Sistema de medición de la variación de velocidad de un cuerpo móvil.

Dispositivo (1) de medición de una aceleración de un móvil, dicho dispositivo consta de:



- un cuerpo sólido que contiene una cavidad (12) interior apta para permitir un desplazamiento libre de una pieza móvil (13);

- la cavidad (12) de la que por lo menos una pared está adaptada para formar una pista (121) inclinada cuya superficie permite el desplazamiento libre de la pieza móvil (13) sobre la pista (121) en la cavidad (12) entra una posición inicial (131) de reposo y una posición alejada (133) de la posición inicial, situada en un extremo de la cavidad (12) y alcanzable por la pieza (13) en el momento de una variación de la aceleración;

- la pieza (13), apta para desplazarse en la cavidad (12) bajo el efecto de la aceleración del móvil, de la posición inicial a la posición alejada;

- por lo menos un detector (14) apto para detectar una presencia de la pieza (13) en la posición alejada;

caracterizado porque, el cuerpo sólido contiene una parte central (111) que comprende un calado destinado a formar por lo menos una parte de la cavidad (12), la parte central (111) está formada en sándwich entre dos partes laterales (15).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/058843.

Solicitante: SIEMENS S.A.S.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 40 avenue des Fruitiers 93527 Saint-Denis Cedex FRANCIA.

Inventor/es: CLARISSOU,YVES.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B60R21/0132 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B60 VEHICULOS EN GENERAL.B60R VEHICULOS, EQUIPOS O PARTES DE VEHICULOS, NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (prevención, limitación o extinción de incendios especialmente adaptadas a los vehículos A62C 3/07). › B60R 21/00 Disposiciones o equipamientos sobre los vehículos para proteger a los ocupantes o a los peatones o para evitar ser dañados en caso de accidente o de otros riesgos de la circulación (cinturones o arneses de seguridad en los vehículos B60R 22/00; asientos construidos para proteger al ocupante de los efectos de las fuerzas de aceleración anormales, p. ej. asientos anticolisión o asientos de seguridad, B60N 2/42; disposiciones para absorber la energía en los volantes de dirección de vehículos B62D 1/11; disposiciones para absorber la energía en las columnas de dirección de vehículos B62D 1/19). › en respuesta a parámetros sobre el movimiento del vehículo.
  • G01P15/03 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01P MEDIDA DE VELOCIDADES LINEALES O ANGULARES, DE LA ACELERACION, DECELERACION O DE CHOQUES; INDICACION DE LA PRESENCIA, AUSENCIA DE MOVIMIENTO; INDICACION DE DIRECCION DE MOVIMIENTO (midiendo la velocidad angular utilizando efectos giroscópicos G01C 19/00; dispositivos de medida combinados para medir dos o más variables de un movimiento G01C 23/00; medida de la velocidad del sonido G01H 5/00; medida de la velocidad de la luz G01J 7/00; medida de la dirección o de la velocidad de objetos sólidos por reflexión o reradiación de ondas radio u otras ondas basada en los efectos de propagación, p. ej. el efecto Doppler, el tiempo de propagación, la dirección de propagación, G01S; medida de la velocidad de radiaciones nucleares G01T). › G01P 15/00 Medida de la aceleración; Medida de la deceleración; Medida de los choques, es decir, de una variación brusca de la aceleración. › utilizando medios no eléctricos.

PDF original: ES-2550827_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Sistema de medición de la variación de velocidad de un cuerpo móvil

La presente invención se refiere a un sistema de medición de una variación de velocidad de un cuerpo móvil en función del tiempo, según el preámbulo de la reivindicación 1.

En particular, la presente invención se refiere al dominio de los vehículos, particularmente de los vehículos guiados, que necesitan una medición segura de su aceleración como, por ejemplo, los vehículos guiados en el ámbito ferroviario. Por "vehículo guiado", se hace referencia a los medios de transporte público como autobuses, trolebuses, tranvías, metros, trenes o unidades de tren etc., para los que el aspecto de la seguridad es muy importante. De manera general, la presente invención se aplica a todo móvil (es decir, a todo cuerpo que se mueve o que es movido, como por ejemplo un vehículo automóvil) que está obligado a respetar por lo menos un criterio de seguridad en la aceleración. Este criterio de seguridad es particularmente susceptible de proteger al móvil en el momento de una aceleración, por ejemplo, un frenado de emergencia. Por aceleración, la presente invención hace referencia a las aceleraciones positivas (aumento de la velocidad en función del tiempo) y a las aceleraciones negativas o desaceleraciones (disminución de la velocidad en función del tiempo) del móvil.

Para un número de móviles, en particular los móviles que permiten el transporte de pasajeros, como por ejemplo, los metros manuales o automáticos, con rodamiento de hierro o neumático, es necesario determinar si la aceleración, positiva o negativa, sufrida por el móvil, es superior o no a un umbral predefinido. Por ejemplo, con el fin de garantizar la seguridad de un vehículo guiado, como por ejemplo un metro, la aceleración de este último en el momento

de un frenado de emergencia debe obligatoriamente respetar simultáneamente varios criterios de seguridad, entre los que están particularmente:

- un valor de desaceleración mínimo, tomado como hipótesis para calcular la distancia de parada de seguridad (típicamente 1,8 m/s2);

- un valor de desaceleración máximo, más allá del cual los pasajeros que van a pie a bordo del vehículo corren el riesgo de caerse (típicamente: 3,2 m/s2 según la norma ASCE 21, o 3,5 m/s2 según la norma EN 13452).

El incumplimiento del primer criterio de seguridad (valor de desaceleración mínimo) es un acontecimiento de gravedad I considerado como "catastrófico" en el sentido de la norma EN-50126. El Incumplimiento del segundo criterio de seguridad (valor de desaceleración máximo) es un acontecimiento de gravedad II considerado como "crítico" o III considerado como "marginal" en el sentido de la norma EN-50126. Otro criterio de seguridad es una variación rápida de la desaceleración del móvil durante un frenado de emergencia. En efecto, un Jerk del orden de 3 a 6 m/s3 debe ser respetado durante un frenado de emergencia con el fin de garantizar la seguridad del móvil. Este Jerk implica un método y un dispositivo de medición de la variación de velocidad del móvil, caracterizado por un tiempo de respuesta corto.

Los numerosos métodos y dispositivos para la medición de la aceleración de un móvil son conocidos por los expertos en la materia. Algunos decelerómetros utilizan, por ejemplo, un tubo lleno de mercurio para medir la desaceleración del móvil. Así, en GB 2 211 942 A o en DE 4 114 992 C2 se describen dispositivos apto para medir una aceleración a partir de una medida eléctrica u óptica de un desplazamiento de un fluido, en particular de un mercurio, contenido en el Interior de un tubo sellado en forma de "U" o de "0". Desafortunadamente, dicho tubo es frágil, fácilmente dañable y por lo tanto susceptible de liberar dicho fluido que puede revelarse particularmente nocivo cuando se trata de mercurio. Además, tales decelerómetros generalmente sólo pueden Indicar la variación de velocidad del móvil con arreglo al tiempo según una única dirección de desplazamiento de dicho móvil. Por lo tanto, cada dirección de desplazamiento del móvil debe de estar asociada con su propio dispositivo de medición de la aceleración. En particular, en el caso de vehículos guiados caracterizados por dos direcciones de desplazamiento, respectivamente, un desplazamiento hacia adelante y un desplazamiento hacia atrás, son necesarios dos decelerómetros con el fin de cubrir la medición de la aceleración en las dos direcciones de desplazamiento.

Otro dispositivo de medición de la aceleración se describe en US 4, 849, 655. Se trata de un dispositivo que consta de dos elementos, un primer elemento fijo y un segundo elemento que tiene un movimiento relativo con respecto a dicho primer elemento. Estos dos elementos son, por ejemplo, respectivamente, un emisor de campo magnético y un sensor de efecto Hall. En el momento de una aceleración, el movimiento relativo entre los dos elementos produce una variación del campo magnético que es detectada por el sensor. Este último producto entonces una señal correlacionada con la variación de velocidad del móvil. Esta señal se utiliza en particular para controlar un frenado del móvil.

Otros dispositivos están en particular basados en la detección y medición de la aceleración a partir de un sensor que cambia de tensión en función de su sentido de rotación (US 5, 659, 137), sobre un acelerador angular que utiliza mercurio como masa inercial (US 3, 147, 391), sobre una medición del desplazamiento de una parte de un péndulo sumergido en un líquido (US 5, 134, 883). Desafortunadamente, sus principios de funcionamiento son generalmente complejos, necesitando por ejemplo un análisis de la señal, e implicando también un coste de fabricación importante. De otra parte, estos dispositivos no son fiables durante un largo periodo de funcionamiento, dado que están sujetos a un desgaste particularmente mecánico de las piezas que lo constituyen, así como de las piezas que cooperan en la medición de la aceleración.

Un objetivo de la presente invención es proponer un dispositivo de medición de una variación de velocidad de un móvil en función del tiempo que sea simple, económicamente ventajoso, seguro, fiable y capaz de establecer con rapidez la medición de la variación (es decir, teniendo un tiempo de respuesta corto, en particular, del orden de 100 a 200 ms).

Otro objetivo de la presente invención es, en particular, permitir una determinación fiable de un rebasamiento de un umbral limite predefinido de aceleración sufrido por el móvil, independientemente de un tratamiento de una señal destinada a una medición o determinación de la aceleración.

Para estos objetivos se propone un dispositivo por medio del contenido de la reivindicación 1. Un conjunto de subreivindicaciones presenta también ventajas de la invención.

La presente invención propone un dispositivo de medición de una aceleración de un móvil, dicho dispositivo consta

de:

- un cuerpo sólido que comprende una cavidad interior, particularmente delimitada por una o varias paredes que pertenecen a dicho cuerpo sólido, la cavidad es en particular cerrable u obturable y apta para permitir un desplazamiento libre de una pieza móvil;

- la cavidad interior de la que por lo menos una de las paredes es apta para formar una pista inclinada con relación a la horizontal y cuya superficie permite el desplazamiento libre, por ejemplo rectilíneo o curvilíneo, de la pieza móvil sobre la pista en la cavidad interior, entre una posición inicial de reposo y una posición alejada de la posición inicial, situada en una extremo de la cavidad interior, particularmente alcanzable por dicha pieza en el momento de una variación de aceleración, por ejemplo, cuando la aceleración del móvil es no nula y superior a un valor umbral, tan pronto como el dispositivo es acoplado al móvil. En particular, cuando el móvil reposa en plano sobre un plano horizontal y el dispositivo según la invención esta acoplado al móvil con el fin de medir su aceleración durante un desplazamiento del móvil, la posición inicial es apta para estar ocupada por la pieza móvil cuando el valor absoluto de la aceleración del móvil es inferior a un valor mínimo, mientras que la posición alejada, situada en un extremo de la cavidad es alcanzable por la pieza únicamente cuando la aceleración del móvil es no nula, y en particular cuando el signo de aceleración es opuesto al signo de una pendiente media de la pista (es decir, al símbolo algébrico positivo o negativo que caracteriza el valor medio de la pendiente) y cuando el valor absoluto de aceleración rebasa un valor umbral máximo de aceleración. En particular, la pieza móvil es un cuerpo circular, particularmente de forma cilindrica... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo (1) de medición de una aceleración de un móvil, dicho dispositivo consta de:

- un cuerpo sólido que contiene una cavidad (12) interior apta para permitir un desplazamiento libre de una pieza móvil (13);

-la cavidad (12) de la que por lo menos una pared está adaptada para formar una pista (121) inclinada cuya superficie permite el desplazamiento libre de la pieza móvil (13) sobre la pista (121) en la cavidad (12) entra una posición inicial (131) de reposo y una posición alejada (133) de la posición inicial, situada en un extremo de la cavidad (12) y alcanzable por la pieza (13) en el momento de una variación de la aceleración;

- la pieza (13), apta para desplazarse en la cavidad (12) bajo el efecto de la aceleración del móvil, de la posición inicial a la posición alejada;

- por lo menos un detector (14) apto para detectar una presencia de la pieza (13) en la posición alejada;

caracterizado porque, el cuerpo sólido contiene una parte central (111) que comprende un calado destinado a formar por lo menos una parte de la cavidad (12), la parte central (111) está formada en sándwich entre dos partes laterales

(15).

2. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1, caracterizado porque, la parte central (111) contienen la pista (121).

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque, el detector (14) es posicionable enfrente de la posición alejada (133).

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque, el detector (14) es un sensor inductivo y la pieza (13) comprende por lo menos una parte metálica.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque, el detector (14) es un sensor óptico y la pieza es opaca (13).

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, el cuerpo sólido es apto para acoplarse al móvil y al detector (14) para cooperar con un sistema de frenado (22) de dicho móvil.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque, la pista (121) es una superficie plana destinada a formar un plano inclinado de un ángulo 0 con relación a la horizontal cuando el cuerpo sólido es acoplado al móvil en reposo sobre un plano horizontal.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque, la cavidad (12) es de forma sensiblemente paralelepipédica.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque, la pista (121) es una banda que describe una trayectoria curvilínea.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque, el cuerpo sólido contiene otra cavidad

(16) simétrica a la cavidad (12), que comunica con esta última, y comprende otra pista adaptada para forma con la pista (121) de la cavidad (12) un camino continuo entre la posición alejada (133) situada en un extremo de la cavidad (12) y otra posición alejada (134) situada en una extremo de la otra cavidad (16).

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque, al menos una de las posiciones inicial (131) o alejadas (133, 134) comprende un imán apto para cooperar por lo menos con una parte metálica de la pieza (13) con el fin de estabilizarla.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque, por lo menos una de las posiciones inicial (131) o alejadas (133, 134) está equipada de un tapón de parada apto para amortiguar un efecto de choque entre la pieza (13) y una pared del cuerpo sólido.


 

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