ES2193793B2 - Mecanismo de condena para cerraduras electronicas. - Google Patents

Abstract

Mecanismo de condena para cerraduras electrónicas. Está montado en el escudo interior, pudiendo ser adaptado a cualquier cerradura y en puertas de izquierdas o de derechas. Una vez abierta la cerradura, transcurrido un tiempo vuelve a quedar cerrada aunque no se haya girado la manilla. Incluye dos cuadradillos interior (12) y exterior (11) en prolongación, conectados a sendas nuecas (21, 22) y portando las manillas de accionamiento. Ambas nuecas (21, 22) tienen un desplazamiento angular relativo, girando simultáneamente, después de que haya sido liberada una pieza (23) desplazable o condena, introducida en una garganta (214) de la nueca exterior (21), estando asistida la condena (23) por un muelle (30). La condena (23) es desplazable desde el interior, por unos balancines (24, 25) actuados por los tetones (224, 225) de la nueca interior (22), saliéndose de la garganta (214). Desde el exterior, un motorreductor (40) actúa sobre un sinfín (401) que desplaza angularmente al muelle (30) conectado a la condena (23) para liberarla.

Description

Mecanismo de condena para cerraduras electrónicas.

Objeto de la invención

La presente invención, según lo expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un mecanismo de condena para cerraduras electrónicas y comporta notables características relevantes y ventajosas frente a los mecanismos actuales que pueden considerarse de su tipo.

Se encuentra instalado en el escudo interior de la cerradura y válido en puertas de cierre a izquierdas o a derechas, pudiendo ser adaptado a cerraduras cuyo escudo sea muy estrecho tal como es el caso de las cerraduras para marcos metálicos.

Por estar colocado en el escudo permite ser utilizado con una gran variedad de cerraduras de embutir, incluso pueden aprovecharse cerraduras que ya estén instaladas cambiando simplemente los escudos metálicos por estos de configuración electrónica.

La colocación del mecanismo de condena en el escudo interior, aporta las ventajas de mayor seguridad y mejor estética.

Otorga mayor seguridad ya que está protegido de manipulaciones desde el exterior y frente a condiciones climáticas adversas.

También se consigue mejor estética ya que el escudo exterior no necesita dimensiones extraordinarias para alojar los mecanismos de condena, al carecer de ellos.

Antecedentes de la invención

Las cerraduras electrónicas se caracterizan por disponer de una cerradura mecánica que físicamente fija la puerta al marco y de unos medios electrónicos para autorizar la apertura de dicha cerradura. Los medios electrónicos incluyen un lector que permite leer los datos de un soporte de código que puede tener distintas formas y distintas tecnologías como por ejemplo una tarjeta magnética, una tarjeta de proximidad, una llave con memoria, etc. A este soporte de código le llamaremos llave de una manera genérica. Cuando se presenta una llave con datos válidos, el control electrónico permite que la manilla exterior accione uno de los ejes de la cerradura mecánica, bien sea mediante la liberación de una condena que impedía el giro de la manilla, como mediante la activación de un embrague que conecta el eje de la manilla al eje de la cerradura.

Las cerraduras mecánicas pueden tener uno o varios ejes. Unos abren el picaporte y suelen accionarse con una manilla o un pomo. otros cierran o abren la palanca y suelen accionarse mediante un cilindro, bien con una llave, o bien, con un botón giratorio. El control electrónico puede controlar el accionamiento de uno o varios de los ejes en función de las aplicaciones de la cerradura.

En la descripción que sigue nos referimos al eje que controla el picaporte de la cerradura y que se acciona con un giro que suele ser menor de 90º, actuado por una manilla o un pomo y requerido por un muelle para volver a la posición inicial de reposo.

Por otra parte, la manilla del lado interior de la puerta debe abrir siempre la cerradura sin intervención de ningún control electrónico para permitir la salida en caso de emergencia. A esta prestación se le llama antipánico.

Hay numerosas patentes de cerraduras electrónicas que describen mecanismos de condena que están alojados en el escudo exterior y en las que el eje de la manilla está dividido en dos mitades. La exterior está controlada por dicha condena y la interior siempre funciona accionada por la manilla interior.

Una mejora es colocar la condena en el lado interior de la puerta en vez de en el exterior. Es una solución más segura ya que queda protegido el sistema de posibles manipulaciones. Es más fiable desde el punto de vista ambiental ya que el lado interior suele sufrir menores variaciones de temperatura y humedad. Puede ser más estético ya que el escudo exterior no tiene que alojar el mecanismo de condena.

La patente de invención FR 2772817 describe un mecanismo de condena alojado en el escudo interior y controlado por una ventosa electromagnética.

El mecanismo adolece del defecto que tiene una posición de montaje, es decir, con mano a izquierdas o a derechas, y cuando la cerradura se instala en puertas de mano contraria encima es necesario desmontar el mecanismo para darle la vuelta y montarlo de nuevo con los inconvenientes que esto acarrea de incomodidad para el usuario y peligro de mal funcionamiento por manipular mecanismos críticos.

La ventosa electromagnética tiene un imán permanente que retiene la condena en su posición segura. El control electrónico da una corriente eléctrica para cancelar el campo magnético del imán y de esta manera la condena arrastrada por un muelle se libera. Dado que las ventosas electromagnéticas son eficaces para retener la armadura pero no para atraerla si se encuentran a unos milímetros de distancia, se usa el giro de la manilla durante la apertura para reponer el sistema en su estado asegurado. Esto compromete la seguridad ya que si el usuario actúa en la cerradura con su llave electrónica pero no llega a girar la manilla, la cerradura permanece abierta por tiempo indefinido.

Para lograr la función antipánico desde el interior, los ejes de las manillas exterior o interior no están totalmente unidos sino que uno arrastra al otro después de un cierto giro en vacío. Cuando se gira la manilla interior se aprovechan estos grados de giro en vacío para retirar mediante una leva la condena, de manera que para cuando empieza a arrastrar al eje exterior, éste ya ha sido liberado. Dado que la condena necesita penetrar en la pieza que bloquea un mínimo de profundidad para ser segura, la leva tendrá el perfil necesario para desplazar a la condena a esa distancia en un ángulo que interesa que sea lo menos posible. Si este ángulo se hace demasiado pequeño, el perfil de la leva será muy pendiente y el funcionamiento del mecanismo no será suave corriendo el peligro de atascarse si se acuñan ambas piezas.

Por otra parte, la seguridad de la cerradura se basa en los esfuerzos que pueda resistir la condena sin romperse ni deformarse cuando se aplica un par a la manilla exterior. Estos esfuerzos son inversamente proporcionales a la distancia de la condena al centro del eje del mecanismo. En el diseño descrito por la patente citada FR 2771817 esta distancia tiene que ser menor que la mitad de la anchura del escudo de la cerradura, por lo que las exigencias de resistencia a las piezas son mayores cuanto más estrecha se desee la

\hbox{cerradura.}

Descripción de la invención

En líneas generales, el mecanismo de condena para cerraduras electrónicas, que constituye el objeto de la invención, soluciona los problemas anteriormente comentados, manteniendo las ventajas de estar en el escudo interior y de poder ser adaptado a cualquier cerradura.

Mediante una configuración totalmente distinta del mecanismo de condena se consigue las ventajas:

- El mecanismo no tiene "mano" puede instalarse en puertas de izquierdas o de derechas sin necesidad de manipular los mecanismos.

- La cerradura una vez abierta y pasado un tiempo, vuelve a quedar cerrada aunque no se haya girado la manilla.

- El pregiro de la manilla interior antes de abrir la cerradura, se hace muy pequeño sin por ello prescindir de la suavidad de su funcionamiento y manteniendo el ancho de la cerradura en unas dimensiones mínimas.

- La distancia de la condena al eje de giro puede ser mayor que la mitad de la anchura de la cerradura, disminuyendo los esfuerzos soportador por las piezas que hacen el bloqueo.

La cerradura electrónica incluye un escudo interior y otro exterior, emergiendo de ellos los cuadradillos rematados en las manillas de accionamiento. El escudo interior contiene el circuito electrónico de control y está alimentado por pilas, actuando sobre el mecanismo de condena propiamente dicho. Por su parte, el escudo exterior es el elemento que soporta el lector de llaves.

Los cuadradillos actúan sobre la nueca dividida en dos partes que contactan entre sí y a las que denominaremos nueca interior y nueca exterior, dependiendo del lado de la puerta en el que quedan montadas. Ambos cuadradillos están unidos axialmente pero uno puede girar respecto del otro en la medida en que lo hacen también las nuecas que tienen un movimiento relativo de giro, limitado por topes y tanto en un sentido como en el otro. La nueca exterior está inmovilizada por el dispositivo de condena materializado por una pieza prismática que se encuentra introducida en una escotadura o garganta de dicha nueca. La nueca interior puede desplazarse angularmente en la medida establecida por el giro relativo respecto de la nueca exterior y después ambas giran simultáneamente para que tenga lugar la apertura de la cerradura, una vez que el lector de llaves conectado eléctricamente al circuito electrónico de control, acepta una llave como válida, momento en el cual se acciona el motor del mecanismo de condena para liberar durante unos segundo el cuadradillo exterior para permitir que la manilla exterior abra la cerradura. Esta operación tiene lugar cuando se abre la puerta desde el exterior. Por el contrario, cuando es actuada la cerradura desde la manilla interior, la nueca interior gira durante el ángulo permitido por el giro libre anteriormente comentado y en este movimiento se libera mecánicamente la condena de la nueca exterior, permitiéndose continuar el giro simultáneo de ambas nuecas para abrir la cerradura.

Las nuecas poseen unos tetones y ventanas o cajeados complementarios para producir el arrastre una vez liberados los medios de bloqueo.

La pieza que materializa la condena es desplazable por una pareja de balancines que a su vez son actuados por uno de los dos tetones previstos en la parte inferior de la nueca interior, actuando uno u otro dependiendo del sentido de giro.

Esta condena está asistida por un resorte definido por un arrollamiento helicoidal con dos extensiones o brazos, uno de los cuales contacta con la condena y el otro queda vinculado a un sinfín que gira al accionar un motorreductor. Dependiendo del sentido de giro se enclava o desenclava la condena respecto de la nueca exterior.

Para limitar el esfuerzo de giro sobre la manilla exterior, en un intento de forzar la cerradura, se ha previsto que la mitad más externa del cuadradillo exterior posea unos rebajes periféricos por los que tendría lugar la rotura del cuadradillo al sobrepasar los límites establecidos.

Para facilitar la comprensión de las características de la invención y formando parte integrante de esta memoria descriptiva, se acompañan unas hojas de planos en cuyas figuras, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

Breve descripción de los dibujos

Figura 1. Es una vista en alzado frontal, de una cerradura electrónica que incluye el mecanismo de condena objeto de la invención, estando colocada en una puerta y siendo del tipo de cerraduras de embutir.

Figura 2. Es una vista en perspectiva explosionada de las diferentes piezas que intervienen en el mecanismo de condena, prescindiendo de la carcasa en la que se soportan todas ellas.

Figura 3. Es una vista en alzado para ver la posición de las piezas de la figura 2 cuando la cerradura está cerrada y la manilla interior en reposo.

Figura 4. Es una vista similar a la figura 3, en una posición en que la manilla interior ha girado un poco retirando la condena, por medios mecánicos, incluyéndose un detalle a mayor escala.

Figura 5. Es una vista similar a la figura 4, cuando la manilla interior ha girado hasta el tope.

Figura 6. Es una vista similar a la figura 4, cuando la manilla interior ha girado el mismo ángulo pero en sentido contrario.

Figura 7. Es una sección en alzado, según un plano pasante por el eje de los cuadradillos, incluyendo la pieza soporte o carcasa.

Figura 8. es una vista en perspectiva de la misma cerradura con todas las piezas montadas, vista desde el lado exterior.

Figura 9. Es una vista similar a la figura 8, pero desde el lado interior.

Descripción de la forma de realización preferida

Haciendo referencia a la numeración adoptada en las figuras, podemos ver cómo la cerradura electrónica se compone de dos escudos: el escudo exterior 3 que soporta el lector de llaves 4 y una manilla exterior 5. el escudo interior 6 que contiene el circuito electrónico de control 7 alimentado por las pilas 8, el mecanismo de condena 9 y una manilla interior 10.

Del mecanismo de condena 9 salen dos cuadradillos: el cuadradillo exterior 1 que actúa sobre la nueca 2 de la cerradura y se une a la manilla exterior 5, y el cuadradillo interior 12 que se une a la manilla interior 10. El cuadradillo exterior 11 está inmovilizado por una condena controlada eléctricamente por el circuito de control 7 y el cuadradillo interior 12 puede girar libremente hasta que comienza a arrastrar al cuadradillo exterior 11, tal como se describirá en las figuras posteriores.

El lector de llaves 4 está conectado eléctricamente al control 7. Cuando se presenta una llave válida, el control alimenta a través de unos cables, al motor del mecanismo de condena liberando durante unos segundos el cuadradillo exterior 11 y permitiendo que la manilla exterior 5 abra la cerradura.

En la figura 1 se ha representado una cerradura de embutir 1, en la que al girar su nueca 2 se retira el picaporte. La configuración representada se da a modo de Ejemplo y en ella no es importante ni el tipo de lector de llaves utilizado, ni la configuración exacta de la cerradura de embutir.

En la figura 2 se representa el despiece del mecanismo de condena 9 sin incluir la pieza soporte o carcasa.

El cuadradillo exterior 11 se fija a la nueca exterior 21 con la ayuda de un prisionero no representado en la figura.

El cuadradillo exterior 11 tiene un eje saliente 111 que pasa a través del orificio 213 de la nueca exterior 21 y se aloja en el hueco 121 del cuadradillo interior 12 para mejorar el alineamiento de las piezas (ver también la figura 7).

Cuando el cuadradillo 11 y la nueca 21 exteriores no pueden girar porque la garganta 214 interfiere con la condena 23, la manilla exterior 5 fijada al cuadradillo exterior 11 tampoco puede girar. Este cuadradillo presenta unos rebajes 112 en su mitad más exterior, que actúan como fusibles de esfuerzo para que en caso de que se apliquen pares muy grandes en la manilla exterior 5, tal como en una acción fraudulenta, el cuadradillo se rompa delante de la nueca 2 de la cerradura, desconectando la manilla exterior 5 del resto del conjunto y manteniendo la seguridad del sistema.

El cuadradillo interior 12 se fija a la nueca interior 22 con la ayuda de otro prisionero no representado en esta figura.

Las nuecas exterior 21 e interior 22 apoyan sus superficies planas entre sí y quedan alineadas por el eje saliente 111. La nueca exterior 21 tiene un tetón 212 que se corresponde con un rebaje 222 en el perfil de la nueca interior 22 y ésta tiene otro tetón 221 que se introduce en una ranura 211 de la nueca exterior 21. Ambas nuecas pueden girar libremente entre sí un ángulo de unos ciertos grados hasta que los tetones 212 y 221 llegan al final del recorrido del rebaje 222 y de la ranura 211. Ángulo a partir del cual una arrastra a la otra.

La condena 23 es una pieza con forma de paralelepípedo que puede moverse unos milímetros arriba y abajo en dirección vertical guiada por unos rebajes de la pieza soporte que no se muestra en esta figura. Cuando se mueve hacia arriba se introduce en la garganta 214 entre la nueca exterior 21 impidiendo su giro ya que la condena 23 tiene limitados totalmente los desplazamientos laterales. La condena 23 se mueve hacia arriba y abajo por efecto del muelle 30 que a su vez es movido por el sinfín de un motorreductor 40. También puede ser desplazada hacia abajo por los dos balancines 22 y 25.

La figura 3 muestra las posiciones de las nuecas 21 y 22, de los balancines 24 y 25, de la condena 23 y del muelle 30 cuando la cerradura está condenada y las manillas en reposo.

La nueca exterior 21 está en posición centrada. La nueca interior 22 está también centrada por el muelle de manilla interior 503 que puede verse en la figura 9.

La nueca interior 22 tiene dos tetones desplazadores 224 y 225 que actúan sobre los perfiles superiores de los balancines 24 y 25. Estos tienen dos agujeros 241 y 251 que hacen que puedan girar sobre dos ejes 502 y 504 del soporte 50 mostrados en la figura 8.

La condena 23 está en su posición superior empujada por el muelle 30 y metida en la garganta 214. Además empuja a los balancines 24 y 25 a su posición superior permitida por los tetones desplazadores 224 y 225, ya que se encuentran centrados.

Cuando se lee una llave válida, el control acciona el motorreductor 40 de manera que el sinfín 401 mueve el brazo interior del muelle 30 haciéndolo girar en el sentido de las agujas del reloj y con eje en su arrollamiento. El otro brazo del muelle 30 hará bajar la condena 23 que al salir de la garganta 214 libera la nueca exterior 21. En estas condiciones, la manilla exterior 5 puede ser accionada para abrir la cerradura. Pasado un tiempo prefijado, el control acciona el motor 40 en sentido contrario, girando el muelle 30 en sentido opuesto a las agujas del reloj y haciendo que la condena 23 vuelva a bloquear a la nueca

\hbox{exterior 21.}

La otra forma de abrir la cerradura es desde el interior, sin intervención de la electrónica.

La figura 4 muestra lo que sucede cuando se gira ligeramente la manilla interior.

La nueca interior 22 movida por la manilla, gira un ángulo A de unos pocos grados, por ejemplo 5º. La nueca exterior 21 no gira porque los tetones 212 y 221 se mueven libres dentro de las ranuras 211 y 222.

Sin embargo, el tetón desplazador 224 actuando sobre el escalón 243 del perfil superior del balancín 24, hace que éste gire y empuje hacia abajo a la condena 23 sacándola de la garganta 214. Continuando el giro más allá del ángulo A, la nueca interior 22 arrastrará a la nueca exterior 21 la cual puede girar porque ya no está condenada. La apertura se logra sin intervención de medios eléctricos ya que el muelle 30 no ha sido movido por el motor y únicamente se ha contraído, pues recordemos que estamos actuando desde el lado interior.

Precisamente es una cuestión básica del mecanismo, el hecho de que exista esa interacción entre la nueca y los balancines para conseguir retirar la condena con un giro mínimo; con una suavidad asegurada y manteniendo la anchura de los mecanismos en unos valores también mínimos.

Tal como puede verse más claramente en el detalle "X" de la figura 4, el perfil superior del balancín 24 tiene una primera parte con forma de escalón 243 sobre la que actúa el tetón desplazador 224. Cuando está en reposo, figura 3, los ejes de giro de la nueca 22 y del balancín 24, el tetón desplazador 224 y el escalón 243 están casi alineados. La circunferencia que describe el tetón desplazador 224 es tangente a la que describe el escalón 223, de manera que cuando aquél empuja a éste, lo hace con una componente tangencial a las curvas de sus movimientos, por lo que la suavidad del mecanismo es extrema.

Además se logra un efecto multiplicador de desplazamientos muy alto ya que la distancia y centro de giro del balancín 24 al extremo que se apoya en la condena 23, es casi tres veces mayor que la distancia al escalón 243.

De no conseguirse este efecto multiplicador, el pregiro de la manilla interior para retirar la condena tendría que ser muy grande, lo que no es aceptable para la comodidad del usuario. O bien hay que aumentar el radio de la nueca interior, ya que con el mismo ángulo el desplazamiento de los tetones es proporcional al radio. Esto iría en contra del propósito de mantener la anchura de la cerradura, con la menor tensión posible.

El perfil superior del balancín 24 se prolonga en un arco de circunferencia 244 cuyo centro es el eje de giro de la nueca 22, de manera que cuando la nueca 22 sigue girando, no fuerza a la condena 23 a seguir bajando más de lo necesario.

Los dos balancines 24 y 25 presentan unos engranajes 242 y 252 que son complementarios y que hacen que una pieza siga el movimiento de la otra. De esta manera cuando la nueca interior 22 gira mucho, el tetón desplazador 224 no se encuentra con el balancín 25 levantado, evitando así que choquen.

La figura 5 representa a la nueca interior 22 que ha girado un ángulo B, por ejemplo 40º, arrastrando en su giro a la nueca exterior 21.

La figura 6 representa lo mismo que la figura 4 cuando la manilla ha girado en sentido contrario. El efecto final sobre la condena 23 es exactamente el mismo pero se ha logrado esta vez por la interacción del otro tetón desplazador 225 con el otro balancín 25. El mecanismo funciona de manera equivalente en los dos sentidos.

Otra ventaja de este mecanismo es que las piezas que son movidas por el muelle 30 y por el motorreductor 40 son muy pequeñas. El tamaño y grosor de la condena 23 es el mínimo posible para asegurar su resistencia frente a grandes pares aplicados en la manilla exterior. Los balancines 24 y 25 son por diseño pequeños y están hechos con chapa relativamente fina ya que no tienen que soportar grandes esfuerzos. Esto hace que el peso de las tres piezas sea pequeño y que la potencia del motorreductor 40 sea la menor posible, lo cual es muy favorable en una cerradura que se alimenta por pilas para que éstas puedan ser de tamaño reducido y para alargar su duración.

La figura 7 es una sección vertical del mecanismo por un plano que pasa por el eje de los cuadradillos 11 y 12. Puede verse la posición relativa de la nueca exterior 21 e interior 22, así como los balancines 24 y 25 y la condena 23.

La figura 8 es una vista del conjunto de mecanismos vista desde el lado exterior, montado sobre la pieza soporte 50. Solo falta una cubierta que tape y sujete las piezas en su posición impidiendo el desplazamiento axial del conjunto formado por las nuecas.

Por último, en relación con la figura 9 donde se muestra el mismo conjunto desde el lado interior, puede verse cómo el muelle interior 503 está actuando sobre la patilla 223 de la nueca interior 22 y sobre el saliente 501 del soporte 50, manteniendo así la manilla interior en posición de reposo, horizontal.

Claims (4)

1. Mecanismo de condena para cerraduras electrónicas, del tipo de los que se encuentran montados en el escudo interior de la cerradura electrónica, e incluyen dos cuadradillos: interior (12) y exterior (11) en prolongación, conectados por su extremo en contacto con respectivas nuecas interior (22) y exterior (21), siendo portadores en sus extremo libres de las manillas de accionamiento; estando en contacto ambas nuecas (21, 22) por sus superficies planas y girando alrededor de un eje común que está definido por una prolongación axial cilíndrica de uno de los cuadradillos, la cual se introduce después en el otro cuadradillo; habiéndose previsto que la nueca exterior (21) tenga un tetón excéntrico (212) que juega en un rebaje (222) del perfil de la nueca interior (22) y existiendo una pieza (23) desplazable linealmente, susceptible de introducirse en una escotadura o garganta (214) del perfil de la nueca exterior (21) impidiendo su giro y estando asistida por un muelle (30), caracterizado porque la nueca interior (22) posee otro tetón (221) en oposición diametral al rebaje (222), que juega en una ranura (211) de la nueca exterior (21), y porque la pieza (23) que materializa la condena, es desplazable mediante dos balancines (24, 25) actuados por dos tetones (224, 225) de la nueca interior (22) en contra de la acción del muelle (30), saliendo de la garganta o escotadura (214) de la nueca exterior (21) para posibilitar el giro simultáneo de ambas nuecas (21, 22) para abrir la cerradura.

2. Mecanismo de condena para cerraduras electrónicas, según reivindicación 1, caracterizado porque el muelle (30) está materializado por un arrollamiento helicoidal con un brazo pasante por un orificio de la condena (23) y cuyo otro brazo es desplazable por el sinfín (401) de un motorreductor (40), desenclavándose la condena (23) para permitir el giro de la nueca exterior (21) al accionar la manilla exterior (5), recuperando la posición primitiva de bloqueo al girar el motorreductor (40) en sentido contrario después de un tiempo prefijado.

3. Mecanismo de condena para cerraduras electrónicas, según reivindicación 1, caracterizado porque la nueca interior (22) tiene una patilla (223) actuada por un muelle interior (503) que la mantiene en posición confrontada con un tope fijo (501) del soporte o carcasa, para mantener la manilla interior en una posición horizontal de reposo.

4. Mecanismo de condena para cerraduras electrónicas, según reivindicación 1, caracterizado porque el cuadradillo exterior (11) presenta unos rebajes periféricos (112) en su mitad más exterior, que actúan como fusibles para limitar el esfuerzo de giro por producirse su rotura.