ES2330652T3 - Perno operado electromagneticamente. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de perno operado electro-magnéticamente, comprendiendo: un cuerpo receptor (113, 213, 313, 413, 513) que tiene una recámara (114, 214, 314, 414) dispuesta en él; un perno movible (118, 218, 318, 418, 518) recibido en dicha recámara (114, 214, 314, 414); y medios para generar una fuerza electromagnética, siendo la fuerza electromagnética capaz de mover selectivamente el perno (118, 218, 318, 418, 518) entre una primera posición y una segunda posición.
Description
Perno operado electromagnéticamente.
La presente invención se refiere generalmente a
dispositivos lanzadores de proyectiles operados neumáticamente. Más
específicamente, la presente invención se refiere a una
configuración de perno (o de bolt) operada
electromagnéticamente para la utilización en armas de fuego y otros
dispositivos lanzadores de proyectiles, tales como dispositivos
lanzadores de proyectiles operados neumáticamente.
En general, en el estado de la técnica anterior,
es bien conocido utilizar un dispositivo lanzador de proyectiles
operado neumáticamente para propulsar un proyectil hacia un blanco.
Además, este tipo de dispositivo se denomina típicamente arma de
paintball o marcadora. Por consiguiente, para el fin de esta
solicitud, el término marcadora será utilizado a lo largo de toda
esta solicitud para definir un arma de paintball o un dispositivo
lanzador de proyectiles operado neumáticamente. Aunque la presente
invención es discutida en relación con armas de paintball, tiene
aplicación en cualquier tipo de dispositivo lanzador de
proyectiles. Existe una amplia variedad de marcadoras disponibles
en el estado de la técnica anterior que tienen distintas
configuraciones y maneras de operación. Independientemente de la
configuración o el modo de operación utilizados por cualquier
marcadora particular, el objetivo general de la marcadora es
utilizar la fuerza neumática para lanzar hacia un blanco un
proyectil esférico frágil que contiene un tinte marcador coloreado,
conocido como bola de pintura (o paintball). Cuando la bola
de pintura impacta contra el blanco, la bola de pintura revienta
liberando el tinte marcador sobre el blanco proporcionando de este
modo una señal visual de que la bola de pintura ha dado realmente
en el blanco. A este respecto, antes de que la bola de pintura
pueda ser lanzada por la marcadora, una bola de pintura tiene que
ser cargada en el interior de la cámara de disparo o recámara de la
marcadora en preparación para la liberación de una explosión de
aire que finalmente lanza la bola de pintura. Los documentos WO
88/05895 A, US 6 626 165 B1, WO 00/75594 A, y EP 1 209 435 A
revelan un accionamiento de un perno o martillo de marcadoras por
medio de un solenoide, que abre una válvula o libera un dispositivo
activador para dejar pasar un gas a una presión baja y mueve dicho
perno o martillo para colocar una bola de pintura o proyectil
similar en un cañón de la marcadora. Un mecanismo de preajuste,
normalmente un resorte, hace regresar al perno a su posición de
origen y recoger el siguiente proyectil de un receptor o recámara y
colocarlo en el
cañón.
cañón.
Las figuras 1 a 3 ilustran de manera general la
operación de carga de bolas de pintura de una marcadora 10 del
estado de la técnica anterior. Se puede apreciar que la marcadora
10 incluye una recámara 14, un cañón 16 que se extiende desde un
lado de la recámara 14, un perno reciprocante 18 que es recibido de
manera deslizable en la recámara 14 en alineación con el cañón 16,
y una compuerta de alimentación 20 para permitir que las bolas de
pintura 12 sean cargadas en la recámara 14 de la marcadora 10.
Durante la operación, las bolas de pintura 12 son cargadas en el
interior del cañón 16 de la marcadora 10 por medio del perno 18. El
perno 18 está dispuesto para moverse hacia adelante y hacia atrás
por debajo de la compuerta de alimentación 20 permitiendo que las
bolas de pintura 12 puedan pasar, una por una, a través de la
compuerta de alimentación 20 y al interior de la recámara 14.
Entonces, el perno 18 se mueve hacia adelante, empujando la bola de
pintura 12 al interior de la apertura del cañón 16. Generalmente,
estos dispositivos del estado de la técnica anterior se basan en la
operación manual del perno, válvulas mecánicas o válvulas
solenoides electrónicas que alternativamente dirigen aire
comprimido hacia adelante y atrás entre los dos lados de un cilindro
neumático de doble acción para mover el perno 18 a fin de cargar
las bolas de pintura 12. Tal accionamiento neumático de un perno es
tan conocido del estado de la técnica anterior que no hace falta
discutir sus detalles en la presente memoria.
Al objeto de ilustrar la operación del perno 18,
las figuras 1 a 3 muestran una vista en corte transversal de la
recámara 14 de una marcadora 10 del estado de la técnica anterior
que incluye un mecanismo de perno reciprocante 18. En la figura 1,
el perno 18 se muestra en reposo en una posición que resultaría
inmediatamente después de disparar una bola de pintura 12 o antes
de cargar la bola de pintura 12 inicial. Haciendo referencia ahora
a la figura 2, el perno 18 se muestra después de haber sido
desplazado a una posición trasera. Estando el perno 18 en esta
posición, la compuerta de alimentación 20 es abierta para permitir
que una bola de pintura 12 pueda caer en el interior de la recámara
14. La figura 3 muestra el perno 18 después de haber regresado a la
posición delantera, habiendo empujado la bola de pintura 12 a la
apertura del cañón 16, donde puede ser propulsada a lo largo del
cañón 16 mediante una carga neumática y lanzada fuera de la
marcadora 10.
La dificultad que se presenta es que las
marcadoras que se basan en pernos reciprocantes accionados mecánica
o neumáticamente padecen de limitaciones mecánicas que
inherentemente limitan la tasa máxima de disparos que la marcadora
puede conseguir. Específicamente, la velocidad de ciclo máxima de
un perno operado neumáticamente está limitada por la velocidad con
la que los solenoides en el sistema de aire pueden ser abiertos y
cerrados secuencialmente.
Por consiguiente, existe una necesidad de
disponer de un mecanismo de perno que supere las limitaciones
inherentes halladas en el estado de la técnica anterior,
permitiendo de este modo que el mecanismo de perno consiga un ciclo
más rápido, resultando finalmente en una marcadora que tiene una
tasa de disparos más alta. Además de ello, existe la necesidad de
disponer de un mecanismo de perno que pueda ser controlado con más
precisión que los pernos correspondientes al estado de la técnica
anterior.
A este respecto, la presente invención
proporciona un mecanismo de perno novedoso que supera muchos de los
problemas existentes en los pernos del estado de la técnica
anterior identificados más arriba. En particular, la presente
invención proporciona un mecanismo de perno que es accionado por un
conjunto electro-magnético que proporciona un
movimiento rápido del perno así como un alto grado de control del
perno. La utilización de la fuerza
electro-magnética en lugar de solenoides
electrónicos y un pistón neumático para accionar el perno en una
marcadora es una divergencia del estado conocido de la técnica
anterior y proporciona numerosas ventajas que resultan en una
marcadora que tiene una mayor fiabilidad y un rendimiento
mejorado.
Como será discutido en detalle más adelante, el
concepto básico de la presente invención es utilizar un conjunto de
bobinas electro-magnéticas que ejercen una fuerza
sobre materiales ferrosos o imanes permanentes causando de este
modo un movimiento reciprocante hacia adelante y hacia atrás del
perno. En una realización del invento, una pieza de material
ferroso o un imán permanente es instalado en el interior del cuerpo
del perno y al menos una bobina electro-magnética
es instalada en la pared de la recámara adyacente al perno. La
aplicación de una carga eléctrica a la bobina
electro-magnética sirve para atraer o repeler el
imán dispuesto en el perno, haciendo que el perno sea movido. En
otras realizaciones, por lo menos una bobina está dispuesta en el
cuerpo del perno y al menos un imán o pieza de material ferroso es
instalada en la pared de la recámara adyacente al perno. En otras
realizaciones, se utilizan múltiples bobinas
electro-magnéticas para incrementar la fuerza total
ejercida sobre el imán permanente o material ferroso, aumentando de
esta manera la velocidad con la que el perno puede ser movido. En
otra realización, el imán o el material ferroso es colocado en una
posición adyacente al perno en una cámara propia con bobinas
electro-magnéticas colocadas dentro de las paredes
de la cámara. El imán o material ferroso es conectado al perno
mediante una unión de tal manera que el movimiento del imán o
material ferroso resulta en el movimiento del perno. En aún otra
realización, la presente invención proporciona un perno de acción
rotatoria que incluye por lo menos un imán permanente o una pieza de
material ferroso montados en él con una agrupación de bobinas
electromagnéticas dispuestas alrededor de la pared de la recámara
que circunda el perno. Puesto que cada una de las bobinas
electromagnéticas es activada aplicando una carga eléctrica, las
bobinas atraen o repelen el imán o material ferroso, causando que
el perno rotatorio
gire.
gire.
Además del sistema
electro-magnético según lo descrito anteriormente,
también es posible incorporar varios sensores a la marcadora y
acoplarlos eléctricamente al sistema de control dentro de la
marcadora, proporcionando de este modo un control sin precedentes
sobre el perno, que anteriormente no era posible con los sistemas
neumáticos conocidos. Por consiguiente, el sistema de operación
electrónico de la marcadora puede controlar con más precisión la
carga y el lanzamiento del proyectil.
Según se puede observar teniendo en cuenta lo
arriba indicado, se proporciona un sistema nuevo y novedoso de
control de perno con electroimán. Además, se muestra un método
nuevo y novedoso para accionar un perno dentro de una marcadora sin
el empleo de neumática o de válvulas solenoides operadas
electrónicamente. La utilización de la fuerza
electro-magnética según se proporciona en la
presente invención permite un control preciso del desplazamiento
del perno dentro de la marcadora a diferencia del deficiente
control que es posible con un perno controlado neumáticamente por
pistón.
Es por ello un objeto de la presente invención
proporcionar un sistema de transporte de perno operado
electro-magnéticamente para la utilización en un
dispositivo lanzador de proyectiles neumático, o marcadora. Un
objetivo adicional de la presente invención es poner a disposición
un perno operado electro-magnéticamente, en el que
se utilizan bobinas electro-magnéticas para atraer
y/o repeler una pieza de material ferroso o imán permanente causando
de esta manera el movimiento del perno. Otro objetivo adicional de
la presente invención es poner a disposición un perno operado
electro-magnéticamente, en el que múltiples bobinas
electro-magnéticas se utilizan combinadamente para
atraer y/o repeler una pieza de material ferroso o imán permanente
causando de esta manera el movimiento del perno. Es aún otro objeto
adicional de la presente invención poner a disposición un sistema
electro-magnético de control de perno que sea
aplicable de igual manera tanto a un perno deslizante como a un
perno rotatorio. Es aún otro objeto adicional de la presente
invención poner a disposición sensores que estén integrados con un
sistema de perno operado electro-magnéticamente para
facilitar un alto grado de control sobre el movimiento del
perno.
perno.
Estos y otros objetivos de la invención, junto
con varias características novedosas que caracterizan la invención,
serán resaltadas con particularidad en las reivindicaciones que se
acompañan en el anexo de la presente memoria, formando parte de
esta revelación. Para una mejor comprensión de la invención, de sus
ventajas operativas y los objetivos específicos obtenidos por sus
utilizaciones, debería hacerse referencia a los dibujos y al
material descriptivo que se acompañan, en los cuales se ilustra una
realización preferida de la invención.
En los dibujos que ilustran el mejor modo
considerado actualmente para llevar a la práctica la presente
invención:
la figura 1 es una vista en corte transversal de
un dispositivo neumático lanzador de proyectiles correspondiente al
estado de la técnica anterior, con el perno situado en una posición
cerrada;
la figura 2 es una vista en corte transversal de
un dispositivo neumático lanzador de proyectiles correspondiente al
estado de la técnica anterior, con el perno situado en una posición
abierta y con un proyectil que está cayendo en el interior de la
recámara;
la figura 3 es una vista en corte transversal de
un dispositivo neumático lanzador de proyectiles correspondiente al
estado de la técnica anterior, con el perno que está regresando a
una posición cerrada, empujando el proyectil al interior de la
cámara para su lanzamiento;
la figura 4 es una vista en corte transversal de
una primera realización del dispositivo neumático lanzador de
proyectiles objeto de la presente invención, con el perno situado
en una posición abierta;
la figura 5 es una vista en corte transversal
del dispositivo neumático lanzador de proyectiles de la figura 4,
con el perno situado en una posición cerrada;
la figura 6 es una vista en corte transversal de
una segunda realización alternativa del dispositivo neumático
lanzador de proyectiles objeto de la presente invención, con el
perno situado en una posición abierta;
la figura 7 es una vista en corte transversal de
una tercera realización alternativa del dispositivo neumático
lanzador de proyectiles objeto de la presente invención, con el
perno situado en una posición abierta;
la figura 8 es una vista en corte transversal
del dispositivo neumático lanzador de proyectiles de la figura 7,
con el perno situado en una posición cerrada;
la figura 9 es una vista en corte transversal de
una cuarta realización alternativa del dispositivo neumático
lanzador de proyectiles objeto de la presente invención, con el
perno situado en una posición cerrada; y
la figura 10 es una vista en corte transversal
de una quinta realización alternativa del dispositivo neumático
lanzador de proyectiles objeto de la presente invención, que
muestra un perno rotatorio.
Haciendo referencia ahora a los dibujos, según
se ha hecho constar anteriormente, las figuras 1 a 3 ilustran un
dispositivo neumático lanzador de proyectiles 10 del estado de la
técnica anterior y la manera en que el perno 18 es operado para
cargar un proyectil 12 en preparación del lanzamiento. Como ya se
ha hecho constar anteriormente, la presente invención es aplicable a
cualquier dispositivo lanzador de proyectiles y la revelación de la
presente invención intenta ser aplicable, con respecto a su
utilización, en cualquier tipo de dispositivo lanzador de
proyectiles. Sin embargo, para el fin de esta solicitud, el término
común de marcadora será utilizado cuando se hace referencia a la
clase general de dispositivos lanzadores de proyectiles.
Haciendo referencia ahora a las figuras 4 y 5,
una primera realización preferida del sistema de perno
electro-magnético objeto de la presente invención
es mostrada y generalmente ilustrada bajo el número 100. El sistema
de perno 118 se muestra instalado en la recámara 114 de una
marcadora 100 representativa. La marcadora 100 incluye generalmente
un cuerpo receptor 113, una recámara 114, un cañón 16, una
compuerta de alimentación 20, un perno 118 accionado
electro-magnéticamente, un actuador 22 y un sistema
de control 115 para controlar la operación de la marcadora 100. El
sistema de control 115 puede ser una tarjeta de circuitos de unidad
de control y un software de sistema operativo, los cuales son
estructuras conocidas para controlar la operación total de la
marcadora. Además, una pantalla de LED o LCD puede ser
proporcionada conjuntamente con el sistema de control 115 para
monitorear la operación de la marcadora 100. Elementos de control
opcionales que tienen una interfaz con el sistema de control 115
pueden incluir botones o palancas para modificar las configuraciones
dentro de la marcadora 100 o un medio de interfaz de tal modo que
la marcadora puede monitorearse mediante un dispositivo remoto.
Finalmente, el medio de interfaz puede ser a través de una conexión
cableada u otro medio inalámbrico que permiten tanto el monitoreo
como el control de la marcadora 100 e igualmente permiten la
descarga de programas de control en la marcadora 100 según sea
deseado.
El cuerpo receptor 113 es el elemento
estructural central de la marcadora 100 al que están conectados
todos los demás elementos. La recámara 114 es una cámara localizada
dentro del cuerpo receptor 113. La recámara 114 sirve como guía
dentro de la cual el conjunto de perno 118 opera para dirigir un
proyectil 12 desde la compuerta de alimentación 20 hasta el cañón
16, según se describirá más adelante con más detalle. El cañón 16
es un miembro tubular hueco que se extiende desde un extremo del
cuerpo receptor 113 y está en comunicación con la recámara 114. La
compuerta de alimentación 20 se extiende desde el exterior del
cuerpo receptor 113 y al interior de la recámara 114,
proporcionando un trayecto a lo largo del cual los proyectiles 12
son alimentados al interior de la recámara 114. En posición
adyacente al exterior de la compuerta de alimentación 20 está
dispuesto un medio para contener una pluralidad de proyectiles (no
representado gráficamente), el cual sirve para distribuir los
proyectiles 12 para que entren por la apertura de la compuerta de
alimentación 20. El perno 118 de la presente invención está
posicionado dentro de la recámara 114 y opera de una manera que
controla y dirige el flujo de proyectiles 12 desde la compuerta de
alimentación 20 al interior del cañón 16 para el subsiguiente
lanzamiento, según se describirá adelante con más detalle.
Finalmente, una empuñadura 24 y un actuador 22, como por ejemplo un
gatillo, son proporcionados y fijados al cuerpo
receptor 113, proporcionando un medio mediante el cual un usuario pueda sujetar y activar la marcadora 100.
receptor 113, proporcionando un medio mediante el cual un usuario pueda sujetar y activar la marcadora 100.
A diferencia de las marcadoras correspondientes
al estado de la técnica anterior, la presente invención permite que
el perno 118 pueda ser operado utilizando principios
electro-magnéticos. En la forma más simple, una
primera realización preferida del perno
electro-magnético 118 de la presente invención es
mostrada en las figuras 4 y 5. En general, el principio en el que se
basa la operación de la presente invención proporciona la
utilización de al menos una bobina magnética 120 para atraer o
repeler un imán permanente 122 u otro material ferroso. Como se
puede apreciar en la figura 4, un imán permanente 122 está
dispuesto dentro del perno 118 y una bobina
electro-magnética 120 está posicionada en la pared
de la recámara 114 que circunda el perno 118. Debería destacarse
que el imán 122 puede estar encajado completamente dentro el perno
118, estar encajado en la superficie del mismo o simplemente
rodearlo. Cuando se aplica corriente a la bobina 120 en una
dirección, la bobina 120 es energizada creando un campo magnético
que atrae el imán permanente 122 dentro del perno 118 haciendo que
el perno 118 se mueva hacia atrás según queda ilustrado mediante la
flecha 124. Una vez que el perno 118 desbloquea la apertura de la
compuerta de alimentación 20, ello permite que un proyectil 12
pueda caer en el interior de la recámara 114. Como se puede
apreciar lo más claramente en la figura 5, el sistema de control 115
dispuesto en la marcadora 100, al comprobar la presencia de un
proyectil 12 en la recámara 114 a través de sensores 126 dispuestos
en la marcadora 100, invierte la polaridad de la corriente aplicada
a la bobina 120, invirtiendo de este modo el campo magnético
generado por la bobina 120. El campo magnético invertido generado
por la bobina 120 sirve ahora para repeler el imán 120 dentro del
perno 118, haciendo que el perno 118 se deslice hacia adelante,
según queda indicado mediante la flecha 128, haciendo avanzar el
proyectil 12 al interior del cañón 16 en preparación del
lanzamiento del proyectil 12.
Una segunda realización de la marcadora 200 que
utiliza los principios de la presente invención es mostrada en la
figura 6. El conjunto de perno 218 en esta realización funciona de
la misma manera que el descrito anteriormente. En esta realización,
sin embargo, el posicionamiento de la bobina
electro-magnética 220 y el imán permanente 222 se
han invertido. El imán permanente 222 está instalado en la pared
lateral de la recámara 214 y la bobina 220 está posicionada en el
perno 218. Cuando se aplica corriente eléctrica a la bobina 220 en
una dirección, la bobina 220 es energizada causando un campo
magnético que crea una fuerza de atracción entre el imán permanente
222 y la bobina 220. Puesto que el imán permanente 222 está en un
lugar fijo y el perno 218 puede deslizarse, la fuerza de atracción
hace que el perno 218 se deslice a una posición abierta permitiendo
que un proyectil 12 pueda caer desde la compuerta de alimentación
20 en el interior de la recámara 214. Según lo descrito con
anterioridad, cuando la polaridad de la corriente aplicada a la
bobina 220 es invertida, la bobina 220 repele el imán permanente
222, ocasionando de este modo que la bobina 218 sea movida a una
posición cerrada.
Se puede apreciar que en las configuraciones
arriba descritas en las que se utiliza una sola bobina, la bobina
tiene que ser utilizada en combinación con un imán permanente de
tal manera que la bobina y el imán puedan interactuar para atraerse
y/o repelerse entre sí. En otras realizaciones, según se describirá
más adelante, pueden utilizarse múltiples bobinas para atraer y
repeler un imán permanente. Además, en el supuesto de que se
utilicen múltiples bobinas, el imán puede ser sustituido por
cualquier material ferroso que es atraído por un campo magnético
permitiendo de esta manera que las bobinas puedan ser operadas en
una sola dirección para atraer el material ferroso. Por ejemplo,
las figuras 7 y 8 muestran una marcadora 300 de acuerdo con una
tercera realización del sistema de perno
electro-magnético 318 objeto de la presente
invención, donde una bobina anterior 320b y una bobina posterior
320a han sido instaladas en la pared de la recámara 314. Si un imán
permanente 322 es instalado en el perno 318, la bobina anterior 320b
puede ser energizada para repeler el imán 322 y la bobina posterior
320a puede ser energizada para atraer el imán 322 haciendo que el
perno 318 se deslice hacia atrás para asumir una posición abierta
permitiendo que un proyectil 12 pueda caer a través de la compuerta
de alimentación 20 y en el interior de la recámara 314. Invirtiendo
la polaridad de la corriente en la bobina anterior 320b y la bobina
posterior 320a, ahora la bobina anterior 320b atrae el imán 322 y
la bobina posterior 320a repele el imán 322 haciendo que el perno
318 se mueva a una posición cerrada donde el proyectil 12 es
deslizado al interior del cañón 16 para su lanzamiento. Construido
de este modo, la fuerza electro-magnética que actúa
sobre el imán 322 es duplicada permitiendo que el perno 318 sea
desplazado hacia adelante y hacia atrás de manera más rápida y más
fiable entre las posiciones abierta y cerrada.
Un experto en la materia entenderá que el imán
322 mostrado en las figuras 7 y 8 mencionadas anteriormente podría
ser sustituido por un material ferroso 322. En esta configuración,
la bobina anterior 320b y la bobina posterior 320a serían
energizadas secuencialmente. Para abrir el perno 318, la bobina
posterior 320a es energizada por el controlador 115 haciendo que el
perno 318 se deslice hacia atrás. Para abrir el perno 318, la bobina
posterior 320a es desenergizada y la bobina anterior 320b es
energizada originando que el perno 318 se deslice hacia adelante.
También debería entenderse que, a pesar de que se muestran dos
bobinas 320a, 320b en la presente memoria, cualquier combinación
posible de una agrupación de una pluralidad de bobinas en
combinación con más de un imán o material ferroso puede ser
utilizada para originar el movimiento del perno 318. En un sentido
más amplio, la revelación de la presente invención está dirigida a
mover el perno 318 en una marcadora 300 utilizando la fuerza
electro-magnética. Por ello, a pesar de que se
muestran configuraciones específicas para fines de ilustración las
realizaciones preferidas de la invención, un experto en la materia
puede entender que literalmente hay docenas de otras combinaciones
posibles en las que se utilizan bobinas, imanes y materiales
ferrosos para moverse o mover un mecanismo de perno en una
marcadora, entendiéndose que todas estas combinaciones están dentro
del alcance de la presente revelación.
Integrando los sensores 126 en cualquiera de las
marcadoras ilustradas en la presente memoria, el controlador 115
puede monitorear la entrada de datos desde varios puntos dentro de
las marcadoras. Por ejemplo, los sensores 126 pueden ser utilizados
para monitorear el posicionamiento de proyectiles 12 dentro de las
marcadoras o si un proyectil 12 está presente en realidad, o para
monitorear la posición y velocidad con la que el perno está
operando. Esta realimentación de los sensores puede ser
instantáneamente procesada por el controlador 115 y utilizada para
ajustar rápidamente la posición del perno energizando simplemente
las bobinas y moviendo el perno. Esta capacidad para controlar
precisa y rápidamente el posicionamiento del perno en respuesta a la
realimentación de los sensores no estaba disponible previamente en
el estado de la técnica anterior.
Haciendo referencia ahora a la figura 9, se
muestra una marcadora 400 de acuerdo con una cuarta realización del
presente invento en la que una cámara de actuador 402 está
dispuesta en el cuerpo receptor 413 adyacente a la recámara 414. Un
enlace 404 se extiende desde el perno 418 al interior de la cámara
de actuador 402 y termina en un imán permanente 422 o una pieza de
material ferroso. Las bobinas electro-magnéticas 420
están dispuestas preferentemente a ambos extremos de la cámara de
actuador 402, aunque se puede utilizar una bobina 420. De la misma
manera como anteriormente se ha descrito en detalle, las bobinas
420 son utilizadas para atraer o bien para repeler el imán 422 o
material ferroso haciendo de este modo que el enlace 404 y el perno
418 sean movidos por el controlador 115 según sea deseado.
En la figura 10 se puede apreciar una marcadora
500 realizada de acuerdo con una quinta realización en la que los
principios de la presente invención son empleados en el contexto de
un perno rotatorio 518. El perno deslizable que se ha descrito
anteriormente ha sido sustituido ahora por un perno 518 que está
configurado de tal modo que gira alrededor de un eje 519 que está
alineado con el eje longitudinal de la marcadora 500. Una vez más,
se utiliza la fuerza electromagnética a fin de mover un perno para
la carga y el lanzamiento de un proyectil. El perno 518 incluye al
menos un asiento 502 y preferentemente una pluralidad de asientos
502 dispuestos en él. Cuando el perno 518 gira tal como queda
indicado por la flecha 504, un proyectil 12 cae a través de la
compuerta de alimentación 20 en el interior de uno de los asientos
502. Puesto que el perno 518 continúa girando, el perno 518 acaba
por colocar el proyectil 12 en alineación con la recámara para el
lanzamiento del proyectil 12. En esta realización, por lo menos un
imán permanente 522 está dispuesto en el perno rotatorio 518 y una
pluralidad de bobinas 520 están previstas en las paredes del cuerpo
receptor 513 en torno al perno 518. El controlador (no representado
en esta figura) energiza secuencialmente las bobinas 520 atrayendo
de esta manera el imán 522 y haciendo que el perno 518 gire al
atraerse el imán 522 a la siguiente bobina 520 en la secuencia de
energización. Se sobrentiende que la posición de las bobinas 520 y
del imán 522 puede ser invertida sin salir del alcance de la
invención. Asimismo, pueden utilizarse múltiples imanes 522 o puede
emplearse material ferroso en lugar del imán permanente 522 para
operar el perno rotatorio 518 en esta realización de acuerdo con
los principios arriba revelados.
Podrá entenderse por ello que la presente
invención proporciona un sistema mejorado para actuar un perno
dentro de una marcadora utilizando fuerzas
electro-magnéticas a fin de aumentar la velocidad y
fiabilidad con las que el perno puede ser operado. Además, al
operar el perno utilizando bobinas eléctricamente controladas en
combinación con sensores colocados a lo largo de toda la marcadora,
puede conseguirse un alto grado de control sobre la operación del
perno. Por estos motivos, se cree que la presente invención
representa un avance significativo en la técnica, el cual tiene
considerables ventajas comerciales.
Claims (30)
1. Un sistema de perno operado
electro-magnéticamente, comprendiendo: un cuerpo
receptor (113, 213, 313, 413, 513) que tiene una recámara (114,
214, 314, 414) dispuesta en él;
un perno movible (118, 218, 318, 418, 518)
recibido en dicha recámara (114, 214, 314, 414); y
medios para generar una fuerza electromagnética,
siendo la fuerza electromagnética capaz de mover selectivamente el
perno (118, 218, 318, 418, 518) entre una primera posición y una
segunda posición.
2. Sistema de perno operado
electro-magnéticamente según la reivindicación 1,
comprendiendo dicho medio para generar una fuerza
electro-magnética lo siguiente:
al menos una bobina
electro-magnética (120, 220, 320a, 320b, 420,
520);
al menos un objeto magnéticamente receptor (122,
222, 322, 422, 522) dispuesto próximo a la al menos una bobina
electro-magnética (120, 220, 320a, 320b, 420, 520);
y
un dispositivo de control (115) para energizar
selectivamente la bobina electro-magnética (120,
220, 320a, 320b, 420, 520), en el que la bobina
electro-magnética (120, 220, 320a, 320b, 420, 520)
genera un campo magnético que ejerce una fuerza sobre el al menos
un objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422, 522)
moviendo de este modo selectivamente el perno (118, 218, 318, 418,
518) entre la primera y la segunda posición.
3. Sistema de perno operado
electro-magnéticamente según la reivindicación 2,
en el que la al menos una bobina electro-magnética
(120, 220, 320a, 320b, 420, 520) está dispuesta en el cuerpo
receptor (113, 213, 313, 413, 513) adyacente a la recámara (114,
214, 314, 414) y el al menos un objeto magnéticamente receptor
(122, 222, 322, 422, 522) está dispuesto dentro del perno (118,
218, 318, 418, 518).
4. Sistema de perno operado
electro-magnéticamente según la reivindicación 2,
en el que la al menos una bobina electro-magnética
(120, 220, 320a, 320b, 420, 520) está dispuesta en el perno (118,
218, 318, 418, 518) y el al menos un objeto magnéticamente receptor
(122, 222, 322, 422, 522) está dispuesto dentro del cuerpo receptor
(113, 213, 313, 413, 513) adyacente a la recámara (114, 214, 314,
414).
5. Sistema de perno operado
electro-magnéticamente según la reivindicación 2,
dicho objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422, 522)
consiste en un imán permanente, energizando el dispositivo de
control (115) la bobina electro-magnética (120,
220, 320a, 320b, 420, 520) con una primera polaridad, siendo la
fuerza ejercida sobre el imán permanente una fuerza de atracción
que mueve el perno (118, 218, 318, 418, 518) a la primera posición
y energizando el dispositivo de control (115) la bobina
electro-magnética (120, 220, 320a, 320b, 420, 520)
con una segunda polaridad, siendo la fuerza ejercida sobre el imán
permanente una fuerza de repulsión que mueve el perno (118, 218,
318, 418, 518) a la segunda posición.
6. Sistema de perno operado
electro-magnéticamente según la reivindicación 1,
dicho medio para generar una fuerza
electro-magnética comprende:
una primera bobina
electro-magnética (320a);
una segunda bobina
electro-magnética (320b) localizada en una posición
espaciada con relación a la primera bobina
electro-magnética (320a);
al menos un objeto magnéticamente receptor (122,
222, 322, 422, 522) dispuesto próximo a la primera y a la segunda
bobina electro-magnética (320a, 320b); y
un dispositivo de control (115) para energizar
selectivamente la primera y la segunda bobina
electro-magnética (320a, 320b), generando dichas
bobinas electro-magnéticas (320a, 320b) campos
magnéticos independientes que ejercen cada uno una fuerza sobre el
al menos un objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422,
522) moviendo de este modo selectivamente el perno (118, 218, 318,
418, 518) entre la primera y la segunda posición.
7. Sistema de perno operado
electro-magnéticamente según la reivindicación 6,
en el que la primera bobina electro-magnética
(320a) está dispuesta en el cuerpo receptor (113, 213, 313, 413,
513) adyacente a una parte delantera de la recámara (114, 214, 314,
414), la segunda bobina electro-magnética (320b)
está dispuesta en el cuerpo receptor (113, 213, 313, 413, 513)
adyacente a una parte trasera de la recámara (114, 214, 314, 414) y
el al menos un objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422,
522) está dispuesto dentro del perno (118, 218, 318, 418, 518).
8. Sistema de perno operado
electro-magnéticamente según la reivindicación 7,
en el que el objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422,
522) consiste en un metal ferroso, energizando el dispositivo de
control (115) la primera bobina electro-magnética
(320a), ejerciendo la primera bobina
electro-magnética (320a) sobre el metal ferroso una
fuerza de atracción que mueve el perno (118, 218, 318, 418, 518) a
la primera posición y energizando el dispositivo de control (115) la
segunda bobina electro-magnética (320b), ejerciendo
la segunda bobina electro-magnética (320b) sobre el
metal ferroso una fuerza de atracción que mueve el perno (118, 218,
318, 418, 518) a la segunda posición.
9. Sistema de perno operado
electro-magnéticamente según la reivindicación 7,
en el que el objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422,
522) consiste en un imán permanente; energizando el dispositivo de
control (115) la primera bobina electro-magnética
(320a) con una primera polaridad, produciendo la primera bobina
electro-magnética (320a) una fuerza de atracción
sobre el imán permanente, y energizando el dispositivo de control
(115) la segunda bobina electro-magnética (320b) con
una segunda polaridad, produciendo la segunda bobina (320b) una
fuerza de repulsión sobre el imán permanente, cooperando las
fuerzas de atracción y de repulsión para mover el perno (118, 218,
318, 418, 518) a la primera posición; y energizando el dispositivo
de control (115) la primera bobina electromagnética (320a) con la
segunda polaridad, produciendo la primera bobina (320a) una fuerza
de repulsión sobre el imán permanente, y energizando el dispositivo
de control (115) la segunda bobina
electro-magnética (320b) con la primera polaridad,
produciendo la segunda bobina (320b) una fuerza de atracción sobre
el imán permanente, cooperando las fuerzas de atracción y de
repulsión para mover el perno (118, 218, 318, 418, 518) a la
segunda posición.
10. Sistema de perno operado
electro-magnéticamente según la reivindicación 6,
en el que la primera bobina electro-magnética
(320a) está dispuesta en una parte delantera del perno (118, 218,
318, 418, 518), la segunda bobina electro-magnética
(320b) está dispuesta en una parte trasera del perno (118, 218, 318,
418, 518) y el al menos un objeto magnéticamente receptor (122,
222, 322, 422, 522) está dispuesto dentro del cuerpo receptor (113,
213, 313, 413, 513) adyacente a la recámara (114, 214, 314,
414).
11. Sistema de perno operado
electro-magnéticamente según la reivindicación 10,
en el que el objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422,
522) consiste en un metal ferroso, energizando el dispositivo de
control (115) la primera bobina electro-magnética
(320a), ejerciendo la primera bobina
electro-magnética (320a) sobre el metal ferroso una
fuerza de atracción que mueve el perno (118, 218, 318, 418, 518) a
la primera posición y energizando el dispositivo de control (115)
la segunda bobina electro-magnética (320b),
ejerciendo la segunda bobina electromagnética (320b) sobre el metal
ferroso una fuerza de atracción que mueve el perno (118, 218, 318,
418, 518) a la segunda
posición.
posición.
12. Sistema de perno operado
electro-magnéticamente según la reivindicación 10,
en el que el objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422,
522) consiste en un imán permanente; energizando el dispositivo de
control (115) la primera bobina electro-magnética
(320a) con una primera polaridad, produciendo la primera bobina
electromagnética (320a) una fuerza de atracción sobre el imán
permanente, y energizando el dispositivo de control (115) la
segunda bobina electro-magnética (320b) con una
segunda polaridad, produciendo la segunda bobina (320b) una fuerza
de repulsión sobre el imán permanente, cooperando las fuerzas de
atracción y de repulsión para mover el perno (118, 218, 318, 418,
518) a la primera posición; y energizando el dispositivo de control
(115) la primera bobina electromagnética (320a) con la segunda
polaridad, produciendo la primera bobina (320a) una fuerza de
repulsión sobre el imán permanente, y energizando el dispositivo de
control (115) la segunda bobina electro-magnética
(320b) con la primera polaridad, produciendo la segunda bobina
(320b) una fuerza de atracción sobre el imán permanente, cooperando
las fuerzas de atracción y de repulsión para mover el perno (118,
218, 318, 418, 518) a la segunda
posición.
posición.
13. Sistema de perno operado
electro-magnéticamente según la reivindicación 1,
en el que el perno (118, 218, 318, 418, 518) es un perno
reciprocante.
14. Sistema de perno operado
electro-magnéticamente según la reivindicación 1,
en el que el perno (118, 218, 318, 418, 518) es un perno
rotatorio.
15. Dispositivo lanzador de proyectiles
neumático (100, 200, 300, 400, 500) comprendiendo:
un cuerpo receptor (113, 213, 313, 413,
513);
una recámara (114, 214, 314, 414) dentro del
cuerpo receptor (113, 213, 313, 413, 513), terminando la recámara
(114, 214, 314, 414) en una cámara de disparo;
un perno movible (118, 218, 318, 418, 518)
localizado en dicha recámara (114, 214, 314, 414);
un conjunto de control capaz de controlar una
operación de carga, generando el conjunto de control una fuerza
electro-magnética, moviendo la fuerza
electro-magnética selectivamente el perno (118,
218, 318, 418, 518) entre una posición abierta donde un proyectil
(12) entra en la recámara (114, 214, 314, 414) y una posición
cerrada donde el proyectil (12) es cargado en el interior de la
cámara de disparo para completar la operación de carga.
16. Dispositivo lanzador de proyectiles
neumático según la reivindicación 15, en el que el perno (118, 218,
318, 418, 518) es un perno reciprocante.
17. Dispositivo lanzador de proyectiles
neumático según la reivindicación 15, en el que el perno (118, 218,
318, 418, 518) es un perno rotatorio.
18. Dispositivo lanzador de proyectiles
neumático según la reivindicación 15, comprendiendo el conjunto
de
control:
control:
al menos una bobina
electro-magnética (120, 220, 320a, 320b, 420,
520);
al menos un objeto magnéticamente receptor (122,
222, 322, 422, 522) dispuesto próximo a la al menos una bobina
electro-magnética (120, 220, 320a, 320b, 420, 520);
y
un dispositivo de control (115) para energizar
selectivamente la bobina electro-magnética (120,
220, 320a, 320b, 420, 520) en el que la bobina
electro-magnética (120, 220, 320a, 320b, 420, 520)
genera un campo magnético que ejerce una fuerza sobre el al menos
un objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422, 522)
moviendo de este modo selectivamente el perno (118, 218, 318, 418,
518) entre las posiciones de abierto y de cerrado.
19. Dispositivo lanzador de proyectiles
neumático según la reivindicación 18, en el que la al menos una
bobina electro-magnética (120, 220, 320a, 320b,
420, 520) está dispuesta en el cuerpo receptor (113, 213, 313, 413,
513) adyacente a la recámara (114, 214, 314, 414) y el al menos un
objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422, 522) está
dispuesto dentro del perno (118, 218, 318, 418, 518).
20. Dispositivo lanzador de proyectiles
neumático según la reivindicación 18, en el que la al menos una
bobina electro-magnética (120, 220, 320a, 320b,
420, 520) está dispuesta en el perno (118, 218, 318, 418, 518) y el
al menos un objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422,
522) está dispuesto dentro del cuerpo receptor (113, 213, 313, 413,
513) adyacente a la recámara (114, 214, 314, 414).
21. Dispositivo lanzador de proyectiles
neumático según la reivindicación 18, dicho objeto magnéticamente
receptor (122, 222, 322, 422, 522) consiste en un imán permanente,
energizando el dispositivo de control (115) la bobina
electro-magnética (120, 220, 320a, 320b, 420, 520)
con una primera polaridad, siendo la fuerza ejercida sobre el imán
permanente una fuerza de atracción que mueve el perno (118, 218,
318, 418, 518) a la posición abierta y energizando el dispositivo
de control (115) la bobina electro-magnética (120,
220, 320a, 320b, 420, 520) con una segunda polaridad, siendo la
fuerza ejercida sobre el imán permanente una fuerza de repulsión
que mueve el perno (118, 218, 318, 418, 518) a la posición
cerrada.
22. Dispositivo lanzador de proyectiles
neumático según la reivindicación 15, comprendiendo el conjunto
de
control:
control:
una primera bobina
electro-magnética (320a);
una segunda bobina
electro-magnética (320b) localizada en una posición
espaciada con relación a la primera bobina
electro-magnética (320a);
al menos un objeto magnéticamente receptor (122,
222, 322, 422, 522) dispuesto próximo a la primera y a la segunda
bobina electro-magnética (320a, 320b); y
un dispositivo de control (115) para energizar
selectivamente la primera y la segunda bobina
electro-magnética (320a, 320b), generando dichas
bobinas electro-magnéticas (320a, 320b) campos
magnéticos independientes que ejercen cada uno una fuerza sobre el
al menos un objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422,
522) moviendo de este modo selectivamente el perno (118, 218, 318,
418, 518) entre las posiciones de abierto y de cerrado.
23. Dispositivo lanzador de proyectiles
neumático según la reivindicación 22, en el que la primera bobina
electro-magnética (320a) está dispuesta en el
cuerpo receptor (113, 213, 313, 413, 513) adyacente a una parte
delantera de la recámara (114, 214, 314, 414), la segunda bobina
electro-magnética (320b) está dispuesta en el
cuerpo receptor (113, 213, 313, 413, 513) adyacente a una parte
trasera de la recámara (114, 214, 314, 414) y el al menos un objeto
magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422, 522) está dispuesto
dentro del perno (118, 218, 318, 418, 518).
24. Dispositivo lanzador de proyectiles
neumático según la reivindicación 23, en el que el objeto
magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422, 522) consiste en un
metal ferroso, energizando el dispositivo de control (115) la
primera bobina electro-magnética (320a), ejerciendo
la primera bobina electro-magnética (320a) sobre el
metal ferroso una fuerza de atracción que mueve el perno (118, 218,
318, 418, 518) a la posición abierta y energizando el dispositivo
de control (115) la segunda bobina
electro-magnética (320b), ejerciendo la segunda
bobina electro-magnética (320b) sobre el metal
ferroso una fuerza de atracción que mueve el perno (118, 218, 318,
418, 518) a la posición cerrada.
25. Dispositivo lanzador de proyectiles
neumático según la reivindicación 23, en el que el objeto
magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422, 522) consiste en un
imán permanente, energizando el dispositivo de control (115) la
primera bobina electro-magnética (320a) con una
primera polaridad, produciendo la primera bobina
electro-magnética (320a) una fuerza de atracción
sobre el imán permanente, y energizando el dispositivo de control
(115) la segunda bobina electro-magnética (320b) con
una segunda polaridad, produciendo la segunda bobina (320b) una
fuerza de repulsión sobre el imán permanente, cooperando las
fuerzas de atracción y de repulsión para mover el perno (118, 218,
318, 418, 518) a la posición abierta, y energizando el dispositivo
de control (115) la primera bobina electromagnética (320a) con la
segunda polaridad, produciendo la primera bobina (320a) una fuerza
de repulsión sobre el imán permanente, y energizando el dispositivo
de control (115) la segunda bobina
electro-magnética (320b) con la primera polaridad,
produciendo la segunda bobina (320b) una fuerza de atracción sobre
el imán permanente, cooperando las fuerzas de atracción y de
repulsión para mover el perno (118, 218, 318, 418, 518) a la
posición cerrada.
26. Método de realizar
electro-magnéticamente una operación de carga en un
dispositivo lanzador de proyectiles neumático, comprendiendo los
pasos de:
proporcionar un dispositivo lanzador de
proyectiles neumático que tiene un cuerpo receptor (113, 213, 313,
413, 513), una recámara (114, 214, 314, 414) dentro del cuerpo
receptor (113, 213, 313, 413, 513), terminando la recámara (114,
214, 314, 414) en una cámara de disparo, un perno movible (118,
218, 318, 418, 518) localizado en la recámara (114, 214, 314, 414)
y un conjunto de control dentro del lanzador de proyectiles, siendo
el conjunto de control capaz de generar una primera y una segunda
fuerza electro-magnética;
generar la primera fuerza electromagnética,
moviendo esta primera fuerza electromagnética el perno (118, 218,
318, 418, 518) a una posición abierta donde un proyectil (12) entra
en la recámara (114, 214, 314, 414);
generar una segunda fuerza electromagnética,
moviendo esta segunda fuerza electromagnética el perno (118, 218,
318, 418, 518) a una posición cerrada donde el proyectil (12) es
cargado en el interior de la cámara de disparo para completar la
operación de carga.
27. Método según la reivindicación 26,
comprendiendo el conjunto de control:
al menos una bobina
electro-magnética (120, 220, 320a, 320b, 420,
520);
al menos un objeto magnéticamente receptor (122,
222, 322, 422, 522) dispuesto próximo a la al menos una bobina
electromagnética (120, 220, 320a, 320b, 420, 520); y
un dispositivo de control (115) para energizar
selectivamente la bobina electro-magnética (120,
220, 320a, 320b, 420, 520) en el que la bobina
electro-magnética (120, 220, 320a, 320b, 420, 520)
genera un campo magnético que ejerce una fuerza sobre el al menos
un objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422, 522)
moviendo de este modo selectivamente el perno (118, 218, 318, 418,
518) entre las posiciones de abierto y de cerrado.
28. Método según la reivindicación 27, en el que
la al menos una bobina electro-magnética (120, 220,
320a, 320b, 420, 520) está dispuesta en el cuerpo receptor (113,
213, 313, 413, 513) adyacente a la recámara (114, 214, 314, 414) y
el al menos un objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422,
522) está dispuesto dentro del perno (118, 218, 318, 418, 518).
29. Método según la reivindicación 27, en el que
la al menos una bobina electro-magnética (120, 220,
320a, 320b, 420, 520) está dispuesta en el perno (118, 218, 318,
418, 518) y el al menos un objeto magnéticamente receptor (122,
222, 322, 422, 522) está dispuesto dentro del cuerpo receptor (113,
213, 313, 413, 513) adyacente a la recámara (114, 214, 314,
414).
30. Método según la reivindicación 26,
comprendiendo el conjunto de control:
una primera bobina
electro-magnética (320a);
una segunda bobina
electro-magnética (320b) localizada en una posición
espaciada con relación a la primera bobina
electro-magnética (320a);
al menos un objeto magnéticamente receptor (122,
222, 322, 422, 522) dispuesto próximo a la primera y a la segunda
bobina electro-magnética (320a, 320b); y
un dispositivo de control (115) para energizar
selectivamente la primera y la segunda bobina
electro-magnética (320a, 320b), generando dichas
bobinas electro-magnéticas (320a, 320b) campos
magnéticos independientes que ejercen cada uno una fuerza sobre el
al menos un objeto magnéticamente receptor (122, 222, 322, 422,
522) moviendo de este modo selectivamente el perno (118, 218, 318,
418, 518) entre las posiciones de abierto y de cerrado.
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