Elektromotorische Antriebsanordnung mit Erstfehlersicherheitssystem
Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Antriebsanordnung mit Erstfehlersicherheitssystem für Möbel insbesondere für Krankenhaus- und Pflegebetten, bestehend aus einer Stromversorgung, mindestens einem Motor, einer Leistungsschalteinheit, mindestens einer Handbedienung, einer Kontrollbox und einer Steuerung mit einem Überwachungsblock.
Derartige Antriebsanordnungen sind bekannt, zum Beispiel aus der DE 19647836, die redundante Tastenkontakte der Bedienungseinheiten und zwei in Reihe geschaltete Leistungsstellglieder beschreibt .
Weiterhin zeigt die DE 19715642 eine Handbedienung mit unterschiedlichen Sensoren, die auf Eigenschaften des Bedieners reagieren und nur dann Funktionen des Antriebs ausführen lassen, wenn der Bediener die Handbedienung benutzt.
Als nachteilig zeigt sich bei den bekannten Anordnungen, dass zum Teil nur einzelne Komponenten erstfehlersicher ausgelegt sind, jedoch nicht das Gesamtsystem.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebsanordnung mit einem Erstfehlersicherheitssystem zu schaffen, welches ein hohes Maß an Sicherheit gemäß der geltenden Normen durch Redundanz und zusätzliche Maßnahmen bietet, und gleichzeitig weitere Vorteile aufweist und neue Erfahrungswerte mit einbezieht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Überwachungsblock bei Auftreten eines ersten Fehlers geeignete Maßnahmen zur Verhinderung einer Eigenbewegung der Antriebsanordnung vornimmt, dementsprechende Fehlermeldungen ausführt und Signale an übergeordnete Überwachungseinrichtungen übergibt, gegebenenfalls Notrufe auslöst und eine Prüfeinrichtung für das Fehlermelde- und Fehlererkennungssystem aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die erfindungsgemäße elektromotorische Antriebsanordnung mit Erstfehlersicherheitssystem besitzt eine Steuerung mit einem Überwachungsblock, der zwischen einem Ein-/Ausgabeblock und einer Ansteuerung der Schaltelemente der Antriebsmotoren angeordnet ist. Alle sicherheitsrelevanten Parameter, insbesondere die, die sich aus gewonnenen Erfahrungswerten ergeben, werden mittels geeigneter Sensoren überwacht und zwar vorteilhafterweise im gesamten System und nicht nur an einer oder wenigen Systemkomponenten. Diese Parameter sind Temperatur, Feuchte, Stromstärke, Spannungsabfall usw.
Die Sensoren geben ihre Signale über einen Ein-/Ausgabeblock an den Überwachungsblock weiter.
Auch die Bedienungselemente sind mit Sensoren ausgerüstet und an den Ein-/Ausgabeblock angeschlossen. Zusätzliche
Sicherheitsschalter wie z.B. Not-Aus-Schaltelemente sind ebenfalls vorgesehen.
In Abhängigkeit der Sensorsignale beeinflusst der Überwachungsblock nicht nur das Ein- und Ausschalten der Antriebsmotoren sondern auch zum Beispiel das Ausschalten der gesamten Stromversorgung über einen steuerbaren Netzschalter, in weiterer Ausgestaltung ist auch die Aktivierung eines nicht reversiblen Sicherungselementes möglich, so dass der Antrieb vollständig still gelegt wird.
Gleichzeitig signalisiert der Überwachungsblock über den Ein- /Ausgabeblock Fehlerzustände oder Betriebsbereitschaft. In
besonders vorteilhafter Ausgestaltung wird bei besonderen Fehlern, die große Sicherheitsgefahren bedeuten, ein übergeordneter Alarm und beispielsweise Brandbekämpfung automatisch ausgelöst. Das ist zum Beispiel möglich, wenn zusätzliche Umgebungssensoren für Rauch, Feuer, etc. in das Erstfehlersicherheitssystem integriert sind.
Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Erstfehlersicherheitssystem von übergeordneten Sicherheitswarten zu überwachen und auszuwerten, bzw. Fernwartungen vorzunehmen. Dieses wird durch vorteilhafte Anschlüsse über den Ein-/Ausgabe- block an lokale, regionale und überregionale Netzwerke einfachst ermöglicht.
Eine der zuständigen geltenden Norm entsprechende Prüfeinrichtung des Fehlermeldesystems des Erstfehlersicher-heitssystems ist integriert und kann entweder automatisch intern oder beispielsweise von einer Sicherheitswarte von außen, sowie auch durch regelmäßiges Auslösen eines Betätigungselementes, zum Beispiel eines Prüftasters, aktiviert werden. Dieser Prüftaster ist entweder in der Handbedienung und/oder Kontrollbox angeordnet oder separat angeschlossen.
Optische Anzeigen der Betriebs- und Fehlerzustände sowie akustische Signalmittel sind vorgesehen und über den Ein- /Ausgabeblock angesteuert.
Eine Selbstdiagnose bei Fehlerzuständen ist möglich. Beispielsweise kann eine Historie von Fehlerhäufigkeiten gespeichert und in einer Anzeige aufgerufen werden, und/oder an einem Anschluss für beispielsweise eine übergeordnete Sicherheitswarte oder einen Wartungscomputer bereit gestellt werden.
Ein Anschluss von schon erstfehlersicheren Bedienungsteilen, wie zum Beispiel Handbedienung mit Doppelkontakten, Kontrollbox mit erstfehlersicheren Schaltelementen, ist im weiten Bereich möglich.
Es wird weiterhin eine Minimalkonfiguration der elektromotorischen Antriebsanordnung mit Erstfehlersicherheitssystem vorgeschlagen, bei der die Schaltelemente der Antriebsmotoren durch Handbedienung und Kontrollbox gebildet werden. Hierbei werden die Motorströme direkt in der Handbedienung und Kontrollbox geschaltet, eine Ansteuerung der Schaltelemente der Motoren durch die Steuerung entfällt.
Es ist auch möglich, ein Not-Aus-Schaltelement direkt in die Stromversorgungsleitung der Motoren zu schalten. Handbedienung und Kontrollbox bestehen in diesem Fall aus erstfehlersicheren Komponenten, wie beispielsweise an die Motorströme angepasste zwangsgeführte Schaltelemente. Im Fehlerfall schaltet der Überwachungsblock die gesamte Stromversorgung ab, bzw. löst geeignete Sicherungselemente aus.
Somit wird eine elektromotorische Antriebsanordnung mit Erstfehlersicherheitssystem in vorteilhafter Weise anpassungsfähig an die Umgebung und die Randbedingungen inklusive einer Integration in bestehende übergeordnete Sicherheitssysteme geschaffen.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Hierbei zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Möbelantriebs und
Fig. 2 ein weiteres Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Möbelantriebs .
Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild einer möglichen beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen elektromotorischen Möbelantriebs mit zwei Motoren 19, 20 dar. Die linke Hälfte der Zeichnung zeigt einen sogenannten Leistungskreis beginnend mit einem Netzanschluss 38 und Schutzleiteranschluss 39. Eine Stromversorgung 10, beispielsweise ein Transformator mit Gleichrichtung und Siebung, wird über eine Schaltvorrichtung 9, z.B. einen Netzschalter, der auch in besonders vorteilhafter Weise fernsteuerbar ausgebildet sein kann, an das elektrische Stromnetz angeschlossen.
Die Stromversorgung 10 stellt über ein Sicherungselement 12 und eine Leistungsschalteinheit 17 den zwei Motoren 19, 20 des Antriebs 18 elektrische Energie hoher Leistung bereit.
Eine zusätzliche Hilfsversorgung 11, zum Beispiel ein Akkumulator, ist ebenfalls über ein Sicherungselement 13 zur Versorgung der Motoren 19, 20 zum Beispiel bei Netzausfall, an die Leistungsschalteinheit 17 angeschlossen.
Die Leistungsschalteinheit 17 besteht aus einem oder mehreren bekannten Schaltelementen 14, sowie bekannten Motorschaltelementen 15, 16, von denen jeweils zwei einem Motor 19, 20 zugeordnet sind. Die Schaltelemente 14 und die Motorschaltelemente 15, 16 sind beispielsweise Relais und/oder Halbleiterschalter, die von einem Ansteuerungsblock 3 einer Steuereinheit 1 über Steuerleitungen 40, 41 ein- und ausgeschaltet, bzw. auf- und zugesteuert werden.
Die Schaltelemente 14 und die Motorschaltelemente 15, 16 können auch als zwangsgeführte Sicherheitsrelais ausgebildet sein. Die Motorzuleitungen weisen jeweils ein Sicherungselement 21, 22 zum Schutz der Motoren 19, 20 und der Leitungen auf.
Die Steuereinheit 1 besteht aus einem Überwachungsblock 2, dem Ansteuerungsblock 3 und einem Ein-/Ausgabeblock 4, die untereinander bidirektional Daten austauschen, welches durch zwei Pfeile dargestellt ist.
Am Ein-/Ausgabeblock 4 sind eine Handbedienung 5 und eine Kontrollbox 6 angeschlossen, über die die Motoren 19, 20 des Antriebs 18 verstellt werden Können, indem beispielsweise durch Knopfdruck an der Handbedienung 5 oder der Kontrollbox 6 ein Signal über den Überwachungsblock 2 an den Ansteuerungsblock 3 und dann an die Leistungsschalteinheit 17 geleitet wird. Handbedienung 5 und Kontrollbox 6 sind erstfehlersichere Baueinheiten.
Bei Vorliegen eines ersten Fehlers, der durch Sensoren über Sensoranschlüsse 23 - 30, 46 über den Ein-/Ausgabeblock 4 an den Überwachungsblock 2 weitergeleitet wird, leitet dieser ein Aktivierungssignal aus den Bedieneinheiten 5, 6 nicht mehr an den Ansteuerungsblock 3 weiter, bzw. unterbricht eine laufende Bewegung durch Abschalten der Leistungsschalteinheit 17 und gibt je nach Fehlerart eine entsprechende Fehlermeldung an den Ein- /Ausgabeblock 4.
Es erfolgt eine optische Anzeige über einen Fehlermelder 32 und/oder über einen Akustikmelder 31. Weiterhin ist es denkbar, dass die Schaltvorrichtung 9 ausgelöst wird, so dass eine komplette Strom- Versorgungsabschaltung erfolgt. Ebenfalls kann bei bestimmten Fehlern die Zerstörung eines bestimmten Bauteils z.B. der Sicherungen 12, 13 durch den Überwachungsblock 2 eingeleitet werden, was eine beabsichtigte Unbrauchbarkeit des Antriebssystems zur Folge hat.
Über einen LAN-Anschluss 34 wird eine Meldung über ein bestehendes Netzwerk an eine übergeordnete Überwachungsstelle geleitet. Dies kann ebenfalls über einen weiteren Anschluss 35 erfolgen, beispielsweise über das Internet und/oder zum Beispiel über eine Powerline (PLC) -Verbindung.
Bei besonderen auftretenden Fehlern sind Anschluss 36 mit einem Notruf und Anschluss 37 mit einer Brandmelde-/bekämpfungsanlage verbunden, wobei auch hierfür ein drahtloses Ruf-/Meldesystem zum Einsatz kommen kann, beispielsweise ein integrierter Funksender. Somit ist eine vorteilhaft ständige Überwachung von außen einschließlich einer direkten Alarmauslösung ermöglicht.
Die Überwachungssensoren sind an den Stellen plaziert, die gemäß den Erfahrungswerten potentielle Gefahrenstellen bilden können.
Sie überwachen die folgenden Parameter:
Temperatur: Anschluss 23-27, 29, 30
Feuchte: Anschluss 28-30, 46
Stromstärke: Anschluss 25
Weitere Überwachungssensoren zum Beispiel für die Umgebung des
Antriebs sind ebenfalls denkbar.
Die Überwachung der Leistungsschalteinheit erfolgt außerdem mit bekannten Verfahren, die feststellen, ob bei verwendeten Relais ein Kontaktkleben vorliegt.
Eine weitere Sicherheit bietet die Schaltvorrichtung 9, mit der das ganze Gerät zweipolig vom Netz getrennt werden kann. Ebenfalls ist eine solche Schaltvorrichtung für die Hilfsversorgung 11 denkbar, jedoch nicht dargestellt.
Die Stromversorgung der Steuereinheit wird vorteilhafterweise separat vorgenommen, kann aber auch an der Stromversorgung 10 angeschlossen sein.
Zum Teil können die Bedienungsgeräte wie Handbedienung 5 und Kontrollbox 6 schon herstellungsseitig mit Sensoren bestückt sein,
die mit geeigneten Mitteln z. B. über die jeweiligen Anschlusskabel 42, 43 mit dem Ein-/Ausgabeblock 8 verbunden sind.
Weiterhin ist mindestens ein Not-Aus-Taster 7 an den Ein- /Ausgabeblock 4 angeschlossen, der bei einer Gefahr sofort vom Bediener oder vom Aufsichtspersonal betätigt werden kann.
Zur Überprüfung des Überwachungsblocks 2 ist mindestens ein Betätigungselement 8, 81 vorgesehen, das entweder in der Handbedienung 5, in der Kontrollbox 6 oder separat angeordnet ist. Hiermit wird der Überwachungsblock 2 durch Aktivierung einer Prüfeinrichtung 47 regelmäßig gemäß Bedienungsanleitung auf Funktion überprüft, eine Meldung erfolgt bei erfolgreicher Prüfung über einen optischen Prüfmelder 33, beispielsweise eine Meldeleuchte und/oder über den Akustikmelder 31. Wird bei der Überprüfung ein Fehler festgestellt, so wird dieser durch den optischen Fehlermelder 32 und/oder den Akustikmelder 31 angezeigt. Die Durchführung der regelmäßigen Prüfung wird über die Anschlüsse 34, 35 an übergeordnete Überwachungseinheiten zur Aufzeichnung weitergegeben, eine Weitermeldung in Form eines Alarmsignals über die Anschlüsse 36, 37 wird nur in eingeschränkter Weise durchgeführt, indem die Signalleitung geprüft wird.
Die Überprüfung des Überwachungsblocks 2 kann auch automatisch erfolgen, wenn beispielsweise im Programm einer Mikroprozessorsteuerung dieses abgelegt ist. Auch eine übergeordnete Überprüfung über die Anschlüsse 34, 35 ist ebenfalls denkbar.
In Fig. 2 ist eine Minimalkonfiguration des erfindungsgemäßen Möbelantriebs als Blockschaltbild dargestellt. Die Ansteuerung der Leistungsschalteinheit 17 der Motoren entfällt, das Schaltelement 14 wird durch die Kontrollbox 6 gebildet, welche elektromechanische Schaltelemente 48 beispielsweise in Form von Dreh- und/oder Kippschaltern aufweist. Die Motorschaltelemente 15, 16 werden durch die Handbedienung 5 gebildet, welche ebenfalls
elektromechanische Schaltelemente 49 beispielsweise in Form von Dreh- und/oder Kipptastern aufweist. Die elektromechanischen Schaltelemente 48, 49 sind erstfehlersichere zum Beispiel zwangsgeführte Schaltelemente, geeignet zum Schalten von hohen Motorströmen, die in diesem Fall direkt durch Handbedienung 5 und Kontrollbox 6 geleitet werden. Im Fehlerfall schaltet die Überwachungseinheit 2 die Strom-versorgung direkt aus, beispielsweise über die Schaltvorrichtung 9 und/oder durch Zerstörung/Ausschaltung der Sicherungen 12, 13 (nicht dargestellt) .
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt,
Antriebskonfigurationen mit nur einem oder auch mehr als 2
Antrieben sind selbstverständlich denkbar.
Ebenfalls ist abhängig vom Gesamtkonzept des Möbels und seiner
Umgebung eine Einschränkung oder Erweiterung der Komponenten möglich.
Somit wird eine elektromotorische Antriebsanordnung mit einem Erstfehlersicherheitssystem realisiert, welches nicht nur Eingriffe in die Steuerung ermöglicht, sondern einen umfassenden vorteilhaften Schutz mit Integration in übergeordnete lokale und regionale Sicherheits- und Alarmsysteme ermöglicht.
Bezugszeichenliste
1 Steuereinheit
2 Überwachungsblock
3 Ansteuerungsblock
4 Ein-/Ausgabeblock
5 Handbedienung
6 Kontrollbox
7 Not-Aus-Schaltelement
8, 8' Betätigungselement
9 SchaltVorrichtung
10 Stromversorgung
11 Hilfsversorgung
12 Sicherung
13 Sicherung
14 Schaltelement
15 Motorschaltelement
16 Motorschaltelement
17 Leistungsschalteinheit
18 Antrieb
19 Motor
20 Motor
21 Sicherungselement
22 Sicherungselement
23 Sensoranschluss
24 Sensoranschluss
25 Sensoranschluss
26 Sensoranschluss
27 Sensoranschluss
28 Sensoranschluss
29 Sensoranschluss
30 Sensoranschluss
31 Akustikmelder
32 Fehlermelder, optisch
33 Prüfmelder .
34 LAN-Anschluss
35 Zentrale/Anschluss
Notruf Brandmeldeanschluss Netzanschluss Schutzleiteranschluss Steuerleitung Steuerleitung Anschluss Handbedienung Anschluss Kontrollbox Anschluss Betätigungselement Anschluss Not-Aus Sensoranschluss Prüfeinrichtung Schaltelement Schaltelement