ES2236576T3 - Cilindro de cierre. - Google Patents

Cilindro de cierre.

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ES2236576T3 ES02766569T ES02766569T ES2236576T3 ES 2236576 T3 ES2236576 T3 ES 2236576T3 ES 02766569 T ES02766569 T ES 02766569T ES 02766569 T ES02766569 T ES 02766569T ES 2236576 T3 ES2236576 T3 ES 2236576T3
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Heinz Luef
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Abstract

Cilindro de cierre con, como mínimo, un núcleo de cilindro alojado en una carcasa así como con un mecanismo de trinquete electromecánico en forma de un cerrojo que se puede introducir y extraer en y del núcleo de cilindro de la carcasa, cerrojo que está unido de forma cinemática con un motor eléctrico a través de un empujador excéntrico, donde en el árbol del motor eléctrico se ha previsto un botón de manivela de disposición excéntrica y donde la carrera del empujador excéntrico corresponde al desplazamiento del cerrojo, caracterizado porque el círculo de giro (11) del botón de manivela (7) está limitado por un tope y porque el tope correspondiente a la posición de enclavamiento del cerrojo (8) está previsto en una posición por encima del punto muerto del círculo de giro (11) del botón de manivela (7), punto muerto que sobrepasa la carrera máxima (H).

Description

Cilindro de cierre.
Campo de la invención
La invención se refiere a un cilindro de cierre con, como mínimo, un núcleo de cilindro alojado en una carcasa y un mecanismo de trinquete electromecánico en forma de un cerrojo que se puede introducir o extraer en o de la carcasa, cerrojo que está unido de manera cinemática con el electromotor a través de un empujador excéntrico, donde en el árbol del electromotor se ha previsto un botón de manivela de disposición excéntrica y donde la carrera del empujador excéntrico corresponde al desplazamiento del cerrojo.
Estado de la técnica anterior
Por la EP 712 981 B1 se conoce un cilindro de cierre con un mecanismo de trinquete mecánico y un mecanismo de trinquete electromecánico mandado a través de un sistema electrónico. El mecanismo de trinquete mecánico comprende clavijas de núcleo y de carcasa que son desplazadas por una llave a través de concavidades correspondientes en el lado plano, de manera que las superficies de contacto de las clavijas de núcleo y carcasa quedan situadas en la superficie envolvente del núcleo del cilindro, de forma que éste se puede girar y, por lo tanto, se puede cerrar el cilindro de cierre. El mecanismo de trinquete electromecánico recibe sus órdenes a través de un circuito comparador de códigos que actúa sobre un electromotor. Este hace girar una excéntrica que levanta y baja un cerrojo a través de un varillaje. El cerrojo puede bloquear el giro del núcleo del cilindro. Además se conoce la utilización de electroimanes con una fijación biestable de la posición de un núcleo de imán, diseñado como cerrojo y que se puede introducir en el núcleo de cilindro o extraer de la carcasa.
Descripción de la invención
La invención parte de un enclavamiento con un electromotor que manda el cerrojo a través de una excéntrica y pretende simplificar la disposición y aumentar, por lo tanto, la seguridad operativa. Especialmente, se pretende garantizar la posición de cierre del cerrojo de manera que cualquier choque, que puede producirse, por ejemplo a propósito, no produzca un retroceso del cerrojo aunque sea solamente durante un momento. Esto se consigue mediante un tope que limita el ángulo de giro del botón de manivela y porque el tope que corresponde a la posición de cierre del cerrojo está previsto en una posición por encima del punto muerto del ángulo de giro del botón de manivela que sobrepasa la carrera máxima. Por esta razón, el electromotor no ha de estar diseñado como motor paso a paso y no es necesario ningún dispositivo electrónico para desconectar el motor eléctrico en las posiciones finales donde el cerrojo se encuentra en posición extraída y en posición introducida. Existe únicamente un tope en el círculo de giro del botón de manivela o cerca de su plato de manivela, de manera que el motor eléctrico gira el botón o el plato de manivela contra el tope y se mantiene el par de giro del motor en este caso como par de retención. Esto también se puede suprimir debido a que no es posible empujar hacia atrás el cerrojo en la posición de cierre debido a la posición del empujador excéntrico por encima del punto muerto. Cualquier fuerza aplicada en dirección a la introducción actúa sobre el tope por lo que no se puede abrir el enclavamiento. Una forma especialmente conveniente de ejecución de la invención se caracteriza porque el botón de manivela engrana en una ranura guía en el extremo del vástago del cerrojo y porque la ranura guía está orientada transversalmente a la dirección de desplazamiento del cerrojo y tiene una longitud que limita el ángulo del círculo de giro del botón de manivela, formando un extremo de la ranura guía el tope para limitar el ángulo del círculo de giro. Si la ranura guía tuviera una longitud total correspondiente al diámetro del círculo de giro del botón de manivela más el diámetro del botón, el motor eléctrico podría girar de forma continua y el cerrojo realizaría un movimiento ascendente y descendente continuo como el émbolo de un cilindro de un motor. Sin embargo, según la invención, la longitud de la ranura guía queda limitada por encima del círculo de giro del botón de manivela, esto actúa como tope que permite únicamente un giro en la medida de, por ejemplo, un cuarto del círculo de giro. Los puntos extremos también quedan situados por encima del medio círculo de giro que corresponde a la carrera máxima entre la posición de desenclavamiento y la posición de enclavamiento y garantizan posiciones finales estables en esta posición por encima del punto muerto. Mediante un resorte, por ejemplo un muelle laminado, tensado en la posición de la carrera máxima y que ejerce una presión sobre el botón de manivela en la posición por encima del punto muerto, es posible estabilizar todavía más la posición del enclavamiento. Como alternativa, es posible fijar la posición por fuerzas magnéticas, por ejemplo un imán permanente, de forma que se produce un efecto de trinquete en la posición de enclavamiento así como, en caso dado, también en la posición abierta. Para posicionar el tope para asegurar segundas posiciones finales es conveniente que un extremo de la ranura guía esté a una distancia del eje que cruza el eje de giro del motor eléctrico y orienta la dirección de salida del cerrojo, distancia que es menor que el radio del círculo que envuelve el botón de manivela. El extremo de la ranura guía debería estar situado, como mínimo, a una distancia igual al diámetro del botón de manivela por encima del eje arriba definido para garantizar en suficiente medida la posición por encima del punto muerto e impedir, no obstante, un giro completo de 360º. Para alcanzar la posición de enclavamiento o de desenclavamiento se manda el motor eléctrico por ejemplo por la inversión de la polaridad de la tensión de alimentación en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario. En este caso, el botón de manivela choca en el extremo de la ranura guía por un lado en una posición que excede un poco la carrera máxima (posición de enclavamiento) o bien que excede la carrera mínima (posición de desenclavamiento). Los motores eléctricos del tipo constructivo aquí requerido son especialmente pequeños puesto que, en la mayoría de los casos, se instalan en el interior de la carcasa del cilindro, por ejemplo en un taladro axial de la misma. Tales motores tienen solamente un par de giro reducido que, en todo caso, no es suficiente para realizar a partir de la parada durante la conexión una carrera bajo carga. No obstante, para poder utilizar motores especialmente pequeños y, por lo tanto, de poca potencia, es conveniente que entre el motor eléctrico y el botón de manivela esté prevista una posición libre limitada durante la transmisión de la fuerza. La posición libre hace posible coger impulso antes de la carga sobre el motor eléctrico. Especialmente, es conveniente que para la posición libre se haya previsto entre el árbol del motor eléctrico y el plato de manivela con el botón de manivela de disposición excéntrica un arrastrador con un talón que sobresale axialmente y que está unido con el árbol de forma fija contra el giro, arrastrador que según el sentido de giro del motor eléctrico engrana en uno u otro lado del tope excéntrico en el plato de manivela o bien en el botón de manivela y que arrastra, en el momento del cambio del sentido de giro después de un giro de arranque en vacío de, por ejemplo, 150º, el botón de manivela de alojamiento excéntrico. Una forma de ejecución ventajosa se caracteriza aquí porque el plato de manivela tiene una escotadura coaxial cilíndrica en la que engrana un elemento de soporte cilíndrico del arrastrador y porque se ha previsto el tope en el círculo de giro del talón del arrastrador, especialmente en el extremo del cuerpo cilíndrico opuesto al botón de manivela.
Para asegurar el botón de manivela en la posición por encima del punto muerto de la posición de enclavamiento contra choques retroactivos del cerrojo, se ha previsto que el botón de manivela engrane en una ranura guía del empujador excéntrico que en la zona de la posición de enclavamiento del cerrojo tiene un ancho mayor para una posición libre limitada del cerrojo y que el cerrojo pueda avanzarse de forma limitada dentro del marco de la posición libre, con botones de manivela en posición por encima del punto muerto respecto al botón de manivela en sentido del enclavamiento. Tales choques retroactivos podrían ser, por ejemplo, vibraciones de herramientas de intrusión que se introducen en el cilindro de cierre.
Según otra característica de la invención, se ha previsto que la posición libre del botón de manivela en la ranura guía en la posición de cierre sea igual o mayor que la distancia de un tope del lado del cerrojo a un tope del lado de la carcasa para la carrera máxima del empujador excéntrico. Mediante la posición libre del botón de manivela se impide un arrastre por el cerrojo y un desplazamiento posterior no deseado a la posición libre.
Finalmente, es conveniente que el tope para el botón de manivela esté diseñado como un saliente en una posición por encima del punto muerto que sobrepasa la carrera máxima del empujador excéntrico en una carcasa de manivela que envuelve, como mínimo parcialmente, el empujador excéntrico. Este tope también puede conseguirse por el extremo de una ranura guía acortada respecto al diámetro del círculo de giro para el botón de manivela.
Breve descripción de los dibujos
Un ejemplo de ejecución del objeto de la invención está representado de forma esquemática en los dibujos.
- La figura 1, muestra un cilindro de cierre doble de manera parcial en corte longitudinal.
- La figura 2, una vista esquemática de un mecanismo de trinquete electromecánico como detalle.
- La figura 3, una vista frontal del mecanismo de trinquete según la figura 2 con el resorte de trinquete desplazado lateralmente.
- La figura 4, un despiece de una construcción de posición libre entre el motor eléctrico y el accionado excéntrico.
- La figura 5, muestra un tipo de ejecución alternativo de la figura 4.
- La figura 6, una sección transversal a través de una carcasa de manivela.
- La figura 7 y última, otra sección transversal de la carcasa del manivela fuera del cerrojo.
Descripción de la mejor realización de la invención
Un cilindro de cierre según la figura 1 comprende una carcasa de cilindro 1, en la que están alojados de forma giratoria los núcleos del cilindro 2 y 3. Un mecanismo de trinquete mecánico por medio de clavijas de núcleo y carcasa, que se acciona por llave, está indicado por líneas de puntos y rayas 4. Además, se ha previsto en la carcasa del cilindro 1 un electromotor 5 accionado con sentido de giro variable a través de una regulación no representada (por ejemplo con comparación de códigos). En el árbol del motor eléctrico 5 se ha dispuesto un plato de manivela que porta un botón de manivela 7 de posicionamiento excéntrico respecto al árbol. Este botón engrana en una ranura guía 9 dispuesta transversalmente frente al vástago de un cerrojo 8. El cerrojo 8 está guiado de forma lineal en la carcasa del cilindro 1 y tiene una cabeza cónica ensanchada que engrana en un taladro ciego 10 en el núcleo del cilindro 2. En esta posición de enclavamiento representada, el núcleo del cilindro no puede girar. En la figura 2 se ha representado el mecanismo de trinquete electromecánico o empujador excéntrico en sí con el cerrojo 8 en posición levantada (posición de enclavamiento según la figura 1). En esta posición, el botón de manivela 7 se apoya en el extremo derecho de la ranura guía 9. Ya no es posible realizar un giro mayor con el motor eléctrico 5. La figura 3 muestra la vista frontal en relación con la figura 2. El botón de manivela 7 realiza, según el sentido de giro del motor eléctrico 5, un arco circular 11, como se ha dibujado por debajo del accionamiento de la manivela. La posición final del botón de manivela 7 representada con líneas continuas en la figura 3 corresponde a la posición de tope que excede algo el punto muerto superior y, por lo tanto, a la posición de enclavamiento del cerrojo 8. Si se acciona el motor eléctrico con un sentido de giro cambiado, es decir en la figura 3 en contra del sentido de las agujas del reloj, el botón de manivela 7 pasa a través del arco circular 11 hasta la posición final inferior, representada con línea de trazos, hacia el tope que de nuevo queda formado por el extremo derecho de la ranura guía 9. Hacia la izquierda, la ranura guía 9 tiene, como mínimo, una longitud tal que el botón de manivela 7 puede realizar el arco circular 11 entre las dos posiciones extremas según el sentido de giro del motor eléctrico 5 (giro hacia la izquierda, giro hacia la derecha). Por tanto, la longitud de la ranura guía horizontal 9 es menor, desde el eje central vertical que pasa a través del eje de giro del motor eléctrico 5, hacia el tope, es decir hacia el extremo derecho, que el radio del círculo envolvente 12 del botón de manivela 7, y hacia la izquierda, como mínimo igual a este radio (véase figura 3). La longitud total de la ranura 9 es menor, en el ejemplo de ejecución, que el diámetro del círculo envolvente 12. La ranura guía 9 es transversal a la dirección de desplazamiento del cerrojo 8 y excéntrica respecto al eje de giro del motor eléctrico 5, de manera que la citada ranura guía 9 hace de tope por uno de sus extremos, el derecho.
En la figura 3 se indica la carrera H entre la posición de enclavamiento, representada con línea continua, del cerrojo 8 y la posición libre representada con líneas de trazos, por medio de una flecha doble. Las posiciones extremas del cerrojo 8 determinadas por el contacto de giro limitado del botón de manivela 7 con el extremo derecho ("tope") de la ranura guía 9 se alcanzan después de sobrepasar el punto muerto superior e inferior del círculo de giro 11. Así se produce una posición estable en la posición de enclavamiento, puesto que al aplicar una presión sobre el cerrojo 8, con la intención de retirarlo, aumenta todavía más la presión sobre el tope en la ranura guía 9, y no se puede conseguir una inversión del empujador excéntrico desde la posición por encima del punto muerto según la figura 3. En las posiciones de tope el motor eléctrico 5 puede quedar conectado mediante la aplicación de un par de retención o se puede realizar, por ejemplo, un enclavamiento por una muesca para muelle en las dos posiciones finales (enclavamiento, liberación). Un ejemplo de un resorte de este tipo 13 está representado lateralmente a la izquierda de la figura 3.
Si el motor eléctrico 5 es conmutado desde una posición final a la otra, es necesario que arranque bajo carga. Las figuras 4 y 5 muestran una construcción de marcha libre o posición libre limitada entre el motor eléctrico 5 y el empujador excéntrico. De esta forma se hace posible que el motor eléctrico 5 coja impulso antes de realizar una carrera bajo carga.
Según la figura 4 un arrastrador 14 con un talón 15 radial está fijamente unido con el árbol del motor eléctrico 5.
El arrastrador 14, diseñado como elemento de soporte cilíndrico, engrana en un taladro 16 del plato de manivela 17 que se encuentra encajado sobre el elemento de soporte en forma de caperuza y giratoria. El botón de manivela 18 engrana en la ranura guía 9 del cerrojo 8. En el plato del manivela 17 se ha dispuesto un tope 19 que sobresale axialmente y está dispuesto en la superficie circular opuesta al botón de manivela 18, tope que está situado en el círculo de giro del talón 15 del arrastrador 14.
Si ahora se acciona el motor eléctrico 5 en sentido contrario partiendo de una posición final del botón de manivela 18 en la ranura guía 9, el arrastrador 14 con su talón 15 gira alejándose del tope 19. Después de aproximadamente medio giro, el talón 15 y el tope coinciden con las contrasuperficies. Así, después de coger un impulso sin carga de aproximadamente 180º, se arrastra el empujador excéntrico y se conmuta el mecanismo de trinquete electromecánico a la otra posición final (enclavamiento, liberación).
La figura 5 muestra una alternativa de la figura 4, en la que un arrastrador 24 pasa de manera céntrica a través del plato del manivela 27 y se apoya con un talón 25 en el botón de manivela 28. El botón de manivela tiene aquí una función doble, es decir, sustituye al tope 19 (figura 4) además de la función de accionamiento en la ranura guía 9. Así se hace posible que el motor eléctrico 5 arranque sin carga y coja impulso antes de cada carrera, también en la ejecución según la figura 5.
La figura 6 muestra otro diseño del enclavamiento cuyo objetivo es asegurar la posición de cierre incluso en el caso de vibraciones o choques provocados de forma precisa o que se han presentado por casualidad. Si el cerrojo 8 es desplazado en dirección axial debido a estas influencias externas, el diseño asegura que se impida una reacción del cerrojo sobre el botón de manivela 7 y, por lo tanto, un giro hacia atrás no deseado del botón de manivela desde la posición de enclavamiento pasando por encima del punto muerto superior del botón de manivela hasta la posición libre.
Para este fin se ha previsto un tope (saliente 23) para el botón de manivela 7 en una carcasa de manivela 22, tope que limita el giro del empujador excéntrico en la posición por encima del punto muerto que corresponde a la posición de enclavamiento del cerrojo 8. El cerrojo 8, por lo tanto, no puede moverse más en sentido D debido al tope o saliente 23 de lo que se puede ver de las figuras 6 y 7. En este tope o saliente 23 se apoya el botón de manivela 7 en la posición de enclavamiento del cerrojo 8. La ranura guía 9 tiene en la zona del botón de manivela 7 en posición de enclavamiento un mayor ancho. Esta sobredimensión tiene en la figura 6 la referencia A. El cerrojo 8 puede moverse hacia arriba (sentido C) en la carcasa de manivela 22 solamente en la dimensión B, puesto que un hombro 20 del cerrojo 8 se apoya entonces sobre la superficie 21 de la carcasa del manivela 22. Es decir, si el cerrojo 8 es puesto en movimiento debido a una masa por vibraciones o choques, la amplitud de sus movimientos queda limitada por la dimensión B. Debido a que la dimensión A es mayor que la dimensión B, el cerrojo 8 no puede alcanzar el botón de manivela 7 en la ranura guía 9 por lo que tampoco puede levantar el botón de manivela 7 por encima del punto muerto superior ni girarlo hasta la posición libre.
Es decir, un desenclavamiento solamente es posible si el motor 5 (figuras 1, 2 y 3) acciona el mecanismo de manivela, pero no por la reacción por parte del cerrojo 8. La medida B es igual o como mucho algo mayor que la carrera del cerrojo 8 desde la posición estable de enclavamiento hasta el punto muerto superior del empujador de manivela (carrera del cerrojo 8 al girar el botón de manivela 7 desde la posición de enclavamiento según la figura 6 o 7 hasta la posición del punto muerto superior).
En las figuras 6 y 7 se ha representado la limitación de la carrera del cerrojo 8 en la posición de enclavamiento por medio de un saliente 23 fijo de la carcasa como tope del botón de manivela 7 que se mueve a lo largo del círculo de giro. De forma análoga a la figura 3 este tope puede alcanzarse mediante el acortamiento de la ranura guía 9 para el botón de manivela 7. La ranura guía 9 se ha acortado por el lado de la posición por encima del punto muerto del botón de manivela 7 respecto al radio del círculo de giro de manera que el botón de manivela 7 no puede girar más de 360º.

Claims (11)

1. Cilindro de cierre con, como mínimo, un núcleo de cilindro alojado en una carcasa así como con un mecanismo de trinquete electromecánico en forma de un cerrojo que se puede introducir y extraer en y del núcleo de cilindro de la carcasa, cerrojo que está unido de forma cinemática con un motor eléctrico a través de un empujador excéntrico, donde en el árbol del motor eléctrico se ha previsto un botón de manivela de disposición excéntrica y donde la carrera del empujador excéntrico corresponde al desplazamiento del cerrojo, caracterizado porque el círculo de giro (11) del botón de manivela (7) está limitado por un tope y porque el tope correspondiente a la posición de enclavamiento del cerrojo (8) está previsto en una posición por encima del punto muerto del círculo de giro (11) del botón de manivela (7), punto muerto que sobrepasa la carrera máxima (H).
2. Cilindro de cierre según la reivindicación 1, caracterizado porque el botón de manivela (7) engrana en una ranura guía (9) del extremo del vástago del cerrojo (8) y porque la ranura guía (9) está orientada transversalmente a la dirección de desplazamiento del cerrojo (8) y tiene una longitud que limita el ángulo del círculo de giro (11) del botón de manivela (7), formando un extremo de la ranura guía (9) el tope para la limitación del ángulo del círculo de giro.
3. Cilindro de cierre según la reivindicación 2, caracterizado porque un extremo de la ranura guía (9) está a una distancia del eje que cruza el eje de giro del motor eléctrico (5) y está orientado en la dirección de salida del cerrojo, distancia que es menor que el radio del círculo (12) que envuelve el botón de manivela.
4. Cilindro de cierre según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque, como mínimo se puede enganchar o fijar la posición del botón de manivela (7) o empujador excéntrico por encima del punto muerto correspondiente a la posición de enclavamiento del cerrojo (8), por ejemplo, por medio de un resorte (13), fuerzas de sujeción magnéticas o un sistema similar.
5. Cilindro de cierre según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque entre el motor eléctrico (5) y el botón de manivela (7, 18, 28) se ha previsto una posición libre limitada durante la transmisión de fuerza.
6. Cilindro de cierre según la reivindicación 5, caracterizado porque para la posición libre entre el árbol del motor eléctrico (5) y un plato de manivela (17, 27) con el botón de manivela (18, 28) de disposición excéntrica se ha previsto un arrastrador (14, 24) con un talón (15, 25) que sobresale radialmente, arrastrador que está fijamente unido con el árbol y ataca, según el sentido de giro del motor eléctrico (5) en uno u otro lado de un tope excéntrico (19) en el plato de manivela (17, 27) o en el botón de manivela (18, 28) y arrastra el botón de manivela (18, 28) de alojamiento excéntrico, en caso de un cambio del sentido de giro, después de un giro de arranque de, por ejemplo, 150º.
7. Cilindro de cierre según la reivindicación 6, caracterizado porque el plato de manivela (17, 27) tiene una escotadura cilíndrica coaxial en la que engrana un elemento de soporte cilíndrico del arrastrador (24) y porque en el círculo de giro del talón (25) del arrastrador (24), especialmente en el extremo del cuerpo cilíndrico opuesto al botón de manivela (28) se ha previsto el tope.
8. Cilindro de cierre según la reivindicación 1, caracterizado porque el botón de manivela (7) engrana en una ranura guía (9) del empujador excéntrico, ranura que tiene un ancho mayor en la zona de la posición de enclavamiento del cerrojo (8) para una posición libre limitada del cerrojo (8), y porque el cerrojo (8), al estar el botón de manivela (7) en la posición por encima del punto muerto, puede avanzarse de manera limitada respecto al botón de manivela (7) en dirección de enclavamiento dentro del marco de la posición libre.
9. Cilindro de cierre según la reivindicación 8, caracterizado porque la posición libre del botón de manivela (7) en la ranura guía (9) en la posición de enclavamiento es igual o mayor que la distancia de un tope (20) del lado del cerrojo a un tope (21) del lado de la carcasa para la carrera máxima del empujador excéntrico.
10. Cilindro de cierre según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el tope que limita el círculo de giro (11) para el botón de manivela está diseñado como saliente (23) en una posición por encima del punto muerto que sobrepasa la carrera máxima del empujador excéntrico dentro de una carcasa del manivela (22) que rodea, como mínimo parcialmente, el empujador excéntrico.
11. Cilindro de cierre según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el tope que limita el círculo de giro (11) en la posición por encima del punto muerto del cerrojo (8) para el botón de manivela (7) queda formado por uno de los extremos de la ranura guía (9) cuya longitud ha sido acortada respecto al diámetro del círculo de giro.
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