ES2897686T3 - Mecanismo de bloqueo automático para accionador de válvula - Google Patents

Abstract

Mecanismo de bloqueo automático (100) para la rotación de accionadores, que permite la rotación desde un lado, al tiempo que niega la rotación desde el otro lado, comprendiendo el mecanismo (100) uno o más conjuntos de rodillos (113) que están dispuestos entre un alojamiento (101) y una pieza de conexión de válvula (102) con una forma que presionará uno de los rodillos (113) en cada conjunto contra la pared del alojamiento (101), bloqueando el mecanismo de bloqueo automático si se aplica un par desde el lado de la válvula, y una pieza de conexión de motor (105) que está configurada de modo que esta expulse a presión los rodillos (113) de la posición de bloqueo y libere el bloqueo antes de que la pieza de conexión de motor (105) haga contacto con la pieza de conexión de válvula (102) y comience a transferir el par, caracterizado por que un resorte (114) está dispuesto entre cada uno de los rodillos (113) en un par, el resorte (114) tiene una rigidez y una longitud tales que proporciona una fuerza que es suficiente para el mantenimiento de los rodillos (113) en su posición, pero no es suficiente para causar una fricción considerable entre los rodillos (113) y el alojamiento (101), y, de ese modo, permite que un motor rote el engranaje a través del mecanismo de bloqueo automático (100) con un par relativamente pequeño y pérdidas de potencia en el mecanismo de bloqueo automático (100).

Description

DESCRIPCIÓN

Mecanismo de bloqueo automático para accionador de válvula

El campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a un mecanismo de bloqueo automático que funciona como un freno que se apaga automáticamente si el motor proporciona un par y rota. Este se vuelve a encender automáticamente si el motor se detiene.

Antecedentes de la invención

Las válvulas de pivote son un disco circular plano montado dentro de un tubo que se puede rotar 90 grados y, de ese modo, permitir o evitar que el fluido fluya a través de un conducto. Cuando la válvula está casi cerrada, esta puede actuar como un regulador que limita el flujo. Existen otras válvulas que funcionan de una manera similar, pero la válvula de pivote es la opción más común de válvulas grandes que se usan para controlar los líquidos que fluyen a través de conductos con un diámetro de más de 100 mm. Tal tipo de válvulas se pueden rotar por medio de un motor o mediante otros tipos de accionadores.

Los accionadores eléctricos son un tipo de accionador que se usa para rotar válvulas de la posición cerrada a la abierta y cualquier posición intermedia, que consisten, normalmente, en un motor eléctrico combinado con un engranaje, de modo que el motor debe rotar muchas veces para que la válvula rote un cuarto de revolución.

Resulta preferible que la válvula no pueda rotar el motor. Esto significa que la válvula no se debe mover a causa del par que actúa sobre la válvula, como el par creado por el fluido que fluye a través de la válvula, o el par causado por el sellado de la válvula, aunque el motor esté apagado. Por razones de seguridad, lo mejor es normalmente que la válvula no se abra ni se cierre, en caso de que la energía eléctrica desaparezca. Además, resulta preferible que no fluya corriente a través del motor cuando este permanezca inmóvil, algo que resultaría necesario si el motor tuviera que producir un par para mantener la válvula en su posición. Esto se puede lograr con un engranaje que produzca una fricción de tamaño considerable o con un freno de fricción que el motor debe superar antes de que este comience a moverse. Ambas soluciones significan que el motor debe ser más grande de lo estrictamente necesario porque este debe producir un par suficiente para superar el freno, además del par necesario para mover la válvula. Este también resulta ineficaz en términos de potencia y la fricción causará mucho desgaste.

La presente invención está motivada por un producto preparado por Ringspann GmbH. Una aplicación clásica de los bloqueos irreversibles RINGSPANN™ es para el bloqueo automático de los mecanismos de ajuste. Para tal uso, el bloqueo rara vez se rota más de unas pocas revoluciones y se prefiere que se deba aplicar un par considerable para el ajuste. Se ha intentado usar un bloqueo irreversible de este tipo entre el engranaje y el motor en un accionador de válvula de pivote, donde el número de revoluciones puede ser de varios cientos. Sin embargo, tales bloqueos irreversibles crearán mucha fricción innecesaria, aumentando el tamaño requerido del motor del accionador y creando calor y desgaste que pueden causar problemas.

Por tanto, existe la necesidad de un mecanismo que preferentemente evite que la válvula rote el motor. Esto significa que la válvula no se debe mover mediante un par producido por la válvula, tal como un par creado por el fluido que fluye a través de la válvula, o un par causado por el sellado de las válvulas, aunque el motor esté apagado.

Por razones de seguridad, normalmente también resulta necesario un mecanismo que evite que la válvula se abra o se cierre, en caso de que la energía eléctrica desaparezca.

También resulta necesario un sistema donde no fluya ninguna corriente a través del motor cuando este permanezca inmóvil, algo que de otro modo habría sido necesario si el motor tuviera que producir un par para mantener la válvula en su posición.

También resulta necesario disponer de un mecanismo de bloqueo automático que evite que la válvula se mueva, a menos que esta esté sometida al par del motor. A efectos prácticos, se trata de un freno que se apaga cuando se enciende el motor.

Una necesidad adicional es disponer de un mecanismo de bloqueo automático que sea puramente mecánico y que sea activado y desactivado por el motor. Este también debe ser muy fiable. El documento EP 1826474 A1 divulga un mecanismo de bloqueo automático que permite la rotación desde un lado, al tiempo que niega la rotación desde el otro lado. Los documentos US 2009/205596 A1 y US 2006/278494 A1 también divulgan mecanismos de bloqueo automático con rodillos.

Sumario de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un mecanismo de bloqueo automático mejorado que evite que la válvula se mueva, a menos que esta se someta a un par producido por el motor. A efectos prácticos, la invención se refiere a un freno que se apaga cuando se enciende el motor.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un mecanismo de bloqueo automático mejorado que sea puramente mecánico y que sea activado y desactivado por el motor.

Otro objeto más de la presente invención es proporcionar un mecanismo de bloqueo automático mejorado que sea muy fiable.

Otro objeto adicional de la presente invención es proporcionar un mecanismo de bloqueo automático mejorado que funcione como un freno que se apague automáticamente si el motor proporciona un par y rota y que se vuelva a encender automáticamente si el motor se detiene.

Otro objeto más de la invención es proporcionar un mecanismo de bloqueo automático mejorado que evite que la válvula rote el motor, es decir, que sea capaz de soportar el par impuesto por la válvula o su contacto de sellado, en el motor, incluso cuando se interrumpa la fuente de alimentación del motor.

Otro objeto de la invención es proporcionar un mecanismo de bloqueo automático que evite que la válvula se abra o se cierre, en caso de que la energía eléctrica desaparezca.

Un objeto adicional de la invención es proporcionar un mecanismo y sistema de bloqueo automático, donde no sea necesario que la corriente fluya a través del motor cuando permanezca inmóvil y siga manteniendo la válvula en la posición requerida.

Los objetos anteriores se logran mediante un mecanismo de bloqueo automático, tal como se define adicionalmente en las reivindicaciones independientes, mientras que las opciones, las realizaciones y las alternativas del mecanismo de bloqueo automático se definen en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con una realización de la presente invención, se proporciona un mecanismo de bloqueo automático para la rotación de accionadores, que permite la rotación desde un lado, al tiempo que niega la rotación desde el otro lado, comprendiendo el mecanismo uno o más conjuntos de rodillos separados por un resorte y dispuestos entre un alojamiento y una pieza de conexión de válvula con una forma que presionará uno de los rodillos en cada conjunto contra la pared del alojamiento y causará un efecto de bloqueo si se intenta girar el mecanismo desde el lado de la válvula y una pieza de conexión de motor conformada de modo que esta expulse a presión los rodillos de la posición de bloqueo y libere el efecto de bloqueo antes de que la pieza de conexión de motor haga contacto con la pieza de conexión de válvula y comience a transferir el par. De acuerdo con la invención, se proporciona un resorte entre los rodillos, que tiene una rigidez y una longitud tal que proporciona una fuerza que es suficiente para el mantenimiento de los rodillos en su posición, pero no es suficiente como para causar una fricción considerable entre los rodillos y un alojamiento, permitiendo, de ese modo, que el motor rote el engranaje a través del mecanismo de bloqueo automático con un par relativamente pequeño y pérdidas de potencia en el mecanismo de bloqueo automático.

De acuerdo con otra realización de la invención, se proporciona el mecanismo de bloqueo automático para la rotación de los accionadores, que permite la rotación desde un lado, al tiempo que niega la rotación desde el otro lado, comprendiendo el mecanismo conjuntos de rodillos dispuestos entre un alojamiento y una pieza de conexión de válvula con una forma que presionará uno de los rodillos de cada conjunto contra la pared del alojamiento, causando el bloqueo si se intenta girar el mecanismo desde el lado de la válvula, y una pieza de conexión de motor conformada de modo que esta expulsará a presión los rodillos de la posición de bloqueo y contra la pieza de conexión de válvula, transfiriendo el par a través del rodillo. De acuerdo con esta realización, los rodillos están separados y mantenidos en su lugar mediante al menos una aleta en la pieza de conexión de válvula en lugar de un resorte.

De acuerdo con una realización adicional, un pasador en la pieza de conexión de motor, que expulsa a presión el rodillo de la posición de bloqueo, también puede presionar el rodillo contra la aleta, transfiriendo el par a través del mecanismo, y, de este modo, hacer que los pasadores de transferencia de par sean superfluos.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, las aletas pueden tener una especie de forma triangular donde los lados del "triángulo" no son necesariamente líneas rectas y donde una de las puntas del triángulo está sujeta a la pieza de conexión de válvula, al tiempo que un lado sigue el interior del alojamiento, evitando que el rodillo entre en contacto con la pared del alojamiento cuando el pasador de liberación esté presionando el rodillo contra la aleta.

El mecanismo puede estar provisto de dos o más conjuntos de rodillos, pasadores de liberación y superficies de bloqueo en la pieza de conexión de válvula, en donde los conjuntos están dispuestos en tal relación entre sí que las fuerzas del efecto de bloqueo se equilibran entre sí y, de ese modo, reducen el desgaste de los cojinetes y hacen que el mecanismo rote más fácilmente desde el lado del motor.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, se describirá una realización de la invención, con referencia a los dibujos adjuntos, donde:

las Figuras 1a y 1b muestran las diversas piezas que forman la realización del mecanismo de bloqueo automático, observado en una vista en despiece, donde la Figura 1a muestra una vista lateral, mientras que la Figura 1b muestra una sección vertical observada a lo largo de las líneas 2-2 en la Figura 2a;

la Figura 2a muestra esquemáticamente una vista superior de la realización mostrada en las Figuras 1a y 1b y la Figura 2b muestra una sección vertical a través de la realización mostrada en las Figuras 1a y 1b en un estado ensamblado, observado a lo largo de las líneas 2-2 en la Figura 2a;

la Figura 3 muestra esquemáticamente una sección transversal horizontal a través del mecanismo de bloqueo automático mostrado en las Figuras 1a y 1b, observado desde abajo, con ningún par de motor y estando el mecanismo de bloqueo automático bloqueado;

la Figura 4 muestra esquemáticamente una sección transversal horizontal a través del mecanismo de bloqueo automático mostrado en las Figuras 1a y 1b, observándose el mecanismo desde abajo, proporcionando el motor el par y rotando el mecanismo de bloqueo automático;

la Figura 5a muestra esquemáticamente una sección transversal horizontal a través de otra realización de un mecanismo de bloqueo automático, observado desde abajo y a lo largo de las líneas C-C en la Figura 5b, donde el motor está proporcionando el par y donde está rotando el mecanismo de bloqueo automático;

la Figura 5b muestra una vista lateral de la realización mostrada en la Figura 5a, indicando con líneas discontinuas las diversas piezas de la realización mostrada del mecanismo de bloqueo automático;

la Figura 6 muestra esquemáticamente una variante de la realización del mecanismo de bloqueo automático mostrado en las Figuras 1-4;

la Figura 7 muestra esquemáticamente una sección transversal a través de una variante adicional de un mecanismo de bloqueo automático de acuerdo con la presente invención, usando cilindros de caucho flexibles como resorte para los rodillos; y

la Figura 8 muestra esquemáticamente, en una escala ampliada, una parte de una pieza de la conexión de válvula, un rodillo y la superficie interna del alojamiento, indicando la posición del rodillo durante una fase de bloqueo y una fase donde la conexión de la válvula y, por tanto, la válvula, se permite rotar.

Descripción detallada de los dibujos

A continuación, se describirán con más detalle las diversas realizaciones de la invención, usando los mismos números de referencia para piezas idénticas o similares en toda la descripción.

Además, se debe apreciar que la presente invención se refiere, en general, a un mecanismo de bloqueo automático 100, que se configura para posicionarse entre un medio de accionamiento (no mostrado), tal como, por ejemplo, un motor eléctrico, y un medio para ser accionado (no mostrado), tal como una válvula de pivote, que se posiciona en una tubería, en donde puede fluir un fluido. Además, no se muestra el engranaje requerido a disponer entre el medio de accionamiento y el medio para ser accionado.

De acuerdo con la realización mostrada en las Figuras 1a y 1b y también con referencia a las Figuras 2 a 4, el mecanismo de bloqueo automático 100 comprende un alojamiento 101 que contiene los diversos elementos del mecanismo de bloqueo automático 100. El alojamiento 101 está sujeto con pernos a través de orificios para pernos 103 a un bastidor (no mostrado) de un accionador (no mostrado) con el fin de evitar que este se mueva o rote. Los orificios para pernos 103 están dispuestos en una pestaña 104 que forma una parte integrada del alojamiento 101.

El mecanismo de bloqueo automático 100 también comprende un conector de árbol de motor 105 que tiene un orificio dispuesto en el centro 106, configurado para recibir el árbol de motor 107. Tanto el orificio dispuesto en el centro 106 como la parte correspondiente del árbol de motor 107 están conformados para asegurar la rotación adecuada del conector de árbol de motor 105, sin riesgo de resbalar o fallar. Tal conformación es bien conocida por la persona experta en la materia y no se describirá con más detalle. El conector de árbol de motor 105 está en el lado que se orienta hacia abajo en la Figura, provisto de una serie de pasadores de liberación 108 que se proyectan hacia abajo, fijados rígidamente al conector de árbol de motor 105. Además, el conector de árbol de motor 105 también está provisto de una serie de orificios 109, estando cada uno configurado para recibir un pasador de transferencia de par 110 correspondiente. Los pasadores de transferencia de par 110 están unidos rígidamente al conector de válvula 102. Las dimensiones y la forma del conector de válvula 102 están configuradas para adaptarse al espacio central del alojamiento 101, permitiendo que el conector de válvula 102 rote con respecto a la superficie de la pared interna del alojamiento 101. El conector de válvula 102 y la pestaña 104 de fin correspondiente están provistos de un orificio alineado 111 dispuesto en el centro, configurado para recibir el fin del árbol 112 que conecta el engranaje de válvula (no mostrado) y la conexión de válvula 102. Ambos árboles 107 y 112 están fijados al conector de árbol de motor 105 y a la conexión de válvula 102 de manera que se asegure la transferencia de par requerida entre las diversas piezas. Tal conformación es bien conocida por la persona experta en la materia y no se describirá con más detalle. Además, de acuerdo con la realización mostrada en las Figuras 1 a 4, el mecanismo de bloqueo automático 100 está provisto de dos pares de rodillos 113 y un resorte 114 dispuesto de manera intermedia.

Un disco 115 de cojinete de deslizamiento que tiene un orificio dispuesto en el centro para la recepción del árbol de conector de engranaje 112 de válvula está dispuesto para colocarse en la parte inferior de la perforación del conector de válvula 102, que se configura para reducir la fricción con respecto al alojamiento 101 durante la rotación del conector de válvula 102.

Las Figuras 1a y 1b muestran las diversas piezas que forman la realización del mecanismo de bloqueo automático 100, observado en una vista en despiece, donde la Figura 1a muestra una vista lateral, mientras que la Figura 1b muestra una sección vertical observada a lo largo de las líneas 2-2 en la Figura 2a. La Figura 2a muestra esquemáticamente una vista superior de la realización mostrada en las Figuras 1a y 1b; y la Figura 2b muestra una sección vertical a través de la realización mostrada en un estado ensamblado, observado a lo largo de las líneas 2-2 en la Figura 2a.

La Figura 3 muestra esquemáticamente una sección transversal horizontal a través del mecanismo de bloqueo automático 100 mostrado en las Figuras 1b, observado desde abajo, sin ningún par de motor y estando el mecanismo de bloqueo automático 100 bloqueado, mientras que la Figura 4 muestra esquemáticamente una sección transversal horizontal a través del mecanismo de bloqueo automático 100, donde el mecanismo 100 se observa desde abajo, proporcionando el motor el par y rotando el mecanismo de bloqueo automático 100.

La solución de acuerdo con esta realización funcionará de la siguiente manera, indicando los siguientes principios, con referencia, en particular, a las Figuras 3 y 4:

la Figura 3 muestra el bloqueo del mecanismo cuando se rota desde el lado de la válvula. Cabe señalar cómo la mitad de los rodillos 113 interfieren con la conexión de válvula 102 que está conectada al árbol de engranaje 112, a fin de indicar una gran fuerza normal que crea fricción y hace que el mecanismo se bloquee. En este caso, la flecha que indica la dirección de rotación, es decir, la rotación en la dirección de las agujas del reloj, comienza en la pieza conectada al árbol 107 que proporciona el par, es decir, siendo, en este caso, el árbol del engranaje/motor. (Los pasadores de transferencia de par son parte de la conexión de válvula 102).

Si la válvula/el engranaje rota la conexión de válvula 102 tal como se indica en la Figura 3, es decir, la conexión de válvula 102 se rota en la dirección contraria a las agujas del reloj, este/a presionará dos de los cuatro rodillos 113 contra la superficie interna de la pared del alojamiento 101. La fricción establecida entre los rodillos 113, la superficie de la pared interna del alojamiento 101 y la conexión de válvula 102 provocará entonces el efecto de bloqueo debido a dichas fuerzas de fricción. Si se rota en la dirección opuesta, los otros dos rodillos 113, es decir, los rodillos 113 que estaban inactivos durante la rotación en la primera dirección, causarán el bloqueo de la misma manera que se ha explicado anteriormente. Se debe apreciar que las caras 119 (cuatro, pero solo una está marcada) en la conexión de válvula 102 son esenciales para que el mecanismo de bloqueo automático funcione correctamente.

Las caras 119 se deben configurar para tener una forma relativa respecto al diámetro interior del alojamiento 101, asegurando que los rodillos 113 se presionen en contacto por fricción con la superficie interna de la pared del alojamiento 101 cuando la conexión de válvula 102 se gire. Esto se visualiza en la Figura 8.

Si la conexión de válvula 102 en la Figura 8 se gira en la dirección de las agujas del reloj, los rodillos 113 se moverán a la posición 113B y, debido a que el rodillo 113 presiona contra la superficie de la pared interna del alojamiento 101 y la cara 119 en la conexión de válvula en el punto 122 de contacto, estos provocarán el efecto de bloqueo requerido. La única manera de que se pueda girar la conexión de válvula en la dirección de las agujas del reloj es si el pasador de liberación 108 expulsa a presión el rodillo de la posición de bloqueo 122, pero eso requiere el par del motor.

Si la conexión de válvula 102 en la Figura 8 se gira en la dirección contraria a las agujas del reloj, los rodillos se moverán hacia la posición 113A y, debido a que el rodillo 113 no presiona contra la superficie interna del alojamiento 101 y la cara 119 en la conexión de válvula 102, estos provocarán el bloqueo. Cabe señalar que el hueco 121 permite que el motor rote la conexión de válvula 102 y, por tanto, la válvula. El resorte 114 (no mostrado en la Figura 8) o la aleta 117 en la conexión de válvula 102 (véase la realización mostrada en las Figuras 5a y 7) o dispositivos similares evitan que el rodillo 113 encuentre otra posición donde este provoque el bloqueo.

La cara 119 puede ser recta, ser curvada y que posiblemente tenga otras formas, siempre que el rodillo 113 se mueva a una posición donde este provoque el bloqueo. Si los pasadores de liberación 108 de bloqueo presionan los rodillos 113 a la posición 113A, los pasadores de transferencia de par 110 comenzarán a empujar en la conexión de válvula 102 y comenzarán a transferir el par.

Los resortes 114 entre los dos rodillos 113 en un par ayudan a mantener los rodillos 113 en su posición de modo que el mecanismo se bloquee inmediatamente cuando la rotación o el giro se provoque mediante la rotación del árbol 112 desde el lado de la válvula. A fin de evitar pérdidas por fricción considerables cuando el mecanismo se rota o se gira desde el lado del motor, resulta importante que los resortes 114 tengan la rigidez y la longitud correctas para proporcionar la fuerza suficiente para mantener los rodillos 113 en su posición y no tanta rigidez como para que haya grandes fuerzas normales y, de ese modo, mucha fricción entre los rodillos 113 y la superficie interna del alojamiento 101. Esto significa que los resortes 113 se comprimen aproximadamente a la misma distancia que el radio de un rodillo 113 en un par cuando están montados. Una fuerza igual al peso de todo el mecanismo (si está hecho de acero y con una relación similar a la que se muestra en las Figuras) provocará una compresión del resorte de más del 5 % de la longitud total sin comprimir de cada resorte 114. Este párrafo se incluye para dar una impresión de cómo se debe diseñar cada resorte 114 para dar una fuerza que sea suficiente para mantener los rodillos en su posición sin causar mucha fricción, que es esencial para la primera reivindicación de patente. Existen muchas variaciones de rigidez y longitud del resorte que funcionarán.

La Figura 4 muestra cómo el motor puede rotar el engranaje a través del mecanismo de bloqueo automático 100. Cabe señalar cómo los pasadores de liberación 108 presionan en los rodillos 113 de modo que no haya ningún contacto entre la conexión de válvula 102 y los rodillos 113. En funcionamiento, hay contacto debido a que los resortes 114 presionan los rodillos 113 a la posición donde los rodillos 113 provocan un bloqueo instantáneo si el par de motor desaparece, pero no hay una gran fuerza de contacto mediante la que se permita que el mecanismo de bloqueo automático rote. La flecha, que indica la dirección de rotación, comienza en uno de los pasadores de liberación 108 debido a que es esta conexión de motor 105 la que obtiene primero el par del motor.

Cuando el mecanismo se gira desde el lado del motor, véase la Figura 4, es el resorte el que empuja el rodillo que no está en contacto con los pasadores de liberación 108 mediante los que los rodillos 113 permanecen en su posición. Sin el resorte 114, hay un movimiento considerable antes de que el mecanismo se bloquee cuando se gire desde el lado del engranaje. También resultaría posible hacer que gire el mecanismo desde el lado del engranaje si la dirección de rotación se cambia durante un período corto cada vez que los rodillos 114 se bloquean, lo que se causa, por ejemplo, mediante las vibraciones.

Un conjunto individual de rodillos 113 sería suficiente para crear un bloqueo, pero este crearía fuerzas desequilibradas o parciales en el cojinete. En un sistema de par grande, como un accionador de válvula, resulta importante tener simetría en el mecanismo de bloqueo automático 100 tanto para eliminar las fuerzas en el cojinete como para reducir la fricción y, de ese modo, las pérdidas en el mecanismo.

Si se rota el árbol de motor 107, este rotará la conexión de motor 105. Los orificios 109 en la conexión de motor 105 permiten que la conexión de motor 105 se rote algún ángulo antes de que los pasadores de transferencia de par 110 de la conexión de válvula 102 hagan contacto con la pared en el orificio 109. Esto resulta suficiente para que los pasadores de liberación 108 de la conexión de motor 105 puedan presionar los rodillos 113, lo que de otro modo causaría un bloqueo fuera de posición antes de que los pasadores de transferencia de par 110 de la conexión de válvula 102 y los orificios 109 en la conexión de motor 105 hagan contacto y comiencen a transferir el par del motor al engranaje y la válvula.

En la Figura 4, el punto de contacto 116 (indicado mediante una línea de marca más gruesa con el número de referencia 116) entre el orificio 109 en la conexión de motor 105 y el pasador de transferencia de par 110 de la conexión de válvula 102. Este punto de contacto 116 no está en el plano de la sección transversal. Son las paredes del orificio 109 en la conexión de motor 105 las que mueven el pasador de transferencia de par 110 de la conexión de válvula 102.

Las Figuras 3 y 4 indican un gran movimiento relativo entre las piezas, pero en el mecanismo de bloqueo 100 real el movimiento relativo aparte de la rotación no es visible a simple vista.

Las Figuras 5a y 5b muestran un mecanismo de bloqueo automático 100 alternativo sin un resorte, pero por lo demás basado en los mismos principios de construcción y función. La Figura 5a muestra esquemáticamente una sección transversal horizontal a través de otra realización de un mecanismo de bloqueo automático 100, observado desde abajo y a lo largo de las líneas C-C en la Figura 5b, mostrando la Figura una fase donde el motor proporciona el par y donde el mecanismo de bloqueo automático 100 rota en la dirección de las agujas del reloj; y la Figura 5b muestra una vista lateral de la realización mostrada en la Figura 5a, indicando con líneas discontinuas las diversas piezas de la realización mostrada del mecanismo de bloqueo automático 100.

En el mecanismo de bloqueo automático 100 alternativo, los resortes se reemplazan con una aleta 117 configurada para separar los rodillos 113 de la misma manera que los resortes 114 de acuerdo con las Figuras 1-4, pero también para transferir el par. Las aletas 117 pueden formar partes integradas de la conexión de válvula 102, tal como se muestra en la Figura. En la Figura 5a, a las aletas 117 se les da una forma que asegura que, cuando los pasadores de liberación 108 presionen en los rodillos 113, los rodillos 113 no estarán en contacto con el alojamiento 101, es decir, los pasadores de liberación 108 tienden a presionar los rodillos 113 hacia adentro en dirección hacia el centro del alojamiento 101. Esto resulta preferible debido a que los rodillos 101 entonces no necesitan hacer fricción contra la superficie interna de la pared del alojamiento 101 o el pasador de liberación 108, pero no es estrictamente necesario porque los rodillos 113 en esta situación estarán en un espacio donde no hay grandes fuerzas que presionen los rodillos 113 contra la pared del alojamiento 101. Por ende, solo habrá, por lo tanto, una pequeña fricción en cualquier caso. Cuando la conexión de válvula 102 se rota desde el lado de la válvula, la pequeña fricción entre la parte inferior de los rodillos 113 y la superficie interna del alojamiento 101 será suficiente para asegurar que la mitad de los rodillos 113 se muevan a una posición que proporcione el efecto de bloqueo.

La ventaja del mecanismo de bloqueo automático 100 alternativo es la menor fricción. La desventaja es que el bloqueo completo no se puede lograr si la válvula está sujeta a vibraciones.

La forma de las aletas 117 se puede optimizar de modo que los rodillos 113 proporcionen un bloqueo rápido. A fin de lograr esto, las tolerancias deben ser correctas y las aletas 117 deben tener una forma que evite que los rodillos 113 se atasquen. Tal como se muestra en la Figura 5a, cada aleta 117 está provista de una superficie 119 que fuerza a los rodillos 113 a friccionar y, por tanto, que bloquea el contacto con la superficie interna del alojamiento 101. Además, cada aleta 117 está provista de una punta 123 en cada fin de extremo de las aletas 117, asegurando las puntas 123 que se evite que los rodillos 113 entren en contacto con la superficie interna del alojamiento 101 cuando el motor esté rotando la conexión de válvula 102, eliminando, por tanto, o al menos reduciendo sustancialmente la fricción entre los rodillos 113 y dicha superficie interna del alojamiento 101. Entre la superficie 119 y la punta 123, cada lado de las aletas está provisto de una muesca, cuya forma corresponde más o menos a la forma de los rodillos 113. Durante el contacto inicial entre los rodillos 113 y cada punta correspondiente cuando rota en la dirección de las agujas del reloj, los rodillos 113 se forzarán a alejarse ligeramente de la superficie interna del alojamiento 101.

De acuerdo con esta realización, se retiran los pasadores de transferencia de par 110 del conector de válvula 102 y los orificios 109 correspondientes en el conector de árbol de motor 105, ya que tal pieza no tiene ninguna función.

La Figura 6 muestra esquemáticamente una variante de la realización del mecanismo de bloqueo automático 100 mostrado en las Figuras 1-4. De acuerdo con esta realización, los pasadores de transferencia de par 110 (no mostrados en la Figura 6) fijados al conector de válvula 102 y los orificios 109 correspondientes en el conector de árbol de motor 105 no tienen función y, por tanto, se omiten, dado que sus funciones se logran por medio de los pasadores de liberación 108. El par de pasadores de liberación 108 que no presiona contra los rodillos 113 presionará contra el conector de válvula 102 y hará que los pasadores de transferencia de par 110 y los orificios 109 en el conector de árbol de motor 105 sean superfluos. Los orificios 109 siguen estando presentes en la Figura, pero no tienen ninguna función. Se retiran los pasadores 110. De acuerdo con esta realización, los rodillos 113 y el conector de válvula 102 se redimensionan y solo se usan dos pasadores de liberación 108. Los resortes usados en la realización mostrada en la Figura 1-4 se reemplazan ahora por cilindros 118 de caucho flexibles que aseguran un efecto de bloqueo automático más rápido y fiable al proporcionar una fuerza que expulsa a presión los rodillos 113 de sus ranuras en el conector de válvula 102. Los cilindros 118 de caucho se posicionan en una cavidad o ranura provista en el final más profundo de dichas ranuras en el conector de válvula 102 para los rodillos 113. Cuando rota en la dirección contraria a las agujas del reloj, es decir, el conector de válvula 102 se rota mediante la válvula/el engranaje, se establecen puntos de contacto 119 entre cada rodillo 113 y una parte correspondiente de la ranura para cada rodillo, presionando los rodillos para que bloqueen el contacto con la superficie interna del alojamiento 101. Tales puntos de contacto de bloqueo estarán en una parte de la cavidad para los rodillos 113, cerca del eje de rotación del conector de válvula 102. Si la unidad se rota desde el lado del motor, el conector de válvula 102 se rotará en la dirección de las agujas del reloj, estableciendo puntos de contacto 120 cerca de la pared interna del alojamiento 101, forzando los rodillos 113 ligeramente hacia adentro hacia el eje de rotación, alejándose del contacto de bloqueo con la superficie interna del alojamiento 101.

Se debe apreciar que las superficies 119 se conforman, se configuran y funcionan de la misma manera que se ha descrito anteriormente tanto para la realización mostrada en la Figura 5a como en la Figura 7. Además, las aletas 117 de la realización mostrada en la Figura 7 están provistas de puntas 123, tal como se ha descrito anteriormente.

De acuerdo con la invención, la fricción se reduce drásticamente haciendo que el mecanismo sea simétrico y ajustando la rigidez del resorte al mínimo. Como alternativa, se puede omitir el resorte. Esto hace que el mecanismo sea más adecuado para su uso en una aplicación donde se haya que transferir una potencia considerable a través del mecanismo.

Tal como se indica en las Figuras, los rodillos 113, los pasadores de liberación 108 y los pasadores de transferencia de par 110 y las correspondientes aberturas u orificios para dichas unidades tienen una forma cilíndrica con un área de sección transversal circular.

Se debe señalar que el árbol de motor 107 y el árbol de engranaje 112 de válvula normalmente serán parte del motor y del engranaje de válvula y solo se muestran en este caso para ayudar a explicar la funcionalidad del mecanismo de bloqueo automático 100. Los orificios 106 y 111 en la conexión de motor 105 y la conexión de válvula 102, respectivamente, tendrán que fabricarse según las especificaciones del árbol.

Además, el motor y la válvula no se muestran. Se debe apreciar que el sistema ensamblado estará provisto de cojinetes (no mostrados) de un tipo adecuado, tales como cojinetes de rodillos. La configuración y el posicionamiento de tales cojinetes son bien conocidos por la persona experta en la materia y no se describirán con más detalle. Se debe señalar que el cojinete solo rotará unos pocos grados antes de que el bloqueo automático comience a rotar, por lo que no es estrictamente necesario un cojinete de rodillos.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Mecanismo de bloqueo automático (100) para la rotación de accionadores, que permite la rotación desde un lado, al tiempo que niega la rotación desde el otro lado, comprendiendo el mecanismo (100) uno o más conjuntos de rodillos (113) que están dispuestos entre un alojamiento (101) y una pieza de conexión de válvula (102) con una forma que presionará uno de los rodillos (113) en cada conjunto contra la pared del alojamiento (101), bloqueando el mecanismo de bloqueo automático si se aplica un par desde el lado de la válvula, y una pieza de conexión de motor (105) que está configurada de modo que esta expulse a presión los rodillos (113) de la posición de bloqueo y libere el bloqueo antes de que la pieza de conexión de motor (105) haga contacto con la pieza de conexión de válvula (102) y comience a transferir el par,

caracterizado por que un resorte (114) está dispuesto entre cada uno de los rodillos (113) en un par, el resorte (114) tiene una rigidez y una longitud tales que proporciona una fuerza que es suficiente para el mantenimiento de los rodillos (113) en su posición, pero no es suficiente para causar una fricción considerable entre los rodillos (113) y el alojamiento (101), y, de ese modo, permite que un motor rote el engranaje a través del mecanismo de bloqueo automático (100) con un par relativamente pequeño y pérdidas de potencia en el mecanismo de bloqueo automático (100).

2. Mecanismo de bloqueo automático (100) para la rotación de accionadores, que permite la rotación desde un lado, al tiempo que niega la rotación desde el otro lado, que comprende conjuntos de rodillos (113) dispuestos entre un alojamiento (101) y una pieza de conexión de válvula (102) con una forma que presionará uno de los rodillos (113) en cada conjunto contra la pared del alojamiento (101) y provocará el bloqueo si se intenta girar el mecanismo desde el lado de la válvula

y, caracterizado por que una pieza de conexión de motor (105) está conformada de modo que esta expulse a presión los rodillos (113) de la posición de bloqueo y contra la pieza de conexión de válvula (102) y transfiera el par a través del rodillo, en donde los rodillos en un conjunto (113) están separados y mantenidos en su lugar mediante una (117) en la pieza de conexión de válvula (102).

3. Mecanismo de bloqueo automático (10) para la rotación de accionadores de acuerdo con la reivindicación 2, en donde un pasador (108) en la pieza de conexión de motor (105) que expulsa a presión el rodillo (113) de la posición de bloqueo también presiona el rodillo (113) contra la aleta (117) y, de esta manera, transfiere el par a través del mecanismo y, de ese modo, hace que los pasadores de transferencia de par (110) sean superfluos.

4. Mecanismo de bloqueo automático (100) para la rotación de accionadores de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la aleta (117) tiene una especie de forma triangular donde los lados del "triángulo" no son necesariamente líneas rectas y donde una de las puntas del triángulo está sujeta a la pieza de conexión de válvula (102), al tiempo que un lado sigue el interior del alojamiento (101), lo que evita que el rodillo (113) entre en contacto con la pared del alojamiento (101) cuando el pasador de liberación (108) presiona el rodillo (113) contra la aleta (117).

5. Mecanismo de bloqueo automático (100) para la rotación de accionadores de acuerdo con la reivindicación 4, donde hay dos o más conjuntos de rodillos (113), pasadores de liberación (108) y algunas superficies (119) de bloqueo en la pieza de conexión de válvula (102),

en donde los conjuntos están dispuestos de manera relativa entre sí de modo que las fuerzas del bloqueo se equilibren entre sí y reduzcan, de ese modo, el desgaste de los cojinetes y faciliten la rotación del mecanismo (100) desde el lado del motor.