具有电梯监控装置的电梯竖井终端的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电梯竖井终端(1)的门框(14)，所述门框具有空腔(16)，在所述空腔中设置电梯监控装置(18、28、38、48)。所述电梯竖井终端(1)将建筑物的电梯竖井(11)与建筑物的楼层(9)分开。按照本发明，所述电梯监控装置(18、28、38、48)包括电梯控制单元(20)和至少一个能够连接到电梯马达(100)的功率电子单元(21、21A、21B)。
【专利说明】具有电梯监控装置的电梯竖井终端
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电梯竖井终端的门框，其中，在门框的空腔中设置电梯监控装置。【背景技术】
[0002]EP1518815A1公开了一种建筑物中的电梯竖井终端，具有固定在建筑物中的门框和可移动的门。电梯竖井终端将建筑物的电梯竖井与建筑物的楼层分开，其中，在门框的空腔内设置电梯监控装置。门框内的电梯监控装置的布置主要如下实现:电梯监控装置现今可以较小地构造且能耗以及所产生的热量可以减小，因此，比如不需要耗费空间的通风设备。如EP1518815A1公开的那样，电梯监控装置包括电梯控制举元和用于安装及保护电梯控制单元的机构。因此，电梯监控装置作为具有几个把手的整体构件能够被安装到电梯设备中。
[0003]电梯控制单元基本上包括一些组件，其针对电梯设备的控制和/或调节是必要的。此外，此类电梯控制单元可以包括电梯设备的服务和诊断所需的接口和输入模块以及用于供电的电源。
[0004]电梯设备的门框元件基于其尺寸不应该被明显看到且因此具有非常小的横截面。在现有的电梯设备中，该横截面的尺寸很少大于0.1mx0.15m。
[0005]在电梯设备中，其电梯马达大多设置在电梯竖井本身中。为了运行电梯马达，还需要功率电子设备，其通过电梯控制单元的控制信号来操控。设置在电梯竖井中的电梯马达通过功率电子设备与电网连接。大多数情况下，在此类电梯设备中，电梯监控装置位于电梯竖井终端的区域中。功率电子单元通常是变频器的部件，变频器大多在电梯竖井中设置在电梯马达附近。这是因为功率电子单元发热量较大。此外，功率电子单元的电场和/或磁场以及电波和/或磁波影响电梯控制单元。此外，在电梯竖井中，在功率电子单元与电网之间设置电磁接触器，其产生巨大的接通噪音。功率电子单元的扼流线圈也产生巨大的运行噪音，因此，由于这种噪音将功率电子单元优选设置在电梯竖井中。但这种设置方式需要较高的安装成本和材料消耗。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提出一种具有电梯监控装置的门框，其维护和监控简单且需要较小的安装成本和材料消耗。
[0007]该目的按照本发明通过具有电梯监控装置的门框以及通过具有按照本发明的门框的电梯竖井终端实现以及通过具有至少一个按照本发明的电梯竖井终端的电梯设备实现。
[0008]门框(其中设置按照本发明的电梯监控装置)的优选的改进通过各从属权利要求限定。
[0009]电梯竖井终端的门框具有空腔，在该空腔内设置电梯监控装置。电梯竖井终端将建筑物的电梯竖井与建筑物的楼层分开。按照本发明，电梯监控装置具有电梯控制单元和至少一个功率电子单元，其能够连接到电梯马达上。
[0010]空腔的设计取决于异型件横截面的选择，其具有门框元件。只要门框由管件形成，则空腔就设置在门框异型件的内部。如果门框由角件和/或U形件形成，则空腔的侧壁还可以通过建筑物的砌砖形成。为了使得维护更加方便，电梯监控装置通常安装在竖直的门框元件中或门柱中。空腔容积通过门框的较小的横截面限制在小于或等于0.lm*0.15m。
[0011]下面描述的缺点形成了偏见，即在本领域应该尽可能避免将功率电子单元集成在设置在门框的空腔中的电梯监控装置中。电梯监控装置的各电子构件、特别是功率电子单元的电子构件在门框的空间上狭小的空腔内的散热可能会导致这些电子构件以及电梯监控装置的其他电子构件的可靠性受到影响。比如这些电子构件可能会通过蓄热而产生过热且被损坏或者这些热量可能会导致这些电子构件在允许的工作温度外工作且这会导致信号处理中的故障。此外，对电梯设备的经营者、建筑物居住着以及使用者来说，接触器和扼流线圈的过大的运行噪音在其可在楼层上被听到时是非常不受欢迎的。
[0012]但将功率电子单元集成在电梯监控装置中的优点也是多方面的。首先，成本大大减小，因为仅需将马达的线缆与电梯监控装置连接以及将电梯监控装置与电网连接。此外，不需要电梯监控装置与电网之间的单独的供电管线，因为电梯监控装置的电源供给电梯控制单元和功率电子单元。其次，在电梯监控装置安装结束时就可以将电梯控制单元与功率电子单元相互进行协调和调节。此外，整个电梯监控装置可以在制造车间进行检测。这导致了可以取消安装、维修或养护电梯设备时耗费的调节工作。通过很少的手动操作就可以更换整个电梯监控装置且由此更换按照本发明的电梯控制单元和功率电子单元。
[0013]按照本发明，将功率电子单元集成到电梯监控装置中克服了如下技术偏见:功率电子单元的发热及其干扰辐射太大，从而不能与电梯控制单元设置在门框的空腔的狭小的空间内。由于热量通过合适的手段被导出到电梯竖井中且这些单元在利用周边的构件的情况下灵活地在电梯监控装置中相互设置，使得这种集成成为可能。此外，通过在利用周边的构件的情况下灵活地设置这些构件，使得在电梯竖井中存在的气流被用于导出热量。这种气流特别是通过一个或多个电梯轿厢和平衡重在电梯竖井中的运动产生。
[0014]热量的导出应该尽可能不通过门框本身实现，因为其否则会被加热。通过将热量导出到电梯竖井中，门框具有接近室温的温度且用户不会被加热的门框所影响。当然还可以将电梯控制单元的热量导出到电梯竖井中。
[0015]优选电梯监控装置还可以从电梯竖井接近。为此，门框可以在空腔的区域中具有向电梯竖井定向的开口。电梯监控装置具有主支架，在其上设置电梯控制单元和功率电子单元。在安装好的状态下，开口通过主支架封闭。该开口必须被封闭，从而不会有易燃气体渗入且在发生火灾时不会通过电梯竖井和门框中的开口扩散到楼层。特征“设置在主支架上”表示，该单元靠近主支架设置。因此，功率电子单元和电梯控制单元不必强制地位于主支架表面上。其可以借助于间距保持件与壁部连接或者比如通过固定在主支架上的安装角件以定义的间距平行于壁部保持。
[0016]将热量导出到电梯竖井中的第一种可能性在于，在主支架中设置至少一个穿通孔。通过这些穿通孔，当主支架安装在门框中时，功率电子单元、电梯控制单元的电子构件的冷却体或冷却系统的散热器伸入到电梯竖井中。为了防止易燃气体通过电梯竖井扩散，主支架的所述至少一个穿通孔通过伸过的冷却体、散热器或通过密封元件被气密地封闭。[0017]将热量导出到电梯竖井中的第二种可能性在于，功率电子单元、电梯控制单元的电子构件的至少一个冷却体或冷却系统的冷却器与主支架导热连接且其热量传递到主支架上。主支架本身具有较高的导热能力且包括冷却肋，当主支架安装在门框中时，冷却肋面向电梯竖井定向。为了使得热量不传递到面向楼层的门框部分上，可以在面向楼层的门框部分的接触面与主支架之间设置绝缘材料、比如隔热的、环围开口的边缘的密封装置。电子构件的冷却体或冷却系统的冷却器可以具有任何形状，其适用于将热量传递到主支架上。比如冷却体或冷却器可以具有平的、光滑的接触面，其通过合适的固定机构压到主支架的平的、光滑的接触面上。在冷却体和散热器穿过主支架伸出的情况下，冷却体或冷却器当然还可以具有伸入电梯竖井的冷却片。
[0018]在本发明中，冷却系统被理解为一种设备，其设置在空腔中且有助于将电梯监控装置的电子构件的热量传输到主支架上以及传输到穿过主支架伸出的散热器上。优选采用尽可能噪音小的冷却系统。此类冷却系统可以比如是热管、通过泵运行的冷却器循环或珀耳帖元件(Peltier-Element)。该珀耳帖元件可以比如利用电梯马达的制动能量运行，否则该能量通过制动阻力被消灭。当然，还可以向主支架集成连接到建筑物水网的穿流冷却系统，但其出于生态和经济上的原因意义不大。
[0019]由于主支架的冷却肋或冷却体及散热器的冷却片伸入电梯竖井中，其通过至少一个在电梯竖井中行驶的电梯轿厢的气流抓取且有效地冷却。为了更好地利用气流的冷却效应(气流的流动方向基本上在电梯竖井的纵向延伸上)，主支架的冷却肋或者冷却体或散热器的冷却片可以以合适的方式设计和布置。比如其可以在其纵向延伸上在相对于设置在电梯竖井中的电梯轿厢的运动方向1°至60°的角度下布置。
[0020]优选所述空腔具有导电的空腔壁，所述空腔壁是相互屏蔽电梯控制单元和功率电子单元的电场和/或磁场以及电波和/或磁波的部件。如果门框由导电管件制成，其已经满足这一要求。必要时，如果空腔的一侧通过建筑物的砌砖限定，则可以在空腔中设置屏蔽板和/或屏蔽膜。
[0021]相互屏蔽的部件表示，导电的空腔壁部有助于屏蔽其他单元的电磁干扰，但其并不是强制地完全实现。通过在主支架上灵活地设置电梯控制单元和功率电子单元还可以通过减小额外的屏蔽机构的数量。“单元”不是强制地指物理上的单元，比如功率电子单元还可以包括多个通过连接线相互连接且具有电子构件的印制电路板。因此，“单元”的概念涉及构件或一组构件的功能。相同地也适用于电梯控制单元或电源。
[0022]作为屏蔽机构可以采用比如导电的屏蔽盖、屏蔽罩、屏蔽壳体或至少一个空腔中间壁。功率电子单元和/或电梯控制单元可以完全通过被用作屏蔽机构的导电部件所包围。例外的可以是伸入冷空气通道的冷却体或散热器，其为了最佳的导热应该与冷空气流接触。当然，导电的壁部可以由钢板、铝或由导磁性较高的软磁镍铁合金制成或涂有这些材料。
[0023]在本发明的改进中，可以在主支架上设置如下产生热量的单元中的至少一个:
[0024]用于为电梯控制单元供电的电源(具有整流器的变压器)，
[0025]用于为电池供电的电源，
[0026]另一个功率电子单元，比如用于将电梯马达产生的电能反馈回电网。
[0027]当然，第二功率电子单元仅在第一功率电子单元不能反馈或其反馈的电能用于为电池充电的情况下才是必要的。因此，电梯马达的制动能量不是简单地借助于热电阻转化成热能，而是被利用。所有前述单元都同样在狭小的空腔中产生巨大的热量，从而其热量必须通过主支架或穿过主支架伸出的冷却体和/或散热器导向电梯竖井。
[0028]根据欧洲标准EN81 (其中，规定了用于电梯的设计和建造的安全条例)，需要两个独立的开关节段，从而中断电梯马达与电网之间的能量流。这些开关节段可以比如是接触器，其优选同样设置在门框的空腔内。相应地，电梯监控装置可以具有至少一个接触器，其设置在电网与功率电子单元之间。为了最小化至少一个接触器的接通噪音，电梯监控装置可以具有调节装置，其根据需接通的电流强度调节接触器的接通线圈的供给电压。
[0029]用于运行电梯马达的功率电子单元优选是电子的变频器的部件。原则上电子的(静态的)变频器的功率电子单元由整流器(其供给直流电流或直流电压中间回路)和由该中间回路供给的逆变器组成。此外，变频器还可以具有其他电子构件，比如用于操控逆变器从而产生其初始频率的脉冲宽度调制装置、用于保存数据的存储模块、用于供给另一个电子构件的电源等等。
[0030]该中间回路由用于滤波直流电压的电容器和用于去干扰的电感线圈组成。这里，既可以采用不可控也可以采用可控的电桥作为整流器。中间回路的供给在采用可控的电桥的情况下还可以利用主动的功率因数校正(PFC)实现。逆变器仅利用功率电子开关(可控的电桥)工作。功率电子开关主要是晶体管，如金属-氧-半导体-场效应晶体管(MOSFET)，绝缘栅双极晶体管(IGBT)或开关可控硅(集成门极换流晶闸管，IGCT)。所产生的输出电压的高度及其频率可以在较大的极限内调节。
[0031]为了能够制动，简单的变频器具有所谓的制动断路器，其将过盈的能量从中间回路导向制动电阻且在那里转化成热量。否则，中间回路的电压会上升且毁坏电容器。
[0032]但还有更加昂贵、能够反馈的变频器，其能够将容纳的制动功率返回到电网。此夕卜，存在直接变频器(所谓的矩阵变频器)，其中，能够通过半导体开关将每一电网相位直接与负荷的每一相位连接。因此，舍弃了具有相同大小的中间回路。但具有晶体管的直接变频器仅能够产生小于输入频率的输出频率。相反，具有多个IGBT的中间回路变频器和直接变频器还可以产生大于输入频率的输出频率。直接变频器同样能够进行反馈。
[0033]变频器在马达管线上产生较强的电子干扰信号，其不仅可能干扰其他用电器，而且还会导致在马达中的上升的绝缘材料负荷。马达管线必须为了避免干扰辐射总是被屏蔽。作为补救办法还可以在变频器与电梯马达之间提供所谓的正弦滤波器。此类正弦滤波器与电网滤波器的区别在于其较低的极限频率和较高的可承载负荷。
[0034]如果变频器能够在两个旋转方向上将能量从中间回路向马达以及在制动时还向回、向中间回路传输，其被称作四象限工作。由于中间回路通过其结构仅能够将一定的能量无破坏地保存，则必须采取用于减小保存的能量的措施。通常在廉价的变频器中所采取的一个变型是，将电能利用已经提到的制动断路器(其通过电开关接通)转换成热能。但在能量较大时，该方法出于生态学上(比如经济上)的原因是不推荐的。制动断路器的热量还大到使得其不能安装在门框的空腔内。因此，针对本发明特别适用于能够反馈的变频器。其能够将能量从中间回路传输回电网。所有种类的具有能够反馈的变频器的马达还可以在交变的转速的情况下作为发电机工作。这特别是对于自动扶梯和移动步道的驱动装置是有意义的。[0035]替代第二接触器，按照EN81所要求的、在电网与电梯马达之间的两个分离点可以通过接触器且通过阻止马达一侧的IGBT实现。接触器设置在电网与变频器之间，马达一侧的IGBT设置在中间回路与电梯马达之间。为了确保间隔，接触器的状态通过强制引入的辅助触头询问且马达一侧的IGBT的操控脉冲被阻止。这种功能不通过硬件一方的安全元件，而是通过软件一方的故障测试来检测(EN81测试)。
[0036]还可以完全放弃使用接触器。为了实现该目的，可以利用功率电子开关、优选中间回路IGBT来调节或控制变频器的直流电压回路。为此，采用信号发生器的脉冲宽度调制信号。现在，替代设置在变频器与电源之间的接触器可以采用中间回路IGBT来中断能量流。如EN81所要求的那样，两个分离点通过阻止中间回路IGBT且通过阻止马达一侧的IGBT来实现。为了确保双重的分隔，首先测量且监控中间回路IGBT上的电压和/或穿过中间回路IGBT的电流以及阻止所有IGBT的(中间回路的和马达一侧的)操控脉冲。通过相应设计的变频器替代接触器针对本发明具有如下突出的特点:
[0037]较高的可靠性或接触安全性，因为与接触器不同，没有触头被粘连，
[0038]没有接通噪音，
[0039]复杂程度减小的布线(功率和精细布线)，
[0040]简化EMV设计，IGBT可以在中间回路中直接集成到印制导线中，
[0041]更小的空间需求，
[0042]更小的能量需求和由此产生的更小的发热量。
[0043]另一个干扰噪音源可能是扼流线圈。其金属芯通常由金属芯板组成，金属芯板夹紧成叠片组。但这种夹紧在扼流线圈比如被加载交流电时，不足以防止这些金属芯板的相互间的振动。为了尽可能小地保持门框中的噪音，电梯监控装置可以具有至少一个其金属芯板相互焊接或金属芯板之间的间隙填充有塑料浇注物质的扼流线圈。
[0044]建筑物的电梯竖井终端如上所述具有固定在建筑物中的具有空腔的门框，在空腔中设置具有按照本发明集成的功率电子单元或集成的变频器的电梯监控装置。在门框上还引导可移动的门，其也属于电梯竖井终端。建筑物的电梯设备具有至少一个电梯竖井终端，其具有按照本发明的电梯监控装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]下面，借助于示例且参照附图详细阐述按照本发明的电梯竖井终端及其按照本发明的门框。其中，
[0046]图1在三维视图中示出了具有门框的电梯竖井终端和按照本发明的电梯监控装置，其设置在门框的空腔中；
[0047]图2在三维爆炸图中示出了图1中的门框的第一实施方式的门柱件(其形成空腔)以及按照本发明的电梯监控装置；
[0048]图3在从电梯竖井向楼层观察的三维视图中示出了门框，其门柱包括图2示出的第二实施方式的门柱件和电梯监控装置，其中，热量向电梯竖井的导出既通过主支架也通过散热器实现；
[0049]图4在部分截面图中示出了安装在门框的空腔中的电梯监控装置的第三实施方式，其中，热量的导出仅通过主支架实现；[0050]图5在部分截面图中示出了安装在门框的空腔中的电梯监控装置的第四实施方式，其中，热量的导出仅通过穿过主支架伸出的冷却体和散热器实现；
[0051]图6示出了第一实施方式中的分离点-变频器的原理示意图；
[0052]图7示出了第二实施方式中的分离点-变频器(其能够反馈)的原理示意图。
【具体实施方式】
[0053]图1示出了电梯设备的电梯竖井终端I，其可以由电梯设备的用户在楼层9上看至|J。没有进一步示出的建筑物(电梯设备位于该建筑物中)具有建筑物壁10，该建筑物壁限定由虚线示出的电梯竖井11。
[0054]电梯竖井11由电梯竖井终端I与楼层9分开。电梯竖井终端I具有竖井门，该竖井门基本上由两个门翼12.1、12.2和门框14组成。门翼12.1、12.2可水平移动，具体地，在图1示出的垂直空间坐标系的X轴的方向上移动，该坐标系还具有Y轴和Z轴。门框14具有三个门框元件，即两个侧部的竖直门框元件14.1、14.2(其形成门柱且平行于Z轴定向)和上部的水平门框元件14.3 (其平行于X轴定向)。
[0055]通过竖直的门框元件14.1，在其内部形成空腔16。竖直的门框元件14.1具有多个门柱壁，特别是外前部门柱壁16.1和外侧部门柱壁16.3。在当前的实施例中，外前部门柱壁16.1与由X轴和Z轴形成的平面平行且外侧部门柱壁16.3与由Y轴和Z轴形成的平面平行。外前部门柱壁16.1和外侧部门柱壁16.3面向楼层9。除了外门柱壁16.1和16.3外还可以存在内门柱壁，其结合图2和3详细描述。
[0056]外侧部门柱壁16.3具有外开口，其实现了接近空腔16。该外开口可以具有任意合适的尺寸，特别是其可以在侧部门柱壁16.3的大部分上延伸，如图1所示。当然，外开口还可以设计在外前部门柱壁16.1上。
[0057]外开口能够由盖子17封闭。如果电梯设备准备好运行或处于运行中，则盖子17安装在其运行位置中，在该运行位置中，盖子封闭外开口。如果电梯设备处于维护服务中，则盖子17处于其服务位置中，其中，其完全被卸下，即不与竖直的门框元件14.1接触。可替换的是，盖子17还可以借助于折页固定在门框元件14.1上。盖子17以其外表面优选平齐地置入外开口中，因此，盖子实际上防止破坏地固定且提供了外观上和谐的印象。当然，当不需要从楼层9的方向接近空腔16时，还可以弃用外开口和盖子17。弃用外开口和盖子17特别是在防火方面具有相应的优点。
[0058]外前部门柱壁16.1包括缺口，在该缺口中安装楼层指示牌31，其中，优选可以在电梯设备的所有楼层上使用相同的楼层指示牌31。当然，还可以在盖子17中置入楼层指示牌31。楼层指示牌31可以具有简单的上/下选择键、目的地呼叫控制装置、用户识别读取器、具有图形用户界面的触摸屏等等。
[0059]图2示出了图1的门框14的门柱件的三维爆炸图。已经在图1中描述的特征在这里具有相同的附图标记。在图2中，不是从楼层9观察，而是从电梯竖井11向门柱观察。因此，外前部门柱壁16.1位于后面。同样，楼层指示牌31可能够从后面看到。与外前部门柱壁16.1连接有外侧部门柱壁16.3且其外开口利用盖子17封闭。外前部门柱壁16.1借助于弯边(Abkantung)成形出内侧部门柱壁16.4。当如图1所示将门框14置入建筑物壁10的砌砖开口时，该内侧部门柱壁16.4定位到建筑物壁10的砌砖上。基于这种具有前述门柱壁16.1、16.3、16.4的结构设计(通过这种结构设计，门框14在门柱的区域中具有U形的横截面)，空腔16具有面向电梯竖井11的开口。这种开口或者说通过门柱件16.1、16.3和16.4形成的空腔16通过第一实施方式的电梯监控装置18的主支架16.2封闭。电梯监控装置18的所有其他部件在主支架16.2上的设置方式为，其在安装好的状态下位于空腔16内部。为了更好地观察，外侧部门柱壁16.3与主支架16.2连接且如箭头5所示枢转90。示出。
[0060]主支架16.2借助于绝缘材料16.5、16.6的条带与相邻的门柱壁16.3、16.4热连接。如果门柱壁16.1,16.3和16.4由具有较高铬含量的钢合金(所谓的不锈钢)制造时，不必采用绝缘材料16.5、16.6的条带，因为这种钢合金具有非常小的导热能力。
[0061]当电梯监控装置18必须更换时，其可以从电梯竖井11 一侧通过从门柱壁16.1、16.3和16.4松开主支架16.2而被完全拆除。为此，未示出的电梯轿厢可以行驶到两个楼层9之间的合适的高度上，从而使得操作人员能够在电梯轿厢的天花板上或在电梯轿厢的工作面上站立或蹲下来实施必要的作业。
[0062]电梯监控装置18基本上包括下列组件:
[0063]主支架16.2，
[0064]固定在主支架16.2上的电梯控制单元20，
[0065]固定在主支架16.2上的功率电子单元21，用于运行电梯马达(馈给以及必要时的反馈)，
[0066]可选的第二功率电子设备19，用于反馈由电梯马达产生的电能，
[0067]电源18.4，用于供给电梯控制单元20和/或电池18.8，
[0068]可选的用于冷却产生热量的单元20、21的冷却机构，其中，所述热量被导出到电梯竖井11中，
[0069]可选的一个或多个开关元件18.3，比如接触器，
[0070]固定机构，用于将主支架16.2安装到空腔16中，
[0071]线缆，用于供电且用于建立与楼层指示牌31的连接且用于与电梯马达连接，
[0072]可选的电子或电磁的盖子17监控机构，
[0073]以及可选的空腔16照明装置，
[0074]屏蔽机构，如屏蔽盖、屏蔽板或屏蔽罩，
[0075]用于紧急疏散的设备，比如电池18.8。
[0076]在有利的实施方式中，电梯控制单元20包括如下元件:
[0077]电梯控制装置的硬件和软件(比如具有逻辑元件和接口的主计算机)，
[0078]电信警报系统和/或内部通讯系统(比如用以能够中止服务呼叫或紧急呼叫)。
[0079]为了将所述热量导出到电梯竖井11中，可以采用不同的手段或机构。比如可以通过灵活地选择和布置单元20、21将其热量传输到主支架16.2上，主支架又将热量释放到电梯竖井11中的空气中。如果由于主支架16.2的受限的、面向空腔的面不能将所有产生热量的单元直接设置在主支架16.2上，则存在各种不同的可能性。这些可能性在图4和5的说明中详细阐述。如果主支架16.2作为平的板的冷却功率不够，可以设置冷却肋。在图2中示出的主支架16.2具有此类冷却肋16.8，其平行于主支架16.2的纵向伸展设置。所示的主支架16.2优选作为铝挤压异型件连同冷却肋16.8 一体成形。当然，冷却肋16.8还可以单独制造且借助于固定机构或材料配合地与主支架16.2连接。
[0080]图3示出了从电梯竖井11向楼层9观察的门框14的三维视图。门框14的门柱
14.1包括图2中示出的门柱件16.1,16.3,16.4、盖子17和第二实施方式中的电梯监控装置28。但在图3中仅能够看到外侧部门柱壁16.3、主支架26.2以及门柱14.1的盖子17。为了清晰起见，没有示出门翼，当没有电梯轿厢处于电梯竖井终端的区域中，门翼根据图1将楼层9与电梯竖井11分开。
[0081]相对于前述图2中的电梯监控装置18，电梯监控装置28具有基本上相同的、通过主支架26.2掩盖的单元(电梯监控单元、功率电子单元、电源等等)。图3所示的主支架26.2的区别仅在于其设计方式。
[0082]与图2不同，图3所示的冷却肋26.8以角度α设置在主支架26.2上。所示角度α大致为30°，但其还可以由于电梯竖井中的流动测试选取其他角度，比如在1°至60°之间。由于冷却肋26.8不是平行于主支架26.2的纵向伸展布置，电梯轿厢的气流可以更好地被利用，因为该气流基本上平行于主支架26.2的纵向伸展实现。因此基本上在竖直方向上流动的气流的空气被倾斜设置的冷却肋26.8折转且搅动。这导致了冷空气和热空气在冷却肋26.8的空隙中更好地混合且由此导致更好的冷却效果。此外，通过倾斜设置的冷却肋26.8混合后的、被加热的空气从主支架的区域中被折转且分布在电梯竖井11中。
[0083]与主支架26.2的纵向伸展平行设置的冷却片51是设置在空腔16中的冷却系统的一部分，其在图5中详细描述。
[0084]在图4中，在部分截面图中示出了在第三实施方式中安装到门框14的空腔16中的电梯监控装置38。其具有电梯控制单元20和功率电子单元21。电梯控制单元20设置在主支架36.2面向空腔16侧面上。其电路板20.1具有不同的电子构件，其中，一些电子构件20.3产生热量。这些电子构件20.3具有冷却体20.2，其与主支架36.2连接且热量通过热传导或者说热扩散传递到主支架上。为了成本低廉地且以简单的方式确保热传递，分别在主支架36.2上以及在冷却体20.2上设计平且光滑的接触面，这些接触面相互面对。
[0085]如图4所示，功率电子单元21可以被分配到不同的印制电路板21.1,21.2上，其中，其在运行中产生巨大热量的、“热”的电子构件21.3比如被聚集到第一印制电路板21.1上且其余的、“冷”的电子构件21.4被设置在第二印制电路板21.2上。当然，“冷”的电子构件21.4也具有内电阻，其导致功率消耗且由此导致发热。但这些电子构件21.4的发热量较小，使得该热量能够通过空腔16中的空气对流导出到门框元件上，这些门框元件基于其重量几乎不会被加热。第二印制电路板21.2可以任意地设置在空腔16中，而具有“热”的电子构件21.3的第一印制电路板21.1优选设置在主支架36.2上。当然，前述分布成两个或多个印制电路板也可以适用于电梯控制单元20。
[0086]如果在主支架36.2上存在太小的面，与主支架36.2间隔设置的第一印制电路板
21.1如图所示可以借助于冷却系统50与主支架36.2导热地连接。在图4中示出的冷却系统50是利用泵工作的冷却剂循环。该冷却系统50具有设置在主支架36.2上的冷却器52.1、具有泵52.4的始流52.2和回流52.3以及系统冷却体52.5。在系统冷却体52.5上设置第一印制电路板21.1。当然，功率电子单元21还可以设置在印制电路板上，其中，系统冷却体52.5可以在整个电路板上或仅在电路板的一些区域上延伸，在这些区域中设置“热”的电子构件。[0087]可以采用液体(如水或水-乙二醇-混合物)作为冷却剂52.6。但还可以在室温和正常压力下采用气态的材料，如丙烷、丁烷或氟-氯-碳氢化合物。在采用气体时，冷却剂循环可以被设计为具有节流板和压缩器的热泵，替代泵52.4。
[0088]在空腔内，还在系统冷却体52.5上设置电源18.4，其产生热量的电子构件同样由该冷却系统50冷却。传递到主支架36.2上的、电梯控制单元20和功率电子单元21以及电源18.4的热量通过热对流从主支架36.2传递到电梯竖井11中的空气中。为了提高交换面积，主支架36.2具有面向电梯竖井11定向的冷却肋16.8。
[0089]为了屏蔽电梯控制单元20和功率电子单元21，存在导电的屏蔽罩32、33，如其在图4中示例性地罩住电梯控制单元20和功率电子单元21。所有被用作屏蔽装置的机构都应该相互导电连接。优选其接地。
[0090]电梯监控装置38还具有至少一个单稳的继电器以及接触器75，其设置在电网90与用于运行电梯马达的功率电子单元21之间。为了减小所述至少一个接触器75的噪音，电梯监控装置38可以具有调节装置75.1，其根据需接通的电流强度调节接触器75的接通线圈的供电电压。
[0091]图5也在部分截面图中示出了安装在门框14的空腔16中的电梯监控装置48的第四实施方式，其中，其主支架46.2具有穿通孔65、66、67，第二功率电子单元19的冷却体40.2和冷却系统60的散热器62.1穿过这些穿通孔伸出。第二功率电子单元19被用于将由电梯马达产生的电能反馈回电网。第二功率电子单元19的电路板71完全覆盖穿通孔66、67，从而使得空腔16气密地与电梯竖井11隔开。此外，在第二功率电子单兀19的电路板71上示出了具有金属芯69的扼流线圈68，金属芯的金属芯板相互焊接或者金属芯板之间的间隙填充塑料浇注物质。
[0092]散热器62.1和冷却体40.2都具有冷却片51。电梯监控装置48的其他构件在构造上几乎与图4的电梯监控装置38相同，因此，针对这些构件采用相同的附图标记。在图5的实施例中，电子构件的热量的导出不通过主支架46.2，而是直接通过冷却体40.2和散热器62.1 (其冷却片51伸入电梯竖井11)实现。冷却体和散热器特别是通过空气流冷却，该空气流在电梯竖井11中通过电梯轿厢13的运动产生。在图5中示出的冷却系统60是热管(Heat-pipe)。热管具有系统冷却体62.5，其通过连接管62.2与散热器62.1连接。在系统冷却体62.5中设置液体62.6，其通过功率电子单元21和电源18.4的电子构件的热量的作用被蒸发。相应的蒸汽62.4穿过连接管62.2向散热器62.1上升且在散热器62.1的较冷的内壁上冷凝成冷凝滴62.3，其中，通过蒸汽传输的热量输出到散热器62.1上。冷凝滴62.3在重力的影响下流回系统冷却体62.5。
[0093]在空腔16内还设置电池18.8，其通过电源18.4周期性地被充电。电池18.8被用于供给电梯监控装置48，从而在停电时保持一定的紧急功能。功率电子单元21是分离点-变频器且具有两个满足EN81的要求的分离点，如其在图6和图7中示意性示出且在下面描述的那样。因此，在电梯监控装置48的该实施方式中还不设置电机的开关元件，比如单稳的继电器或接触器。
[0094]电梯控制单元20通过电梯监控装置48的屏蔽罩32和导电的安装板70被保护不受到功率电子单元19、21的电场和/或磁场以及电波和/或磁波的影响。
[0095]在图6中示出了第一实施方式中的功率电子单元的原理图，其根据欧洲标准EN81具有两个分离点。在图6中示出的功率电子部件是分离点-变频器21A，其比如能够集成在图1-3以及图5中的电梯监控装置中，无需采用至少一个电机的开关元件。
[0096]如现有技术中公知的变频器那样，分离点-变频器21A也具有直流电压中间回路108。其通过电源滤波器101且通过三相交流电整流电桥102 (电网一端的功率半导体)与电网90连接。在电梯马达100与直流电压中间回路108之间设置具有IGBT的逆变器107，其将直流电压中间回路108的直流电转换成具有可变的频率的三相交流电。在直流电压中间回路108的正通路111与负通路112之间还设置两个滞流电容器103、106、具有平行电阻104的中间回路电容器以及制动断路器105，其借助于制动IGBT109接通。
[0097]按照EN81，需要两个独立的接通机构，用以中断供电网90向电梯马达100的能量流。在公知的现有技术中，这两个分离点通过设置在电源滤波器与三相交流电整流电桥之间的接触器且通过阻止逆变器IGBT实现。为了确保分离，接触器的状态通过强制引入的辅助触头询问且逆变器IGBT的操控脉冲被阻止。这种功能不通过硬件一方的安全元件，而是通过软件一方的故障测试来检测。此外，直流电压中间回路必须由前述类型的变频器定义地充电，从而使得滞流电容器(阻尼电容器)和中间回路电容器不会被毁坏。直流电压中间回路的充电通常借助于接通的前置电阻实现。在直流电压中间回路充电之后，该前置电阻直接通过接触器接通到电网中。
[0098]替代接触器，图6中的分离点-变频器21A具有功率电子开关、优选直流电压中间回路108中的中间回路IGBT110。其或者设置在正通路111中或者设置在负通路112中。在正通路111中和在负通路112中都可以设置中间回路扼流线圈114。直流电压中间回路108通过中间回路IGBT110的脉冲宽度调制的周期或频率在电压和/或电流上被调节或控制地定义地充电。在充电进程之后，中间回路IGBT110被持久地接通。相应地，取消了在现有技术中公知的、接通的前置电阻。如果中间回路IGBT110被阻止，则直流电压中间回路108以及能量流被中断。与逆变器107的马达一侧的IGBT的操控脉冲的阻止一起，存在EN81所要求的双重的能量流分离。
[0099]为了确保双重分离，测量中间回路IGBT110上的电压和/或穿过中间回路IGBT110的电流(不再存在能量流)，以及阻止逆变器107和直流电压中间回路108的所有IGBT的操控脉冲。可选地，可以针对每一个相位在逆变器107与电梯马达100之间设置电机扼流线圈113。
[0100]在图7中示出了第二实施方式中功率电子单元的原理图，其根据欧洲标准EN81具有两个分离点。在图7中示出的功率电子部件是能够反馈的分离点-变频器21B，也就是说，电梯马达100的制动能量和直流电压中间回路128的能量可以反馈回电网90。为此，在图7中示出的有反馈能力的分离点-变频器21B与图6中示出的分离点-变频器的区别在于，图7中的分离点-变频器具有两个逆变器122、127。第一逆变器122设置在电网滤波器101与直流电压中间回路128之间，第二逆变器127设置在直流电压中间回路128与电梯马达100之间。在直流电压中间回路128的正通路131与负通路132之间还设置两个滞流电容器103、106以及具有平行电阻104的中间回路电容器。通过这种反馈能力，不需要在直流电压中间回路128中设置制动断路器。
[0101]在图7中示出的、具有反馈能力的分离点-变频器21B也包括功率电子开关，优选直流电压中间回路128中的中间回路IGBT110。其可以设置在正通路131中或者设置在负通路132中。直流电压中间回路128通过中间回路IGBT110的脉冲宽度调制的周期或频率定义地充电。脉冲宽度调制的周期或频率在电压和/或电流上被调节或控制。在充电进程之后，中间回路IGBT110被持久地接通。相应地，取消了在现有技术中公知的、接通的前置电阻。如果中间回路IGBT110被阻止，则直流电压中间回路128以及能量流被中断。与第二逆变器127的马达一侧的IGBT的操控脉冲的阻止一起，存在EN81所要求的双重的能量流分离。通过阻止第一逆变器122的电网一端的IGBT的操控脉冲，甚至可以产生第三分离点。此外，可以针对每一个相位在第二逆变器127与电梯马达100之间还设置电机扼流线圈113且在电网滤波器101与第一逆变器122之间设置电网扼流线圈115。
[0102] 尽管本发明通过特殊实施例进行描述，但显然，在本发明的范畴内可以提出很多其他实施变型，比如通过将各实施例的特征相互组合和/或更换各实施例的功能单元。比如可以在所有实施例中将电梯控制单元和功率电子单元的电子构件的冷却体与主支架导热连接。当然，还可以使得冷却片如冷却肋一样在相对于主支架的纵向伸展的一定角度下设置。
【权利要求】
1.一种电梯竖井终端(I)的门框(14)，所述电梯竖井终端将建筑物的电梯竖井(11)与建筑物的楼层(9)分开，其中，在所述门框(14)的空腔(16)中设置电梯监控装置(18、28、38、48)，所述电梯监控装置(18、28、38、48)包括电梯控制单元(20)和至少一个能够连接到电梯马达(100)的功率电子单元(21、21A、21B)，其特征在于，在所述空腔(16)的区域中包括向电梯竖井(11)定向的开口，所述电梯监控装置(18、28、38、48)具有主支架(16.2、26.2、36.2、46.2)，在所述主支架上设置电梯控制单元(20)和功率电子单元(21、21A、21B)，其中，所述开口由所述主支架(16.2、26.2、36.2、46.2)封闭。
2.如权利要求1所述的门框(14)，其特征在于，在所述主支架(16.2,26.2,36.2,46.2)中设置至少一个穿通孔(65、66、67)，当所述主支架(16.2、26.2、36.2、46.2)安装在所述门框(14)中时，所述功率电子单元(21、21A、21B)和所述电梯控制单元(20)的电子构件(20.3)的冷却体(20.2,40.2)或冷却系统(60)的散热器(62.1)穿过所述穿通孔(65、66、67)伸入到电梯竖井(11)中，其中，所述主支架(16.2,26.2,36.2,46.2)的所述至少一个穿通孔(65、66、67)通过穿过的冷却体(20.2,40.2)、散热器(62.1)或通过密封元件气密地被封闭。
3.如权利要求1或2所述的门框(14)，其特征在于，所述功率电子单元(21、21A、21B)和所述电梯控制单元(20)的电子构件(20.3)的至少一个冷却体(20.2、40.2)或冷却系统(50)的冷却器(52.1)与所述主支架(16.2,26.2,36.2,46.2)导热地连接，所述主支架(16.2,26.2,36.2,46.2)具有较高的热传导能力且包括冷却肋(16.8,26.8)，当所述主支架(16.2,26.2,36.2,46.2)安装在所述门框(14)中时，所述冷却肋向电梯竖井(11)定向。
4.如权利要求2或3所述的门框(14)，其特征在于，所述冷却系统(50、60)是热管、利用泵工作的冷却剂循环或珀耳帖元件。
5.如权利要求2-4中任一项所述的门框(14)，其特征在于，所述主支架(16.2、26.2、36.2,46.2)的冷却肋(26.8 )或者所述冷却体(20.2,40.2)或所述散热器(62.1)的冷却片(51)在其纵向伸展上相对于设置在电梯竖井(11)中的电梯轿厢(13)的运动方向成1°至60°之间的角度设置。
6.如权利要求1-5中任一项所述的门框(14)，其特征在于，所述空腔(16)具有导电的空腔壁(16.1、16.2、16.3、16.4)，所述空腔壁是相互屏蔽电梯控制单元(20)和功率电子单元(19、21、21A、21B)的电场和/或磁场以及电波和/或磁波的部件。
7.如权利要求1-6中任一项所述的门框(14)，其特征在于，所述功率电子单元(19、21、21A、21B)和/或所述电梯控制单元(20)通过导电的屏蔽盖、屏蔽罩(32、33)、屏蔽壳体或通过至少一个空腔中间壁被屏蔽。
8.如权利要求1-7中任一项所述的门框(14)，其特征在于，还在所述主支架(16.2、26.2,36.2,46.2)上设置如下产生热量的单元中的至少一个: 用于为电梯控制单元(20)供电的电源(18.4)， 用于为电池(18.8)供电的电源(18.4)， 另一个功率电子单元(19)。
9.如权利要求1-8中任一项所述的门框(14)，其特征在于，所述电梯监控装置(18、28、38,48)具有至少一个接触器(75)以及具有调节装置(75.1)，所述接触器设置在电网(90)与所述功率电子单元(21、21A、21B)之间，所述调节装置根据需接通的电流强度调节所述接触器(75)的接通线圈的供电电压。
10.如权利要求1-9中任一项所述的门框(14)，其特征在于，所述功率电子单元(19、21、21A、21B)是变频器。
11.如权利要求10所述的门框(14)，其特征在于，是变频器(19、21、21A、21B)在直流电压中间回路中具有用于中断从电网(90)到电梯马达(100)的能量流的功率电子开关(110)。
12.如权利要求1-11中任一项所述的门框(14)，其特征在于，所述电梯监控装置(18、28、38、48)具有至少一个扼流线圈(68、113、114、115)，所述扼流线圈的金属芯板形成了金属芯(69)且被焊接或者所述金属芯板之间的间隙填充有塑料浇注物质。
13.一种建筑物的电梯竖井终端(I)，具有固定在建筑物中的、如权利要求1-12中任一项所述的门框(14)且具有可移动的门(12.1、12.2)。
14.一种建 筑物的电梯设备，具有至少一个如权利要求13所述的电梯竖井终端(I)。
【文档编号】B66B13/30GK103648956SQ201280032018
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年5月30日 优先权日:2011年5月30日
【发明者】罗曼·霍普, 曼努埃尔·泰克塞拉·平托·迪亚斯, 克里斯蒂安·吕蒂 申请人:因温特奥股份公司