DE102019208664A1

DE102019208664A1 - Verfahren zum Betreiben einer Aufzuganlage und Steuerungssystem zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102019208664A1
Application number: DE102019208664.0A
Authority: DE
Inventors: Ronald Dietze; Bernd Altenburger
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Elevator AG
Current assignee: TK Elevator Innovation and Operations GmbH
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2020-12-17
Also published as: WO2020249362A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Aufzugsanlage, bei der ein Fahrkorb (1) oder mehrere Fahrkörbe (1) mit einer Nutzlast entlang wenigstens einer Führungsschiene (3) zwischen Stockwerken (10) verfahren werden. Dabei umfasst ein Fahrkorb (1) der Aufzugsanlage einen Lastenraum (5) mit einem Lastenraumboden (6). Bei einem Stockwerkshalt des Fahrkorbs (1) an einem Stockwerk (10) mit einem Stockwerksboden (11) tritt ein Versatz (13) zwischen Stockwerksboden (11) und Lastenraumboden (6) auf, wobei sich der Versatz bei einer Gewichtsänderung der Nutzlast während des Stockwerkhaltes verändert. Beim Verfahren wird vor dem Stockwerkshalt eine Prognose über eine Änderung des Versatzes erstellt und ein Haltepunkt (14) des Stockwerks (10) basierend auf der Prognose über die Änderung des Versatzes (13) dynamisch gewählt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Aufzuganlage, bei der ein Fahrkorb oder mehrere Fahrkörbe mit einer Nutzlast entlang mindestens einer Führungsschiene zwischen Stockwerken verfahren werden. Ein solcher Fahrkorb der Aufzuganlage umfasst einen Lastenraum mit einem Lastenraumboden. Der Lastenraum ist dabei insbesondere eine Kabine zur Beförderung von Personen.
Besonders relevant ist die Erfindung bei Aufzuganlagen mit einem Linearmotorantrieb. Bei einer solchen Aufzuganlage umfasst der Fahrkorb einen Schlitten zum Verfahren des Fahrkorbs entlang von Führungsschienen. Weiter umfasst ein solcher Fahrkorb ein an dem Schlitten angeordnetes Aufnahmemittel, das den Lastenraum aufnimmt.
Aufzugsanlagen mit einem Linearmotorantrieb, wobei der Primärteil des Linearmotors durch entsprechend ausgebildete Führungsschienen der Aufzugsanlage bereitgestellt wird und der Sekundärteil des Linearmotors durch den Schlitten des jeweiligen Fahrkorbs, der den Rotor des Linearmotors umfasst, bereitgestellt wird, sind im Stand der Technik beispielsweise aus der DE 10 2010 042 144 A1 oder der DE 10 2014 017 357 A1 bekannt.
Da bei einer Aufzugsanlage mit einem Linearmotorantrieb ein Fahrkorb üblicherweise geringere Lasten transportieren kann, als ein Fahrkorb bei einer Aufzugsanlage mit einem Seil- oder Riemenantrieb, gibt es Bestrebungen, die Fahrkörbe bei einer Aufzugsanlage mit einem Linearmotorantrieb, insbesondere den Lastenraum der Fahrkörbe, möglichst gewichtsparend zu gestalten. Da sich bei solchen gewichtsreduzierten Fahrkörben allerdings Schwingungen und Vibrationen beim Verfahren des Fahrkorbs verstärkt auf den Lastenraum übertragen, was insbesondere bei für den Personentransport vorgesehenen Fahrkörben unerwünscht ist, gibt es Bestrebungen den Lastenraum schwingungstechnisch gegenüber dem Schlitten des Fahrkorbs zu entkoppeln. Hierzu können insbesondere Federelemente vorgesehen werden, die zwischen Lastenraum und Schlitten angeordnet werden.
Problematisch beim Einsatz solcher Federelemente ist, dass sich bei einem Stockwerkshalt eines solchen Fahrkorbs bei einer Zuladungsänderung des Lastenraums ein Versatz zwischen dem Lastenraumboden und dem Stockwerksboden ausbilden kann oder sich ein bestehender Versatz zwischen Lastenraumboden und dem Stockwerksboden ändern kann. Bezogen auf den Stockwerksboden kann sich der Lastenraumboden bei einer Zuladungsreduzierung des Lastenraums nach oben heben und bei einer Zuladungserhöhung des Lastenraums nach unten senken. Der sich dabei ausbildende oder ändernde Versatz kann dabei dazu führen, dass Fahrgäste beim Betreten oder Verlassen des Lastenraums stolpern.
Das Problem, dass sich beim Stockwerkshalt ein Versatz zwischen dem Lastenraumboden und dem Stockwerksboden ausbildet, ist dabei von Aufzugsanlagen mit Linearmotor aus der DE 10 2016 217 016 bekannt. Unter anderem wird hier vorgeschlagen, Stellelemente unterhalb des Lastenraumbodens anzuordnen.
Der gleiche Effekt eines variablen Versatzes ergibt sich bei einem seilbasierenden Aufzug dadurch, dass die Seillänge ebenfalls vom Gewicht der Nutzlast abhängig ist. Beim Zusteigen von Fahrgästen erhöht sich beispielsweise das Gewicht der Nutzlast, sodass sich das Tragseil ein wenig verlängert und der Lastenraumboden daher ein wenig absackt. Dies wird konventionell dadurch korrigiert, dass der Fahrkorb mithilfe des Aufzugantriebs entsprechend nach oben verfahren wird. Diese Korrektur mithilfe des Aufzugsantriebs ist relativ aufwendig, da permanent die Größe des Versatzes gemessen werden muss und der Aufzugantrieb entsprechend angesteuert werden muss. Gleichzeitig ist ein Sicherheitsschaltkreis erforderlich, um zu verhindern, dass aufgrund einer Fehlfunktion der Aufzugantrieb zu große Bewegungen des Fahrkorbs verursacht. Eine unkontrollierte Bewegung des Fahrkorbs während eines Stockwerkhalts könnte zu einem Einklemmen oder einem Absturz von Fahrgästen führen. Bei Aufzügen mit Linearantrieb ist dieses zweite Problem noch verstärkt, da der Fahrkorb gewichtsreduziert und direkt mit dem Linearmotor verbunden ist. Bei einer fehlerhaften Ansteuerung des Linearmotors können unmittelbar sehr große Beschleunigungen des Fahrkorbs auftreten, die ein Sicherheitsrisiko darstellen.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Aufzuganlage bereitzustellen und insbesondere eine Lösung für die vorstehenden Probleme bereitzustellen, indem ein geringer Versatz zwischen Lastenraumboden und Stockwerksboden während eines Stockwerkhalts realisiert wird, ohne eine Nachregelung der Fahrkorbposition während des Stockwerkhalts vorzunehmen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Aufzuganlage bei der ein Fahrkorb oder mehrere Fahrkörbe mit einer Nutzlast entlang seiner Führungsschiene zwischen Stockwerken verfahren werden. Der Fahrkorb der Aufzugsanlage umfasst dabei einen Lastenraumboden mit einem Lastenraumboden. Beim Betreiben der Aufzuganlage tritt bei einem Stockwerkshalt des Fahrkorbs an einem Stockwerk mit einem Stockwerksboden ein Versatz zwischen Stockwerksboden und Lastenraumboden auf, wobei sich der Versatz bei einer Gewichtsänderung der Nutzlast während des Stockwerkhaltes verändert. Daher wird vor dem Stockwerkshalt eine Prognose über eine Änderung des Versatzes erstellt und ein Haltepunkt des Stockwerks wird basierend auf der Prognose über die Änderung des Versatzes dynamisch gewählt.
Als Haltepunkt eines Stockwerks wird eine bestimmte Höhenposition innerhalb des Gebäudes verstanden, an der der Fahrkorb anhält, um Fahrgäste an diesem Stockwerk einsteigen oder aussteigen zu lassen.
Unter einer dynamischen Wahl des Haltepunktes wird verstanden, dass der Haltepunkt zu einem Stockwerk nicht fest im Steuerungssystem abgelegt ist, sondern erst festgelegt wird, während der Fahrkorb auf dem Weg zu diesem Stockwerk ist. Dies bedeutet nicht, dass der Fahrkorb dabei schon in Bewegung sein muss. Sobald sich nach dem Ein- bzw. Aussteigen die Fahrkorbtür geschlossen hat, d.h. keine Laständerung mehr möglich ist, kann der Haltepunkt des nächsten Stockwerks festgelegt werden. Dies kann also noch während des Stillstandes am vorherigen Haltepunkt geschehen oder auf der Fahrt zum nächsten Haltepunkt.
Die dynamische Wahl des Haltepunktes hat den Vorteil, dass die Änderung des Versatzes bereits vorausschauend berücksichtigt werden kann. Der Haltepunkt kann auf diese Weise bei jedem Anfahren des Stockwerks neu so gewählt werden, dass während des Haltevorgangs durchgängig ein möglichst kleiner Versatz und damit eine möglichst kleine Stolperkante für einsteigende oder aussteigende Fahrgäste auftritt. Durch diese vorausschauende Berücksichtigung des Versatzes bei der Wahl des Haltepunktes kann auf eine Nachregelung der Fahrkorbposition während des Haltevorgangs verzichtet werden. Insbesondere wird der Haltepunkt derart basierend auf der Prognose über eine Änderung des Versatzes gewählt, dass der Lastenraumboden zu dem Stockwerksboden trotz der prognostizierten Versatzänderung durchgängig maximal einen Versatz von 10 mm aufweist. Bevorzugt wird der Haltepunkt derart basierend auf der Prognose über eine Änderung des Versatzes gewählt, dass der maximale Versatz zwischen Stockwerksboden und Lastenraumboden trotz der prognostizierten Versatzänderung während des Haltevorgangs (und damit während der Gewichtsänderung während des Haltevorgangs) minimal ist. Durch diese Wahl des Haltepunktes ist der Versatz während des Einsteigevorgangs und während des Aussteigevorgangs minimal und insbesondere kleiner als 10 mm, sodass die Stolpergefahr für die Fahrgäste minimiert ist.
Typischerweise treten beim Stockwerkshalt zwei größere Gewichtsänderungen der Nutzlast auf. Zunächst findet ein Ausstieg von Fahrgästen statt, was zu einer Reduktion der Gewichtskraft führt. Anschließend steigen wieder Fahrgäste zu, sodass sich die Gewichtskraft der Nutzlast wieder erhöht. Hieraus resultieren drei Zustände, die bei der Minimierung des Versatzes berücksichtigt werden müssen. Dies ist zum einen der Ausgangszustand der sich ergibt, wenn der Fahrkorb angehalten hat, ohne dass Fahrgäste den Fahrkorb verlassen haben oder zugestiegen sind. Zum anderen der Zustand nach dem Ausstieg von Fahrgästen und der Zustand nach dem nachfolgenden Einstieg von Fahrgästen. Wenn der Haltepunkt so gewählt ist, dass zu allen diesen drei Zeitpunkten der Versatz innerhalb des zulässigen Bereichs liegt (also betragsmäßig kleiner als 10mm ist), kann eine Stolpergefahr für die Fahrgäste sicher ausgeschlossen werden.
Bei einer Ausführungsform umfasst der Fahrkorb der Aufzugsanlage einen Schlitten zum Verfahren des Fahrkorbs entlang der wenigstens eine Führungsschiene und ein an dem Schlitten angeordnetes Aufnahmemittel, das den Lastenraum trägt. Dabei ist oder wird der Lastenraum gegenüber dem Schlitten zumindest beim Verfahren des Fahrkorbs schwingungstechnisch entkoppelt, sodass der Lastenraumboden eine Einrücktiefe aufweist, die vom Gewicht der Nutzlast abhängig ist, sodass sich die Einrücktiefe bei einer Gewichtsänderung der Nutzlast während des Stockwerkhaltes verändert, wodurch die Änderung des Versatzes bewirkt wird.
Bei dieser Variante wird bevorzugt der Schlitten bei dem Stockwerkshalt des Fahrkorbs an der wenigstens eine Führungsschiene ortsfest gehalten. Dies geschieht typischerweise mithilfe der Betriebsbremse.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Prognose über eine Änderung des Versatzes erstellt, indem zunächst eine Prognose über die Änderung der Gewichtskraft der Nutzlast erstellt wird und hieraus die Prognose über eine Änderung des Versatzes berechnet wird. Insbesondere wird zunächst basierend auf der Prognose über die Änderung der Gewichtskraft der Nutzlast eine Prognose über die Änderung der Einrücktiefe erstellt. Aus der Prognose über die Änderung der Einrücktiefe wird dann die Prognose über eine Änderung des Versatzes berechnet.
Bevorzugt umfasst die Prognose über eine Änderung des Versatzes eine erste Änderung des Versatzes während eines Aussteigevorgangs und eine zweite Änderung des Versatzes während des Einsteigevorgangs. In dem Fall, dass zunächst eine Prognose über die Änderung der Einrücktiefe erstellt wird, umfasst diese bevorzugt eine erste Änderung der Einrücktiefe durch eine Reduktion der Gewichtskraft bei einem Aussteigevorgang und eine zweite Änderung der Einrücktiefe aufgrund einer Erhöhung der Gewichtskraft bei einem nachfolgenden Einsteigevorgang. Beim Betrieb von Aufzuganlagen beobachtet man, dass die Fahrgäste sich typischerweise so verhalten, dass zunächst der Aussteigevorgangs stattfindet, dass also Fahrgäste den Fahrkorb verlassen, und anschließend der Einsteigevorgang stattfindet, bei dem sich die Anzahl der Fahrgäste im Fahrkorb wieder erhöht. Die beiden Szenarien Änderung beim Aussteigevorgang und Änderung beim nachfolgenden Einsteigevorgang bilden somit die maximalen Änderungen im Versatz (bzw. der Einrücktiefe) im Regelfall ab. Wenn für diese beiden Situationen sichergestellt ist, dass die Stolperkante innerhalb des erlaubten Bereichs bleibt, so gilt dies auch für jede Zwischensituation (z.B. Fahrgäste teilweise ausgestiegen oder teilweise eingestiegen).
Bei einer speziellen Ausgestaltung des Verfahrens wird die erste Änderung des Versatzes basierend auf einer Prognose über die Anzahl von aussteigenden Fahrgästen ermittelt und die zweite Änderung des Versatzes basierend auf einer Prognose über die Anzahl von einsteigenden Fahrgästen. In dem Fall, dass zunächst eine Prognose über die Änderung der Einrücktiefe erstellt wird, wird die erste Änderung der Einrücktiefe basierend auf einer Prognose über die Anzahl von aussteigenden Fahrgästen ermittelt und die zweite Änderung der Einrücktiefe basierend auf einer Prognose über die Anzahl von einsteigenden Fahrgästen ermittelt.
Die Verwendung der Anzahl der aussteigenden bzw. einsteigenden Fahrgäste hat den Vorteil, dass diese Informationen ohnehin im Steuerungssystem vorliegen. Da das Steuerungssystem einen Stockwerkshalt initiiert hat, liegt mindestens ein Ruf zu diesem Stockwerk vor. Weiterhin liegt dem Steuerungssystem die Information vor, ob es sich um einen Innenruf handelt oder um einen Außenruf. Bei einem Innenruf, d.h. ein Fahrgast innerhalb des Fahrkorbs hat das entsprechende Stockwerk angewählt, ist davon auszugehen, dass mindestens ein Fahrgast aussteigen wird. Bei einem Außenruf, d.h. ein Fahrgast in dem betreffenden Stockwerk hat seinen Fahrtwunsch übermittelt, ist davon auszugehen, dass mindestens ein Fahrgast einsteigen wird. Wenn mehrere Innenrufe oder Außenrufe vorliegen, erhöht sich die Anzahl der voraussichtlich einsteigenden oder aussteigenden Fahrgäste entsprechend. Somit kann das Steuerungssystem selbst bei einer derartig einfachen Aufzuganlage mit Innenrufen und Außenrufen eine Prognose über die Änderung der Fahrgastzahl beim geplanten Stockwerkshalt erstellen. Je nach Ausführung des Steuerungssystems sind verschiedene Varianten möglich, die die Genauigkeit dieser Prognose erhöhen. Bevorzugt weist das Steuerungssystem eine Zielrufsteuerung auf und die Prognose über die Änderung des Versatzes wird basierend auf den Informationen der Zielrufsteuerung erstellt. Bei der Zielrufsteuerung gibt jeder Fahrgast an einem Stockwerkterminal seinen Fahrtwunsch ab.
Im Gegensatz zum gewöhnlichen Außenruf umfasst dieser Fahrtwunsch nicht nur die gewünschte Fahrtrichtung, sondern zusätzlich das Zielstockwerk. Dies hat mehrere Vorteile für die Erstellung der oben genannten Prognose. Zum einen erhöht dies die Wahrscheinlichkeit, dass alle an einem Stockwerk wartenden Fahrgäste einen separaten Ruf abgegeben, da sie typischerweise unterschiedliche Zielstockwerke haben. Somit liegen dem Steuerungssystem verlässliche Informationen über die Anzahl der wartenden Fahrgäste vor, die beabsichtigen den ankommenden Fahrkorb zu betreten. Zum anderen hat auch jeder der im Fahrkorb befindlichen Fahrgäste vor dem Einsteigen einen entsprechenden Zielruf abgegeben. Daher ist dem Steuerungssystem für jeden der im Fahrkorb befindlichen Fahrgäste bekannt, an welchem Stockwerkshalt er auszusteigen beabsichtigt. Im Idealfall könnte das Steuerungssystem damit exakt angeben, wie viele Fahrgäste an jedem Stockwerkshalt einsteigen und aussteigen werden. In der Realität ergeben sich jedoch Ungenauigkeiten, beispielsweise da Fahrgäste einen Zielruf abgegeben, aber dann den Fahrkorb nicht betreten, oder einen Fahrkorb betreten, ohne vorher einen Zielruf abgegeben zu haben. Der zweite Fall tritt insbesondere dann auf, wenn mehrere Fahrgäste gemeinsam unterwegs sind und das gleiche Zielstockwerk haben. In diesem Fall gibt häufig lediglich einer der Fahrgäste ein Zielruf ab. Moderne Zielrufsteuerungen versuchen dieses Problem zu reduzieren, indem sogenannte Gruppenrufe möglich sind. Bei einem Gruppenruf gibt lediglich ein Fahrgast einen Zielruf ab, der zusätzlich die Anzahl der Mitreisenden umfasst. Selbstverständlich ist man auch bei dieser Variante auf die Mitarbeit der Fahrgäste angewiesen, sodass auch hier eine Unsicherheit verbleibt. Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Genauigkeit besteht darin, den Fahrkorb und/oder den Vorraum (das heißt den Bereich vor dem Zugang zum Aufzugschacht) mit einer Überwachungseinrichtung auszustatten. Die Aufzuganlage umfasst dann eine Vorraumüberwachung und/oder eine Fahrkorbüberwachung. In einem solchen Fall empfängt das Steuerungssystem Bildinformationen vom Fahrkorbinneren bzw. vom Vorraum. Mithilfe einer Personenerkennung ermittelt das Steuerungssystem aus diesen Bildinformationen die Anzahl der Fahrgäste im Fahrkorb bzw. die Anzahl der wartenden Fahrgäste im Vorraum. Auf diese Weise können zum Beispiel Gruppen von Fahrgästen identifiziert werden, die gemeinschaftlich fahren, aber lediglich ein Ruf abgegeben haben. All diese Informationen gleicht das Steuerungssystem miteinander ab, um eine verlässliche Prognose über die bevorstehende Änderung der Fahrgastzahl am nächsten Stockwerkshalt zu erstellen. Die Änderung des Versatzes bzw. die Änderung der Einrücktiefe wird dann basierend auf den Informationen aus der Vorraumüberwachung und/oder der Fahrkorbüberwachung erstellt.
Bei der Ermittlung der Änderung des Versatzes bzw. der Einrücktiefe aus der Änderung der Fahrgastzahl wird insbesondere als weiterer Input ein mittleres Fahrgastgewicht verwendet. Dieses kann beispielsweise im Steuerungssystem fest vorgegeben sein. Alternativ kann das mittlere Fahrgastgewicht auch individuell für jede Aufzuganlage im Steuerungssystem eingespeichert werden. Beispielsweise ist es sinnvoll ein erhöhtes mittleres Fahrgastgewicht anzunehmen bei Aufzuganlagen, die in Bereichen installiert sind, in denen die Fahrgäste typischerweise mit größerem Gepäck unterwegs sind (zum Beispiel Flughäfen, Bahnhöfe, Hotelanlagen). Bei einer weiteren Variante ermittelt das Steuerungssystem das mittlere Fahrgastgewicht in einem selbstlernenden Verfahren aus der Anzahl der einsteigenden und aussteigenden Fahrgäste (die wie oben beschrieben ermittelt werden) und den Messungen des Lastsensors. Bereits nach wenigen Tagen liegt dem Steuerungssystem auf diese Weise ein mittleres Fahrgastgewicht für diese Aufzuganlage vor.
Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens umfasst der Fahrkorb einen Lastsensor, der das momentane Gewicht der Nutzlast im Lastenraum misst. Dabei wird das momentane Gewicht bei der Erstellung der Prognose über eine Änderung des Versatzes berücksichtigt. Diese Variante hat den Vorteil, dass auch nichtlineare Zusammenhänge zwischen Gewichtsänderung und Versatzänderung berücksichtigt werden können. In vielen Fällen ist das Verhalten der Federelemente nichtlinear. In dem Fall hängt die Änderung der Einrücktiefe dann nicht nur von der Änderung der Gewichtskraft ab, sondern zudem vom momentanen Gewicht der Nutzlast im Lastenraum. Bevorzugt geht daher neben der Kennlinie und den zuvor prognostizierten Gewichtsänderungen auch das momentane Gewicht der Nutzlast im Lastenraum in die Prognose über die Änderung der Einrücktiefe und damit in die Prognose über die Änderung des Versatzes ein.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Steuerungssystem einer Aufzuganlage, das ausgebildet ist, ein zuvor beschriebenes Verfahren auszuführen. Dabei hat das Steuerungssystem die gleichen Vorteile, wie das zuvor beschriebene Verfahren.
Bei einer bevorzugten Variante des Steuerungssystems umfasst dieses einen Speicherbereich, in dem eine Kennlinie hinterlegt ist, die die Änderung des Versatzes in Abhängigkeit der Änderung der Gewichtskraft der Nutzlast angibt.
Bei einer weiteren Variante des Steuersystems umfasst dieses einen Speicherbereich, in dem eine Kennlinie hinterlegt ist, die die Einrücktiefe in Abhängigkeit der Gewichtskraft der Nutzlast angibt.
Bei einer anderen Variante des Steuerungssystems umfasst dieses ein Speicherbereich, in dem eine Kennlinie hinterlegt ist, die die Änderung des Versatzes in Abhängigkeit der Änderung der Anzahl der Fahrgäste im Lastenraum angibt.
Die oben beschriebenen Kennlinien können als Funktion oder als Tabellenwerte hinterlegt sein. Beide Varianten ermöglichen eine schnelle Berechnung der Versatzänderung bzw. der Änderung der Einrücktiefe.
Die Erfindung wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert; hierin zeigt

1 in einer vereinfachten schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäß ausgebildeten Fahrkorb in Seitenansicht;
2 in einer vereinfachten schematischen Darstellung einen Ausschnitt in vergrößerter Darstellung des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels; und
3 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Unter Bezugnahme auf 1, 2 und 3 wird ein Ausführungsbeispiel für ein vorgeschlagenes Verfahren zum Betreiben einer Aufzugsanlage beschrieben. 1 zeigt dabei eine schematische Darstellung eines Fahrkorbs 1. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von 1. In 3 ist dann ein Flussdiagramm des Verfahrens selbst dargestellt. Der in 1 gezeigte Fahrkorb 1 umfasst einen Schlitten 2 zum Verfahren des Fahrkorbs 1 entlang von als Teil eines Linearmotors ausgebildeten Führungsschienen 3 einer Aufzugsanlage. Der Schlitten 2 bildet dabei zusammen mit den Führungsschienen 3 einen Linearmotor der Aufzugsanlage, wobei die Führungsschienen 3 den Primärteil des Linearmotors bilden und der Schlitten 2 den Sekundärteil des Linearmotors bildet. Wie in 1 schematisch dargestellt, kann dabei vorgesehen sein, dass der Schlitten 2 Laufrollen 9 umfasst, mit welchen sich der Schlitten 2 gegen die Führungsschienen 3 abstützt. Beim Verfahren des Fahrkorbs 1 entlang der Führungsschienen 3 rollen die Laufrollen 9 dabei an den Führungsschienen 3 entlang. Der Schlitten 2 umfasst ferner eine Betriebsbremse 8, welche insbesondere dafür vorgesehen ist, bei einem Halt des Fahrkorbs 1 an einem Stockwerk 13, den Fahrkorb 1 ortsfest an den Führungsschienen 3 zu halten. Die Betriebsbremse 8 ist dabei vorteilhafterweise derart dimensioniert, dass diese insbesondere den Fahrkorb 1 auch bei voller Belastung hält, insbesondere auch dann, wenn der Linearmotorantrieb für den Fahrkorb 1 deaktiviert ist. In einer hier nicht dargestellten Ausgestaltungsvariante kann die Betriebsbremse auch seitens der Aufzugsanlage bereitgestellt werden.
Der in 1 beispielhaft dargestellte Fahrkorb 1 umfasst ferner ein an dem Schlitten 2 angeordnetes Aufnahmemittel 4, beispielsweise eine Haltevorrichtung, und einen von dem Aufnahmemittel 4 getragenen Lastenraum 5. Der Lastenraum 5 ist in Leichtbauweise gefertigt, insbesondere unter Nutzung von Leichtbaumaterialien, wie Karbon. In dem Lastenraum 5 werden dabei die von dem Fahrkorb 1 zu befördernden Lasten transportiert. Insbesondere kann der Lastenraum 5 eine Kabine für die Beförderung von Personen sein. Der Lastenraum 5 weist dabei einen Lastenraumboden 6 auf, welcher bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel fix mit dem Lastenraum 5 verbunden ist.
Zu dem dargestellten Zeitpunkt befindet sich der Fahrkorb 1 am Haltepunkt 14 des Stockwerks 10. Als Haltepunkt 14 eines Stockwerks 10 wird eine bestimmte Höhenposition innerhalb des Gebäudes verstanden, an der der Fahrkorb 1 anhält, um Fahrgäste einsteigen oder aussteigen zu lassen. Ein festgelegter Referenzpunkt 15 des Fahrkorbs 1 hat am Haltepunkt 14 eine vorbestimmte Höhe 16 zum Stockwerksboden 11. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, den Haltepunkt 14 für jedes Stockwerk 10 fest vorzugeben. Beispielsweise wird der Haltepunkt 14 bei der Installation der Aufzuganlage einmalig für jedes Stockwerk 10 eingemessen. Bei größeren Veränderungen (zum Beispiel bei Gebäudesetzung) konnte dann eine Korrektur der Haltepunkte 14 oder ein neues Einmessen der Haltepunkte 14 erfolgen. Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Erfindung der Haltepunkt 14 des Stockwerks 10 vor dem Stockwerkshalt dynamisch gewählt.
Weiter umfasst der in 1 als Ausführungsbeispiel dargestellte Fahrkorb 1 ein Federelement 7. Das Federelement 7 entkoppelt den Lastenraum 5 gegenüber dem Schlitten 2 schwingungstechnisch. Insbesondere ist das Federelement zusätzlich mit einer Dämpfung versehen, um auftretende Schwingungen zu dämpfen. In dem Fall handelt es sich dann um ein Feder-Dämpfungselement. Das Federelement 7 ermöglicht einen besseren Fahrkomfort, da Vibrationen nicht bzw. nur gedämpft auf den Lastenraum 5 übertragen werden. Allerdings führt die schwingungstechnische Entkopplung dazu, dass der Lastenraumboden eine Einrücktiefe 12 aufweist, die vom Gewicht eine Nutzlast im Lastenraum 5 abhängig ist. Im entlasteten Zustand, d.h. wenn sich keine Nutzlast im Lastenraum 5 befindet, ist das Federelement entspannt. Im entspannten Zustand ist das Federelement mit 7' gekennzeichnet und gestrichelt dargestellt. Der Lastenraumboden befindet sich in einer höheren Position und ist in dieser Position mit 6' gekennzeichnet und gestrichelt dargestellt. Beim Einbringen einer Nutzlast wird das Federelement 7' eingedrückt und wird zum Federelement 7. Entsprechend verschiebt sich der Lastenraumboden von der Position 6' zur Position 6. Die Höhendifferenz zwischen diesen beiden Positionen des Lastenraumbodens wird als Einrücktiefe 12 bezeichnet. Dabei ist die Einrücktiefe 12 umso höher je höher das Gewicht der Nutzlast ist. Mit dem optionalen Lastsensor 17 wird das momentane Gewicht der Nutzlast gemessen und an das Steuerungssystem 18 übermittelt.
Diese variable Einrücktiefe 12 führt dazu, dass der Versatz 13 zwischen Lastenraumboden 6 und Stockwerksboden 11 ebenfalls variiert. Der Versatz 13 kann positive Werte, negative Werte annehmen oder auch null betragen. Selbst wenn der Fahrkorb 1 bei jedem Stockwerkshalt am Stockwerk 10 exakt die gleiche Position einnimmt, kann sich ein unterschiedlicher Versatz 13 in Abhängigkeit des Gewichts der aktuellen Nutzlast im Lastenraum 5 ergeben. Zusätzlich kann sich der Versatz 13 während des Stockwerkshalts dadurch ändern, dass eine Gewichtsänderung der Nutzlast auftritt. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn Fahrgäste aussteigen oder einsteigen.
Der gleiche Effekt eines variablen Versatzes ergibt sich bei einem seilbasierenden Aufzug dadurch, dass die Seillänge ebenfalls vom Gewicht der Nutzlast abhängig ist. Beim Zusteigen von Fahrgästen erhöht sich beispielsweise das Gewicht der Nutzlast, sodass sich das Tragseil ein wenig verlängert und der Lastenraumboden 6 daher ein wenig absackt. Dies wird konventionell dadurch korrigiert, dass der Fahrkorb mithilfe des Aufzugantriebs entsprechend nach oben verfahren wird.
3 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Aufzuganlage. Hierbei ist zu beachten, dass in 3 eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens dargestellt ist. Viele der im Folgenden erläuterten Schritte sind als optional zu verstehen. Hierauf wird bei der Beschreibung auch explizit hingewiesen.
Im Ausgangszustand befindet sich der Fahrkorb bei der Anfahrt auf einem Stockwerkshalt. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist der exakte Haltepunkt für diesen Stockwerkshalt nicht fest vorgegeben, sondern wird erst jetzt festgelegt.
In einem ersten Schritt wird eine Prognose über die Änderung der Anzahl der Fahrgäste beim anstehenden Stockwerkshalt erstellt. Diese Prognose umfasst eine Prognose über die Anzahl der aussteigenden Fahrgäste und eine Prognose über die Anzahl der einsteigenden Fahrgäste. Für die Erstellung dieser Prognose werden die Informationen verwertet, die dem Steuerungssystem der Aufzuganlage bereits vorliegen. Da das Steuerungssystem einen Stockwerkshalt initiiert hat, liegt mindestens ein Ruf zu diesem Stockwerk vor. Weiterhin liegt dem Steuerungssystem die Information vor, ob es sich um einen Innenruf handelt oder um einen Außenruf. Bei einem Innenruf, d.h. ein Fahrgast innerhalb des Fahrkorbs hat das entsprechende Stockwerk angewählt, ist davon auszugehen, dass mindestens ein Fahrgast aussteigen wird. Bei einem Außenruf, d.h. ein Fahrgast in dem betreffenden Stockwerk hat seinen Fahrtwunsch übermittelt, ist davon auszugehen, dass mindestens ein Fahrgast einsteigen wird. Wenn mehrere Innenrufe oder Außenrufe vorliegen, erhöht sich die Anzahl der voraussichtlich einsteigenden oder aussteigenden Fahrgäste entsprechend. Somit kann das Steuerungssystem selbst bei einer derartig einfachen Aufzuganlage mit Innenrufen und Außenrufen eine Prognose über die Änderung der Fahrgastzahl beim geplanten Stockwerkshalt erstellen. Je nach Ausführung des Steuerungssystems sind verschiedene Varianten möglich, die die Genauigkeit dieser Prognose erhöhen. Bevorzugt weist das Steuerungssystem eine Zielrufsteuerung auf. Bei der Zielrufsteuerung gibt jeder Fahrgast an einem Stockwerkterminal seinen Fahrtwunsch ab. Im Gegensatz zum gewöhnlichen Außenruf umfasst dieser Fahrtwunsch nicht nur die gewünschte Fahrtrichtung, sondern zusätzlich das Zielstockwerk. Dies hat mehrere Vorteile für die Erstellung der oben genannten Prognose. Zum einen erhöht dies die Wahrscheinlichkeit, dass alle an einem Stockwerk wartenden Fahrgäste einen separaten Ruf abgegeben, da sie typischerweise unterschiedliche Zielstockwerke haben. Somit liegen dem Steuerungssystem verlässliche Informationen über die Anzahl der wartenden Fahrgäste vor, die beabsichtigen den ankommenden Fahrkorb zu betreten. Zum anderen hat auch jeder der im Fahrkorb befindlichen Fahrgäste vor dem Einsteigen einen entsprechenden Zielruf abgegeben. Daher ist dem Steuerungssystem für jeden der im Fahrkorb befindlichen Fahrgäste bekannt, an welchem Stockwerkshalt er auszusteigen beabsichtigt. Im Idealfall könnte das Steuerungssystem damit exakt angeben, wie viele Fahrgäste an jedem Stockwerkshalt einsteigen und aussteigen werden. In der Realität ergeben sich jedoch Ungenauigkeiten, beispielsweise da Fahrgäste einen Zielruf abgegeben, aber dann den Fahrkorb nicht betreten, oder einen Fahrkorb betreten, ohne vorher einen Zielruf abgegeben zu haben. Der zweite Fall tritt insbesondere dann auf, wenn mehrere Fahrgäste gemeinsam unterwegs sind und das gleiche Zielstockwerk haben. In diesem Fall gibt häufig lediglich einer der Fahrgäste ein Zielruf ab. Moderne Zielrufsteuerungen versuchen dieses Problem zu reduzieren, indem sogenannte Gruppenrufe möglich sind. Bei einem Gruppenruf gibt lediglich ein Fahrgast einen Zielruf ab, der zusätzlich die Anzahl der Mitreisenden umfasst. Selbst verständlich ist man auch bei dieser Variante auf die Mitarbeit der Fahrgäste angewiesen, sodass auch hier eine Unsicherheit verbleibt. Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Genauigkeit besteht darin, den Fahrkorb und/oder den Vorraum (das heißt den Bereich vor dem Zugang zum Aufzugschacht) mit einer Überwachungseinrichtung auszustatten. In einem solchen Fall empfängt das Steuerungssystem Bildinformationen vom Fahrkorbinneren bzw. vom Vorraum. Mithilfe einer Personenerkennung ermittelt das Steuerungssystem aus diesen Bildinformationen die Anzahl der Fahrgäste im Fahrkorb bzw. die Anzahl der wartenden Fahrgäste im Vorraum. Auf diese Weise können zum Beispiel Gruppen von Fahrgästen identifiziert werden, die gemeinschaftlich reisen, aber lediglich ein Ruf abgegeben haben. All diese Informationen gleicht das Steuerungssystem miteinander ab, um eine verlässliche Prognose über die bevorstehende Änderung der Fahrgastzahl am nächsten Stockwerkshalt zu erstellen.
In einem nachfolgenden Schritt wird die Prognose über die Änderung der Fahrgastzahl verwendet, um eine Prognose über die Änderung der Gewichtskraft der Nutzlast im Lastenraum des Fahrkorbs zu erstellen. Diese Prognose umfasst eine erste Prognose über die Reduktion der Gewichtskraft aufgrund der aussteigenden Fahrgäste und eine zweite Prognose über die Erhöhung der Gewichtskraft aufgrund der einsteigenden Fahrgäste. Als weiteren Input wird dabei ein mittleres Fahrgastgewicht verwendet. Dieses kann beispielsweise im Steuerungssystem fest vorgegeben sein. Alternativ kann das mittlere Fahrgastgewicht auch individuell für jede Aufzuganlage im Steuerungssystem eingespeichert werden. Beispielsweise ist es sinnvoll ein erhöhtes mittleres Fahrgastgewicht anzunehmen bei Aufzuganlagen, die in Bereichen installiert sind, in denen die Fahrgäste typischerweise mit größerem Gepäck unterwegs sind (zum Beispiel Flughäfen, Bahnhöfe, Hotelanlagen). Bei einer weiteren Variante ermittelt das Steuerungssystem das mittlere Fahrgastgewicht in einem selbstlernenden Verfahren aus der Anzahl der einsteigenden und aussteigenden Fahrgäste (die wie oben beschrieben ermittelt werden) und den Messungen des Lastsensors. Bereits nach wenigen Tagen liegt dem Steuerungssystem auf diese Weise ein mittleres Fahrgastgewicht für diese Aufzuganlage vor.
In einem nächsten Schritt wird eine Prognose über eine Änderung der Einrücktiefe des Lastenraumbodens erstellt. Diese beinhaltet insbesondere eine Prognose über eine Reduktion der Einrücktiefe durch die beschriebene Reduktion der Gewichtskraft beim Aussteigen und eine Prognose über eine Erhöhung der Einrücktiefe durch die Erhöhung der Gewichtskraft beim Einsteigen. Neben den zuvor prognostizierten Gewichtsänderungen geht in die Prognose über eine Änderung der Einrücktiefe die Kennlinie der Federelemente als weiterer Input ein. Diese ist in einem Speicherbereich des Steuerungssystems hinterlegt. Im einfachsten Fall zeigen die Federelemente ein lineares Verhalten, so dass die Änderung der Einrücktiefe proportional zur Änderung der Gewichtskraft ist. In diesem Fall umfasst die Kennlinie lediglich den Proportionalitätsfaktor. In vielen Fällen ist das Verhalten der Federelemente jedoch nichtlinear. Insbesondere hängt die Änderung der Einrücktiefe dann nicht nur von der Änderung der Gewichtskraft ab, sondern zudem vom momentanen Gewicht der Nutzlast im Lastenraum. Bevorzugt geht daher neben der Kennlinie und den zuvor prognostizierten Gewichtsänderungen auch das momentane Gewicht der Nutzlast im Lastenraum in die Prognose über die Änderung der Einrücktiefe ein. Das momentane Gewicht der Nutzlast im Lastenraum wird vom Lastsensor 17 gemessen und an das Steuersystem übermittelt.
Mit der Änderung der Einrücktiefe ergibt sich auch direkt die Änderung des Versatzes. Einrücktiefe und Versatz beziehen sich lediglich auf unterschiedliche Nullstellungen wie aus 2 deutlich wird. Die Einrücktiefe ist Null, wenn die Federelemente 7 entlastet sind. Dagegen ist der Versatz Null, wenn Lastenraumboden 6 und Stockwerkboden 11 exakt auf gleichem Niveau sind. Somit ergibt sich aus der Prognose über die Änderung der Einrücktiefe direkt die Prognose über die Änderung des Versatzes. Insbesondere erhält man aus der Prognose über eine Reduktion der Einrücktiefe beim Aussteigen von Fahrgästen die Prognose über eine erste Änderung des Versatzes während eines Aussteigevorgangs. Entsprechend ergibt sich aus der Prognose über eine Erhöhung der Einrücktiefe die Prognose über eine zweite Änderung des Versatzes während eines Einsteigevorgangs.
Um die physikalischen Zusammenhänge zu verdeutlichen, ist in den vorangehenden Absätzen genau erläutert worden, wie sich die Änderung eines Versatzes aus den realen physikalischen Größen (z.B. Federkennlinie, Gewicht des Fahrgastes, momentanes Gewicht der Nutzlast) ergibt. Selbst verständlich ist es ebenfalls möglich, dass das Steuerungssystem diese Berechnungen nicht immer erneut durchführt. Bei einem bestimmten momentanen Gewicht der Nutzlast ist die Änderung des Versatzes beim Zustieg einer bestimmten Personenzahl schließlich jedes Mal gleich. Daher können im Steuerungssystem entsprechende Kennlinien (z.B. als Tabellenwerte) hinterlegt sein. Diese können mit einer einmaligen Berechnung oder auch durch eine Messreihe ermittelt worden sein. Aus diesem Grund sind die entsprechenden zuvor beschriebenen Schritte als optional zu verstehen.
In einem abschließenden Schritt wird basierend auf der Prognose über die Änderung des Versatzes der Haltepunkt des Stockwerks dynamisch gewählt. Ziel ist es, während des Haltevorgangs durchgängig einen möglichst kleinen Versatz und damit eine möglichst kleine Stolperkante für einsteigende oder aussteigende Fahrgäste zu haben. Insbesondere wird der Haltepunkt so gewählt, dass der Versatz unmittelbar nach dem Anhalten, nach dem Aussteigevorgang und nach dem anschließenden Einsteigevorgang jeweils maximal 10 mm beträgt. In anderen Worten es gilt, dass der Versatz unmittelbar nach dem Anhalten kleiner als 10 mm ist, dass der Versatz nach der ersten prognostizierten Änderung des Versatzes (also nach dem Aussteigen) kleiner ist als 10 mm und dass der Versatz nach der zweiten prognostizierten Änderung des Versatzes (also nach dem anschließenden Einsteigen) ebenfalls kleiner ist als 10 mm. Bevorzugt wird der Haltepunkt derart gewählt, dass das Maximum des Versatzes dieser drei Situationen minimal ist.
Die in den Figuren dargestellten und im Zusammenhang mit diesen erläuterten Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend. Insbesondere sind die Darstellungen teilweise nicht maßstabsgetreu dargestellt. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit wurde von einer detailreichen Darstellung der Figuren abgesehen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrkorb
2: Schlitten
3: Führungsschienen
4: Aufnahmemittel
5: Lastenraum
6: Lastenraumboden
7: Federelement
8: Betriebsbremse
9: Laufrollen
10: Stockwerk
11: Stockwerksboden
12: Einrücktiefe
13: Versatz
14: Haltepunkt
15: Referenzpunkt
16: Höhe
17: Lastsensor
18: Steuerungssystem

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010042144 A1 [0003]
DE 102014017357 A1 [0003]
DE 102016217016 [0006]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Aufzugsanlage, bei der ein Fahrkorb (1) oder mehrere Fahrkörbe (1) mit einer Nutzlast entlang wenigstens einer Führungsschiene (3) zwischen Stockwerken (10) verfahren werden, wobei ein Fahrkorb (1) der Aufzugsanlage einen Lastenraum (5) mit einem Lastenraumboden (6) umfasst, und wobei bei einem Stockwerkshalt des Fahrkorbs (1) an einem Stockwerk (10) mit einem Stockwerksboden (11) ein Versatz (13) zwischen Stockwerksboden (11) und Lastenraumboden (6) auftritt, wobei sich der Versatz (13) bei einer Gewichtsänderung der Nutzlast während des Stockwerkhaltes verändert, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Stockwerkshalt eine Prognose über eine Änderung des Versatzes (13) erstellt wird und ein Haltepunkt (14) des Stockwerks (10) basierend auf der Prognose über die Änderung des Versatzes (13) dynamisch gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrkorb (1) der Aufzugsanlage einen Schlitten (2) zum Verfahren des Fahrkorbs (1) entlang der wenigstens einen Führungsschiene (3), ein an dem Schlitten (2) angeordnetes Aufnahmemittel (4) umfasst, das den Lastenraum (5) trägt, wobei der Lastenraum (5) gegenüber dem Schlitten (2) zumindest beim Verfahren des Fahrkorbs (1) schwingungstechnisch entkoppelt wird oder ist, so dass der Lastenraumboden (6) eine Einrücktiefe (12) aufweist, die vom Gewicht der Nutzlast abhängig ist, so dass sich die Einrücktiefe (12) bei einer Gewichtsänderung der Nutzlast während des Stockwerkhaltes verändert, wodurch die Änderung des Versatzes (13) bewirkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltepunkt (14) derart basierend auf der Prognose über eine Änderung des Versatzes (13) gewählt wird, dass der Lastenraumboden (6) zu dem Stockwerksboden (11) trotz der prognostizierten Änderung des Versatzes (13) durchgängig maximal einen Versatz (13) von zehn Millimetern aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prognose über eine Änderung des Versatzes (13) erstellt wird, indem zunächst eine Prognose über die Änderung der Gewichtskraft der Nutzlast erstellt wird und hieraus die Prognose über eine Änderung des Versatzes (13) berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Prognose über eine Änderung des Versatzes (13) eine erste voraussichtliche Änderung des Versatzes (13) während eines Aussteigevorgangs und zweite Änderung des Versatzes (13) während eines Einsteigevorgangs umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Änderung des Versatzes (13) basierend auf einer Prognose über die Anzahl von aussteigenden Fahrgästen ermittelt wird und die zweite Änderung des Versatzes (13) basierend auf einer Prognose über die Anzahl von einsteigenden Fahrgästen ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrkorb (1) einen Lastsensor (17) umfasst, der das momentane Gewicht der Nutzlast im Lastenraum (5) misst, und wobei das momentane Gewicht bei der Erstellung der Prognose über eine Änderung des Versatzes (13) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzuganlage ein Steuerungssystem (18) mit einer Zielrufsteuerung umfasst und die Prognose über die Änderung des Versatzes (13) basierend auf den Informationen der Zielrufsteuerung erstellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzuganlage eine Vorraumüberwachung und/oder eine Fahrkorbüberwachung umfasst und die Prognose über die Änderung des Versatzes (13) basierend auf den Informationen aus der Vorraumüberwachung und/oder Fahrkorbüberwachung erstellt wird.
Steuerungssystem einer Aufzugsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (18) ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9 auszuführen.
Steuerungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (19) einen Speicherbereich umfasst, in dem eine Kennlinie hinterlegt ist, die die Änderung des Versatzes (13) in Abhängigkeit der Änderung der Gewichtskraft der Nutzlast angibt.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 10-11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (18) einen Speicherbereich umfasst, in dem eine Kennlinie hinterlegt ist, die die Änderung des Versatzes (13) in Abhängigkeit der Änderung der Anzahl der Fahrgäste im Lastenraum (5) angibt.