ES2206902T3 - Dispositivos para la formacion de uniones. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para formar una articulación entre dos miembros comprende un elemento de sujeción (112) con un manguito (114), sobre el que se acciona mediante un elemento de apriete (no mostrado). La disposición es de manera que, en uso, una cara extrema (148) del manguito se mantiene en una posición fija con relación al elemento de apriete, por ejemplo, por aplicación de la superficie periférica exterior del elemento de apriete, que puede ser hecho funcionar para tirar contra una superficie de aplicación (142) del elemento de sujeción. En virtud de esta disposición, la superficie de aplicación (142) del elemento de sujeción puede estar siempre situada correctamente con relación al elemento de apriete, haciendo que el dispositivo sea más tolerante a imprecisiones en el taladrado del agujero de montaje para el elemento de apriete en el miembro respectivo.

Description

Dispositivos para la formación de uniones.

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La presente invención se refiere a dispositivos para la formación de uniones y particularmente, pero no exclusivamente, a dispositivos de formación de uniones para formar una unión entre dos elementos de un artículo de mobiliario prefabricado.

El solicitante de la patente US-5567081 describe un dispositivo para formar una unión entre dos elementos según el preámbulo de la reivindicación 1. Con referencia a la figura 1 de los dibujos de la presente solicitud, el dispositivo para la formación de uniones conocido comprende un elemento de sujeción alargado 10 y un elemento de apriete giratorio 12. El elemento de sujeción 10 se puede fijar en un primero (14) de los elementos de unión, de manera que por lo menos una porción de cabezal 16 del mismo sobresale del elemento de unión. El elemento de apriete 12 está montado de manera giratoria en una cavidad 18 en el segundo 20 de los elementos de unión y tiene dos superficies de leva arqueadas 22 que son acoplables con la porción de cabezal 16 del elemento de sujeción.

El dispositivo de formación de uniones también comprende un manguito 24 para el elemento de sujeción 10. Un extremo del manguito 24 se puede ajustar en una cavidad 26 en el primer elemento de unión 14. El elemento de sujeción 12 tiene una porción de extremo de múltiples biseles 28 que está dispuesta para hacer que el manguito se expanda y se acople de manera forzada a una pared 30 de la cavidad 26 cuando el elemento de sujeción se mueve axialmente respecto al manguito.

En la práctica, el manguito 24 se encaja en el elemento de sujeción 10 y, a continuación, se inserta en un orificio 32 en el segundo elemento de unión 20. El orificio 32 se extiende en ángulo recto e intersecta la cavidad 18. Con el manguito 24 insertado correctamente en el orificio 32, la porción de cabezal 16 del elemento de sujeción se aloja en una zona central hueca del elemento de apriete para que se pueda acoplar mediante las superficies de leva 22. Esta esencialmente es la posición del elemento de sujeción, del manguito y del elemento de apriete mostrados en la figura 1a.

Para formar una unión entre los dos elementos 14, 20, el extremo del manguito 24 que no está alojado en el orificio 32 se inserta en la cavidad 26 en el primer elemento de unión 14. El elemento de apriete se gira a continuación alrededor de su eje de rotación, cuyo eje es perpendicular al eje longitudinal del elemento de sujeción. Al girar el elemento de apriete de esta manera, la acción de las superficies de leva 22 es estirar del elemento de sujeción axialmente hacia fuera desde el primer elemento de unión 14. Se evita que el manguito se mueva con el elemento de sujeción mediante un collar de manguito 34 que topa una cara de extremo 36 del segundo elemento de unión. Gracias al movimiento relativo del elemento de sujeción y del manguito, la porción de extremo de múltiples biseles 28 se retira hacia el interior del manguito, provocando que se expanda y se acople de manera forzada con la pared 30 de la cavidad 26. Una rotación adicional del elemento de apriete provoca que los elementos de unión se estiren de manera ajustada, de manera que los elementos de unión están en un estado de compresión y el elemento de sujeción está en un estado de tensión.

Un problema puede surgir con este dispositivo de formación de uniones si el elemento de apriete no está correctamente situado respecto a la cara de extremo 36 del segundo elemento de unión. Si el elemento de apriete está situado demasiado cerca del borde, puede ser imposible apretar la unión, ya que solamente una pequeña porción de la longitud de cada superficie de leva será efectiva al girar el elemento de apriete. Esto produce una aplicación de la fuerza de tracción muy pequeña al elemento de sujeción, de manera que hay poca compresión en la unión y, de esta manera, la unión es débil. Si el elemento de apriete está situado demasiado lejos del borde del segundo elemento de unión, a menos que se aplique una cantidad no deseada de fuerza, solamente es posible obtener una pequeña cantidad de rotación del elemento de apriete en la dirección de apriete.

Las superficies de leva de los elementos de leva conocidos típicamente tienen un perfil en el sentido de la longitud adaptado para proporcionar una acción de apriete de dos fases. La figura 1b es un gráfico que representa la relación entre la rotación del elemento de leva y el movimiento axial del elemento de apriete de un dispositivo de formación de uniones convencional y que muestra la acción de apriete de dos fases. El movimiento axial en mm está indicado a lo largo del eje vertical y la rotación en grados está indicada a lo largo del eje horizontal. En la primera fase, un "movimiento relativamente basto" del pasador está previsto mediante las porciones de las superficies de leva que tienen una curva relativamente corta, o cerrada, es decir, una curvatura adaptada para proporcionar una cantidad relativamente grande de movimiento axial al elemento de sujeción para una cantidad relativamente pequeña de rotación del elemento de leva. La relación entre la rotación del elemento de leva y el movimiento axial provocado es no lineal y es típicamente de 0,5 mm en exceso para cada 10º de rotación. Este "movimiento basto" se prevé para cerrar un hueco entre los dos paneles y hacer que los mismos estén apretados de manera ajustada entre sí, un movimiento a menudo llamado como ajuste. La segunda fase del movimiento de los pasadores se provoca mediante las porciones de las superficies de leva que tienen una curva relativamente más plana. El movimiento de la segunda fase aumenta la fuerza de compresión sobre la unión y la curvatura reducida de las superficies de leva imparte un grado de autobloqueo, a menudo llamado como compresión, al dispositivo de formación de la unión. Se apreciará que cuanto más cerrada sea la curva de las superficies de leva en el punto de acoplamiento con la porción del cabezal del pasador, más fácil será que el elemento de leva retorne, es decir, gire en el sentido opuesto al sentido en el que se gira para apretar la unión cuando los paneles se cargan en la práctica. En consecuencia, los elementos de leva diseñados para proporcionar el movimiento del pasador en dos fases citado anteriormente están pensados para que giren de manera suficiente durante el apriete de la unión para asegurar el acoplamiento entre la porción de cabezal del pasador y las porciones más planas de las superficies de leva para obtener la llamada compresión.

En la práctica del elemento de leva, que es el sujeto de la figura 1b, el elemento de leva se gira aproximadamente 50 grados desde la posición en la que la porción del cabezal del pasador está insertada en la zona hueca antes de que las superficies de leva se acoplen con la porción del cabezal. El elemento de leva se debe girar a continuación otros 75 grados antes de obtener el bloqueo efectivo de la unión.

Hay varios inconvenientes con estos dispositivos de formación de uniones convencionales y sus elementos de leva.

Un inconveniente es que se requieren fuerzas de giro relativamente altas para girar el elemento de leva durante la fase de ajuste. Se apreciara que la leva está relativamente muy "engranada" durante la fase de ajuste y cuanto más cerrada sea la curva de las superficies de leva, más torsión de entrada se requiere por parte del usuario. Es deseable reducir el esfuerzo requerido del usuario.

Otro problema asociado con este diseño es para soportar las fuerzas relativamente altas que actúan sobre el mismo, el elemento de leva debe estar construido de manera pesada. Si el elemento de leva no está hecho fuerte, puede romperse bajo las cargas impuestas sobre el mismo; el fenómeno de rotura de la leva será familiar para los técnicos en la materia.

Se apreciará que estos elementos de leva se producen en grandes cantidades usualmente mediante técnicas de moldeado a presión. Los metales de moldeado a presión son relativamente caros y, por lo tanto, es deseable reducir el peso del material requerido para cada elemento de leva lo máximo posible sin reducir de manera significativa su resistencia.

Otro inconveniente de los dispositivos de formación de uniones conocidos es que no tienen tolerancia. Es decir, si las cavidades y orificios en los que las partes del dispositivo se encajan no se han hecho de manera precisa, puede no ser posible formar una unión fiable.

En mayor detalle, en la práctica el elemento de leva se encaja usualmente en una cavidad en una superficie mayor de un primer elemento de unión. Esta cavidad rompe un borde del panel o está comunicada con el borde mediante un orificio que se extiende desde la cavidad al borde. Esta disposición permite que la porción de cabezal del pasador se inserte en el elemento de leva, de manera que se puede acoplar mediante las superficies de leva al girar el elemento de leva.

Si el elemento de leva está colocado demasiado cerca del borde del elemento de unión, puede ser imposible apretar la unión, ya que solamente una pequeña porción de la longitud de cada superficie de leva será efectiva al girar el elemento de apriete. Esto produce una fuerza de tracción muy pequeña que se aplica al elemento de sujeción, de manera que hay una pequeña compresión en la unión y, de esta manera, la unión es floja.

Si el elemento de leva está colocado demasiado lejos del borde del elemento de unión, a menos que se aplique una cantidad de fuerza indebida, solamente en posible obtener una pequeña cantidad de rotación del elemento de leva en la dirección de apriete. En este caso, usualmente no es posible girar el elemento de leva lo suficiente para que la porción de cabezal se acople en la porción de la leva que produce la compresión, y si la rotación continúa, puede provocar la rotura de la leva. El resultado es que no hay ninguna acción de bloqueo efectiva y el elemento de leva tenderá a retornar si la unión se carga, lo que produce una unión floja.

Es un objetivo de la invención solucionar por lo menos parcialmente los problemas descritos anteriormente.

La patente US-A-5 567 081 proporciona un dispositivo para formar una unión entre dos elementos, comprendiendo dicho dispositivo un elemento de sujeción alargado, un elemento de apriete giratorio y un manguito para dicho elemento de sujeción, comprendiendo dicho elemento de apriete por lo menos una superficie de leva arqueada acoplable con una porción de cabezal de dicho elemento de sujeción, de manera que la rotación de dicho elemento de apriete alrededor de un eje de rotación del mismo empuja dicho elemento de sujeción generalmente hacia dicho eje de rotación, estando adaptado dicho manguito de manera que, en la práctica, un extremo delantero del mismo permanece en una posición fija respecto a dicho eje de rotación, y teniendo dicho manguito una porción de extremo opuesta adaptada para ser radialmente expansible mediante dicho elemento de sujeción cuando se empuja de esta manera para fijar dicho elemento de sujeción en un elemento de unión de este tipo. El dispositivo según la presente invención se caracteriza por el hecho de que el extremo delantero del manguito está dispuesto para apoyarse contra una superficie tal como la superficie periférica externa del elemento de apriete, en la práctica, del dispositivo para soportar dicho borde delantero en dicha posición fija, y por el hecho de que el manguito tiene una zona plegable adyacente a su extremo delantero que se pliega parcialmente en la dirección longitudinal del mismo para una fuerza de compresión entre el extremo delantero del manguito y dicho extremo opuesto bajo rotación del elemento de apriete.

Preferiblemente, la zona plegable está prevista en una pared del manguito.

El dispositivo puede comprender una pluralidad de zonas plegables en posiciones separadas a lo largo de la longitud de la pared del manguito.

La o cada zona plegable puede comprender por lo menos una porción de espesor reducido definida en dicha pared. Dicha porción o por lo menos una de dichas porciones de espesor reducido puede definir una ranura que se extiende en dicha dirección longitudinal.

La zona plegable puede comprender por lo menos una abertura definida en dicha pared. Dicha abertura o por lo menos una de dichas aberturas se puede extender entre dicho extremo delantero y la porción de extremo opuesta del manguito. Dicha abertura o por lo menos una de dichas aberturas puede ser una abertura cruzada.

Preferiblemente, la superficie perimetral externa del elemento de apriete está dispuesta a una distancia radial substancialmente constante desde dicho eje de rotación del elemento de apriete.

Para que la invención se pueda entender bien, se describirán ahora realizaciones de la misma, que se dan solamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1a es una vista en alzado lateral en sección del dispositivo de formación de uniones conocido descrito en la patente US-5567081;

la figura 1b es un gráfico que muestra la relación entre la cantidad de rotación de un elemento de apriete de la técnica anterior y el movimiento axial de un elemento de sujeción alargado provocado por dicha rotación;

la figura 2 es una vista en alzado lateral de un elemento de sujeción y un manguito para el mismo según la invención;

la figura 3 muestra el elemento de sujeción y el manguito de la figura 2 girados noventa grados respecto al eje longitudinal del elemento de sujeción;

la figura 4 es una sección a lo largo de la línea IV-IV en la figura 3;

la figura 5 es una sección a lo largo de la línea V-V en la figura 3;

la figura 6 es una sección a lo largo de la línea VI-VI en la figura 3;

la figura 7 es una sección a lo largo de la línea VII-VII en la figura 3;y

la figura 8 es una vista en perspectiva desde debajo de un elemento de apriete;

la figura 9 es una vista en alzado frontal de un elemento de apriete alternativo según la invención;

la figura 10 es una vista en alzado lateral del elemento de apriete;

la figura 11 muestra un elemento de sujeción alternativo y un manguito para su uso con el elemento de apriete;

la figura 12 es una vista en sección del elemento de apriete, el elemento de sujeción y el manguito vistos a lo largo de las líneas V-V en las figuras 10 y 11;

la figura 13 es una vista correspondiente a la figura 12, que muestra el elemento de apriete en una posición de rotación máxima en la dirección de apriete; y

la figura 14 es un gráfico que muestra la relación entre la cantidad de rotación del elemento de apriete de la figura 9 y el movimiento axial del elemento de sujeción alargado de la figura 11, provocado por dicha rotación.

Con referencia a las figuras 2 a 8, un dispositivo de formación de uniones comprende un elemento de apriete en forma de un tambor giratorio 110, un elemento de sujeción en forma de un pasador alargado 112 y un manguito 114 para el pasador 112.

El tambor giratorio 110 que se muestra en la figura 8 tiene una abertura 116 a través de la cual una porción del cabezal 118 del pasador se puede insertar en una zona hueca en el centro del tambor. Una ranura 120 se extiende desde la abertura 116 de manera parcialmente circunferencial alrededor del tambor. El tambor define dos superficies de leva arqueadas 122, 124 que están separadas entre sí mediante la ranura 120. Están previstos medios adecuados (no representados) en la superficie superior 126 del tambor para permitir que el tambor se gire mediante una herramienta manual, tal como un destornillador o una llave hexagonal. Preferiblemente, el pasador 112 y el tambor 110 están diseñados de manera que la porción del cabezal 118 se acopla con la superficie de leva 122 bajo la inserción inicial para colocar el pasador en su posición correcta. Esto puede suceder en combinación con el borde delantero 148 del manguito 114 que se acopla con la superficie perimetral externa 166 del tambor.

Con referencia particularmente a la figura 6, el pasador 12, que preferiblemente está moldeado a presión, comprende la porción de cabezal 118, una porción de extensor dispuesta en el extremo del pasador opuesto a la porción de cabezal y un vástago 134 que se extiende entre, e interconecta, las porciones de cabezal y de extensor. El vástago 134 es un cilindro plano, mientras que la porción de extensor comprende tres porciones troncocónicas 136, 138, 140 dispuestas en una relación de un extremo con el otro. La porción de cabezal 118 comprende una superficie de acoplamiento convexa 142 para acoplarse de manera que coopere con las superficies de leva 122, 124 cuando la porción de cabezal 118 se aloja en el interior hueco del tambor giratorio 110. Preferiblemente, la porción de cabezal 118 es de forma toroidal.

La superficie de acoplamiento 142 puede estar provista de una pluralidad de salientes 144 circunferencialmente separados que son acoplables con las superficies de leva 122, 124 o, más preferiblemente, con depresiones (no representadas) previstas en las superficies de leva. Estos salientes y depresiones, si están previstos, sirven como un mecanismo de bloqueo. Para una descripción más detallada de la característica del mecanismo de bloqueo, se indica como referencia la patente británica del solicitante Nº. 2246826.

El manguito 114 comprende una pared generalmente anular que define un orificio pasante que se extiende axialmente entre extremos opuestos del manguito. El orificio pasante está configurado en un extremo para coincidir con las porciones troncocónicas 136, 138, 140 del pasador 112. El resto del orificio pasante está configurado para encajar de manera ajustada alrededor del vástago 134 del pasador. Se indicará que el extremo delantero y las porciones de extensor del pasador 112 son algo mayores en diámetro que la porción del orificio pasante que rodea el vástago 134. En la práctica, se prevé que el manguito esté hecho de un material plástico moldeado directamente sobre el pasador mediante un proceso conocido como moldeo de inserción. El moldeo de inserción es una técnica bien conocida por los técnicos en la materia y, en consecuencia, no se describirá aquí con detalle. Alternativamente, el manguito puede comprender dos partes que se acoplan juntas alrededor del pasador, en cuyo caso las partes del manguito puede estar conectadas de manera articulada.

Cuando el manguito está correctamente ajustado sobre el pasador 112, hay un hueco entre la cara de acoplamiento 142 del pasador y una cara de extremo adyacente 148 del manguito. Cuando el tambor 110 y el pasador 112 se unen, la porción del vástago 134 expuesta en el hueco entre la cara de acoplamiento 142 y la cara de extremo 148 se puede alojar en la ranura del tambor 120. Esto permite que el tambor se gire alrededor de su eje de rotación con la porción de cabezal 118 del pasador alojado en su interior hueco.

En el extremo del manguito que aloja las porciones troncocónicas 136, 138, 140 del pasador, está prevista una redaba 146 que se extiende helicoidalmente sobre la superficie externa del manguito para mejorar el agarre entre el manguito y el elemento de unión, en el que el extremo con la redaba está alojado. Por supuesto, no es necesario que la redaba 146 sea helicoidal y pueden preverse todas las maneras de salientes sobre el manguito para el mismo propósito, tal como es conocido por los técnicos en la materia.

El manguito 114 está provisto de medios de plegado, con lo cual el manguito es parcialmente plegable en la dirección longitudinal del mismo. Los medios de plegado están adaptados de manera que la resistencia del manguito en compresión se reduce de manera selectiva.

En la realización, los medios de plegado toman la forma de dos aberturas opuestas 150, cada una de las cuales se extiende de manera parcialmente circunferencial al manguito y dos aberturas cruzadas 152. Las aberturas cruzadas 152 están dispuestas en lados opuestos del manguito y tienen respectivas porciones que se extienden longitudinalmente, que se extienden substancialmente sobre toda la longitud del manguito.

Las aberturas 150 están dispuestas en el extremo de la izquierda (tal como se aprecia en las figuras 2, 3 y 6) del manguito y junto con los extremos de la izquierda de las porciones que se extienden longitudinalmente de las aberturas cruzadas 152 definen cuatro nervios 154 que conectan la porción de extremo delantero a modo de anillo 156 del manguito con el resto del manguito.

Las porciones transversales 158 de las ranuras cruzadas 152 están dispuestas para definir dos nervios opuestos 160 que están radialmente desplazados de los nervios 154 en la dirección radial se extienden generalmente perpendicular a la misma. Las aberturas 150 y las aberturas cruzadas 152 además definen entre las mismas dos segmentos arqueados 162. Los nervios 160 conectan los segmentos arqueados 162, los nervios 154 y la porción de extremo delantera a modo de anillo 156 con el resto del manguito. Se apreciará que esta disposición de aberturas, nervios de interconexión y segmentos arqueados define una zona plegable adyacente al extremo delantero 156 del manguito. También se apreciará que las porciones de las aberturas cruzadas 152 que se extienden longitudinalmente al manguito desde las porciones transversales 160 al extremo con la redaba del manguito también contribuyen, aunque en una extensión menor, a la capacidad de plegado del manguito.

En la práctica, para formar una unión entre dos elementos, el tambor giratorio 110, el pasador 112 y el manguito 114 se encajan junto en cavidades o orificios adecuados previstos en los elementos de unión de la misma manera general que el elemento de sujeción 10, el elemento de apriete 12 y el manguito 24 del dispositivo de formación de uniones conocido de la figura 1a. El procedimiento de apriete es, de una manera similar, esencialmente el mismo. En consecuencia, en la descripción que sigue, el uso de la realización para formar una unión entre dos elementos se describirá con referencia a los elementos de unión mostrados en la figura 1a, y referencias numéricas similares se usarán para especificar los elementos de la unión junto con sus orificios y cavidades asociadas.

Una diferencia entre el dispositivo conocido de la figura 1a y el dispositivo mostrado en las figuras 2 a 8 es que cuando las superficies de leva 122, 124 del tambor giratorio 110 se acoplan con la superficie de acoplamiento 142 del pasador 112, la cara de extremo 148 de la porción de extremo delantera a modo de anillo 156 del manguito se acopla en las superficie periféricas 164, 166 del tambor a cada lado de la ranura 120. Esto evita el movimiento axial del manguito respecto al tambor, de manera que mientras el tambor se gira en una dirección de apriete hay un movimiento relativo entre el manguito y el pasador, que provoca que las porciones troncocónicas 136, 138 y 140 se retiren axialmente hacia el interior del manguito y, de esta manera, expandan radialmente en extremo con redaba del manguito.

Se apreciará que una ventaja de esta disposición comparada con la disposición conocida mostrada en la figura 1a es que al inicio del proceso de apriete, la porción de cabezal 118 del pasador está siempre correctamente colocada con la superficie de acoplamiento 142 que se acopla con las superficies de leva 142. Esto es gracias a que la posición inicial de la superficie de acoplamiento del pasador respecto a las superficies de leva está determinada por la geometría del tambor 110, el pasador 112 y el manguito 114 y no, como es el caso del dispositivo conocido mostrado en la figura 1a, mediante la distancia entre la cara de extremo 36 del elemento de unión 20 y la cavidad 18 prevista para el tambor. En consecuencia, se puede asegurar que se hará una buena unión, ya que el tambor será siempre giratorio a una posición en la que se consigue el acoplamiento óptimo entre las superficies de leva y la superficie de acoplamiento del pasador.

Otras ventajas del dispositivo de formación de uniones de la realización se obtienen gracias a la capacidad de plegado del manguito 114. Tal como se ha descrito previamente, la acción de tracción inicial del tambor provoca el movimiento relativo entre el pasador y el manguito, lo que provoca que el extremo con redaba del manguito se acople de manera forzada con la pared 30 de la cavidad 26. Una vez se alcanza esta posición, la rotación adicional del tambor genera una fuerza de compresión en el manguito que provoca el plegado parcial del manguito en la zona de los nervios 154, 160. Se apreciará que la fuerza de compresión surge porque la posición del manguito está fija entre las superficies perimetrales 164, 166 del tambor y la pared 30 de la cavidad y porque si el manguito no pudiera plegarse, la rotación adicional del tambor mediante herramientas manuales convencionales sería extremadamente difícil, si no imposible.

La rotación adicional del tambor hecha posible por el plegado del manguito proporciona dos beneficios. En primer lugar, si hay cualquier separación entre el segundo elemento de unión 14 y la cara de extremo 36 del primer elemento de unión, como el pasador se empuje hacia el interior del tambor, el tambor se cierra. En segundo lugar, el plegado del manguito permite que los dos elementos de unión, cuando están en una relación de tope, se presionen de manera ajustada juntos, poniendo los elementos de unión en compresión en la zona de la unión.

Se apreciará que los medios de plegado no están limitados a la forma mostrada en la realización. Por ejemplo, aberturas únicas o grupos de aberturas pueden estar previstas a intervalos a lo largo del manguito para definir una pluralidad de zonas plegables separadas.

También se apreciará que los medios de plegado no están limitados a las aberturas previstas en la pared del manguito. Por ejemplo, las cavidades que definen porciones de espesor reducido pueden estar previstas en la pared del manguito, aumentando la capacidad de plegado del manguito.

Se apreciará que en la realización, la posición de la porción de extremo delantera 156 del manguito permanece fija respecto al eje de rotación del tambor 110. Como el manguito permanece fijo respecto al tambor, el elemento de sujeción puede moverse respecto al manguito para su expansión. Se entenderá que no es esencial que el extremo delantero del manguito se acople en la periferia del tambor para que la posición del manguito esté fija respecto al eje de rotación del tambor.

Con referencia a las figuras 9 a 13, un dispositivo de formación de uniones para formar una unión entre dos elementos comprende un elemento de apriete 10, un elemento de sujeción en forma de un pasador 12 y un manguito 14 para el pasador. El elemento de apriete 10 tiene un cuerpo cilíndrico a modo de tambor que comprende dos porciones generalmente cilíndricas 15, 16 que están interconectadas mediante un alma 18. El cuerpo a modo de tambor define una cavidad dispuesta de manera centrada 20 para alojar una porción de cabezal 22 del pasador 12, una abertura generalmente oblonga 26 a través de la cual la porción de cabezal 22 se puede insertar en la cavidad 20 y una ranura 28 que se extiende circunferencialmente alrededor del cuerpo. La ranura 28 está dimensionada para alojar una porción de cuello 30 del pasador cuando, en la práctica, el elemento de apriete se gira en sentido antihorario (tal como se aprecia en las figuras 12 y 13) con la porción de cabezal 22 alojada en la cavidad 20.

Una abertura adecuada está prevista en la superficie más superior (tal como se ve en las figuras 9 y 10) de la porción de cuerpo 15 para permitir la rotación del elemento de apriete mediante una herramienta adecuada, tal como un destornillador o similar.

El cuerpo a modo de tambor también define dos superficies de leva 32, 34 dispuestas a cada lado de la ranura 28. Las superficies de leva 32, 34 están adaptadas para acoplarse con una superficie de acoplamiento 36 de la porción de cabezal 22. En la dirección longitudinal de las mismas, las superficies de leva tienen un perfil arqueado que está configurado de manera que cuando el elemento de apriete se gira en sentido antihorario mientras la porción de cabezal 22 está acoplada con las superficies de leva 32, 34, se hace que el pasador 12 se mueva en la dirección axial del mismo hacia el eje de rotación 40 del elemento de apriete.

La curvatura del perfil arqueado de las superficies de leva está adaptada para proporcionar una relación substancialmente lineal entre la cantidad de rotación del elemento de apriete y la cantidad de movimiento axial del pasador 12 sobre una porción substancialmente del rango de tal movimiento, tal como se describe en mayor detalle a partir de ahora, tal como se muestra en la figura 14.

En la dirección transversal a la longitud arqueada de las mismas, las superficies de leva 32, 34 son cóncavas para proporcionar un contacto de superficie extensivo con una superficie de acoplamiento 36 convexa, preferiblemente toroidal, del pasador 12.

Una pluralidad de depresiones 42 están previstas en las superficies de leva 32, 34 en posiciones separadas a lo largo de la longitud de las superficies. Las depresiones 42 están configuradas para encajar con salientes cónicos 44 previstos en posiciones substancialmente separadas sobre la superficie de acoplamiento 36. El acoplamiento entre sí de las depresiones 42 y los salientes 44 proporciona un mecanismo de bloqueo a modo de trinquete que proporciona resistencia a la rotación del elemento de apriete en las direcciones horaria y antihoraria. Para una descripción más detallada de la característica del mecanismo de bloqueo, se dirige la atención a la patente GB 2246826B del solicitante.

Con referencia a las figuras 12 y 13, se apreciará que el alma 18 tiene una sección transversal generalmente en forma de U y está definida mediante paredes relativamente finas. En la realización, las paredes tienen un espesor en el rango de 0,4 a 1,0 mm. Esta configuración reduce de manera considerable el peso del metal en el alma y, al mismo tiempo, proporciona la resistencia necesaria para mantener las porciones de cuerpo 15, 16 en una relación de separación fija entre las mismas.

Para reducir aún más la cantidad de metal usado en la formación del elemento de apriete, las porciones de cuerpo cilíndricas 15, 16 son más finas en las zonas 50, 52 situadas en la parte posterior del elemento de apriete diametralmente opuestas a la abertura 26, de manera que las superficies de leva están definidas sobre respectivos nervios 54, 56 que sobresalen de las porciones de cuerpo 15, 16.

El alma 18 define el límite del elemento de apriete en la dirección de apriete, tal como se muestra en la figura 13. El alma está colocada de manera que el elemento de apriete se puede girar alrededor de su eje de rotación 40 según un ángulo \phi de 225 grados desde la posición en la que el pasador se inserta en la abertura.

Preferiblemente, el elemento de apriete está formado por moldeo a presión usando una aleación de zinc de moldeo a presión adecuada.

El pasador 12 está preferiblemente moldeado a presión y comprende la porción de cabezal 22, una porción de extensor y un vástago 62 que conecta las porciones de cabezal y extensor. El vástago 62 es un cilindro plano, mientras que la porción de extensor 60 comprende tres porciones troncocónicas 64, 66, 68 dispuestas en una relación de un extremo con el otro.

El manguito 14 para el pasador 12 comprende una pared generalmente anular que define un orificio pasante que se extiende axialmente entre extremos opuestos del manguito. El orificio pasante está configurado en un extremo para coincidir con las porciones troncocónicas 64, 66, 68 del pasador 12. El resto del orificio pasante está configurado para encajar de manera ajustada alrededor del vástago 62 del pasador. Se indicará que la porción de cabezal y las porciones de extensor del pasador 12 son algo mayores en diámetro que la porción del orificio pasante que rodea el vástago 62. En la práctica, se prevé que el manguito esté hecho de un material plástico moldeado directamente sobre el pasador mediante un proceso conocido como moldeo de inserción. El moldeo de inserción es una técnica bien conocida por los técnicos en la materia y, en consecuencia, no se describirá aquí con detalle. Alternativamente, el manguito puede comprender dos partes que se acoplan juntas alrededor del pasador, en cuyo caso las partes del manguito puede estar conectadas de manera articulada.

Cuando el manguito está correctamente ajustado sobre el pasador, hay un hueco entre la superficie de acoplamiento 36 del pasador y una cara de extremo adyacente 72 del manguito. La porción del vástago 62 expuesta en este hueco define el cuello 30 del pasador 12.

En el extremo del manguito que aloja las porciones troncocónicas 64, 66, 68 del pasador, está prevista una redaba 74 que se extiende helicoidalmente sobre la superficie externa del manguito para mejorar el agarre entre el manguito y el elemento de unión, en el que, en la práctica, el extremo con la redaba está alojado. Por supuesto, no es necesario que la redaba 74 sea helicoidal y pueden preverse todas las maneras de salientes sobre el manguito para el mismo propósito, tal como es conocido por los técnicos en la materia.

El manguito 14 está provisto de medios de plegado, con lo cual el manguito es parcialmente plegable en la dirección longitudinal del mismo. Los medios de plegado están adaptados de manera que la resistencia del manguito en compresión se reduce de manera selectiva.

En la realización, los medios de plegado están definidos por dos aberturas opuestas 76, cada una de las cuales se extiende de manera parcialmente circunferencial al manguito y dos aberturas cruzadas 78. Las aberturas cruzadas 78 están dispuestas en lados opuestos del manguito y tienen respectivas porciones que se extienden longitudinalmente, que se extienden substancialmente sobre toda la longitud del manguito.

Las aberturas 76 están dispuestas en el extremo de la izquierda (tal como se aprecia en la figura 11) del manguito y junto con los extremos de la izquierda de las porciones que se extienden longitudinalmente de las aberturas cruzadas 78 definen cuatro nervios 80 que conectan la porción de extremo delantero a modo de anillo 82 del manguito con el resto del manguito.

Las porciones transversales 84 de las ranuras cruzadas 78 están dispuestas para definir dos nervios opuestos 86 que están radialmente desplazados de los nervios 80 en la dirección radial se extienden generalmente perpendicular a la misma. Las aberturas 76 y las aberturas cruzadas 78 además definen entre las mismas dos segmentos arqueados 88. Los nervios 86 conectan los segmentos arqueados 88, los nervios 80 y la porción de extremo delantera a modo de anillo 82 con el resto del manguito. Se apreciará que esta disposición de aberturas, nervios de interconexión y segmentos arqueados define una zona plegable adyacente al extremo 72 del manguito. También se apreciará que las porciones de las aberturas cruzadas 78 que se extienden longitudinalmente al manguito desde las porciones transversales 84 al extremo con la redaba del manguito también contribuyen, aunque en una extensión menor, a la capacidad de plegado del manguito.

En la práctica, para formar una unión entre dos elementos, el elemento de apriete 10, el pasador 12 y el manguito 14 se encajan juntos en cavidades o orificios adecuados previstos en los elementos de unión. En mayor detalle, el elemento de apriete está ajustado en una cavidad formada en una cara mayor de un borde de un primer elemento de unión y separado una distancia predeterminada de un borde el elemento de unión. La cavidad que aloja el elemento de apriete se comunica con el borde del primer elemento de unión mediante un orificio que se extiende perpendicular al eje de la cavidad. La porción de cabezal 22 del pasador 12 se puede insertar en la cavidad 20 del elemento de apriete mediante la alineación de la abertura oblonga 26 con el orificio en el primer elemento de unión e insertando el pasador 12 y el manguito 14 en ese orificio. Cuando están ajustados de esta manera, el extremo del manguito provisto de la redaba 74 sobresale del elemento de unión. Este extremo del manguito se encaja a presión en una cavidad definida en un borde del segundo elemento de unión, formando de esta manera una unión suelta entre los dos elementos.

Para apretar la unión entre los dos elementos, el elemento de apriete 10 se gira alrededor de su eje de rotación 40 para llevar las superficies de leva 32, 34 en acoplamiento con la superficie de acoplamiento 36 del pasador 12. Al girar el elemento de apriete, el cuello 30 entra en la ranura 28 y la cara de extremo 72 del manguito 14 se apoya contra la periferia del elemento de apriete a cada lado de la ranura. El acoplamiento entre el manguito 14 y el elemento de apriete evita el movimiento axial del manguito respecto al elemento de apriete, de manera que al provocar el elemento de apriete que el pasador se mueva hacia el eje de rotación 40, hay un movimiento relativo entre el manguito 14 y el pasador 12. Este movimiento relativo entre el pasador y el manguito provoca que las porciones troncocónicas 64, 66, 68 se retiren axialmente hacia el interior del manguito y, de esta manera, expandan radialmente el extremo con redaba del manguito. Se apreciará que la extensión de la abertura cruzada 78 en el extremo con redaba del manguito facilita la expansión del manguito. Esta expansión del manguito fija firmemente el manguito y el pasador 12 en la cavidad en el segundo elemento de unión.

Una rotación adicional del elemento de apriete genera una fuerza de compresión en el manguito, que provoca un plegado parcial del manguito en la zona de los nervios 80, 86. Se apreciará que la fuerza de compresión surge porque el manguito está fijo en posición entre la cavidad en el segundo elemento de unión y la periferia del elemento de apriete y porque si el manguito no se ha podido plegar, la rotación adicional del elemento de apriete mediante herramientas manuales convencionales sería extremadamente difícil, sino imposible.

La rotación adicional del tambor hecha posible por el pliegue del manguito 14 proporciona dos beneficios. En primer lugar, si hay cualquier separación entre los elementos de unión una vez el extremo con redaba del manguito está expandido en su cavidad en el segundo elemento de unión, el hueco se cierra. En segundo lugar, el plegado del manguito permite que los dos elementos de unión se presionen de manera ajustada juntos, poniendo los elementos de unión en compresión en la zona de la unión.

La figura 14 muestra la relación entre la cantidad de rotación del elemento de apriete 10 y el movimiento axial del pasador 12 provocado por esta rotación. La cantidad de rotación en mm está indicada a lo largo del eje vertical del gráfico y la cantidad de rotación en grados está indicada a lo largo del eje horizontal. Se indicará que la relación entre la rotación y el movimiento axial es substancialmente lineal a lo largo de todo el rango del movimiento axial del pasador. En la realización, la relación es tal que cada 10 grados de rotación del elemento de apriete en la dirección de apriete, se provoca aproximadamente un movimiento axial del pasador de 0,25 mm.

Esto proporciona una relación relativamente baja comparada con los elementos de apriete convencionales de la técnica anterior, descritos con referencia a la figura 1b, y de esta manera el usuario requiere aplicar menos torsión para girar el elemento de apriete. Se apreciará que esta es una realización preferida. En la práctica, se prevé que para obtener este efecto de "baja torsión", el perfil arqueado de las superficies de leva se ha de adaptar la provocar menos de 0,3 mm de movimiento del pasador para cada 10 grados de rotación.

Otro beneficio de la curva relativamente cerrada de las superficies de leva arqueadas es que esa compresión se puede conseguir substancialmente en cualquier punto de acoplamiento de la superficie de acoplamiento y las superficies de leva. En la realización preferida esta compresión se aumenta mediante el mecanismo de bloqueo previsto mediante el acoplamiento mutuo de las depresiones 42 y los salientes 44 para proporcionar una unión segura.

En la realización, la relación lineal entre la rotación del elemento de apriete y el movimiento axial del pasador existe substancialmente a lo largo de todo el rango del movimiento del pasador. En la práctica, se prevé que en los extremos opuestos del rango, puede haber alguna desviación de esta relación lineal. En posiciones de máxima rotación, puede ser necesario variar la curvatura de las superficies de leva debido a los problemas de segregación en el proceso de moldeo. En el extremo opuesto de las superficies de leva, donde primero se produce el acoplamiento con la porción de cabezal 22, puede ser necesario proporcionar una curva más cerrada para evitar que los nervios que definen las superficies de apriete se vuelvan demasiado finas en la periferia del tambor. Sin embargo, se prefiere que haya una relación lineal entre la rotación del elemento de leva y el movimiento del pasador sobre por lo menos el 75 por ciento del rango de dicho movimiento del pasador.

Con referencia a las figuras 1b y 14, se indicará que los elementos de apriete se han de girar un ángulo de 50 a 70 grados antes de que se produzca el acoplamiento de las superficies de leva y la porción de cabezal del pasador. La extensión de esta rotación de acoplamiento previo está determinada por las dimensiones de la abertura a través de la cual se inserta la porción de cabezal en la cavidad central del elemento de apriete y la posición de las superficies de leva respecto a la periferia del elemento de apriete.

Se apreciará que configurando la ranura 28 para permitir la rotación más allá de 190 grados, el elemento de apriete 10 puede proporcionar una acción lineal de leva que requiere una baja entrada de torsión con un rango de movimiento axial del pasador comparable con el obtenido usando un elemento de apriete convencional. Esto es particularmente útil cuando el elemento de apriete se usa con un manguito plegable, tal como es manguito de la realización. Esto permite que el elemento de apriete se configure para proporcionar suficiente movimiento axial del pasador para expandir el extremo con redaba del manguito y plegar el extremo opuesto del manguito.

Se apreciará que el elemento de apriete 10 y el dispositivo de formación de uniones aquí descrito funcionarán para formar una unión satisfactoria incluso donde hay un grado de imprecisión relativamente amplio del posicionamiento de la cavidad para el elemento de apriete respecto al borde del elemento de unión. El elemento de apriete y el dispositivo de formación de uniones puede caracterizarse, de esta manera, como más tolerante que los elementos de apriete y los dispositivos de formación de uniones convencionales.

Claims (26)

1. Dispositivo para formar una unión entre dos elementos, comprendiendo dicho dispositivo un elemento de sujeción alargado (112), un elemento de apriete giratorio (110) y un manguito (114) para dicho elemento de sujeción, comprendiendo dicho elemento de apriete por lo menos una superficie de leva arqueada (122, 124) acoplable con una porción de cabezal (118) de dicho elemento de sujeción, de manera que la rotación de dicho elemento de apriete respecto a un eje de rotación del mismo tira de dicho elemento de sujeción generalmente hacia dicho eje de rotación, estando adaptado dicho manguito de manera que, en la práctica, un extremo delantero del mismo permanece en una posición fija respecto a dicho eje de rotación y teniendo dicho manguito una porción de extremo opuesta adaptada para ser radialmente expansible mediante dicho elemento de sujeción cuando se estira para fijar dicho elemento de sujeción a un elemento de unión, caracterizado por el hecho de que el extremo delantero (156) del manguito (114) está dispuesto para apoyarse contra una superficie tal como la superficie perimetral externa del elemento de apriete (110) en uso del dispositivo para soportar dicho extremo delantero en dicha posición fija, y por el hecho de que el manguito tiene una zona plegable (150, 152, 162) adyacente a su extremo delantero que se pliega parcialmente en la dirección longitudinal del mismo bajo una fuerza de compresión entre el extremo delantero del manguito y dicho extremo opuesto bajo dicha rotación del elemento de apriete (110).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que dicha zona plegable (150, 152, 162) está prevista en una pared del manguito.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, y que comprende una pluralidad de zonas plegables (150, 152, 162) en posiciones separadas a lo largo de la longitud de la pared del manguito (114).

4. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3, en el que la o cada zona plegable (150, 152, 162) comprende por lo menos una porción de espesor reducido definida en dicha pared.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el que dicha porción o por lo menos una de dichas porciones de espesor reducido define una ranura que se extiende en dicha dirección longitudinal.

6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que dicha zona plegable (150, 152, 162) comprende por lo menos una abertura definida en dicha pared.

7. Dispositivo según la reivindicación 5, en el que dicha abertura o por lo menos una de dichas aberturas se extiende entre dicho extremo delantero y la porción de extremo opuesta del manguito (114).

8. Dispositivo según la reivindicación 6 ó 7, en el que dicha abertura o por lo menos una de dichas aberturas es una abertura cruzada.

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el extremo delantero del manguito (114) permanece en dicha posición fija gracias a su acoplamiento con la superficie perimetral externa del elemento de apriete (110).

10. Dispositivo según la reivindicación 9, en el que dicha superficie perimetral externa del elemento de apriete (110) está dispuesta a una distancia radial substancialmente constante de dicho eje de rotación del mismo.

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de apriete (110) comprende un cuerpo que tiene un eje de rotación y define una cavidad generalmente dispuesta de manera centrada para recibir dicha porción de cabezal (118) del elemento de sujeción (112), una abertura a través de la cual dicha porción de cabezal se puede insertar en dicha cavidad y una ranura que se extiende desde dicha abertura alrededor de dicho cuerpo para recibir una porción de cuello del elemento de sujeción cuando, en uso, el elemento de apriete se gira en una dirección alrededor de dicho eje de rotación con dicha porción de cabezal alojada en la cavidad, estando adaptada la ranura para permitir la rotación del elemento de apriete en dicha dirección según un ángulo de por lo menos 190 grados.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, en el que dicha ranura está adaptada para permitir dicha rotación en dicha dirección según un ángulo máximo entre 190 y 225 grados.

13. Dispositivo según la reivindicación 11 ó 12, en el que el perfil de o de cada superficie de leva (122, 124) es tal que la relación entre la cantidad de dicho movimiento axial del elemento de sujeción (112) y la cantidad de rotación del elemento de apriete (110) en dicha dirección es substancialmente constante sobre por lo menos el 75 por ciento del rango de dicho movimiento axial.

14. Dispositivo según la reivindicación 13, en el que dicho perfil de la superficie de leva está adaptado para provocar menos de 0,3 mm de dicho movimiento axial para cada 10 grados de rotación del elemento de apriete (110) en dicha dirección.

15. Dispositivo según la reivindicación 14, en el que dicho perfil de superficie de leva está adaptado para provocar aproximadamente 0,25 mm de dicho movimiento axial para cada 10 grados de rotación del elemento de apriete (110) en dicha dirección.

16. Dispositivo según la reivindicación 13, 14 ó 15, en el que la relación entre la cantidad de dicho movimiento axial del elemento de sujeción (112) y la cantidad de rotación del elemento de apriete (110) en dicha dirección es substancialmente constante substancialmente a lo largo de todo el rango de dicho movimiento axial.

17. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que en direcciones transversales la longitud arqueada del, o de cada, superficie de leva (122, 124) es cóncava.

18. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, en el que dicho cuerpo es generalmente cilíndrico.

19. Dispositivo según la reivindicación 18, en el que dicho cuerpo comprende una primera porción cilíndrica y una segunda porción cilíndrica interconectadas mediante medios de alma.

20. Dispositivo según la reivindicación 19, en el que dichos medios de alma comprenden una sección generalmente en forma de U.

21. Dispositivo según la reivindicación 19 ó 20, en el que dichos medios de alma definen el límite de dicha rotación en dicha dirección.

22. Dispositivo según la reivindicación 19, 20 ó 21, en el que la o por lo menos una superficie de leva (122, 124) está definida por un nervio que sobresale de una de dichas porciones cilíndricas.

23. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 22, en el que dicho cuerpo tiene un diámetro de aproximadamente 15 mm o menos.

24. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de apriete (110) comprende formaciones adaptadas para cooperar con dicha porción de cabezal (118) del elemento de sujeción (112) para facilitar el acoplamiento de bloqueo mutuo entre los mismos.

25. Dispositivo según la reivindicación 24, en el que dicha formaciones comprenden una pluralidad de depresiones dispuestas en dicho elemento de apriete (110).

26. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 25, en el que dicha porción de cabezal (118) del elemento de sujeción (112) define una superficie de acoplamiento convexa para el acoplamiento de dicha, o de cada, superficie de leva (122, 124).