ES2348545T3 - Junta esferica. - Google Patents

Abstract

Articulación esférica (30; 130) para acoplar conjuntamente dos elementos que se pueden orientar espacialmente el uno con respecto al otro, comprendiendo dicha articulación esférica un elemento macho y un elemento hembra, presentando dicho elemento macho (80; 180) un cabezal sustancialmente esférico (84; 184) y comprendiendo dicho elemento hembra (40; 140) una semicarcasa que prevé un alojamiento (46; 146) adaptado para retener dicho cabezal en por lo menos cuatro puntos de contacto situados en una superficie esférica según los vértices de una pirámide que contiene su centro, de manera que le permita girar sin desplazarse, estando provistos dicho alojamiento (46; 146) o dicho cabezal (84; 184) de un saliente en resalte (52; 152) que, cuando los dos elementos se montan conjuntamente, se confina y se limita, mediante contacto, para permanecer únicamente en el interior de una zona vacía (85; 186) de dicho cabezal (84; 184) o dicho alojamiento (46; 146), definiendo de este modo dicha zona vacía un paso de recorrido guiado (85; 186) para dicho saliente (52; 152) con el fin de establecer los movimientos reales que se permiten realizar al cabezal con respecto al alojamiento, caracterizada porque dicha zona vacía (85; 186) presenta una forma que prevé por lo menos dos espacios diferentes consecutivos (85a, 85b; 187, 188) de manera que se defina un paso de recorrido (85; 186) para el saliente capaz de guiar dicho cabezal (84; 184) en dos giros sucesivos alrededor de dos ejes distintos que pasan a través del centro de dicho cabezal.

Description

La presente invención se refiere a una junta esférica (o articulación esférica), en particular para gafas.

Una articulación esférica es, por definición, una junta que permite que dos segmentos rígidos, que están conectados entre sí por la propia articulación, se muevan el uno con respecto al otro con tres grados de libertad de giro.

Debido a sus propias particularidades, las articulaciones esféricas se utilizan en una gran cantidad de aplicaciones diferentes.

La solicitud de patente FR 2 771 460 describe una articulación esférica que se puede bloquear, utilizada para montar una mesa entre los asientos de un aeroplano. Esta articulación esférica consiste en un cabezal esférico albergado en la cavidad esférica de una pieza homóloga hembra. La cavidad está formada por dos elementos que están unidos entre sí por medio de una articulación lineal en un lado y una palanca de seguridad en el otro lado. Estos dos elementos están en contacto con el cabezal esférico mediante juntas flexibles. Aunque esto permite una regulación a lo largo de tres ejes diferentes, el mecanismo de bloqueo de la articulación presenta una construcción complicada y bastante cara.

La solicitud de patente DE 196 01 248 da a conocer una articulación esférica para su uso en soportes de lámparas de destello submarinas. Esta articulación incluye un elemento de cabezal esférico que se aloja en una cavidad correspondiente de un soporte. Este elemento puede oscilar dentro de un ángulo sólido restringido, así como girar en su propio eje longitudinal. Sin embargo, no existe posibilidad de bloquear el elemento cabezal esférico en una posición fija.

Las articulaciones esféricas se utilizan también ampliamente en la industria de la fabricación de gafas.

De hecho, es conocido que las dos patillas y la montura de un par de gafas generalmente están conectadas entre sí mediante articulaciones que permiten que dichas patillas se plieguen cuando no se están utilizando dichas gafas. La solución más sencilla y más conocida a este respecto es plegar las patillas de forma paralela a la montura.

Debido al incremento del sentido estético de utilizar complementos en general, es decir artículos concebidos para vestirlos, los fabricantes de gafas cada vez se concentran más en el desarrollo y el diseño de los modelos de gafas más variados y atractivos. En particular, uno de los campos más prometedores y activos a este respecto es el que implica el diseño de articulaciones de las dos patillas de las gafas.

Haciendo referencia a lo expuesto anteriormente, la solicitud de patente JP 080 68 873 describe una articulación esférica provista de un bucle realizado en un filiforme, es decir, material como un alambre y que se pliega según un patrón tridimensional, de manera que retenga una esfera tanto encima como debajo del plano ecuatorial de la misma. La propia esfera se acopla a una varilla y, con respecto al bucle que está fijo en la montura de las gafas, dicha varilla puede girar tanto sobre sí misma, como en un ángulo de 180º aproximadamente a lo largo de un ángulo sólido ecuatorial estrecho. Sin embargo, esta solución, a pesar de que no precisa del uso de tornillos ni otros medios de fijación, no permite que la varilla bloquee en ninguna posición predeterminada, dando lugar a una serie de inconvenientes prácticos.

En la solicitud de patente DE 196 29 491, se da a conocer una articulación esférica adaptada para proporcionar un acoplamiento de seguridad entre una patilla y una montura. La patilla prevé un cabezal esférico que se recibe en un alojamiento correspondiente en la montura, con una ranura lineal dispuesta en la misma, en la que se puede deslizar un elemento de ayuda de perno provisto en dicho alojamiento. Cuando se cierra la patilla plegándola en la montura, dicho elemento de perno se desliza a lo largo de dicha ranura entre los dos extremos de la misma. La patilla no puede girar sobre sí misma y únicamente puede abarcar un ángulo de 90º aproximadamente.

El documento JP 11 101221 da a conocer una o varias ranuras hundidas formadas en el borde periférico de un cojinete esférico, y resaltes formados en la superficie periférica exterior de un cabezal esférico bloqueado, de manera que se pueda acoplar a las ranuras hundidas de dicho cojinete esférico para controlar el movimiento de giro horizontal del cabezal esférico.

El documento DE 103 21 131 da a conocer una bola de rótula retenida en el interior de un cuerpo de cojinete y que se puede mover en un eje de giro gracias al guiado de un resalte interior del cojinete que se acopla con una zona vacía en la bola de rótula.

El documento US nº 6.758.622 da a conocer una disposición de encaje/varilla con bola de rótula en la que, en una forma de realización adicional, se puede utilizar un encaje mejorado con una varilla de bola con unos salientes para evitar el giro de dicha bola de rótula.

El documento JP 01 058809 da a conocer una estructura para confinar una bola de

rótula en el interior de un elemento de cojinete esférico por medio de un faldón de labio en su parte abierta.

El documento DE 196 29 491 para una patilla de gafas da a conocer una bola de rótula confinada en el interior de un cuerpo de cojinete y que se puede mover en un eje de giro gracias al guiado de un resalte interior del cojinete que acopla una zona vacía en dicha bola de rótula.

La solicitud de patente WO 95/10064 describe unas gafas, en las que cada montura está formada por un elemento corto y otro mucho más largo, consistiendo este último prácticamente en la totalidad de la patilla. El elemento corto está articulado a la montura de las gafas, y puede girar en un eje que pasaría por los ojos del usuario, y el elemento más largo a lo largo de un eje que se extiende perpendicularmente al anterior. El efecto general de estas dos articulaciones es que los dos elementos largos se pueden plegar el uno sobre el otro debajo de la montura, obteniendo así una estructura compacta para las gafas. Sin embargo, el conjunto completo de articulaciones implica una construcción bastante compleja y crítica, especialmente en lo que respecta al sistema de bloqueo para la posición de los dos segmentos, que confía en una protuberancia pequeña que se acopla en una ranura, con la posibilidad de que éste se libere fácilmente.

La sustitución de dicho sistema de articulación para las patillas de las gafas por uno más sencillo y efectivo seguramente resultaría bastante ventajosa.

Por lo tanto, un objetivo principal de la presente invención es proporcionar una articulación esférica nueva, en particular, aunque no únicamente, concebida para su uso en las patillas de las gafas con la intención de permitirles realizar movimientos específicos.

Dentro de este objetivo, otro objeto de la presente invención es proporcionar una articulación para las patillas de gafas que, al tiempo que permiten los mismos movimientos que la articulación que se da a conocer en el documento WO 95/10064, presente una construcción mucho más sencilla y fiable.

Según la presente invención, estos objetivos se alcanzan con una articulación esférica para acoplar conjuntamente dos elementos según la reivindicación 1.

Con la incorporación del concepto innovador de la presente invención, por ejemplo con la intención de permitir que dicho paso de recorrido guíe dicho cabezal en dos giros posteriores en dos ejes diferentes pasando a través de dicho centro, y comportando adicionalmente, de este modo, que los dos ejes se extiendan ortogonalmente el uno con respecto al otro, se consigue un movimiento para un elemento de la articulación que es

similar al de la patilla de las gafas descritas en el documento WO 95/10064.

Dado que el movimiento del cabezal del elemento macho, tal como está particularizado en una patilla de gafas en este caso, tiene lugar, es decir, se realiza con respecto al alojamiento correspondiente en el elemento hembra, tal como está particularizado en una montura de gafas en este caso, de acuerdo con el desplazamiento del saliente, que, por ejemplo, puede estar provisto para sobresalir de la superficie de dicho alojamiento, y que está limitado en su movimiento (al igual que una corredera) únicamente en el interior de una zona vacía en el cabezal, como por ejemplo una ranura o un hueco que presenten una forma preestablecida, sólo surge la necesidad de que dicha forma de hueco se conciba de forma adecuada para definir y establecer los movimientos reales que el cabezal puede realizar con respecto al alojamiento y, como resultado, al soporte en el que se recibe. A este respecto, se apreciará más fácilmente que el funcionamiento como macho o hembra se puede intercambiar, de manera que el primero se mantenga estacionario y el otro móvil, o el saliente en resalte puede estar provisto en el cabezal y el hueco en la superficie del alojamiento.

Debido a que la articulación según la presente invención básicamente está compuesta por dos elementos, en los que la forma de las partes que interaccionan determina los movimientos que la propia articulación puede realizar, y debido a que dichas partes pueden estar primero moldeadas y después acopladas a presión o montadas conjuntamente de forma similar, no resultan necesarios medios de sujeción, como tornillos

o similares, simplificando así en gran medida la construcción de la articulación.

Debido a que la articulación según la presente invención está compuesta de dos elementos con la forma de las partes que interactúan que determina los movimientos permitidos para la propia articulación, y a que dichas partes se pueden producir mediante estampación y a continuación se pueden montar en caliente, no resultan necesarios unos medios de sujeción como tornillos o similares. Por lo tanto, se consigue una gran sencillez de producción.

Como la articulación se puede bloquear y fijar conjuntamente mediante la interferencia del saliente en resalte con las paredes del hueco, consiguiendo el tamaño adecuado de dicho saliente y de dicho hueco se puede impartir a la articulación una estabilidad y resistencia óptimas.

Las características y ventajas de una articulación según la presente invención se

pueden entender más fácilmente a partir de la descripción que se proporciona a

continuación a título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

-la Figura 1 es una vista de un primer elemento de una primera articulación según la presente invención;

-las Figuras 2 a 4 son unas vistas respectivas de una secuencia de tres posiciones de la primera articulación según la presente invención;

-la Figura 5a es una vista lateral del elemento de articulación de la Figura 1, visto desde el lado que no resulta visible en la Figura 1;

-la Figura 5b es una vista de la articulación de la Figura 2 por el eje Y en la Figura 2;

-la Figura 5c es una vista de la articulación de la Figura 3 por el eje Y de la Figura 3;

-la Figura 5d es una vista de la articulación de la Figura 4 por el eje Y de la Figura 4;

-la Figura 6 es una vista en sección transversal del elemento que se muestra en la Figura 1, visto por el plano I-I de la Figura 5b;

-la Figura 7 es una vista axonométrica del elemento en sección transversal que se muestra en la Figura 6;

-la Figura 8 es una vista en sección transversal del elemento que se muestra en la Figura 6, visto en la dirección D1 de la Figura 6;

-la Figura 9 es una vista en sección transversal del elemento que se muestra en la Figura 6, visto en la dirección D2 de la Figura 6;

-la Figura 10 es una vista axonométrica de un elemento macho de la primera bisagra que se muestra en las Figuras 2 a 4;

-la Figura 11 es una vista del elemento que se muestra en la Figura 10, visto en la dirección D3 de la Figura 10;

-la Figura 12 es una vista del elemento que se muestra en la Figura 10, visto en la dirección D4 de la Figura 11;

-la Figura 13 es una vista del elemento que se muestra en la Figura 10, visto en la dirección D5 de la Figura 11;

-las Figuras 14 a 16 son unas vistas pasantes de la secuencia de tres posiciones de una segunda articulación según la presente invención;

-la Figura 17 es una vista de un elemento hembra de la bisagra que se muestra

en las Figuras 14 a 16;

-

la Figura 18 es una vista axonométrica del elemento que se muestra en la

Figura 17;

-

la Figura 19 es una vista del elemento que se muestra en la Figura 17, visto en

la dirección D6 de la Figura 17;

-

la Figura 20 es una vista del elemento que se muestra en la Figura 17, visto en

la dirección D7 de la Figura 17;

-

la Figura 21 es una vista axonométrica de un elemento macho de la

articulación que se muestra en las Figuras 14 a 16;

-

la Figura 22 es una vista del elemento que se muestra en la Figura 21, visto en

la dirección D8 de la Figura 21;

-

la Figura 23 es una vista del elemento que se muestra en la Figura 22, visto en

la dirección D9 de la Figura 22;

-

la Figura 24 es una vista del elemento que se muestra en la Figura 22, visto en

la dirección D10 de la Figura 22;

-

las Figuras 25 a 27 son unas vistas respectivas de una secuencia de tres

posiciones de una patilla de gafas que integra una articulación según la

presente invención;

-

la Figura 28 es una vista general que ilustra un cabezal esférico retenido por lo

menos por cuatro puntos de contacto situados en una superficie esférica

según los vértices de una pirámide que contenga su centro.

En las Figuras 2 a 4 y las Figuras 5b, c, d se indica en general una primera articulación según la presente invención con el número de referencia 30. Dicha articulación comprende un elemento de soporte hembra 40 con la forma de semicarcasa, en el que se aloja un elemento macho 80 con un cabezal esférico.

El elemento de soporte 40, tal como se muestra de forma individual en las Figuras 5 a 9, comprende un cuello semicircular 42 unido a una semicarcasa 44 que muestra un alojamiento 46 en la forma de un segmento esférico con una altura mayor que el radio, es decir, con una forma que se parece a una esfera sin el volumen de un casquete. El cuello 42 prevé una cavidad semicircular 48 que se extiende axialmente, a lo largo de un eje X, y se comunica con el alojamiento 46 a través de una abertura semicircular 50 que prevé un radio menor que la cavidad semicircular 48 del cuello 42. Se deberá observar que, por su

construcción, el centro del alojamiento 46 queda en el eje X.

En el alojamiento 46 de la semicarcasa 44 sobresale de la superficie de la misma, próximo a la abertura 50, un saliente 52. Dicho saliente 52 sustancialmente ocupa el volumen de la mitad de un sector esférico de medio ángulo recto, es decir, una octava parte de la esfera que genera el alojamiento 46, de manera que presentará tres caras completamente expuestas 54, 56, 58 que pertenecen a tres planos mutuamente perpendiculares. Las caras 54 y 56 son paralelas al eje X, mientras que la cara 58 es perpendicular a dicho eje y paralela a otro eje Y. Otro eje Z es perpendicular al plano identificado por los ejes X e Y.

Cada una de las caras 54 y 56 prevé rebajes 60, aunque los bordes de los salientes 50 que no son paralelos al eje X no son agudos, al contrario, presentan una forma que define paredes 62, 64 que son cóncavas y convergentes hacia una superficie cóncava 66.

El elemento 80, véanse las Figuras 10 a 13, comprende un cuerpo 82 alargado con respecto a un eje longitudinal X1 y un cabezal 84. Dicho cabezal 84 está provisto de un hueco superficial 85, de manera que se puede considerar como formado por una semiesfera 86 y medio sector esférico de ángulo recto 90 (un cuarto, o cuarta parte), de la semiesfera 86 o, de forma equivalente, un octavo esférico de la totalidad de la esfera que formaría el cabezal 84) dispuestos uno encima de otro, por lo tanto, dicho hueco 85 está formado por una cuña esférica de ángulo recto 85a y un octavo de una esfera 85b, véanse las Figuras 11, 12 y 13. El sector esférico de ángulo recto 90 prevé dos caras planas 91a, 91b que se extienden ortogonalmente entre sí, y en cada una de ellas está prevista una protuberancia convexa 95 (así, el hueco 85 es igual a 3/8 de la totalidad de la esfera que formaría el cabezal 84). La semiesfera 86 prevé una superficie ecuatorial 92 que queda en un plano identificado por el eje X1 y un eje Y1 perpendicular al mismo y del que se extienden ortogonalmente el medio sector esférico 90 y dos refuerzos semicirculares 94, 96 que son perpendiculares entre sí y paralelos a los ejes X1 e Y1, respectivamente. Dichos refuerzos son convergentes radialmente en una semiesfera central 98 que está contenida parcialmente en el saliente 90. Como resultado, se muestran tres cuadrantes 93a, 93b y 93c de la superficie ecuatorial 92, mientras que las caras 91a, 91b del saliente 90 son perpendiculares a la superficie 92 y paralelas a un eje Z1 que gira hacia afuera como si fuese perpendicular a los ejes X1 e Y1.

Haciendo referencia a continuación a las Figuras 2 a 4 y 5b a 5d, en las que el

elemento 40 es estacionario, es decir, que mantiene una posición estacionaria, a continuación se describe el funcionamiento de la articulación 30. Mientras que la Figura 1 ilustra el elemento de soporte 40 en una condición separada, es decir individualmente, en la Figura 2 este elemento de soporte 40 se muestra en una condición en la que está acoplado al elemento de cabezal esférico 80 (este acoplamiento puede realizarse, por ejemplo, mediante técnicas de unión en caliente durante la fabricación). El cabezal esférico 84 se recibe en el alojamiento 46 de la semicarcasa 44. El diámetro del cabezal 84 es ligeramente menor que el diámetro del alojamiento 46, de manera que dicho cabezal 84 puede girar en su propio centro, que, sin embargo, se mantiene estacionario, con dicho alojamiento 46.

Básicamente, la articulación 30 permite tres posiciones de funcionamiento, dos de las cuales son estables y una de transición. Las Figuras 2 y 5b muestran la primera de dichas posiciones estables. El cuerpo alargado 82 del elemento 80 se extiende a través de la abertura semicircular 50, que presenta un diámetro correspondiente (se deberá observar que los ejes X, X1 y los ejes Y, Y1 son coincidentes), mientras que la cara 91a del semisector esférico 90 se apoya en la cara 54 del saliente 52. La protuberancia 95 de la cara 91a presenta un tamaño y una forma que se corresponden entre sí de manera que se pueda acoplar con el rebaje 60 en la cara 54, en el que se inserta. Este hecho, además del cuerpo alargado 82 que se apoya en la abertura semicircular 50, contribuye a mantener los dos elementos 40, 80 en una posición estable el uno con respecto al otro.

Las Figuras 3 y 5c ilustran la posición de transición. El elemento 80 se gira 90º en el sentido de las agujas del reloj sobre el eje Y1 con respecto al elemento 40, moviendo el plano XZ. El cabezal esférico 84 ha experimentado un giro similar en el alojamiento 46 y, en esta nueva posición, ya no se apoya en la cara 54 del saliente 52, que ahora está en la condición desacoplada, mientras que, sin embargo, tiene lugar un apoyo entre la cara 58 del saliente 52 y el cuadrante 93b de la semiesfera 86.

La segunda posición estable se ilustra en las Figuras 4 y 5d. La totalidad del elemento 80 se gira 90º en su eje longitudinal X1 en el sentido de las agujas del reloj, es decir, la dirección indicada con la F en las Figuras 4 y 5d. Los apoyos en el interior del alojamiento 46 vuelven a cambiar: en este punto existe un apoyo de la cara 54 del saliente 52 en el cuadrante 93c de la semiesfera 86 y otro apoyo del lado 56 del saliente 52 en la cara 91b del saliente 90. Una vez más, la protuberancia 95 de la cara 91b, que presenta un tamaño y una forma que se corresponden entre sí de manera que se pueda acoplar con el rebaje 60 en el lado 56, encaja en su interior, favoreciendo de este modo una mayor estabilidad de los dos elementos 40, 80 el uno con respecto al otro.

A partir de la descripción anterior, se puede apreciar fácilmente que el saliente 52 está confinado en el interior, es decir retenido en el hueco 85, lo que da lugar a dos espacios diferentes consecutivos, es decir las partes de la esfera 85a, 85b, que definen un paso de recorrido para dicho saliente 52 y el cabezal 84 y la semicarcasa 44 se mueven uno con respecto a la otra. Como resultado, este paso de recorrido guiado del saliente 52 guía a su vez el cabezal 84, definiendo así los movimientos que se pueden realizar con respecto a la semicarcasa 44.

La exactitud tanto de las tres posiciones descritas anteriormente como de los movimientos del elemento 80 no sólo se ve favorecida por un espacio libre adecuado provisto entre el alojamiento 46 y el cabezal 84, sino también por un par de factores más. El primero de éstos es el modo de estabilización en el que la cara 91a del medio sector esférico 90 se ajusta a lo largo de la cara 54 del saliente 52 durante el primer giro, lo que resulta útil para mantener el elemento 80 en el plano XZ, y el modo en que la media semiesfera 98 del elemento 40 ase ajusta permanentemente a lo largo de la superficie cóncava 66, creando un radio de curvatura correspondiente, del saliente 52. El otro factor se da por los refuerzos 94, 96 del elemento 40 que se acoplan en las paredes 62, 64, creando una concavidad correspondiente, del saliente 52.

En las Figuras 14 a 16, una articulación según una segunda forma de realización de la presente invención se indica con la referencia 130 y se muestra en una vista pasante, con el fin de ilustrar mejor los detalles internos de la misma. Esta articulación comprende un elemento de soporte hembra 140 en la forma de una semicarcasa en la que se recibe un elemento macho 180 provisto de un cabezal esférico.

El elemento de soporte 140, que se muestra de forma separada en las Figuras 17 a 20, comprende una semicarcasa 144 que está provista, en una superficie plana 145 de la misma, de un alojamiento 146 en la forma de un elemento esférico provisto de una altura mayor que el radio, es decir una forma similar a una esfera sin el volumen de un casquete. El alojamiento 146 se comunica axialmente, a lo largo de un eje X2 que se extiende paralelo a dicha superficie 145, con una abertura semicircular 150, que presenta un radio menor que el alojamiento 146 y se abre en una segunda superficie 147 de la semicarcasa 144 que es ortogonal a la primera superficie mencionada anteriormente y se extiende en paralelo a un eje Y2 contenido en la misma. En los bordes de la abertura 150, están previstos dos resaltes convexos 199 en una disposición diametralmente opuesta la una con respecto a la otra. Se deberá observar que, por su construcción, el centro del alojamiento 146 queda en el eje X2 y la superficie 145 es ortogonal al eje Y2.

En el interior del alojamiento 146 y sobresaliendo de su superficie, se prevé, en una posición opuesta a la abertura 150, un saliente 152 que presenta una forma en sección transversal de un cuadrado sustancialmente regular con lados cóncavos. Por lo tanto, este saliente 152 comprende cuatro paredes laterales cóncavas 162a, b, c, d que son convergentes hacia una superficie final cóncava 166.

El elemento de cabezal esférico 180, véanse las Figuras 21 a 24, comprende un cuerpo 182 alargado con respecto a un eje longitudinal X3, y un cabezal 184. Dicho cabezal 184 está provisto de un hueco superficial continuo 186 que consiste en dos ranuras ecuatoriales 187, 188, extendiéndose cada una de las mismas, ortogonales entre sí, en un arco de 90º aproximadamente. Debido a que estas dos ranuras 187, 188 presentan una profundidad radial constante, la parte inferior de las mismas prácticamente forma una zona esférica 192 que se corresponde con una esfera con un radio menor que el cabezal 184, mientras que sus dos extremos definen dos paredes radiales 194, 196. Por su construcción, la pared radial 196 es paralela al eje X3, mientras que la pared radial 194 es paralela a un eje Y3 que es ortogonal al eje X3. Cerca de dichas paredes radiales 194, 196 se prevén dos protuberancias convexas 195a, b, y 197a, b, respectivamente.

A continuación se describirá el funcionamiento de la articulación 130 haciendo referencia a las Figuras 14 a 16. La Figura 14 ilustra el elemento de soporte 140 en una condición en la que está acoplado al elemento de cabezal esférico 180 (este acoplamiento se podría realizar, por ejemplo, mediante técnicas de unión en caliente durante la fabricación). El cabezal esférico 184 se recibe en el alojamiento 146 de la semicarcasa

144. El diámetro del cabezal 184 es ligeramente menor que el diámetro del alojamiento 146, de manera que el cabezal 184 puede girar en dicho alojamiento 146 sobre su propio centro, lo que, sin embargo, lo mantiene estacionario, sin deslizarse o, de algún modo, salir del mismo alojamiento 146.

Básicamente, la articulación 130 también permite tres posiciones de trabajo, de las que dos son estables y una de transición. La Figura 14 muestra la primera de dichas posiciones estables. El cuerpo alargado 182 del elemento 180 se extiende a través de la abertura semicircular 150, que presenta un diámetro correspondiente (se deberá observar que el eje X2 y el eje X3 son coincidentes, mientras que el eje Y3 es ortogonal a los ejes X2 e Y2), mientras que el saliente 152 encaja en el hueco superficial 186, en particular en la ranura 188. Se deberá observar también que las dos protuberancias 197a, b del cabezal 184 se reciben en las paredes cóncavas 162b, d correspondientes provistas en el saliente 152 (que mueven hacia afuera y encajan a presión mediante deformación elástica siguiendo una ligera presión), mientras que el propio saliente 152 está próximo a la pared radial 196 de la ranura 188. Este hecho, además de que el cuerpo alargado 182 se apoye en los resaltes 199 de la abertura semicircular 150, contribuye a mantener los dos elementos 140, 180 en una posición estable el uno con respecto al otro.

La Figura 15 ilustra la posición de transición. El elemento 180 se gira 90º aproximadamente en la dirección de las agujas del reloj sobre el eje Y3 con respecto al elemento 140 en el plano X2-Y2, desplazándose así a una posición en la que es ortogonal a la superficie 145 y paralelo al eje Y2. El cabezal esférico 184 ha experimentado un giro similar en el alojamiento 146 (las dos protuberancias 197a, b del cabezal 184 se han salido de las paredes cóncavas correspondientes 162b, d) y, en esta nueva posición, el saliente 152, después de haberse movido a lo largo de la totalidad de la ranura 188, queda ahora en la esquina formada por las dos ranuras 188 y 187. Se deberá observar que los ejes Y2 y X3 ahora son paralelos entre sí.

La segunda posición estable se ilustra en la Figura 16. La totalidad del elemento 180 gira sobre su eje longitudinal X3 90º aproximadamente en el sentido de las agujas del reloj, es decir, el giro indicado con la referencia R1 en la Figura 16. El saliente 152, después de su movimiento a lo largo de la totalidad de la ranura 187, ahora se encuentra próximo a la pared radial 194 de la misma ranura 187. Las dos protuberancias 195a, b del cabezal 184 se reciben ahora en paredes cóncavas correspondientes 162c, 162a provistas en el saliente 152 (en el que han entrado mediante deformación elástica siguiendo una ligera presión ejercida sobre los mismos). Esto resulta efectivo para mantener los dos elementos 140, 180 en una posición estable el uno con respecto al otro.

A partir de la descripción anterior, se puede apreciar fácilmente que el saliente 152 está confinado en el interior, es decir retenido en el hueco 186, que da lugar a dos espacios diferentes consecutivos, es decir, las ranuras 187 y 188, que definen un paso de recorrido para dicho saliente 152 cuando el cabezal 184 y la semicarcasa 144 se mueven el uno con respecto a la otra. Como resultado, este paso de recorrido guiado del saliente 152 guía a su vez el cabezal 184, definiendo así los movimientos que se permiten realizar con respecto a la semicarcasa 144.

La exactitud de dos de las tres posiciones descritas anteriormente y los movimientos del elemento 180 no sólo se ve favorecida por un espacio libre pequeño adecuado provisto entre el alojamiento 146 y el cabezal 184, sino también por cuatro factores más. El primero de estos es el modo de estabilización en el que el saliente 152 se confina en la ranura 188 durante el primer giro, que resulta efectivo para mantener el elemento 180 en el plano X2-Y2, y en el interior de la ranura 187 durante el segundo giro. El segundo factor son las protuberancias 195a, b y 197a, b del cabezal 184 que se acoplan en las paredes respectivas 162a, b, c del saliente 152, mientras que el tercer factor se ve representado por la superficie cóncava 166 acoplada con la superficie esférica 192 en contacto entre sí. Finalmente, el cuarto factor es el cuerpo 182 y los resaltes 199 que se acoplan entre sí en la posición en la que dicho cuerpo 182 queda en la abertura 150 (Figura 14).

Como un ejemplo de aplicación de las dos articulaciones descritas anteriormente según la presente invención, se deberá hacer referencia a las ilustraciones que aparecen en las Figuras 25 a 27. Estas Figuras muestran la secuencia de tres movimientos realizada por una patilla 220 de un par de gafas 200 con respecto a una pieza frontal 210 que soporta las lentes de dichas gafas (la otra montura comprende una articulación similar que le permite realizar un movimiento similar al que realiza la primera montura). El elemento 40 (o 140) es la misma montura 220, en el cuya parte final se integra (moldeada de forma integrada al mismo de un modo ventajoso) la carcasa 44 (o 144), mientras que el elemento de cabezal esférico 80 (o 180) está integrado en los lados de la pieza frontal 210, véase las partes rodeadas con una línea discontinua en las Figuras. A partir de dichas ilustraciones, se puede apreciar fácil y completamente la sencillez de la forma de realización de una articulación capaz de asegurar dicho conjunto complejo de movimientos.

Otra posible forma de realización de la presente invención puede contemplar la provisión de un saliente en el cabezal esférico para el acoplamiento en una ranura superficial provista en el alojamiento respectivo del elemento de soporte, en el que se recibe dicho cabezal esférico. Los expertos en la técnica podrán apreciar fácilmente cómo se pueden transferir las innovaciones y dispositivos utilizados en las dos formas de realización descritas anteriormente de la articulación según la invención a esta variante de construcción de la misma sin ninguna dificultad.

Además, el movimiento del cabezal esférico puede ser más complejo que el

descrito anteriormente, implicando prácticamente más de dos giros a lo largo de los ecuadores del mismo cabezal, con diferentes ángulos espaciales, posiciones estables y posiciones de transición. El hueco provisto en el cabezal esférico en general puede ser igual a cualquier fracción de un segmento esférico, mientras que dicho saliente puede ser una fracción correspondiente de segmento esférico de un tamaño menor, de manera que se pueda mover libremente en el hueco.

La condición según la cual el cabezal del elemento macho se debe retener en un alojamiento correspondiente del elemento hembra, por lo menos por cuatro puntos de contacto dispuestos en una superficie esférica según los vértices de una pirámide que contiene su centro, es un límite geométrico para la estructura del alojamiento, según se determina por el requisito de que el cabezal pueda girar sobre su centro sin desplazarse. Por lo tanto, existe una pluralidad de formas de realización diferentes que se pueden contemplar para el alojamiento concebido para la recepción del cabezal esférico. Obviamente, la superficie esférica es la ideal, que no necesita su incorporación en la forma de una superficie material como en el caso de las formas de realización mencionadas anteriormente, dado que, por ejemplo, cuatro puntos de apoyo pueden resultar completamente adecuados y suficientes para el objetivo, véase la Figura 28. En este caso, se evita el desplazamiento de un cabezal esférico 1000 de un elemento macho (que no se muestra) mediante cuatro dientes cónicos 1100 provistos en el elemento hembra (que no se muestra) de acuerdo con los vértices de una pirámide con una base triangular.

Se pueden contemplar varias formas de realización y variantes de las mismas de una articulación según la presente invención, tal como podrá apreciar un experto en la técnica, con la intención de adaptar la articulación a una aplicación específica o de cumplir con unas necesidades específicas. En particular, el elemento macho 80, 180 y el elemento hembra 40, 140 pueden presentar distintas formas accesorias o complementarias con respecto al núcleo articulado de la articulación (por ejemplo, salientes de pernos, bloqueos, medios de apoyo, soportes o cojinetes y similares).

Claims (20)

1. Reivindicaciones

   1. Articulación esférica (30; 130) para acoplar conjuntamente dos elementos que se pueden orientar espacialmente el uno con respecto al otro, comprendiendo dicha articulación esférica un elemento macho y un elemento hembra,

   presentando dicho elemento macho (80; 180) un cabezal sustancialmente esférico (84; 184) y

   comprendiendo dicho elemento hembra (40; 140) una semicarcasa que prevé un alojamiento (46; 146) adaptado para retener dicho cabezal en por lo menos cuatro puntos de contacto situados en una superficie esférica según los vértices de una pirámide que contiene su centro, de manera que le permita girar sin desplazarse,

   estando provistos dicho alojamiento (46; 146) o dicho cabezal (84; 184) de un saliente en resalte (52; 152) que, cuando los dos elementos se montan conjuntamente, se confina y se limita, mediante contacto, para permanecer únicamente en el interior de una zona vacía (85; 186) de dicho cabezal (84; 184) o dicho alojamiento (46; 146), definiendo de este modo dicha zona vacía un paso de recorrido guiado (85; 186) para dicho saliente (52; 152) con el fin de establecer los movimientos reales que se permiten realizar al cabezal con respecto al alojamiento,

   caracterizada porque

   dicha zona vacía (85; 186) presenta una forma que prevé por lo menos dos espacios diferentes consecutivos (85a, 85b; 187, 188) de manera que se defina un paso de recorrido (85; 186) para el saliente capaz de guiar dicho cabezal (84; 184) en dos giros sucesivos alrededor de dos ejes distintos que pasan a través del centro de dicho cabezal.

2. 2.

   Articulación esférica (30; 130) según la reivindicación 1, en la que dichos ejes son ortogonales.

3. 3.

   Articulación esférica (30; 130) según la reivindicación 2, en la que dichos por lo menos dos giros sucesivos cubren una extensión de aproximadamente 90°.

4. 4.

   Articulación esférica (30; 130) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho saliente (52; 152) y dicha zona vacía (85; 186) comprenden unas superficies conformadas complementarias (50, 60, 62, 64, 66, 94, 95, 96, 98; 162a,

   162b, 162c, 162d, 166, 192, 195a, 195b, 197a, 197b) que están adaptadas para encajar entre sí para estabilizar dichos dos elementos (40, 80; 140, 180) en su posición uno con respecto al otro.

5. 5.

   Articulación esférica (30; 130) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho cabezal (84; 184) comprende una zona vacía (85; 186) en la que se confina un saliente (52; 152) provisto en el alojamiento (46; 146) de dicho segundo elemento (40; 140).

6. 6. Articulación esférica (30) según la reivindicación 5, en la que dicho cabezal

   (84)

   es esférico y dicha zona vacía (85) es igual a una fracción (85a, 85b) de segmento esférico, siendo dicho saliente (52) una fracción de segmento esférico de un tamaño menor confinada con un espacio libre adecuado en dicha zona vacía (85).

7. 7. Articulación esférica (30) según la reivindicación 6, en la que dicha zona vacía

   (85)

   es sustancialmente igual a tres octavos del cabezal (84), siendo dicho cabezal (84) el resultado de la superposición de una semiesfera (86) y un cuarto (90) de dicha semiesfera

   (86)

   dispuesta sobre la superficie ecuatorial (92) de dicha semiesfera (86) y estando provisto de dos caras planas (91a, 91b) que son perpendiculares entre sí, y en la que dicho saliente (52) es igual a un cuarto de dicha semiesfera (86) y prevé tres caras expuestas (54, 56, 58) que se corresponden con tres planos que son perpendiculares entre sí.

8. 8.

   Articulación esférica (30) según la reivindicación 7, en la que el elemento macho (80) comprende un cuerpo alargado (82) unido firmemente a dicho cabezal (84), coplanario a dicha superficie ecuatorial (92) y paralelo a una cara (91a) de dicho cuarto (90), y en la que dicho elemento hembra (40) comprende un cuello semicircular (42) unido a la semicarcasa (44), estando provisto dicho cuello (42) de una cavidad semicircular (48) que se extiende axialmente para comunicarse con dicho alojamiento (46) y adaptado para recibir dicho cuerpo alargado (82) en una posición en la que dicho saliente (52), que sobresale de dicho alojamiento (46) en proximidad a dicho cuello (42) está situado al lado de dicho cuarto (90).

9. 9.

   Articulación esférica (30) según la reivindicación 7 u 8, en la que en dicha superficie ecuatorial (92) está provista de unos refuerzos prominentes (94, 96) que son perpendiculares entre sí y convergen radialmente en una semiesfera central (98) parcialmente contenida en dicho cuarto (90).

10. 10.

    Articulación esférica (30) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en la que las caras (54, 56) del saliente (52) comprenden cada una de ellas un rebaje (60) adaptado para encajar en unas protuberancias (95) correspondientes previstas en unas caras de dicho cuarto (90).

11. 11. Articulación esférica (30) según la reivindicación 9 ó 10, en la que el saliente

    (52) prevé unos bordes achaflanados por superficies que presentan una forma que define unas paredes cóncavas (62, 64) que son complementarias con dichos refuerzos (94, 96) y convergentes hacia una superficie cóncava (66) que es complementaria, y se apoya en dicha semiesfera central (98) formada en dicha superficie ecuatorial (92).
12. 12. Articulación esférica (130) según la reivindicación 5, en la que el cabezal (184) es esférico y dicha zona vacía es una ranura superficial continua (186) constituido por dos ranuras ecuatoriales (187, 188) ortogonales entre sí, que se extienden cada una de las mismas en un arco de aproximadamente 90º y definen dos paredes radiales (194, 196) en sus dos extremos, y en la que dicho saliente (152), confinado con holgura en el interior de dicha zona vacía (186) presenta una sección transversal que se corresponde con la anchura de dichas ranuras (187, 188).
13. 13. Articulación esférica (130) según la reivindicación 12, en la que dicho saliente

    (152) presenta una forma en sección transversal de sustancialmente un cuadrado con lados cóncavos, comprendiendo dicho saliente (152) cuatro paredes cóncavas (162a, b, c, d) que son convergentes hacia una superficie final cóncava (166).

14. 14.

    Articulación esférica (130) según la reivindicación 13, en la que dichas ranuras (187, 188) presentan una profundidad radial constante, cuya parte inferior forma una zona esférica (192) que se corresponde con una esfera que presenta un radio menor que el cabezal (184) y adaptada para moverse en contacto con dicha superficie final cóncava

    (166).

15. 15.

    Articulación esférica (130) según la reivindicación 13 ó 14, en la que en la proximidad de las paredes radiales (194, 196) están previstas dos protuberancias convexas (195a, b y 197a, b) adaptadas para encajar en dichas paredes cóncavas (162a, b, c, d).

16. 16.

    Articulación esférica (130) según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, en la que dicho elemento macho (180) comprende un cuerpo alargado (182) que está unido firmemente a dicho cabezal (184) coplanario con una ranura (186) y perpendicular a la otra ranura (187).

17. 17. Articulación esférica (130) según la reivindicación 16, en la que el alojamiento

    (146) de dicho elemento hembra (140) se comunica axialmente con una abertura semicircular (150) que presenta un radio menor que el alojamiento (146), que se abre en una superficie (147) de la semicarcasa (144) y está adaptada para contener dicho cuerpo alargado (182), estando dicho saliente (152) diametralmente opuesto a dicha abertura (150).

18. 18.

    Articulación esférica (130) según la reivindicación 17, en la que en los bordes de la abertura (150) están previstos dos resaltes convexos (199) dispuestos diametralmente opuestos entre sí.

19. 19.

    Articulación esférica (130) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que dicha zona vacía es una ranura prevista en dicho elemento hembra, en la que se puede mover un saliente solidario con dicho cabezal de dicho elemento macho.

20. 20.

    Gafas (200) provistas de unas monturas (220) unidas de un modo articulado a una pieza frontal (210) por medio de una articulación (30; 130) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.