ES2235670B1

ES2235670B1 - Mecanismo variador de velocidad.

Info

Publication number: ES2235670B1
Application number: ES200500309A
Authority: ES
Inventors: Gregorio Manuel Casquero Fernandez
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-02-11
Filing date: 2005-02-11
Publication date: 2006-12-01
Anticipated expiration: 2025-02-11
Also published as: ES2235670A1

Abstract

Mecanismo variador de velocidad. El mecanismo es aplicable en el desplazamiento en horizontal de puertas automáticas, máquinas o mecanismos de transporte vertical o inclinado o en cualquier mecanismo que tenga un recorrido específico entre dos puntos, basándose en una polea (1) accionada por un motor (3), sobre cuya polea están realizados una pluralidad de canales helicoidales y paralelos sobre la que va arrollada una sirga (2), presentando canales extremos, tanto hacia un lado como hacia otro con disminución progresiva de diámetro para determinar tanto en el inicio como en el final del recorrido una aceleración y desaceleración de la velocidad, siendo la sirga (2) pasante por dos poleas extremas (7) y (8) previstas en soportes (9) establecidos en el bastidor o marco (4) de la puerta (5) a desplazar.

Description

Mecanismo variador de velocidad.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un mecanismo variador de velocidad, que ha sido concebido y previsto para permitir aumentar o disminuir progresivamente la velocidad de desplazamiento del objeto en el que se aplique el mecanismo variador de velocidad propiamente dicho, de acuerdo con la dirección de su recorrido. El mecanismo variador de velocidad encuentra especial aplicación en el desplazamiento de puertas automáticas, tanto de desplazamiento horizontal como vertical, así como en máquinas o mecanismos de transporte vertical o inclinado con dos únicas paradas, y en general en todo tipo de mecanismo que tenga un recorrido específico entre dos puntos.

El objeto de la invención es proporcionar un variador de velocidad que es totalmente mecánico acoplable al eje de salida del motor cuya velocidad se pretende regular, con las consiguientes ventajas de simplificación tanto estructural como funcional del variador.

Antecedentes de la invención

Con objeto de que se comprenda de manera más fácil la aplicación y utilidad del mecanismo variador de velocidad que se va a describir, a lo largo de la presente memoria descriptiva se va a hacer alusión a la aplicación del mismo sobre una puerta automática, de manera que en tal sentido se conocen y existen en el mercado gran variedad de puertas automáticas y otros mecanismos como montacargas, montaplatos, cintas de desplazamiento horizontal, etc, que están posibilitados de variar su velocidad.

Si bien existe la posibilidad para este tipo de dispositivos de utilizar motores con una velocidad única, ello trae consigo que los arranques y paradas resulten muy bruscos, con la consecuente incomodidad de uso que esto trae consigo, pudiendo repercutir negativamente en el funcionamiento de las instalaciones, como en el caso de cintas transportadoras de desplazamiento horizontal, en las que tales brusquedades pueden provocar la caída de los objetos situados sobre las mismas.

Para obviar el problema que acaba de citarse se utilizan habitualmente dos soluciones, bien el empleo de motores con dos velocidades, o bien el empleo de variadores de frecuencia para la alimentación eléctrica del motor. Cualquiera de estas dos soluciones encarece notablemente el coste total del conjunto de mecanismos, con un mayor riesgo de averías y, en consecuencia, incrementando también los costos de mantenimiento.

Descripción de la invención

El variador de velocidad que se preconiza, ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, en base a una solución sencilla como eficaz, ya que el variador en cuestión es totalmente mecánico en sí mismo, y se basa en la utilización de una polea con múltiples canales en espiral, de manera que los canales centrales, en mayor número, son del mismo diámetro, mientras que los canales extremos van disminuyendo progresivamente de diámetro, de manera que esta polea es accionada por un motor en uno u otro sentido y a través de una sirga que se arrolla-desenrolla sobre tal polea y se vincula por sus extremos al objeto a desplazar, ya sea una puerta, un montacargas, etc, lleva consigo el arrollamiento en uno u otro sentido y por lo tanto el desplazamiento hacia un lado u otro en un mismo plano, complementándose con dos poleas extremas de guiado previstas en los extremos del marco donde monta la correspondiente puerta u objeto en el que sea aplicable el variador propiamente dicho.

El desplazamiento en uno u otro sentido está limitado por sendos finales de carrera, como es convencional, e incluso está dotado de un medio de protección de obstáculos, basado en un micro de seguridad, o en base a una fotocélula, que estaría situada en la puerta.

Los soportes sobre los que van montadas las poleas auxiliares o extremas por las que discurre la sirga en base a cuyo arrollamiento/desenrollamiento sobre la polea en espiral se producen los desplazamientos, estarán preferentemente asociados a unos rodamientos de efecto axial cuyo eje está alineado con la parte de la sirga que está unida a la puerta u objeto a desplazar, consiguiéndose con ello que esas poleas auxiliares puedan bascular para quedar alineadas en todo momento con los movimientos de la polea en espiral. Obviamente, los citados rodamientos suponen una óptima funcionalidad para el mecanismo, a expensas del consecuente encarecimiento de costos, por lo que pueden ser eliminados.

De esta manera, cuando el motor inicia su giro y por lo tanto la polea en espiral que está montada en la salida del eje del motor, se produce el arrollamiento de un tramo de la sirga y el desenrollamiento del tramo contrario, lo que origina una aceleración o progresivo aumento de velocidad hasta alcanzar los canales de diámetro constante de la polea, en cuyo momento se mantiene la velocidad constante, hasta que se alcanza de nuevo los tramos decrecientes del extremo opuesto y por lo tanto la deceleración o disminución progresiva de velocidad en el desplazamiento.

Los extremos de la sirga van sujetos a sendos orificios previstos precisamente en los extremos del eje correspondiente a la polea en espiral.

El mecanismo variador de velocidad se complementa con un resorte montado axialmente sobre una prolongación extrema de uno de los soportes de las ruedas auxiliares extremas, resorte que tiende a tensar el conjunto de la sirga, absorbiendo las pequeñas fluctuaciones de longitud total del sistema, a la vez de que detecta la interposición en el recorrido de algún obstáculo, mediante un micro de sensibilidad o fotocélula asociada al marco de la puerta.

Mediante la polea en espiral como elemento fundamental del variador, si se realiza sobre la misma una variación, bien del avance, bien del diámetro inicial, bien del diámetro máximo o bien del número de vueltas, se consigue, respectivamente, distintas velocidades y tiempos de aceleración y deceleración, par de arranque y paro, velocidad máxima o recorrido total.

Entre las ventajas fundamentales del mecanismo variador de velocidad referido, pueden citarse las siguientes:

-: Es un mecanismo variador de velocidad notablemente más económico que los existentes en el mercado para conseguir los mismos objetivos.

-: Los cambios de velocidad son totalmente homogéneos, no existiendo brusquedades como puede suceder con los variadores convencionales.

-: El par de aceleración y deceleración se puede incrementar hasta valores difíciles de conseguir con los variadores conocidos.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1. - Muestra una representación según una vista esquemática y en alzado del mecanismo variador de velocidad objeto de la invención, habiéndose extraído detalles ampliados para dejar ver todas las características fundamentales del mismo.

La figura 2. - Muestra una vista lateral y en detalle de la polea en espiral, así como el arrollamiento sobre la misma de la sirga y los anclajes de ésta sobre los extremos del eje de tal polea en espiral.

La figura 3. - Muestra una vista frontal de la sirga sobre la polea en espiral representada en la figura anterior.

La figura 4. - Muestra, finalmente, el diagrama de aceleración, velocidad máxima y deceleración que se consigue en el desplazamiento mediante el mecanismo variador de velocidad objeto de la invención.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como el mecanismo variador de velocidad objeto de la invención, se constituye a partir de una polea en espiral (1) sobre la que va arrollada una sirga (2), con dos tramos en sentidos opuestos (2') y (2''), uno de arrollamiento y otro de desenrollamiento, de acuerdo con el sentido de giro de tal polea (1), giro que se realiza mediante el accionamiento de un motor (3) montado sobre el marco (4) correspondiente al mecanismo, máquina, objeto o elemento en el que se aplique el variador, concretamente sobre una puerta (5) que es el caso representado en la figura 1, y la cual es desplazable en horizontal entre dos puntos opuestos y que corresponden a los extremos del comentado bastidor o marco (4) de la citada puerta (5), la cual como se acaba de decir se desplazará en un sentido u otro, limitándose los recorridos mediante sendos finales de carrera (6). Preferentemente el soporte (5') de la puerta (5), a través del que ésta se relaciona con la sirga (2) contará con un orificio pasante constituyendo la sirga (2) un elemento cerrado sobre sí mismo, de manera que con la colaboración de un prisionero actuante sobre el citado orificio del soporte (5'), pueda regularse a voluntad la longitud efectiva de los, dos tramos (2'-2'') de la sirga, facilitando la instalación y centrado de la puerta, especialmente en lo que se refiere a las posiciones extremas de apertura y cierre de la
misma.

La sirga (2), y concretamente los tramos (2') y (2'') de la misma, se hacen pasar a través de respectivas poleas extremas (7) y (8) montadas sobre un soporte (9) previsto, en cada caso, en el correspondiente extremo del bastidor o marco (4) en el montaje de la puerta (2), finalizando dicha sirga (2) o sus ramales (2') y (2'') en un punto común (5') de la puerta (5), para arrastrar ésta en uno u otro sentido, de acuerdo con el sentido de giro de la polea en espiral (1).

Dicha polea en espiral (1), está dotada de una pluralidad de canales en espiral, paralelos entre sí, con la particularidad de que los intermedios son del mismo diámetro, mientras que los extremos, tanto en un lado como en otro van disminuyendo progresivamente de diámetro, como se deja ver claramente en las figuras 1 y 2, fijándose los extremos de la sirga (2) en puntos (10) y (11) correspondientes a los extremos del eje de la propia polea (1), como se representa claramente en la figura 2.

Los soportes (9) de la poleas o ruedas auxiliares y extremas (7) y (8), están previstos de sendos rodamientos (12) de efecto axial, cuyo eje está alineado con la parte de la sirga que va unida a la puerta (5), consiguiéndose con ello que esas poleas auxiliares (7) y (8) puedan bascular para quedar alineadas en todo momento con los movimientos de la polea en espiral (1).

En el detalle de la figura 2 y 3 puede observarse cómo los canales donde se alojan los tramos correspondientes a la sirga en espiral (1), discurren en progresión espiral paralelamente, es decir, el canal donde se arrolla la sirga y el canal donde se desenrolla, y corresponde a los tramos (2') y (2'') de la figura 3, pudiéndose observar que si la polea (1) gira a la derecha, la sirga o tramo (2'') de la misma se desenrolla, mientras que la sirga o tramo de la izquierda (2') se enrolla, en tanto que si se gira hacia la izquierda la polea (1), el tramo de sirga (2'') que va a la derecha se enrolla, y el tramo de sirga que va a la izquierda (2'') se desenrolla.

Finalmente, decir que el conjunto del mecanismo se complementa con un resorte (13) que va montado sobre una prolongación axial (14) del eje correspondiente al soporte (9) de una de las poleas, concretamente la polea (8), como se muestra en el detalle de la figura 1, cuyo resorte (13) está empujando contra el respectivo rodamiento de efecto axial (12), para absorber las pequeñas fluctuaciones de longitud total del sistema. El extremo de esa prolongación axial (14) de montaje del resorte (13) está enfrentado a un sensor o micro de sensibilidad (15), o bien a una fotocélula, para detectar la interposición en el recorrido de cualquier obstáculo.

En la figura 4 se muestra el diagrama de aceleración, representado en un eje cartesiano, donde la abcisa corresponde a la longitud del recorrido y la ordenada a la velocidad o número de vueltas, viéndose que en el primer tramo, es decir, cuando el recorrido se realiza en los canales helicoidales de la polea (1) en disminución progresiva de diámetro, está sometida a una aceleración hasta alcanzar un punto donde se determina una velocidad constante y que corresponde al enrollamiento/desenrollamiento en los canales de diámetro constante de la polea (1), para finalmente sufrir una deceleración igual a la aceleración anteriormente referida, pero en sentido contrario lógicamente, y que corresponde al arrollamiento/desenrollamiento en el tramo, opuesto de la polea (1), es decir en los canales con disminución progresiva de diámetro hacia su extremo.

Es decir, en unas primeras vueltas de arrollamiento/desenrollamiento de las sirga se produce una constante aceleración, para luego mantenerse la velocidad constante durante una serie de vueltas de la sirga sobre la polea (1), y finalmente una desaceleración también progresiva al final del recorrido y que corresponde al número de vueltas de la sirga sobre los canales extremos de la polea (1).

Claims

1. Mecanismo variador de velocidad, que estando previsto para su aplicación tanto en puertas automáticas de desplazamiento horizontal, de una o dos hojas, como puertas automáticas de desplazamiento vertical, e incluso en máquinas o mecanismos de transporte vertical o inclinado con dos únicas paradas y en cualquier tipo de mecanismo que tenga un recorrido específico entre dos puntos, se caracteriza porque se constituye a partir de una polea en espiral (1) dotada de canales en espiral paralelos, con unos canales intermedios de diámetro constante y canales extremos con disminución progresiva de diámetro, encontrándose los extremos de dicha sirga (1) anclados en puntos (10) y (11) pertenecientes a los extremos del eje de la propia polea en espiral (1), que es accionada por un motor (3) dispuesto sobre el correspondiente marco o bastidor (4) de montaje del elemento o puerta (5) que se pretende desplazar hacia un lado u otro en horizontal; habiéndose previsto que los tramos (2') y (2'') de sirga que discurren a uno y otro lado de la polea en espiral (1) son pasantes a través de poleas auxiliares extremas (7) y (8) montadas en soportes (9) establecidos en los propios extremos del bastidor o marco (4), finalizando esos tramos de sirga sobre el correspondiente objeto o puerta (5) cuyo desplazamiento se produce por el arrollamiento en uno u otro sentido de giro de la sirga (2) sobre propia polea en espiral (1).

2. Mecanismo variador de velocidad, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la puerta incorpora un soporte (5') en correspondencia con el punto de fijación previsto para los dos tramos de sirga (2'-2''), habiéndose previsto que dichos tramos sean monopieza y que el citado soporte (5') cuente con un orificio a través del que es pasante la sirga y que, con la colaboración de un tornillo prisionero, permite la fijación de la misma a la puerta en cualquier punto apropiado.

3. Mecanismo variador de velocidad, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los soportes (9) de montaje de las poleas auxiliares y extremas (7) y (8) están relacionados con respectivos rodamientos de efecto axial (12), cuyo eje está alineado con la parte de la sirga (2) arrollada sobre la polea en espiral (1) que va unida al objeto o puerta (5) a desplazar, permitiendo el basculamiento de tales poleas (7) y (8) para mantenerse en alineación con los movimientos de la polea en espiral (1).

4. Mecanismo variador de velocidad, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque uno de los soportes (9) presenta una prolongación extrema y axial (14) en la que va montado un resorte (13) determinante de un medio absorbedor de las pequeñas fluctuaciones de longitud total del conjunto, en su caso actuante sobre el respectivo rodamiento axial (12).

5. Mecanismo variador de velocidad, según reivindicación 3ª, caracterizado porque en correspondencia con el extremo de la prolongación axial (14) de montaje del resorte (13) absorbedor de fluctuaciones, se ha previsto un micro de sensibilidad (15) para detectar cualquier obstáculo en los desplazamientos del objeto o puerta desplazada por el arrollamiento/desenrollamiento de la sirga (2) sobre la polea en espiral (1), habiéndose previsto la posibilidad de utilizar fotocélulas de detección de movimiento, en función de las características de cada tipo de puerta.