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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf Steuerungs- und Regelungseinrichtung
für einen
Aufzug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Im
Stand der Technik sind Aufzüge
mit einer Aufzugssteuerung und einer Motorregelung bekannt, die
auf Grundlage der Daten eines Inkrementalgebers die Funktion des
regulären
Aufzugsbetriebes steuern bzw. regeln. Aus der
DE 43 21 749 A1 ist beispielsweise
ein Aufzug bekannt, dessen Fahrkorb bzw. Kabine über einen umlaufenden Zahnflachriemen
mit einem Inkrementalgeber verbunden ist, der bei einer Bewegung
des Fahrkorbs im Aufzugschacht wegabhängige inkrementale Impulse
abgibt und mit der wegabhängigen
Motorregelung verbunden ist, Der Inkrementalgeber hat dabei die
Form eines Winkelkodierers und der umlaufende Zahnflachriemen ist
am oberen und am unteren Ende des Aufzugsschachts über Umlenkrollen
geführt
und mit dem Fahrkorb im Wesentlichen punktförmig verbunden. Mit einer der
Umlenkrollen ist der Inkrementalgeber drehfest verbunden und liefert
wegabhängige
Impulse. Über
diese Impulse wird der reguläre
Betrieb des Aufzugs, d. h. die Ansteuerung verschiedener Stockwerke
und beispielsweise der Abbremsvorgang vor einem Stockwerk, in dem
gehalten werden soll, eingeleitet.
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Darüber hinaus
sind im Stand der Technik auch Inkrementalgeber bekannt, die direkt
am Motor des Aufzugsantriebs sitzen, und über einen Riemen oder Messseile mit
dem Fahrkorb verbunden sind oder von einem stationären (d.h.
im Fahrstuhlschacht angebrachten) Geschwindigkeitsbegrenzer angetrieben
werden. All diese Inkrementalgeber führen jedoch zu Schlupf und
daher zu Ungenauigkeiten in der Steuerung.
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Bei
Aufzügen
der eingangs beschriebenen Art sind darüber hinaus Sicherungseinrichtungen notwendig,
die einschreiten wenn während
des Aufzugsbetriebs gewisse Parameter nicht erfüllt, d. h. unterschritten bzw. überschritten
werden. Eine derartige Sicherheitseinrichtung ist der Geschwindigkeitsbegrenzer,
der eine Bremsfangvorrichtung auslöst und auch die Vorabschaltung
bewirken kann. Im Stand der Technik sind Geschwindigkeitsbegrenzer bekannt,
die stationär
im oder über
dem Aufzugsschacht untergebracht sind. Ein durch den Fahrkorb bewegtes
Betätigungsseil,
das im gespannten Zustand um eine Seilscheibe geführt ist,
treibt den Geschwindigkeitsbegrenzer an. Überschreitet der Fahrkorb eine
vorgesehene Geschwindigkeit, so kommt es zum Sperren der Seilscheibe.
Da das Betätigungsseil
am Fahrkorb befestigt ist und dieser sich noch bewegt, rutscht das
Betätigungsseil über die gesperrte,
stillstehende Seilscheibe (in einer Keilnut), wobei durch die dabei
entstehenden Reibkräfte
die Bremsfangvorrichtung ausgelöst
wird.
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Ein ähnlicher
Geschwindigkeitsbegrenzer ist in DE-OS 28 21 547 offenbart. Im Gegensatz
zu dem oben beschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzer ist dieser jedoch
an dem Fahrkorb befestigt und wird über einen Riemen angetrieben,
der beispielsweise um eine Führungsrad
und das Antriebsrad des Geschwindigkeitsbegrenzers läuft. Dies
führt zu
einer kompakteren Bauweise, wie sie in der Aufzugstechnik maßgebend
ist. Eine weitere vorteilhafte Gestaltung eines Geschwindigkeitsbegrenzers
ist in
DE 101 47 629
A1 offenbart. Dabei ist das Antriebsrad des Geschwindigkeitsbegrenzers
zugleich Führungs- bzw.
Tragrad des Fahrkorbes und der Geschwindigkeitsbegrenzer am Fahrkorb
angebracht. Das heißt der
Geschwindigkeitsbegrenzer bzw. ein Antriebsrad, das ihn unmittelbar
antreibt, liegt direkt an einer Führungsschiene des Aufzuges
an und wird durch die Bewegung des Fahrkorbs angetrieben. Dadurch wird
eine noch kompaktere Bauweise erreicht, da das Antriebsrad des Geschwindigkeitsbegrenzers,
der Riemen sowie die Führungsrolle
in einem Teil zusammengefasst werden. Aufzüge und insbesondere die Überwachung
des ordnungsgemäßen Betriebs
der Sicherheitseinrichtungen unterliegen jedoch der Maßgabe, dass
ein Ausfall nach bestem Wissen ausgeschlossen werden soll. Daher
und aufgrund der besonderen Bedeutung des Geschwindigkeitsbegrenzers
der zuletzt beschriebenen Art ist eine Kontrolle der Drehung des
Antriebsrades notwendig. Das heißt, es muss gesichert werden,
dass sich das Antriebsrad bei sich bewegendem Fahrkorb ordnungsgemäß dreht.
Dies wird bisher elektrisch über
Magnetschalter oder elektronisch über Näherungsinitiatoren überwacht.
Der wichtigste Punkt bei der Überwachung
beruht auf der Abfrage, ob der Aufzug still steht oder ob der Aufzug
fährt.
Diese Abfrage der Steuerung des Aufzugsystems ist jedoch häufig mit Schwierigkeiten
verbunden, da sich die Steuerungssysteme der unterschiedlichen Hersteller
nicht gleichen.
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Ferner
ist aus der
US 6,345,696 und
der
US 6,296,080 eine
Aufzugssteuerung bekannt bei der die Fahrkorbgeschwindigkeit über und
mit nur ein bzw. einem Rad bestimmt wird, das mit dem Fahrkorb verbunden
ist und an einer Schiene anliegt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde,
einen Aufzug und insbesondere eine Steuerungs- und Regelungseinrichtung
für einen
Aufzug zu schaffen, die im Vergleich zum Stand der Technik eine
kompaktere Bauweise des Aufzugs zulässt und gleichzeitig eine genauere, zuverlässigere
Regelung mit einfachen Mitteln ermöglicht.
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Dieses
technische Problem wird durch die im Patentanspruch 1 genannten
Merkmale gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen
werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Steuerungs- und Regelungseinrichtung für einen Aufzug
mit einem durch mindestens eine Führungsschiene geführten beweglichen
Fahrkorb vorgeschlagen. Die Steuerungs- und Regelungseinrichtung
umfasst ein erstes an der Kabine drehbar angebrachte Rad und ein
zweites an der Kabine drehbar angebrachte Rad. An dieser Stelle
ist anzumerken, dass auch drei oder mehrere Räder vorgesehen sein könnten. Gemäß der vorliegenden
Erfindung liegen das erste und das zweite Rad jeweils an einer Führungsschiene
an und werden durch die Bewegung der Kabine angetrieben. Darüber hinaus
wird die Umfangsgeschwindigkeit jedes Rads durch eine Messeinrichtung
aufgenommen und die gemessenen Umfangsgeschwindigkeiten in einer
entsprechenden Einrichtung verarbeitet, um auf Grundlage der von der
Einrichtung ermittelten Ergebnisse zumindest eine Funktion des Aufzugsbetriebs
zu steuern bzw. zu regeln. Durch das Vorsehen zweier Räder, die
an dem Fahrkorb angebracht sind und deren Umfangsgeschwindigkeiten
unabhängig
voneinander aufgenommen werden, wird es ermöglicht eine zuverlässige, einfache
und genaue Steuerung bzw. Regelung des Aufzugsbetriebes zu schaffen,
die Gleichzeitig eine Fehlerüberwachung
ermöglicht.
Zusätzlich
wird dies in einer sehr kompakte Bauweise erreicht, was wie erwähnt bei
Aufzügen
ein maßgeblicher
Punkt ist.
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Vorteilhafterweise
treibt das erste Rad einen Geschwindigkeitsbegrenzer, ähnlich dem
in
DE 28 21 547 beschriebenen,
mittelbar, d. h. über
einen Riemen, oder einen Geschwindigkeitsbegrenzer ähnlich dem
in
DE 101 47 629 beschriebenen,
unmittelbar, an. Das zweite Rad hat bei dieser Ausführungsform
hauptsächlich
eine Kontrollfunktion, d. h. durch das zweite Rad kann die eingangs
erwähnte notwendige,
zusätzliche
Kontrolle der Drehungen des Antriebsrads des Geschwindigkeitsbegrenzers erreicht
werden. Wie bereits zuvor erwähnt,
ist der wichtigste Punkt festzustellen, ob sich der Fahrkorb bewegt
oder ob er stillsteht. Durch einen Vergleich der an dem ersten Rad
gemessenen Geschwindigkeit und der an dem zweiten Rad gemessenen
Geschwindigkeit kann eine entsprechende Kontrolle durchgeführt werden.
Genauer gesagt, wird überprüft, ob die
Geschwindigkeiten der beiden Räder übereinstimmen
bzw. mit geringer Abweichung übereinstimmen.
Sollte dies der Fall sein, so bewegt sich das Antriebsrad des Geschwindigkeitsbegrenzers ordnungsgemäß und ein
regulärer
Aufzugsbetrieb kann durchgeführt
werden. Stimmen die beiden aufgenommenen Geschwindigkeiten nicht überein,
wird eine Notabschaltung des Aufzugs initiiert, so dass ein regulärer Betrieb
nicht mehr möglich
ist.
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Vorteilhafter
Weise ist das zweite Rad eine Führungs-
oder Tragrolle des Aufzugs. Durch die Verwendung bereits bestehender
notwendiger Rollen bzw. Räder
werden keine zusätzlichen
Teile benötigt, was
wiederum eine kompakte Bauweise unterstützt. Es ist anzumerken, dass
nicht nur das zweite Rad eine Führungs-
und/oder Tragrolle sein kann, sondern auch das erste Rad oder beide.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die Messeinrichtung einen Impulszähler, der
als ein elektromagnetischer oder ein optischer Impulszähler ausgestaltet
sein kann. Vorteilhaft ist jedoch der Einsatz eines elektromagnetischen
Impulszählers,
da dieser im Vergleich zu einem optischen Impulszähler wesentlich
weniger schmutzanfällig
ist. Da im allgemeinen in einem Aufzugsschacht ein gewisses Schmutz-
bzw. Staubvorkommen vorliegt, könnten
die optischen Sensoren verschmutzen und eine ordnungsgemäße Messung beeinträchtigen.
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Vorteilhafter
Weise umfasst der Impulszähler einen
Zahnkranz mit einer bestimmten Anzahl an Zähnen, der jeweils auf dem ersten
und dem zweiten Rad angeordnet ist und einen relativ zu dem jeweiligen
Rad statischen Sensor, so dass bei Deckungsgleichheit eines Zahnes
mit dem Sensor ein Impuls erzeugt wird. Vorteilhaft bei derartigen
Impulszählern als
Messeinrichtung ist, dass insbesondere die Zahnkränze verhältnismäßig günstig hergestellt
werden können.
Die Anzahl der Zähne
hängt jeweils
von der Größe, d. h.
dem Durchmesser, des Rads, sowie den Vorgaben hinsichtlich der Genauigkeit
ab. Je mehr Zähne
vorgesehen sind, desto genauer wird die Messung, d. h. desto mehr
Impulse werde pro Umdrehung des Rads erzeugt.
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Hinsichtlich
des bedingten Raumangebots in einem Aufzugschacht kann es vorteilhaft
sein das erste Rad mit einem größeren Durchmesser
als das zweite Rad auszugestalten. Dabei ist es sinnvoll zu beachten,
dass die Anzahl der Zähne
der kleineren Scheibe in Bezug auf die Anzahl der Zähne der
größeren Scheibe
sinnvoll ausgewählt
wird.
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So
ist es beispielsweise vorteilhaft bei einem ersten Rad mit 300 mm
Durchmesser und bei einem zweiten Rad mit 125 mm, auf dem größeren Rad
einen Zahnkranz mit 60 Zähnen
und auf dem kleineren Rad einen Zahnkranz mit 25 Zähnen vorzusehen. Dies
führt dazu,
dass bei einer Umdrehung der großen Scheibe 60 Impulse erzeugt werden, wohingegen
bei einer ungefähr
2,4-fachen Umdrehung
der kleinen Scheibe die gleiche Anzahl an Impulsen erzeugt wird.
Dabei legt das kleinere Rad bei ungefähr 2,4 Umdrehungen den gleichen
Weg zurück
wie das große
Rad bei einer Umdrehung.
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Darüber hinaus
können
das erste und das zweite Rad den gleichen Durchmesser aufweisen.
Ist dies der Fall, so ist die Anzahl der Zähne der entsprechenden Zahnkränze vorteilhafter
Weise die gleiche.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung liegen das erste und das zweite Rad an
der gleichen Führungsschiene
an. Vorteilhafter Weise liegt das erste Rad an einer Seite der Führungsschiene
an und das zweite Rad an der entgegengesetzten Seite. Ebenso kann
das erste Rad relativ zu der Führungsschiene
diametral zu dem zweiten Rad angeordnet sein. Durch diese Anordnung wird
eine kompakte Bauweise erreicht und zugleich sind beide Räder, sowie
die Messeinrichtung in der Nähe
voneinander angeordnet, so dass bei der Wartung nur eine Stelle
zugänglich
sein muss.
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Vorteilhafter
Weise ist auf zumindest einem der Räder ein Inkrementalgeber angeordnet,
der direkt durch die Bewegung des Rads betrieben wird. Der Inkrementalgeber
kann beispielsweise ein aus dem Stand der Technik bekannter Inkrementalgeber sein,
der folglich die gleichen Daten liefert wie bisher, so dass zur
Aufzugssteuerung die gleiche oder zumindest eine ähnliche
Elektronik wie bisher verwendet werden kann.
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Mit
einer Steuerungs- bzw. Regelungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
kann eine oder mehrere der folgenden Funktionen des Aufzugsbetriebs
ausgeführt
werden: die Feststellung der Bewegung und des Stillstands der Kabine,
die Vorabschaltung, die Betätigung
der Bremseinrichtung, die Verwiegung, die Steuerung der Geschwindigkeit
und die Steuerung der Position der Kabine. So kann einerseits durch
Vergleich der Geschwindigkeiten des ersten und des zweiten Rads
eine genaue und zuverlässige
Feststellung erfolgen, ob sich die Kabine bewegt oder ob sie stillsteht.
Dies ermöglicht ferner
eine Kontrolle ob sich das Antriebsrad des Geschwindigkeitsbegrenzers
bewegt falls ein Geschwindigkeitsbegrenzer vorgesehen ist. Darüber hinaus
kann die Vorabschaltung elektronisch erfolgen, was bisher im Stand
der Technik mechanisch erfolgt. Bei einer elektronischen Vorabschaltung
sind um die Funktion der Sicherheitseinrichtung zuverlässig zu gewährleisten
zwei unabhängige
Schaltkreise notwendig. Diese werden durch das Vorsehen der zwei Räder, deren
Geschwindigkeit unabhängig
aufgenommen wird, bereitgestellt. Im Vergleich zu einem mechanischen
Schalter, der über
mehrere Federn und über
Massen die beim Schalten beschleunigt werden müssen, eine unterschiedliche
Einrückkraft benötigt, benötigt ein
elektronischer Näherungsschalter überhaupt
keine Einrückkraft.
Daher ist eine elektronische Vorabschaltung wesentlich genauer als eine
mechanische Vorabschaltung. Unter einer Vorabschaltung versteht
man, dass bei überschneller Fahrgeschwindigkeit
des Fahrkorbes vor dem Eingreifen der Bremsfangvorrichtung bereits
der Antrieb abgeschaltet wird und Fahrbremsen betätigt werden. Kurz
gesagt, muss bei einer Nenngeschwindigkeit von 100% die Vorabschaltung
bei einer Geschwindigkeit von 110% eingeleitet werden.
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Darüber hinaus
kann durch die vorliegende Erfindung die mechanische Funktion des
Geschwindigkeitsbegrenzers vollständig elektronisch ersetzt werden.
D. h. die Betätigung
der Bremsfangeirrichtung kann pneumatisch, über Servomotoren oder elektromagnetisch
erfolgen. Bisher wurde dies im Stand der Technik über eine
Fliehkrafteinrichtung, z.B. ein Pendel rein mechanisch erreicht.
Die Energie wird dabei passiv über
Druckfedern erzeugt, die durch die durch obige Einrichtungen zurückgehalten werden
oder steht aktiv auf dem Fahrkorb zur direkten Auslösung bereit.
Die Auslösegeschwindigkeit beträgt im Vergleich
zu einer Nenngeschwindigkeit von 100% ca. 120.
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Ferner
können
durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
die Verwiegung, sowie die Steuerung der Geschwindigkeit und die
Steuerung der Position der Kabine (regulärer Betrieb des Aufzugs), die
bisher durch einen Inkrementalgeber der im Aufzugsschacht angeordnet
war, gesteuert bzw. geregelt werden, ausgeführt werden. Dies macht den
Inkrementalgeber als solchen unnötig.
Es könnte
jedoch in vorteilhafter Weise, wie zuvor beschrieben, ein Inkrementalgeber
auf einem der Räder
vorgesehen sein, so dass eine bisherig eingesetzte Elektronik weiterhin
verwendet werden könnte.
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Anstelle
eines Impulszählers
kann die Steuerungs- und Regeleinrichtung bzw. die Messeinrichtung
auch einen Messgenerator umfassen. Bei einem Messgenerator handelt
es sich um eine Art Gleichstromdynamo, d.h. in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit wird eine unterschiedliche Spannung (in
volt) erzeugt. Diese Spannung wird gemessen und daraus die Geschwindigkeit
des Rads bzw. der Räder
ermittelt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Weitere
Ausführungsformen
und beispielhafte Ausgeschaltungen werden im folgenden unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen genauer beschrieben, in denen gleiche
Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Zeichnungen
zeigen in
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1 eine
erste Ausführungsform
der vorligenden Erfindung, die in einem Rucksackaufzug zur Anwendung
kommt,
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2 eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die in einem Zentralaufzug zur Anwendung
kommt,
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3 ein
Flussdiagramm, das die Verarbeitung der gemessenen Umfangsgeschwindigkeiten des
ersten und des zweiten Rads gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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Genaue Beschreibung
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1 zeigt
eine Steuerungs- und Regelungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die
in einem sog. Rucksackaufzug zur Anwendung kommt. Das erste Rad 1 und
das zweite Rad 2 sind jeweils mit einer Trägerplatte 3 verbunden,
welche wiederum an dem Fahrkorb (nicht dargestellt) befestigt ist.
Das erste Rad 1 und das zweite Rad 2 liegen jeweils
an einer Führungsschiene 4 an.
In der vorliegenden Ausführungsform
dient das erste Rad 1 als Antriebsrad eines Geschwindigkeitsbegrenzers
und das zweite Rad 2 als Führungsrolle. Um bei fehlerhafter
Einstellung und bei Abnützung
eines Reibradbelages, d. h. des Reibbelages der Räder ein
zuverlässiges
Anliegen an der Führungsschiene 4 zu
erreichen sind sowohl das Rad 1, als auch das Rad 2 mit der
Trägerplatte 3 gelenkig
verbunden und über
die Federn 5 und 6 entsprechend federnd gelagert.
Dadurch wird gewährleistet,
dass das erste Rad und das zweite Rad stets mit einer vorgegebenen
Reibkraft FA bzw. FF anliegen.
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Die
erforderliche Reibkraft von 500 N bei Rucksackaufzügen wird
durch das Drehmoment der Auslage von Fahrkorbgewicht, selbst ohne
Beladung, bei vorgeschriebener Einstellweise immer erreicht. Um
diese 500 N Reibkraft auch bei fehlerhafter Einstellung bei Abnützung des
Reibradbelages zu erreichen ist das Antriebsrad federnd gelagert,
so dass die Reibkraft nie unter 500 N sinkt. Auch die Abnützung der
Führungsrolle 2 gegenüberliegend
wird in Betracht gezogen und ist so gelagert, dass grundsätzlich durchschnittlich
800 N gegen das Antriebsrad 1 anliegen. Das Antriebsrad 1 selbst
wird ebenso mit der Kraft beaufschlagt. Dabei wird darauf geachtet,
dass diese aber erst bei 800 N Reibkraft zur Wirkung kommt, ansonsten
würde die
Reibkraft bei fehlerhafter Einstellung den Fahrkorbrahmen aus der Laufebene
heben. Die zwei zueinander mit einer Federkraft beaufschlagten Räder bzw.
Rollen, also Antriebsrad und Führungsrolle 1 bzw. 2 garantieren auch
bei Abnützung
der Reibbeläge
sicheres Auslösen
der Fangvorrichtung und Bremseinrichtung auf eine Reibkraft von
800 N durch weiche Federkernlinien. Durch optische und elektronische Überwachungssysteme
wird auch ein Lösen
der Reibbeläge erkannt.
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Wie
bereits erwähnt
stellt das erste Rad 1 ein Antriebsrad eines Geschwindigkeitsbegrenzers 7 dar und
treibt diesen unmittelbar an. Das erste Rad 1 ist dabei
zugleich Führungsrolle
für den
Fahrkorb. Das erste Rad 1 treibt den Geschwindigkeitsbegrenzer über eine
Welle 8 an, die im Fahrkorbrahmen (nicht dargestellt) drehgelagert
ist. Das Antriebsrad ist über eine
Rutschkupplung (nicht dargestellt) mit einem Nockenhakenrad (nicht
dargestellt) verbunden, das auf der Welle 8 gleitgelagert
ist und sich über
die Rutschkupplung normalerweise zusammen mit dem Antriebsrad bewegt.
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Auf
der Welle 8 ist weiterhin eine Schwinge 9 drehgelagert,
welche mit dem Fangpendel 10 antriebsseitig drehfest verbunden
ist. Das Fangpendel 10 trägt an ihrem einen Ende eine
Nockenfolgerolle 11 und an dem entgegengesetzten Ende einen Sperrhaken 12,
der mit dem Sperrhaken des Nockenhakenrades zusammenwirkt, wenn
der Fahrkorbrahmen eine bestimmte Geschwindigkeit überschreitet. Dann
nämlich
bewirkt die besondere Nockenbahn ein Abheben der Nockenfolgerolle 11 von
der Nockenbahn und ein Eingreifen der Sperrhaken, wodurch das Nockenhakenrad
gesperrt wird. Da sich aber der Fahrkorbrahmen mit dem Fahrkorb
weiter bewegt und somit auch das Antriebsrad weitergedreht wird,
erfolgt auch auf die Rutschkupplung aufgebrachte Kraft ein Schwenken
der Schwinge 9 und über
weitere Elemente ein Einrücken
der Bremsfangvorrichtung (nicht dargestellt). Die Art der Betätigung der
Bremsfangvorrichtung ist dem Fachmann bekannt, so dass es hier einer
eingehenderen Beschreibung nicht bedarf.
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Darüber hinaus
ist auf dem ersten Rad 1 ein Zahnkranz 13 vorgesehen,
der einen Teil einer Messeinrichtung darstellt. Ferner ist ein Sensor 14 relativ zu
der Drehbewegung des Rads 1 stationär angebracht. Bei der dargestellten
Ausführungsform
ist der Sensor an einem Träger 15 angebracht,
in dem das erste Rad 1 drehbar gelagert ist und der das
Rad mit dem Fahrkorb verbindet. Darüber hinaus ist der Sensor 14 so
angeordnet, dass je nach Stellung des Zahnkranzes entweder eine
Lücke zwischen
zwei Zähnen 16 oder
ein Zahn aufgenommen wird, wodurch entsprechend ein Impuls erzeugt
wird. Dies kann durch einen optischen Impulszähler erfolgen, d. h. ein Lichtstrahl
wird ausgesandt und aufgenommen, wobei die Zähne jeweils das Aufnehmen des Lichtstrahls
verhindern, so dass ein Impuls entweder erzeugt wird, wenn kein
Lichtstrahl aufgenommen wird oder wenn ein Lichtstrahl aufgenommen
wird.
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Darüber hinaus
ist es jedoch vorteilhaft einen elektronischen Impulszähler einzusetzen,
der gegenüber Schmutz und Staub unempfindlich ist. Beim Durchlaufen
eines Zahnes über
dem entsprechenden Sensor erzeugt dieser ein Signal, was wiederum einen
Impuls darstellt.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser
des ersten Rads 300 mm und der Zahnkranz weist 60 Zähne auf.
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Auch
das zweite Rad 2 ist mit einem Zahnkranz 17 mit
Zähnen 18 versehen,
der gleich dem Zahnkranz 13 des ersten Rads 1 ist.
Ein Sensor 19 ist relativ zu der Drehbewegung des zweiten
Rads 2 stationär
angebracht und entspricht dem Sensor 14 des ersten Rads 1.
Der Sensor 19 ist ebenfalls an einem Träger 20 in dem das
zweite Rad 2 drehbar gelagert ist und der das zweite Rad
mit dem Fahrkorb verbindet, angebracht. Die Ausgestaltung des Impulszählers ist
gleich dem des ersten Rads 1.
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In
der dargestellten Ausführungsform
beträgt der
Durchmesser des zweiten Rads 2 125 mm und die Anzahl der
Zähne 18 des
Zahnkranzes 17 beträgt 25.
Dadurch wird erreicht, das bei gleichem zurückgelegten Weg des ersten Rads 1 und
des zweiten Rads 2 die gleiche Impulszahl erreicht wird.
Z. B. werden bei einer vollen Umdrehung des ersten Rads 1 60
Impulse aufgenommen und ein Weg von 94,25 mm zurückgelegt. Das zweite Rad 2 benötigt für den gleichen
Weg ungefähr
2,4 Umdrehungen. Nach 2,4 Umdrehungen des zweiten
Rads 2 werden jedoch ebenfalls 60 Impulse gezählt.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, ist das erste Rad 1 auf
einer Seite der Führungsschiene 4 und
das zweite Rad 2 auf der entgegengesetzten Seite der Führungsschiene 4 angeordnet
bzw. die beiden Räder
liegen an entgegengesetzten Seiten der Führungsschiene 4 an.
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In 2 ist
eine Steuerungs- und Regelungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt,
die in einem sog. Zentralaufzug eingesetzt ist. Die beiden Ausführungsformen
unterscheiden sich lediglich dadurch, dass das erste Rad 1 und das
zweite Rad 2 relativ zu der Führungsschiene 4 auf
entgegengesetzten Seiten der Führungsschiene diametral
zueinander angeordnet sind. Ferner ist die Federbelastung des zweiten
Rads 2, die auch als Tragrolle dient durch die Feder 21 gelöst und nicht wie
in 1 durch die Feder 6. Die übrigen Merkmale
sind gleich der in 1 dargestellten Ausführungsform
und werden daher nicht weiter beschrieben.
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Als
Reibbeläge
der beiden Räder 1 und 2 kommen
vorrangig Vulkollan® und Neopren®, sowie alle
Weichplastiken in Frage, die den erforderlichen Reibwert erbringen
und geräuscharm
laufen.
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Im
Gegensatz zu den in 1 erwähnter Rucksackaufzügen gibt
es für
das Antriebsrad 1 bei Zentralaufzügen von vornherein keine definierte Reibkraft,
da das Führungsrad
gegenüber
von den Fahrkorbkräften
her wie das Antriebsrad mit den gleichen Kräften beaufschlagt wird. Durch
die vorhin für den
Rucksackaufzug beschriebene doppelte Federbeaufschlagung, sowohl
des Antriebesrads als auch des Führungsrads 1 bzw. 2 steht
die gleiche Reibkraft dem Antriebsrad 1 zur Verfügung. Deshalb
muss das Führungsrad
ebenfalls mit einer begrenzten Federkraft an die Schiene gedrückt werden.
Je nach Beladung des Fahrkorbes wird nun entweder das Führungsrad
oder das Antriebsrad belastet, d. h. das gegenüberliegende Rad wird entlastet.
Die Federbegrenzung des gegenüberliegenden
Rades verhindert aber einen zu langen Weg des belasteten Rads, was bewirkt,
dass das entlastet Rad noch immer mit den erforderlichen 500 N an
die Schiene gedrückt
wird, so dass die erforderliche Reibkraft zum Einrücken der Fangvorrichtungen
und der Bremseinrichtungen erhalten bleibt. Da genügend Platz
an beiden Seiten der Schiene vorhanden ist, wird man das Führungsrad
größer als
bei einem Rucksackaufzug gestalten, insbesondere auch wegen der
bei jedem Aufzug gewünschten
Fahr- und Laufruhe.
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In 3 ist
ein Flussdiagram dargestellt, welches die Steuerung und Regelung
des Aufzugbetriebes gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. In 3 sind mehrere Funktionen dargestellt,
die mittels der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können. Es
ist jedoch auch ersichtlich, dass auch lediglich nur eine dieser
Funktionen durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung betrieben
werden kann.
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Zunächst wird über die
Impulszähler,
die durch die Zahnkränze 13 und 17 sowie
die Sensoren 14 und 19 bereitgestellt werden,
jeweils die Umfangsgeschwindigkeit des ersten Rads 1 und
des zweiten Rads 2 entsprechend v1 und
v2 ermittelt. In einem nachfolgenden Schritt
werden diese beiden Geschwindigkeiten v1 und
v2 miteinander verglichen. Kommt man zu
dem Ergebnis, dass die beiden Geschwindigkeiten nicht voneinander
abweichen, bzw. im Wesentlichen nicht übereinstimmen, so erfolgt eine
Notabschaltung. Zu dem Schluss, dass die beiden Geschwindigkeiten
nicht übereinstimmen
kommt man dann, wenn diese sich um nicht mehr als ungefähr +/–5% voneinander
abweichen. Dieser Schritt ist eine Kontrollfunktion. Genauer gesagt
wird durch die doppelte Geschwindigkeitsmessung durch eines der Räder 1 oder 2 kontrolliert,
ob sich das andere Rad 2 oder 1 ordnungsgemäß dreht.
Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn das erste Rad 1 das
Antriebsrad eines Geschwindigkeitsbegrenzers 7 ist, da
diese Kontrollfunktion wünschenswert
ist. Bisher wurde diese Funktion über die Motorsteuerung bzw.
den regulären
Aufzugsbetrieb gesteuert. Die Überprüfung der
Drehkontrolle autark zu gestalten, d. h. unabhängig von der Aufzugssteuerung
führt dazu,
dass die Elektronik des Geschwindigkeitsbegrenzers keiner Überwachung
der Aufzugssteuerung bedarf. Die unabhängige Drehkontrolle über Hertztakte
(Impulse des Impulszählers
des ersten Rads) des Antriebsrads 1 und über die
Hertztakte (Impulse des Impulszählers
des zweiten Rads) der Führungsrolle 2 im Geschwindigkeitsbegrenzer
führt zu
einer genaueren und kompakteren Lösung. Wenn der Aufzug steht, drehen
sich beide Räder 1 und 2 nicht,
wohingegen sich beide Räder
langsam drehen, wenn der Aufzug langsam fährt und so weiter. Beide Hertztakte
werden kontinuierlich miteinander verglichen und wenn ein Unterschied
von mehreren Prozentpunkten auftritt, wird der Sicherheitsstromkreis
des Aufzugs unterbrochen, so dass eine Notabschaltung stattfindet.
Bei der Notabschaltung fährt
der Fahrkorb bis zur nächstgelegenen
Haltestelle.
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Stimmen
beide Geschwindigkeiten innerhalb der zulässigen Abweichung miteinander überein,
so wird diese Geschwindigkeit mit der Nenngeschwindigkeit verglichen.
Ist die tatsächliche
Geschwindigkeit größer als
die Nenngeschwindigkeit vNenn d. h. die tatsächliche
Geschwindichkeit v beträgt
bei einer Nenngeschwindigkeit vNenn von
100% ca. 110%, so erfolgt eine Vorabschaltung. Unter einer Vorabschaltung
versteht man die Abschaltung des Aufzugsantriebs und die Einleitung
des Bremsvorgangs.
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Überschreitet
die tatsächliche
Geschwindigkeit ferner eine weitere Geschwindigkeit vmax2,
die entsprechend der Nenngeschwindigkeit vNenn von 100%
etwa 120% beträgt,
so wird die Bremsfangeinrichtung sofort über die Elektronik mechanisch
eingerückt.
Die Energie wird passiv über
Druckfedern erzeugt (z.B. nach „Knorr" bei LKW und Eisenbahn) oder aktiv direkt
pneumatisch oder elektromagnetisch (z.B. ein wenig Strom benötigender
Magnet). Wird diese Geschwindigkeit nicht überschritten, so wird ein Notbetrieb
des Aufzugs durchgeführt.
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Entspricht
die tatsächliche
Geschwindigkeit der Nenngeschwindigkeit vNenn oder
liegt sie darunter, so wird über
die gemessene Geschwindigkeit der reguläre Aufzugsbetrieb geregelt.
Vorteilhafter Weise kann zu diesem Zweck ferner auf mindestens einem Rad
ein Inkrementalgeber angeordnet sein, der Daten ausgibt, die vergleichbar
zu den im Stand der Technik genannten sind, indem der Inkrementalgeber im
Fahrkorbschacht angeordnet ist. Dadurch kann ermöglicht werden, dass gleiche
Elektronikeinheiten wie beim Stand der Technik verwendet werden
können.
Unter die Betriebsregelung fallen u. a. die Geschwindigkeitsteuerung
sowie das Abbremsen des Aufzugs sowie die Positionsbestimmung des
Aufzugs im Aufzugsschacht. Ferner fällt unter die Betriebsregelung
die sog. Verwiegung. Dabei wird die entsprechende Nutzlast, d. h.
das sich tatsächlich
im Fahrkorb befindlicher Gewicht ermittelt und der Betrieb entsprechend
angepasst bzw. geregelt. Mit anderen Worten, steigt eine Person
in den Fahrkorb zu, so senkt sich dieser um einige Millimeter. Dadurch drehen
sich die beiden Räder 1 und 2,
so dass entweder durch die Geschwindigkeitsermittlung, also den
Impulszähler
oder durch einen Inkrementalgeber, wenn vorhanden, entsprechende
Daten ermittelt werden, aus denen sich die Absenkung des Fahrkorbes
ermitteln lässt
und auf Basis dessen der Versatz ausgeglichen und der reguläre Betrieb
geregelt werden kann. Ferner kann auch die tatsächliche Zuladung über Monitore
angezeigt und abgelesen werden.