EP1404603B1

EP1404603B1 - Aufzuganlage mit virtueller schutzzone am schachtfuss und/oder am schachtkopf und verfahren zum ansteuern derselben

Info

Publication number: EP1404603B1
Application number: EP02740187A
Authority: EP
Inventors: Romeo Deplazes; Philipp Angst
Original assignee: Inventio AG
Current assignee: Inventio AG
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2022-07-03
Also published as: HK1065018A1; ES2258638T3; ATE317824T1; JP2004534707A; US20040173414A1; EP1404603A1; CA2451333C; BR0210892A; AU2002315619B2; BR0210892B1; US7201256B2; CN1314573C; WO2003008316A1; DE50205832D1; CN1524058A; CA2451333A1

Description

Eine Aufzuganlage umfasst normalerweise eine Aufzugkabine, einen Aufzugschacht, in dem sich die Aufzugkabine bewegt, und eine Antriebseinheit zum Bewegen der Aufzugkabine.
Aus Sicherheitsgründen sind heutige Aufzuganlagen so ausgelegt, dass sich am Schachtboden ein Schutzraum in Form einer Schachtgrube befindet, um sicher zu stellen, dass Wartungspersonal im Schacht nicht gefährdet wird, wenn die Aufzugkabine in die unterste Position im Schacht fährt. Typischerweise ist eine Aufzuganlage auch so ausgelegt, dass sich am oberen Ende des Schachtes - Schachtkopf genannt - ein Schutzraum befindet, damit Wartungspersonal, das eine Wartung auf dem Dach der Kabine durchführt nicht gefährdet wird, wenn die Kabine in die oberste Position im Schacht fährt.
Dies trifft auf die verschiedensten Arten von Aufzugsdispositionen zu, wie zum Beispiel Seil-Aufzüge, hydraulische Aufzüge, Linearmotor-Aufzüge usw.
Aufgrund der sicherheitstechnischen Vorschrift, dass ein Schutzraum in Form einer Schachtgrube am unteren Schachtende, vorgesehen werden muss, ist die Bauhöhe des Aufzugschachtes höher als eigentlich aus rein technischer Sicht notwendig wäre.
Der Schutzraum am unteren Schachtende hat heutzutage typischerweise eine Höhe von 50 cm zuzüglich der Länge der maximal gestauchten Puffer, die sich am Schachtboden befinden, um die Gegengewichte bzw. die Aufzugkabine abzufedern.
Eine Aufzuganlage mit Schutzraum am unteren und am oberen Schachtende ist um einige Meter länger als die eigentliche Geschosshöhe des Gebäudes, das von dem Aufzug bedient wird. Dies führt häufig zu Lösungen, bei denen der Aufzugschacht das Gebäude überragt. Bei früheren Aufzugsdispositionen war meistens ein Teil der Antriebseinheit in einem Maschinenraum oberhalb des Schachtes angebracht, das heisst, man hat entweder die Aufzuganlage so dimensioniert, dass das oberste Geschoss nicht bedient wurde, da sich hier der Maschinenraum samt Schutzraum befand, oder man hat den Maschinenraum samt Schutzraum auf dem Dach des Gebäudes realisiert.
Mit den heutigen Aufzugsdispositionen hat sich die Ausgangslage grundlegend verändert, da vermehrt Aufzuganlagen realisiert werden, bei denen die Antriebseinheit innerhalb des Schachtraums (maschinenraumloser Aufzug) angeordnet ist. Nichtsdestotrotz muss auch hier aufgrund der Vorschriften weiterhin ein Schutzraum am unteren und/oder am oberen Schachtende eingeplant werden, was für die Ästhetik des Gebäudes nachteilig sein kann.
Neben den ästhetischen und bautechnischen Problemen, die sich aus der Notwendigkeit der Schutzräume ergeben, verursachen diese Schutzräume zusätzliche Kosten beim Errichten eines Gebäudes.
Bei den heutigen Aufzugsdispositionen wird im Falle einer Wartung die gesamte Anlage still gelegt. Dies führt häufig zu Problemen, falls kein weiterer Aufzug im selben Gebäude vorgesehen ist, oder falls die Beförderungskapazität der anderen Aufzüge nicht ausreicht.
Es ist auch bei den heutigen Aufzugsdispositionen wichtig, dass Wartungs-, Montage-, Reparatur- oder Inspektionspersonal am Boden des Aufzugschachtes oder am Kopfende desselben Zugang zu den verschiedenen technischen und elektrischen Systemen hat.
Die Europäische Patentanmeldung EP 1052212-A, beschreibt eine Einrichtung, die es erlaubt Arbeiten in einem Aufzugschacht auszuführen. Gemäss dieser Patentanmeldung wird am oberen Schachtende ein Schutzraum realisiert, indem das Gegengewicht am unteren Schachtende vorzeitig gestoppt wird. Dadurch kann die Kabine - die mit dem Gegengewicht über ein Seilsystem verbunden ist - nicht bis an den Schachtkopf gefahren werden.
Das US Patent 6,223,861 beschreibt ein Sicherheitssystem für einen Aufzug, bei dem der Aufzug nur mit reduzierter Geschwindigkeit bewegt wird, falls sich eine Person im Liftschacht aufhält. Ob sich eine Person im Liftschacht aufhält, wird durch Sensoren an den Schachttüren ermittelt. Falls sich der Aufzug mit reduzierter Geschwindigkeit bewegt, stoppen spezielle Schalter am unteren und oberen Schachtende die Kabine, um so das Einfahren der Kabine in den Schutzraum zu verhindern.
Ein andersartiges Sicherheitssystem ist in dem US Patent 6,138,798 offengelegt. Um die Sicherheit des Wartungspersonals in der Schachtgrube zu gewährleisten, werden Puffer eingesetzt, deren Länge verändert werden kann. Falls eine Person im Bereich der Schachtgrube detektiert wird, werden die Puffer ausgefahren, um so einen Schutzraum von grösserer Höhe gewährleisten zu können.
Ein ähnlicher Ansatz ist aus der japanischen Patentzusammenfassung mit Publikationsnummer 0905894 bekannt, wobei es jedoch in dieser Schrift um die Schutzzone am Schachtkopf geht.
EP 1 110 900 offenbart ein Sicherheitssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein elektronischer Sicherheitsbus, der verschiedene Sensoren mit einem zentralen Controller verbindet, wird in dem US Patent 6,173,814 beschrieben. Eine auf einem derartigen Sicherheitsbus basierende Aufzuganlage ist besonders sicher, da der Aufzug unmittelbar gestoppt werden kann, wenn eine Ausnahmesituation detektiert wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Schutzräume zu eliminieren bzw. deren Ausdehnung zu reduzieren.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Aufzuganlage mit verkürztem Schacht bereit zu stellen.
Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Kosten einer Aufzuganlage zu reduzieren.
Es ist eine weiter Aufgabe, die Sicherheit des Wartungspersonals zu verbessern.
Es gilt zusätzlich, eine Aufzuganlage und ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung derselben bereit zu stellen, die selbst im Falle einer Wartung weiterhin im Betrieb bleiben kann.
Diese Aufgaben werden durch die in Anspruch 1 beanspruchte Aufzuganlage und das in Anspruch 12 beanspruchte Verfahren gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen sind in den Ansprüchen 2 - 11 und 13 - 21 dargestellt.
Die erfindungsgemässe Aufzuganlage und das entsprechende Verfahren bieten je nach Ausführungsform verschiedene Vorteile, wie zum Beispiel eine bessere Gebäude- bzw. Raumausnutzung. Auch eignen sich Aufzuganlagen gemäss der Erfindung besser für besonders repräsentative Gebäude und Einrichtungen, da sie wegen der kürzeren Bauweise des Schachtes besser architektonisch in ein Gesamtkonzept integrierbar sind. Dies ist insbesondere bei freistehenden Aufzuganlagen wichtig.
Durch die besondere Ausführung der erfindungsgemässen Aufzuganlage, ist die Sicherheit von Personen im Aufzugschacht jederzeit und unter allen Umständen gewährleistet.
Die Aufzuganlage gemäss der vorliegenden Erfindung zeichnet sich durch geringere Totzeiten aus, da der Betrieb, wenn auch in eingeschränktem Masse, während der Wartung aufrecht erhalten bleibt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:

Fig. 1: eine herkömmliche Aufzuganlage im Schnitt;
Fig. 2: eine erfindungsgemässe Aufzuganlage im Schnitt;
Fig. 3: den Sicherheitsbus einer erfindungsgemässen Aufzuganlage als Blockdiagramm;
Fig. 4: den Sicherheitsbus einer weiteren erfindungsgemässen Aufzuganlage als Blockdiagramm;
Fig. 5: ein schematisches Flussdiagram, gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6: ein Diagramm, gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7: ein schematisches Flussdiagram, gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8: ein schematisches Flussdiagram, gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung ist im Wesentlichen unabhängig von der Art der Aufzugsdisposition bzw. von der verwendeten Antriebsart. Aus diesem Grunde werden im Folgenden die Seile oder Schienen, Gegengewichte und andere Elemente als ein Bestandteil der Antriebseinheit angesehen und nur so weit notwendig einzeln beschrieben oder abgehandelt. Auch die Steuerung wird als ein Bestandteil der Antriebseinheit betrachtet.
Eine konventionelle Aufzuganlage 10 ist in Figur 1 gezeigt. Die gezeigte Anlage 10 umfasst einen Schacht 11 mit einer Kabine 12, die verschiedene Geschossebenen 13.1 bis 13.n anfahren kann. Die Antriebseinheit umfasst das Seil 14.1, die Rollen bzw. Aufhängungen 14.2 bis 14.6, den Antriebsmotor (nicht dargestellt) und die Steuereinheit zur Ansteuerung des Antriebsmotors (nicht dargestellt). Am unteren Schachtende befindet sich vorschriftsgemäss eine Schachtgrube 15, die als unterer Schutzraum dient. Am oberen Schachtende ist ein Schutzraum 16 vorgesehen, um eine Person 17, die sich auf dem Dach der Kabine 12 befindet, nicht zu gefährden.
Eine erfindungsgemässe Anlage 20 ist in Figur 2 gezeigt. Die Anlage 20 weist eine Aufzugkabine 21 auf, die in einem Aufzugschacht 22 bewegbar ist, wie durch den Doppelpfeil 23 angedeutet. Der gezeigte Schacht 22 bedient vier Geschossebenen 24.1 bis 24.4. Die Kabine 21 wird über eine Antriebseinheit 25 angetrieben. Die Antriebseinheit 25 umfasst eine Steuereinheit 26 und einen Motor 27. Die Steuereinheit empfängt Eingangssignale über einen Eingang 28, z.B. von einer Bedienertastatur (nicht dargestellt) in der Kabine 21. Die Steuereinheit 26 gibt, abhängig von den Eingangssignalen, eine entsprechende Geschwindigkeitskurve vor und regelt den Motor 27 entsprechend. Die Geschwindigkeitskurve kann zum Beispiel in Form von Sollwerten vorgegeben werden, die mit den aktuellen Istwerten verglichen werden. Bei Abweichungen zwischen den Ist- und Sollwerten greift eine Regelschleife, um Korrekturen vorzunehmen. Die Steuereinheit 26 steuert die Kabine 21 so, dass sie - je nach Anforderung - in den verschiedenen Stockwerken anhalten kann.
Zusätzlich und unabhängig von den üblichen Sensoren und Steuermitteln (nicht in Figur 2 gezeigt), die für den normalen Betrieb der Aufzuganlage 20 notwendig sind, weist die Aufzuganlage 20 eine Erfassungsvorrichtung 29 auf, die detektiert, ob sich eine Person in einer kritischen Zone des. Schachtes 22 aufhält, oder ob eine Person im Begriff ist, eine kritische Zone des Schachtes 22 zu betreten. Als kritische Zonen werden entweder die Endzone 32 am unteren Schachtende und/oder die Endzone 33 am oberen Schachtende (Schachtkopf) bezeichnet. Zur Detektion des Zutritts in den Schachtkopf wird vorzugsweise die Detektion der Anwesenheit einer Person auf dem Kabinendach oder deren Zutritt auf das Kabinendach herangezogen.
Die Erfassungsvorrichtung 29 ist mit der Antriebseinheit 25 derart verbunden, zum Beispiel über eine Leitung oder einen Bus 31, dass die Aufzuganlage 20 in einen speziellen Betriebsmodus überführbar ist, falls sich eine Person in der kritischen Zone aufhält oder im Begriff ist, in diese zu gelangen. Gemäss der Erfindung umfasst die Antriebseinheit 25 eine spezielle Steuereinrichtung 30, die in die Steuereinheit 26 integriert sein kann und die in dem speziellen Betriebsmodus die Aufzugkabine anhält, spätestens bevor diese in die kritische Zone 32 und/oder 33 einfährt. Die Erfassungsvorrichtung 29 und die spezielle Steuereinrichtung 30 sind sicherheitsrelevant ausgelegt, um unter allen Umständen das Einfahren der Aufzugkabine 21 in die kritische Zone 32 und/oder 33 zu verhindern. Vorzugsweise ermöglicht die spezielle Steuereinrichtung 30 während des speziellen Betriebsmodus einen ungestörten Betrieb der Aufzugkabine 21 in einer Zone ausserhalb der kritischen Zone 32 und/oder 33. Im gezeigten Beispiel kann die Aufzugkabine 21 zum Beispiel in dem speziellen Betriebsmodus weiterhin die Geschossebenen 24.2 und 24.3 bedienen.
Der Begriff sicherheitsrelevant ist in dem vorliegenden Zusammenhang so zu verstehen, dass es sich um eine Aufzuganlage handelt, die zuverlässig und insbesondere betriebssicher ist, dadurch dass beispielsweise die wesentlichen Komponenten redundant vorhanden sind, wichtige Funktionen der Steuereinrichtung (30; 42) parallel ablaufen und ihre Ergebnisse miteinander verglichen werden und die Datenübertragung über parallele Leitungen erfolgt oder dafür bekannte Verfahren zur Übertragungsfehlererkennung angewandt werden.
Durch die Verwendung einer geeigneten Erfassungsvorrichtung und der speziellen Steuereinrichtung wird spätestens bei dem Betreten einer kritischen Zone 32 und/oder 33 eine virtuelle Schutzzone am Schachtboden und/oder am Schachtkopf geschaffen. Die virtuelle Schutzzone muss absolut sicher sein, um die Gefährdung von Personen oder gar Personenschäden zu verhindern. Nur wenn dies gewährleistet wird, kann man auf eine Schachtgrube bzw. einen oberen Schutzraum verzichten.
Als Erfassungsvorrichtung 29 eignen sich insbesondere Lichtschranken, Lichtgitter, Druckmatten, Bewegungsmelder, Anwesenheitsmelder, Sicherheitsschlösser, Türkontakte, Eingabeeinheiten, Betriebsmodus-Wahlschalter, usw. Die Erfassungsvorrichtung 29 ist so konzipiert und angeordnet, dass erkannt wird, ob eine Person eine kritische Zone 32 und/oder 33 betreten will, oder betreten hat. Idealerweise werden mehrere Sensoren zu einer Erfassungsvorrichtung 29 verknüpft bzw. kombiniert, um die Erkennungs- bzw. Erfassungsgenauigkeit zu verbessern und um diese sicherer zu gestalten. Die Erfassungsvorrichtung 29 liefert ein oder mehrere Signale oder Information an die spezielle Steuereinrichtung 30. Die spezielle Steuereinrichtung 30 ist so mit der Steuereinheit 26 verknüpft bzw. in dieselbe integriert, dass automatisch ein sofortiges Umschalten in den speziellen Betriebsmodus erfolgt.
Die Elemente der Erfassungsvorrichtung können an verschiedene Orten innerhalb oder ausserhalb des Schachtes 22 und/oder an der Kabine 21 angeordnet werden.
Es empfiehlt sich, die Erfassungsvorrichtung 29 separat und unabhängig von den gewöhnlichen Sensoren und Steuermitteln der Aufzuganlage 20 auszuführen, um eine erhöhte Sicherheit zu gewährleisten. Auch die Verbindung zwischen der Erfassungsvorrichtung 29 und der speziellen Steuereinrichtung 30 sollte autark von anderen Systemen ausgeführt sein, oder es sollten besondere Sicherheitsmassnahmen getroffen werden.
Es kann zum Beispiel in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ein Sicherheitsbus zum Einsatz kommen, wie er aus dem US Patent 6,173,814 bekannt ist. Eine solche Ausführungsform ist in Figur 3 dargestellt. Dabei werden die Sensoren 40.1, 40.2 und 40.3 einer Erfassungsvorrichtung 43 mit den Knoten eines Sicherheitsbusses 41 verbunden. Die Knoten sind in schematisierter Form als Punkte eingezeichnet. Ein Controller 44 befindet sich in der speziellen Steuereinrichtung 42 oder ist mit der speziellen Steuereinrichtung verknüpft, um über den Sicherheitsbus 41 empfangene Signale aufzubereiten und auszuwerten. Die spezielle Steuereinrichtung 42 kann programmierbar ausgelegt sein, damit man gewisse Anpassungen und spätere Updates vornehmen kann. Es können Regeln vorgegeben werden, die zum Umschalten in den speziellen Betriebsmodus führen. Dabei wird auf grösst mögliche Sicherheit Wert gelegt, wie anhand des folgenden Beispiels aufgezeigt wird.
Die Erfassungsvorrichtung 43 umfasst drei Bewegungssensoren 40.1, 40.2 und 40.3. Folgende Regel kann aufgestellt werden:

Falls der Sensor 40.1, ODER der Sensor 40.2, ODER der Sensor 40.3 eine Bewegung delektiert,
dann wird automatisch in den speziellen Betriebsmodus umgeschaltet.

Ein weiteres Beispiel könnte wie folgt aussehen. Zusätzlich zu den drei Bewegungssensoren 40.1 bis 40.3 wird noch eine Lichtschranke 40.4 an der untersten Schachttüre vorgesehen, wie in Figur 4 gezeigt. Die folgende Regel kann aufgestellt werden:

Falls die Lichtschranke 40.4 detektiert, dass eine Person durch die Schachttüre tritt, UND
falls der Sensor 40.1, ODER der Sensor 40.2, ODER der Sensor 40.3 eine Bewegung detektiert,
dann wird automatisch in den speziellen Betriebsmodus umgeschaltet.

In Figur 5 ist anhand einer beispielhaften Kurve 51 gezeigt, wie ein konventioneller Aufzug gesteuert werden kann. Die Kurve 51 zeigt die Geschwindigkeit als Funktion des Weges x, den der Aufzug zurücklegt. In dem gezeigten Fall entspricht die Weglänge der Distanz zwischen der untersten und der obersten Geschossebene, die der Aufzug bedient. Sowohl beim Anfahren, als auch beim Abbremsen der Aufzugkabine wird der Antrieb so angesteuert, dass geringe Beschleunigungskräfte auftreten.
Bei der Kurve 51 handelt es sich um eine Geschwindigkeits-Sollwertkurve für eine Fahrt über den maximalen Fahrweg der Aufzugkabine, beispielsweise für eine Fahrt vom Stockwerk oberhalb der Schachtgrube bis zum Stockwerk unterhalb des Schachtkopfs. Eine solche Geschwindigkeits-Sollwertkurve kann selbstverständlich, je nach Fahrauftrag, auch nur über eine Stockwerksdistanz oder einige wenige Stockwerksdistanzen generiert werden. Typischerweise ist eine Aufzuganlage mit Messgebern ausgestattet, die laufend Istwerte von Kabinenposition und Kabinengeschwindigkeit messen und an die Steuereinheit (z.B. die Steuereinheit 26 in Figur 2) weiterzugeben. Die Geschwindigkeits-Istwerte werden dann mit den Geschwindigkeits-Sollwerten verglichen. Daraus ermittelt die Steuereinheit, ob weiter beschleunigt werden muss, ob der Aufzug mit der momentanen Geschwindigkeit weiter gefahren werden kann, oder ob abgebremst werden muss.
Gemäss der vorliegenden Erfindung schaltet die Aufzuganlage automatisch in einen speziellen Betriebsmodus um, sobald sich jemand im Schacht befindet oder vorhat den Schacht zu betreten. Eine erfindungsgemässe Anlage zeichnet sich dadurch aus, dass der spezielle Betriebsmodus ein autarkes Beeinflussen gewisser Steuergrössen ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die spezielle Steuereinrichtung 30 gemäss der Erfindung der eigentlichen Steuereinheit 26 einer Aufzuganlage nachgeschaltet, und zwar so, dass der spezielle Betriebsmodus stets vor dem normalen Betriebsmodus Vorrang hat. Die Wirkungsweise einer vorteilhaften Ausführungsform ist in Figur 5 gezeigt.
Die Geschwindigkeits-Sollwertkurve 51 für den maximal möglichen Fahrweg des Aufzugs ist in der obersten Box gezeigt. Der Aufzug beschleunigt aus dem Stillstand bei x=0 m bis zu einer Normalgeschwindigkeit v_n. Mit dieser Normalgeschwindigkeit wird ein Grossteil der Wegstrecke zurückgelegt bis der Punkt x=k erreicht ist. Bei diesem Punkt wird der Bremsvorgang eingeleitet, um die Aufzugkabine sanft zum Stillstand zu bringen. Wie weiter oben erwähnt, handelt es sich bei einer solchen Kurve üblicherweise um eine Geschwindigkeits-Sollwertkurve. Durch eine Istwert-Steuerung wird die Antriebseinheit des Aufzuges derart angesteuert, dass die Geschwindigkeits-Istwerte möglichst genau der vorgegebenen Geschwindigkeits-Sollwertkurve entsprechen.
Falls die Erfassungsvorrichtung der erfindungsgemässen Aufzuganlage erkennt, dass in den speziellen Betriebsmodus umzuschalten ist, wie in Figur 5 durch Box 55 dargestellt, kommt es zu einer geänderten Ansteuerung der Antriebseinheit der Aufzuganlage, wie durch die Kurve 52 angedeutet. Hier wird der Fahrwegbereich, auf den sich die maximale Geschwindigkeits-Sollwertkurve bezieht, um die zu schützenden Schachtbereiche verkleinert. Falls keine Umschaltung in den speziellen Betriebsmodus erfolgt, kommt weiterhin die Geschwindigkeits-Sollwertkurve 51 zur Anwendung.
Durch die spezielle Steuereinrichtung (z.B. die spezielle Steuereinrichtung 30 in Figur 2), gemäss Erfindung, wird die Geschwindigkeits-Sollwertkurve 51 dem Betriebsmodus angepasst. Befindet sich die Aufzuganlage im normalen Betriebsmodus, so kommt die Geschwindigkeits-Sollwertkurve 51 zum Einsatz. Im speziellen Betriebsmodus hingegen, wird die Wegstrecke, welche die Aufzugkabine maximal zurücklegen kann, verkürzt. Dies ist schematisch durch die Kurve 52 in Figur 5 dargestellt. Im gezeigten Beispiel kommt weiterhin der charakteristische Verlauf der Geschwindigkeitskurve zur Anwendung. Das heisst, die Aufzugkabine wird wie auch im Normalbetrieb beschleunigt und abgebremst. Auch die Normalgeschwindigkeit v_n bleibt im gezeigten Beispiel unverändert. Durch die Verkürzung der Wegstrecke werden am Schachtfuss und am Schachtkopf zwei virtuelle Schutzzonen 53 und 54 geschaffen. In dem gezeigten Beispiel beträgt die Höhe der beiden virtuellen Schutzzonen 53 und 54 je 2 m.
In einer weiteren Ausführungsform, die schematisch in Figur 6 dargestellt ist, wird nur eine virtuelle Schutzzone 62 am unteren Schachtende (bei x = 0 m) geschaffen. Eine derartige Ausführungsform, die nur jeweils eine virtuelle Schutzzone 62 bereit stellt, kann zum Einsatz kommen, wenn die Erfassungsvorrichtung so ausgelegt ist, dass sie unterscheiden kann, ob sich eine Person im unteren oder oberen Schachtbereich aufhält, bzw. im Begriff ist, in den unteren oder oberen Schachtbereich zu gelarigen.
Um die Sicherheit der erfindungsgemässen Aufzuganlage weiter zu verbessern, kann man weitere Massnahmen treffen, die schematisch in der selben Figur 6 angedeutet sind. Als erste Massnahme kann die maximale Geschwindigkeit v_max im speziellen Betriebsmodus reduziert werden, um so eine Gefährdung des Servicepersonals zu vermeiden. Dies kann zum Beispiel wichtig sein, wenn sich Servicepersonal auf dem Dach der Aufzugkabine aufhält. Als weitere Massnahme kann man zusätzlich oder alternativ den Anfahr- und Bremsverlauf so gestalten, dass geringere Beschleunigungskräfte auftreten. Es braucht dann länger, bis die Aufzugkabine Geschwindigkeit aufnimmt, und der Bremsvorgang muss früher eingeleitet werden. In Figur 6 kommen beide Massnahmen zur Anwendung. Die virtuelle Schutzzone 62 am unteren Schachtende beträgt im gezeigten Beispiel 1.5m, was je nach den baulichen Gegebenheiten als Schutzzone ausreichen kann.
Statt der in Zusammenhang mit den in Figuren 5 und 6 beschriebenen Ausführungsformen, bei denen die spezielle Steuereinrichtung die vorgegebene Geschwindigkeits-Sollwertkurve modifiziert, kann eine spezielle Steuereinrichtung zum Einsatz kommen, die während der gesamten Dauer des speziellen Betriebsmodus selbstständig die Kontrolle der Antriebssteuerung übernimmt. In diesem Fall wird nicht von der im normalen Betriebsmodus aktiven Geschwindigkeits-Sollwertkurve ausgegangen, sondern die spezielle Steuereinrichtung gibt eine geeignete Kurve vor. Eine solche Kurve kann aus einem Speicher entnommen oder aus einer Tabelle mit Parametern bzw. mit Sollwerten generiert werden. Befindet sich die Aufzuganlage in dem speziellen Betriebsmodus, so übernimmt in der gegenwärtig beschriebenen Ausführungsform die spezielle Steuereinrichtung die Kontrolle der Antriebssteuerung. Auch bei dieser Ausführungsform kommt typischerweise ein Regelmechanismus zum Einsatz, der die Istwerte an der Aufzuganlage misst und mit den Sollwerten vergleicht, um daraus Steuergrössen für die Antriebssteuerung zu ermitteln.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten, in denen der spezielle Betriebsmodus die Einschränkung des Fahrbereichs der Aufzugkabine beinhaltet, werden deren Position und vorzugsweise auch deren Geschwindigkeit jederzeit sicherheitsrelevant überwacht, sodass bei der Einfahrt der Aufzugkabine in eine Schutzzone sofort der jeweils vorgesehene Bremsvorgang ausgelöst werden kann. Vorzugsweise wird vorerst das Anhalten durch geregeltes Abbremsen des Antriebs eingeleitet. Bei ungenügender Verzögerung der Aufzugkabine wird nach kurzer Testzeit, beispielsweise mittels Abfallenlassen von Schützen der Antriebs- und Bremssteuerung, ein Notstopp durch Unterbrechung der Stromzufuhr zum Antriebsmotor und zu einer elektrisch betätigten Einrichtung zum Offenhalten der Antriebsbremse ausgelöst. Sollte die detektierte Bremsverlauf noch immer ungenügend sein, so können nach einer weiteren kurzen Testzeit die Fangbremsen der Aufzugkabine aktiviert werden.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsvariante einer Aufzuganlage mit im speziellen Betriebsmodus eingeschränktem Fahrbereich. Im Aufzugschacht 90 sind Sensoren 91, 92, 93 so angebracht, dass sie die Einfahrt der Aufzugkabine 94 in die jeweilige Schutzzone detektieren können. Sie sind jeweils nur im speziellen Betriebszustand aktiviert und lösen bei Detektion der Aufzugkabine deren Anhalten aus. Sind jeweils mehrere Sensoren in Fahrrichtung hintereinander angeordnet, so können beispielsweise ein erster Sensor 91 das Anhalten mit geregeltem Antrieb, ein zweiter Sensor 92 den oben beschriebenen Notstopp und ein vom zweiten entsprechend beabstandeter dritter Sensor 93 die Aktivierung der Fangbremse 95 der Aufzugkabine auslösen. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, alle genannten Bremsstufen anzuwenden.
Wie in Fig. 9 dargestellt, kann auch vorgesehen werden, dass die vorstehend beschriebenen Sensoren 91, 92, 93 nur in dem speziellen Betriebszustand betätigt werden, indem eine Kufe 96 derart ein- und ausfahrbar an der Aufzugkabine angebracht ist, dass sie nur in ausgefahrenem Zustand die Sensoren betätigt. Ausgefahren wird die Kufe jeweils im speziellen Betriebszustand, wobei dies beispielsweise durch einen elektromagnetischen Aktor geschehen kann.
Auch ein Ausfahren der Kufe 96 durch eine die Anwesenheit einer Person auf dem Kabinendach mechanisch erfassende Einrichtung, beispielsweise nach dem Prinzip einer Hebelwaage, ist realisierbar. Ebenso könnten die im Bereich der Schachtgrube angebrachten Sensoren 91, 92, 93 durch eine ähnliche, die Anwesenheit einer Person in der Schachtgrube erfassende Einrichtung so horizontal gegen die Aufzugkabine verschoben werden, dass sie in dieser Situation durch eine an der Kabine befestigte Kufe betätigt werden können.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Aufzuganlage ist die spezielle Steuereinrichtung so ausgelegt oder so durch das Wartungspersonal beeinflussbar, dass beim Übergang in den speziellen Betriebszustand die Aufzuganlage unverzüglich stillgesetzt wird. Dabei wird eine fahrende Aufzugkabine durch Unterbrechung der Stromzufuhr zum Antriebsmotor und zu einer elektrisch betätigten Einrichtung für das Offenhalten der Antriebsbremse sofort gestoppt, was beispielsweise durch das Abfallenlassen von Schützen der Antriebs- und Bremssteuerung bewirkt werden kann.
Bei einer sicherheitstechnisch bevorzugten Version können nach Ablauf einer kurzen Testzeit zusätzlich die Fangbremsen an der Aufzugkabine aktiviert werden, falls die resultierende Bremsreaktion als ungenügend detektiert würde.
Um die erfindungsgemässe Anlage sicherheitsrelevant zu machen, ist es empfehlenswert, die spezielle Steuereinrichtung so auszulegen, dass jeweils automatisch in den speziellen Betriebsmodus umgeschaltet wird, sobald durch die Erfassungsvorrichtung ein Zustand oder Verhaltensmuster detektiert wird, das darauf hindeutet, dass sich eine Person im Schacht befindet oder im Begriff ist, in diesen zu gelangen.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform ist die Aufzuganlage so ausgeführt, dass jeder Zustand, der durch die spezielle steuereinrichtung nicht eindeutig interpretiert werden kann, dazu führt, dass die Anlage automatisch in den speziellen Betriebsmodus überführt wird. Erst nach Vorliegen weiterer Messwerte der Erfassungsvorrichtung, oder nachdem manuell eine Eingabe erfolgt ist, kann der spezielle Betriebsmodus wieder verlassen werden. Durch diese Massnahme wird die Sicherheit der Aufzuganlage weiter erhöht.
Aufzuganlagen gemäss der vorliegenden Erfindung können geändert bzw. angepasst werden, indem die Erfassungsvorrichtung mit Eingabemitteln ausgerüstet wird, die es dem Servicepersonal ermöglichen, die Steuerung der Aufzuganlage manuell zu beeinflussen, während sie sich in der virtuellen Schutzzone aufhalten. Die entsprechenden Eingabemittel sollten so ausgeführt sein, dass die virtuellen Schutzzonen jedoch von der Aüfzugkabine nicht beeinträchtigt werden. Die Eingabemittel können zum Beispiel ein Kartenlesegerät umfassen, durch das sich das Servicepersonal authentifiziert. Neben dem Kartenlesegerät kann sich eine Kontrolleinheit befinden, über die das Servicepersonal die Aufzugsteuerung beeinflussen kann. Es ist auch möglich, das Servicepersonal mit einer tragbaren Datenverarbeitungseinheit, z.B. in Form eines tragbaren Computers oder eines Personal Digital Assistants (PDAs), auszustatten. Die Datenverarbeitungseinheit kann über eine Kabelverbindung oder per Funk bzw. Infrarot an die spezielle Steuereinrichtung gekoppelt werden, um Einfluss auf die Steuerung des Aufzugs nehmen zu können.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine Anzeigevorrichtung umfasst, die anzeigt, ob sich der Aufzug in dem speziellen Betriebsmodus befindet. Die Anzeige kann optisch, akustisch oder durch andere geeignete Mittel erfolgen. Dadurch wird die Sicherheit der gesamten Anlage weiter erhöht, da das Servicepersonal durch die Anzeige mitgeteilt bekommt, ob die Umschaltung in den speziellen Betriebsmodus problemlos erfolgt ist.
Eine weitere Aufzuganlage gemäss Erfindung umfasst ein Kartenlesegerät oder eine ähnliche Eingabeeinheit, die vom Servicepersonal betätigt werden muss, bevor der Aufzugschacht betreten wird. Durch das Betätigen der Eingabeeinheit, wird die spezielle Steuereinrichtung in eine Art Alarmzustand überführt. Wird dann von der Erfassungsvorrich-tung detektiert, dass jemand wirklich die Türe zum Schacht durchtritt, wird der spezielle Betriebsmodus aktiviert.
Beim Verlassen des Aufzugschachtes kann ein entsprechendes Abmelden vorgenommen werden, um den Aufzug in den normalen Betriebsmodus zurück zu versetzen.
Ein Verfahren zum Betreiben einer Aufzuganlage, gemäss der vorliegenden Erfindung, ist in dem Flussdiagramm in Figur 7 gezeigt. In einem ersten Schritt (dargestellt durch Box 71) wird erfasst, ob sich eine Person im Aufzugschacht befindet, oder ob eine Person im Begriff ist, in diesen zu gelangen. Dieser Schritt 71'wird vorzugsweise durch eine entsprechende Erfassungsvorrichtung durchgeführt, die über einen oder mehrere Sensoren bzw. Eingabemittel verfügt. Falls bestimmte Kriterien erfüllt sind, die andeuten oder angeben, dass sich eine Person im Aufzugschacht befindet oder im Begriff ist, in diesen zu gelangen, wird in den speziellen Betriebsmodus umgeschaltet, wie in Box 74 dargestellt.
Wenn sich das Aufzugsystem im speziellen Betriebsmodus befindet, muss zu einem späteren Zeitpunkt ein Übergang zum normalen Betriebsmodus erfolgen. Es gibt verschiedene Ansätze, einen derartigen Übergang sicher zu gestalten.
Es ist besonders wichtig keine verfrühte oder ungerechtfertigte Umschaltung zurück in den Normalbetrieb auszulösen. Besondere sicherheitsmassnahmen helfen, dies zu vermeiden.
Man kann zum Beispiel weiterhin die Signale der Erfassungsvorrichtung verwenden, um eine Aussage drüber zu erhalten, ob sich noch jemand in einer der kritischen Zonen des Auszugschaehtes befindet. Sollte dies nicht der Fall sein, so kann ein Umschalten zurück in den Normalbetrieb erfolgen, wie in den Boxen 75 und 76 angedeutet. Vorteilhafterweise wird mit einer gewissen Zeitverzögerung erst zurück geschaltet, um so die Sicherheit zu erhöhen.
Bei der Konzeption der erfindungsgemässen Anlage sollte jeder nur erdenklichen Situation Rechnung getragen werden. Wie verhält sich das System, wenn sich Servicepersonal im Schacht über längere Zeit reglos verhält? Was passiert, wenn eine Person den Schacht verlässt, aber eine weitere Person sich weiterhin im Schacht aufhält. Die Erfassungsvorrichtung sollte entsprechende Komponenten in Form von Sensoren und anderen Erfassungsmitteln umfassen, um für alle Eventualitäten eine sichere Entscheidung nach klaren Regeln zu ermöglichen.
In Figur 8 ist dargestellt, dass die Erfassungsvorrichtung 80 mehrere Bedingungen parallel abfragen kann. In dem gezeigten Beispiel sind drei verschiedene Bedingungen 1 - 3 gezeigt. Die Bedingung 1 kann zum Beispiel wie folgt formuliert werden:

Meldet ein Bewegungssensor Bewegungen im Schacht?

Die Bedingung 2 kann zum Beispiel wie folgt formuliert werden:

Meldet ein Infrarotsensor einen warmen Körper oder Gegenstand im Erfassungsbereich?

Die Bedingung 3 kann zum Beispiel wie folgt formuliert werden:

Ist der Lichtstrahl einer Lichtschranke permanent oder von Zeit zu Zeit unterbrochen?

Wie in der Figur 8 durch die Box 81 gezeigt, sollte eine jede der Bedingungen, falls sie erfüllt ist, das Umschalten in den speziellen Betriebsmodus auslösen. Der Schritt der Umschaltung ist in Box 82 gezeigt. Falls keine Umschaltung erfolgt, so folgt das Flussdiagram dem Pfad 83 zurück zu dem Punkt wo die Erfassungsvorrichtung weiter überwachend eingesetzt ist.
Falls sich die Aufzuganlage bereits im speziellen Betriebsmodus befindet, können andere Regeln bzw. Bedingungen zur Anwendung kommen. Man kann auch die verschiedenen Sensoren verknüpfen, bzw. die Signale über eine Logik auswerten, um sicherere Entscheidungen treffen zu können.
In einer besonderen Ausführungsform ist die spezielle Steuereinrichtung so ausgelegt, dass sie ausfallsicher ist. Mit anderen Worten, sollte es zu einer Störung im Aufzugsystem kommen, muss jederzeit gewährleistet werden, dass die virtuelle(n) Schutzzone(n) erhalten bleiben. Zu diesem Zweck können zum Beispiel spezielle Sicherheitsschaltungen eingesetzt werden, die jederzeit ein Überführen in den speziellen Betriebsmodus gewährleisten.
Die verschiedenen Aspekte und Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können ohne weiteres miteinander kombiniert werden. Auch können Merkmale oder vorteilhafte Element, die im Zusammenhang mit einer speziellen Ausführungsform beschrieben oder gezeigt wurden im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen zum Einsatz kommen.

Claims

Aufzuganlage (20) mit einer Aufzugkabine (21), einem Aufzugschacht (22) und einer Antriebseinheit (25), wobei
- der Aufzugschacht (22) mit einer Erfassungsvorrichtung (29; 43) ausgestattet ist, die detektiert, ob sich eine Person in einer kritischen Zone (32, 33) im Aufzugschacht (22) aufhält oder im Begriff ist, in diese zu gelangen,

- die Erfassungsvorrichtung (29; 43) mit der Antriebseinheit 25) derart verbunden ist, dass die Aufzuganlage (20) in einen speziellen Betriebsmodus überführbar ist, falls sich eine Person in der kritischen Zone (32, 33) aufhält oder im Begriff ist, in diese zu gelangen,

- die Antriebseinheit (25) eine spezielle Steuereinrichtung (30; 42) aufweist, welche in dem speziellen Betriebsmodus das Einfahren der Aufzugkabine (21) in die kritische Zone (32, 33) verhindert,

dadurch gekennzeichnet,
dass die spezielle Steuereinrichtung (30; 42) so ausgelegt ist, dass in dem speziellen Betriebsmodus der Betrieb der Aufzugkabine ausserhalb der kritischen Zone (32, 33) uneingeschränkt möglich ist.
Aufzuganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsvorrichtung (29; 43) einen oder mehrere Sensoren (40.1 - 40.4) umfasst.
Aufzuganlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Sensoren (40.1 - 40.4) über eine Leitung (31) oder einen Bus (41) mit der speziellen Steuereinrichtung (30; 42) verknüpft ist/sind.
Aufzuganlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsvorrichtung (29; 43) und die spezielle Steuereinrichtung (30; 42) sicherheitsrelevant ausgelegt sind, um eine hohe Ausfallsicherheit zu gewährleisten, d. h., dass beispielsweise die wesentlichen Komponenten redundant vorhanden sind, wichtige Funktionen der Steuereinrichtung (30; 42) parallel ablaufen und ihre Ergebnisse miteinander verglichen werden und die Datenübertragung über parallele Leitungen erfolgt oder dafür bekannte Verfahren zur Übertragungsfehlererkennung angewandt werden.
Aufzuganlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (25) vorgesehen ist, die mit der speziellen Steuereinrichtung (30; 42) verknüpfbar ist, oder in welche die spezielle Steuereinrichtung (30; 42) integriert ist.
Aufzuganlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsvorrichtung (29; 43) einen Bus, vorzugsweise einen Sicherheitsbus (41), umfasst.
Aufzuganlage nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sollwert/Istwert-Steuerung vorgesehen ist.
Aufzuganlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die spezielle Steuereinrichtung (30; 42) die Sollwertkurve der Sollwert/Istwert-Steuerung rechnerisch umwandelt, um so eine virtuelle Schutzzone am unteren Schachtende und/oder eine virtuelle Schutzzone am oberen Schachtende zu gewährleisten.
Aufzuganlage nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die spezielle Steuereinrichtung (30; 42) in dem speziellen Betriebsmodus die Steuerung der Antriebseinheit übernimmt, um so eine virtuelle Schutzzone am unteren Schachtende und/oder eine virtuelle Schutzzone am oberen Schachtende zu gewährleisten.
Aufzuganlage nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die spezielle Steuereinrichtung (30; 42) eine regelbasierte Steuereinrichtung ist, die Entscheidungen aufgrund von vorgegebenen bzw. vorgebbaren Regeln trifft.
Verfahren zum Ansteuern einer Antriebseinheit (25) einer Aufzuganlage (20), die eine Aufzugkabine (21) in einem Aufzugschacht -(22) bewegt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Erfassen mittels einer Erfassungsvorrichtung (29; 43), ob sich eine Person in einer kritischen Zone (32, 33) innerhalb des Aufzugschachtes (22) aufhält oder im Begriff ist, in diese zu gelangen,

- automatisches Umschalten der Antriebseinheit (25) in einen speziellen Betriebsmodus, falls sich eine Person in einer kritischen Zone (32, 33) aufhält oder im Begriff ist, in diese zu gelangen, wobei die Ansteuerung der Aufzugkabine (21) in dem speziellen Betriebsmodus über eine spezielle Steuereinrichtung (30; 42) derart beeinflusst wird, dass das Einfahren der Aufzugkabine (21) in die kritische Zone (32, 33) verhindert wird.

dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Aufzugkabine (21) nach dem Umschalten in den speziellen Betriebsmodus weiterhin uneingeschränkt in einer Zone ausserhalb der kritischen Zone (32, 33) bewegen kann.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die der Erfassungsvorrichtung (29; 43) Signale oder Information an die spezielle Steuereinrichtung (30: 42) weiterleitet.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die spezielle Steuereinrichtung (30; 42), basierend auf den Signalen oder der Information, entscheidet, ob eine Umschaltung in den speziellen Betriebsmodus erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsvorrichtung (29; 43) einen oder mehrere Sensoren (40.1 - 40.4) umfasst, die beim Erfassen ausgewertet oder abgefragt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die spezielle Steuereinrichtung (30; 42) die Sollwertkurve der Sollwert/Istwert-Steuerung rechnerisch umwandelt oder eine gespeicherte Sollwertkurve aktiviert, um so eine virtuelle Schutzzone am unteren Schachtende und/oder eine virtuelle Schutzzone am oberen Schachtende zu gewährleisten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die spezielle Steuereinrichtung (30; 42) in dem speziellen Betriebsmodus die Steuerung der Antriebseinheit übernimmt, um so eine virtuelle Schutzzone am unteren Schachtende und/oder eine virtuelle Schutzzone am oberen Schachtende zu gewährleisten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die spezielle Steuereinrichtung (30; 42) eine regelbasierte Steuereinrichtung ist, die Entscheidungen aufgrund von vorgegebenen bzw. vorgebbaren Regeln trifft, indem Sie Bedingungen überprüft und eine automatische Umschaltung in den speziellen Betriebsmodus auslöst, wenn eine oder mehrere der Regeln erfüllt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die spezielle steuereinrichtung (30; 42) nach Eintreten eines Ereignisses den speziellen Betriebsmodus aufhebt.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Ereignis manuell, zum Beispiel über eine manuelle Eingabe, oder automatisch ausgelöst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzugkabine während des speziellen Betriebsmodus
- mit reduzierter Geschwindigkeit und/oder

- mit geringeren Anfahr- und Bremsbeschleunigungen und/oder

- mit verkürzter Wegstrecke oder

- gar nicht gefahren wird.