在US5419414A中披露了一种具有在大楼的竖井内上下设置的轿厢的 电梯设备，所述轿厢相互独立地运行。每个轿厢具有一个驱动装置和一个 配重。所述轿厢通过作为提升机构的缆索与配重连接。驱动装置安装在竖 井的上方和对提升机构进行移动。由驱动控制装置用驱动控制信号对驱动 装置进行控制。轿厢位置检测传感器对轿厢位置进行检测和将轿厢位置信 号传递给轿厢控制装置。

本发明的第一个目的在于提出一种所述电梯设备的安全系统，所述安 全系统具有避免相互独立的在竖井内运行的轿厢之间碰撞的机构。
本发明的第二个目的在于提出一种电梯设备的安全系统，所述安全系 统具有机构，用于将轿厢在竖井内相互独立的运行限定在楼层门关闭的的 竖井范围内。
本发明的第三个目的在于提出一种电梯设备的安全系统，所述安全系 统具有机构，用于避免在竖井内相互独立运行的轿厢出现与竖井端碰撞的 现象。
采用已知的和经过验证的电梯结构实现所述目的。
实现本发明的目的的技术方案是：
一种电梯设备的安全系统，所述电梯设备用于输送大楼内的人员/物 品，具有至少两个上下设置的轿厢，所述轿厢在竖井内相互独立地运行， 为每个轿厢配备一个驱动装置，具有用于控制驱动装置的驱动控制装置， 和具有用于检测每个轿厢的位置的轿厢位置检测传感器，其特征在于，轿 厢位置检测传感器将轿厢位置数据传递给至少一个安全控制装置，竖井门 对通向竖井的入口进行关闭，闩锁装置对竖井门进行闩锁，闩锁状态检测 传感器对闩锁状态进行检测，闩锁状态检测传感器将闩锁状态数据传递给 安全控制装置，和安全控制装置根据轿厢位置数据和闩锁状态数据求出说 明每个轿厢可以安全运行的竖井范围的竖井范围数据。
一种具有安全系统的电梯设备的工作方法，所述电梯设备用于输送大 楼内的人员/物品，具有至少两个上下设置的轿厢，所述轿厢在竖井内相互 独立地运行，为每个轿厢配备一个驱动装置，具有用于控制驱动装置的驱 动控制装置，和具有用于检测每个轿厢的位置的轿厢位置检测传感器，其 特征在于，将轿厢位置数据传递给至少一个安全控制装置，竖井门对通向 竖井的入口进行关闭，闩锁装置对竖井门进行闩锁，对闩锁装置的状态进 行检测，将闩锁状态数据传递给安全控制装置，和安全控制装置根据轿厢 位置数据和闩锁状态数据求出说明每个轿厢可以安全运行的竖井范围的 竖井范围数据。
本发明涉及一种用于输送大楼内的人员/物品的电梯设备的安全系统 和一种具有安全系统的电梯设备的工作方法。多个轿厢在竖井内上下设置 运行，所述轿厢在竖井内相互独立地运行。每个轿厢被一驱动装置驱动。 至少一驱动控制装置通过驱动装置控制信号对驱动装置进行控制。
轿厢位置检测传感器对每个轿厢的位置进行检测和将轿厢位置数据 传递给至少一个安全控制装置。通过开启的竖井门可以进入竖井。闩锁状 态检测传感器对轿厢门的闩锁状态进行检测和将闩锁状态数据传递给安 全控制装置。
安全控制装置根据轿厢位置数据和闩锁状态数据求出说明每个轿厢 可以安全运行的竖井范围的竖井范围数据。
根据本发明，将轿厢位置数据和闩锁状态数据传递给安全控制装置， 所述安全控制装置根据这些数据求出轿厢可以安全运行的竖井范围。最好 轿厢安全运行的竖井范围是一个轿厢与接续的轿厢或与竖井端保持安全 间隔的在轿厢运行方向以正常的减速驶抵下一停靠楼层和停靠在该楼层 的竖井范围。最好安全控制装置将竖井范围数据传递给驱动控制装置，所 述驱动控制装置将竖井范围数据转换成驱动控制信号，以便使轿厢在分隔 开的竖井范围内进行运行和以便使轿厢在竖井门被闩锁的竖井范围内进 行运行。
最好轿厢位置检测传感器、闩锁状态检测传感器、安全控制装置和驱 动控制装置是安全系统的模块组件。所述组件通过数据总线相互联通。数 据总线的优点在于，一方面可以迅速地从安全控制装置和向安全控制装置 传递数据，和另一方面便于和分别有针对性地对轿厢位置和闩锁状态的传 感器进行控制。可以以非常有利的效费比实现这种迅速的联通和有针对性 的控制。而且这种模块化的安全系统便于安装和维护。
在第一实施方式中安全控制装置最好是一个中央单元。所述中央控制 单元对轿厢的所有轿厢位置数据进行接收，它还接收竖井门的所有闩锁状 态数据并将所有竖井范围数据传递给中央驱动控制装置。在第二实施方式 中安全控制装置最好由分散单元构成。对每个轿厢分别分配一个安全控制 装置和驱动控制装置。轿厢位置数据仅被传递给分配给轿厢的安全控制装 置。安全控制装置相互交换采集的轿厢位置数据。闩锁状态数据被传递给 所有的安全控制装置。竖井范围数据仅传递给分配给轿厢的驱动控制装 置。
驱动控制装置采用安全控制装置提供的竖井范围数据对驱动装置有 针对性地进行控制和避免竖井内轿厢出现碰撞、轿厢与竖井端出现碰撞和 轿厢驶过开启的竖井门。
最好安全控制装置对是否超过安全极限间隔进行监视。当超过安全极 限间隔时启动预定的安全措施。第一安全措施是对至少一个驱动装置进行 减速。另一安全措施是对至少一个驱动装置进行应急制动。另一个安全措 施是启动轿厢的至少一个应急制动装置。可以分级或组合地启用这些措 施。
最好安全控制装置利用有效性问询对传感器是否有效进行检查，从而 可以提高电梯设备的安全性。可以对传递给安全控制装置的传输误差进检 查。而且还可以以时间间隔周期地以测试的方式对其功能进行询问。
附图说明
下面将对照实施方式举例对本发明详细地加以说明。图中示出：
图1为电梯设备的第一实施方式的部分的示意图，所述电梯设备具有 两个在竖井内相互独立运行的轿厢和两个轿厢的中央安全控制装置；
图2为电梯设备的第二实施方式的部分的示意图，所述电梯设备具有 两个在竖井内相互独立运行的轿厢和分别为每个轿厢配备的一个安全控 制装置；
图3为根据图1的电梯设备的安全系统的部件的第一实施方式的示意 图，和
图4为根据图2的电梯设备的安全系统的部件的第二实施方式的示意 图。

大楼/竖井：图1和2示出用于在大楼30的楼层30.1至30.8之间进行人员 /物品输送的电梯设备10的两种不同的实施方式。电梯设备10具有至少一 部电梯，所述电梯最好安装在大楼30的竖井31内。专业人员可以任意选 用在大楼30内安装电梯的多种不同的方案。竖井可以仅在大楼内部分地 延伸，或者电梯可以无竖井地安装在大楼30的天井内或安装在大楼30的 外面。
轿厢：电梯具有至少一个轿厢2、2’，所述轿厢2、2’作为单轿厢或双轿 厢在垂直的运行方向上最好在一对导轨5、5’上运行。所述轿厢2、2’ 系指通常的和经过验证的通过导靴在导轨5、5’上运行的电梯轿厢。每个 轿厢具有至少一个轿厢门8、8’，通过所述轿厢门8、8’人员/物品可以进 入轿厢2、2’。基于对本发明的了解当然也可以采用在唯一一个导轨上或 甚至在两个以上的导轨上运行的轿厢。
驱动装置/提升机构：电梯设备10的每个轿厢2、2’具有一个驱动装置6、 6’。所述驱动装置最好涉及的是具有主动轮的主动轮驱动装置，所述驱动 装置通过提升机构4、4’将轿厢2、2’与配重3、3’连接。最好每个轿 厢2、2’通过至少一个提升机构4、4’与配重3、3’连接，所述提升机 构4、4’被主动轮通过摩擦配合驱动。如图1和2所示，轿厢2、2’和 配重3、3’设置在不同的高度上。提升机构4、4’可以具有任意的形状， 而且也可以由任意的材料构成。例如提升机构4、4’是一个圆形的缆索、 双缆索或皮带。例如提升机构4、4’至少部分由钢丝或聚酰胺纤维构成。 基于对本发明的了解，专业人员可以采用所有已知的和经验证的驱动装置 6、6’。例如可以采用无传动齿轮的驱动装置或具有传动齿轮的驱动装置。 而且也可以采用具有永磁铁、同步电机、异步电机或线性电机的驱动装置 6、6’。驱动装置6、6’可以如图1的实施方式所示固定设置在单独的机 房32内或如图2的实施方式所示直接固定设置在竖井31内。基于对本发 明的了解，专业人员可以对驱动装置的设置进行任意选择。例如驱动装置 6、6’如图1的实施方式所示设置在竖井31内基本相同的高度上导轨5、 5’的上端。最后驱动装置不必非得固定地设置，也可以可移动地位于轿 厢或配重上。
驱动控制装置：驱动装置6、6’被至少一个驱动控制装置16、16’控制。 在图1所示的实施方式中为两个驱动装置6、6’将具有至少一个计算单元 和至少一个存储器的中央驱动控制装置作为驱动控制装置16固定设置在 机房32内。在图2所示的实施方式中分别为每个驱动装置6、6’在竖井 31附近固定设置有一个具有至少一个计算单元和至少一个存储器的单独 的驱动控制装置16、16’。在存储器内存储有至少一个控制程序，计算单 元执行所述控制程序。另外驱动控制装置16、16’将驱动控制信号传递给 驱动装置6、6’，以便至少根据编程的运行曲线对驱动装置进行加速或制 动或固定保持。当然驱动控制装置也可以是可移动的，设置在轿厢或配重 上。而且中央驱动控制装置或对每个轿厢的多个驱动控制装置也可以采用 上述方式可移动地设置。
轿厢位置检测传感器：电梯设备10具有至少一个用于检测每个在竖井31 内相互独立运行的轿厢2的实时绝对位置的轿厢位置检测传感器21、21’。
根据图1所示的第一优选实施方式，在限速缆索12、12’上设置有编 码。每个轿厢2、2’具有限速缆索12、12’，所述限速缆索设置在竖井31 内轿厢2、2’的旁边和与轿厢2、2’机械固定连接。轿厢2、2’在竖井 内的上行和下行移动因此被传递到限速缆索12、12’上。出于明了起见在 图1中的轿厢2、2’与限速缆索12、12’之间的间隔不是按比例绘制的。 每个限速缆索12、12’与设置在机房32内的限速器14、14’机械连接。 限速器14、14’对轿厢2、2’的超速进行检测和在出现超速时启用至少 一个在下面加以说明的安全措施。一个设置在竖井井底的换向轮13、13’ 实现限速缆索12、12’的回程。在该第一实施方式中轿厢位置检测传感器 21、21’安装在机房32内的限速器13、13上。轿厢位置检测传感器21、 21’对在限速缆索12、12’上的诸如颜色编码等光学编码或磁编码进行译 码。可以由轿厢位置检测传感器21、21’或安全控制装置26、26’进行 译码。
对于专业人员来说，该第一实施方式不必非如此不可。轿厢位置检测 传感器21、21’也可以设置在竖井31内。当然专业人员也可以将编码设 置在每个轿厢2、2’的提升机构4、4’上和用轿厢位置检测传感器21、 21’对设置在提升机构4、4’上的编码进行检测。专业人员也可以在限速 缆索12、12’或提升机构4、4’上设置诸如球或钩等机械标记，由相应 设计的机械轿厢位置检测传感器21、21’对所述机械标记进行检测。例如 为每个缆索单位长度10cm设置一个标记。通过对标记的计数可以求出相 对于特定的已知的初始位置的轿厢2、2’的实时位置。通过轿厢位置检测 传感器21、21’或安全控制装置26、26’对标记计数。基于对本发明的 了解专业人员当然也可以确定较短或较长的缆索单位长度。
在图2所示的第二优选的实施方式，轿厢位置检测传感器21、21’系 指安装在轿厢2、2’上的磁传感器，所述磁传感器对一安装在竖井31内 的编码的高分辨率的磁带9扫描。磁带9上的编码被译码成轿厢2、2’的 实时绝对位置。通过轿厢位置检测传感器21、21’或通过安全控制装置 26、26’实现译码。例如在至少一个导轨5、5’的旁边成直线敷设，可以 采用高信息密度的磁带9。
而且对于专业人员来说，第二实施方式不必非如此不可。所述轿厢位 置传感器21、21’系指一种安装在轿厢2、2’上的光学传感器，所述光 学传感器对作为轿厢位置数据的竖井31内的任意的图形进行检测。在校 准运行时可以对作为一次轿厢位置数据的图形进行检测和存储。在电梯设 备工作时将实施检测的轿厢数据与存储的一次轿厢位置数据进行比较。可 以由轿厢位置检测传感器21、21’或由安全控制装置26、26’进行轿厢 位置数据的存储或比较。而且专业人员可以在竖井31内设置可以由相应 设计的机械的轿厢位置检测传感器21、21’检测的诸如球或钩等机械标记。 通过对标记的计数可以对照预定的已知的初始位置确定出轿厢2、2’实时 位置。可以由轿厢位置检测传感器21、21’或由安全控制装置26、26’ 进行对标记的计数。最后按轿厢2、2’上的轿厢位置检测传感器21、21’ 还可以检测出两个轿厢2、2’之间的相对距离。
最后专业人员可以将编码不设置在竖井的整个长度上或不对在竖井 31的整个长度上的图形进行检测或不设置在限速缆索12、12’或提升机 构4、4’的整个长度上。专业人员只对那些实际存在在竖井31内的轿厢 2、2’碰撞危险的或实际存在轿厢2、2’与竖井端碰撞的危险的范围内的 编码或图形进行设置或检测。对轿厢位置数据的采集最好连续地进行，例 如以每10毫秒的时间间隔定期进行。
竖井门/闩锁：在每个楼层30.0至30.8可以通过竖井门11.0至11.8进入竖 井。竖井门11.0至11.8可以是单侧开启的或双侧开启的门。竖井门11.0 至11.8是自动随机的设计；即一旦竖井门不被有源保持开启，将自动关闭。 除了对竖井门11.0至11.8关闭外，将对被关闭的竖井门11.0至11.8闩锁。 为此每个竖井门11.0至11.8具有一个闩锁装置18.0至18.8。当竖井门11.0 至11.8被关闭时，则闩锁装置18.0至18.8自动随机动作。因此不需要有 源的闩锁。基于对本发明的了解，专业人员在此可以采取多种方案。例如 出于对安全的考虑闩锁装置18.0至18.8的有益的设计应使竖井门仅被设 置在轿厢2、2’上的轿厢门8、8’去闩锁和开启或关闭和闩锁，或者可 以用专用的工具对竖井门去闩锁和用手推开。
闩锁状态检测传感器：每个竖井门11.0至11.8只具有一个闩锁状态检测 传感器20.0至20.8。闩锁状态检测传感器20.0至20.8对竖井门11.0至11.8 的闩锁装置18.0至18.8的状态进行检测。专业人员作为闩锁状态传感器 20.0至20.8可以采用诸如闩锁装置触点、微开关、诸如无线电频率识别 (RFID)传感器的感应传感器、电容传感器或光学传感器等电梯制造专业 人员公知的和经过验证的传感器。对闩锁状态数据最好连续进行，例如以 10毫秒的时间间隔定期进行。
安全控制装置/数据总线：如图3和4所示，设置有至少一个安全控制装置 26、26’，所述安全控制装置通过数据总线22获得轿厢位置检测传感器21、 21’采集的轿厢位置数据以及闩锁状态检测传感器20.0至20.8采集的闩 锁状态数据和所述安全控制装置通过数据总线22将竖井范围数据传递给 驱动控制装置16、16’。安全控制装置26、26’最好具有至少一个计算单 元和至少一个存储器。在存储器内存储有至少一个安全程序，由计算单元 执行安全程序。
安全控制装置26、26’对是否超过安全极限间隔进行监视。下面将对 所述间隔详细示出。当超过安全极限间隔时将启动预定的安全措施。第一 安全措施是对至少一个驱动装置6、6’进行减速。另一安全措施是对至少 一个驱动装置进行应急制动，即对至少一个驱动装置6、6‘启动掣停制 动。另一个安全措施是启动轿厢的至少一个应急制动装置。可以分级或组 合地启用这些措施。因此作为第一个安全措施启动减速。在进一步缩小安 全极限间隔时，作为进一步的安全措施可以附加启动应急制动。在更进一 步缩小安全极限间隔时，可以作为进一步的安全措施附加启动对轿厢的应 急制动。基于对本发明的了解专业人员当然也可以采取使轿厢掣停2、2’ 的其它方式。例如可以设置诸如盘式制动器的轿厢制动器。而且专业人员 也可以采取对提升机构进行制动的措施。
所述数据总线22涉及一种公知的和经过验证的信号总线。可以是建 立在电信号传递的或光信号传递的信号总线，例如以太网、令牌环网等。 另外也可以是无线网、红外网、雷达网、微波接力网等。可以任意选择诸 如双线、230/400VAC网、无线电、红外线、微波、光纤、互联网等传输 媒体。
因此安全系统由轿厢位置检测传感器21、21’、闩锁状态检测传感器 20.0至20.8、安全控制装置26、26’和驱动控制装置16、16’等部件构 成，所述部件通过数据总线22相互联通。安全系统的部件最好是总线模 块。一个模块是一个电子电路卡，具有至少一个数据存储器和至少一个计 算单元。最好数据总线22是LON-总线，其中总线模块可以以简单的方式 直接相互联通和编程。所述LON-总线是一种采用多个简单的总线节点实 现分散控制网络结构的技术。特别是在部件的各个计算单元之间可以直接 实现联通。LON-总线协议是控制信息的载体和部件的各个计算单元可以 直接地通过LON-总线被控制。可以利用逻辑连接对总线节点编程。LON- 总线可以具有任意的布图，可以是线状、环状、树状等结构。数据总线22 例如具有一种抽头的布图设计。
在图3所示的第一实施方式中，轿厢位置检测传感器21、21’和闩锁 状态检测传感器20.0至20.8被一中央安全控制装置26一起监视。中央安 全控制装置26将竖井范围数据传递给中央驱动控制装置。
在图4所示的实施方式中，每个轿厢2、2’具有一个安全控制装置 26、26’。由第一安全控制装置26对第一轿厢2的第一轿厢位置检测传感 器21进行监视。由第二安全控制装置26’对第二轿厢2’的第二轿厢位 置检测传感器21’进行监视。两个安全控制装置26、26’相互交换采集 的轿厢位置数据。由两个安全控制装置26、26’对闩锁状态检测传感器 20.0至20.8进行监视。第一安全控制装置26将竖井范围数据传递给第一 轿厢2的驱动装置6的驱动控制装置16和第二安全控制装置26’将竖井 范围数据传递给第二轿厢2’的驱动装置6’的驱动控制装置16’。
因此数据总线22可以实现两个重要的功能，即对数据的迅速的传递 和对安全系统的传感器是否有效进行问询。
有效性问询：安全控制装置26、26’的有益的设计应对轿厢位置数据或闩 锁状态数据进行评价，以便可以启动一个或多个预定的反应，特别是对故 障进行识别和定位、启动维护呼唤、掣停轿厢2、2’或在识别出轿厢2、 2’处于危险的相互接近的情况或竖井门11.0至11.8仍保持开启时启动与 状态适配的反应。
安全控制装置26、26’的有益的设计应能对轿厢位置数据或闩锁状态 数据进行评价，以便通过对多个数据包的评价对确定的传输误差进行修 正。
考虑到电梯设备10的安全，最好除了对竖井门11.0至11.8进行监视 外还对轿厢门8、8’进行监视；因此通过对竖井门11.0至11.8的信号与 轿厢门8、8’的信号是否吻合的检验可以得出闩锁状态检测传感器20.0 至20.8的功能是否正常的结论。
安全控制装置26、26’对传递的闩锁状态例如以如下方式进行评价， 每20毫秒的时间间隔定期对闩锁状态检测传感器20.0至20.8进行询问。 采用此方式可以非常迅速地检测出数据总线22或数据节点范围内的联通 中断。最好每个闩锁状态检测传感器20.0至20.8以较大的时间间隔周期 地，例如每8或24小时测试一次。为此相应的竖井门11.0至11.8被开启 和重新关闭或至少对触点进行控制(去闩锁/闩锁)，检查是否预期的闩锁 状态数据被传递给安全控制装置26。该测试可以在正常工作时通过开启和 关闭竖井门11.0至11.8进行。如果在预定的8或24小时的时间段内从未 驶抵一个楼层30.0至30.8，则出于对安全控制装置26、26’的测试目的启 动一次向该楼层30.0至30.8的测试运行(强制测试)。最好对安全控制装 置26、26’的所有测试进行监视、记录和存储在表格内。
安全竖井范围：安全控制装置26、26’为轿厢2、2’求出安全竖井范围， 所述安全控制装置根据这些数据求出轿厢可以安全运行的竖井范围，在所 述竖井安全范围内轿厢可以与接续的轿厢2、2’或与竖井端保持安全间隔 地在轿厢运行方向以正常的减速驶抵下一停靠楼层和停靠在该楼层。安全 竖井范围因此是那些不必启动其它的诸如应急制动，即启动停靠制动或轿 厢的应急制动等安全措施运行的竖井范围。为此在安全程序中存储有至少 一个运行曲线，根据所述曲线轿厢2、2’被驱动装置6、6’加速、制动 或保持。最好运行曲线具有三个范围，即一个加速范围，其中轿厢2、2’ 以预定的正常加速被加速、一个速度范围，其中轿厢2、2’以预定的正常 速度运行和一个制动范围，其中轿厢2、2’以预定的通常的减速被制动。 所述正常加速或正常减速系指乘客感觉舒适和可以接受的加速或减速。
安全间隔是轿厢2、2’的实时速度与运行方向的函数。轿厢2、2’ 以安全间隔运行，所述安全间隔等于在正常减速时的总制动距离。下面将 举例对此加以说明：
两个以正常速度上下设置运行的轿厢2、2’，其安全间隔等于在正常 减速时的两个完全的制动距离。
当第一轿厢2以正常的速度向停靠的第二个轿厢2’运行时，其安全 间隔等于在正常减速时的一个完全的制动距离。
当一个轿厢2、2’以正常的速度向竖井端或向开启的竖井门11.0至 11.8运行时，其安全间隔等于在正常减速时的一个完全的制动距离。
安全程序根据有关轿厢位置和栓锁状态的实时数据最好实时地为每 个轿厢2、2’求出安全竖井范围。基于对本发明的理解专业人员当然也可 以采用对安全间隔的其它定义。例如专业人员可以采用比通常的减速幅度 更大的减速，也可以采用应急制动，即启动掣停制动。