ES2954886T3 - Mecanismo de acoplamiento para sistema de cierre mecatrónico - Google Patents
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Abstract
Un mecanismo de acoplamiento para un sistema de bloqueo mecatrónico, con una pieza de acoplamiento interior (1) montada de forma giratoria y una pieza de acoplamiento exterior (3), que está montada de forma giratoria con respecto a la pieza de acoplamiento interior (1), presenta un anillo de acoplamiento (4) que une las piezas de acoplamiento (1, 3) que rodean y que está unido por movimiento a un elemento de acoplamiento (5) para su conexión con un accionamiento (6), siendo movidos el anillo de acoplamiento (4) y el elemento de acoplamiento (5) mediante el accionamiento (6) según un eje perpendicular al eje de rotación (2). son móviles. Esto permite que el mecanismo de acoplamiento se haga más compacto y suave. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Mecanismo de acoplamiento para sistema de cierre mecatrónico
La invención se refiere a un mecanismo de acoplamiento para un sistema de cierre mecatrónico, con
- una parte de acoplamiento interna, que está montada de manera giratoria alrededor de un eje de giro,
- una parte de acoplamiento externa, que está montada de manera giratoria con respecto a la parte de acoplamiento interna,
- un anillo de acoplamiento, que rodea las partes de acoplamiento,
- un elemento de acoplamiento conectado por movimiento con el anillo de acoplamiento, con el cual pueden acoplarse ambas partes de acoplamiento,
- un accionamiento, que está configurado para mover el anillo de acoplamiento de una primera posición a una segunda posición y de la segunda posición a la primera posición, y
- una carcasa para alojar los componentes,
- en donde el anillo de acoplamiento y el elemento de acoplamiento pueden ser movidos por el accionamiento a lo largo de un eje perpendicular al eje de giro.
Los mecanismos de acoplamiento para sistemas de cierre mecatrónicos permiten abrir una abertura, por ejemplo una puerta, tras una autentificación positiva de un usuario. La apertura puede tener lugar tras la autentificación positiva mediante el accionamiento de una manija de accionamiento habitual, en donde el movimiento de accionamiento puede transmitirse a la parte de acoplamiento interna como movimiento de giro a través de un cuadrado. La autentificación puede tener lugar, por ejemplo, mediante la identificación de un código en forma de una llave, una tarjeta, mediante una unidad de identificación biométrica o mediante una combinación de varios tipos de autentificación. También puede implementarse una función antipánico en la que la apertura desde el interior de la puerta sea siempre posible, ya que el mecanismo de acoplamiento, preferiblemente, solo acopla o desacopla la manija de accionamiento en el lado exterior de una puerta con el accionamiento de cierre y la manija de accionamiento en el lado interior de la puerta no se tiene en cuenta.
Tal mecanismo de acoplamiento se conoce por el documento DE 202005021 315 U1. En el equipo de acoplamiento conocido, un anillo de acoplamiento se desplaza contra una fuerza de resorte en la dirección del eje de giro para desacoplar las partes de acoplamiento. Este diseño requiere una mayor altura de instalación en la dirección del eje de giro. Dado que estos sistemas de cierre mecatrónicos están destinados preferiblemente al montaje en una hoja de puerta, es deseable un diseño más plano y compacto. El diseño en varias piezas de las varillas de transmisión elásticas para la transmisión del flujo de fuerza desde el motor es muy complejo y, debido a la orientación casi perpendicular entre sí de las varillas de transmisión que sobresalen del eje de giro, se requiere un gran espacio de instalación.
El documento WO 2004 099 537 A1 divulga una cerradura para una puerta con un medio de accionamiento para accionar un cerrojo y un equipo de aseguramiento para asegurar una posición de bloqueo del cerrojo, en donde la posición de bloqueo presenta un elemento de acoplamiento para establecer o interrumpir un acoplamiento entre el medio de accionamiento y el cerrojo. El elemento de acoplamiento puede activarse independientemente de la posición del equipo de accionamiento. Para ello, un elemento de resorte anular, desplazable a motor, aloja una parte de acoplamiento externa y rodea una parte de acoplamiento interna.
Por el documento WO 2020055851 A1, no publicado previamente, se conoce un equipo de bloqueo electrónico en el que una parte de acoplamiento externa anular puede acoplarse a una parte de acoplamiento interna por medio de un vástago desplazable a motor en la dirección longitudinal.
Por el documento EP 2431 557 A1 se conoce un mecanismo de acoplamiento en el que un husillo accionado a motor mueve un resorte de torsión móvil alrededor de un eje de giro para accionar una corredera de acoplamiento. Al estar orientadas casi perpendicularmente entre sí las varillas de transmisión del resorte de torsión que sobresalen del eje de giro, se requiere un gran espacio de instalación, ya que es necesario un desplazamiento de la disposición del motor con respecto a la extensión longitudinal de la corredera de acoplamiento.
Asimismo, por el documento EP 3272 976 A1 se conoce un mecanismo de acoplamiento para un sistema de cierre mecatrónico, en el que un motor acciona a través de un engranaje dentado un control de resorte para una pieza intermedia de acoplamiento, en la que está dispuesto un elemento de acoplamiento de manera guiada positivamente y de manera pivotante a ambos lados, ya que la pieza intermedia de acoplamiento presenta carriles de deslizamiento curvados que se extienden a ambos lados para el elemento de acoplamiento. Estos carriles de deslizamiento curvados están dispuestos por fuera de una parte de acoplamiento externa y, por lo tanto, requieren un gran espacio de
instalación para un diseño funcionalmente fiable. Dado que la unidad motor/transmisión está dispuesta desplazada con respecto a las partes de acoplamiento, este diseño también dificulta un diseño compacto.
Por el documento EP 1881 135 A1 se conoce un mecanismo de acoplamiento en el que un balancín está dispuesto entre un motor y un elemento de retención. El balancín está montado de manera pivotante y pretensado por un elemento de resorte. El extremo libre del balancín se apoya contra un tope. El movimiento motorizado del elemento de retención en contra de la fuerza de resorte requiere una gran cantidad de fuerza. Esto requiere un diseño diferente de los componentes y un mayor aporte de energía.
El objetivo consiste en desarrollar un mecanismo de acoplamiento para un sistema de cierre mecatrónico lo más compacto y, al mismo tiempo, lo más seguro funcionalmente y de uso fácil posible.
El objetivo se resuelve según la invención por que el anillo de acoplamiento se guía en una ranura circunferencial en la parte de acoplamiento externa. Debido a la forma cerrada del anillo de acoplamiento, esta unidad estructural es especialmente estable. La movilidad exclusiva del anillo de acoplamiento y del elemento de acoplamiento a lo largo de un eje perpendicular al eje de giro permite un diseño muy plano del mecanismo de acoplamiento. Esto permite utilizar una carcasa muy plana, que sobresale muy poco de la hoja de puerta, de modo que la manija de accionamiento que sobresale de la carcasa no está especialmente separada de la hoja de puerta. Dado que el anillo de acoplamiento se guía en una ranura circunferencial en la parte de acoplamiento externa, el diseño es especialmente estable y seguro. Esto garantiza un guiado muy estable y en gran medida circunferencial. Un movimiento del anillo de acoplamiento fuera de la guía queda descartado por el diseño anular.
Según un perfeccionamiento ventajoso de la invención, el diseño es especialmente sencillo y compacto cuando el elemento de acoplamiento es un componente separado y se guía de manera móvil en la parte de acoplamiento externa sobre el plano del anillo de acoplamiento a lo largo de un eje perpendicular al eje de giro y, en la primera posición, no sobresale con ambos extremos de la guía en la parte de acoplamiento externa y, en la segunda posición, está dispuesto para el acoplamiento del movimiento entre la parte de acoplamiento interna y la externa. A este respecto, la primera posición es la posición desacoplada en la que ambas partes de acoplamiento no están en conexión de giro entre sí y la segunda posición es la posición acoplada en la que el elemento de acoplamiento une ambas partes de acoplamiento entre sí. Puesto que el elemento de acoplamiento es un componente separado, puede estar dispuesto con posibilidad de torsión con respecto al anillo de acoplamiento, para que el elemento de acoplamiento pueda moverse a la primera y a la segunda posición incluso en una posición de torsión de ambas partes de acoplamiento, por ejemplo, cuando se presiona la manija de accionamiento. El movimiento del elemento de acoplamiento tiene lugar en una dirección por el movimiento deslizante del anillo de acoplamiento y puede tener lugar en la otra dirección, por ejemplo, por la fuerza de gravedad. Por tanto, no es necesaria una fuerza de resorte auxiliar.
Según un perfeccionamiento ventajoso de la invención, el diseño del mecanismo de acoplamiento es especialmente compacto y sencillo cuando el elemento de acoplamiento está dispuesto en el lado interior del anillo de acoplamiento orientado hacia el accionamiento. Si el accionamiento está dispuesto por debajo de las partes de acoplamiento, el elemento de acoplamiento se puede desplazar por el accionamiento en contra de la fuerza de gravedad a la segunda posición acoplada y retroceder de manera autónoma después de que el accionamiento haya retrocedido a la primera posición desacoplada. El diseño es especialmente sencillo cuando en la prolongación del extremo del elemento de acoplamiento que apunta hacia el centro del anillo de acoplamiento están dispuestos, en primer lugar, un vástago intermedio y, a continuación, un vástago de control, guiados de manera desplazable longitudinalmente, en donde la longitud del vástago intermedio corresponde al diámetro de la parte de acoplamiento interna y la longitud del vástago de control corresponde al grosor del anillo de la parte de acoplamiento externa, en donde la longitud global del elemento de acoplamiento, del vástago intermedio y del vástago de control corresponde al diámetro interior del anillo de acoplamiento en un área de movimiento. Por tanto, un desplazamiento del anillo de acoplamiento provoca siempre también un desplazamiento del elemento de acoplamiento, independientemente de en qué dirección se desplace el anillo de acoplamiento. Es posible prescindir de actuadores adicionales, tales como un accionamiento a motor adicional o un resorte adicional, por lo que el diseño es especialmente compacto y sencillo. También el accionamiento puede dimensionarse correspondientemente más pequeño, ya que no tiene que trabajar contra una fuerza de resorte para pretensar el resorte a fin de acumular fuerza para el retroceso.
El mecanismo de acoplamiento está diseñado asimismo especialmente sencillo y seguro cuando en los extremos del área de movimiento están previstos topes para el elemento de acoplamiento. Los topes están dispuestos en el lado interior del anillo de acoplamiento y delimitan de manera sencilla el área de movimiento de la manija de accionamiento. Gracias a la disposición de los topes en ambos extremos del área de movimiento es posible un uso para puertas con tope a la izquierda y a la derecha, al igual que, como se requiere en determinadas aplicaciones, también se puede tirar de la manija de accionamiento hacia arriba desde la posición horizontal.
Según otro perfeccionamiento ventajoso, el modo de funcionamiento correcto se garantiza, adicionalmente, cuando el anillo de acoplamiento presenta una parte de guía orientada hacia fuera a lo largo de un eje perpendicular al eje de giro, que se guía de manera desplazable en la carcasa que rodea el mecanismo de acoplamiento.
De este modo, se garantiza una torsión del anillo de acoplamiento en la ranura circunferencial de forma segura contra la parte de acoplamiento externa y solo es posible un mero movimiento de desplazamiento.
Asimismo, el diseño es especialmente sencillo y compacto cuando la parte de guía presenta un equipo de acoplamiento con el accionamiento. La parte de guía, por lo tanto, no solo guía el anillo de acoplamiento en el movimiento de desplazamiento deseado, sino que junto con el equipo de acoplamiento cumple, al mismo tiempo, la función de eslabón de enlace para la transmisión de fuerza desde el accionamiento para el movimiento de desplazamiento del anillo de acoplamiento. El equipo de acoplamiento puede ser una simple perforación para un extremo de brazo de un alambre de resorte, en donde el diámetro del orificio de paso se estrecha idealmente hacia el centro del orificio desde ambos lados para lograr un mejor guiado para el extremo de brazo y para reducir el rozamiento.
El montaje del mecanismo de acoplamiento es especialmente sencillo cuando el anillo de acoplamiento está realizado en dos partes y ambas pueden acoplarse en arrastre de forma. Una parte del anillo de acoplamiento se inserta, a este respecto, en la ranura circunferencial y la otra parte del anillo de acoplamiento puede introducirse idealmente en la ranura a través de una pared menos alta en una sección y acoplarse a la otra parte. El acoplamiento tiene lugar, idealmente, mediante correspondientes elementos de arrastre de forma en los extremos de ambas partes, que se juntan durante la introducción de la otra parte del anillo de acoplamiento.
Tras liberar la parte de acoplamiento interna con respecto a la parte de acoplamiento externa, la torsión entre ellas es especialmente fácil cuando los extremos del elemento de acoplamiento, del vástago intermedio y del vástago de control están al menos parcialmente biselados o redondeados. Los cantos mecanizados proporcionan un accionamiento suave y seguro del mecanismo de acoplamiento.
El mecanismo de acoplamiento puede diseñarse de manera especialmente compacta cuando el accionamiento, que mueve el anillo de acoplamiento de una primera posición a una segunda posición y de la segunda posición a la primera posición, consta de un motor y una transmisión, en donde la transmisión transmite a la parte de guía el movimiento a través de un tornillo sin fin helicoidal y un alambre de resorte de una sola pieza montado de manera pivotante en cada caso con un extremo de brazo alejado del eje de pivotado. En particular, mediante el alambre de resorte puede transmitirse el movimiento de manera sencilla y directa o de manera desviada. El alambre de resorte puede asumir picos de carga mediante una ligera deformación. Esto da lugar a una descarga de todos los demás componentes. La parte de carcasa para el accionamiento puede realizarse más estrecha que la parte de carcasa para las partes de acoplamiento. El motor es idealmente un electromotor.
El accionamiento del mecanismo de acoplamiento es muy compacto cuando el ángulo entre los extremos de brazo, partiendo del eje de pivotado, es inferior a 75°. Esto permite colocar el tornillo sin fin helicoidal muy cerca del equipo de acoplamiento. A este respecto, el motor y el tornillo sin fin están dispuestos en paralelo uno sobre otro sobre la parte de guía y transversalmente a la dirección de desplazamiento de la parte de guía.
La invención permite numerosas formas de realización. Para aclarar aún más su principio básico, una de ellas se muestra en los dibujos y se describe a continuación. Estos muestran en
la Fig. 1 un mecanismo de acoplamiento según la invención con la carcasa abierta
la Fig. 2 el mecanismo de acoplamiento según la invención de la Fig. 1 sin carcasa, perno cuadrado y parte de acoplamiento interna
la Fig. 3 el mecanismo de acoplamiento según la invención de la Fig. 2 sin accionamiento en una posición girada
la Fig. 4 el mecanismo de acoplamiento según la invención de la Fig. 3 sin la parte de acoplamiento externa
la Fig. 5 la parte de acoplamiento externa según la invención de la Fig. 3 en otra posición girada
la figura 1 muestra un mecanismo de acoplamiento según la invención con la carcasa 8 abierta. Al omitir la tapa de carcasa pueden verse bien los componentes individuales. El mecanismo de acoplamiento se monta normalmente en una hoja de puerta. En la parte de arriba de la carcasa 8 está dispuesto un accionamiento 6. Un motor 16 instalado horizontalmente transmite el movimiento a través de una transmisión 17 a un anillo 4 de acoplamiento. La transmisión 17 consta de ruedas dentadas, que conectan el motor 16 con un tornillo sin fin 18 helicoidal dispuesto en paralelo por debajo. En el paso de tornillo sin fin se guía un extremo 20 de brazo de un alambre 19 de resorte montado de manera giratoria alrededor de un eje 21 de pivotado. Mediante el movimiento de giro del alambre 19 de resorte se mueve de manera desplazable en la dirección vertical una parte 9 de guía acoplada por movimiento al anillo 4 de acoplamiento. El anillo 4 de acoplamiento rodea una parte 1 de acoplamiento interna y una parte 3 de acoplamiento externa, en donde las partes 1, 3 de acoplamiento están dispuestas con posibilidad de movimiento giratorio alrededor del eje 2 de giro y, en cada caso, presentan un alojamiento cuadrado para un cuadrado de conexión para la conexión con una manija de accionamiento, no representada, de una puerta o similar. La parte 1 de acoplamiento interna está prevista, a este respecto, preferiblemente, para la manija de accionamiento dispuesta en el lado exterior de la puerta, ya que
este lado normalmente debe estar diseñado de manera desacoplable del accionamiento de la cerradura de la puerta para la protección del acceso no autorizado. Esto se logra con el mecanismo de acoplamiento según la invención.
Todos los componentes del accionamiento 6 están sujetos directamente en una carcasa 8 o se encuentran al menos parcialmente como unidad estructural sobre una placa, no representada, que puede insertarse en la carcasa 8.
La figura 2 muestra, como aclaración, el mecanismo de acoplamiento según la invención de la Fig. 1 sin carcasa 8, perno cuadrado y parte 1 de acoplamiento interna. Puede verse bien el diseño compacto del accionamiento 6, con el motor 16 instalado horizontalmente, el tornillo 18 sin fin helicoidal dispuesto en paralelo por debajo del mismo y el alambre 19 de resorte. El extremo 22 de brazo del alambre 19 de resorte montado de manera giratoria alrededor del eje 21 de pivotado engrana en un equipo 10 de acoplamiento en la parte 9 de guía. El equipo 10 de acoplamiento puede ser un simple orificio de paso, en donde el diámetro del orificio de paso se estrecha idealmente hacia el centro del orificio desde ambos lados para lograr un mejor guiado para un extremo 22 de brazo y para reducir el rozamiento. El anillo 4 de acoplamiento, movido por la parte 9 de guía, está alojado en la parte 3 de acoplamiento externa montada con posibilidad de movimiento giratorio alrededor del eje 2 de giro y controla un elemento 5 de acoplamiento y un vástago 11 intermedio dispuesto en su extensión longitudinal adicional.
La figura 3 muestra el mecanismo de acoplamiento según la invención de la figura 2 sin accionamiento en una posición girada. Mediante el giro queda visible la ranura 7 en la parte 3 de acoplamiento externa, que presenta en la parte inferior un área 24 rebajada para el montaje del anillo 4 de acoplamiento en dos partes. Durante el montaje, la parte superior del anillo 4 de acoplamiento puede insertarse fácilmente desde la dirección perpendicular al eje 2 de giro. El área 24 rebajada presenta en un lado de la pared de una ranura 7 una altura menor, de modo que el diámetro de la parte 3 de acoplamiento externa en esta área 24 rebajada es menor.
La figura 4 muestra el mecanismo de acoplamiento según la invención de la Fig. 3 sin la parte 3 de acoplamiento externa. El anillo 4 de acoplamiento en dos partes encierra los componentes dispuestos uno tras otro en la extensión longitudinal: elemento 5 de acoplamiento, vástago 11 intermedio y un vástago 12 de control. Estos tres componentes presentan una longitud común, que corresponde al diámetro interior del anillo 4 de acoplamiento en el área 13 de movimiento para el elemento 5 de acoplamiento. El área 13 de movimiento está delimitada a ambos lados por topes 14, 15 para el elemento 5 de acoplamiento. Gracias a la división en dos partes del anillo 4 de acoplamiento puede insertarse la parte inferior del anillo 4 de acoplamiento en las superficies 23 de arrastre de forma que se corresponden con la parte superior del anillo 4 de acoplamiento, para un montaje sencillo desde la dirección del eje 2 de giro.
La figura 5 muestra la parte 3 de acoplamiento externa según la invención de la figura 3 en otra posición girada. Puede verse la ranura 7 circunferencial con el área 24 rebajada que se extiende aproximadamente por la mitad de la circunferencia de la ranura 7.
Claims (11)
1. Mecanismo de acoplamiento para un sistema de cierre mecatrónico, con
-una parte (1) de acoplamiento interna, que está montada de manera giratoria alrededor de un eje (2) de giro,
-una parte (3) de acoplamiento externa, que está montada de manera giratoria con respecto a la parte (1) de acoplamiento interna,
-un anillo (4) de acoplamiento, que rodea las partes (1, 3) de acoplamiento,
-un elemento (5) de acoplamiento conectado por movimiento con el anillo (4) de acoplamiento, con el cual pueden acoplarse ambas partes (1, 3) de acoplamiento,
-un accionamiento (6), que está configurado para mover el anillo (4) de acoplamiento de una primera posición a una segunda posición y de la segunda posición a la primera posición, y -una carcasa (8) para alojar los componentes,
-en donde el anillo (4) de acoplamiento y el elemento (5) de acoplamiento pueden ser movidos por el accionamiento (6) a lo largo de un eje perpendicular al eje (2) de giro,
caracterizado por que el anillo (4) de acoplamiento se guía en una ranura (7) circunferencial en la parte (3) de acoplamiento externa.
2. Mecanismo de acoplamiento, según la reivindicación 1, caracterizado por que el elemento (5) de acoplamiento es un componente separado y se guía de manera móvil en la parte (3) de acoplamiento externa sobre el plano del anillo (4) de acoplamiento a lo largo de un eje perpendicular al eje (2) de giro y, en la primera posición, no sobresale con ambos extremos de la guía en la parte (3) de acoplamiento externa y, en la segunda posición, está dispuesto para el acoplamiento del movimiento entre la parte (1, 3) de acoplamiento interna y la externa.
3. Mecanismo de acoplamiento, según la reivindicación 2, caracterizado por que el elemento (5) de acoplamiento está dispuesto en el lado interior del anillo (4) de acoplamiento orientado hacia el accionamiento.
4. Mecanismo de acoplamiento, según la reivindicación 2 o 3, caracterizado por que en la prolongación del extremo del elemento (5) de acoplamiento que apunta hacia el centro del anillo (4) de acoplamiento están dispuestos, en primer lugar, un vástago (11) intermedio y, a continuación, un vástago (12) de control, guiados de manera desplazable longitudinalmente, en donde la longitud del vástago (11) intermedio corresponde al diámetro de la parte (1) de acoplamiento interna y la longitud del vástago (12) de control corresponde al grosor del anillo de la parte (3) de acoplamiento externa, en donde la longitud global del elemento (5) de acoplamiento, del vástago (11) intermedio y del vástago (12) de control corresponde al diámetro interior del anillo (4) de acoplamiento en un área (13) de movimiento.
5. Mecanismo de acoplamiento, según la reivindicación 4, caracterizado por que en los extremos del área (13) de movimiento están previstos topes (14, 15) para el elemento (5) de acoplamiento.
6. Mecanismo de acoplamiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el anillo (4) de acoplamiento presenta una parte (9) de guía orientada hacia fuera a lo largo de un eje perpendicular al eje (2) de giro, que se guía de manera desplazable en la carcasa (8) que rodea el mecanismo de acoplamiento.
7. Mecanismo de acoplamiento, según la reivindicación 6, caracterizado por que la parte (9) de guía presenta un equipo (10) de acoplamiento con el accionamiento (6).
8. Mecanismo de acoplamiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el anillo (4) de acoplamiento está realizado en dos partes y ambas partes pueden acoplarse en arrastre de forma.
9. Mecanismo de acoplamiento, según la reivindicación 4, caracterizado por que los extremos del elemento (5) de acoplamiento, del vástago (11) intermedio y del vástago (12) de control están biselados o redondeados al menos parcialmente.
10. Mecanismo de acoplamiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el accionamiento (6), que mueve el anillo (4) de acoplamiento de una primera posición a una segunda posición y de la segunda posición a la primera posición, consta de un motor (16) y una transmisión (17), en donde la transmisión (17) transmite a la parte (9) de guía el movimiento a través de un tornillo (18) sin fin helicoidal y un alambre (19) de resorte de una sola pieza montado de manera pivotante alrededor de un eje (21) de pivotado con en cada caso un extremo (20, 22) de brazo alejado del eje (21) de pivotado.
11. Mecanismo de acoplamiento, según la reivindicación 10, caracterizado por que el ángulo entre los extremos (20, 22) de brazo, partiendo del eje (21) de pivotado, es inferior a 75°.
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