用于电梯的制动系统

技术领域

本发明涉及一种制动系统、行驶体部件、电梯系统以及一种用于构造和运行制动系统的方法。

背景技术

在电梯设备中，通常将一个行驶体通常竖直地沿着不同楼层或水平面之间的移动路径在建筑物内部移位。至少在高层建筑物中大多使用如下的电梯类型，其中，行驶体由绳状或皮带状的承载机构保持并且通过该承载机构借助驱动机的运动在电梯竖井内移位。替代地，承载机构也可以被设计为轿厢的直接驱动装置，例如通过轨道上的摩擦轮或通过线性驱动装置。为了至少部分地补偿需由驱动机移动的行驶体的负载，在承载机构的相反的端部上大多固定有对重。为了能够在不保持驱动器接通的情况下将行驶体驻停在楼层上或者为了在驱动器或承载机构失效的情况下使行驶体驻停，电梯设备具有制动系统。

DE102014111359A1示出了一种行驶篮形件制动单元，其设有至少一个、优选多个液压致动器，并且轿厢制动单元设置在行驶篮形件上，也就是电梯轿厢上。

这种制动系统具有有限的使用寿命。尤其是制动衬片在运行期间磨损。制动系统虽然大多设计成，使得一个制动器的故障不会导致整个制动系统的失效。因此，制动衬片的失效不应导致行驶体在自由的情况下坠落。因为较差制动的制动器的制动距离变长。较长的制动距离使得失去行驶体上的势能。由此，剩下的制动器必须吸收更多的能量。但是因为在达到制动器的制动衬片的使用寿命末期时，其他制动器的制动衬片的使用寿命也几乎达到，所以这些制动器不再能够吸收附加的能量。那么存在如下危险：在紧急情况下引起单个制动衬片的失效、其他制动衬片的失效。因此，制动器将不再可靠地停止和保持行驶体。这样的制动系统将不再可靠地防止电梯设备和其乘客免受行驶体坠落的影响。

发明内容

因此，本发明的目的可以在于：将这种制动系统设计得更为可靠。

根据本发明的第一方面，用于电梯系统的制动系统实现了该目的。制动系统包括第一制动回路、第二制动回路和控制单元。第一制动回路和第二制动回路各包括一个制动器，并且每个制动器包括致动器和主弹簧单元。所述致动器被主弹簧单元以施加制动力所需的力沿所述制动器的合闸方向预紧，并且通过所述控制单元的控制信号被激活的致动器补偿所述主弹簧单元的力，并由此所述致动器使制动器松闸。控制单元为第一制动回路产生第一控制信号，为第二制动回路产生第二控制信号，其中，控制单元不激活两个控制信号中的任何一个、仅激活两个控制信号中的第一控制信号、仅激活两个控制信号中的第二控制信号，或者激活两个控制信号。在激活所述两个控制信号中的仅一个时，控制单元在激活第一控制信号和激活第二控制信号之间以如下方式选择，使得第一制动回路的激活次数与第二制动回路的激活次数的比例力求达到确定的比例。

根据本发明的第二方面，具有根据本发明的第一方面的制动系统的行驶体部件实现该目的。第一制动回路、第二制动回路和控制单元固定在行驶体部件上以便运送。

根据本发明的第三方面，具有根据本发明的第一方面的制动系统的或具有根据本发明的第二方面的行驶体部件的行驶体实现了该目的。第一制动回路包括第一制动器和第二制动器，第一制动器和第二制动器安装在行驶体的相反侧，特别地，第二制动回路包括第三制动器和第四制动器，第三制动器和第四制动器安装在行驶体的相反侧。

根据本发明的第四方面，具有根据本发明的第一方面的制动系统或具有根据本发明的第三方面的行驶体的电梯系统实现了该目的。电梯系统具有至少一个第一轨道系统和一个第二轨道系统，其中，制动回路的两个制动器中的一个制动器在第一轨道系统上进行制动，并且同一制动回路的两个制动器中的另外那个制动器在第二轨道系统上进行制动。

根据本发明的第五方面，一种用于构造根据本发明的第四方面的行驶体的方法实现该目的。用于构造具有制动系统的行驶体的方法，包括以下步骤：

将第一制动回路及所属的制动器和第二制动回路及所属的制动器以及控制单元安装在行驶体部件上，

将行驶体部件与行驶体的其他部件组装成至少部分已装配的行驶体，

将制动器从所述行驶体部件转换到行驶体的其他部件中的一个部件上。

根据本发明的第六方面，根据本发明的第一方面的用于运行制动系统的方法实现该目的。用于运行制动系统的方法包括以下步骤：

通过所述控制单元接收或者产生用于激活仅一个制动回路的指令，

选择待激活的制动回路，

激活所选择的制动回路。

本发明的实施例的可行的特征和优点可以被认为基于以下描述的概念和认识，包括但不限于本发明。

制动系统可以用于截停行驶体，也就是说，如果检测到行驶体的超速，则制动系统以合理的减速度一直制动到停止，并且制动系统然后将行驶体可靠地驻停在该位置上。当出现的加速度保持足够小，使得人员既不受伤也不损伤电梯系统时，则减速可以被视为是可接受的。制动系统的另一功能可以是在到达楼层后安全地使行驶体停在该楼层并保持在该楼层。在此，首先通过驱动器将行驶体停在正确的位置上。行驶体在那里基本上静止。然后，激活制动系统的至少一些制动器，并且将行驶体驻停在该位置中，从而可以关断驱动器。此外，制动系统也可以用于在驶入楼层时进行减速。

制动系统包括多个制动回路，制动回路具有至少一个第一制动器和一个第二制动器。制动器在此包括主弹簧单元。主弹簧单元可以构造为钢弹簧或者构造为气压缸。也可以由多个钢弹簧和/或气压缸构成的组合形成主弹簧单元。主弹簧单元用于将制动器在合闸方向上预紧，使得由此产生足够大的制动力，由此制动器可以相应地根据其要求制动。致动器用于克服主弹簧单元的力而松开制动器。

制动系统在多数情况下被激活，以将行驶体驻停在楼层上。制动系统的这种激活在电梯系统每次行驶时进行。

控制器能够接收指令以启动制动器。这种指令例如可以通过总线系统到达控制单元。这种指令可以包括激活一个制动回路、两个制动回路或所有制动回路的指令。为了接收和处理指令，控制单元优选具有微处理器。替代地，控制单元也可以自行生成这样的指令。控制单元可以为此例如分析电梯系统的其他系统数据。这可以是例如行驶体的速度或加速度、安全回路的状态或行驶体中的负荷测量。这也就是说，可以在控制单元的微处理器上处理其他传感器的信号。这种处理的结果也可以是用于激活制动器、并且尤其是用于激活单个制动回路的指令。

控制单元处理该指令并且决定：哪些制动回路被激活。控制单元以控制信号的形式具有选择性地操控各个制动回路的制动器的可能性。例如，控制信号可以是连接制动回路的线缆上的电压降，并且电压降能够使被配置用于提升磁体的致动器停用，并且由此关闭该制动回路的制动器。替代地，控制信号也可以是控制液压系统的电磁阀的电压，由此可以从液压回路中释放压力，并且由此使制动器合闸。优选地，控制单元被限定为使得阀的控制还被视为控制单元的内部功能。传递到制动回路上的控制信号则是制动回路中的液压流体的压力。通过制动回路的液压管路中的压力上升使制动器松闸。由于压力的下降，制动器又被合闸。

控制单元通常在行驶之前获得使所有制动回路松闸的指令。然后，行驶体行驶。

在行驶期间可能发生紧急停止状况，例如断电或检测到重要传感器的失效。恰好停电在某些地区可能非常频繁地出现，由此停电的这种紧急停止状况也可能非常频繁。因此，承载机构的撕裂也会是紧急停止情形。至少在第一阶段中会有利的是，仅利用一个制动回路进行制动，以便将减速度保持得很小。即使为了在楼层上的停止而应仅短暂保持行驶体，仅闭合制动回路中的一个也会是有利的。

如果现在在行驶期间出现紧急停止情形或者行驶体应仅仅短暂地驻停在一个楼层上，则控制单元从检测到紧急停止情形的电梯控制装置处接收指令，利用制动回路之一来制动。为了限制减速度，仅用一个制动回路进行制动是有利的。如果在这些情况下总是以同一制动回路制动，则该制动回路会很快磨损。因此有利的是，时不时地利用其他制动回路中的一个制动回路进行制动。因此，控制单元在其能激活比当前所需更多的制动回路的情况下选择其中一个制动回路。为此，控制单元具有进行该选择的决策算法。

有利的是，具有多个制动回路，但是当在楼层停住时，每次仅激活一个单独的制动回路并且保护其他制动回路。在使用两个制动回路时，制动衬片的使用寿命近似地翻倍。制动系统尤其也可以包括多于两个的制动回路。

单个制动回路的制动器分别通过控制单元的控制信号操控。控制信号的源头于是位于控制单元中。优选地，该控制信号包括足够的能量，即能够做功以向致动器提供足够的能量来克服主弹簧单元的预紧力。也就是说，所述控制信号可以是液压管路中的压力上升，所述液压管路使液压致动器克服所述主弹簧单元的预紧力移动。控制信号可以替代地是电源，该电源向电磁体供电，使得电磁体克服主弹簧单元的预紧力移动。

然而现在认识到，在激活过程均匀分布到两个制动回路上的情况下，两个制动器大致在相同的时间内达到其寿命末期。这就会导致这样的风险，即如果出现紧急停止情形，制动系统在此时不能再足够强烈地制动，这种紧急停止情形使得必须施加大的制动力并吸收大的制动能量。

因此提出，以如下方式控制制动器的选择，使得第一制动回路的制动器比第二制动回路的制动器更快地老化。因此，在紧急停止情形下，即使第一制动回路的制动器在其寿命快结束之前，第二制动回路的制动器仍然离其寿命末期足够远。由此制动系统更可靠地防止了坠落。

行驶体部件能够以电梯轿厢的顶板元件的形式构成。在此，在行驶体部件上已经预装配有控制单元。制动器也已经固定在该行驶体部件上，即使该位置不相当于在电梯系统中的最终位置。尤其是在液压制动器中，在此有利的是，所有与制动器的连接装置已经在工厂中彼此固定连接。这允许持久地无泄漏地构造连接装置。制动器然后在装配行驶体时仅还被重新定位。为此，液压管路尤其设计成可弯曲的。优点在于，在工厂中制动系统的组装通过专家完成。然后在施工现场只须重新定位制动器。这提高了组装质量。尽管如此，作为行驶体部件的一部分的制动器也可以容易地与其他部件一起被运送。

然后，在施工现场，能够将行驶体部件与其他部件一起组装成行驶体。在组装期间，在运送期间固定在行驶体部件上的制动器可以在行驶体上侧向移位到一个位置上。尤其在使用液压制动器时，软管在此柔性地构成，使得为此能够在没有打开引导液体的部件的情况下设置在施工现场上。

通常，一个行驶体通过两个也用作制动轨道的轨道系统引导。单个的轨道系统在此表示单个的轨条，所述轨条优选具有彼此并排的轨道元件。这些轨道系统在行驶体的相反侧上延伸。制动器安装在行驶体的相反侧上，以便与轨道系统接合并且可以在轨道系统上制动。

用于运行制动系统的方法对用于激活的指令的接收或产生作出反应。例如，可以通过用于数据通信的总线系统来接收这种指令。然而，制动系统也可以具有传感器，例如速度传感器和/或加速度传感器，其允许制动系统决定何时被设定激活。在此，指令包含是仅激活一个制动回路，还是激活多个制动回路的表达。对于这种情况，即，应激活仅一个制动回路，或应激活所有可供使用的制动回路的子组。如果制动系统选出：选择哪个或哪些可供使用的制动回路。然后，所述制动回路被以如下方式选择，使得第一制动回路的激活次数与第二制动回路的激活次数的比例力求达到确定的比例。

根据制动系统的一种优选的实施方式，制动系统、并且尤其是控制单元具有存储系统，该存储系统存储有至少一个状态参量，所述状态参量在激活制动系统的仅一个制动回路时作为参数传递给决策算法，所述决策算法做出待激活的控制信号的选择。

但是，根据使用的上述方法，该单元优选地存储用于随机数或序列中的位置的至少一个基础和该序列。存储单元优选地存储其他数据，例如决策算法的可执行代码。

根据用于运行制动系统的方法的另一实施方式，选择待激活的制动回路的过程包括以下步骤：

生成随机数；

基于随机数选择待激活的制动回路，其中，针对制动回路激活的概率以如下方式选择，即产生确定的比例。

在此，随机数的生成优选包含将初始值从随机生成器的调用转交给随机生成器的下一调用。该过程可以被存储在存储系统中。

因此，可以产生例如在0至1之间的随机数。如果随机数小于确定的值，则激活第一制动回路。否则激活第二制动回路。

根据用于运行制动系统的方法的一种优选的实施方式，选择待激活的制动回路的过程包括以下步骤：

确定第一或第二制动回路的各个激活的序列，其中，该序列包括以确定的比例激活第一或第二制动回路，

确定所述序列中的位置的标识符，

基于标识符从序列中选择待激活的制动回路，

将标识符设定到序列中的下一位置，或者，如果标识符被设定到序列中的最后位置，将标识符设定到序列中的第一位置。

因此，例如，对于第一制动回路的激活次数与第二制动回路的激活次数的比例，应当寻求1.5的固定比例。因此，这可以通过如下序列来实现，该序列分别三次激活第一制动回路，然后两次激活第二制动回路并且然后再次从头开始。为此，在存储系统中存储：制动系统、即判定算法在该序列中位于哪个位置处。该数值在每次激活之后被向前进1，并且在序列完全执行之后再次被设置到起始值。

根据用于运行制动系统的方法的一个优选的实施方式，该方法还包括一个或多个如下步骤：

响应于检测到所述行驶体超速，通过所述制动系统来截停所述行驶体，

在驱动装置关断时将行驶体驻停在楼层上，

在紧急停止情形下、特别是在停电、行驶期间打开竖井门或者检测到有差错的测量信号的紧急停止状况下，对行驶体进行制动并将其可靠地驻停。

制动系统可以用于截停行驶体，也就是说，如果检测到行驶体的超速，则制动系统以合理的减速度一直制动到停止，并且制动系统然后将行驶体可靠地驻停在该位置上。优选地，为此首先仅激活一个制动回路，以便将减速度保持得较小。只有在停住之后，所有的制动回路才被断开。这是有利的，因为制动器保持松闸通常消耗能量。

制动系统的另一功能可以是，在到达楼层后使行驶体安全地停在该楼层上并驻停在该楼层上。优选地，为此仅激活一个制动回路。只有在长时间停在一个楼层上时，才有利的是，所有制动回路的制动器合闸，以便节省能量。

制动系统可以用于在紧急停止情形下制动和保持行驶体。优选地，为此首先仅激活一个制动回路，以便将减速度保持得较小。只有在停住之后，所有的制动回路才被断开。这是有利的，因为制动器保持松闸通常消耗能量。

根据制动系统的一种优选的实施方式，致动器实施为液压缸，并且液压流体的液流用作控制信号。

换句话说，制动器中的致动器因此设计为液压缸。通过向连接控制单元和制动器的液压管路施加压力，活塞在制动器的壳体内移动。该运动与主弹簧单元相反地作用，由此松开制动器。

根据制动系统的优选实施方式，液压缸具有活塞，其中，活塞仅从一侧通过液压流体来操作。

这具有的优点是，仅一个液压管路必须被引导至制动器。这在制造和装配方面是更有利的。

根据制动系统的优选实施方式，每个制动器具有多个液压缸，所述液压缸在共同的壳体中分别具有各自的活塞。

这多个活塞可以更均匀地将力传递到制动衬片。此外，多个较小的缸体和活塞比一个大的活塞更有利于制造。

根据所述制动系统的一种优选的实施方式，制动回路包括两个制动器。

在此有利的是，第一或第二制动回路中的至少一个第一制动器和一个第二制动器布置在行驶体的相反侧上。与制动回路的所有制动器作用在轿厢的同一侧上的情况相比，由此在激活制动回路时产生的合力更靠近轿厢的重心作用。

根据制动系统的一个优选实施方式，确定的比例位于20：1和1.01：1之间，优选地位于9：1和1.1：1之间，特别优选地位于6：1和2.5：1之间，最优选地，所述比例是4：1。

有利的是，一个制动回路比另一个制动回路稍频繁地被激活，因为由此在频繁被激活的制动回路上能够识别出达到规定的使用寿命，而另一个制动回路总是还具有安全储备，因为其被不那么频繁地激活。在此，最佳的情况是，一个制动器(即其制动靴)比另一个制动器(即其制动靴)被致动得频繁4倍。由此，较少激活的制动靴达到其使用寿命的大约25％(＝1/4)。在这种情况下，该制动靴还总是足够可靠，以便也能承受很大的负荷。根据对制动衬片的安全性和材料选择的要求，在上述范围内的其他比例也可以证实为有利的。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节根据实施例的以下描述以及根据附图得出，在所述附图中相同的或功能相同的元件设有相同的附图标记。附图仅是示意性的并且不是按比例绘制的。

其中：

图1示出了具有制动系统的电梯系统，

图2示出了制动系统的液压线路图，

图3示出制动器，

图4示出了行驶体上的制动系统，

图5示出了行驶体部件，

图6示出了力求的比例的曲线。

具体实施方式

图1示出了具有制动系统10的电梯系统100。电梯系统100具有驱动器101和悬挂在承载机构63上的行驶体60。行驶体60具有制动系统10。制动系统10具有控制单元13和总共四个制动器20。在此，第一制动器41布置在第一制动回路11上，并且第二制动器42布置在第一制动回路11上。此外，第三制动器43布置在第二制动回路12上，并且第四制动器44布置在第二制动回路12上。在此，所有制动器20作用到轨道系统70上。制动回路41、43的第一制动器分别作用到第一轨道系统71上。制动回路的第二制动器分别作用到第二轨道系统72上。制动系统10能够以液压方式实施。

图2示出了如在图1中示出的液压的制动系统的示意图。

除了未示出的电子和电气部件之外，控制单元还具有储箱112、泵115、两个止回阀114和两个电磁阀113以及过压阀111。这两个液压管路32将控制单元连接至制动器20，即制动器41、42、43和44。

泵115持续地泵送液压流体31。两个制动回路11和12分别通过一个止回阀114被供给液压流体31。为了保持制动器合闸，相应的制动回路11或12的电磁阀113可以将液压流体31直接排放到储箱112中。由此在制动回路11或12中没有形成压力，并且制动器20保持合闸。为了闭合电磁阀113，必须在电磁阀113上施加电压。由此电磁阀113闭合并且在相应的制动回路中形成松开制动器20的液压压力。在此，液压流体挤压到作为致动器21的缸体30中的活塞33上。压力的形成导致制动器20逆着主弹簧单元22松闸制动器并且保持制动器松闸。过压阀111确保：即使当两个电磁阀113设置为使得液压流体31不会排放到储箱112中时，也不会被超过液压管路32中的最大允许压力。在这种情况下，液压流体31经由安全阀111排流到储箱112中。

制动衬片35在合闸方向29上合闸并且由此压到这里未示出的轨道系统的部件上。

在行驶期间，电磁阀113闭合，使得液压流体31将制动器20松闸。在接收或者产生用于激活仅仅一个制动回路11或者12的指令之后，所述决策算法选择制动回路11或者制动回路12。作为示例在此选择第一制动回路11。在第一制动回路11上现在打开电磁阀113，压力从第一制动回路11逸出。制动器41和42合闸并开始制动。第二制动回路12中的压力由于止回阀114而保持获得。并且制动器43和44因此保持在松闸状态。

图3示出图1的电梯系统的行驶体。液压管路32将控制单元13与制动器20连接。在此，分开的液压管路32对应第一制动回路11和第二制动回路2地分布。

如在之前的附图中那样，第一制动器布置在第一制动回路41上，并且第二制动器布置在第一制动回路42上。此外，第一制动器布置在第二制动回路43上，并且第二制动器布置在第二制动回路44上。

行驶体部件61被成形为顶板。图4示出了在施工现场被提供的行驶体部件。控制单元13、液压管路32和制动器20均固定到行驶体部件61上。如在图3和图4中示出的顶板元件特别好地适合作为行驶体部件61，以便将制动系统10安全地运送到施工现场上。然后，在施工现场将顶板与行驶体的其他部件组装，并且制动器20从其在行驶体部件61上的运送位置移动到其使用位置中。使用位置优选地沿侧向布置在行驶体60的旁边，优选地布置在行驶体的相反侧上。

图5示出了第一制动回路的激活次数和第二制动回路的激活次数之间的比例的曲线，以力求达到确定的比例。在此，在y轴上绘制了该比例的值。x轴上分布的是总激活的次数。随着激活次数的增加，比例50越来越趋近于所力求的确定的比例51。在开始时，与所力求的比例的偏差A可以较大。随着激活的次数x增加，这些偏差变得越来越小(B)。

最后要指出，如“具有”、“包括”等等的术语不排除其他的元件或者步骤，并且如“一”或者“一个”的术语不排除多个。此外，应当指出，参照上述实施例之一描述的特征或步骤也可以与上述其他实施例的其他特征或步骤组合使用。权利要求中的附图标记不应视为限制。