ITUB20156244A1 - Un dispositivo di sicurezza contro lo schiacciamento e cesoiamento nelle porte scorrevoli a bordo dei rotabili ferroviari - Google Patents

Description

UN DISPOSITIVO DI SICUREZZA CONTRO LO SCHIACCIAMENTO E CESOIAMENTO NELLE PORTE SCORREVOLI A BORDO DEI ROTABILI

FERROVIARI

Ambito dell'invenzione

Il campo tecnico della presente invenzione è relativo ai dispositivi di apertura e chiusura delle porte scorrevoli montante nei veicoli di trasporto terrestri quali treni, metropolitane, autobus ecc.

In particolare 1'invenzione si riferisce ad un innovativo dispositivo di sicurezza particolarmente efficace e che riduce notevolmente il rischio di schiacciamento o cesoiamento di un arto durante l'apertura/chiusura della porta scorrevole.

Brevi cenni alla tecnica nota

Sono oramai note da tempo le porte scorrevoli automatiche, ad esempio quelle montate su vagoni ferroviari.

Tali porte sono poste all'inizio e alla fine di una carrozza e consentono appunto il passaggio da una carrozza ad un'altra. Esse sono scorrevoli e sono generalmente a scomparsa nel senso che è previsto un telaio di contenimento rispetto a cui scorrono ed entro cui si ritraggono al momento della apertura. Il comando che aziona tali porte è di tipo elettropneumatico e la porta è scorrevole in quanto connessa ad un corsoio scorrevole su di un binario. Un attuatone aziona il corsoio in un verso o nel verso opposto e dunque causando il moto della porta nel verso di apertura (in cui si ritira a scomparsa entro il telaio) oppure nel verso di chiusura (in cui fuoriesce dal telaio).

In accordo a tale soluzione si sono purtroppo riscontrati casi di incidente in cui un utente ha una mano poggiata sulla porta nel momento in cui questa viene azionata. In tal caso vi è il rischio per cui la mano può essere trascinata inaspettatamente entro il vano del telaio per cui creando un effetto di schiacciamento e/o un effetto di taglio a cesoia.

I danni fisici provocati possono essere molto gravi anche perché la forza di movimentazione di tali porte è abbastanza elevata. Il rischio si è dimostrato essere ancor più grave ed elevato in presenza di bambini i quali spesso, in modo involontario, appoggiano la mano alla porta mentre magari un adulto aziona l'apertura. E' ovvio che i danni arrecabili ad un arto di un bambino sono persino più gravi di quelli riscontrabili in un adulto in quanto le dimensioni dell'arto di un bambino sono tali da poter rientrare maggiormente all'interno del vano e, oltretutto, tale arto ha certamente una muscolatura molto meno resistente di quella di un adulto.

Allo stato attuale esistono dei sistemi di sicurezza che però non si sono rilevati del tutto efficaci. Si tratta dei così detti bordi sensibili di tipo pneumatico i quali agiscono in modo indiretto attraverso un pressostato differenziale che legge le pressioni di uscita e di ingresso del cilindro motore. Una variazione di tale pressione è indicativa di un possibile ostacolo all'apertura/chiusura, ad esempio rappresentato da un arto bloccato, e dunque in tale condizione il sistema conduce ad un arresto della porta. Tuttavia, in accordo a tale soluzione, non si ha una prevenzione dell'evento accidentale ma, semplicemente, si cerca di limitarne i danni fisici arrestando la porta quanto prima possibile una volta che l'arto si è bloccato. Tuttavia, una volta che l'arto è stato risucchiato dall'avanzamento della porta scorrevole, in ogni caso si creano dei danni fisici che possono comunque essere molto seri nel caso di bambini.

Sintesi dell'invenzione

È quindi scopo della presente invenzione fornire un dispositivo di sicurezza per porte scorrevoli che risolva i suddetti inconvenienti tecnici.

In particolare è scopo della presente invenzione fornire un dispositivo di sicurezza che sia in grado di prevenire uno schiacciamento e/o cesoiamento di un arto a causa della movimentazione della porta scorrevole, per cui eliminando del tutto i rischi di danni fisici.

Questi e altri scopi sono dunque ottenuti con il presente dispositivo di arresto (10) per bloccare lo scorrimento di una porta scorrevole (100), in accordo alla rivendicazione 1.

Tale dispositivo comprendente almeno un sensore di prossimità (10'').

In questo modo sono risolti tutti i suddetti inconvenienti tecnici.

In particolare l'utilizzo adesso di un sensore di prossimità, opportunamente posizionato, consente di rilevare in anticipo la presenza di un eventuale arto, o una mano, di un utente.

Quando dunque la porta viene azionata, se la mano o 1'arto viene accidentalmente trascinato questo, ben prima di rimanere bloccato, entra nel raggio di azione del sensore che ne rileva la presenza e comanda il blocco dello scorrimento della porta.

E' dunque sufficiente sistemare il sensore in una posizione idonea tale per cui quando capta un segnale di presenza estranea, tale presenza estranea che entra nel suo raggio di azione non è ancora giunto tra vano e porta.

In particolare il sensore, che capta la presenza di un ostacolo entro il suo raggio di azione, riesce a generare un segnale indicativo di tale variazione, segnale che viene interpretato da una apposita logica di controllo come un comando di arresto. La logica di controllo blocca dunque la movimentazione della porta prima che l'arto risulti effettivamente bloccato e fisicamente danneggiato, come invece accade in arte nota.

Ulteriori vantaggi sono desumibili dalle rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e i vantaggi del presente dispositivo, secondo l'invenzione, risulteranno più chiaramente con la descrizione che segue di alcune forme realizzat ive, fatte a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui: - La figura 1 mostra uno schema a blocchi che descrive i componenti essenziali del presente dispositivo di sicurezza;

- La figura 2 mostra una vista frontale della porta scorrevole con relativo telaio che delimita il vano entro cui si inserisce e il meccanismo che comanda la movimentazione della porta;

- La figura 3 mostra sempre in vista un dettaglio ingrandito relativo al meccanismo che movimenta la porta; - La figura 4 e la figura 5 mostrano una sezione in vista laterale della porta scorrevole con relativo vano entro cui la porta va ad inserirsi e possibili predisposizioni del sensore;

- La successione delle figure dalla 6 alla 8 mostrano il funzionamento della presente invenzione.

Descrizione di alcune forme realizzative preferite In accordo all'invenzione la figura 1 mostra dunque uno schema a blocchi che descrive nel suo complesso un dispositivo di arresto atto a verificare l'eventuale presenza di un ostacolo durante il moto della porta scorrevole. Nel caso tale dispositivo di arresto dovesse rilevare la presenza di un ostacolo, esso comanda il blocco del moto della porta scorrevole.

Tale dispositivo di arresto comprende i seguenti componenti:

- Un sensore di prossimità (10'');

- Un dispositivo di rilevazione di variazione di carica;

- Un micro-controllo (pC).

Altri componenti verranno descritti ulteriormente. Il sensore di prossimità è un sensore di per se già noto nello stato della tecnica. Ne esistono di varie tipologie. Ad esempio sono noti sensori di prossimità induttivi, capacitivi, magnetici o a ultrasuoni.

Tali sensori sono in grado di rilevare la presenza di oggetti nelle vicinanze senza contatto fisico con essi, nel momento in cui l'oggetto in questione è all'interno della loro portata vedente (detta anche portata nominale).

Nel caso specifico della presente invenzione è preferito l'uso di un sensore di prossimità di tipo capacitivo il quale genera un campo elettrico e si comporta come un'armatura di un condensatore. Nel momento in cui un qualsiasi elemento atto a modificare il campo (ad esempio un corpo conduttore o capacitivo, ad esempio la mano di un utente) entra nel raggio di azione del sensore, esso di fatto va a formare una seconda armatura del condensatore variando la carica del sensore di prossimità e modificando il campo elettrico. La misura di tale variazione di carica è indicativa della presenza dell'oggetto all'interno della portata nominale (raggio di azione) del sensore. Il dispositivo di rilevazione di carica sente e misura la variazione di carica.

L'uso di un sensore di prossimità di tipo capacitivo è preferito in quanto più economico e di più facile installazione per gli scopi prefissati nella presente invenzione.

Utilizzando dunque un sensore di prossimità di tipo capacitivo, è allora necessario accoppiare ad esso un dispositivo in grado di rilevare tale eventuale variazione di carica (di per se ben noto nello stato della tecnica).

In tal senso, dunque, lo schema a blocchi di figura 1 mostra il sensore posto in comunicazione con tale dispositivo rilevatore della variazione di carica.

Esso misura la variazione di carica del sensore nel momento in cui un oggetto conduttore entra nel raggio di azione del sensore.

Tale informazione (in forma ovviamente di segnale elettrico) viene dunque inviata al Micro-controllo (pC) il quale comanda una azione consequenziale la quale può ad esempio essere il blocco dell'alimentazione della porta scorrevole o altri comandi volti comunque a disattivare il funzionamento della porta scorrevole.

A tal scopo, dunque, lo schema a blocchi mostra come il micro-controllore, attraverso dei driver appositi, si collega ad una interfaccia I/O o ad una alimentazione generale.

Sia il microcontrollore che il dispositivo rilevatore viene poi alimentato elettricamente. A tal scopo lo schema a blocchi mostra con (V-input) l'alimentazione proveniente dalla carrozza del vagone ove montato tale dispositivo. Ovviamente tale alimentazione deve essere filtrata e stabilizzata e, a tal scopo, è dunque previsto un filtro EMI e uno stabilizzatore.

Ovviamente sebbene l'uso di un sensore capacitivo sia preferito, nulla vieterebbe l'uso di altri tipi di sensori di prossimità tra quelli citati come noti. In tal senso il diagramma di figura 1 resterebbe identico eccetto per il fatto che, a seconda della tipologia di sensore di prossimità utilizzato, cambia il dispositivo ad esso accoppiato che è in grado di rilevare quanto percepito dal sensore di prossimità per poi inviare tale segnale al Microcontrollore .

Inoltre, sia nel caso di sensore di prossimità di tipo capacitivo e anche nel caso di altre tipologie di sensori, sono comunque utilizzabili una pluralità di sensori di prossimità e relative pluralità di dispositivi rilevatori ad essi accoppiati, ad esempio in forma di array o matrice di sensori con appositi canali di trasmissione per ogni sensore.

La figura 2 schematizza una porta scorrevole su cui è posto tale dispositivo di rilevazione.

La figura mostra dunque, in modo non limitativo, una porta 100 la quale è scorrevole in accordo al doppio verso di freccia rispetto ad un telaio fisso 150 che forma il suo vano di scomparsa.

La figura 2 mostra poi, in modo non limitativo, un possibile posizionamento del dispositivo 10 predisposto preferibilmente sul telaio fisso, ovviamente in alto.

Esso è dunque composto dalla scatola 10' di contenimento dell'elettronica o logica di funzionamento (dunque il dispositivo rilevatore di variazione di carica, Microcontrollore, ecc,,) la quale scatola è separata dal sensore vero e proprio. Il sensore 10'' ha forma di una striscia avente una o una pluralità di piste conduttive. La striscia, come si evidenzia da figura 2 è posta verticalmente sul telaio fisso in prossimità della scatola, per cui dalla scatola si dirige verso il basso parallelamente al bordo telaio.

Il posizionamento del sensore di prossimità e degli altri componenti di figura 1, in particolare del dispositivo rilevatore (dunque della scatola 10'), possono comunque adattarsi in funzione delle specifiche esigenze e dunque in funzione degli ingombri ed anche in modo tale che il campo elettrico generato risulti il più ottimale possibile, come anche la ricezione di una qualsiasi sua modifica a causa di un corpo estraneo.

L'esperto del ramo potrà dunque apprezzare come possibili posizionamenti diversi potrebbero essere realizzati senza comunque uscire fuori dall'ambito protettivo della presente invenzione.

Ciò premesso, e tornando alla figura 2, il vantaggio di predisporre il sensore di prossimità e gli altri componenti su una parte fissa, ad esempio il telaio fisso, è che, innanzitutto, i cablaggi sono molto più semplici proprio perché fisicamente il tutto è predisposto su una struttura fissa e non mobile. In aggiunta un ulteriore vantaggio consiste nel fatto che il campo elettrico che viene emesso dal sensore di prossimità 10'' risulta più stabile, proprio perché è di per se fisso. Se infatti viene posto sulla porta scorrevole, tale campo si altererebbe durante il moto e potrebbe comunque intercettare parti della struttura fissa per cui alterandosi e dando un segnale falso di presenza di un ostacolo. In tal caso vi sarebbe il rischio di continuo falsi allarmi e blocchi involontari.

Giusto per completezza la figura 3 descrive il sistema di movimentazione della porta scorrevole, di per se ben noto e non oggetto della specifica invenzione.

In particolare viene mostrato un binario di scorrimento fisso 20 su cui è montato scorrevolmente un corsoio 30. Il corsoio è collegato da una parte alla porta scorrevole 100 e, dalla parte opposta, ad un sistema di trascinamento 200. Essendo tale sistema di movimentazione della porta scorrevole di per se arte nota, e non oggetto della specifica invenzione, non verrà qui ulteriormente dettagliato.

Come mostrato schematicamente in figura 8, la rilevazione di un ostacolo che porta a modificare il campo elettrico generato dal sensore 10 (dunque la sua carica elettrica), causa un segnale che può ad esempio comandare la immediata chiusura dell'alimentazione responsabile della movimentazione del corsoio 30, per cui bloccando di fatto nell'immediato l'avanzamento della porta.

La figura 4 mostra una sezione della porta 100 scorrevole entro il suo vano 150, Nella configurazione di figura 4 il dispositivo 10 è stato ad esempio posto all'interno del vano. Se gli ingombri lo consentono, il vantaggio di tale soluzione è che esso risulta occultato e dunque più difficilmente manomissibile da persone non autorizzate.

Nella configurazione di figura 5 il dispositivo 10 è posto all'esterno del vano e questo ha certamente il vantaggio di consentire una più facile installazione e dunque anche una migliore orientazione dello stesso per ottimizzare il campo elettrico. Di contro, però, essendo visibile è più facilmente danneggiabile da personale non autorizzato.

In ogni caso sensore e scatola possono liberamente essere posizionati nelle posizioni ritenute più idonee al caso.

La successione delle figure dalla 6 alla 8 mostrano schematicamente un principio di funzionamento della presente invenzione.

La figura 6 mostra dunque la porta nella condizione normalmente chiusa e dunque estesa al di fuori del suo vano. Il sensore di prossimità genera un campo elettrico indicato in figura in modo schematico attraverso le linee tratteggiate. E' ovvio che la conformazione del campo elettrico cambia in funzione del posizionamento del sensore, in funzione anche delle dimensioni e tipologia di sensore e dunque la schematizzazione di figura 1 è puramente indicativa e non limitativa.

Ciò premesso la figura successiva 7 indica la mano di un soggetto la quale è accidentalmente appoggiata alla porta scorrevole durante la sua attivazione.

In tal maniera, come mostrato in figura 8, la mano può involontariamente essere trascinata verso il vano fisso con un rischio di schiacciamento. Tuttavia, non appena la mano intercetta ed entra nel campo elettrico generato dal sensore/sensori, tale campo elettrico subirà una variazione. La figura 8 mostra infatti in modo schematico la modifica del campo elettrico.

Tale modifica del campo elettrico si traduce numericamente in una variazione capacitiva la quale viene rilevata dal dispositivo di rilevazione della variazione di carica il quale, a sua volta, invia un segnale al micro-controllore. Tale variazione viene interpretata come significativa della presenza di un ostacolo e dunque il micro-controllore comanda un blocco della movimentazione della porta.

Al fine poi di ottimizzare ulteriormente la sicurezza, sarebbe possibile installare una guarnizione, ad esempio in gomma o altro materiale flessibile, nello spazio compreso tra vano e porta scorrevole.

In una soluzione tale guarnizione può essere posta subito all'imboccatura in forma di una striscia che dall'alto si direziona verso il basso in modo tale da ostruire il passaggio libero tra porta e vano.

In una variante tale guarnizione può essere posta esternamente a tale imboccatura.

In tutti casi essa crea una barriera di accesso che impedisce in parte all'arto di poter essere risucchiato all'interno del vano. Questa soluzione da sola non sarebbe efficace in quanto, a seconda delle dimensioni dell'arto, esso potrebbe essere comunque risucchiato all'interno dato che la guarnizione non può essere strusciante con la porta che è in movimento e dovendosi dunque mantenere sempre un certo spazio libero tra eventuale guarnizione e porta scorrevole. Tuttavia quando utilizzata in combinazione con il sistema a sensore appena descritto essa risulta utile per limitare eventuali danni nel frangente di tempo che intercorre tra la modifica del campo e l'invio successivo di un segnale di arresto. Sebbene tale blocco avviene comunque nell'arco di decimi di secondo, in questo tempo rapidissimo si ha comunque una movimentazione della porta che potrebbe portare da un lieve incastro dell'arto. L'uso di una siffatta guarnizione in questo caso può aiutare notevolmente nell'evitare tale inconveniente.

La presente invenzione è applicabile a tutte le tipologie di porte scorrevoli e dunque non necessariamente a quelle a scomparsa nel telaio, sebbene in caso di presenza di un telaio è più alto il rischio di traumi.

Inoltre, sebbene la presente invenzione possa essere utilizzata su porte scorrevoli applicabili a qualsiasi mezzo di trasporto, essa è preferibilmente indirizzata nell'ambito dei sistemi di trasporto su rotaia, ovvero treni e metropolitane. In questi mezzi di trasporto vi è infatti un maggior numero di porte ed un elevato flusso di persone che possono passare da una carrozza all'altra, per cui con un maggiore rischio di incidente.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo di arresto (10) per bloccare lo scorrimento di una porta scorrevole (100) e caratterizzato dal fatto di comprendente almeno un sensore di prossimità (10'').
2. 2. Un dispositivo di sicurezza, secondo la rivendicazione 1, in cui è previsto un controllore (pC) il quale è configurato per inviare un segnale di blocco in corrispondenza di una rilevazione effettuata dal sensore di prossimità.
3. 3. Un dispositivo di arresto (1), secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il sensore di prossimità è di tipo capacitivo,
4. 4. Un dispositivo di sicurezza, secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui, in caso di sensore capacitivo (10''), è previsto un dispositivo rilevatore della variazione di carica accoppiato a detto sensore (10'').
5. 5. Un dispositivo di sicurezza, secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui, nel caso di una porta scorrevole rientrante all'interno di un vano fisso (150), è ulteriormente prevista una guarnizione interponibile tra porta scorrevole e vano.
6. 6. Un assieme di porta scorrevole comprendente: - Una porta scorrevole (100); - Mezzi di azionamento (20, 30, 200) per movimentare detta porta scorrevole secondo un moto di scorrimento; - Un dispositivo di arresto per fermare il moto di scorrimento della porta scorrevole; - Caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di arresto comprende almeno un sensore di prossimità (10'').
7. 7. Un assieme, secondo la rivendicazione 6, in cui è previsto un controllore (pC) il quale è configurato per inviare un segnale di blocco a detto mezzi di azionamento in corrispondenza di una rilevazione effettuata dal sensore di prossimità.
8. 8. Un assieme, secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui il sensore di prossimità è di tipo capacitivo.
9. 9. Un assieme, secondo una o più delle precedenti rivendicazioni dalla 6 alla 8, in cui, in caso di sensore capacitivo, è previsto un dispositivo rilevatore della variazione di carica accoppiato a detto sensore.
10. 10. Un assieme, secondo una o più delle precedenti rivendicazioni dalla 6 alla 9, in cui il sensore è posto su un telaio fisso.