenze der Prüfspannung
ist die Mindestspannung, welche noch ein messbares Signal im Abfrageteil
erlaubt.
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Die
obere Grenze der Frequenz ergibt sich aus dem Abstrahlungsverhalten
der Leitungen des Sicherheits-Stromkreises 1. Im Hochfrequenzbereich wirken
diese Leitungen je nach Gebäudehöhe wie eine
Antenne. Bei einer Hubhöhe
von 50 m beträgt daher
die maximale Frequenz ca. 75 kHz.
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Die
untere Grenze ergibt sich aus der Netzfrequenz (50 Hz) und sollte
zumindest soweit über diesem
Wert liegen, dass eine eindeutige Filterung der Prüffrequenz
von der Netzfrequenz möglich
ist.
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Daraus
folgt ein erweiterter Spannungsbereich zwischen 0 V–200 V und
ein engerer Spannungsbereich zwischen 5 V–10 V, sowie ein erweiterter
Frequenzbereich zwischen 50 Hz–100
kHz und ein enger Frequenzbereich zwischen 10 kHz–100 kHz.
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Gemäß 5 wird
die Prüfspannung über Spulen 9' direkt in die
Leitung des Sicherheits-Stromkreises 1 induziert
und über
Spulen 9' auch
wieder direkt von der Leitung abgefragt. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass am Sicherheits-Stromkreis 1 keinerlei
Manipulationen erforderlich sind.
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Der
Kern der Erfindung liegt darin, dass die Überwachungsschaltung 11 galvanisch
eindeutig vom Sicherheits-Stromkreis getrennt ist und damit auch
von der Aufzugssteuerung. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung
liegt darin, dass keine zusätzlichen
Kontakte des Sicherheits-Stromkreises 1, die geöffnet und
geschlossen werden müssen,
erforderlich sind. Gemäß der Variante
in 5 ist lediglich die Leitung des Sicherheits-Stromkreises 1 durch
die Spulen 9' zu
führen.