ES2337508T3 - Unidad de monitoreo de velocidad y aceleracion con arranque asistido electronicamente destinado al uso en dispositivos de transporte. - Google Patents

Abstract

Limitador de velocidad de un dispositivo de elevación, comprendiendo una polea de cable para un cable de un limitador de velocidad, un freno activable para el frenado de la polea de cable, como así también un mecanismo de activación del freno en función de la velocidad de rotación de la polea de cable, caracterizado porque el mecanismo de activación cuenta con un sensor de velocidad de rotación, preferentemente sin contacto, que genera una señal que puede ser evaluada electrónicamente y un sistema electrónico solidario como así también un acoplamiento auxiliar (H), que puede ser controlado por el sistema electrónico y que acopla al menos una zapata de freno (12) a un componente giratorio del limitador de velocidad, al ser activado, de manera que la zapata de freno (12) es basculada por ella y se presiona contra un disco de freno (7), produciéndose una autoamplificación entre el disco de freno (7) y la zapata de freno (12), con lo cual se frena la polea de cable (4a, 4b).

Description

Unidad de monitoreo de velocidad y aceleración con arranque asistido electrónicamente destinado al uso en dispositivos de transporte.

El invento trata de un limitador de velocidad según el término genérico de la reivindicación 1.

Los limitadores de velocidad se utilizan especialmente en elevadores de cable o en elevadores hidráulicos, para activar un dispositivo de frenado o un dispositivo de contención, ni bien la cabina se mueve a una velocidad inadmisible o bien de manera inadmisible. No obstante, el término cabina debe interpretarse de manera amplia y comprende todos los tipos de cabinas, portadores de carga, plataformas de carga y similares.

Por tratarse de elementos de seguridad, es necesario que dichos limitadores de velocidad sean altamente fiables.

Por lo tanto, los limitadores de velocidad conocidos hasta el momento se construyen generalmente de manera muy conservadora y siguiendo un principio básico similar y probado, cuyo mantenimiento es comúnmente deseado por los usuarios.

Por lo general, los limitadores de velocidad del tipo de los aquí mencionados están accionados por un cable continuo que da vueltas en un hueco de elevador. Este cable del limitador de velocidad se desplaza de manera adecuada sobre la polea de cable del limitador de velocidad o da vueltas incluso, generalmente en el cabezal del hueco de elevador, sobre la polea de cable del limitador de velocidad.

En su otro punto extremo gira sobre otro rodillo tensor, ubicado generalmente junto con el cable. El cable del limitador de velocidad está unido en un punto a la cabina y allí más precisamente, al mecanismo que actúa su frenado, o su contención. El cable del limitador de velocidad gira por lo tanto con la velocidad actual de la cabina, es decir, que la velocidad tangencial de la polea de cable es igual a la velocidad de la cabina.

Un experto comprende el término polea de cable desde el punto de vista de su funcionamiento y por lo tanto, de manera acabada.

El limitador de velocidad en sí, consta de una polea de cable y de un freno que se activa una vez que la polea de cable sobrepase una determinada velocidad. Una vez activado, este último frena la polea de cable. De esta manera se produce un movimiento relativo del cable del limitador de velocidad respecto a la cabina. Este movimiento se utiliza para activar el dispositivo de frenado o de contención o bien para establecer sus fuerzas iniciales de acciona-
miento.

Los limitadores de velocidad convencionales funcionan aún al igual que en el pasado, de manera netamente mecánica, particularmente en lo que respecta a la activación del frenado o de la contención cuando se produce un exceso de velocidad. Esto se debe por un lado, a que aún hasta no hace mucho tiempo, el manejo de los sistemas netamente mecánicos era considerado el más seguro y por el otro, debido a que los mismos ofrecen una seguridad de funcionamiento innata frente a una caída de tensión. Además, se debe añadir que las fuerzas de accionamiento necesarias para el frenado o el bloqueo de la polea de cable pueden generarse más sencillamente de manera netamente
mecánica.

De la patente alemana DE 38 30 864 C1 se conoce un limitador de velocidad típico. Este limitador de velocidad utiliza una mecanismo de bloqueo basculante tipo trinquete, excitado mecánicamente. Si la polea de cable, presenta un exceso de velocidad, el mecanismo de bloqueo es excitado tan fuertemente por éste, que provoca su caída y bloquea la polea de cable.

De la patente europea EP 0 628 510 A2 se conoce igualmente otro típico limitador de velocidad en lo que respecta al principio básico de funcionamiento. En este limitador de velocidad, la polea de cable está equipada con una combinación de pesos centrífugos, levas excéntricas y muelles que giran conjuntamente con la misma. En cuanto la velocidad de la polea de cable sobrepasa un primer límite de velocidad, los pesos centrífugos se desvían hasta un punto tal, que accionan un interruptor y desenergizan el accionamiento principal del elevador. Si la velocidad de rotación de la polea de cable continúa aumentando, entonces los pesos centrífugos se desvían aún más, hasta tal punto, en el que los excéntricos se tuercen, entran en contacto con el anillo de freno detenido y generan luego su efecto de frenado, mediante el cual se frena la polea de cable. Para satisfacer la necesidad, y poder activar incluso el limitador de velocidad, incluso si la polea de cable no presenta aún un exceso de velocidad, la EP 0 628 510 A2 representa un considerable desarrollo constructivo. Esto se debe a que el mismo está provisto de un perno de bloqueo electromecánico deslizable ubicado en el círculo giratorio de la leva excéntrica. El perno de bloqueo activado se ubica en el paso de al menos una de las levas del excéntrico. Una vez que la leva excéntrica ha entrado en contacto con el perno de bloqueo, sólo puede eludirlo porque éste lo presiona hacia fuera, en una posición desviada, que de otra manera sólo sería aceptada al sobrepasar el segundo valor límite de la velocidad de giro. De esta manera se "simula" en última instancia un exceso de velocidad y se frena la polea de cable.

Ambos tipos de limitadores de velocidad se valen del principio de la fuerza centrífuga o bien del principio de inercia. Por este motivo, todos ellos sin excepción presentan un comportamiento que depende de la aceleración, de modo que cuanto más aumente la aceleración de la cabina, por encima del área de velocidad permitida, superando la velocidad máxima permitida, tanto más tarde se activará el limitador de velocidad, es decir, con una mayor velocidad, ya que primero deben superarse las masas inerciales propias del mecanismo de activación.

Por consiguiente, el objetivo del invento es crear un limitador de velocidad, que detecte exactamente la velocidad actual y que responda de manera tanto precisa como rápida, toda vez que se sobrepase la velocidad admitida.

Dicho objetivo se logra gracias a las características significativas de la reivindicación 1.

El mecanismo de activación del freno está compuesto de un sensor de velocidad, que trabaja generalmente sin contacto y de un sistema electrónico solidario. De esta manera se garantiza un registro preciso y casi sin retraso de la velocidad de giro real de la polea de cable, ya que no existen masas en juego, cuyas inercias posean una influencia significativa. Además, mediante la configuración de conformidad al invento es posible también construir el limitador de velocidad en dirección al eje de giro de la polea de cable de manera particularmente angosta, gracias a que los sensores de velocidad de giro, que trabajan sin contacto y su correspondiente sistema electrónico pueden miniaturizarse de manera mucho más sencilla que los mecanismos que se activan automáticamente, en forma de leva oscilante o de masas centrífugas en combinación con excéntricos, que por su naturaleza necesitan un espacio más amplio para poder incluir las "masas inerciales" necesarias, es decir, las levas oscilantes o las masas centrífugas. Esto se contrapone a la tendencia de realizar siempre pequeñas secciones transversales de hueco con la capacidad de elevación
remanente.

Un acoplamiento funciona en combinación con el sensor de velocidad y con su correspondiente sistema electrónico. Dicho acoplamiento está controlado por el sistema electrónico y acopla durante la correspondiente activación, al menos una zapata de freno, preferentemente de manera indirecta, a una pieza giratoria del limitador de velocidad, por ejemplo, a la misma polea de cable o a una pieza destinada a otro fin, separada de la misma.

La zapata de freno, que a diferencia de las anteriores, está ejecutada como componente de un sistema de masas centrífugas permanece en reposo hasta su activación, se desvía de este modo preferentemente de manera indirecta mediante la pieza giratoria y entra en contacto con el disco de freno. Debe registrarse entonces un tipo de "servoefecto" ya que la energía de accionamiento de las zapatas de freno no se activa externamente, sino que es generada internamente por la polea de cable giratoria del limitador de velocidad.

La energía auxiliar a aplicar externamente es sólo la energía para accionar el acoplamiento, por ejemplo, en forma de energía de sujeción de un muelle acumulador.

En un diseño análogo, el freno produce una autoamplificación entre el disco de freno y la zapata de freno, lo que implica que las fuerzas de fricción generadas por la zapata de freno son responsables de la conservación de la presión de contacto de la zapata de freno contra el disco de freno y con ello, de una continuación automática del proceso de frenado.

Por lo general, el freno se dimensiona de modo que se produzca siempre una mayor presión de contacto de la zapata de freno en el disco de freno, es decir, que se produce una autoretención del disco de freno. El disco de freno se lleva finalmente, casi de manera brusca a su detención y se bloquea cuando está parado. El acoplamiento permite que el sistema electrónico pueda activar el freno con energía auxiliar mínima, ya que ni la fuerza de presión de la zapata de freno en sí, ni la fuerza para el movimiento de la zapata de freno deben aplicarse hasta su contacto con el disco de freno.

El término "sensor de velocidad" debe entenderse en un sentido amplio. Se hace referencia aquí a todos los sensores de uso corriente en los cuales un movimiento de rotación genera señales, que constituyen una medida del recorrido del giro, de la velocidad de giro y/o de la aceleración.

De conformidad con una configuración favorable del invento, el acoplamiento auxiliar posee un órgano auxiliar giratorio, preferentemente en forma de cuerpo anular giratorio dispuesto de manera central alrededor del eje de giro del disco de freno en sentido horario o antihorario. Este órgano auxiliar puede acoplarse a una pieza giratoria del limitador de velocidad de modo que se tuerza el órgano auxiliar, es decir, que las fuerzas intrínsecas para la ubicación de las zapatas de freno no son aplicadas externamente mediante actuadotes, sino en última instancia mediante la misma polea de cable. Además, el órgano auxiliar está acoplado por su parte a por menos una, o generalmente dos zapatas de freno, de modo que el órgano auxiliar ubique las zapatas de freno sobre el disco de freno mediante su giro.

Un órgano auxiliar de este tipo presenta ventajas significativas respecto a la activación directa de una zapata de freno mediante actuadores dispuestos de manera individual, en particular cuando se utilizan dos o más zapatas de freno. Puesto que el órgano auxiliar establece una sincronización forzada de las zapatas de freno y garantiza (por estar generalmente activada por varios actuadores) que la función relevante desde el punto de vista de la seguridad se conserve completamente, incluso si el actuador fallase. Además, mediante el órgano auxiliar, al menos cuando tiene la forma de dicho disco anular, el recorrido del actuador y el movimiento de la zapata de freno se desacoplan entre sí, de modo que el movimiento de la zapata de freno pueda tener un "recorrido más largo" que los actuadores de recorrido extremadamente corto.

De conformidad con otra configuración favorable se prevé que las zapatas de freno sean excéntricos alojados en el disco de freno y unidos de tal modo al acoplamiento auxiliar, que las zapatas de freno puedan colocarse de la manera antes mencionada en el disco de freno, tanto en sentido horario como antihorario. De esta manera, el limitador de velocidad puede monitorear, tanto la marcha hacia arriba como la marcha hacia abajo. Esto puede realizarse de manera extremadamente simple cuando las zapatas de freno son excéntricos alojados en el disco de freno, de modo que en cada zapata de freno detenida, su radio más pequeño se superponga levemente con el eje giratorio del disco de freno. El término "radio" debe entenderse como el tramo más corto entre el punto de giro de la zapata de freno y un punto de la superficie exterior de la zapata de freno, enfrentado directamente al contorno del disco de freno, que puede ponerse en contacto con este conforme al uso previsto.

De manera favorable, todas las zapatas de freno están dispuestas de manera relativa entre sí alrededor del disco de freno, de modo que las fuerzas radiales que se producen cuando se activa el limitador de velocidad o se bloquea el disco de freno se anulan. Esto reduce las cargas producidas durante la activación y el despliegue constructivo necesario para poder garantizar que el limitador de velocidad no quede expuesto a ninguna deformación elástica ni plástica que pudiera afectar su funcionamiento en caso de producirse una activación brusca.

Una solución particularmente preferente prevé que el órgano auxiliar posea, al menos de manera ideal, varios actuadores controlados eléctricamente, que al ser activados presionen un revestimiento de fricción auxiliar contra una pieza giratoria del limitador de velocidad, preferentemente en dirección puramente radial, con lo cual el órgano auxiliar gira. La pieza giratoria antes mencionada puede ser en principio cualquier pieza giratoria del limitador de velocidad apta para un acoplamiento de este tipo. Por lo general, el disco de freno se constituirá también en la pieza giratoria antes mencionada. Sólo el disco de freno ofrece la opción, descrita detalladamente a continuación, de poder detenerse en el menor tiempo posible mediante un bloqueo, en tanto que los revestimientos de fricción de los actuadores se conservan debido a que el movimiento relativo entre los revestimientos de fricción y el disco de freno finaliza muy rápidamente.

De conformidad con otra configuración favorable se prevé que el disco de freno esté unido a la polea de cable o al eje de la polea de cable mediante otro acoplamiento de fricción, de modo que la polea de cable pueda continuar girando de manera definidamente frenada incluso cuando el disco de freno esté bloqueado. De esta manera, se garantiza que el cable del limitador de velocidad quede frenado de manera suficientemente fuerte, para poder aplicar así las fuerzas necesarias para accionar el dispositivo de frenado o de contención, pero no tan fuertemente como para que el cable del limitador de velocidad aún arrastrado por la cabina hasta su detención resbale en la polea de cable. El limitador de velocidad también se conserva, ya que se reducen las masas inerciales, que frenan bruscamente hasta su estado de reposo, en caso de bloqueo.

Por lo general, el momento de fricción del acoplamiento de fricción antes mencionado será regulable, de modo que las fuerzas de accionamiento provistas por el limitador de velocidad a través de su cable puedan adaptarse a la de los dispositivos individuales de frenado o de captura utilizados.

Otras ventajas y posibilidades de configuración pueden identificarse mediante las descripciones que a continuación explican las figuras 1 a 4. Muestran la:

Fig.1, un primer ejemplo de fabricación visto en dirección al eje de giro de la polea de cable;

Fig.2, una vista lateral del primer ejemplo de fabricación (sensor de velocidad y sistema electrónico desmontado correspondiente);

Fig.3, una vista superior del primer ejemplo de fabricación (sensor de velocidad y sistema electrónico desmontado correspondiente);

Fig.4, una vista parcial del primer ejemplo de fabricación en la zona del extremo del eje, que sobresale de la construcción portante y que soporta una polea, que genera pulsos conjuntamente con un sensor fijo;

Fig.5, una vista parcial de un segundo ejemplo de fabricación alternativo;

Fig.6, una vista parcial de un tercer ejemplo de fabricación.

La construcción prevista por el ejemplo de fabricación según las Fig. 1 a 4 es extremadamente simple. La estructura portante del limitador de velocidad consta básicamente de dos placas laterales 1 a y 1 b. Las mismas están unidas firmemente entre sí en su parte inferior mediante un ángulo 2. Éste constituye a su vez el pie de montaje. En el área superior, y con igual propósito, se han montado dos manguitos distanciadores 3, en los cuales están atornilladas las placas 1 a y 1 b, la una contra la otra. Las piezas mencionadas serán por lo general de acero debido a que la estructura portante debe ser simple pero aún así, lo más rígida posible.

Las dos placas 1 a y 1 b tienen casquillos de cojinete 5 atornillados o fijados de manera apropiada, que sostienen cojinetes 6 en los cuales está dispuesto el eje 4c que está unido a su vez a la polea de cable 4 de manera torsionalmente rígida. Un extremo del eje sobresale de la construcción portante en forma de extremo del eje (Fig. 4). Este extremo del eje sostiene preferentemente una polea que, conjuntamente con un sensor fijo apropiado genera pulsos dependientes de la rotación y constituye así el sensor de velocidad que sirve asimismo, para registrar el recorrido determinado por la cabina y con ello su posición en el hueco de elevador y para el registro de la aceleración actual.

La polea de cable 4 consta aquí de dos secciones 4a y 4b. La sección 4b de la polea de cable está prevista para el funcionamiento regular, mientras que la sección de la polea de cable 4a está dispuesta en forma de "ranura mecánica de prueba", que le permite al puesto de control o al montador garantizar "a la vieja usanza" (no sólo de manera electrónica), la activación del limitador de velocidad bajo condiciones de marcha normales. La ranura de prueba puede dejarse de lado en caso necesario.

En este contexto debe tenerse en cuenta que el limitador de velocidad conforme al invento no debe constituir forzosamente la desviación superior o inferior del limitador de velocidad continuo, incluso aunque este sea generalmente el caso, debido a que de esta manera puede realizarse de manera muy sencilla un lazo suficientemente grande alrededor de la polea de cable, que permita evitar de manera segura, que el cable se resbale, siempre que el rodillo tensor necesario sea capaz de proporcionar una fuerza tensora suficientemente grande.

En principio, directamente junto a la polea de cable se ha dispuesto un disco de freno 7 sobre el eje 4. Este tiene aquí, aspecto de disco pero actúa no obstante en el presente caso, como si fuera un freno de tambor, ya que su contorno constituye la superficie de fricción. Esto contribuye a que la construcción en dirección al eje de giro principal (el eje 4) pueda realizarse de manera particularmente plana.

El disco de freno 7 no está unido de manera rígida al eje 4, sino a través de un freno de fricción. Este freno de fricción consta de los dos discos de presión 8, torsionalmente rígidos pero deslizables de manera axial, fijados sobre el eje 4, arriostrados por una tuerca del eje 9 fijada al mismo con interposición de muelles 10 mediante revestimientos de fricción 11 fijados contra el disco de freno 7. De este modo, se le aplica al eje 4 un momento de frenado definido con el disco de freno bloqueado. El momento de frenado así aplicado alcanza por un lado para retardar tan fuertemente el limitador de velocidad que funciona a través de la polea de cable 4, que pueda aplicar las fuerzas necesarias para accionar un dispositivo de frenado o de contención y evita por otro lado que se produzca una sobreexigencia en algún punto, por lo general debido al bloqueo brusco del disco de frenos 7. A su vez, es posible con ello, proporcionarle a la ranura de la polea de cable, una geometría adecuada, por ejemplo, internamente en forma de ranura con cuña, de modo que pueda evitarse un deslizamiento entre el cable del limitador de velocidad y su rodillo de cable. Es que el deslizamiento molesta especialmente, cuando el limitador de velocidad debe realizar una copia del hueco de elevador. Los muelles 10 se realizan generalmente como en este caso, como muelles de disco, de construcción naturalmente plana.

Por encima y por debajo del disco de freno 7, la placa 1 b presenta zapatas de freno 12 basculantes. Las zapatas de freno 12 están configuradas y colocadas de tal manera, que adoptan la posición neutral mostrada en la Fig. 1 hasta que se activa el limitador de velocidad. En esta posición neutral existe entre el disco de freno y la zapata de freno, un funcionamiento libre escaso pero suficiente, que por lo general es inferior a 1,2 mm y que de manera ideal está entre los 0,6 y los 0,9 mm. Así se evita de manera fiable, que la zapatas de freno entren en contacto, de manera no intencional con el disco de freno, incluso cuando deba contarse con la aparición de determinadas suciedades con el transcurso del tiempo, de otro modo, no existe así ningún curso muerto innecesario, que deba ser sorteado antes de que la zapata de freno haga contacto. Desde la posición neutral antes mencionada, las zapatas de freno pueden bascularse en sentido horario como así también antihorario. Están colocadas de manera completamente formada y/o excéntrica de modo que entran en contacto con el disco de freno, independientemente del sentido en el que se las hace bascular cuando se las hace bascular más que sólo insignificativamente. Gracias a ello, el limitador de velocidad puede activar dispositivos de frenado o de contención bidireccionales, es decir, tanto para bajar como para subir.

La estructura aquí mostrada está dispuesta de manera autoretentiva - en cuanto las zapatas de freno 12 entran en contacto con el disco de freno, el disco de freno las arrastra y las aprieta así cada vez más fuertemente contra el disco de freno. En una fracción de segundo se acuñan con el disco de freno y lo bloquean. Gracias a la disposición simétrica de la zapata de freno en el contorno del disco de freno, se levantan consiguientemente los componentes radiales de las fuerzas que actúan bruscamente sobre la zapata de freno lo que conserva especialmente los rodamientos del limitador de velocidad.

De manera preferente, la superficie de contorno del disco de freno que actúa con la zapata de freno y eventualmente también la superficie activa de la zapata de freno están finamente acanaladas o dentadas. El sentido y el objetivo de esto es garantizar el mencionado arrastre de la zapata de freno, toda vez que se produzca un contacto puramente metálico entre el disco de freno y la zapata de freno. Además, el acanalado o el dentado son tan finos que no se produce ninguna orientación preferida ni ninguna posición preferida, es decir, la zapatas de freno y el disco de freno deben adoptar determinadas posiciones relativas entre sí, para poder acoplarse. Es que existe un aspecto determinante del invento, que reside en que el disco de freno, en contraposición con los mecanismos de bloqueo por trinquete de uso común, no posee un curso muerto considerable, es decir, que puede interactuar frenando de manera eficaz, con al menos un disco de freno de manera prácticamente independiente de su posición actual de giro.

Para poder activar el limitador de velocidad, en donde las zapatas de freno entran en contacto con los discos de freno, se ha previsto un acoplamiento auxiliar. Este comprende un cuerpo anular 13 que gira en ambas direcciones, aquí en forma de chapa con varios cantos y equipada con dos lengüetas de soporte 14. El cuerpo anular 13 está dispuesto de manera coaxial respecto al eje 4. Se desliza para tal fin sobre una saliente de uno de los casquillos del cojinete 5, y está alojado por lo tanto desacoplado del movimiento de giro del eje 4. El cuerpo anular se mantiene en su posición de reposo mostrada en la Fig. 1 mediante muelles de recuperación 15.

El cuerpo anular 13 está acoplado mediante un dentado adecuado, en este caso, particularmente libre de rozamiento y realizado en forma de transmisión a rodillos con las zapatas de freno. El acoplamiento está prácticamente exento de juego circunferencial entre dientes, de modo que incluso los pequeños movimientos de giro del cuerpo anular fuerzan una desviación de la zapata de freno.

Por otro lado, el acoplamiento está dispuesto de tal modo, que existe un pequeño juego entre la zapata de freno y el cuerpo anular en dirección radial. Se garantiza así que, incluso durante una activación brusca y en determinadas circunstancias, un golpe elástico de la zapata de freno, ésta no transmita ninguna fuerza radial significativa a la suspensión del cuerpo anular.

Las dos lengüetas de soporte previamente mencionadas 14 del cuerpo anular 13 presentan cada una un actuador 16, por medio del cual el sistema electrónico activa el limitador de velocidad en caso necesario. La presencia de dos actuadores 16 aumenta la seguridad de funcionamiento, debido a que por lo general cada uno de los actuadores está dispuesto de modo que, genere por sí mismo el efecto necesario en caso de emergencia.

Los actuadores 16, no mostrados con mayor detalle aquí, pueden ser por ejemplo electromagnéticos, para responder al efecto de un pistón retraíble con muelle de precarga, en cuyo extremo interno se ha fijado un revestimiento de fricción. Mientras los actuadores permanecen energizados, el revestimiento de fricción correspondiente se mantiene en posición aireada. Cuando los actuadores están desenergizados, su muelle presiona el pistón asignado a él en dirección al disco de freno. Una vez que los revestimientos de fricción de los actuadores entran en contacto de manera permanente con el disco de freno, éste arrastra al cuerpo anular. Esto ocurre independientemente del sentido de giro actual del disco de freno, ya que, de manera ideal, la disposición de los pistones hace que sean presionados hacia el disco de freno en dirección netamente radial.

El cuerpo anular 13 sincroniza el movimiento de las zapatas de freno, las bascula y las pone en contacto con el disco de freno, incluso si se ha movido más que sólo de manera insignificante. Como aquí se ha seleccionado un diseño autoretentivo, el disco de freno se bloquea bruscamente, con lo que el movimiento relativo entre el disco de freno y el revestimiento de fricción de los actuadores finaliza. Con ello se evita, que los revestimientos de fricción se desgasten inútilmente. La sincronización por medio del cuerpo anular asegura que ambas zapatas de freno entren realmente en contacto en el mismo momento con el disco de freno y el disco de freno sea apretado eventualmente de manera efectiva, sin que la elasticidad de la estructura, nunca totalmente evitable pueda actuar parcialmente. Además, el cuerpo anular 13 garantiza redundancia con su sincronización. Incluso si uno de los dos actuadores fallara, ambas zapatas de freno entran en contacto con el disco de freno de manera fiable, y no sólo una, lo que ocurriría si se le asignara una actuador propio a ambas zapatas de freno.

En este contexto se presenta una ventaja significativa gracias al acoplamiento para la activación del limitador de velocidad generado a través del cuerpo anular 13 con sus actuadores 16 - el recorrido, que realizan las zapatas de freno entre su posición inactiva y la posición en la que entran por primera vez en contacto con el disco de freno, es independiente del recorrido de los actuadores. Debido a esto se producen al menos en la fase de construcción libertades sustanciales. Por lo demás, los acoplamientos auxiliares o sus actuadores están desacoplados mecánicamente de la zapata de freno, en el sentido de que no es necesario que el acoplamiento auxiliar o los actuadores también establezcan las fuerzas de reacción, que surgen en la zapata de freno en el encaje con el disco de freno según el principio de "acción = reacción". Puesto que estas fuerzas de reacción son capturadas por el soporte, para bascular la zapata de freno.

Por lo demás, debe destacarse que también el acoplamiento está concebido de modo que no exista curso muerto, es decir, que el cuerpo anular 13 es arrastrado directamente, ni bien los revestimientos de frotación entran en contacto con el pistón en el disco de freno, independientemente del lugar en el que el disco de freno (contorno o superficie frontal)entre en contacto por primera vez con los revestimientos de fricción.

El cuerpo anular 13 facilita finalmente también la liberación, tras la activación exitosa, del limitador de velocidad. Por ejemplo, ni bien la cabina es elevada nuevamente "un tramo" tras una contención, el rodillo del cable del limitador de velocidad se mueve hacia tras, con lo que el bloqueo del disco de freno se anula, ya que el cuerpo anular 13 situado por debajo de la sección de los muelles de recuperación 15 levanta la zapata de freno del disco de freno, llevándolo nuevamente a su posición neutral y allí se detiene, en tanto que los actuadores vuelven a energizarse.

La Fig. 4 muestra el área del extremo del eje S, que está provisto aquí de una especie de "rueda de corona" 19. Esta presenta dientes individuales 21, dispuestos uno al lado del otro de forma alternada. Cada diente 21, que pasa por un sensor dispuesto aquí en forma de barrera luminosa de horquilla 20, interrumpe la barrera luminosa y genera así un impulso. En lugar de una barrera luminosa 20 puede utilizarse también por ejemplo un contacto reed o un dispositivo similar. En este caso, la barrera luminosa presenta la ventaja de que el magnetismo o la inducción o bien los campos de dispersión no influyen de manera alguna y que la suciedad que debe calcularse como factor de perturbación en una barrera luminosa puede mantenerse alejada de manera sencilla, mediante una carcasa aislada adecuadamente.

La ejecución básicamente electrónica del limitador de velocidad es incluso favorable, pues permite un gran abanico de funciones adicionales, que hacen que los limitadores de velocidad conforme al invento sean significativamente superiores a las soluciones mecánicas conocidas hasta el momento. Estas funciones adicionales se activan principalmente mediante señales eléctricas. Si la velocidad nominal se sobrepasa de manera significativa, se abre primero el denominado circuito de seguridad. Con ello entra en funcionamiento el freno del accionamiento. Recién cuando la velocidad sigue aumentando se interrumpe la alimentación eléctrica de los actuadores y se activa con ello el limitador de velocidad de la manera mencionada anteriormente.

Mediante la activación totalmente electrónica del freno mecánico, el limitador de velocidad según el invento está predestinado a una activación remota para propósitos de prueba, como así también para un reseteo eléctrico tras la activación.

Además, la activación puede producirse también independientemente de la velocidad, como así también ante una aceleración anormal (por ejemplo a > 1,7 m/s2), de modo que se reconozca con anticipación una ruptura de los elementos de elevación y se produzca una contención o un frenado preventivo en el caso de una caída libre con gravedad, incluso antes de que se produzca sobrevelocidad. Con ello, en caso de peligro, el dispositivo de contención que debe transformar la energía cinética la reduce significativamente y se incrementa así la seguridad.

El limitador de velocidad según el invento es además apto para monitorear el estado de reposo de la cabina cuando las puertas de la misma están abiertas en la parada. Para ello, el control central del elevador debe transmitirle al limitador de velocidad, la información de que el elevador se encuentra detenido en la parada. La activación efectiva puede producirse entonces tras un movimiento involuntario o no controlado de la cabina, de por ejemplo 75 mm.

La función técnica casi idéntica puede utilizarse para la seguridad temporaria de los espacios protegidos, es decir, para la protección de personas ubicadas debajo de la cabina o sobre el techo de la misma. El limitador de velocidad se activa entonces de manera externa, ni bien se detecta un movimiento involuntario de la cabina o una penetración de la cabina en el espacio protegido.

Las señales de posición, velocidad y aceleración generadas internamente por el limitador de velocidad pueden retransmitirse al control del elevador y sirven allí como señales de referencia, por ejemplo, para realizar la copia del hueco de elevador.

Mediante otra señal de entrada (o una tecla en el sistema electrónico) pueden reducirse en un factor definido, los niveles determinados de velocidad (apertura del circuito de seguridad y activación del freno). El factor puede seleccionarse de modo que el limitador de velocidad se active justo con la velocidad nominal, para poder controlar la función del dispositivo de contención sin una reforma mecánica (ranura de prueba electrónica), es decir, sin tener que colocar el cable del limitador de velocidad de la ranura prevista para el funcionamiento en una ranura contigua, que presenta un diámetro significativamente menor y que por lo tanto simula incluso una "sobrevelocidad" en funcionamiento normal.

Dos derivaciones independientes (procesadores con circuitos de conmutación de entrada y de salida) que funcionan en paralelo vigilan todas y cada una de las funciones relevantes de seguridad.

Siempre que los actuadores estén ejecutados en forma de bobinas inhibidoras de la activación, éstos se desconectan brevemente de manera regular (por unos microsegundos, lo que no produce ninguna consecuencia mecánica) y con ello se controlan los elementos eléctricos de conmutación.

La interrupción del circuito de seguridad se realiza mediante una conmutación tipo puente con cuatro contactos de relé, en donde un procesador controla dos relés. La resistencia se mide en la derivación transversal. Esto permite un control de las funciones del relé, mientras que el circuito de seguridad permanece cerrado. Si falla un relé o un procesador, puede abrirse aún el circuito de seguridad con las piezas remanentes.

Tres sensores registran el giro de la polea de cable y se recurre a las legitimidades surgidas de las señales (secuencia de la señal, estados prohibidos) para el reconocimiento de fallos. Si aparece un fallo, pueden satisfacerse aún todas las funciones con los dos sensores restantes.

La alimentación de los componentes electrónicos se realiza mediante un acumulador protegido contra caídas de tensión. Una vez que el sistema electrónico ha detectado un error, se espera la detención de la cabina, antes de que la apertura del circuito de seguridad detenga la instalación.

Ante la presencia de situaciones inseguras del elevador (respecto a la posición, velocidad y aceleración) se produce en todo momento una reacción mediante la apertura directa del circuito de seguridad o bien la desconexión de las bobinas inhibidoras de la activación.

La Fig. 5 muestra un corte parcial de un ejemplo de fabricación alternativo. Este ejemplo de fabricación está construido exactamente igual, que el primer ejemplo de fabricación, a excepción de las diferencias mencionadas a continuación. La descripción anterior del primer ejemplo de fabricación es válida también para este ejemplo de fabricación.

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La diferencia con el primer ejemplo de fabricación reside en lo siguiente:

En este ejemplo de fabricación, el acoplamiento auxiliar H no presenta un órgano auxiliar adicional giratorio, lo que implica que su construcción sea muy sencilla. En lugar de ello, el acoplamiento auxiliar aquí mencionado consta de un actuador 22, integrado directamente en la zapata de freno 12 asignada. El actuador 22 consta de un pistón 24, elaborado con un material magnético. En su lado enfrentado al disco de freno 7 se encuentra el pistón 24 provisto de un revestimiento de fricción 26. Mientras la bobina 23 permanece energizada, mantiene ésta el pistón 24 contra la fuerza de los muelles 25 en posición aireada, ya que no tiene ningún contacto con el disco de freno 7.

Cuando el sistema electrónico detecta un exceso de velocidad (sobrevelocidad) o resuelve por cualquier otro motivo que, debe producirse una activación, desenergiza la bobina 23. El muelle 25 presiona a continuación el vástago 24 con su revestimiento de fricción 26 contra el disco de freno 7. Ésta arrastra entonces literalmente la zapata de freno 12 consigo, es decir, la bascula. Aquí entran por primera vez en contacto, según el sentido de giro, una de las superficies efectivas principales HW de la zapata de freno 12 con el disco de freno 7. Esto lleva de manera tendenciosa a una posterior basculación de la zapata de freno. Aquí surge, con un diseño adecuado, una autoretención entre el disco de freno 7 y la zapata de freno 12. Esto produce un bloqueo brusco del disco de freno 7. El bloqueo se soluciona del mismo modo que el ya descrito para el primer ejemplo de fabricación. Una vez que el disco de freno 7 gira hacia tras en sentido contrario, se libera la tensión entre la zapata de freno 12 y el disco de freno 7. Como el vástago del actuador que en tanto ha vuelto a energizarse ha sido llevado en este instante nuevamente a su posición de reposo, el muelle de recuperación 29 puede llevar nuevamente la zapata de freno 12 a su posición neutral.

La Fig. 6 muestra un corte parcial de un tercer ejemplo de fabricación. También este ejemplo de fabricación está construido exactamente igual que el primer ejemplo de fabricación, a excepción de las diferencias mencionadas a continuación. La descripción dada inicialmente del primer ejemplo de fabricación es válida también para este ejemplo de fabricación.

La diferencia con el primer ejemplo de ejecución reside en lo siguiente:

Este limitador de velocidad está ejecutado de manera muy sencilla, es decir que sólo necesita limitar la velocidad en un sentido de marcha. En contraposición con la leva diseñada de manera preferentemente simétrica del primer ejemplo de ejecución, este ejemplo de ejecución utiliza levas asimétricas, en las cuales sólo existe "material" en aquellos lugares, en los que se produce algún efecto, lo implica escaso gasto de material o inercia de masas y garantiza además libertad de paso en un sentido de giro, incluso cuando, por alguna razón, se produce una activación defectuosa del sistema electrónico durante la marcha en una determinada dirección.

Por lo general puede decirse que, el invento puede instalarse de manera equivalente en todos los elevadores verticales y de pendiente en el sentido más amplio y que está primordialmente concebido para elevadores de personas y de cargas en un sentido intrínseco.

Lista de números de referencia

1

a Placa de la carcasa

1b

Placa de la carcasa

2

Ángulo

3

Casquillo distanciador

4

Polea de cable

4a

Pequeña sección de polea de cable

4b

Gran sección de polea de cable

4c

Eje de la polea de cable

5

Casquillo del cojinete

6

Cojinete de rodadura

7

Disco de freno

8

Discos de acoplamiento

9

Tuerca del eje

10

Muelles de disco

11

Revestimiento de fricción

12

Zapata de freno

13

Cuerpo anular

14

Lengüetas de soporte

15

Muelle de recuperación

16

Actuador

17

Transmisión

18

Revestimiento de fricción auxiliar

19

Rueda de corona

20

Barrera luminosa de horquilla

21

Dientes de la rueda de corona

22

Actuador

23

Bobina

24

Vástago

25

- no proyectado -

26

Revestimiento de fricción

27

Anillo de soporte

28

Alimentación eléctrica

29

Muelle de recuperación

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H

Acoplamiento auxiliar

HO

Órgano auxiliar

S

Extremo del eje

HW

Superficie efectiva principal de la zapata de freno

Claims (16)

1. Limitador de velocidad de un dispositivo de elevación, comprendiendo una polea de cable para un cable de un limitador de velocidad, un freno activable para el frenado de la polea de cable, como así también un mecanismo de activación del freno en función de la velocidad de rotación de la polea de cable, caracterizado porque el mecanismo de activación cuenta con un sensor de velocidad de rotación, preferentemente sin contacto, que genera una señal que puede ser evaluada electrónicamente y un sistema electrónico solidario como así también un acoplamiento auxiliar (H), que puede ser controlado por el sistema electrónico y que acopla al menos una zapata de freno (12) a un componente giratorio del limitador de velocidad, al ser activado, de manera que la zapata de freno (12) es basculada por ella y se presiona contra un disco de freno (7), produciéndose una autoamplificación entre el disco de freno (7) y la zapata de freno (12), con lo cual se frena la polea de cable (4a, 4b).

2. Limitador de velocidad según la reivindicación 1, caracterizado porque el acoplamiento auxiliar (H) posee un órgano auxiliar (HO) giratorio, preferentemente en forma de cuerpo anular (13) central que gira alrededor del eje de rotación del disco de freno del limitador velocidad, cuyo cuerpo puede acoplarse a un componente giratorio del limitador de velocidad, girando de este modo el órgano auxiliar (HO), estando por su parte el órgano auxiliar (HO), acoplado al menos a una zapata de freno (12), generalmente a dos, de tal manera que, mediante su giro, el órgano auxiliar (HO), pone en contacto la zapata de freno (12) con el disco de freno (7).

3. Limitador de velocidad según la reivindicación 2, caracterizado porque al menos una zapata de freno (12),está alojada de manera giratoria y está acoplada al órgano auxiliar (HO) a través de una transmisión (17), preferentemente en la forma de transmisión de rodillos.

4. Limitador de velocidad según la reivindicación 3, caracterizado porque al menos una zapata de freno (12) es un excéntrico alojado en el disco de freno (7) y está unido de tal modo al acoplamiento auxiliar (H), que la zapata de freno (12) pueda colocarse de la manera antes mencionada en el disco de freno (7), tanto en sentido horario como antihorario

5. Limitador de velocidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos una zapata de freno (12) es un excéntrico alojado en el disco de freno (7) de modo que, en posición de reposo de la zapata del freno (12), su radio más pequeño (R) se superpone levemente con el eje giratorio del disco de freno.

6. Limitador de velocidad de según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque todas las zapatas de freno (12) están dispuestas de manera relativa entre sí alrededor del disco de freno (7), de modo que las fuerzas radiales que se producen al frenar se anulan, al menos básicamente.

7. Limitador de velocidad, según la reivindicación 2 o según una de las reivindicaciones precedentes, conjuntamente con la reivindicación 2, caracterizado porque el órgano auxiliar (HO), posee un actuador (16) regulable eléctricamente y de manera preferente dos, que, al ser activado presiona un revestimiento de fricción auxiliar contra una pieza giratoria del limitador de velocidad, preferentemente en un sentido puramente radial, con lo cual el órgano auxiliar (HO) gira.

8. Limitador de velocidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque también dicha pieza giratoria del limitador de velocidad es el disco de freno (7).

9. Limitador de velocidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el disco de freno (7) está unido a la polea de cable (4a, 4b) o al eje (4c) de la polea de cable a través de otro acoplamiento de fricción (8, 9, 10, 11), de tal manera que la polea de cable (4a, 4b) puede continuar girando de manera definidamente frenada, estandobloqueado el disco de freno.

10. Limitador de velocidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el acoplamiento auxiliar (H) no tiene ningún curso muerto, es decir, está configurado de tal manera que, independientemente de la posición de rotación actual del componente giratorio (7) operativamente relacionado con el, puede acoplarse a este último cuando se lo activa.

11. Limitador de velocidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos una zapata de freno (12) no posee tiene ningún curso muerto, es decir, está configurada de manera que, independientemente de la posición actual de rotación del disco de freno (7), pueda interactuar de manera autoamplificada con este último.

12. Limitador de velocidad, según la reivindicación 7 o según una de las reivindicaciones precedentes, conjuntamente con la reivindicación 7, caracterizado porque el actuador o los actuadores(16) regulables eléctricamente son los electroimanes, que, conjuntamente con el sistema electrónico de control, están diseñados de manera que sea posible realizar una prueba funcional de los electroimanes, en operación y en particular, cuando la cabina se encuentra en la posición de parada, por ejemplo, los electroimanes puedan energizarse o desenergizarse por un espacio de tiempo tan breve que pueda controlarse el correcto funcionamiento del sistema electrónico, teniendo en cuenta el tiempo de respuesta de los electroimanes, sin que el acoplamiento auxiliar (H) esté completamente acoplado.

13. Limitador de velocidad, según la reivindicación 7 o 12 o según una de las reivindicaciones precedentes, conjuntamente con las reivindicaciones 7 o 12, caracterizado porque el actuador o los actuadores (16) controlados eléctricamente son bobinas inhibidoras de la activación, con muelles de precarga, mantenidos en una posición elevada cuando se los energiza.

14. Limitador de velocidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el sensor de la velocidad de rotación y el sistema electrónico solidario, monitorean también la aceleración actual y/o el recorrido del giro de la polea de cable (4a, 4b) y si se sobrepasa una aceleración actual determinada o un determinado recorrido, activan el acoplamiento auxiliar (H) independiente de la velocidad actual instantánea de la polea de cable.

15. Limitador de velocidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las señales generadas internamente, correspondientes al recorrido relativo del movimiento de la cabina, se utilizan en combinación con un contador interno o externo y una señal de referencia que indica una determinada posición, preferentemente una de las posiciones extremas (en la parte superior o inferior) de la cabina, para determinar la posición absoluta de la cabina en el hueco del elevador.

16. Medio de transporte para un sistema de elevación con una cabina dispuesta en un riel guía, un sistema de accionamiento y un dispositivo de frenado o de contención, que actúa simultáneamente con los rieles guía para finalizar situaciones inadmisibles de movimiento de la cabina, como así también un limitador de velocidad para activar el dispositivo de frenado o de contención, caracterizado porque el limitador de velocidad está configurado según una de las reivindicaciones precedentes.