ES2599611T3 - Protección antiaprisionamiento capacitiva independiente de la humedad - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para proteger objetos o partes del cuerpo (1.7) de un aprisionamiento entre al menos dos partes que pueden moverse una respecto a otra, de las cuales al menos una parte (1.1, 3.1) está asociada a al menos un listón (1.2, 3.2) instalado sobre una superficie de soporte (1.1) que presenta al menos dos elementos conductores (1.3, 1.5) distanciados uno de otro, que se extienden en la dirección longitudinal del listón, que están dispuestos ambos en el listón, así como un sistema electrónico de sensor (5.0) para generar una señal de salida de una capacidad que puede modificarse a consecuencia de influencias externas, en el que al menos un primer elemento conductor (1.5) emite una señal, que se recibe por al menos un segundo elemento conductor (1.3) mediante acoplamiento capacitivo con el primer elemento conductor (1.5), en el que el segundo elemento conductor (1.3) para transmitir una modificación de capacidad al sistema electrónico de sensor (5.0) a consecuencia de las influencias externas está conectado con este, caracterizado por que el segundo elemento conductor (1.3) para transmitir una modificación de capacidad al sistema electrónico de sensor (5.0) a consecuencia de las influencias externas está conectado con este a través de una resistencia de alta impedancia, en el que el primer elemento conductor (1.5) está dispuesto entre la superficie de soporte (1.1) y el segundo elemento conductor (1.3) y el segundo elemento conductor (1.3) emite igualmente la señal recibida esencialmente en el mismo potencial eléctrico que el primer elemento conductor (1.5).
Description
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DESCRIPCION
Proteccion antiaprisionamiento capacitiva independiente de la humedad
La invencion se refiere a un procedimiento para una proteccion antiaprisionamiento de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1, asf como una proteccion antiaprisionamiento correspondiente de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 10.
Estado de la tecnica
En el sector industrial y automovilfstico se realizan sistemas de proteccion antiaprisionamiento de manera variada como p.ej. de acuerdo con el documento DE 196 32 592 C2 o el documento EP 1 154 110 A2 en el que se basa el preambulo de la reivindicacion 1 con los denominados rieles de contacto o listones de seguridad. Estos, por lo general, son listones de goma o de plastico flexibles que presentan dos elementos conductores enfrentados. Si en el caso de aprisionamiento estos listones se comprimen, los elementos conductores entran en contacto y por ello p.ej. el motor de accionamiento de una parte movida mecanicamente se invierte. Estos listones de seguridad tactiles se emplean p.ej. en puertas giratorias o correderas o tambien en la industria automovilfstica p.ej. en el caso de ventanas o techos corredizos que se cierran automaticamente. En este caso debe detectarse una parte de cuerpo situada en la zona de cierre para que durante el proceso de cierre automatico no se aprisione. En el caso de los listones de seguridad descritos anteriormente debe ejercerse una cierta presion a traves de la parte del cuerpo sobre este liston para detener o invertir un motor de accionamiento.
La proteccion antiaprisionamiento mostrada en el documento EP 1 154 110 A2 esta concebida para el cristal de una ventana de automovil y se compone de un bastidor de ventana que actua como masa, el perfil de obturacion que sirve como cuerpo base y el cristal. En el perfil de obturacion, en el estado montado el perfil de obturacion dirigido hacia abajo, esta empotrado un electrodo de sensor que se extiende a lo largo del perfil de obturacion. Adicionalmente un electrodo de masa puede estar empotrado en el perfil de obturacion que sirve como masa con el bastidor de ventana. Esta prevista una regulacion que esta conectada con el electrodo de masa y ella misma esta conectada a tierra, lo que sin embargo no es absolutamente necesario para ofrecer una proteccion antiaprisionamiento. Ademas, mientras que la masa de referencia de la capacidad conocida en la regulacion y el potencial del electrodo de masa se mantengan en el mismo nivel el electrodo de masa no tiene que estar unido a la regulacion. Tambien el electrodo de masa podna estar conectado con la regulacion sin estar conectado a tierra para configurar la region de medicion mediante la carga del electrodo de masa a un potencial predeterminado en su forma geometrica. No se divulga hasta que punto el electrodo de masa debe seguir conectandose ni tampoco se produce la funcion de la proteccion antiaprisionamiento mostrada.
Los materiales habituales para estos listones de seguridad tactiles a menudo dependen de la temperatura, es decir, a temperaturas bajas en invierno es necesaria una presion mas alta para cerrar el contacto que en temperaturas mas elevadas en veranos. Por lo tanto la presion necesaria para la inversion p.ej. de una ventana de automovil a menudo es demasiado grande para un dedo pequeno de un nino de manera que existe un peligro de lesion agudo.
Un perfeccionamiento de estos listones de seguridad es una denominada proteccion capacitiva antiaprisionamiento. Un liston de goma o de plastico similar al dispositivo anteriormente descrito se provee con electrodos correspondientes, tal como esta representado p.ej. en la Fig. 1. Estos reaccionan a la modificacion de la capacidad durante la aproximacion de una parte del cuerpo, p.ej. de un dedo. La razon para la modificacion de la capacidad es el porcentaje de agua electricamente conductor en el cuerpo humano. Es desventajoso que estos sistemas por lo tanto no solamente reaccionen a la aproximacion p.ej. de una mano, sino tambien al rodo o a la condensacion o a la escarcha.
Esencialmente en los sistemas anteriores aparece tambien la capacidad entre el segundo elemento conductor 1.3 y la superficie de soporte 1.1 de metal o plastico como p.ej. el chasis de un vehnculo. Por lo tanto diferentes procedimientos intentan reducir la capacidad entre el segundo elemento conductor 1.3 y la superficie de soporte 1.1 como masa al cablear el primer elemento conductor 1.5 como el llamado "active ground" (suelo activo). Para ello la senal presente en el segundo elemento conductor 1.3 se baja con alta impedancia y se coloca con baja impedancia a traves de un amortiguador en el primer elemento conductor 1.5. Aunque esto reduce la capacidad entre el segundo elemento conductor 1.3 y la superficie de masa 1.1, sin embargo esto no ayuda de manera fundamental contra la influencia de la humedad.
Por el documento US 2005/0179415 A1 se conoce un procedimiento para proteger objetos o partes del cuerpo de un aprisionamiento y una proteccion antiaprisionamiento en forma de un sensor de capacidad. La proteccion antiaprisionamiento presenta un primer y un segundo electrodo de sensor, estando dispuestos el primer electrodo de sensor frente a la superficie de deteccion del sensor de capacidad y el segundo electrodo de sensor frente a la superficie de deteccion de tal manera que los electrodos de sensor estan situados separados unos de otros y enfrentados. Esta previsto un electrodo de proteccion (o tambien electrodo de apantallamiento) que esta configurado de tal manera que el primer y el segundo electrodo de sensor estan cubiertos parcialmente mediante electrodo de proteccion y en el lado de la superficie de deteccion no se cubren por el electrodo de proteccion, que se extiende
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mas alia del primer electrodo de sensor en la direccion de la superficie de deteccion. El potencial del electrodo de proteccion es igual al potencial de los primeros y segundos electrodo de sensor, de modo que la capacidad entre el electrodo de proteccion y los primeros y segundos electrodos de sensor pueden desatenderse. Dado que el electrodo de proteccion se extiende mas alla del primer electrodo de sensor en la direccion de la superficie de deteccion la parte sobresaliente del electrodo de apantallamiento puede detectar un cuerpo humano. Un apantallamiento de este tipo se denomina "active guard' (proteccion activa) dado que a traves del electrodo de proteccion los electrodos de sensor pueden “ver” su propio potencial en la direccion der electrodo de proteccion por lo que el espacio que rodea esta zona esta sin potencial y de hecho no se origina ningun campo electrico. Sin el electrodo de proteccion sin embargo el sensor de capacidad no puede funcionar de modo que este no puede omitirse facilmente.
Por el documento CH 661 391 A5 se conoce un sensor capacitivo en el que una senal de un primer electrodo se transmite a traves de un acoplamiento capacitivo a un electrodo adicional situado mas cercano a un objeto que va a detectarse que el primer electrodo, que emite la senal y a su vez a traves de un acoplamiento capacitivo se transmite a un tercer electrodo que se situa en la misma distancia respecto al objeto que va a detectarse que el primer electrodo y transfiere esta senal al circuito de evaluacion.
Por el documento EP 1 455 044 A2 se conoce una proteccion antiaprisionamiento con dos elementos conductores que pueden moverse uno respecto al otro, en la que ademas de senales de medicion capacitivas que responden a influencias externas tambien esta incluido un parametro de medicion adicional mediante la formacion de contactos.
Objetivo de la invencion
Partiendo de este estado de la tecnica el objetivo de la presente invencion es crear una proteccion capacitiva antiaprisionamiento que no reaccione al rodo, a la condensacion o a la escarcha.
Este objetivo se resuelve mediante un procedimiento con las caractensticas de la reivindicacion 1, asf como mediante una proteccion antiaprisionamiento con las caractensticas de la reivindicacion 10.
La sensibilidad de deteccion p.ej. en el caso de una aproximacion de una mano no se reduce en la invencion descrita tambien con la presencia de gotas de agua sobre la superficie del liston de seguridad. Al encontrarse ambos elementos conductores en un liston fundamentalmente en el mismo potencial tambien el elemento receptor se convierte en elemento emisor y lo mismo se aplica para las gotas de agua situadas en el exterior en el liston. Mediante el posible registro de pequenas variaciones sin embargo pueden registrarse de manera fiable influencias externas como variaciones de capacidad. Esto se alcanza por que el segundo elemento conductor, para transmitir una modificacion de capacidad al sistema electronico de sensor a consecuencia de las influencias externas, esta conectado con este a traves de una resistencia de alta impedancia.
De manera ventajosa pueden emplearse los listones de seguridad utilizados hasta ahora, registrandose entonces una aproximacion de una mano capacitivamente a una determinada distancia respecto al liston, p.ej. 50 mm, mientras que un objeto introducido no conductor y que no actua capacitivamente como el tactil anterior, se registra por tanto mediante compresion mecanica y contacto que se realiza por ello de los sensores conductores. Si se renuncia a la seguridad tactil el liston de seguridad tambien puede realizarse como elemento compacto, es decir sin cavidad.
De las reivindicaciones dependientes y de la siguiente descripcion de ejemplos de realizacion preferentes resultan ventajas adicionales.
Breve descripcion de las figuras
A continuacion se explica la invencion con mas detalle mediante ejemplos de realizacion representados en las figuras adjuntas. Muestran:
Fig. 1, 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5 Fig. 6
Fig. 7
Fig. 8 Fig. 9
un liston de seguridad tactil de acuerdo con el estado de la tecnica en una vista seccionada y en vista en perspectiva
una disposicion que se compone de dos listones de seguridad de acuerdo con la invencion que pueden moverse uno respecto al otro,
una disposicion de acuerdo con la Fig. 3, en la que un liston de seguridad se sustituye por un elemento plano conductor delgado,
un diagrama de bloques de un circuito para registrar variaciones capacitivas en el liston de seguridad, un diagrama de bloques de acuerdo con la Fig. 5, en el que las resistencias de adicion se sustituyen or transformadores de impedancia,
un diagrama de bloques de acuerdo con la Fig. 5 con un circuito para monitorizar en el liston de seguridad danos mecanicos,
un diagrama de bloques de acuerdo con la Fig. 5 con una solucion de acuerdo con la Fig. 4,
el valor de regulacion para el ejemplo de realizacion de la Fig. 5 sin y con una aproximacion de una
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Fig. 10 un liston de seguridad de acuerdo con la invencion en corte con lmeas de campo representadas de manera muy simplificada,
Fig. 11 una representacion de acuerdo con la Fig. 10 con gotas de agua o pelmula de humedad sobre la
superficie del liston de seguridad.
Fig. 12 un liston de seguridad en corte de acuerdo con el estado de la tecnica con lmeas de campo representadas de manera muy simplificada del elemento emisor,
Fig. 13 una representacion de acuerdo con la Fig. 12 con gotas de agua o pelmula de humedad sobre la superficie del liston de seguridad,
Fig. 14 un diagrama de bloques de acuerdo con la Fig. 5, en el que la conexion en el liston de seguridad mediante divisores de tension.
Descripcion detallada de ejemplos de realizacion preferentes
Antes de que la invencion se describa con detalle hay que indicar que no esta limitada ni a los respectivos componentes del dispositivo ni a las etapas de procedimiento respectivas, dado que estos componentes y etapas de procedimiento pueden variar. Los terminos empleados en este documento estan unicamente determinados para describir formas de realizacion especiales, y no se emplean de manera limitativa. Si ademas en la descripcion o en las reivindicaciones se emplea el singular o artmulos indeterminados esto se refiere tambien a la pluralidad de estos elementos, siempre y cuando el contexto global no exprese claramente otra cosa. La invencion se explica ahora con mas detalle a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos. No obstante, en los ejemplos de realizacion solamente se trata de ejemplos que no deben limitar el concepto inventivo a una disposicion determinada.
Dentro del alcance de esta solicitud se emplean los terminos "baja impedancia" y "alta impedancia". Una conexion de baja impedancia se presenta, cuando la proteccion antiaprisionamiento esta conectada mediante una resistencia o una red de resistencias y la capacidad que aparece de proteccion antiaprisionamiento contra masa asciende por ejemplo a 80 pF, de manera que la senal, que se presenta detras de la resistencia o red de resistencias se pule de manera que no se muestran repercusiones. Una aproximacion de una mano con una modificacion de p.ej. 1 pF no provoca por tanto ningun efecto en la senal de salida. Con alta impedancia significa que un sensor que se envfa a traves de esta resistencia o esta red de resistencias experimenta una modificacion (por ejemplo pulido a traves de un filtro paso bajo de RC) que puede registrarse de manera ineqrnvoca y provoca en la senal de medicion una modificacion medible. En el caso concreto, segun esta definicion se presenta una conexion de baja impedancia en el intervalo de <200 Ohm, mientras que una conexion de alta impedancia se presenta con una resistencia de > 50 kOhm. Entre estos valores pueden constatarse influencias de los dos escenarios descritos.
Las Fig. 1, 2 muestran un liston de seguridad tactil en corte y en la vista en perspectiva. Sobre una superficie de soporte 1.1 de metal o plastico, que puede ser p.ej. el chasis metalico de un automovil se encuentra un liston de seguridad habitual en el mercado. Por lo general el liston de seguridad se fija mediante una capa adhesiva 1.4 al chasis. Dentro del cuerpo de goma 1.2 no conductor se encuentran dos elementos electricamente conductores, el primer elemento conductor 1.5 y el segundo elemento conductor 1.3. La cavidad 1.6 afsla en caso normal los elementos conductores 1.5 y 1.3. La presion sobre la arista superior de este liston lo deforma de modo que los dos elementos se tocan 1.5 y 1.3 y forman un contacto electrico. Un sistema electronico evalua este contacto e invierte p.ej. un motor de accionamiento.
Aunque los sistemas capacitivos actuales pueden utilizar tambien los elementos conductores 1.3 o 1.5 de un liston de seguridad para detectar una aproximacion de una mano. Una comparacion entre sistemas de medicion capacitivos actuales para detectar una aproximacion de una mano y la invencion presentada en este documento aclara sin embargo el modo de accion y la ventaja esencial de la nueva invencion:
En sensores capacitivos anteriores se conecta un elemento electricamente conductor 12.3 directamente con un correspondiente sistema electronico de sensor 12.1 (Fig. 12). Este permite fluir p.ej. una cantidad de electricidad determinada mediante una resistencia directamente en el elemento conductor 12.3, y determina entonces la tension en el. Si la capacidad circundante se modifica, entonces se modifica tambien la tension en el elemento emisor 12.3. La Fig. 12 muestra en forma muy simplificada las lmeas de campo 12.2 del elemento emisor 12.3 que aparecen en un sistema de este tipo.
La Fig. 13 muestra en forma simplificada que las gotas de agua 11.1 o una pelmula de humedad sobre la superficie del liston de seguridad entre el elemento 12.3 y la superficie de soporte 1.1, p.ej. el chasis de un automovil modifican en medida considerable la capacidad, de manera que la pelmula de agua aparece como una perturbacion notable. Las lmeas de campo 12.2 se desvfan fundamentalmente a traves del camino de gota de agua a gota de agua 11.1 directamente hacia la superficie de soporte 1.1. La sensibilidad de deteccion disminuye en este caso en gran medida.
En los sistemas anteriores aparece esencialmente tambien la capacidad entre el segundo elemento conductor 1.3 y la superficie de soporte 1.1 de metal o plastico, como p.ej. el chasis de un vehmulo. Por lo tanto diferentes procedimientos intentan reducir la capacidad entre el segundo elemento conductor 1.3 y la superficie de soporte 1.1
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como masa al cablear el primer elemento conductor 1.5 como denominado "active ground". Para ello la senal presente en el segundo elemento conductor 1.3 disminuye en alta impedancia y a traves de un amortiguador se coloca a baja impedancia en el primer elemento conductor 1.5. Aunque esto reduce la capacidad entre el segundo elemento conductor 1.3 y la superficie de soporte 1.1, sin embargo no ayuda esencialmente contra la influencia de humedad.
La invencion presentada en este documento emplea como elemento base tambien un liston de seguridad de este tipo. La invencion no se limita sin embargo a esta disposicion, tambien son posibles otras disposiciones de los elementos electricamente conductores.
En este caso se parte de la siguiente consideracion: una senal alterna electrica de por ejemplo 70 KHz se coloca en el primer elemento conductor 1.5. La forma del primer elemento conductor 1.5 de acuerdo con la Fig. 1 es preferentemente plana. La senal puede ser una senal rectangular o sinusoidal, o tambien puede presentar una forma de pulso. El tipo de la senal no tiene ninguna influencia, solamente debe poder ser evaluado por el siguiente sistema electronico. El nivel de excitador para la senal electrica debena ser de manera correspondiente de baja impedancia para que las capacidades entre el primer elemento conductor 1.5 y la superficie de soporte 1.1 no aparezcan. En el segundo elemento conductor 1.3 mediante la influencia capacitiva entre el primer elemento conductor 1.5 y el segundo elemento conductor 1.3 aparece casi la misma senal que en el primer elemento conductor 1.5 emisor.
Una influencia de masa directa entre segundo elemento conductor 1.3 y superficie de soporte 1.1 no aparece debido al primer elemento conductor 1.5 de excitacion activa situado entre medias. Unicamente aparece la capacidad frente al aire circundante o superficies conductoras adicionales que se encuentran cerca del liston de seguridad, pero no situadas bajo o muy cerca de las superficies conductoras del primer elemento conductor 1.5, p.ej. partes del chasis de un vehmulo. Dado que estas por lo general presentan distancias mayores con respecto al segundo elemento conductor 1.3 que una mano que va a detectarse 1.7, apenas aparecen.
La Fig. 10 aclara el modo de accion. De forma simplificada a grandes rasgos estan representadas las lmeas de campo 10.1, partiendo del primer elemento conductor 1.5. Una parte de las lmeas de campo de la senal de reloj 5.13 inciden en el segundo elemento conductor 1.3. Dado que este elemento no tiene ninguna conexion esencial con un potencial adicional, p.ej. la superficie de masa circundante, se establece en el casi la misma tension de senal que en el primer elemento conductor 1.5 emisor. Por lo tanto tambien el segundo elemento conductor 1.3 a su vez se convierte en un elemento radiador. Las gotas de agua 11.1 sobre la superficie del liston de seguridad de acuerdo con la Fig. 11 absorben de manera similar al elemento 1.3 las lmeas de campo 10.1 y forman a su vez un elemento radiador. Por lo tanto en el caso de humedad y gotas de lluvia no aparece ninguna disminucion de la tension de senal de reloj en el elemento 1.3.
Una aproximacion de una mano modifica sin embargo la capacidad del segundo elemento conductor 1.3 con respecto a un potencial de referencia, p.ej. la superficie de masa circundante. Por ello se modifica tambien el valor de tension de la senal de reloj recibida 5.13 en el segundo elemento conductor 1.3, lo que entonces puede evaluarse mediante un sistema electronico adecuado. En la practica ha resultado que, en el caso de una humectacion densa de la superficie con gotas de lluvia con una cobertura de 50% no apareda ninguna influencia sobre la tension de senal de reloj en el segundo elemento conductor 1.3. Al igual que cuando una condensacion o escarcha humededa la superficie. En todos los casos con un sistema electronico de evaluacion correspondiente podfa detectarse una aproximacion de una mano a 50 mm de distancia.
Por tanto resulta un procedimiento para proteger objetos o partes del cuerpo 1.7 de un aprisionamiento entre al menos dos partes que pueden moverse una respecto a la otra, de las cuales al menos una parte 1.1, 3.1 esta asociada a al menos un liston 1.2, 3.2. El liston presenta al menos dos elementos conductores 1.3, 1.5 distanciados uno de otro, que se extienden en la direccion longitudinal del liston que estan dispuestos ambos en el liston. Por tanto se garantiza que las variaciones de capacidad provocadas mediante influencias externas puedan medirse a traves de un sistema electronico de sensor 5.0 para generar una senal de salida 5.16 a consecuencia de relaciones modificadas de los elementos conductores entre sf El al menos un primer elemento conductor 1.5 emite un sensor que se recibe por al menos un segundo elemento conductor 1.3 a traves de la influencia capacitiva del primer elemento conductor 1.5, que emite asimismo la senal recibida fundamentalmente en el mismo potencial electrico que el primer elemento conductor 1.5.
De manera ideal para la realizacion de la invencion anteriormente descrita se ha acreditado el procedimiento HALIOS de acuerdo con el documento EP 706 648 B1 para la creacion del liston de seguridad que esta incluido en las Fig. 5 - 8. Sirve en este caso como ejemplo de realizacion de un sistema electronico de sensor 5.0 sensible para un liston de seguridad capacitivo.
Las Fig. 5 a 8 aclaran el modo de accion. Un reloj secuenciador 5.8 suministra una primera senal de reloj 5.13 a un primer regulador de amplitud 5.10 y una segunda senal de reloj 5.12 invertida a un segundo regulador de amplitud 5.9. La salida de baja impedancia del primer regulador de amplitud 5.10 esta conectada al primer elemento conductor 1.5. Este transmite debido a los efectos capacitivos la primera senal de reloj 5.13 al segundo elemento conductor 1.3. A traves de la resistencia de adicion 5.4 de alta impedancia la senal del segundo elemento conductor
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1.3 se da en la entrada del intensificador de tension alterna 5.5. La segunda senal de reloj 5.12 invertida con respecto a la primera senal de reloj 5.13 se da a traves del segundo regulador de amplitud 5.9 en la capacidad en serie de referencia 5.1 y a traves de una segunda resistencia de adicion 5.2 de alta impedancia en la entrada del intensificador de tension alterna 5.5. La capacidad en serie de referencia 5.1 debena aproximadamente la misma magnitud que la capacidad de los elementos conductores 1.5 y 1.3 uno respecto a otro. Una capacidad del primer elemento conductor 1.5 que aparece frente al entorno, p.ej. el chasis de un vehmulo puede compensarse mediante el condensador paralelo 5.3. Las resistencias de adicion 5.2 y 5.4 debenan presentar preferentemente los mismos valores.
En el caso de una regulacion de amplitud correspondiente las senales de reloj 5.12 y 5.13 anteriormente sumadas se compensan en la entrada del amplificador 5.5 preferentemente configurado como amplificador de tension alterna. Dado que el amplificador 5.5 en la entrada en el caso ideal tras el apagado mutuo de las senales de reloj unicamente ve ruido puede amplificarse mucho o realizarse como amplificador de limitacion altamente amplificado.
La senal de salida 5.14 del amplificador 5.5 se alimenta al demodulador sincronico 5.6. Las senales de salida del modulador sincronico 5.6 que pueden asociarse a las dos senales de reloj 5.12 y 5.13 se examinan en cuanto a diferencia de amplitud por el comparador de integracion 5.7. El comparador puede estar realizado como circuito de comparador de alta amplificacion. Cada una de las pequenas desviaciones de las tensiones de entrada 5.15 y 5.17 lleva a una desviacion correspondiente del valor de regulacion 5.16 del valor momentaneo. Los reguladores de amplitud 5.9 y 5.10 se accionan invertidos mediante niveles de inversion 5.11 unos contra otros con el valor de regulacion 5.16. Si la amplitud de salida de un regulador de amplitud asciende, entonces desciende de manera correspondiente en el otro. Por tanto la senal de entrada del intensificador de tension alterna 5.5 se mantiene continuamente en "cero", es decir, no se incluye ningun tipo de porcentaje de senal con sincroma de impulsos.
Si por ejemplo se acerca una mano al liston de seguridad, la capacidad del segundo elemento conductor 1.3 se modifica frente al entorno. Esta capacidad adicional coopera junto con la capacidad entre los elementos conductores
1.5 y 1.3 de manera similar a un divisor de tension capacitivo y la tension en el elemento 1.3 disminuye debidamente. Esta disminucion lleva en la entrada del amplificador 5.5 a un apagado incompleto de las senales de reloj 5.12 y 5.13. Tras la demodulacion sincronica en el demodulador sincronico 5.6 y evaluacion de la desviacion de las diferencias en los porcentajes de senal separados de las tensiones de entrada 5.15 y 5.17 esto lleva a una desviacion del valor de regulacion 5.16.
La Fig. 9 muestra el valor de regulacion 5.16 para el ejemplo de realizacion Fig. 5 sin una aproximacion de una mano. Si se realiza una aproximacion de una mano, el valor de regulacion 5.16 se modifica hacia un valor de regulacion 9.3 superior. La desviacion en el valor de regulacion 5.16 se aumenta o se disminuye frente a un valor anterior hasta que compensan de nuevo en la entrada del intensificador de tension alterna 5.5 la senal de reloj 5.13 y la senal de reloj 5.12 invertida.
En el ejemplo de realizacion el valor de regulacion aumenta con la aproximacion de una mano. Una logica de valoracion no representada en el dibujo puede efectuar entonces p.ej. mediante un valor umbral 9.2 una evaluacion del valor de regulacion 5.16. Si el valor umbral 9.2 se sobrepasa esto se aplica como “riesgo de aprisionamiento” y un movimiento mecanico puede detenerse o invertirse de manera correspondiente.
Con esta disposicion la aproximacion a o el apoyo de un objeto de accion capacitiva cualquiera puede detectarse en un liston de seguridad.
Por lo demas las resistencias de adicion 5.2 o 5.4 descritas en el ejemplo de realizacion tambien pueden sustituirse por condensadores o circuitos en serie de resistencia y condensador. De manera ventajosa las resistencias de adicion 5.2 y 5.4 de acuerdo con la Fig. 6 tambien pueden realizarse mediante transformadores de impedancia 6.3 o
6.4 con entrada de alta impedancia. Mediante el cableado activo la senal util no se carga en el segundo elemento conductor 1.3.
Una posibilidad para monitorizar en el liston de seguridad los danos mecanicos muestra el ejemplo de realizacion de la Fig. 7. El sistema electronico de valoracion de la monitorizacion de lmeas 7.4 facilita una tension que a traves de las resistencias 7.2 y 7.3 en la entrada de un circuito de evaluacion 7.5 lleva a tensiones correspondientes. En el extremo mecanico en el liston de seguridad se encuentra la resistencia de cierre 7.3. Una interrupcion del flujo de corriente a traves de un dano mecanico lleva a una modificacion de tension en la entrada der circuito de evaluacion 7.5. Lo mismo se aplica para una compresion mecanica del liston de seguridad de manera que los elementos electricamente conductores 1.5 y 1.3 se tocan. Ambos estados llevan a una informacion de salida correspondiente
7.6 de la monitorizacion de lmeas. Los condensadores 7.1 sirven unicamente como condensadores de bloqueo para el desacoplamiento de la tension continua.
La invencion descrita ofrece ademas otra ventaja:
En el caso de una proteccion antiaprisionamiento en el ejemplo con un cristal de vetuculo que se cierra automaticamente un cristal de poca accion capacitiva en comparacion con un dedo se dirige al liston de
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seguridad. El valor de regulacion 5.16 se modifica por ello poco de manera correspondiente. Es diferente cuando la proteccion antiaprisionamiento se instala p.ej. en una puerta de maletero metalica. El cierre de esta puerta de maletero lleva de manera natural particularmente en el caso de distancias pequenas de la puerta del maletero metalica hacia el primer elemento 1.3 conductor (Fig.1) a una modificacion de la capacidad intensa. La modificacion originada por ello del valor de regulacion 5.16 puede ser tan grande que la modificacion de valor adicional se ocultana por un dedo pequeno de nino que toca el liston de seguridad.
Para suprimir una modificacion de valor de regulacion al cerrar la puerta de maletero el liston de seguridad puede dividirse en al menos dos zonas que preferentemente debenan estar instaladas de manera simetrica respecto a la puerta del maletero que se cierra. Para ello la rama de referencia prevista en el ejemplo de realizacion de la Fig. 5, que se compone de capacidad en serie de referencia 5.1 y condensador paralelo 5.3, se sustituye por la segunda zona del liston de seguridad. Un cierre de la puerta del maletero repercute entonces en ambas zonas de la misma manera de manera que solo debe medirse la diferencia. En el ejemplo de realizacion esto significa en el caso de aprisionamiento una desviacion de valor de regulacion hacia valores mas altos o valores mas bajos. Sin un “dedo” los valores de capacidad de ambas zonas del liston de seguridad vanan al cerrar la puerta del maletero igual, de manera que el valor de regulacion 5.16 se modifica.
Una alternativa a esta solucion muestra la Fig. 3. Un liston de seguridad 3.2 adicional se instala en el elemento movil 3.1. Los elementos conductores 1.5 y 3.3 de emision estan unidos entre sf electricamente, al igual que los elementos de recepcion 1.3 y 3.5. Durante el cierre de la puerta del maletero se acercan los dos listones de seguridad. Una modificacion de la tension de senal en el elemento conductor 2.5 o 1.3 mediante una modificacion de capacidad ya no se realiza ahora por las razones anteriormente mencionadas. Unicamente debena evitarse una compresion mecanica en el liston de seguridad.
Una implicacion adicional de esta disposicion de circuitos se produce de acuerdo con la Fig. 4, cuando la puerta del maletero que se cierra, el elemento movil 3.1 esta provisto solo con un elemento 4.2 plano conductor delgado. Una superficie no conductora, p.ej. una tira adhesiva 4.1 afsla el elemento conductor plano 4.2 con respecto a la superficie de metal del elemento movil 3.1. El elemento conductor 4.2 y el primer elemento conductor 1.5 estan conectados electricamente mediante una lmea 8.1. Sin embargo el elemento conductor 4.2 tambien puede estar conectado a traves de un divisor de tension a la senal para el elemento conductor 1.5 para compensar debilitamientos de senal eventuales, p.ej. a traves de la resistencia de adicion 5.4 (Fig. 5). Una posibilidad adicional consiste tambien en colocar el elemento conductor 4.2 en el mismo potencial electrico que el segundo elemento conductor 1.3. Para ello la senal en el segundo elemento conductor 1.3 se reduce en alta impedancia y se coloca a traves de un transformador de impedancia en el elemento conductor 4.2. Sin embargo es determinante que durante el cierre de la puerta de maletero, es decir durante el acercamiento del elemento conductor 4.2 en el liston de seguridad 1.2 no tenga lugar una modificacion del valor de regulacion 5.16. Un dedo en la zona de aprisionamiento modifica la capacidad del elemento 1.3 con respecto al entorno y por lo tanto se detecta de manera segura.
La Fig. 14 muestra un diagrama de bloques en el que la conexion del liston de seguridad se realiza alternativamente mediante divisores de tension. El primer elemento conector 1.5 esta conectado para ello con el sistema electronico de sensor 5.0 a traves del divisor de tension formados de las resistencias 14.5, 14.6 en el lado de entrada, mientras que el segundo elemento conductor 1.3 en el lado de salida esta conectado a traves del divisor de tension formado por las resistencias 14.1, 14.2 con el sistema electronico de sensor y el lado de recepcion del sistema electronico de sensor 5.0. En el lado de referencia las resistencias 14.7, 14.8 configuran un divisor de tension que esta construido de manera analoga al divisor de tension formado por las resistencias 14.5, 14.6 y las resistencias 14.3, 14.4 configuran un divisor de tension que es analogo al divisor de tension que se forma por las resistencias 14.1 y 14.2. Una regulacion en el sentido de que en la entrada del amplificador de tension alterna 5.5 se presenta desde el circuito del liston de seguridad como tambien desde el tramo de referencia en la suma una senal nula se realiza mediante los reguladores de amplitud 5.9 y 5.10 y puede tambien realizarse a traves de la capacidad de regulacion 14.9.
La conexion se realiza en este caso en la direccion de emisor, es decir en la direccion hacia el primer elemento conductor 1.5 con baja impedancia de manera que las resistencias 14.5, 14.6 y de manera analoga a ello las resistencias 14.7, 14.8 tienen por ejemplo un valor de 100 Ohm. En el lado de la recepcion, es decir partiendo del segundo elemento conductor 1.3 la conexion se realiza con alta impedancia, de manera que las resistencias 14.1, 14.2 y analogamente en el lado de referencia las resistencias 14.3, 14.4 pueden presentar por ejemplo una resistencia de 100 KOhm.
Cuando aparecen gotas de agua sobre el liston de seguridad se configura una capacidad de las gotas de agua a masa, es decir hacia la superficie de soporte 1.1 y una capacidad en la direccion hacia el lado de recepcion. Al estar conectado el receptor con alta impedancia no puede percibirse un cortocircuito a masa. Al ser la capacidad hacia el receptor de alta impedancia las gotas de agua pueden descuidarse en este caso particularmente en la medicion porque el divisor de tension en ambos lados del liston de seguridad lleva a la misma tension. En el caso de un puente doble ideal con niveles de excitador identicos no se configura por tanto ninguna capacidad a consecuencia de las gotas de agua. La aproximacion de un objeto lleva sin embargo a una modificacion de la capacidad que puede detectarse.
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La disposicion descrita en este caso puede emplearse naturalmente tambien para puertas giratorias y correderas, as^ como todas las demas aplicaciones adicionales en el sector de proteccion antiaprisionamiento o deteccion precoz de personas en el que es importante la independencia de rodo o humedad
Lista de numeros de referencia
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
I. 7
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
4.1
4.2
5.0
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
5.12
5.13
5.14
5.15
5.16
5.17
6.3
6.4
7.1
7.2 7.3'
7.4
7.5
7.6.1
8.1
9.2
9.3 10.1
II. 1 12.1 12.2
12.3
14.1...14.8 14.9
superficie de soporte cuerpo de goma del liston de seguridad segundo elemento electricamente conductor capa adhesiva
primer elemento electricamente conductor cavidad
dedo que se aproxima
elemento movil, p.ej. puerta del maletero
liston de seguridad adicional
primer elemento conductor del segundo liston de seguridad adhesivo del liston de seguridad
segundo elemento conductor del segundo liston de seguridad tira adhesiva
elemento conductor plano sistema electronico de sensor capacidad de referencia resistencia de adicion condensador paralelo resistencia de adicion amplificador de tension alterna demodulador sincronico comparador de integracion reloj secuenciador segundo regulador de amplitud primer regulador de amplitud nivel de inversion segunda senal de reloj invertida primera senal de reloj amplificador previo-senal de salida
porcentaje de senal separada de una primera senal de reloj valor de regulacion
porcentaje de senal separada de una segunda senal de reloj
transformador de impedancia
transformador de impedancia
condensador de bloqueo
resistencia
resistencia de cierre
sistema electronico de valoracion de la monitorizacion de lmeas circuito de evaluacion
informacion de partida de la monitorizacion de lmeas lmea
valor umbral
valor de regulacion superior durante la aproximacion de una mano lmeas de campo del elemento emisor 1.5 gotas de agua
sistema electronico de sensor
lmeas de campo del elemento emisor 12.3
elemento emisor
resistencias de los divisores de tension condensador de regulacion
Claims (19)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Procedimiento para proteger objetos o partes del cuerpo (1.7) de un aprisionamiento entre al menos dos partes que pueden moverse una respecto a otra, de las cuales al menos una parte (1.1, 3.1) esta asociada a al menos un liston (1.2, 3.2) instalado sobre una superficie de soporte (1.1) que presenta al menos dos elementos conductores (1.3, 1.5) distanciados uno de otro, que se extienden en la direccion longitudinal del liston, que estan dispuestos ambos en el liston, asf como un sistema electronico de sensor (5.0) para generar una senal de salida de una capacidad que puede modificarse a consecuencia de influencias externas, en el que al menos un primer elemento conductor (1.5) emite una senal, que se recibe por al menos un segundo elemento conductor (1.3) mediante acoplamiento capacitivo con el primer elemento conductor (1.5), en el que el segundo elemento conductor (1.3) para transmitir una modificacion de capacidad al sistema electronico de sensor (5.0) a consecuencia de las influencias externas esta conectado con este, caracterizado por que el segundo elemento conductor (1.3) para transmitir una modificacion de capacidad al sistema electronico de sensor (5.0) a consecuencia de las influencias externas esta conectado con este a traves de una resistencia de alta impedancia, en el que el primer elemento conductor (1.5) esta dispuesto entre la superficie de soporte (1.1) y el segundo elemento conductor (1.3) y el segundo elemento conductor (1.3) emite igualmente la senal recibida esencialmente en el mismo potencial electrico que el primer elemento conductor (1.5).
- 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por la disposicion del segundo elemento (1.3) conductor, acoplado capacitivamente al primer elemento (1.5) conductor de accionamiento activo, que esta conectado con el circuito de evaluacion del sistema electronico de sensor, a una distancia mayor de la superficie de soporte (1.1) que el primer elemento conductor (1.5).
- 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que una relacion de los elementos conductores (1.3, 1.5) entre sf que puede modificarse mediante influencias externas, particularmente una relacion de las tensiones presentes en los elementos conductores, influye en la senal de salida generada.
- 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la aproximacion de un objeto modifica la capacidad del segundo elemento conductor (1.3) con respecto a un potencial de referencia.
- 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el primer elemento conductor (1.5) se acopla con baja impedancia al sistema electronico de sensor (5.0).
- 6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema electronico de sensor (5.0) registra una modificacion geometrica de los elementos conductores unos respecto a otros como senal de salida adicional para la proteccion antiaprisionamiento.
- 7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en cada una de las al menos dos partes que pueden moverse una respecto a la otra se dispone un liston (1.2, 3.2), en el que los listones estan conectados electricamente en paralelo unos respecto a otros, o por que en al menos una parte (3.1) de las al menos dos partes que pueden moverse una respecto a la otra esta dispuesto un elemento conductor preferentemente plano (4.2) aislado frente a la parte que esta conectada en paralelo al primer elemento conductor (15).
- 8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el control de reloj (5.8) alimenta al primer elemento conductor (1.5) la senal de reloj para la emision, que se recibe por el segundo elemento conductor (1.3), en el que influencias externas influyen en la senal recibida y forma con la senal de reloj invertida solapada una senal de entrada, y por que la senal de entrada se descompone de manera acompasada, de manera que en las entradas de un comparador (5.7) la senal descompuesta de manera acompasada se presenta para la formacion de un valor de comparacion como valor de regulacion (5.16), y por que en el trayecto de senal de la senal de reloj y/o de la senal de reloj invertida esta previsto al menos un regulador de amplitud (5.9, 5.10), que para la regulacion de los valores de amplitud de las senales de reloj emplea el valor de regulacion (5.16) de manera que las amplitudes de la senal de entrada descompuesta de manera acompasada unas respeto a otras son esencialmente de la misma magnitud, de manera que la senal de entrada no contiene ningun porcentaje de ciclo sincronico.
- 9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el primer elemento conductor en el lado de entrada y el segundo elemento conductor en el lado de salida se conecta a un divisor de tension.
- 10. Proteccion antiaprisionamiento para proteger objetos o partes del cuerpo (1.7) de un aprisionamiento entre al menos dos partes que pueden moverse una respecto a otra, de las cuales al menos una parte (1.1, 3.1) esta asociada al menos a un liston (1.2, 3.2) instalado en una superficie de soporte (1.1) que presenta al menos dos elementos conductores (1.3, 1.5) distanciados uno de otro, que se extienden en la direccion longitudinal del liston, que estan dispuestos ambos en el liston, asf como con un sistema electronico de sensor (5.0) para generar una senal de salida a consecuencia de influencias externas, en el que al menos un primer elemento conductor (1.5) esta510152025303540455055configurado como elemento emisor para emitir una senal, y al menos un segundo elemento conductor (1.3) mediante acoplamiento capacitivo con el primer elemento conductor (1.5) esta configurado como elemento receptor, en el que el segundo elemento conductor (1.3) para transmitir una modificacion de capacidad al sistema electronico de sensor (5.0) a consecuencia de las influencias externas esta conectado con este, caracterizada por que el segundo elemento conductor (1.3) para transmitir una modificacion de capacidad al sistema electronico de sensor (5.0) a consecuencia de las influencias externas esta conectado con este a traves de una resistencia de alta impedancia, en la que el primer elemento conductor (1.5) esta dispuesto entre la superficie de soporte (1.1) y el segundo elemento conductor (1.3) y por que mediante el sistema electronico de sensor (5.0) el segundo elemento conductor (1.3) se encuentra esencialmente en el mismo potencial electrico que el primer elemento conductor (1.5) y como elemento emisor emite igualmente la senal recibida.
- 11. Proteccion antiaprisionamiento de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizada por que el segundo elemento (1.3) conductor acoplado capacitivamente al primer elemento (1.5) conductor de accionamiento activo, que esta conectado con el circuito de evaluacion del sistema electronico de sensor esta mas alejado de la superficie de soporte (1.1) que el primer elemento conductor (1.5).
- 12. Proteccion antiaprisionamiento de acuerdo con la reivindicacion 10 u 11, caracterizada por que la senal de salida depende de una relacion de los elementos conductores (1.3, 1.5) entre sf que puede modificarse mediante influencias externas, particularmente una relacion de las tensiones presentes en los elementos conductores.
- 13. Proteccion antiaprisionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada por que el primer elemento conductor (1.5) esta acoplado con baja impedancia al sistema electronico de sensor (5.0).
- 14. Proteccion antiaprisionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizada por que el sistema electronico de sensor (5.0) esta configurado de manera que registra la modificacion geometrica de los elementos conductores unos respecto a otros como senal de salida adicional para la proteccion antiaprisionamiento.
- 15. Proteccion antiaprisionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizada por que en cada una de las al menos dos partes que pueden moverse una respecto a la otra esta dispuesto un liston (1.2, 3.2), en la que los listones estan conectados electricamente en paralelo unos respecto a otros, o por que en al menos una parte (3.1) de las al menos dos partes que pueden moverse una respecto a la otra esta dispuesto un elemento conductor preferentemente plano (4.2) aislado frente a la parte que esta conectada electricamente en paralelo al primer elemento conductor (1.5) con esencialmente la misma senal.
- 16. Proteccion antiaprisionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 15, caracterizada por que esta previsto un control de reloj (5.8) que conduce una senal de reloj al primer elemento conductor (1.5) y solapa una senal de reloj invertida como senal electrica con la senal recibida por el segundo elemento conductor (1.3).
- 17. Proteccion antiaprisionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 16, caracterizada por que el liston (1.2, 3.2) esta dividido al menos dos partes iguales dispuestas preferentemente de manera simetrica una respecto a otra, que se referencian mutuamente.
- 18. Proteccion antiaprisionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 17, caracterizada por que el control de reloj (5.8) esta integrado en el sistema electronico de sensor (5.0) de manera que al primer elemento conductor (1.5) se alimenta la senal de reloj para la emision que se recibe por el segundo elemento conductor (1.3), en la que influencias externas influyen en la senal recibida y forma con la senal de reloj invertida solapada una senal de entrada, y por que esta previsto un demodulador sincronico (5.6) para la asociacion de manera acompasada de la senal de entrada, de manera que en las entradas de un comparador (5.7) se presenta la senal descompuesta de manera acompasada para la formacion de un valor de comparacion como valor de regulacion (5.16), y por que en el trayecto de senal de la senal de reloj y/o de la senal de reloj invertida esta previsto al menos un regulador de amplitud (5.9, 5.10) que para la regulacion de los valores de amplitud de las senales de reloj emplea el valor de regulacion (5.16) de manera que las amplitudes de la senal de entrada descompuesta de manera acompasada unas respeto a otras son esencialmente de la misma magnitud, de manera que la senal de entrada no contiene ningun porcentaje de ciclo sincronico.
- 19. Proteccion antiaprisionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 18, caracterizada por que el primer elemento conductor en el lado de entrada y el segundo elemento conductor en el lado de salida esta conectado a un divisor de tension.
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