MXPA04010959A - Carrete de cordon electrico con alimentacion y rebobinado automaticos. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo con carrete para cordon electrico con alimentacion y rebobinado automaticos para regular un cordon para suministro de energia de un aparato incluye una mensula del carrete (12) sobre la cual un carrete de cordon esta montado de manera rotatoria. Una mensula del motor (32) esta instalada de manera rotatoria en relacion con la mensula del carrete (12) y un mecanismo articulado (86) conecta la mensula del carrete (12) con la mensula del motor (32). Un primer motor (84) esta incorporado para accionar a eleccion el mecanismo articulado (86) y mover la mensula del motor (32) en relacion con la mensula del carrete (12). Esta incluido un segundo motor (68) apartado del primer motor (84). Un montaje es accionado por el segundo motor para hacer girar a eleccion el carrete del cordon en al menos una direccion.

Description

CARRETE DE CORDÓN ELÉCTRICO CON ALIMENTACIÓN Y REBOBINADO AUTOMÁTICOS Antecedente de la invención La presente invención se refiere, en general, a un aparato para replegar y distribuir cordón alimentador de corriente y un método para manejar la tensión del cordón alimentador de corriente en un aparato. Específicamente, el aparato y método para manejar la tensión del cordón de corriente incluye replegar y distribuir el cordón alimentador de corriente en asociación con los movimientos del aparato en relación con un enchufe eléctrico .

En el aparato o robot autónomo ó autopropulsado, común, para distribuir el cordón eléctrico del aparato, se tira con fuerza del cordón a partir de un carrete de cordón conforme el aparato se aleja del enchufe eléctrico. Para replegar el cordón hacia el aparato, se oprime o acciona un mecanismo para hacer que el cordón se regrese hacia el aparato a una velocidad muy alta, obligada por un muelle de placa en espiral. A medida que aumenta la distancia entre el aparato y el enchufe el resorte de placa en espiral da más tensión al cordón, dando origen por este medio a una mayor velocidad mediante la cual se regresa el cordón hacia el aparato. Así pues, en un aparato con cordón autopropulsado tradicional hay inconvenientes en la forma en la que un cordón alimentador se distribuye de, y se regresa hacia, el aparato.

Por consiguiente, se considera deseable desarrollar un aparato para el manejo del cordón nuevo y mejorado y el método para solucionar los problemas anteriores. Además, un objetivo de la presente invención es mantener y manejar una fuerza de tensión mínima en el cordón en todo momento sin importar la distancia entre el aparato y el enchufe o tomacorriente .

Breve compendio de la invención Un aspecto de la presente invención se refiere a un carrete de cordón eléctrico autoal imentado/rebobinado . Más específicamente, de acuerdo con este aspecto de la invención, se proporciona un aparato para regular un cordón alimentador de corriente de un aparato que consiste en una ménsula del carrete sobre la cual se monta de manera rotatoria un carrete del cordón. Una ménsula de motor se monta de manera que pueda moverse en relación con la ménsula del carrete. Un enlace conecta la ménsula del carrete con la ménsula del motor. Un primer motor acciona a elección el enlace y mueve la ménsula del motor en relación con la ménsula del carrete. Se proporciona un segundo motor, separado del primer motor, para impulsar un montaje que gira a elección el carrete del cordón en al menos una dirección.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para manejar la tensión en un cordón alimentador de corriente eléctrica de un aparato, el cordón siendo enrollado sobre un carrete rotatorio de cordón llevado por el aparato para efectuar una distribución y una retracción del cordón. El método comprende los pasos de: detectar una fuerza axial en el cordón correspondiente a los movimientos del aparato; replegar a elección el cordón cuando no se detecte ninguna fuerza axial en el cordón; y, distribuir a elección el cordón cuando se detecte una tensión axial de una cantidad mínima predeterminada.

Breve descripción de los dibujos La invención puede tomar la forma física en algunas partes y arreglos de partes, una modalidad preferida de la cual se describe con detalle en la especificación y se muestra en los dibujos acompañantes que forman parte de ésta, y en donde: La Figura 1 es una vista en perspectiva, en planta de un carrete de cordón eléctrico autoalimentado/rebobinado de conformidad con la presente invención; La Figura 2 es una vista en perspectiva inferior del carrete de cordón eléctrico autoalimentado/rebobinado de la Figura 1; La Figura 3 es una vista frontal en elevación del carrete de cordón eléctrico autoalimentado/rebobinado de la Figura 1; La Figura 4 es una vista en perspectiva de un carrete de cordón eléctrico autoalimentado/rebobinado de conformidad con la presente invención en una orientación retráctil ; La Figura 5 es una vista en perspectiva del carrete de cordón eléctrico autoalimentado/rebobinado de la Figura 4 en una orientación de distribución; La Figura 6 es un diagrama de flujo de un método para mantener la tensión del carrete del cordón eléctrico autoalimentado/rebobinado de conformidad con la presente invención; y La Figura 7 es una vista en perspectiva del dispositivo del cordón autoalimentado/rebobinado de conformidad con la presente invención montado a un aparato .

Descripción detallada de la modalidad preferida Ahora en relación con los dibujos, en donde las muestras son para propósitos de ilustrar la modalidad preferida de la invención solamente y no para propósitos de limitación, se muestra un tipo específico de dispositivo carrete de cordón eléctrico autoalimentador/rebobinador (manej ador del cordón) 10 en el que se incorporan características que mantienen la tensión de un cordón de energía eléctrica C. El dispositivo puede utilizarse en relación con cualquier tipo de aparato con cordón que se mueva en relación a un tomacorriente de pared a que se conecte el cordón de corriente C.

La operación de una modalidad de la presente invención ahora se explicará en detalle con referencia a los dibujos acompañantes. No obstante, debe apreciarse que el dispositivo 10 también puede tomar muchas otras configuraciones además de las ilustradas en los dibujos.

Las Figuras 1 y 2 son vistas en perspectiva de la parte superior e inferior, respectivamente, mostrando el dispositivo manej ador del cordón de corriente eléctrica 10 para manejar un cordón alimentador de corriente eléctrica C para alimentar energía a un aparato A. El aparato puede, por ejemplo, se una aspiradora al vacío, autónoma .

Con referencia a la Figura 1, el dispositivo manej ador del cordón de corriente eléctrica 10 incluye una ménsula del carrete 12. La ménsula del carrete 12 tiene una placa superior 14 y una placa inferior 16 con un cubo 18 (Figura 2) entre estas. Un carrete o devanadera de cordón 20 se monta de manera rotatoria alrededor del cubo 18 entre las placas superior 14 e inferior 16. El cubo 18 puede incorporar el uso de un montaje de anillo deslizante 19 para ayudar a regular los movimientos rotatorios de la devanadera 20. Las placas superior 14 e inferior 16 además están soportadas por una placa conectora 28 y una pluralidad de postes de soporte unidos fijamente 30 extendiéndose en el sentido ortogonal entre las placas 14, 16. El cordón de corriente eléctrica C se enrolla (repliega) y desenrolla (distribuye) a elección alrededor del carrete de cordón 20 como se describirá a continuación.

El dispositivo manej ador del cordón 10 también incluye una ménsula de motor 32 que se monta de manera que pueda moverse en relación con la ménsula del carrete 12. La ménsula del motor 32 incluye una placa superior 34 y una placa inferior 36. Con referencia ahora a la Figura 2, las placas 34, 36 están soportadas por una placa conectora unida fijamente 38 y postes de soporte 40 extendiéndose en el sentido ortogonal entre las placas 34, 36. Montada a la placa superior 34 de la ménsula, del motor 32 está un montaje de polea para correa 46, como se muestra en la Figura 1. El montaje de polea para correa 46 comprende una primera polea 48 y una segunda polea 50. Entrelazada alrededor de la primera y segunda poleas 48, 50 está una correa 52 que conecta de manera rotatoria la primera y segunda poleas 48, 50, entre sí.

Con referencia ahora a la Figura 3, la primera polea 48 tiene un eje 58 extendiéndose a través de la placa superior 34 de la ménsula del motor 32. Un montaje de motor 42 se conecta a la placa superior 34. Conectada de manera rotatoria al eje 58 entre la placa superior 34 y el montaje del motor 42 está una rueda de fricción 60. El eje 58 está conectado por debajo del montaje del motor 42 a un motor 68, como puede ser un motor de corriente directa, que puede ser girado a elección para hacer girar el eje 58, la rueda de fricción 60 y la primera polea 48 en una dirección derecha o con el sentido de las manecillas del reloj . En una modalidad, el motor 68 gira en una dirección solamente.

Con referencia de nuevo a la Figura 1, la placa superior 34 de la ménsula del motor 32 incluye una ranura curvilínea 70. La placa superior 14 de la ménsula del carrete 12 incluye un dispositivo tensor 72 montado en ésta próximo a la ménsula del motor 32. Como se muestra en la Figura 3, el dispositivo polea tensora 72 tiene un eje 74 y una rueda de fricción 76 montada de manera rotatoria en éste. La rueda de fricción 76 se alinea con la correa 52 y puede girar alrededor de su eje 74 cuando la rueda 76 hace contacto a elección y tensiona la correa 52. El eje 74 está dimensionado para ser recibido dentro de la ranura curvilínea 70 sobre la placa superior 34 de la ménsula del motor 32.

Como se observa mejor en la Figura 1, la ménsula del carrete 12 incluye una brida de montaje 80 que soporta un motor 84. El motor puede ser un motor de corriente directa (DC) . El motor 84 puede girar en las direcciones en el sentido de las manecillas del reloj y en el sentido contrario a las manecillas del reloj cuando, por ejemplo, cambia la polaridad de un voltaje de corriente directa de 12V aplicada a una terminal positiva (+) y una terminal negativa (-) del motor 84. El cambio de la dirección rotacional del motor 84 puede regularse mediante un microprocesador o unidad de control electrónico conocida (no se muestra) con entrada desde una serie de sensores en comunicación con el microprocesador. Del mismo modo, la rotación selectiva del motor 68 puede regularse mediante el microprocesador con la entrada desde la serie de sensores en comunicación en el microprocesador. Los sensores pueden consistir en sensores de reconocimiento óptico que utilizan cámaras ópticas (visión) para detectar mareajes en el cordón. De otro modo, los sensores pueden consistir en sensores de torción o sensores de tensión en forma de indicadores en contrafase. Además, como se muestra en la Figura 2, es posible emplear un par de dispositivos sensores de posición 78, 79, es decir, microswitches o microinterruptores , en comunicación con el microprocesador para determinar la posición de la ménsula del motor 32 con respecto a la ménsula del carrete 12.

Se observará que el dispositivo del cordón 10 también puede funcionar en un modo manual en el que el operador invalida el microprocesador y controla manualmente los motores 68, 84. La anulación del microprocesador podría facilitarse mediante un disyuntor habitual (no se muestra) conectado eléctricamente al microprocesador. El disyuntor podría tener un ajuste para los modos automático y manual. La selección del modo manual además permitiría al operador la rotación selectiva controlada de los motores 68, 84. Por ejemplo, podría utilizarse un interruptor oscilante habitual para accionar la rotación del motor 68 y/o para accionar la rotación del motor 84. Además, el interruptor podría proporcionar una posición "neutra" o inactiva para detener más la rotación del motor 68.

El mecanismo articulado o de enlace 86 se conecta a la ménsula del carrete 12 y la ménsula del motor 32. El mecanismo articulado incluye un brazo 88 conectado en un extremo 90 al motor 84. Como se muestra mejor en la Figura 1, el brazo de unión 88 se conecta en otro extremo 92 a una ménsula de montaje 94. La ménsula de montaje 94 se instala a la placa conectora 38 de la ménsula del motor 32. Sujetado por la ménsula de montaje 94 está un pasador 96 pasando a través del brazo de unión 88. También está provisto un par de sujetadores 98 para asegurar el extremo de unión 92 de la ménsula de montaje. Así pues, el brazo de unión 88 puede tener movimiento pivotal en relación con la ménsula de montaje 94 y la brida de montaje 80.

Como se observa mejor en la Figura 3, montado entre las placas superior e inferior 14, 16 de la ménsula del carrete 12 está un par de rodillos 108, 110. Los rodillos 108, 110 están colocados uno junto al otro. Cada uno tiene un perímetro superficial 112, 114 que incluye una hendidura respectiva 116, 118. La confluencia de las hendiduras 116, 118 forma una abertura generalmente circular 120 por donde atraviesa el cordón eléctrico C. El rodillo 108 se monta de manera rotatoria sobre un eje 124 conectado a la segunda polea 50. La rotación de la segunda polea 50 hace girar por impulsión el eje 124 y el rodillo 108. El rodillo 110 puede girar libremente en ambas direcciones alrededor de un eje 126. El eje 126 está montado fijamente a las placas superior e inferior 34, 36 por un par de sujetadores 128 y elementos de soporte 129 montados en extremos terminales del eje 126 por encima de la placa 34 y por debajo de la placa 36. La rotación del primer rodillo 108, por ejemplo, en una dirección de las manecillas del reloj , embraga por fricción el segundo rodillo 110 y hace que el segundo rodillo 110 gire en una dirección contraria, es decir, contra las manecillas del reloj . El embrague friccional incluye una acción de prensado entre el cordón C y los rodillos 108, 110 para distribuir el cordón C a través de la abertura 120.

La ménsula del motor 32 gira alrededor del eje 124 del primer rodillo 108. Como se observa mejor en las Figuras 4 y 5, la ménsula del motor 32 gira desde una primera posición Pl a una segunda posición P2 en respuesta a la activación del motor 84 y el brazo de unión 88. En la primera posición Pl, la rueda 60 conectada el eje 58 de la primera polea 48 se embraga por fricción con el carrete del cordón 20. La rotación con las manecillas del reloj de la rueda 60 hace girar el carrete del cordón 20 contra las manecillas del reloj . La rotación contra las manecillas del reloj del carrete del cordón 20 repliega el cordón C hacia y enrolla el cordón alrededor del carrete 20. Como se muestra en la Figura 4, la correa 52 entre la primera y segunda poleas 48, 50 está en este momento en un estado de deslizamiento continuo. Cuando el carrete del cordón 20 gira para replegar el cordón C, los rodillos 108, 110 funcionan sin carga contra el cordón C. En otras palabras, los rodillos 108, 110 giran sin carga a medida que el cordón C pasa a través de la abertura 120 entre estos.

La Figura 5 muestra la posición del dispositivo carrete de cordón 10 en la segunda posición P2 o posición de distribución. En la posición P2, la rueda 60 se desembraga del carrete del cordón 20 permitiendo que el carrete 20 funcione sin carga. En este momento, la correa 52 se embraga con la polea tensora 76 con lo cual el montaje de la polea para correa 46 se embraga y la segunda polea 50 gira por impulsión. La rotación de la segunda polea 50 en una dirección con las manecillas del reloj hace girar por impulsión el primer rodillo 108. El cordón C es obligado a pasar entre las dos hendiduras 116, 118 de los rodillos 108, 110. Así pues, el cordón C se distribuye desde el carrete del cordón 20 a través de la abertura 120.

Como se observa en las Figuras 4 y 5 , la placa superior 14 de la ménsula del carrete 12 y la placa superior 34 de la ménsula del motor 32 cada una incluye una ménsula de montaje 132, 134. Asegurado a la ménsula de montaje está un muelle 136. El muelle 136 proporciona la fuerza de empuje/retorno para ayudar al movimiento de la ménsula del motor 32 desde la segunda posición P2 a la primera posición Pl. Así pues, la ménsula del motor 32 es empujada a la primera posición Pl y solo asume la posición P2 cuando se acciona el motor 84.

Con referencia ahora al diagrama de flujo de la Figura 6, se describe en la presente el método para manejar el cordón eléctrico C para un aparato autónomo A. El aparato A se mueve a un lugar, y para alimentar energía al aparato A, el cordón C se desenrolla del carrete del cordón y el extremo clavija del cordón eléctrico se conecta en el tomacorriente eléctrico. La corriente es alimentada a través del cordón eléctrico hacia el aparato y a los motores del dispositivo del carrete del cordón. Se activa un sensor para detectar una fuerza axial en el cordón correspondiente a los movimientos del aparato. El aparato avanza a través de diversos movimientos por lo regular alejándose del tomacorriente eléctrico. Los sensores determinan si el cordón está bajo tensión, es decir, si hay una fuerza axial en el cordón.

Si el cordón está flojo o no está tenso, la falta de fuerza axial en el cordón se detecta y el dispositivo del carrete de cordón acciona el motor 68 el cual aplica una fuerza rotatoria para hacer girar el carrete de cordón en una primera dirección para enrollar (replegar) el cordón de energía en el carrete del cordón. Los sensores continuamente monitorean si el cordón todavía está flojo. Si es así, el carrete del cordón continúa girando en la primera dirección para enrollar el cordón alrededor del carrete del cordón. Si el cordón ya no está flojo, el motor 68 funciona en vacío. Si el cordón está bajo tensión, el dispositivo del carrete del cordón acciona el motor 84 el cual cambia la ménsula del motor 32 de una primera posición a una segunda posición. Ahora el accionamiento del motor 68 impulsa el montaje de la polea para correa cuando la ménsula del motor está en la segunda posición. El montaje de la polea para correa aplica una fuerza rotatoria a un par de rodillos que giran el montaje de la polea para correa en una primera dirección para desenrollar (distribuir) el cordón eléctrico entre el par de rodillos.

Los sensores continuamente monitorean la fuerza axial en el motor eléctrico. Si el cordón todavía está bajo tensión, el montaje de la polea para correa sigue impulsando el par de rodillos y distribuye el cordón eléctrico en consecuencia. Si el cordón ya no está bajo tensión pero no está flojo, entonces el motor 68 funciona en vacío. Si el cordón está flojo otra vez, entonces el motor 84 es accionado para cambiar la ménsula del motor de la segunda posición (mostrada en la Figura 5) a la primera posición (mostrada en la Figura 4) . Los pasos antes mencionados se repiten conforme el aparato avanza a través de sus diferentes movimientos. Si el cordón ya no está bajo tensión y no está flojo, entonces los motores 68, 84, funcionan en vacío.

La Figura 7 muestra un ejemplo del arreglo de montaje para asegurar el dispositivo 10 a un aparato A. Más específicamente, el aparato se muestra llevando una aspiradora de vacío tipo canastilla. Se apreciará que el dispositivo 10 puede ser instalado en una orientación vertical, horizontal u otra dentro del aparato A. Asimismo, aunque la aspiradora de vacío tipo canastilla ha sido mostrada, el aparato para controlar el cordón alimentador de corriente también puede utilizarse en relación con limpiadores de vacío verticales, extractores para alfombra, vacíos húmedos/secos y una variedad de otros aparatos domésticos alimentados con corriente eléctrica, para interiores y exteriores. Por ejemplo, la invención puede utilizarse en relación con recortadores de césped alimentados con electricidad y una variedad de otros equipos para jardinería alimentados con electricidad para recortadores y rebordeadores de sierras eléctricas y similares.

La invención ha sido descrita con referencia a una modalidad preferida. Desde luego, modificaciones y alteraciones serán evidentes para otros tras la lectura y comprensión de esta especificación. Se propone incluir todas estas modificaciones y alteraciones conforme estas estén dentro del alcance de las reivindicaciones anexas o los equivalentes de estas.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para controlar un cordón alimentador de corriente de un aparato, que consiste en: una ménsula de carrete sobre la cual se instala de manera rotatoria un carrete de cordón; una ménsula de motor instalada de manera que pueda moverse en relación con la ménsula del carrete; un mecanismo articulado que conecta la ménsula del carrete con la ménsula del motor; un primer motor para accionar a elección el mecanismo articulado y mover la ménsula del motor en relación con la ménsula del carrete; un segundo motor separado del primer motor; y un montaje accionado por el segundo motor para hacer girar a elección el carrete del cordón en al menos una dirección .

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el montaje consiste en un par de elementos rotatorios.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el par de elementos rotatorios incluye una primera polea, una segunda polea y una correa entrelazada alrededor de la primera y segunda poleas .

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la ménsula del carrete comprende un dispositivo de funcionamiento sin carga, el dispositivo de funcionamiento sin carga incluye una rueda rotatoria alineada con la correa y que pone en contacto a elección la correa.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la ménsula del carrete incluye un par de rodillos montados de manera rotatoria sobre la ménsula del carrete.

6. El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el par de rodillos incluye un primer rodillo y un segundo rodillo, el primer rodillo asegurado de manera rotatoria a un eje de salida de la segunda polea.

7. El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el primer rodillo está colocado junto al segundo rodillo, y en donde el primer rodillo y el segundo rodillo cada uno tiene un perímetro que incluye una hendidura definida en éstos.

8. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la ménsula del carrete comprende un montaje de anillo deslizante conectado al carrete del cordón.

9. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, además comprende un sensor que detecta una fuerza axial sobre el cordón correspondiente a los movimientos del aparato.

10. El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el sensor comprende un sensor de reconocimiento óptico.

11. El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el sensor comprende un indicador en contrafase.

12. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la ménsula del carrete incluye un transportador helicoidal sobre el cual se monta una guía del cordón.

13. Un método para manejar la tensión sobre cordón alimentador de energía eléctrica de un aparato, cordón siendo enrollado sobre un carrete de cordón rotatorio llevado por un aparato para efectuar una distribución y retracción del cordón, el método comprende los pasos de: a) detectar una fuerza axial sobre el cordón correspondiente a los movimientos del aparato; b) replegar a elección el cordón cuando no se detecta ninguna fuerza axial sobre el cordón; y c) distribuir a elección el cordón cuando se detecta una tensión axial de una cantidad mínima predeterminada .

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el paso (b) consiste en replegar el cordón por rotación del carrete del cordón.

15. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el paso (c) consiste en distribuir el cordón por rotación de un par de rodillos .

16. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el paso (b) consiste en accionar un motor para aplicar una fuerza rotatoria al carrete de cordón.

17. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el carrete del cordón rotatorio se instala sobre una ménsula del carrete y la ménsula del motor se instala de manera que pueda moverse en relación con la ménsula del carrete, en donde los pasos de replegar y distribuir incluyen los pasos secundarios de (d) mover la ménsula del motor en relación con la ménsula del carrete.

18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el paso (d) consiste en accionar un mecanismo articulado de una primera posición a una segunda posición, el mecanismo articulado está conectado a la ménsula del motor y la ménsula del carrete.

19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el paso (c) consiste en embragar un dispositivo polea tensora con una correa para accionar el montaje de la polea para correa.

20. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el paso (c) comprende el paso secundario dé (e) arreglar el cordón sobre el carrete del cordón.

21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el paso (e) comprende el paso de accionar una guía ascendente y descendente del cordón de un transportador helicoidal.