СТУПЕНЬ С ТЕНЗОДАТЧИКОМ
STEP WITH STRAIN GAUGE

Изобретение относится к скользящей ступени для средства общественного транспорта, имеющей характеристики в соответствии с общей частью п. 1 формулы изобретения.
Скользящие ступени используются для облегчения посадки и высадки людей в средствах общественного транспорта. Для этой цели они имеют выдвижную и втягивающуюся рифленую пластину с прочной рифленой поверхностью. Рифленая пластина обычно размещается внутри рамы, выполняющей функцию приемного контейнера, который прочно прикреплен к транспортному средству.
В принципе, существует несколько подходов для определения усилий, действующих на рифленую пластину. С одной стороны, должна быть защита от защемления; с другой стороны, рифленая пластина не должна втягиваться, пока на ней стоят люди. По этой причине скользящие ступени часто оснащены датчиками для распознавания любых верхних или боковых нагрузок.
В известных скользящих ступенях чувствительность рифленой пластины часто достигается посредством рифленого коврика сцепления и/или бесконтактных переключателей. Поскольку в системах доступа требуемая высота становится все ниже в возрастающей степени, то все более и более трудным является размещение элементов обнаружения. Кроме того, они относительно восприимчивы к неисправности и подвержены высокой степени износа из-за неизбежных факторов, таких как механические вибрации, грязь, влажность, брызги воды или мороз.
Для решения этой проблемы существуют подходы, которые используют датчики изгиба или тензодатчики в системе доступа или скользящей ступени. В принципе, несколько мест расположения подходят для крепления тензодатчиков. Основная проблема заключается в том, что смещение возникает, когда указанные компоненты или места расположения находятся под нагрузкой. Это смещение может быть измерено и оценено в качестве сигнала посредством тензодатчика.
Например, из DE 10359988 А1 известна система, в которой неблагоприятные факторы обнаруживаются в том, что раму устройства посадки/доступа прикрепляют к днищу транспортного средства эластомерными пружинами, тем самым позволяя раме наклоняться посредством подвесок, содержащих комплект пружин и тензодатчиков. Это требует определенного типа монтажа устройства посадки/доступа на транспортном средстве. Тем не менее, это является неудовлетворительным из-за большого количества различных типов транспортных средств. Кроме того, эти известные устройства посадки/доступа имеют тензодатчики, которые расположены между скользящей рифленой пластиной и соответствующей направляющей привода кривошипа и/или между выдвижной и скользящей рифленой пластиной и несущей балкой, присоединенной к ней. Эта конструкция также очень сложна и имеет тот недостаток, что необходим комплекс натяжных тросов или тому подобное для подключения тензодатчика к необходимым блокам управления приводом. Это не только увеличивает производственные затраты, но также связано с нежелательным износом, что приводит к неисправности.
DE 10 2009039035 А1 иллюстрирует раму ступеньки и рифленую пластину, линейно скользящую в ней. Для обнаружения усилий, прилагаемых к рифленой пластине, особенно вертикальных усилий, предусмотрен по меньшей мере один измерительный элемент, который расположен на участке по меньшей мере одного крепежного элемента рамы. В соответствии с вариантом реализации измерительный элемент может содержать тензодатчик, такой как тензодатчик нажимного типа. Монтаж и обслуживание измерительного элемента являются относительно сложными. Кроме того, это устройство не может быть легко применено к другим типам скользящих ступеней без необходимости внесения технических изменений.
В известных системах также часто бывает трудно защитить тензодатчики от механического напряжения. Для решения этой проблемы часто используются комплексные системы тензодатчиков, такие как датчики деформации, датчики крутящего момента или датчики усилия, такие как датчики сдвига, нагружающие элементы, динамометрические болты или датчики растяжения и сжатия. Как правило, эти системы защищены посредством их размещения в собственном корпусе, чтобы иметь возможность присоединяться к существующим компонентам.
Также было опробовано использование тензодатчиков на этапе скольжения для непосредственной оценки кривизны боковых кронштейнов рифленой пластины. Однако надежные показания не могли быть получены от тензодатчиков, которые были закреплены болтами на внутренних сторонах обоих боковых кронштейнов, поскольку даже последовательность, в которой были затянуты крепежные болты, оказала большое влияние на измеряемый сигнал. Кроме того, при нагрузке нулевая точка сдвигалась настолько, что надежная оценка была практически невозможна.
Задачей изобретения является создание скользящей ступени с улучшенной чувствительностью, что позволяет избежать недостатков существующего уровня техники. Скользящая ступень предназначена для обеспечения более надежного измерения, уменьшения занимаемого ей пространства, возможно более простого монтажа и демонтажа. В частности, скользящая ступень также должна быть пригодна для модернизации существующих систем, с незначительными подгонками лишь при необходимости.
Поставленная задача решается данным изобретением, посредством совокупности признаков, представленных в п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные дополнительные усовершенствования описаны в зависимых пунктах Формулы изобретения.
По меньшей мере один из боковых кронштейнов скользящей ступени имеет смещенную секцию на участке роликов, которая смонтирована между двумя роликами и содержит тензодатчик для измерения деформаций.
Предпочтительно, чтобы участок смещения располагался в горизонтальной плоскости, то есть в плоскости выдвижения/втягивания рифленой пластины. Однако, в принципе, в зависимости от типа монтажа вертикальное смещение также возможно. В приведенном ниже описании изобретения применяется горизонтальное смещение.
Тензодатчик смонтирован по диагонали к, по сути, прямому боковому кронштейну. Диагональное положение тензодатчика в значительной степени предотвращает эффекты скручивания, которые могут возникнуть из-за кулисы расположенного сбоку ролика.
Предпочтительно, чтобы смещенная секция содержала по меньшей мере два тензодатчика, которые выполняют измерения независимо друг от друга, и чьи показания могут быть оценены независимо друг от друга. Указанные два тензодатчика проходят, по сути, в горизонтальной плоскости и измеряют главным образом деформацию в вертикальном направлении, особенно возникающую сверху. Однако в зависимости от оценочного программного обеспечения усилия, воздействующие с других направлений, также могут быть оценены. В соответствии с изобретением, использование по меньшей мере двух тензодатчиков позволяет или улучшает измерение усилий, в первую очередь действующих по диагонали к вертикальным или даже горизонтальным действующим усилиям.
Измерение горизонтально действующих усилий часто выполняется при разных положениях рифленой поверхности. Для обеспечения достоверного измерения в каждом случае изобретение предусматривает измерение в по меньшей мере двух положениях (например, справа и слева от боковых кронштейнов рифленой пластины). Результаты или сигналы измерений складываются в суммарный сигнал. Таким образом, суммарный сигнал обеспечивает величину, связанную с нагрузкой, которая не зависит от места приложения нагрузки и не зависит от выдвинутого положения выдвижного узла.
В особо предпочтительном варианте конструкции по меньшей мере один из указанных двух боковых кронштейнов образован, по сути, узлом прямого бокового кронштейна и узлом кронштейна датчика, которые образуют смещенную секцию. Узел бокового кронштейна и узел кронштейна датчика жестко соединены друг с другом, и каждый из них имеет один из роликов.
Таким образом, узел кронштейна датчика может быть, по сути, присоединен к свободному концу бокового кронштейна. Свободный конец предусмотрен в направлении выдвижения в задней части рифленой пластины, что означает, что при использовании корпуса свободный конец обычно находится в корпусе скользящей ступени. Таким образом, боковой кронштейн сконструирован из двух частей, причем каждый из двух узлов - узел бокового кронштейна и узел кронштейна датчика несет ролик. В соответствии с изобретением, вполне возможна модернизация скользящих ступеней узлами кронштейна датчика, в результате чего нет необходимости в полной замене скользящей ступени или рифленой пластины.
Смещение приводит к тому, что ролики на обоих узлах выравниваются друг с другом, т.е. расположены один за другим в направлении выдвижения/втягивания и, следовательно, могут выкатываться вместе по рельсу, прикрепленному к транспортному средству.
Соединение узла бокового кронштейна и узла кронштейна датчика может быть либо фиксированным, либо разъемным, например, посредством болтов.
Согласно изобретению, по меньшей мере одна призматическая шпонка может быть предусмотрена на участке болтового соединения, посредством которого призматической шпонке могут передаваться усилия, в особенности поперечные. Призматическая шпонка может быть расположена в направлении выдвижения/втягивания спереди или сзади болтового соединения, но также ниже или выше. Дополнительная призматическая шпонка может быть также использована, если другое соединение, такое как заклепочное соединение, предусмотрено вместо болтового соединения.
Из-за расположения тензоэлементов в направлении выдвижения позади соединения узла бокового кронштейна и узла кронштейна датчика, зона измерения также находится в направлении выдвижения рифленой пластины позади соединения. Это позволяет соединению между узлами иметь лишь незначительное влияние на измеряемый сигнал. При такой компоновке сдвиг нулевой точки почти невозможен.
Чтобы улучшить гашение горизонтально действующих усилий, изобретение может обеспечить использование профилей, которые не могут скользить в боковом направлении по рельсу, прикрепленному к транспортному средству. Это означает, что боковые или горизонтально действующие усилия передаются через рифленую пластину на профильный валик и через него в тензодатчик.
В особо предпочтительном варианте конструкции предлагаемая скользящая ступень снабжена по одну сторону цилиндрическими прямолинейными рельсовыми роликами, а по другую сторону - профильными роликами. С одной стороны, это означает, что боковые и горизонтальные усилия могут быть обнаружены, а с другой стороны, что возможны компенсирующие допуски в отношении ширины рифленой пластины или расстояния между рельсами.
Цилиндрические рельсовые ролики поглощают вертикальные усилия, возникающие при ступенчатом выдвижении. Профильные ролики поглощают горизонтальные усилия, вызванные, например, скручиванием за счет боковых воздействий.
Профильные ролики поглощают вертикальные и горизонтальные усилия, которые возникают, когда кто-то наступает на выдвижной элемент, и/или при боковом воздействии.
Горизонтальные усилия могут быть вызваны, например, когда выдвижной элемент испытывает кручение из-за бокового воздействия.
В соответствии с изобретением, узел кронштейна датчика сконструирован таким образом, что он может быть прикреплен к обеим сторонам указанных двух узлов боковых кронштейнов. Для этого может быть предусмотрено просверливание отверстий для болтовых соединений, или же призматическая шпонка может быть расположена симметрично. В особо предпочтительном варианте реализации два просверленных отверстия предусмотрены для болтовых соединений, которые проходят горизонтально через соединительную часть узла кронштейна датчика. Благодаря симметричной конструкции узел кронштейна датчика может быть прикреплен к правому или левому узлу бокового кронштейна.
Так как требуемое пространство для монтажа узла датчика невелико, заявляемая система очень хорошо подходит для выдвигающихся систем с двумя или более скользящими ступенями, расположенными одна над другой. Это особенно выгодно, когда транспортное средство используется в разных странах, которые могут иметь отличающиеся стандарты для предписанной высоты выдвигающегося устройства. Таким образом, транспортное средство может эксплуатироваться в двух странах с различными высотами доступа. Управление скользящими ступенями может быть таким, что водитель приводит в действие переключатель, когда он/она пересекает государственную границу, таким образом определяя, какие из скользящих ступеней должны быть выдвинуты на различных остановках.
Скользящие ступени также могут управляться так, чтобы выдвижные элементы выдвигались до различной ширины на разных остановках, тем самым превращая рифленые поверхности в ступени.
Возможный вариант реализации изобретения описан ниже со ссылкой на чертежи, где
на Фиг. 1 проиллюстрирован вид в перспективе скользящей ступени с рамой,
на Фиг. 2 проиллюстрирована рифленая пластина из Фиг. 1,
на Фиг. 3 проиллюстрирован узел кронштейна датчика и узел бокового кронштейна с цилиндрическими рельсовыми роликами в направлении выдвижения справа,
на Фиг. 4 проиллюстрирован узел кронштейна датчика и узел бокового кронштейна с цилиндрическими рельсовыми роликами в направлении выдвижения слева.
На Фиг. 1 проиллюстрирован вид в перспективе скользящей ступени 20. Для лучшего обзора накладная крышка 22 изображена в поднятом положении. Рифленая пластина 24 перемещается в раме 26. Рама 26 прочно соединена с транспортным средством (не показано), обычно под дверью.
Рифленую пластину 24 можно перемещать для выдвижения или втягивания, как указывает стрелка. Внутри рамы 26 предусмотрена перекладина 28, которая в данном варианте реализации содержит привод и другие необходимые компоненты.
На Фиг. 2 проиллюстрирована рифленая пластина 24 в изъятом виде. Она, по сути, сформирована из рифленой поверхности 30 и двух боковых кронштейнов 32 с соответствующими роликами 34. Рифленая поверхность 30 проходит между указанными двумя боковыми кронштейнами 32 в, по сути, горизонтальной плоскости. Ролики 34 перемещаются по рельсам, которые расположены внутри рамы 26 и проходят в направлении выдвижения/втягивания. На Фиг. 2 проиллюстрирована рифленая поверхность 30 с двумя задними роликами 34 и кулисой 36 роликового узла, которая находится дальше от передней части - направления выдвижения - и несет четыре других ролика 34.
Боковые кронштейны 32 образованы посредством узла 38 бокового кронштейна и узла 40 кронштейна датчика, при этом узел 40 кронштейна датчика установлен на заднем свободном конце - в направлении выдвижения - каждого узла 38 бокового кронштейна.
На Фиг. 3 и 4 узел 40 кронштейна датчика проиллюстрирован увеличенным. Можно наблюдать, что узел 40 кронштейна датчика имеет смещенную секцию 42. Также показаны крышки 44, под которыми расположены тензодатчики (не показаны). Они выступают в, по сути, горизонтальном направлении, и в предпочтительном варианте конструкции они наклеиваются на узел 40 кронштейна датчика или на смещенную секцию 42.
Также проиллюстрировано, что узел 40 кронштейна датчика может быть жестко присоединен к узлу 38 бокового кронштейна посредством болтового соединения в  изображенном варианте реализации. Для этой цели болты 46 проходят через, по сути, горизонтальные просверленные отверстия 48. Кроме того, предусмотрены призматические шпонки 50 для передачи поперечных усилий. В изображенном варианте реализации они проходят над или под просверленными отверстиями 48 в направлении выдвижения/втягивания. Призматические шпонки 50 выступают относительно узла 38 бокового кронштейна или элемента 40 кронштейна датчика и в их взаимно смонтированном состоянии проходят внутрь противоположного паза 52. Просверленные отверстия 48, призматические шпонки 50 и пазы 52 сконструированы таким образом, что никакие модификации не требуются при использовании узла 40 кронштейна датчика, когда он должен быть прикреплен в направлении выдвижения/втягивания справа или слева от одного из указанных двух узлов 38 боковых кронштейнов.
Для облегчения оптимального обнаружения усилий, которые могут иметь место, цилиндрические ролики 46 предусмотрены на одной стороне и профильные ролики 56 - на другой стороне. Профильные ролики 56 перемещаются по одному из рельсов и могут поглощать боковые усилия. Предусмотрена перекладина 28.
Изобретение не ограничивается изображенным вариантом реализации, но содержит подобные варианты конструкции, которые используют преимущества в связи с сутью данного изобретения. В частности, технические характеристики, упомянутые в описании и формуле изобретения, могут комбинироваться друг с другом подходящим образом.
СПИСОК НОМЕРОВ ССЫЛОК
20 - Скользящая ступень
22 - Накладная крышка
24 - Рифленая пластина
26 - Рама
28 - Перекладина
30 - Рифленая поверхность
32 - Боковые кронштейны
34 - Ролики
36 - Кулиса роликового узла
38 - Узел бокового кронштейна
40 - Узел кронштейна датчика
42 - Смещаемая секция
44 - Крышки
46 - Болты
48 - Просверленные отверстия
50 - Призматическая шпонка
52 - Паз
54 - Цилиндрические ролики
56 - Профильные ролики