ITTO20130110A1 - Dispositivo di sicurezza a coste sensibili per serramenti motorizzati realizzato con una coppia di sensori di prossimita elettromagnetici - Google Patents

Description

Descrizione  a   corredo   di   una   domanda   di   Brevetto   per   invenzione   industriale avente  per   titolo:   DISPOSITIVO   DI   SICUREZZA   A   COSTE   SENSIBILI   PER SERRAMENTI  MOTORIZZATI   REALIZZATO   CON   UNA   COPPIA   DI   SENSORI   DI PROSSIMITA  ELETTROMAGNETICI;  

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La  presente   invenzione   ha   per   oggetto   un   dispositivo   di   sicurezza   a   basso   costo per  porte   di   ascensori,   cancelli   scorrevoli,   porte   scorrevoli,   porte   basculanti,   serrande, imposte e simili  azionati da un motore elettrico.

L'applicazione  delle   recenti   direttive   europee   in   materia   di   porte   e   cancelli automatici,  in   particolare   la   direttiva   macchine   e   la   sua   applicazione   la   norma   EN 132411,  fa   obbligo   al   produttore   di   una   porta   motorizzata   l'installazione   di   accessori aventi  lo   scopo   di   prevenire   o   ridurre   gli   effetti   di   urto   o   di   schiacciamento   di   persone, animali  o   cose   nel   raggio   di   manovra   della   porta.   La   norma   stessa   richiede   almeno   un dispositivo  a   fotocellule   da   montare   in   tutte   le   condizioni   di   installazione.   Nel   normale utilizzo  sono   previste   coppie   di   fotocellule   se   non   addirittura   vere   e   proprie   barriere   con piu  fotocellule   che   sono   installate   sui   lati   della   apertura   di   accesso   della   porta.   La sicurezza  del   sistema   nei   confronti   del   l’utente   o   il   pubblico   che   entra   nell'area   di manovra  della   porta,   non   è   comunque   sufficientemente   assicurata   dalle   sole   fotocellule. Infatti  la   loro   azione   copre   soltanto   la   parte   che   corrisponde   al   trasmettitore   con   il ricevitore  lasciando   le   zone   non   coperte   senza   protezione   e   può   diventare   assolutamente inutile  in   caso   di   avaria.   Per   questo   motivo   le   norme   europee   e   internazionali   prescrivono misure  supplementari.   Ad   esempio   si   prescrive   che   è   necessario   applicare,   in combinazione  con   un   dispositivo   per   rilevare   la   presenza   di   persone   o   oggetti   composti da  coppie   di   fotocellule,   un   sistema   sensibile   alla   pressione   esercitata   dall’   ostacolo   sul bordo  della   porta,   che   interviene   quando   il   bordo   è   già   in   contatto   con   l'ostacolo,   in   modo da ridurre gli effetti negativi sulla persona, bloccando o invertendo il movimento stesso.

Una  caratteristica   richiesta   è   quella   di   limitare   le   forze   istantanee   che   si sviluppano  durante   l'impatto   dell'anta   contro   l’ostacolo   e   che   in   breve   tempo   dopo l'impatto,  la   forza   che   agisce   ancora   su   di   esso   scenda   ad   un   valore   molto   basso, tipicamente  inferiore   a   25   N.   In   alternativa,   dispositivi   sensibili   alla   pressione   sono applicati  direttamente   ad   un   bordo   dell'anta   da   proteggere,   collegato   all'unità   di   controllo del  motore.   L'azione   meccanica   di   un   ostacolo   sulla   parte   deformabile   o   movibile   del profilo  ha   effetti   diversi:   la   soluzione   più   comune   apre   o   chiude   un   contatto   tramite   un microinterruttore  azionato   da   un   cavo   che   si   estende   lungo   il   profilo   o   si   attiva   un interruttore  di   pressione   inserito   in   un   profilo   di   gomma   a   tenuta   d'aria   o   si   interrompe   un fascio  di   luce   all'interno   di   una   camera   che   si   sviluppa   per   la   lunghezza   del   profilo   stesso o  si   ottiene   un   contatto   tra   due   strisce   elettricamente   conduttive   disposti   in   parallelo, posizionate all'interno di un  profilo di gomma.

Questi  dispositivi   hanno   un   tempo   di   risposta   abbastanza   breve   e   l'elemento sensibile  è   costituito   quasi   sempre   da   un   profilo   deformabile,   sufficiente   a   dissipare   parte dell'energia  cinetica   e   di   invertire   il   movimento   prima   che   le   forze   applicate   all’   ostacolo raggiungano  valori   eccessivi.   Molti   dei   prodotti   esistenti   sul   mercato   utilizzano   una diversa  logica   di   funzionamento   a   seconda   se   il   segnale   ricevuto   dal   dispositivo   di controllo  è   relativo   all'attivazione   della   fotocellula   o   al   verificarsi   di   un   impatto.   Questo impatto  è   essenzialmente   determinato   dal   fatto   che   i   dispositivi   per   la   protezione   contro l’urto  che   operano   in   base   alla   deformazione   di   un   profilo,   generalmente   in   gomma   o altro  materiale   simile,   non   sono   in   grado   di   assicurare,   a   causa   della   reazione   del materiale  alla   deformazione,   che   le   prescrizioni   delle   norme   vigenti   riguardanti   la   forza residua  dopo   il   contatto   siano   rispettate   e   pertanto   richiedono   una   inversione   del movimento dell’anta, in modo da annullare detta forza residua.

Nel  caso   specifico   delle   porte   per   ascensore   non   è   generalmente   prevista   la costa  sensibile   e   quindi   la   sicurezza   all’atto   della   chiusura   è   affidata   esclusivamente   alle coppie  di   fotocellule   ed   alla   forza   esercitata   dall’anta   sull’ostacolo   che   a   lungo   andare determina,  per   il   ripetersi   della   pressione   dell’anta   sull’ostacolo   stesso,   un   frequente disallineamento delle porte scorrevoli con conseguente elevati costi di manutenzione.

Oltre  ai   vari   sistemi   appartenenti   all’arte   nota   che   utilizzano   artifici   di   carattere puramente  meccanico   con   coste   deformabili   al   contatto   come   quelli   finora   citati   esiste   un certo  numero   di   sistemi   senza   contatto   per   rilevare   in   particolare   la   presenza   di   una persona  nello   spazio   dove   il   serramento   si   chiude.   Ad   esempio   il   brevetto   USA   N.

3.370.677  rivendica   un   apparato   a   coste   sensibili   senza   contatto   che   sfrutta   in   modo molto  complesso   le   variazioni   capacitive   di   due   conduttori   elettrici,   opportunamente schermati,  disposti   sui   bordi   di   chiusura   dell’anta   motorizzata.   Tale   sistema   è   comunque molto  complicato   nella   sua   realizzazione   che   oltretutto   prevede   una   riduzione   della sensibilità  via   via   che   le   due   ante   tendono   ad   avvicinarsi   l’una   all’altra   per   evitare   che   si vedano  tra   di   loro.   I   brevetti   inglesi   711,515,   856,085   e   1,108,884   descrivono   sistemi   di questo  genere   come   pure   i   brevetti   EP   0070286   B1   e   US4208695   ma   tutti   quanti sfruttano  un   sistema   di   rilevamento   di   prossimità   piuttosto   sofisticato   e   di   non   facile realizzazione.

Lo  scopo   del   presente   trovato   è   quello   di   realizzare   una   costa   sensibile   molto economica,  di   facile   realizzazione   e   funzionante   senza   contatto   con   l’ostacolo,   da applicare  ad   un   qualsiasi   serramento   meccanizzato   comandato   da   motore   tale   da   far intervenire  l’arresto   o   l’inversione   di   detto   motore   di   comando   senza   un   contatto   fisico dell’anta  sull’ostacolo   in   fase   di   chiusura   e   tale   da   permettere   la   completa   chiusura   del serramento  senza   che   le   due   coste   sensibili   si   rivelino   tra   di   loro   all’atto   del   massimo avvicinamento  e   conseguente   chiusura   e,   nello   stesso   tempo,   tale   da   soddisfare   i requisiti  standard   eliminando   gli   inconvenienti   delle   soluzioni   sopra   elencate   aumentando l’affidabilità, la sicurezza ed il confort per l’utente e riducendo  il costo di realizzazione. Verrà  qui   di   seguito   descritta   la   realizzazione   pratica   e   preferita   del   trovato   in   oggetto, fornito  a   titolo   esemplificativo   e   pertanto   non   limitativo,   facendo   riferimento   alle   allegate tavole di disegno nelle quali:

la  figura   1   è   la   rappresentazione   a   blocchi   del   sistema   oggetto   della   presente invenzione.

la  figura   2   è   la   rappresentazione   schematica   del   circuito   elettrico   funzionale costituito  da   un   oscillatore   libero   a   radio   frequenza   U2,   un   microprocessore   U1,   una coppia di antenne A1 e A2 ed un uscita segnale OUT per il controllo del motore.

La  figura   3   rappresenta   una   vista   generale   di   un   cancello   scorrevole   ad   una   sola anta  con   un   esempio   di   applicazione   della   coppia   di   sensori   elettromagnetici   secondo   il presente trovato.

la  figura   4   rappresenta   una   vista   generale   di   una   porta   automatizzata   a   due   ante con  un   esempio   di   applicazione   della   coppia   di   sensori   elettromagnetici   secondo   il presente trovato.

la  figura   5   rappresenta   una   vista   generale   di   una   saracinesca   automatizzata   con un  esempio   di   applicazione   della   coppia   di   sensori   elettromagnetici   secondo   il   presente trovato.

la  figura   6   rappresenta   una   vista   dall’alto   dei   due   bordi   di   una   porta   scorrevole   su cui è stata applicata la coppia di sensori elettromagnetici secondo il presente trovato. la  figura   7   rappresenta   una   vista   generale   complessiva   delle   parti   costituenti   il presente trovato.

Facendo  riferimento   alle   allegate   figure   il   sistema   oggetto   del   presente   trovato   è caratterizzato  dal   fatto   di   comprendere   nella   sua   realizzazione   pratica   e   preferita   fornita a titolo esemplificativo e pertanto non limitativo:

1. Una  centralina   elettronica   ECU   (Fig.   7)   costituita   da   un   unico   oscillatore   libero   a radiofrequenza  OX   (Fig.   1)   e   un   microprocessore   CPU   (Fig.   1)   atto   a   decodificare   le variazioni di frequenza che derivano dall’avvicinamento dell’ostacolo.

2. Una  coppia   di   cavi   schermati   C1   E   C2   (Fig.   7)   in   grado   di   trasferire   la radiofrequenza,  generata   da   detto   unico   oscillatore,   a   due   conduttori   separati   A1   e   A2 (Fig.  7)   caratterizzati   dal   fatto   che   detti   conduttori   applicati   ai   bordi   di   chiusura   del serramento  (   parte   fissa   e   parte   mobile   oppure   entrambe   parti   mobili)   fungono   da antenne  generanti   un   campo   elettromagnetico   locale   diventando   così   due   singoli   sensori di prossimità.

3. Due  sopporti   isolanti   P1   e   P2   (Fig.   7)   costituiti   da   gomma,   plastica   o   simili   atti   a contenere  detti   conduttori   A1   e   A2   (antenne)   (Fig.   7)   per   tutta   la   loro   lunghezza   in   modo tale  da   isolarli   elettricamente   dal   materiale   in   metallo   di   cui   è   generalmente   costituito   il serramento.

4. Due  semplici   conduttori   elettrici   A1   e   A2   (Fig.   7)   in   funzione   di   antenne   radianti,   in contemporanea,  la   radiofrequenza   generata   dall’oscillatore   libero   OX   (Fig.1)   che, applicati  sui   bordi   del   serramento   da   rendere   sensibili,   possono   avere   diverse   a   svariate dimensioni  di   larghezza   e   spessore   da   meno   di   un   millimetro   a   qualche   centimetro   a seconda dell’esigenza.

5. Due  semplici   conduttori   elettrici   come   dal   punto   precedente   che   grazie   all’ oscillatore  libero   a   radiofrequenza   OX   (Fig.   1)   generano   due   singoli   campi elettromagnetici  F1   e   F2   (Fig.   6)   aventi   le   stesse   caratteristiche   di   frequenza   e   fase   con valori  che   verranno   contemporaneamente   modificati   dall’avvicinarsi   di   un   ostacolo durante la chiusura del serramento.

6. Due  semplici   conduttori   come   dai   punti   precedenti   che,   applicati   lungo   tutto   il bordo  delle   ante   del   serramento   e   della   eventuale   controparte   fissa,   diventano   entrambi sensori  di   prossimità   in   grado   di   segnalare   la   presenza   di   un   ostacolo   durante   il movimento  di   chiusura   del   serramento   stesso   modificando   le   caratteristiche   di   frequenza e fase dell’oscillatore libero OX a cui sono collegate (Fig.1).

7. Due  semplici   conduttori   elettrici   come   dai   punti   precedenti   che   fungono   da antenne  radianti   e   che,   collegati   contemporaneamente   ad   un   unico   oscillatore   libero   a radiofrequenza  OX   (Fig.1),   grazie   ad   un   particolare   fenomeno   fisico   riguardante   i   campi   a radiofrequenza,  quando   abbastanza   vicini   tra   di   loro   e   in   reciproco   avvicinamento,   si interferiscono  l’un   l’altro   mascherando   ed   annullando   la   capacità   di   rivelazione   dei   bordi del  serramento   su   cui   sono   applicate   pur   senza   perdere   la   loro   capacità   di   rivelare   un ostacolo  estraneo   e   permettendo   quindi   di   ottenere   la   completa   chiusura   del   serramento in assenza di ostacoli.

Naturalmente  il   summenzionato   sistema   potrà   essere   anche   utilizzato   quale dispositivo  di   sicurezza   laddove   la   chiusura   o   l’avvicinamento   di   due   parti   rigide meccanizzate possano creare danno a persone o cose.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un  rivelatore   di   prossimità   a   coste   sensibili   per   serramenti   motorizzati caratterizzato  dal   fatto   di   comprendere   una   coppia   di   semplici   conduttori   elettrici applicati  sui   bordi   di   chiusura   di   un   qualsiasi   serramento   meccanizzato,   comandato   ad esempio  da   motore   elettrico,   tale   da   far   intervenire   l’arresto   o   l’nversione   del   motore   di comando  senza   un   contatto   fisico   della   parte   in   movimento   sull’ostacolo   in   fase   di chiusura  e   tale   da   permettere   la   completa   chiusura   del   serramento   senza   che   le   due coste  sensibili   si   rivelino   tra   di   loro   durante   il   reciproco   avvicinamento;   un   unico oscillatore  libero   a   radiofrequenza   collegato   a   detti   conduttori   elettrici   che   costituiscono le  antenne   radianti   di   un   campo   elettromagnetico   generato   da   detto   oscillatore;   un microprocessore  CPU   in   grado   di   decodificare   la   variazione   di   fase   e   di   frequenza   di detto  oscillatore   all’avvicinarsi   dell’ostacolo   a   dette   antenne   e   comandare   il   controllo   del motore del serramento per arrestarne od invertirne il movimento.
2. 2. Rivelatore  di   prossimità   secondo   la   rivendicazione   1   caratterizzato   dal   fatto   di essere  costituito   da   due   semplici   conduttori   elettrici   A1   e   A2   in   funzioni   di   antenne disposti  sui   bordi   di   chiusura   del   serramento   le   quali,   essendo   collegate   allo   stesso generatore  di   radiofrequenza,   irradiano   un   campo   elettromagnetico   di   uguale   frequenza e  fase   in   grado   di   essere   perturbato   dalla   prossimità   di   un   ostacolo   durante   il   movimento di chiusura del serramento.
3. 3. Rivelatore  di   prossimità   secondo   la   rivendicazione   1   e   2   caratterizzato   dal   fatto che  detto   campo   elettromagnetico,   quando   perturbato   dall’avvicinamento   dell’ostacolo, induce  una   diminuzione   di   frequenza   su   detto   oscillatore   OX   il   quale   invierà,   attraverso   il microprocessore  CPU,   un   segnale   tale   da   arrestare   o   invertire   la   chiusura   del serramento.
4. 4. Rivelatore  di   prossimità   secondo   la   rivendicazione   da   1   a   3   caratterizzato   dal   fatto che,  in   assenza   di   ostacoli,   l’avvicinarsi   tra   di   loro   delle   due   antenne   A1   e   A2   non   fa diminuire  la   frequenza   dell’oscillatore   ma,   grazie   ad   un   particolare   fenomeno   che riguarda  i   campi   elettromagnetici,   ne   fa   aumentare   la   frequenza   mascherando   quindi l’avvicinarsi  reciproco   dei   due   rivelatori   di   prossimità   applicati   sui   bordi   di   chiusura   del serramento e permettendone la completa chiusura.
5. 5. Rivelatore  di   prossimità   secondo   la   rivendicazione   da   1a   4   caratterizzato   dal   fatto che  nella   sua   realizzazione   pratica   e   preferita   viene   utilizzata   una   frequenza dell’oscillatore  OX   intorno   ai   100   KHz.   Detta   frequenza   tenderà   a   discendere   quando l’ostacolo  andrà   avvicinandosi   a   una   o   entrambe   le   coste   sensibili   generando,   attraverso l’unità  di   controllo   ECU,   il   comando   di   arresto   o   inversione   ma   tenderà   ad   aumentare quando  le   due   coste   sensibili   si   avvicinano   tra   di   loro   senza   ostacoli   interposti   non facendo  quindi   intervenire   l’unità   di   controllo   e   permettendo   la   completa   chiusura   del serramento.
6. 6. Rivelatore  di   prossimità   secondo   la   rivendicazione   da   1   a   5   caratterizzato   dal   fatto che  nella   sua   realizzazione   pratica   e   preferita   vengono   impiegati   due   cavi   schermati   tipo Rg174  o   RG58   per   trasferire   il   segnale   di   radiofrequenza   dell’oscillatore   alle   due   antenne A1 e A2.
7. 7. Rivelatore  di   prossimità   secondo   una   qualsiasi   delle   rivendicazioni   precedenti caratterizzato  dal   fatto   che   tutta   la   componentistica   del   sistema   oggetto   della   presente invenzione  è   di   basso   costo   e   di   facile   applicazione   anche   su   impianti   di   chiusura meccanizzata di serramenti già esistenti e funzionanti.