ES2545983T3 - Dispositivo de cierre - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de cierre con una caperuza de cierre (6), que está articulada mediante al menos una bisagra (10) dispuesta por fuera de una abertura, en donde sobre la bisagra (10) están dispuestos unos medios de accionamiento para abrir y cerrar la caperuza de cierre (6), que contienen un engranaje helicoidal configurado como un mecanismo de husillo, caracterizado porque a una suspensión de bisagra unida a la caperuza de cierre (6) está fijada una tuerca de husillo (26) del mecanismo de husillo y porque el mecanismo de husillo presenta una segunda tuerca de husillo (42), sobre la que está configurado un alojamiento para una palanca de accionamiento.
Description
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DESCRIPCIÓN
Dispositivo de cierre
La invención se refiere a un dispositivo de cierre con las características indicadas en el preámbulo de la reivindicación 1.
Estos dispositivos de cierre se conocen por ejemplo de la construcción naval. Se usan en especial en donde es necesario hacer bascular unas caperuzas de cierre basculantes, relativamente pesadas, manualmente desde una posición de cierre a una posición de apertura y a la inversa. El par de giro necesario para hacer bascular la caperuza de cierre se aplica, en los dispositivos de cierre del asunto tratado, en la región del eje de basculamiento de la caperuza de cierre, es decir, en la región de una bisagra a la que está articulada la caperuza de cierre. Para esto se utiliza hasta ahora habitualmente un multiplicador de par de giro.
En especial cuando la caperuza a abrir o cerrar está dispuesta en un lugar rodeado de agua, es decir, bajo el agua por ejemplo en un submarino y sólo debe ser abierta o cerrada por un buzo, la utilización de un multiplicador de par de giro está ligada a una serie de inconvenientes. Esto son por un lado los elevados costes de adquisición para un multiplicador de par de giro y, por otro lado, que las herramientas de esta clase disponibles hasta ahora no resisten el agua de mar y en consecuencia están sometidas a un gran desgaste. Por último existe el riesgo de que el multiplicador de par de giro, al soltarse durante su uso, pueda perderse dado el caso de forma irrecuperable. Durante la aplicación del propio multiplicador de par de giro resulta ser problemático su peso relativamente grande. Aparte de esto ha quedado demostrado que la aplicación de esta herramienta, en el punto de articulación previsto para ello de la caperuza de cierre en la región de la bisagra, es complicada.
En el documento GB 328,352 A se describe un dispositivo de cierre, en el que una tapa está articulada a dos bisagras a través de dos palancas. Para hacer bascular la tapa de manera que se abra y cierre, cada una de las palancas está acoplada en movimiento respectivamente a un mecanismo de husillo, en donde los dos mecanismos de husillo están dispuestos, respectivamente por fuera, distanciados de las bisagras.
A partir del documento GB 391,886 A se conoce un dispositivo para subir y bajar una tapa de depósito o espacio de carga. La tapa de depósito o espacio de carga se apoya en un lado del borde de una abertura a cerrar mediante la tapa. En dos lados alejados uno del otro del depósito o espacio de carga está articulada una palanca de manija, que se solapa con la tapa de depósito o espacio de carga. Esta palanca de manija está unida en movimiento a través de una barra articulada a la tapa de depósito o espacio de carga y, a través de otra barra articulada, a un mecanismo de husillo, con el que puede subirse y bajarse la tapa de depósito o espacio de carga.
Del documento US 6,253,632 B1 puede deducirse un engranaje helicoidal, en el que están acoplados en movimiento uno al otro dos mecanismos de husillo. El husillo y la tuerca de husillos de los dos mecanismos de husillo presentan diferentes pasos de rosca.
El documento GB 857,203 A se refiere a un engranaje helicoidal con un husillo roscado, que presenta diferentes pasos en sus dos segmentos extremos. Sobre cada uno de los segmentos extremos está enroscada una tuerca de husillo, que está inmovilizada axialmente y montada de forma giratoria. Una de las tuercas de husillo forma el lado de accionamiento del engranaje helicoidal y la otra tuerca de husillo el lado de salida del engranaje helicoidal.
En el documento US 1,302,264 A se describe un dispositivo de cierre, en el que una caperuza de cierre está articulada a una bisagra, en donde la caperuza de cierre está acoplada en movimiento a una tuerca de husillo del mecanismo de husillo y, de esta manera, puede bascular.
Con estos antecedentes la invención se ha impuesto la tarea de crear un dispositivo de cierre, con el que pueda abrirse y cerrarse de forma sencilla, preferiblemente bajo el agua y más preferiblemente también manualmente, incluso una caperuza de cierre pesada sin usar un multiplicador de par de giro.
Esta tarea es resuelta mediante un dispositivo de cierre con las características indicadas en la reivindicación 1. Se deducen unas variantes ventajosas de este dispositivo de cierre de las reivindicaciones subordinadas, de la siguiente descripción y del dibujo. Conforme a la invención, aquí pueden configurar la solución conforme a la invención según la reivindicación 1 las características, especificadas en las reivindicaciones subordinadas y en la descripción, respectivamente por sí mismas pero también en una combinación adecuada.
El dispositivo de cierre conforme a la invención presenta una caperuza de cierre que está articulada mediante al menos una bisagra dispuesta por fuera de la abertura. Una caperuza de cierre en el sentido de la invención puede ser cualquier objeto articulado, que cierre o deje al descubierto a voluntad una abertura, como p.ej. una puerta, un cierre de escotilla, una tapa, etc. Sobre la bisagra están dispuestos unos medios de accionamiento para abrir y cerrar la caperuza de cierre.
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Conforme a la invención los medios de accionamiento contienen un engranaje helicoidal. Este engranaje helicoidal crea un acoplamiento en movimiento de la caperuza de cierre que quiere hacerse bascular a una instalación, a la que se aplica la fuerza o el par de giro para accionar el dispositivo de cierre. El engranaje helicoidal se usa para mantener lo más reducida posible la fuerza necesaria para hacer bascular la caperuza de cierre, respectivamente un par de giro para ello necesario, mediante una desmultiplicación en el engranaje helicoidal, de tal manera que la caperuza de cierre pueda hacerse bascular manualmente sin una gran aplicación de fuerza y en el caso más favorable. El engranaje helicoidal está configurado para esto como un engranaje de desmultiplicación.
Un engranaje helicoidal de este tipo es especialmente ventajoso, en especial también para usarse bajo el agua, ya que por un lado tiene una estructura compacta y, por otro lado, puede ajustarse constructivamente en cuanto a su multiplicación. Los engranajes helicoidales son aparte de esto robustos y tienen un desgaste reducido; están sometidos a auto-retención, con lo que se asegura que el cierre quede fijado en cada posición angular y no pueda abrirse o cerrarse por basculamiento inadvertidamente.
Un mecanismo de husillo forma la rosca de tornillo. Esto hace posible una configuración de engranaje muy delgada e inherentemente a ello con ahorro de espacio, que es especialmente ventajosa si el dispositivo de cierre conforme a la invención está dispuesto sobre un vehículo acuático en una región por la que circula agua, en donde el dispositivo de cierre influye sólo de forma insignificante en las características de flujo del vehículo acuático, a causa de la delgada configuración del engranaje en el caso de una disposición adecuada.
En una variante preferida, que en especial ahorra espacio, del dispositivo de cierre conforme a la invención un eje longitudinal de un husillo roscado del mecanismo de husillo puede coincidir con un eje de basculamiento de la bisagra. En consecuencia es concebible por ejemplo una configuración en la que el husillo roscado del mecanismo de husillo es guiado a través de la bisagra. A este respecto el engranaje helicoidal utilizado sobresale de la bisagra, si es que lo hace, sólo de forma insignificante transversalmente a la dirección axial.
A una suspensión de bisagra unida a la caperuza de cierre está fijada una tuerca de husillo del mecanismo de husillo. Después esta tuerca de husillo puede girar junto con la suspensión de bisagra alrededor de un eje de giro o basculamiento, formado por el husillo roscado, en donde el movimiento giratorio de la tuerca de husillo y un movimiento de basculamiento de la caperuza de cierre, de aquí resultante, son provocados por un movimiento lineal del husillo roscado que engrana en la tuerca de husillo.
Para asegurarse de que el husillo roscado solamente pueda moverse linealmente en la dirección axial y no pueda girar, pueden estar previstos convenientemente unos medios de unión positiva de forma como seguro contra giros, es decir para impedir un giro del husillo roscado. De este modo puede estar configurada una ranura orientada en la dirección axial del husillo roscado, por ejemplo en el lado exterior del husillo roscado, en la que engrana la pieza de ajuste dispuesta fijamente. La longitud de la ranura configurada sobre el husillo roscado está dimensionada ventajosamente de tal modo, que la pieza de ajuste que engrana en la ranura no impide los movimientos lineales del husillo roscado necesarios para hacer bascular la caperuza de cierre.
El mecanismo de husillo presenta conforme a la invención una segunda tuerca de husillo, sobre la que está configurado un alojamiento para una palanca de accionamiento. El husillo roscado puede engranar según esto en una segunda tuerca de husillo, que puede girar de forma preferida de modo estacionario, preferiblemente distanciado de la primera tuerca de husillo. De esta forma se forma un engranaje helicoidal con tres elementos de engranaje, en donde la primera tuerca de husillo, unida a la suspensión de bisagra, forma un elemento de accionamiento, la barra roscada un elemento intermedio y la segunda tuerca de husillo un elemento de accionamiento del engranaje helicoidal. La rosca de las dos tuercas de husillo y la rosca o las roscas configurada(s) sobre el husillo roscado está(n) configurada(s) como roscas trapezoidales.
Esta configuración con tres elementos del mecanismo de husillo hace posible, de forma especialmente ventajosa, configurar el mecanismo de husillo como un engranaje de desmultiplicación. Para esto está previsto, en otra variante ventajosa del dispositivo de cierre conforme a la invención, que las dos tuercas de husillo presenten diferentes pasos de rosca. Con relación a esto la rosca de la segunda tuerca de husillo presenta convenientemente un paso claramente menor que la rosca de la primera tuerca de husillo, para conseguir así una desmultiplicación lo más grande posible. El husillo roscado presenta ventajosamente en esta configuración dos segmentos roscados, cuyos pasos de rosca son diferentes correspondiéndose con los pasos de rosca de la primera y de la segunda tuerca de husillo. La relación de desmultiplicación puede elegirse a causa de los diferentes pasos de rosca de tal manera, que p.ej. para hacer bascular la caperuza de cierre sobre la segunda tuerca de husillo sea necesario un par de giro inicial de 30 Nm, lo que representa una aplicación de fuerza aceptable por parte de la persona que usa la palanca de accionamiento, en el caso de utilizarse una palanca de accionamiento con un brazo de palanca de 300 mm.
El dispositivo de cierre conforme a la invención es especialmente apropiado para usarse en un recipiente a presión,
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ya que los recipientes a presión normalmente se cierran con la caperuza de cierre relativamente pesada. A este respecto la invención se refiere también a un recipiente a presión con un dispositivo de cierre, como el que se ha descrito antes. En el caso de este recipiente a presión puede tratarse de forma preferida de un recipiente fundamentalmente cilíndrico, que presente un lado frontal abierto. Este lado frontal que forma la abertura del recipiente se cierra mediante una caperuza de cierre, que está articulada al menos a una bisagra, que está dispuesta sobre un segmento periférico del recipiente a presión que se conecta directamente a la abertura del recipiente.
Estos recipientes a presión o recipientes resistentes a la presión se utilizan ventajosamente ligados a submarinos pero también de otro modo, ya que en el caso de una disposición por fuera de un cuerpo a presión del submarino representan una cámara de contención adicional resistente a la presión, lo que es ventajoso si se consideran las condiciones de espacio relativamente reducido en el cuerpo a presión. Por ello la invención se refiere en especial también a un submarino con al menos un recipiente a presión conforme a la invención. El submarino conforme a la invención presenta de forma preferida dos de estos recipientes a presión, en donde en cada lado longitudinal del submarino está dispuesto respectivamente un recipiente a presión.
A continuación se explica la invención con más detalle, con base en un ejemplo de realización representado en el dibujo. Aquí muestran:
la figura 1, esquemáticamente, una vista lateral de un recipiente a presión con un dispositivo de cierre,
la figura 2, aumentado, el recipiente a presión según la figura 1 en una vista frontal, y
la figura 3, en una vista parcialmente cortada y aumentada, unos medios de accionamiento para abrir y cerrar una caperuza de cierre del dispositivo de cierre representado en las figuras 1 y 2.
El recipiente a presión representado en la figura 1 presenta un cuerpo base 2 cilíndrico hueco. Un primer lado frontal abierto del cuerpo a presión 2 se cierra fijamente mediante un suelo 4 abombado en forma de cazoleta. Para cerrar el otro lado frontal abierto del cuerpo base 2, que forma la abertura del recipiente de presión, está prevista una caperuza de cierre 6 que también está configurada en forma de cazoleta.
A través de dos palancas 8, que están en voladizo en paralelo y con la misma orientación desde la caperuza de cierre 6, la caperuza de cierre 6 está articulada mediante dos bisagras 10 al cuerpo base 2. Las bisagras 10 están dispuestas sobre una pared periférica 12 del cuerpo base 2, en un segmento que limita con la abertura del cuerpo base. Mediante la articulación mediante las bisagras 10, la caperuza de cierre 6 puede bascular básicamente a una posición que cierra la abertura del recipiente de presión o a otra, que deja al descubierto la abertura del recipiente a presión.
En cada caso una bisagra 10 está dispuesta sobre un brazo 14 y un brazo 16, en donde los brazos 14 y 16 están situados en voladizo en paralelo hacia fuera de la pared periférica 12 del cuerpo base 2. En los extremos libres de los brazos 14 y 16 está configurado respectivamente un taladro 18. Un eje central común de los dos taladros 18 discurre en paralelo al lado frontal del cuerpo base 2, cerrado por la caperuza de cierre 6.
En el taladro 18 del brazo 14 engrana un manguito 20, en cuyo lado exterior periférico aproximadamente en el centro está radialmente en voladizo un collar con relación a la extensión longitudinal del manguito 20. Sobre este collar se apoya el manguito 20, sobre el borde exterior del taladro 18 del brazo 14. De forma correspondiente engrana también en el taladro del brazo un manguito 22. También este manguito 22 presenta aproximadamente en el centro, con relación a su extensión longitudinal, un collar en voladizo radialmente hacia fuera, que se usa para el apoyo del manguito 22 sobre el borde exterior del taladro 18 del brazo 16.
Los extremos libres de la palanca 8 de la caperuza de cierre 6 están configurados como suspensiones de bisagra con unos taladros 24. De forma correspondiente a esto los manguitos 20 y 22 se usan como vástagos de bisagra para suspender la caperuza de cierre 6 y las dos bisagras 10. A la hora de formar las bisagras 10 los manguitos 20 y 22 engranan respectivamente en uno de los taladros 24 de la palanca 8.
En la palanca 8 montadas sobre el manguito 22 está fijada una tuerca en un lado alejado del manguito 22, de tal manera que la rosca interior de esta tuerca 26 está dispuesta concéntricamente respecto al eje central del taladro 18 del brazo 16. La rosca interior de la tuerca 26 está configurada como una rosca trapezoidal. Junto con un husillo roscado 28 la tuerca 26 forma, como tuerca de husillo 26, una parte de un engranaje helicoidal en forma de un mecanismo de husillo.
El husillo roscado 28 está dispuesto de tal modo, que un primer segmento extremo 30 del husillo roscado 28 engrana en el manguito 22 dispuesto sobre el brazo 16, mientras que el otro extremo del husillo roscado 28 atraviesa el manguito 20 de tal manera, que un segundo segmento extremo 32 del husillo roscado 28 sobresale del
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manguito 20 en el lado alejado del brazo 14.
Al segmento extremo 30 del husillo roscado 28 se conecta un segmento 34 del husillo roscado 28, que tiene un mayor diámetro respecto al segmento extremo 30. Este segmento 34 está dotado sobre su perímetro exterior de una rosca trapezoidal, que se corresponde con la rosca interior de la tuerca 26, y está atornillado a la tuerca 26.
En la dirección del segmento extremo 32 se conecta al segmento 34 un segmento 36 del husillo roscado. Sobre este segmento 36 está configurada en el lado exterior una ranura 38, que discurre en paralelo a un eje longitudinal A del husillo roscado 28. En la ranura 38 engrana como elemento de ajuste una chapa de guiado 40, que está fijada de forma estacionaria al lado exterior del cuerpo base 2.
La chapa de guiado 40 que engrana en la ranura 38 impide que el husillo roscado 28 realice un movimiento giratorio. El husillo roscado 28 sólo puede moverse de este modo linealmente en la dirección de su eje longitudinal. Un movimiento lineal de este tipo produce un movimiento giratorio de la tuerca de husillo 26 y, mediante el acoplamiento de la tuerca de husillo 26 a la palanca 8, un movimiento de basculamiento de la palanca 8. Mediante este movimiento de basculamiento de la palanca 8 puede abrirse o cerrarse por basculamiento la caperuza de cierre 6 del recipiente a presión, según la dirección del movimiento lineal del husillo roscado 28.
La aplicación de la fuerza de accionamiento o del momento de accionamiento para hacer bascular la caperuza de cierre 6 del recipiente a presión se realiza a través de una tuerca 42, que forma una segunda tuerca de husillo 42 del accionamiento de husillo. La tuerca de husillo 42 está atornillada sobre el segmento extremo 32 que sobresale del manguito 20. El segmento extremo 32 presenta para esto normalmente una rosca exterior, que se corresponde con la rosca de la tuerca de husillo 42. La rosca de la tuerca de husillo 42 y la rosca exterior del segmento extremo 32 del husillo roscado 28 están configuradas como roscas trapezoidales.
La tuerca de husillo 42 forma aparte de esto un alojamiento para una palanca de accionamiento no representada en el dibujo, para hacer bascular manualmente la caperuza de cierre 6 del recipiente a presión. Para esto se ha colocado un apéndice 44 en el extremo de la tuerca de husillo 42 vuelto hacia el extremo libre del segmento extremo 32, cuyo diámetro es menor que el del husillo de rosca 42. En el extremo del apéndice alejado de la tuerca de husillo 42 está configurado un rebajo 46, en el que puede insertarse en unión positiva de forma un elemento de inserción correspondiente de la palanca de accionamiento utilizada.
Para impedir un movimiento lineal de la tueca de husillo 42 sobre el segmento extremo 32 del husillo roscado 28 está prevista una carcasa 48, en la que está inmovilizada en unión positiva de forma la tuerca de husillo 42. La inmovilización en unión positiva de forma de la tuerca de husillo 42 es tal, que puede moverse de forma giratoria alrededor del eje longitudinal A del husillo roscado 28, pero no en dirección axial. La carcasa 48 está fijada a la palanca 8 montada sobre el manguito 20 y, según esto, puede girar alrededor del eje longitudinal A del husillo roscado 28 durante un movimiento de basculamiento de la palanca 8. La pared interior de la carcasa 48 forma un cojinete de deslizamiento 50 para la tuerca de husillo 42. Sobre la carcasa 48 está configurada una perforación 52 en un lado alejado de la palanca 8. A través de esta perforación 52 sobresale de la carcasa 48 el apéndice 44 configurado sobre la tuerca de husillo 42.
El paso de rosca de la tuerca de husillo 42 y del segmento extremo 32 del husillo roscado 28 se diferencia del paso de rosca de la tuerca de husillo 26 y del segmento 34 del husillo roscado 28. De este modo el paso de rosca de la tuerca de husillo 42 y del segmento extremo 32 del husillo roscado 28, para formar un engranaje helicoidal de desmultiplicación, se elige claramente menor que el paso de rosca de la tuerca de husillo 26 y del segmento 34 del husillo roscado 28. De esta forma, en el caso de la tuerca de husillo 42 y del segmento extremo 32 del husillo roscado 28 puede elegirse un paso de rosca de 6 mm por rotación, mientras que el paso de rosca de la tuerca de husillo 26 y del segmento 34 del husillo roscado 28 puede ser de 155 mm por rotación. A causa de estos diferentes pasos de rosca puede hacerse bascular la caperuza de cierre 6 del recipiente a presión, con una aplicación de fuerza relativamente reducida, manualmente a una posición de apertura y a una de cierre. Asimismo, mediante la elección de estos diferentes pasos de rosca en unión a la configuración de auto-retención de las roscas como roscas trapezoidales, se consigue que el mecanismo de husillo se use como un enclavamiento para la caperuza de cierre 6. Por ello no son necesarios unos medios de enclavamiento adicionales para enclavar la caperuza de cierre
6.
Lista de símbolos de referencia
- 2 -
- Cuerpo base
- 4 -
- Suelo
- 6 -
- Caperuza de cierre
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- 8 -
- Palanca
- -
- Bisagra
- 12 -
- Pared periférica
- 14 -
- Brazo
- 16 -
- Brazo
- 18 -
- Taladro
- -
- Manguito
- 22 -
- Manguito
- 24 -
- Taladro
- 26 -
- Tuerca, tuerca de husillo
- 28 -
- Husillo roscado
- -
- Segmento extremo
- 32 -
- Segmento extremo
- 34 -
- Segmento
- 36 -
- Segmento
- 38 -
- Ranura
- -
- Chapa de guiado
- 42 -
- Tuerca, tuerca de husillo
- 44 -
- Apéndice
- 46 -
- Rebajo
- 48 -
- Carcasa
- -
- Cojinete de deslizamiento
- 52 -
- Perforación
- A -
- Eje longitudinal
Claims (6)
- REIVINDICACIONES1.-Dispositivo de cierre con una caperuza de cierre (6), que está articulada mediante al menos una bisagra (10) dispuesta por fuera de una abertura, en donde sobre la bisagra (10) están dispuestos unos medios de accionamiento para abrir y cerrar la caperuza de cierre (6), que contienen un engranaje helicoidal configurado 5 como un mecanismo de husillo, caracterizado porque a una suspensión de bisagra unida a la caperuza de cierre(6) está fijada una tuerca de husillo (26) del mecanismo de husillo y porque el mecanismo de husillo presenta una segunda tuerca de husillo (42), sobre la que está configurado un alojamiento para una palanca de accionamiento.
- 2.-Dispositivo de cierre según la reivindicación 1, caracterizado porque un eje longitudinal (A) de un husillo roscado (28) del mecanismo de husillo coincide con un eje de basculamiento de la bisagra (10).10 3.-Dispositivo de cierre según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están previstos unos medios de unión positiva de forma (40) para impedir un giro del husillo roscado (28).
- 4.-Dispositivo de cierre según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están previstos unos medios de unión positiva de forma (48) para impedir un movimiento lineal de la segunda rosca de husillo (42).
- 5.-Dispositivo de cierre según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las dos tuercas de 15 husillo (26, 42) presentan diferentes pasos de rosca.
- 6.-Recipiente a presión con un dispositivo de cierre según una de las reivindicaciones anteriores.
- 7. Submarino con al menos un recipiente a presión según la reivindicación 6, dispuesto en el lado exterior del submarino.7
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