Sistema de accionamiento.

Sistema de accionamiento, que comprende, por lo menos, un dispositivo de accionamiento lineal electromecánico con un motor eléctrico reversible (2),

que a través de un accionamiento acciona un husillo (4) con una tuerca (5) del husillo con un elemento de activación, y en el que el dispositivo de accionamiento tiene además un montaje posterior (11); un suministro de energía; una unidad de control y un control,

caracterizado porque

el sistema de accionamiento comprende medios para monitorizar el factor de eficiencia del dispositivo de accionamiento.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DK2007/000554.

Solicitante: LINAK A/S.

Nacionalidad solicitante: Dinamarca.

Dirección: Smedevaenget 8 Guderup 6430 Nordborg DINAMARCA.

Inventor/es: JENSEN,SVEND ERIK KNUDSEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61G7/018 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61G MEDIOS DE TRANSPORTE, MEDIOS DE TRANSPORTE PERSONALES O DISPOSICIONES ESPECIALMENTE ADAPTADAS PARA ENFERMOS O PARA INVALIDOS (aparatos para ayudar a caminar a enfermos o a inválidos A61H 3/00 ); SILLAS O MESAS DE OPERACIONES; SILLONES DE DENTISTA; DISPOSITIVOS DE INHUMACION (embalsamado cadáveres A01N 1/00). › A61G 7/00 Camas especialmente concebidas para proporcionar cuidados; Dispositivos para incorporar a los enfermos o a los inválidos (equipamiento para camas, mesa de exploración, bastidores de suelo o análogos para traccionar o estirar A61F 5/045; camillas con disposiciones para subir a un enfermo o a un inválido A61G 1/003). › Mecanismos de control o de arrastre (A61G 7/005 - A61G 7/015 tienen prioridad).
  • F16H25/20 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16H TRANSMISIONES.F16H 25/00 Transmisiones que implican esencialmente y únicamente sistemas de leva y ruleta o mecanismos de tornillo y tuerca. › Mecanismos de tornillo (con inversión automática F16H 25/12).

PDF original: ES-2379895_T3.pdf

 

Sistema de accionamiento.

Fragmento de la descripción:

Sistema de accionamiento La presente invención se refiere a un sistema de accionamiento, tal como el indicado en el preámbulo de la reivindicación 1. Además, la invención se refiere a una aplicación, tal como una cama, y a un método que comprende dicho sistema de accionamiento.

Actualmente, los sistemas de accionamiento se utilizan en diversas aplicaciones, algunas de las cuales son más críticas para la seguridad que otras. Asimismo, se utilizan en una amplia gama de aplicaciones en las que, a menudo, la seguridad de las personas depende, en mayor o menor medida, de los dispositivos de accionamiento para que éstas permanezcan seguras durante la utilización normal y en situaciones de fallo que pueden producirse.

Una aplicación típica en la que el riesgo es muy visible es, por ejemplo, un elevador para pacientes. En este caso, la rotura de un dispositivo de accionamiento supondrá un gran riesgo para el paciente que está colgando de una eslinga, en el elevador para pacientes. En esta situación, es muy importante que, cuando el dispositivo de accionamiento falla, lo haga siempre de manera que provoque que el dispositivo de accionamiento deje de funcionar, pero no se colapse. Se conoce un elevador para pacientes de este tipo por el documento DE 199 50 689, de Okin.

En un dispositivo de accionamiento lineal electromecánico que comprende un motor de CC equipado con un accionamiento de tornillo sinfín y un husillo, los componentes de desgaste típicos son el cojinete, que soporta el husillo, la tuerca del husillo y la corona del sinfín en el accionamiento de tornillo sinfín. Habitualmente, por razones acústicas entre otras, la tuerca del husillo y la corona del sinfín se fabrican de plástico. Se conocen dispositivos de accionamiento de este tipo, por ejemplo, por los documentos EP 0 647 799B1 y EP 1 322 876 B1, ambos de Linak A/S.

Cuando un dispositivo de accionamiento se desgasta, hay diferencias en cuanto a qué piezas se rompen y, asimismo, las consecuencias son muy diferentes.

Si el accionamiento de tornillo sinfín está gastado, en algún momento dejará de ser capaz de soportar la fuerza en los dientes. Poco antes de la rotura, el engrane entre la corona del sinfín y el tornillo sinfín se reducirá tanto que el factor de eficiencia se reduce, provocando que parte de la energía se convierta en calor por rozamiento en la corona del sinfín, lo que la debilita más, provocando que el plástico ceda y los dientes sean arrancados.

Cuando el defecto se produce, habitualmente no resultará peligroso puesto que la corona del sinfín bloqueará el husillo y, por lo tanto, impedirá que la tuerca del husillo descienda, y la consecuencia será un dispositivo de accionamiento bloqueado.

Si se desgasta el cojinete que soporta el husillo, incrementará su resistencia cuando está soportando la carga. Puede decirse que la tasa de eficiencia cae y, con la misma carga en el elevador para pacientes, se incrementa la fuerza que debe transmitir la corona del sinfín, puesto que debe compensar la energía adicional que absorbe el rozamiento en el cojinete. Esto puede conducir a un incremento de la carga sobre el motor y, por lo tanto, sobre la corona del sinfín. En algunas situaciones, el incremento de consumo de energía hará que se desconecte la unidad 45 de control del sistema debido al exceso de corriente. En otras situaciones, simplemente suministrará la corriente extra y, por lo tanto, el motor realizará un momento mayor a través de la corona del sinfín. Por lo tanto, la corona del sinfín puede resultar dañada y la consecuencia de esto puede ser un mayor desgaste de la corona del sinfín, lo que, de nuevo, puede conducir a una avería.

50 Sin embargo, con un paso del husillo particularmente reducido, a menudo es la tuerca del husillo la que se desgasta. La tuerca del husillo, que soporta toda la carga, puede desgastarse tanto que el hilo de rosca en su interior deja de ser capaz de soportar la carga y se desgarra. Un defecto de este tipo puede ser fatal. A la potencia máxima, un dispositivo de accionamiento muy cargado puede, en conjunto, perder su resistencia de soporte, lo que equivale inmediatamente a una caída libre. Un paciente en un elevador para pacientes en esta situación puede resultar 55 gravemente herido e incluso provocarle la muerte.

Para protegerse contra esto, actualmente se utiliza habitualmente una tuerca de seguridad, o que tiene un gran sobredimensionado mecánicamente útil. Cuando la propia tuerca del husillo se desgasta, una tuerca de seguridad asumirá la carga. Sin embargo, ésta está construida de manera que puede soportar la carga solamente en una 60 situación de descenso. Por lo tanto, no puede volver a elevar ninguna carga.

Debe observarse que se conocen dispositivos lineales de accionamiento con recogida de datos de funcionamiento para monitorizar el estado de los dispositivos de accionamiento, por los documentos genéricos WO 2006/034712 A1, de Linak A/S, y EP 1 653 240 A1, de AB SKF.

El objetivo de la invención es dar a conocer una solución al problema explicado de la avería de la aplicación a la que está incorporado el dispositivo de accionamiento, como resultado del desgaste del dispositivo de accionamiento.

Es un hecho común a las situaciones con defectos descritas que, en el tiempo que precede a la aparición del defecto, la aplicación presentará una reducción en la tasa de eficiencia. Tanto si el elemento que se está desgastando es el cojinete del husillo, el accionamiento de tornillo sinfín, la tuerca del husillo o incluso el motor, variará la proporción entre la corriente que absorbe el motor y la potencia que entrega el dispositivo de accionamiento.

Si se monitoriza, por ejemplo, la corriente y el tiempo en un dispositivo de accionamiento en una prueba de vida útil con una carga constante durante toda la vida útil, puede verse claramente, por ejemplo, que el consumo de energía y el tiempo requeridos por un elevador se incrementarán significativamente en los días previos a una avería del dispositivo de accionamiento; independientemente de si se avería el cojinete, la tuerca del husillo o el accionamiento de tornillo sinfín.

Por lo tanto, el propósito de la presente invención es monitorizar la eficiencia del dispositivo de accionamiento. Cuando ésta comienza a cambiar, es decir empeora, es el momento de sustituir el dispositivo de accionamiento antes de que resulte defectuoso. Es la monitorización de la eficiencia, lo que distingue la invención respecto de las estructuras tratadas en los documentos WO 2006/034712 A1 y EP 1 653 240 A1.

Para este propósito, puede incorporarse una célula de carga, por ejemplo, en el dispositivo de accionamiento, para medir la fuerza sobre el montaje posterior. Esta fuerza se compara con el consumo de energía y, de ese modo, puede calcularse un indicador para la tasa de eficiencia, tal como el cociente fuerza/corriente.

A menudo las células de carga se caracterizan por ser costosas pero pueden elegirse, asimismo, tecnologías diferentes y más baratas. Por ejemplo, la célula de carga puede ser sustituida por un elemento piezoeléctrico, que se utiliza igualmente como célula de carga. Estos no son particularmente precisos, pero como la idea de la invención es monitorizar los cambios en la eficiencia, no tiene relevancia cuál sea el valor absoluto.

Tal como se ha indicado inicialmente, la invención se refiere, asimismo, a una aplicación que comprende un sistema de accionamiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la aplicación tiene un sistema de pesaje y este sistema de pesaje se utiliza para calcular la fuerza sobre el dispositivo de accionamiento.

La célula de carga no tiene necesariamente que estar incorporada en el dispositivo de accionamiento o situada en conexión con el dispositivo de accionamiento. Por ejemplo, con respecto a las camas de hospital, en particular los modelos costosos, éstas tienen, cada vez más, sistemas de carga incorporados, véase, por ejemplo, el documento US 5 276 432, de Str y ker. Por ejemplo, en relación con una cama con dispositivos de accionamiento en forma de columnas elevadoras, una a cada lado de la cama, véase, por ejemplo, el documento DE 101 20 316 C1, de Völker, la fuerza de los dispositivos de accionamiento es, asimismo, conocida. Por supuesto, ésta deberá estar distribuida entre dos columnas, pero puesto que el centro de gravedad de la cama puede calcularse mediante las células de carga, la distribución de potencia sobre la cama es, asimismo, conocida, y puede... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de accionamiento, que comprende, por lo menos, un dispositivo de accionamiento lineal electromecánico con un motor eléctrico reversible (2) , que a través de un accionamiento acciona un husillo (4) con una tuerca (5) del husillo con un elemento de activación, y en el que el dispositivo de accionamiento tiene además un montaje posterior (11) ; un suministro de energía; una unidad de control y un control, caracterizado porque el sistema de accionamiento comprende medios para monitorizar el factor de eficiencia del dispositivo de accionamiento.

2. Sistema de accionamiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende, por lo menos, una célula de carga, situada preferentemente en el dispositivo de accionamiento para medir la fuerza sobre el montaje posterior (11) , y esta fuerza es comparada con el consumo de energía y, por lo tanto, puede calcularse un indicador para el factor de eficiencia como el cociente fuerza/corriente.

3. Sistema de accionamiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un elemento piezoeléctrico, que se utiliza como célula de carga. 20

4. Sistema de accionamiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque existe una conexión en línea a un centro de mantenimiento, y la cual, automáticamente, solicita mantenimiento e indica qué componente o componentes han de ser sustituidos a tiempo, antes de que se produzcan defectos en el producto.

5. Aplicación que comprende un sistema de accionamiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la aplicación tiene un sistema de pesaje y porque este sistema de pesaje se utiliza para calcular la fuerza sobre el dispositivo de accionamiento.

6. Aplicación, según la reivindicación 5, caracterizada porque la aplicación es una cama de hospital con un armazón inferior y una superficie de soporte para un colchón, pudiendo dicha superficie de soporte subir y bajar con el dispositivo o dispositivos de accionamiento, y en que la cama está equipada con un sistema de pesaje en conexión con la superficie de soporte y tiene medios para calcular la fuerza sobre el dispositivo o dispositivos de accionamiento, en función de este sistema de pesaje, y tiene medios para registrar y comparar la corriente con la potencia y la distancia.

7. Aplicación, según la reivindicación 6, caracterizada porque la superficie de soporte para el colchón en la cama de hospital está soportada por dos dispositivos de accionamiento en forma de columnas elevadoras, uno en cada extremo de la cama, y en base al sistema de pesaje se conoce, asimismo, la fuerza sobre el dispositivo de accionamiento, estando ésta distribuida entre los dos dispositivos de accionamiento, y el centro de gravedad de la cama se calcula a partir de las células de carga, mediante las que se conoce, asimismo, la distribución de fuerza sobre la cama.

8. Aplicación, según la reivindicación 7, caracterizada porque la cama de hospital tiene un mecanismo de tijera para la superficie de soporte del colchón, en que la potencia está compensada por la relación de engranajes sobre la 45 tijera.

9. Método relacionado con el sistema de accionamiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se lleva a cabo una sustitución preventiva de, por lo menos, una parte del sistema de accionamiento, durante una visita rutinaria de mantenimiento, en base al factor de eficiencia monitorizado del 50 dispositivo de accionamiento.


 

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