ES3055690T3

ES3055690T3 - Frictionless safety brake actuator

Info

Publication number: ES3055690T3
Application number: ES22382814T
Authority: ES
Inventors: Sotoca Javier Munoz
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 2022-08-31
Filing date: 2022-08-31
Publication date: 2026-02-13
Anticipated expiration: 2042-08-31
Also published as: CN117623046A; EP4332041A1; US20240067501A1; US11897730B1; EP4332041B1

Abstract

Un actuador de freno de seguridad sin fricción (100; 200), para su uso en un sistema de ascensor (50), comprende al menos dos estatores (104, 106); un conjunto de imanes (102) situado entre los estatores (104, 106); una articulación (108) fijada a la articulación (102); y un dispositivo de polarización (118). La articulación (108) se puede accionar para mover un freno de seguridad (58; 186) hasta que se enganche por fricción con un raíl guía del ascensor (56; 188). El conjunto de imanes (102) se puede mover entre una primera posición en la que la articulación (108) está activada y una segunda posición en la que no está activada. El dispositivo de polarización (118) está dispuesto para polarizar el conjunto de imanes (102) hacia la primera posición. El conjunto de imanes (102) comprende un primer conjunto de imanes y un segundo conjunto de imanes, cada uno con al menos un imán y al menos tres imanes en total. El/los imán(es) (130, 132) del primer conjunto de imanes está(n) dispuesto(s) alternadamente con el/los imán(es) (134) del segundo conjunto de imanes en una pila. El/los imán(es) del primer conjunto de imanes es un electroimán (130, 132). El conjunto de imanes (102) produce un campo magnético (158, 168). El/los electroimán(es) (130, 132) del primer conjunto de imanes y el/los imán(es) (134) del segundo conjunto de imanes tienen una orientación respectiva (154, 156, 134, 164, 166), de modo que, al aplicarse una corriente directa (152) al/los electroimán(es) (130, 132), el campo magnético (158) es más intenso en un lado del conjunto de imanes (102) que en el lado opuesto, y, al aplicarse una corriente inversa (162) al/los electroimán(es) (130, 132), el campo magnético (168) es más intenso en el segundo lado que en el primero. Los estatores (104, 106) comprenden cada uno un conjunto respectivo de elementos magnéticos discretos con una configuración escalonada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Actuador de freno de seguridad sin fricción

[0003] Campo técnico

[0004] La presente invención se refiere a actuadores de freno de seguridad sin fricción para su uso en un sistema de ascensor, y a sistemas de ascensor que comprenden dichos actuadores de freno de seguridad sin fricción. Antecedentes

[0005] Se sabe en la técnica cómo montar frenos de seguridad en componentes de ascensores que se mueven a lo largo de carriles guía, para detener el componente del ascensor de forma rápida y segura, especialmente en caso de emergencia. En muchos sistemas de ascensor, la cabina de ascensor se eleva mediante un elemento tensor y su movimiento es guiado por un par de carriles guía. Normalmente se utiliza un regulador para monitorizar la velocidad de la cabina de ascensor. Según las regulaciones de seguridad estándar, tales sistemas de ascensor deben incluir un dispositivo de frenado de emergencia (conocido como freno de seguridad o "mecanismo de seguridad" o "seguridad") que es capaz de detener la cabina de ascensor para que no se mueva hacia arriba o hacia abajo, incluso si el elemento de tensión se rompe, al agarrar un carril guía. También se pueden instalar frenos de seguridad en el contrapeso u otros componentes que se muevan a lo largo de carriles guía.

[0006] En la actualidad, se utilizan comúnmente actuadores electrónicos de seguridad (ESA) en lugar de usar reguladores mecánicos para activar un freno de seguridad, por ejemplo, usando control electrónico o eléctrico. Los ESA generalmente activan un freno de seguridad mediante la liberación controlada de un imán (ya sea un imán permanente o un electroimán) que se arrastra contra el carril guía y utiliza la fricción resultante para tirar hacia arriba de un enlace unido al freno de seguridad. El documento EP 3608273 A1 describe un dispositivo de accionamiento que está acoplado mecánicamente a un dispositivo de frenado de un paracaídas de ascensor a través de una barra de accionamiento. El dispositivo de accionamiento consta de un elemento de acoplamiento, dos imanes permanentes y una bobina eléctrica. Los imanes permanentes están dispuestos para generar una fuerza repulsiva entre ellos, impulsando el elemento de enganche hacia una posición acoplada con un carril guía del sistema de ascensor. Cuando una corriente eléctrica fluye a través de la bobina eléctrica, la bobina eléctrica genera una fuerza electromagnética que mantiene el elemento de enganche en una posición desenganchada en donde no se acopla con el carril guía. En una situación de emergencia, la corriente eléctrica se corta y la fuerza repulsiva empuja el elemento de enganche a la posición enganchada. La fricción entre el carril guía y el elemento de acoplamiento genera una fuerza que actúa sobre la barra de accionamiento, activando el dispositivo de frenado.

[0007] La dependencia de la interacción de fricción entre un imán y el carril guía tiene una serie de complejidades potenciales, especialmente en sistemas de ascensor de gran altura, ya que la interacción entre el imán y el carril guía provoca desgaste en el carril guía y puede inducir astillado, así como acumulación de residuos. Para abordar estos y otros problemas, se pueden utilizar actuadores de freno de seguridad sin fricción. En los actuadores de freno de seguridad sin fricción, se utiliza un mecanismo diferente a la interacción de fricción entre un imán y el carril guía para accionar el freno de seguridad. Por ejemplo, en algunos actuadores de freno de seguridad sin fricción, se controla una fuerza de resorte para tirar de un enlace que activa un freno de seguridad. Sin embargo, una vez activado el freno de seguridad, es necesario reiniciar el actuador del freno de seguridad sin fricción para que el enlace y el freno de seguridad vuelvan a sus posiciones no activadas. El documento EP 3758028 describe un dispositivo actuador que comprende una parte ferromagnética fija y dos partes ferromagnéticas móviles unidas en serie mediante componentes restauradores, por ejemplo resortes. Los componentes restauradores proporcionan una fuerza "predeterminada" que separa las partes fijas y móviles y que actúa para operar el dispositivo actuador en una posición de trabajo. La parte fija comprende una bobina dispuesta para inducir un campo magnético para atraer las partes móviles hacia la parte fija para restablecer el dispositivo actuador después de que el dispositivo actuador se haya desplegado. Las partes móviles se mueven hacia la parte fija en etapas, es decir, una a una, lo que amplía el alcance del campo magnético inducido.

[0008] Existe una necesidad de proporcionar un mecanismo de reinicio confiable y conveniente para dichos actuadores de freno de seguridad sin fricción.

[0009] Sumario

[0010] Cuando se observa desde un primer aspecto, la invención proporciona un actuador de freno de seguridad sin fricción como se reivindica en la reivindicación 1.

[0011] Este aspecto de la invención se extiende a un sistema de ascensor que comprende un carril guía de ascensor, una cabina de ascensor, un actuador de freno de seguridad sin fricción de acuerdo con la presente invención y un freno de seguridad, en donde el actuador de freno de seguridad sin fricción y el freno de seguridad están montados en la cabina de ascensor para moverse a lo largo del carril guía con la cabina de ascensor en uso; y en donde el enlace se puede accionar para mover el freno de seguridad a un acoplamiento por fricción con el carril guía del ascensor.

[0012] Este aspecto de la invención se extiende a un método para restablecer un actuador de freno de seguridad sin fricción de acuerdo con la presente invención, comprendiendo el método:

[0013] aplicar una corriente alterna al electroimán o electroimanes del primer conjunto de imanes hasta que la matriz de imanes se haya movido a la segunda posición.

[0014] El método puede comprender aplicar la corriente alterna en respuesta a una señal de reinicio.

[0015] Se apreciará a partir de la presente invención que cuando se aplica una corriente alterna al electroimán o electroimanes en el primer conjunto de imanes en uso, la corriente alterna hace que una región más fuerte del campo magnético alterne entre el primer y el segundo lado de la matriz de imanes, de modo que la matriz de imanes es atraída alternativamente hacia los elementos magnéticos discretos del primer y segundo estator, lo que hace que la matriz de imanes se mueva contra la fuerza de polarización hacia la segunda posición debido a la configuración escalonada de los elementos magnéticos discretos. De este modo, la matriz de imanes se puede mover a la segunda posición para mover el enlace a una posición no accionada para desactivar el freno de seguridad. De este modo, el actuador del freno de seguridad sin fricción puede restablecerse mediante la aplicación de una corriente alterna al electroimán o electroimanes del primer conjunto de imanes.

[0016] También se apreciará que la presencia de una disposición o sistema de polarización para polarizar la matriz de imanes a la primera posición significa que el enlace se puede accionar a través del control del electroimán o electroimanes en el primer conjunto de imanes (y, opcionalmente, cuando esté presente, cualquier electroimán en el segundo conjunto de imanes), por ejemplo apagando el electroimán o electroimanes. De este modo, el actuador de freno de seguridad sin fricción permite el accionamiento de un freno de seguridad sin necesidad de contacto por fricción entre el actuador de freno de seguridad sin fricción y el carril guía. Esto ofrece la ventaja de que el accionamiento del freno de seguridad no se ve afectado por el estado del carril guía del ascensor, por lo que cualquier residuo potencial del hueco de ascensor o suciedad del carril guía del ascensor no interferirá con el accionamiento del actuador del freno de seguridad sin fricción. Además, la ubicación del actuador del freno de seguridad sin fricción no está restringida por la necesidad de contacto con el carril guía durante el accionamiento, y se puede colocar en cualquier lugar de un componente del ascensor donde el enlace pueda entonces accionar el freno de seguridad. En algunos ejemplos, ningún componente del actuador del freno de seguridad sin fricción entra en contacto por fricción con el carril guía del ascensor.

[0017] Se sabe en la técnica cómo disponer una matriz de imanes para producir un campo magnético más fuerte en un lado de la matriz que en el lado opuesto de la matriz. En la técnica se conocen ejemplos de tales matrices como matrices Halbach. Por ejemplo, se pueden disponer varios imanes en una matriz que se extiende a lo largo de un primer eje. Cada imán puede tener una orientación que gira con respecto a la orientación de un imán adyacente en la matriz alrededor de un segundo eje que es perpendicular al primer eje. El primer y el segundo eje definen un plano en donde se encuentran dichos ejes, y dicha matriz da lugar a un campo magnético más fuerte en un lado de dicho plano que en el lado opuesto del plano. El campo del lado opuesto puede estar sustancialmente suprimido, por ejemplo cerca de cero.

[0018] Se debe entender que el término "orientación" u "orientación magnética" de un imán como se utiliza en esta memoria se refiere a la orientación de un eje magnético que se extiende desde el polo sur al polo norte del imán. Se entenderá que la orientación de un electroimán depende de la dirección de una corriente aplicada al electroimán, y que la orientación magnética de un electroimán bajo la aplicación de una corriente directa es antiparalela a la orientación magnética del electroimán bajo la aplicación de una corriente inversa. Por lo tanto, si la orientación de un electroimán se describe como paralela o perpendicular a una dirección específica, esto se aplica tanto a la dirección de corriente directa como a la inversa. Cuando se describe que un imán está "orientado" en una dirección, esto significa que la orientación magnética del imán está en la dirección especificada. Se debe entender que cuando una orientación se describe como en una dirección específica, por ejemplo, paralela o perpendicular a una dirección, esto no requiere necesariamente una orientación exacta en la dirección especificada, pero puede incluir que la orientación esté sustancialmente orientada en la dirección especificada. Cada imán del primer y segundo conjunto de imanes puede ser recto o sustancialmente recto, por ejemplo, un imán de barra o un electroimán que tiene un núcleo y/o una bobina con un eje alargado recto que se extiende a través de su centro.

[0019] Las orientaciones respectivas de los electroimanes del primer conjunto de imanes y de los imanes del segundo conjunto de imanes pueden estar todas en un plano que es paralelo al eje y perpendicular al primer y segundo estator (es decir, a los planos en los que se encuentran los estatores).

[0020] Los conjuntos de imanes primero y segundo pueden comprender un total de N imanes dispuestos en N posiciones indexadas de n = 1 a n = N a lo largo del eje, donde N es al menos 3, por ejemplo, al menos 4, por ejemplo al menos 5, al menos 6, por ejemplo, al menos 7. N puede ser más de 3, por ejemplo 4, 5, 6 o 7. N puede ser un número impar. Las posiciones indexadas por un valor impar de n pueden ser ocupadas por un electroimán del primer conjunto de imanes y las posiciones indexadas por un valor par de n pueden ser ocupadas por un imán del segundo conjunto de imanes. Alternativamente, las posiciones indexadas por un valor impar de n pueden ser ocupadas por un electroimán del primer conjunto de imanes y las posiciones indexadas por un valor par de n pueden ser ocupadas por un imán del segundo conjunto de imanes.

[0021] El o los electroimanes del primer conjunto de imanes y el o los imanes del segundo conjunto de imanes pueden estar orientados de tal manera que, cuando se aplica una corriente directa al o los electroimanes del primer conjunto de imanes, para n = 1 a n = N-1, el (n+1)<-ésimo>imán tiene una orientación que gira 90° con respecto a la orientación del n-<-ésimo>imán en una primera dirección de rotación, y cuando se aplica una corriente inversa al o a los electroimanes del primer conjunto de imanes, para n = 1 a n = N-1, el (n+1)<-ésimo>imán tiene una orientación que gira 90° con respecto al n<-ésimo>imán en una segunda dirección de rotación que es opuesta a la primera dirección de rotación.

[0022] En algunos ejemplos, el o los electroimanes del primer conjunto de imanes pueden estar orientados perpendicularmente al eje y el o los imanes del segundo conjunto de imanes pueden estar orientados paralelos al eje. En otros ejemplos, el o los electroimanes del primer conjunto de imanes pueden estar orientados paralelamente al eje y el o los imanes del segundo conjunto de imanes pueden estar orientados perpendicularmente al eje.

[0023] En un conjunto de ejemplos, la matriz de imanes puede constar de tres imanes, en donde:

[0024] i) los tres imanes incluyen un primer y un segundo electroimanes pertenecientes al primer conjunto de imanes y un imán interpuesto que pertenece al segundo conjunto de imanes, en donde el imán interpuesto está posicionado entre el primer y el segundo electroimanes en la pila o montón; o

[0025] ii) los tres imanes incluyen un primer y un segundo electroimanes pertenecientes al segundo conjunto de imanes y un imán interpuesto que pertenece al primer conjunto de imanes, en donde el imán interpuesto está posicionado entre el primer y el segundo electroimanes en la pila o montón.

[0026] En la alternativa i), el primer y el segundo electroimanes pueden estar orientados perpendicularmente al primer eje y antiparalelos entre sí, tanto cuando se aplica una corriente directa al primer y al segundo electroimanes como cuando se aplica una corriente inversa al primer y al segundo electroimanes. Por ejemplo, el primer y segundo electroimanes pueden tener cada uno una orientación respectiva de tal manera que, cuando se aplica una corriente directa al primer y segundo electroimanes, el primer electroimán tiene una orientación dirigida hacia el primer estator y el segundo electroimán tiene una orientación dirigida hacia el segundo estator, y cuando se aplica una corriente inversa al primer y segundo electroimanes, el primer electroimán tiene una orientación dirigida hacia el segundo estator y el segundo electroimán tiene una orientación dirigida hacia el primer estator. En la alternativa i), el imán interpuesto puede tener una orientación paralela al eje, por ejemplo dirigida hacia la primera posición o dirigida hacia la segunda posición.

[0027] En la alternativa ii), el electroimán interpuesto puede estar orientado paralelo al primer eje. Por ejemplo, la orientación del electroimán interpuesto puede dirigirse hacia la primera posición cuando se aplica una corriente directa al electroimán interpuesto, y dirigirse hacia la segunda posición cuando se aplica una corriente inversa al electroimán interpuesto. En la alternativa ii), el primer y el segundo imán pueden estar orientados perpendicularmente al primer eje y antiparalelos entre sí, por ejemplo, el primer imán puede tener una orientación dirigida hacia el primer estator y el segundo imán puede tener una orientación dirigida hacia el segundo estator.

[0028] La matriz de imanes puede configurarse (por ejemplo, seleccionando el número total de imanes, sus respectivas intensidades, sus orientaciones, etc.) y/o puede seleccionarse una tensión o voltaje pico de la corriente alterna de tal manera que el campo magnético en el segundo lado del conjunto de imanes sea sustancialmente cero durante una corriente pico directa y el campo magnético en el primer lado de la matriz de imanes sea sustancialmente cero durante una corriente pico inversa.

[0029] El o los imanes del segundo conjunto de imanes pueden cada uno comprender o consistir en cualquier tipo de imán cuya orientación sea constante, por ejemplo, configurado para no cambiarse mediante la aplicación de una corriente alterna, a diferencia del o los electroimanes del primer conjunto de imanes. Por ejemplo, el o los imanes del segundo conjunto de imanes pueden cada uno comprender o consistir en un imán permanente o un electroimán al que se le aplica una corriente continua durante su uso. En algunos ejemplos, el imán o cada imán del segundo conjunto de imanes es un imán permanente.

[0030] El primer y el segundo estator pueden ser estructuras separadas, pero esto no es esencial. Por ejemplo, podrían ser dos partes de una misma estructura, diseñadas para proporcionar superficies de soporte paralelas y opuestas para los conjuntos de elementos magnéticos discretos.

[0031] El primer y segundo estator pueden estar hechos de un material magnético, por ejemplo, un material ferromagnético, por ejemplo, hierro. Las matrices de elementos magnéticos discretos del primer y segundo estator pueden comprender cada uno un conjunto respectivo de protuberancias de material magnético que sobresalen del estator respectivo hacia la matriz de imanes.

[0032] Las matrices de elementos magnéticos discretos pueden comprender cada uno una matriz respectiva de imanes permanentes, por ejemplo formados o montados en o sobre el estator respectivo. Los estatores pueden estar hechos de un material no magnético. Los elementos magnéticos discretos pueden incluir bobinas de sombreado.

[0033] Se entenderá a partir de la presente invención que tener elementos magnéticos discretos significa que los estatores pueden tener regiones o porciones que son atraídas por el campo magnético de la matriz de imanes, en donde las regiones o porciones están separadas por regiones o porciones intersticiales que son menos atraídas o no atraídas por el campo magnético de la matriz de imanes, por ejemplo, debido a que no son magnéticos o son menos magnéticos, están más alejados de la matriz de imanes (por ejemplo, empotrados entre protuberancias) o son un espacio en el estator, etc.

[0034] Los elementos magnéticos discretos del primer y segundo estator pueden estar espaciados uniformemente a lo largo del eje con un espaciado S, por ejemplo, donde el espaciado se mide entre puntos correspondientes (por ejemplo, puntos centrales) de elementos magnéticos discretos adyacentes, y donde S puede ser el mismo para ambos estatores, primero y segundo. Cada elemento magnético discreto puede tener una dimensión D (por ejemplo, un ancho) en la dirección del eje, donde D puede ser la misma para todos los elementos magnéticos discretos en el primer y segundo estator. Puede haber huecos (por ejemplo, cavidades) entre elementos magnéticos discretos adyacentes, donde cada hueco puede tener una dimensión G (por ejemplo, un ancho) en la dirección del eje, donde G puede ser la misma para todos los huecos tanto en el primer como en el segundo estator. Por lo tanto, el espaciamiento S entre puntos correspondientes (por ejemplo, puntos centrales) de elementos magnéticos discretos adyacentes puede ser S = D G.

[0035] Como se mencionó anteriormente, los elementos magnéticos discretos en el primer estator se desplazan en la dirección del eje con respecto a los elementos magnéticos discretos en el segundo estator. Los elementos magnéticos discretos en el primer estator pueden desplazarse a lo largo del eje (por ejemplo, hacia la segunda posición) con relación a los elementos magnéticos discretos en el segundo estator por una distancia X, donde X puede ser menor que 50% de S, por ejemplo, menos que 40% de S; igual que 50% de S; o más que 50% de S, por ejemplo, más que 60% de S. X puede estar entre 25% y 75% de S, por ejemplo, entre 40% y 60% de S, o por ejemplo, entre 30% y 40% de S, o por ejemplo, entre 60% y 70% de S.

[0036] El actuador de freno de seguridad sin fricción puede comprender además una disposición o sistema de guiado que se extiende a lo largo o en paralelo al eje, en donde la disposición o sistema de guiado puede estar configurada para restringir la matriz de imanes contra el movimiento transversal a (es decir, no paralelo a) el eje. De este modo, la matriz de imanes puede limitarse al movimiento a lo largo del eje.

[0037] La disposición o sistema de guiado puede comprender un elemento de guiado, por ejemplo una barra o varilla, que se extiende a través de un orificio que se extiende a través de la matriz de imanes a lo largo o paralelo al eje. La disposición o sistema de guiado puede comprender una o más pistas salientes con ranuras correspondientes (por ejemplo, con las ranuras provistas en la matriz de imanes y las pistas provistas en una pared del actuador de freno de seguridad sin fricción, o viceversa), en donde las pistas y las ranuras son paralelas al eje. Son posibles otras disposiciones o sistemas de guiado.

[0038] La disposición o sistema de polarización puede comprender o consistir en un elemento de polarización elástico, por ejemplo un resorte. Son posibles otras disposiciones o sistemas de polarización, y algunos ejemplos no limitativos incluyen una disposición o sistema de polarización magnética, una disposición o sistema de polarización hidráulica, resortes neumáticos, resortes de goma, resortes helicoidales y una pieza de metal doblada. La disposición o sistema de polarización puede estar diseñada para aplicar una fuerza de polarización empujando o tirando de la matriz de imanes, por ejemplo, la disposición o sistema de polarización puede comprender o consistir en un elemento de polarización elástico dispuesto de tal manera que esté bajo tensión cuando el conjunto de imanes esté en la segunda posición, o de tal manera que esté bajo compresión cuando la matriz de imanes esté en la segunda posición.

[0039] El o los electroimanes del primer conjunto de imanes pueden comprender cada uno una bobina respectiva con un eje de bobina respectivo correspondiente a la orientación del electroimán. En los ejemplos que tienen dos o más electroimanes en el primer conjunto de imanes, las bobinas de los electroimanes en el primer conjunto de imanes (o, en los ejemplos que tienen más de dos electroimanes en el primer conjunto de imanes, de electroimanes alternos del primer conjunto de imanes en la pila) pueden estar enrolladas en direcciones opuestas, por ejemplo, de modo que una corriente que fluye a lo largo de ambos (o todos) los electroimanes en la misma dirección da lugar a orientaciones de electroimanes diferentes (o alternas) debido a las direcciones de enrollamiento de las bobinas diferentes (o alternas). Esto puede simplificar las conexiones eléctricas de los electroimanes en la matriz de imanes.

[0041] Como se analizó anteriormente, cuando se aplica una corriente alterna al electroimán o electroimanes en el primer conjunto de imanes en uso, el campo magnético del conjunto de imanes puede hacer que el conjunto de imanes sea atraído hacia los elementos magnéticos discretos del estator que está orientado hacia el lado del conjunto de imanes con la región más fuerte del campo magnético. En particular, la matriz de imanes puede ser atraída por uno o más elementos magnéticos discretos cuya(s) posición(es) a lo largo del eje esté(n) más cerca que la matriz de imanes de la segunda posición. Esta atracción puede hacer que la matriz de imanes se mueva a lo largo del eje contra la fuerza de polarización y hacia la segunda posición para acercarse al elemento o elementos magnéticos discretos que lo atraen. Cuando la corriente cambia de dirección, la disposición de imanes es atraída por los elementos magnéticos discretos del otro estator. De nuevo, la matriz de imanes puede ser atraída por uno o más elementos magnéticos discretos cuya(s) posición(es) a lo largo del eje esté(n) más cerca que la matriz de imanes de la segunda posición. Esta atracción puede hacer que la matriz de imanes se mueva a lo largo del eje contrario, hacia la segunda posición para acercarse al elemento o elementos magnéticos discretos que lo atraen. Cada vez que la matriz de imanes se mueve a lo largo del eje hacia los elementos magnéticos discretos en un estator, su impulso puede ayudar a llevarlo hacia adelante a lo largo del eje, lo que puede ayudar a acercar la matriz de imanes al siguiente elemento (o elementos) magnético discreto más cercano en el otro estator, ayudando a la atracción hacia el siguiente elemento (o elementos) magnético discreto más cercano cuando la corriente cambia de dirección. Este proceso puede continuar a medida que el campo magnético alterna, hasta que el conjunto de imanes alcance la segunda posición.

[0043] La corriente alterna puede tener cualquier frecuencia adecuada, por ejemplo, la frecuencia de la corriente alterna puede estar en el rango de 40 Hz a 70 Hz, por ejemplo, 50 Hz a 60 Hz, 50 Hz o 60 Hz.

[0045] La matriz de imanes puede comprender una pluralidad de protuberancias. El imán (o imanes) de uno de los conjuntos de imanes primero y segundo pueden comprender protuberancias. En los ejemplos en donde el imán( o imanes) de uno de los conjuntos de imanes primero y segundo está(n) orientado(s) perpendicularmente al eje, el conjunto de imanes que comprende las protuberancias puede ser el conjunto de imanes cuyo imán(o imanes) está(n) orientado(s) perpendicularmente al eje. Cada imán del conjunto de imanes que comprende las protuberancias puede comprender una o más protuberancias orientadas hacia el primer estator y una o más protuberancias orientadas hacia el segundo estator.

[0047] Cada electroimán del primer conjunto de imanes puede comprender un núcleo hecho de un material magnético, por ejemplo un núcleo de hierro. Cada electroimán del primer conjunto de imanes (por ejemplo, como parte de su núcleo) puede comprender una o más protuberancias que corresponden a los elementos magnéticos discretos en el primer y segundo estator, por ejemplo, una o más protuberancias orientadas hacia el primer estator y una o más protuberancias orientadas hacia el segundo estator.

[0049] Cada electroimán del segundo conjunto de imanes puede comprender una o más protuberancias que corresponden a los elementos magnéticos discretos en el primer y segundo estator, por ejemplo, una o más protuberancias orientadas hacia el primer estator y una o más protuberancias orientadas hacia el segundo estator.

[0051] Las protuberancias pueden estar dispuestas para alinearse alternativamente con uno o más de los elementos magnéticos discretos en el primer estator y con uno o más de los elementos magnéticos discretos en el segundo estator a medida que la matriz de imanes se mueve hacia la segunda posición durante la aplicación de una corriente alterna al electroimán(o electroimanes) en el primer conjunto de imanes. Las protuberancias pueden ayudar a dirigir el flujo magnético de la matriz de imanes hacia los elementos magnéticos discretos, mejorando la atracción entre la matriz de imanes y los elementos magnéticos discretos, y ayudando a mover la matriz de imanes a lo largo del eje contra la fuerza de polarización de la disposición o sistema de polarización.

[0053] En algunos ejemplos en los que la matriz de imanes comprende protuberancias, cuando la matriz de imanes está en la primera posición, una o más protuberancias en un lado de la matriz de imanes (por ejemplo, en el primer lado o en el segundo lado) pueden superponerse parcialmente con una o más protuberancias correspondientes en el estator correspondiente (por ejemplo, en el primer estator o en el segundo estator, respectivamente). Esto puede ayudar a atraer la matriz de imanes a la protuberancia (o protuberancias) en dicho estator correspondiente cuando se aplica una corriente alterna al electroimán (o electroimanes) en el primer conjunto de imanes. Por ejemplo, la superposición puede ayudar a acelerar la matriz de imanes contra la fuerza de polarización de la disposición o sistema de polarización desde un estado estacionario en la primera posición.

[0054] Debido a la atracción entre las protuberancias superpuestas en la matriz de imanes y en el estator, la matriz de imanes puede moverse en la dirección de la segunda posición de tal manera que la(s) protuberancia(s) en la matriz de imanes que miran hacia dicho estator correspondiente pueden alinearse con la(s) protuberancia(s) correspondientes en dicho estator. Debido al movimiento de la matriz de imanes en la dirección de la segunda posición, las protuberancias de la matriz de imanes que miran hacia el otro estator, primero y segundo, pueden superponerse parcialmente con la(s) protuberancia(s) correspondientes en dicho otro estator. A medida que el conjunto de imanes se mueve en la dirección de la segunda posición, su impulso puede ayudar a moverlo a la posición parcialmente superpuesta. En algunos ejemplos, las protuberancias de dicho otro estator pueden desplazarse una distancia menor al 50% de S a lo largo del eje hacia la segunda posición, lo que puede ayudar a crear la superposición parcial. Esto puede ser beneficioso, por ejemplo, cuando la corriente alterna se aplica inicialmente al electroimán (o electroimanes), porque en ese punto, la matriz de imanes puede no tener aún mucho impulso para moverlo hacia la posición superpuesta.

[0055] El actuador de freno de seguridad sin fricción o el sistema de ascensor pueden configurarse para interrumpir la aplicación de corriente alterna y aplicar una corriente continua al electroimán o electroimanes en el primer conjunto de imanes después de que la matriz de imanes haya alcanzado la segunda posición, por ejemplo, inmediatamente después o después de un retraso o retardo después de que la matriz de imanes haya alcanzado la segunda posición.

[0056] El método puede consistir en interrumpir la corriente alterna y aplicar una corriente continua al electroimán o electroimanes del primer conjunto de imanes después de que la matriz de imanes haya alcanzado la segunda posición, por ejemplo, inmediatamente después o tras un retraso o retardo después de que la matiz de imanes haya alcanzado la segunda posición.

[0057] En un conjunto de ejemplos, el actuador de freno de seguridad sin fricción puede comprender un interruptor de límite dispuesto para detectar cuándo la matriz de imanes ha alcanzado la segunda posición. El actuador del freno de seguridad sin fricción o el sistema del ascensor pueden configurarse para interrumpir la aplicación de la corriente alterna y aplicar una corriente continua al electroimán (o electroimanes) del primer conjunto de imanes en respuesta al interruptor de límite que detecta que la matriz de imanes ha alcanzado la segunda posición.

[0058] El método de reinicio del actuador del freno de seguridad sin fricción puede comprender la detección, mediante un interruptor de límite, de que la matriz de imanes ha alcanzado la segunda posición. El método puede comprender recibir una señal del interruptor de límite que indica que la matriz de imanes ha alcanzado la segunda posición. El método puede comprender, en respuesta a la detección por el interruptor de límite de que la matriz de imanes ha alcanzado la segunda posición (por ejemplo, en respuesta a la recepción de la señal del interruptor de límite), la interrupción de la corriente alterna y la aplicación de una corriente continua al electroimán los electroimanes del primer conjunto de imanes.

[0059] La corriente alterna puede interrumpirse sin retraso o retardo, por ejemplo inmediatamente, al detectar que la matriz de imanes ha alcanzado la segunda posición. La corriente continua puede aplicarse sin retraso o retardo, por ejemplo inmediatamente, al detectar que la matriz de imanes ha alcanzado la segunda posición.

[0060] Cuando se interrumpe la corriente alterna, el campo magnético ya no alterna entre el primer y el segundo lado de la matriz de imanes, por lo que la matriz de imanes deja de moverse a lo largo del eje. En cambio, la corriente continua puede provocar un campo magnético constante en un lado de la matriz de imanes, de modo que la matriz de imanes permanece atraída por los elementos magnéticos discretos en dicho lado de la matriz, manteniendo la matriz magnético en la segunda posición. La dirección de la corriente continua se puede seleccionar de manera que el campo magnético sea más fuerte en un lado de la matriz de imanes donde la(s) protuberancia(s) de la matriz de imanes estén alineadas con el elemento o los elementos magnéticos discretos. Se puede mantener la aplicación de corriente continua para mantener la matriz de imanes en la segunda posición hasta que sea necesario activar nuevamente el freno de seguridad.

[0061] En un conjunto de ejemplos, el actuador de freno de seguridad sin fricción puede comprender una disposición o sistema de tope o detención posicionado para evitar el movimiento de la matriz de imanes a lo largo del eje más allá de la segunda posición. Por ejemplo, la disposición o sistema de tope o detención puede comprender una placa o un bloque posicionado sobre el eje, por ejemplo, la disposición o sistema de tope o detención puede comprender una base, una pared o un techo del actuador del freno de seguridad sin fricción.

[0062] La disposición o sistema de tope o detención puede ubicarse de tal manera que cuando la matriz de imanes alcanza la segunda posición, la matriz de imanes se apoya en la disposición o sistema de tope o detención. La fuerza de reacción normal de la disposición o sistema de tope o detención puede oponerse a cualquier componente a lo largo del eje de las fuerzas magnéticas sobre la matriz de imanes que surgen de la atracción de la matriz de imanes hacia los elementos magnéticos discretos.

[0063] Cuando la matriz de imanes está en la segunda posición, la aplicación continua de corriente alterna puede provocar que la matriz de imanes continúe siendo atraído por los elementos magnéticos discretos en cada estator alternativamente. Esto puede mantener la matriz de imanes en la segunda posición contra la fuerza de polarización de la disposición o sistema de polarización.

[0064] La disposición o sistema de tope o detención puede ser magnético. Por ejemplo, la disposición o sistema de tope o detención puede comprender un material ferromagnético, por ejemplo hierro, y/o puede comprender imanes permanentes. Esto puede ayudar a mantener la matriz de imanes en la segunda posición mientras se aplica la corriente alterna.

[0065] La disposición o sistema de tope o detención puede comprender elementos magnéticos discretos (por ejemplo, protuberancias de material magnético o imanes permanentes) orientados hacia la matriz magnética. La matriz magnética puede tener protuberancias correspondientes a los elementos magnéticos discretos de la disposición o sistema de tope o detención (por ejemplo, porciones salientes o protuberancias del imán o del núcleo del electroimán orientadas hacia la disposición o sistema de tope o detención) que están posicionadas para alinearse con los elementos magnéticos discretos de la disposición de tope o detención cuando la matriz magnética está en la segunda posición. Las protuberancias pueden ayudar a dirigir el flujo magnético de la matriz de imanes para ayudar a que la matriz de imanes atraiga a la disposición o sistema de tope o detención para retener la matriz de imanes en la segunda posición.

[0066] Cuando la matriz de imanes está en la segunda posición, la aplicación continua de corriente alterna puede provocar que la matriz de imanes sea atraída hacia la disposición o sistema de tope o detención, por ejemplo, hacia lados alternos de la disposición de tope o detención. Esta atracción puede mantener la matriz de imanes en la segunda posición contra la fuerza de polarización de la disposición o sistema de polarización.

[0067] Una vez que la matriz de imanes alcance la segunda posición, se podrá mantener la aplicación de la corriente alterna hasta que sea necesario volver a activar el freno de seguridad.

[0068] Alternativamente, una vez que la matriz magnética alcance la segunda posición, se puede interrumpir la corriente alterna y aplicar en su lugar una corriente continua al electroimán o electroimanes del primer conjunto de imanes. La corriente continua puede provocar un campo magnético constante en un lado de la matriz de imanes, de modo que la matriz de imanes permanece atraída por los elementos magnéticos discretos en dicho lado de la matriz y/o por la disposición o sistema de tope o detención, manteniendo la matriz magnético en la segunda posición. La dirección de la corriente continua se puede seleccionar de manera que el campo magnético sea más fuerte en un lado de la matriz de imanes donde la(s) protuberancia(s) de la matriz de imanes estén alineadas con el elemento o los elementos magnéticos discretos del correspondiente estator. Una vez que la matriz de imanes alcance la segunda posición, se podrá mantener la aplicación de la corriente continua hasta que sea necesario volver a activar el freno de seguridad.

[0069] Aunque tanto una corriente alterna como una corriente continua pueden ser efectivas para mantener la matriz de imanes en la segunda posición, usar una corriente continua para este propósito puede ser más eficiente energéticamente que usar una corriente alterna.

[0070] Como la corriente alterna puede mantener la matriz de imanes en la segunda posición, no es necesario cambiar de la corriente alterna a la corriente continua en un momento preciso o específico correspondiente a la llegada de la matriz de imanes a la segunda posición, por ejemplo, en respuesta a un interruptor que detecta que la matriz de imanes ha alcanzado la segunda posición. Por ejemplo, la corriente puede cambiar de corriente alterna a corriente continua un tiempo predeterminado después de que se inicia la corriente alterna, lo que puede ocurrir después de un retraso o retardo después de que la matriz de imanes haya alcanzado la segunda posición.

[0071] Como se indicó anteriormente, se puede mantener la aplicación de una corriente continua o de una corriente alterna para mantener la matriz de imanes en la segunda posición hasta que sea necesario activar nuevamente el freno de seguridad. Cuando sea necesario activar el freno de seguridad, se puede interrumpir la corriente continua o la corriente alterna que se aplica al electroimán o electroimanes del primer conjunto de imanes. En los ejemplos en los que el segundo conjunto de imanes comprende uno o más electroimanes (por ejemplo, con una corriente continua aplicada a los mismos), la corriente hacia uno o más electroimanes en el segundo conjunto de imanes también puede interrumpirse cuando se requiere activar el freno de seguridad. La interrupción de la corriente hacia el electroimán o electroimanes en el primer conjunto de imanes (y opcionalmente, cuando estén presentes, hacia cualquier electroimán en el segundo conjunto de imanes) puede ocurrir en respuesta a una señal para activar el freno de seguridad, o puede ocurrir en el caso de que se desconecte la energía al actuador del freno de seguridad sin fricción, por ejemplo en el caso de un corte de energía.

[0072] Cuando se interrumpe la corriente continua o alterna, no hay suficiente atracción entre la matriz de imanes y los estatores (y/o, cuando corresponda, entre la matriz de imanes y la disposición o sistema de tope o detención) para mantener la matriz de imanes contra la fuerza de polarización de la disposición o sistema de polarización. En consecuencia, la matriz de imanes se mueve bajo la fuerza de polarización desde la segunda posición a la primera posición. Este movimiento de la matriz de imanes ejerce una fuerza sobre el enlace para accionarlo. Esta fuerza se transmite a través del enlace al freno de seguridad, lo que hace que éste entre en contacto por fricción con el carril guía.

[0073] El actuador de freno de seguridad sin fricción puede estar configurado o ser capaz de configurarse para ser accionado electrónica o eléctricamente, por ejemplo, mediante un controlador que proporciona una señal de accionamiento al actuador de freno de seguridad sin fricción y/o interrumpe un suministro de energía eléctrica al actuador de freno de seguridad sin fricción. Estos actuadores de freno de seguridad sin fricción pueden denominarse "actuadores de seguridad electrónicos sin fricción".

[0074] El actuador de freno de seguridad sin fricción puede comprender un controlador. El actuador del freno de seguridad sin fricción puede ser controlado por un controlador externo al actuador del freno de seguridad sin fricción. Por ejemplo, el sistema de ascensor puede incluir el controlador, es decir, el controlador puede estar montado en o sobre la cabina del ascensor. El controlador puede configurarse para recibir señales, por ejemplo, una señal de reinicio o una señal del interruptor de límite. El controlador puede controlar la(s) corriente(s) aplicada(s) al electroimán o electroimanes en el primer conjunto de imanes (y opcionalmente, cuando esté presente, a cualquier electroimán en el segundo conjunto de imanes), por ejemplo, puede aplicar, cambiar o interrumpir la(s) corriente(s) aplicada(s) al electroimán o electroimanes. El controlador puede controlar la(s) corriente(s) en respuesta a señales, por ejemplo, una señal de reinicio o una señal del interruptor de límite. Descripción detallada

[0075] A continuación se describirán, a título meramente ilustrativo, ciertos ejemplos preferidos de la invención, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

[0076] La FIG.1 muestra un ejemplo de un sistema de ascensor que emplea un regulador mecánico;

[0077] la FIG. 2 muestra un ejemplo de un sistema de ascensor que emplea un actuador de freno de seguridad sin fricción accionado electrónicamente;

[0078] la FIG. 3 muestra una vista lateral de un primer ejemplo de un actuador de freno de seguridad sin fricción de acuerdo con la presente invención;

[0079] la FIG.4A muestra una matriz de imanes del primer ejemplo bajo la aplicación de una corriente directa; la FIG.4B muestra un gráfico de tensión o voltaje-tiempo que representa un ciclo de corriente alterna, indicando la porción del ciclo correspondiente a la corriente directa;

[0080] la FIG.4C muestra la matriz de imanes del primer ejemplo bajo la aplicación de una corriente inversa;

[0081] la FIG.4D muestra un gráfico de tensión o voltaje-tiempo que representa un ciclo de corriente alterna, indicando la porción del ciclo correspondiente a la corriente inversa;

[0082] las FIGs. 5A a 5C muestran una serie de vistas laterales del actuador de freno de seguridad sin fricción del primer ejemplo a medida que la matriz de imanes se mueve desde una primera posición accionada hacia una segunda posición no accionada bajo la aplicación de una corriente alterna a la matriz de imanes;

[0083] la FIG.5D muestra una vista lateral del actuador de freno de seguridad sin fricción del primer ejemplo retenido en la segunda posición mediante la aplicación de una corriente continua al conjunto de imanes;

[0084] la FIG. 5E muestra un gráfico de tensión o voltaje-tiempo que representa un ciclo parcial de corriente alterna, seguido de la aplicación de una corriente continua;

[0085] la FIG. 6 muestra una vista lateral del actuador de freno de seguridad sin fricción del primer ejemplo durante un proceso de accionamiento;

[0086] la FIG. 7A muestra una vista lateral de un segundo ejemplo de un actuador de freno de seguridad sin fricción de acuerdo con la presente invención, en donde el actuador de freno de seguridad sin fricción está en un estado accionado; y

[0087] la FIG.7B muestra una vista lateral del actuador de freno de seguridad sin fricción del segundo ejemplo en un estado no accionado.

[0088] La FIG. 1 muestra un sistema de ascensor, generalmente indicado en 10. El sistema de ascensor 10 incluye cables o correas 12, un bastidor de cabina 14, una cabina de ascensor 16, guías de rodillos 18, carriles guía 20, un regulador 22, y un par de frenos de seguridad 24 montados en la cabina de ascensor 16. El regulador 22 se acopla mecánicamente para accionar los frenos de seguridad 24 mediante enlaces 26, palancas 28 y barras o varillas de elevación 30. El regulador 22 incluye una polea de regulador 32, un bucle de cuerda 34 y una polea de tensión 36. Los cables 12 se conectan al bastidor de cabina 14 y a un contrapeso (no mostrado) dentro de un hueco de ascensor. La cabina de ascensor 16, que se une al bastidor de cabina 14, se mueve arriba y abajo del hueco de ascensor por la fuerza transmitida a través de cables o correas 12 al bastidor de cabina 14 por un impulsor de ascensor (no mostrado) situado comúnmente en una sala de máquinas en la parte superior del hueco de ascensor. Las guías de rodillos 18 se unen al bastidor de cabina 14 para guiar la cabina de ascensor 16 arriba y abajo del hueco de ascensor a lo largo de los carriles guía 20. La polea de regulador 32 se monta en un extremo superior del hueco de ascensor. El bucle de cuerda 34 se enrolla parcialmente alrededor de la polea de regulador 32 y parcialmente alrededor de la polea de tensión 36 (ubicada en este ejemplo en un extremo inferior del hueco de ascensor). El bucle de cuerda 34 también se conecta a la cabina de ascensor 16 en la palanca 28, asegurando que la velocidad angular de la polea de regulador 32 se relaciona directamente con la velocidad de la cabina de ascensor 16.

[0090] En el sistema de ascensor 10 mostrado en la FIG. 1, el regulador 22, un freno de máquina (no mostrado) ubicado en la sala de máquinas, y los frenos de seguridad 24 actúan para detener la cabina de ascensor 16 si excede una velocidad establecida a medida que se desplaza dentro del hueco de ascensor. Si la cabina de ascensor 16 alcanza una condición de exceso de velocidad, el regulador 22 se activa inicialmente para enganchar un interruptor, que a su vez corta la energía a la unidad de ascensor y deja caer el freno de máquina para detener el movimiento de la polea de impulsión (no mostrada) y por lo tanto detener el movimiento de la cabina de ascensor 16. Sin embargo, si la cabina de ascensor 16 continúa experimentando una condición de exceso de velocidad, el regulador 22 puede actuar entonces para activar los frenos de seguridad 24 para detener el movimiento de la cabina de ascensor 16 (es decir, una parada de emergencia). Además de enganchar un interruptor para dejar caer el freno de la máquina, el regulador 22 también libera un dispositivo de embrague que sujeta la cuerda de regulador 34. La cuerda de regulador 34 se conecta a los frenos de seguridad 24 a través de enlaces mecánicos 26, palancas 28 y barras o varillas de elevación 30. A medida que la cabina de ascensor 16 continúa su descenso, la cuerda de regulador 34, que ahora tiene impedido moverse por el regulador accionado 22, tira de las palancas de funcionamiento 28. Las palancas de funcionamiento 28 accionan los frenos de seguridad 24 moviendo los enlaces 26 conectados a las barras o varillas de elevación 30, y dichas barras o varillas de elevación 30 hacen que los frenos de seguridad 24 enganchen los carriles guía 20 para llevar la cabina de ascensor 16 a una parada.

[0092] Se apreciará que, si bien aquí se describe un ascensor con cuerdas, los ejemplos de un actuador de freno de seguridad sin fricción aquí descritos funcionarán igualmente bien con un sistema de ascensor sin cuerdas, por ejemplo, sistemas hidráulicos, sistemas con motores lineales y otros diseños de ascensores sin cuerdas.

[0093] Aunque los sistemas de regulador de velocidad mecánico todavía se utilizan en muchos sistemas de ascensor, otros (por ejemplo, sistemas de ascensor sin cables sin sistemas de regulador de velocidad mecánico) ahora están implementando sistemas accionados electrónica o eléctricamente para activar los frenos de seguridad de emergencia 24. La mayoría de estos sistemas accionados electrónica o eléctricamente utilizan la fricción entre un imán y el carril guía 20 para luego accionar mecánicamente un enlace para activar los frenos de seguridad 24. Se describen en esta memoria ejemplos de un actuador de freno de seguridad que no utiliza fricción contra el carril guía 20 para accionar los frenos de seguridad 24.

[0095] La FIG. 2 muestra un ejemplo de un sistema de ascensor 50 que emplea un actuador de freno de seguridad sin fricción 52 accionado electrónicamente. El sistema de ascensor 50 comprende el actuador de freno de seguridad sin fricción 52, una cabina de ascensor 54, dos carriles guía 56, un freno de seguridad 58 y un controlador 60. Para mayor claridad, uno de los carriles guía 56 se muestra en contorno punteado y el otro carril guía se omite en la FIG.2.

[0097] La cabina de ascensor 54 comprende una plataforma 62, un techo 64, un primer elemento estructural 66 y un segundo elemento estructural 68. Los elementos estructurales primero y segundo 66, 68 pueden denominarse "montantes". La cabina de ascensor 54 también comprende paneles y otros componentes que forman las paredes de la cabina de ascensor 54, pero dichos paneles y otros componentes se omiten de la FIG. 2 para mayor claridad.

[0099] El actuador de freno de seguridad sin fricción 52 y el freno de seguridad 58 están montados en el primer elemento estructural 66. El actuador de freno de seguridad sin fricción 52 está conectado mecánicamente al freno de seguridad 58 a través de un enlace 70. En el segundo elemento estructural se dispone un segundo actuador de freno de seguridad y un segundo freno de seguridad, pero se omiten para mayor claridad. El controlador 60 está montado en el techo 64 y está en comunicación con el actuador de freno de seguridad sin fricción 52 a través de las conexiones 72.

[0100] El freno de seguridad 58 tiene una ranura 76 que aloja el carril guía 56. El actuador de freno de seguridad sin fricción 52 está situado encima del freno de seguridad y adyacente al carril guía 56, aunque son posibles otras posiciones, por ejemplo, el actuador del freno de seguridad sin fricción 52 puede estar en una posición que no sea adyacente al carril guía 56 ya que no requiere contacto por fricción con el carril guía 56 durante su funcionamiento. Durante su uso, la cabina de ascensor 54 se mueve hacia arriba y hacia abajo a lo largo de los carriles guía 56. En el caso de que sea necesario activar el freno de seguridad 58 (por ejemplo, en una situación de exceso de velocidad de la cabina de ascensor), el controlador 60 envía una señal al actuador de freno de seguridad sin fricción 52 para activar el freno de seguridad 58. En respuesta a la señal, un mecanismo de accionamiento en el actuador de freno de seguridad sin fricción 52 ejerce una fuerza de tracción sobre el enlace 70. La fuerza de tracción se transmite a través del enlace 70 al freno de seguridad 58, tirando del freno de seguridad 58 hasta un enganche de fricción con el carril guía 56, deteniendo así la cabina de ascensor 54. El actuador de freno de seguridad sin fricción 52 puede, por ejemplo, funcionar de acuerdo con uno de los actuadores de freno de seguridad sin fricción de ejemplo descritos a continuación con referencia a las FIGs.3, 5A a 5D, 6 y 7A a 7B.

[0101] En la descripción de los siguientes ejemplos de actuadores de freno de seguridad sin fricción, los términos "izquierda", "derecha", "arriba", "abajo", "encima", "debajo" y términos posicionales y direccionales similares se utilizan para referirse a ciertas características representadas. Estos términos se utilizan puramente por conveniencia para referirse a la posición u orientación de dichas características cuando se observan en las FIGs., y no implican necesariamente ningún requisito sobre la posición u orientación de dichas características en los actuadores de freno de seguridad sin fricción de acuerdo con la invención.

[0102] La FIG.3 muestra una vista lateral de un primer ejemplo de un actuador de freno de seguridad sin fricción 100 de acuerdo con la presente invención;

[0103] El actuador de freno de seguridad sin fricción 100 comprende una matriz de imanes 102 posicionada entre un estator izquierdo 104 y un estator derecho 106. El actuador de freno de seguridad sin fricción 100 también comprende un enlace 108 que está unido en un primer extremo del mismo a un punto de conexión 110 en la matriz de imanes 102. El segundo extremo del enlace 108 está fijado a un freno de seguridad (no mostrado en la FIG.3, pero representado y descrito más adelante con referencia a la FIG.6), de modo que cuando el enlace 108 se tira hacia arriba, el freno de seguridad se activa, y cuando el enlace 108 se empuja hacia abajo, el freno de seguridad se desactiva.

[0104] El actuador de freno de seguridad sin fricción 100 también comprende una base 112 sobre la que están montados los estatores 104, 106, y un elemento guía 114 que se extiende verticalmente hacia arriba a lo largo de un eje 115 desde la base 112 entre los estatores 104, 106. En este ejemplo, el elemento guía es una barra o varilla, pero son posibles otros tipos de elementos guía. La matriz de imanes 102 se puede mover a lo largo del elemento guía 114 entre una primera posición en donde se acciona el enlace 108 y una segunda posición en donde el enlace 108 no se acciona. La FIG. 3 muestra la matriz de imanes 102 en la primera posición (accionada). El elemento guía 114 restringe el movimiento de la matriz de imanes 102 a la dirección vertical, por ejemplo evitando cualquier componente no vertical del movimiento de la matriz de imanes 102.

[0105] El actuador de freno de seguridad sin fricción 100 también comprende una disposición o sistema de polarización que ejerce una fuerza de polarización hacia arriba (como se muestra mediante la flecha 116) para polarizar la matriz de imanes 102 hacia la primera posición. En este ejemplo, la disposición o sistema de polarización es un resorte 118, aunque se pueden utilizar otras disposiciones o sistemas de polarización en este y otros ejemplos, por ejemplo, una disposición o sistema de polarización magnética, una disposición o sistema de polarización hidráulica, resortes neumáticos, resortes de caucho, resortes helicoidales, una pieza doblada de metal, etc. Un primer extremo 120 del resorte 118 está unido de forma fija a la matriz de imanes 102 y un segundo extremo 122 del resorte 118 está unido de forma fija a la base 112.

[0106] El actuador de freno de seguridad sin fricción 100 también comprende un interruptor de límite 124 que está posicionado para detectar cuando el actuador de freno de seguridad sin fricción 100 ha alcanzado la segunda posición. La función del interruptor de límite 124 se describe con más detalle a continuación con referencia a la FIG.5D.

[0107] En este ejemplo, los estatores 104, 106 están hechos de hierro, y cada estator 104, 106 comprende una matriz de dientes 126, 128 que sobresalen horizontalmente hacia adentro, es decir, hacia la matriz de imanes 102 entre los estatores 104, 106. Los dientes 126 y 128 de cada estator 104 y 106 están separados por una distancia S. Los dientes 128 del estator derecho 106 están desplazados verticalmente hacia abajo con respecto a los dientes 126 del estator izquierdo 104 por una distancia de desplazamiento X, que es inferior a la mitad de la distancia S. En este ejemplo, la distancia de desplazamiento X es aproximadamente el 25 % de la distancia S. Sin embargo, estos estatores son solo un ejemplo, y son posibles otras estructuras de estator y disposiciones o sistemas de dientes en variaciones de este y otros ejemplos.

[0108] La matriz de imanes 102 comprende un electroimán superior 130 y un electroimán inferior 132 con un imán permanente 134 posicionado entre ellos. Los electroimanes superior e inferior 130, 132 corresponden juntos a un primer conjunto de imanes, y el imán permanente corresponde a un segundo conjunto de imanes. El imán permanente 134 está orientado verticalmente con su polo norte apuntando hacia abajo, como lo muestra la flecha 136. Los electroimanes superior e inferior 130, 132 comprenden cada uno de ellos una bobina respectiva 138, 140 enrollada alrededor de un núcleo de hierro respectivo 142, 144.

[0109] El núcleo 142, 144 de cada electroimán 130, 132 está conformado para tener una protuberancia izquierda 146 y una protuberancia derecha 148 que se extienden hacia el estator izquierdo 104 y el estator derecho 106 respectivamente. Las protuberancias 146, 148 están posicionadas de tal manera que pueden alinearse y acercarse a los dientes 126, 128 de los estatores 104, 106 a medida que la matriz de imanes 102 se mueve hacia arriba y hacia abajo del elemento guía 114. Las protuberancias 146, 148 ayudan a dirigir el flujo magnético desde los núcleos 142, 144 hacia los dientes 126, 128 del estator.

[0110] Las bobinas 138, 140 de los electroimanes 130, 132 están configuradas para ser alimentadas con una corriente eléctrica que puede ser cambiada entre corriente alterna y corriente continua. Cuando se suministra una corriente a los electroimanes 130, 132, se suministra la misma corriente a ambos electroimanes 130, 132 en un momento dado. Los electroimanes 130, 132 y sus bobinas 138, 140 están configurados de tal manera que cuando se suministra una corriente a los electroimanes 130, 132, la dirección del flujo magnético dentro de las bobinas 138, 140 se dirige hacia la izquierda para una bobina y hacia la derecha para la otra bobina, por ejemplo antiparalelos entre sí y perpendiculares a la orientación del imán permanente. Cuando la corriente cambia de dirección, la orientación magnética de ambos electroimanes 130, 132 se invierte.

[0111] Esta configuración particular de la matriz de imanes 102 es solo un ejemplo. En otros ejemplos, el imán permanente podría estar apuntando hacia arriba. En otros ejemplos, la matriz de imanes podría comprender un electroimán posicionado entre dos imanes permanentes, en donde las orientaciones de los imanes permanentes son antiparalelas y apuntan hacia la izquierda y la derecha, mientras que el electroimán está orientado verticalmente y alterna entre apuntar hacia arriba y hacia abajo cuando se aplica una corriente alterna al electroimán. Son posibles otras configuraciones de la matriz de imanes en variaciones de este ejemplo y de otros ejemplos. Por ejemplo, puede haber más de tres imanes en total. Se pueden utilizar electroimanes alimentados con corriente continua en lugar de imanes permanentes.

[0112] La función de la matriz de imanes 102 se describe a continuación con referencia a las FIGs.4A a 4D.

[0113] La FIG.4A muestra la matriz de imanes 102 durante la aplicación de corriente directa a los electroimanes 130, 132, por ejemplo, tal como durante la primera mitad de un ciclo de corriente alterna. La FIG. 4B muestra un gráfico 150 de la variación de tensión en función del tiempo para un período de una corriente alterna (151). La línea en negrita 152 muestra la porción del ciclo donde la corriente está en dirección hacia adelante, es decir, la que corresponde a la situación representada en la FIG.4A.

[0114] Refiriéndonos nuevamente a la FIG. 4A, la corriente directa crea un campo magnético dentro y alrededor de cada electroimán 130, 132, en donde la orientación magnética del electroimán superior 130 es hacia la derecha (como se muestra con la flecha 154) y la orientación magnética del electroimán inferior 132 es hacia la izquierda (como se muestra con la flecha 156). Como se mencionó anteriormente, la orientación magnética del imán permanente 134 es hacia abajo (como lo muestra la flecha 136).

[0115] Como comprenderá el experto en la técnica, esta disposición o sistema de orientaciones magnéticas (que es un ejemplo de una matriz de Halbach) dará lugar a un campo magnético resultante que se extiende hacia la izquierda de la matriz de imanes 102, como lo muestran las líneas de flujo magnético 158, mientras que el campo magnético a la derecha de la matriz de imanes 102 se suprime a casi cero.

[0116] La FIG.4C muestra la matriz de imanes 102 durante la aplicación de corriente inversa a los electroimanes 130, 132, por ejemplo, tal como durante la segunda mitad de un ciclo de corriente alterna. La FIG. 4D muestra una gráfica 160 de la variación de tensión o voltaje en función del tiempo para un período de la corriente alterna (151), indicando con una línea en negrita 162 la porción del ciclo donde la corriente está en dirección inversa, es decir, la que corresponde a la situación representada en la FIG.4C.

[0117] Refiriéndonos nuevamente a la FIG. 4C, la corriente inversa crea un campo magnético dentro y alrededor de cada electroimán 130, 132, en donde la orientación magnética del electroimán superior 130 es hacia la izquierda (como se muestra con la flecha 164) y la orientación magnética del electroimán inferior 132 es hacia la derecha (como se muestra con la flecha 166), es decir, las orientaciones del electroimán se invierten en comparación con la FIG. 4A. La orientación magnética del imán permanente 134 es hacia abajo (como lo muestra la flecha 136), es decir, sin cambios en comparación con la FIG.4A.

[0118] Esta disposición o sistema de orientaciones magnéticas dará lugar a un campo magnético resultante que se extiende hacia la derecha de la matriz de imanes 102, como lo muestran las líneas de flujo magnético 168, mientras que el campo magnético a la izquierda de la matriz de imanes 102 se suprime a casi cero.

[0119] Por lo tanto, se entenderá a partir de las FIGs. 4A a 4D que cuando se aplica una corriente alterna a los electroimanes 130, 132, la matriz de imanes 102 producirá un campo magnético que se extiende alternativamente hacia la izquierda y hacia la derecha de la matriz de imanes 102.

[0120] Las FIGs. 5A a 5E muestran cómo se utiliza el campo alterno producido por la matriz de imanes 102 durante la aplicación de una corriente alterna para restablecer el actuador de freno de seguridad sin fricción 100 de la primera posición a la segunda posición.

[0121] La FIG.5A muestra el actuador de freno de seguridad sin fricción 100 en la primera posición, es decir, donde se acciona el enlace 108 de manera que se activa el freno de seguridad. Para restablecer el actuador del freno de seguridad sin fricción 100, se aplica una corriente alterna a los electroimanes 130, 132.

[0122] La FIG.5A ilustra un momento en el tiempo durante la primera mitad de un primer ciclo de la corriente alterna, es decir, cuando la corriente está en dirección hacia adelante. Como se ha descrito anteriormente con referencia a las FIGS.4A a 4D, durante la aplicación de una corriente directa a los electroimanes 130, 132, los electroimanes 130, 132 producen cada uno un campo magnético, en donde la orientación magnética del electroimán superior 130 es hacia la derecha (como se muestra con la flecha 154), y la orientación magnética del electroimán inferior 132 es hacia la izquierda (como se muestra con la flecha 156). Esto produce un campo magnético resultante que se extiende hacia la izquierda del conjunto de imanes 102. El campo magnético resultante provoca una atracción magnética entre la matriz de imanes 102 y los dientes 126 del estator izquierdo 104.

[0123] Como se puede ver en la FIG.5A, en la primera posición, las protuberancias izquierdas 146 en los núcleos de electroimán 142, 144 están parcialmente superpuestas con dos de los dientes 126a, 126b en el estator izquierdo 104. Los dientes 126a, 126b están ligeramente más abajo que las protuberancias izquierdas 146 en los núcleos 142, 144. En consecuencia, la atracción entre los electroimanes 130, 132 y los dientes 126a, 126b del estator genera una fuerza sobre la matriz de imanes que actúa hacia abajo y hacia la izquierda, tal como lo muestran las flechas 170.

[0124] Como el elemento guía 114 evita cualquier movimiento no vertical de la matriz de imanes 102, el efecto de esta fuerza es que la matriz de imanes 102 se mueve hacia abajo, contra la fuerza de polarización del resorte 118. Esto mueve la matriz de imanes 102 hacia la posición que se muestra en la FIG.5B.

[0125] Como se puede ver en la FIG. 5B, el movimiento hacia abajo del conjunto de imanes 102 ha llevado las protuberancias izquierdas 146 en los núcleos 142, 144 a una alineación con los dos dientes del estator 126a, 126b. La matriz de imanes 102 también se ha movido con respecto al estator derecho 106. Como se mencionó anteriormente, los dientes 128 del estator derecho 106 se desplazan verticalmente hacia abajo una distancia de desplazamiento X que es aproximadamente el 25% de la distancia de espaciado S entre los dientes del estator. En consecuencia, cuando las protuberancias izquierdas 146 de los núcleos 142, 144 están alineadas con los dientes 126 del estator izquierdo, las protuberancias derechas 148 de los núcleos 142, 144 se superponen parcialmente con los dientes 128a, 128b del estator derecho 106.

[0126] Como se mencionó anteriormente, no es esencial que la distancia de desplazamiento X de los dientes 128 del estator derecho con respecto a los dientes 126 del estator izquierdo sea inferior al 50 % de la distancia de separación S. Por ejemplo, la distancia de desplazamiento X puede ser del 50 % o superior al 50 % de la distancia de separación S. El impulso asociado con el movimiento descendente de la matriz de imanes 102 puede llevar a la matriz de imanes 102 más allá del punto donde las protuberancias del núcleo izquierdo 146 se superponen con los dientes 126 del estator izquierdo, de modo que las protuberancias del núcleo derecho 148 se superpongan con los dientes 128 del estator derecho, incluso en ejemplos en los que la distancia de desplazamiento X no sea inferior al 50 % de la distancia de separación S.

[0127] Sin embargo, como se mencionó, en el presente ejemplo, la distancia de desplazamiento X es menor del 50% de S. Esto ayuda a garantizar que haya al menos cierta superposición de las protuberancias del núcleo derecho 148 con los dientes 128 del estator derecho, aunque la matriz de imanes 102 puede no tener suficiente impulso para llevarlo más allá del punto donde las protuberancias izquierdas 146 se alinean con los dientes 126 del estator izquierdo (por ejemplo, ya que la matriz de imanes 102 puede acelerarse desde un estado estacionario en la primera posición).

[0128] Durante el movimiento de la matriz de imanes 102 hacia la posición mostrada en la FIG.5B, la corriente alterna cambia de dirección. La FIG.5B ilustra un momento en el tiempo durante la segunda mitad del primer ciclo de la corriente alterna, es decir, cuando la corriente está en la dirección inversa. Las orientaciones magnéticas de los electroimanes 130, 132 están invertidas, de modo que la orientación magnética del electroimán superior es hacia la izquierda (como lo muestra la flecha 164) y la orientación magnética del electroimán inferior es hacia la derecha (como lo muestra la flecha 166). Como ya se analizó con referencia a las FIGs. 4C y 4D, esto produce un campo magnético resultante que se extiende hacia la derecha de la matriz de imanes 102. El campo magnético resultante provoca una atracción magnética entre los dientes 128 del estátor derecho 106 y los electroimanes 130, 132.

[0129] Como se mencionó, en la posición mostrada en la FIG.5B, las protuberancias derechas 148 en los núcleos de electroimán 142, 144 están parcialmente superpuestas con dos de los dientes 128a, 128b en el estator derecho 106, y los dientes 128a, 128b están ligeramente más bajos que las protuberancias derechas 148 en los núcleos 142, 144. En consecuencia, la atracción entre los electroimanes 130, 132 y los dientes 128a, 128b del estator genera una fuerza sobre la matriz de imanes que actúa hacia abajo y hacia la derecha, tal como lo muestran las flechas 176.

[0130] Como el elemento guía 114 evita cualquier movimiento no vertical de la matriz de imanes 102, el efecto de la fuerza es que la matriz de imanes 102 continúa moviéndose hacia abajo, contra la fuerza de polarización del resorte 118. Esto mueve la matriz de imanes 102 hacia la posición que se muestra en la FIG.5C.

[0131] Como se puede ver en la FIG. 5C, el impulso del conjunto de imanes 102 lo ha llevado más allá del punto donde las protuberancias del núcleo derecho 148 se superponen con los dientes 128a, 128b, del estator derecho, y la matriz de imanes 102 ha alcanzado una posición donde las protuberancias del núcleo izquierdo 146 han comenzado a superponerse con el siguiente par de dientes 126b, 126c del estator izquierdo.

[0132] Durante el tiempo en que la matriz de imanes 102 se mueve desde la posición de la FIG. 5B a la posición de la FIG. 5C, la corriente cambia de dirección nuevamente. Por lo tanto, la FIG. 5C ilustra un momento en el tiempo durante la primera mitad del segundo ciclo de la corriente alterna. De la misma manera descrita anteriormente con referencia a la FIG. 5A, el campo magnético resultante se extiende hacia la izquierda del conjunto de imanes 102, creando una atracción entre el conjunto de imanes y los dientes del estator izquierdos parcialmente superpuestos 126b, 126c (es decir, hacia abajo y hacia la izquierda, como lo muestran las flechas 178). Esto continúa el movimiento descendente de la matriz de imanes 102.

[0133] El movimiento descendente de la matriz de imanes 102 continúa hasta que alcanza la segunda posición, momento en donde activa el interruptor de límite 124, como se muestra en la FIG. 5D. El interruptor de límite 124 se representa en los dibujos como un interruptor mecánico simple para fines ilustrativos, pero se debe entender que se puede utilizar cualquier interruptor adecuado (por ejemplo, mecánico, electrónico, magnético, óptico, etc.). También se debe entender que, para mayor claridad, el actuador del freno de seguridad sin fricción se muestra en los ejemplos representados con solo unos pocos dientes del estator entre la primera y la segunda posición, pero en las implementaciones prácticas normalmente puede haber más dientes entre la primera y la segunda posición.

[0134] El accionamiento del interruptor de límite 124 hace que se envíe una señal a un controlador (por ejemplo, como se muestra en la FIG. 2), indicando que se ha alcanzado la segunda posición. En respuesta a la señal, el controlador interrumpe la corriente alterna y en su lugar aplica una corriente continua a los electroimanes 130, 132. Este cambio en la corriente se ilustra en la FIG.5E.

[0135] La FIG.5E muestra un gráfico 180 de un ciclo parcial de la corriente alterna suministrada a los electroimanes 130, 132 a medida que el conjunto de imanes 102 se aproxima a la segunda posición. A mitad de la segunda mitad del ciclo, se activa el interruptor de límite 124 y la corriente alterna se sustituye por una corriente continua, es decir, una tensión o voltaje constante como lo muestra la línea en negrita 182.

[0136] En este ejemplo, la corriente continua está en la dirección de corriente inversa, de modo que el campo magnético resultante generado por la matriz de imanes 102 se extiende hacia la derecha. Esto crea una fuerza de atracción (mostrada por las flechas 184) entre la matriz de imanes 102 y dos de los dientes 128 del estator derecho, que (como se puede ver en la FIG. 5D) están alineados con las protuberancias del núcleo derecho 148 cuando la matriz de imanes 102 está en la segunda posición. Esto proporciona una buena atracción entre la matriz de imanes 102 y los dientes 128 del estator derecho, manteniendo la matriz de imanes 102 en la segunda posición contra la fuerza de polarización del resorte 118.

[0137] Como se mencionó, el enlace 108 está unido a la matriz de imanes 102, de modo que a medida que la matriz de imanes 102 se mueve hacia la segunda posición, empuja el enlace 108 hacia su posición no accionada. Una vez que la matriz de imanes 102 ha alcanzado la segunda posición, como se ilustra en la FIG.5D, el enlace 108 está en su posición no accionada y el freno de seguridad se ha desactivado. Una vez que se ha aplicado la corriente continua para mantener el conjunto de imanes 102 en la segunda posición, se completa el reinicio del actuador del freno de seguridad sin fricción y está listo para ser activado nuevamente cuando se necesita aplicar el freno de seguridad.

[0138] La FIG. 6 muestra el actuador de freno de seguridad sin fricción 100 de las FIGs. 3 y 5A a 5D junto con un freno de seguridad 186 conectado al actuador de freno de seguridad sin fricción 100 a través del enlace 108. El actuador de freno de seguridad sin fricción 100 está situado adyacente a un carril guía 188 de un sistema de ascensor. El actuador de freno de seguridad sin fricción 100 está ubicado encima del freno de seguridad, que está en una posición no accionada de modo que el freno de seguridad no se acopla por fricción con el carril guía.

[0139] La FIG. 6 ilustra el accionamiento del actuador de freno de seguridad sin fricción 100 para levantar el enlace 108 y activar el freno de seguridad. En la FIG. 6, el actuador de freno de seguridad sin fricción 100 está en la segunda posición. Para accionar el freno de seguridad se interrumpe la corriente continua a los electroimanes 130, 132, es decir, de manera que los electroimanes 130, 132 se apagan y no producen un campo magnético. El imán permanente 134 todavía tiene un campo magnético y una orientación hacia abajo representada por la flecha 136. Sin embargo, con los electroimanes 130, 132 apagados, el campo magnético resultante del conjunto de imanes 102 no es suficiente para mantener la matriz de imanes 102 en la segunda posición contra la fuerza de polarización del resorte 118.

[0140] La matriz de imanes 102 es empujado hacia arriba en la dirección de la flecha 190 por la fuerza de polarización del resorte 118. La matriz de imanes 102 se mueve hacia arriba a la primera posición (es decir, vuelve a la posición representada en la FIG. 3). A medida que la matriz de imanes 102 se mueve hacia arriba, ejerce una fuerza de tracción hacia arriba sobre el enlace 108 como lo indica la flecha 192. Esta fuerza se transmite a través del enlace 108 al freno de seguridad, lo que hace que éste se eleve hasta entrar en contacto por fricción con el carril guía.

[0141] Las FIGs. 7A y 7B muestran un segundo ejemplo de un actuador de freno de seguridad sin fricción 200 de acuerdo con la presente invención.

[0142] La FIG. 7A muestra el actuador de freno de seguridad sin fricción 200 en la primera posición (actuada). El actuador de freno de seguridad sin fricción 200 tiene la misma estructura que el ejemplo de las FIGs. 3, 5A a 5B y 6 (y por eso se utilizan los mismos números de referencia para etiquetar las características correspondientes), excepto que se proporciona un tope 202 en la parte inferior de los estatores 104, 106 y no se proporciona ningún interruptor de límite. El tope 202 está hecho de un material magnético y tiene dos dientes (un diente izquierdo 204 y un diente derecho 206) que sobresalen hacia arriba. Además, el núcleo 144 del electroimán inferior 132 tiene dos protuberancias inferiores 208 que sobresalen hacia abajo.

[0143] Para restablecer el actuador del freno de seguridad sin fricción 200 (es decir, para mover la matriz de imanes 102 de la primera posición a la segunda posición), se aplica una corriente alterna a los electroimanes 130, 132. El actuador de freno de seguridad sin fricción 200 funciona de la misma manera que el ejemplo de las FIGs.3, 5A a 5B y 6 con respecto a la manera en donde la matriz de imanes 102 se mueve hacia abajo mediante la aplicación de una corriente alterna (y por lo tanto no se repetirá la descripción de esta operación). Sin embargo, la manera en que el actuador de freno de seguridad sin fricción 200 detiene el movimiento de la matriz de imanes 102 y retiene la matriz de imanes 102 en la segunda posición es diferente y se describe a continuación. Cuando el actuador de freno de seguridad sin fricción 200 alcanza la segunda posición, como se muestra en la FIG. 7B, las protuberancias inferiores 208 en el electroimán inferior 132 se apoyan en los dientes 204, 206 en el tope 202. Esto evita que la matriz de imanes 102 se mueva más hacia abajo, incluso bajo la aplicación continua de la corriente alterna.

[0144] Mientras la corriente alterna todavía se aplica, el campo magnético resultante continúa moviéndose alternativamente de izquierda a derecha, atrayendo alternativamente los dientes 126 del estator izquierdo 104 y los dientes 128 del estator derecho 106. Además, como el tope 202 es magnético, la matriz de imanes 102 también atrae alternativamente el diente izquierdo 204 y el diente derecho 206. Como se puede ver en la FIG.

[0145] 7B, las protuberancias inferiores 208 en la matriz de imanes 102 y los dientes 204, 206 en el tope 202 se alinean cuando la matriz de imanes 102 está en la segunda posición, lo que ayuda a dirigir el flujo magnético hacia los dientes del tope 204, 206, mejorando la atracción magnética entre la matriz de imanes 102 y el tope 202. Esta atracción entre la matriz de imanes 102 y los dientes 126, 128 de los estatores 104, 106 y del tope 202 mantiene la matriz de imanes 102 en la segunda posición contra la fuerza de polarización del resorte 118. La corriente alterna podría mantenerse para mantener la matriz de imanes 102 en la segunda posición. Sin embargo, en este ejemplo, después de que la matriz de imanes 102 ha alcanzado la segunda posición, se interrumpe la corriente alterna y en su lugar se aplica una corriente continua a los electroimanes 130, 132. Esto puede ser más eficiente energéticamente que mantener la corriente alterna para mantener la matriz de imanes 102 en la segunda posición.

[0146] No es importante que la corriente alterna se cambie a corriente continua en el momento exacto en que se alcanza la segunda posición, ya que el tope 202 impide que la matriz de imanes 102 se mueva demasiado hacia abajo. Por lo tanto, no es importante detectar la llegada de la matriz de imanes 102 a la segunda posición, por ejemplo mediante un interruptor de límite, aunque todavía puede proporcionarse un interruptor de límite. En este ejemplo, la corriente cambia de corriente alterna a corriente continua poco después de que la matriz de imanes 102 llega a la segunda posición.

[0147] La corriente continua provoca un campo magnético resultante de la matriz de imanes 102 que atrae la matriz de imanes 102 hacia algunos de los dientes 126 del estator izquierdo 104 y el diente izquierdo 204 en el tope 202 (como lo muestran las flechas 208), manteniendo la matriz de imanes 102 en la segunda posición contra la fuerza de polarización del resorte 118 hasta que sea necesario volver a activar el freno de seguridad. En los ejemplos de las FIGs. 3, 5A a 5B, 6 y 7A a 7B, los actuadores de freno de seguridad sin fricción 100, 200 están en cada caso posicionados (o configurados para ser posicionados) por encima de un freno de seguridad de manera que el freno de seguridad es accionado por la matriz de imanes 102 tirando hacia arriba del enlace 108. Sin embargo, los actuadores de freno de seguridad sin fricción de acuerdo con la presente invención se pueden utilizar con frenos de seguridad que son accionados por un enlace 108 que es empujado para activar el freno de seguridad.

[0148] En algunas disposiciones o sistemas de ejemplo que son variaciones de los ejemplos de las FIGs.3, 5A a 5B, 6 y 7A a 7B, un freno de seguridad que se puede accionar empujando un enlace está provisto de un actuador de freno de seguridad como se muestra en las FIGs.3, 5A a 5B, 6 y 7A a 7B. En las variaciones, las posiciones del actuador del freno de seguridad sin fricción y del freno de seguridad se intercambian en comparación con las posiciones mostradas en las FIGs.3, 5A a 5B, 6 y 7A a 7B. La matriz de imanes está conectado al enlace del freno de seguridad de modo que cuando la matriz de imanes se mueve hacia arriba bajo la fuerza de polarización del resorte, empuja el enlace hacia arriba para activar el freno de seguridad.

[0149] Los expertos en la técnica apreciarán que la invención se ha ilustrado describiendo uno o más aspectos específicos de la misma, pero no se limita a ellos; son posibles muchas variaciones y modificaciones, dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un actuador de freno de seguridad sin fricción (100; 200) para su uso en un sistema de ascensor (50), que comprende:

al menos dos estatores, incluyendo un primer estator (104) y un segundo estator (106) que se extienden en respectivos planos sustancialmente paralelos;

una matriz de imanes (102) situado entre el primer y el segundo estator (104, 106);

un enlace (108) que se puede accionar para mover un freno de seguridad (58; 186) a un acoplamiento por fricción con un carril guía de ascensor (56; 188), en donde el enlace (108) está unido a la matriz de imanes (102), y en donde la matriz de imanes (102) se puede mover a lo largo de un eje (115) que se extiende sustancialmente paralelo al primer y segundo estator (104, 106) entre una primera posición en donde se acciona el enlace (108) y una segunda posición en donde no se acciona el enlace (108); y

una disposición o sistema de polarización (118) dispuesta para aplicar una fuerza de polarización a la matriz de imanes (102) para polarizar la matriz de imanes (102) hacia la primera posición;

en donde la matriz de imanes (102) comprende un primer conjunto de imanes y un segundo conjunto de imanes, en donde el primer y el segundo conjunto de imanes comprenden al menos un imán cada uno y al menos tres imanes en total, en donde el o los imanes (130, 132) del primer conjunto de imanes están dispuestos de forma alternada con el o los imanes (134) del segundo conjunto de imanes en una pila, en donde el imán o cada imán del primer conjunto de imanes es un electroimán (130, 132), y en donde la matriz de imanes (102) produce un campo magnético (158, 168);

en donde el electroimán o electroimanes (130, 132) en el primer conjunto de imanes y el imán o los imanes (134) en el segundo conjunto de imanes tienen cada uno una orientación respectiva (154, 156, 134, 164, 166) de tal manera que cuando se suministra una corriente directa (152) al electroimán o electroimanes (130, 132) en el primer conjunto de imanes, el campo magnético (158) es más fuerte en un primer lado de la matriz de imanes (102) adyacente al primer estator (104) que en un segundo lado opuesto de la matriz de imanes (102) adyacente al segundo estator (106), y cuando se suministra una corriente inversa (162) al electroimán o electroimanes (130, 132) en el primer conjunto de imanes, el campo magnético (168) es más fuerte en el segundo lado de la matriz de imanes (102) que en el primer lado de la matriz de imanes (102);

en donde el primer y el segundo estator (104, 106) comprenden cada uno una matriz respectiva de elementos magnéticos discretos (126, 128) que se extiende paralela al eje (115), en donde los elementos magnéticos discretos (126, 128) tienen una configuración escalonada en donde los elementos magnéticos discretos (126, 128) en el primer estator (104) están desplazados en la dirección del eje (115) con respecto a los elementos magnéticos discretos (126, 128) en el segundo estator (106).

2. El actuador de freno de seguridad sin fricción (100; 200) de la reivindicación 1, en donde

las orientaciones (154, 156, 134, 164, 166) respectivas del electroimán o electroimanes (130, 132) del primer conjunto de imanes y del imán o los imanes (134) del segundo conjunto de imanes pueden estar todas en un plano que es paralelo al eje (115) y perpendicular al primer y segundo estator (104, 106);

los conjuntos de imanes primero y segundo constan de un total de N imanes dispuestos en N posiciones indexadas de n=1 a n=N a lo largo del eje (115)., en donde el electroimán o electroimanes (130, 132) del primer conjunto del imán o los imanes (134) del segundo conjunto de imanes están orientados de tal manera que, al aplicar una corriente directa (152) al imán o los electroimanes (130, 132) del primer conjunto de imanes, para n=1 a n=N-1, el imán (n+1)<-ésimo>presenta una orientación girada 90° con respecto a la orientación del imán n-ésimo en una primera dirección de rotación., y al aplicar una corriente inversa (162) al imán o los electroimanes (130, 132) del primer conjunto de imanes, para n=1 a n=N-1, el imán (n+1)<-ésimo>presenta una orientación girada 90° con respecto al imán n<-ésimo>en una segunda dirección de rotación que es opuesta a la primera dirección de rotación.

3. El actuador de freno de seguridad sin fricción (100; 200) de la reivindicación 1 o 2, en donde

i) el electroimán o electroimanes (130, 132) del primer conjunto de imanes pueden estar orientados perpendicularmente al eje (115) y el imán o los imanes (134) del segundo conjunto de imanes están orientados paralelos al eje (115); o

ii) el electroimán o electroimanes (130, 132) del primer conjunto de imanes están orientados paralelamente al eje (115) y el imán o los imanes (134) del segundo conjunto de imanes están orientados perpendicularmente al eje (115).

4. El actuador de freno de seguridad sin fricción (100; 200) de la reivindicación 1, 2 o 3, en donde cada imán del segundo conjunto de imanes es un imán permanente (134).

5. El actuador de freno de seguridad sin fricción (100; 200) de una cualquiera reivindicación anterior, en donde los estatores primero y segundo (104, 106) están hechos de un material magnético, y en donde las matrices de elementos magnéticos discretos (126, 128) de los estatores primero y segundo (104, 106) comprenden cada una de ellas una matriz respectiva de protuberancias de material magnético que sobresalen del estator respectivo (104, 106) hacia la matriz de imanes (102).

6. El actuador de freno de seguridad sin fricción (100; 200) de una cualquiera reivindicación anterior, en donde los elementos magnéticos discretos (126, 128) del primer y segundo estator (104, 106) están espaciados uniformemente a lo largo del eje (115) con un espaciado S, en donde el espaciado S se mide entre puntos correspondientes de elementos magnéticos discretos adyacentes (126, 128) y en donde S es el mismo para ambos estatores (104, 106), primero y segundo.

7. El actuador de freno de seguridad sin fricción (100; 200) según la reivindicación 6, en donde los elementos magnéticos discretos (126, 128) del primer estator (104) están desplazados a lo largo del eje (115) con respecto a los elementos magnéticos discretos (126, 128) del segundo estator (106) por una distancia X, donde X es menor que el 50% de S, por ejemplo, menos que el 40% de S.

8. El actuador de freno de seguridad sin fricción (100; 200) de una cualquiera reivindicación anterior, que comprende además una disposición de guía (114) que se extiende a lo largo o en paralelo al eje (115), en donde la disposición de guía (114) está configurada para restringir el movimiento transversal de la matriz de imanes (102) con respecto al eje (115).

9. El actuador de freno de seguridad sin fricción (100; 200) de una cualquiera reivindicación anterior, en donde la matriz de imágenes (102) comprende una pluralidad de protuberancias (146, 148) dispuestas para alinearse alternativamente con uno o más de los elementos magnéticos discretos (126, 128) del primer estátor (104) y con uno o más de los elementos magnéticos discretos (126, 128) del segundo estátor (106), a medida que la matriz de imanes (102) se desplaza hacia la segunda posición durante la aplicación de una corriente alterna (151) al imán o electroimanes (130, 132) del primer conjunto de imanes.

10. El actuador de freno de seguridad sin fricción (100) de cualquier reivindicación anterior, que comprende además un interruptor de límite (124) dispuesto para detectar cuándo la matriz de imanes (102) ha alcanzado la segunda posición.

11. El actuador de freno de seguridad sin fricción (200) de una cualquiera reivindicación anterior, que comprende además una disposición o sistema de tope o detención (202) posicionado para evitar el movimiento de la matriz de imanes (102) a lo largo del eje (115) más allá de la segunda posición, en donde la disposición o sistema de tope o detención (202) es magnético.

12. Un método para restablecer el actuador del freno de seguridad sin fricción (100; 200) de cualquier reivindicación anterior, comprendiendo el método:

aplicar una corriente alterna (151) al electroimán o electroimanes (130, 132) del primer conjunto de imanes hasta que la matriz de imanes (102) se haya movido a la segunda posición.

13. El método de la reivindicación 12, que comprende además interrumpir la corriente alterna (151) y aplicar una corriente continua (182) al electroimán o electroimanes (130, 132) en el primer conjunto de imanes después de que la matriz de imanes (102) haya alcanzado la segunda posición.

14. El método de la reivindicación 13, que comprende además detectar, mediante un interruptor de límite (124), que la matriz de imanes (102) ha alcanzado la segunda posición, en donde se interrumpe la corriente alterna (151) y se aplica la corriente continua (182) al electroimán o electroimanes (130, 132) del primer conjunto de imanes cuando el interruptor de límite (124) detecta que la matriz de imanes (102) ha alcanzado la segunda posición.

15. Un sistema de ascensor (50) que comprende un carril guía de ascensor, una cabina de ascensor, un actuador de freno de seguridad sin fricción (100; 200) como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, y un freno de seguridad (58; 186), en donde el actuador de freno de seguridad sin fricción (100; 200) y el freno de seguridad (58; 186) están montados en la cabina de ascensor para moverse a lo largo del carril guía con la cabina del ascensor en funcionamiento; y en donde el enlace (108) se puede accionar para mover el freno de seguridad (58; 186) a un acoplamiento por fricción con el carril guía del ascensor.