ES2233245T3 - Dispositivo y procedimiento para impedir desplazamientos y oscilaciones verticales en medios de suspension de carga de instalaciones de transporte vertical. - Google Patents
Dispositivo y procedimiento para impedir desplazamientos y oscilaciones verticales en medios de suspension de carga de instalaciones de transporte vertical.Info
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Abstract
Instalación para el transporte vertical de personas o mercancías, que contiene como mínimo una unidad motriz (22) regulada en cuanto a par y revoluciones, un medio de suspensión de carga (24), que está guiado por los carriles de guía (2), presentando el medio de suspensión de carga un dispositivo de freno controlable (1) que, durante la parada, sujeta el medio de suspensión de carga (24) a los carriles de guía (2) mediante unión por fricción y, al presentarse una instrucción de mando correspondiente, anula dicha unión por fricción, caracterizada porque el accionamiento de elevación del medio de suspensión de carga (24) se realiza por medio de unos elementos de sustentación elásticos (27) y el dispositivo de freno (1) instalado en el medio de suspensión de carga contiene sensores (11, 18) para la detección de las fuerzas de parada verticales que se presentan.
Description
Dispositivo y procedimiento para impedir
desplazamientos y oscilaciones verticales en medios de suspensión de
carga de instalaciones de transporte vertical.
La presente invención se refiere a un dispositivo
y un procedimiento para impedir desplazamientos y oscilaciones
verticales en medios de suspensión de carga de instalaciones de
transporte vertical durante su parada, que logran el efecto deseado
gracias a que, durante la parada en un piso, el medio de suspensión
de carga se sujeta a sus carriles de guía mediante unión por
fricción por medio de un dispositivo de freno y, al presentarse una
instrucción de mando correspondiente, se anula dicha unión por
fricción.
El documento EP 0 346 195, da a conocer un freno
de mordazas de accionamiento electromagnético que está concebido,
entre otras cosas, para unir la cabina o el contrapeso de un
ascensor a sus carriles de guía mediante unión por fricción de
resultas de una instrucción de mando. El freno contiene dos palancas
de mordaza de dos brazos con una articulación central conjunta cuyo
eje está fijado a la cabina o al contrapeso. Los lados de apriete de
las palancas de mordaza están equipados con guarniciones de freno y
envuelven al nervio de guía de los carriles de guía de la cabina o
del contrapeso. Los extremos de accionamiento opuestos de las
palancas de mordaza se separan mediante un resorte de compresión,
con lo que se genera, en el otro extremo de la mordaza, la fuerza de
apriete entre las guarniciones de freno y el nervio del carril de
guía. De forma concéntrica con respecto al resorte de compresión
separador está dispuesto un electroimán de atracción que, al fluir
la corriente, vence la fuerza del resorte de compresión y con ello
abre el freno de mordazas.
El dispositivo de freno dado a conocer está
previsto especialmente como freno de parada para contrapesos o
cabinas de ascensores accionados por un motor lineal, y las
reivindicaciones se refieren en lo esencial a la ejecución de un
elemento de amortiguación integrado para impedir los golpes y ruidos
de conmutación causados por el electroimán de atracción.
Los medios de suspensión de carga de
instalaciones de transporte vertical, por ejemplo cabinas de
instalaciones de ascensores con grandes alturas de elevación, que
cuelgan de elementos de sustentación de gran longitud, como por
ejemplo cables metálicos o correas planas, presentan la desventaja
de experimentar durante la parada desplazamientos verticales
relativamente grandes, cuya causa es la dilatación o contracción de
los elementos de sustentación elásticos a consecuencia de las
variaciones en la carga. Tales variaciones de carga en el medio de
suspensión de carga se producen, por ejemplo, por la entrada o
salida de pasajeros o aparatos de transporte. Habitualmente, cuando
los desplazamientos verticales sobrepasan un valor límite ajustable,
el accionamiento efectúa un movimiento de compensación hasta que el
medio de suspensión de carga alcanza de nuevo el nivel correcto.
Dependiendo del tipo de variación de la carga, es posible que se
necesiten varios de tales procesos de compensación durante una
parada.
Además, este tipo de medios de suspensión de
carga tienden a experimentar oscilaciones verticales durante la
parada, que están provocadas por el proceso de parada, por
variaciones de la carga o por los procesos de compensación de nivel
ya descritos. Los desplazamientos verticales, al igual que las
oscilaciones, del medio de suspensión de carga de un ascensor pueden
ocasionar en los pasajeros sensaciones desagradables, que pueden
llegar incluso al sobresalto. Además, si la compensación de las
diferencias de nivel entre el fondo de la cabina y el umbral de la
puerta de caja de un ascensor no se realiza con exactitud, pueden
producirse accidentes por traspiés de los pasajeros que entran y
salen.
Mediante una sujeción en unión por fricción del
medio de suspensión de carga a sus carriles de guía, es posible
mejorar la situación descrita.
La presente invención tiene la misión de crear un
dispositivo de freno instalado en el medio de suspensión de carga,
que solucione los problemas arriba descritos relativos al
desplazamiento y las oscilaciones verticales del medio de suspensión
de carga, sin reducir el confort de marcha y especialmente sin que
se produzcan sacudidas al abrir el freno para la continuación del
viaje del medio de suspensión de carga.
Si se utiliza un dispositivo de freno con el fin
descrito instalado en el medio de suspensión de carga, los elementos
de sustentación del lado del medio de suspensión de carga (cables de
sustentación, correas de sustentación y transmisión o elementos
similares) deberían pretensarse con relación a la carga que se
establece tras la apertura del freno, con el fin de garantizar un
arranque sin sacudidas, lo que se logra si una unidad motriz,
regulable en cuanto a par y número de revoluciones, pretensa
mediante la polea motriz dichos elementos de sustentación antes de
cada continuación de la marcha, en una medida tal que el dispositivo
de freno esté totalmente descargado antes de abrirse. Para
satisfacer este requisito de un modo óptimo, la regulación de
accionamiento necesita información adecuada sobre el estado de carga
en el dispositivo de freno instalado en el medio de suspensión de
carga.
La solución al problema planteado se describe en
la parte significativa de las reivindicaciones 1 y 6 en cuanto a sus
características más esenciales y en las demás reivindicaciones en
cuanto a otras configuraciones ventajosas.
La instalación o utilización del dispositivo de
freno según la invención instalado en el medio de suspensión de
carga, con detección integrada de las fuerzas de parada, presenta
considerables ventajas.
Medir las fuerzas de parada directamente en el
dispositivo de freno resulta ventajoso desde un punto de vista
técnico, porque de este modo es posible detectar y compensar con
precisión las fuerzas de parada efectivamente existentes, mientras
que todos los procedimientos de acción indirecta para la descarga de
los frenos adolecen de diversas fuentes de errores.
Una descarga perfecta del freno antes del
arranque para la continuación de la marcha no se hace posible aquí
mediante la generación por técnica de regulación de un par de
pretensión por parte de la unidad motriz, calculado a partir de una
detección de par en la parada y una medición de la diferencia de
carga útil durante la parada en un piso, sino mediante el
establecimiento de dicho par antes del arranque por parte de la
unidad motriz con una progresión continua hasta equilibrarse un
punto de medición formado por los sensores de medición de carga del
dispositivo de freno instalado en el medio de suspensión de carga,
es decir, hasta que dicho dispositivo de freno esté perfectamente
descargado. Con este procedimiento quedan excluidas las divergencias
debidas a la influencia de la fricción y a errores en la medición de
la carga útil, así como a faltas de precisión en la generación de un
par correspondiente a un valor predeterminado por cálculo. Además,
si se emplea el dispositivo según la invención, es posible
prescindir de la, relativamente costosa, medición de carga útil en
el medio de suspensión de carga, ya que la carga útil puede
calcularse con suficiente exactitud a partir del par en la unidad
motriz antes de la parada y la variación de la carga en el
dispositivo de freno instalado en el medio de suspensión de carga
durante la parada, habiendo de incluirse en este cálculo el peso del
medio de suspensión de carga y el contrapeso, así como - en función
de la posición del medio de suspensión de carga - los pesos de los
elementos de sustentación. En tercer lugar, el dispositivo de freno
según la invención instalado en el medio de suspensión de carga
puede sustituir al habitual freno de parada de la unidad motriz,
aunque también es posible un funcionamiento con ambos dispositivos
de freno.
Gracias a que el dispositivo de freno instalado
en el medio de suspensión de carga detecta las fuerzas de parada en
sentido ascendente y descendente, la unidad motriz regulable dispone
de suficiente información, en todas las posibles situaciones de
carga, para descargar por completo dicho dispositivo de freno antes
de la continuación de la marcha y permitir con ello un arranque sin
sacudidas. La detección de las fuerzas de parada en sentido
ascendente y descendente es necesaria por dos motivos. En el caso
del funcionamiento de la instalación de transporte vertical con un
freno de parada en la unidad motriz, el dispositivo de freno
instalado en el medio de suspensión de carga recibe cargas en
distintas direcciones, por ejemplo por la entrada o salida de
pasajeros. En el caso del funcionamiento sin freno de parada en la
unidad motriz, la dirección de sometimiento a carga en el
dispositivo de freno instalado en el medio de suspensión de carga
depende de si el peso del medio de suspensión de carga y la carga
útil momentánea es mayor o menor que el del contrapeso.
La integración de los órganos medidores en la
unidad del dispositivo de freno instalado en el medio de suspensión
de carga permite un montaje sencillo de este dispositivo en la
cabina, combinado a modo de sándwich con otros componentes de la
misma.
El accionamiento de las mordazas de frenado del
dispositivo de freno instalado en el medio de suspensión de carga
por un mecanismo elevador, a través de un mecanismo de palanca
articulada, presenta la ventaja de que el efecto de la fuerza del
mecanismo elevador se intensifica muchas veces con medios sencillos,
por lo que es innecesario que el mecanismo elevador ejerza una
fuerza de parada permanente en posición frenada. Por lo tanto,
teniendo en cuenta los cortes de corriente, tampoco pueden emplearse
mecanismos elevadores que funcionen sin un resorte pretensado y con
carreras de cierre y apertura de activación breve, como por ejemplo
electroimanes elevadores que actúen en ambas direcciones con una
duración de conexión limitada.
Una importante ventaja de esta invención consiste
en que, en caso de emplearse en un futuro elementos de sustentación
compuestos de fibras sintéticas (por ejemplo cables o correas planas
de fibras de aramida), la aplicación del dispositivo de freno según
la invención instalado en el medio de suspensión de carga permitirá
evitar la probablemente mayor incidencia de problemas relativos a
los desplazamientos y las oscilaciones verticales durante la parada
en un piso.
En las figuras 1 a 5 está representado un ejemplo
de realización de la invención, que se explica en la descripción
siguiente, refiriéndose ésta a una instalación de transporte
vertical en forma de un ascensor o montacargas y designándose el
medio de suspensión de carga como cabina.
- La figura 1, muestra la estructura de un
dispositivo de freno de cabina según la invención y su acción
conjunta con un carril de guía.
- La figura 2, muestra un corte transversal a
través de un dispositivo de freno de cabina con detección integrada
de las fuerzas de parada mediante una medición de la deformación de
un componente.
- La figura 3, muestra un corte transversal a
través de un dispositivo de freno de cabina con detección integrada
de las fuerzas de parada mediante sensores piezoeléctricos de
fuerza.
- La figura 4, muestra una instalación de
ascensor usual con dos dispositivos de freno de cabina montados.
- La figura 5, muestra una variante de montaje
con dos dispositivos de freno de cabina accionados por un mecanismo
elevador conjunto.
En la figura 1 está representada una vista
superior de un dispositivo de freno de cabina 1 según la invención.
A la izquierda puede observarse un carril de guía de cabina 2,
habitual en la construcción de ascensores, sobre el cual actúa el
dispositivo de freno.
El dispositivo de freno de cabina 1 consiste en
lo esencial en una carcasa en forma de paralelepípedo 3, un soporte
de mordazas de frenado 4 fijado a la misma con dos pernos de
articulación de mordazas de frenado 5, las mordazas de frenado 6 con
buje de mordazas de frenado 6.1 y soporte de guarnición de freno
6.2, las guarniciones de freno 7, un mecanismo de palanca articulada
8, un mecanismo elevador 9, realizado como electroimán elevador,
cilindro hidráulico o motor de husillo elevador, y un resorte de
compresión 10. Además, contiene calibres extensométricos 11 con los
que se detectan la fuerzas de parada de las mordazas de frenado.
El efecto de parada del dispositivo de freno de
cabina se logra porque el resorte de compresión 10 abre, por medio
del mecanismo de palanca articulada 8, la palanca de accionamiento
de las mordazas de frenado 6 giratorias alrededor del perno de
articulación de mordazas de frenado 5 y, con ello, empuja su palanca
del lado del freno con las guarniciones de freno 7 contra la
superficie de rodadura del carril de guía. Con ello, el mecanismo de
palanca articulada ocasiona una gran intensificación de la fuerza
del resorte. La posición que aparece en el dibujo del dispositivo de
freno de cabina corresponde al estado en el que éste sujeta la
cabina a los carriles de guía 2 mediante unión por fricción. El
dispositivo de freno de cabina se suelta cuando el mecanismo
elevador controlable 9 sobrepasa la tensión previa del resorte de
compresión 10, coloca al mecanismo de palanca articulada 8 en
posición doblada, descarga así a las mordazas de frenado 6 y mueve
las guarniciones de freno a una distancia suficiente del carril de
guía 2. No está representado un dispositivo que, mediante tornillos,
permite ajustar la longitud eficaz de la palanca articulada en
posición recta.
La figura 2 muestra un corte vertical a través
del dispositivo de freno de cabina 1. Están representados el carril
de guía de cabina 2, la placa de asiento 12 y la placa de cubierta
13 de la carcasa 3, el soporte de mordazas de frenado 4 con los
pernos de articulación de mordazas de frenado 5, las mordazas de
frenado 6 con buje de mordazas de frenado 6.1 y soporte de
guarnición de freno 6.2, un corte transversal a través del mecanismo
de palanca articulada 8, así como el mecanismo elevador 9 y el
resorte de compresión 10.
Aquí puede observarse el funcionamiento de la
detección de las fuerzas de parada en el dispositivo de freno de
cabina según la invención. Las fuerzas de parada orientadas en
dirección vertical en los soportes de guarnición de freno 6.2
producen, a través de los brazos de palanca del lado del freno de
las mordazas de frenado 6 y los pernos de articulación de mordazas
de frenado 5, un momento de flexión sobre la parte vertical 4.1 del
soporte de mordazas de frenado 4, que genera en éste esfuerzos de
tracción y compresión proporcionales en lo esencial a las fuerzas de
parada que se presentan. Un sistema electrónico de evaluación
detecta dichos esfuerzos con ayuda de unos calibres extensométricos
de metal o de semiconductor 11, que están instalados de forma
adecuada en la parte vertical 4.1 ya mencionada del soporte de
mordazas de freno 4 y forman parte de una conexión de puente
eléctrico. El técnico en la materia percibirá fácilmente que con
este dispositivo es posible calcular por una parte un valor de signo
correcto para las fuerzas de parada aplicadas en sentido ascendente
o descendente, que sirva de información sobre la carga útil
existente para el mando y el regulador de accionamiento. Pero, por
otra parte, también es posible determinar con una gran exactitud,
mediante una detección del balance cero de la conexión de puente, el
momento en que dejan de existir fuerzas de parada verticales en las
mordazas de frenado cerradas y, con ello, el momento en el que el
dispositivo de freno de cabina puede abrirse sin producir
sacudidas.
En la figura 3 está representada una solución
alternativa al método arriba descrito para la detección de las
fuerzas de parada existentes en el dispositivo de freno de cabina.
Con 18 se designan unos sensores piezoeléctricos de presión y con
18.1 sus cables de conexión. La carcasa 3 contiene aquí un soporte
de guía metálico 14, que está unido firmemente a la misma y presenta
dos brazos en forma de placas 15, brazos que contienen cada uno dos
taladros 16 que sirven como guías sin juego para los pernos de
articulación de mordazas de frenado 5. Los brazos 15 actúan como
guía de paralelogramo para dichos pernos, que por una parte están
unidos firmemente al buje 6.1 de las mordazas de frenado 6 por medio
de un pasador transversal 17 y por otra parte están apoyados
axialmente, a través de sensores piezoeléctricos de presión 18,
contra la placa de asiento 12 y la placa de cubierta 13. Si ahora se
ejercen fuerzas de parada verticales en los soportes de guarnición
de freno 6.2, éstas quedan compensadas por las fuerzas de apoyo
paralelas de acción contraria de la placa de asiento o la placa de
cubierta, a través de los sensores de presión 18, sobre los pernos
de articulación de mordazas de frenado 5. El par resultante de estas
dos fuerzas en los pernos de articulación de mordazas de frenado es
absorbido por las fuerzas de apoyo horizontales entre los brazos 15
y dichos pernos. De este modo, únicamente se transmiten a los
sensores piezoeléctricos de presión 18 componentes verticales que
corresponden a las fuerzas de parada. Un circuito electrónico evalúa
sus características eléctricas dependientes de la presión y genera
la información deseada para el mando de ascensor y el regulador de
accionamiento.
La figura 4 muestra la aplicación y el montaje de
un dispositivo de freno de cabina según la invención en una
instalación de ascensor usual. Están representados una caja de
ascensor 20 con carriles de guía de cabina 2 instalados en ella, un
compartimento de máquinas 21, que contiene una unidad motriz 22 con
una polea motriz 23, una cabina de ascensor 24 con bastidor de
cabina 25, un contrapeso 26 y unos elementos de sustentación 27, que
sustentan y unen entre sí la cabina y el contrapeso y están
accionados a su vez por la polea motriz 23. En el bastidor de cabina
25 están instaladas unas unidades de guía por rodillos 28 para la
guía de la cabina 24 por los carriles de guía de cabina 2, unos
paracaídas de seguridad 29 y los dispositivos de freno de cabina 1
según la invención. Estos componentes están configurados de modo que
pueden embridarse a modo de sándwich unos con otros, y con el
bastidor de cabina, mediante unas piezas de unión adecuadas. Con
esta técnica es posible montar, uno debajo de otro, dos o más
dispositivos de freno de cabina en el caso de cabinas de gran
peso.
La figura 5 muestra una disposición preferida de
dos dispositivos de freno de cabina 1, en la que un resorte de
compresión conjunto 30 acciona los dos dispositivos de freno por
medio de una barra de unión 32 y los mecanismos de palanca
articulada 8, y un mecanismo elevador conjunto 31, fijado al
bastidor de cabina, los suelta en contra del resorte de compresión
30, con lo que queda garantizado el funcionamiento sincrónico y se
excluye una frenada unilateral.
Claims (9)
1. Instalación para el transporte vertical de
personas o mercancías, que contiene como mínimo una unidad motriz
(22) regulada en cuanto a par y revoluciones, un medio de suspensión
de carga (24), que está guiado por los carriles de guía (2),
presentando el medio de suspensión de carga un dispositivo de freno
controlable (1) que, durante la parada, sujeta el medio de
suspensión de carga (24) a los carriles de guía (2) mediante unión
por fricción y, al presentarse una instrucción de mando
correspondiente, anula dicha unión por fricción,
caracterizada porque el accionamiento de
elevación del medio de suspensión de carga (24) se realiza por medio
de unos elementos de sustentación elásticos (27) y el dispositivo de
freno (1) instalado en el medio de suspensión de carga contiene
sensores (11, 18) para la detección de las fuerzas de parada
verticales que se presentan.
2. Instalación según la reivindicación 1,
caracterizada porque los sensores (11, 18) integrados en el
dispositivo de freno (1) instalado en el medio de suspensión de
carga (24) detectan las fuerzas de parada verticales que se
presentan tanto en sentido ascendente como en sentido
descendente.
3. Instalación según las reivindicaciones 1 y 2,
caracterizada porque las fuerzas de parada verticales se
detectan mediante una medición de las deformaciones elásticas
causadas por las mismas en componentes del dispositivo de freno (1)
instalado en el medio de suspensión de carga (24) o por medio de
unos sensores piezoeléctricos de fuerza (18) dispuestos en puntos
adecuados en el flujo de fuerza entre el punto de frenado y el medio
de suspensión de carga (24).
4. Instalación según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque presenta
unas mordazas de frenado (6), que se accionan mediante un mecanismo
elevador (9) (por ejemplo un electroimán, un cilindro hidráulico o
un motor de husillo), a través de un mecanismo de palanca articulada
(8).
5. Instalación según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
accionamiento de elevación del medio de suspensión de carga se
realiza mediante unos elementos de sustentación (27) compuestos de
fibras sintéticas.
6. Procedimiento para impedir oscilaciones y
desplazamientos verticales de medios de suspensión de carga en
instalaciones de transporte vertical durante la parada, conteniendo
las instalaciones de transporte vertical como mínimo una unidad
motriz regulable (22) y un medio de suspensión de carga (24) con un
dispositivo de freno (1) instalado en el mismo y estando dicho medio
de suspensión de carga guiado por unos carriles de guía (2),
caracterizado porque el accionamiento de
elevación del medio de suspensión de carga (24) se realiza mediante
unos elementos de sustentación elásticos (27), el medio de
suspensión de carga (24) se sujeta a sus carriles de guía (2)
durante su parada mediante el dispositivo de freno (1) instalado en
el medio de suspensión de carga (24) y unos sensores integrados en
dicho dispositivo de freno (1) informan a un regulador de
accionamiento de la magnitud y el sentido de dirección de las
fuerzas de parada verticales.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque, antes de la continuación de la marcha,
un regulador de accionamiento ajusta el par en la polea motriz de la
unidad motriz, y con ello la fuerza de tracción en los medios de
sustentación (27) en el lado del medio de suspensión de carga (24),
en función de la magnitud y el sentido de dirección de las fuerzas
de parada verticales transmitidos por los sensores, de modo que el
dispositivo de freno (1) instalado en el medio de suspensión de
carga pueda desactivarse sin carga.
8. Procedimiento según las reivindicaciones 6 y
7, caracterizado porque, en una instalación de transporte
vertical sin freno de parada en la unidad motriz (22), el mencionado
ajuste de la fuerza de tracción en los elementos de sustentación
(27) en el lado del medio de suspensión de carga (24), antes de la
continuación de la marcha, se realiza de modo que la unidad motriz
regulada desarrolla un par en la polea motriz (23), y con ello una
fuerza de tracción en los elementos de sustentación (27)
mencionados, cuya dirección depende del signo de la fuerza de parada
detectada por los sensores (11, 18) en el dispositivo de freno (1)
instalado en el medio de suspensión de carga (24) y que varían hasta
que se equilibra un puente de medición formado por los sensores, es
decir hasta que la fuerza de parada en el dispositivo de freno (1)
instalado en el medio de suspensión de carga es igual a cero,
después de lo cual se desactiva dicho dispositivo de freno (1) y la
unidad motriz (22) acelera la cabina (24) en dirección a su
destino.
9. Procedimiento según las reivindicaciones 6 y
7, caracterizado porque, en una instalación de transporte
vertical con un freno de parada en la unidad motriz (22), el
mencionado ajuste de la fuerza de tracción en los elementos de
sustentación (27) en el lado del medio de suspensión de carga, antes
de la continuación de la marcha, se realiza de modo que, estando aún
activo el freno de parada del accionamiento, en primer lugar la
unidad motriz regulada (22) desarrolla un par correspondiente al
estado de carga registrado antes de la parada en el piso, a
continuación se abre el freno de parada del accionamiento, después,
mientras aún está activo el dispositivo de freno (1) instalado en el
medio de suspensión de carga, la unidad motriz regulada desarrolla
en la polea motriz un par creciente o decreciente, cuya dirección
depende del signo de la fuerza de parada del dispositivo de freno
(1) detectada por los sensores (11, 18), hasta que se equilibra un
puente de medición formado por los sensores, es decir hasta que la
fuerza de parada en el dispositivo de freno (1) instalado en el
medio de suspensión de carga es igual a cero, después de lo cual se
desactiva dicho dispositivo de freno (1) y la unidad motriz (22)
acelera el medio de suspensión de carga (24) en dirección a su
destino.
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