WO2012031961A1

WO2012031961A1 - Lastmesseinrichtung für eine aufzugsanlage

Info

Publication number: WO2012031961A1
Application number: PCT/EP2011/065040
Authority: WO
Inventors: Beat BRÜGGER; Christoph Schuler; Lukas Zeder; Thomas WÜEST; Urs Schaffhauser; René STREBEL
Original assignee: Inventio Ag
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2012-03-15
Also published as: US9056747B2; US20150266701A1; US9617116B2; US20120061190A1

Abstract

Eine Aufzugsanlage (1) hat eine Aufzugskabine (6) mit einer Stützkonstruktion (8), die die Aufzugskabine (6) trägt, wobei die Stützkonstruktion (8) zwei Träger (8.1, 8.2) hat. An jedem Träger (8.1, 8.2) ist eine Positionierungsanordnung (30, 31, 72, 74) angebracht, auf denen genau ein Sensor (16, 18) positioniert ist, der jeweils Teil einer Lastmesseinrichtung (15) ist, wobei die Positionierungsanordnungen (30, 31, 72, 74) Materialstrukturen (30.1, 30.2, 31.1, 31.2) bzw. Sensorträger (60, 62, 64, 66) hat. Die Sensoren (16, 18) detektieren eine Abstandsänderung der Material strukturen (30.1, 30.2, 31.1, 31.2) bzw. der Sensorträger (60, 62, 64, 66) zueinander, wobei diese Abstandsänderung durch Änderung einer Zuladung der Aufzugskabine (6) verursacht wird. Signale der Sensoren (16, 18) werden in einer Auswerteeinheit (24) verarbeitet und ein die Zuladung repräsentierendes Signal wird in einer Aufzugssteuerung verwendet.

Description

Lastmesseinrichtung für eine Aufzugsanlage

Die verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen eine Vorrichtung zur Lastmessung in Aufzugsanlagen. Die Ausführungsbeispiele betreffen insbesondere die Messung einer Last einer Aufzugskabine.

Bekannte beispielhafte Aufzugsanlagen bestehen aus einer Aufzugskabine, einem Gegengewicht und einem Tragmittel, welches über einen Antrieb die Aufzugskabine und das Gegengewicht miteinander verbindet. Durch diesen Antrieb wird mittels einer Aufzugssteuerung die Aufzugskabine in einem Aufzugsschacht bewegt. In einer solchen Aufzugsanlage ist eine Messeinrichtung vorhanden, die eine Belastung der Aufzugskabine misst. Eine solche Lastmesseinrichtung dient dazu, für die

Aufzugssteuerung erforderliche, einer Belastung proportionale Signale zu erzeugen, um beispielsweise Fahrten unter Überlast oder unnötige Leerfahrten zu vermeiden. Diese Lastmesseinrichtungen basieren auf verschiedenen Prinzipien.

WO 01/83360 beschreibt ein Prinzip einer Lastmesseinrichtung für Seil-Aufzüge, bei der ein einziger Sensor ein Signal auf Basis des Ausmasses einer Verformung eines die Aufzugskabine tragenden und damit belasteten Trägers erzeugt. Die Verformung dieses Trägers wird vom gesamten Gewicht der Aufzugskabine verursacht. Das resultierende Signal des Sensors wird als Eingangssignal für eine Aufzugssteuerung verwendet. Ein Nachteil dieses Prinzips ist, dass Ungenauigkeiten auftreten können, zum Beispiel verursacht durch eine Temperaturempfindlichkeit von im einzigen Sensor verwendeten Dehnungsmessstreifen.

EP 0151949B 1 offenbart ein Prinzip einer anderen Lastmesseinrichtung für

Aufzugskabinen mit Dehnungsmessstreifen, bei der solche Ungenauigkeiten reduziert werden können. Eine in einem Aufzugsschacht vertikal geführte Aufzugskabine wird durch einen Bodenrahmen mit rechteckigem Querschnitt getragen. An durch diesen

Querschnitt gekennzeichneten Ecken sind Winkel angeordnet, auf denen ein

Kabinenboden befestigt ist. Eine Belastung des Kabinenbodens führt zu einer Biegung an einem jeweiligen Schenkel dieser Winkel. Einer der Dehnungsmessstreifen ist jeweils an gegenüberliegenden Seiten dieser Schenkel befestigt, welche auf Biegung bzw. Dehnung beansprucht werden. Die acht Dehnungsmessstreifen sind Teil einer elektrischen Brückenschaltung. Ein mit Hilfe der Brückenschaltung generiertes lastproportionales Signal wird an eine Aufzugssteuerung übermittelt.

Problematisch bei einer solchen Lösung sind dabei eine hohe Anzahl von Sensoren und damit auch eine hohe Anzahl von Signalverbindungen innerhalb einer auswertenden Schaltung. Hinzu kommt eine eingeschränkte Zugänglichkeit der Träger, die unter der Aufzugskabine angeordnet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lastmesseinrichtung zu schaffen, die ohne eine Vielzahl von Sensoren auskommt und trotzdem eine hohe Messgenauigkeit hat.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Aufzugsanlage zum Transport von Personen oder Gütern mit einer Aufzugskabine, mit einer Stützkonstruktion, die die Aufzugskabine trägt, wobei die Stützkonstruktion zwei Träger hat, und einer Lastmesseinrichtung, die zwei Sensoren hat, die bei Belastung jeweils ein Sensorsignal erzeugen, wobei jeder Träger eine Positionierungsanordnung hat, wobei jede Positionierungsanordnung eine Material struktur hat, und wobei ein erster Sensor an einer ersten Material struktur und ein zweiter Sensor an einer zweiten Material struktur angeordnet ist, so dass eine

Abstandsänderung an einer Material struktur in eine Änderung eines von einem Sensor erzeugten Sensorsignals gewandelt wird, wobei die Sensoren so angeordnet sind, dass bei einer Belastung der erste Sensor eine Stauchung und der zweite Sensor eine

Dehnung detektiert.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zwei annähernd gleich belastete Träger mit jeweils einem Sensor ausgestattet werden können. Signale beider Sensoren sind genügend stark ausgeprägt, dass Messfehler gleichzeitig sowohl nur geringe relative Schwankungen des jeweiligen Sensormesswertes verursachen als auch im Zuge einer Auswertung der Signale beider Sensoren kompensiert werden können.

Bei einer Weiterbildung der Aufzugsanlage besteht mindestens eine der

Positionierungsanordnungen aus zwei Materialstrukturen. So können die Signale beider Sensoren zum Zweck einer einfachen Auswertung der Signale aufeinander abgestimmt werden. Die Sensormesswerte können so maximiert werden.

Bei einer Weiterbildung der Aufzugsanlage sind die Positionierungsanordnungen in einem Abstand in gleicher Richtung von einer Ebene einer neutralen Faser des entsprechenden Trägers angeordnet. Vorteilhaft ist eine schnelle Zugänglichkeit beider Sensoren während einer Wartung oder eines Services an der Aufzugsanlage.

Bei einer Weiterbildung der Aufzugsanlage sind eine erste Positionierungsanordnung auf einer Ebene parallel zu einer neutralen Faser am ersten Träger und eine zweite

Positionierungsanordnung auf einer Ebene parallel zu einer neutralen Faser am zweiten Träger angeordnet. Durch eine Anordnung der Sensoren parallel zur Ebene der neutralen Faser können maximale Sensormesswerte für eine Auswertung generiert werden.

Bei einer Weiterbildung der Aufzugsanlage sind die Material strukturen

Materialunterbrüche. Materialunterbrüche können auf einfache und günstige Art und Weise hergestellt werden. Von den Sensoren detektierte Längenänderungen sind dennoch maximal.

Bei einer Weiterbildung der Aufzugsanlage sind die Material strukturen

Materialabtragungen. Bereiche der Träger, deren Positionierungsanordnungen durch Materialabtragungen gekennzeichnet sind, sind durch äussere Kräfte belastbar.

Entsprechend muss für diese Träger weniger Material verarbeitet werden.

Bei einer Weiterbildung der Aufzugsanlage sind die Positionierungsanordnungen jeweils in die Oberfläche des Trägers integriert. Vorteilhaft ist, dass keine zusätzlichen Elemente als Sensorträger verwendet werden. Bei einer Weiterbildung der Aufzugsanlage sind eine erste der

Positionierungsanordnungen an einer Seitenwand eines ersten Trägers und eine zweite der Positionierungsanordnungen an einer Seitenwand eines zweiten Trägers angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, dass die an den Positionierungsanordnungen angeordneten Sensoren nicht über eine die Aufzugskabine und die Träger umspannende Fläche hinausragen. Somit sind die Sensoren innerhalb der Aufzugsanlage

beispielsweise während einer Wartung oder eines Services zusätzlich geschützt. Bei einer Weiterbildung der Aufzugsanlage sind die Sensoren Schwingsaiten-Sensoren oder Dehnungsmessstreifen. Eine Verwendung dieser Sensorentypen gestattet eine optimale Auswertung der Längenänderungen auf Grund von Stauchungen oder Dehnungen, wie sie durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Aufzugsanlage erzielt werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage in einem

Aufzugsschacht mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Lastmesseinrichtung;

Figur 2 eine Untersicht einer Aufzugskabine mit der Lastmesseinrichtung gemäss Figur 1 und einer dazugehörigen Auswerteeinheit;

Figur 3 schematisch einen mittleren Bereich eines Trägers mit einem angedeuteten ersten Sensor der Lastmesseinrichtung gemäss Figur 2;

Figur 4 schematisch einen mittleren Bereich eines weiteren Trägers mit einem angedeuteten zweiten Sensor der Lastmesseinrichtung;

Figur 5 eine perspektivische Darstellung von zwei Trägern einer

Stützkonstruktion mit einer Lastmesseinrichtung gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Lastmesseinrichtung; und

Figuren 6a, 6b, 6c zeitliche Signalverläufe der zwei einzelnen Sensoren (a, b)

gemäss Figur 2 bis 5 und einem daraus resultierenden

Gesamtsignal (c).

Figur 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Aufzugsanlage 1 in einem Aufzugsschacht 2 mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Lastmesseinrichtung 15. Der Aufzugsschacht 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel durch

Aufzugsschachtwände 4.1, 4.2 begrenzt; in einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Aufzugsschacht auch weniger Schachtwände haben, z.B. bei einem

Panoramaaufzug. Die Aufzugsanlage 1 hat eine Aufzugskabine 6, eine

Stützkonstruktion 8, die die Aufzugskabine 6 trägt, Seilrollen 10, 12, die unterhalb der dargestellten linken und rechten Kante der Aufzugskabine 6 angebracht sind, und ein Tragmittel 14. Das Tragmittel 14 kann ein rundes Seil (z.B. aus Stahl oder Aramid) mit oder ohne Ummantelung, oder ein flaches Seil/Flachseil mit mehreren in eine

Ummantelung eingebetteten Zugträgern aus Stahl sein.

Die Stützkonstruktion 8 besteht aus zwei Trägern 8.1, 8.2, wobei der Träger 8.2 hinter dem Träger 8.1 angeordnet ist und in Figur 2 sichtbar ist. In Figur 2 sind zur besseren Veranschaulichung beide Träger 8.1, 8.2 dargestellt. Die Stützkonstruktion 8 beinhaltet weiter Seilrollenlager 8.3, Kabinenstützpunkte 8.4 und Trägerverbindungselemente 8.5, die in Figur 2 dargestellt sind. Zusätzlich sind in Figur 1 zwei Sensoren 16, 18 gezeigt, die Teil des ersten Ausführungsbeispiels der Lastmessvorrichtung sind.

Es ist bekannt, dass Träger, die quer zu einer längs eines Trägers verlaufenden Achse belastet werden, sich elastisch verbiegen. Durch den Träger verläuft eine so genannte "neutrale Faser", die eine Zone eines Trägerquerschnitts darstellt, deren Länge sich bei einem Biegevorgang nicht ändert. Andere Zonen werden je nach Lage zu dieser neutralen Faser gestaucht oder gedehnt. Die neutrale Faser 17 der Träger 8.1, 8.2 ist dargestellt, auf sie wird in der Beschreibung zu Figur 5 Bezug genommen. Das Tragmittel 14 trägt die Aufzugskabine 6 und ist oben im Aufzugsschacht 2 fixiert

(nicht dargestellt) und verläuft nahe der Aufzugsschachtwand 4.1 bis zur Seilrolle 10 vertikal nach unten. Das Tragmittel 14 wird von dieser Seilrolle 10 so abgelenkt, dass es von da an im Wesentlichen horizontal unter der Aufzugskabine 6 verläuft, bis es von der Seilrolle 12 vertikal nach oben abgelenkt wird. Von dieser Seilrolle 12 verläuft das Tragmittel 14 zwischen der Aufzugskabine 6 und der Aufzugs schachtwand 4.2, gegenüberliegend der Aufzugsschachtwand 4.1, bis zu einem oben im Aufzugsschacht 2 befindlichen, nicht dargestellten Antrieb. Nicht dargestellt sind auch weitere Komponenten wie zum Beispiel ein Gegengewicht und eine Aufzugssteuerung, die in bekannten beispielhaften Ausführungen einer Aufzugsanlage vorhanden sind.

Vertikale Kraftanteile 19, die von den Seilrollen 10, 12 und den Kabinenstützpunkten 8.4 auf die Träger 8.1, 8.2 aufgrund einer Zuladung der Aufzugskabine 6 wirken, bewirken eine lastproportionale Verformung dieser Träger 8.1, 8.2. Die Sensoren 16, 18 erfassen diese Verformungen und erzeugen ein entsprechendes Sensorsignal. Demnach können verformungsempfindliche Sensoren, wie zum Beispiel Dehnungsmessstreifen oder Schwingsaiten-Sensoren verwendet werden. In einem hier beschriebenen

Ausführungsbeispiel werden Schwingsaitensensoren verwendet, beispielsweise der

Firma Digi Sens AG, Schweiz. Die Funktionsweise eines Schwingsaitensensors wird in einem gewählten Ausführungsbeispiel weiter unten beschrieben.

Figur 2 zeigt in einer Untersicht die Aufzugsanlage 1 im Aufzugsschacht 2 aus Figur 1 mit der gestrichelt dargestellten Aufzugskabine 6 und den Trägern 8.1, 8.2 als Teil der Stützkonstruktion 8. Die Träger 8.1, 8.2 erstrecken sich unterhalb eines Kabinenbodens und haben jeweils eine Länge, die etwa einer Breite des Kabinenbodens entspricht. An der Stützkonstruktion 8 sind die Seilrollen 10, 12 befestigt, über die die Tragmittel 14 verlaufen. Zusätzlich zu dem in Figur 1 bereits dargestellten Träger 8.1 und den Kabinenstützpunkten 8.4 in der Stützkonstruktion 8 sind in Figur 2 noch die

Trägerverbindungselemente 8.5 und der Träger 8.2 zu sehen. Die

Trägerverbindungselemente 8.5 sind rechtwinklig zu den Trägern 8.1, 8.2 angeordnet. Sie verbinden diese Träger 8.1, 8.2 und stabilisieren die Stützkonstruktion 8. Der Abstand der beiden Träger 8.1, 8.2 zueinander beträgt in diesem Beispiel etwa 0.5 m. Je nach Grösse der Aufzugskabine 6 kann dieser Abstand grösser oder kleiner gewählt werden.

Weiterhin dargestellt sind in Figur 2 die Sensoren 16, 18 der Lastmesseinrichtung 15 und eine dazugehörige Auswerteeinheit 24. Die Auswerteeinheit 24 ist unterhalb der Aufzugskabine 6 dargestellt, sie kann aber ortsbezogen beliebig im Aufzugsschacht 2 bzw. in oder nahe der Aufzugssteuerung angeordnet werden. Schematisch sind auch Signalverbindungen 20, 22 von den Sensoren 16, 18 zur Auswerteeinheit 24 und eine Signalverbindung 26 zur Aufzugssteuerung dargestellt. Zu erkennen ist eine unterschiedliche Anordnung der Sensoren 16, 18 in einem mittleren Bereich der beiden Träger 8.1, 8.2, auf die weiter unten eingegangen wird.

In Figur 3 ist ein mittlerer Bereich des Trägers 8.1, der in der ausgewählten Anwendung gemäss Figur 2 ein U-Profil ist, in einer Abwicklung gezeigt. Zu sehen ist der Träger 8.1 mit einer Trägerfläche 36, äusseren Kanten 32 und Seitenflächen 34. Weiterhin sind eine Symmetrieachse 38, eine Positionierungsanordnung 30, bestehend aus

Material strukturen 30.1, 30.2, und der Sensor 16 dargestellt. Eine Material trennung 33 begrenzt die Material strukturen 30.1, 30.2. Innerhalb der Positionierungsanordnung 30 sind Begrenzungsstege 44, 46, und Sensorbefestigungsbereiche 40, 42 zu sehen.

Der als U-Profil gestaltete Träger 8.1 ist im Wesentlichen horizontal im Aufzugsschacht 2 ausgerichtet. An den äusseren Kanten 32 der Trägerfläche 36 sind die Seitenflächen 34 nach unten abgewinkelt, so dass sie von der Aufzugskabine 6 (bzw. deren

Bodenunterseite) wegzeigen. Die Symmetrieachse 38 verläuft mittig längs der

Trägerfläche 36. Die Positionierungsanordnung 30 ist symmetrisch entlang der

Symmetrieachse 38 auf der Trägerfläche 36 gezeigt. Sie enthält die Material strukturen 30.1, 30.2 und ist gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel an einer ersten Position in Längsrichtung des Trägers 8.1 dargestellt. Diese erste Position liegt in etwa in der Mitte der Länge des Trägers 8.1.

Die Material strukturen 30.1, 30.2 entstehen durch Materialtrennungen 33 (oder

Materialbearbeitung). Ausführungsbeispiele solcher Material trennungen 33 sind weiter unten beschrieben. Ein Teil der Materialtrennung 33 der Positionierungsanordnung 30 ähnelt einem Bild eines Buchstaben "E", dessen längster Schenkel an der Kante 32 parallel zu dieser Kante 32 angeordnet ist. Der Teil der Material trennung 33 ist an einem mittleren Schenkel des Buchstaben "E" in einer Form eines Rechteckes verstärkt. Durch Spiegelung dieses Teils der Material trennung 33 an der Symmetrieachse 38 erhält man ein vollständiges Bild der Material trennung 33.

Die Sensorbefestigungsbereiche 40, 42 und die Begrenzungsstege 44, 46 sind innerhalb der Positionierungsanordnung 30 auf den Material strukturen 30.1, 30.2 angeordnet. Die Sensorbefestigungsbereiche 40, 42 und die Begrenzungsstege 44, 46 befinden sich auf der Symmetrieachse 38. Die zwei Begrenzungsstege 44, 46 kennzeichnen äussere Grenzen der Positionierungsanordnung 30. An den Sensorbefestigungsbereichen 40, 42 ist der Sensor 16 über einen inneren Teil der Material trennung 33 hinweg befestigt. Der Sensor 16 ist gestrichelt angedeutet.

Eine Längenänderung aufgrund von Dehnung oder Stauchung von Material des Trägers 8.1, 8.2 durch eine sich verändernde Last der Aufzugskabine 6 vollzieht sich relativ zu einem betrachteten Abstand. Dieser betrachtete Abstand ist durch eine Strecke zwischen den Sensorbefestigungsbereichen 40, 42 gegeben. Der Abstand beschreibt eine

Messgrösse, die vom Sensor 16 erfasst und in ein elektrisches Sensorsignal

umgewandelt wird.

Die in den Figuren 3 und 4 gezeigten Positionierungsanordnungen 30, 31 dienen jeweils als Befestigungsposition für den Sensor 16, 18. Die Positionierungsanordnungen 30, 31 sind durch eine bewusste Bearbeitung des Materials gekennzeichnet, so dass eine von den Sensoren 16, 18 zu erfassende Längenänderung vergrössert wird. Diese

Materialbearbeitung hat eine festgelegte Struktur. Bereiche dieser Materialbearbeitung werden als Materialtrennungen 33, 35, 37 bezeichnet. Die Material trennungen 33, 35, 37 sind so ausgestaltet, dass in einem Bereich dieser Bearbeitung ein Zusammenhalt des Materials örtlich mindestens teilweise aufgehoben oder geschwächt ist, so dass die Materialtrennungen 33, 35, 37 durch eine definierte Schwächung des Materials gekennzeichnet sind. Das Material kann unterbrochen oder durchtrennt sein, beispielsweise durch Zerteilen, Sägen oder Laserschneiden oder andere Materialtrennverfahren erreicht. Das Material kann auch durch eine

Materialabtragung verjüngt sein, beispielsweise durch Ätzen oder andere Verfahren zur Materialabtragung oder -Schwächung. Bei Bedarf können entsprechend bearbeitete Bereiche mit einem Werkstoff, der Kräfte nicht in vollem Umfang überträgt, aus- oder aufgefüllt werden. Dieser Werkstoff (z.B. ein elastischer Kunststoff) ist vorzugsweise weicher als das Material des Trägers 8.1 sein.

Die Positionierungsanordnungen 30, 31 können direkt in den Träger 8.1, 8.2 (Figur 3 bzw. Figur 4) eingearbeitet sein. Alternativ dazu können in Figur 5 gezeigte Positionierungsanordnungen 72, 74 mittels zusätzlicher Bauteile am Träger 8.1, 8.2 befestigt sein. Diese Befestigung kann durch Schrauben, Nieten, Schweissen oder andere Befestigungsarten erfolgen. Die Materialtrennungen 33, 35, 37 sind dabei so gewählt, dass ein Trageverhalten der Träger nicht eingeschränkt ist.

Sich erhöhende vertikale Kraftanteile 19, z.B. durch eine sich erhöhende Belastung der Aufzugskabine 6, bewirken eine Stauchung der Trägerfläche 36 entlang der

Symmetrieachse 38. Die Materialtrennungen 33 bewirken, dass innerhalb der

Material strukturen 30.1, 30.2 keine Verformung des Materials auftritt, weil sich die Material strukturen 30.1, 30.2 zueinander bewegen können. Bei einer Änderung einer Distanz zwischen den Begrenzungsstegen 44, 46 verändert sich ein Abstand der Material strukturen 30.1, 30.2 entlang der Symmetrieachse 38 in gleichem Masse zueinander. Somit entspricht bei einer Belastungsänderung diese Änderung der Distanz zwischen den Begrenzungsstegen 44, 46 einer Änderung einer Distanz zwischen den Sensorbefestigungsbereichen 40, 42. Der Sensor 16 detektiert ein Mass der Stauchung, welches der Änderung der Distanz zwischen den Begrenzungsstegen 44, 46 entspricht.

Bei einem beispielhaften Verhältnis von:

Distanz zwischen den Begrenzungsstegen 44, 46 _

Distanz zwischen den Sensorbefestigungsbereichen 40, 42

detektiert der Sensor 16 ein doppelt so hohes Mass der Stauchung, wie es gemäss der Stauchung der Trägerfläche 36 für die Distanz der Sensorbefestigungsbereiche 40, 42 gegeben ist. Die Positionierungsanordnung 30 dient so einer Verstärkung des vom Sensor 16 erzeugten Sensorsignals. Dies gilt auch für den Sensor 18. Es besteht die Möglichkeit, dass Änderungen der Signalstärke durch

Temperaturschwankungen in einer gleichen Grössenordnung wie Änderungen der Signalstärke durch die Dehnungen bzw. Stauchungen von vergleichbaren Sensoren liegen. Die Verstärkung des Sensorsignales bei den Belastungsänderungen führt somit zu einer Verringerung von Temperatureinflüssen, weil sich das Verhältnis der

Signalstärken von Temperatureinfluss zu Belastung verringert weil sich das Signal-

Rausch- Verhältnis erhöht. In Figur 4 ist ein mittlerer Bereich des Trägers 8.2, der gemäss Figur 2 ein U-Profil ist, in einer Abwicklung gezeigt. Eine Anordnung der Figur 4 ergänzt sich mit der

Anordnung gemäss Figur 3 zu dem genannten ersten Ausführungsbeispiel. Gezeigte Teile des Trägers 8.2 sind eine Trägerfläche 36, äussere Kanten 32 und Seitenflächen 34. Auf der Trägerfläche 36 sind eine Symmetrieachse 38, eine

Positionierungsanordnung 31, bestehend aus Material strukturen 31.1, 31.2, und der Sensor 18 gezeigt. Material trennungen 35, 37 begrenzen diese Material strukturen 31.1, 31.2. Auf den Material strukturen 31.1, 31.2 sind Begrenzungsstege 52, 54,

Randbereiche 56, 58 und Sensorbefestigungsbereiche 48, 50 dargestellt.

Der Träger 8.2 ist ebenfalls im Wesentlichen horizontal im Aufzugsschacht 2 angeordnet. Die Trägerfläche 36 ist durch die äusseren Kanten 32 begrenzt. An den äusseren Kanten 32 sind die Seitenflächen 34 nach unten, d.h. von der Aufzugskabine wegzeigend, abgewinkelt. Mittig längs der Trägerfläche 36 ist die Symmetrieachse 38 dargestellt. Nahezu symmetrisch zu dieser Symmetrieachse 38 ist auf der Trägerfläche 36 die Positionierungsanordnung 31 gezeigt. Die Positionierungsanordnung 31 besteht aus den Material strukturen 31.1, 31.2. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ähnelt ein Bild einer Komponente der

Materialtrennung 37 einem übermässig breiten Buchstaben "M", wenn jeweils die der Kante 32 nahe liegende Komponente dieser Material trennung 37 betrachtet wird. Durch Spiegelung dieser Komponente der Materialtrennung 37 an der Symmetrieachse 38 kann die Material trennung 37 abgebildet werden. Die Material trennung 35 ist in einem Zentrum der Positionierungsanordnung 31 angeordnet. Ein Bild der Material trennung 35 hat eine Form eines Rechteckes mit an dessen Seiten rechtwinklig nach aussen zeigenden Stegen. Die jeweils einander gegenüberliegenden Stege befinden sich im Verlauf einer gedachten Linie. Dabei verlaufen zwei dieser Stege entlang der

Symmetrieachse 38.

Innerhalb der Positionierungsanordnung 31 sind in Figur 4 die

Sensorbefestigungsbereiche 48, 50, die Begrenzungsstege 52, 54 und die Randbereiche 56, 58 dargestellt. Die zwei Begrenzungsstege 52, 54 kennzeichnen äussere Grenzen der Positionierungsanordnung 31 entlang der Symmetrieachse 38. Die

Sensorbefestigungsbereiche 48, 50 sind längs einer Achse positioniert, die rechtwinklig zur Symmetrieachse 38 verläuft. Diese Achse verläuft durch einen geometrischen Mittelpunkt der Positionierungsanordnung 31. An äussersten Punkten innerhalb der Positionierungsanordnung 31 sind auf dieser Achse die zwei Randbereiche 56, 58 dargestellt. Für eine bessere Übersichtlichkeit ist der über der Materialtrennung 35 angeordnete Sensor 18 gestrichelt dargestellt. Der Sensor 18 ist an den

Sensorbefestigungsbereichen 48, 50 befestigt. Die Positionierungsanordnung 31 ist an einer zweiten Position in Längsrichtung des Trägers 8.2 vorhanden. Für eine direkte Vergleichbarkeit der Sensorsignale wird bei diesem Ausführungsbeispiel die erste und zweite Position in Längsrichtung der Träger 8.1, 8.2 identisch gewählt. In seiner Anordnung in der Mitte des Trägers 8.2 ist der Sensor 18 rechtwinklig zum Sensor 16 auf dem Träger 8.1 gemäss Figur 3 angeordnet. Eine Anordnung der Sensoren 16, 18 im mittleren Bereich der Träger 8.1, 8.2 bewirkt in diesem Beispiel - bezogen auf die Signalstärke - optimierte Sensorsignale.

In Längsrichtung des Trägers 8.2 wird die Trägerfläche 36 bei sich erhöhenden Lasten in der Aufzugskabine 6 gestaucht. Die Stauchung vollzieht sich entlang der

Symmetrieachse 38. Diese Stauchung bewirkt eine Dehnung zwischen den zwei

Randbereichen 56, 58. Die Material strukturen 31.1, 31.2 begünstigen ein erhöhtes Mass der Dehnung zwischen den Sensorbefestigungsbereichen 48, 50. Auf den

Material strukturen 31.1, 31.2 sind Dehnung oder Stauchung des Materials entlang der Achse zwischen den beiden Randbereichen 56, 58 nur in geringem Masse möglich. Die Material trennungen 35, 37 bewirken deshalb analog zu Figur 3 ebenso einen scheinbar grösseren Abstand der Sensorbefestigungsbereiche 48, 50 zueinander. Die Kombination der Positionierungsanordnungen 30, 31 (Figur 3, Figur 4) bewirkt, dass der Sensor 16 eine Stauchung in einem gleichen Mass detektiert, wie der Sensor 18 eine Dehnung detektiert.

Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Lastmesseinrichtung. Gezeigt sind die Träger 8.1, 8.2 der Stützkonstruktion 8. Sichtbar sind Trägerflächen 36 und

Seitenflächen 34. Eine Ebene einer neutrale Faser 17 ist durch Linien 17', 17" angedeutet. Die Materialstrukturen sind in diesem Ausführungsbeispiel als Sensorträger ausgeführt. Zu erkennen sind Positionierungsanordnungen 72, 74, Sensorträger 60, 62, 64, 66, Befestigungen 84, 86, Materialtrennungen 68, 70, Sensorbefestigungsbereiche 76, 78, 80, 82, zwei Sensoren 16, 18 und Signalverbindungen 20, 22.

An den Trägern 8.1, 8.2 ist jeweils eine der beiden Positionierungsanordnungen 72, 74 angebracht. Dabei ist die Positionierungsanordnung 74 an einer der Seitenflächen 34 des Trägers 8.1 befestigt. Die Positionierungsanordnung 72 ist an einer anderen der Seitenflächen 34 des Trägers 8.2 befestigt, so dass die Positionierungsanordnungen 72, 74 gegenüber liegend angeordnet sind. Die Positionierungsanordnungen 72, 74 sind an den Trägern 8.1, 8.2 in einem Abstand symmetrisch zur neutralen Faser 17 angeordnet.

Die Positionierungsanordnung 72 besteht aus zwei Sensorträgern 62, 66. Die

Sensorträger 62, 66 sind an den Befestigungen 84, 86 an der Seitenfläche 34 des Trägers 8.2 befestigt. Die Positionierungsanordnung 72 ist durch Material trennungen 68, 70 gekennzeichnet. Die Materialtrennung 68 ist im abgebildeten Beispiel als ein Unterbruch zwischen den Sensorträgern 62, 66 dargestellt. Über die Material trennung 68 hinweg ist der Sensor 18 angeordnet. Der Sensor 18 ist an

Sensorbefestigungsbereichen 80, 82 mit der Positionierungsanordnung 72 verbunden. Die Signalverbindung 22 überträgt ein Sensorsignal an eine Auswerteeinheit. Sensor 16 ist auf eine identische Art und Weise mit dem Träger 8.1 verbunden.

Der Sensor 16 detektiert eine Stauchung und der Sensor 18 detektiert eine

entsprechende Dehnung bei einer Erhöhung der vertikalen Kraftanteile 19. Die

Material trennungen 70 entsprechen in ihrer prinzipiellen Funktion den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Materialtrennungen 33, 37. Entlang einer Achse, die durch die

Sensorbefestigungsbereiche 80, 82 bestimmt ist, wirken keine Kräfte auf die

Sensorträger 62, 66. Die Materialtrennungen 68, 70 bewirken damit einen scheinbar grösseren Abstand der Sensorbefestigungsbereiche 40, 42 zueinander. Damit entspricht dieser scheinbar grössere Abstand einer Strecke zwischen den Festpunkten 84, 86.

Entsprechend wird ein Vielfaches einer Verformung, welche für den Abstand der Sensorbefestigungsbereiche 80, 82 massgeblich wäre, detektiert. Die Verformung wird in den gewählten Ausführungsbeispielen mit

Schwingsaitensensoren erfasst. Der Schwingsaitensensor hat als wesentliches Element eine Schwingsaite. Mit Hilfe einer am Schwingsaitensensor angebrachten

Erregerelektronik wird diese Schwingsaite zu einer Schwingung angeregt. Es wird eine beispielhafte Erregerspannung von U = 5V verwendet. In einem Nulllastabgleich der Schwingsaitensensoren wird die Schwingfrequenz bei Nulllast bestimmt. Danach kann eine Zuladung der Aufzugskabine 6 in einer z.B. linearen Abhängigkeit aus der dann bestehenden Schwingfrequenz der Schwingsaite bestimmt werden. Eine Änderung einer Spannkraft der Schwingsaite, beispielsweise aufgrund einer veränderten Belastung der Aufzugskabine 6, führt zu einer Veränderung der Schwingfrequenz der Schwingsaite. Diese Änderung der Schwingfrequenz wird ausgewertet, um die Belastung zu bestimmen. Die Erregerei ektronik verstärkt ein mit dieser Schwingfrequenz

oszillierendes Signal und wandelt es in ein Rechtecksignal derselben Schwingfrequenz um. Dieses Rechtecksignal wird dann in der Auswerteelektronik ausgewertet, um die Zuladung der Aufzugskabine 6 zu bestimmen.

In Figuren 6a, 6b, 6c sind drei beispielhafte Signalverläufe 120, 122, 132 gezeigt, die jeweils eine Signalstärke über der Zeit t abbilden. Änderungen der Signalstärke in den Signalverläufen 120, 122, 132 sind durch Betrag und Richtung der Änderung gekennzeichnet.

Figur 6a zeigt den Signalverlauf 120 eines Signales des Sensors 16. Bis zu einem Zeitpunkt Tl, zwischen Zeitpunkten T2, T3, und nach einem Zeitpunkt T4 ist die Signalstärke in etwa Null. In einem Zeitraum, begrenzt durch die Zeitpunkte Tl, T2, ist die Aufzugskabine 6 einer Belastung ausgesetzt. Zum Zeitpunkt Tl wird die

Aufzugskabine 6 belastet und zum Zeitpunkt T2 entlastet. Dadurch ändert sich die Signalstärke; im gezeigten Ausführungsbeispiel fällt die Signalstärke im Zeitpunkt Tl auf ca. -1 ab. Die Signalstärke ist zwischen den Zeitpunkten Tl, T2 konstant und steigt im Zeitpunkt T2 auf etwa Null an.

Figur 6b zeigt den Signalverlauf 122 eines Signales des Sensors 18 bei der Belastung. Dieser Signalverlauf 122 verläuft bis zum Zeitpunkt Tl und nach dem Zeitpunkt T2 identisch zum Signalverlauf 120. Aufgrund der Belastung zwischen den Zeitpunkten Tl, T2 ändert sich die Signalstärke. Im gezeigten Ausführungsbeispiel steigt die Signalstärke zum Zeitpunkt Tl auf ca. +1 an und verläuft bis zum Zeitpunkt T2 konstant. Die Signalstärke fällt im Zeitpunkt T2 wieder auf etwa Null ab. Eine

Stauchung des ersten der beiden Sensoren 16, 18 und eine Dehnung des zweiten der beiden Sensoren 16, 18 verursachen gegensätzliche Vorzeichen bei den Änderungen der Signalstärke aufgrund der Belastung.

Figur 6c zeigt den Signalverlauf 132 als Resultat einer Auswertung der Signalverläufe 120, 122 in einer Auswerteeinheit 24. Vereinfacht entspricht dieser Signalverlauf 132 einer Subtraktion der beiden Signalverläufe 120, 122. Die Signalstärke steigt im

Zeitpunkt Tl durch die Belastung auf ca. +2 an. Die Signalstärke ist zwischen den Zeitpunkten Tl, T2 konstant und fällt zum Zeitpunkt T2 auf etwa Null ab. Zu allen anderen Zeitpunkten ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die Signalstärke etwa Null.

Um einen Einfluss von Störungen auf ein Sensorsignal zu erläutern, sind zwischen den Zeitpunkten T3, T4 (Figur 6a, 6b, 6c) die Änderungen der Signalstärke beispielhaft aufgrund von Temperaturschwankungen gezeigt. Die Signalstärke der Signalverläufe 120, 122 ändert sich zwischen diesen Zeitpunkten T3, T4 kontinuierlich. Die

Signal stärke ist zwischen den Zeitpunkten T3, T4 in den gezeigten Figuren 6a, 6b etwa identisch, weil zwischen den beiden Trägern 8.1, 8.2 bzw. den Sensoren 16, 18 ein beispielhaft gering gewählter Abstand von ca. 0.5 m besteht und so beide Sensoren nahezu der gleichen Temperatur ausgesetzt sind. Die Temperatur wirkt sich damit auf beide Sensoren 16, 18 gleich aus. Die Auswertung der Signalverläufe 120, 122 in der Auswerteeinheit 24 bewirkt eine Kompensation der Temperaturschwankungen.

Bei einer Kalibrierung der Lastmesseinrichtung 15 werden drei Konstanten ermittelt. Eine erste der drei Konstanten beschreibt eine Position der Aufzugskabine 6 im

Aufzugsschacht 2. Bei einer Ermittlung dieser ersten Konstante wird an zwei verschiedenen Orten im Aufzugsschacht 2 eine Masse der Aufzugskabine 6 ohne

Zuladung gemessen. Aufgrund von Differenzen zwischen Werten einer solchen

Messung wird diese erste Konstante ermittelt. Eine zweite Konstante gibt eine Abhängigkeit von einer Frequenz der Sensorsignale zu einer Masse der Zuladung der Aufzugskabine 6 wider. Die zweite Konstante wird mittels des Nulllastabgleiches ermittelt. Diese zweite Konstante wird für beide Sensoren 16, 18 bei einer identischen Position der Aufzugskabine 6 im Aufzugsschacht 2 und mit Hilfe einer resultierenden Frequenz der Sensorsignale bei einer definierten Zuladung im Vergleich zu einer Referenzfrequenz ohne Zuladung ermittelt.

Eine dritte Konstante setzt die Temperaturschwankungen zu Frequenzänderungen der Sensorsignale bei konstanter Zuladung in Beziehung.

In einem Ausführungsbeispiel ergeben sich für diese Konstanten beispielhafte Werte von etwa 2 kg/°C. Mit Hilfe der Referenzfrequenzen der Sensorsignale, die sich auf die Aufzugskabine 6 ohne Zuladung beziehen, der drei Konstanten und der Signalverläufe 120, 122 der beiden Sensoren 16, 18 wird der Signalverlauf 132 in der Auswerteeinheit 24 errechnet.

Ein Vorteil der hier gezeigten Ausführungsbeispiele ist, dass nur eine geringe Anzahl von zwei Sensoren 16, 18 verwendet wird. Daraus folgt ein geringer Aufwand eines Verbindens dieser Sensoren 16, 18 mit der Auswerteeinheit 24. Ein weiterer Vorteil ist, dass auch Temperatureinflüsse kompensiert werden. Die selektive Verstärkung der Sensorsignale aufgrund der zu detektieren Belastung minimiert den Einfluss von Störungen.

Claims

Patentansprüche

1. Aufzugsanlage (1) zum Transport von Personen oder Gütern mit

- einer Aufzugskabine (6),

- einer Stützkonstruktion (8), die die Aufzugskabine (6) trägt, wobei die Stützkonstruktion (8) zwei Träger (8.1, 8.2) hat, und

- einer Lastmesseinrichtung (15), die zwei Sensoren (16, 18) hat, die bei Belastung jeweils ein Sensorsignal erzeugen,

wobei jeder Träger (8.1, 8.2) eine Positionierungsanordnung (30, 31, 72, 74) hat, wobei jede Positionierungsanordnung (30, 31, 72, 74) eine

Material struktur (30.2, 31.2, 68) hat, und wobei ein erster Sensor (16) an einer ersten Material struktur (30.2, 68) und ein zweiter Sensor (18) an einer zweiten Material struktur (31.2, 68) angeordnet ist, so dass eine Abstandsänderung an einer Material struktur in eine Änderung eines von einem Sensor (16, 18) erzeugten Sensorsignals gewandelt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Sensoren (16, 18) so angeordnet sind, dass bei einer Belastung der erste Sensor (16) eine Stauchung und der zweite Sensor (18) eine Dehnung detektiert.

2. Aufzugsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Positionierungsanordnungen (30, 31, 72, 74) aus zwei

Materialstrukturen (30.1, 30.2, 31.1, 31.2, 68, 70) besteht.

3. Aufzugsanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsanordnungen (30, 31) in einem Abstand in gleicher Richtung von einer Ebene einer neutralen Faser (17) des entsprechenden Trägers (8.1, 8.2) angeordnet sind.

4. Aufzugsanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Positionierungsanordnung (72) auf einer Ebene parallel zu einer neutralen Faser (17, 17") am ersten Träger (8.2) und eine zweite Positionierungsanordnung (74) auf einer Ebene parallel zu einer neutralen Faser (17, 17') am zweiten Träger (8.1) angeordnet ist.

Aufzugsanlage (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Material strukturen (30.1, 30.2, 31.1, 31.2, 68, 70) Materialunterbrüche darstellen.

Aufzugsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstrukturen (30.1, 30.2, 31.1, 31.2, 68, 70) Materialabtragungen darstellen.

Aufzugsanlage (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsanordnungen (30, 31) jeweils in die Oberfläche des Trägers (8.1, 8.2) integriert sind.

Aufzugsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der Positionierungsanordnungen (72, 74) an einer Seitenwand (34) eines ersten Trägers (8.1) und eine zweite der Positionierungsanordnungen (72, 74) an einer Seitenwand (34) eines zweiten Trägers (8.2) angeordnet sind.

Aufzugsanlage (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (16, 18) Schwingsaiten-Sensoren oder Dehnungsmessstreifen sind.