ELECTROMECÁNICOS DE CERRADURAS.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un perfeccionamiento en la patente de invención española ES2331865B1 que divulga un Mecanismo de Embrague Aplicable a Cilindros Electromecánicos de Cerraduras.

El objetivo de la invención es mejorar el rendimiento del mecanismo de embrague y aumentar la vida útil de la batería del motor que incorpora el cilindro electromecánico de la cerradura, consiguiéndose así un funcionamiento más suave y efectivo del mecanismo de embrague y, por lo tanto, del conjunto de la cerradura.

Más concretamente, el perfeccionamiento de la invención se centra en un novedoso carro móvil desplazable axialmente para embragar y desembragar un disco de embrague asociado a una excéntrica encargada de efectuar el accionamiento del picaporte y/o cerrojo de la cerradura, y un novedoso control del motor electromagnético.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad son conocidas las cerraduras electromecánicas, cuyo funcionamiento se basa en un código en la cerradura, mediante una tarjeta o llave electrónica, activando de este modo un sistema mecánico que realiza la apertura o cierre de la puerta donde se encuentra instalada la cerradura.

Esta instalación o sistema se monta dentro del pomo o pomos del cilindro de la puerta que intervienen en el conjunto de la cerradura, dando lugar a una limitación de espacio considerable.

Por otro lado, los actuales sistemas de embrague que se montan en las cerraduras convencionales requieren, para su accionamiento, de motores eléctricos de un gran tamaño para poder accionar el propio mecanismo de embrague. Lógicamente, ello conlleva una pérdida de espacio, tanto el que es ocupado por el motor como el que es ocupado por el sistema de embrague. Además, la consabida y obligada disposición de los detectores de final de carrera dan lugar a que el espacio requerido tenga que ser aún mayor.

En definitiva, los mecanismos de embrague aplicables a cerraduras electromecánicas actuales, suponen una ocupación de espacio muy notable, lo que evidentemente repercute en un aumento del volumen correspondiente al conjunto que constituye el mecanismo de embrague asociado al motor eléctrico de accionamiento.

Por otro lado, es conocida la patente de invención ES2331865B1 (del mismo solicitante de la presente invención) que consiste en un mecanismo de embrague aplicable a cilindros electromecánicos de cerraduras que comprende un cilindro montado en la cerradura que incorpora interior y axialmente un rotor portador de los correspondientes medios de embrague en base a los cuales es susceptible de enclavarse con un disco de embrague sobre el que va fijada una excéntrica cuyo giro produce el accionamiento del picaporte y/o cerrojo de la cerradura.

Se caracteriza porque los medios de embrague se constituyen a partir de un carro desplazable axialmente por accionamiento de un husillo acoplado en la salida de un motor electromagnético; con la particularidad de que en uno de los valles del husillo está posicionada una de las ramas de un elemento elástico en forma de "U", de ramas laterales desiguales y ubicado en un alojamiento establecido en la cara interna del cuerpo base que forma parte del propio carro, en combinación con una tapa fijada a dicha base mediante oportunos tornillos; habiéndose previsto en la base y en la tapa del carro con disposición axial dos resortes que, por un extremo apoyan en la cara interna de la propia tapa, mientras que por el otro extremo quedan alojados parcialmente en alojamientos extremos pertenecientes a pitones de embrague susceptibles de ocupar una posición inoperante y de retraimiento respecto a la tapa del rotor, o una posición operativa y emergente, pasante a través de orificios establecidos en el correspondiente disco de embrague al que está fijada la excéntrica de accionamiento del picaporte y/o cerrojo de la cerradura; con la particularidad además de que el carro está imposibilitado de giro por medio de una pareja de varillas emergentes de la cara interna de la tapa del rotor, constituyendo además dichas varillas un medio de guiado con mínimo rozamiento en los desplazamientos axiales del carro.

Un primer problema que presenta la patente de invención ES2331865B1 radica en que si un usuario está aplicando un par de giro al pomo contra los mecanismos de la cerradura, los pitones de embrague quedan dispuestos entre la tapa del rotor y el disco de embrague, no pudiendo ser retirados. Asimismo, tampoco se puede retirar el carro, con lo que el husillo y el motor se bloquean. Este bloqueo es detectado por el circuito del motor, detección que se hace por el aumento del consumo de corriente, produciéndose la desconexión del propio motor durante una operación de fracciones de segundo, para seguidamente reintentar el desembrague del cilindro repetidamente hasta que desaparezca la causa del bloqueo.

El problema radica en que si el usuario se encuentra durante un tiempo prolongado manteniendo el par de giro sin poder liberar los pitones de embrague, el consumo del motor aumenta, debido a las repetidas conexiones y desconexiones del motor y, por lo tanto, la vida útil de la batería del motor se acorta.

Asimismo, un segundo problema que posee el carro es que el elemento elástico posee un rendimiento bajo. Esto se debe a que por un lado, la rama mayor del elemento elástico en forma de "U" se encuentra sometida a un doble empotramiento en sus extremos, significándose esto que la deformación que experimenta dicha rama mayor es muy pequeña, lo que además de reducir el rendimiento implica un correcto diseño de la posición del elemento elástico en el cuerpo base del carro para asegurar el contacto entre dicha rama y el husillo en sus posiciones extremas. Por otro lado, la carga de energía de un elemento elástico es proporcional a la longitud del hilo, siendo en este caso muy reducida debida a que la longitud del hilo sería únicamente la rama mayor del elemento elástico.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la presente invención propone unas mejoras a la patente de invención ES2331865B1, la cual divulga un Mecanismo de Embrague Aplicable a Cilindros Electromecánicos de Cerraduras. Por tanto, ES2331865B1 es el estado de la técnica más cercano sobre el cual se basa el preámbulo de la reivindicación independiente adjunta.

Las mejoras del nuevo mecanismo de embrague mejoran su rendimiento y también aumentan la vida útil de la batería del motor.

El mecanismo de embrague aplicable a cilindros electromecánicos de cerraduras se constituye a partir de un rotor que es un cuerpo cilindrico y en cuyo interior va montado un motor electromagnético de accionamiento. El motor electromagnético tiene un eje de salida sobre el que está montado axialmente un husillo. El husillo está previsto para que en su giro produzca un desplazamiento lineal de un carro móvil situado igualmente en el interior del rotor, cerrándose éste por su extremo libre mediante una tapa anterior, de manera que el conjunto referido, es decir, el rotor con los demás elementos correspondientes al mecanismo de embrague, quedan dentro del cilindro exterior de cerradura.

A su vez, el motor electromagnético comprende un circuito de control.

Asi pues, el mecanismo de embrague aplicable a cilindros electromecánicos de cerraduras comprende el carro móvil desplazable axialmente dentro del rotor, alojado éste dentro del cilindro exterior de cerradura, ubicándose dentro del rotor también el motor electromagnético, cuyo eje de salida conecta con el husillo ubicado en correspondencia con un hueco centrado del carro móvil. El giro del husillo genera el desplazamiento axial del carro móvil. El carro móvil es conducido en unas guias que forman parte de la tapa anterior fijada al rotor.

Adicionalmente, el carro móvil comprende una tapa y una base que alojan unos pitones de embrague asociados a sendos resortes posteriores ubicados en unos alojamientos axiales establecidos en unos tramos extremos de los pitones de embrague. Estos últimos se ubican y guian en unos huecos axiales de la base del carro móvil, estando guiados también los pitones de embrague en unos orificios de la tapa anterior. A continuación de la tapa anterior, se dispone un disco de embrague provisto de unos orificios axiales, los cuales están enfrentados en una determinada posición angular del disco de embrague con los orificios de la tapa anterior. Al disco de embrague está fijada una excéntrica encargada de realizar el accionamiento del picaporte y/o cerrojo mediante el giro de la misma cuando los pitones de embrague están encajados en los orificios axiales del disco de embrague.

Asi pues, la tapa anterior del rotor tiene la pareja de orificios citados que constituyen una guia para los pitones de embrague en el desplazamiento de éstos con el conjunto del carro móvil. De manera que, cuando los pitones de embrague afloran a través de los orificios de la tapa anterior, los pitones de embrague pueden embragar con el disco de embrague y, de este modo, con la excéntrica encargada de efectuar el accionamiento del picaporte y/o cerrojo de la cerradura. La excéntrica está fijada, mediante tornillos, a un disco de embrague que tiene orificios axiales en los que se enclavan los pitones de embrague .

Novedosamente, el mecanismo de embrague mejorado de la presente invención sustituye el elemento elástico en forma de "U" comprendido en el carro móvil según el estado de la técnica por un dispositivo elástico determinado por dos resortes anteriores unidos por uno de sus extremos mediante una porción transversal común. Adicionalmente, el carro móvil es novedosamente modificado para contener el nuevo dispositivo elástico.

Mediante el nuevo carro móvil en general, y en dispositivo elástico comprendido en el carro móvil en particular, se resuelven los dos problemas asociados con la patente del estado de la técnica y se obtienen al menos dos efectos técnicos. El primer efecto técnico, asociado con el primer problema, es evitar el aumento del consumo de corriente en el motor electromagnético asi como evitar las continuas conexiones/desconexiones del motor. El segundo efecto técnico asociado con el segundo problema, es ayudar al motor electromagnético a iniciar su movimiento tanto en el inicio de carrera (posición de embragado) como en el final de carrera (posición de desembragado) . El segundo efecto técnico se consigue mediante el empuje continuo del dispositivo elástico sobre el filete del husillo. El primer efecto técnico se consigue mediante la compresión parcial de los resortes anteriores y un circuito de control del motor mejorado.

Por tanto, el mecanismo mejorado de la presente invención comprende: i) un motor electromagnético que comprende un eje de salida conectado con un husillo roscado; y, ii) un carro móvil desplazable axialmente mediante el husillo. Donde el carro móvil a su vez comprende unos pitones de embrague. Novedosamente, el carro móvil del mecanismo mejorado de la presente invención adicionalmente comprende en su interior un dispositivo elástico determinado por dos resortes anteriores unidos por uno de sus extremos mediante una porción transversal común encajada en un valle del roscado del husillo, el cual desplaza el carro móvil mediante la porción transversal común entre una posición de desembragado y una posición de embragado, tal que en la posición de desembragado, los resortes anteriores están comprimidos y en la posición de embragado la porción transversal común está deformada (estado de sobre-elongación) , tal que en ambas posiciones la porción transversal común lleva a cabo un empuje continuo sobre el husillo.

El mecanismo de embrague mejorado adicionalmente comprende un circuito de control mejorado del motor electromagnético que, en caso de bloqueo del carro móvil en la posición de embragado por acción de un usuario, el circuito de control detecta el enclavamiento de los pitones de embrague y continua comprimiendo los resortes anteriores mediante la acción del husillo sobre la porción transversal común hasta una posición tal, que cuando finaliza el bloqueo por parte del usuario, los pitones de embrague son liberados y el carro móvil es desplazado hasta la posición de desembragado. El desplazamiento del carro móvil hasta la posición de desembragado es llevada a cabo por la descompresión de los resortes anteriores. Adicionalmente, el circuito de control envía una señal al motor electromagnético para que haya girar el husillo hasta que la porción transversal común se sitúe en el fin de carrera de desembrague, una vez haya finalizado el bloqueo del carro móvil y este se encuentre en la posición de desembragado .

El circuito de control detecta el enclavamiento de los pitones de embrague mediante la detección de un exceso de consumo de energía en la compresión de los resortes anteriores llevada a cabo por la acción del husillo sobre la porción transversal común al intentar llevar el carro móvil de la posición de embragado a la posición de desembragado .

Los resortes anteriores están acoplados en unas porciones tubulares que arrancan del fondo de unos vaciados laterales de una base comprendida en el carro móvil, encontrándose los vaciados laterales en puntos diametralmente opuestos de la cara interna de la base del carro móvil.

El mecanismo de embrague de la presente invención adicionalmente comprende unas guias que guian al carro móvil en su desplazamiento axial, formando parte las mencionadas guias de la tapa anterior. Las guias están acopladas y guiadas en unas perforaciones pasantes establecidas en las porciones tubulares.

El mecanismo de embrague de la presente invención adicionalmente comprende unos huecos axiales en la base donde se alojan los pitones de embrague, que están dispuestos en una dirección diametral y perpendicular a la dirección diametral en la que se encuentran las porciones tubulares .

A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva explosionada de una cerradura electromecánica que incorpora en su interior el mecanismo de embrague mejorado para cilindros electromecánicos de la presente invención.

La cerradura comprende básicamente un cilindro exterior, dentro del cual se aloja a su vez un rotor y dentro de éste un motor cuyo eje de salida conecta con un husillo, cuyo movimiento giratorio arrastra a un carro desplazable axialmente, mediante el cual se alcanzan las posiciones de embragado y desembragado del mecanismo de embrague .

Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva explosionada del mecanismo de embrague mejorado de la presente invención.

Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva explosionada de la parte del mecanismo de embrague y cilindro de la cerradura de la presente invención.

Figura 4a.- Muestra una vista en sección del mecanismo de embrague en posición inactiva (desembragada) de la presente invención.

Figura 4b.- Muestra otra vista en sección del mecanismo de embrague en posición inactiva de la presente invención .

Figuras 5a, 5b.- Muestran respectivas vistas en sección del mecanismo de embrague de la presente invención en posición de funcionamiento cuando existe un desfase angular entre unos pitones de embrague incorporados en el característico carro móvil y unos orificios de un disco de embrague .

Figuras 6a, 6b y 6c- Muestran respectivas vistas en sección del mecanismo de embrague en posición activa del mecanismo de embrague de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

Considerando la numeración adoptada en las figuras, el mecanismo de embrague mejorado para cilindros electromecánicos de cerraduras de la presente invención, contempla la siguiente nomenclatura empleada en la descripción :

1. - Rotor

2. - Motor electromagnético 3.- Husillo

4. - Carro móvil

5. - Tapa anterior

6. - Cilindro exterior

7. - Circuito de control

- Guias

- Perforaciones pasantes

10. - Base

11. - Tapa

12.- Pitones de embrague

13. - Resortes posteriores

14. - Alojamientos axiales

15. - Resaltes extremos

16. - Resaltes internos

17.- Huecos axiales

18. - Tornillos

19. - Orificios

20. - Excéntrica

21. - Tornillos

22.- Disco de embrague

23. - Orificios axiales

24. - Tornillos

25. - Vaciados laterales

26. - Resortes anteriores

26'.- Porción transversal común

27. - Orificio pasante anterior

28. - Orificio pasante posterior

29. - Porciones tubulares

30. - Arandelas elásticas.

El mecanismo de embrague comprende un carro móvil 4 desplazable a través de un husillo 3 accionado mediante el giro del eje de salida de un motor electromagnético 2. El carro móvil 4 está comprendido por dos partes enfrentadas y unidas entre si: una base 10 y una tapa 11, y entre ambas, una pareja de pitones de embrague 12 asociados a sendos resortes posteriores 13, los cuales están dispuestos entre -Illa tapa 11 del carro móvil 4 y unos alojamientos axiales 14 establecidos en el tramo extremo posterior de los pitones de embrague 12. Estos se encuentran alojados y guiados en su desplazamiento dentro de unos huecos axiales 17 de la base 10 perteneciente al carro móvil 4, a la vez que quedan retenidos los pitones de embrague 12 en su posición más avanzada en unos resaltes internos 16 ubicados al final de los huecos axiales 17 en combinación con unos resaltes extremos 15 de los pitones de embrague 12 que hacen tope contra los resaltes internos 16.

A su vez, tanto la base 10 como la tapa 11 del carro móvil 4, cuentan con sendos orificios enfrentados y centrados respectivamente: un orificio pasante anterior 27 y otro orificio pasante posterior 28, ubicándose en ambos el husillo 3, cuyo giro genera el avance y retroceso del conjunto del carro móvil 4.

La base 10 y tapa 11 se solidarizan entre si mediante unos tornillos 18.

Por otro lado, en zonas diametralmente opuestas, la cara interna de la base 10 flanqueando su orificio pasante anterior 27, incorpora dos vaciados laterales 25 donde se ubican a su vez unas porciones tubulares 29 troncocónicas , en las que se acopla un dispositivo elástico formado por dos resortes 26 unidos por uno de sus extremos mediante una porción transversal común 26' que forma parte de ambos resortes anteriores 26 de estructura helicoidal, constituyendo todo ello una única pieza enteriza conformante de un dispositivo elástico citado.

La porción transversal común 26' del dispositivo elástico atraviesa perpendicularmente el orificio pasante anterior 27 de la base 10 del carro móvil 4, a la vez que se acopla en el valle del roscado del husillo 3, con lo cual, el giro de éste arrastrará al carro móvil 4 en uno u otro sentido dependiendo del sentido de rotación de tal husillo 3 por mediación de la porción transversal común 26' del dispositivo elástico. Por otro lado, las porciones tubulares 29 de la base 10 donde se acoplan ambos resortes anteriores 26 incluyen unas perforaciones pasantes 9 por las que se introducen unas guias 8 de una tapa anterior 5 de un rotor 1 que alberga en su interior al motor electromagnético 2 y también al carro móvil 4, alojándose a su vez el rotor 1 dentro de un cilindro exterior 6 de cerradura.

El desplazamiento axial del carro móvil 4 se guia y conduce en las guias 8 de la tapa anterior 5 para hacer emerger o establecer el retraimiento de los pitones de embrague 12. Los pitones de embrague, en la posición de apertura, afloran a través de unos orificios 19 situados en la tapa anterior 5 del rotor 1, enclavándose a su vez los pitones de embrague 12 en unos orificios axiales 23 de un disco de embrague 22 dispuesto a continuación de la tapa anterior 5. En esta situación, el mecanismo de embrague está dispuesto para que mediante el accionamiento de un pomo exterior, no representado en las figuras, llevar a cabo la apertura de la puerta gracias a poder mover una excéntrica 20 que arrastra en su movimiento giratorio al disco de embrague 22, estando éste fijado a la excéntrica 20 mediante unos tornillos 21, mediante unas arandelas elásticas 30 o mediante otro tipo de dispositivos convencionales .

Cabe señalar que la dirección diametral donde se encuentran las porciones tubulares 29 es perpendicular a la dirección diametral donde se encuentran los huecos 1 de la base 10 que forma parte del carro móvil 4.

El motor electromagnético 2 cuenta con un circuito de control 7 que además de controlar el funcionamiento del motor realiza también las funciones de detección de los finales de carrera correspondientes, tal y como se describía en la patente del estado de la técnica.

El rotor 1 es un cuerpo hueco de configuración cilindrica, en cuyo interior va montado el motor electromagnético 2 de accionamiento, en cuyo eje de salida está montado axialmente el husillo 3, previsto éste para que en su giro produzca un desplazamiento lineal del carro móvil 4 situado en el interior del rotor 1, tal y como se ha referido ya anteriormente, cerrándose éste por su extremo libre mediante la tapa 5, de manera que el conjunto referido, es decir, el rotor 1 con los demás elementos correspondientes al mecanismo de embrague, quedan dentro del cilindro exterior 6 de cerradura.

La tapa anterior 5, en cuya guia 8 se conduce el conjunto del carro móvil 4, se fija al rotor 1 mediante unos tornillos 24.

El elemento que proporciona el movimiento al carro móvil 4 mejorado es la porción transversal común 26'. En este caso y al no estar la porción transversal común 26' doblemente empotrada como ocurre con el elemento elástico en forma de "U" de la patente del estado de la técnica, la porción transversal común 26' posee una mayor deformación con las ventajas que este hecho conlleva y que se indican más adelante.

En las figuras 4 a 6 se aprecian las diferentes posiciones del mecanismo de embrague con el carro móvil 4 mejorado, en posición de desembrague (figuras 4a y 4b), en posición de funcionamiento cuando existe el desfase angular entre los pitones de embrague 12 y los orificios axiales 23 del disco de embrague 22 (figuras 5a y 5b) y, por último, en la posición de embrague, tal y como aparece representado en las figuras 6a y 6b.

En la figura 4b y figura 6b se puede apreciar el carro móvil 4 en las posiciones de final de carrera, desembragado en la figura 4b, de manera que en esta posición los resortes anteriores 26 se encuentran en un estado a media compresión, por lo tanto, la porción transversal común 26' se encuentra sufriendo de modo continuo un empuje hacia el filete del roscado del husillo 3, lo que hace que en el momento en que el husillo 3 se ponga a girar, desplazará de inmediato la porción transversal común 26', asegurando el funcionamiento del sistema.

Del mismo modo en la posición de embragado (figura 6b), la porción transversal común 26' se encuentra deformada (situación de sobre-elongación) gracias a la no existencia del doble empotramiento como ocurría en la patente de invención del estado de la técnica, de manera que dicha deformación hace que la porción transversal común 26' se encuentre en permanente contacto con el filete del roscado del husillo 3, lo que provoca al igual que en el caso anterior, que en el momento en que el husillo 3 inicie su giro, desplazará de inmediato la porción transversal común 26', asegurando el funcionamiento del sistema.

Asimismo las especificaciones de diseño del carro, para asegurar el contacto entre elemento elástico y el husillo, no son tan restrictivas como en la invención de la patente del estado de la técnica.

Por otra parte, la carga de energía del elemento elástico de la presente invención es mayor que la del elemento elástico de la invención de la patente del estado de la técnica. Esto se debe a que la longitud del hilo del elemento elástico de la presente invención es la longitud de la porción transversal 26' más la de los resortes 26 y, por tanto, es mayor que la longitud de la rama mayor del elemento elástico en forma de "U" de la patente del estado de la técnica.

Por otro lado, en caso de darse la situación en la que el usuario se encuentre aplicando un par de giro al pomo contra los mecanismos de la cerradura, es decir, que los pitones de embrague 12 queden dispuestos (bloqueados) entre la tapa anterior 5 del rotor 1 y el disco de embrague 22, no pudiendo ser retirados, entonces el carro móvil 4 no podrá desplazarse.

Ahora bien, a diferencia del carro del estado de la técnica, el carro móvil 4 de la presente invención, cuando el husillo 3 gira, la porción transversal común 26' no puede desplazar el carro, ya que el mismo se encuentra aprisionado por los pitones de embrague 12, por lo que la energía se emplea en comprimir los resortes anteriores 26, de tal modo que una vez que los pitones de embrague 12 son liberados, el carro móvil 4 también es liberado y los resortes anteriores 26 se descomprimen desplazando al carro móvil 4 hasta la posición de desembragado.

En el momento de comprimir los resortes 26, el consumo de energía es mayor al que existe cuando el carro se desplaza en un modo normal de funcionamiento, por lo que el circuito de control del motor detecta el enclavamiento de los pitones. En ese momento, el circuito de control sigue haciendo girar el husillo y, por lo tanto, desplazando la porción transversal común 26' hasta una posición tal, que cuando se liberan los pitones de embrague, éstos quedan en posición de desembrague. Posteriormente y tras un largo período de tiempo el circuito de control da una única orden al motor para que retroceda el carro hasta la posición de fin de carrera de desembrague y no repetidas como en la patente principal.

Por lo tanto, con el carro móvil 4 mejorado de la presente invención, también se evita un aumento del consumo de la energía del motor electromagnético 2 y, por lo tanto, se alarga la vida útil de la batería que lo alimenta.

Por último, cabe señalar que gracias a la nueva estructura y configuración del carro móvil 4, el montaje de los elementos es mucho más rápido y sencillo.