DE19803899C2

DE19803899C2 - Verfahren zum Abbremsen von Rolltreppen bzw. Rollsteigen sowie Bremseinrichtung für Rolltreppen bzw. Rollsteige

Info

Publication number: DE19803899C2
Application number: DE19803899A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Balzer-Apke; Dirk Lange
Original assignee: O&K Rolltreppen GmbH and Co KG
Current assignee: Kone Corp
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 2000-04-13
Anticipated expiration: 2018-02-03
Also published as: CN1288440A; US6273234B1; HK1033663A1; DE19803899A1; JP3629207B2; ATE215512T1; JP2002501870A; EP1053206A1; DE59901115D1; CN1116219C; WO1999038792A1; EP1053206B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum lastunabhängigen Abbremsen des Stufen- bzw. Palettenbandes einer Rolltreppe bzw. eines Rollsteiges gemäß gattungsbildendem Teil des ersten Patentanspruches.

Zum Abbremsen des Stufen- bzw. Palettenbandes einer Rolltreppe beim Ansprechen von Sicherheitselementen wurden bisher im wesentlichen mechanisch oder elektro-mechanisch betätigbare Bremsen, insbesondere Backenbremsen verwendet. Diese sind in der Regel federbelastet, wobei die Wirkung der Feder über eine Magnetspule aufgehoben wird, so daß die Bremse im Betriebszustand geöffnet bleibt. Beim Anhalten der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges wird die Wirkung des Elektromagneten aufgehoben und dadurch die dann überwiegende Federkraft zum Einsatz gebracht. Bei auftretendem Stromausfall fällt die mechanische Bremse unmittelbar ein, da die Wirkung des Elektromagneten unmittelbar aufgehoben und die Federkraft dann wirksam werden kann. Hierbei wird üblicherweise die Schwungmasse am Motor gleichzeitig als Bremstrommel verwendet, wobei die Schwungmasse, die in Abhängigkeit von den Dimensionen der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges auszulegen ist, bewirkt, daß der Bremsweg innerhalb der vorgegebenen Grenzen eingehalten werden kann. Wesentliche Kriterien bei der Auslegung der Schwungmasse sind bei Rolltreppen die Belastung durch die Personenanzahl und bei Rollsteigen im wesentlichen die Länge in Verbindung mit der darauf befindlichen Personenlast.

Mit einfallender Bremse wird der Antriebsmotor von der Energieversorgung abgetrennt. Das Auslösen der Bremse erfolgt hierbei bei Betätigung des Nothaltes sowie bei Ansprechen von Sicherheitsschaltern in der vorhandenen Sicherheitskette.

Nachteilig bei der bekannten Bremse ist festzustellen, daß der Bremsweg lastabhängig erfolgt, keine gleichen Bremswege - da abhängig von der Last - einhaltbar sind, und daß bei bestimmten konstruktiven Gegebenheiten (z. B. Überlänge von Rollsteigen) derart große Schwungmassen erforderlich sind, daß hier technische Grenzen für die Unterbringung erreicht werden. Darüber hinaus ist ein relativ hoher Verschleiß der Bremsbeläge gegeben, was aus Sicherheitsgründen eine kontinuierliche Nachstellung der mechanischen Bremsen nötig macht.

Durch die DE-A 35 09 207 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bremsen von Personengleitförderern bekannt geworden. Verfahrensgemäß soll das Verlangsamungsereignis kontinuierlich mit Hilfe eines Signals überwacht und gesteuert werden, welches ein Geschwindigkeitswandler, beispielsweise ein Tachometer-Generator liefert, welches den Wicklungen eines als Antriebsmotor dienenden Wechselstrommotors zugeführt wird, wobei die im Motor erzeugte elektrodynamische Bremswirkung in der Bewegung der Rolltreppe ein vorherbestimmtes Verlangsamungsverhalten hervorruft. Aufgabe dieser Druckschrift war es, unabhängig von der Zahl der die Rolltreppe benutzenden Personen das bestmögliche gleichförmige Anhalten zu erzielen und darüber hinaus die zur Rolltreppe gehörende mechanische Bremse vor mechanischem Verschleiß zu schützen.

Dem Aufsatz "dhf" 11/84 S. 35-36 sowie 39 ist ein Sinus-AC-Inverter für stufenlose Drehzahlverstellung von Drehstrommotoren in der Fördertechnik zu entnehmen. Beschrieben wird in diesem Aufsatz die Kombination Frequenzumrichter und Drehstommotor, wodurch ein ideales Antriebsaggregat entstehen soll, welches die hohen Anforderungen der Fördertechnik bewältigen kann. Beschrieben werden hier Förderband- und Kranantriebe, als sogenannte klassische fördertechnische Antriebe.

Durch den Aufsatz "Lift-Report", Heft 6, 1996, S. 25-36, 28-40 ist "Das Anhalten/Abbremsen von Fahrtreppen und die Gefahr eines Sturzes der Benutzer" bekannt geworden. Unter Punkt 5.1 werden elektronische Bremssysteme beschrieben. Verwiesen wird auf einen Festkörperantrieb (d. h. einen Umrichter), der den Motor antreibt. Dieses Antriebskonzept soll jedoch noch nicht vollständig der geltenden Norm entsprechen. Mit dem beschriebenen Konzept soll es jedoch möglich sein, über eine SPS ein kontrolliertes und stoßfreies Anhalten der Fahrtreppe sicherzustellen.

Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, zur Erhöhung der Sicherheit und zur Einhaltung der in den einschlägigen Normen geforderten Bremswege (abwärts und aufwärts) sowie zur Reduzierung des mechanischen Aufwandes (Schwungmassen) einerseits ein andersartiges Bremsverfahren und zum anderen eine vom St. d. T. abweichende Bremseinrichtung zu konzipieren, die nicht mehr lastabhängig und weitestgehend verschleißfrei ist. Dieses Ziel wird einerseits erreicht durch die Maßgabe des Kennzeichens des verfahrensgemäßen Anspruches 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Andererseits wird das Ziel auch durch die Maßgabe des nebengeordneten gegenständlichen Patentanspruches erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren sowie die ebenfalls erfindungsgemäße Bremseinrichtung findet gegenüber dem bisherigen St. d. T. eine lastunabhängige Abbremsung des Stufen- bzw. Palettenbandes von Rolltreppen und Rollsteigen statt, die im wesentlichen folgende Vorteile mit sich bringt:

- immer gleiche Bremswege, da unabhängig von der Last
- Verschleißfreiheit der Betriebsbremse
- geringer mechanischer Aufwand (Reduzierung der Schwungmassen gegen null)
- Erhöhung der Sicherheit
- zumindest teilweise Energierückspeisung in das Versorgungsnetz.

Durch die Erfindung wird somit Gebrauch gemacht von einer ausschließlich elektrisch wirkenden Betriebsbremse. Hierbei werden die Kontakte der Hauptschaltelemente (Schütze) des Motorstromkreises für das Abbremsen der Rolltreppe bzw. des Roll steiges geschlossen gehalten, obwohl durch Auslösen eines oder mehrerer Sicher heitselemente die Sicherheitskette unterbrochen ist.

Durch die erfindungsgemäßen Weiterbildungen wird sichergestellt, daß bei Fehlfunk tionen des Frequenzumformers und nach Erreichen des Stillstandes der Rolltreppe die Zusatzbremse sicher einfällt. Ein möglicher Spannungsausfall muß wie ein Ausfall der Betriebsbremse beachtet werden, d. h. die Zusatzbremse muß durch eine Über wachung der Versorgungsspannung ausgelöst werden oder sie muß sofort automa tisch einfallen.

Vorzugsweise wirken alle Abschaltkontakte in einem Strompfad auf zwei insbesonde re parallel geschaltete Schütze (Redundanz), die sowohl das Ansteuern der Haupt schaltelemente während des Frequenzumformerbremsvorganges bewirken als auch bei Abweichungen für das sofortige Einfallen der Zusatzbremse sorgen.

Eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung kann dann gewährleisten, daß die Zusatz bremse nach Ablauf einer noch festzulegenden Zeit in jedem Fall einfällt (z. B. über zwei separate Zeitrelais). Für den Fall, daß die Zeitrelais und/oder die Überwachungs kontakte nicht ordnungsgemäß arbeiten, erfolgt eine Auswertung mit Fehlermeldung und Einschaltverriegelung.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der ebenfalls erfindungsgemäßen Brem seinrichtung kann somit die Geschwindigkeit der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges de finiert mit im wesentlichen gleichbleibender Verzögerung bis auf den Wert 0 m/s ge bracht werden. Zum Zeitpunkt des Stillstandes des Stufen- bzw. Palettenbandes (Drehzahl = 0 oder 0 Hz) fällt die mechanische Bremse als Haltebremse ein. Zum Zeitpunkt des Auslösens eines Sicherheitselementes wird die Bremsrampe des Fre quenzumformers aktiviert und gleichförmig verzögert gebremst unter Einhaltung des in den entsprechenden Richtlinien geforderten Bremsweges.

Wird die Sollkurve für die Bremsrampe vom Frequenzumformer im Störungsfall über schritten, ist durch sofortiges Einfallen der Zusatzbremse gewährleistet, daß der Bremsweg eingehalten wird. Als Kriterium für das vorzeitige Einfallen wird die Abwei chung von der vorgegebenen Rampe herangezogen. Die Auswertung erfolgt vor zugsweise über einen Mikroprozessor in der elektronischen Steuerung der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges.

Sollten sowohl der Frequenzumformer als auch die elektronische Steuerung Fehlin formationen erhalten, die dazu führen, daß der Motor keine Geschwindigkeitsreduzie rung erfährt bzw. die vorgegebene Bremsrampe nicht durchläuft, muß spätestens nach Ablauf einer Überwachungszeit die Bremse einfallen und der Frequenzumformer von der Motorverbindung getrennt werden.

Durch die erfindungsgemäßen Sicherheitsmaßnahmen könnte das folgende diversitä re System gebildet werden, mit welchem die Bremse definiert kontrolliert werden und sicher einfallen kann:

- Auswertung bzw. Kontrolle der Motordrehzahl über den Frequenzumformer zur lastunabhängigen Reduzierung der Geschwindigkeit der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges und Auslösung der Zusatzbremse etwa bei Drehzahl null
- Auswertung der Drehzahlimpulse mit Auswertung über elektronische Steue rung zur Auslösung der Bremse bei der Drehzahl null
- Kondensatorkurzzeitrelais oder pneumatische Relaissteuerglieder für einen unbedingten Einfall der Zusatzbremse nach Ablauf einer Zeitrampe.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 Graphische Darstellung des Geschwindigkeitsverhaltens beim Abbrem sen einer Rolltreppe bzw. eines Rollsteiges im Vergleich St. d. T. - Er findungsgegenstand

Fig. 2 prinzipielle Darstellung einer frequenzumrichtergesteuerten Betriebs bremse eines Antriebsmotors für eine nicht weiter dargestellte Rolltrep pe

Fig. 3 prinzipielle Darstellung einer um Sicherheitselemente erweiterten fre quenzumrichtergesteuerten Betriebsbremse für einen nicht weiter dar gestellten Rollsteig.

Das in Fig. 1 dargestellte Schaubild zeigt einerseits den bisherigen St. d. T. mit elek tromechanischer Backenbremse als Betriebsbremse und anderseits das sicherheits gerichtete Bremsen über Frequenzumformer. Aufgetragen ist die Geschwindigkeit über der Zeit. Der Bereich a ist der in den geltenden Richtlinien definierte minimale Bremsweg, während b den maximal zulässigen Bremsweg definiert. Die Bezugszei chen 1 und 2 in Verbindung mit c definieren die mittels der lastabhängig arbeitenden elektro-mechanischen Bremse erzielbare Spreizung zwischen minimalem Bremsweg a und maximalem Bremsweg b.

Mit dem Bezugszeichen 3 ist das sicherheitsgerichtete Bremsen über Frequenzum former mit/ohne Last angegeben, wobei bei lastunabhängiger Bremsung immer ein definierter Bremsweg über einer vorgegebenen Zeit realisierbar ist (Bremsrampe). Die Geschwindigkeit des Rollsteiges bzw. der Rolltreppe wird damit definiert mit gleich bleibender Verzögerung auf den Wert 0 m/s gebracht. Zum Zeitpunkt t₀ wird die Bremsrampe des Frequenzumformers aktiviert und im wesentlichen gleichförmig ver zögert gebremst und zwar unter Einhaltung des geforderten Bremsweges. Zum Zeit punkt t₁ist der Stillstand erreicht und eine hier nicht weiter dargestellte Stillstands bremse (Zusatzbremse) fällt ein.

Fig. 2 zeigt als prinzipielles Schaubild den Bremsvorgang über einen Frequenzum former, wobei folgende Bauteile erkennbar sind:
der Antriebsmotor 4 einer nicht weiter dargestellten Rolltreppe, eine elektrische oder elektronische Steuerung 5, ein Frequenzumformer 6, ein Abschaltelement 7, ein Bremsmagnet 8 für eine elektro-mechanische Zusatzbremse 9 (Stillstandsbremse) in Form einer Backenbremse. Der Energiefluß ist hierbei durchgehend dargestellt, wäh rend die Steuersignale gestrichelt angegeben sind. Mit dem Bezugszeichen 10 ist die Energieversorgung angesprochen. Die elektrische bzw. elektronische Steuerung 5 besteht hierbei über Steuerleitungen 11, 12, 13 einerseits mit dem Frequenzumformer 6 und dem Abschaltelement 7 und andererseits mit dem Bremsmagneten 8 in Wirk verbindung. Über die Steuerleitung 14 ist der Frequenzumformer 6 mit dem Abschalte lement 7 verbunden. Die Kontakte 15 des Abschaltelementes 7 müssen für das Ab bremsen der Rolltreppe geschlossen gehalten werden, obwohl die hier nicht weiter dargestellte Sicherheitskette unterbrochen ist. Hiermit ist ein Stromfluß über die Lei tungen 16, 17, 18 zum Antriebsmotor 4 gewährleistet, so daß der Frequenzumformer 6 in jedem Zeitpunkt auf den Antriebsmotor 4 einwirken kann, unabhängig davon, ob die Sicherheitskette an irgendeiner Stelle unterbrochen ist. Mit 9 ist die mechanische Zusatzbremse bezeichnet, die - rückblickend auf das Schaubild gemäß Fig. 1 - im Zeitpunkt t₁, d. h. im Stillstand bzw. im relativen Stillstand einfällt und mit hier nicht weiter dargestellten Bauteilen des Antriebsmotors 4 in Wirkverbindung tritt.

Fig. 3 zeigt eine zu Fig. 2 im wesentlichen äquivalente Bremseinrichtung mit den Bauteilen Antriebsmotor 4, Frequenzumformer 6, elektrische bzw. elektronische Steuerung 5, Abschaltelement 7 und Bremsmagnet 8 sowie Zusatzbremse 9. Darüber hinaus sind weitere Sicherheitselemente, nämlich 2-fach mechanische/elektrische Zeitglieder 19, 20 vorgesehen, die wiederum auf über Steuerleitungen 21 mit dem Ab schaltelement 7 bzw. die Steuerleitung 22 mit der elektronischen Steuerung 5 in Wirk verbindung stehen. Durch diese zusätzlichen Sicherheitselemente wird sichergestellt, daß bei Fehlfunktionen des Frequenzumformers 6 bzw. der elektronischen Steuerung 5 und nach Erreichen des Stillstandes des hier nicht weiter dargestellten Rollsteiges die Zusatzbremse 9 sicher einfällt. Die in Fig. 1 dargestellte Bremsrampe (3) wird ständig auf Über- oder Unterschreitung überwacht.

Claims

1. Verfahren zum lastunabhängigen Abbremsen des Stufen- bzw. Palettenbandes einer Rolltreppe bzw. eines Rollsteiges, indem beim Ansprechen mindestens eines Si cherheitselementes mindestens ein mit dem Antriebsmotor (4) zusammenwirkender Frequenzumformer (6) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine zeitab hängige Bremsrampe (3) aktiviert wird, über welche die Geschwindigkeit (v) des Stufen- bzw. Palettenbandes im wesentlichen mit gleichbleibender Verzögerung bis auf den Wert 0 m/s gebracht wird, und daß etwa im Zeitpunkt (t₁) des Stillstandes des Stufen- bzw. Palettenbandes eine Stillstandsbremse (9) aktiviert wird, wobei bei Abweichungen von der Sollkurve der Bremsrampe (3) die Stillstandsbremse (9) un ter Einhaltung des maximalen Bremsweges (b) des Stufen- bzw. Palettenbandes unverzüglich aktiviert wird, und daß die Auswertung mittels eines im Bereich der Steuerung (5) der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges vorgesehenen Mikroprozessors erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzumformer (6) als Betriebsbremse und die Stillstandsbremse (9) als Sicherheitseinrichtung bei Störungen im Bereich des Frequenzumformers (6) und/oder der Steuerung (5) vor gesehen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fehlinformationen sowohl im Bereich des Frequenzumformers (6) als auch im Be reich der Steuerung (5) bei einer vorgebbaren Überwachungszeit die Stillstands bremse einfällt und der Frequenzumformer (6) vom Antriebsmotor (4) getrennt wird.

4. Bremseinrichtung für das Stufen- bzw. Palettenband einer Rolltreppe bzw. eines Rollsteiges, mit einer Betriebsbremse (6) und einer Stillstandsbremse (9), gekenn zeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

1. die Betriebsbremse (6) ist durch mindestens einen mit dem Antriebsmotor (4) in Wirkverbindung stehenden Frequenzumformer (6) gebildet,
2. die Stillstandsbremse (9) ist eine mit Bauteilen des Antriebsmotors (4) in Wirkver bindung bringbare elektro- mechanische Bremse, insbesondere eine Backenbremse
3. zusätzliche Sicherheitselemente (19, 20) zur Überwachung von Fehlern im Bereich des Frequenzumformers (6) und/oder der mit diesem in Wirkverbindung stehenden Steuerung (5), die durch Abschaltelemente und/oder mechanische und/oder elektrische Zeitglieder gebildet sind.