SISTEMA DE FRENADO PARA ESCALERAS MECÁNICAS Y PASILLOS MÓVILES.

Sistema de frenado para escaleras mecánicas y pasillos móviles,

que comprende:

- dispositivo de frenado (3) con freno principal (30), de tipo liberado en ausencia de tensión en sus medios eléctricos de activación, y freno auxiliar (31), de tipo cerrado en ausencia de tensión en sus medios eléctricos de activación;

- medios de control (1) del dispositivo de frenado (3), preparado para:

- ante la recepción de una orden de frenado, obtener la carga de la escalera mecánica o pasillo móvil, calcular en función de dicha carga el par de frenado requerido cada dispositivo de frenado (3) y activar el dispositivo de frenado (3) para obtener el correspondiente par durante el frenado;

- ante una situación de fallo del sistema, activar el freno auxiliar (32) para llevar a la escaleras mecánicas o pasillo móvil a una posición segura.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201132009.

Solicitante: THYSSENKRUPP ELEVATOR INNOVATION CENTER S.A.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: GONZALEZ ALEMANY,MIGUEL ANGEL, MENDIOLAGOITIA JULIANA,JOSE, OJEDA ARENAS,JOSE, FLOREZ CASTRO,ALBERTO, MORAN GARCIA,EDUARDO, RODRÍGUEZ RODRÍGUEZ,Eva.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B66B25/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B66 ELEVACION; LEVANTAMIENTO; REMOLCADO.B66B ASCENSORES; ESCALERAS O PASILLOS MECANICOS (dispositivos salvavidas utilizados como alternativa a los medios de salida normales, p. ej. escaleras, durante el rescate, para hacer descender a las personas de los edificios u otras estructuras análogas, en jaulas, bolsas, o soportes similares A62B 1/02; equipamiento para la manipulación de cargars o para facilitar el embarque de pasajeros o similar B64D 9/00; dispositivos de frenado o de parada caracterizados por su aplicación a los mecanismos de elevación o izado B66D 5/00). › Control de las escaleras o pasillos mecánicos (pasillos mecánicos del tipo con velocidad variable B66B 21/12; pasamanos del tipo con velocidad variable B66B 23/26).
  • B66B29/00 B66B […] › Dispositivos de seguridad de las escaleras o pasillos mecánicos.
  • H02P3/06 SECCION H — ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02P CONTROL O REGULACION DE MOTORES ELECTRICOS, GENERADORES ELECTRICOS O CONVERTIDORES DINAMOELECTRICOS; CONTROL DE TRANSFORMADORES, REACTANCIAS O BOBINAS DE CHOQUE.H02P 3/00 Disposiciones para parar o poner en ralentí motores, generadores eléctricos o convertidores dinamoeléctricos (parada de motores síncronos con conmutadores electrónicos H02P 6/24; parada de motores dínamoeléctricos que giran paso a paso H02P 8/24; control vectorial H02P 21/00). › para parar o ralentizar individualmente un motor dinamoeléctrico o un convertidor dinamoeléctrico.

Fragmento de la descripción:

Sistema de frenado para escaleras mecánicas y pasillos móviles.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un sistema de frenado para pasillos móviles o escaleras mecánicas, y más concretamente de pasillos móviles o escaleras mecánicas utilizadas para el transporte de personas y mercancías y que están constituidas por una banda sinfín de paletas o peldaños, que se desplazan sobre guías laterales.

Los pasillos y escaleras móviles tradicionales para el fin indicado están compuestos por un conjunto de paletas o peldaños que se desplazan sobre unas guías, las cuales están sujetas y ajustadas sobre una estructura que soporta el peso de los componentes y usuarios. Además, los pasillos y escaleras están dotados de una balaustrada, de cristal u opaca, sujeta también a la misma estructura portante, y sobre la que se mueve un pasamanos a la misma velocidad que las paletas o peldaños.

Antecedentes de la invención Los sistemas de transporte de pasajeros/mercancías convencionales, tales como pasillos o escaleras móviles, incluyen una cadena de paletas o peldaños transportadores que se desplazan en un circuito con el fin de proporcionar un movimiento continuo a lo largo de un trayecto específico. Las paletas o peldaños transportadores están conectadas a dicho circuito de cadena, la cual se mueve gracias a un sistema de accionamiento. El sistema de accionamiento consiste normalmente en una cadena de placas transportadoras, ruedas dentadas, un eje y un motorreductor eléctrico dotado de un freno de seguridad. El motor eléctrico acciona al eje, al cual están unidas solidariamente las ruedas dentadas, las cuales transmiten el movimiento a los eslabones de la cadena de paletas o peldaños transportadores. Las paletas o peldaños transportadores se mueven de la misma forma que dicha cadena. El sistema de accionamiento se sitúa únicamente en uno de los extremos del pasillo rodante o escalera mecánica mientras que en el extremo contrario se sitúan normalmente los elementos encargados de proporcionar el tensado del sistema. En estas zonas extremas del pasillo rodante o escalera mecánica tiene lugar el volteo de las paletas o peldaños transportadores, que recorren en su totalidad la parte inferior del pasillo rodante o escalera mecánica realizando el camino de vuelta.

Para garantizar la seguridad del sistema ante fallos del sistema y mantener la banda de paletas o peldaños inmóvil en estado detenido, incluso sin corriente eléctrica, es necesario dotar al sistema de un sistema de frenado que garantiza esto. Dicho sistema de frenado tiene que estar en situación de frenando incluso sin tensión eléctrica aplicada.

Además es preciso que dicho sistema de frenado sea capaz de detener el movimiento de la banda paletas o peldaños con la máquina bajo cualquier estado de carga en una distancia tal que garantice la menor distancia de frenado que no ponga en peligro la seguridad de los pasajeros.

Tradicionalmente el sistema de frenado consiste en unas zapatas de frenos que son empujadas en estado de frenado mediante unos muelles contra el lateral de un tambor o volante de inercia unido sólidamente al eje del motoreductor. Para abrir el freno y permitir la operación normal de la máquina se disponen una o varios solenoides lineales actuando en sentido contrario al muelle o muelles, de tal manera que cuando son energizadas consiguen alejar las zapatas de la superficie del tambor o volante de inercia permitiendo el libre giro del sistema.

Para mejorar la eficacia de este sistema a lo largo de los años se han ido proponiendo diferentes esquemas mecánicos como por ejemplo el descrito en la patente EP0388299-B1 de Otis Elevator, si bien su principio de funcionamiento es similar al anteriormente descrito.

Todos estos sistemas de frenado de seguridad guiados por muelles requieren el uso de un volante de inercia para poder mantener distancias de frenado seguras ante diferentes estados de carga del sistema particularmente tanto en el caso de una máquina descargada como completamente cargada en sentido descendente en el caso de una escalera mecánica.

Además es preciso ajustar la fuerza de frenado mediante la precarga de los muelles que "cierran" las zapatas ya que de ellos depende la desaceleración obtenida. Estos ajustes se tendrán que repetir con una cierta periodicidad ya que tanto los muelles como los elementos de fricción de las zapatas sufren desgastes que afectan a su capacidad de frenado.

Todo ello ha conllevado al desarrollo de diferentes sistemas de frenado que puedan obtener desaceleraciones preprogramadas independientemente del peso de los pasajeros sobre la máquina y del sentido de giro en el momento de la frenada de una manera segura.

Una de las soluciones utilizadas consiste en dotar a un freno convencional, cuyas zapatas están forzadas en la posición de-energizada de la bobina (las bobinas están sin alimentación eléctricas, es decir, sin energía ya que su alimentación se ha interrumpido por el sistema mediante un dispositivo de "corte" como puede ser un contactor o relé) por muelles, de un sistema de control que durante el frenado actúe sobre los solenoides de tal manera que estos generen una fuerza contra los muelles de tal manera que el par de frenado se reduzca para adaptarla al estado de carga de la escalera o pasillo en ese momento consiguiéndose la distancia de frenado requerida. El problema de este sistema es que ante fallo el sistema frena con toda la fuerza de frenado disponible con lo cual no es posible dependiendo del estado de carga cumplir con las distancias de frenado exigidas por norma.

Otros sistemas de frenado se basan en el empleo de un variador de frecuencia alimentando el motor para ejecutar la rampa de frenado y conseguir así una desaceleración controlada. Entre los inconvenientes de esta solución está el incremento de coste por tener que utilizar este variador de frecuencia ya que es un elemento opcional no incorporado en todas las máquinas. Así mismo es necesario recalcular la potencia de este variador para poder hacer frente a las peores condiciones de carga del sistema, lo que redunda en un incremento del coste y del espacio necesario respecto a una solución en la que el variador no se utilice durante la frenada. Además el uso del variador no elimina la necesidad de tener un freno de emergencia convencional.

Descripción de la invención La presente invención se refiere a un sistema de frenado para pasillos móviles o escaleras mecánicas que garantiza una distancia de frenando constante independientemente de la carga que posea el sistema.

Este sistema incluye el dispositivo de frenado así como la lógica a utilizar por su controlador.

El dispositivo de frenado emplea dos frenos: uno principal o de servicio, el cual ante ausencia de tensión de sus solenoides no genera fuerza de frenado ya que los muelles tienden a "abrir" el freno. Y otro auxiliar, secundario o de emergencia del tipo que esta frenado en ausencia de tensión sobre sus solenoides.

El freno de servicio tendría su par de frenado controlado de manera dinámica mediante la regulación de la fuerza de sus solenoides y sólo se emplearía durante el proceso de frenado. Por tanto es el freno secundario el que mantendría la máquina inmovilizada en parado.

Otro elemento del sistema de frenado es el controlador del sistema, que es el encargado de controlar la activación y desactivación de los frenos, así como regular el par de frenado en función de la carga. Esta carga puede ser calculada por este en base a datos de sensores conectados a él o bien provenir de un sistema externo como puede ser un variador de frecuencia.

En máquinas donde exista más de un freno puede tenerse o bien un sistema de control capaz de controlar varias unidades de frenado o bien varios sistemas de control comunicados entre sí para coordinar sus acciones de control sobre sus frenos asignados, de tal manera que se garantice una distancia de frenado constante independiente de la carga sin generar sobreesfuerzos dañinos sobre los componentes mecánicos de la máquina.

El sistema de frenado para escaleras mecánicas y pasillos móviles comprende:

- al menos un dispositivo de frenado, cada uno con un freno principal, de tipo liberado en ausencia de tensión en sus medios eléctricos de activación, y un freno auxiliar, de tipo cerrado en ausencia de tensión en sus medios eléctricos de activación;

- medios de control del al menos un dispositivo de frenado, configurados para:

• ante la recepción de...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de frenado para escaleras mecánicas y pasillos móviles, caracterizado por que comprende:

- al menos un dispositivo de frenado (3) , cada uno con un freno principal (30) , de tipo liberado en ausencia de tensión en sus medios eléctricos de activación, y un freno auxiliar (31) , de tipo cerrado en ausencia de tensión en sus medios eléctricos de activación;

- medios de control (1) del al menos un dispositivo de frenado (3) , configurados para:

• ante la recepción de una orden de frenado, obtener la carga de la escalera mecánica o pasillo móvil, calcular en función de dicha carga el par de frenado requerido cada dispositivo de frenado (3) y activar el al menos un dispositivo de frenado (3) para obtener el correspondiente par durante el frenado;

• ante una situación de fallo del sistema, activar el al menos un freno auxiliar (32) para llevar a la escaleras mecánicas o pasillo móvil a una posición segura.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por que para la aplicación del par de frenado los medios de control (1) están configurados para calcular la corriente de frenado que tiene que suministrar a medios eléctricos de activación del freno principal (30) y aplicar dicha corriente durante el frenado.

3. Sistema según la reivindicación 2, caracterizado por que los medios de control (1) comprenden un controlador de potencia configurado para mantener la corriente de frenado constante.

4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de control

(1) están configurados para, dependiendo del valor del par de frenado calculado, activar bien sólo el freno principal

(30) o bien el freno principal (30) junto con el secundario (31) .

5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de control

(1) están configurados para:

- obtener la desaceleración real de la escalera mecánica o pasillo móvil producida por la activación del dispositivo de frenado (3) ;

- comparar la desaceleración real con la desaceleración teórica obtenida según el par de frenado calculado, de forma que si la diferencia entre ambas supera un límite preestablecido los medios de control (1) consideran la existencia de un fallo del sistema.

6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios eléctricos de activación del freno principal (30) y del freno auxiliar (31) comprenden al menos un solenoide.

7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de control (1) están configurados para obtener la carga de la escalera mecánica o pasillo móvil según al menos una cualquiera de las siguientes formas:

- en base a datos de sensores conectados a los medios de control (1) ;

- a partir de la información suministrada por un sistema externo, como una señal de entrada;

- a través de la información suministrada por unos medios de estimación de carga (2) , encargados de realización la estimación de la carga.

- a través de la estimación del par a partir de transductores de par-tensión o par-corriente acoplados a los ejes de salida del conjunto motor-reductor de la escalera mecánica o pasillo móvil;

- a través de una estimador de potencia a partir del cálculo de la velocidad mediante un encoder y de la corriente y tensión suministradas al motor o motores en cada instante de tiempo.

8. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende unos medios de estimación de carga (2) , encargados de realización la estimación de la carga de la escalera mecánica o pasillo móvil.

9. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la escalera mecánica o pasillo móvil dispone de una pluralidad de moto-reductores eléctricos, caracterizado por que los medios de control (1) comprenden un dispositivo de control por cada dispositivo de frenado (3) acoplado a cada moto-reductor, estando los distintos dispositivos de control interconectados entre sí para repartirse los pares de frenado de manera que se garantice una frenada segura y sin sobreesfuerzos sobre los componentes mecánicos.

10. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dispone de un sistema de alimentación ininterrumpida para garantizar la correcta operación del sistema incluso en caso de fallo de la red eléctrica.

11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de control (1) disponen de un algoritmo de aprendizaje para compensar la pérdida de efectividad de los frenos con el uso de tal manera que la distancia de frenado permanezca siempre constante, para lo cual los medios de control (1) están configurados para:

- analizar los valores de distancia obtenidos en cada frenada;

- si ésta es mayor que la consignada, incrementar a la siguiente frenada un valor de fuerza de frenado de 10 manera proporcional a la efectividad perdida en las frenadas anteriores.

12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de control (1) están basados en un esquema de CPU redundante, seguro ante fallos de algún elemento interno de los propios medios de control (1) .

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud: 201132009

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 14.12.2011

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas Y US 2011108386 A1 (KONE CORP) 12.05.2011, párrafo.

2. 45; figura 1. 1-12 Y US 4276500 A (WESTINGHOUSE ELECTRIC CORP) 30.06.1981, columna 3, línea.

4. 53. 1-12 A US 2002109404 A1 (BALZER-APKE et al.) 15.08.2002, párrafo.

2. 32; figuras. 1-12 A JP 2010208825 A (TOSHIBA ELEVATOR CO LTD) 24.09.2010, figuras & Resumen de la base de datos EPODOC. Recuperado de EPOQUE; AN -JP-2009058556-A. 1-12 Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº : Fecha de realización del informe 29.03.2012 Examinador F. J. Riesco Ruiz Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201132009

CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD B66B25/00 (2006.01)

B66B29/00 (2006.01) H02P3/06 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

B66B, H02P

Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201132009

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 29.03.2012

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Reivindicaciones Reivindicaciones 1-12 SI NO Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Reivindicaciones Reivindicaciones 1-12 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201132009

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento Número Publicación o Identificación Fecha Publicación D01 US 2011108386 A1 (KONE CORP) 12.05.2011 D02 US 4276500 A (WESTINGHOUSE ELECTRIC CORP) 30.06.1981 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

El objeto de la invención es un sistema de frenado para escaleras mecánicas y pasillos móviles que comprende un dispositivo de frenado, que cuenta a su vez con un freno principal, liberado en ausencia de tensión en sus medios eléctricos de activación, y un freno auxiliar, cerrado en ausencia de tensión en sus medios eléctricos de activación. Comprende asimismo medios de control del dispositivo de frenado para, ante la recepción de una orden de frenado, obtener la carga de la escalera o pasillo, calcular en función de dicha carga el par de frenado y activar el dispositivo de frenado para obtener dicho par. Por otro lado, ante una situación de fallo del sistema, los medios de control activan el freno auxiliar para llevar la escalera a una posición segura. El documento D1 se considera el estado de la técnica más cercano al objeto técnico de la solicitud. El documento D1 divulga un sistema de frenado para escaleras mecánicas y pasillos móviles que comprende un dispositivo de frenado, que cuenta con un único freno principal, el cual se libera en presencia de tensión en sus medios eléctricos de activación, y que se cierra en ausencia de tensión en sus medios eléctricos de activación, cumpliendo por tanto también la función de freno auxiliar. Comprende asimismo medios de control del dispositivo de frenado para, ante la recepción de una orden de frenado, obtener la carga de la escalera o pasillo, calcular en función de dicha carga el par de frenado y activar el dispositivo de frenado para obtener dicho par. Estos medios de control calculan la corriente de frenado a suministrar a un solenoide de activación del freno, existiendo en dichos medios de control un controlador de potencia para mantener constante la corriente de frenado. Dichos medios de control estiman además la carga de la escalera a partir de la información que reciben de la velocidad de giro del motor, y asimismo disponen de un algoritmo capaz de ajustar la corriente de frenado en función del desgaste medido de los frenos. En operación, los medios de control obtienen la desaceleración real y la comparan con la desaceleración teórica, y en caso de diferencia aumentan o disminuyen la consigna de corriente de frenado aplicada (ver párrafo.

2. 45; figura 1) . La diferencia entre D1 y la materia técnica de la reivindicación 1 radica en que existe un freno auxiliar adicional al freno principal. El problema técnico que subyace por lo tanto de la presente solicitud se puede establecer como la provisión de una alternativa que independice el freno principal del freno auxiliar que debe operar en caso de fallo. Este problema y su solución se encuentran ya recogidos en el documento D2, que divulga un sistema de frenado para escaleras mecánicas y pasillos móviles que comprende un dispositivo de frenado que contempla la posibilidad de independizar, en dos frenos distintos, el funcionamiento frente a fallos del frenado normal, contando por tanto con un freno principal y un freno auxiliar, siendo éste último activado por los medios de control ante una situación de fallo del sistema (ver columna 3, línea.

4. 53) . Para un experto en la materia resultaría obvia la incorporación de este freno auxiliar divulgado en el documento D2, al sistema de frenado descrito en el documento D1, de manera que se independizaran freno principal y auxiliar, dando como resultado el objeto técnico recogido en las reivindicaciones 1 a 8 y 11 de la solicitud. Por tanto, las reivindicaciones 1-8, 11 carecen de actividad inventiva con relación a lo divulgado en los documentos D1 y D2 (Art. 8 LP) . En relación con la reivindicación dependiente 9, el repartir una consigna de control, de frenado en este caso, entre los distintos dispositivos de frenado actuantes se considera conocimiento común en el estado de la técnica de los sistema de control que, por tanto, no implica una actividad inventiva. Asimismo, en relación con las reivindicaciones dependientes 10 y 12, el empleo de un sistema adicional de alimentación ininterrumpida o el uso de CPUs redundantes, se consideran ambos conocimiento común en el campo de los sistemas industriales que, por tanto, no implica una actividad inventiva.

Informe del Estado de la Técnica Página 4/4


 

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