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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Vermessen einer Fahrtreppe
sowie eine Haltevorrichtung und einen Schlitten für eine Messsonde zum
Vermessen einer Fahrtreppe.
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Aus
der
DE 42 19 073 ist
ein Überwachungsmittel
für eine
Fahrtreppe bekannt, welches ständig
in Betrieb ist, aber nur schwerwiegende Defekte ermitteln kann.
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Aus
der
US 4,535,880 ist
eine Fahrtreppenkonstruktion bekannt, welche das Ausrichten der
intern vorhandenen Maschinenelemente erleichtert.
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In
der
JP 2002226164
A wird angegeben, wie die Maschinenelemente einer Fahrtreppe
gegeneinander zentriert werden können.
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Die
herkömmlichen
Verfahren zur Bestimmung der geometrischen Kennwerte einer Fahrtreppe,
insbesondere einer in Benutzung befindlichen Fahrtreppe, sind zeitraubend
und arbeitsintensiv, mit einer Vielzahl von Demontage- und Montagearbeiten.
Wenn solche Verfahren regelmäßig zur
Sicherheitsüberprüfung bestehender
Fahrtreppen angewendet werden, ist es in der Regel erforderlich,
eine solche Überprüfung in
die Nachtstunden mit geringem Publikumsverkehr zu legen, um ungestört über einen
längeren
Zeitraum arbeiten zu können.
Ferner sind solche herkömmlichen
Verfahren zur Überprüfung von
Fahrtreppen sehr kostenintensiv.
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Aus
der
EP 0 605 848 A1 ist
ein Eisenbahnverkehrs-Überwachungssystem
bekannt, bei welchem Schienenfahrzeuge mit einem Inertial-Messgerät mit drei
Gyroskopen und drei Beschleunigungsaufnehmern versehen sind, um
die Position des jeweiligen Schienenfahrzeugs zwischen externen Wegmarkierungen
zu ermitteln Ferner können
die so gewonnenen Daten auch verwendet werden, um Rückschlüsse auf
den Streckenzustand und entsprechende Wartungserfordernisse zu ziehen.
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Von
der Firma iMAR wird ein Meßgerät mit drei
Ringlasergyroskopen und drei Beschleunigungsaufnehmern zur Vermessung
von geometrischen Kennwerten, wie beispielsweise dem inversen Krümmungsradius,
von Eisenbahnschienen und Schienenfahrzeugen angeboten.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Vermessen einer Fahrtreppe
zu schaffen, welches kostengünstig
und in einfacher Weise durchgeführt
werden kann und vorzugsweise auch ohne Sperrung der Fahrtreppe für den Publikumsverkehr ausgeführt werden
kann, wobei insbesondere ein Anhalten der Fahrtreppe bzw. spezielle
Montageeingriffe vermieden werden sollen. Ferner sollen eine Haltevorrichtung
und ein Schlitten für
eine Messsonde zum Vermessen einer Fahrtreppe geschaffen werden,
welche eine besonders genaue bzw. umfangreiche Vermessung der Fahrtreppe
ermöglichen
bzw. erleichtern.
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Diese
Aufgaben werden gelöst
durch ein Verfahren gemäß Anspruch
1 bzw. 31, eine Haltevorrichtung gemäß Anspruch 48, einen Schlitten
gemäß Anspruch
52 sowie eine Verwendung gemäß Anspruch
56.
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Bei
der Lösung
gemäß Anspruch
1 ist besonders vorteilhaft, dass das Vermessen der Fahrtreppe ohne
Abschaltung oder Demontage der Fahrtreppe auf sehr einfache Art
und Weise erfolgen kann.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Lösung wird die Sonde, bevor
die Fahrtreppe in Bewegung gesetzt wird, in eine feste räumliche
Beziehung mit einer bestimmten Stufe der Fahrtreppe gebracht. Dies
stelle einerseits eine besonders einfache Lösung dar und ermöglicht ferner
die Ermittlung der vertikalen und horizontalen Niveaudifferenz zwischen
der rechten und der linken Führung
der Fahrtreppenstufen in Abhängigkeit
vom Ort sowie die Ermittlung etwaiger Niveauunterschiede zwischen
einer oberen und einer unteren Führung
der Fahrtreppenstufen in Abhängigkeit
vom Ort.
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Bei
einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der Lösung gemäß Anspruch
1 wird die Sonde, bevor die Fahrtreppe in Bewegung gesetzt wird, in
eine räumliche
Beziehung mit zwei aufeinander folgenden Stufen der Fahrtreppe gebracht.
Dabei ist besonders vorteilhaft, dass auf diese Weise die Geradheit
der Führungen
der Treppenstufen besonders einfach vermessen werden kann. Vorteilhafterweise wird
dabei vor der Auswertung eine Transformation der Messergebnisse
in ein Koordinatensystem, in welchem die Steigung der Treppe eine Vorzugsrichtung
ist, vorgenommen. Ein Hilfsmittel zur besonders einfachen Ausführung dieses
Verfahrens ist eine Haltevorrichtung gemäß Anspruch 48.
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Bei
der Lösung
gemäß Anspruch
31 ist vorteilhaft, dass auf diese Weise die Führungen der Fahrtreppenstufen
besonders genau vermessen werden können. Ein Schlitten, wie er
in Anspruch 52 definiert ist, stellt dabei ein besonders zweckmäßiges Hilfsmittel
zum Ausführen
des Verfahrens dar.
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Bei
der Lösung
gemäß Anspruch
1 wird ausgenutzt, dass jede einzelne Stufe einer Fahrtreppe während des
Betriebs je nach Verschleißzustand
der Fahrtreppe bzw. in Abhängigkeit
von der Genauigkeit der ursprünglichen
Justage mehr oder weniger große (d.h.
in der Regel unerwünschte)
Verdrehungen in den drei Richtungskoordinaten des Raumes vollführt. Erfindungsgemäß werden
diese Verdrehungen als rotatorische Abweichungen von vorgegebenen
Referenzwerten mittels eines Winkelmesssystems erfaßt, wobei
dies während
des (begehbaren) Verfahrwegs einer individuellen Stufe (oder mehrerer
benachbarter Stufen) entlang der Fahrtreppe erfolgt. Dabei wird zumindest
die Verdrehung in einer Richtungskoordinate des Raumes gemessen,
vorzugsweise werden jedoch alle drei Richtungskoordinaten erfaßt. Aufgrund
der Erfassung der Verdrehungsbewegungen einer oder mehrerer auf
diese Weise getesteter Stufen entlang des Verfahrwegs kann nicht
nur deren Qualitäts-
und Sicherheitszustand angegeben werden, sondern es kann auch der
Ort angegeben werden, an welchem unzulässige Verdrehbewegungen der
Stufen zu beobachten sind, so dass auf diese Weise Defekte für eine spätere Reparatur
lokalisierbar sind.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft
näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht
einer Fahrtreppe, wobei die Messsonde in der Startposition einer
Messung gemäß einer
ersten Ausführungsform
gezeigt ist;
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2 eine schematische Ansicht
der Messonde von 1 in
Längsrichtung
der Fahrtreppe;
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3 eine schematische Seitenansicht
einer Fahrtreppe, wobei eine abgewandelte Ausführungsform eines Vermessungsverfahrens
gezeigt ist; dabei ist die Messsonde sowohl in der Startposition (links
in 3) als auch in einer
Zwischenposition (Mitte in 3)
gezeigt; ferner ist unten schematisch der Verlauf des gemessenen
Roll-Winkels gezeigt;
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4 eine schematische Ansicht
der Messsonde bei dem Verfahren von 3 in
der Startposition in Längsrichtung
der Fahrtreppe;
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5 eine schematische Seitenansicht
der Fahrtreppe in demontiertem Zustand, wobei ein weiteres abgewandeltes
Vermessungsverfahren gezeigt ist; dabei ist die Messsonde sowohl
in einer Startposition (links in 5)
als auch einer Zwischenposition (rechts in 5) gezeigt;
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6 eine schematische Aufsicht
auf die bei dem Verfahren von 5 verwendete
Meßsonde einschließlich des
die Messsonde tragenden Schlittens; und
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7 eine Ansicht wie 5, wobei ein abgewandeltes
Messverfahren mit dem Schlitten und der Messsonde im verschiedenen
Messpositionen gezeigt ist.
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In 1 ist schematisch eine typische
Fahrtreppen- (bzw. Rolltreppen-) Konstruktion gezeigt, wobei eine
Anzahl hintereinander angeordneter und miteinander gekoppelter Treppenstufen 10 beidseitig in
je einer rechten und einer linken Oberschiene 12 und bzw.
Unterschiene 14 geführt
sind. Dies kann beispielsweise mittels vorderer Führungsrollen 16 bzw.
hinterer Führungsrollen 18 erfolgen
(mit „vorn" ist in die Richtung
nach rechts in den 1, 3 und 5 gemeint). Die vorderen Führungsrollen 16 sind
dabei jeweils in der Oberschiene 12 geführt, während die hinteren Führungsrollen 18 in
der Unterschiene 14 geführt
sind. Auf diese Weise bestimmt die Oberschiene 12 das Niveau
der Vorderkante einer jeden Stufe 10, während die Unterschiene 14 das
Niveau der Hinterkante 20 einer jeden Stufe 10 bestimmt. Folglich
wird die Orientierung einer bestimmten Treppenstufe 10 an
einer bestimmten Stelle der Fahrtreppe durch den Verlauf der beiden
Oberschienen 12 und der beiden Unterschienen 14 an
dieser Stelle bestimmt. Somit können
aus der Messung des Verlaufs der Orientierung einer einzelnen Treppenstufe
entlang der Fahrtreppe Rückschlüsse auf
den Verlauf der Oberschienen 12 und der Unterschienen 14 gezogen
werden.
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Der
Antrieb der Fahrtreppe erfolgt mittels zweier oberer Antriebsräder 22 und
zwei unterer Antriebsräder 24,
die mittels einer Achse bzw. Welle 26 bzw. 27 miteinander
verbunden sind. Die Antriebsräder 22, 24 sind
dabei üblicherweise
mit einer geeigneten Zahnung versehen, die entweder jeweils in eine
Antriebskette für
die Stufen 10 oder direkt in die Stufen 10 eingreift
(nicht gezeigt).
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Zur
Vermessung der Fahrtreppe wird eine Messsonde 28 verwendet,
welche mit Sensoren versehen ist, um die Drehung der Sonde 28 um
drei aufeinander senkrecht stehende Achsen im Koordinatensystem
der Sonde zu messen. Vorzugsweise handelt es sich dabei um drei
Laserkreisel, deren Ringebenen aufeinander senkrecht stehen, da
mit dieser Art von Inertialsensoren die höchste Genauigkeit erzielt werden
kann.
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Als
Meßergebnis
geben solche Inertialmesssonden üblicherweise
jedoch nicht die Drehwinkel um die Messachsen im Sondenkoordinatensystem aus,
sondern statt dessen die entsprechenden Drehwinkel um drei raumfeste
aufeinander senkrecht stehende Achsen, d.h. die Sonde gibt üblicherweise
die Drehwinkel bezüglich
dreier im Koordinatensystem des Fahrtreppenfundaments ortsfester
Achsen aus. Üblicherweise
handelt es sich bei diesen raumfesten Achsen um eine vertikale Achse 30,
eine horizontale in der Treppenquerrichtung verlaufende Achse 32 sowie
eine horizontale in der Treppenlängsrichtung
verlaufende Achse 34, wobei die entsprechenden Drehwinkel
um diese Achsen üblicherweise
als Yaw-, Roll- bzw.
Pitch-Winkel bezeichnet werden.
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Vor
Beginn (oder ggfs. auch nach) der eigentlichen Messung wird die
Sonde 28 auf eine Referenzrichtung geeicht. Bei dieser
Referenzrichtung handelt es sich vorzugsweise um die Orientierung
einer der beiden Antriebswellen 26 bzw. 27. Da
diese in der Regel bei betriebsbereiter Fahrtreppe für eine Messung
nicht direkt zugänglich
sind, ist es zweckmäßig, eine
bei betriebsbereiter Fahrtreppe zugängliche Hilfsreferenz vorzusehen,
deren Orientierung bezüglich
beispielsweise der oberen Antriebswelle 26 genau bekannt
ist. Diese Hilfsreferenz kann beispielsweise von einer ortsfest
verankerten Betonplatte 36 gebildet werden, deren Orientierung
bezüglich der
Antriebswelle 26 während
einer Wartungsphase der Fahrtreppe, in welcher die Antriebswelle 26 zugänglich ist,
vermessen werden kann.
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Bei
der Ausführungsform
von 1 wird die Sonde 28 in
eine feste räumliche
Beziehung zu einer der Treppenstufen 10 gebracht, indem
die Sonde 28 mit einer entsprechenden Anlagefläche an ihrer
Unterseite auf die Oberseite der betreffenden Stufe 10 aufgesetzt
wird, wobei zur Schwingungsdämpfung beispielsweise
eine Gummifolie 38 zwischengelegt werden kann, siehe 2. Eine Fixierung der Sonde 28 auf
der Stufe 10 kann beispielsweise mittels geeigneter Magnetmittel
(nicht gezeigt) erfolgen. Als Startposition für die Messung wird vorzugsweise
die in 1 gezeigte Position
gewählt,
wo sich die ausgewählte
Stufe 10 am hinteren (d.h. linken) Ende des oberen Eingangs-/Ausgangsbereichs
der Fahrtreppe befindet. Als Referenz für die Ausrichtung der Sonde 28 auf
der Stufe 10 in der Startposition kann, wie bereits erwähnt, die
Orientierung der Referenzplatte 36 dienen. Alternativ oder
zusätzlich kann
jedoch auch die Orientierung der Stufenhinterkante 20 in
der Treppenquerrichtung herangezogen werden. Dies erfolgt vorzugsweise
dadurch, dass die Sonde 28 an die Stufenhinterkante 20 angesetzt
wird und um diese gedreht wird, wobei während der Drehung sowohl der
Rollwinkel als auch der Pitch- und Yaw-Winkel gemessen werden. Durch
eine geeignete Auswertung der Messergebnisse kann dadurch die Richtung der
Stufenhinterkante 20 sehr genau bestimmt werden. Dieses
Messverfahren zur Bestimmung einer Richtung einer Kante ist in 1 mit dem Pfeil 40 angedeutet
und soll im folgenden als „Sweep" bezeichnet werden.
Die so ermittelte Richtung der Stufenhinterkante 20 dient
dann als Referenzrichtung für
die nachfolgenden Messungen. Wenn vorher bereits die Orientierung
der Referenzplatte 36 gemessen wurde, kann die Orientierung
der Stufenhinterkante 20 darauf bezogen werden.
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In
der Startposition liegt die Sonde 28 vorzugsweise so auf
der Stufe 10, dass die Messachsen der Sonde 28 im
wesentlichen parallel bzw. senkrecht zu der Stufenfläche verlaufen.
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Ausgehend
von der auf diese Weise festgelegten Startposition wird nun die
Rolltreppe in Gang gesetzt und die Stufe 10 mit der darauf
befindlichen Sonde 28 bewegt sich entlang des geneigten
Abschnitts der Treppe nach unten, vorzugsweise bis die Stufe 10 mit
der Sonde 28 den unteren flachen Eingangs-/Ausgangsbereich
erreicht hat. Während
der Fahrt wird der Verlauf des Pitch-, Yaw- und Roll-Winkels aufgezeichnet.
Es versteht sich, dass alternativ als Startposition der untere flache
Eingangs-/Ausgangsbereich gewählt
werden kann, wobei die Fahrtreppe dann von unten nach oben in Bewegung
gesetzt wird.
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Die
Zuordnung der jeweiligen Messdaten zu der Position der vermessenen
Stufe 10 entlang der Schienen 12, 14 kann
beispielsweise aus der Kenntnis der konstanten Fahrtreppengeschwindigkeit
und der seit Beginn der Messung verstrichenen Zeit erfolgen, ohne
dass ein eigener Wegaufnehmer erforderlich wäre. Vorzugsweise erfolgt die
Wegzuordnung anhand eines mathematischen Modells der Treppe.
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Die
erhaltenen Daten können
auf verschiedene Weise ausgewertet werden. Beispielsweise können, unter
Berücksichtigung
der jeweiligen Eichung mittels der Referenzrichtung, die im aktuellen Durchlauf
erfassten Daten mit den entsprechenden Daten für die gleiche Stufe 10 eines
früheren
Durchlaufs verglichen werden, um die zeitliche Veränderung
bestimmter Kennwerte der Fahrtreppe zu ermitteln. Alternativ oder
zusätzlich
können
jedoch auch durch eine geeignete Datenauswertung des aktuellen Durchlaufs
ohne Bezugnahme auf frühere
Durchläufe
gewisse Aussagen zu geometrischen Kennwerten der Treppe getroffen
werden.
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So
kann beispielsweise aus dem Verlauf des Rollwinkels der Verlauf
des (vertikalen) Abstands zwischen der Oberschiene 12 und
der Unterschiene 14 entlang der Schienen 12, 14 ermittelt
werden, wobei das Ergebnis eine Mittelung zwischen der rechten und
der linken Führung
der Treppe wiedergibt. Aus dem Verlauf des Pitch-Winkels kann die
Differenz des vertikalen Niveaus zwischen der linken und der rechten
Führung
der Treppe bestimmt werden, wobei das Ergebnis jeweils eine Mittelung
zwischen der Oberschiene 12 und der Unterschiene 14 wiedergibt. Ferner
kann aus dem Verlauf des Yaw-Winkels die Differenz des horizontalen
Niveaus zwischen der rechten und der linken Führung der Treppe bestimmt werden,
wobei das Ergebnis ebenfalls eine Mittelung zwischen der Oberschiene 12 und
der Unterschiene 14 wiedergibt.
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Statt
die von der Sonde ausgegebenen Pitch- und Yaw-Winkel auszuwerten,
kann vor der Auswertung eine Koordinatentransformation bezüglich des
Steigungswinkels α des
geneigten Teils der Fahrtreppe erfolgen, d.h. es werden statt der
Drehungen um die vertikale Achse 30 und die in Treppenlängsrichtung
zeigende horizontale Achse 34 die Drehungen der Sonde 28 um
eine in Treppenlängsrichtung
zeigende und parallel zur Treppensteigung verlaufende Achse 47 (die
Drehung um diese Achse wird im folgenden als „Radial-Winkel" bezeichnet) und
eine senkrecht zu dieser Achse und senkrecht zu der in Treppenquerrichtung
zeigenden Achse 32 stehende Achse 45 (der Drehwinkel
um diese Achse wird im folgenden als „Tangential-Winkel" bezeichnet) für die Auswertung
betrachtet. Falls eine Sonde verwendet wird, die keine automatische
Transformation der an sich gemessenen Drehwinkel um die sondenfesten
Achsen (d.h. die Achsen der Laserringebenen) in Pitch-, Yaw- und
Roll-Winkel vornimmt, können
unter Umständen
im geneigten Bereich der Treppe auch gleich die von der Sonde gelieferten Werte
als Tangential- bzw. Radial-Winkel ausgewertet werden, da dann zwei
der sondenfesten Achsen ohnehin mit den Achsen 45 und 47 in
guter Näherung zusammenfallen.
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Es
ist vor allem die Auswertung des Tangential-Winkels von Interesse,
der gewissermaßen
angibt, wie der Antrieb der Treppe auf beiden Seiten der vermessenen
Stufe 10 angreift. Da hierbei der Absolutwert nicht von
Interesse ist, wird zweckmäßigerweise
vor der Auswertung der über
den gesamten Durchlauf gebildete Mittelwert des Tangential-Winkels
abgezogen. Die Daten werden vorzugsweise vor der Auswertung mit
einem Fenster gewichtet, welches so gestaltet ist, dass im wesentlichen
lediglich der Bereich der konstanten Treppensteigung mit dem Steigungswinkel α ausgewertet
wird, jedoch die beiden Eingangs-/Ausgangsbereiche ausgeblendet werden.
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Die
Auswertung des Tangentialwinkels erfolgt vorzugsweise im Ortsfrequenzraum,
wobei die Daten auf geeignete Weise transformiert werden, beispielsweise
mittels FFT oder besser mittels DFT. Die Daten können auch einer Filterung mit
einem „Periodenformfilter" unterzogen werden,
welches alle Signalanteile mit einer bestimmten Nenn-Frequenz bzw.
Nenn-Periode mit einer bestimmten Güte extrahiert bzw. separiert,
siehe
DE 199 38 721
A1 .
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Die
Daten können
beispielsweise in einer Form dargestellt werden, bei welcher die
x-Achse die Periodizität
des Signals bezüglich
der Abtastrate angibt. Als Ergebnisse können beispielsweise die Exzentrizität der Antriebsräder 22, 24,
die Zahnform der Antriebsräder 22, 24,
die Phase der Zähne
der Antriebsräder 22, 24 sowie
die Periodizität
von Abstützpunkten
der seitlichen Führungen
der Treppe in Stufen 10 ermittelt bzw. abgeschätzt werden.
Die Ergebnisse geben dabei jeweils die Differenz zwischen der linken
und der rechten Führung
an.
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Es
versteht sich, dass die im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Messungen nicht nur für eine einzige
der Stufen 10, sondern für verschiedene der Stufen 10 durchgeführt werden
können.
Ein Vergleich mit früheren
Messungen ist dabei jedoch jeweils nur für die gleiche Stufe sinnvoll.
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In 3 ist eine abgewandelte
Ausführungsform
gezeigt, bei welcher die Sonde 28 mittels einer geeigneten
Haltevorrichtung 42 nicht wie bei der Messung gemäß 1 mit nur einer einzigen
Stufe 10, sondern mit zwei aufeinander folgenden Stufen 10A und 10B in
eine räumliche
Beziehung gebracht und während
der Messung in dieser gehalten wird. Die Haltevorrichtung 42 ist
dabei als brückenartiges Blech
ausgebildet, welches in seinem mittleren Teil die Sonde 28 trägt, die
fest an der Haltevorrichtung 42 angebracht ist, und auf
der vorderen Stufe 10B zwei in Treppenquerrichtung beabstandete
Aufsetzpunkte 48 und auf der hinteren Stufe 10A ebenfalls zwei
in Treppenquerrichtung beabstandete Aufsetzpunkte 44 und 46 aufweist.
Durch diese Konstruktion wird das Niveau des vorderen Endes der
Sonde 28 von der vorderen Stufe 10B und das Niveau
des hinteren Endes des Sonde 28 von der hinteren Stufe 10A bestimmt.
Die Haltevorrichtung 42 ist so ausgebildet, dass der Winkel
zwischen dem Aufsetzpunkt 46 und der Trägerfläche für die Sonde 28 auf
der rechten Seite ausgesteift ist, so dass die Sonde 28 bezüglich des
Aufsetzpunkts 46 in Treppenquerrichtung nicht verschiebbar
ist, während
der Winkel zwischen dem linken Aufsetzpunkt 44 und der
Trägerfläche für die Sonde 28 nicht
ausgesteift, sondern flexibel ist, so dass die Sonde 28 in
Treppenquerrichtung bezüglich
des linken Aufsetzpunkts 44 in gewissen Maß verschiebbar
ist. Diese Konstruktion ist erforderlich, um eine mechanische Überbestimmung
des Systems zu vermeiden. Vorzugsweise sind beide Aufsetzpunkte 44, 46 (und
auch die) so ausgebildet, dass sie in Treppenquerrichtung bezüglich der
Stufe 10A nicht verschiebbar sind. Diese Aussagen gelten analog
auch für
die beiden vorderen Aufsetzpunkte 48 auf der Stufe 10B Die
Lage der Ansetzpunkte auf den Stufen 10A, 10B in
Treppenlängsrichtung
legt fest, ob bei der Messung eher die Oberschienen 12 oder
eher die Unterschienen 14 abgetastet werden (in 3 ist im Gegensatz zu 1 die Unterschiene 14 mit
den entsprechenden Rollen 18 weggelassen). Bei der Darstellung
von 3 liegen die Ansetzpunkte 44, 46, 48 der
Haltevorrichtung 42 nahe der vorderen Rollen 16,
so dass hier hauptsächlich
die Oberschienen 12 abgetastet werden. Eine primäre Abtastung
der Unterschiene 14 kann erfolgen, indem die Ansetzpunkte 44, 46, 48 in 3 nach links bis nahe den
Hinterkanten 20 der Stufen 10A, 10B verschoben
werden.
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Im
Gegensatz zur Ausführungsform
von 1 ist bei der Ausführungsform
von 3 als Startposition
das vordere Ende des unteren Eingangs-/Ausgangssbereichs der Treppe
gewählt,
wobei die Treppe während
der Messung von unten nach oben läuft. Die Eichung der Sonde
kann in ähnlicher Weise
wie bei der Ausführungsform
von 1 erfolgen, d.h.
durch entsprechende Sweeps um die Antriebswellen 26, 27,
eine Vermessung der Referenzplatte 36 (in 3 nicht dargestellt) und/oder Sweeps
um die Hinterkante 20 einer oder mehrerer Treppenstufen 10,
wie dies in 3 mit Pfeilen 40 angedeutet
ist.
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Im
Gegensatz zur Ausführungsform
von 1 ändert sich
bei der Ausführungsform
von 3 aufgrund der Verwendung
der brückenartigen Haltevorrichtung 42 der
Rollwinkel um den Betrag α, d.h.
den Steigungswinkel der Fahrtreppe, wenn die beiden Treppenstufen 10A und 10B den
Steigungsbereich der Treppe erreicht haben (siehe Darstellung in
der Mitte der 3). Aus
der Kenntnis der Geometrie der Fahrtreppe (d.h. mittels eines mathematischen
Modells der Fahrtreppe) und der (konstanten) Geschwindigkeit der
Fahrtreppe kann somit durch Auswertung des gemessenen Rollwinkels
die momentane Position der Sonde 28 in der Treppenlängsrichtung
bestimmt werden, wie dies in der Auftragung des Rollwinkels unten
in 3 angedeutet ist.
Für die
Vermessung der Treppe ist es zweckmäßig, wie bei der in Zusammenhang
mit der Ausführungsform von 1 geschilderten Alternative
nicht die direkt von der Sonde ausgegebenen Daten bezüglich Pitch und
Yaw auszuwerten, sondern zunächst
eine Transformation dieser Daten bezüglich des Rollwinkels vorzunehmen
(was im Bereich des ansteigenden Teils der Treppe im wesentlichen
der Steigung α entspricht),
so dass eine Auswertung des Tangentialwinkels (d.h. im ansteigenden
Teil der Treppe Auswertung der Drehung um die senkrecht zur Treppenquerrichtung
und senkrecht zur Treppenneigung stehende Achse 45 bzw.
der Drehung um die senkrecht zur Treppenquerrichtung und parallel
zur Treppenneigung stehende Achse 47 (siehe 3)) erfolgen kann.
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Mittels
der in 3 dargestellten
Messstellung der Haltevorrichtung 42, bei welcher die Ansetzpunkte 44, 46, 48 jeweils
nahe der vorderen Rolle 16 der Stufe 10A bzw. 10B angeordnet
sind, kann aus dem Verlauf des Tangentialwinkels die Geradheit der Oberschienen 12 in
Abhängigkeit
von der Position in Treppenlängsrichtung
bestimmt werden, wobei das Ergebnis eine Mittelung zwischen der
rechten und der linken Führung
wiedergibt. Wenn die Aufsetzpunkte 44, 46, 48 nahe
der Hinterkanten 20 gewählt werden,
kann aus dem Verlauf des Tangentialwinkels entsprechend die Geradheit
der Unterschienen 14 in horizontaler Richtung ermittelt
werden, wobei hier das Ergebnis ebenfalls eine Mittelung zwischen
der rechten und der linken Seite wiedergibt. Aus dem Verlauf des
Rollwinkels kann entsprechend die Geradheit der Oberschienen 12 bzw.
der Unterschienen 14 in vertikaler Richtung (bzw. in der
Richtung senkrecht zur Steigung der Treppe) ermittelt werden, wobei
hier das Ergebnis ebenfalls eine Mittelung zwischen der rechten
Seite und der linken Seite wiedergibt.
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In 5 und 6 ist eine abgewandelte Ausführungsform
gezeigt, bei welcher die Treppengeometrie nicht im betriebsbereiten
Zustand, sondern in einem Zustand vermessen wird, in welchem die
Treppenstufen 10 demontiert sind (es kann sich dabei um eine
Neuinstallation einer Fahrtreppe oder um die Wartung einer bestehenden
Fahrtreppe handeln). Hierbei ist ein Schlitten 50 vorgesehen,
welcher an seiner Oberseite die Messsonde 28 trägt. Gemäß 5 und 6 ist der Schlitten 50 in der
linken Oberschiene 12 an zwei in Längsrichtung voneinander beabstandeten
Punkten 52 und 54 fest geführt, d.h. sowohl in der Treppenquerrichtung
als auch in der vertikalen Richtung. In der rechten Oberschiene 12 ist der
Schlitten 50 dagegen nur an einer Stelle 56 und nur
in vertikaler Richtung geführt,
d.h. der Führungspunkt 56 macht
eine relative Auf- bzw. Abbewegung der rechten Oberschiene 12 mit.
Bezüglich
der Treppenquerrichtung ist der Schlitten 50 dagegen nicht
in der rechten Oberschiene 12 geführt. Der Verlauf der rechten
Oberschiene 12 wird statt dessen mittels eines Abstandssensors 58 abgetastet,
welcher die Veränderung
des Abstands zwischen der linken Oberschiene 12 und der
rechten Oberschiene 12 erfaßt. Ferner ist der Schlitten 50 zweckmäßigerweise
mit einem Wegsensor zum Erfassen der zurückgelegten Wegstrecke versehen
(nicht dargestellt).
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Außerdem ist
der Schlitten 50 gemäß 5 an beiden Seiten mit einem
um eine in Treppenquerrichtung verlaufende Achse schwenkbaren Arm 60 versehen,
der an seinem freien Ende ein Führungselement 62 aufweist,
welches in die rechte bzw. linke Unterschiene 14 eingreift
und entlang dieser verschiebbar geführt ist. Der Schlitten 50 ist
mit einem Sensor versehen, welcher den Winkel des Schwenkarms 60 bezüglich des
Schlittens 50 misst.
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Ausgehend
von der in 5 links unten
gezeigten Startposition wird der Schlitten 50 mit der Sonde 28 mit
geeigneten Mitteln, z.B. einer Seilwinde (nicht dargestellt) in
den Oberschienen 12 in Treppenlängsrichtung nach oben gezogen,
wobei der Verlauf des Roll-, Pitch- und Yaw-Winkels sowie des jeweiligen Winkels
der beiden Arme 60 und mittels des Abstandssensors 58 der
Abstand der rechten und linken Oberschiene 12 erfasst und
aufgezeichnet wird. Die Auswertung der Meßergebnisse erfolgt hier wie
bereits im Zusammenhang mit 3 beschrieben
zumindest für
den ansteigenden Teil der Schienen 12, 14 nach
einer Transformation der Pitch- und Yaw-Winkel in Tangential- bzw.
Radial-Winkel.
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Optional
kann die Messung wiederholt werden, indem der Schlitten nicht in
die Oberschienen 12, sondern in die Unterschienen 14 eingehängt wird. In
einem solchen Fall kann auch das Vorsehen der beiden Arme 60 entfallen.
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Die
Eichung des Schlittens 50 bzw. der Sonde 28 auf
die Referenzrichtung vor Beginn der Messung kann beispielsweise
dadurch erfolgen, dass der Schlitten 50 mit einem Prisma 64 versehen
ist, mittels welchem der Schlitten 50 mit der Sonde 28 auf
die obere Antriebswelle 26, die ja bei ausgebauten Treppenstufen 10 zugänglich ist,
aufgesetzt wird und parallel zu dieser ausgerichtet wird. Die Orientierung
der Sonde 28 bezüglich
des Prismas 64 kann auf einfache Weise bestimmt werden,
indem der Schlitten mit der Sonde 28 nach dem Aufsetzen
des Prismas 64 auf die Antriebswelle 26 um die
Antriebswelle 26 geschwenkt wird, wobei während der
Schwenkbewegung der Pitch-, Yaw- und Roll-Winkel aufgezeichnet werden
und anschließend
entsprechend ausgewertet werden („Sweep").
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Eine
zusätzliche
Bestimmung der Orientierung der Längsrichtung der Schienen 12, 14 kann vorgenommen
werden, indem Sweeps der Sonde 28 um die Schienen 12, 14 herum
ausgeführt
werden, d.h. die Sonde 28 wird an die entsprechende Schiene angesetzt
und um deren Längsrichtung
gedreht, wobei während
der Drehbewegung die drei Raumwinkel mittels der Sonde 28 gemessen
und anschließen ausgewertet
werden.
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Eine
Abwandlung der in 5 und 6 gezeigten Ausführungsform,
bei welcher die beiden Oberschienen 12 und die beiden Unterschienen 14 nur
in einer Richtung (im folgenden als „Vorlauf" bezeichnet) vermessen werden, ist in 7 dargestellt. Dabei durchläuft der Schlitten 50 mit
der Sonde 28 nicht nur den Vorlauf 12, 14 der
Oberschienen bzw. Unterschienen, sondern zusätzlich auch noch den Rücklauf 112 bzw. 114 der
Schienen, wobei sowohl im Vorlauf als auch im Rücklauf die Sonde 28 die
im Zusammenhang mit 5 und 6 beschrieben Messergebnisse
erfasst. Die Sonde 28 durchläuft dabei den gesamten von
dem Vorlauf 12, 14 und dem Rücklauf 112, 114 gebildeten
Kreis, wobei die Antriebsräder 22, 24 für den Transport
des Schlittens 50 mit der Sonde 28 vom Vorlauf 12, 14 zum
Rücklauf 112, 114 und
vom Rücklauf 112, 114 zum
Vorlauf 12, 14 sorgt. Auf diese Weise kann zusätzlich zum
Zustand des Vorlaufs 12, 14 auch der Zustand des
Rücklaufs 112, 114 aus
den Messergebnissen erfasst werden. Während des Umlaufs des Schlittens 50 mit
der Sonde 28 um eines der Antriebsräder 22, 24 kann
der Pitch-, Yaw- und Roll-Winkel aufgezeichnet werden und anschließend entsprechend
ausgewertet werden („Sweep"), um die Orientierung
der Sonde 28 bezüglich
der jeweiligen Antriebswelle 26 bzw. 27 als Referenz
zu bestimmen.
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Insgesamt
ist es bei allen Ausführungsformen
möglich,
anhand der erhaltenen Messwerte eine Entscheidung zu fällen, ob
eine getestete Fahrtreppe repariert werden muss, und, falls ja,
an welcher oder an welchen Stellen die Schäden, d.h. die Abweichungen
von der vorgegebenen Idealgeometrie, vorliegen. Die Erfindung stellt
somit ein Verfahren zur Bestimmung des Qualitäts- oder Schädigungszustands einer
neuinstallierten oder bereits in Benutzung befindlichen Fahrtreppe
bereit, mit dem insbesondere auch die Lokalisierung von Beschädigungen
an Maschinenelementen, insbesondere an den Führungen einer Fahrtreppe durchgeführt werden
können.