ITPD20070093A1 - Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione. - Google Patents

Description

“Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione”

TESTO DELLA DESCRIZIONE II presente brevetto riguarda le parti in movimento relative alla chiusure dei garage, quali i portoni di locali, quali i serramenti di ingressi, quali i cancelli e le sbarre, o con maggiore generalità tutti gli organi che durante la loro movimentazione possono entrare in contatto accidentalmente con persone o cose.

E' noto che per le parti in movimento sopra considerate quando sono movimentate con automatismi, le normative impongono che vengano adottati adeguati accorgimenti intesi a garantire la sicurezza per eventuali danni a persone o cose che possono trovarsi in prossimità di dette parti in movimento : tra le altre cose tali norme richiedono che in caso di urto della parte mobile della porta automatizzata con persone o cose, questo sia limitato in intensità e durata.

Sul mercato sono presenti 2 approcci per la limitazione delle forze: i sensori di contatto e il controllo dello sforzo.

In entrambi i casi si interviene secondo la logica prevista di limitazione del movimento, di arresto o di inversione del moto .

Non vengono presi in considerazione nella presente trattazione i rivelatori di presenza che impediscono l’ accesso all’ organo in movimento poiché non effettuano la protezione della parte in movimento ricavando il segnale di collisione dalla stessa parte mobile.

Mentre i sensori di contatto sono applicati generalmente sulle parti di più probabile contatto, e quando intervengono sono di immediata risposta, il controllo dello sforzo interviene attraverso la catena cinematica.

Entrambe le soluzioni sopra descritte presentano degli inconvenienti.

I problemi connessi ai sensori di contatto sono molteplici. Infatti i sensori di contatto non sono di facile applicazione, poiché non si riesce a coprire tutta la parte in movimento ipotizzando qualsiasi situazione di collisione.

Per una adeguata e completa copertura tramite i sensori di contatto i relativi costi renderebbero la protezione costosa per l'installazione e la manutenzione.

Inoltre essi intervengono secondo un angolo di impatto limitato .

Il controllo di forza (o controllo dello sforzo) presenta invece l' inconveniente del tempo di risposta poiché la misurazione dello sforzo viene effettuata attraverso l’ aumento dell’ assorbimento di corrente dei motori. Ciò ha un duplice svantaggio sia perché la misurazione è fatta a monte della catena cinematica sia perché la misura è indiretta rilevando la conseguenza dell’ urto e non lo stesso.

Altro inconveniente è la necessità di distinguere l’ aumento dello sforzo dovuto a fattori normali come ad esempio un aumento dell’ attrito dall’ urto vero e proprio.

Scopo del presente brevetto è quello di realizzare un dispositivo per il controllo della movimentazione della parte mobile di un serramento che garantisce in maniera valida la sicurezza limitando lo sforzo da esso esplicato contro eventuali ostacoli a persone o cose che potesse incontrare durante la movimentazione.

Ulteriore scopo del presente trovato è quello di poter regolare la velocità della movimentazione della parte mobile in quelle zone del percorso di movimentazione in cui sia necessario limitare la forza esplicata alla stregua della presenza di un ostacolo.

Ciò viene ottenuto utilizzando un dispositivo come esposto nella parte caratterizzante della rivendicazione 1.

Tale dispositivo noto anche tramite il nome commerciale di accelerometro elettronico può vantaggiosamente essere analogo a quello impiegato nel mercato per altri particolari applicazioni.

Per meglio evidenziare l'ottenimento degli scopi sopra esposti si ritiene opportuno considerare il caso concreto dell’ anta di un portone basculante movimentato da una delle automazioni esistenti nel mercato .

Analogamente può essere applicato il suddetto dispositivo per gli stessi scopi sopra esposti, e che meglio verranno chiariti nel proseguo della descrizione, anche su altri organi in movimento accomunati dalla necessità di richiedere un controllo del loro azionamento a seguito di collisione con persone o cose.

La lacuna principale nelle numerosissime varianti di automazioni è che tra i parametri considerati per la movimentazione dell’ anta non figura direttamente l’ anta, la quale compare come elemento passivo che entra in gioco solo quando viene interessata dagli urti od incontra un ostacolo durante la sua movimentazione. Uno degli inconvenienti che presentano le attuali automazioni esistenti nel mercato è dato dal fatto che non vengono riconosciute le posizioni assunte dall’ anta durante il percorso della sua movimentazione per cui il controllo di eventuali forze di opposizione che si presentassero alle estremità risulta deficitario ed inoltre per arrestare il portone una delle soluzioni più adottate é il ricorso ai fine corsa che interrompono la alimentazione della corrente ai motori che forniscono il moto .

Altro inconveniente presente nelle attuali automazioni esistenti nel mercato è dovuto alla difficoltà ad intervenire con rapidità a bloccare la movimentazione dell’ anta a seguito di un urto od al presentarsi di un ostacolo perché ciò deve provocare un aumento delle correnti di alimentazione che superi una soglia che non può essere troppo contenuta perché in contrapposizione con la normale funzionalità della movimentazione.

Un ulteriore inconveniente presente nelle attuali automazioni presenti nel mercato è dovuto al fatto che a seguito di mancanza di alimentazione devono essere effettuati uno o più movimenti a vuoto poco sicuri perché le posizioni assunte dall’ anta durante la sua movimentazione non sono riconosciute.

Ciò succede con maggior svantaggio anche nel caso di sgancio dei motori dalla parte mobile.

L'ovviare agli inconvenienti sopra considerati rientra negli scopi del presente trovato e per conseguire i suddetti scopi si utilizza come già esposto in precedenza un accelerometro elettronico.

Detto accelerometro elettronico fornisce segnali in continuo analogici o digitali in base alle giaciture angolari assunte dallo stesso elemento che incorpora la componentistica elettronica che lo caratterizza come accelerometro elettronico .

Il suddetto accelerometro può essere del tipo lineare più semplice, dove i segnali emessi (di tensione) sono riferiti a due assi cartesiani x ed y e le cui grandezze per ogni giacitura angolare sono equiparate ai valori relativi al seno ed al coseno trigonometrici.

Si rende solidale l'elemento con accelerometro alla anta scegliendo ad esempio che l'asse x risulti parallelo al piano dell’ anta e ad anta chiusa risulti disposto secondo la verticale.

Ad ogni posizione assunta lungo tutto il percorso della movimentazione rototraslatoria dell’ anta (che va dall'inizio della posizione dell’ anta tutta chiusa (verticale) alla posizione dell’ anta tutta aperta (orizzontale e viceversa) l'accelerometro elettronico assume una sua giacitura angolare (che nel caso considerato è la stessa di quella assunta dall’ anta) ed emette un segnale (di tensione) che trasdotto ed elaborato diventa assieme agli altri parametri della movimentazione parte integrante dello automatismo di controllo .

Le posizioni assunte dall’ anta durante la sua movimentazione, caratterizzate dalle sue giaciture angolari, (tenuto conto che l'accelerometro è reso solidale all’ anta) sono univocamente note perché correlate ai segnali emessi dallo accelerometro elettronico in funzione delle proprie giaciture angolari.

Pertanto la normale movimentazione dell’ anta viene regolata come velocità elaborando i segnali emessi dallo accelerometro ed alle estremità del percorso la movimentazione viene progressivamente ridotta così che in fase di chiusura l’ anta vada in battuta come in un morbido appoggio ed in fase di apertura l'assorbimento delle correnti che alimentano i motori viene regolato con uno spunto moderato .

Lo scopo principale del presente trovato si realizza per il fatto che a seguito di un urto dell’ anta con un ostacolo che l’ anta incontra durante la sua movimentazione l'accelerometro elettronico (solidale all’ anta) lo rileva in concomitanza come variazione di velocità ed emette una variazione di segnale che trasdotto ed opportunamente elaborato determina una rapida risposta con l'arresto della movimentazione e con la eventuale inversione del movimento prima che si sia instaurata una forza di opposizione superiore ad una prefissata soglia.

In particolare, ipotizzando un movimento angolare costante dell’ anta in movimento, la variazione sopra descritta corrisponde alla derivata della velocità di movimentazione dell’ anta: nell’ esempio tale derivata risulta proporzionale all’ aumento (od alla diminuzione) della variazione del seno dell’ angolo formato dalla giacitura dell’ anta con la parte fissa.

Analizzando opportunamente questo ultimo valore ed il suo andamento si può ragionevolmente riconoscere il tipo di urto, contro un oggetto indeformabile od un urto elastico ed eventualmente considerare la relativa risposta da intraprendere.

Vantaggiosamente il dispositivo può essere fissato con la sua giacitura non parallela a quella dell’ anta in modo da decidere di impostare secondo la necessità la zona di massima sensibilità che risulta essere nel caso preso in esame proporzionale al seno dell’ angolo di cui sopra.

Va qui precisato che l'intervento dell'accelerometro elettronico che controlla la forza di reazione dell’ anta durante la movimentazione contro un ostacolo od a seguito di un urto, può non essere limitato a quando detti eventi interessano l’ anta nel senso normale del piano, ma anche quando i suddetti eventi (urti ed ostacoli) interessano l’ anta nel senso trasversale.

Nella fattispecie il dispositivo è in grado di distinguere le sopra descritte direzionalità dell’ urto in modo da consentire di intraprendere appropriate azioni distinte.

Pertanto il segnale dell'accelerometro elettronico a seguito di un urto è utilizzato come segnale per la gestione del dispositivo di controllo inerente alle collisioni od urti in maniera conseguente alla componente di movimento rilevato considerandolo un tipo di urto perpendicolare o planare rispetto al serramento in movimento.

II dispositivo consente la verifica continuativa della presenza di eventuali imberlamenti dell’ anta.

Ciò può essere meglio implementato se l'accelerometro elettronico è posizionato su entrambe le estremità opposte del serramento in movimento ed i relativi segnali sono combinati per avere maggiori informazioni e/o precisione riguardo alla individuazione della collisione e/o imberlamenti dell’ anta.

Si precisa che possono essere installati più di un dispositivo con le caratteristiche sopra descritte ovvero dislocandoli in zone dell’ anta considerate più critiche ed in modo tale che il segnale sia sensibile agli urti anche in presenza ad esempio di ante con notevole inerzia.

Si fa presente ancora che quanto considerato per l’ anta di un basculante che nella sua movimentazione ruota traslando lungo le guide del telaio fisso, vale per battenti a sbarra che sono soggetti soltanto a rotazioni (sia nel senso verticale, sia nel senso orizzontale) o per qualsiasi altro organo la cui movimentazione sia riconducibile anche indirettamente ad una componente di rotazione.

Si fa presente infine che rientra nel brevetto ogni altra soluzione in cui al posto di un accelerometro elettronico si utilizzi un rivelatore delle sue giaciture angolari che emetta segnali con funzioni analoghe a quelle di un accelerometro elettronico quale può essere un giroscopio.

Naturalmente il segnale rilevato dell 'accelerometro elettronico a seguito di collisione del serramento vantaggiosamente può essere combinato e/o confrontato con almeno un altro segnale rilevato quale segnale di assorbimento di corrente, di vibrazione, di rumore, ecc . al fine di ottenere un controllo veloce, preciso, privo di falsi allarmi .

Quanto in precedenza descritto viene chiarito dall'esame delle Tavole dei disegni allegate.

La fig. 1 rappresenta schematicamente l’ anta di un basculante vista di profilo in posizione di chiuso con applicato un elemento caratterizzato dal contenere la strutturazione elettronica relativo ad un accelerometro in grado di emettere segnali in funzione della giacitura angolare in cui si trova. La fig . 2 schematizza idealmente l' elemento relativo aH'accelerometro elettronico reso solidale all’ anta evidenziando l'entità del segnale emesso riferito come proiezione della componente che risente della gravità g sull'asse di riferimento .

La fig. 3 è una rappresentazione corrispondente alla fig . 1 dove l’ anta del basculante si trova in una posizione intermedia tra la posizione di chiuso e di aperto e si trova a definire una giacitura angolata rispetto alla verticale (diversa dal valore di 0 gradi) che è la medesima giacitura angolata definita dallo elemento ad esso solidale contenente l'accelerometro elettronico.

La fig. 4 anche ora schematizza idealmente l'elemento relativo allo accelerometro elettronico reso solidale all’ anta evidenziando che la proiezione del componente che risente della gravità g sull'asse di riferimento è variata (in diminuzione) rispetto alla fig . 2.

La fig. 5 è una rappresentazione corrispondente alla fig . 1 dove l’ anta del basculante si è disposta pressoché in orizzontale in posizione di aperto e si trova a definire una giacitura angolata rispetto alla verticale (di circa 90 gradi) che è la medesima giacitura angolata definita dall'elemento ad essa solidale contente l'accelerometro elettronico .

La fig . 6 schematizza anche qui idealmente l'elemento relativo all'accelerometro elettronico reso solidale all’ anta evidenziando che la proiezione del componente che risente della gravità g sull'asse di riferimento è variata (verso lo 0) rispetto alla fig . 2.

Secondo la rappresentazione schematica esposta nei disegni si applica sull’ anta 1 di un portone basculante, che nella movimentazione rototrasla a mezzo dei suoi perni 2 lungo le guide scanalate del telaio fisso individuato schematicamente con la verticale del suo piano di giacitura) K-K, l'elemento A che incorpora l'accelerometro elettronico a due assi x ed y. Si è montato l'elemento 3 in modo che ad anta 1 chiusa l'asse x risulti parallelo alla giacitura dell’ anta con disposizione verticale.

L'entità dei segnali emessi dallo accelerometro elettronico relativi all'asse x è determinata in funzione della proiezione che la parte inerziale 4 (simbolicamente rappresentata con una porzione di asta a guisa di pendolo) rispetto alla gravità "g" effettua sulla x durante la variazione di giacitura angolare assunta dallo elemento 3. Essendo l'elemento 3 solidale all’ anta 1 , ogni segnale emesso dall'accelerometro elettronico in corrispondenza di ogni sua giacitura angolare individua in maniera assoluta la posizione assunta dall’ anta durante la sua movimentazione.

Nel caso delle rappresentazioni delle varie figure essendo le proiezioni della parte inerziale 4 sull'asse x corrispondente al coseno trigonometrico, il valore del segnale ad anta 1 chiusa (verticale) sarà pari ad 1 e ad anta aperta (orizzontale ) sarà pari a 0.

Dopo quanto in precedenza esposto si rileva l'enorme rilevanza della capacità inventiva del presente brevetto che rivoluziona la metodologia finora adottata riguardante la sicurezza, in quanto l'accelerometro elettronico reso solidale all'organo in movimento, quando il detto organo subisce un urto od incontra un ostacolo di una prefissata entità emette una variazione di segnale che trasdotto ed elaborato provvede con tempestività a bloccare la movimentazione e/o ad invertire il senso del movimento.

Non si esce dall’ ambito inventivo oggetto dell’ invenzione per ogni altra soluzione, anche migliorativa, che persona esperta del ramo potesse realizzare qualora rientri nell’ ambito del medesimo concetto.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione caratterizzato dal fatto che si utilizza un accelerometro elettronico (A, G) che emette segnali ad ogni urto o ad ogni ostacolo incontrato da un serramento (1) in movimento comprendente una componente di rotazione al quale serramento (1) detto accelerometro (A, G) risulta associato.
2. 2) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che si utilizza un accelerometro elettronico (A, G) che emette segnali ad ogni urto o ad ogni ostacolo incontrato da un serramento (1) che si muove in rettilineo il cui movimento viene correlato ad un movimento di rotazione.
3. 3) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione secondo la rivendicazione 1 o 2 caratterizzato dal fatto che detto serramento (1) in movimento è l’anta (1) di un portone.
4. 4) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l' accelerometro elettronico (A, G) è direttamente posizionato sul serramento (1) in movimento.
5. 5) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il segnale deH'accelerometro elettronico (A, G) è correlato ai valori delle correnti assorbite dai motori durante la movimentazione del serramento (1) in movimento.
6. 6) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il segnale deH'accelerometro elettronico (A, G) a seguito di un urto è utilizzato come segnale per la gestione del dispositivo di controllo inerente alle collisioni od agli urti.
7. 7) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il segnale deH'accelerometro elettronico (A, G) a seguito di un urto è utilizzato come segnale per la gestione del dispositivo di controllo inerente alle collisioni od urti in maniera conseguente alla componente di movimento rilevato considerandolo un tipo di urto perpendicolare o planare rispetto al serramento (1) in movimento.
8. 8) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che Γ accelerometro elettronico (A, G) viene posizionato con l’asse x non parallelo alla giacitura dell’anta in maniera che emetta il segnale di massimo valore in corrispondenza delle posizioni assunte dall’anta ove si voglia ottenere la massima sensibilità agli effetti dell’urto.
9. 9) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l' accelerometro elettronico (A, G) è un accelerometro elettronico con sensore inerziale gravimetrico (G), di tipo lineare ad almeno un asse (x, y) con emissioni di segnali analogici e/o digitali.
10. 10) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il segnale rilevato deH'accelerometro elettronico (A, G) a seguito di collisione del serramento (1) è combinato e/o confrontato con almeno un altro segnale rilevato quale segnale di assorbimento di corrente, di vibrazione, di rumore, ecc.
11. 11) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l' accelerometro elettronico (A, G) è sostituito da un rilevatore di urti o di collisioni che emette segnali di tipo analogico quale può essere un giroscopio.
12. 12) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l'accelerometro elettronico (A, G) è posizionato su entrambe le estremità opposte del serramento (1) in movimento ed i relativi segnali sono combinati per avere maggiori informazioni e/o precisione riguardo alla individuazione della collisione.
13. 13) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che i segnali forniti dal'accelerometro elettronico (A, G) relativo ai vari assi (x, y) sono correlati alla direzione relativa dell'urto rispetto al serramento (1) in movimento.
14. 14) Dispositivo per il controllo della sicurezza di un serramento durante la sua movimentazione secondo le rivendicazioni precedenti tutte, descritto e rappresentato a titolo di esempio secondo una soluzione preferenziale.