"FIXADOR DE TIRA"
Campo da invenção
A presente invenção refere-se a um fixador. Emparticular, a presente invenção se refere ao tipo de fixadorque pode ser fabricado em vários comprimentos e que é fre-qüentemente mencionado abaixo como "fixador de tira".
Antecedentes da invenção
Fixadores de tira são convenientes e eficazes paraprender painéis, portas, janelas e outros elementos e podemfornecer uma vedação continua.
Versões de fixadores de tira foram reveladas norelatório descritivo publicado do Pedido de patente interna-cional no. PCT/AU99/00185 e em particular com relação às fi-guras 25 a 39 do referido relatório descritivo. O conteúdodo pedido de patente internacional é importado aqui a titulode referência.
Pelo menos em alguns aspectos, a presente invençãopode ser considerada como um desenvolvimento do prendedor detira, revelado no pedido internacional aqui importado.
Pelo menos em algumas modalidades, a presente in-venção lida com material que contrai quando ativado. Comen-tários adicionais em relação aos exemplos de tal materialsão expostos abaixo. Há alguns problemas que podem ser expe-rimentados com esse material, e esses problemas são tambémdiscutidos abaixo. A presente invenção, pelo menos em algu-mas modalidades, tem como objetivo superar ou aliviar essesproblemas.
Sumário da invençãoA presente invenção provê um fixador adaptado parafixar de forma desprendivel um primeiro elemento e um segun-do elemento, o prendedor incluindo:
Um canal tendo uma pluralidade de travas espaçadasque formam paredes opostas do canal, as travas sendo móveispara dentro do canal; e
Uma lingüeta de travamento tendo uma pluralidadede bloqueadores espaçados e uma base que forma a base do ca-nal, a lingüeta sendo móvel dentro do canal entre uma posi-ção travada na qual os bloqueadores evitam movimento dastravas para dentro do canal e uma posição destravada na qualas travas não são impedidas de se moverem para dentro do ca-nal.
O primeiro elemento e o segundo elemento podem serqualquer elemento apropriado. Um exemplo do primeiro elemen-to é um painel fixo e um exemplo do segundo elemento é umpainel removível, ou fecho, como uma porta. Entretanto, ainvenção não é limitada a essas modalidades. Os primeiro esegundo elementos podem ser escolhidos a partir de uma amplagama de formas.
Preferivelmente, o canal tem a pluralidade de tra-vas espaçadas em cada uma das duas tiras que juntas formamparedes opostas do canal. Nessa modalidade, as travas em ca-da uma das duas tiras são adaptadas para pivotar em direçãoao centro do canal ou serem mantidas pelos bloqueadores naposição travada.
A lingüeta de travamento é preferivelmente móvellongitudinalmente dentro do canal. Em uma modalidade especi-almente preferida, a base que forma a base do canal, é des-lizável na mesma.
Os bloqueadores são preferivelmente de dimensãosimilar às travas. Similarmente, os espaços entre os bloque-adores adjacentes são preferivelmente iguais ou similaresaos espaços entre as travas. Com essa configuração, quando alingüeta é movida para a posição de destravar, as travas sãolocalizadas adjacentes aos espaços entre os bloqueadores epodem ser pivotados em direção ao centro do canal sem Iimi-tação pelos bloqueadores. Quando a lingüeta de bloqueio émovida para o lugar, as partes desse fixador contraem, cau-sando tensão na junta.
As travas e bloqueadores são preferivelmente demetal de modo a fornecer um arranjo forte para aplicações decarga elevada. Também é possível que as travas sejam feitasde plástico de engenharia apropriado, para exigências decarga inferior. As escolhas de material apropriado para a-plicações específicas serão evidentes para uma pessoa versa-da na técnica.
Preferivelmente, as travas se movem de forma pivo-tal. Em uma modalidade, onde as travas espaçadas estão emduas tiras que unidas formam paredes opostas do canal, astravas se movem de forma pivotal quando os topos das travasse inclinam para dentro um em direção ao outro, para dentrodo canal. Em outra modalidade, as travas formam paredes paralelasdo canal e movem para dentro uma em direção à outra, en-quanto mantêm suas posições paralelas.
Preferivelmente, o canal forma parte de uma monta-gem flexível. A finalidade dele é a de permitir que o fixa-dor flexione de modo que possa ser utilizado para fixar ele-mentos que podem ser curvos ou de outro modo não lineares.
Para permitir flexibilidade, prefere-se que as travas, blo-queadores, e a lingüeta de travamento tenham seções relati-vamente delgadas em sua base, para permitir que flexão ver-tical siga, por exemplo, seções curvas em um painel.
O fixador da invenção pode ser fixado no primeiroelemento por qualquer meio apropriado. É particularmentepreferido que o fixador seja retido em um guia de retençãono primeiro elemento ou em um equipamento fixado no primeiroelemento, o equipamento sendo ligado ao primeiro elemento,por exemplo. Prefere-se que as travas sejam adaptadas paraserem retidas em um entalhe de travamento ou outro perfiladequadamente moldado no segundo elemento. Quando o fixadoré travado, as travas são engatadas com o entalhe de trava-mento e não podem ser liberadas enquanto os bloqueadores e-vitam que as travas sejam pivotadas para dentro do canal.
Quando os bloqueadores são movidos de modo que não mais in-terfiram nas travas e as travas podem se mover para dentrodo canal suficientemente para se afastar do entalhe de tra-vamento, e o segundo elemento pode ser removido a partir doprimeiro elemento.
Prefere-se que a lingüeta de travamento seja indu-zida a se mover entre a posição de travamento e a posição dedestravamento por material adaptado para contrair quando a-tivado. O material adaptado para contrair quando ativado, épreferivelmente tira de liga de memória de formato. As ligasde memória de formato são conhecidas e são normalmente fei-tas predominantemente ou totalmente de titânio e níquel.
Também podem incluir outro material, como alumínio, cobre dezinco, e outros materiais similares. Uma liga de memória deformato é capaz de adotar um formato abaixo de uma tempera-tura de transição predeterminada e mudar para um segundoformato após sua temperatura exceder a temperatura de tran-sição. Inversamente, quando a liga de memória de formato es-fria abaixo da temperatura de transição, é capaz de adotarnovamente o primeiro formato. Com relação à presente inven-ção, a liga de memória de formato contrai preferivelmentequando aquecido no local. A tira de liga de memória de for-mato atualmente disponível, como aquela vendida sob o nomeNitinol, é capaz de contrair por muitos ciclos em aproxima-damente 3% quando ativado por aquecimento.
A ativação do material adaptado para contrairquando ativado é preferivelmente obtida através de aqueci-mento por resistência elétrica, com uma alimentação de fiopara a montagem. A ativação da tira de liga de memória deformato pode ser iniciada a partir de um local central, uti-lizando o sistema de fiação, por exemplo, de uma aeronave ouautomóvel. Também está compreendido no escopo da presenteinvenção que a ativação seja iniciada por meio remoto, comouma ferramenta portátil operando através do uso de qualquerforma de energia apropriada, incluindo microonda, eletromag-nética, magnética, sônica, infravermelha, radiofreqüência eassim por diante.
0 escopo da invenção não é necessariamente limita-do ao uso de liga de memória de formato. Outro material tam-bém pode ser útil. Além disso, embora a ativação possa ocor-rer através do aquecimento, outros meios de ativação podemser apropriados e estão compreendidos no escopo da presenteinvenção.
Embora outras configurações também possam ser a-propriadas, prefere-se que uma tira de liga de memória deformato seja utilizada para mover a lingüeta para a posiçãode travamento e uma segunda tira de liga de memória de for-mato é utilizada para mover a lingüeta para a posição dedestravamento, de modo que o fixador da invenção seja bies-tável. Quando duas tiras são utilizadas, o fixador pode serprojetado para permanecer no estado travado ou destravadoaté que a tira oposta seja ativada.
Pode ser desejável ligar as tiras de travamento edestravamento por um elo de compressão ou outro meio, de mo-do que haja somente uma única conexão de acionador com o me-canismo. Isso pode permitir que o mecanismo seja curvo, en-quanto conectado a um acionador reto.
O fixador é preferivelmente uma forma de tira defixador. Ainda mais preferivelmente, o fixador é composto demódulos. Por exemplo, o comprimento mínimo de módulo podeser de 400 mm. Para esse tamanho, a tira de liga de memóriade formato pode ter um comprimento ativo de 300 mm e ser dotipo de tira de 0,2 χ 5 mm em seção. A ativação exigiria 24amps em 13,8 volts por 1 segundo para aquecer e isso poderiafornecer uma força de tração de 17daN. Menos amps pode sernecessário se aquecimento for disperso durante 3 a 5 segundos.
Os módulos podem ser ligados juntos em qualquermodo desejável, como pelo uso de uma placa de acionador quepode ligar módulos contíguos.
Na forma modular, não seria necessário ativar to-dos os módulos de uma vez. Conseqüentemente, um pequeno su-primento de energia pode ser adequado para ativar cada ex-tensão de módulo.
No caso de temperatura ambiente elevada ou em umasituação de superaquecimento, o fixador da invenção pode in-cluir um elemento à prova de falha para assegurar que o fi-xador permaneça na posição travada. Por exemplo, o fixadorpode incluir um pino de acionamento de destravar e em umasituação de superaquecimento um elemento à prova de falhapode ser capaz de se mover para cima e bloquear o pino deacionamento de modo que o fixador permaneça na posição travada.
Preferivelmente, o acionador de liga de memória deformato é vedado contra fluido e poeira por uma vedação des-lizante, que pode ser posicionada em um recesso e mover parafrente e para trás com a ação de travamento e destravamentodo acionador.
Será reconhecido que outros acionadores, além datira de liga de memória de formato, podem ser utilizados emconexão com o fixador da invenção, como servomotores e ci-lindros hidráulicos.Preferivelmente, dois sensores de posição e umsensor de temperatura são integrados no fixador para monito-rar e controlar a função de mecanismo. Os mesmos fornecem ainformação de que o fixador está no estado travado ou que ofixador está no estado destravado. 0 sensor de temperatura éutilizado para medir temperatura ambiente interna para oti-mizar desempenho geral e fornecer proteção contra interrup-ção acima e abaixo do limite de temperatura operacional. Aativação do mecanismo à prova de falha acima da temperaturatambém pode fazer parte desse arranjo.
Outras vantagens e aspectos da presente invençãotornar-se-ão evidentes após leitura da seguinte descriçãodos desenhos e da descrição detalhada de uma modalidade pre-ferida da invenção.
Breve descrição dos desenhos
A figura 1 representa uma elevação lateral em se-ção de uma modalidade do fixador da invenção no local, fi-xando um primeiro elemento sendo um painel removível e umsegundo elemento sendo um painel fixo, o fixador estando naposição travada;
A figura 2 representa uma vista plana das travas ebloqueadores do fixador da figura 1, na posição travada;
A figura 3 corresponde à modalidade na figura 1,exceto que o fixador é mostrado na posição destravada;
A figura 4 é uma vista plana das travas e bloquea-dores na posição destravada;
A figura 5 é uma vista em perspectiva de uma ex-tremidade do fixador na posição travada;A figura 6 é uma vista em perspectiva da extremi-dade do fixador progredindo em direção à posição destravada;
A figura 7 é a mesma vista que nas figuras 5 e 6,porém na posição totalmente destravada;
A figura 8 é uma vista parcialmente detalhada damodalidade da figura 5, mostrando a posição travada, e tam-bém mostrando parte do acionador, porém com uma tira de tra-vas omitidas para clareza;
A figura 9 é uma vista que corresponde àquela nafigura 8, para comparação com aquela na figura 6;
A figura 10 mostra a modalidade das figuras 8 e 9,correspondendo à figura 7;
A figura 11 é uma vista em perspectiva do aciona-dor nas figuras anteriores, na posição travada;
A figura 12 mostra o acionador na posição destra-vada ;
A figura 13 é uma vista plana de uma segunda moda-lidade do acionador apropriado para o fixador da invenção;
A figura 14 é uma vista em elevação do acionadorda figura 13;
A figura 15 é uma vista detalhada de uma modalida-de de módulos do fixador, mostrando a arquitetura;
A figura 16 é um detalhe a partir da figura 15,ilustrando como as travas e bloqueadores podem ser montadosem um módulo do fixador;
A figura 17 mostra um ponto de nó entre dois módu-los de fixador;
A figura 18 detalha adicionalmente a ligação demódulos;
A figura 19 mostra em elevação lateral (posiçãotravada) como os acionadores podem ser ligados entre os mó-dulos;
A figura 20 é uma vista em perspectiva da figura19;
A figura 21 mostra detalhe de uma ligação de acio-nador, na posição destravada;
A figura 22 mostra a montagem do fixador em umaestrutura; e
A figura 23 mostra um detalhe a partir da figura22.
Descrição detalhada dos desenhos
Nos desenhos, o fixador 10 (vide as figuras 2 e 4)é mostrado de forma desprendivel fixando um painel removível12 em um painel fixo 14 (vide as figuras 1 e 3).
O guia de retenção 18 é formado no suporte de e-quipamento 16 para reter os elementos do fixador 10. O su-porte de equipamento 16 é ligado ou de outro modo afixado nopainel fixo 14.
O entalhe de travamento 20 é usinado no painel re-movível 12, para engate com o fixador 10. O alinhamento dopainel removível 12 com o painel fixo 14 é auxiliado por po-sicionamento de tolerância do guia de retenção 18 em sua se-de e entalhe de travamento 20 no painel removível 12.
Com referência especificamente às figuras 2, 4, 5e 6, o fixador 10 tem um canal 22 formado entre duas tiras24 e 26 das travas 28. O canal 22 tem uma base formada porlingüeta de travamento deslizável 30. A lingüeta 30 tem blo-queadores 32. Preferivelmente, as travas 28 estão em 10 mmde passo (como estão os bloqueadores 32) e espaços 36 entreos bloqueadores 32 são grandes o suficiente para acomodar astravas 28.
Quando a lingüeta 30 é puxada a partir da posiçãode travamento mostrada na figura 5 para a posição de destra-vamento na figura 6, travas 28 podem pivotar para dentro emdireção ao centro do canal 22, como mostrado na figura 7.Comparando isso com as figuras, 1 e 3, na posição travada,travas 28 são retidas no entalhe de travamento 20 por blo-queadores 32 (figuras Ie 2), porém podem ser pivotadas paradentro para liberar o entalhe de travamento 20 quando osbloqueadores 32 são movidos para fora de registro com astravas 28 (figuras 3 e 4) de modo a soltar o painel 12 apartir do painel 14.
Os itens 38, 40, 41 e 44 são descritos com relaçãoàs figuras 8 a 12, abaixo.
As figuras 8 a 12 mostram os elementos de uma mo-dalidade de acionador para fixador 10. Os elementos de acio-nador estão contidos no invólucro de acionador 38 que, nessamodalidade, é feito de alumínio. 0 revestimento moldado porinjeção de plástico 42 é utilizado para suportar e isolar aparte eletrônica e tiras ou fitas de liga de memória de for-mato do acionador.
O acionador ilustrado é biestável e tem duas fitasde liga de memória de formato (SMA) 48 e 50. A fita SMA 48 éutilizada para destravar o fixador 10, enquanto a fita deSMA 50 é utilizada para travar o fixador 10. O fixador 10pode permanecer no estado travado ou destravado até que afita SMA oposta seja ativada. Os elementos de SMA são liga-dos internamente por um elo de compressão de SMA 41 de modoque haja somente um mecanismo de conexão de acionamento. Is-so permite que o mecanismo seja curvo enquanto ligado a umacionador reto. A fita SMA 48 é fixa na extremidade 60 (fi-gura 8 a 10), enquanto a fita SMA 50 é fixada na extremidade62 (figura 12).
Onde o fixador 10 é fornecido nos módulos (consul-te abaixo), na modalidade biestável não é necessário ativartodos os módulos de uma vez. Um pequeno suprimento de ener-gia pode ser utilizado para ativar cada extensão de móduloseqüencialmente.
Como pode ser visto nas figuras 8, 9 e 10, a tira24 das travas 28 tem uma seção de junção inferior 52. Simi-larmente, a lingüeta 30 tem uma seção de junção inferior 54que sustenta os bloqueadores 32. As seções de junção 52 e 54são nessa modalidade relativamente delgadas, de modo quepermitam que flexão vertical siga, por exemplo, seções cur-vas em um painel.
As tiras de trava 24 e 26 e lingüeta 30 podem serambas feitas de metal a fim de fornecer uma junta muito for-te para aplicações de carga elevada. Alternativamente, umplástico de engenharia pode ser utilizado para tiras de tra-va 24 e 26 para exigências de carga mais baixa. A análise deengenharia pode estabelecer escolhas de material apropriadopara uma aplicação especifica.Os elementos de acionador também incluem pino deacionamento de destravar 44 (posição indicada nas figuras 11e 12) e pino de acionamento de travar 46.
Também é visível nas figuras 8 a 10 a mola de so-breesforço 56 e o circuito de condutor de energia 58.
Como pode ser visto a partir da progressão nas fi-guras 8 através de 9 e 10, à medida que a lingüeta de trava-mento 30 é movida para fora de registro com a tira de trava24 (e tira de trava 26 não mostrada) bloqueadores 32 liberamas travas 28. Quando as travas 28 estão totalmente liberadasde bloqueadores 32, as travas 28 pivotam ou se inclinam umaem direção à outra. A figura 10 ilustra isso para as travas28 na tira 24. As travas 28 na tira 26 (não mostradas) seinclinam em direção às travas 28 na tira 24. Nessa configu-ração, o fixador 10 não mais está engatado no entalhe detravamento 20 (consulte a figura 3) e a porta ou painel re-movível 12 é liberado do painel fixo 14.
Faz-se referência agora à modalidade nas figuras13 e 14. Os mesmos números serão utilizados para se referiràs partes iguais ou equivalentes nessas figuras como utili-zado acima.
O invólucro de acionador 38 inclui uma cavidade 64(figura 14) para acomodar parte eletrônica para os elementosde acionador. Na modalidade mostrada, o fixador 10 represen-ta um módulo com um comprimento mínimo de módulo de 400 mm.Fitas de SMA 48 e 50 têm um comprimento ativo de 300 mm esão do tipo de fita, sendo 0,2 mm χ 5 mm em seção. A ativa-ção requer 224 amps em 13,8 volts por 1 segundo para aquecere pode fornecer uma força de tração de 17 daN. Menos ampsseria necessário se o aquecimento fosse realizado durante 3a 5 segundos.
São mostrados na figura 13 quatro parafusos de in-vólucro de acionador 66 e nervuras de guia de SMA 68. A mon-tagem de acionador inclui seis parafusos de fixação de posi-ção de acionador 70, somente um dos quais é rotulado, paraclareza.
O elo de compressão de SMA 41, que também é mos-trado na figura 1, é indicado na figura 13. O elo de com-pressão de SMA 41 liga os elementos de SMA de modo que hajasomente uma conexão de acionamento com o mecanismo e de modoque o mecanismo possa ser curvo.
É incluindo na figura 13 um elemento à prova defalha 72. Isso assegura que a fita de travamento de SMA 50permaneça no modo travado em condições de superaquecimento.O elemento à prova de falha 72 é posicionado embaixo do pinode acionamento 46 e, em condições de superaquecimento, o e-lemento à prova de falha 72 move-se para cima e bloqueia opino de acionamento 46 na posição travada.
É mostrada na figura 14 a vedação deslizante 40.Essa também é mostrada na figura 1. A vedação deslizante 40é utilizada para vedar o acionador contra fluido e poeira. Avedação deslizante 40 faz parte da montagem de acionador eprovê a ligação com o pino de acionamento 46. A vedação des-lizante 40 é posicionada em um recesso (não mostrado) no a-poio de suporte de alumínio e se move para frente e paratrás com a ação de travar e destravar do acionador.A figura 15 é uma vista detalhada de uma modalida-de de módulos de fixador 10 e mostra a arquitetura. Como po-de ser visto a partir da figura 15, o painel removível 12tem formado no mesmo entalhe de travamento 20. Dois módulosdo fixador IOA e IOB são mostrados. Deve ser entendido quevários fixadores 10 podem ser ligados juntos.
Nessa modalidade, o painel fixo 14 é dotado de ex-tensão de quadro 74, em vez de suporte de equipamento 16. Aextensão de quadro 74 inclui protuberância de cauda de ando-rinha 76 para encaixar no entalhe complementar 78 no painelfixo 14. A extensão de quadro 74 inclui canal 80 para a Iin-güeta de travamento 30 com bloqueadores 32 e tiras 24 e 26tendo travas 28 (somente uma tira 24 é mostrada para o fixa-dor 10A para clareza) . As tiras, 24 e 26, e a lingüeta detravamento 30 são mostradas instaladas no canal 80 no fixa-dor 10B.
São também ilustradas na figura 15, a corrediça deacionador 82, placa de acionador 84, placa de chave 86 e li-gação de acionador 88. Consulte abaixo para discussão adi-cional.
Uma modalidade do modo de montagem de um fixadormodulador 10 é mostrada na figura 16. A extensão de quadro74 é mostrada com o canal 80. Cada tira 24 ou 26 (24 é mos-trada) com travas 28 pode ser montada no canal 80 a partirde cima, como mostrado pela seta 89 ou pode ser deslizadopara dentro a partir de uma extremidade como indicado pelaseta 90. A lingüeta 30 com bloqueadores 32 pode ser entãodeslizada para dentro a partir da extremidade como indicadopela seta 92.
A figura 17 mostra como encadear um fixador IOAcom um segundo fixador IOB em um ponto de nó 94. A figura 17mostra a placa de acionador 94 pronta para ser aparafusadano canal 80 (a placa de acionador 84 também é mostrada nafigura 15). A placa de acionador 84 inclui um detalhe indi-cado em 96, para chavetar a placa de acionador 84 ao canal80. A placa de acionador 84 também inclui detalhes, um dosquais é indicado em 98, para manter as travas 28 no lugar.
Durante montagem, a lingüeta 30 e tiras 24 e 26(somente uma das quais é mostrada na figura 17) são desloca-das em excesso para montar a placa de acionador 84. A placade acionador 84 é aparafusada no canal 80. A lingüeta 30 etiras 24 e 26 são então empurrados de volta para sua posiçãocorreta.
Voltando agora para a figura 18, essa mostra O usoda corrediça de acionador 82 e retentor 86 na junção de mó-dulos de fixadores 10A e 10B. A corrediça de acionador 82chaveta na lingüeta 30 e no retentor 86. O ressalto 10 provêum batente para o retentor 86 a fim de eliminar junção.
O retentor 86 é revestido com Teflon ou é feito deum bloco de Teflon cortado por matriz.
As figuras, 19 e 20, mostram a corrediça de acio-nador 82 após inserção no retentor 86, na posição travada.
Como já mencionado, o retentor 8 6 é revestido com ou feitode Teflon. Isso reduz fricção entre o retentor 86 e extensão74. A seta 102 indica a direção de movimento da lingüeta 30pelo acionador.A figura 21 corresponde o arranjo nas figuras 19 e20, porém ilustra a posição destravada.
A figura 22 mostra o sistema montado. O painel re-movível 12 é montado no painel fixo 14 por intermédio do fi-xador 10, que foi omitido a partir das figuras 22 e 23 paraclareza. Nessa modalidade, há uma interface de epóxi entreextensão 74 e entalhe 78 no painel fixo 14. A interface deepóxi pode estender-se para os flanges laterais indicados,de modo que uma área superficial significativa esteja dispo-nível. O uso da interface de epóxi pode assegurar uma monta-gem nivelada, porque tolerâncias podem ser absorvidas.
A descrição acima se refere a modalidades preferi-das da presente invenção e é dada como ilustração. Altera-ções, modificações e variações podem ser feitas sem se afas-tar do espírito e escopo da presente invenção.
Em todo relatório descritivo e reivindicações apalavra "compreende" e seus derivados pretende ter um signi-ficativo inclusivo em vez de exclusivo a menos que o contex-to exija de outro modo.
Aplicabilidade industrial
Como será prontamente reconhecido por aqueles ver-sados nas várias técnicas, a invenção aqui revelada não élimitada aos exemplos expostos e tem ampla aplicação em mui-tas áreas. A invenção representa um avanço significativo naarte de fixação e liberação, particularmente com relação afixadores de tira.