ES2317635T3 - Dispositivo de union extraible que incluye una grapa de cierre. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de unión mecánica (10) extraíble entre un primer elemento de estructura (11) y un segundo elemento de estructura (12), que comprende: - una parte hembra de acoplamiento (14) que incluye un cojinete esférico (16) y medios de fijación (20, 34) al primer elemento de estructura (11), - una parte macho de acoplamiento (15) provisto de una cabeza esférica (24) y de medios de fijación (25) al segundo elemento de estructura (12), estando la cabeza esférica (24) destinada a colocarse en el cojinete esférico (16), dispositivo (10) caracterizado porque incluye una grapa de cierre (27) en forma de anilla, elástica y extraíble, colocada en el cojinete esférico (16) y que bloquea automáticamente la parte macho de acoplamiento (15) en la parte hembra de acoplamiento (14) durante la inserción de la cabeza esférica (24) en el cojinete esférico (16).
Description
Dispositivo de unión extraíble que incluye una
grapa de cierre.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de unión mecánica extraíble entre un primer elemento de
estructura y un segundo elemento de estructura, que comprende:
- una parte hembra de acoplamiento que incluye
un cojinete esférico y medios de fijación al primer elemento de
estructura,
- una parte macho de acoplamiento provisto de
una cabeza esférica y de medios de fijación al segundo elemento de
estructura, estando la cabeza esférica destinada a colocarse en el
cojinete esférico.
Se conocen numerosos dispositivos de unión
mecánica de este tipo, por ejemplo gracias al documento
FR-A3-2.825.425. En el dispositivo
descrito en este documento, una parte de introducción se extiende a
partir de la abertura del cojinete esférico, en forma de cono, y
sostiene una pared exterior tubular. Esta última rodea al cojinete
esférico a distancia.
En este dispositivo conocido, el cojinete
esférico puede deformarse elásticamente para permitir el enganche
de la cabeza esférica en el rebaje axialmente. El cojinete esférico
está dotado de una cavidad en forma de esfera parcial claramente
mayor que la superficie de una semiesfera. El extremo inferior de la
cavidad en forma de esfera parcial presenta así un
estrangulamiento. Durante el encastre, la cabeza esférica provoca
la separación del estrangulamiento hasta que la cabeza esférica se
engancha en el cojinete esférico. La cabeza esférica está entonces
rodeada, con enganche, por el cojinete esférico en más de la mitad
de su cara superior. La retención de la cabeza esférica en el
cojinete esférico está asegurada por el estrangulamiento, a partir
del cual se extiende la parte de introducción generalmente en forma
de cono para facilitar el guiado de la cabeza esférica antes del
encastre.
Este dispositivo conocido está concebido para
permitir un montaje y un desmontaje fácil y manual. El montaje del
dispositivo es fácil porque el esfuerzo axial que se desarrollará
para el encastre es bajo teniendo en cuenta la fuerte elasticidad
del material constitutivo del estrangulamiento necesario para hacer
posible el encastre de la cabeza esférica. Y de manera idéntica, un
esfuerzo de tiro axial de valor bajo provoca la separación de la
cabeza esférica fuera del cojinete esférico.
Ahora bien, en muchas aplicaciones, sobre todo
por razones de seguridad, es deseable suprimir toda posibilidad de
desmontaje del dispositivo por un simple tiro manual.
La invención consiste en realizar un dispositivo
de unión mecánica que no presente los inconvenientes de los
dispositivos de la técnica anterior, sobre todo que no permita un
desmontaje del dispositivo por un simple tiro manual.
Según la invención, este objetivo se alcanza
porque el dispositivo de unión incluye una grapa de cierre en forma
de anilla, elástica y extraíble, colocada en el cojinete esférico y
que bloquea automáticamente la parte macho de acoplamiento en la
parte hembra de acoplamiento durante la inserción de la cabeza
esférica en el cojinete esférico.
La grapa de cierre según la invención asegura
automáticamente el bloqueo de la parte macho de acoplamiento en la
parte hembra, por retención de la cabeza esférica en el cojinete
esférico. Sean cuales sean los esfuerzos de tiro axial aplicado a
la parte macho de acoplamiento, la grapa de cierre ejerce una
contrarreacción correspondiente en dicha parte macho, lo que
contribuye a hacer completamente fiable el montaje. Sólo una acción
en la grapa de cierre con una herramienta adaptada hace posible el
desmontaje del dispositivo.
Otras ventajas y características se desprenderán
más claramente de la descripción que sigue a continuación de formas
de realización concretas de la invención dadas a título de ejemplos
no limitativos y representadas en los dibujos adjuntos, en los
que:
la fig. 1 es una vista en sección axial de un
ejemplo de dispositivo de unión mecánica en estado montado;
la fig. 2 es una vista lateral de la parte
hembra del dispositivo de la fig. 1;
la fig. 3 es una vista frontal de la parte
hembra del dispositivo de la fig. 1;
la fig. 4 es una vista en sección de la parte
hembra del dispositivo de la fig. 1, según el plano de corte
A-A de la fig. 2;
la fig. 5 es una vista desde arriba de la parte
hembra del dispositivo de la fig. 1;
la fig. 6 es una vista desde abajo de la parte
hembra del dispositivo de la fig. 1;
la fig. 7 es una vista en perspectiva de la
grapa de cierre usada en el dispositivo de la fig. 1;
la fig. 8 es una vista desde abajo de la grapa
de cierre de la fig. 7;
la fig. 9 es una vista en sección de la parte
hembra del dispositivo de la fig. 1, según el plano de corte
A-A de la fig. 2, con la grapa de cierre de la fig.
7 preensamblada;
la fig. 10 es una vista en sección axial del
dispositivo de la fig. 1 antes del montaje;
la fig. 11 es una vista en sección axial del
dispositivo de la fig. 1 durante el montaje.
La fig. 1 representa un dispositivo de unión
mecánica 10 en estado montado en el que une entre sí un primer
elemento de estructura 11 y un segundo elemento de estructura 12.
Los elementos de estructura 11 y 12 pueden ser de un material
cualquiera, estando hecho el elemento de estructura 11 en forma de
barra al menos en la zona de unión y estando dotado de un orificio
de fijación 13. El dispositivo de unión mecánica 10 incluye una
parte hembra de acoplamiento 14 y una parte macho de acoplamiento
15, respectivamente unidas de una manera separable al primer
elemento de estructura 11 y al segundo elemento de estructura 12. La
parte hembra de acoplamiento 14 está hecha de un material que posee
propiedades de amortiguamiento de vibraciones, mientras que la parte
macho de acoplamiento 15 es, por ejemplo, de una material plástico
reforzado por medio de una carga o de metal.
La parte hembra de acoplamiento 14, representada
de una manera más precisa en las fig. 2 a 6, incluye un cojinete
esférico 16 que delimita una cavidad 35 con una abertura 18 en su
parte inferior. Desde la cara exterior del cojinete esférico 16 se
extiende una pared intermedia anular 17. En la periferia de la pared
intermedia anular 17 se extiende axialmente una pared exterior
tubular 19. Un collarín anular 20 se extiende desde el lado inferior
de la pared exterior tubular 19, sobresaliendo hacia el exterior en
un plano transversal. En el ejemplo representado, la pared exterior
tubular 19 es cilíndrica. Esta forma de realización de la parte
hembra de acoplamiento 14 le permite presentar excelentes
capacidades de absorción de las vibraciones experimentadas por el
cojinete esférico 16.
Unos segmentos de sujeción 34 sobresalen
radialmente desde la pared exterior tubular 19 y están distribuidos
angularmente según un paso constante, en este caso de 90 grados. Los
segmentos de sujeción 34 están en bisel en su cara superior
enfrentada en el lado opuesto al collarín anular 20, con el fin de
poder ser introducidos con facilidad en el orificio de fijación 13
del primer elemento de estructura 11. Los segmentos de sujeción 34
están desfasados axialmente con respecto al collarín anular 20 según
un desfase denominado "e" (fig. 2). El valor de "e" es
inferior al grosor del primer elemento de estructura 11 en la zona
de unión.
En referencia a la fig. 5, la pared intermedia
anular 17 presenta principalmente un anillo transversal 21 cuyo
contorno interior está unido a la superficie exterior del cojinete
esférico 16 y cuyo contorno exterior está unido a la superficie
interior de la pared exterior tubular 19.
Unas telas de refuerzo 22 se extienden entre la
pared exterior tubular 19 y el cojinete esférico 16. Las telas de
refuerzo 22 están unidas en su parte superior a la pared intermedia
anular 17. Las telas de refuerzo 22 aseguran, después del montaje,
la absorción de las vibraciones en las direcciones radiales con una
rigidez suficiente para impedir desplazamientos intempestivos del
cojinete esférico 16.
La parte macho de acoplamiento 15 (fig. 1) está
constituida por una cabeza esférica 24 y medios de fijación 25 en
forma de vástago aterrajado, que están unidos entre sí por una parte
intermedia 41 en forma de cilindro cuyo diámetro es inferior al de
la cabeza esférica 24. La cabeza esférica 24 está dotada de un hueco
(no representado) practicado en una cara plana 26 (fig. 10) y que
sirve para la introducción de un elemento de arrastre. Los medios
de fijación 25 están atornillados en un calibre aterrajado
correspondiente al segundo elemento de estructura 12. Sin embargo
es evidente que la fijación de la parte macho de acoplamiento 15 en
el segundo elemento de estructura 12 podría hacerse de otra
manera.
En referencia a la fig. 1 y a las fig. 7 y 8, el
dispositivo de unión mecánica 10 incluye una grapa de cierre 27 en
forma de anilla. La grapa de cierre 27 se coloca en el cojinete
esférico 16 y asegura el bloqueo automático de la parte macho de
acoplamiento 15 en la parte hembra de acoplamiento 14 durante la
inserción de la cabeza esférica 24 en el cojinete esférico 16. Con
el fin de hacer posible la inserción de los extremos 28a y 28b de
la grapa de cierre 27 en el interior de la cavidad 35 delimitada por
el cojinete esférico 16, se disponen dos ranuras de guiado 29
opuestas en el cojinete esférico 16 para asegurar la comunicación
entre el interior de la cavidad 35 del cojinete esférico 16 y el
exterior. Las ranuras de guiado 29 son axialmente simétricas y
están inclinadas en la dirección de la abertura 18.
La grapa de cierre 27 se realiza mediante
deformación de una banda rectangular 30 de material elástico, en
este caso de metal, para constituir dos ramas 31a, 31b curvas y
simétricas. Los lados menores 32 de la banda 30, que constituyen
los extremos 28a, 28b de la grapa de cierre 27, presentan una forma
de arco de círculo curvado hacia la banda 30 (fig. 8). Cada rama
31a, 31b incluye una protuberancia de apoyo 33 obtenida por
deformación del material. El papel de las protuberancias de apoyo 33
se detallará más adelante.
Para el montaje del dispositivo de unión
mecánica 10, primero se preensambla la grapa de cierre 27 por encima
con la parte hembra de acoplamiento 14. Separando las ramas 31a y
31b de la grapa de cierre 27, por ejemplo manualmente, los extremos
28a y 28b de esta última se insertan en las ranuras de guiado 29.
Después de su colocación, la grapa de cierre 27 se encabalga sobre
el cojinete esférico 16, en una posición de apoyo en la cara
exterior del cojinete esférico 16 en la que los extremos 28a, 28b
sobresalen del interior de la cavidad 35. En reposo, la distancia
que separa los extremos 28a, 28b de la grapa de cierre 27 es
inferior a la distancia que separa las entradas de las dos ranuras
de guiado 29. Así, es imposible que la grapa de cierre 27 se pierda
después de su colocación en la parte hembra de acoplamiento 14.
Para facilitar la colocación de la grapa de
cierre 27, la cara inferior de cada ranura de guiado 29 se prolonga
en su parte superior mediante un bisel 23 practicado en el anillo
transversal 21. Los biseles 23 aseguran sobre todo el guiado de las
ramas 31a, 31b de la grapa de cierre 27 antes de la penetración de
los extremos 28a, 28b en las ranuras de guiado 29.
A continuación se une cada parte hembra 14 y
macho 15 al elemento de estructura 11, 12 correspondiente. Para
este efecto, la parte hembra de acoplamiento 14 se introduce, por
debajo, en el orificio de fijación 13 del elemento de estructura
11. Mientras el contorno del orificio de fijación 13 se desliza a lo
largo de la cara superior en bisel de los segmentos de sujeción 34,
la pared exterior tubular 19 se deforma hacia el interior. Al final
de la operación de introducción, el primer elemento de estructura 11
se engancha entre el collarín anular 20 y los segmentos de sujeción
34. Más en concreto, el primer elemento de estructura 11 se mantiene
axialmente entre el collarín anular 20 y la cara inferior de los
segmentos de sujeción 34. Como "e" es inferior al grosor del
primer elemento 11 en la zona de unión, la cara inferior de los
segmentos de sujeción 34 se deforma con el fin de asegurar una
fijación del primer elemento 11 sin holgura. La cara inferior de
los segmentos de sujeción 34 presenta una forma en punta que le
permite adaptarse a diferentes grosores del primer elemento 11,
gracias a una deformación diferente apropiada según la
dirección
axial.
axial.
La parte macho de acoplamiento 15 se hace
solidaria con el segundo elemento de estructura 12 mediante
atornillado de medios de fijación 25 en el calibre aterrajado
correspondiente practicado en dicho elemento 12, hasta encontrarse
con un tope 42 dispuesto en el extremo inferior de la parte
intermedia 41. Es evidente que la fijación de la parte macho de
acoplamiento 15 en el segundo elemento de estructura puede
realizarse por cualquier medio adaptado como pinzado, soldadura,
embutido...
Para asegurar el montaje del dispositivo de
unión mecánica 10, la parte macho de acoplamiento 15 se inserta
axialmente en la cavidad 35 delimitada por el cojinete esférico 16,
a través de la abertura 18 (fig. 10). La cavidad 35 incluye una
parte cilíndrica 38 que se extiende desde la abertura 18 y que se
prolonga por una parte semiesférica 39 (fig. 10). El diámetro de la
parte cilíndrica 38 es superior al de la cabeza esférica 24, de
manera que la inserción de la parte macho de acoplamiento 15 en la
parte hembra de acoplamiento 14 no provoca ningún rozamiento entre
estas dos piezas. El montaje de la parte macho de acoplamiento 15 en
la parte hembra de acoplamiento 14 puede hacerse manualmente.
Durante la inserción de la parte macho de
acoplamiento 15 (fig. 11), la cabeza esférica 24 entra en contacto
con los extremos 28a, 28b de la grapa de cierre 27, y después
provoca la separación de las ramas 31a, 31b por deslizamiento en
las ranuras de guiado 29. Las ranuras de guiado 29 desembocan en la
cavidad 35 a través de la pared de la parte cilíndrica 38. El
retroceso elástico de estrechamiento de las ramas 31a, 31b provoca
automáticamente el deslizamiento de los extremos 28a, 28b a lo largo
de la superficie exterior de la cabeza esférica 24 hasta engranarse
alrededor de la parte intermedia 41 en la zona adyacente a la cabeza
esférica 24. En ciertas variantes, puede preverse una garganta
anular en esta zona para permitir el engranaje por inserción de los
extremos 28a, 28b.
Al final del montaje (fig. 1), la cabeza
esférica 24 se topa contra la parte semiesférica 39 de la cavidad
35 y los extremos 28a, 28b cooperan con la zona de empalme entre la
cabeza esférica 24 y la parte intermedia 41. El diámetro de los
arcos de círculo constituidos por los lados menores 32 de la banda
rectangular 30 que forman la grapa de cierre 27 corresponde al del
cilindro que forma la parte intermedia 41. Los extremos 28a, 28b
aseguran el bloqueo positivo de la parte macho de acoplamiento 15 en
la parte hembra de acoplamiento 14 por retención de la cabeza
esférica 24. Con independencia de cuáles sean los esfuerzos de tiro
axial aplicado a la parte macho de acoplamiento 15, la grapa de
cierre 27 ejerce una contrarreacción correspondiente en dicha parte
macho 15. Así, se suprime toda posibilidad de desmontaje del
dispositivo 10 por acción de tiro en la cabeza esférica 16, y sea
cual sea el valor del esfuerzo de tiro. Para asegurar una buena
estabilidad y una fuerte rigidez de la grapa de cierre 27, las
protuberancias de apoyo 33 se ponen en contacto con las caras
inferiores de las ranuras de guiado 29. En efecto, al estar las
protuberancias de apoyo 33 dispuestas en la zona media de las ramas
31a, 31b, el momento de flexión experimentado por cada rama 31a,
31b, para un esfuerzo de tiro axial dado, se reduce intensamente
con respecto a una variante de dispositivo de unión mecánica 10 que
no incluye protuberancias de apoyo 33.
En estado montado del dispositivo de unión
mecánica 10, la grapa de cierre 27 llega a alojarse en un surco de
posicionamiento 40 practicado en la cara exterior del cojinete
esférico 16, para asegurar su posicionamiento lateral. La anchura
del surco de posicionamiento 40 es ligeramente superior a la de la
banda rectangular 30 que forma la grapa de cierre 27, de manera que
se dispone de una holgura funcional para la colocación de la grapa
de cierre 27 en el cojinete esférico 16. El surco de posicionamiento
40 se realiza mediante una disminución del grosor del cojinete
esférico 16 desde el exterior.
Se practica una cara plana 37 (fig. 3 a 5) en la
parte superior de la superficie exterior del cojinete esférico 16.
El nivel de la cara plana 37 es inferior al del fondo del surco de
posicionamiento 40. La cara plana 37 constituye así un hueco 36
(fig. 9) accesible desde el exterior y dispuesto bajo la grapa de
cierre 27 cuando se aloja en el surco de posicionamiento 40. Para
el desmontaje del dispositivo de unión mecánica 10 descrito
anteriormente, se introduce una herramienta (no representada) en el
hueco 36 para aplicar un esfuerzo de levantamiento a la grapa de
cierre 27. En su movimiento, la grapa de cierre 27 se levanta del
cojinete esférico 16 y las ramas 31a, 31b se deslizan en las
ranuras de guiado 29. Para un desplazamiento dado de la grapa de
cierre 27, los extremos 28a, 28b no sobresalen ya de la primera
parte 38 y liberan la parte macho de acoplamiento 15 que, así,
puede retirarse libremente. Cuando se retira la herramienta, la
grapa de cierre 27 vuelve a alojarse en el surco de posicionamiento
40 por retorno elástico. La herramienta puede estar constituida, por
ejemplo, por el extremo de un destornillador plano. Sólo una acción
en la grapa de cierre 27 con dicha herramienta hace posible el
desmontaje del dispositivo.
El ejemplo de realización del dispositivo de
unión mecánica 10 que acaba de describirse es sólo un ejemplo
ilustrativo de la invención, en ningún caso limitativo en cuanto a
su ámbito. Por ejemplo, para mejorar la amortiguación axial de las
vibraciones, la pared intermedia anular 17 puede presentar, en un
plano de corte axial, un perfil ondulado con, por ejemplo, un único
abultamiento anular dirigido axialmente. Por otra parte, la parte
hembra de acoplamiento 14 puede estar desprovista de pared exterior
tubular 19.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante pretende únicamente servir de ayuda al lector y no
forma parte del documento de patente europeo. Aun cuando se ha
puesto el máximo esmero en su elaboración, no pueden excluirse
errores u omisiones y la EPO declina toda responsabilidad a este
respecto.
-
FR-2.825.425-A3 [0002]
Claims (15)
1. Dispositivo de unión mecánica (10) extraíble
entre un primer elemento de estructura (11) y un segundo elemento
de estructura (12), que comprende:
- -
- una parte hembra de acoplamiento (14) que incluye un cojinete esférico (16) y medios de fijación (20, 34) al primer elemento de estructura (11),
- -
- una parte macho de acoplamiento (15) provisto de una cabeza esférica (24) y de medios de fijación (25) al segundo elemento de estructura (12), estando la cabeza esférica (24) destinada a colocarse en el cojinete esférico (16),
dispositivo (10) caracterizado porque
incluye una grapa de cierre (27) en forma de anilla, elástica y
extraíble, colocada en el cojinete esférico (16) y que bloquea
automáticamente la parte macho de acoplamiento (15) en la parte
hembra de acoplamiento (14) durante la inserción de la cabeza
esférica (24) en el cojinete esférico (16).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque incluye medios para asegurar el bloqueo
positivo de la parte macho de acoplamiento (15) en la parte hembra
de acoplamiento (14) de manera que la aplicación de un esfuerzo de
tiro en la parte macho de acoplamiento (15) provoca una
contrarreacción correspondiente de la grapa de cierre (27) en dicha
parte macho (15).
3. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 ó 2, caracterizado porque la cara exterior del cojinete
esférico (16) incluye un hueco (36) dispuesto bajo la grapa de
cierre (27) y accesible desde el exterior.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque el cojinete esférico (16) de la
parte hembra de acoplamiento (14) incluye dos ranuras de guiado (29)
opuestas para la inserción de los extremos (28a, 28b) de la grapa
de cierre (27).
5. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque las ranuras de guiado (29) están
inclinadas en dirección de la abertura (18) del cojinete esférico
(16).
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque la parte macho de acoplamiento
(15) incluye una parte intermedia (41) intercalada entre la cabeza
esférica (24) y los medios de fijación (25) al segundo elemento de
estructura (12), comprendiendo dicha parte intermedia (41) una zona
de engranaje de los extremos (28a, 28b) de la grapa de cierre
(27).
7. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la cara exterior
del cojinete esférico (16) incluye medios de posicionamiento
lateral de la grapa de cierre (27).
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque los medios de posicionamiento lateral de
la grapa de cierre (27) están constituidos por un surco de
posicionamiento (41) en la cara exterior del cojinete esférico
(16).
9. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la parte hembra
de acoplamiento (14) incluye una pared exterior tubular (19) que
rodea al cojinete esférico (16) a distancia, y una pared intermedia
anular (17) que une el cojinete esférico (16) y dicha pared exterior
tubular (19).
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque la cara exterior de la pared exterior
tubular (19) incluye, en saliente, un collarín anular (20) y
segmentos de sujeción (34) distribuidos angularmente y desfasados
axialmente con respecto a dicho collarín anular (20), que constituye
los medios de fijación (20, 34) del primer elemento de estructura
(11).
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque el desfase axial (e) entre el collarín
anular (20) y los segmentos de sujeción (34) es inferior al grosor
del primer elemento de estructura (11).
12. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque los segmentos
de sujeción (34) están en bisel en su cara superior enfrentada al
lado opuesto al collarín anular (20).
13. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque se extienden
telas de refuerzo (22) radialmente entre la pared exterior tubular
(19) y el cojinete esférico (16).
14. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 4 a 13, caracterizado porque la grapa de
cierre (27) incluye dos protuberancias de apoyo (33) en la cara
inferior de la ranura de guiado (29) correspondiente.
15. Procedimiento de desmontaje de un
dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el levantamiento de la grapa de cierre
(27) con respecto al cojinete esférico (16) provoca la liberación
de la parte macho de acoplamiento (15).
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