ES2293396T3 - Banda de medida y dispositivo para determinar el movimiento de un objeto. - Google Patents
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Abstract
Banda de señalización alargada (1), que presenta en su alcance longitudinal secciones de señalización (2, 3), donde al menos las secciones de señalización alternas pero sucesivas contienen al menos dos elementos de información diferentes que pueden ser determinados por al menos un dispositivo de sensor, caracterizada por que cada uno de los distintos elementos de información depende de un efecto físico diferente.
Description
Banda de medida y dispositivo para determinar el
movimiento de un objeto.
La invención hace referencia a una banda de
señalización alargada (1) con varias secciones de señalización a lo
largo de su alcance longitudinal y un sistema con una banda de
señalización para determinar un estado de movimiento de un cuerpo
móvil.
En numerosos cuerpos móviles, como por ejemplo
medios de transporte dentro del ámbito de la automatización o el
transporte, o en forma de ascensores, etc., la determinación y el
control de la velocidad del cuerpo móvil resulta decisiva para
garantizar un proceso de trabajo eficaz y la seguridad de las
personas.
Con los cuerpos móviles en forma de cabinas de
ascensores, se ha utilizado durante décadas un sistema de seguridad
mecánico en el que, como complemento a los habituales cables
portadores, se sujeta otro cable a las piezas en desplazamiento,
p.ej. la cabina, que es dirigido por una o por varias poleas de
guía.
Un sistema de seguridad de este tipo se describe
por ejemplo en DE 299 12 544 U1 en forma de limitador de fuerza
centrífuga. En caso de producirse una determinada sobrevelocidad en
la cabina del 20% por ejemplo, se libera una fuerza centrífuga
p.ej. en una polea de guía o similar, que provoca un estado de
bloqueo en la polea de guía y en consecuencia activa un freno de
captura. No obstante, el limitador de velocidad mecánico monofásico
de estas características data de los primeros años de la industria
de los ascensores y conlleva algunos inconvenientes. Estos
inconvenientes aluden a la disposición de las otras poleas de guía y
los otros cables en relación con un espacio constructivo elevado,
que en general incrementa el gasto de la instalación de ascensor.
Además, debido al cable de seguridad incorporado y a la polea
giratoria, este conocido sistema genera un nivel de ruido
considerable y solamente es apto para velocidades de cabina
limitadas. Finalmente, un sistema así requiere mucho mantenimiento,
se activa con cierta demora en caso de avería, su rendimiento es
insatisfactorio si el equipo está sucio y está anticuado o recibe un
mantenimiento inadecuado y resulta estéticamente poco aconsejable
en algunas aplicaciones.
En WO 00/37348 se describen otros sistemas de
seguridad para instalaciones de ascensores, donde se prevén
dispositivos magnéticos de seguridad o de frenado en lugar de un
cable de seguridad separado que se desplaza junto con la cabina en
movimiento. Sin embargo, estos sistemas tienen la desventaja de que
la sujeción de la cabina descansa únicamente en el principio del
magnetismo. Así pues, si se elige este principio físico no se
garantiza un aseguramiento adicional de la cabina en movimiento.
Independientemente de los sistemas de seguridad
para ascensores e instalaciones similares, DE 203 11 861 01
describe un dispositivo para determinar la posición y/o la longitud
con una unidad portadora dotada de una codificación absolutamente
magnética y una unidad de medición que actúa junto con la unidad
portadora. La unidad de medición se desplaza en relación con la
unidad portadora y presenta una unidad de sensor magnético
conectada con una unidad de evaluación electrónica secundaria. La
unidad portadora alargada tiene una sola vía con la codificación de
longitudes, donde hay dispuestas varias secciones de codificación
con un paso polar regular a lo largo de la codificación de
longitudes. La determinación de la posición y/o la longitud de la
unidad de medición respecto a la unidad portadora hacen referencia
únicamente a la determinación de una polaridad de secciones de
codificación respectivas en la unidad portadora mediante la unidad
de medición desplazada en relación con ella. En otras palabras, la
determinación de la posición y/o la longitud se basa exclusivamente
en el principio del magnetismo de la unidad portadora. En caso de
fallo del principio de medición relativo a esta característica, ya
no queda garantizada una determinación de la posición y/o la
longitud fiable.
DE 197 32 713 A1 describe un equipo y un
procedimiento para determinar la posición, los cuales se basan
asimismo en el principio del magnetismo. El equipo comprende un
cabezal de medición dotado de sensor de valores medidos, donde un
indicador de valores medidos se desplaza en función del cabezal de
medición. El indicador de valores medidos está diseñado como
elemento alargado gracias a un material magnetizado. En la dirección
de extensión del indicador de valores medidos hay previstas trazas
paralelas magnetizadas, que presentan a distancias regulares en la
dirección de extensión una magnetización periódica según un paso
polar. Con ello, este equipo tiene el inconveniente de que la
determinación de la posición del cabezal de medición en relación
con el indicador de valores medidos depende exclusivamente del
principio del magnetismo.
La presente invención tiene el cometido de
presentar una banda de señalización y un sistema para determinar
una posición y un estado de movimiento de un cuerpo móvil, donde los
medios constructivamente sencillos garantizan una seguridad
operativa considerablemente más elevada.
Conforme a la invención, esta función se cumple
mediante una banda de señalización con las características
mencionadas en la reivindicación 1, un sistema para determinar un
estado de movimiento de un cuerpo móvil con las características
mencionadas en la reivindicación 19 y un equipo limitador de la
velocidad de un cuerpo móvil con las características mencionadas en
la reivindicación 29. Los perfeccionamientos satisfactorios de la
invención son objeto de las respectivas reivindicaciones.
La banda de señalización alargada conforme a la
invención presenta secciones de señalización en su alcance
longitudinal, donde al menos las secciones de señalización alternas
pero sucesivas dependen de al menos dos efectos físicos distintos y
son determinables por al menos un dispositivo de sensor. Las
respectivas secciones de señalización pueden contener asimismo al
menos tres elementos de información distintos, que dependen de un
efecto físico de la sección de señalización. Independientemente del
número de elementos de información en una sección de señalización,
éstos pueden ser leídos por un dispositivo de sensor que incluye al
menos un elemento medidor para determinar uno de los elementos de
información de la banda de señalización y un circuito de
evaluación, donde el principio de medición del elemento medidor se
adapta al correspondiente efecto físico de la sección de
señalización.
Si los elementos de información están incluidos
en secciones de señalización consecutivas, los elementos de
información en secciones de señalización alternas dependientes del
mismo efecto físico son distintos entre sí.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, los elementos de información dependientes del mismo
efecto físico pueden coincidir en secciones de señalización alternas
pero sucesivas. En otras palabras, los elementos de información de
cada segunda sección de señalización son idénticos entre sí. En caso
conveniente, todas las secciones de señalización o bien las
secciones de señalización con un efecto físico coincidente pueden
presentar básicamente la misma anchura en la dirección de la
longitud ampliada de la banda de señalización. Con ello se asegura
una distribución uniforme de la información en la banda de
señalización en un orden uniformemente alternante. Alternativamente
también es posible que las secciones de señalización con efectos
físicos distintos tengan medidas diferentes.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, el efecto físico puede depender de una radiación
transferida por una respectiva sección de señalización. Para ello,
la sección de señalización puede incorporar una cinta
transportadora activa, una bobina, un radiotransmisor, diodos
luminosos, etc. que emitan una radiación. La radiación puede
generar un campo eléctrico, un campo magnético y/o un campo
electromagnético. Un dispositivo de sensor adecuado permitiría
detectar un campo así, por lo que podrían sacarse conclusiones sobre
los elementos de información de la sección de señalización.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, el efecto físico puede depender también de una
característica física de la sección de señalización. Esta
característica física de una sección de señalización puede ser una
propiedad óptica o magnética, una conductibilidad térmica, una
propiedad relativa a una reflexión de ondas electromagnéticas,
etc.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, las secciones de señalización pueden ser óptimamente
diferenciables entre sí de manera alternante. Esta diferenciación se
conseguiría mediante una pintura adecuada de colores con mucho
contraste, p.ej. en blanco y negro. Alternativamente, la propiedad
óptica de una sección de señalización puede depender de otras
estructuras óptimamente definibles, como p.ej. pantallas sombreadas,
reflexión, colores diversos, etc.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, las secciones de señalización pueden presentar una
polarización magnética distinta. Una serie de secciones de
señalización puede tener p.ej. una polarización sur magnética, y
las secciones de señalización intercaladas entre ellas pueden tener
una polarización norte magnética. Esta polarización alternante se
conseguiría por ejemplo fundiendo un metal apropiado.
Alternativamente, es posible añadir una capa magnética a un
sustrato.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, al menos una sección de señalización entre varias
secciones de señalización contiguas con elementos de información
alternos distintos puede estar dotada de un material que refleje de
forma distinta las ondas electromagnéticas. Esta característica de
la reflexión puede depender de ondas electromagnéticas con una
longitud en el ámbito del ultrasonido y/o del radar. Esta
característica física referente a la reflexión de ondas
electromagnéticas se puede conseguir aplicando un revestimiento de
un metal adecuado y garantizando que el metal no bloquee y altere el
efecto magnético de una sección de señalización.
En referencia a la característica física arriba
mencionada, bastaría con que cada segunda sección de señalización
incorporara una capa del material citado, o que dos secciones de
señalización contiguas presentaran revestimientos distintos a fin
de conseguir el efecto de reflexión deseado respecto a las ondas
electromagnéticas. Alternativamente, también es posible revestir
secciones de señalización alternas con un metal diferente, que
reflejen de manera distinta ondas electromagnéticas en el ámbito del
ultrasonido y/o del radar. Para ello se puede utilizar cualquier
material no metálico siempre y cuando asegure el efecto antes
señalado. Además del revestimiento, también se podría disponer el
metal mencionado en una sección de señalización junto a otras áreas
con efectos físicos distintos.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, las secciones de señalización pueden presentar una
conductibilidad térmica y/o una temperatura distinta de manera
alterna. En especial cuando la conductibilidad térmica de las
secciones de señalización contiguas sea diferente, éstas se pueden
ajustar a una temperatura distinta, que se detecta con un
dispositivo sensor apropiado.
La principal ventaja de la banda de señalización
conforme a la invención frente a los materiales magnéticos
portadores tradicionalmente conocidos es que algunas secciones de
señalización de la banda incluyen al menos dos elementos de
información diferentes entre sí, que dependen de efectos físicos
distintos. Estos efectos físicos se determinan con dispositivos de
sensor apropiados, basados en principios físicos de medición
diferentes. En la mayoría de dispositivos de sensor, los principios
de medición de estos dispositivos son diversos y no se influyen
mutuamente. Una deficiencia en un dispositivo de sensor o en la
determinación de un efecto físico en una sección de la banda de
señalización no repercute en el resto de dispositivos de sensor ni
en la determinación de otro u otros efectos físicos en una sección
de la banda de señalización. Si como consecuencia de un incendio se
acumula mucho humo por ejemplo alrededor de la banda de
señalización, hasta el punto de no poderse determinar las
propiedades ópticas de las secciones de señalización respectivas
mediante un dispositivo de sensor óptico, pese a las circunstancias
continúa siendo posible determinar la polaridad sur o norte y/o la
característica de reflexión de la sección de señalización en lo
relativo a ondas electromagnéticas o a otro efecto físico no
óptico. En caso de deficiencia en un principio de medición por
influencias externas, sigue siendo posible determinar otro efecto
físico u otros dos efectos físicos de una sección de la banda de
señalización con los otros dispositivos de sensor. Esto incrementa
bastante la seguridad operativa en lo relativo a la determinación
de la posición de un cuerpo en movimiento.
Cada sección de señalización puede incorporar
capas de material superpuestas con características físicas
distintas. Del mismo modo, también es posible disponer secciones de
material contiguas en una sección de señalización que refuerzan la
respectiva característica física. Aplicando una variación, se pueden
disponer en una sección de señalización dos secciones de material
contiguas con características físicas distintas, más otra capa de
material con una característica física distinta colocada encima o
debajo.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, se puede aplicar un revestimiento protector o similar
sobre una superficie de la banda de señalización, que sea resistente
a la abrasión, a los rasguños y/o repelente del aceite. Un
revestimiento protector así garantiza que los efectos y las
propiedades físicas de la banda de señalización, sobre todo la
característica óptica y la característica relativa a la reflexión
de las ondas electromagnéticas, no resulten afectados por daños
posibles en la banda de señalización.
La banda de señalización arriba especificada es
apta para un sistema conforme a la invención que determine el
estado de movimiento de un cuerpo móvil. Un sistema así incorpora
además dos dispositivos de sensor al menos adaptados a los dos
elementos de información como mínimo en cada sección de la banda de
señalización. Los dispositivos de sensor presentan al menos un
elemento de medición para determinar uno de los elementos de
información de la banda de señalización y un circuito de evaluación.
Un principio de medida de un elemento de medición respectivo se
adapta a uno de los efectos físicos de la sección de señalización,
mientras los principios de medida de los dispositivos de sensor
difieren entre sí. Es posible disponer la banda de señalización o
los dispositivos de sensor en el cuerpo en movimiento, de manera que
como resultado del movimiento del cuerpo la banda de señalización y
los dispositivos de sensor se desplacen en relación mutua.
Asimismo, el sistema incorpora un dispositivo de
control, donde el circuito de evaluación de un respectivo
dispositivo sensor genera una señal eléctrica adecuada a un efecto
físico y la transfiere al dispositivo de control. El dispositivo de
control está diseñado de manera que, basándose en las señales
eléctricas de los dispositivos sensores, permite determinar la
velocidad, la dirección de movimiento y/o la posición actual del
cuerpo en relación con la banda de señalización o los dispositivos
de sensor. Es posible colocar dispositivos de sensor en el cuerpo
en movimiento, con la banda de señalización estacionaria, es decir,
unida a la caja del ascensor, por lo que el cuerpo se desplaza en
relación y junto con la banda de señalización. Alternativamente se
puede colocar la banda de señalización en el cuerpo, con los
dispositivos de sensor estacionarios, es decir, unidos al hueco del
ascensor o un lugar similar. En consecuencia, el cuerpo se desplaza
en relación y junto con los dispositivos de sensor.
Adaptado a una banda de señalización donde cada
sección contenga tres elementos de información, el sistema puede
incluir otro dispositivo de sensor según un perfeccionamiento
satisfactorio de la invención. Este dispositivo de sensor adicional
presenta asimismo al menos un elemento de medición para determinar
uno de los elementos de información de la banda de señalización y
un circuito de evaluación, donde el principio de medida del elemento
de medición de este dispositivo de sensor adicional está adaptado a
uno de los efectos físicos de una sección de señalización y los
principios de medida de los distintos dispositivos de sensor
difieren entre sí. De conformidad con el efecto de la sección de
señalización, el dispositivo de sensor adicional genera una señal
eléctrica y la transfiere al dispositivo de control del sistema. Un
sistema así incorpora un total de tres dispositivos de sensor,
ajustados al correspondiente efecto físico de la banda de
señalización en función de su principio de medida. Este sistema
tiene la ventaja de que un movimiento del cuerpo en referencia a la
banda de señalización o los dispositivos de sensor se puede
determinar en base a tres principios de medida físicos distintos, lo
que incrementa la seguridad operativa del sistema.
Independientemente del número de dispositivos de
sensor, otra ventaja de la invención radica en que la determinación
de los efectos o las características físicas de la banda de
señalización se realiza sin contacto, lo que garantiza un desgaste
mínimo de la banda de señalización con una vida útil más larga.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, la señal eléctrica generada por el circuito de
evaluación de un dispositivo de sensor puede ser rectangular. El
circuito de evaluación está programado para que la frecuencia de la
señal eléctrica emitida sea directamente proporcional a la velocidad
del cuerpo en movimiento. Alternativamente, la frecuencia de la
señal eléctrica emitida puede ser inversamente proporcional a la
velocidad del cuerpo en movimiento. Además, los respectivos
dispositivos de sensor están diseñados para que el correspondiente
circuito de evaluación emita una señal eléctrica con una frecuencia
perturbadora en caso de estado de servicio anormal con respecto a
la banda de señalización. Puede producirse un estado de servicio
anormal por ejemplo por un fallo en la banda de señalización que
impida determinar un efecto físico, por un ensuciamiento de la
banda de señalización con malas consecuencias para las propiedades
ópticas en especial, por una banda de señalización con código
erróneo, por una sobretensión o una infratensión de un dispositivo
de sensor, por una excesiva velocidad del cuerpo, etc. El sistema
conforme a la invención no solo permite determinar la posición o la
velocidad del cuerpo respecto a la banda de señalización o respecto
a los dispositivos de sensor, sino que además detecta una distancia
inadmisiblemente grande entre un dispositivo de sensor y la banda
de señalización. Como resultado se pueden aplicar medidas de
seguridad adecuadas, como por ejemplo la parada del cuerpo justo
después de la señal eléctrica con frecuencia perturbadora o
alternativamente en una posición predeterminada.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, el sistema puede incorporar como máximo un dispositivo
de sensor que depende de un principio de medida óptico. Si hay más
de tres dispositivos de sensor, se puede prever también más de un
sensor óptico. La determinación de una característica óptica de la
banda de señalización en base al principio de medida óptico tiene
la ventaja de que se puede detectar sin problemas un incendio
alrededor del cuerpo en movimiento, debido a la sensibilidad a la
disminución de visibilidad por acción del vapor, del humo, etc. En
cuanto a la detección de un posible incendio, basta con que uno de
los dispositivos de sensor como máximo se base en el principio
óptico. Para atender a la diversidad útil de los dispositivos de
sensor, en este caso los otros dispositivos de sensor se pueden
fabricar como sensor magnético y como sensor para detectar una
reflexión de ondas electromagnéticas.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, el dispositivo de control puede incorporar numerosos
canales donde los dispositivos de sensor generen al menos una señal
eléctrica aplicada a los canales del dispositivo de control. Para
respetar las normas de seguridad respecto a la prevención de
averías, aplicables en algunas aplicaciones sobre todo en
instalaciones de ascensores, los canales pueden ser distintos en
relación con el hardware y con el software. En otras palabras, en
los canales se integran diversos procesadores para reducir
considerablemente la probabilidad de un fallo simultáneo de los
procesadores. La fiabilidad de la medición de la posición y/o la
velocidad del cuerpo en movimiento aumenta y esto permite equilibrar
los canales entre sí de modo ininterrumpido.
El sistema según la invención, que puede
incorporar una banda de señalización con tres elementos de
información distintos en cada sección de señalización y tres
unidades de sensor con distintos principios de medida, permite
realizar una medición segura de la posición y/o la velocidad del
cuerpo en movimiento cuando cada uno de los dispositivos de sensor
emite al menos una señal de salida a cada canal del dispositivo de
control. Este aspecto de seguridad del sistema sirve al principio de
"selección 2 de 3", según el cual cada uno de los tres
dispositivos de sensor emite dos señales de salida a los respectivos
canales del dispositivo de control. Las señales eléctricas del
respectivo dispositivo de sensor se basan en el mismo principio de
medida físico o alternativamente en dos principios de medida físicos
distintos. En este último caso, cada dispositivo de sensor presenta
al menos un elemento de medición basado en el principio óptico, para
dar cuenta de la importancia de detectar posibles incendios o
acumulaciones de humo, algo que garantiza este principio.
Conforme a la invención, se prevé asimismo un
equipo para limitar la velocidad de un cuerpo en movimiento, dotado
de una banda de señalización y un sistema como se describe más
arriba. El equipo incluye además un dispositivo de frenado y/o un
dispositivo de paracaídas que actúan sobre el cuerpo en movimiento;
el dispositivo de control está conectado eléctricamente con el
dispositivo de frenado y el dispositivo de paracaídas y está
diseñado de manera que en caso de determinarse una velocidad que
supera un primer valor umbral determinado para el cuerpo, se emita
una señal eléctrica de control que active el dispositivo de frenado
que actúa sobre el cuerpo. Además, si se determina una velocidad
que supera un segundo valor umbral determinado para el cuerpo, el
dispositivo de control emite una segunda señal eléctrica de control
que activa el dispositivo de paracaídas que actúa sobre el cuerpo
para detenerlo de inmediato. Un dispositivo así para limitar la
velocidad de un cuerpo en movimiento resulta muy ventajoso en
instalaciones de ascensores, a fin de supervisar y dado el caso
limitar la velocidad de la cabina. Frente al sistema de seguridad
mecánico habitual antes descrito para instalaciones de ascensores,
el equipo según la invención resulta recomendable en instalaciones
de ascensores por el reducido espacio de montaje necesario, dado
que no es necesario instalar unidades en la parte superior o
inferior del ascensor, por el montaje sencillo y rápido de la banda
de señalización y de los dispositivos de sensor y por el
funcionamiento silencioso gracias a la exploración sin contacto de
la banda de señalización.
Para cumplir los criterios de seguridad en la
utilización de ascensores estipulados en la denominada Directiva de
ascensores, el equipo conforme a la invención en un
perfeccionamiento satisfactorio puede incorporar como mínimo un
dispositivo de relé de seguridad conectado entre el dispositivo de
control y el dispositivo de frenado o de paracaídas, donde las
señales eléctricas del dispositivo de control se aplican al
dispositivo de relé de seguridad. Para aumentar más todavía los
niveles de seguridad, el dispositivo de relé de seguridad puede
incluir al menos un primer relé de seguridad y un segundo relé de
seguridad activados por circuitos separados entre sí, según la
finalidad prevista. La primera señal del dispositivo de control se
aplica al primer relé de seguridad y la segunda señal del
dispositivo de control se aplica al segundo relé de seguridad. Si
debido a una alteración en el movimiento del cuerpo, por ejemplo por
velocidad excesiva o por falta de señal de un dispositivo de
sensor, el dispositivo de control emite la primera señal eléctrica
de control o la segunda señal eléctrica de control a un relé de
seguridad, a fin de ralentizar o parar el cuerpo, según sea
necesario, solo será posible seguir manejando el cuerpo cuando el
relé de seguridad emita una señal de respuesta al correspondiente
canal del dispositivo de control. Una señal de respuesta así se
genera por ejemplo cuando el operario ha reparado la avería
detectada y el respectivo relé de seguridad (si es monoestable) se
repone a la posición de trabajo.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, el dispositivo de paracaídas antes mencionado puede
acoplarse con un dispositivo accionador, que se pone en marcha con
la segunda señal eléctrica de control. Al aplicarse la segunda
señal eléctrica de control al dispositivo accionador, ésta acciona
el dispositivo de paracaídas, tras lo cual el cuerpo en movimiento
o la cabina del ascensor son detenidos por el dispositivo de
paracaídas. El dispositivo de paracaídas puede constar de un
mecanismo cónico conocido tradicionalmente, que agarra el cuerpo en
movimiento, especialmente una cabina de ascensor. Este dispositivo
de paracaídas es popular desde hace décadas en las instalaciones de
ascensores y por ello no se dan aquí más detalles sobre él.
Si el equipo dispone de varios dispositivos de
paracaídas, según la finalidad se preverán también varios
dispositivos accionadores, a saber, un dispositivo accionador por
cada paracaídas. En caso necesario, es posible instalar en un
ascensor dos dispositivos accionadores en dirección descendente y
dispositivos accionadores en dirección ascendente, para aportar
suficiente fuerza de regulación para el dispositivo de
paracaídas.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, el equipo puede incorporar una banda de señalización con
tres elementos de información distintos por cada sección.
Adaptándose a esta banda de señalización se pueden prever tres
dispositivos de sensor dependientes de un principio de medida
diferente para determinar los efectos físicos de la banda de
señalización. Al cuerpo en movimiento se acopla la banda de
señalización o los dispositivos de sensor. El dispositivo de
control del equipo está concebido de manera que cuando falle la
señal de un dispositivo de sensor solamente o cuando un solo
dispositivo de sensor emita una señal eléctrica con una frecuencia
perturbadora, el cuerpo no se detenga inmediatamente sino en una
posición predeterminada. Aquí, el dispositivo de control puede
generar la señal eléctrica correspondiente para parar el cuerpo en
movimiento. Además, es posible aplicar otra señal de control
eléctrica a una unidad de mando para controlar el movimiento del
cuerpo, y en consecuencia propiciar la parada del cuerpo en
movimiento.
En caso de utilizarse el equipo según la
invención en una instalación de ascensor, se garantizan tres
niveles de seguridad para el funcionamiento de la cabina. En un
primer nivel de seguridad, si falla solamente uno de los
dispositivos de sensor, es decir, si se emite una señal eléctrica
con frecuencia perturbadora, el desplazamiento de la cabina
continúa hasta la siguiente estación o el siguiente piso, y a
continuación se detiene la cabina para que el operario realice otra
comprobación. Debido a la "reserva de seguridad" de otros dos
dispositivos de sensor, el fallo de un solo dispositivo de sensor no
produce una parada de emergencia de la cabina, y así se evitan
riesgos o enfados por parte de los usuarios.
En un segundo nivel de seguridad del equipo
según la invención, el dispositivo de control genera la señal
eléctrica de control para activar el dispositivo de frenado cuando
en base a las señales eléctricas de un dispositivo de sensor o
preferentemente de dos dispositivos de sensor se determina una
velocidad que sobrepasa ligeramente un valor teórico
predeterminado. La primera señal de control eléctrica generada
interrumpe un circuito de seguridad del respectivo relé de
seguridad, tal y como se especifica más arriba, lo cual activa el
dispositivo de frenado que actúa sobre la cabina, a fin de reducir
la velocidad de la cabina. Dependiendo de la finalidad, es posible
ajustar la intervención del dispositivo de frenado sobre el proceso
de desplazamiento de la cabina para que los cambios de velocidad
sean siempre lentos.
En un tercer nivel de seguridad del equipo según
la invención, el dispositivo de control genera la segunda señal
eléctrica de control para activar el dispositivo de paracaídas
cuando en base a la señal eléctrica de un dispositivo de sensor o
preferentemente de dos dispositivos de sensor se determina una
velocidad que sobrepasa considerablemente, p.ej. en un 20%, un
valor teórico predeterminado. La segunda señal de control eléctrica
pone en marcha el dispositivo accionador y el dispositivo de
paracaídas, deteniéndose de inmediato la cabina. No obstante, el
dispositivo de paracaídas se pone en marcha exclusivamente en caso
de emergencia, p.ej. cuando hay una caída libre de la cabina por un
desgarro del cable o cuando por otros motivos se genera una
sobrevelocidad de la cabina en sentido ascendente o
descendente.
Atendiendo a otro aspecto de seguridad del
equipo, el cuerpo o la cabina se para, independientemente de su
velocidad, cuando dos dispositivos de sensor emiten una señal
eléctrica con frecuencia perturbadora al dispositivo de
control.
Tal y como se ha explicado anteriormente, un
aspecto de seguridad general del equipo conforme a la invención
consiste en que la primera señal de control eléctrica y la segunda
señal de control eléctrica se aplican a relés de seguridad
independientes entre sí para accionar el dispositivo de frenado o de
paracaídas y estos relés de seguridad se controlan desde un
circuito independiente. Si falla el circuito de un relé de
seguridad, el funcionamiento del otro relé de seguridad está
garantizado.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, la señal eléctrica con frecuencia perturbadora puede
generar otra señal eléctrica desde uno de los dispositivos de sensor
al dispositivo de control, que se aplica a una unidad de control
para supervisar el movimiento del cuerpo móvil. Puede tratarse de
una unidad de control central para ascensores, que está conectada
de modo independiente con el primer relé de seguridad y con el
segundo relé de seguridad. Si esta otra señal se aplica al control
central del ascensor, en función de la información existente en el
control central sobre la velocidad y/o la posición de una cabina, la
unidad de control central puede emitir una señal adicional para
interrumpir un circuito del primer relé de seguridad a fin de
frenar la cabina o detenerla en una posición predeterminada. De
manera alternativa o complementaria, la unidad de control central
del ascensor puede generar una señal de servicio para informar al
personal del servicio técnico sobre un estado de funcionamiento
anormal.
En un perfeccionamiento satisfactorio de la
invención, la banda de señalización se puede colocar en un carril
del cuerpo en movimiento. Si se utiliza en una instalación de
ascensor, la banda de señalización se adhiere magnéticamente a un
raíl de desplazamiento de la cabina, por lo que no hacen falta
elementos de sujeción separados para la banda de señalización.
Si la banda de señalización está dotada de una
codificación absoluta en sus secciones de señalización, el sistema
conforme a la invención puede determinar no sólo la velocidad o la
dirección de desplazamiento del cuerpo en movimiento, sino también
una posición absoluta del cuerpo con respecto a la banda de
señalización o los dispositivos de sensor. Si se utiliza una banda
de señalización así en una instalación de ascensor, es posible
simular la posición de la cabina en el hueco, lo que permite
especialmente el funcionamiento de varias cabinas en el mismo
carril sin que exista peligro de colisión entre ellas.
Otras ventajas y posibles presentaciones de la
invención se derivan de la descripción y del gráfico adjunto.
Se entiende que las propiedades mencionadas
anteriormente y las que se explicarán a continuación son aplicables
no sólo en la combinación aquí expuesta, sino también en cualquier
otra combinación o configuración, siempre y cuando no difieran del
marco establecido para esta invención.
La invención está representada esquemáticamente
en el gráfico según un ejemplo de presentación y a continuación se
describirá en detalle haciendo referencia al citado gráfico.
La Figura 1 muestra una vista parcial en
perspectiva de una banda de señalización según la invención.
La Figura 2 muestra la banda de señalización de
la Figura 1 utilizada en una instalación de ascensor.
La Figura 3 muestra una vista en corte
transversal a lo largo de la línea I-I de la Figura
2.
La Figura 4 muestra un diagrama estructural del
funcionamiento de un equipo según la invención para limitar la
velocidad de un cuerpo en movimiento, equipo que se instala en la
instalación de ascensor de la Figura 2.
La Figura 1 ilustra una banda de señalización 1
según la invención en vista parcial en perspectiva. La banda de
señalización 1 presenta un alargamiento a lo largo del cual se han
previsto secciones de señalización 2, 3. Las secciones de
señalización 2, 3 alternas incluyen tres elementos de información
distintos que hacen referencia a características físicas de la
banda de señalización, a saber, una característica óptica, una
característica magnética y una característica relativa a la
reflexión de ondas magnéticas. En particular, las secciones de
señalización están diseñadas de modo que los elementos de
información referentes a la misma característica en secciones de
señalización alternas sean distintos entre sí, como se ilustra más
abajo.
En la versión ilustrada en la Figura 1, todas
las secciones de señalización 2 incorporan una polarización sur
magnética, que se representa con la letra "S". Asimismo, las
secciones de señalización 2 están recubiertas de una capa de cobre,
como se muestra en el diagrama. Esta capa de cobre aporta a las
secciones de señalización 2 una característica determinada relativa
a la reflexión de ondas magnéticas, por ejemplo de ondas de
ultrasonido. Finalmente, las secciones de señalización 2 están
pintadas en blanco, para conseguir la característica óptica
deseada. Además del cobre se puede utilizar cualquier otro material
para el recubrimiento de la banda de señalización 1, siempre que no
afecte a la mencionada característica magnética.
Como complemento o para modificar el
revestimiento de una sección de señalización, es posible colocar el
metal con una determinada característica relativa a la reflexión de
ondas electromagnéticas también junto a zonas de la sección de
señalización que tengan una característica física diferente.
Las secciones de señalización 3, colocadas entre
las secciones de señalización 2, disponen de una polaridad norte
magnética "N". A diferencia de las secciones de señalización 2,
las secciones de señalización 3 no están recubiertas de una capa de
cobre, por lo que difieren de las secciones de señalización 2 en lo
concerniente a la reflexión de ondas electromagnéticas o similares.
Para terminar, las secciones de señalización 3 están pintadas en
negro, por lo que tienen una característica óptica distinta a la de
las secciones de señalización 2.
Los elementos de información distintos arriba
especificados de la banda de señalización 1, que aluden a las
respectivas características físicas, se determinan mediante
dispositivos de sensor apropiados. Estos dispositivos de sensor
incluyen un elemento de medición, cuyo principio de medida se adapta
a una característica física de una sección de señalización de la
banda, así como un circuito de evaluación que transforma la
respectiva información en una señal eléctrica apropiada.
Como complemento a la versión representada en la
Figura 1, se permite también que las respectivas secciones de
señalización emitan una radiación que genere los diferentes efectos
físicos. La radiación puede generar un campo eléctrico, un campo
magnético y/o un campo electromagnético. En las secciones de
señalización es posible instalar los medios técnicos necesarios que
emitan esta radiación, como por ejemplo una cinta transpondedora,
una bobina, un radiotransmisor, uno o varios diodos luminosos, etc.
El campo generado alrededor de una sección de señalización se
detecta con un dispositivo de sensor apropiado y adaptado a este
fin.
La banda de señalización 1 según la invención
está especialmente recomendada para determinar la posición y la
velocidad de un cuerpo en movimiento que se desplace en relación con
la banda de señalización 1. A partir de ahora se entenderá que el
cuerpo es p.ej. una cabina en un ascensor, sin que esto represente
una limitación en su margen de utilización. Atendiendo a los tres
elementos de información distintos por cada sección de la banda de
señalización, se instalan tres dispositivos de sensor en la cabina
del ascensor, de los que depende un principio de medida físico
diferente en función de las distintas características físicas de la
banda de señalización. En otras palabras, los principios de medida
de los dispositivos de sensor difieren entre sí.
Durante el funcionamiento de la instalación de
ascensor, cada dispositivo de sensor determina un elemento de
información de una sección de señalización 2, 3 de la banda de
señalización 1 o un cambio en estos elementos de información. Este
cambio se procesa en los circuitos de evaluación de los dispositivos
de sensor, que generan una señal rectangular con una frecuencia
característica dependiente de la velocidad. Los circuitos de
evaluación están programados de manera que la frecuencia de la
señal eléctrica generada descienda a medida que aumente la
velocidad de la cabina en relación con la banda de señalización 1.
La frecuencia de salida de la señal rectangular se calcula, por
ejemplo, con esta ecuación:
donde:
- f
- es la frecuencia emitida en Hz
- Z0i
- es un número característico para cada dispositivo de sensor
- Vakt
- es la velocidad actual del dispositivo de sensor o de la cabina en relación con la banda de señalización calculado en m/seg.
- k
- es un factor proporcional y de adaptación a la instalación de ascensor.
Al seleccionar un número característico
determinado Z0i para cada dispositivo de sensor, la frecuencia de
la señal de salida de un dispositivo de sensor recibe un margen de
valores específico que permite deducir el correspondiente
dispositivo de sensor.
Según esta ecuación, la frecuencia de salida de
la señal rectangular es inversamente proporcional a la velocidad
actual de la cabina.
Alternativamente, la frecuencia de salida de la
señal rectangular se puede determinar de manera directamente
proporcional a la velocidad actual de la cabina, según esta
ecuación:
Las magnitudes aquí mencionadas corresponden a
las magnitudes de la ecuación arriba indicada para la
proporcionalidad inversa.
La Figura 2 muestra una instalación de ascensor
4 en principio muy simplificada donde se ha instalado la banda de
señalización 1. La banda de señalización 1 está sujeta verticalmente
a un raíl de desplazamiento 5 del ascensor. Preferentemente, la
banda de señalización 1 está adherida magnéticamente al raíl de
desplazamiento 5, para que no sean necesarios medios de sujeción
adicionales para fijar la banda de señalización 1. En la cabina 6
se colocan tres dispositivos de sensor 7, 8, 9 con un brazo 6a,
dimensionado de tal manera que los dispositivos de sensor 7, 8, 9
puedan desplazarse durante el funcionamiento de la cabina 6
opuestamente a la banda de señalización 1.
En la Figura 3 se muestra una sección
transversal del raíl de desplazamiento 5 y de una parte de la
cabina 6 junto a la línea I-I. El raíl de
desplazamiento 5 tiene forma de viga en T. La banda de señalización
1 se adhiere magnéticamente a la superficie de un puntal central 5a
de la viga en T. Los dispositivos de sensor 7-9
dispuestos en el brazo 6a están contrapuestos a la banda de
señalización 1 instalada en la viga en T. Durante el funcionamiento
de la instalación de ascensor, es decir, mientras se desplaza la
cabina en la dirección Y mostrada en las Figuras 2 y 3, los
dispositivos de sensor 7-9 se mantienen opuestos a
la banda de señalización 1, de manera que los elementos de
información de la banda de señalización 1 pueden ser determinados
directamente por los dispositivos de sensor
7-9.
Como se ha explicado más arriba, los
dispositivos de sensor 7 a 9 hacen referencia a un principio de
medida físico distinto, en función de las características físicas de
la banda de señalización 1. Concretamente, el dispositivo de sensor
7 está construido como un sensor magnético y permite determinar una
polarización magnética de la banda de señalización 1 (p.ej.
mediante efecto Hall, GMR, AMR, etc.) El segundo dispositivo de
sensor 8 está construido como un sensor que permite determinar una
característica de la banda de señalización 1 relativa a la
reflexión de ondas electromagnéticas. Para ello, el segundo
dispositivo de sensor 8 incorpora un transmisor que envía ondas
electromagnéticas p.ej. en forma de ultrasonidos en dirección a la
banda de señalización 1. Asimismo, el segundo dispositivo de sensor
8 incorpora además un receptor que capta las ondas
electromagnéticas reflejadas por la banda de señalización 1 y
transfiere esta información a un circuito de evaluación adecuado
del segundo dispositivo de sensor 8. Basándose en las ondas
electromagnéticas captadas por el receptor, el circuito de
evaluación del segundo dispositivo de sensor 8 genera una señal
eléctrica. El tercer dispositivo de sensor 9 está construido como
un sensor óptico y permite determinar características puramente
ópticas de la banda de señalización 1. En el presente ejemplo, el
tercer dispositivo de sensor 9 reacciona ante un color de contraste
de la banda de señalización 1, de modo que la pintura blanca y negra
de las secciones de señalización 2, 3 de la banda 1 se determina
con el tercer dispositivo de sensor 9. En otras palabras, los
principios físicos y los circuitos de evaluación de los dispositivos
de sensor son distintos. Un posible tipo de avería, atribuible a
una influencia externa, solo puede repercutir preferentemente en un
único dispositivo de sensor.
Las señales eléctricas generadas por los
circuitos de evaluación de los dispositivos de sensor
7-9 se aplican a un dispositivo de sensor diseñado
de tal modo que la dirección de movimiento y/o la posición actual
de la cabina 6 relativa a la banda de señalización 1 se puedan
determinar en función de las señales eléctricas de los tres
dispositivos de sensor 7-9. La banda de señalización
1, los dispositivos de sensor 7-9 instalados en la
cabina 6 y el dispositivo de control están coordinados en un sistema
conforme a la invención válido para determinar el estado de
movimiento de la cabina 6. El dispositivo de control puede
realizarse en forma de microcontrolador, que se explica a
continuación en detalle y que a partir de ahora recibirá simplemente
esta denominación.
Los diferentes elementos constructivos del
sistema conforme a la invención en forma de tres dispositivos de
sensor 7-9 y de un microcontrolador, que pueden
instalarse p.ej. en la cabina 6, están adaptados en general a las
duras condiciones de utilización en una caja de ascensor. Los
dispositivos de sensor y el microcontrolador están totalmente
protegidos contra el contacto y la entrada de polvo, así como las
salpicaduras de agua. Además, estos elementos eléctricos del
sistema están apantallados contra campos magnéticos externos
alternantes y otros efectos de las radiaciones derivados de equipos
móviles o de radio. La carcasa de los elementos constructivos está
convenientemente aislada para que la temperatura ambiente de p.ej.
-20ºC hasta +85ºC no altere el funcionamiento fiable de los
elementos.
Cuando la cabina 6 está funcionando, la
distancia entre los dispositivos de sensor 7-9 y
banda de señalización 1 no es constante, debido a vibraciones y
oscilaciones durante el desplazamiento. La exactitud al determinar
los elementos de información de la banda de señalización 1 por parte
de los dispositivos de sensor permite que una desviación de los
dispositivos de sensor en sentido vertical (dirección Z en las
Figuras 2 y 3) y en sentido horizontal (dirección Y en las Figuras
2 y 3) respecto a la banda de señalización pueda ser de unos
milímetros. Siempre que la distancia entre el dispositivo de sensor
y la banda de señalización sea un valor dentro de este intervalo,
el estado de servicio de los dispositivos de sensor será normal.
Pero cuando la distancia entre el dispositivo de sensor y la banda
de señalización alcance mayores proporciones y quede fuera del
intervalo mencionado, la posición de los dispositivos de sensor
respecto a la banda de señalización se considerará anormal, y los
dispositivos de sensor señalarán este hecho emitiendo una señal
eléctrica con una frecuencia perturbadora, tal y como se explica en
detalle más adelante.
La gama de aplicación de los tres dispositivos
de sensor cubre varios intervalos de velocidades, p.ej, por encima
de 0 m/seg. hasta 23 m/seg. Este intervalo puede dividirse a su vez
en varios subintervalos, para que los dispositivos de sensor
solamente deban cubrir un determinado campo de trabajo. Además, los
movimientos oscilantes de los dispositivos de sensor en sentido
vertical solamente pueden producir un cambio de frecuencia cuando
corresponde a la velocidad real de la cabina 6 o de los dispositivos
de sensor en relación con la banda de señalización 1. En especial,
la oscilación en torno a uno y el mismo flanco de una sección de la
banda de señalización 1 no debe producir un cambio de frecuencia.
Se entiende que los movimientos de los dispositivos de sensor en
sentido horizontal dentro del campo de trabajo en que se garantiza
un funcionamiento normal de la cabina no deben producir ningún
cambio de frecuencia.
Cuando la cabina 6 está funcionando, los tres
dispositivos de sensor 7-9 avanzan a una determinada
velocidad por la banda de señalización 1. Las señales rectangulares
generadas aluden a un cambio de información en las señales alternas
2, 3 de la banda de señalización. La frecuencia de salida de la
señal rectangular, emitida por los respectivos circuitos de
evaluación de los dispositivos de sensor 7-9, es
directa o inversamente proporcional a la velocidad de la cabina 6,
según las ecuaciones antes presentadas.
El sistema según la invención permite determinar
una posición, una dirección de movimiento y/o una velocidad de la
cabina 6. La banda de señalización 1 y el sistema según la invención
pueden formar parte además de un equipo para limitar la velocidad
de la cabina 6, equipo que además cuenta con un dispositivo de
frenado y/o un dispositivo de paracaídas que actúan sobre la
cabina. En este equipo, el microcontrolador del sistema está
eléctricamente conectado con el dispositivo de frenado y el
dispositivo de paracaídas y diseñado de forma que, cuando la
velocidad de la cabina 6 supere un primer valor umbral
predeterminado, se emita una primera señal de control eléctrica Vv
que active el dispositivo de frenado que actúa sobre el cuerpo. Si
se determina una velocidad de la cabina 6 que supera un segundo
valor umbral predeterminado, el microcontrolador emite una segunda
señal de control eléctrica V_{A}, que activa el dispositivo de
paracaídas que actúa sobre la cabina y la detiene de inmediato. En
el diagrama estructural de la Figura 4 se representa este equipo 30
de manera esquemática.
El equipo 30 incorpora además de la banda de
señalización 1 y los dispositivos de sensor 7-9 un
microcontrolador 10, un dispositivo de relé de seguridad a él
conectado en forma de un primer relé de seguridad 11 y un segundo
relé de seguridad 12, un dispositivo de frenado (no representado) y
un accionador 13 conectado al primer relé de seguridad 11, que
activa un dispositivo de paracaídas 14. En la parte izquierda de la
Figura 4 se muestran la banda de señalización 1 y los tres
dispositivos de sensor 7-9; dichos dispositivos
están instalados en la cabina y se desplazan por la banda de
señalización 1 cuando la cabina está funcionando. Cada uno de los
dispositivos de sensor 7-9 presenta un elemento de
medición (no representado), conectado con el correspondiente
circuito de evaluación del dispositivo de sensor. Al pasar junto a
la banda de señalización 1, cada uno de los dispositivos de sensor
7-9 genera, en función de la información de la
sección de señalización, señales eléctricas que se aplican al
microcontrolador 10. En la zona central de la Figura 4 se muestra el
microcontrolador 10, con un primer canal A y un segundo canal B. La
estructura del microcontrolador 10 se explica detalladamente más
adelante. También es posible prever un control de ascensor 31
(representado a la derecha de la Figura 4), conectado de manera
independiente con el microcontrolador 10 y el relé de seguridad
primero y segundo 11, 12.
El primer relé de seguridad 11 y el segundo relé
de seguridad 12 están conectados al primer canal A y al segundo
canal B del microcontrolador 10, respectivamente. El primer relé de
seguridad 11 está acoplado con el accionador 13, que activa el
dispositivo de paracaídas 14 y lo libera. El segundo relé de
seguridad 12 actúa sobre el dispositivo de frenado (no
representado) y con la señal de control adecuada puede poner en
marcha el dispositivo de frenado.
El equipo 30 mostrado en el diagrama estructural
de la Figura 4 puede utilizarse como sistema de seguridad para un
ascensor, por ejemplo, a fin de limitar o controlar la velocidad de
la cabina, en lugar de como un sistema de seguridad mecánico
convencional con una pieza adicional, tal y como se explica más
arriba. El equipo 30 destaca frente al sistema mecánico habitual
por su mayor fiabilidad, por trabajar silenciosamente incluso con
velocidades más altas de cabina, por poderse montar fácilmente en
edificios grandes y por su instalación sencilla en ascensores. La
supresión de las poleas de guía y del peso tensor en el cable de
seguridad hace innecesario el espacio de instalación adicional en
la parte superior e inferior del ascensor, por lo que los costes se
reducen de manera importante.
Como se ha mencionado antes, el microcontrolador
10 cuenta con un primer canal A y un segundo canal B. Cada canal
incorpora tres módulos de temporizador 15-17, sobre
los que inciden las señales eléctricas S1-S3 de los
respectivos dispositivos de sensor 7-9. Para
aumentar la seguridad operativa del equipo, ambos canales van
dotados de un hardware distinto o de dos procesadores distintos.
Cada canal del microcontrolador 10 puede incluir una RAM 21, una
memoria Flash 22, una EEPROM 23, un Watchdog OSC 24, un módulo CAN y
módulos de temporizador 15-17 individuales. La
estructura del hardware del microcontrolador 10 corresponde a los
componentes electrónicos de uso comercial y por ello no se dan aquí
más detalles sobre su proceso de cálculo o su configuración.
Las señales eléctricas de los tres dispositivos
de sensor 7-9 inciden sobre los módulos de
temporizador 15-17 de los canales A y B. A
continuación se realiza la integración y el cálculo de la señal
rectangular sobre los módulos de temporizador, con el fin de
determinar la velocidad real de la cabina 6. Para incrementar la
seguridad operativa, el canal A se compara continuamente con el
canal B. El objetivo de los cálculos en el canal A y en el canal B
es detectar lo antes posibles diferencias entre las señales
eléctricas de los tres dispositivos de sensor 7-9
debidas p.ej. a una avería.
Por motivos de seguridad, el primer relé de
seguridad 11 y el segundo relé de seguridad 12 funcionan con
circuitos eléctricos independientes. Es posible conectar a cada
canal del microcontrolador 10 numerosos relés de seguridad que
funcionan análogamente con los circuitos eléctricos independientes.
Los respectivos relés de seguridad 11, 12 están conectados
eléctricamente con los canales A y B del microcontrolador 10, de
manera que las señales de control de los canales A y B pueden
incidir en los relés de seguridad 11, 12, como se explica a
continuación, y se puede enviar información de retorno en sentido
contrario, desde los relés de seguridad 11, 12 al microcontrolador
10.
El segundo relé de seguridad 12 está acoplado
con el accionador 13, que pone en marcha el dispositivo de
paracaídas 14. Este puede tomar la forma de un dispositivo cónico
conocido desde hace décadas, que se utiliza en caso de emergencia
para detener la cabina entre un raíl de desplazamiento del ascensor
y el área circundante de la cabina. En caso de parada de la cabina
6, el accionador se puede activar y desactivar mediante una señal
eléctrica S_{A} también para realizar pruebas. Una vez finalizadas
las pruebas, se puede retomar el ritmo de funcionamiento normal del
ascensor.
A continuación se explica con detalle la
limitación de velocidad que permite el equipo, relacionada con la
actuación del microcontrolador 10.
Durante el funcionamiento de la cabina 6, hay
señales eléctricas S1-S3 el módulos de temporizador
15-17 del primer canal A y el segundo canal B. S1
es una señal eléctrica del primer dispositivo de sensor 7, S2 es
una señal eléctrica del segundo dispositivo de sensor 8 y S3 es una
señal eléctrica del tercer dispositivo de sensor 9. Atendiendo a
las señales S1-S3, en cada canal A y B del
microcontrolador 10 se determina la velocidad de la cabina 6. Esta
velocidad real se compara a continuación con una velocidad teórica
admisible preajustada, tras lo cual en caso necesario se generan
señales de control para activar el dispositivo de frenado. Si la
velocidad real determinada sobrepasa ligeramente la velocidad
teórica admisible preajustada en un primer valor umbral
preestablecido, el primer canal A y/o el segundo canal B genera una
primera señal eléctrica Vv sobre el primer relé de seguridad 11.
Esto interrumpe el circuito eléctrico con el que se maneja el primer
relé de seguridad 11, tras lo cual se activa el dispositivo de
frenado que actúa sobre la cabina 6. La interacción del dispositivo
de frenado con la cabina hace descender la velocidad de la cabina
hasta el valor teórico admisible o bien frena la cabina 6.
Si la velocidad real de la cabina 6 determinada
por el microcontrolador 10 supera la velocidad teórica admisible en
un segundo valor umbral preestablecido, es decir, de manera
considerable, el primer canal A y/o el segundo canal B generan una
segunda señal eléctrica V_{A} sobre el segundo relé de seguridad
12. Como consecuencia del acoplamiento entre el segundo relé de
seguridad 12 y el accionador 13 se pone en marcha el accionador,
que a su vez activa el dispositivo de paracaídas 14. La segunda
señal de control eléctrica V_{A} se genera en aquellas
situaciones de emergencia en que la velocidad determinada para la
cabina 6 es excesiva. En consecuencia, la cabina se para en seco
con ayuda del dispositivo de paracaídas 14.
Las señales de salida de los dispositivos de
sensor en forma de señales rectangulares (representadas
simbólicamente en la Figura 4 izquierda) incidentes sobre los
elementos de temporizador 15-17 del microcontrolador
10 son ondas de impulsos, conforme a la ecuación para la
proporcionalidad inversa arriba especificada, con una frecuencia
máxima si la velocidad es 0 y con una frecuencia mínima específica
de los sensores en caso de velocidad de activación (primer o
segundo valor umbral sobrepasado) y una frecuencia máxima específica
de los sensores si la velocidad de la cabina es baja. Tal y como se
señala más arriba, los respectos dispositivos de sensor emiten una
señal eléctrica con una frecuencia perturbadora, tras lo cual se
puede generar una segunda señal de control eléctrica V_{A}.
Tras el accionamiento del dispositivo de frenado
mediante la primera señal de control eléctrica Vv o del dispositivo
de paracaídas 14 mediante la segunda señal de control eléctrica
V_{A}, el equipo según la invención solamente podrá seguir
funcionando si el servicio técnico realiza antes una comprobación de
funcionamiento. Una vez realizada la prueba, el respectivo relé de
seguridad 11 o 12 devuelve una señal de liberación SR11 o SR12 al
canal A o B, para que pueda continuar el funcionamiento normal del
ascensor.
El equipo conforme a la invención incorpora tres
niveles de seguridad en la supervisión de la velocidad de la
cabina. Si falla p.ej. un solo dispositivo de sensor o si se envía
una señal eléctrica con una frecuencia perturbadora al
microcontrolador 10, el desplazamiento de la cabina prosigue hasta
el siguiente piso, donde la cabina se detiene en esa posición para
otra comprobación de la instalación. En el segundo nivel de
seguridad, un pequeño exceso de velocidad de la cabina provoca la
primera señal de control eléctrica Vv, que activa el dispositivo de
frenado para reducir dicha velocidad. En el tercer nivel de
seguridad, un exceso considerable en la velocidad de la cabina 6
provoca la segunda señal de
control eléctrica V_{A}, que activa el dispositivo de paracaídas 14 mediante el accionador 13 para parar en seco la cabina.
control eléctrica V_{A}, que activa el dispositivo de paracaídas 14 mediante el accionador 13 para parar en seco la cabina.
El software del microcontrolador 10 está
diseñado de manera que en caso de reconocimiento incorrecto de la
banda de señalización 1 debido a una acumulación de humo o a
suciedad excesiva, lo que genera una señal eléctrica con una
frecuencia perturbadora, no se propicie inmediatamente una situación
de emergencia en la que habitualmente se activaría el dispositivo
de paracaídas. En su lugar, cuando solamente uno de los tres
dispositivos de sensor emite la señal eléctrica con una frecuencia
perturbadora, el desplazamiento normal de la cabina 6 prosigue
hasta el siguiente piso y a continuación la cabina se detiene en esa
posición para otra comprobación de la instalación. Esta
arquitectura de seguridad en etapas para el equipo según la
invención contribuye de modo importante a la seguridad de los
usuarios del ascensor, dado que se evitan medidas de emergencia
innecesarias en la cabina derivadas p.ej. del ensuciamiento de la
banda de señalización.
Asimismo, el equipo se puede diseñar de tal modo
que una señal eléctrica con una frecuencia perturbadora en el
dispositivo de control 10 genere otra señal de control eléctrica que
se aplique al mando del ascensor 31. A continuación el mando del
ascensor 31, considerando la información sobre el estado de
movimiento y la posición actual de la cabina, decide si y en qué
posición debe frenarse o detenerse la cabina. Para ello, el mando
del ascensor 31 envía una señal al primer y segundo relés de
seguridad 11, 12 para interrumpir sus circuitos eléctricos. De
manera complementaria o alternativa, el mando del ascensor 31 puede
generar en caso necesario una señal de servicio para avisar al
personal técnico de la existencia de un estado de servicio
anormal.
El equipo arriba explicado garantiza una
limitación o un control efectivos de la velocidad de la cabina del
ascensor, con ayuda de la banda de señalización 1 y de los
componentes ópticos y eléctricos que funcionan con ella. Así pues,
el equipo puede sustituir a los sistemas de seguridad mecánicos
convencionales para limitar la velocidad de un ascensor. Dado que
ya no es necesario un cable de seguridad desplazado con la cabina,
el equipo ofrece la interesante ventaja del funcionamiento
silencioso y sin desgaste, así como posibles velocidades finales
más altas de la cabina dentro de un margen admisible. El equipo
cumple las disposiciones de la Directiva de ascensores gracias al
concepto de seguridad aquí especificado, y también el tercer nivel
de seguridad de un concepto de seguridad con cuatro niveles
sobradamente conocido.
La banda de señalización, el sistema y el equipo
como se explican más arriba pueden utilizarse igualmente para otras
aplicaciones, que requieran una supervisión o una limitación
efectiva de la velocidad de un cuerpo en movimiento. La invención
hace referencia en resumen a los siguientes aspectos numerados por
apartados:
1. Banda de señalización alargada (1), que
presenta en su alcance longitudinal secciones de señalización (2,
3), donde al menos las secciones de señalización alternas pero
sucesivas contienen al menos dos elementos de información
diferentes que aluden a un efecto físico diferente y que pueden ser
determinados por al menos un dispositivo de sensor.
2. Banda de señalización (1) según el apartado
1, donde las secciones de señalización (2, 3) alternas pero
sucesivas en cada caso incluyen al menos tres elementos de
información distintos.
3. Banda de señalización (1) según el apartado 1
o el apartado 2, donde los elementos de información están
contenidos en secciones de señalización (2, 3) consecutivas, donde
los elementos de información dependientes del mismo efecto físico
difieren entre sí en secciones de señalización alternantes (2,
3).
4. Banda de señalización (1) según los apartados
1 a 3, donde los elementos de información basados en el mismo
efecto físico coinciden unos con otros en las secciones de
señalización (2, 3) alternas pero sucesivas en cada caso.
5. Banda de señalización (1) según uno de los
apartados 1 a 4, cuyo efecto físico depende de una radiación que es
emitida por una sección de señalización respectiva.
6. Banda de señalización (1) según el apartado
5, donde la radiación genera un campo eléctrico, un campo magnético
o un campo electromagnético.
7. Banda de señalización (1) según uno de los
apartados 1 a 6, cuyo efecto físico depende de una característica
física de una respectiva sección de señalización.
8. Banda de señalización (1) según el apartado
7, donde la característica física de una sección de señalización
(2, 3) es una característica óptica o magnética, una conductibilidad
térmica, una característica relativa a la reflexión de ondas
electromagnéticas, etc.
9. Banda de señalización (1) según el apartado
8, donde las secciones de señalización (2, 3) presentan
alternativamente una polarización magnética distinta.
10. Banda de señalización (1) según el apartado
8 o el apartado 9, donde las secciones de señalización (2, 3)
difieren entre sí ópticamente de manera alternativa.
11. Banda de señalización (1) según uno de los
apartados 8 a 10, donde al menos una sección de señalización entre
varias secciones de señalización (2, 3) contiguas está dotada de
información alternativamente distinta con un material que refleja
ondas electromagnéticas diferentes en comparación con la sección de
señalización vecina.
12. Banda de señalización (1) según el apartado
10, donde el material refleja de forma distinta ondas
electromagnéticas con una longitud dentro del intervalo del
ultrasonido y/o el radar.
13. Banda de señalización (1) según el apartado
12, donde la respectiva sección de señalización está revestida del
material.
14. Banda de señalización (1) según uno de los
apartados 8 a 13, donde las secciones de señalización (2, 3)
presentan alternativamente una conductibilidad térmica y/o una
temperatura diferentes.
15. Banda de señalización (1) según uno de los
apartados 1 a 14, donde los elementos de información de las
secciones de señalización (2, 3) se determinan sin contacto con el
dispositivo de sensor.
16. Banda de señalización (1) según uno de los
apartados 1 a 15, donde las secciones de señalización (2, 3) poseen
una codificación absoluta.
17. Banda de señalización (1) según uno de los
apartados 1 a 16, donde las secciones de señalización (2, 3) con
efectos físicos coincidentes presentan la misma anchura en dirección
del alargamiento de la banda de señalización (1).
18. Banda de señalización (1) según uno de los
apartados 1 a 17, donde se coloca un revestimiento protector en una
superficie de la banda de señalización (1), que es resistente a la
abrasión, a los rasguños y/o repelente del aceite.
19. Sistema para determinar un estado de
movimiento de un cuerpo móvil, que incorpora:
- -
- una banda de señalización (1) según uno de de los apartados 1 a 18,
- -
- al menos dos dispositivos de sensor (7, 8, 9), incluyendo cada uno al menos un elemento de medición para determinar uno de los elementos de información de la banda de señalización (1) y un circuito de evaluación, donde un principio de medida del elemento de medición respectivo está adaptado a uno de los efectos físicos de la sección de señalización (2, 3), y los principios de medida de los dispositivos de sensor (7, 8, 9) difieren entre sí, y donde la banda de señalización o los dispositivos de sensor están instalados en el cuerpo de tal manera que la banda de señalización y los dispositivos de sensor pueden ser desplazados unos en relación con los otros, e incluyen
- -
- un dispositivo de control (10) conectado eléctricamente a los dispositivos de sensor (7, 8, 9), donde el circuito de evaluación de un dispositivo sensor, en respuesta a un efecto físico de una sección de señalización (2, 3), genera una señal eléctrica que es transmitida al dispositivo de control (10), y donde el dispositivo de control (10) está diseñado de manera que, en respuesta a las señales eléctricas de los dispositivos de sensor (7, 8, 9), se pueda determinar una velocidad, una dirección de movimiento y/o una posición actual del cuerpo en relación con la banda de señalización o los dispositivos de sensor.
20. Sistema según el apartado 19, donde se ha
previsto otro dispositivo sensor, que incluye al menos un elemento
de medición para determinar uno de los elementos de información de
la banda de señalización (1) y un circuito de evaluación, un
principio de medida del elemento de medición del otro dispositivo
sensor adaptado a uno de los efectos físicos de la sección de
señalización (2, 3) y los principios de medida de los dispositivos
sensores (7, 8, 9), siendo diversos unos de otros, y donde el otro
dispositivo sensor genera, en respuesta a un efecto físico de una
sección de señalización (2, 3), una señal eléctrica que transmite al
dispositivo de control (10).
21. Sistema según el apartado 19 o el apartado
20, donde la señal eléctrica del dispositivo de sensor es
rectangular.
22. Sistema según el apartado 21, donde la
frecuencia de la señal rectangular es directa o inversamente
proporcional a la velocidad relativa entre la banda de señalización
(1) y el respecto dispositivo de sensor (7, 8, 9).
23. Sistema según uno de los apartados 19 a 22,
donde en caso de funcionamiento anormal relativo a la banda de
señalización (1) los dispositivos de sensor (7, 8, 9) emiten una
señal eléctrica con una frecuencia perturbadora.
24. Sistema según el apartado 23, donde la
posición de servicio anormal viene dada por la distancia prescrita
entre al menos un dispositivo de sensor y la banda de señalización
(1).
25. Sistema según uno de los apartados 19 a 24,
donde como máximo uno de los dispositivos de sensor (7, 8, 9)
guarda relación con un principio de medida óptico.
26. Sistema según uno de los apartados 19 a 25,
donde el dispositivo de control (10) presenta una mayoría de
canales (A, B) y los dispositivos de sensor (7, 8, 9) generan al
menos una señal eléctrica que se aplica a los distintos canales del
dispositivo de control (10).
27. Sistema según el apartado 26, donde los
canales difieren entre sí en lo relativo al hardware yo el
software.
28. Sistema según el apartado 27, donde los
canales (A, B) se compensan entre sí continuamente.
29. Equipo limitador de velocidad de un cuerpo
en movimiento, dotado de:
- -
- un sistema según uno de los apartados 19 a 28,
- -
- un dispositivo de frenado y/o de paracaídas (14), cada uno de ellos actuando sobre el cuerpo en movimiento, donde el dispositivo de control (10) está conectado eléctricamente al dispositivo de frenado y al dispositivo paracaídas (14) y está realizado de manera que cuando se determina una velocidad del cuerpo que sobrepasa un primer valor de umbral predeterminado, se genera una primera señal de control eléctrica (V_{V}) como resultado de la cual se activa el dispositivo de frenado que actúa sobre el cuerpo, y cuando se determina una velocidad del cuerpo que sobrepasa un segundo valor de umbral predeterminado, se genera una segunda señal de control eléctrica (V_{A}) como resultado de la cual se activa el dispositivo de paracaídas que actúa sobre el cuerpo y detiene el cuerpo.
30. Equipo según el apartado 29, donde hay
intercalado al menos un mecanismo de relé de seguridad (11, 12)
entre el dispositivo de control (10) y el dispositivo de frenado o
el dispositivo de paracaídas (14), respectivamente, y donde las
señales de control eléctricas del dispositivo de control (10) se
aplican al mecanismo de relé de seguridad (11, 12).
31. Equipo según el apartado 30, en el que el
mecanismo de relé de seguridad contiene al menos un primer relé de
seguridad (11) y un segundo relé de seguridad (12), donde la primera
señal de control (V_{V}) se aplica al primer relé de seguridad
(11) y la segunda señal de control (V_{A}) se aplica al segundo
relé de seguridad (12).
32. Equipo según el apartado 31, en el que el
primer relé de seguridad (11) y el segundo relé de seguridad (12)
funcionan con circuitos eléctricos independientes entre sí.
33. Equipo según el apartado 31 o el apartado
32, con un sistema según los apartados 26 a 28, donde numerosos
canales están conectados eléctricamente con al menos el primer relé
de seguridad (11) y el segundo relé de seguridad (12).
34. Equipo según los apartados 29 a 33, que
incorpora además un dispositivo accionador (13) acoplado al
dispositivo de paracaídas (14) y que puede ser activado por la
segunda señal de control (V_{A}).
35. Equipo según uno de los apartados 29 a 34,
que incorpora una banda de señalización (1) según uno de los
apartados 2 a 18 y un sistema según uno de los apartados 20 a 28,
donde el cuerpo no se detiene directamente, sino solamente al nivel
de una posición determinada en caso de utilizarse al menos tres
dispositivos sensores (7, 8, 9) y en presencia de una señal
eléctrica con una frecuencia perturbadora de solamente un
dispositivo sensor.
36. Equipo según el apartado 35, donde la señal
eléctrica con la frecuencia perturbadora de uno de los dispositivos
sensores (7, 8, 9) en el dispositivo de control (10) genera la
segunda señal eléctrica (V_{A}).
37. Equipo según el apartado 35, donde la señal
eléctrica con la frecuencia perturbadora de uno de los dispositivos
sensores (7, 8, 9) en el dispositivo de control (10) genera otra
señal eléctrica que se aplica a una unidad de mando (31) para
controlar un movimiento del cuerpo en movimiento, para detener el
cuerpo en una posición predeterminada y/o para generar una señal de
servicio o similar.
38. Equipo según uno de los apartados 29 a 37,
que detiene el cuerpo si el dispositivo de paracaídas (14) emite
una señal perturbadora en dos de los dispositivos sensores (7, 8,
9).
39. Equipo según uno de los apartados 29 a 38,
donde la banda de señalización (1) está instalada en un carril del
cuerpo en movimiento.
40. Equipo según el apartado 39, donde la banda
de señalización (1) está adherida magnéticamente al carril del
cuerpo en movimiento.
41. Utilización del equipo según uno de los
apartados 29 a 40 para limitar la velocidad de una cabina de
ascensor (6).
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de documentos citados por el
solicitante de la patente se considera exclusivamente como
información de ayuda para el lector y no forma parte del documento
de patente europeo. Se elaboró con el máximo esmero; con todo, el
EPA no asumirá responsabilidad alguna por posibles errores u
omisiones.
- DE 29912544 U1 [0004]
- DE 2031186101 [0006]
- WO 0037348 A [0005]
- DE 19732713 A1 [0007]
Claims (16)
-
\global\parskip0.930000\baselineskip
1. Banda de señalización alargada (1), que presenta en su alcance longitudinal secciones de señalización (2, 3), donde al menos las secciones de señalización alternas pero sucesivas contienen al menos dos elementos de información diferentes que pueden ser determinados por al menos un dispositivo de sensor, caracterizada porque cada uno de los distintos elementos de información depende de un efecto físico diferente. - 2. Banda de señalización (1) según la reivindicación 1, donde las secciones de señalización (2, 3) alternas pero sucesivas en cada caso incluyen al menos tres elementos de información distintos.
- 3. Banda de señalización (1) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde los elementos de información están contenidos en secciones de señalización (2, 3) consecutivas, donde los elementos de información dependientes del mismo efecto físico difieren entre sí en secciones de señalización alternantes.
- 4. Banda de señalización (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, donde los elementos de información basados en el mismo efecto físico coinciden unos con otros en las secciones de señalización (2, 3) alternas pero sucesivas en cada caso.
- 5. Banda de señalización (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, cuyo efecto físico depende de una radiación que es emitida por una sección de señalización respectiva.
- 6. Sistema para determinar un estado de movimiento de un cuerpo en movimiento, que incorpora:
- -
- una banda de señalización (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5,
- -
- al menos dos dispositivos de sensor (7, 8, 9), incluyendo cada uno al menos un elemento de medición para determinar uno de los elementos de información de la banda de señalización (1) y un circuito de evaluación, donde un principio de medida del elemento de medición respectivo está adaptado a uno de los efectos físicos de la sección de señalización (2, 3), y los principios de medida de los dispositivos de sensor (7, 8, 9) difieren entre sí, y donde la banda de señalización o los dispositivos de sensor están instalados en el cuerpo de tal manera que la banda de señalización o los dispositivos de sensor pueden ser desplazados unos en relación con los otros, e incluyen
- -
- un dispositivo de control (10) conectado eléctricamente a los dispositivos de sensor (7, 8, 9), donde el circuito de evaluación de un dispositivo sensor, en respuesta a un efecto físico de una sección de señalización (2, 3), genera una señal eléctrica que es transmitida al dispositivo de control (10), y donde el dispositivo de control (10) está diseñado de manera que en respuesta a las señales eléctricas de los dispositivos de sensor (7, 8, 9) se pueda determinar una velocidad, una dirección de movimiento y/o una posición actual del cuerpo en relación con la banda de señalización (1).
- 7. Sistema según la reivindicación 6, donde se ha previsto otro dispositivo sensor, que incluye al menos un elemento de medición para determinar uno de los elementos de información de la banda de señalización (1) y un circuito de evaluación, un principio de medida del elemento de medición del otro dispositivo sensor adaptado a uno de los efectos físicos de la sección de señalización (2, 3) y los principios de medida de los dispositivos sensores (7, 8, 9), siendo diversos unos de otros, y donde el otro dispositivo sensor genera, en respuesta a un efecto físico de una sección de señalización (2, 3), una señal eléctrica que transmite al dispositivo de control (10).
- 8. Equipo limitador de velocidad de un cuerpo en movimiento, dotado de:
- -
- un sistema según una de las reivindicaciones 6 ó 7,
- -
- un dispositivo de frenado y/o de paracaídas (14), cada uno de ellos actuando sobre el cuerpo en movimiento, donde el dispositivo de control (10) está conectado eléctricamente al dispositivo de frenado y al dispositivo paracaídas (14) y está realizado de manera que cuando se determina una velocidad del cuerpo que sobrepasa un primer valor de umbral predeterminado, se genera una primera señal de control eléctrica (V_{V}) como resultado de la cual se activa el dispositivo de frenado que actúa sobre el cuerpo, y cuando se determina una velocidad del cuerpo que sobrepasa un segundo valor de umbral predeterminado, se genera una segunda señal de control eléctrica (V_{A}) como resultado de la cual se activa el dispositivo de paracaídas que actúa sobre el cuerpo y lo detiene.
- 9. Equipo según la reivindicación 8, donde hay intercalado al menos un mecanismo de relé de seguridad (11, 12) entre el dispositivo de control (10) y el dispositivo de frenado o el dispositivo de paracaídas (14), respectivamente, y donde las señales de control eléctricas del dispositivo de control (10) se aplican al mecanismo de relé de seguridad (11, 12).
- 10. Equipo según la reivindicación 9, en el que el mecanismo de relé de seguridad contiene al menos un primer relé de seguridad (11) y un segundo relé de seguridad (12), donde la primera señal de control (V_{V}) se aplica al primer relé de seguridad (11) y la segunda señal de control (V_{A}) se aplica al segundo relé de seguridad (12).
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 11. Equipo según la reivindicación 10, en el que el primer relé de seguridad (11) y el segundo relé de seguridad (12) funcionan con circuitos eléctricos independientes entre sí.
- 12. Equipo según la reivindicación 10 u 11, donde el dispositivo de control incluye múltiples canales y conecta eléctricamente al menos el primer relé de seguridad (11) y el segundo relé de seguridad (12) en cada caso.
- 13. Equipo según las reivindicaciones 8 a 12, que incorpora además un dispositivo accionador (13) acoplado al dispositivo de paracaídas (14) y que puede ser activado por la segunda señal de control (V_{A}).
- 14. Equipo según las reivindicaciones 8 a 13, que incorpora una banda de señalización (1) según una de las reivindicaciones 2 a 5 y un sistema según la reivindicación 7, donde el cuerpo no se detiene directamente, sino solamente al nivel de una posición determinada en caso de utilizarse al menos tres dispositivos sensores (7, 8, 9) y en presencia de una señal eléctrica con una frecuencia perturbadora de solamente un dispositivo sensor.
- 15. Equipo según la reivindicación 14, donde la señal eléctrica con la frecuencia perturbadora de uno de los dispositivos sensores (7, 8, 9) en el dispositivo de control (10) genera la segunda señal eléctrica (V_{A}).
- 16. Equipo según la reivindicación 14, donde la señal eléctrica con la frecuencia perturbadora de uno de los dispositivos sensores (7, 8, 9) en el dispositivo de control (10) genera otra señal eléctrica que se aplica a una unidad de mando (31) para controlar un movimiento del cuerpo móvil, para detener el cuerpo en una posición predeterminada y/o para generar una señal de servicio o similar.
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