电梯系统通常包括电梯安全系统，所述电梯安全系统被配置成用于监控和检查电梯系统的操作，以便在出现电梯系统的不安全状况的情况下停止电梯系统的任何进一步操作，尤其是电梯轿厢的任何移动。
电梯系统的不安全状况尤其可以包括其中人(尤其是机修工)进入井道以便维护和/或维修电梯系统的情形。
因此，有益的是提供一种可靠地确保在井道内工作的人的安全的电梯安全系统。此外，需要电梯安全系统不会不必要地限制电梯系统的操作，并且它可以容易且方便地操作。
本发明的示例性实施方案包括一种用于电梯系统的电梯安全系统，所述电梯系统包括可沿着井道移动的电梯轿厢，其中所述电梯安全系统包括：至少一个位置传感器，其被配置用于确定表示电梯轿厢在井道内的位置的位置值；极限设置单元，其被配置用于确定电梯系统的操作状态并且用于根据电梯系统的确定的操作状态来设置至少一个位置极限；以及比较单元，其被配置用于将位置值与位置极限进行比较，并且用于在位置值不符合至少一个位置极限的情况下确定电梯系统的不安全状况。
本发明的示例性实施方案还包括一种电梯系统，所述电梯系统包括：电梯轿厢，其可沿着井道移动；以及根据本发明的一个示例性实施方案的电梯安全系统。
根据本发明的一个示例性实施方案，一种监控电梯系统的方法，所述电梯系统具有可沿着井道移动的电梯轿厢，所述方法包括：确定电梯系统的操作状态并且根据电梯系统的操作状态来设置至少一个上部位置极限或下部位置极限；确定表示电梯轿厢在井道内的位置的位置值；将确定的位置值与位置极限进行比较；以及如果位置值超过至少一个上部位置极限或低于至少一个下部位置极限，则确定电梯系统的不安全状况。
本发明的示例性实施方案允许根据实际需要，尤其是与电梯系统的确定的操作状态相对应地设置电梯轿厢的位置的上部极限和/或下部极限。因此，本发明的示例性实施方案在没有不必要地限制电梯系统的操作的情况下可靠地确保在井道内工作的人的安全。电梯轿厢的位置的上部极限和/或下部极限可以与电梯系统的确定的操作状态相对应地自动设置。因此，电梯安全系统的使用和操作容易且方便，并且大大降低错误操作的风险。
下文参考附图描述本发明的示例性实施方案。
图1示出根据本发明的一个示例性实施方案的电梯系统的示意图；
图2是示出根据本发明的一个示例性实施方案的电梯安全系统的操作的流程图；以及
图3a到图3c示意性地示出三个不同的维护操作模式。
图1示出根据本发明的一个示例性实施方案的包括电梯安全系统的电梯系统2的示意图。
电梯系统2包括在多个楼层/层站6、8、9之间竖直地延伸的井道4。
提供通往井道4的进入口的层站门61、81、91和控制面板62、82、92分别布置在层站6、8、9中的每一个层站处。
电梯轿厢12和对应的对重14借助于张紧构件16可移动地悬挂在井道4内，允许电梯轿厢12和对重14沿着井道4在相反的方向上竖直地移动。
电梯轿厢12具有至少一个电梯轿厢门20和电梯轿厢控制面板22。
张紧构件16可以是绳、带或者绳/带的组合。张紧构件16在驱动轮18上延伸，所述驱动轮设在井道4的上部区域中。
图1描绘电梯轿厢12的简单1∶1悬吊。然而，技术人员将容易理解，根据本发明的示例性实施方案，电梯系统2中也可以使用诸如2∶1、4∶1、8∶1等不同的悬吊以及可以包括或可不包括对重14的类似悬吊。
驱动轮18由包括电动机的驱动机(未示出)驱动，因而形成曳引驱动。驱动驱动轮18的电动机由电梯控制器28基于根据乘客的请求而经由控制面板62、82、92、22提供的输入进行控制。也可设想除曳引驱动外的其他驱动机构，例如，线性驱动或液压驱动。
电梯轿厢12具有位置传感器25，所述位置传感器被配置用于提供位置值，所述位置值指示电梯轿厢12在沿着井道4移动时的当前位置。电梯轿厢12还可以具有速度传感器27，所述速度传感器被配置用于提供速度值，所述速度值指示电梯轿厢12在沿着井道4移动时的当前速度。
位置传感器25可以被配置成通过随着时间推移将由速度传感器27测量到的速度和/或由额外的加速度传感器(未示出)测量到的加速度进行积分来确定当前位置值。
可选地或另外地，位置传感器25可以与井道4的壁5和/或设在井道4的壁5处的标记24、26、64、84、94相互作用，以便确定电梯轿厢12在井道4内的当前位置。每次位置传感器25经过标记24、26、64、84、94中的一个时，位置传感器25尤其可以将通过随着时间推移对电梯轿厢12的速度和/或加速度进行积分而确定的位置值(重新)校准。
在图1所示的实施方案中，标记64、84、94分别安置在每个层站6、8、9处。额外的标记24分别靠近井道4的天花板11布置和布置在底坑10内，所述底坑在井道4的底部17形成。
然而，图1中示出的配置仅仅是示例性的。具体而言，没有必要在每个层站6、8、9处提供标记64、84、94。此外，分配给层站6、8、9的标记64、84、94可以设在与相应层站门61、81、91的顶部不同的位置。原则上，在井道4内的预先限定位置提供单个标记24、26、64、84、94以便每次电梯轿厢12经过所述标记24、26、64、84、94时(重新)校准位置信息可能就足够了。
由位置传感器25提供的位置信息可以借助于沿着井道4延伸的线缆(未示出)或借助于无线数据传输而传输到电梯控制器28。
电梯控制器28被配置用于基于由位置传感器25提供的位置信息通过驱动驱动轮18来控制电梯轿厢12沿着井道4的移动。
位置传感器25和可选的速度传感器27是电梯安全系统的部件。电梯安全系统还包括安全链40，所述安全链包括多个接触器42，所述接触器被配置用于监控电梯系统2的安全相关功能。电梯安全系统尤其被配置成在安全链40的接触器42中的至少一个打开的情况下停止电梯轿厢12的任何移动。
电梯安全系统还包括极限设置单元32和比较单元34。极限设置单元32和比较单元34可以集成在电梯控制器28中，如图1所示。在附图未示出的一个替代实施方案中，极限设置单元32和比较单元34可以与电梯控制器28分开地提供。
极限设置单元32被配置用于确定电梯轿厢12的当前操作状态并且用于根据确定的操作状态来设置至少一个位置极限。极限设置单元32可以被进一步配置用于根据确定的操作状态来设置速度极限。
比较单元34被配置用于将已经由位置传感器25确定的位置值与由极限设置单元32设置的位置极限进行比较。比较单元34被配置用于在确定的位置值不符合至少一个位置极限的情况下确定不安全状况。
比较单元34可以被进一步配置用于将已经由位置传感器25确定的速度值与由极限设置单元32设置的速度极限进行比较。比较单元34可以被配置用于仅在确定的速度值不符合速度极限的情况下确定不安全状况。比较单元34尤其可以被配置成在电梯轿厢12不移动的情况下确定没有不安全状况。
图2是示出根据本发明的一个示例性实施方案的电梯安全系统2的操作的流程图。图3a到图3c示意性地示出三个不同的维护操作模式200、300、400。
在第一步骤100中，确定电梯系统2的当前操作状态。尤其确定电梯系统2是处于正常操作模式600还是处于多个维护操作模式200、300、400中的一个模式。在接下来的步骤210、310、410、610中，根据电梯系统2的所述确定的操作状态来设置电梯轿厢12的位置的极限。
当人30意图在电梯轿厢12的顶部13上工作或者在电梯轿厢12内工作且通过电梯轿厢12的顶部13伸出时(见图3a)，激活第一维护操作模式200。在此第一维护操作模式200下，在步骤210中将限定井道4内的电梯轿厢12的最高允许位置的上部位置极限设置为小于正常操作期间的上部位置极限的值。这确保在电梯轿厢12的上方提供足够的空间，以便避免人30在电梯轿厢12的顶部13上工作或在电梯轿厢12内工作并且通过电梯轿厢12的顶部13伸出时被挤在电梯轿厢12的顶部13与井道4的天花板11之间。
当人30意图在电梯轿厢12下方，尤其是在井道的底坑10内工作时(见图3b)，激活第二维护操作模式300。在此第二维护操作模式300下，在步骤310中将限定井道4内的电梯轿厢12的最低允许位置的下部位置极限设置为大于正常操作期间的下部位置极限的值。这确保在电梯轿厢12的下方提供足够的空间，以便避免人30在电梯轿厢12下方，尤其是在底坑10内工作时被挤在电梯轿厢12的底部15与井道4的底部17之间。
当人30意图在电梯轿厢12下方，尤其是在井道的底坑10内工作并且同一人或另一人30意图在电梯轿厢12内或在电梯轿厢12的顶部13上工作时(见图3c)，激活第三维护操作模式400。
在此第三维护操作模式400下，在步骤410中将下部位置极限设置为大于正常操作期间的下部位置极限的值，从而确保在电梯轿厢12的下方提供足够的空间，以便避免人30在电梯轿厢12下方，尤其是在底坑10内工作时被挤在电梯轿厢12的底部15与井道4的底部17之间。另外，将上部位置极限设置为小于正常操作期间的上部位置极限的值，从而确保在电梯轿厢12的上方提供足够的空间，以便避免人30在电梯轿厢12的顶部13上工作或在电梯轿厢12内工作并且通过电梯轿厢12的顶部13伸出时被挤在电梯轿厢12的顶部13与井道4的天花板11之间。换言之，在第三维护操作模式400下，电梯轿厢12的允许移动范围在井道4的两端处，即，在下端(底部17)处以及在上端(天花板11)处减小。
如果电梯系统2没有处于任何维护操作模式200、300、400，而是处于正常操作模式600，那么上部位置极限和下部位置极限保持不变或在步骤610中设置为对应于正常操作模式600的它们的相应值。
在正常操作模式600下，设置上部极限和下部极限，以便电梯轿厢12不会碰撞井道4的底部17或天花板11。然而，在正常操作模式600下，不需要额外的空间来分别在电梯轿厢12与井道4的底部17或天花板11之间容纳人30。因此，在正常操作模式600下，允许电梯轿厢12移动到分别非常靠近井道4的底部17或天花板11的位置。
在下一步骤500中，基于由位置传感器25提供的信息来检查电梯轿厢12的当前位置。
在如由位置传感器25确定的电梯轿厢12的当前位置处于已经在先前步骤210、310、410、610中的一个步骤中设置的预先限定的范围内的情况下，电梯系统2处于安全状况并且电梯系统的操作继续(步骤530)。
然而，如果电梯轿厢12的当前位置不在预先限定的范围内，那么电梯系统2可能处于不安全状况，危及在电梯轿厢12下方、在电梯轿厢12内或在电梯轿厢12上方工作的人30的健康。
在附图未示出的一个简单的实施方案中，电梯安全系统可以被配置成每当确定电梯轿厢12的当前位置不在预先限定的范围内时便停止电梯轿厢12的任何进一步移动。
然而，在图2所示的实施方案中，在确定电梯轿厢12的当前位置不在预先限定的范围内的情况下，评估由速度传感器27提供的信息，以便检查电梯轿厢12是否在移动，并且如果确定电梯轿厢12在移动，那么确定移动的方向(步骤520)。
在电梯轿厢12不在移动的情况下，人30没有风险并且正常操作继续(步骤530)。
如果电梯轿厢12在移动，但在移出“禁区”，即，电梯轿厢12在向上移动，当确定安置在下部极限下方时，或者电梯轿厢12在向下移动，当确定安置在上部极限上方时，那么也不存在人30被电梯轿厢12碰撞或挤压的风险。因此，在这种情况下，电梯系统2的操作也继续(步骤530)。
然而，如果确定电梯轿厢12进一步移动进入“禁区”，即，电梯轿厢12在向下移动，当确定安置在下部极限下方时，或者电梯轿厢12在向上移动，当确定安置在上部极限上方时，那么在电梯轿厢12下方、在电梯轿厢12内或在电梯轿厢12上方工作的人30被移动的电梯轿厢12碰撞和/或挤压的风险相当大。
因此，在这种情况下，接触器40中的至少一个打开(步骤540)，从而断开安全链42并且阻止电梯轿厢12的任何进一步移动。
在电梯系统2的正常操作和维护操作期间，图2所示的步骤连续地重复，即，在到达步骤530之后，所述过程以确定电梯系统2的当前操作状态(步骤100)从头开始。
下文列出一些可选的特征。这些特征可以在具体实施方案中单独地或与任一其他特征组合地实现。
根据一个实施方案，当确定电梯系统的不安全状况时，可以停止电梯轿厢的任何移动。为了停止电梯轿厢的任何移动，可以断开电梯系统的安全链。断开电梯系统的安全链导致电梯轿厢立即停止。这可靠地防止在电梯轿厢的顶部上或在电梯轿厢下方的人被电梯轿厢碰撞或挤压。
根据一个实施方案，电梯系统的操作状态可以包括正常操作状态和至少一个维护操作状态。至少一个维护操作状态可以包括其中人进入或伸进井道中的状态。因此，在至少一个维护操作状态下，需要适当的措施以便确保人在进入井道时的安全。
在正常操作状态下，分别将限定电梯轿厢的允许最高位置的上部位置极限和/或限定电梯轿厢的允许最低位置的下部位置极限设置为对应于正常操作状态的预定值。
根据一个实施方案，至少一个维护操作状态可以包括当人意图在电梯轿厢内或在电梯轿厢的顶部上工作时被激活的第一维护操作模式。在所述第一维护操作模式下，可以将限定电梯轿厢的允许最高位置的上部位置极限设置为小于正常操作期间的上部位置极限的值。这确保在电梯轿厢的上方提供足够的空间，以便避免当电梯轿厢向上移动时，在电梯轿厢的顶部上工作或在电梯轿厢内工作且通过电梯轿厢的顶伸出的人被挤在电梯轿厢的顶部与井道的天花板之间。
根据一个实施方案，至少一个维护操作状态可以包括当人意图在电梯轿厢下方，尤其是在井道的底坑内工作时被激活的第二维护操作模式。在此第二维护操作模式下，可以将限定电梯轿厢的允许最低位置的下部位置极限设置为大于正常操作期间的下部位置极限的值。这确保在电梯轿厢的上方提供足够的空间，以便避免当电梯轿厢向下移动时，在电梯轿厢下方，尤其是在井道的底坑内工作的人被挤在电梯轿厢的底部与井道的底部之间。
根据一个实施方案，至少一个维护操作状态可以包括当人意图在电梯轿厢下方，尤其是在井道的底坑内工作并且同一人或另一人意图在电梯轿厢内或在电梯轿厢的顶部上工作时被激活的第三维护操作模式。
在此第三维护操作模式下，可以将下部位置极限设置为大于正常操作期间的下部位置极限的值，以用于确保电梯轿厢的上方有足够的空间，以便避免在电梯轿厢下方，尤其是在底坑内工作的人被挤在电梯轿厢的底部与井道的底部之间。另外，可以将上部位置极限设置为小于正常操作期间的上部位置极限的值，以用于确保电梯轿厢的上方有足够的空间，以便避免在电梯轿厢的顶部上工作或在电梯轿厢内工作并且通过电梯轿厢的顶伸出的人被挤在电梯轿厢的顶部与井道的天花板之间。
根据一个实施方案，电梯安全系统还可以包括速度传感器，所述速度传感器被配置用于确定表示电梯轿厢在井道内的移动的速度和方向的速度值。另外，比较单元可以被配置用于仅在速度值超过预定速度极限的情况下确定电梯系统的不安全状况。这避免在电梯轿厢没有移动或仅以较慢速度移动但没有对在井道内工作的人造成任何危险的情况下确定电梯系统的不安全状况。
根据一个实施方案，比较单元可以被配置用于在上限位置被超过或下限位置被降低的情况下，仅在电梯轿厢被命令在预定方向上，尤其是在会相应地增加电梯轿厢的位置与已超过的上部位置极限或已降低的下部位置极限之间的差异的方向上移动的情况下确定电梯系统的不安全状况。因此，如果电梯轿厢进一步移动进入“禁区”，减小人可用的空间，则中断电梯系统的操作，但是如果电梯轿厢移动远离人，则不中断电梯系统的操作，因为这样的移动没有危及人。
尽管已经参考示例性实施方案描述了本发明，但本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变并且等效物可以代替其元件。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以做出很多更改，以便使具体情况或材料适应本发明的教示。因此，本发明不意图限于所公开的具体实施方案，而是本发明包括落入权利要求书的范围内的所有实施方案。
参考标号
2电梯系统
4井道
5井道的壁
6、8、9楼层/层站
10底坑
11井道的天花板
12电梯轿厢
13电梯轿厢的顶部
14对重
15电梯轿厢的底部
16张紧构件
17井道的底部
18驱动轮
20电梯轿厢门
22电梯轿厢控制面板
24标记
25位置传感器
26标记
27速度传感器
28电梯控制器
30人
32极限设置单元
34比较单元
40安全链
42接触器
61、81、91层站门
64、84、94标记
100确定电梯轿厢的当前操作状态
200第一维护操作模式
210设置用于第一维护操作模式的位置极限
300第二维护操作模式
310设置用于第二维护操作模式的位置极限
400第三维护操作模式
410设置用于第三维护操作模式的位置极限
500检查电梯轿厢的当前位置
510确定电梯系统处于安全状况
520检查电梯轿厢的移动的速度和方向
530继续电梯系统的正常操作
540确定电梯系统处于不安全状况/打开安全链
600正常操作模式
610设置用于正常操作模式的位置极限