SISTEMA DE DETECCIÓN DE OBSTÁCULOS PARA PUERTAS NEUMÁTICAS OBSTACLE DETECTION SYSTEM FOR PNEUMATIC DOORS
D E S C R I P C I Ó ND E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a un nuevo sistema para la detección de obstáculos en la trayectoria de cierre de una puerta neumática, en orden a evitar que la presión neumática suministrada a la puerta pueda producir accidentes cuando el obstáculo es una persona.The present invention relates to a new system for detecting obstacles in the closing path of a pneumatic door, in order to prevent the pneumatic pressure supplied to the door from causing accidents when the obstacle is a person.
El sistema es aplicable fundamentalmente a las puertas neumáticas utilizadas en vagones de ferrocarril, aunque obviamente puede ser aplicado a cualquier otro supuesto práctico en el que se requiera de unas prestaciones similares, donde el accionamiento de las puertas se lleve a cabo mediante cilindros neamacicos.The system is mainly applicable to the pneumatic doors used in railroad cars, although obviously it can be applied to any other practical case in which similar performance is required, where the doors are operated by neamacic cylinders.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
En el ámbito preferente de aplicación práctica de la invención, en el de los vagones de ferrocarril para pasajeros, se utilizan puertas que son accionadas mediante un cilindro neumático de doble efecto, de manera que cuando se suministra presión a una de las cámaras del cilindro el vastago asociado al pistón del mismo provoca el arrastre de la puerta en sentido de cierre, mientras que cuando suministra presión a la otra cámara se produce la maniobra contraria, es decir la de
apertura .In the preferred field of practical application of the invention, in that of railroad cars for passengers, doors are used which are operated by a double-acting pneumatic cylinder, so that when pressure is supplied to one of the cylinder chambers the rod associated with the piston of the same causes the door to be dragged in the closing direction, while when it provides pressure to the other chamber the opposite maneuver occurs, that is to say opening .
Dado que en este ámbito preferente de aplicación de la invención se suele actuar simultáneamente sobre un número considerable de puertas y con un también considerable trasiego de pasajeros, se da con relativa frecuencia la circunstancia de que la maniobra de cierre se produzca cuando un pasajero está entrando o saliendo del vagón, pudiendo quedar aprisionado por las puertas.Given that, in this preferred field of application of the invention, a considerable number of doors are used simultaneously and with considerable passenger transfer, the circumstance that the closing maneuver occurs when a passenger is entering is relatively frequent. or leaving the car, being able to be imprisoned by the doors.
Para evitar este problema las puertas neumáticas de este tipo cuentan con diferentes soluciones que, ante tal situación, provocan automáticamente un accionamiento inverso de la puerta, es decir un desplazamiento de la misma en sentido de apertura .To avoid this problem, pneumatic doors of this type have different solutions that, in such a situation, automatically cause a reverse drive of the door, that is to say a displacement thereof in the direction of opening.
En este sentido, una de las soluciones comúnmente utilizadas consiste en disponer una junta sensible sobre el borde del cierre de la puerta, alojándose en el seno de dicha junta dos elementos electroconductores , generalmente dos pletinas, que constituyen un interruptor eléctrico y que habitualmente se encuentran separadas pero que, cuando la puerta encuentra un obstáculo en su trayectoria de cierre y la junta sufre una deformación, entran en contacto cerrando el circuito que gobierna la puerta y generando una señal de apertura para la misma.In this sense, one of the commonly used solutions is to provide a sensitive joint on the edge of the door closure, two electroconductive elements, generally two plates, which constitute an electrical switch and which are usually found are located within said joint. separated but that, when the door encounters an obstacle in its closing path and the joint undergoes a deformation, they come into contact closing the circuit that governs the door and generating an opening signal for it.
Esta solución, perfectamente válida desde el punto de vista teórico, presenta en la práctica problemas derivados de su propia concepción, ya que se
trata de elementos en movimiento con los que a veces no se produce el contacto, especialmente cuando la presión de la junta sobre el obstáculo no se realiza frontalmente, sino en disposición lateral, que provoca una deformación asimétrica o también lateral de la junta .This solution, perfectly valid from the theoretical point of view, presents in practice problems derived from its own conception, since it is about moving elements with which contact does not sometimes occur, especially when the pressure of the joint on the obstacle is not carried out frontally, but in a lateral arrangement, which causes an asymmetrical or also lateral deformation of the joint.
Otra solución conocida consiste en la utilización de un presostato, es decir de un elemento de medida o control de la presión existente en el interior del cilindro neumático de accionamiento, que controla la presión en la cámara del cilindro de doble efecto durante la maniobra de cierre de la puerta, presión que obviamente debe situarse en un valor preestablecido que se ve sustancialmente incrementado cuando la puerta encuentra un obstáculo en su trayectoria. Esta solución presenta como problema fundamental el hecho de que por efecto del propio uso o roce los medios de deslizamiento para la puerta van perdiendo efectividad, la presión necesaria para el cierre de la misma va haciéndose mayor con el tiempo, y en consecuencia el presostato envía señales equívocas a la unidad de control, que a su vez ordenará una inversión en el movimiento de la puerta, es decir su retorno a la situación de apertura, cuando realmente no existe ningún obstáculo. Un problema añadido a este sistema de detección radica en el hecho de que, al estar basado precisamente en la medición de una sobrepresión, en el supuesto de que una persona haya quedado atrapada por la puerta debe soportar también dicha sobrepresión, es decir que el efecto nocivo de la puerta sobre dicha persona se ve incrementado por el propio aumento de la presión ejercida por el cilindro hasta el momento en que no se genera la correspondiente
señal .Another known solution consists in the use of a pressure switch, that is to say a measuring or pressure control element inside the pneumatic actuating cylinder, which controls the pressure in the double acting cylinder chamber during the closing maneuver. of the door, pressure that obviously must be set at a preset value that is substantially increased when the door encounters an obstacle in its path. This solution presents as a fundamental problem the fact that due to the effect of the use itself or rubbing the sliding means for the door are losing effectiveness, the pressure necessary for closing the door becomes greater over time, and consequently the pressure switch sends equivocal signals to the control unit, which in turn will order an investment in the movement of the door, that is, its return to the opening situation, when there really is no obstacle. A problem added to this detection system lies in the fact that, being based precisely on the measurement of an overpressure, in the event that a person has been trapped by the door must also withstand such overpressure, that is, the effect Harmful of the door on said person is increased by the increase in pressure exerted by the cylinder until such time as the corresponding one is generated signal
Dentro de esta misma línea son conocidos también sistemas que utilizan un presostato de control de presión diferencial, de manera que dicho presostato mide la diferencia entre la presión de entrada y la de salida, de modo que cuando las presiones son diferentes es debido a que existe un obstáculo en la trayectoria de cierre de la puerta.Within this same line, systems that use a differential pressure control pressure switch are also known, so that said pressure switch measures the difference between the inlet and outlet pressure, so that when the pressures are different it is because there is an obstacle in the closing path of the door.
Este sistema, si bien resuelve la problemática del caso anterior, es difícil de regular, ya que también por el propio uso y por los normales roces a que se ve sometida la puerta, pueden producirse distorsiones en dicho diferencial haciendo que se detecte un obstáculo inexistente o que no se detecte uno que realmente existe .This system, although it solves the problem of the previous case, is difficult to regulate, since also due to the use itself and the normal friction to which the door is subjected, distortions can occur in said differential causing a non-existent obstacle to be detected. or that one that really exists is not detected.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
El sistema que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en todos y cada uno de los diferentes aspectos comentados.The system that the invention proposes solves in a fully satisfactory way the problem described above, in each and every one of the different aspects mentioned.
Para ello y de forma más concreta dicho sistema se basa en el hecho evidente de que cuando la puerta funciona normalmente el desplazamiento del pistón provoca una salida de aire a través de la zona de descarga del mismo de caudal constante, de manera que cuando la puerta ve interrumpida su trayectoria por la existencia de un obstáculo también ve impedido su
desplazamiento el citado pistón, con lo que se interrumpe la salida de aire, situación que resulta fácil y directamente detectable mediante la implantación de un caudalímetro en la conducción de salida.For this, and more specifically, said system is based on the obvious fact that when the door operates normally, the displacement of the piston causes an air outlet through the discharge zone of the constant flow, so that when the door his path is interrupted by the existence of an obstacle he is also prevented displacement of the aforementioned piston, which interrupts the air outlet, a situation that is easily and directly detectable by means of the implantation of a flow meter in the outlet line.
De acuerdo con otra de las características de la invención el citado caudalímetro puede generar señales a través de una fotocélula, de contacto de aproximación o de cualquier otro elemento adecuado dentro de un determinado rango, es decir que la señal del caudalímetro no se produce por el mero hecho de que el caudal de salida de aire no sea el exactamente preestablecido al respecto, sino que puede darse un cierto margen de manera que cuando la reducción de caudal es pequeña, debida por ejemplo a roces u otros problemas similares en el normal funcionamiento de las puertas, no se genera la señal de inversión de movimiento para las mismas.According to another of the features of the invention, said flowmeter can generate signals through a photocell, approach contact or any other suitable element within a certain range, that is to say that the flowmeter signal is not produced by the mere fact that the air outlet flow rate is not exactly preset in this respect, but that a certain margin can be given so that when the flow reduction is small, due for example to friction or other similar problems in the normal operation of the doors, the movement inversion signal for them is not generated.
De esta manera se consigue una plena f-.aDilictaα operativa, es decir la absoluta seguridad de funcionamiento del sistema ante la existencia de un verdadero obstáculo, y se eliminan también falsas maniobras derivadas de los pequeños problemas que surgen con el tiempo a lo largo de la vida útil de las puertas.In this way, a full operational f-.aDilictaα is achieved, that is to say, the absolute safety of the system's operation in the presence of a true obstacle, and false maneuvers derived from the small problems that arise over time over time are also eliminated. The life of the doors.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una me or comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo de realización práctica del
mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, una hoja única de planos en la que con carácter ilustrativo y no limitativo y en su única figura, se ha representado esquemáticamente el cilindro de doble efecto para accionamiento de una puerta neumática dotada del sistema de detección de obstáculos que constituye el objeto de la presente invención.To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the features of the invention, according to an example of practical implementation of the It is also accompanied as an integral part of said description, a single sheet of planes in which, with an illustrative and non-limiting nature and in its only figure, the double-acting cylinder for actuating a pneumatic door equipped with the air conditioning system has been schematically represented. obstacle detection that is the object of the present invention.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
A la vista de esta figura puede observarse cómo el sistema que la invención propone es aplicable a puertas neumáticas accionadas mediante un cilindro neumático (1) de doble efecto, en cuyo seno juega un pistón (2) que define en el seno de dicho cilindro dos cámaras (3) y (4), asistidas por correspondientes conducciones (5) y (6) de alimentación de presión y de sa.^αa ce aire, de -añera que, en el caso concreto αe la maniobra de cierre de la puerta y cuando se suministra presión a la cámara (3) del cilindro a través de la entrada (5) , el aire contenido en la cámara (4) sale a través de la conducción (6) , a la vez que el pistón (2) desplaza el vastago (7) asociado al mismo, que arrastra la puerta hacia la situación de cierre.In view of this figure, it can be seen how the system that the invention proposes is applicable to pneumatic doors actuated by a double-acting pneumatic cylinder (1), in which sine a piston (2) defines within said cylinder two chambers (3) and (4), assisted by corresponding conduits (5) and (6) of pressure feed and sa. ^ αa ce air, -addition that, in the specific case αe the door closing maneuver and when pressure is supplied to the cylinder chamber (3) through the inlet (5), the air contained in the chamber (4) exits through the conduit (6), while the piston (2) moves the rod (7) associated with it, which drags the door towards the closing situation.
Pues bien, la invención consiste en establecer en el citado conducto (6) de salida de aire durante la maniobra de cierre, un caudalímetro (8) que mide exactamente el caudal de aire que sale a través de la conducción (6) durante dicha maniobra de cierre.
Obviamente de acuerdo con un funcionamiento ideal del conjunto y si la presión de aire suministrada a la cámara (3) es constante, como debe ser, es constante también el caudal de aire que sale a través de la conducción (6) y que es detectado por el caudalímetro 18) , con lo que cuando dicho caudal de salida varía será debido a que la puerta ha encontrado un obstáculo en su trayectoria y consecuentemente el conjunto pistón (2) - vastago (7) ve interrumpido su desplazamiento.Well, the invention consists in establishing in the said air outlet duct (6) during the closing maneuver, a flowmeter (8) that measures exactly the air flow that exits through the conduction (6) during said maneuver of closing. Obviously according to an ideal operation of the assembly and if the air pressure supplied to the chamber (3) is constant, as it should be, the air flow that flows through the conduit (6) and which is detected is also constant. by the flowmeter 18), so that when said output flow varies it will be because the door has encountered an obstacle in its trajectory and consequently the piston assembly (2) - rod (7) is interrupted its displacement.
Tal como anteriormente se ha dicho el caudalímetro (8) estará asistido por el correspondiente generador de señal (9) , que puede consistir en una fotocélula, en contactos de aproximación o en cualquier otro mecanismo adecuado, al que se dotará de un cierto margen con respecto al valor teórico previsto para el caudal a través de la conducción (6) , de manera que ligeras disminuciones en el valor de dicho caudal teórico, debidas a roces, desajustes o problemas Habituales derivados del uso en este tipo de puertas neumáticas, serán admitidas como normales por el sistema y no provocarán la inversión en el movimiento de la puerta, que tan sólo se producirá cuando realmente exista un obstáculo en su trayectoria.
As previously mentioned, the flow meter (8) will be assisted by the corresponding signal generator (9), which may consist of a photocell, approach contacts or any other suitable mechanism, which will be provided with a certain margin with with respect to the expected theoretical value for the flow through the conduit (6), so that slight decreases in the value of said theoretical flow, due to friction, mismatches or usual problems derived from the use in this type of pneumatic doors, will be admitted as normal by the system and will not cause the investment in the movement of the door, which will only occur when there is really an obstacle in its trajectory.