ES2240893T3 - Dispositivo actuador con cable con memoria de forma. - Google Patents

Dispositivo actuador con cable con memoria de forma.

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ES2240893T3 ES03015862T ES03015862T ES2240893T3 ES 2240893 T3 ES2240893 T3 ES 2240893T3 ES 03015862 T ES03015862 T ES 03015862T ES 03015862 T ES03015862 T ES 03015862T ES 2240893 T3 ES2240893 T3 ES 2240893T3
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Abstract

Dispositivo actuador, que comprende: - un cable flexible (2) que presenta un extremo (2a) conectado a un elemento controlado (5), y - una carcasa flexible (3) en cuyo interior se monta el cable flexible (2), en el que por lo menos una parte del cable flexible (2) consiste en un material con memoria de forma, el cual puede experimentar una variación en la forma después de su calentamiento, con el fin de controlar el elemento controlado (5), en el que dicha carcasa (3) está montada con respecto a una estructura de soporte fija (103) de manera que se pueda desplazar libremente longitudinalmente sólo en la dirección de accionamiento del elemento controlado, y en el que además, dicha carcasa (3) está acoplada al elemento controlado de tal modo que pueda transmitir directamente al mismo un desplazamiento en la dirección de accionamiento mencionada y que pueda, por el contrario, desacoplarse del elemento controlado en el caso de un movimiento en la dirección opuesta a la dirección de accionamiento, de tal modo que dicho dispositivo actuador pueda utilizarse por medio del accionamiento manual, tanto utilizando la carcasa (3) como elemento de transmisión mecánica, como aprovechando la variación de forma del cable con memoria de forma (2) que se puede obtener por medio de su calentamiento, caracterizado porque dicho cable flexible (2) está provisto de un recubrimiento (110) de elastómero o de material sintético moldeado en él y adherido al mismo, que se deforma elásticamente cuando se activa el cable con memoria de forma (2), de manera que favorezca el retorno de dicho cable con memoria de forma (2) a su posición de reposo tanto por lo que respecta a su retorno elástico, como cuando se acelera el enfriamiento del cable con memoria de forma (2) después de su activación.

Description

Dispositivo actuador con cable flexible con memoria de forma.
La presente invención se refiere a un dispositivo actuador que comprende un cable flexible que presenta un extremo conectado a un elemento controlado, y una carcasa flexible, en cuyo interior se monta el cable flexible, en el que por lo menos una parte de dicho cable flexible consiste en un material con memoria de forma capaz de experimentar una variación de forma con posterioridad a su calentamiento, con el fin de controlar el elemento controlado.
Los dispositivos actuadores de cable flexible son aplicables a una amplia gama de campos y, en general, siempre que resulte necesario proporcionar una transmisión mecánica sencilla y no costosa, y permiten el control remoto del desplazamiento de un elemento. Los dispositivos actuadores de cable flexible se utilizan, por ejemplo, para proporcionar accionamientos de control manual en vehículos automóviles, por ejemplo para liberar desde el interior la puerta posterior o el capó, o para el accionamiento de partes móviles o de mecanismos de asientos del vehículo automóvil, o para el accionamiento de elementos móviles del motor o de accesorios del vehículo automóvil. Es conocida también una amplia gama de aplicaciones fuera del campo del automóvil.
A partir del documento DE-C-199 16 244 es conocido un dispositivo actuador de cable flexible que presenta las características mencionadas al inicio de la presente descripción. Dicho dispositivo conocido está diseñado para ser controlado manualmente en la totalidad de sus condiciones de uso. Sin embargo, su accionamiento da lugar a la activación del elemento con memoria de forma, con la consecuencia de que el elemento controlado experimenta un desplazamiento adicional con respecto al que experimentaría por medio del accionamiento meramente manual.
En la solicitud de patente italiana anterior publicada como IT-TO20010618, así como en la solicitud de patente internacional correspondiente PCT/IB02/
02361 publicada como WO-A-03/003137, el presente solicitante ha propuesto un dispositivo actuador que comprende:
-
un cable flexible que presenta un extremo conectado a un elemento controlado, y
-
una carcasa flexible en cuyo interior se monta el cable flexible,
en el que por lo menos una parte del cable flexible consiste en un material con memoria de forma que es capaz de experimentar una variación de forma con posterioridad a su calentamiento con el fin de controlar el elemento controlado,
en el que dicha carcasa se monta con respecto a una estructura de soporte fija de manera que se pueda desplazar libremente longitudinalmente sólo en una dirección correspondiente a la dirección de actuación del elemento controlado, y
en el que, además, dicha carcasa está acoplada al elemento controlado de manera que le pueda transmitir directamente un desplazamiento en la dirección de accionamiento mencionada y que se pueda desacoplar, contrariamente, por el elemento controlado en el caso de un movimiento en la dirección opuesta, de tal modo que dicho actuador se pueda utilizar tanto manualmente, como elemento de transmisión mecánica, utilizando la carcasa como un elemento de transmisión, como aprovechando la variación de forma del cable con memoria de forma que se puede obtener al calentarse. El calor se puede obtener provocando el paso de corriente eléctrica a través del cable de memoria.
Con vistas a mejorar aun más el dispositivo actuador descrito anteriormente, el objeto de la presente invención es un dispositivo que contenga la totalidad de las características indicadas anteriormente y que está caracterizado porque dicho cable flexible está provisto de un recubrimiento de elastómero o material sintético moldeado sobre el mismo y adherente al mismo, el cual se deforma elásticamente cuando se activa el cable con memoria de forma, de manera que favorezca el retorno del cable con memoria de forma a su posición de reposo tanto gracias a su retorno elástico, como cuando se acelera el enfriamiento del cable con memoria de forma después de su activación.
Preferentemente, dicho recubrimiento se obtiene por medio de una operación de extrusión simultánea (co-extrusión) conjuntamente con el cable con memoria de forma.
Se deberá observar que el recubrimiento obtenido de este modo se adhiere al cable y constituye un elemento separado tanto con respecto a la carcasa del dispositivo actuador, como con respecto a otros recubrimientos de separación posibles, que también se ilustran en la solicitud de patente anterior del presente solicitante, dispuestos entre el cable y la carcasa.
El material de recubrimiento de co-extrusión en el cable se selecciona de modo que permita que se obtenga una ventaja dual. Por una parte, dicho material no es conductor eléctrico, de manera que no se calentará tal y como le sucede al cable cuando es atravesado por una corriente eléctrica durante la activación del actuador. Como consecuencia, el material del recubrimiento co-extruido mencionado favorece y acelera el enfriamiento del cable con memoria de forma al final de la etapa de activación. Una segunda ventaja importante recae en el hecho de que como el recubrimiento mencionado está realizado en material elástico, éste actúa como un resorte distribuido que experimenta una tensión compresiva cuando el cable realizado en material con memoria de forma se contrae después de su activación. Consecuentemente, el recubrimiento contribuye a un retorno rápido del cable a su condición de reposo, al final de una etapa de activación, no sólo cuando se acelera el enfriamiento, sino cuando empuja al cable hacia su condición de reposo como resultado de su retorno elástico.
Obviamente, la invención es de aplicación general y, consecuentemente, también se puede utilizar en otros sectores distintos del sector del automóvil, y en particular en cualquier sector en el que resulte de utilidad la aplicación de un dispositivo actuador que se pueda accionar tanto manual como eléctricamente. Los elementos actuadores con memoria de forma son conocidos desde hace algún tiempo y se han utilizado en una amplia gama de campos en los que resulta necesario disponer de medios de accionamiento que presenten una estructura sencilla y un coste reducido. Utilizan aleaciones metálicas con memoria de forma capaces de deformarse después de sobrepasar una temperatura de transición predeterminada. En general, se puede obtener el calentamiento por medio del elemento actuador que detecta directamente una temperatura variable, o incluso suministrando una corriente eléctrica a través del elemento actuador de manera que se caliente por el efecto Joule. En el caso de la invención, los medios de suministro eléctrico se pueden asociar a medios de control electrónico diseñados para controlar el suministro de corriente eléctrica según una señal detectada por un sensor de temperatura, por un sensor de posición o de desplazamiento o por un potenciómetro.
Obviamente, la configuración del cable realizado en material con memoria de forma puede ser de cualquier tipo. En particular, el cable también puede presentar una configuración en forma de U, con una elasticidad al avance y una elasticidad al retorno, y sus dos extremos dispuestos adyacentes entre sí, o incluso es también posible proporcionar una pluralidad de cables co-extruidos en el interior de un único y el mismo material de recubrimiento.
La invención se describirá a continuación haciendo referencia a los dibujos adjuntos, que se proporcionan únicamente a título de ejemplo no limitativo, y en los cuales:
- la Figura 1 es una vista en perspectiva parcialmente seccionada de una forma de realización del dispositivo actuador propuesto anteriormente por el presente solicitante, correspondiente a la Figura 5 del documento WO-A-03/003137 mencionado anteriormente, y
- la Figura 2 es una vista en perspectiva parcial y parcialmente seccionada del cable que forma parte del dispositivo actuador según la presente invención.
Haciendo referencia a la Figura 1, se ilustra en la misma un ejemplo de aplicación del actuador propuesto anteriormente para controlar el mecanismo de cierre de un maletero posterior de un vehículo automóvil.
Existe una normativa que impone al fabricante la obligación de proporcionar la posibilidad del accionamiento manual del mecanismo de cierre desde el interior, con el fin de permitir la apertura del maletero a una persona en el caso en que se quedara encerrada accidentalmente en el interior del vehículo automóvil. En el ejemplo que se ilustra, el actuador se puede operar manualmente por medio de una anilla 100 que se encuentra conectada mediante un cable 101 a la carcasa 3 de un dispositivo actuador de cable flexible. Fijado a la carcasa 3 se dispone un cojinete 102, el cual está diseñado para que se apoye en un tope fijo 103 que forma parte de la estructura 104 del dispositivo del cierre del maletero. La acción mutua del cojinete 102 fijado a la carcasa 3 con el tope 103 evita un desplazamiento de la carcasa 3 en una dirección opuesta a la dirección de accionamiento. En el interior de la carcasa 3 se dispone un cable flexible 2 realizado en material con memoria de forma, el cual se fija, en un extremo 2a, a un cuerpo cilíndrico 5, que está a su vez conectado a través de una ranura 105 realizada en la pared de la carcasa del mecanismo de cierre 104 al elemento controlado del mecanismo de cierre (que no se ilustra). También se proporcionan medios de suministro eléctrico (que no se ilustran) para la aplicación de tensión a los dos extremos opuestos del cable con memoria de forma 2 con el fin de provocar su contracción. Cuando el actuador se acciona manualmente actuando sobre la anilla 100, la tensión mecánica se transmite a través de la carcasa 3, la cual se desplaza hacia la derecha (tal y como se puede apreciar en la Figura 1), provocando una recesión del cojinete 102 alejándose del tope fijo 103. El desplazamiento de la carcasa 3 provoca un desplazamiento correspondiente del cuerpo cilíndrico 5, debido a que, fijado al extremo de dicha carcasa 3, se encuentra un aro 11 que se apoya en una superficie final 5a de una cavidad interna del cuerpo cilíndrico 5. El desplazamiento de este último provoca un accionamiento del elemento controlado, el cual, como ya se ha mencionado, está conectado al cuerpo cilíndrico 5 por medio de una conexión que pasa a través de la ranura 105.
Contrariamente, en el caso de accionamiento eléctrico, la carcasa 3 permanece estacionaria, ya que no se puede desplazar hacia la izquierda como resultado del acoplamiento del cojinete 102 contra el tope fijo 103, mientras que el cable con memoria de forma 2 se contrae, provocando un deslizamiento del cilindro 5 sobre la carcasa 3 (de manera que el aro 11 se aleje de la superficie de contacto 5a) y provoque otra vez un accionamiento del elemento controlado.
La ventaja de utilizar la carcasa del dispositivo actuador como elemento de transmisión mecánica en el caso de accionamiento manual recae en que, de este modo, siempre se puede garantizar el funcionamiento del dispositivo, incluso en el caso de un fallo accidental del cable flexible con memoria de forma.
Se deberá observar que en el caso de la solución propuesta anteriormente, que se ilustra en la Figura 1, dispuesta entre el cable 2 y la carcasa 3 se encuentra una capa separadora 106 realizada en material sintético, que se une a la carcasa 3 y que está fijada a la misma. Dicha capa únicamente cumple una función de separación, de manera que durante el funcionamiento del dispositivo se crea un movimiento relativo del cable flexible con respecto a la misma.
En el caso de la invención, por el contrario, se propone un dispositivo actuador que es sustancialmente similar al que se ilustra en la Figura 1, sin embargo, presenta la diferencia de que el cable flexible presenta una estructura del tipo que se ilustra en la Figura 2. En dicha Figura, las partes que corresponden a la Figura 1 se designan con los mismos números de referencia. Tal como se puede apreciar, también según la presente invención, se proporciona el cable flexible 2 realizado en material con memoria de forma, con la carcasa flexible 3 correspondiente, y una capa de separación 106 que en el caso que se ilustra consiste en un recubrimiento o funda metálica.
La diferencia con respecto a la solución propuesta anteriormente e ilustrada en la Figura 1 recae en el hecho de que en este caso, sobre el cable realizado en material con memoria de forma 2 se moldea una capa de recubrimiento 110 que se adhiere al cable con memoria de forma 2 y se selecciona entre un elastómero/silicona o material sintético de manera que se favorezca tanto el enfriamiento del cable 2 después del cese del paso de corriente eléctrica como el retorno del cable 2 a su configuración de reposo como resultado del retorno elástico del recubrimiento 110.
Tal como ya se ha mencionado, preferentemente, el recubrimiento 110 se moldea sobre el cable 2 por medio de una operación de co-extrusión del material que constituye el cable 2 y del recubrimiento 110. Dicho de otro modo, durante el proceso de producción, el cable 2 y el correspondiente recubrimiento 110 se obtienen simultáneamente por medio de un proceso de co-extrusión que presenta la ventaja de que permite obtener la estructura deseada con una única operación, sin necesidad de operaciones de montaje adicionales.
Tal como se ha mencionado anteriormente, el recubrimiento 110, que está adherido al cable 2, realiza la función de un resorte distribuido longitudinalmente, que está sometido a compresión cuando se contrae el cable 2 después de su activación y consecuentemente favorece el retorno del cable a la posición de reposo como resultado de su retorno elástico.
Tal como se ha mencionado anteriormente, la configuración del cable con memoria de forma puede ser cualquier otra. Además resulta posible la co-extrusión de una cantidad de cables con memoria de forma en el interior del mismo recubrimiento. La configuración del cable en forma de U presenta un interés particular con una elasticidad al avance y una elasticidad al retorno y los dos extremos del cable adyacentes entre sí, lo cual, entre otras cosas, permite la ventaja de disponer de una conexión eléctrica del cable a los medios de suministro eléctrico adecuada.
Obviamente, sin perjuicio de la invención, los detalles de construcción y las formas de realización pueden variar ampliamente con respecto a lo descrito e ilustrado anteriormente únicamente a título de ejemplo, sin apartarse por ello del alcance de la presente invención.

Claims (2)

1. Dispositivo actuador, que comprende:
- un cable flexible (2) que presenta un extremo (2a) conectado a un elemento controlado (5), y
- una carcasa flexible (3) en cuyo interior se monta el cable flexible (2),
en el que por lo menos una parte del cable flexible (2) consiste en un material con memoria de forma, el cual puede experimentar una variación en la forma después de su calentamiento, con el fin de controlar el elemento controlado (5),
en el que dicha carcasa (3) está montada con respecto a una estructura de soporte fija (103) de manera que se pueda desplazar libremente longitudinalmente sólo en la dirección de accionamiento del elemento controlado, y
en el que además, dicha carcasa (3) está acoplada al elemento controlado de tal modo que pueda transmitir directamente al mismo un desplazamiento en la dirección de accionamiento mencionada y que pueda, por el contrario, desacoplarse del elemento controlado en el caso de un movimiento en la dirección opuesta a la dirección de accionamiento,
de tal modo que dicho dispositivo actuador pueda utilizarse por medio del accionamiento manual, tanto utilizando la carcasa (3) como elemento de transmisión mecánica, como aprovechando la variación de forma del cable con memoria de forma (2) que se puede obtener por medio de su calentamiento,
caracterizado porque dicho cable flexible (2) está provisto de un recubrimiento (110) de elastómero o de material sintético moldeado en él y adherido al mismo, que se deforma elásticamente cuando se activa el cable con memoria de forma (2), de manera que favorezca el retorno de dicho cable con memoria de forma (2) a su posición de reposo tanto por lo que respecta a su retorno elástico, como cuando se acelera el enfriamiento del cable con memoria de forma (2) después de su activación.
2. Dispositivo actuador según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho recubrimiento (106) se obtiene por medio de un procedimiento de co-extrusión con el cable con memoria de forma.
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