ES2842002T3 - Sujetador ergonómico provisto de una base de ajuste a presión y un collar de compresión - Google Patents

Sujetador ergonómico provisto de una base de ajuste a presión y un collar de compresión Download PDF

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Abstract

Sujetador (1) para fijar un elemento a un soporte, el sujetador comprende una base de fijación (2) destinada para atravesar un orificio realizado en el soporte por efecto de una fuerza de compresión axial, y que comprende una cabeza (4) y un collarín de compresión (5) troncocónico y elásticamente deformable destinado para apoyarse, en compresión, sobre el soporte y conectado a la cabeza (4) a nivel de una zona de conexión (5a), el sujetador se caracteriza porque el collar de compresión (5) comprende una primera zona de flexión (6a) y al menos una segunda zona de flexión (6b), la primera y segunda zonas de flexión (6a, 6b) tienen un grosor menor que las zonas del collar (7a, 7b) que son contiguas para hacerlas menos rígidas y deformarse de una manera preferida cuando el sujetador se somete a la fuerza de compresión axial.

Description

DESCRIPCIÓN
Sujetador ergonómico provisto de una base de ajuste a presión y un collar de compresión
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a un sujetador destinado para ser fijado sobre un soporte. El sujetador se puede utilizar para fijar un elemento a este soporte.
Antecedentes tecnológicos de la invención
Se conoce por ejemplo de los documentos FR2944569, FR1183128, US5647713, EP0735285, DE29708112 y DE4404746 tales sujetadores que comprenden una cabeza que se puede utilizar para recibir el elemento a fijar. Estos sujetadores también incluyen una base de ajuste a presión destinada para penetrar en un orificio formado en el soporte para mantener fijamente el sujetador allí. Los sujetadores descritos en estos documentos también incluyen un collar de compresión, troncocónico y elásticamente deformable, a veces también designado por el término "paraguas", conectado al cabezal del sujetador a nivel de una zona de conexión, y cuya concavidad es orientada hacia el soporte. El collar de compresión permite recuperar las holguras que puedan existir en el enclavamiento entre la base de ajuste a presión y el soporte, estas holguras están pueden estar vinculadas en particular a la variabilidad de los grosores de los soportes sobre los que se pretenden fijar los sujetadores.
La inserción de tal sujetador en el orificio del soporte es posible mediante la deformación de las aletas flexibles de la base de ajuste a presión. La inserción conduce a poner en contacto el contorno periférico del collar de compresión con el soporte antes de que las aletas flexibles hayan atravesado completamente este soporte. La fuerza axial aplicada a la cabeza del sujetador durante su inserción provoca la flexión del collar de compresión para permitir que la base de ajuste a presión atraviese por completo el grosor del soporte y libere las aletas flexibles. El sujetador se fija entonces firmemente al soporte, la deformación elástica del collar de compresión conduce a un contacto forzado de la base de ajuste a presión con una cara del soporte. La flexión del collar de compresión se obtiene por su aplastamiento progresivo o por plegado alrededor de una zona de flexión ubicada al nivel de la zona de conexión.
La deformación del collar de compresión durante y después de la fijación del sujetador depende del grosor del soporte. Un grosor relativamente pequeño requiere sólo un movimiento axial relativamente limitado del sujetador para permitir el acoplamiento de las aletas flexibles a través del orificio en el soporte. En este caso, el collar de compresión se deforma ligeramente una vez que se fija el sujetador. Un grosor relativamente grande del soporte, por el contrario, requiere un mayor desplazamiento axial del sujetador, hasta un límite de tope para el cual el collar de compresión está en contacto plano con el soporte.
La fuerza axial que se imparte al sujetador cuando se fija al soporte corresponde sustancialmente a la fuerza de compresión o de retorno del collar de compresión. En los sujetadores de la técnica anterior, esta fuerza de compresión aumenta generalmente con el desplazamiento axial del sujetador. Cuando el soporte es relativamente grueso y, por tanto, es necesario mover el sujetador hasta el tope o cerca de este, las grandes fuerzas que deben aplicarse hacen que la fijación del sujetador no sea muy ergonómica. Por ejemplo, a veces puede ser necesario emplear una herramienta para permitir la aplicación de fuerza suficiente para permitir el acoplamiento de las aletas flexibles a través del orificio del soporte.
La presente invención tiene como objetivo superar la totalidad o parte del inconveniente mencionado anteriormente. La presente invención tiene como objetivo, en particular, proporcionar un sujetador ergonómico que limite las fuerzas axiales aplicadas incluso cuando sea necesario mover el sujetador cerca de su tope. Esta también tiene como objetivo, en determinadas realizaciones, proporcionar un sujetador para el que las fuerzas aplicadas sean sustancialmente constantes en una gran parte de su recorrido durante su fijación.
Breve descripción de la invención
Con el fin de conseguir uno de estos objetivos, el objeto de la invención prevé un sujetador para la fijación de un elemento a un soporte, el sujetador comprende una base de fijación destinada para atravesar un orificio realizado en el soporte bajo el efecto de una fuerza de compresión axial, y que comprende una cabeza y un collar de compresión troncocónico y elásticamente deformable destinado para apoyarse, en compresión, sobre el soporte y conectado a la cabeza en una zona de conexión.
Según la invención, el collar de compresión comprende una primera zona periférica de flexión del collar y al menos una segunda zona periférica de flexión, la primera y la segunda zonas de flexión tienen un grosor menor que las zonas del collar (7a, 7b) adyacentes a estas para hacerlas menos rígidas y deformarse de manera privilegiada cuando el sujetador es sometido a la fuerza de compresión axial.
Según otras características ventajosas y no limitativas de la invención, consideradas solas o en cualquier combinación técnicamente factible:
la cabeza descansa sobre la parte superior del collar de compresión;
el collar tiene un contorno de sección transversal circular;
el collar tiene un contorno en sección transversal compuesto por una pluralidad de partes;
la segunda zona de flexión se encuentra en el radio medio del collar;
la primera zona de flexión se ubica al nivel de la zona de conexión;
la base de fijación lleva un mecanismo de enclavamiento elástico;
la base de fijación es una base de ajuste a presión que comprende una pluralidad de aletas flexibles.
Breve descripción de los dibujos
Otras características y ventajas de la invención surgirán de la descripción detallada de la invención que seguirá con referencia a las figuras adjuntas en las que:
• La figura 1 representa un sujetador según la invención;
• La figura 2 representa una vista superior del collar del sujetador de la figura 1;
• Las figuras 3a a 3c ilustran el principio de funcionamiento de un sujetador según la invención;
• La figura 4 representa el perfil radial del grosor del collar según un modo de implementación particular de la invención;
• La figura 5 muestra la relación fuerza de compresión/desplazamiento de un sujetador cuyo perfil se ajusta sustancialmente al de la figura 4.
Descripción detallada de la invención
La figura 1 muestra un sujetador 1 según la invención. Esta comprende una base de fijación que toma la forma, en el ejemplo mostrado, de una base de ajuste a presión 2, que comprende dos aletas flexibles 3a, 3b capaces de deformarse cuando el sujetador 1 se introduce a la fuerza en un orificio, por ejemplo cilíndrico, dispuesto en un soporte al que debe fijarse el sujetador 1. Se nota que en el ejemplo mostrado en la Figura 1 las aletas flexibles 3a, 3b tienen una pluralidad de muescas, escalonadas, que permiten facilitar la inserción del sujetador 1 en el soporte. Sin embargo, la invención no se limita en modo alguno a esta configuración particular de la base de fijación 2. Esta generalmente es compatible con cualquier base 2 que lleve un mecanismo de fijación del sujetador 1 al soporte, tal como un mecanismo de enclavamiento elástico, pero también puede ser una base de “abeto” o una base de fijación de "cuarto de vuelta".
El sujetador 1 también comprende una cabeza 4 que puede constituir el elemento a fijar, o formar un dispositivo de fijación de este elemento. La cabeza 4 y la base 2 definen el eje principal del sujetador 1.
El sujetador 1 también comprende un collar de compresión troncocónico y elásticamente deformable 5 (y más simplemente designado por "collar" en el resto de esta descripción). El collar 5 está destinado para apoyarse, en compresión, en una cara del soporte para colocar las aletas de la base de ajuste a presión 2 en contacto forzado sobre la cara opuesta del soporte. Esto recupera la holgura que puede aparecer en el mecanismo de enclavamiento elástico que lleva la base 2 cuando el sujetador 1 está fijado al soporte.
Como se ve claramente en la figura 1, el interior de la concavidad del collar 5 está orientado hacia la base 3. La cabeza 4 del sujetador 1 descansa sobre el collar 5. El collar 5 es integral con la cabeza 4 al nivel de una zona de conexión periférica 5a.
En el ejemplo mostrado en la figura 1, el contorno de una sección transversal del collar 5 (es decir, de una sección a lo largo de un plano paralelo al soporte) es circular y tiene simetría de revolución completa. Pero la invención no se limita en modo alguno a esta configuración y podría contemplarse un collar troncocónico 5 que tenga una sección transversal de cualquier otra forma, regular o no, por ejemplo cuadrada o rectangular. También sería posible prever un collar 5 troncocónico con simetría de revolución incompleta, y cuya sección transversal estaría formada por una pluralidad de porciones de un círculo, cuadrado o rectángulo.
El sujetador 1 está fabricado de un material rígido, por ejemplo de plástico, y ventajosamente formado por una sola pieza. Este puede formarse, por ejemplo, por inyección.
Una fuerza axial aplicada al sujetador 1, es decir, una fuerza aplicada a lo largo del eje principal del sujetador 1, permite la inserción de la base de fijación 2 a través del orificio de soporte. Esto tiene como resultado poner el contorno exterior periférico 5b del collar 5 en contacto con un lado del soporte. La fuerza axial, si se mantiene y es suficiente, conduce a la flexión y a la compresión del collar 5 para permitir la inserción completa de la base 2 en el orificio del soporte y permitir el despliegue de las aletas flexibles 3a, 3b en el otro lado del soporte.
El collar 5 comprende al menos dos zonas de flexión 6a, 6b. El término "zona de flexión" denota una zona periférica del collar 5 alrededor de la cual el collar es susceptible de doblarse cuando descansa sobre el soporte y se aplica una fuerza de compresión axial al sujetador 1. Una zona de flexión es una zona periférica del collar 5 que tiene menos rigidez que las otras zonas periféricas del collar 5, por lo que es probable que se deforme de manera privilegiada cuando el sujetador 1 se somete a la fuerza de compresión axial.
Una primera zona de flexión 6a puede corresponder a la zona de conexión 5a que conecta el collar 5 a la cabeza 4. El collar 5 está configurado para tener también al menos una segunda zona de flexión 6b, diferente de la primera zona. La primera y la segunda zonas de flexión 6a, 6b se producen reduciendo el grosor del collar 5 en estas zonas para hacerlo localmente menos rígido.
Por tanto, en la Figura 2 se muestra una vista superior del collar 5 de la Figura 1. En esta Figura 2, se muestra esquemáticamente la primera zona de flexión 6a al nivel de la zona de conexión 5a entre el collar 5 y la cabeza 2 del sujetador. También se ha mostrado la segunda zona de flexión 6b. La segunda zona de flexión 6b define una primera parte periférica exterior 7a del collar 5 y una segunda parte interna 7b del collar 5.
Las Figuras 3a a 3c ilustran el principio de funcionamiento de un sujetador 1 según la invención. Por razones de visibilidad, estas figuras han omitido representar la cabeza 4 y la base 2 del sujetador 1. La primera y la segunda zona de flexión 6a, 6b se han representado simbólicamente mediante muescas, que denotan la menor rigidez del collar 5 en estas zonas.
La Figura 3a muestra en sección el collar 5 cuando descansa sobre el soporte 8 sin deformarse, en su contorno exterior periférico 5b. Por convención, se supone que este estado corresponde a una distancia de compresión cero y que el collar está sometido a una fuerza de compresión que también es cero.
La Figura 3b muestra en sección el collar 5 en una primera distancia de compresión h1, ligeramente superior a cero, al inicio del recorrido del sujetador 1. La flexión del collar 5 se obtiene principalmente doblando alrededor de la segunda zona de inflexión 6b. El brazo de palanca se desplaza entre la segunda zona de flexión 6b y el contorno exterior periférico 5b del collar 5 en contacto con el soporte contribuye a aumentar la rigidez del collar 5 al inicio del recorrido. Cuando aumenta la distancia de compresión, la zona periférica exterior 7a se acerca gradualmente al collar 5 con el soporte 8.
La Figura 3c muestra una sección transversal del collar 5 a una segunda distancia de compresión h2, al final del recorrido del sujetador 1, cerca de su posición de tope sobre el soporte 8. La parte periférica exterior 7b está en contacto con el soporte 8. La flexión del collar 5 se obtiene principalmente doblando alrededor de la primera zona de flexión 6a. Esta configuración ayuda a reducir la rigidez al final del recorrido.
Así, la presencia en el collar 5 de al menos una segunda zona de flexión 6b contribuye a uniformizar entre el inicio y el final del recorrido, la evolución de la fuerza de compresión con la distancia de compresión.
La Figura 4 representa el perfil radial del grosor del collar 5 según una realización particular de la invención. La Figura 5 muestra la relación fuerza de compresión/desplazamiento de un sujetador 1 cuyo perfil se ajusta sustancialmente al de la Figura 4 (en línea continua) y la relación típica que une la fuerza de compresión al desplazamiento de un sujetador de la técnica anterior.
Las zonas de flexión 6a, 6b tienen un grosor menor que las zonas del collar 7a, 7b contiguas a estas, de modo que las zonas de flexión 6a, 6b tienen menos rigidez que estas zonas contiguas. Estas forman zonas alrededor de las cuales el collar 5 se deforma de manera privilegiada, por plegado, bajo el efecto de la carga.
En esta realización, la primera zona de flexión 6a se sitúa al nivel de la zona de conexión y la segunda zona de flexión 6b se sitúa en el collar 5 a mitad del radio del mismo, es decir que la zona exterior 7a y la zona interior 7b forman anillos de sustancialmente el mismo ancho.
La zona periférica exterior 7a tiene un grosor medio mayor que el de la segunda zona de flexión 6b. Esta característica asegura la mayor rigidez del sujetador al inicio del recorrido. La combinación de la segunda zona de flexión 6b y de la zona periférica exterior relativamente gruesa 7a participa principalmente en la flexión del collar 5 al inicio del recorrido y aproximadamente hasta la mitad del recorrido. Por tanto, se puede ver en la Figura 5 que la fuerza de compresión es un poco mayor al inicio del recorrido (para desplazamientos inferiores a aproximadamente 1,1 mm) en el caso del sujetador según esta realización que en el caso un sujetador de la técnica anterior.
La zona interna 7b también puede tener un grosor medio mayor que el de la primera zona de flexión 6a. El menor grosor al nivel de la primera zona de flexión 6a limita la fuerza de compresión al final del recorrido. La combinación de la primera zona de flexión 6a y la zona interna 7b participa principalmente en la flexión del collar 5 en la segunda parte de recorrido hasta su tope. Por tanto, se puede ver en la figura 5 que la fuerza de compresión es menor al final del recorrido (para desplazamientos superiores a aproximadamente 1,1 mm) en el caso del sujetador según esta realización que en el caso de un sujetador de la técnica anterior.
Ventajosamente, la primera zona de conexión 6a tiene una rigidez mayor que la rigidez de la segunda zona de conexión 6b. Esto ayuda a promover la deformación a nivel de la primera zona de conexión al inicio del recorrido.
Se observa que el perfil radial del grosor del collar 5 de la realización de la figura 4 permite obtener un comportamiento de la fuerza de compresión - desplazamiento de compresión formando una placa sobre una gran parte del recorrido del sujetador.
Por supuesto, la invención no se limita al modo de implementación descrito y mostrado en particular en la figura 4. Será posible proporcionar realizaciones alternativas sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones. En general, el perfil radial del grosor del collar 5 se ajustará para proporcionar al sujetador 1 un comportamiento de la fuerza de compresión - desplazamiento de compresión deseado. Los expertos en la técnica se beneficiarán así de herramientas de simulación, por ejemplo aplicando un método de aproximación numérica de elementos finitos, para definir el perfil radial del grosor que se le dará al collar 5 con el fin de obtener un comportamiento esperado con precisión.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Sujetador (1) para fijar un elemento a un soporte, el sujetador comprende una base de fijación (2) destinada para atravesar un orificio realizado en el soporte por efecto de una fuerza de compresión axial, y que comprende una cabeza (4) y un collarín de compresión (5) troncocónico y elásticamente deformable destinado para apoyarse, en compresión, sobre el soporte y conectado a la cabeza (4) a nivel de una zona de conexión (5a), el sujetador se caracteriza porque el collar de compresión (5) comprende una primera zona de flexión (6a) y al menos una segunda zona de flexión (6b), la primera y segunda zonas de flexión (6a, 6b) tienen un grosor menor que las zonas del collar (7a, 7b) que son contiguas para hacerlas menos rígidas y deformarse de una manera preferida cuando el sujetador se somete a la fuerza de compresión axial.
2. Sujetador (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la cabeza descansa sobre la parte superior del collar de compresión (5).
3. Sujetador (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el collar (5) tiene un contorno de sección transversal circular.
4. Sujetador (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el collar (5) presenta un contorno de sección transversal compuesto por una pluralidad de partes.
5. Sujetador (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la segunda zona de flexión (6b) está situada a mitad del radio del collar (5).
6. Sujetador (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera zona de flexión (6a) está situada al nivel de la zona de conexión (5a).
7. Sujetador (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la base de fijación (2) lleva un mecanismo de enclavamiento elástico.
8. Sujetador (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde la base de fijación (2) es una base de ajuste a presión que comprende una pluralidad de aletas flexibles (3a, 3b).
ES18715228T 2017-04-10 2018-03-23 Sujetador ergonómico provisto de una base de ajuste a presión y un collar de compresión Active ES2842002T3 (es)

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