Estructura de conexión magneto-mecánica.

Estructura de conexión magneto-mecánica para unir dos elementos en los cuales se puede fijar en cada uno unmódulo de conexión (1,

2) presentando los módulos de conexión (1, 2) las siguientes características:

- un dispositivo de enclavamiento con

- por lo menos un elemento de enclavamiento de muelle (9) que cede en una dirección (y), y que estásituado en uno de los módulos de conexión (1, 2), y

- una pieza de bloqueo (5) para bloquear con acoplamiento positivo los módulos de conexión (1, 2), y queestá situado en el otro de los módulos de conexión (1, 2), y

- un elemento de desenclavamiento móvil (40) con una superficie de deslizamiento en rampa ascendentepara reenvío de la fuerza (40a) que también está situado en el otro de los módulos de conexión (1, 2), y

- una estructura de imán e inducido con

- por lo menos un imán (4) que está situado en uno de los módulos de conexión (1, 2), y

- por lo menos un inducido (8) que está situado en el otro de los módulos de conexión (1, 2),donde

- el dispositivo de enclavamiento y la estructura de imán e inducido se encuentran en conexión activa según lassiguientes características:

a. El módulo de conexión con el imán (4) y el módulo de conexión con el inducido (8) se pueden desplazarlateralmente entre sí y están realizados de tal modo que se produce un debilitamiento de la fuerza magnética cuantomás se desplazan el imán (4) y el inducido (8) respectivamente entre sí.

b. El módulo de conexión con el imán (4) o el módulo de conexión con el inducido (8) está acoplado con elelemento de desenclavamiento (40) por medio de un dispositivo de acoplamiento (7), de modo que alefectuarse el desplazamiento lateral entre el imán (4) y el inducido (8) se mueve el elemento deenclavamiento del muelle (9) por el elemento de desenclavamiento (40) desde una posición deacoplamiento en la que el elemento de enclavamiento (9) está acoplado con la pieza de bloqueo (5), a unaposición de no-enclavamiento en la que el elemento de enclavamiento del muelle (9) deja de estar acopladocon la pieza de bloqueo (5), con lo cual la superficie de deslizamiento en rampa ascendente para reenvío dela fuerza (40a) empuja hacia un lado el elemento de enclavamiento del muelle (9),

c. la fuerza magnética está diseñada de tal modo que

- durante el proceso de cierre, los módulos de conexión (1, 2) son atraídos entre sí a partir de unaseparación mínima predeterminada, con lo cual el elemento de enclavamiento del muelle (9) ejerce presióncontra la pieza de bloqueo (5), hasta que encaja, y

- durante el proceso de apertura y después de alcanzar la posición de no-acoplamiento de la pieza debloqueo (5) y el elemento de bloqueo del muelle (9), la fuerza magnética ha sido debilitada lo suficiente parapoder separar los módulos de conexión (1, 2), y

d. están previstos medios de reposición por lo menos para reposicionar el elemento de desenclavamiento(40) a la posición de partida, para

Estructura de conexión magneto-mecánica

La invención se refiere a una estructura de conexión magneto-mecánica, es decir, un enclavamiento mecánico asistido por fuerza magnética, que es especialmente adecuado para cierres tales como se utilizan en bolsos de mano, mochilas y objetos similares, si bien esta relación no debe limitar el campo de aplicación de esta invención.

Esta clase de estructuras de conexión se pueden dividir por principio en dos grupos principales. Existen estructuras de conexión mecánicas cuyo mecanismo de apertura y cierre consiste en una combinación de componentes que generalmente actúan con un acoplamiento positivo y acoplamiento de fuerza. A menudo se emplean muelles para mantener un estado de enclavamiento, de modo que el cierre y la apertura ha de efectuarse venciendo la fuerza del muelle. Esta clase de estructuras de conexión son conocidas en el mundo técnico, por lo que únicamente se remite al estado de la técnica que figura en el contenido de las clases subordinadas IPC A44B.

Por el documento US 5974 637 se conocen por ejemplo hebillas enchufables en las que un enclavamiento por muelle está realizado de tal modo que un elemento de separación tal como una cuña va separando paulatinamente el enclavamiento mediante una superficie inclinada hasta que queda fuera de enclavamiento y queda libre. Los cierres tales como esta hebilla enchufable presentan una sensación táctil de apertura suave al ir venciendo paulatinamente el enclavamiento, pero presentan una sensación táctil insatisfactoria para el cierre ya que se han de cerrar aplicando una fuerza considerable y generalmente realizable solo con las dos manos.

Otro grupo principal de estructuras de conexión son las estructuras de conexión de acción magnética, en las que se aprovecha la fuerza magnética para mantener unida la conexión. También estas estructuras de conexión son conocidas precisamente para los cierres de bolsos de mano y otros recipientes del mundo técnico por lo que aquí se remite únicamente al contenido de las clases subordinadas IPC E05C.

Igualmente se conocen combinaciones entre estos dos grupos principales. En estas combinaciones se trata por lo general de satisfacer requisitos específicos que deba cumplir una estructura de conexión combinando para ello de modo selectivo las propiedades diferentes de una conexión mecánica y de una estructura de unión magnética.

A continuación y para mejor reproductibilidad de las ventajas de la invención se trata de debatir primero alguna de las propiedades principales de las estructuras de conexión mecánicas y de las magnéticas.

Un enclavamiento mecánico de acoplamiento positivo tiene por lo general un componente mecánico que al quedar sometido el enclavamiento a una carga queda cargado con una fuerza de tracción, compresión o cizallamiento. La magnitud de la resistencia mecánica de este componente es la que define la estabilidad de la estructura de conexión. Las estructuras de conexión mecánicas se pueden fabricar a un bajo coste, ya que por ejemplo en el caso de los cierres de los bolsos de mano, únicamente se emplean piezas de hierro o de plástico muy económicas.

Estas estructuras de conexión mecánicas tienen en principio la propiedad de que al conectarlas manualmente hay que vencer una fuerza elástica de enclavamiento. Por este motivo, el manejo de las estructuras de conexión resulta en algunos casos poco cómodo, por lo que se recurre a estructuras de conexión magnéticas, ya que estas se atraen entre sí automáticamente debido a la fuerza magnética.

La fuerza percibida en la mano al cerrar y al abrir se denomina en lo sucesivo como sensación táctil. Precisamente en el caso de los cierres que se accionan a mano es preciso adaptar la sensación táctil a la fuerza de la mano humana.

En las conexiones magnéticas en las que se emplea la fuerza magnética directamente para impedir abrir la conexión es preciso que el imán y el inducido correspondiente estén dimensionados de acuerdo con la fuerza de sujeción. Si no se plantean requisitos especiales a la fuerza de cohesión y a la sensación táctil, se pueden emplear en principio estas conexiones.

Pero en determinados casos los cierres han de estar sobredimensionados, por ejemplo si se han de cumplir requisitos de seguridad. Esto se puede exigir por ejemplo en una mochila para montañeros. Esta mochila no debe abrirse incluso si el cierre queda sometido a un múltiplo de la fuerza de cohesión normal, lo que puede suceder por ejemplo en el caso de una caída. Para ello, los cierres que tengan un perfil de requisitos de esta clase se realizan como cierres mecánicos que con estructuras mecánicas permitan alanzar también unos factores de seguridad elevados sin un gran gasto adicional. En este aspecto, estas estructuras de conexión se han impuesto en el mercado a gran escala.

Por el estado de la técnica se conocen además diversas estructuras de conexión mecánicas en las que además de un enclavamiento mecánico se emplean también imanes. Los imanes sirven sin embargo únicamente para mantener unido el enclavamiento mecánico en estado cerrado. Para ello se emplea la fuerza magnética en lugar de la fuerza elástica de un muelle mecánico. Estas estructuras no presentan una sensación táctil agradable. Generalmente se pueden cerrar con relativa facilidad pero son más difíciles de abrir.

En el documento US 6295702 se describe un cierre magnético con bloqueo mecánico en el que durante el proceso de cierre el imán y el inducido atraen un enclavamiento mecánico, que durante el proceso de apertura hay que desbloquear primeramente antes de poder abrir el cierre magnético.

La sensación táctil de apertura es insatisfactoria ya que durante la apertura el imán y el inducido se separan en su dirección de atracción principal, es decir en la que se han movido acercándose entre sí al cerrar, y esto entraña una sensación táctil brusca, ya que la fuerza de atracción magnética es máxima en la posición de cierre, y a continuación disminuye fuertemente siguiendo una característica no lineal. Además, el cierre mecánico se asegura aquí por medio de un sistema adicional de imán e inducido en la posición de cierre, que también hay que abrir en sentido opuesto al campo magnético, por lo que también la sensación táctil para quitar el seguro del cierre tiene un transcurso brusco y por lo tanto es insatisfactoria.

Por el documento US 6182336 se conoce también una retención mecánica de un cierre magnético que se abre por medio de una superficie inclinada de un botón de mando. Pero también aquí es insatisfactoria la acción táctil ya que durante el proceso de apertura el imán y el inducido se separan en su dirección de atracción principal, es decir en la dirección en la que se han acercado entre sí al cerrar, y esto entraña una sensación táctil marcadamente brusca, ya que la fuerza de atracción magnética es máxima en su posición de cierre y a continuación disminuye rápidamente de forma no lineal.

Por el documento US 4, 270, 781 se conoce una estructura de conexión realizada como dispositivo de apertura y cierre de una puerta, en la que hay dos componentes que se pueden desplazar relativamente entre sí para mantener cerrada una puerta durante el estado recogido de los componentes, y abrir la puerta en el estado extendido. La estructura de conexión comprende un dispositivo de enclavamiento para bloquear entre sí los componentes en estado recogido, que está realizado por una ranura dispuesta en uno de los componentes dentro de la cual encaja una bola conducida en el otro componente para acoplar los componentes, y que en estado recogido asienta con un tramo de bloqueo de la ranura. La estructura de conexión presenta además una estructura de imán e inducido que está formada por un imán en uno de los componentes y unas placas magnéticas en el otro componente, y que sirve para mantener la puerta magnéticamente en posición cerrada en el estado recogido de los componentes. Al extender uno de los componentes respecto al otro componente se debilita la fuerza de atracción magnética entre el imán y un inducido y de este modo se reduce la fuerza de atracción magnética ejercida sobre la puerta, de modo que se puede abrir la puerta.

Para cumplir los siguientes requisitos no se conoce por el estado de la técnica ninguna estructura de conexión:

a. el bloqueo tiene lugar de forma mecánica,

b. la estructura de conexión... [Seguir leyendo]

1. Estructura de conexión magneto-mecánica para unir dos elementos en los cuales se puede fijar en cada uno un módulo de conexión (1, 2) presentando los módulos de conexión (1, 2) las siguientes características:

- un dispositivo de enclavamiento con

- por lo menos un elemento de enclavamiento de muelle (9) que cede en una dirección (y) , y que está situado en uno de los módulos de conexión (1, 2) , y

- una pieza de bloqueo (5) para bloquear con acoplamiento positivo los módulos de conexión (1, 2) , y que está situado en el otro de los módulos de conexión (1, 2) , y

- un elemento de desenclavamiento móvil (40) con una superficie de deslizamiento en rampa ascendente para reenvío de la fuerza (40a) que también está situado en el otro de los módulos de conexión (1, 2) , y

- una estructura de imán e inducido con

- por lo menos un imán (4) que está situado en uno de los módulos de conexión (1, 2) , y

- por lo menos un inducido (8) que está situado en el otro de los módulos de conexión (1, 2) ,

donde

- el dispositivo de enclavamiento y la estructura de imán e inducido se encuentran en conexión activa según las siguientes características:

a. El módulo de conexión con el imán (4) y el módulo de conexión con el inducido (8) se pueden desplazar lateralmente entre sí y están realizados de tal modo que se produce un debilitamiento de la fuerza magnética cuanto más se desplazan el imán (4) y el inducido (8) respectivamente entre sí.

b. El módulo de conexión con el imán (4) o el módulo de conexión con el inducido (8) está acoplado con el elemento de desenclavamiento (40) por medio de un dispositivo de acoplamiento (7) , de modo que al efectuarse el desplazamiento lateral entre el imán (4) y el inducido (8) se mueve el elemento de enclavamiento del muelle (9) por el elemento de desenclavamiento (40) desde una posición de acoplamiento en la que el elemento de enclavamiento (9) está acoplado con la pieza de bloqueo (5) , a una posición de no-enclavamiento en la que el elemento de enclavamiento del muelle (9) deja de estar acoplado con la pieza de bloqueo (5) , con lo cual la superficie de deslizamiento en rampa ascendente para reenvío de la fuerza (40a) empuja hacia un lado el elemento de enclavamiento del muelle (9) ,

c. la fuerza magnética está diseñada de tal modo que

- durante el proceso de cierre, los módulos de conexión (1, 2) son atraídos entre sí a partir de una separación mínima predeterminada, con lo cual el elemento de enclavamiento del muelle (9) ejerce presión contra la pieza de bloqueo (5) , hasta que encaja, y

- durante el proceso de apertura y después de alcanzar la posición de no-acoplamiento de la pieza de bloqueo (5) y el elemento de bloqueo del muelle (9) , la fuerza magnética ha sido debilitada lo suficiente para poder separar los módulos de conexión (1, 2) , y

d. están previstos medios de reposición por lo menos para reposicionar el elemento de desenclavamiento

(40) a la posición de partida, para lo cual se puede llegar a acoplar el elemento de enclavamiento del muelle

(9) con la pieza de bloqueo (5) .

2. Estructura de conexión magneto-mecánica según la reivindicación 1, caracterizada por estar previstos varios elementos de enclavamiento o un elemento de enclavamiento con varios tramos de enclavamiento.

3. Estructura de conexión magneto-mecánica según la reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo de acoplamiento (7) presenta en la dirección de movimiento del imán móvil (4) una holgura (7d) de modo que el elemento de desenclavamiento (40) solamente es atraído mediante un tope en el sentido hacia el imán (4) cuando se haya agotado la holgura (7d) .

4. Estructura de conexión magneto-mecánica según la reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo de acoplamiento (7) es un muelle de acoplamiento (10c) cuya fuerza elástica se extiende a lo largo de la dirección de movimiento del imán (4) y del elemento de desbloqueo (40) , estando dimensionada la fuerza elástica y la fuerza de rozamiento entre la pieza de bloqueo (5) y el elemento de enclavamiento del muelle (9) , de tal modo que al someter a carga el dispositivo de conexión, la fuerza de rozamiento es mayor que la fuerza del muelle y el elemento de desenclavamiento (40) es empujado a su posición de partida después de abrir la estructura de conexión.

5. Estructura de conexión magneto-mecánica según la reivindicación 3, caracterizada porque está previsto un muelle de reposición (10a) , cuya fuerza elástica de reposición se extiende a lo largo de la dirección de movimiento del imán (4) y del elemento de desenclavamiento (40) , de modo que después de abrir la estructura de conexión, el elemento de desenclavamiento (40) vuelve a ser empujado a su posición de partida.

6. Estructura de conexión magneto-mecánica según la reivindicación 1, caracterizada por estar previsto un dispositivo de accionamiento (50) que se puede mover con la mano o con el pie, que está unida a la estructura de imán e inducido de tal modo que el imán (4) se pueda mover con relación al inducido (8) , y la parte móvil está alojada de forma móvil en uno de los dos módulos de conexión (1, 2) .

7. Estructura de conexión magneto-mecánica según la reivindicación 1, caracterizada porque uno de los módulos de conexión (1, 2) es un objeto que se puede colocar sobre el otro de los módulos de conexión (1, 2) , y que para retirarla se puede mover de tal modo que se provoque un movimiento relativo entre el imán (4) y el inducido (8) .

8. Estructura de conexión magneto-mecánica según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura de imán e inducido presenta en uno de los módulos de conexión (1, 2) por lo menos un imán (4) y en el otro de los módulos de conexión (1, 2) por lo menos

a. un inducido ferromagnético (8) , o

b. un imán polarizado para ejercer la fuerza de atracción.

9. Estructura de conexión magneto-mecánica según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura de imán e inducido comprende en uno de los módulos de conexión un imán (4) con dos chapas conductoras ferromagnéticas, y en el otro de los módulos de conexión presenta un inducido ferromagnético (8) , estando dispuestas las chapas conductoras de tal modo que estén en relación conductiva magnética con el inducido ferromagnético (8) .

10. Estructura de conexión magneto-mecánica según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura de imán e inducido comprende en uno de los módulos de conexión (1, 2) un imán (4) con una chapa conductora ferromagnética, y en el otro de los módulos de conexión (1, 2) un inducido ferromagnético (8) , estando dispuestos el imán (4) y la chapa conductora de tal modo que estén en relación magnética conductiva con el inducido ferromagnético (8) .

11. Estructura de conexión magneto-mecánica según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura de imán e inducido comprende en cada módulo de conexión (1, 2) un imán (4) con chapas conductoras ferromagnéticas, estando las chapas conductoras enfrentadas atrayéndose y puede llegar a establecer un contacto mecánico.

12. Estructura de conexión magneto-mecánica según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura de imán e inducido comprende una disposición de imanes con por lo menos dos imanes dispuestos enfrentados entre sí

(4) que en una posición cerrada de la estructura de conexión se encuentran en una posición de atracción, y en una posición abierta están en una posición de repulsión.

13. Estructura de conexión magneto-mecánica según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura de imán e inducido comprende una disposición de imanes en la que en cada módulo de conexión (1, 2) está dispuesto un imán (4) y un inducido ferromagnético (8) de tal modo que en estado cerrado los imanes (4) se encuentran en posición enfrentada a los inducidos (8) , y donde en estado abierto están enfrentados entre sí los imanes (4) polarizados para la repulsión.

14. Estructura de conexión magneto-mecánica según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento de desbloqueo (40) presenta además de la superficie de deslizamiento en rampa ascendente para reenvío de la fuerza (40a) que fuerza al elemento de enclavamiento del muelle (9) a quedar fuera de acoplamiento con la pieza de bloqueo (5) , presenta otra superficie de deslizamiento (40b) que después de desplazar el elemento de enclavamiento del muelle (9) a la posición de no-enclavamiento, reenvía la fuerza del elemento de enclavamiento del muelle tensado (9) en una fuerza de separación entre los módulos de conexión (1) y (2) .