ES2281304B2 - AUTONOMOUS MECHANICAL SYSTEM FOR OPENING AND CLOSING OF WINDOWS. - Google Patents
AUTONOMOUS MECHANICAL SYSTEM FOR OPENING AND CLOSING OF WINDOWS. Download PDFInfo
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Abstract
Sistema mecánico autónomo para apertura y cierre de ventanas cuando la temperatura del interior del local pasa por una determinada temperatura de consigna. Basado en el empleo de un sensor - actuador tipo muelle bimetálico que acciona al primer eje, una primera transmisión por engranajes para accionar al segundo eje, un mecanismo de cruz de malta accionado por el eje secundario y que proporciona movimiento al tercer eje al pasar por la temperatura de consigna y una segunda transmisión por engranajes para accionar el eje de la ventana. Dispone de sistemas auxiliares de ¿variación de temperatura de consigna¿ y de ¿desconexión voluntaria del sistema¿. Está orientado a la apertura de ventanas según temperaturas crecientes y al cierre de las mismas según temperaturas decrecientes, pero dispone de un sistema adicional de ¿inversión de actuación¿, para cerrar con aumentos de temperatura.Autonomous mechanical system for opening and closing windows when the temperature inside the premises passes through a certain setpoint temperature. Based on the use of a bimetallic spring-type sensor - actuator that drives the first axis, a first gear transmission to drive the second axis, a malt cross mechanism driven by the secondary axis and that provides movement to the third axis when passing through the setpoint temperature and a second gear transmission to drive the window axis. It has auxiliary systems of "setpoint temperature variation" and "voluntary disconnection of the system". It is oriented to the opening of windows according to increasing temperatures and to the closing of the same according to decreasing temperatures, but it has an additional system of “investment of action”, to close with temperature increases.
Description
Sistema mecánico autónomo para apertura y cierre de ventanas.Autonomous mechanical system for opening and closing of windows.
La invención se encuadra en el sector técnico de las instalaciones en edificios. Más concretamente en el relativo a aislamiento térmico y control energético en edificios.The invention falls within the technical sector of the facilities in buildings. More specifically in relation to thermal insulation and energy control in buildings.
Los sistemas convencionales de apertura y cierre automático, tanto de ventanas como de puertas, están basados en el empleo de temporizadores, teleoperación o sensores (generalmente de temperatura en el caso de las ventanas y de posición en el caso de las puertas) en combinación con algún tipo de motor, que se activa gracias a un elemento de control adicional en función de la información recibida por el sensor. Es necesario por lo tanto la conexión a la red eléctrica o algún tipo de alimentación basado en generadores propios o baterías. Se han encontrado patentes sobre estos sistemas como "WO 200600432 - Control device and method for controlling an adjusting device of a motor vehicle", "EP 1552973 - Control unit for a regulating device in a vehicle, specially for a window opener", "CN 2656579Y - Automatic window opener with timer", "JP 2003324498 - Radio transmitting-receiving system and opening/closing mechanism for opening of building" ó "CN 1523193 - Heat-proof, acoustic insulation, durable multi-layer glass multifunctional window and power-driven window opener".Conventional opening and closing systems automatic, both windows and doors, are based on the use of timers, teleoperation or sensors (usually of temperature in the case of windows and position in the case of the doors) in combination with some type of engine, which is activated thanks to an additional control element depending on the information received by the sensor. It is necessary therefore the connection to the mains or some kind of power based on own generators or batteries. Patents have been found on these systems as "WO 200600432 - Control device and method for controlling an adjusting device of a motor vehicle "," EP 1552973 - Control unit for a regulating device in a vehicle, specially for a window opener "," CN 2656579Y - Automatic window opener with timer "," JP 2003324498 - Radio transmitting-receiving system and opening / closing mechanism for opening of building "or" CN 1523193 - Heat-proof, acoustic insulation, durable multi-layer glass multifunctional window and power-driven window opener ".
Sistemas de domótica integral proponen también el empleo de unidades centrales de proceso, que reciben información de sensores de temperatura distribuidos por toda la casa y en función de la misma, envían señales de actuación a los distintos motores que controlan puertas y ventanas. Destacan sistemas comerciales como el "Visiomatic Home System", los productos de la empresa "Smart Homes" y los controladores de "Siemens AG". Sin embargo, dichos sistemas son complejos, con elevados precios de compra e instalación y no contribuyen al ahorro energético en edificios. Otros sistemas como los elevalunas "automáticos" de los vehículos automóviles o las puertas de garaje "automáticas", precisan al menos de una activación inicial del interruptor, que a su vez acciona un motor eléctrico para subir/bajar la ventana completamente. Existen patentes sobre estas ideas como "JP 2005278581 - Greenhouse ceiling ventilation window excellent in ventilation efficiency", "CN 1689396 - Pneumatic window-opening mechanism of greenhouse", "US Patent 5966871 - Actuator for pivotable quarter window", "US Patent 4918865 - Window Opener", "US Patent 4995195 - Automatic Rear Window" ó "CN 1207448 - Swing arm automatic opening device for door or window".Integral home automation systems also propose the use of central processing units, which receive information of temperature sensors distributed throughout the house and in function of the same, they send performance signals to the different engines that control doors and windows. Systems stand out commercials such as the "Visiomatic Home System", the products of the company "Smart Homes" and the drivers of "Siemens AG ". However, these systems are complex, with high purchase and installation prices and do not contribute to savings Energy in buildings. Other systems such as window regulators "automatic" of motor vehicles or doors "automatic" garage, require at least one activation initial switch, which in turn drives an electric motor to raise / lower the window completely. There are patents on these ideas as "JP 2005278581 - Greenhouse ceiling ventilation window excellent in ventilation efficiency "," CN 1689396 - Pneumatic window-opening mechanism of greenhouse "," US Patent 5966871 - Actuator for pivotable quarter window "," US Patent 4918865 - Window Opener "," US Patent 4995195 - Automatic Rear Window "or" CN 1207448 - Swing arm automatic opening device for door or window ".
Algunos productos comerciales proponen apertura automática basada en el empleo de actuadores cilíndricos (macizos o rellenos de gel) que se expanden con aumentos de temperatura. Entre ellos destacan el "Juliana Window Opener Ventomax", el "Juliana Univent Solar Vent Opener", el "Hoklartherm - Unitherm" y el "Hoklartherm - Duotherm". Sin embargo, al estar basados en el aprovechamiento del coeficiente de expansión térmica, la apertura conseguida es sólo de unos pocos milímetros y gradual.Some commercial products propose opening automatic based on the use of cylindrical actuators (solid or gel fillers) that expand with temperature increases. Between they highlight the "Juliana Window Opener Ventomax", the "Juliana Univent Solar Vent Opener", the "Hoklartherm - Unitherm "and the" Hoklartherm - Duotherm ". However, at be based on the use of the expansion coefficient thermal, the opening achieved is only a few millimeters and gradual.
Tomando en consideración el ahorro energético en edificios y la optimización del número de componentes de un sistema de apertura automático, resulta destacable la posibilidad de emplear un material activo o "inteligente", capaz de realizar simultáneamente las labores de sensor y actuador, para provocar la apertura y cierre total de la ventana asociada.Taking energy savings into consideration in buildings and the optimization of the number of components of a system Automatic opening, the possibility of use an active or "intelligent" material, capable of performing simultaneously the work of sensor and actuator, to cause the total opening and closing of the associated window.
Los materiales activos, "inteligentes" o multifuncionales son capaces de responder de modo reversible y controlable ante diferentes estímulos físicos o químicos externos, modificando alguna de sus propiedades. Por su sensibilidad o actuación, estos materiales pueden ser utilizados para el diseño y desarrollo de sensores, actuadores y sistemas multifuncionales. Se presentan en diferentes naturalezas, inorgánicas, metálicas y orgánicas, siendo sensibles a una amplia variedad de fenómenos físicos y químicos. Actualmente su importancia radica en las nuevas necesidades en tecnologías como microelectrónica y nanoelectrónica, así como por la posibilidad de desarrollar estructuras, materiales y productos con propiedades activas predefinidas y funciones combinadas.Active materials, "smart" or multifunctionals are able to respond reversibly and controllable against different external physical or chemical stimuli, modifying some of its properties. Because of its sensitivity or acting, these materials can be used for design and development of sensors, actuators and multifunctional systems. Be present in different natures, inorganic, metallic and organic, being sensitive to a wide variety of phenomena Physical and chemical Currently its importance lies in the new needs in technologies such as microelectronics and nanoelectronics, as well as the possibility of developing structures, materials and products with predefined active properties and functions combined.
En el caso del empleo de un material activo como sensor-actuador para la apertura y cierre automático de ventanas destinado al control térmico en edificios, es necesario el empleo de un material con acoplamiento termomecánico, capaz de experimentar cambios dimensionales apreciables en respuesta a estímulos térmicos.In the case of the use of an active material such as sensor-actuator for opening and closing automatic window for thermal control in buildings, is it is necessary to use a material with thermomechanical coupling, able to experience appreciable dimensional changes in response to thermal stimuli.
En relación al empleo de materiales activos en
apertura de ventanas, se ha encontrado una patente "US Patent
4899543 - Pre-tensioned shape memory actuator",
que describe el empleo de aleaciones con memoria de forma (SMA) del
tipo Cu-Zn-Al y
Ni-Ti, capaces de responder a estímulos térmicos
con cambios de dimensionales. Sin embargo la necesidad de
reversibilidad (tanto apertura como cierre) y repetibilidad (miles
de ciclos), lleva al empleo de aleaciones con deformaciones
inferiores al 1% y frágiles, por lo que no ha sido técnicamente
viable comercializar dicha patente. Por otro lado los sistemas
basados en el empleo de aleaciones con memoria de forma tienen una
temperatura de apertu-
ra y otra de cierre fijas, lo que
limitaría enormemente su aplicación, en el caso de que fueran
técnicamente viables.Regarding the use of active materials in window opening, a patent "US Patent 4899543 - Pre-tensioned shape memory actuator" has been found, which describes the use of shape memory alloys (SMA) of the Cu-Zn-Al type and Ni-Ti, capable of responding to thermal stimuli with dimensional changes. However, the need for reversibility (both opening and closing) and repeatability (thousands of cycles), leads to the use of alloys with deformations of less than 1% and fragile, so it has not been technically feasible to commercialize said patent. On the other hand, systems based on the use of shape memory alloys have an opening temperature.
ra and other fixed closure, which would greatly limit its application, if they were technically feasible.
Como posibilidad de modificar la temperatura de apertura o cierre de una ventana actuada por dispositivo basado en una SMA, la patente "US Patent 5816306 - Shape memory alloy actuator" propone un muelle de aleación con memoria de forma calentado por efecto Joule, en función de las instrucciones de un controlador. Tampoco se han encontrado productos comerciales basados en esta idea, que por otro lado no contribuye a la eficiencia energética en edificios.As a possibility to modify the temperature of opening or closing a window operated by device based on an SMA, the "US Patent 5816306 - Shape memory alloy actuator "proposes an alloy spring with shape memory heated by Joule effect, depending on the instructions of a controller. Nor have commercial products been found based on this idea, which on the other hand does not contribute to the energy efficiency in buildings.
Se propone en esta invención el empleo de un elemento sensor-actuador de tipo muelle bimetálico, en combinación con un mecanismo optimizado de transmisión de movimiento, para la apertura/cierre automático de todo tipo de ventanas. El mecanismo conectado al actuador bimetálico permite transformar la variación de forma progresiva de dicho actuador en una apertura/cierre rápido, en un reducido entorno de la temperatura de consigna (alrededor de 2 a 3ºC de variación de temperatura entre apertura y cierre total). Destaca además por la total independencia de sistemas de alimentación, con el ahorro energético asociado. Así mismo dispone de diversos sistemas auxiliares que permiten regular la temperatura de apertura/cierre, desconectar el actuador o invertir su actuación.It is proposed in this invention the use of a bimetallic spring type sensor-actuator element, in combination with an optimized transmission mechanism of movement, for automatic opening / closing of all types of windows The mechanism connected to the bimetallic actuator allows transform the variation of said actuator progressively into rapid opening / closing, in a reduced temperature environment setpoint (around 2 to 3ºC of temperature variation between total opening and closing). It also stands out for total independence of power systems, with the associated energy savings. So It also has several auxiliary systems that allow regulating the opening / closing temperature, disconnect the actuator or Invest your performance.
El empleo de bimetales como actuadores en aplicaciones de transmisión de calor ha sido objeto de patente "US Patent 6039262 - Passive bimetallic actuator for heat transfer", que propone el empleo de bimetales para apertura de compuertas o válvulas, sin embargo no va acompañado de ningún mecanismo adicional que permita apertura/cierre rápido y completo al cruzar una determinada temperatura de consigna. Tampoco dispone de mecanismos auxiliares de desconexión, inversión de actuación o modificación de temperatura de apertura/cierre.The use of bimetals as actuators in heat transmission applications has been patented "US Patent 6039262 - Passive bimetallic actuator for heat transfer ", which proposes the use of bimetals for opening gates or valves, however it is not accompanied by any additional mechanism that allows quick and complete opening / closing when crossing a certain setpoint temperature. Nor does it have of auxiliary mechanisms of disconnection, investment of action or modification of opening / closing temperature.
La invención propuesta "Sistema mecánico autónomo para apertura y cierre de ventanas", con todos sus elementos y sistemas adicionales, se describe en detalle a continuación.The proposed invention " Autonomous mechanical system for opening and closing windows ", with all its additional elements and systems, is described in detail below.
La presente invención se refiere a un sistema mecánico autónomo para apertura y cierre de ventanas, que comprende (Figura 1):The present invention relates to a system autonomous mechanic for opening and closing windows, comprising (Figure 1):
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- Eje 1 o eje motor, en el que van montados: a) un muelle bimetálico con un extremo fijo que hace la función de sensor/actuador y sirve como elemento motor del sistema, b) una rueda dentada encargada de multiplicar el giro del muelle bimetálico al transmitir el movimiento al segundo eje.Axis 1 or motor axis, in which they go mounted: a) a bimetallic spring with a fixed end that makes the sensor / actuator function and serves as the motor element of the system, b) a cogwheel responsible for multiplying the rotation of the spring bimetallic when transmitting the movement to the second axis.
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- Eje 2, en el que van montados: a) una rueda dentada accionada por la rueda dentada del primer eje, b) un pivote o elemento motor del mecanismo de Cruz de Malta que se encarga de que la apertura de la ventana se realice en un entorno reducido de la temperatura de consigna.Axis 2, on which they are mounted: a) a cogwheel driven by the cogwheel of the first axle, b) a pivot or motor element of the Maltese Cross mechanism that is ensures that the window is opened in an environment setpoint temperature reduced.
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- Eje 3, en el que van montados: a) la Cruz de Malta (elemento de salida del mecanismo de Cruz de Malta), b) una rueda dentada encargada de transmitir el giro del tercer eje al eje de la ventana.Axis 3, on which they are mounted: a) the Maltese Cross (exit element of the Cross mechanism of Malta), b) a cogwheel responsible for transmitting the rotation of the third axis to the axis of the window.
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- Eje 4 o eje de la ventana, en el que van montados a) una rueda dentada accionada por la rueda del tercer eje, b) la ventana cuya apertura/cierre se desea.Axis 4 or axis of the window, in the which are mounted a) a gear wheel driven by the wheel of the third axis, b) the window whose opening / closing is desired.
El principio de funcionamiento del mecanismo de transmisión de movimiento se explica a continuación:The principle of operation of the mechanism of Motion transmission is explained below:
El sistema transmite movimiento desde el Eje 1 (o eje motor) al Eje 4 (o eje de la ventana).The system transmits movement from Axis 1 (or motor axis) to Axis 4 (or window axis).
Llamemos T_{i} y T_{S} a las temperaturas esperables en el local y T_{c} a la temperatura de consigna cuya superación ordena la apertura de la ventana (y el cierre cuando la temperatura del local desciende por debajo de ella).Let's call T_ {i} and T_ {S} at temperatures expected in the room and T_ {c} at the setpoint temperature whose overcoming orders the opening of the window (and closing when the room temperature drops below it).
En el Eje 1 actúa un resorte realizado en bimetal que provoca en el Eje 1 un giro de \betaº al pasar desde T_{c} a T_{i}, y de +\betaº al pasar desde T_{c} a T_{s}.Axis made in Axis 1 acts on bimetal that causes in the Axis 1 a turn of? when passing from T_ {c} to T_ {i}, and from +? When passing from T_ {c} to T_ {s}.
Entre el Eje 1 y el Eje 2 se encuentra una transmisión por engranajes que convierte el giro de (-\betaº/+\betaº) en el Eje 1 en un giro de (-\alpha°/+\alpha°) en el Eje 2.Between Axis 1 and Axis 2 is a gear transmission that converts the turn of (- \ betaº / + \ betaº) on Axis 1 in a turn of (-? / /?) on Axis 2.
Entre el Eje 2 y el Eje 3 se encuentra una Transmisión o Mecanismo de Cruz de Malta. El elemento o pivote motor de esta transmisión se encuentra montado sobre el Eje 2. Dicho Eje 2 gira \alpha° mientras que la temperatura del local pasa desde T_{i} a T_{c}, manteniéndose en reposo durante todo ese tiempo el Eje 3, que tiene montada la Cruz de Malta (estando por tanto la ventana cerrada). Al superarse la temperatura T_{c}, para un incremento muy pequeño de la temperatura, la Cruz de Malta y con ella el Eje 3 en que está montada, tiene un rápido giro de 90° (que lleva a la rápida apertura de la ventana, ver Figura 2).Between Axis 2 and Axis 3 is a Maltese Transmission or Cross Mechanism. The element or pivot The engine of this transmission is mounted on Axis 2. Said Axis 2 rotates α while the room temperature passes from T_ {i} to T_ {c}, staying at rest for all that time the Axis 3, which has the Maltese Cross mounted (being therefore the window closed). When the temperature T_ {c} is exceeded, for a very small increase in temperature, the Maltese Cross and with it the Axis 3 in which it is mounted, has a rapid turn of 90 ° (leading to the rapid opening of the window, see Figure 2).
Así mismo, mientras la temperatura pasa desde T_{c} a T_{s}, el Eje 2 gira \alpha° mientras que la Cruz de Malta y con ella el Eje 3 permanece en reposo (y la ventana permanece abierta). Para un descenso de la temperatura ocurre un proceso inverso con el cierre de la ventana al pasar por la temperatura de consigna T_{c} (Figura 2). Entre el Eje 3 y el Eje 4 de la ventana se dispone de una transmisión por engranajes que transforma el giro de 90° del Eje 3 en el giro que se desee para el Eje 4 de la ventana.Likewise, while the temperature passes from T_ {c} to T_ {s}, Axis 2 rotates? While the Cross of Malta and with it the Axis 3 remains at rest (and the window remains open) For a decrease in temperature a reverse process with the closing of the window when going through the setpoint temperature T_ {c} (Figure 2). Between Axis 3 and Axis 4 of the window has a gear transmission that transforms the 90 ° rotation of Axis 3 into the desired rotation for the Axis 4 of the window.
Tanto los índices de reducción de las distintas parejas de engranajes, como el número de brazos de la Cruz de Malta, pueden modificarse para adaptar el grado de apertura de la ventana en función del ángulo de giro del actuador bimetálico.Both the reduction rates of the various gear pairs, such as the number of arms of the Cross of Malta, can be modified to adapt the degree of opening of the window depending on the angle of rotation of the bimetallic actuator.
Como alternativa al accionamiento por medio de un muelle bimetálico a torsión pueden emplearse placas bimetálicas, que flecten con cambios de temperatura, unidas a un mecanismo de transformación de movimiento lineal en circular, tipo biela - manivela o similar.As an alternative to the drive through a bimetallic torsion spring bimetallic plates can be used, that flecten with temperature changes, together with a mechanism of transformation of linear movement in circular, connecting rod type - crank or similar.
También se pueden emplear actuadores lineales cilíndricos o paralelepipédicos (tanto macizos como rellenos de fluido) cuyo coeficiente de expansión térmica produzca desplazamientos lineales en respuesta a cambios de temperatura. Uniendo dichos actuadores lineales a un mecanismo de transformación de movimiento lineal en circular, tipo biela-manivela o similar, se puede sustituir el muelle bimetálico que actúa como sensor-actuador en la invención propuesta. Debe disponerse también de un muelle adicional que proporcione el retorno del actuador (y el consiguiente cierre de la ventana) al descender la temperatura.Linear actuators can also be used cylindrical or parallelepipedic (both solid and filled with fluid) whose coefficient of thermal expansion produces linear displacements in response to temperature changes. Joining said linear actuators to a transformation mechanism linear circular motion type crank-crank or similar, you can replace the bimetallic spring that acts as a sensor-actuator in The proposed invention. A spring must also be available additional that provides the return of the actuator (and the consequent window closing) when the temperature drops.
Así mismo, la transmisión por Cruz de Malta
puede sustituirse por un mecanismo leva - seguidor de leva, con la
leva fijada al Eje 2 y el seguidor de leva actuando sobre el Eje 3.
Dicha leva presenta un aumento de sección en la posición asociada a
la temperatura de consigna T_{c}, lo que produce la rápida
apertura de ventana al subir la temperatura del
local por
encima de T_{c}. Al bajar la temperatura, se produce el proceso
inverso con el consiguiente cierre de la ventana.Likewise, the Maltese cross transmission can be replaced by a cam-follower cam mechanism, with the cam fixed to Axis 2 and the cam follower acting on Axis 3. Said cam presents a section increase in the position associated with the setpoint temperature T_ {c}, which results in the rapid opening of the window when the temperature of the
local above T_ {c}. When the temperature drops, the reverse process occurs with the consequent closing of the window.
Disponiendo un mecanismo similar al de una caja de cambios asociada a cualquiera de las transmisiones entre ejes, se pueden obtener dos mecanismos que aumentan la versatilidad de la invención propuesta, el "mecanismo de desconexión voluntaria del sistema" y el "mecanismo de inversión de actuación":Arranging a mechanism similar to that of a box of changes associated with any of the transmissions between axles, two mechanisms can be obtained that increase the versatility of the proposed invention, the "voluntary disconnection mechanism of system "and the" mechanism of action investment ":
El sistema se desconecta colocando la palanca de cambios en la posición de "punto muerto", en la que no hay transmisión entre el Eje 1 y el Eje 2.The system is disconnected by placing the lever of changes in the "neutral" position, in which there is no transmission between Axis 1 and Axis 2.
El sistema puede invertirse colocando la palanca de cambios en la posición de inversión, que produce la introducción de una rueda dentada adicional en la transmisión entre el Eje 1 y el Eje 2, que se encarga de invertir el sentido de giro.The system can be reversed by placing the lever of changes in the investment position, which produces the introduction of an additional sprocket in the transmission between Axis 1 and Axis 2, which is responsible for reversing the direction of rotation.
Consistente en acoplar un muelle a torsión adicional al muelle bimetálico, tanto en serie como en paralelo, que modifique su posición de equilibrio inicial, para con ello aumentar o disminuir la temperatura de cambio. Una vez calibrado, dicho nuevo muelle dispone de una llave (similar a la cuerda de un reloj) y un indicador del número de vueltas que debe girar la llave para cada temperatura de consigna.Consisting of coupling a torsion spring additional to the bimetallic spring, both in series and in parallel, to modify your initial equilibrium position, to do so increase or decrease the change temperature. Once calibrated, said new spring has a key (similar to the rope of a clock) and an indicator of the number of turns the key should turn for each setpoint temperature.
Se detalla la invención en los siguientes apartados mediante un modo de realización de la misma y con ayuda de figuras.The invention is detailed in the following sections by means of an embodiment thereof and with the help of figures.
Figura 1.- Representación esquemática de los principales elementos de la invención. Muestra una vista transversal de los distintos elementos, transmisiones y ejes que conforman el sistema mecánico autónomo para aperturalcierre de ventanas objeto de esta invención.Figure 1.- Schematic representation of the main elements of the invention. Show a view transversal of the different elements, transmissions and axes that make up the autonomous mechanical system for opening windows object of this invention.
1.- Eje 1.1.- Axis 1.
2.- Resorte de bimetal.2.- Bimetal spring.
3.- Transmisión por engranaje.3.- Gear transmission.
4.- Eje 2.4.- Axis 2.
5.- Elemento motor de la Cruz de Malta.5.- Motor element of the Maltese Cross.
6.- Cruz de Malta.6.- Maltese cross.
7.- Eje 3.7.- Axis 3.
8.- Transmisión por engranajes.8.- Transmission by gears.
9.- Eje 4.9.- Axis 4.
10.- Ventana.10.- Window.
11.- Apertura de la ventana.11.- Window opening.
Figura 2.- Posición del actuador del segundo eje en función de la temperatura. Se representa el cambio de posición del pivote actuador sobre la Cruz de Malta para el rango de temperaturas de trabajo.Figure 2.- Position of the second axis actuator depending on the temperature. The change of position is represented of the actuator pivot on the Maltese Cross for the range of working temperatures
La presente invención se ilustra adicionalmente mediante el siguiente modo de realización, que no pretende ser limitativo de su alcance.The present invention is further illustrated. by the following embodiment, which is not intended to be limiting its scope.
El elemento de la invención que presenta una mayor dificultad de fabricación es el sensor-actuador bimetálico. Los bimetales están formados por la soldadura al vacío de dos láminas de materiales de muy diferente coeficiente de dilatación. Dichas láminas han sido obtenidas previamente por laminación en caliente de los metales de partida.The element of the invention that presents a greatest manufacturing difficulty is the bimetallic sensor-actuator. The bimetals are formed by vacuum welding of two sheets of materials Very different expansion coefficient. These sheets have been previously obtained by hot rolling of metals of departure.
En el caso de parejas metales con difícil soldabilidad, (titanio con acero, zirconio con acero, aluminio con acero y otros), se emplea el método de "Vacuum hot rolling" o enrollado en caliente al vacío. Se pueden obtener así tanto bimetales como trimetales superponiendo capas de diversos metales.In the case of metal couples with difficult weldability, (titanium with steel, zirconium with steel, aluminum with steel and others), the method of "Vacuum hot rolling" or vacuum hot rolled. You can get so much bimetals like trimetals superimposing layers of various metals
En todos estos procesos en caliente, la operación en atmósfera inerte o en cámara de vacío es necesaria para evitar la oxidación de los distintos metales y las inclusiones de impurezas.In all these hot processes, the operation in an inert atmosphere or in a vacuum chamber is necessary to prevent oxidation of different metals and inclusions of impurities
Una vez obtenida la lámina bimetálica se puede cortar con precisión, empleando tanto máquinas herramienta como corte por láser y, posteriormente, deformar en frío para conseguir formas de "U" o el muelle a torsión empleado en la invención propuesta.Once the bimetallic sheet is obtained, you can cut with precision, using both machine tools and laser cutting and subsequently cold deforming to get "U" shapes or the torsion spring used in the invention proposal.
El muelle bimetálico se fija entonces por un extremo al Eje 1, por medio de soldadura, encaje a presión, adhesivos o cualquier tipo de unión de forma. El otro extremo se deja anclado en la pared o en el marco de la ventana. Se monta la rueda dentada en el otro extremo del Eje 1.The bimetallic spring is then fixed by a End to Axis 1, by welding, snap fit, adhesives or any type of joint shape. The other end is Leave anchored on the wall or in the window frame. The cogwheel on the other end of Axis 1.
En el Eje 2 se montan tanto la rueda secundaria de la transmisión por engranajes entre los ejes 1 y 2, así como el actuador del mecanismo de Cruz de Malta. Se puede emplear encaje a presión, adhesivos, chavetas o cualquier otro tipo de unión de forma.In Axis 2 both the secondary wheel are mounted of the transmission by gears between axes 1 and 2, as well as the actuator of the Maltese Cross mechanism. Lace can be used to pressure, adhesives, keys or any other type of joint shape.
En el Eje 3 se monta la Cruz de Malta y la rueda primaria de la transmisión por engranajes entre los ejes 3 y 4, de formas similares a las explicadas anteriormente.On Axis 3 the Maltese Cross is mounted and the wheel primary gear transmission between axes 3 and 4, of forms similar to those explained above.
En el Eje 4 o eje de la ventana, se monta la rueda secundaria de la transmisión por engranajes entre los ejes 3 y 4, de formas similares a las explicadas anteriormente.On the Axis 4 or axis of the window, the secondary gear transmission wheel between axles 3 and 4, in ways similar to those explained above.
Para colocar y fijar las posiciones relativas de los distintos ejes que componen el sistema mecánico completo, se pueden emplear dos carcasas realizadas en fundición que dispongan alojamientos para los distintos rodamientos que soportarán dichos ejes. Se cierran las carcasas por medio de uniones atornilladas y el dispositivo queda listo para su funcionamiento.To place and set the relative positions of the different axes that make up the complete mechanical system, are they can use two housings made in foundry that have housings for the different bearings that will support said axes The housings are closed by means of bolted joints and The device is ready for operation.
Claims (6)
- \bullet?
- eje 1 o eje motor, en el que van montados: a) un muelle bimetálico con un extremo fijo que hace la función de sensor/actuador y sirve como elemento motor del sistema, b) una rueda dentada encargada de multiplicar el giro del muelle bimetálico al transmitir el movimiento al segundo eje,axis 1 or motor axis, in which they go mounted: a) a bimetallic spring with a fixed end that makes the sensor / actuator function and serves as the motor element of the system, b) a cogwheel responsible for multiplying the rotation of the spring bimetallic when transmitting the movement to the second axis,
- \bullet?
- eje 2, en el que van montados: a) una rueda dentada accionada por la rueda dentada del primer eje, b) un pivote o elemento motor del mecanismo de Cruz de Malta que se encarga de que la apertura de la ventana se realice en un entorno reducido de la temperatura de consigna,axis 2, on which they are mounted: a) a cogwheel driven by the cogwheel of the first axle, b) a pivot or motor element of the Maltese Cross mechanism that is ensures that the window is opened in an environment reduced setpoint temperature,
- \bullet?
- eje 3, en el que van montados: a) la Cruz de Malta (elemento de salida del mecanismo de Cruz de Malta), b) una rueda dentada encargada de transmitir el giro del tercer eje al eje de la ventana y unaxis 3, on which they are mounted: a) the Maltese Cross (exit element of the Cross mechanism of Malta), b) a cogwheel responsible for transmitting the rotation of the third axis to the window axis and a
- \bullet?
- eje 4 o eje de la ventana, en el que van montados a) una rueda dentada accionada por la rueda del tercer eje, b) la ventana cuya apertura/cierre se desea.axis 4 or axis of the window, in the which are mounted a) a gear wheel driven by the wheel of the third axis, b) the window whose opening / closing is desired.
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| ES200603148A ES2281304B2 (en) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | AUTONOMOUS MECHANICAL SYSTEM FOR OPENING AND CLOSING OF WINDOWS. |
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| ES200603148A ES2281304B2 (en) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | AUTONOMOUS MECHANICAL SYSTEM FOR OPENING AND CLOSING OF WINDOWS. |
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Family Applications (1)
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