ES2952134T3 - Dispositivo de frenado para aparato elevador y procedimiento de frenado asociado - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de frenado para aparato elevador, que comprende un elemento de frenado (7) que puede acoplarse a una guía (1) y a un elemento de retención (6) para inmovilizar la cabina, un electroimán (3) para activar el elemento de frenado (7), y un Mecanismo de accionamiento articulado (4), vinculado al elemento de frenado (7). El mecanismo de accionamiento (4) comprende un primer brazo (13), vinculado a un electroimán (3), un segundo brazo (14), pivotante con respecto al primer brazo (13), un tercer brazo (16), pivotante con respecto al al segundo brazo (14) a través de una segunda articulación (18), y vinculada al elemento de frenado (7), que desplaza, y a un elemento de fricción (20), vinculado a un segundo extremo (19) del tercer brazo (16), y capaz de enganchar la guía (1) para obtener una posición segura de la cabina sobre la guía (1). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de frenado para aparato elevador y procedimiento de frenado asociado
Objeto de la invención
La presente invención se refiere al campo técnico de los dispositivos de seguridad de los ascensores, más concretamente se refiere a los dispositivos de frenado o de retención que actúan entre la cabina y los elementos o superficies fijas de guiado del hueco del ascensor por medio de cuñas desplazables linealmente, y se refiere en particular a un dispositivo de actuación electromecánico para activación del paracaídas de un aparato elevador, como por ejemplo un ascensor, en situaciones de emergencia. La invención se refiere asimismo a un procedimiento de frenado para aparato elevador asociado al dispositivo.
Antecedentes de la invención
Los sistemas de seguridad habitualmente empleados en ascensores consisten generalmente en dispositivos de frenado de emergencia que se emplean para frenar una cabina de ascensor en los casos en que este alcance velocidades excesivamente elevadas, las cuales pueden producirse, por ejemplo, debido a defectos en el control o el accionamiento de su freno, por roturas y descuelgues del cable.
Estos dispositivos de frenado de emergencia se emplean también para impedir movimientos descontrolados de la cabina, como, por ejemplo, deslizamientos fuera de la posición de parada. También pueden ser activados para enclavar a la cabina en una posición determinada, como, por ejemplo, para el aseguramiento temporal del espacio de seguridad durante el desarrollo de tareas de inspección o mantenimiento del ascensor.
La electrónica de seguridad es cada vez más empleada en el campo técnico de los sistemas de seguridad de ascensores, y estos sistemas electrónicos de seguridad se pueden clasificar en los de tipo activo, los cuales requieren un aporte de energía para accionamiento positivo del mecanismo de seguridad, y en los de tipo pasivo, los cuales requieren el aporte de energía para mantener al sistema de seguridad en un estado operativo de retención.
Aunque los sistemas de seguridad pasivos ofrecen un aumento en la funcionalidad, presentan la gran desventaja de requerir un aporte continuo de energía para estar operativos, con el incremento en gasto energético que esto supone, aumentando así los costos operativos del aparato. Asimismo, dichos sistemas pasivos típicamente presentan componentes más grandes debido a los elevados requisitos de potencia durante la operación, lo que afecta adversamente el tamaño general, el peso y la eficiencia del aparato.
Uno de los elementos clave de los sistemas de seguridad es el dispositivo de actuación instalado en la cabina del ascensor, también referida como conjunto viajero. Este dispositivo de actuación permite un funcionamiento seguro ante cualquier evento de riesgo detectado por el sistema de posicionamiento, y debe asegurar una frenada que será efectuada de manera tradicional, a modo de acuñamiento convencional. La principal diferencia está en la activación de la frenada, que es electromecánica, en lugar de mecánica, por un limitador de velocidad.
Se conocen en el actual estado de la técnica diversos dispositivos para frenado de seguridad de ascensores. Por ejemplo, la patente PCT con número de publicación WO2013052059 describe un sistema de frenado que incluye dos o más superficies de frenado situadas en una cabina de ascensor y que pueden acoplarse por fricción con un carril. Uno o más actuadores están situados en la cabina del ascensor y están conectados operativamente a una superficie de frenado. Los actuadores están configurados para impulsar el acoplamiento y desacoplamiento de la superficie de frenado con el raíl para detener y retener la cabina del ascensor durante su funcionamiento. Asimismo, una o más guías de frenado están ubicadas en la cabina del ascensor para mantener una distancia seleccionada entre las dos o más superficies de frenado y el carril.
El documento de patente con número de publicación EP1902993 divulga un sistema de frenos de ascensor que comprende un órgano de freno que guía un rodillo, en el que el órgano está diseñado como una guía que se puede mover con relación a un carril de guía y a un cuerpo de presión. La guía coopera directamente con el rodillo y se forma de tal manera que se mueve a una posición distante de polo durante la desenergización de unos electroimanes para el carril de guía, de manera que el rodillo entra en contacto con el carril de guía y se desplaza hacia un espacio de cuña, así como también lleva el dispositivo de guía temporalmente desde la posición de polo distante a una posición próxima al polo.
Por su parte, la patente europea EP3147248 trata sobre un sistema de frenado para una estructura elevadora guiada a lo largo de un carril de guía. El sistema de frenado incluye un miembro de freno que tiene una superficie de freno configurada para acoplarse por fricción al carril de guía, pudiendo moverse el miembro de freno entre una posición de frenado y una posición de no frenado. Se incluye, además, un mecanismo de accionamiento del miembro de freno acoplado operativamente a este y configurado para accionarlo desde la posición de no frenado a la posición de frenado, de forma que el mecanismo de accionamiento permanece acoplado al miembro de freno en la posición de frenado para controlar la fuerza de frenado aplicada sobre la estructura elevadora por el acoplamiento por fricción entre el carril de guía y el miembro de freno.
En esa misma línea, la solicitud internacional PCT con número de publicación WO2017087978 describe un sistema de frenado magnético operable selectivamente que comprende un freno de seguridad adaptado para detener el movimiento cuando se mueve de un estado sin frenado a un estado de frenado, y un freno magnético configurado para moverse entre una posición de enganche y una posición sin enganche. El freno magnético, cuando está en la posición de enganche, mueve tanto el freno de seguridad del estado sin freno al estado de frenado, como a un componente electromagnético configurado para mantener el freno magnético con una potencia de retención en la posición de no enganche.
Finalmente, la patente española con número de publicación ES2622333 se refiere a un elevador con una cabina guiada sobre carriles de guía y con un freno de seguridad dispuesto en la cabina y diseñado para ejercer una fuerza de frenado sobre la guía si no se cumple un criterio de seguridad. El freno de seguridad comprende una caja de freno dotada de una abertura en forma de cuña en la que se puede introducir al menos una parte de un riel de guía; un cuerpo de freno que se puede introducir en la abertura entre una superficie del alojamiento del freno que delimita la abertura en forma de cuña y una superficie de guía del riel de guía; un mecanismo de activación mediante el cual se puede transmitir una fuerza de activación sobre el cuerpo del freno y mediante el cual se puede presionar el cuerpo del freno sobre la superficie de delimitación y la superficie de guía; y un mecanismo de liberación que está conectado al cuerpo del freno y lo mantiene en posición de descanso contra la fuerza de activación. La invención está caracterizada porque el mecanismo de liberación tiene al menos un brazo articulado que puede colocarse en una posición extendida y una posición doblada.
En este caso se describe un sistema con un mecanismo de activación que pone el elemento de frenado entre guía y bloque, y un mecanismo de desactivación independiente con un brazo articulado para el rearme que actúa sobre el primer mecanismo de activación. Este mecanismo articulado, además, se rearma en su posición extendida.
Descripción de la invención
El objeto de la invención consiste en un dispositivo de frenado para aparato elevador, el cual comprende, entre otros elementos, un mecanismo de actuación articulado, accionado electromecánicamente y configurado para producir un frenado de emergencia, mediante acuñamiento contra las guías de desplazamiento, cuando un elemento de determinación detecta un desplazamiento anormal de la cabina del aparato elevador, como en la reivindicación 1. El objeto de la invención consiste también en un procedimiento de frenado de aparato elevador de acuerdo con la reivindicación 9.
Dentro de la habitual secuencia de acuñamiento, el dispositivo está especialmente concebido para su funcionamiento con sistemas que incluyan un sensor de posicionamiento absoluto de la cabina en el hueco. El acuñamiento electromecánico provoca la frenada en función de una señal recibida de dicho sensor. Hay múltiples maneras de provocar una frenada del acuñamiento, pero este dispositivo propone hacerlo de un modo muy concreto.
El dispositivo aquí descrito comprende un electroimán, cuyo accionamiento provoca el desplazamiento de un mecanismo de actuación articulado. El mecanismo de actuación articulado comprende un primer sector, vinculado al electroimán lineal, y un segundo sector, vinculado a un rodillo de enclavamiento, y en el cual se localiza a su vez un elemento de fricción que puede contactar perpendicularmente con la guía, para obtener una posición segura de la cabina sobre dicha guía, sin que se llegue a producir el acuñamiento del rodillo.
En caso de que la cabina, una vez en posición segura, se desplace respecto a la guía, el contacto del elemento de fricción sobre la guía genera una fuerza de fricción, de sentido esencialmente vertical, sobre el segundo sector del mecanismo articulado, la cual arrastra al rodillo al que está vinculado hasta que éste engrane o enganche con la guía, produciéndose así el acuñamiento convencional que inmoviliza a la cabina sobre la guía.
El movimiento esencialmente vertical del electroimán, paralelo a la guía, se transmite al elemento de fricción con intermediación del mecanismo articulado, que lo transforma en un movimiento horizontal del segundo sector de dicho mecanismo articulado.
La particularidad del dispositivo reside fundamentalmente en el hecho de que el mecanismo de actuación presenta la ventaja de ser reversible y no necesita que el acuñamiento llegue a inmovilizar la cabina para ser rearmado. Este diseño del dispositivo de actuación permite una posición de reposo, con el elemento de fricción en contacto con la guía, estando el dispositivo de actuación en posición activa sin que se produzca un acuñamiento total pudiendo volver el sistema a la posición inicial.
El hecho de poder ser rearmable sin que se produzca el acuñamiento es muy interesante, porque permite que el electroimán solo sea alimentado cuando el ascensor tenga que desplazarse. Esto reduce significativamente el consumo de energía necesario, obteniendo una mejor calificación energética del aparato y produciendo un menor impacto ambiental.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción un juego de dibujos en el que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.: muestra una vista en perspectiva frontal del dispositivo de frenado, en la que se aprecian sus principales elementos constituyentes.
Figura 2.: muestra una vista frontal del dispositivo en posición de reposo.
Figura 3.: muestra una vista de una primera etapa de la secuencia de actuación del dispositivo, en la cual este se encuentra en posición inactiva y el aparato elevador está funcionando normalmente.
Figura 4.: muestra una vista de una segunda etapa de la secuencia de actuación del dispositivo, en el momento en el cual se produce un corte de suministro energético del aparato elevador.
Figura 5.: muestra una vista de una tercera etapa de la secuencia de actuación del dispositivo, en la cual el elemento de frenado desplaza por el carril central.
Figura 6.: muestra una vista de una cuarta etapa de la secuencia de actuación del dispositivo, en la cual el elemento de frenado acopla con la guía para inmovilización de la cabina.
Realización preferente de la invención
Seguidamente se proporciona, con ayuda de las figuras anteriormente referidas, una explicación detallada de un ejemplo de realización preferente del objeto de la presente invención.
El dispositivo de frenado para aparato elevador que se describe está concebido para realizar un frenado de emergencia en una cabina que desplaza longitudinalmente por unas guías (1) esencialmente verticales, reteniéndola sobre dichas guías (1) para capturarla y evitar movimientos incontrolados de la misma, o incluso caídas por acción de la gravedad.
Para ello, este dispositivo de frenado, mostrado esquemáticamente en la figura 1, está conformado básicamente por:
- un bloque de acuñamiento (2), acoplable integralmente a un chasis de la cabina,
- un electroimán (3) de activación y
- un mecanismo de actuación (4) articulado.
El bloque de acuñamiento (2) comprende a su vez un carril central (5), destinado a alojar la guía (1), un elemento de captura (6) lateral, desplazable perpendicularmente al carril central (5), y un elemento de frenado (7) lateral, desplazable perpendicularmente al carril central (5) en sentido opuesto al del elemento de captura (6) y acoplable a la guía (1) para frenado e inmovilización de la cabina.
En la realización preferente aquí descrita, el elemento de captura (6) consiste en una zapata, e incorpora unos elementos elásticos (8) para frenado progresivo, mientras que el elemento de frenado (7) consiste en un rodillo dotado de una superficie de fricción central dentada y desplazable a lo largo de un carril de guiado (9), de geometría curvada y localizado en el bloque de acuñamiento (2).
Dicho carril de guiado (9), mostrado en las figuras adjuntas, presenta, consecutivamente, un sector central (10) alejado del carril central (5) en el que se aloja la guía (1), un sector superior (11), con una geometría curva de aproximación progresiva hacia el carril central (5), y un alojamiento (12) superior.
El electroimán (3) de activación en esta realización preferente es de tipo lineal y desplazable verticalmente en una dirección esencialmente paralela a la de las guías (1), tal y como se observa en la secuencia de actuación mostrada en las figuras 3 a 6. Este electroimán (3) se encuentra normalmente alimentado, mientras el aparato elevador desplaza longitudinalmente por las guías (1), en la disposición mostrada en la figura 3.
El electroimán (3) empleado en esta realización preferente es de simple efecto, de forma que el movimiento de carrera desde la posición inicial a la final se realiza por acción de fuerzas electromagnéticas, y el retorno a la posición inicial de reposo se debe a fuerzas exteriores.
Por su parte, el mecanismo de actuación (4) articulado se interpone entre el electroimán (3) y el elemento de frenado (7), para transmisión y transformación del desplazamiento vertical del electroimán (3) en un desplazamiento perpendicular al carril central (5) y, por tanto, a la guía (1). Para ello, este mecanismo de actuación (4) comprende, en la realización preferente aquí descrita, un primer brazo (13), vinculado solidariamente al electroimán (3), un segundo brazo (14), vinculado de manera pivotante al primer brazo (13) a través de una primera articulación (15), y un tercer brazo (16), vinculado de manera pivotante por un primer extremo (17) al segundo brazo (14) a través de una segunda articulación (18), y vinculado a su vez al elemento de frenado (7), al cual desplaza.
El tercer brazo (16) presenta asimismo un segundo extremo (19), el cual comprende un elemento de fricción (20) integral, destinado a contactar con la guía (1), tal y como se ilustra en las figuras 4 a 6 de la secuencia de operación.
En esta realización preferente, los brazos (13, 14, 16) son unas correspondientes pletinas, y en el caso concreto del tercer brazo (16) es una pletina oblonga que presenta un ranurado longitudinal (21) por el cual desplaza longitudinalmente un eje del rodillo dentado que conforma el elemento de frenad (7) E l fi 2 d i i b l di ositivo
incorpora un elemento elástico (22), en este caso un muelle, para mantener al elemento de frenado (7) alejado de la guía (1) en la posición de reposo.
Se contempla que el elemento de fricción (20) consista en un mecanizado realizado en el propio segundo extremo (19) del tercer brazo (16). Asimismo, se prevé la opción de que dicho elemento de fricción (20) incorpore medios magnéticos, tales como imanes, para asegurar un correcto acoplamiento con las guías (1).
Como puede observarse en las figuras adjuntas, el primer brazo (13) mantiene una disposición esencialmente vertical, paralela a las guías (1), mientras que el tercer brazo (16) tiene, en reposo, una disposición esencialmente horizontal, perpendicular a la guía (1), la cual varía hacia una disposición oblicua cuando pivota a través de la segunda articulación (18) para activar la frenada. El segundo brazo (14), tanto en reposo como en posición activa, mantiene siempre una disposición oblicua con respecto a los otros dos brazos que conforman el mecanismo de actuación (4).
En la figura 3 se observa al dispositivo en su posición inactiva y el aparato elevador está funcionando normalmente y el electroimán (3) se encuentra alimentado. El mecanismo de actuación (4) mantiene al elemento de frenado (7) y al elemento de fricción (20) alejados de la guía (1).
En la figura 4 se ilustra una posición en la cual el aparato elevador se encuentra en posición de reposo, sin uso y en un modo de ahorro de energía que hace que el electroimán (3) deje de estar alimentado. Este corte en el suministro del electroimán (3) activa el mecanismo de actuación (4), el cual hace que el elemento de fricción (20) desplace y entre en contacto con la guía (1), sin que se produzca ningún desplazamiento en el elemento de frenado (7), de forma que el dispositivo de frenado mantiene a la cabina del aparato elevador asegurada contra la guía (1), pero sin que haya entrado en funcionamiento el bloque de acuñamiento (2).
Es necesario indicar en este punto que en el caso en que se haya producido un acuñamiento de detención de la cabina, para liberar el bloque de acuñamiento (2), es decir, para separar el elemento de frenado (7) respecto a la guía (1) y al elemento de captura (6) para volver a permitir el desplazamiento de la cabina, es necesaria la inactivación temporal del aparato elevador y la intervención de un equipo técnico especializado.
Por el contrario, la simple retención de la cabina en una posición segura respecto a la guía (1), mediante el acoplamiento sobre esta del elemento de fricción (20), es reversible automáticamente al producirse una realimentación del electroimán (3) cuando el aparato elevador entra de nuevo en funcionamiento, sin necesidad de intervención externa.
Las figuras 5 y 6 muestran el funcionamiento del dispositivo en el caso de que se realice un frenado de emergencia de la cabina. En este caso, una vez que el elemento de fricción (20) está en contacto con la guía (1), si se produce un desplazamiento indeseado de esta cabina, se produce una fuerza de fricción entre elemento de fricción (20) y guía (1) que provoca el desplazamiento del tercer brazo (16) al que está solidariamente vinculado.
A su vez, el desplazamiento del tercer brazo (16) arrastra al elemento de frenado (7), que desplaza por el carril de guiado (9), en un sentido esencialmente paralelo a la guía (1), hasta contactar con dicha guía (1) debido a la geometría del sector superior (11), momento en el que se produce un acuñamiento con el elemento de captura (6), inmovilizando así a la cabina contra la guía (1).
El procedimiento de frenado de un aparato elevador equipado con el dispositivo anteriormente descrito comienza con una interrupción en la alimentación del electroimán (3), bien sea debido a un corte repentino en el suministro eléctrico o bien sea debido a la entrada del aparto elevador en posición de reposo o stand-by, con objeto de reducir el consumo energético.
Tras dicha interrupción, el procedimiento de frenado comprendería la siguiente secuencia de etapas de actuación:
- activación del mecanismo de actuación (4) por parte del electroimán (3),
- desplazamiento y aproximación del elemento de fricción (20) hasta contactar con la guía (1) para un posicionamiento seguro de la cabina sobre dicha guía (1), sin activación del bloque de acuñamiento (2).
Una vez en la posición asegurada de la cabina sobre la guía (1), en caso de restablecimiento de la alimentación del electroimán (3), por ejemplo, cuando el ascensor deja de estar en posición de reposo para entrar en funcionamiento, este electroimán (3) actuará sobre el mecanismo de actuación (4) el cual alejará al elemento de fricción (20) de la guía (1), permitiendo de nuevo un desplazamiento de la cabina.
Por el contrario, si en la posición asegurada de la cabina sobre la guía (1), y con el electroimán (3) no alimentado, se detecta un desplazamiento de la guía (1) respecto a la cabina, comienza la secuencia que dar lugar al acuñamiento convencional, la cual comprende las siguientes etapas:
- fricción del elemento de fricción (20) sobre la guía (1),
- arrastre del elemento de frenado (7) y aproximación hasta contactar sobre la guía (1),
- separación del elemento de fricción (20) respecto de la guía (1) y
- acuñamiento por acoplamiento del elemento de frenado (1) con la guía (1) y el elemento de captura (6), para inmovilizar la cabina contra la guía (1).
Claims (10)
1. Dispositivo de frenado para aparato elevador, para frenado de emergencia de una cabina que puede desplazarse longitudinalmente por unas guías (1) verticales, que comprende:
- un bloque de acuñamiento (2) acoplable a un chasis de la cabina, que comprende, a su vez:
- un carril central (5) para alojar la guía (1),
- un elemento de captura (6) desplazable perpendicularmente al carril central (5) y
- un elemento de frenado (7) desplazable respecto al carril central (5) y acoplable a la guía (1) y al elemento de captura (6) para inmovilizar la cabina,
- un electroimán (3) de activación y
- un mecanismo de actuación (4) articulado que comprende un primer sector vinculado al electroimán (3) y un segundo sector vinculado al elemento de frenado (7), en el que el mecanismo de actuación (4) comprende un elemento de fricción (20), localizado en el segundo sector y capaz de acoplarse con la guía (1) para fijar una posición segura de la cabina sobre la guía (1), de modo que, cuando el mecanismo de actuación (4) acopla el elemento de fricción (20) con la guía (1), y se produce un desplazamiento relativo de la guía (1) respecto a la cabina, dicho mecanismo de actuación (4) desplaza el elemento de frenado (7) en el mismo sentido hasta que se acopla con la guía (1), caracterizado porque el mecanismo de actuación (4) comprende, además:
- un primer brazo (13) vinculado integralmente al electroimán (3),
- un segundo brazo (14) vinculado de manera pivotante al primer brazo (13) a través de una primera articulación (15) y
- un tercer brazo (16) vinculado de manera pivotante por un primer extremo (17) al segundo brazo (14) a través de una segunda articulación (18) y vinculado al elemento de frenado (7), al cual desplaza, y
en el que el elemento de fricción (20) está vinculado integralmente a un segundo extremo (19) del tercer brazo (16); el elemento de fricción (20) es un mecanizado localizado en el segundo extremo (19) del tercer brazo (16).
2. Dispositivo de frenado según la reivindicación 1, en el que el elemento de fricción (20) incorpora medios magnéticos.
3. Dispositivo de frenado según la reivindicación 1, en el que comprende adicionalmente un elemento elástico (22) de retención vinculado al elemento de frenado (7).
4. Dispositivo de frenado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de frenado (7) es un rodillo dentado.
5. Dispositivo de frenado según la reivindicación 4, en el que el tercer brazo (16) es una pletina oblonga que presenta un ranurado longitudinal (21) por el cual se desplaza el eje del rodillo dentado.
6. Dispositivo de frenado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de captura (6) es una zapata.
7. Dispositivo de frenado según la reivindicación 4, en el que el bloque de acuñamiento (2) comprende un carril de guiado (9) de geometría curvada para el desplazamiento de un eje del rodillo dentado.
8. Dispositivo de frenado según la reivindicación 7, en el que el carril de guiado (9) comprende un sector central (10) en el que se aloja la guía (1), un sector superior (11) con una geometría curvada de aproximación progresiva hacia el carril central (5) y un alojamiento (12) superior.
9. Procedimiento de frenado de aparato elevador, que hace uso del dispositivo de frenado descrito en cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado porque comprende la siguiente secuencia de operación:
- interrupción en la alimentación del electroimán (3),
- activación del mecanismo de actuación (4) por parte del electroimán (3) y
- desplazamiento y aproximación del elemento de fricción (20), por parte del mecanismo de actuación (4), hasta contactar con la guía (1), para un posicionamiento seguro de la cabina sobre dicha guía (1), sin activación del bloque de acuñamiento (2).
10. Aparato elevador caracterizado porque comprende un dispositivo de frenado según cualquiera de las reivindicaciones 1-8.
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