用于控制电梯设备中的影响安全的UCM和UDM功能的安全装置

摘要

介绍一种用于控制电梯设备(1)中的影响安全的功能的安全装置(13)和配备有该安全装置的电梯设备(1)。安全装置(13)被配置用于，基于来自电梯设备(1)的至少一个第一部件(15)的、表示关于电梯设备(1)内的当前条件(例如行驶篮(3)的当前位置和速度)的信息的输入信号，通过操控电梯设备(1)的至少一个第二部件(21)、例如制动器(23)，阻止电梯设备(1)的行驶篮(3)发生意外行驶移动，并且通过操控电梯设备(1)的至少一个第三部件(25)、例如门驱动器(27)，阻止行驶篮门(43)发生意外移动。由此，在安全装置中，使UCM功能和UDM功能均得以实现。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制电梯设备中的影响安全的功能的安全装置以及一种相应装备的电梯设备。

背景技术

借助电梯设备，可以在行驶篮中沿竖向在建筑物的不同楼层之间运送人员。在此，必须满足非常高的安全要求。例如，必须确保有时也称为电梯轿厢的行驶篮在其门未正确关闭时不会意外地行驶。此外，应确保行驶篮的门不会意外中打开或关闭。

EP2583928A1、EP2477925A1和CN109650210A介绍了装置和方法，借助这些装置和方法可以避免行驶篮在电梯设备中发生意外行驶移动。

发明内容

主要是需要一种安全装置和一种装备有这种安全装置的电梯设备，借助这种电梯设备，一方面可用于确保电梯设备的安全运行，另一方面能够简单、可靠和/或成本低廉地安装。

这种需要可以通过根据独立权利要求的安全装置和电梯设备来满足。有利的实施方式在从属权利要求和以下说明书中限定。

根据本发明的第一方面，提出了一种用于控制电梯设备中的影响安全的功能的安全装置。在此，安全装置被配置用于基于来自电梯设备的至少一个第一部件的输入信号(其表示关于电梯设备内的当前条件的信息)以如下方式控制电梯设备的至少一个第二部件，使得电梯设备的行驶篮的意外行驶移动被阻止，以及电梯设备的至少一个第三部件被以如下方式控制，使得行驶篮门的意外移动被阻止。

根据本发明的第二方面，提出了一种电梯设备，其至少包括以下部件：

至少一个第一部件，其被配置用于，提供表示关于电梯设备内的当前条件的信息的输入信号，

至少一个第二部件，其被配置用于，响应于第一控制信号的接收，防止电梯设备的行驶篮的意外行驶移动，

至少一个第三部件，其被配置用于，响应于第二控制信号的接收，防止电梯设备的行驶篮的行驶篮门意外移动，以及

根据本发明的第一方面的安全装置，用以分别基于来自至少一个第一部件的输入信号来操控至少一个第二部件和至少一个第三部件。

本发明的实施方式的可行的特征和优点可以被认为是基于以下介绍的构思和认知，但对本发明构成限定。

在电梯设备中，行驶篮门用于选择性地敞开或锁闭进入行驶篮的入口，方式为：打开或关闭行驶篮门的一个或多个门扇。为此，行驶篮门通常具有致动器、例如电马达，以便能够移动门扇。该致动器通常由非常简单的“傻瓜(dumm)”致动器控制器来操控。例如，在接收到表示行驶篮门应打开或关闭的激活信号时，致动器控制器对输送给致动器的电流以如下方式加以控制，使得门扇以合适的力和/或速度移动进入打开配置或进入关闭配置。在此，激活信号通常由电梯控制器产生，电梯控制器监控整个电梯设备的运行并且通过激活信号相应地控制电梯设备的各个部件。例如，电梯控制器可以使用其所拥有的信息来识别行驶篮已经移动到期望的楼层并停在那里，然后可以发出激活信号，根据该激活信号可以打开行驶篮门，以使乘客能够进入行驶篮。

为了最大限度地提高电梯设备运行时的安全性，在许多电梯设备中都设置有另外的监控实体，以避免行驶篮门意外移动。这种意外的移动通常被称为UDM(英文：unintendeddoor movement，意外的门移动)。例如，如果在电梯控制器中由于功能故障或由于关于电梯当前状态的不正确信息而生成激活信号，则可能导致行驶篮门发生意外移动，尽管对于电梯设备的实际当前状态而言，例如不应允许打开行驶篮门，因为行驶篮当前正在移动。

用于防止行驶篮门意外移动的装置(以下称为UDM功能)例如可以对传送给行驶篮门的致动器控制器的激活信号就其可信度加以分析。在此，例如基于其他可用信息，可以监控：在当前运行情况下是否允许打开或关闭行驶篮门，以及是否应将要传送到行驶篮门致动器控制器的激活信号实际转发到该致动器控制器，或者这个激活信号是否应该由于缺乏可信度而被过滤掉。

通常，执行UDM功能的装置(以下称为UDM装置)通常作为单独的结构组件接入到生成激活信号的装置(即、例如一方面的电梯控制器)和另一方面的最终接收激活信号的致动器控制器。因此，在必要时，UDM装置可以阻止激活信号的转发，即特别是当激活信号已被识别为没有足够可信度时。

对于可信度检查而言，UDM装置可以例如从传感器或电梯设备的其他部件接收信号或信息，这实现了推导出行驶篮门的门运动的当前可行性。例如，UDM装置可以通过沿行驶篮的行驶路径适当布置的开关或其他传感器来识别行驶篮处于楼层的高度上并且停留在那里的情况。必要时，UDM装置还可以通过另外的开关或其他传感器识别行驶篮位于所谓的门区内的情况、也就是以可接受的高度公差范围已经非常接近与地板相接的所力求达到的目标高度。作为可信度检查的一部分，然后可以检查行驶篮当前是否停在一楼层上，以便可以打开行驶篮门，或者至少在高度公差范围内接近这样的目标位置，以便使行驶篮门在即将到达目标位置之时被允许开始打开。

虽然在大多数应用中希望在电梯设备中执行UDM功能，但人们已经认识到，迄今用于此目的的UDM装置的实现方式可能会导致缺点。例如，提供独立的UDM装置通常会导致提供和安装该装置的成本和耗费增加。将UDM装置接入例如电梯控制器和致动器控制器之间以及必要时将UDM装置远离其他部件地布置还可能导致信号传送时间延长，即，在电梯控制器中生成激活信号和在致动器控制器中接收此激活信号之间的时长可能延长。这可能例如导致：当行驶篮接近目标位置时行驶篮门打开得太晚，或者当行驶篮离开目标位置时行驶篮门关闭得太晚。此外，为了连接UDM装置，可能会导致另外的线缆耗费和用于铺设的安装耗费。此外，还观察到电梯设备的运营方或客户可能会误解单独的UDM装置的存在，他们可能无法理解其确切功能，并担心电梯设备本身可能不安全，因此需要另外的安全装置。

本文提出的安全装置解决了这些缺点中的至少一些。为此提出：UDM功能不应在单独的装置中实现，而应当集成在每个电梯设备中为其他目的而提供的装置中。

特别是提出：将UDM功能集成到如下的装置中，该装置在电梯设备中被用于可靠地防止行驶篮发生意外行驶移动。例如，在电梯设备运行期间，必须始终确保行驶篮仅在无风险被允许移动的情况下移动。例如，只要行驶篮门或楼层门还没有正确关闭并且闩锁，行驶篮就绝不应移动，特别是要确保通过这种门的人员不会被移动的行驶篮伤害。防止行驶篮的意外行驶移动也称为UCM功能(英文：unintended car movement，意外的轿厢移动)。欧洲标准EN81：20或美国标准A17等法规规定：电梯设备必须执行UCM功能，以避免因行驶篮意外移动而引发严重事故。因此，每个电梯设备都有一个UCM装置。

这样的UCM装置被配置用于，例如从电梯设备的传感器、开关或其他部件接收适当的输入信号，其中，该输入信号表示关于电梯设备内的当前条件的信息。例如，输入信号可以表示行驶篮当前所在的位置、行驶篮当前是在移动还是停在楼层上、行驶篮移动的速度和方向、行驶篮门和/或楼层门是打开、关闭的还是即将打开或即将关闭的，等等。特别是，输入信号可以表示所有必须根据适用法规进行监控的信息，以便能够可靠地防止行驶篮发生意外行驶移动。

UCM装置还在考虑到由其已经接收到的输入信号的情况下，被配置用于操控电梯设备的一个或多个其他部件，使得最终防止行驶篮的意外行驶移动。例如，UCM装置可以操控制动器，用以制动行驶篮，以便按照这种方式以防止行驶篮发生意外行驶移动。此外，UCM装置可以操控驱动单元，该驱动单元被设计用于使行驶篮沿着行驶路径移动，其中，UCM装置可以在检测到意外的行驶移动时，例如中断对驱动单元的供电。

UCM装置通常设计为非常安全的结构组件。例如，UCM装置通常设计如下，使其满足例如安全等级SIL3(safety intergrity level(安全完整性等级)3)的高安全要求。为此，可以在UCM装置中设置监控措施和/或冗余，借助这些措施和/或冗余可以识别或防止功能故障，也可以避免事故。

现在提出：将执行UDM功能的装置集成到本来就要设置在电梯设备中的UCM装置中。换句话说，单个安全装置应该被配置用于执行UCM功能和UDM功能。

在此，有利的是，UCM装置通常所需的、从传感器或电梯设备的其他部件接收的信号和数据可以用于执行UCM功能，通常需要足够地包含有关当前存在于电梯设备中的条件的信息，使UDM功能也可以借助这些信息实现。换言之，作为输入信号从UCM装置接收到的关于行驶篮当前位置和当前速度的运动学信息也可用于执行UDM功能，因为这些信息可用于确定例如行驶篮当前是处于驻停位置还是处于驻停位置附近的门区。此外，基于所提及的信息，尤其是基于行驶篮的当前速度和加速度，可用于确定：行驶篮是停在附近的楼层位置上，还是行驶经过该楼层位置。所提到的信息通常对于确定行驶篮门是否可以安全打开是必要且充分的，因此可用于执行UDM功能，例如检查要传送到行驶篮门致动器控制器的激活信号的可信度，以及如果缺乏可信度的话，必要时过滤掉该激活信息。

根据一种实施方式，安全装置至少具有以下结构组件：

信号输入接口，用于从电梯设备的至少一个第一部件接收输入信号，

信号处理单元，用于处理输入信号，并且分别基于输入信号生成第一和第二控制信号，以及

控制单元，用于基于所生成的第一控制信号来控制电梯设备的至少一个第二部件，以及基于所生成的第二控制信号来控制电梯设备的至少一个第三部件。

信号输入接口可以从第一部件接收输入信号。为此，信号输入接口例如可以具有电连接部，通过该电连接部，可以将信号输入接口连接到第一部件。替代地，信号输入接口可以与第一部件无线通信，并且为此目的，例如向第一部件发送无线电信号和/或从第一部件接收无线电信号。信号处理单元可以处理经由信号输入接口接收的输入信号，以便基于该输入信号生成第一控制信号和第二控制信号。然后控制单元可以使用这些控制信号来执行UDM功能和UCM功能。在此，控制单元可以将第一控制信号传送到第二部件，借助该第二部件执行UCM功能。必要时，控制单元或安全装置为此可以具有第一信号输出接口。作为补充，控制单元可传送第二控制信号至第三部件，用以借助第二控制信号执行UDM功能。为此，控制单元或安全装置可以具有第二信号输出接口。

根据一种实施方式，至少一个第一部件提供表示电梯设备的行驶篮的当前位置和当前速度的输入信号。

为此，电梯设备例如可以具有一个或多个传感器作为至少一个第一部件，借助该传感器，可以确定行驶篮在电梯设备内所处的当前位置。为此，可以在电梯设备中例如设置多个标记，这些标记对标记的位置进行编码并且可以例如通过固定在行驶篮上的传感器读取。例如，可以沿着行驶篮的行驶路径布置可磁化的带并且可以将位置信息磁性地存储在带上。然而，行驶篮的位置也可以通过各种其他方式确定，例如通过沿行驶路径安装的存在性传感器、光栅、本地或全球定位系统(GPS)、用于测量与高度相关的气压的气压传感器等。

通过分析行驶篮当前位置的变化，还可以得出有关其当前速度的结论。替代地或附加地，电梯设备可以具有装置，利用该装置可以检测行驶篮的速度、特别是超速情况。

根据一个具体实施方式，至少一个第一部件可以提供输入信号，该输入信号表示电梯设备的行驶篮的对应行驶篮沿着行驶篮的行驶路径的每个可行的位置以及对应电梯设备运行期间的每个时间点的当前位置和当前速度。

换言之，至少一个第一部件可以提供关于行驶篮的当前位置和当前速度的信息，而不仅仅是针对行驶篮例如在楼层位置上或在楼层位置附近的门区内的特定运行情况。相反，第一部件应该优选地能够针对电梯设备假设的每种可能的运行情况，即针对行驶篮沿着允许的行驶路径的每个可能的位置，确定行驶篮的当前位置和速度。在此，优选地应该能够在电梯设备运行期间的任何时间点基于来自第一部件的输入信号表示该信息。

根据一种实施方式，至少一个第二部件包括制动器，该制动器构造用于制动或阻止行驶篮的行驶移动。

例如，第二部件可以是制动器、特别是紧急制动器，其安装在行驶篮上或可以与移动行驶篮的吊具相互作用，并且可以借助该装置在位移运动中快速且有效地制动行驶篮或阻止行驶移动。借助能够通过从安全装置发送第一控制信号来激活这种制动器的方式，安全装置可以执行UCM功能并且防止行驶篮发生意外行驶移动。

根据一种实施方式，该至少一个第三部件包括门驱动器，该门驱动器配置用于在打开和关闭配置之间移动行驶篮门的门扇。

在此，门驱动器可以包括开头已经提到的致动器以及行驶篮门的致动器控制器。以从安全装置发送第二控制信号允许门驱动器被激活或停用的方式，安全装置可以执行UDM功能并防止行驶篮门意外移动。

根据一种实施方式，安全装置可以被配置用作过滤器实体，以将由电梯设备的电梯控制器传送的门控制信号与输入信号相关地传送到门驱动器或被过滤掉，该门驱动器被配置用于在打开和关闭配置之间移动行驶篮门的门扇。

换句话说，这里介绍的安全装置可以类似于传统的UDM装置那样接入到电梯控制器和行驶篮门的门驱动器之间，使得由电梯控制器生成的门控制信号必须作为激活信号首先通过安全装置，之后，门控制信号从安全装置最终被转发给门驱动器或其致动器控制器。因此，安全装置可以用作过滤器实体。为此，安全装置可以检查要传送的门控制信号的可信度，方式为：安全装置在考虑到传送给其的输入信号中对于其可用的信息来分析这些门控制信号。仅当门控制信号在给出从输入信号导出的关于电梯设备内的当前条件的信息方面看起可信的情况下，该门控制信号才作为第二控制信号传送到电梯设备的用于UDM功能的第三部件。然而，如果缺乏可信度，则门控制信号被过滤掉，从而防止行驶篮门发生意外移动。

根据一种实施方式，所有的构成安全装置的部件被以形成为一个单元的方式整合在一个共同的壳体中。

换句话说，为了生成和传送第一控制信号以执行UCM功能，以及为了生成和传送第二控制信号以执行UDM功能，信号输入接口和信号处理单元以及控制单元还包括可能存在的信号输出接口都被容纳在一个共同的壳体中，从而形成一个统一的结构组件。这种设计为单元的安全装置可以很容易地安装在电梯设备中，并在必要时接线。

需要指出的是，本发明的一些可行特征和优点在本文中一方面参考安全装置的不同实施例并且另一方面参考装备有该安全装置的电梯设备来介绍。本领域的技术人员认识到能够以合适的方式组合、修改或交换这些特征以实现本发明的进一步实施例。

附图说明

下面参照附图介绍本发明的实施方式，附图和介绍均不应被解释为限制本发明。

图1示出带有根据本发明的一个实施方式的安全装置的电梯设备。

该图仅仅是示意性的而非忠实于比例。相同的附图标记表示相同的特征或具有相同效果的特征

具体实施方式

图1示出具有根据本发明的实施方式的安全装置13的电梯设备1。

电梯设备1包括行驶篮3，该行驶篮可在电梯竖井5内沿竖直的行驶路径7移动。在此，行驶篮3由行驶篮驱动器9移动，行驶篮驱动器9的运行由电梯控制器11控制。

行驶篮3的行驶移动可以借助安装在行驶篮3上的制动器23被制动或阻止。为此，制动器23可以例如具有制动靴，该制动靴固定在行驶篮3上并且因此与行驶篮一起移动。制动靴可与固定地设置在电梯竖井5中的制动面、例如导轨的表面相配合，并因此借助摩擦以受控且有效的方式将行驶篮3制动。

行驶篮3具有行驶篮门43，以便能够选择性地敞开或阻挡进入行驶篮3内部的入口。在所示示例中，行驶篮门43在此具有两个门扇45，所述门扇可以借助门驱动器27打开和关闭。为此，门驱动器27具有致动器29，例如电马达，电马达的运行可通过致动器控制器31来控制。

为了能够确保电梯设备1的安全运行，在其中实现了用于防止行驶篮3意外行驶移动的UCM功能和用于防止行驶篮门43意外移动的UDM功能。在此，UCM功能和UDM功能都在安全装置13中一起执行，即安全装置13被设计为一个单元，在其中，所有用于执行UCM功能和UDM功能的部件被容纳在一个共同的壳体47中。在此，安全装置13优选地设计为，其满足用于执行UCM功能的法定或规范的安全规定。特别地，安全装置13优选地被设计成，其对应于例如SIL3安全等级的高安全等级。

为此，安全装置13可以与至少一个第一部件15对应，安全装置可以从该第一部件接收输入信号。输入信号可以表示关于电梯设备1内的当前条件的信息。

在所示示例中，第一部件15之一借助磁带17和磁带读取器19来实现。在此，磁带17在竖向上沿整个行驶路径7穿过电梯竖井5运行。信息存储在磁带17上，该信息针对磁带17的大量分段中的每个分段对在电梯竖井5内的位置进行编码。磁带读取器19可以读取该信息。由于磁带读取器19安装在行驶篮3上，因此能够以这种方式确定行驶篮3的当前位置。此外，行驶篮3的当前速度可以通过分析这些位置的与时间相关的变化来推断。因此，可以将关于行驶篮3的当前位置和当前速度的信息作为输入信号传送至安全装置13。在此，输入信号可以从由安全装置13的信号输入接口33接收。为此，第一部件15，即所示示例中为磁带读取器19可以有线连接到安全装置13的信号输入接口33或者将其信号无线传送到信号输入接口33。

第一部件15中的另一个部件例如能够以门传感器47的形式实现。门传感器49可以检测行驶篮门43是否完全关闭并闩锁。然后，关于行驶篮门43的关闭状态的信息同样可以被传送到安全装置13的信号输入接口33。

作为示例介绍的第一部件15补充或作为替代方案，其他传感器等可以用作第一部件15以收集关于电梯设备1中的当前条件的信息，特别是关于行驶篮3的位置、速度、行驶方向、占用率等方面的信息以及关于行驶篮门3的当前情况的信息，例如其关闭状态、门扇45的运动方向等。

然后，接收到的输入信号可以在安全装置13中由信号处理单元35处理。在此，信号处理单元35可以基于这些输入信号生成第一控制信号和第二控制信号。

然后，这样产生的第一和第二控制信号可以由安全装置13的控制单元37用于控制电梯设备1中的第二部件21和第三部件25。为此，控制单元37可以例如通过第一信号输出接口39将第一控制信号传送到第二部件21，以便以这种方式执行UCM功能，即防止行驶篮3发生意外移动。作为补充，控制单元37可以例如通过第二信号输出接口41将第二控制信号传送至第三部件25，以执行UDM功能，即防止行驶篮门43发生意外行驶移动。

在所示示例中，第二部件21为此目的包括在行驶篮3上的制动器23。只要安全装置13例如基于从门传感器47接收的输入信号，在一方面识别出行驶篮门43未完全关闭，并且另一方面基于从磁带读取器19接收到的输入信号检测到行驶篮3正在沿着行驶路径7移动，则安全装置13可以激活制动器23并且以这种方式停止行驶篮33的意外行驶移动。

在所示示例中，第三部件25包括在行驶篮门43上的门驱动器27。如果例如应当由电梯控制器11向行驶篮门43发送门控制信号(基于该信号43行驶篮门应当打开或关闭)，则这个门控信号不直接传送给门驱动27。相反，安全装置13作为过滤器实体接入到电梯控制装置11和门驱动器27之间。首先在安全装置13中检查门控制信号的可信度。为此，安全装置13可以例如使用在信号输入接口33处接收到的输入信号来识别行驶篮3当前所处的位置以及该行驶篮是否正在移动或以何种速度移动。只有从该位置信息和速度信息可以看出，例如行驶篮3要么直接在楼层位置上，要么就是在楼层位置附近的门区内，并且适当减慢当前速度，从而使行驶篮停在楼层位置上，则例如表示行驶篮门43打开的门控制信号才被认为是可信的或合理的。只有当这种可信度被识别时，门控制信号才不被安全装置13过滤掉而是被转发到门驱动器27。然后，门驱动器27的致动器控制器31能够对致动器29适当馈电，以打开行驶篮门43的门扇45。

最后，需要注意的是，“具有”、“包括”等术语不排除其他元件或步骤，“一个”或“一”等术语不排除多个。此外，应当指出，已经参考上述示例性实施例之一介绍的特征或步骤也可以与上述其他示例性实施例的其他特征或步骤结合使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制性的。