ES2901325T3 - Dispositivo de ensamblaje de tipo bloqueo por mecanismo de cuñas bidireccional - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de ensamblaje para ensamblar una primera pieza (30, 50) a una segunda pieza (40, 60), comprendiendo la primera pieza un orificio de guía de leva (31, 32, 52, 53, 55, 56) que se extiende a lo largo de un primer eje (Z, Z1, Z2) y un orificio de guía de perno (34, 54, 57) que se extiende a lo largo de un segundo eje (X), no paralelo al primer eje (Z, Z1, Z2), desembocando el orificio de guía de perno en el orificio de guía de leva, comprendiendo la segunda pieza (40) un orificio de ensamblaje (42, 62, 63) que se extiende a lo largo de un tercer eje (X), estando las piezas primera y segunda dispuestas para que, en una posición de ensamblaje, el orificio de guía de perno (34, 54, 57) y el orificio de ensamblaje (42, 62, 63) desemboquen uno dentro del otro, comprendiendo el dispositivo de ensamblaje (1, 1, 102): - una leva (10) dispuesta para poder ser desplazada en traslación a lo largo del primer eje (Z, Z1, Z2) en dicho orificio de guía de leva (31, 32, 52, 53, 55, 56), comprendiendo la leva una primera superficie de interacción (13A) y una segunda superficie de interacción (13B), - un perno (20) dispuesto para poder, en la posición de ensamblaje de las piezas primera y segunda, ser desplazado en traslación a lo largo del segundo eje (X) entre una posición de bloqueo, en donde el perno se inserta tanto en el orificio de guía de perno (34, 54, 57) como en el orificio de ensamblaje (42, 62, 63), y una posición de desbloqueo, en donde el perno se inserta en el orificio de guía de perno (34, 54, 57) y no en el orificio de ensamblaje (42, 62, 63), comprendiendo el perno una tercera superficie de interacción (21A) y una cuarta superficie de interacción (21B), estando la primera superficie de interacción (13A) de la leva (10) y la tercera superficie de interacción (21A) del perno (20) dispuestas para poder interactuar de manera que un desplazamiento de traslación de la leva (10) a lo largo del primer eje (Z, Z1, Z2) en una primera dirección provoca un desplazamiento del perno (20) hacia la posición de bloqueo, y estando la segunda superficie de interacción (13B) de la leva (10) y la cuarta superficie de interacción (21B) del perno (20) dispuestas para poder interactuar de manera que un desplazamiento de traslación de la leva (10) a lo largo del primer eje (Z, Z1, Z2) en una segunda dirección, opuesta a la primera dirección, provoque un desplazamiento del perno (20) hacia la posición de desbloqueo.
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de ensamblaje de tipo bloqueo por mecanismo de cuñas bidireccional
Campo técnico
La invención se sitúa en el campo de los ensamblajes mecánicos reversibles. Ésta se refiere a un dispositivo de ensamblaje entre dos piezas mecánicas susceptibles de constar de orificios para recibir los elementos del dispositivo de ensamblaje.
La invención se aplica específicamente al ensamblaje de piezas mecánicas sometidas a entornos adversos y/o cuya fiabilidad es crítica para la seguridad. Un entorno adverso se caracteriza, por ejemplo, por un medio tóxico y/o corrosivo, y/o por la presencia de grandes tensiones mecánicas, vibraciones, aceleraciones elevadas y/o radiaciones nocivas tales como las radiaciones ionizantes, neutrónicas, X y gamma. No obstante, la invención se aplica de forma más general a cualquier ensamblaje entre dos piezas mecánicas.
Estado de la técnica anterior
En el campo nuclear, los ensamblajes sometidos a radiaciones neutrónicas se realizan generalmente por soldadura o por atornillado, en función de la necesidad de reversibilidad del ensamblaje. Los ensamblajes por atornillado pueden ser complicados de implementar en un entorno nuclear. En efecto, los tornillos son miembros de ensamblaje con dimensiones relativamente reducidas y conllevan, para su atornillado y su desartonillado, una acción combinada de rotación y traslación. Sin embargo, los tornillos no son directamente accesibles a los operarios, sino que deben ser manipulados por robots, posiblemente en espacios confinados. El uso de robots relativamente sofisticados, aptos para efectuar movimientos precisos y de pequeña amplitud, es por tanto necesario para la manipulación de los tornillos y el ensamblaje de las piezas.
El solicitante ha intentado utilizar varios mecanismos de ensamblaje que evitan el uso de tornillos. No obstante, los mecanismos de ensamblaje del estado de la técnica comprenden con frecuencia numerosas piezas que interactúan las unas con las otras. El resultado de ello es una falta de fiabilidad de los mecanismos. Además, ciertos mecanismos de ensamblaje requieren la presencia de un resorte utilizado para el retorno de una o varias piezas. Ahora bien, en presencia de una radiación neutrónica, las propiedades elásticas de un resorte se modifican. El resorte puede perder sus propiedades elásticas al cabo de unos pocos meses y hacer que el mecanismo sea inoperativo.
El documento EP 0398239 A muestra un dispositivo de bloqueo según la técnica anterior.
Las soluciones anteriormente mencionadas para ensamblar piezas mecánicas no son por tanto del todo satisfactorias. Un objetivo de la invención es, por tanto, proponer un dispositivo de ensamblaje de diseño simple y que siga siendo fiable incluso en un entorno adverso.
Exposición de la invención
A este efecto, la invención se basa en una combinación de dos piezas monobloque dispuestas para formar un bloqueo que incorpora un mecanismo de cuñas bidireccional. Una primera pieza, llamada "leva", forma un miembro de control del bloqueo y una segunda pieza, llamada "perno", forma un elemento de bloqueo entre las piezas mecánicas a ensamblar. La leva está dispuesta para ser alojada en un primer orificio formado en una de las piezas mecánicas a ensamblar y para ser guiada en traslación. El perno está dispuesto para ser alojado en un segundo orificio formado en la misma pieza y para ser guiado en traslación. El segundo orificio desemboca en el primer orificio para permitir una interacción entre la leva y el perno. El perno está dispuesto además para poder ser alojado por un desplazamiento de traslación en un tercer orificio formado en la otra pieza, este tercer orificio prolongando el segundo orificio en una posición de ensamblaje entre las dos piezas. La leva y el perno comprenden cada uno dos superficies de interacción que forman un sistema de cuña que puede describirse como "bidireccional" o "doble". En relación con el caso específico, las superficies de interacción están dispuestas para que un desplazamiento de traslación de la leva en el primer orificio, en cualquier sentido, provoque un desplazamiento de traslación del perno en los orificios segundo y tercero, en un sentido correspondiente. El perno se desplaza entre una posición de desbloqueo, en donde únicamente se aloja en el segundo orificio, y una posición de bloqueo, en donde se aloja tanto en el segundo como en el tercer orificio.
De manera más precisa, la invención tiene por objeto un dispositivo de ensamblaje para ensamblar una primera pieza a una segunda pieza. La primera pieza comprende un orificio de guía de leva que se extiende a lo largo de un primer eje y un orificio de guía de perno que se extiende a lo largo de un segundo eje, no paralelo al primer eje, el orificio de guía de perno desemboca en el orificio de guía de leva. La segunda pieza comprende un orificio de ensamblaje que se extiende a lo largo de un tercer eje. Las piezas primera y segunda están dispuestas para que, en una posición de ensamblaje, el orificio de guía de perno y el orificio de ensamblaje desemboquen uno dentro del otro. Los ejes segundo y tercero son preferentemente coincidentes en la posición de ensamblaje. El dispositivo de ensamblaje comprende:
■ una leva dispuesta para poder ser desplazada en traslación a lo largo del primer eje en dicho orificio de guía de leva, comprendiendo la leva una primera superficie de interacción y una segunda superficie de interacción, ■ un perno dispuesto para poder, en la posición de ensamblaje de las piezas primera y segunda, ser desplazado en traslación a lo largo del segundo eje entre una posición de bloqueo, en donde el perno se inserta tanto en el orificio de guía de perno como en el orificio de ensamblaje, y una posición de desbloqueo, en donde el perno se inserta en el orificio de guía de perno y no en el orificio de ensamblaje, comprendiendo el perno una tercera superficie de interacción y una cuarta superficie de interacción.
La primera superficie de interacción de la leva y la tercera superficie de interacción del perno están dispuestas para poder interactuar de manera que un desplazamiento de traslación de la leva a lo largo del primer eje en una primera dirección provoque un desplazamiento del perno hacia la posición de bloqueo, y la segunda superficie de interacción de la leva y la cuarta superficie de interacción del perno están dispuestas para poder interactuar de manera que un desplazamiento de traslación de la leva a lo largo del primer eje en una segunda dirección, opuesta a la primera dirección, provoque un desplazamiento del perno hacia la posición de desbloqueo.
Cabe señalar que el dispositivo de ensamblaje solo comprende, además de las dos piezas a ensamblar, dos piezas monobloque cuyas formas pueden ser relativamente simples. En este caso concreto, la leva y el perno pueden tener en general una forma cilíndrica apta para permitir su guía en traslación. Éstos pueden tener específicamente una forma cilíndrica de revolución. De manera general, la guía en traslación de la leva en el orificio de guía de leva y la guía en traslación del perno en el orificio de guía de perno pueden corresponder a una conexión deslizante o a una conexión giratoria deslizante.
La interacción entre la leva y el perno hacia la posición de bloqueo se realiza, en la práctica, previendo que al menos una de las superficies de interacción primera y tercera se extienda simultáneamente a lo largo del primer eje y a lo largo del segundo eje. Asimismo, la interacción entre la leva y el perno hacia la posición de desbloqueo se realiza previendo que al menos una de las superficies de interacción segunda y cuarta se extienda simultáneamente a lo largo del primer eje y a lo largo del segundo eje. La leva y el perno, y en particular sus superficies de interacción, forman así un mecanismo de transformación de un movimiento de traslación a lo largo de un primer eje en un movimiento de traslación a lo largo de un segundo eje, no paralelo al primero.
Según una forma particular de realización, al menos una entre la primera superficie de interacción, la segunda superficie de interacción, la tercera superficie de interacción y la cuarta superficie de interacción es abombada. Dicha forma abombada permite generar una relación cinemática de transmisión de movimiento y de esfuerzo variable a lo largo del recorrido de desplazamiento de la leva y del perno.
Según otra forma particular de realización, compatible con la anterior, al menos una entre la primera superficie de interacción, la segunda superficie de interacción, la tercera superficie de interacción y la cuarta superficie de interacción es plana. Dicha superficie plana permite generar una relación cinemática de transmisión de movimiento y de esfuerzo constante en todo el recorrido de desplazamiento de la leva y del perno. Además, las superficies planas tienen la ventaja de ser fáciles de realizar por mecanizado. En un modo de realización particular, cada una de las superficies de interacción de la leva y del perno es plana.
Todavía según una forma particular de realización, la primera superficie de interacción de la leva y la tercera superficie de interacción del perno son planas y paralelas entre sí. Según otra forma particular de realización, compatible con la anterior, la segunda superficie de interacción de la leva y la cuarta superficie de interacción del perno son planas y paralelas entre sí. Las superficies de interacción planas y paralelas permiten maximizar la superficie de contacto y por tanto limitar su desgaste.
El segundo eje, es decir, el eje según el cual se extiende el orificio de guía de perno, puede ser perpendicular al primer eje, es decir, el eje según el cual se extiende el orificio de guía de leva. De este modo, el desplazamiento de traslación del perno se lleva a cabo perpendicularmente al desplazamiento de traslación de la leva.
Según una primera variante de realización, la primera superficie de interacción de la leva y la tercera superficie de interacción del perno están dispuestas para evitar que un desplazamiento del perno hacia la posición de bloqueo provoque un desplazamiento de traslación de la leva a lo largo del primer eje en la primera dirección. Según una segunda variante de realización, compatible con la primera, la segunda superficie de interacción de la leva y la cuarta superficie de interacción del perno están dispuestas para evitar que un desplazamiento del perno hacia la posición de desbloqueo provoque un desplazamiento de traslación de la leva a lo largo del primer eje en la segunda dirección. De este modo, en estas variantes de realización, el desplazamiento del perno puede ser controlado por el desplazamiento de la leva, pero no a la inversa. El dispositivo de ensamblaje tiene un carácter irreversible en el desplazamiento del perno.
Cuando las superficies de interacción de la leva y del perno son superficies planas, las variantes primera y segunda de realización pueden obtenerse limitando el ángulo formado entre estas superficies y un plano perpendicular al segundo eje. El valor del ángulo límite debe ser determinado en función del coeficiente de fricción de adherencia o del coeficiente de fricción de deslizamiento. Para la mayoría de los pares de materiales aptos para ser utilizados por el
dispositivo de ensamblaje según la invención, los coeficientes de fricción de adherencia y de deslizamiento son inferiores a 0,25. Para tal valor, el ángulo límite es aproximadamente igual a 25°. De este modo, para la primera variante de realización, la primera superficie de interacción de la leva y la tercera superficie de interacción del perno pueden extenderse cada una en un plano de interacción que forma un ángulo inferior o igual a 25° con respecto a un plano perpendicular al segundo eje. Para la segunda variante de realización, la segunda superficie de interacción de la leva y la cuarta superficie de interacción del perno pueden extenderse cada una en un plano de interacción que forma un ángulo inferior o igual a 25° con respecto a un plano perpendicular al segundo eje. Con el fin de garantizar el carácter irreversible del desplazamiento del perno, se pueden utilizar valores de ángulo límite inferiores, por ejemplo, 10°, 15° o 20°.
Según una tercera variante de realización, compatible con la segunda variante de realización, la primera superficie de interacción de la leva y la tercera superficie de interacción del perno están dispuestas para permitir que un desplazamiento del perno hacia la posición de bloqueo provoque un desplazamiento de traslación de la leva a lo largo del primer eje en la primera dirección. Según una cuarta variante de realización, compatible con la primera, la segunda superficie de interacción de la leva y la cuarta superficie de interacción del perno están dispuestas para permitir que un desplazamiento del perno hacia la posición de desbloqueo provoque un desplazamiento de traslación de la leva a lo largo del primer eje en la segunda dirección. De este modo, en estas variantes tercera y cuarta de realización, el desplazamiento de la leva puede ser controlado por el perno. El dispositivo de ensamblaje tiene un carácter reversible en el desplazamiento del perno.
Cuando las superficies de interacción de la leva y del perno son superficies planas, las variantes tercera y cuarta de realización pueden obtenerse fijando el ángulo formado entre estas superficies y un plano perpendicular al segundo eje en un intervalo de valores determinado en función del coeficiente de fricción de adherencia o del coeficiente de fricción de deslizamiento. Para la mayoría de los pares de materiales aptos para ser utilizados por el dispositivo de ensamblaje según la invención, los coeficientes de fricción de adherencia y de deslizamiento son inferiores a 0,25. Para tal valor, un intervalo de valores comprendidos entre 25° y 65° debería permitir una reversibilidad del dispositivo de ensamblaje. De este modo, para la tercera variante de realización, la primera superficie de interacción de la leva y la tercera superficie de interacción del perno pueden extenderse cada una en un plano de interacción que forma un ángulo comprendido entre 25° y 65° con respecto a un plano perpendicular al segundo eje. Para la cuarta variante de realización, la segunda superficie de interacción de la leva y la cuarta superficie de interacción del perno pueden extenderse cada una en un plano de interacción que forma un ángulo comprendido entre 25° y 65° con respecto a un plano perpendicular al segundo eje.
Según una forma particular de realización, la leva consta de una primera y una segunda patas de guía que se extienden paralelamente al primer eje y están dispuestas a ambos lados de la superficie de interacción primera y segunda, constando la primera pata de guía de una primera superficie lateral de apoyo que se extiende en un primer plano paralelo a los ejes primero y segundo, constando la segunda pata de guía de una segunda superficie lateral de apoyo que se extiende en un segundo plano paralelo a los ejes primero y segundo, constando el perno de una primera y una segunda aberturas pasantes que se extienden paralelamente al primer eje y están dispuestas a ambos lados de las superficies de interacción tercera y cuarta, definiendo la primera abertura pasante una tercera superficie lateral de apoyo y definiendo la segunda abertura pasante una cuarta superficie lateral de apoyo, estando las superficies laterales de apoyo primera y tercera dispuestas para poder interactuar con el fin de guiar en traslación a lo largo de los ejes primero y segundo el desplazamiento del perno con respecto a la leva, y estando las superficies laterales de apoyo segunda y cuarta dispuestas para poder interactuar con el fin de guiar en traslación a lo largo de los ejes primero y segundo el desplazamiento del perno con respecto a la leva. Ventajosamente, las superficies laterales de apoyo tienen entre sí un ajuste con juego, a fin de permitir su desplazamiento relativo.
Además, cada pata de guía puede constar de una superficie externa de guía cuya forma es complementaria a la del orificio de guía de leva. De este modo, las patas de guía participan en la guía en traslación a lo largo del primer eje de la leva en dicho orificio de guía de leva. Asimismo, las superficies externas de guía están ventajosamente dispuestas para tener un ajuste con juego en el orificio de guía de leva.
Todavía según una forma particular de realización, la leva comprende un tramo de guía y un tramo de interacción. El tramo de guía tiene una superficie complementaria al orificio de guía de leva, para guiar en traslación a lo largo del primer eje la leva en dicho orificio de guía de leva. El tramo de guía y el orificio de guía de leva tienen, por ejemplo, una superficie cilíndrica a lo largo del primer eje. La superficie cilíndrica puede tener una sección circular. Ventajosamente, el tramo de guía y el orificio de guía de leva están dispuestos para tener entre sí un ajuste con juego. El tramo de interacción comprende las superficies de interacción primera y segunda. Cuando la leva consta de patas de guía que se extienden a ambos lados de las superficies de interacción primera y segunda, el tramo de interacción proporciona tanto una función de transformación del movimiento como una función de guía en traslación a lo largo del primer eje.
La invención tiene como objeto, igualmente, un ensamblaje que comprende una primera pieza, una segunda pieza y un dispositivo de ensamblaje como se ha descrito anteriormente. La primera pieza comprende un orificio de guía de leva que se extiende a lo largo de un primer eje y un orificio de guía de perno que se extiende a lo largo de un segundo eje, no paralelo al primer eje, el orificio de guía de perno desemboca en el orificio de guía de leva. La segunda pieza
comprende un orificio de ensamblaje que se extiende a lo largo de un tercer eje. Las piezas primera y segunda están dispuestas para que, en una posición de ensamblaje, el orificio de guía de perno y el orificio de ensamblaje desemboquen uno dentro del otro, siendo los ejes segundo y tercer preferentemente coincidentes.
Breve descripción de los dibujos
Otras características, detalles y ventajas de la invención surgirán al leer la siguiente descripción, dada únicamente a título de ejemplo y que hace referencia a los dibujos adjuntos en los que:
- la figura 1A representa, en una vista en perspectiva, una leva de un ejemplo de dispositivo de ensamblaje según la invención;
- la figura 1B representa, en una vista en perspectiva análoga a la de la figura 1A, un perno del ejemplo de dispositivo de ensamblaje según la invención;
- la figura 1C representa, en una vista en perspectiva análoga a la de las figuras 1A y 1B, la leva y el perno del ejemplo de dispositivo de ensamblaje según la invención, en una configuración ensamblada;
- la figura 2A representa, en una vista en perspectiva, un ejemplo de pieza configurada para recibir el dispositivo de ensamblaje de las figuras 1A, 1B y 1C;
- la figura 2B representa, en una vista en perspectiva análoga a la de la figura 2A, la pieza de la figura 2A en donde está montado el dispositivo de ensamblaje de las figuras 1A, 1B y 1C;
- la figura 3A representa, en una vista en corte longitudinal a lo largo de un primer plano, un ejemplo de ensamblaje que comprende dos piezas y el dispositivo de ensamblaje de las figuras 1A, 1B y 1C en una configuración de bloqueo;
- la figura 3B representa el ensamblaje de la figura 3A en una vista en corte longitudinal a lo largo de un segundo plano, perpendicular al primero;
- la figura 4A representa, en una vista en corte longitudinal a lo largo del primer plano, el ensamblaje de las figuras 3A y 3B en una configuración de desbloqueo;
- la figura 4B representa el ensamblaje de la figura 4A en la vista en corte longitudinal de la figura 3B;
- la figura 5 representa, en una vista en corte longitudinal, un ejemplo de ensamblaje que comprende dos virolas y dos dispositivos de ensamblaje según la invención.
Exposición detallada de modos de realización particulares
Las figuras 1A, 1B y 1C representan, en una vista en perspectiva, un ejemplo de dispositivo de ensamblaje según la invención. El dispositivo de ensamblaje 1 comprende una leva 10 y un perno 20 aptos para cooperar entre sí para llevar a cabo una transformación de movimiento y obtener un ensamblaje entre dos piezas mecánicas, no representadas en estas figuras. La figura 1A representa únicamente la leva 10, la figura 1B representa únicamente el perno 20 y la figura 1C representa la leva 10 y el perno 20 en una configuración ensamblada.
La leva 10 comprende sucesivamente, siguiendo un eje Z, un cabezal 11, un tramo de guía 12 y un tramo de interacción 13. El cabezal 11, el tramo de guía 12 y el tramo de interacción 13 tienen cada uno una forma general cilíndrica circular a lo largo del eje Z. El cabezal 11 comprende un alojamiento 111 que se extiende a lo largo del eje Z y que desemboca en un primer extremo longitudinal de la leva 10. El alojamiento 111 puede comprender un roscado, no representado, que permite la fijación a un brazo robótico. El tramo de guía 12 tiene una forma cilíndrica de revolución a lo largo del eje Z, con la excepción de dos bordes planos 121 que se extienden en planos paralelos a un plano XZ que pasa por el eje Z y un eje X, perpendicular al eje Z. Los bordes planos 121 son aptos para equilibrar un momento de torsión que se ejercería sobre la leva a lo largo del eje Z y para limitar un recorrido de desplazamiento de traslación a lo largo del eje Z de la leva 10. Los bordes planos 121 no son esenciales para el funcionamiento del dispositivo de ensamblaje 1, en particular en ausencia de aplicación de un momento de torsión posiblemente perjudicial para la leva y para el perno y en el caso de un recorrido de leva controlada por otra parte. El diámetro del tramo de guía 12 es inferior al diámetro del cabezal 11, de modo que se forma un primer hombro 112. Este hombro permite constituir un apoyo particularmente resistente pero no es esencial para el funcionamiento. El tramo de interacción 13 comprende un miembro de interacción 131 que tiene una primera superficie de interacción 13A y una segunda superficie de interacción 13B. Las superficies de interacción 13A, 13B son planas y paralelas entre sí. Éstas se extienden simultáneamente a lo largo del eje X y el eje Z. De este modo, cada superficie de interacción 13A, 13B se encuentra en un plano inclinado con respecto a los ejes X y Z. En el ejemplo de realización de las figuras 1A a 1C, cada superficie de interacción 13A, 13b se extiende en un plano que forma un ángulo a, representado en la figura 3A, igual a 30°. El tramo de interacción 13 consta además de una primera pata de guía 132 y una segunda pata de guía 133. Las patas de guía 132, 133 se extienden paralelamente al eje Z, a ambos lados del miembro de interacción 131. La pata de guía 132 tiene una primera superficie lateral de apoyo 132A y una primera superficie externa de guía 132B. La pata de guía 133 tiene una segunda superficie lateral de apoyo 133A y una segunda superficie externa de guía 133B. Cada superficie lateral de apoyo 132A, 133A es plana y se extiende en un plano paralelo al plano XZ. Cada superficie externa de guía 132B, 133B es cilíndrica de revolución alrededor del eje Z. El diámetro de las patas de guía 132, 133, en las superficies externas de guía 132B, 133B, es inferior al diámetro del tramo de guía 12, de manera que se forma un segundo hombro 113 entre el tramo de guía 12 y el tramo de interacción 13. Sin embargo, se observa que la leva 10 representada en las figuras 1A, 1B y 1C corresponde a una conformación particular de la invención. De este modo, el hombro 113 no es esencial para el funcionamiento del dispositivo de ensamblaje 1. En otro ejemplo de realización, la leva podría tener
una forma más simple, a saber, una forma generalmente cilindrica de revolución con un tramo de interacción integrado en un mismo diámetro, el recorrido de leva pudiendo entonces limitarse por otra parte y la transmisión de un momento de torsión susceptible de ser perjudicial para el tramo de interacción pudiendo igualmente evitarse por otra parte, por ejemplo, con la ayuda de bordes planos, como en el ejemplo de las figuras 1A, 1B y 1C.
El perno 20 tiene generalmente una forma cilíndrica de revolución a lo largo del eje X. Éste comprende un agujero pasante 21 que forma una tercera superficie de interacción 21A y una cuarta superficie de interacción 21B. Las superficies de interacción 21A, 21B son planas y paralelas entre sí. Éstas son además paralelas a las superficies de interacción 13A, 13B de la leva 10. La leva 10 y el perno 20 están dispuestos de manera que las superficies de interacción 13A y 21A puedan entrar en contacto entre sí para interactuar. En este caso concreto, un desplazamiento de traslación, en una primera dirección a lo largo del eje Z (hacia abajo en la figura 1C), de la leva 10 provoca un desplazamiento de traslación, en una primera dirección a lo largo del eje X (hacia arriba en la figura 1C), del perno 20. La leva 10 y el perno 20 están además dispuestos de manera que las superficies de interacción 13B y 21B puedan entrar en contacto entre sí para interactuar. En este caso concreto, un desplazamiento de traslación, en una segunda dirección a lo largo del eje Z (hacia arriba en la figura 1C), de la leva 10 provoca un desplazamiento de traslación, en una segunda dirección a lo largo del eje X (hacia la izquierda en la figura 1C), del perno 20. El perno 20 comprende además una primera abertura pasante 22 y una segunda abertura pasante 23. Las aberturas pasantes 22 y 23 se extienden paralelamente al eje Z, a ambos lados del agujero pasante 21. Éstas están dispuestas para poder recibir cada una, una pata de guía 132, 133 y permitir su desplazamiento de traslación con respecto al perno 20 tanto a lo largo del eje Z como a lo largo del eje X. En este caso concreto, la abertura pasante 22 define una tercera superficie lateral de apoyo 22A, paralela a la primera superficie lateral de apoyo 132A de la primera pata de guía 132, y apta para entrar en contacto para guiar en traslación la primera pata de guía 132. La abertura pasante 23 define una cuarta superficie lateral de apoyo 23A, paralela a la segunda superficie lateral de apoyo 133A de la segunda pata de guía 133, y apta para entrar en contacto para guiar en traslación la segunda pata de guía 133.
Las figuras 2A y 2B representan, respectivamente, en una vista en perspectiva, un ejemplo de primera pieza 30 configurada para recibir el dispositivo de ensamblaje 1 de las figuras 1A, 1B y 1C, y dicho dispositivo de ensamblaje 1 montado en la pieza 30. La pieza 30 consta de una superficie externa 30A de forma cilíndrica de revolución a lo largo del eje Z, una superficie de apoyo 30B, un primer orificio de guía de leva 31 y un segundo orificio de guía de leva 32 que se extienden cada uno a lo largo del eje Z. La superficie de apoyo 30B se extiende en un plano paralelo a un plano Xy , que pasa por el eje X y un eje Y, definiendo los ejes X, Y y Z un punto de referencia ortogonal. La superficie de apoyo 30B forma una superficie sobre la que puede apoyarse el hombro 112 de la leva 10. El orificio de guía de leva 31 tiene una forma cilíndrica de revolución a lo largo del eje Z, complementaria a la forma del tramo de guía 12 de la leva 10. El orificio de guía de leva 32 tiene una forma cilíndrica de revolución a lo largo del eje Z, complementaria a la forma del tramo de interacción 13, y más particularmente de las superficies externas de guía 132B, 133B. La leva 10 puede entonces montarse en una conexión giratoria deslizante a lo largo del eje Z en la pieza 30. El orificio de guía de leva 32 desemboca en el orificio de guía de leva 31 y tiene un diámetro inferior al del orificio de guía de leva 31, para formar un hombro 33. La pieza 30 consta además de un orificio de guía de perno 34 que se extiende a lo largo del eje X a través del orificio de guía de leva 32. El orificio de guía de perno 34 tiene una forma cilíndrica de revolución a lo largo del eje X, complementaria a la forma del perno 20. El perno 20 puede entonces montarse en una conexión giratoria deslizante a lo largo del eje X en la pieza 30. La pieza 30 consta adicionalmente de unas aberturas pasantes 35, 36 que se extienden paralelamente al eje X y que permiten alojar tornillos, no representadas, aptas para impedir una rotación a lo largo del eje Z de la leva 10 en la pieza 30.
Las figuras 3A y 3B representan el dispositivo de ensamblaje 1 y la primera pieza 30 montados en una segunda pieza 40, en una configuración de bloqueo. Éstas representan respectivamente estos elementos en una vista en corte a lo largo del plano XZ y a lo largo de un plano YZ. La segunda pieza 40 comprende una abertura pasante 41 que se extiende a lo largo del eje Z y que tiene una forma cilíndrica de revolución a lo largo de este mismo eje Z, siendo la forma complementaria a la de la superficie externa 30A de la primera pieza 30, para poder recibirla. La segunda pieza 40 comprende además un orificio de ensamblaje 42 que se extiende a lo largo del eje X y que tiene una forma cilíndrica de revolución a lo largo del eje X, complementaria a la del perno 20. En esta configuración de bloqueo, la leva 10 se inserta como mucho en la primera pieza 30, el hombro 112 estando apoyado en la superficie de apoyo 30B. Además, el perno 20 se inserta tanto en el orificio de guía de perno 34 de la primera pieza 30 como en el orificio de ensamblaje 42 de la segunda pieza 40.
Las figuras 4A y 4B representan el dispositivo de ensamblaje 1 y la primera pieza 30 montados en la segunda pieza 40, en una configuración de desbloqueo. Éstas representan estos elementos en las vistas respectivas de las figuras 3A y 3B. En esta configuración de desbloqueo, la leva 10 se eleva con respecto a la configuración de bloqueo, el hombro 112 no estando apoyado en la superficie de apoyo 30B. Además, el perno 20 se inserta en el orificio de guía de perno 34 de la primera pieza 30 pero no en el orificio de ensamblaje 42 de la segunda pieza 40.
El paso de la configuración de desbloqueo a la configuración de bloqueo se lleva a cabo por un desplazamiento hacia abajo de la leva 10. La superficie de interacción 13A de la leva 10 ejerce un esfuerzo sobre la superficie de interacción 21A del perno 20, provocando su desplazamiento hacia la derecha en las figuras 3A y 4A. El paso de la configuración de bloqueo a la configuración de desbloqueo se lleva a cabo por un desplazamiento hacia arriba de la leva 10. La superficie de interacción 13B de la leva 10 ejerce un esfuerzo sobre la superficie de interacción 21B del perno 20,
provocando su desplazamiento hacia la izquierda en las figuras 3A y 4A.
La figura 5 representa, en una vista en corte longitudinal, un ejemplo de ensamblaje que comprende dos virolas y dos ejemplos de dispositivos de ensamblaje según la invención. Las virolas 50, 60 tienen forma de tubos huecos y se colocan en una configuración de ensamblaje mediante formas complementarias formadas en sus pared 51, 61. La virola 50 comprende un primer orificio de guía de leva 52 y un segundo orificio de guía de leva 53 que se extienden de manera concéntrica a lo largo de un primer eje Z1, y un primer orificio de guía de perno 54 que se extiende a lo largo de un eje X. La virola 50 comprende además un tercer orificio de guía de leva 55 y un cuarto orificio de guía de leva 56 que se extienden de manera concéntrica a lo largo de un segundo eje Z2, y un segundo orificio de guía de perno 57 que se extiende según el eje X. De forma análoga al ensamblaje de las figuras 3A, 3B, 4A y 4B, los orificios de guía de leva 52, 53 y el orificio de guía de perno 54 reciben un primer dispositivo de ensamblaje 101 y los orificios de guía de leva 55, 56 y el orificio de guía de perno 57 reciben un segundo dispositivo de ensamblaje 102. Los dispositivos de ensamblaje 101, 102 son idénticos al dispositivo de ensamblaje 1 descrito con referencia a las figuras 1A a 1C, exceptuando que tienen además cada uno una varilla 1011, 1021 que conecta el tramo de guía 12 al tramo de interacción 13. La presencia de varillas 1011, 1021 permite desviar los cabezales 11 de las levas 10 a una distancia de los tramos de interacción 13. De este modo, los cabezales 11 pueden estar expuestos a un entorno menos adverso que los tramos de interacción 13 y de este modo ser manipulados mediante miembros mecánicos sensibles a un entorno adverso. La virola 60 consta de dos orificios de ensamblaje 62, 63 que se extienden cada uno a lo largo del eje X y dispuestos para recibir cada uno un perno 20 en la configuración de bloqueo.
Con la lectura de la descripción que antecede, puede señalarse que el dispositivo de ensamblaje se reduce a dos piezas monobloque de formas relativamente simples. De ello se desprende una simplicidad de fabricación y una robustez de funcionamiento. Por otro lado, la leva y el perno están sobradamente guiados en sus respectivos orificios, procurando así una excelente resistencia mecánica, incluso en caso de transmisión de esfuerzos entre las dos piezas a ensamblar. El dispositivo de ensamblaje es compacto y puede integrarse en cualquier tipo de pieza a ensamblar.
Claims (1)
- REIVINDICACIONES1. Dispositivo de ensamblaje para ensamblar una primera pieza (30, 50) a una segunda pieza (40, 60), comprendiendo la primera pieza un orificio de guía de leva (31, 32, 52, 53, 55, 56) que se extiende a lo largo de un primer eje (Z, Z1, Z2 ) y un orificio de guía de perno (34, 54, 57) que se extiende a lo largo de un segundo eje (X), no paralelo al primer eje (Z, Z1, Z2), desembocando el orificio de guía de perno en el orificio de guía de leva, comprendiendo la segunda pieza (40) un orificio de ensamblaje (42, 62, 63) que se extiende a lo largo de un tercer eje (X), estando las piezas primera y segunda dispuestas para que, en una posición de ensamblaje, el orificio de guía de perno (34, 54, 57) y el orificio de ensamblaje (42, 62, 63) desemboquen uno dentro del otro, comprendiendo el dispositivo de ensamblaje (1, 101, 102):■ una leva (10) dispuesta para poder ser desplazada en traslación a lo largo del primer eje (Z, Z1, Z2) en dicho orificio de guía de leva (31, 32, 52, 53, 55, 56), comprendiendo la leva una primera superficie de interacción (13A) y una segunda superficie de interacción (13B),■ un perno (20) dispuesto para poder, en la posición de ensamblaje de las piezas primera y segunda, ser desplazado en traslación a lo largo del segundo eje (X) entre una posición de bloqueo, en donde el perno se inserta tanto en el orificio de guía de perno (34, 54, 57) como en el orificio de ensamblaje (42, 62, 63), y una posición de desbloqueo, en donde el perno se inserta en el orificio de guía de perno (34, 54, 57) y no en el orificio de ensamblaje (42, 62, 63), comprendiendo el perno una tercera superficie de interacción (21A) y una cuarta superficie de interacción (21B),estando la primera superficie de interacción (13A) de la leva (10) y la tercera superficie de interacción (21A) del perno (20) dispuestas para poder interactuar de manera que un desplazamiento de traslación de la leva (10) a lo largo del primer eje (Z, Z1, Z2 ) en una primera dirección provoca un desplazamiento del perno (20) hacia la posición de bloqueo, y estando la segunda superficie de interacción (13B) de la leva (10) y la cuarta superficie de interacción (21B) del perno (20) dispuestas para poder interactuar de manera que un desplazamiento de traslación de la leva (10) a lo largo del primer eje (Z, Z1, Z2) en una segunda dirección, opuesta a la primera dirección, provoque un desplazamiento del perno (20) hacia la posición de desbloqueo.2. Dispositivo de ensamblaje según la reivindicación 1, en donde al menos una entre la primera superficie de interacción (13A), la segunda superficie de interacción (13B), la tercera superficie de interacción (21A) y la cuarta superficie de interacción (21B) es abombada.3. Dispositivo de ensamblaje según una de las reivindicaciones 1 y 2, en donde al menos una entre la primera superficie de interacción (13A), la segunda superficie de interacción (13B), la tercera superficie de interacción (21A) y la cuarta superficie de interacción (21B) es plana.4. Dispositivo de ensamblaje según la reivindicación 1, en donde la primera superficie de interacción (13A) de la leva (10) y la tercera superficie de interacción (21A) del perno (20) son planas y paralelas entre sí y/o la segunda superficie de interacción (13B) de la leva y la cuarta superficie de interacción (21B) del perno (20) son planas y paralelas entre sí.5. Dispositivo de ensamblaje según una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el segundo eje (X) es perpendicular al primer eje (Z, Z1, Z2 ).6. Dispositivo de ensamblaje según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la primera superficie de interacción (13A) de la leva (10) y la tercera superficie de interacción (21A) del perno (20) están dispuestas para impedir que un desplazamiento del perno (20) hacia la posición de bloqueo provoque un desplazamiento de traslación de la leva (10) a lo largo del primer eje (Z, Z1, Z2) en la primera dirección, y/o la segunda superficie de interacción (13B) de la leva (10) y la cuarta superficie de interacción (21B) del perno (20) están dispuestas para impedir que un desplazamiento del perno (20) hacia la posición de desbloqueo provoque un desplazamiento de traslación de la leva (10) a lo largo del primer eje (Z, Z1, Z2) en la segunda dirección.7. Dispositivo de ensamblaje según las reivindicaciones 4 a 6, en donde la primera superficie de interacción (13A) de la leva (10) y la tercera superficie de interacción (21A) del perno (20) se extienden cada una en un plano de interacción que forma un ángulo inferior o igual a 25° con respecto a un plano perpendicular al segundo eje (X), y/o la segunda superficie de interacción (13B) de la leva (10) y la cuarta superficie de interacción (21B) del perno (20) se extienden cada una en un plano de interacción que forma un ángulo inferior o igual a 25° con respecto al plano perpendicular al segundo eje (X).8. Dispositivo de ensamblaje según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la primera superficie de interacción (13A) de la leva (10) y la tercera superficie de interacción (21A) del perno (20) están dispuestas para permitir que un desplazamiento del perno (20) hacia la posición de bloqueo provoque un desplazamiento de traslación de la leva (10) a lo largo del primer eje (Z, Z1, Z2) en la primera dirección, y/o la segunda superficie de interacción (13B) de la leva (10) y la cuarta superficie de interacción (21B) del perno (20) están dispuestas para permitir que un desplazamiento del perno (20) hacia la posición de desbloqueo provoque un desplazamiento de traslación de la leva (10) a lo largo del primer eje (Z, Zi, Z2) en la segunda dirección.9. Dispositivo de ensamblaje según las reivindicaciones 4, 5 y 8, en donde la primera superficie de interacción (13A) de la leva (10) y la tercera superficie de interacción (21A) del perno (20) se extienden cada una en un plano deinteracción que forma un ángulo comprendido entre 25° y 65° con respecto a un plano perpendicular al segundo eje(X), y/o la segunda superficie de interacción (13B) de la leva (10) y la cuarta superficie de interacción (21B) del perno(20) se extienden cada una en un plano de interacción que forma un ángulo comprendido entre 25° y 65° con respectoal plano perpendicular al segundo eje (X).10. Dispositivo de ensamblaje según una de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la leva (10) consta de una primera yuna segunda patas de guía (132, 133) que se extienden paralelamente al primer eje (Z, Z1, Z2) y que están dispuestasa ambos lados de las superficies de interacción primera y segunda (13A, 13B), constando la primera pata de guía(132) de una primera superficie lateral de apoyo (132A) que se extiende en un primer plano paralelo a los ejes primeroy segundo (Z, Z1, Z2 , X), constando la segunda pata de guía (133) de una segunda superficie lateral de apoyo (133A)que se extiende en un segundo plano paralelo a los ejes primero y segundo (Z, Z1, Z2 , X), constando el perno (20) deuna primera y una segunda aberturas pasantes (22, 23) que se extienden paralelamente al primer eje (Z, Z1, Z2) y queestán dispuestas a ambos lados de las superficies de interacción tercera y cuarta (21A, 21B), definiendo la primeraabertura pasante (22) una tercera superficie lateral de apoyo (22A) y definiendo la segunda abertura pasante (23) unacuarta superficie lateral de apoyo (23A), estando las superficies laterales de apoyo primera y tercera (132A, 22A)dispuestas para poder interactuar con el fin de guiar en traslación a lo largo de los ejes primero y segundo (Z, Z1, Z2,X) el desplazamiento del perno con respecto a la leva, y estando las superficies laterales de apoyo segunda y cuarta(133A, 23a ) dispuestas para poder interactuar con el fin de guiar en traslación a lo largo de los ejes primero y segundoel desplazamiento del perno con respecto a la leva.
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