Il meccanismo dei dispositivi di bloccaggio delle portiere dell'auto e il suo impatto sulla dinamica delle porte

1. introduzione

Mentre il dispositivo di bloccaggio delle porte di cabina era facoltativo nelle norme precedenti alla EN 81-20 in base alle condizioni del vano corsa, con la EN 81-20 è stato l'equipaggiamento standard per le porte di cabina. Queste apparecchiature, che soddisfano i requisiti della norma, hanno una struttura meccanica e sono progettate come un sottosistema operativo all'interno del meccanismo della porta. Nonostante il design differisca a seconda del produttore, sul dispositivo di chiusura vengono utilizzati elementi meccanici quasi simili che possono funzionare come richiesto dalla norma. Tra queste primeggiano le molle di compressione che influiscono direttamente sulla dinamica del sistema. Perché è stato sperimentato che il metodo più semplice e comune per far sì che una struttura meccanica si comporti diversamente nelle diverse condizioni descritte dalla norma era quello di utilizzare molle in tale struttura.

2. I requisiti per i dispositivi di chiusura delle portiere delle auto secondo la norma EN81-20

Gli articoli 5.3.9.2 e 5.3.15 della norma definiscono il funzionamento del dispositivo di bloccaggio. Sulla base di questa definizione, ciò che ci si aspetta dal sistema meccanico che si dovrà progettare può essere così riassunto:

• Il dispositivo di chiusura dovrebbe capire se si trova nella zona di chiusura oppure no.
• Dovrebbe essere bloccato o sbloccato a seconda che si trovi nella zona di blocco o meno. 

Tutti i possibili scenari che potrebbero verificarsi in qualsiasi normale funzionamento dovrebbero essere analizzati attentamente per concludere se un dispositivo di blocco meccanico soddisfa o meno tutti i requisiti sopra elencati.

 3. Modalità operativa del dispositivo di bloccaggio della portiera dell'auto

In generale, i dispositivi di bloccaggio meccanici funzionano direttamente in collegamento con il sistema di azionamento della porta. Molte serrature delle portiere delle auto sono progettate come estensione di un elemento della porta chiamato skate. Il pattino, che è un meccanismo operante in sé, raggiunge una struttura meccanica più complessa con l'aggiunta di un dispositivo di bloccaggio su di esso. La funzione di questa struttura che opera come sottosistema con l'intero meccanismo della porta può essere elencata come segue:

• Per sbloccare la porta di piano
• Per afferrare la porta con serratura e consentirle di funzionare automaticamente insieme alla portiera dell'auto
• Per capire se è nella zona di sblocco oppure no,
• Per mantenere la portiera dell'auto chiusa fuori dalla porta di sblocco
• Se necessario, per consentire l'apertura manuale della porta dalla cabina quando questa si trova nella zona di sblocco.

Questo sottosistema denominato “pattino dotato di dispositivo di bloccaggio” viene azionato tramite un grilletto direttamente dal motore della porta per eseguire le prime due operazioni nell'elenco sopra. Le altre tre funzioni vengono eseguite con l'energia potenziale della struttura come risultato delle caratteristiche meccaniche della struttura, senza bisogno di un sistema di azionamento esterno. In molte applicazioni, the source di questa energia potenziale con la struttura meccanica proviene dalle molle di compressione.

4. Gli impatti dei dispositivi di chiusura sulla dinamica delle porte

Per analizzare l'impatto dei dispositivi di chiusura sulla dinamica delle porte, è stato effettuato un confronto con la portiera di un'auto senza dispositivo di chiusura. Come si vede nella Figura 1 (a) e (b), sono state realizzate due configurazioni di test separate utilizzando "un pattino senza meccanismo di bloccaggio" e "un pattino con un dispositivo di bloccaggio".

Nelle configurazioni di prova, tutti i componenti che potevano avere un impatto sulla dinamica del motore, dell'azionamento e della porta erano gli stessi, tranne il pattino. Durante il test, entrambe le configurazioni vengono eseguite con gli stessi parametri di azionamento ed è stata misurata la corrente che alimenta il motore attraverso l'azionamento durante l'attivazione della porta. I risultati della misurazione sono stati filtrati per includere solo il movimento del pattino dopo aver completato il movimento nella direzione di chiusura della porta e è stato ottenuto il grafico nella Figura 2.

Come si vede nel grafico, la corrente del motore è aumentata fino a 3.5A per il movimento del pattino con dispositivo di bloccaggio. Per l'altro dispositivo è stato misurato lo stesso valore 1A massimo. Si può concludere che la differenza tra questi due valori è stata utilizzata per le molle che azionano il dispositivo di bloccaggio. In altre parole, l'energia elettrica creata da questa differenza di 2.5 A viene trasferita sotto forma di energia potenziale alle molle utilizzate nel dispositivo di chiusura. Per mostrare la differenza in modo più tangibile, la quantità di forza che dovrebbe essere trasferita al grilletto per impostare un dispositivo di blocco è stata calcolata semplicemente come di seguito: 

5. CONCLUSIONE

In base ai risultati della misurazione, la differenza di 2.5 può essere considerata come una forza di circa 106 N sulla puleggia del motore. In base a questi dati si può facilmente concludere che la forza misurata viene utilizzata per fornire energia potenziale agli elementi meccanici utilizzati nel dispositivo di bloccaggio. Tuttavia, i valori numerici misurati e calcolati non devono essere considerati come una tabella che riflette la condizione generale. Questi dati possono differire in base a molte variabili come la struttura meccanica del pattino e i dispositivi di bloccaggio nell'assetto, la durezza delle molle, il diametro della puleggia motore e i parametri di guida. L'unico giudizio finale potrebbe essere che le variabili del sistema debbano essere analizzate in termini di potenziale fabbisogno energetico che creerà, se un dispositivo di chiusura dotato di pattino verrà integrato in una portiera di un'auto progettata senza dispositivo di chiusura.