ES2948342B2

ES2948342B2 - Cilindro electronico

Info

Publication number: ES2948342B2
Application number: ES202230117A
Authority: ES
Inventors: Laguardia Ander Munoz; Amunarriz Javier Lecaroz
Original assignee: Salto Systems SL
Current assignee: Salto Systems SL
Priority date: 2022-02-15
Filing date: 2022-02-15
Publication date: 2024-02-07
Anticipated expiration: 2042-02-15
Also published as: WO2023156697A1; ES2948342A1; TW202342864A

Description

DESCRIPCIÓN

CILINDRO ELECTRONICO

OBJETO DE LA INVENCIÓN Y SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención consiste en un cilindro electrónico que puede desbloquearse y abrirse mediante una llave electrónica. Dicho cilindro comprende un mecanismo de embrague, accionable electrónicamente, que tiene como objetivo proporcionar un bloqueo en el rotor del cilindro, lo que permite proporcionar un cierre seguro y robusto, frente a posibles ataques, para una puerta o un acceso, con un medio de bloqueo electrónico, así como un sistema de detección de giro del rotor respecto del cuerpo estator que permite desactivar el motor cuando el rotor gira respecto del cuerpo estator, gestionando el consumo energético de un modo óptimo.

La invención se encuadra dentro del sector de la cerrajería y más concretamente en el sector de los cilindros electrónicos o electromecánicos para sistemas de control de accesos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente, en los sistemas de control de accesos, cada vez es más habitual el empleo de cilindros electrónicos debido a la versatilidad, seguridad, así como la capacidad de configuraciones que disponen, a diferencia de los cilindros de funcionamiento puramente mecánico. Configuraciones como limitar dichos accesos en función de las necesidades o preferencias del usuario, permitir aperturas en horarios determinados, así como obtener información sobre las aperturas o intentos de aperturas realizados.

Dentro de los cilindros electrónicos, existen en el mercado aquellos que poseen en su interior medios de almacenamiento de carga eléctrica, como baterías o pilas, así como el sistema de control, que permite un uso independiente de dicho cilindro, sin requerir de conexiones cableadas externas.

Además de estos sistemas, en el mercado también se pueden encontrar cilindros que no incorporan en su interior ni batería ni sistema de control, ni tienen conexiones fijas cableadas, sino que son alimentados eléctricamente y controlados mediante sistemas de gestión que se encuentran en la llave. Es decir, cilindros que, por sus características, están enfocados a ser instalados en accesos con una difícil conexión eléctrica, o que están sometidos a cambios de temperatura o unas condiciones climáticas que pueden afectar al funcionamiento de una batería fija, así como a su sustitución.

De esta forma, la invención se encuentra focalizada en estos últimos tipos de cilindros electrónicos.

Este tipo de cilindros, que no poseen batería, se emplean sobre todo en instalaciones que debido a su situación o a las condiciones climáticas a las que van a estar sometidas, interesa que sean robustos, que incorporen cuanto menos electrónica posible y que requieran de poco mantenimiento.

Algunos ejemplos de uso de este tipo de cilindros pueden ser para controlar el acceso a subestaciones eléctricas situadas en lugares aislados, a zonas exteriores donde se pueden ubicar materiales, grandes depósitos, o sencillamente, instrumentos o maquinaria de gran valor.

En este tipo de instalaciones, gracias a los cilindros electrónicos, se pueden gestionar los permisos de quién puede acceder, o no, a las mismas, configurando una llave de acceso con un código a través de un dispositivo electrónico. Asimismo, estos permisos pueden ser temporales, es decir, que pueden emplearse únicamente durante un tiempo determinado, y por otro lado, también permiten tener un control de entradas y salidas controlado por un sistema de gestión. Para estos cilindros únicamente será necesario disponer de una llave en la que se integren los sistemas de control, así como una batería que pueda alimentar al cilindro para realizar la operación de desbloqueo o de apertura.

Ahora bien, el problema que presentan estos cilindros es doble, por un lado, hay que garantizar la seguridad del cilindro para que proporcione un funcionamiento correcto, es decir, que no dé fallos en su apertura y cierre, y para que ofrezcan una resistencia a manipulaciones.

Por otro lado, el consumo del motor del cilindro debe ser el menor posible para que sea eficiente de cara al usuario, evitando que éste tenga que estar cargando o cambiando la batería de la llave cada corto espacio de tiempo.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención consiste en un cilindro electrónico accionable por una llave electrónica, donde dicho cilindro electrónico comprende un cuerpo estator, un rotor configurado para rotar respecto del cuerpo estator, un motor accionable por la llave electrónica, un mecanismo de embrague configurado para bloquear y desbloquear el giro del rotor respecto del cuerpo estator mediante el accionamiento del motor; y un sistema de detección de giro del rotor, respecto del cuerpo estator, configurado dicho sistema para desactivar el motor cuando el rotor gira respecto del cuerpo estator.

El sistema de detección de giro del rotor, respecto del cuerpo estator, puede configurarse para desactivar el motor cuando se produce el giro del rotor, reduciendo de este modo el consumo energético.

El sistema de detección de giro del rotor comprende:

- un imán de detección de posición situado en el cuerpo estator;

- un transmisor de campo situado en el rotor; y

- un sensor magnético situado en el rotor, configurado para detectar el campo magnético emitido por el imán de detección de posición y canalizado hacia el sensor magnético por medio del transmisor de campo;

donde, el sensor magnético está conectado electrónicamente al motor, de forma preferente está conectado a un circuito electrónico que controla la activación y desactivación del motor, pudiendo estar conectado a través del control electrónico del cilindro, donde dicho motor está configurado para desactivarse cuando el sensor magnético detecta una modificación de la posición del imán de detección de posición respecto del sensor magnético.

El sistema de detección de giro del rotor supone una gran ventaja respecto a los cilindros electrónicos existentes en el mercado ya que en una parte de los cilindros de este tipo, la batería suministra energía al motor constantemente hasta que se extrae la llave, lo cual hace que el consumo sea muy elevado. Sin embargo, mediante el sistema de detección de giro, en el momento que se detecta la rotación del rotor respecto del estator, se corta el suministro de energía eléctrica, optimizando de este modo el consumo energético.

El cilindro se puede configurar de tal modo que, cuando el rotor gire respecto del cuerpo estator, modificando el campo magnético detectado por el sensor un valor concreto, el circuito motor desactive la alimentación del motor. Esta modificación del campo magnético es debido a que al realizar el giro del rotor, el imán deja de estar alineado con el transmisor de campo y el sensor magnético, modificando así la transmisión del campo recibida por dicho sensor magnético.

De forma preferente, inicialmente el sensor magnético, el transmisor de campo y el imán de detección de posición se encuentran alineados (con un ángulo de 0° entre ellos) y, cuando el rotor gira respecto del cuerpo estator, al girar la llave, abriendo el cilindro electrónico para la apertura del acceso, se desalinean, inclinándose un ángulo, por ejemplo, respecto de la vertical. En este momento el sensor magnético detecta este desplazamiento, o giro, cortando la alimentación eléctrica del motor, mejorando con ello la eficiencia energética del cilindro.

La llave electrónica puede ser un periférico que comprende un control con la lógica de apertura, de modo que puede conectarse electrónicamente al cilindro para desbloquearlo.

En una realización, el mecanismo de embrague, a su vez, comprende al menos una bola de bloqueo y un balancín, conectado al motor, configurado dicho balancín para rotar sobre sí mismo, al accionarse el motor, entre una posición de bloqueo y una posición de desbloqueo, donde dicho balancín comprende al menos una abertura radial.

Se entiende por balancín una pieza que tiene una forma de disco, barra o varilla, el cual es móvil al poder girar alrededor de un eje, en este caso a partir del eje definido por el cilindro electrónico, y que sirve para liberar o bloquear el giro del rotor respecto del cuerpo estator.

En esta realización, el rotor está configurado para rotar respecto del cuerpo estator, y comprende un suplemento rotor que comprende una primera sección que comprende una abertura interior en la que se encuentra el balancín insertado con holgura a dicha abertura; donde dicha primera sección está insertada exteriormente, con holgura y de forma concéntrica, a una cavidad interior del cuerpo estator del cilindro electrónico; y al menos un hueco pasante radial, preferiblemente situado también en la primera sección del suplemento rotor, donde se encuentra insertada con holgura al menos una bola de bloqueo.

Que el balancín se encuentre insertado con holgura a la abertura interior del suplemento rotor, quiere decir que dicho balancín puede girar de una forma concéntrica respecto de dicho suplemento rotor, manteniéndose en la abertura interior del mismo, sin transferir el giro al suplemento rotor. De igual modo, que la primera sección del suplemento rotor esté insertada con holgura a una cavidad interior del cuerpo estator, quiere decir que dicho suplemento rotor puede rotar respecto del cuerpo estator manteniendo la concentricidad.

El hueco pasante radial en el que se encuentra la bola de bloqueo puede ser un taladro pasante, orientado en una dirección radial del suplemento rotor, con un diámetro lo suficientemente grande para alojar a la bola de bloqueo, permitiendo que ésta se desplace radialmente, por su interior, gracias al juego que presenta.

También en esta realización, la cavidad interior del cuerpo estator, en la que se encuentra la primera sección del suplemento rotor, comprende una concavidad en la que se sitúa una parte de la bola de bloqueo cuando el suplemento rotor se encuentra en una posición de cierre del cilindro electrónico. Dicha concavidad puede comprender planos rectos o superficies curvadas, que faciliten el bloqueo del suplemento rotor respecto del cuerpo estator, así como el deslizamiento de la bola de bloqueo por ella.

En una realización, el balancín está en posición de bloqueo cuando la abertura radial está desalineada radialmente respecto del hueco pasante radial del suplemento rotor, y está en posición de desbloqueo cuando la abertura radial está alineada radialmente con el hueco pasante radial del suplemento rotor.

De este modo, en una realización, estando el balancín en posición de desbloqueo, la bola de bloqueo está configurada para extraerse de la concavidad del cuerpo estator y para insertarse en la abertura radial del balancín, manteniéndose en el interior del hueco pasante radial del suplemento rotor, al girar el rotor respecto del cuerpo estator. De forma preferente, dicho giro es debido al giro de la llave insertada en el cilindro electrónico.

Por otro lado, estando el balancín en posición de bloqueo, la bola de bloqueo está parcialmente insertada en la concavidad del cuerpo estator, y está configurada para bloquear la rotación del rotor respecto dicho cuerpo estator, ya que no podría insertarse en la abertura radial del balancín. Dado que dicha bola tiene un diámetro mayor que el espacio radial del hueco del suplemento rotor en el que se encuentra insertada, precisa dejar una parte de dicha bola en un exterior de dicho hueco, por el interior o por el exterior, es decir, ya sea en la concavidad del cuerpo estator o en la abertura radial del balancín. Es decir, si el balancín no permite la inserción de la bola en la abertura radial debido a la orientación que tiene, impediría el giro del rotor y por lo tanto, la apertura del cierre.

De este modo, si la llave electrónica, al ser insertada en el cilindro electrónico no tiene un código de autorización, la electrónica del cilindro no activaría el motor y por lo tanto, no giraría el balancín, manteniendo el bloqueo del rotor. En caso de tener la llave el código de autorización, el motor giraría el balancín, el cual se situaría en una posición de desbloqueo, permitiendo el giro del rotor respecto del cuerpo estator.

En una realización, el rotor comprende, además del suplemento rotor, una cabeza rotor que comprende el motor y el mecanismo de embrague, donde la cabeza rotor y el suplemento rotor están conectados. Es decir, que comparten un mismo giro solidario. De este modo, estando el balancín en posición de desbloqueo, el giro del rotor respecto del cuerpo estator para abrir el cilindro electrónico, supone el giro de, no solo el suplemento rotor, sino también del motor y de los componentes del mecanismo embrague de forma solidaria, en su totalidad, respecto del cuerpo estator. Lo cual quiere decir, que no gira una parte del mecanismo de embrague o el motor, sino que gira todo el conjunto.

En una realización, el suplemento rotor comprende una segunda sección unida a una leva, donde dicha leva está configurada para rotar, respecto del cuerpo estator, de forma solidaria a la rotación del suplemento rotor. Es decir, que dicha leva gira al girar el rotor respecto del cuerpo estator.

En una realización, la rotación del rotor respecto del cuerpo estator es solidaria a la rotación de la llave electrónica respecto del cuerpo estator, cuando dicha llave electrónica está insertada en el cilindro electrónico.

En esta realización, estando el balancín en posición de desbloqueo, al girar la llave, se gira el rotor y la bola de bloqueo se puede desplazar radialmente, introduciéndose en la abertura radial del balancín, permitiendo de este modo que el suplemento rotor pueda seguir girando, desplazando así a la leva y permitiendo la apertura de la cerradura. Es decir, que con esta realización, el movimiento rotacional del rotor es generado por usuario que porta y gira la llave.

En una realización, el motor es accionable por la llave electrónica al ser insertada o conectada dicha llave al cilindro electrónico, siendo una llave autorizada para la apertura. Es decir, que el motor precisa que la llave autorizada sea insertada o conectada en el cilindro para que se produzca dicho accionamiento, dirigiendo el consumo eléctrico del cilindro en el giro del motor para girar el balancín.

En una realización, el mecanismo de embrague comprende un disco actuador, conectado al motor y al balancín, configurado para trasladar el giro del eje de dicho motor al balancín cuando el motor es accionado, es decir, para transmitir el par del motor al balancín; y un resorte de recuperación, preferentemente un resorte de torsión ensamblado al disco actuador, configurado para rotar dicho disco actuador en un sentido de giro opuesto al giro del motor, y para rotar al balancín de la posición de desbloqueo a la posición de bloqueo. Es decir, que con esta realización, el motor puede girar el balancín de la posición de bloqueo a la de desbloqueo, mediante el disco actuador, al girar el eje de dicho motor cuando se acciona, pero es el resorte el que realiza el giro en sentido opuesto al ejercer una carga sobre el mismo disco actuador.

La conexión entre el eje del motor y el disco actuador es solidaria, es decir, que el disco actuador gira sobre sí mismo al accionarse el motor, mientras que la conexión entre el disco actuador y el balancín es preferentemente machihembrada, comprendiendo el disco actuador unos salientes ensamblables en unas ranuras del balancín. Al estar comprendido el disco actuador y el resorte de recuperación en el mecanismo de embrague, y éste en la cabeza del rotor, cuando se produce la apertura del cierre del cilindro, tanto el disco actuador, como el resorte de recuperación giran de forma solidaria al cuerpo del motor, al suplemento rotor y al balancín, respecto del cuerpo estator que permanece fijo.

La recuperación de la posición del balancín es debida a la energía del giro acumulada en el resorte de recuperación cuando se produce el giro del disco actuador por el motor. Por ello, una vez que se realiza el giro del rotor, como se ha indicado en una de las realizaciones anteriores, girando la llave, el motor se desconecta y el balancín puede recuperar su estado de bloqueo al ser girado en sentido contrario por el efecto del resorte. De esa forma, antes de que el balancín se sitúe en su posición inicial de bloqueo, la bola de bloqueo es proyectada radialmente hacia la concavidad del cuerpo estator. Es decir, que con esta realización, el movimiento de recuperación del balancín no lo realiza el motor, sino el resorte, reduciendo con ello, el consumo eléctrico del cilindro.

En una realización, el mecanismo de embrague comprende dos bolas de bloqueo insertadas, cada una de ellas, en uno de dos huecos pasantes radiales del suplemento rotor, donde el balancín comprende dos aberturas radiales, una para cada bola de bloqueo; y donde la cavidad interior del cuerpo estator en la que se encuentra la primera sección del suplemento rotor comprende dos concavidades donde se sitúan de forma ajustada, en cada una de ellas, una parte de una de las dos bolas de bloqueo.

Con esta realización, el bloqueo del rotor respecto del estator es mayor y por lo tanto, el cilindro es más robusto y menos susceptible a manipulaciones indeseadas. De forma preferente, las bolas de bloqueo están alineadas diametralmente, es decir, que están enfrentadas respecto del eje que define el balancín.

En una realización, el cilindro electrónico comprende al menos un imán de recuperación unido al cuerpo estator configurado para atraer la bola de bloqueo, fabricada en un material magnético, a la concavidad de la cavidad interior de dicho cuerpo estator. En otras realizaciones, en vez de un imán se puede utilizar la gravedad como medio para situar la bola en la concavidad, bloqueando el rotor respecto del estator.

En una realización, el cilindro electrónico comprende un control electrónico conectado al motor y conectable a la llave electrónica cuando dicha llave es insertada o conectada en el cilindro electrónico. Este control electrónico verifica que la llave introducida está autorizada, controla la activación del motor y además realiza un control sobre el uso del cilindro.

En una realización, el cilindro electrónico comprende un mecanismo de bloqueo de pitones, de inserción y extracción de llave, donde dicho mecanismo comprende al menos:

- un pitón superior conectado al cuerpo estator de la cerradura mediante un resorte de compresión, donde dicho resorte de compresión y el pitón superior están alojados en un orificio del cuerpo estator;

- un pitón inferior que, en una posición de inserción y extracción de la llave, se encuentra apoyado sobre el pitón superior; donde dicho pitón inferior es desplazable en la dirección del orificio del cuerpo estator en el que se encuentra el pitón superior cuando se inserta o se extrae dicha llave del cilindro eléctrico.

Este mecanismo del bloqueo permite que la llave se pueda insertar y extraer del cilindro en unas posiciones determinadas, siendo dicho sistema de pitones habitual en las cerraduras mecánicas.

Asimismo, el sistema de detección de giro del rotor es adecuado para las cerraduras electrónicas en las cuales es necesario girar el rotor más de 360°, respecto del cuerpo estator, para abrirlas, conocida como cerradura multi-vuelta. Este tipo de cerraduras, posee la desventaja de tener que desbloquear el rotor, cada vez que el rotor gira una vuelta completa, siendo para ello necesario sacar y volver a meter la llave del cilindro electrónico.

Sin embargo, con el sistema de detección de giro del rotor, en el caso de una cerradura multi-vuelta, el sensor magnético puede estar configurado para detectar que el rotor ha girado 360° y está cerca de pasar de nuevo por la posición de 0° (es decir, realizar una vuelta completa respecto del cuerpo estator) volviendo a activar el motor para pasarlo de la posición de bloqueo a la de desbloqueo y hacer así más cómodo el funcionamiento para el usuario, dado que no es necesario extraer la llave.

De forma concreta, en esta realización, el motor puede estar configurado para desactivarse cuando el sensor magnético detecta una disminución del campo magnético emitido por el imán de detección de posición; y el motor está configurado para activarse cuando el sensor magnético detecta un incremento del campo magnético emitido por el imán de detección de posición.

Además del cilindro electrónico, la invención también comprende la cerradura electrónica que comprende una llave electrónica y un cilindro electrónico como el descrito definido en cualquiera de las realizaciones anteriores, donde la llave electrónica comprende una batería que proporciona alimentación eléctrica al motor del cilindro electrónico.

Con esta realización, la batería de la llave suministra la única energía eléctrica necesaria para que el motor del cilindro desplace al balancín a su posición de desbloqueo. Si transcurrido un tiempo programado, el rotor no ha sido girado, es decir, si se ha introducido la llave, se ha enviado la señal al motor para que gire el balancín, pero no se ha producido el giro del rotor respecto del cuerpo estator, como por ejemplo, girando la llave, el cilindro se puede configurar para que se desconecte la energía y el balancín vuelve a su posición de bloqueo. De este modo se optimiza la energía y se evita un uso inadecuado y/o malintencionado.

En una realización de la cerradura electrónica, el cilindro electrónico comprende unos conectores eléctricos configurados para conectarse a unos conectores eléctricos de la llave electrónica.

Mediante esta realización, al insertarse la llave en el cilindro, se ponen en comunicación ambos elementos conectores, y se certifica que el código de la llave está autorizado para realizar la apertura. Si el código está autorizado, la electrónica del cilindro envía la orden al motor para que se ponga en movimiento, desplazando el balancín, haciéndolo rotar, hasta situarlo en su posición de desbloqueo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Con la intención de ayudar a comprender mejor el sistema desarrollado y en relación con un ejemplo práctico de realización preferente del mismo, se ofrece una serie de dibujos donde se ha representado lo siguiente:

- Figura 1A.- Muestra una vista en perspectiva del cilindro electrónico insertado por una llave electrónica.

- Figura 1B.- Muestra la misma vista en perspectiva del cilindro electrónico insertado por una llave electrónica de la figura 1A, cortada por la mitad por un plano longitudinal, permitiendo observar los componentes situados en el interior del cuerpo estator.

- Figura 2A.- Muestra una vista en alzado del cilindro electrónico insertado por una llave electrónica.

- Figura 2B.- Muestra una vista en perfil del cilindro electrónico insertado por una llave electrónica, siendo utilizada dicha vista para mostrar unos planos de corte (A-A y B-B) representados en las figuras 2C y 2E.

- Figura 2C.- Muestra una vista en alzado, cortada por un plano longitudinal, indicado con la referencia A-A de la figura 2B, donde la representación de la llave se muestra interrumpida por la izquierda, y donde se puede apreciar los componentes del interior del cilindro electrónico.

- Figura 2D.- Muestra una vista en detalle de la figura 2C, representado con la referencia "C” en la que se puede apreciar a mayor tamaño el ensamblaje del balancín, el disco actuador, el motor, el suplemento rotor y el resorte de recuperación.

- Figura 2E.- Muestra una vista en planta, interrumpida por una parte inferior, cortada por un plano transversal B-B indicado en la figura 2B, del cilindro electrónico.

- Figura 2F.- Muestra una vista en detalle de la figura 2E, representado con la referencia "D”, donde se puede apreciar a mayor tamaño, y desde una perspectiva en planta, del ensamblaje entre las bolas, los imanes, el balancín, el disco actuador, el resorte de recuperación, el motor y el suplemento rotor.

- Figura 3.- Muestra una vista explosionada en perspectiva del rotor en la que se puede apreciar la cabeza rotor que comprende el disco actuador y el balancín; el suplemento rotor y las bolas de bloqueo.

- Figura 4.- Muestra una vista en perspectiva del cilindro electrónico, donde el conjunto formado por el suplemento rotor, el balancín, la leva, las bolas y los imanes están ensamblados en un conjunto montado, desplazado respecto del cuerpo estator.

- La figura 5.- Muestra una vista en alzado del cilindro electrónico con la llave electrónica insertada, estando dicha llave representada de forma interrumpida. Dicha vista muestra el plano de corte con el que se han representado las figuras 6A-6D, identificado con la referencia E-E.

- Las figuras 6A-6D.- Muestran las diferentes posiciones del balancín y del suplemento rotor respecto del cuerpo estator.

• De este modo, la figura 6A muestra el balancín en estado bloqueado, al estar la abertura radial del balancín desalineada con el hueco pasante radial del suplemento rotor, estando la leva en posición de cierre.

• La figura 6B muestra el balancín en estado desbloqueado, al estar la abertura radial alineada con el hueco pasante radial del suplemento rotor, estando la leva en posición horizontal, al igual que los huecos del suplemento rotor.

• La figura 6C muestra el balancín en estado desbloqueado, al estar la abertura radial alineada con el hueco pasante radial del suplemento rotor, estando el suplemento rotor ligeramente inclinado respecto del cuerpo estator, y la leva en una posición inclinada los mismos grados que se ha girado el rotor respecto del cuerpo estator, según la figura 6B, al compartir dicha leva y rotor el mismo giro.

• La figura 6D muestra el balancín en estado desbloqueado, estando el suplemento rotor más inclinado respecto del cuerpo estator, y la leva en una posición más inclinada, y los mismos grados que se ha girado el rotor respecto del cuerpo estator, de lo que lo estaba en la figura 6C.

- La figura 7A.- Muestra una vista en alzado del cilindro electrónico con la llave electrónica insertada, estando dicha llave representada de forma interrumpida. Dicha vista representa el plano de corte identificado con la referencia F-F.

- La figura 7B.- Muestra una vista en perfil, seccionado por un plano de corte lateral, mostrado con la referencia F-F en la figura 7A.

- La figura 7C muestra un detalle del sistema de detección de giro del rotor, identificado con la referencia "G” mostrada en la figura 7B, donde el imán, el transmisor y el sensor magnético están alineados.

- La figura 7D también muestra un detalle del sistema de detección de giro del rotor, identificado con la referencia "G” mostrada en la figura 7B, donde el imán, y el sensor magnético están desalineados.

A continuación se facilita un listado de las referencias empleadas en las figuras: (1) Rotor

(2) Cuerpo estator

(2.1) Concavidad

(3) Bola de bloqueo

(4) Imán de recuperación

(5) Balancín

(5.1) Abertura Radial

(6) Imán de detección de posición

(7) Transmisor de campo

(8) Sensor magnético

(9) Llave electrónica

(10) Resorte de compresión

(11) Cabeza Rotor

(12) Disco actuador

(13) Resorte de recuperación

(14) Motor

(15) Suplemento Rotor

(15.1) Hueco

(16) Leva

(17) Pitón superior

(18) Pitón inferior

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Cómo se puede apreciar en las figuras, especialmente en las figuras 1A y 1B, la invención consiste en un cilindro electrónico accionable e insertable por una llave electrónica (9).

En dichas figuras 1A-1B se puede observar una llave electrónica (9) insertada en uno de los lados frontales del cilindro electrónico, estando dicho lado normalmente a la vista cuando el cilindro se encuentra montado en una puerta o acceso.

Este cilindro electrónico, mostrado en las figuras, tiene una apariencia exterior habitual de cilindros de cierre existentes en el mercado, ya sea mecánico o electrónico, pero tan solo tiene una abertura por la cual puede insertarse la llave electrónica (9) para su apertura.

El funcionamiento del cilindro electrónico consiste en, encontrándose dicho cilindro cerrado al estar la leva (16) girada respecto del cuerpo estator (2) haciendo de tope, o conectado a una petaca o pasador que se encuentra encajado en un orificio o tope de un marco de una puerta, es decir, estando la cerradura en la que se encuentra el cilindro cerrada, insertar la llave electrónica (9) en un extremo de dicho cilindro para su apertura.

El cilindro electrónico comprende un rotor (1) que a su vez comprende una cabeza de rotor (11), y un suplemento rotor (15). En la cabeza del rotor (11) se encuentra instalado el motor (14), un disco actuador (12), un balancín (5) junto a dos bolas de bloqueo (3) y un resorte de recuperación (13).

Al insertar dicha llave electrónica (9) en el cilindro electrónico, el conector de la llave (9) conecta con unos conectores electrónicos del cilindro, los cuales mandan una señal a un control electrónico del cilindro, conectado a un motor (14), accionando dicho motor (14). La energía eléctrica necesaria para accionar el motor (14) viene de la llave electrónica (9) la cual comprende la batería donde se almacena la energía eléctrica necesaria para hacer girar el motor (14).

El motor (14) al accionarse, gira o hace rotar, sobre sí mismo, el disco actuador (12) al cual se encuentra conectado a través del eje del motor (14). Este disco actuador (12) traslada el giro, es decir, el par torsor proporcionado por el motor (14) al balancín (5), el cual, inicialmente se encuentra en posición de bloqueo, como se muestra en la figura 6A, girándolo a una posición de desbloqueo, como se muestra en la figura 6B.

Una vez que dicho balancín (5) se ha girado a una posición de desbloqueo, el usuario puede girar la llave electrónica (9) que se encuentra insertada en el cilindro electrónico, girando con ella el rotor (1) de forma completa respecto del cuerpo estator (2), estando dicho rotor (1) unido por medio del suplemento rotor (15) a la leva (16) del cilindro, abriendo la cerradura, como se muestra en las figuras 6C y 6D.

El bloqueo y desbloqueo del balancín (5) viene determinado por el mecanismo de embrague del cilindro. Este mecanismo comprende, de adentro hacia afuera y de forma concéntrica, además del balancín (5), dos bolas de bloqueo (3) insertadas en dos huecos enfrentados radiales del suplemento rotor (15), el suplemento rotor (15), dos imanes de recuperación (4) situados fijos, unidos al cuerpo estator (2) así como el propio cuerpo estator (2) del cilindro. Es decir, una disposición como la mostrada en las figuras 6A-6D, donde el balancín (5) se encuentra en una abertura interior del suplemento rotor (15), con una holgura entre ambos que permite el giro independiente entre ellos, y el suplemento rotor (15) en una cavidad interior del cuerpo estator (2), también con holgura.

El funcionamiento de este mecanismo está explicado a partir de esta secuencia de figuras 6A-6D, de tal forma que en la figura 6A, el balancín (5) está en posición de bloqueo, dado que las dos aberturas radiales (5.1) que comprende, y que están situadas en el perímetro de dicho balancín (5), no están alineadas con los dos huecos (15.1) del suplemento rotor (15) en las que se encuentran las bolas de bloqueo (3).

Una vez que el balancín (5) se pasa de la posición de bloqueo a la de desbloqueo, es decir, que gira sobre sí mismo, pasando de una posición mostrada en la figura 6A a la mostrada en la 6B, puede girar la llave electrónica (9) insertada en el cilindro, girando con ella el rotor (1). Cuando se produce el giro de dicho rotor (1), las bolas de bloqueo (3) que, en posición de cierre de la cerradura se encuentran insertadas en los huecos (15.1) del suplemento rotor (15) y parcialmente insertadas, cada una de ellas, en unas concavidades (2.1) del cuerpo estator (2) debido a la atracción realizada por los imanes de recuperación (4), que se encuentran contiguos a dichas concavidades (2.1), pueden insertarse, también parcialmente, en las aberturas radiales (5.1) del balancín (5), como se muestra en la figura 6C, extrayéndose de las concavidades (2.1) por efecto de su geometría, permitiendo el giro conjunto del balancín (5) y del suplemento rotor (15) respecto del cuerpo estator (2).

Si el balancín (5) no se hubiese girado por el accionamiento del motor (14), las bolas de bloqueo (3) no podrían insertarse en las aberturas radiales (5.1) por lo que harían tope entre el cuerpo estator (2) y el suplemento rotor (15), impidiendo el giro del rotor (1).

Una vez que se ha producido el giro de la llave electrónica (9), y se ha girado el rotor (1) respecto del cuerpo estator (2), girando la leva (16) y por lo tanto, abriendo la cerradura, la llave electrónica (9) puede extraerse del cilindro en una misma posición en la que fue insertada, es decir, por ejemplo en horizontal o en vertical, como la mayoría de cerraduras, gracias a un mecanismo de pitones que comprende, dejando el suplemento rotor (15) en una posición como la mostrada en las figuras 6A y 6B.

Para que el balancín (5) se gire a una posición de bloqueo una vez que se ha producido la apertura del cilindro, el mecanismo de embrague también comprende un resorte de recuperación (13) conectado al disco actuador (12), el cual acumula una energía debido al giro del motor (14) cuando éste gira el balancín (5) a la posición de desbloqueo, permitiendo utilizar la energía acumulada durante la deformación de dicho resorte (13) para girar el balancín (5) en sentido contrario, a la posición de bloqueo, como se muestra en la figura 6A.

El mecanismo de pitones comprende un pitón superior (17) conectado al cuerpo estator (2) de la cerradura mediante un resorte de compresión (10), y un pitón inferior (18) apoyado sobre una superficie de dicho pitón superior (17). Cuando la llave electrónica (9) se inserta en el cilindro electrónico, los pitones (17, 18) se desplazan hacia dentro, en la dirección del taladro en el que se encuentra el resorte de compresión (10), situándose la separación entre dichos pitones (17, 18) a una altura exacta que permite el giro de la llave (9) respecto del cuerpo estator (2). Esta disposición se muestra claramente en la figura 2C, donde el plano que separa los dos pitones (17, 18) coincide con el plano que separa la cabeza rotor (11) respecto del cuerpo estator (2).

Una parte fundamental de la invención preferente se puede ver en las figuras 7B-7D, donde se muestra que el cilindro también comprende un sistema de detección de giro del rotor (1) que comprende un imán de detección de posición (6) situado en el cuerpo estator (2), es decir, que es inmóvil respecto al giro del rotor (1), un transmisor de campo (7) comprendido en la cabeza rotor (11), compartiendo giro con él, y un sensor magnético (8), también situado en la cabeza rotor (11), configurado para detectar el campo magnético del imán de detección de posición (6), canalizado a través del transmisor de campo (7).

Este sistema de detección de giro permite conocer cuando se ha girado el rotor (1) respecto del cuerpo estator (2), de tal modo que permite cortar la fuente de alimentación eléctrica de la batería de la llave electrónica (9) hacia el motor (14), cuando el balancín (5) ya ha sido desbloqueado, optimizando de esa forma el consumo eléctrico.

En caso de que el cilindro electrónico sea del tipo “multivuelta”, es decir, que requiera que el rotor (1) gire respecto de cuerpo estator (2) más de una vuelta para generar el cierre o abertura del medio de apertura (puerta), este sistema de detección de giro permite evitar tener que sacar y meter la llave electrónica (9), cada vez que se realiza una vuelta, para que el balancín (5) recupere la posición de desbloqueo mostrado en la figura 6B.

Para esto, el sensor magnético (8) puede estar configurado para detectar que el rotor (1) ha girado 360° y está cerca de pasar por la posición de 0° (es decir, detectar que el rotor (1) realiza una vuelta completa respecto del cuerpo estator (2)) volviendo a activar el motor (14) para pasarlo de la posición de bloqueo a la de desbloqueo y hacer así más cómodo el funcionamiento para el usuario, dado que no es necesario extraer e introducir de nuevo la llave para desbloquear el balancín (5).

En esta realización, el motor (14) puede estar configurado para desactivarse cuando el sensor magnético (8) detecta una disminución del campo magnético emitido por el imán de detección de posición (6); y el motor (14) está configurado para activarse cuando el sensor magnético (8) detecta un incremento del campo magnético emitido por el imán de detección de posición (6).

Es decir, que tanto el resorte de recuperación (13) como este sistema de detección de giro, así como la disposición del mecanismo de embrague anteriormente definida permite, de forma conjunta, que el consumo eléctrico del cilindro se vea optimizado, manteniendo la capacidad de robustez de dicho cilindro.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Cilindro electrónico accionable e insertable por una llave electrónica (9),caracterizado porque el cilindro electrónico comprende:

- un cuerpo estator (2);

- un motor (14) accionable por la llave electrónica (9);

- un rotor (1) configurado para rotar respecto del cuerpo estator (2);

- un mecanismo de embrague configurado para bloquear y desbloquear el giro del rotor (1) respecto del cuerpo estator (2) mediante el accionamiento del motor (14); y

- un sistema de detección de giro del rotor (1) respecto del cuerpo estator (2), configurado dicho sistema para desactivar el motor (14) cuando el rotor (1) gira respecto del cuerpo estator (2).

2. Cilindro electrónico, según la reivindicación 1, donde el sistema de detección de giro del rotor (1) comprende:

- un imán de detección de posición (6) situado en el cuerpo estator (2);

- un transmisor de campo (7) situado en el rotor (1); y

- un sensor magnético (8) situado en el rotor (1), configurado para detectar el campo magnético emitido por el imán de detección de posición (6) y canalizado hacia el sensor magnético (8) por medio del transmisor de campo (7);

donde, el sensor magnético (8) está conectado electrónicamente al motor (14); donde dicho motor (14) está configurado para desactivarse cuando el sensor magnético (8) detecta una modificación de la posición del imán de detección de posición (6) respecto del sensor magnético (8).

3. Cilindro electrónico, según la reivindicación anterior, donde el sistema de detección de giro del rotor (1) está configurado para desactivar el motor (14) cuando el sensor magnético (8) detecta una disminución del campo magnético emitido por el imán de detección de posición (6); y para activar dicho motor (14) cuando el sensor magnético (8) detecta un incremento del campo magnético emitido por el imán de detección de posición (6).

4. Cilindro electrónico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el mecanismo de embrague comprende:

oun balancín (5) conectado al motor (14), configurado para rotar entre una posición de bloqueo y una posición de desbloqueo, donde dicho balancín (5) comprende al menos una abertura radial (5.1); y

oal menos una bola de bloqueo (3);

donde el rotor (1) comprende un suplemento rotor (15) que comprende:

ouna primera sección que comprende una abertura interior en la que se encuentra el balancín (5) insertado con holgura a dicha abertura; donde dicha primera sección está insertada exteriormente, con holgura y de forma concéntrica, a una cavidad interior del cuerpo estator (2) del cilindro electrónico; y

oun hueco (15.1) pasante radial donde se encuentra insertada con holgura la bola de bloqueo (3);

donde la cavidad interior del cuerpo estator (2), en la que se encuentra la primera sección del suplemento rotor (15), comprende al menos una concavidad (2.1) en la que se sitúa, una parte de la al menos una bola de bloqueo (3) cuando el suplemento rotor (15) se encuentra en una posición de cierre del cilindro electrónico.

5. Cilindro electrónico, según la reivindicación anterior, donde el balancín (5) está en posición de bloqueo cuando la abertura radial (5.1) está desalineada radialmente respecto del hueco (15.1) pasante radial del suplemento rotor (15), y está en posición de desbloqueo cuando la abertura radial (5.1) está alineada radialmente con el hueco (15.1) pasante radial del suplemento rotor (15).

6. Cilindro electrónico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 4 o 5, donde, estando el balancín (5) en posición de desbloqueo, la bola de bloqueo (3) está configurada para extraerse de la concavidad (2.1) del cuerpo estator (2) y para insertarse en la abertura radial (5.1) del balancín (5), al girar el rotor (1) respecto del cuerpo estator (2); y

donde, estando el balancín (5) en posición de bloqueo, la bola de bloqueo (3) está parcialmente insertada en la concavidad (2.1) del cuerpo estator (2), configurada para bloquear la rotación del rotor (1) respecto del cuerpo estator (2).

7. Cilindro electrónico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el rotor (1) comprende una cabeza rotor (11) que comprende el motor (14) y el mecanismo de embrague, donde la cabeza rotor (11) y el suplemento rotor (15) están conectados.

8. Cilindro electrónico, según la reivindicación 4, donde el suplemento rotor (15) comprende una segunda sección unida a una leva (16) donde dicha leva (16) está configurada para rotar, respecto del cuerpo estator (2), de forma solidaria a la rotación del suplemento rotor (15).

9. Cilindro electrónico, según cualquiera de las reivindicaciones 4, 5, 6 u 8, donde el mecanismo de embrague comprende:

- un disco actuador (12), conectado al motor (14) y al balancín (5), configurado para trasladar el giro del eje de dicho motor (14) al balancín (5) cuando el motor (14) es accionado; y

- un resorte de recuperación (13) ensamblado al disco actuador (12), configurado para rotar dicho disco actuador (12) en un sentido de giro opuesto al giro del motor (14), y para rotar el balancín (5) de la posición de desbloqueo a la posición de bloqueo.

10. Cilindro electrónico, según cualquiera de las reivindicaciones 4, 5, 6, 8 o 9, donde el mecanismo de embrague comprende dos bolas de bloqueo (3) insertadas, cada una de ellas, en uno de dos huecos (15.1) pasantes radiales del suplemento rotor (15), donde el balancín (5) comprende dos aberturas radiales (5.1), una para cada bola de bloqueo (3); y donde la cavidad interior del cuerpo estator (2) en la que se encuentra la primera sección del suplemento rotor (15) comprende dos concavidades (2.1) donde se sitúan de forma ajustada, en cada una de ellas, una parte de una de las dos bolas de bloqueo (3).

11. Cilindro electrónico, según cualquiera de las reivindicaciones 4, 5, 6, 8, 9 o 10, que comprende al menos un imán de recuperación (4) unido al cuerpo estator (2) configurado para atraer la bola de bloqueo (3), fabricada en un material magnético, a la concavidad (2.1) de la cavidad interior de dicho cuerpo estator (2).

12. Cilindro electrónico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un mecanismo de bloqueo de pitones, de inserción y extracción de llave, donde dicho mecanismo comprende al menos:

- un pitón superior (17) conectado al cuerpo estator (2) de la cerradura mediante un resorte de compresión (10), donde dicho muelle de compresión (10) y el pitón superior (17) están alojados en un orificio del cuerpo estator (2);

-un pitón inferior (18) que, en una posición de inserción y extracción de la llave (9), se encuentra apoyado sobre el pitón superior (17); donde dicho pitón inferior (18) es desplazable en la dirección del orificio del cuerpo estator (2) en el que se encuentra el pitón superior (17) cuando se inserta o se extrae dicha llave (9) del cilindro eléctrico.