ES2190299B1 - Dispositivo motoreductor de enrollamiento de persianas y toldos y metodo de operacion. - Google Patents

Abstract

Dispositivo motoreductor de enrollamiento de persianas y toldos y método de operación. Constituido por un tubo exterior (3) en el interior del cual se fija un motor eléctrico (14) que actúa a través de un electrofreno (13) y un reductor planetario (15) sobre una contera motriz (4) que se acopla giratoriamente al interior de un tambor poligonal (17) al que transmite su movimiento, y sobre el que se produce el enrollado/desenrollado de una persiana o toldo (18), controlándose su posición mediante un potenciómetro lineal (16) unido a una tuerca prisionera (10) que puede desplazarse longitudinalmente en ambos sentidos respecto a una varilla roscada (19) solidaria de una rueda dentada (7) que engrana por el interior de una contera de mando (2) que recibe el movimiento del tambor poligonal (17) a cuyo interior se acopla giratoriamente. Un circuito impreso (11) memoriza las posiciones extremas de subida/bajada de las primeras operaciones realizadas después de haber accionado un microrruptor.

Description

Dispositivo motoreductor de enrollamiento de persianas y toldos y método de operación.

La presente invención se refiere a un sistema electrónico de regulación de topes y puesta en marcha para motoreductor de enrollamiento automático de persianas y toldos. La regulación de los topes máximos de subida y bajada se realiza a través de una placa electrónica controlada por un microprocesador mediante una sola pulsación en cada sentido, desde el mecanismo de mando del usuario final. El sistema es capaz de regular los topes sin que dicha regulación pueda ser anulada, posteriormente, desde el mando que utiliza el usuario final.

Se conocen sistemas de regulación en los que se opera mecánicamente sobre el propio motoreductor y que presentan serios inconvenientes, tales como la falta de espacio y la utilización de herramientas adicionales, lo que hace dificultosa su regulación.

Así, la patente alemana DE 4038923 describe una motorización para enrolladores de persiana que utiliza una tuerca prisionera para accionar dos topes de posiciones extremas. Los topes, asimismo, van montados sobre tuercas prisioneras de tal forma que su posición puede ser variada haciendo girar los correspondientes tornillos sobre los que van montados. Este sistema presenta dos graves problemas; por una parte, el movimiento lineal de la tuerca prisionera debe ser transmitido al lado opuesto del dispositivo motoreductor, lo que se realiza mediante un fleje metálico, plano, que ocupa espacio y limita el tamaño del motor de accionamiento; y, por otra parte, el recorrido de la tuerca prisionera no puede ser muy elevado y dado que los microrruptores que constituyen los topes extremos son relativamente voluminosos, el conjunto carece de precisión. Adicionalmente, se trata de un dispositivo totalmente mecánico sujeto a desajustes y desgastes y, en consecuencia, a averías.

Una considerable mejora sobre el sistema anterior la representa el dispositivo descrito en US 5,709,349. En este caso se ha conseguido suprimir la transmisión del movimiento lineal de la tuerca prisionera así como los microrruptores que constituyen los topes extremos. En su lugar, se aprovecha el bloqueo mecánico de una tuerca prisionera para producir una sobrecarga del motor, que es detectada por un circuito electrónico. El sistema es más fiable mecánicamente, pero implica la utilización de un costoso circuito electrónico de detección de sobrecarga del motor. La regulación se efectúa mediante giro de la carcasa que aloja la tuerca prisionera, lo que no es nada cómodo.

Un paso más en el desarrollo de los motoreductores controlados mecánicamente lo constituye el dispositivo descrito en EP 0 940 552. Aquí, desaparece el concepto de interrupción del suministro eléctrico al motor al alcanzar la persiana las posiciones extremas. En su lugar, presenta embragues mecánicos que permiten el giro en vacío del motor eléctrico cuando la persiana llega al final de su recorrido o bien encuentra un obstáculo en su camino. Este dispositivo presenta la mínima complicación eléctrica con la máxima complicación mecánica. Aunque sobre el papel resulte sumamente atractivo, plantea serias dudas en cuanto a la fiabilidad en el tiempo de una tal realización.

Ante los graves problemas presentados por los sistemas de motoreductor controlados mecánicamente, se han producido diversos intentos de utilizar controles electrónicos de distintos tipos: Así, en EP 0 552 459 se describe la utilización de topes electrónicos virtuales mediante la utilización en modo programación de un dispositivo electrónico de control. La posición de la persiana se determina mediante un contador de impulsos, estando estos generados por un relé tipo Reed fijo y una pluralidad de imanes permanentes situados sobre la periferia del tambor de enrollamiento de la persiana. El dispositivo de control ofrece un modo de programación y un modo de trabajo y, en consecuencia, las posibilidades de actuación sobre el motoreductor son plenamente accesibles para el usuario final, lo que en ningún caso es conveniente.

En esta línea de control electrónico del motoreductor, el dispositivo descrito en US 5,540,264 constituye, posiblemente, uno de los sistemas más sofisticados. Aquí se abandona el contador de impulsos, que es sustituido por una serie de fines de carrera inductivos, cuya posición es regulable sobre las guías laterales de la persiana, y que son accionados por imanes permanentes presentes en el extremo de la misma. Un sensor inductivo lineal, posicionado a lo largo de una de las guías laterales de la persiana, produce una fuerza electromotriz proporcional a la velocidad de la misma. De esta forma el control sobre el movimiento de la persiana es total, suprimiéndose el contador de impulsos, a cambio de tener que realizar un complejo cableado exterior, lo que hace al sistema poco apto para motorizar instalaciones ya existentes.

Otros motoreductores en los que la operación de regulación se efectúa desde los pulsadores de mando que utiliza el usuario final, actúan de la siguiente manera:

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Pulsar al mismo tiempo los balancines del pulsador de mando durante más de 15 segundos (Esta operación cancela automáticamente anteriores regulaciones)

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Soltar los balancines

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Pulsar el balancín de subida y mantenerlo pulsado hasta alcanzar la posición de paro deseada.

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Soltar el balancín.

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Pulsar al mismo tiempo los dos balancines durante más de un segundo. Soltar el balancín de bajada manteniendo pulsado el balancín de subida durante más de segundo. Esta operación memoriza el punto de final de carrera superior.

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Pulsar el balancín de mando de bajada y mantenerlo pulsado hasta alcanzar la posición de paro deseada.

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Soltar el balancín

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Pulsar al mismo tiempo los dos balancines durante más de un segundo. Soltar el balancín de subida manteniendo pulsado el balancín de bajada durante más de un segundo. Esta operación memoriza el punto de final de carrera inferior.

Este sistema tiene una serie de inconvenientes, tales como que es complicado lento y especialmente el hecho de que los topes puedan anularse desde el mismo mando que utiliza el usuario final. Esto puede ser muy peligroso, ya que con el apoyo accidental de un mueble o cualquier otro objeto que afecte directamente a los balancines de mando el sistema quedaría descontrolado. Además, este sistema precisa la utilización de un pulsador de doble balancín independiente, más caro que los pulsadores de doble balancín opuesto.

El dispositivo motoreductor objeto de la invención resuelve los inconvenientes descritos, permitiendo un absoluto control del movimiento de la persiana, pero independizando las operaciones de regulación de las operaciones de mando del usuario final.

El dispositivo motoreductor objeto de la invención incorpora un potenciómetro lineal que constituye una representación eléctrica, virtual, de la posición de la persiana. Este potenciómetro se mueve mediante la acción de una tuerca prisionera que recibe el movimiento de una contera de mando poligonal ajustada al interior del tambor de enrollado de la persiana, el cual, a su vez, recibe el movimiento de una contera motriz accionada por un motor eléctrico y un reductor planetario. Esto permite que la contera motriz y la contera de mando se sitúen en extremos opuestos del dispositivo motoreductor, ya que se utiliza el propio tambor de enrollamiento de la persiana como elemento solidarizador de ambas conteras. De esta forma, puede aprovecharse la práctica totalidad del volumen interior del tambor de enrollamiento de la persiana, lo que permite utilizar componentes de mayor dimensión, ganándose en potencia de maniobra y precisión de regulación.

Sobre el mismo extremo donde va situada la contera de mando, se dispone un microrruptor de restauración, accesible fácilmente desde el exterior del dispositivo motoreductor durante la instalación, pero no manipulable por el usuario final durante las operaciones normales.

Con el dispositivo objeto de la invención, la operación de regulación queda simplificada de la siguiente manera:

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Pulsamos y soltamos el microrruptor de restauración.

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Pulsamos y soltamos el balancín de subida o bajada del pulsador de mando según el tope que queramos memorizar.

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Cuando llegamos a la posición de paro deseada, pulsamos cualquiera de los balancines. La posición extrema de subida o bajada queda memorizada.

En consecuencia la memorización de los dos topes superior e inferior se realiza automáticamente en las dos operaciones inmediatas a la pulsación del microrruptor de restauración.

El dispositivo de la invención permite, a través del microprocesador, asegurar una protección que previene posibles accidentes durante un funcionamiento doméstico:

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Detección de falta de giro del motoreductor, que se puede deber a sobrecargas o a bloqueos.

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Detección de sobrecalentamiento del motor por relé térmico.

El dispositivo motoreductor objeto de la invención permite disponer de:

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Un dispositivo motoreductor compacto, totalmente montado, listo para instalar, que sólo exige su introducción en el interior del tambor de enrollamiento de la persiana y su conexión a la alimentación eléctrica.

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Un dispositivo motoreductor cuyas operaciones de regulación son extremadamente sencillas y rápidas de realizar.

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Un dispositivo motoreductor cuyas operaciones de regulación no pueden ser modificadas, intempestivamente, por el usuario final.

Para complementar la descripción que antecede y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se va a realizar una descripción detallada en base a un juego de dibujos que se acompañan a esta memoria descriptiva y en donde con carácter meramente orientativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una vista en alzado, seccionada, del dispositivo de la invención.

La figura 2 muestra una vista en planta, seccionada, del dispositivo objeto de la invención.

La figura 3 muestra una sección transversal por III-III siguiendo el plano en el que se produce la transmisión de movimiento de la contera de mando hacia la tuerca prisionera.

La figura 4 muestra una sección transversal por IV-IV en la que se aprecia la transmisión del movimiento entre la tuerca prisionera y el potenciómetro deslizante.

La figura 5 muestra una sección transversal por V-V en la que se aprecia la disposición recurrente del reductor planetario y el acoplamiento de la contera motriz al interior del tambor de enrollamiento de la persiana.

La figura 6 muestra el Esquema eléctrico del circuito impreso que contiene el potenciómetro deslizante y el microprocesador.

En dichas figuras, las referencias numéricas corresponden a:

1.

Pieza soporte del motoreductor

2.

Contera de mando

3.

Tubo exterior

4.

Contera motriz

5.

Microrruptor de restauración

6.

Soporte exterior de circuito impreso y varilla roscada

7.

Engranaje actuador de varilla roscada

9.

Soporte interior de circuito impreso y varilla roscada

10.

Tuerca prisionera

11.

Circuito impreso

12.

Condensador de arranque del motor

13.

Electrofreno

14.

Motor de corriente alterna

15.

Reductor planetario

16.

potenciómetro

17.

Tambor de enrollado

18.

Persiana

19.

Varilla roscada

20.

Pulsador de mando

21.

Guías del soporte de la tuerca prisionera

22.

Circuito estabilizador

23.

Soporte para tuerca prisionera

24.

Microprocesador

25.

Engranaje planetario

27.

Piñón central

29.

Corona dentada

33.

Conversor ADC

Como puede verse en las figuras 1 y 2, en el interior del tambor (17) sobre el que se enrolla la persiana se introduce un tubo (3) dentro del cual se sitúa todo el dispositivo motoreductor, que está constituido por un motor eléctrico (14) acoplado a un reductor planetario (15) que transmite el movimiento a una contera motriz (4) que, pudiendo girar respecto al tubo exterior (3), fijo, es susceptible de acoplarse giratoriamente al interior del tambor (17) sobre el que se enrolla la persiana (18). La contera de mando (2) presenta un dentado interior que engrana con un engranaje (7) solidario de una varilla roscada (19) susceptible de provocar el desplazamiento de una tuerca prisionera (10), que alojada en un soporte para tuerca prisionera (23), deslizante a lo largo de dos guías (21), transmite el movimiento a un potenciómetro lineal (16) que, de esta manera, constituye una representación eléctrica de la posición física de la persiana. Un microrruptor de restauración (5) aparece fijo a un soporte exterior de circuito impreso y varilla roscada (6), cubriéndose este extremo del dispositivo mediante una pieza soporte de motoreductor (1), solidaria del tubo exterior (3), que inmoviliza el conjunto pero permite el giro libre de la contera de mando (2) y de la contera motriz (4).

Dos soportes de circuito impreso y varilla roscada (6) (9) permiten montar los citados elementos, estando constituidos por dos placas metálicas, una de las cuales actúa, adicionalmente, de toma de tierra, uniendo el circuito impreso (11) sobre el que se monta el potenciómetro lineal (16) con el tubo exterior (3). Sobre el soporte interior de circuito impreso y varilla roscada (9) se monta el condensador de arranque (12) del motor eléctrico (14). El soporte exterior de circuito impreso y varilla roscada (6) sujeta el microrruptor de restauración (5) al motoreductor, evitando además que el engranaje actuador de varilla roscada (7) se salga de su sitio.

Como puede apreciarse en las figuras 1 y 5 el reductor planetario (15), de diseño convencional, consta de tres etapas recurrentes, de estructura similar, para alcanzar una reducción global de 150:1. Cada una de las etapas consta de tres engranajes planetarios (25) movidos por un piñón central (27) y que a su vez ruedan sobre una corona dentada (29) fija al tubo exterior (3) que constituye la carcasa de montaje del dispositivo motoreductor de la invención. Este movimiento circular de los ejes de los engranajes planetarios (25) se transmite al siguiente piñón central (27) que engrana con los engranajes planetarios de la siguiente etapa. La contera motriz (4) es solidaria de los ejes sobre los que van montados los engranajes planetarios (25) de la tercera y última etapa.

Tanto el motor eléctrico (14) como el electrofreno (13) son convencionales y podrán utilizarse de cualquiera de las marcas disponibles en el mercado, con la única condición que se adapten lo mas posible al diámetro del tubo exterior (3).

El circuito impreso (11) contiene una fuente de alimentación, un circuito estabilizador, y un circuito de detección y control por microprocesador. Ver figura 6.

La fuente de alimentación es capaz de generar una tensión y corriente suficientes como para soportar todo el sistema electrónico. Los diversos componentes utilizados en la fuente de alimentación, fijan una corriente que va a circular siempre por el circuito. Tanto las resistencias R1, R2, el condensador C1, como los diodos D1, D2, D3 y D4 son los encargados de esta función. La resistencias R3 y R4 tienen por misión descargar el condensador C1 ante la falta de corriente de entrada.

El circuito de estabilización está constituido por el condensador C2. El condensador C3 es de poliester y más que para estabilizar la tensión, se utiliza para evitar posibles alteraciones o rizados a alta frecuencia. En este punto del circuito tendremos una tensión máxima estable de 15 V. Un circuito estabilizador (22) convencional del tipo ``7805'' estabiliza la tensión a 5 V., y junto con el condensador C4 evita pequeñas alteraciones de señal.

En el circuito de detección y control por microprocesador, a partir de una tensión estable como la que tenemos ahora, alimentaremos el conversor ADC (conversor analógico-digital) (33), el microprocesador y el potenciómetro lineal (16) que nos dará la señal eléctrica reflejo de la posición física de la persiana. El conversor ADC (33), teniendo en cuenta el valor en tensión del potenciámetro lineal (16) genera una combinación de salida, la cual recoge el microprocesador (24). Tres pulsadores se encargan de controlar todo el sistema. Marcados como P1 y P3 en la figura 6 corresponden al pulsador de mando (20) y P2 corresponde al microrruptor de restauración (5). Como se puede ver en el Esquema, hay una unión entre la entrada del pulsador P2 y la patilla WR del conversor ADC (33). Esto es debido a que, unas veces trabajará el microprocesador (24) como entrada y otras como salida, dando una señal para activar el registro interno del conversor ADC (33). Las resistencias R7 y R8 son salidas del microprocesador (24) que activan los transistores T1 y T2. Estos a su vez ponen en funcionamiento a los relés REL1 y REL2, respectivamente. Cada relé se encarga de activar al motor en un sentido o en otro. En este circuito hay un pequeño sistema de absorción de corriente. Cuando uno de los relés funciona, el consumo es correcto y por lo tanto no sufre calentamiento ningún componente de la fuente de alimentación. Cuando no funciona ningún relé, los diodos de la fuente de alimentación pueden llegar a quemarse (no, si son de la potencia adecuada). Para evitar esto, y por seguridad, se dispone un sistema de transistores T3 y T4, en serie, activados desde las resistencias R6 y R15, que funcionarán cuando no funcione ningún relé. Así conducirán la corriente a través de la resistencia R16 que emulará el consumo del relé.

Una de las ventajas que ofrece el sistema es la posibilidad de utilizar para la maniobra del dispositivo motoreductor, cualquier tipo de pulsador doble existente en el mercado, ya que el sistema electrónico es capaz de absorber una mala pulsación o pulsación doble. En una realización preferente se ha optado por utilizar un pulsador doble SIMON ref. 31331-30 y sus accesorios, que se integra perfectamente con el estilo de interruptores eléctricos utilizados en viviendas y oficinas.

En un Ejemplo de realización se utilizan un conversor ADC (33) de tipo ADC 0803/4-1 de PHILIPS SEMICONDUCTORS y un microprocesador (24) del tipo PIC 16F8X, comercializado por MICROCHIP TECHNOLOGY INC.

El funcionamiento del dispositivo motoreductor objeto de la invención es el siguiente.

Al soltar el balancín de arriba del pulsador de mando (20) después de pulsar arriba, se activarán simultáneamente el electrofreno (13) y el motor (14), y éste último transmitirá el giro al reductor planetario (15) que girará la contera motriz (4). La contera motriz (4) hace girar, a su vez, al tambor (17) de enrollado de la persiana o toldo (18), el cual transmite el movimiento a la contera de mando (2). La contera de mando (2) presenta un dentado interior que hace girar el engranaje actuador de varilla roscada (7). Este engranaje y la varilla roscada (19) son solidarios. La tuerca prisionera (10) se desplaza axialmente en uno u otro sentido en función del sentido de rotación del motor (14), desplazando el potenciómetro lineal (16) montado sobre el circuito impreso (11) donde están los componentes adaptadores de señal. Así se mueve todo el sistema hasta que se pulse cualquiera de los dos balancines del pulsador de mando (20), en ese momento, quedará memorizada la posición extrema en subida. Si posteriormente intentáramos subir la persiana hasta una posición más elevada, la maniobra no sería posible, ya que tenemos grabado el tope superior.

Al soltar después de pulsar abajo, sucederá todo lo descrito anteriormente, con las rotaciones contrarias, y por lo tanto realizando la grabación del tope inferior. A partir de este momento queda el mecanismo regulado y podemos pasar a hacer un uso normal del mismo. Entre el recorrido de ambos topes también podemos parar el motoreductor en cualquier punto deseado, operando de igual manera que lo descrito anteriormente pero, en este caso, no se realiza la memorización de estos paros en posición intermedia.

En lo que se refiere a la aplicación industrial del dispositivo objeto de la invención, el motoreductor se dispondrá como un conjunto compacto absolutamente montado dentro del tubo exterior (3) susceptible de ser fijado a una pared lateral por intermedio del soporte (1) solidario del mismo. Ver figura 1 de este conjunto compacto solo sobresalen el microrruptor de restauración (5) y las conteras motriz (4) y de mando (2), y esta unido mediante un cable al pulsador de mando (20). El conjunto se introduce dentro del tambor (17) de enrollamiento de la persiana (18) para lo que la contera motriz (4) presenta su superficie aligerada con objeto de reducir la resistencia de fricción al efectuar esta operación. Tras introducir dentro del tambor (17) todo el tubo exterior (3) del motoreductor la operación termina al acoplarse la contera de mando (2) al interior del tambor (17). La fijación del soporte de motoreductor (1) a la pared mediante un juego de tornillos, tal como se aprecia en la figura 4, inmoviliza el conjunto.

Aunque en la figura 1 la contera motriz (4) se ha representado casi llegando al lado derecho de la persiana, es evidente que su posición dependerá de la anchura frontal de la persiana. Así mientras que la contera de mando (2) siempre quedara en un extremo del tambor (17), la contera motriz (4) penetrará mas o menos en el tambor (17) en función de la dimensión longitudinal de este.

Claims (2)

1. Dispositivo motorreductor de enrollamiento de persianas y toldos que comprende un tubo exterior (3) en el interior del cual se fija un motor eléctrico (14) que actúa a través de un electro-freno (13) y un reductor planetario (15) sobre una contera motriz (4) situada en un extremo y que puede girar libremente respecto al citado tubo exterior (3), acoplándose giratoriamente la citada contera motriz (4) al interior de un tambor poligonal (17) al que transmite su movimiento, y sobre el que se produce el enrollado/desenrollado de una persiana o toldo (18), medios de representación eléctrica de la posición de la persiana situados en el interior del tubo exterior (3), una contera de mando (2) dispuesta en el extremo opuesto al de situación de la contera motriz (4) del tubo exterior (3) que, recibiendo el movimiento del citado tambor poligonal (17) de enrollado de la persiana, a cuyo interior se acopla giratoriamente, lo transmite a los medios de representación eléctrica de la posición de la persiana, caracterizado por presentar un microrruptor de restauración (5) situado en el extremo correspondiente a la contera de mando (2) del tubo exterior (3); de tal manera que puedan memorizarse las posiciones extremas en las primeras operaciones de subida/bajada realizadas con el dispositivo después de haber accionado el microrruptor de restauración (5).

2. Método de operación para dispositivo motorreductor de enrollamiento de persianas y toldos, caracterizado porque un circuito impreso (11) memoriza las posiciones extremas en las primeras operaciones de subida/bajada realizadas con el dispositivo motorreductor después de haber accionado un microrruptor de restauración (5); de tal manera que, en operaciones de subida/bajada subsiguientes no pueden superarse las posiciones extremas de subida/bajada memorizadas hasta tanto no vuelva a accionarse el microrruptor de restauración (5).