ES2189571B2 - Mecanismo de embrague para cerraduras electronicas. - Google Patents

Mecanismo de embrague para cerraduras electronicas.

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Abstract

Mecanismo de embrague para cerraduras electrónicas. Este mecanismo está destinado a quedar ubicado en el escudo interior de la cerradura y su finalidad es la de minimizar esfuerzos transmitidos evitando desgastes prematuros, así como poder ser adaptable a cualquier cerradura. Su estructura permite minimizar el giro en vacío de la manilla o botón exterior de accionamiento. El escudo exterior (3) soporta el lector de llaves (4) y un botón exterior (5), mientras que el escudo interior (6) contiene el circuito electrónico de control (7) de alimentación por pilas (8), el mecanismo de embrague (9) y un botón interior (10) de accionamiento. Del mecanismo de embrague (9) parten dos ejes concéntricos (21, 26), uno que actúa sobre la nueca (2) de la cerradura y el otro (26) que gira libremente en su interior y al que está conectado el botón exterior (5). Una llave validada activa un motor eléctrico (51) o similar que desplaza un collarín (28) haciendo que el elemento de embrague (27) haga solidariostemporalmente ambos ejes concéntricos (21, 26), permitiéndose la apertura de la cerradura.

Description

Mecanismo de embrague para cerraduras electrónicas.
Objeto de la invención
La presente invención, según lo expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, consiste en un mecanismo de embrague para cerraduras electrónicas, el cual comporta notables características relevantes y ventajosas frente a los que actualmente se utilizan con el mismo fin.
Es un objeto de la invención el incorporar el mecanismo de embrague en el escudo interior de la cerradura y con ello permitir ser utilizado con una gran variedad de cerraduras de embutir, incluso con cerraduras que ya estén instaladas.
La colocación en el escudo interior aporta las ventajas de mayor seguridad y mejor estética:
Mayor seguridad ya que está protegido frente a manipulaciones desde el exterior y frente a condiciones climáticas adversas; y mejor estética ya que el escudo exterior no necesita dimensiones extraordinarias para alojar los mecanismos de embrague.
Estado actual de la técnica
Las cerraduras electrónicas se caracterizan por disponer de una cerradura mecánica que físicamente fija la puerta al marco y de unos medios electrónicos para autorizar el uso de dicha cerradura. Los medios electrónicos incluyen un lector que les permite leer los datos de un soporte de código que puede tener distintas formas y distintas tecnologías como por Ejemplo una tarjeta magnética, una tarjeta de proximidad, una llave con memoria. A estos soportes de código les llamaremos llave de una manera genérica. Cuando se presenta una llave con datos válidos, el control electrónico permite que la manilla exterior accione uno de los ejes de la cerradura mecánica, bien sea mediante la liberación de una condena que impedía el giro de la manilla, o mediante la activación de un embrague que conecta el eje de la manilla al eje de la cerradura.
Las cerraduras mecánicas pueden tener uno o varios ejes. Unos abren el picaporte y suelen accionarse con una manilla o pomo. Otros cierran o abren la palanca y suelen accionarse mediante un cilindro, bien con una llave, o bien, con un botón giratorio. El control electrónico puede controlar el accionamiento de uno o varios de los ejes en función de las aplicaciones de la cerradura. En la descripción que sigue no distinguimos entre unos y otros ejes, ni entre manillas, pomos, o botones, usando la palabra genérica de manilla.
Las soluciones basadas en condena, si bien son más sencillas, son menos seguras que las basadas en embrague ya que la condena debe resistir cualquier tipo de esfuerzos que se aplican a la manilla tratando de forzarla, mientras que el embrague simplemente no transmite dichos esfuerzos a la cerradura.
Por otra parte, la manilla del lado interior de la puerta debe abrir siempre la cerradura para permitir la salida en caso de emergencia, sin intervención de ningún control electrónico. A esta prestación se le llama antipánico.
Hay numerosas Patentes de mecanismos de embrague para cerraduras electrónicas que están alojados en el escudo exterior y conectan el eje de la manilla exterior con el eje que acciona la cerradura, estando éste conectado permanentemente a la manilla interior.
Una mejora es colocar el embrague en el lado interior de la puerta en vez de en el exterior. Es una solución más segura ya que queda protegido de posibles manipulaciones. Es más fiable desde el punto de vista ambiental ya que el lado interior suele sufrir menores variaciones de temperatura y humedad. Puede ser más estético ya que el escudo exterior no tiene que alojar el mecanismo de embrague.
La Patente EP 0 819 810 reivindica un embrague colocado en el escudo interior y que acciona la cerradura a través de dos ejes concéntricos. El primer eje está conectado a la manilla de fuera. El segundo eje está conectado a la manilla de dentro y a la nueca de un cilindro modificado a través de la cual abre a la cerradura.
Al instalar la cerradura, el primer eje se introduce dentro del segundo girando libremente en su interior.
Para embragar ambos ejes, una pieza se mueve axialmente proyectando una chapa de embrague a través de una hendidura del segundo eje dentro de una ranura del primer eje. Los dos ejes quedan de esta manera acoplados y permiten que la manilla exterior abra la cerradura.
Los problemas que presenta se deben al obligado pequeño diámetro de los ejes para que sean compatibles con las cerraduras standard.
Las nuecas de las cerraduras mecánicas tienen secciones normalizadas y suelen ser cuadrados con lados entre 7 y 9 mm. Los diámetros de los ejes concéntricos descritos pueden como mucho ser iguales a dichas dimensiones en el caso del segundo eje y menores en el caso del primer eje.
El primer problema es a consecuencia de los esfuerzos que soporta el mecanismo. Cuando se embraga, el esfuerzo que sufren la chapa, la hendidura de un eje y la ranura del otro, es igual al par de actuación de la cerradura dividido por el radio de los ejes. Como éste es muy pequeño, el esfuerzo es muy grande y se producen rápidamente desgastes.
El segundo problema lo provoca también el pequeño diámetro del primer eje que hace que no pueda tener más de dos hendiduras para mantener su resistencia en mínimos aceptables, ya que cada hendidura disminuye su sección. Cuando se embraga no se produce el enganche entre los dos ejes hasta que no se encaran la hendidura del segundo eje con una de las dos ranuras del primer eje. Puede por tanto ser necesario girar la manilla exterior en vacío hasta 180º produciendo una sensación incómoda al usuario.
Descripción de la invención
En líneas generales, el mecanismo de embrague para cerraduras electrónicas, que constituye el objeto de la invención, soluciona ambos problemas referidos manteniendo las ventajas de estar ubicado en el escudo interior y de poder ser adaptado a cualquier cerradura, ya que los ejes de actuación tienen dimensiones normalizadas.
Mediante una configuración totalmente distinta del embrague, se consigue la ventaja de que los esfuerzos sufridos por las partes que interaccionan sea lo menor posible y que el giro en vacío de la manilla exterior se minimice. Además, permite un ensamblaje muy sencillo.
La cerradura electrónica incluye un escudo exterior que soporta el lector de llaves y un botón de mando exterior para accionamiento de los sistemas de cierre. El escudo interior contiene el circuito electrónico de control alimentado por pilas, el mecanismo de embrague y un botón de accionamiento interior.
El mecanismo de embrague dispone de dos ejes concéntricos, uno de los cuales actúa sobre la nueca mientras que el otro gira libremente respecto del primero al ser accionado el pomo exterior con el que es solidario El botón o mando interior es solidario del primer eje.
Ambos ejes concéntricos se hacen solidarios en giro al ser actuado el embrague mediante un motor eléctrico comandado por un dispositivo de control conectado al lector de llaves.
Existen dos piezas de arrastre, una exterior y otra interior que engarzan entre sí mediante unos salientes almenados, determinando entre ellas una cavidad en la que gira libremente la pieza de embrague que presenta en su periferia unas muescas en las que son susceptibles de introducirse los salientes axiales de una pieza de enganche que define el elemento desplazable axialmente, salientes estos que previamente atraviesan el arrastre interior, dotado éste al efecto de orificios correspondientes. La pieza de enganche se desplaza mediante una horquilla y el desplazamiento está guiado en la periferia cilíndrica de un eje interior solidario al cuadradillo interior accionado por el pomo interior.
Cuando el mecanismo está desembragado, la pieza de enganche está retraída y los salientes de la pieza de enganche no tocan al embrague y por tanto no se transmite el movimiento a la nueca.
Cuando se embraga el mecanismo, la pieza de enganche ha ocupado la posición más avanzada y los aludidos salientes de la pieza de enganche quedan introducidos en las muescas respectivas de la pieza de embrague y por tanto se produce el giro solidario de los ejes concéntricos, al girar el pomo exterior.
Para facilitar la comprensión de las características de la invención y formando parte integrante de esta memoria descriptiva, se acompañan unas hojas de planos en cuyas figuras, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:
Breve descripción de los dibujos
Figura 1.- Es una vista esquemática en alzado frontal de una cerradura de embutir colocada en una puerta, incluyendo el mecanismo de embrague objeto de la invención.
Figura 2.- Es una vista detallada de las piezas explosionadas del mecanismo de embrague.
Figura 2a.- Representa en alzado frontal y en perfil, la pieza de arrastre exterior, mostrado en la figura 2.
Figura 2b.- Representa otras dos vistas del acorde con lo elemento de embrague, acorde con lo mostrado en la figura 2.
Figura 2c.- Representa otras dos vistas de la pieza de arrastre interior, acorde con lo mostrado en la figura 2.
Figura 2d.- Representa otras dos vistas de la pieza de enganche, acorde con lo mostrado en la figura 2.
Figura 3.- Es una sección del mecanismo cuando no está embragado, según un plano que contiene al eje del embrague.
Figura 4.- Es la misma sección de la figura 3, con el mecanismo cuando está embragado.
Figura 5.- Es una sección del mecanismo cuando está embragado, según un plano perpendicular al eje del embrague.
Figura 6.- Es una sección transversal similar a la figura 5, de una variante de realización del mecanismo.
Figura 7.- Es una vista en perspectiva del mecanismo de embrague, con todas las piezas montadas, acorde con la figura 2, excluyendo la caja y la tapa del mecanismo, para visibilidad de aquéllas.
Descripción de la forma de realización preferida
Haciendo referencia a la numeración adoptada en las figuras y en especial a la figura 1, podemos ver cómo el mecanismo de embrague para cerraduras electrónicas, que la invención propone, se encuentra montado en una cerradura de embutir 1, en la que al girar su nueca 2 se mueven la palanca y el picaporte.
La cerradura electrónica se compone de dos escudos: el escudo exterior 3 que soporta el lector de llaves 4 y un botón exterior 5; y el escudo interior 6 que contiene el circuito electrónico de control 7 alimentado por las pilas 8, el mecanismo de embrague 9 y un botón interior 10.
Del mecanismo de embrague 9 salen dos ejes concéntricos 21 y 26. El primer eje 21 actúa sobre la nueca 2 de la cerradura. El segundo eje 26 gira libremente dentro del primero y se introduce parcialmente dentro del botón exterior 5 girando solidario con él.
El botón interior 10 siempre acciona la cerradura ya que a través de varias piezas es solidario con el eje 21 que actúa sobre la nueca 2.
El lector de llaves 4 está conectado eléctricamente al control 7. Cuando se presenta una llave válida, el control alimenta a través de unos cables al motor del mecanismo de embrague, haciendo durante unos segundos solidarios los ejes 21 y 26, permitiendo que el botón exterior 5 abra la cerradura.
La configuración representada en esta figura 1 se da a modo de Ejemplo y en ella no es importante ni el tipo de lector de llaves utilizado, ni la configuración exacta de la cerradura de embutir. Se ha representado una cerradura de embutir de tipo europeo, siendo accionado el eje que actúa la palanca, pero del mismo modo podría ser el eje que actúa el picaporte, o ser una cerradura americana o una cerradura de un solo eje para actuar un picaporte o una palanca.
Haciendo ahora especial referencia a la figura 2 en la que se representa el despiece del mecanismo de embrague, puede comprobarse que el primer eje 21 se fija al arrastre exterior 22 mediante un alojamiento cuadrangular y un tornillo radial (ver también la figura 2a). El arrastre exterior 22 y el arrastre interior 23 se engarzará entre sí mediante unos salientes en forma de almenas 221 y 231, formando en su interior una cavidad en la que gira libre el elemento de embrague 27. Este elemento presenta en su periferia cuatro muescas 272, en el Ejemplo de realización mostrado.
El segundo eje 26 se encuentra dentro del primer eje 21 y atraviesa el arrastre exterior 22 al pasar por el orificio 222 de éste y presenta un engrosamiento 261 que se aloja en el agujero 271 del elemento de embrague 27, ambos con una sección que presenta dos caras planas para que giren solidariamente.
El cuadradillo interior 25 está montado sobre un eje interior 24 que presenta unas caras planas que son complementarias de un hueco 232 abierto en el arrastre interior 23. El conjunto de primer eje 21, arrastres exterior 22 e interior 23, eje interior 24 y cuadradillo interior 25 giran solidariamente y se mantienen unidos porque la caja 41 y la tapa 42 mantienen todas las piezas en una longitud fija gracias a los resaltes del arrastres exterior 22 y del eje interior 24 que son de mayor diámetro que los agujeros 411 y 421.
Sin embargo, el conjunto formado por el segundo eje 26 y el elemento de embrague 27 giran libremente pero no pueden desplazarse axialmente porque están limitados sus movimientos por la configuración de las piezas anteriormente descritas.
El enganche 28 es una pieza que puede deslizarse axialmente sobre el eje interior 24 y tiene cuatro salientes 281 que atraviesan al arrastre interior 23 a través de cuatro agujeros 233 y se alojan también en las ranuras 223 del arrastre exterior 22. El perfil de estos salientes 281 es igual al de las muescas 272 del elemento de embrague 27.
La pieza de enganche 28 dispone en su periferia cilíndrica, de la ranura anular 282 en la que se alojar los dos salientes 301 de la horquilla 30. Esta horquilla 30 puede oscilar alrededor de su eje 302 actuando sobre su brazo 303. El motor eléctrico 51 mueve dicho brazo 303 a través de un muelle 53 y un sinfín 52.
En la figura 3 donde se muestra una sección del mecanismo cuando está desembragado, puede verse cómo la pieza de enganche 28 está en su posición más retraída, de manera que los salientes 281 no atraviesan totalmente al arrastre interior 23 y no tocan al elemento de embrague 27. En estas condiciones, si se gira el botón exterior 5, girarán el segundo eje 26 y el elemento de embrague 27, pero no transmitirán movimiento alguno al resto de las piezas.
En la figura 4, donde se representa al mecanismo embragado, podemos ver que la pieza de enganche 28 está en su posición más avanzada y sus salientes 281 atraviesan totalmente los agujeros 233 y se proyectan dentro de las cuatro muescas 232 del elemento de embrague 27, así como dentro de las ranuras 223 del arrastre exterior 22, haciendo que ambas piezas (elemento de embrague 27 y arrastre exterior 22) giren solidariamente.
En la sección transversal del mecanismo, según la figura 5, que afecta al arrastre exterior 22, embrague 27 y salientes 281 del collarín o pieza de enganche 28, se aprecia la interacción de dichas piezas cuando están embragadas. Debido a la configuración del mecanismo, los puntos de embrague están en el círculo más exterior. Se pueden hacer las piezas de una diámetro tan grande como lo permita la anchura del escudo interior 6 de la cerradura, de manera que se disminuyen así los esfuerzos sufridos por las mismas.
La figura 6 representa una variante de realización en la que los salientes 281 tienen sección redonda en vez de trapecial, al igual que las muescas 271 del elemento de embrague 27, habiéndose referenciado con los mismos números añadiendo el sufijo ``prima''. Los salientes 281' en este caso no interaccionan con el arrastre exterior 22, cosa que no es necesaria porque como atraviesan los agujeros 233 del arrastre interior 23, hacen girar solidariamente a éste con el embrague 27 produciéndose el efecto buscado. El principio de funcionamiento es por lo demás el mismo.
La realización de la figura 5 tiene la ventaja respecto a la que muestra la figura 6, de que los puntos de aplicación de los esfuerzos que realizan los salientes 281 sobre el elemento de embrague 27 y sobre las ranuras 223 del arrastre exterior 22, se encuentran en el mismo plano y a distancias muy cortas lo cual redunda en beneficio del comportamiento del sistema.
La realización de la figura 6 hace que los salientes 281' sufran fuerzas de flexión porque los puntos de aplicación de los esfuerzos contra el embrague están en un plano distinto de los esfuerzos contra el arrastre interior. De todas formas, dada la proximidad de ambos planos, las fuerzas de flexión no son muy grandes. Por contra, su realización puede ser más barata ya que las formas son más sencillas.
Pueden hacerse otras variantes aumentando el número de salientes 281 ó 281', a cinco, seis u ocho para disminuir el giro en vacío antes de embragar. También puede haber pequeñas variaciones en las formas de las piezas para facilitar su fabricación, o en el agrupamiento de varias de ellas en una sola, como podría ser el eje interior 24 y el cuadradillo interior 25, o en la descomposición de una en varias.
También hay que hacer notar que el mecanismos. de embrague puede adaptarse a distintos tipos de cerradura, por Ejemplo cerraduras europeas o cerraduras americanas de embutir o a cerraduras tubulares siempre que puedan ser actuadas mediante un cuadradillo. Como habíamos indicado al principio de esta memoria descriptiva, el mecanismo que la invención propone puede adaptarse al eje que actúa la palanca, o al eje que actúa el picaporte.

Claims (3)

1. Mecanismo de embrague para cerraduras Electrónicas, comprendiendo la cerradura electrónica un escudo exterior (3) que soporta al lector de llaves (4) y un botón exterior (5) de accionamiento; un escudo interior (6) que contiene el circuito electrónico de control (7) alimentado por pilas (8), el mecanismo de embrague (9) y un botón interior (10) de actuación; dos ejes concéntricos (21, 26) que salen del mecanismo de embrague, uno de los cuales (21) es exterior y actúa sobre la nueca de la cerradura, mientras que el otro eje (26) es interior, gira libremente dentro del primero y está introducido parcialmente en el interior del botón exterior (5) girando solidario con él, estando el lector de llaves (4) conectado eléctricamente al circuito de control (7) de forma que cuando se presenta una llave válida, el control (7) alimenta a través de unos cables, al motor (51) o dispositivo eléctrico similar que provoca el embrague, haciendo solidarios temporalmente los ejes concéntricos (21, 26) y permitiendo que el botón exterior (5) abra la cerradura; caracterizado porque el eje exterior (21) está fijado a un arrastre exterior (22) que engarza con otro interior (23) mediante salientes almenados complementarios (221, 231), conformando entre ambos una cavidad en la que se encuentra con giro libre el elemento de embrague (27) que es solidario en giro con el eje interior (26); el arrastre interior (23) presenta un orificio axial (232) facetado, en el que ajusta el eje interior (24) solidario del cuadradillo interior (25); estando el conjunto del primer eje (21), arrastres exterior (22) e interior (23), eje interior (24) y cuadradillo interior (25), solidarizados en giro y unidos axialmente porque la caja (41) y tapa (42) en cuyo interior se alojan, los mantienen agrupados; el eje interior (24) lleva montado coaxialmente y con movimiento rotacional y axial libres, una pieza de enganche (28) provista de salientes axiales (281) que atraviesan al arrastre interior (23) al estar éste dotado de sendos agujeros (233), y se alojan también en unas ranuras o muescas (223) del arrastre exterior (22); siendo susceptibles tales salientes axiales (281) de acceder o no a las muescas (272) del elemento de embrague (27).
2. Mecanismo de embrague para cerraduras Electrónicas, según reivindicación 1, caracterizado porque la pieza de enganche (28) cuenta con una garganta anular (282) en su periferia cilíndrica, en la que se alojan dos salientes (301) de una horquilla (30) a través de la cual se consigue su desplazamiento axial.
3. Mecanismo de embrague para cerraduras Electrónicas, según reivindicación 2, caracterizado porque la horquilla (30) es oscilante alrededor de un eje y posee un brazo radial (303) actuado por el motor eléctrico (51) o similar.
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