ES2280195T3 - Bieleta para dispositivo de junta de charnela y dispositivo de junta de charnela que consta de tal bieleta. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de junta de charnela previsto entre una primera (P1) y una segunda (P2) piezas que puede desplazarse una en relación con la otra, y que permite garantizar dos posiciones estables de estas piezas, incluyendo este dispositivo un disparador (D) articulado en la primera pieza (P1) alrededor de un primer eje (X1), una bieleta articulada por una parte en la segunda pieza (P2), alrededor de un segundo eje (X2) paralelo al primer eje, y por otra parte en el disparador (D) alrededor de un tercer eje (X3) paralelo a los otros dos, estando los tres ejes (X1, X2, X3) situados en los vértices de un triángulo aplastado en cada posición estable, y requiriendo el paso de una posición estable a otra el paso de una posición de alineación de las trazas de los tres ejes (X1, X2, X3), debiendo provocar el disparador una deformación elástica de la bieleta, unos medios de empuje combinados con unos medios elásticos estando además previstos para garantizar un cambio brusco de posición del disparador, dispositivo de junta de charnela en el cual la bieleta (1) consta de una parte central (2) casi en forma de U cuya rama inferior transversal (3a) está prevista para constituir el tercer eje de articulación (X3) del disparador (D), empalmándose esta rama inferior (3a) casi en ángulo recto a unas ramas laterales que forman unos arcos (3b, 3c) situados en un plano ortogonal a la rama transversal (3a) y pudiendo deformarse elásticamente, prolongándose estos arcos (3b, 3c) por unos segmentos (3d, 3e) curvados hacia el exterior y paralelos a la rama transversal, presentando estos segmentos (3d, 3e) una elasticidad en torsión alrededor de su eje geométrico de manera que ejercen un retorno en rotación sobre las ramas laterales (3b, 3e) alrededor de este eje confundido con el segundo eje (X2).

Description

Bieleta para dispositivo de junta de charnela y dispositivo de junta de charnela que consta de tal bieleta.

La presente invención se refiere a una bieleta para dispositivo de junta de charnela que permite garantizar un mantenimiento estable, en una de las dos posiciones, de una primera pieza en relación con una segunda pieza.

Tal dispositivo de junta de charnela consta de un disparador articulado en la primera pieza alrededor de un primer eje, estando articulado dicha bieleta por una parte en la segunda pieza, alrededor de un segundo eje paralelo al primer eje, y por otra parte en el disparador alrededor de un tercer eje paralelo a los otros dos. Cuando el disparador está en una posición estable el tercer eje está situado fuera del plano de los dos primeros ejes, y el paso de una posición estable a la otra requiere que el tercer eje supere el plano de los dos primeros ejes, con una deformación de la bieleta. Unos medios de empuje combinados con unos medios elásticos están además previstos para garantizar un cambio brusco de posición del disparador.

La bieleta en tal dispositivo, aun siendo de dimensión reducida en relación con las otras piezas, constituye un elemento importante del cual depende el buen funcionamiento del mecanismo de junta de charnela, así como su duración en el tiempo.

Tal dispositivo de junta de charnela puede utilizarse en aplicaciones diversas que requieren el paso brusco de una posición estable a otra posición estable de dos piezas una en relación con la otra. Por ejemplo, el dispositivo puede utilizarse para controlar el cambio de posición de las válvulas en un motor hidráulico diferencial. Tal dispositivo de junta de charnela puede utilizarse también para otras aplicaciones, especialmente en el ámbito de los interruptores o conmutadores eléctricos que requieren un cambio brusco de posición de dos contactos eléctricos, o en otros mecanismos de bloqueo.

Los documentos US4141437A y US5479993 describen resortes de cable con una parte central generalmente en forma de U cuya rama inferior transversal constituye un eje de articulación y unas ramas laterales forman unos resortes de flexión y unos segmentos de prolongación curvados hacia el exterior y paralelos a la rama transversal que constituyen unos resortes de torsión.

Del documento DE19518766 es conocida una biela realizada en material compuesto con fibras longitudinales de alta resistencia mecánica integradas en una matriz de materia plástica.

Del documento EP0501102A es conocida una brida de seguridad en forma de un cable elástico con ramas laterales que forman arcos.

La invención tiene por objeto, principalmente, proporcionar una bieleta que permite simplificar la realización del dispositivo de junta de charnela y garantizar su buen funcionamiento.

La invención es relativa a un dispositivo de junta de charnela según la reivindicación 1.

La bieleta según la invención garantiza así un retorno elástico del disparador a una posición estable.

Los segmentos curvados hacia el exterior pueden prolongarse por otros segmentos curvados del lado opuesto a los arcos; preferentemente, estos otros segmentos están curvados en ángulo recto, ortogonales a la rama transversal y paralelos entre ellos. Los extremos de estos últimos segmentos pueden estar encajados en la segunda pieza y la libertad en rotación de la bieleta alrededor del segundo eje está garantizada por la elasticidad en torsión de los segmentos orientados siguiendo el segundo eje.

La invención, según la reivindicación 4, se refiere igualmente a una bieleta para un dispositivo de junta de charnela tal como se ha definido más arriba, que está realizado con fibras longitudinales de alta resistencia mecánica apropiadas para garantizar una elasticidad en tracción y en compresión de las ramas laterales de la bieleta, estando integradas estas fibras longitudinales en una matriz realizada en materia plástica apropiada para garantizar una elasticidad en torsión de los segmentos que se extienden siguiendo el segundo eje.

Las fibras longitudinales pueden ser fibras de vidrio o fibras de carbono.

La invención consiste, aparte de las disposiciones expuestas más arriba, en un cierto número de otras disposiciones que se tratarán de forma más explícita más abajo con motivo de un ejemplo de realización descrito detalladamente con referencia a los dibujos adjuntos, pero que no es en absoluto limitativo.

la fig. 1 de estos dibujos es una vista en perspectiva de una bieleta conforme a la invención;

la fig. 2 es una sección a mayor escala siguiendo la línea II-II de la fig. 1;

la fig. 3 es una vista transversal vertical axial esquemática de un mecanismo que consta de un dispositivo de junta de charnela equipado con la bieleta de la fig. 1, estando representado el mecanismo en una primera posición estable en relación con ambas piezas;

la fig. 4 muestra, de forma semejante a la figura 3, el mecanismo en la segunda posición estable;

la fig. 5 finalmente, es una perspectiva despiezada de los elementos situados en el interior del mecanismo de las figuras 3 y 4.

Volviendo a la figura 1, se puede ver una bieleta 1 realizado en una sola pieza. Esta bieleta 1 consta de una parte central 2 casi en forma de U con una rama inferior transversal 3a, horizontal según la representación de la fig. 1, prevista para constituir un eje de articulación X3 de un disparador o basculador D (figs. 3 a 5) de un dispositivo de junta de charnela con tres ejes X1, X2, X3.

La rama transversal 3a se empalma, por cada extremo, a una rama lateral 3b, 3c casi en ángulo recto. Cada rama lateral 3b, 3c tiene casi la forma de un arco de círculo situado en un plano ortogonal a la rama transversal 3a. Los arcos de las ramas 3b, 3c son paralelos. Pueden sufrir una deformación elástica que permite un desplazamiento de la rama 3a paralelamente a sí misma, siguiendo una dirección ortogonal a esta rama transversal 3a. Las ramas laterales 3b, 3c pueden así ejercer fuerzas elásticas de tracción y de compresión siguiendo una dirección ortogonal a la rama 3a.

Los arcos 3b, 3c se prolongan, en su extremo opuesto a la rama 3a, por unos segmentos horizontales 3d, 3e curvados hacia el exterior y paralelos a la rama transversal 3a. Los segmentos 3e, 3d presentan cierta elasticidad en torsión alrededor de su eje geométrico que constituye el segundo eje X2 del dispositivo de junta de charnela. El conjunto de la rama transversal 3a y de las ramas laterales 3b, 3c puede así oscilar alrededor del eje X2 siendo devuelto por el par de torsión desarrollado por los segmentos 3d, 3e.

Los segmentos 3d, 3e se prolongan por otros segmentos 3f, 3g, curvados en ángulo recto, del lado opuesto a los arcos, paralelos entre ellos y ortogonales a la rama 3a. Estos segmentos 3f, 3g forman patas que pueden estar fijadas por su extremo libre a un encaje K, representado esquemáticamente.

La bieleta 1 está ventajosamente realizada con fibras longitudinales (fig. 2) de alta resistencia mecánica. Las fibras f son paralelas entre ellas. Se extienden siguiendo todo el largo de la bieleta describiendo el recorrido sinuoso de esta bieleta. Las fibras f pueden ser, por ejemplo, fibras de vidrio o fibras de carbono. Estas fibras f están integradas en una matriz m en materia plástica que presenta una buena elasticidad en torsión.

Se ve así que al nivel de los segmentos 3d, 3e, las fibras paralelas f casi no ejercen ninguna resistencia en torsión. La matriz m es la que interviene esencialmente para las deformaciones en torsión en esta zona.

Por el contrario, al nivel de las ramas laterales 3b, 3c, las fibras f trabajan en paralelo respecto a los esfuerzos de tracción y de compresión ejercidos sobre las ramas 3b, 3c.

Un ejemplo de dispositivo de junta de charnela con disparador D está representado en las figuras 3 a 5.

En la figura 3, se pueden ver dos piezas respectivamente P1 y P2, P1 formando una caja exterior y P2 constituida de una camisa cilíndrica o linterna montada deslizante en el interior de P1.

El dispositivo de junta de charnela está previsto para garantizar el mantenimiento de la pieza P2 en relación con la pieza P1 en una de las dos posiciones estables, y el paso brusco de una posición estable a la otra.

El dispositivo de junta de charnela comprende tres ejes de rotación paralelos X1, X2, X3 perpendiculares al plano de las figuras 3 y 4.

Un soporte 4 fijado a la pieza P1, está dispuesto en el interior de la pieza P2. El soporte 4 puede estar constituido por dos placas paralelas 4a, 4b (fig. 5) alejadas una de la otra presentando un contorno casi en forma de trapecio rectangular; un gran lado vertical es adyacente a la superficie interior de la pieza P2, estando inclinado el borde opuesto a este lado grande vertical. Las dos placas 4a, 4b están conectadas entre ellas, en su parte alta, por un pasador transversal horizontal 5.

El disparador D está dispuesto entre las placas 4a, 4b y está articulado en un árbol 6 cuyo eje geométrico constituye el primer eje de rotación X1. Este árbol 6 es trasladado por dos cojinetes previstos en las placas 4a, 4b. El eje X1 está situado en un plano diametral de la pieza P2, casi a la altura del pasador 5. El disparador D consta de dos extensiones radiales 7a, 7b, cuyo espesor (siguiendo la dirección perpendicular al plano de las figuras 3 y 4) es inferior al del disparador y están desfasadas una con respecto a la otra siguiendo la dirección del árbol 6.

La bieleta 1 establece una conexión articulada entre el disparador D y un plato 8 de la pieza P2. Las patas 3f, 3g de la bieleta 1 están encajadas en el plato 8. Por ejemplo las patas 3f, 3g están fijadas, especialmente por encolado, en las ranuras 8a que constituyen el encaje K en el plato 8. Los segmentos 3d, 3e de la bieleta 1 son perpendiculares al plano de la figura 1 y su eje geométrico define el eje X2 de rotación.

El basculador D está atravesado por un orificio 9 de eje paralelo al árbol 6 situado en el plano mediador del basculador. Un orificio 9a que comunica con el orificio 9 está previsto al lado para facilitar el montaje de la bieleta 1. La rama transversal 3a de la bieleta 1 está metida en el orificio 9 y su eje geométrico define el eje X3 de articulación entre el basculador D y la bieleta 1.

Dos posiciones estables del disparador D están determinadas por apoyarse respectivamente en la cara superior (fig. 3) y la cara inferior (fig. 4) del pasador 5. Se pasa de una posición a otra por una rotación del disparador D de 180° aproximadamente en relación con el soporte 4, alrededor de X1.

En la posición estable de la fig. 3, las trazas de los tres ejes X1, X2, X3 están en los vértices de un triángulo aplastado, estando el eje X3 ligeramente a la izquierda en relación con el plano que pasa por los ejes X1, X2, X3 se encuentra entre X1 y X2.

Para superar la posición angular correspondiente a la alineación de los tres puntos X1, X2, X3, el disparador D debe provocar una ligera deformación elástica de la bieleta 1 al nivel de sus ramas 3b, 3c. En efecto, las piezas P1, P2 en posición estable están generalmente apoyadas unilateralmente (por unos medios no representados) impidiendo en el caso de la fig. 3 un aumento de la distancia entre X1 y X2, y en el caso de la fig. 4 una disminución de la distancia entre X1 y X2.

En la figura 4, X3 ha pasado del lado de X1 opuesto a X2. Las trazas de los tres ejes X1, X2 y X3 forman todavía un triángulo aplastado, hallándose el eje X3 ligeramente a la izquierda en relación con el plano X2-X1.

Se ve que las piezas P2 y P1 han cambiado de posición relativa.

Unos medios de control están previstos para garantizar un cambio brusco de la posición de la fig. 3. a la de la fig. 4 y a la inversa.

Estos medios de control comprenden un resorte 10 dispuesto alrededor de la pieza P2, ejerciendo una fuerza siguiendo el eje geométrico A-A del conjunto.

Unos medios de activación comprenden dos pulsadores superiores 11a, 11b diametralmente opuestos conectados en su base por un aro circular 12, y un pulsador inferior 13.

Los pulsadores superiores 11a, 11b están guiados en unas muescas 14 del plato 8, rodeando el aro 12 la pieza P2. El pulsador 11a consta de un saliente radial 15a hacia el exterior que se extiende por una distancia suficiente para cooperar con la extensión 7b del disparador D. El resorte 10 está apoyado en el aro 12, que a su vez está apoyado en la cara inferior del plato 8.

El pulsador inferior 13 consta de un travesaño diametral 16 que pasa por unas aberturas 17 de la pared de la pieza P2 que garantizan el guiado en deslizamiento del pulsador 13. El travesaño 16 es solidario con un aro 18 que rodea la parte inferior de la pieza P2 y que se apoya axialmente sobre un collar 19 de esta pieza P2. Unas aberturas casi semicirculares (fig. 5) existen entre el travesaño 16 y el contorno interior del aro 18, permitiendo el paso de las placas
4a, 4b.

El travesaño 16 consta de una varilla 20 coaxial a la pieza P2 que atraviesa una abertura central del fondo de la pieza P1.

El travesaño 16 consta en un lado de un saliente 16a hacia lo alto apropiado para cooperar con la extensión 7a del disparador en la posición de la fig. 4.

Siendo así, el funcionamiento del dispositivo de junta de charnela es el siguiente.

Se supondrá que la pieza P1 se mantiene fija, pero las explicaciones que siguen seguirán siendo válidas si esta pieza P1 es dirigida por un movimiento que es transmitido a la pieza P2.

A partir de la configuración representada en la fig. 3, correspondiente a una primera posición estable, basta con ejercer una presión sobre los pulsadores 11a, 11b, por ejemplo con ayuda de una pieza M1 que cubre estos dos pulsadores para provocar el descenso de los pulsadores 11a, 11b comprimiendo el resorte 10 hasta que el saliente 15a actúa sobre la extensión 7b del disparador.

Este es entonces arrastrado en rotación en el sentido de las agujas del reloj alrededor del eje X1.

El paso de la posición alienada de las trazas de los ejes X2, X1 y X3 tiene lugar a costa de una deformación elástica de los arcos 3b, 3c, así como de una rotación de amplitud limitada alrededor del eje X2.

Tras el paso de la posición alineada, el resorte 10 se afloja y provoca la rotación brusca del disparador D cuya extensión 7b se apoya bajo el tope 5, ocupando entonces la pieza P2 la segunda posición estable ilustrada en la fig. 4 en relación con la pieza P1.

Para volver a la posición ilustrada en la fig. 3, basta con presionar la varilla 20, provista por ejemplo de un botón M2, para provocar el balanceo del disparador D por acción del saliente 16a contra la extensión 7a.

La biela 1, como ya se ha explicado, garantiza una doble función elástica por una parte en tracción, compresión para el bloqueo del sistema, por acción de las ramas 3b, 3c, por otra parte por la elasticidad en torsión de los segmentos 3e, 3d que mantiene el conjunto en la posición bloqueada.

Tal dispositivo de junta de charnela puede ser apropiado para cualquier mecanismo que necesite hacer pasar una pieza P2 de una primera posición estable a una segunda posición estable en relación con una pieza P1.

Claims (5)

1. Dispositivo de junta de charnela previsto entre una primera (P1) y una segunda (P2) piezas que puede desplazarse una en relación con la otra, y que permite garantizar dos posiciones estables de estas piezas, incluyendo este dispositivo un disparador (D) articulado en la primera pieza (P1) alrededor de un primer eje (X1), una bieleta articulada por una parte en la segunda pieza (P2), alrededor de un segundo eje (X2) paralelo al primer eje, y por otra parte en el disparador (D) alrededor de un tercer eje (X3) paralelo a los otros dos, estando los tres ejes (X1, X2, X3) situados en los vértices de un triángulo aplastado en cada posición estable, y requiriendo el paso de una posición estable a otra el paso de una posición de alineación de las trazas de los tres ejes (X1, X2, X3), debiendo provocar el disparador una deformación elástica de la bieleta, unos medios de empuje combinados con unos medios elásticos estando además previstos para garantizar un cambio brusco de posición del disparador, dispositivo de junta de charnela en el cual la bieleta (1) consta de una parte central (2) casi en forma de U cuya rama inferior transversal (3a) está prevista para constituir el tercer eje de articulación (X3) del disparador (D), empalmándose esta rama inferior (3a) casi en ángulo recto a unas ramas laterales que forman unos arcos (3b, 3c) situados en un plano ortogonal a la rama transversal (3a) y pudiendo deformarse elásticamente, prolongándose estos arcos (3b, 3c) por unos segmentos (3d, 3e) curvados hacia el exterior y paralelos a la rama transversal, presentando estos segmentos (3d, 3e) una elasticidad en torsión alrededor de su eje geométrico de manera que ejercen un retorno en rotación sobre las ramas laterales (3b, 3e) alrededor de este eje confundido con el segundo eje (X2).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los segmentos curvados (3d, 3e) se prolongan por otros segmentos (3f, 3g) curvados según el ángulo recto del lado opuesto a los arcos, estando encajados los extremos de los otros segmentos curvados (3f, 3g) en la segunda pieza (P2) y la libertad en rotación de la bieleta alrededor del segundo eje (X2) está garantizada por la elasticidad en torsión de los segmentos (3d, 3e) orientados siguiendo el segundo eje.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los otros segmentos (3f, 3g) están curvados en ángulo recto, ortogonales a la rama transversal (3a) y paralelos entre ellos.

4. Bieleta para un dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque está realizado con fibras longitudinales (f) de alta resistencia mecánica apropiadas para garantizar una elasticidad en tracción y en compresión de las ramas laterales de la bieleta, estando integradas estas fibras longitudinales en una matriz (m) en materia plástica apropiada para garantizar una elasticidad en torsión de los segmentos que se extienden siguiendo el segundo
eje.

5. Bieleta según la reivindicación 4, caracterizada por el hecho de que las fibras longitudinales (f) son fibras de vidrio o fibras de carbono.