ES2928524T3 - Dispositivo de fijación para ensamblar objetos entre sí y luego liberarlos rápidamente - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de sujeción para montaje y liberación rápida entre objetos, formado por un medio de retención (3) destinado a retener, antes de soltar, un elemento de fijación (R), y consistente en reunir, alrededor de una parte acoplable de dicho elemento de fijación, una pluralidad de partes separables (30) mantenidas juntas alrededor de dicho elemento de fijación (R) por medio de al menos un mecanismo de precarga desconectable (2) que consiste en un enlace enrollado alrededor de las partes separables (30) para mantenerlas cerradas sobre el elemento de fijación , que tiene la apariencia de una cinta enrollada en espiral y tiene propiedades elásticas. La cinta (2) tiene un espesor no constante, es decir, el espesor va decreciendo desde el interior hacia el exterior de la espiral, decreciendo dicho espesor con el ángulo de la espiral. Se fabrica como tal, en su forma final, mediante un proceso de fabricación que emplea la eliminación de material mediante mecanizado o la agregación de material. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de fijación para ensamblar objetos entre sí y luego liberarlos rápidamente
La presente invención se refiere a un dispositivo de fijación para ensamblar objetos juntos y luego liberarlos rápidamente, formado por un medio de retención configurado para retener antes de liberar un elemento de unión, dicho medio de retención está constituido por la aproximación, alrededor de una parte acoplable de dicho elemento de unión, de varias partes separables mantenidas juntas mediante un medio de pretensado desacoplables. Esta se refiere más particularmente a dichos medios de pretensado desacoplables.
Dicho dispositivo de fijación se utiliza en el campo de los mecanismos de separación útiles, sin limitación, al dejar caer cargas en aeronaves, abrir generadores solares en satélites, liberar cualquier mecanismo de seguridad, etc.
Dicho dispositivo de fijación se describe en el documento WO 2009/138625 a nombre del presente Solicitante, y es representado en la figura 1.
Según este documento, los medios de retención tienen forma de abrazadera P, donde las partes separables E están unidas entre sí a través de medios elásticamente deformables que tienden a separarlas entre sí; mientras que dichos medios de pretensado consisten en un elemento que constituye un enlace L, enrollado alrededor de dichas partes separables E para mantenerlas cerradas sobre un elemento de unión R provisto de un extremo acoplable no visible en la figura, y del cual al menos un extremo está fijo a un mecanismo T de mantenimiento de la tensión ejercida sobre este enlace, que comprende medios que permiten liberar esta tensión a demanda.
Preferiblemente, el enlace tiene la forma de una tira de metal o material compuesto o sintético, enrollada sobre sí misma para adoptar la forma de un resorte en espiral que tiene características de resorte, uno de cuyos extremos, del lado de la vuelta interior, está asegurado a una de las partes separables de los medios de retención, mientras que el otro extremo, del lado de la vuelta exterior, después de enrollar dicha tira sobre dichos medios de retención alrededor de dichas partes separables, está asegurado a un mecanismo de retención que permite la expansión de dicha tira cuando se libera.
Sin embargo, se ha encontrado que esta realización tiene inconvenientes.
La carga debida a la tensión de la abrazadera bajo carga es soportada principalmente por las vueltas internas del resorte espiral, lo que por lo tanto induce una sobretensión en estas vueltas internas mientras que las vueltas exteriores están subtensadas.
Durante el uso simultáneo de varios mecanismos de relajación, la sincronización de la relajaciones depende directamente del dispositivo de control que debe liberar las tiras en espiral al mismo tiempo, en asociación con la dinámica de apertura de estas tiras. Esto requiere que estas tiras sean estrictamente idénticas, lo que es extremadamente difícil de lograr mediante la deformación plástica del metal.
En la práctica, la zona de unión del extremo interior se obtiene doblando la tira metálica, aunque esta zona es la más tensada. Como resultado, esta zona combina la tensión de tracción funcional debida a la expansión bajo carga con la tensión de despliegue de la banda metálica. Este fenómeno es particularmente crucial porque el metal plegado en este punto ya está debilitado por su conformación. En resumen, esta zona de unión es un punto muy débil del resorte espiral.
La resistencia a la expansión del resorte espiral se debe principalmente a la fricción entre las vueltas del resorte, lo que no impide el deslizamiento relativo entre las vueltas, particularmente observado durante los ciclos térmicos que provocan expansiones específicas para favorecer estos deslizamientos. Este último fenómeno provoca la reducción de la carga de los elementos que se relajan durante los ciclos térmicos.
El objeto de la presente invención es proponer un dispositivo de fijación, tal como se ha definido anteriormente, y cuyos medios de pretensado desacoplables presentan características que permiten solucionar los diversos inconvenientes mencionados anteriormente.
Según la invención, el enlace tiene el aspecto de una tira enrollada en espiral y presenta características de resorte, y este enlace se caracteriza porque tiene un grosor no constante, es decir que este grosor disminuye desde el interior hacia el exterior del espiral, este grosor disminuye con el ángulo de la espiral.
El resorte así obtenido tiene una inercia baja, en cualquier caso menor que si el grosor de la tira fuera constante como para un resorte espiral de tipo convencional. Dado que esta inercia da como resultado la velocidad de desenrollado del resorte cuando se relaja, los medios de pretensado desacoplables según la invención permiten una dinámica de apertura más rápida de la abrazadera.
Según una característica adicional del dispositivo de sujeción según la invención, la tira se fabrica tal cual, en su forma final, mediante un método de fabricación que consiste en la eliminación de material por mecanizado o en la agregación de material.
Tal resorte espiral no se fabrica de la manera habitual mediante la conformación bajo tensión de una banda metálica, por lo que no tiene los defectos de la misma. Ventajosamente, los resortes así diseñados del mismo material tienen todos las mismas características, de manera que pueden ser utilizados para desbloqueos simultáneos.
Según una realización particular de la invención, el proceso de mecanizado es un proceso de electroerosión por hilo. Según otra realización particular de la invención, el método de fabricación por agregación de materiales es un proceso de impresión metálica 3d .
Según otra realización particular de la invención, el método de fabricación por agregación de materiales se completa con una operación de moldeo seguida de solidificación.
El modo de fabricación del resorte según la invención permite dar formas particulares que no pueden ser realizadas por el método convencional de conformación de una tira. Así, sin limitación, cada uno de los extremos puede tener una forma funcional.
Según una característica adicional del dispositivo de fijación según la invención, el extremo interior de la tira se asegura a uno de los elementos separables, a tal efecto dicho extremo comprende un saliente acoplado a una cavidad formada en dicho elemento separable, de forma complementaria y con capacidad de retención.
Según otra característica adicional del dispositivo de fijación según la invención, el extremo exterior de la tira tiene forma de gancho que permite la fijación de un medio capaz de mantener la tensión.
Según otra característica adicional del dispositivo según la invención, el extremo exterior de la tira comprende un medio que permite garantizar el bloqueo de la posición cerrada, que consiste en un elemento que sobresale radialmente de dicha tira, asociado a una parte hueca de forma complementaria capaz de anclarse a dicho elemento durante el tensado.
Según otra característica adicional del dispositivo según la invención, la tira comprende en una porción, susceptible de comprender varias vueltas, múltiples elementos que sobresalen radialmente de dicha tira, así como múltiples partes huecas de forma complementaria, los pasos de separación son elegidos de modo que en la posición tensada de la abrazadera, cada uno de dichos elementos que sobresalen se acople a una de dichas partes huecas.
Según otra característica adicional del dispositivo según la invención, el extremo exterior de la tira comprende un medio que permite garantizar el bloqueo de la posición cerrada, que consiste en un remache montado en dicho extremo exterior, y que presenta una protuberancia capaz de cooperar con un orificio perforado en la vuelta exterior de dicha tira.
Esta realización de los medios de pretensado desacoplables según la invención tiene otras ventajas.
En la posición cerrada y durante una tensión de expansión, la tensión de tracción es casi uniforme en las vueltas. Esta es particularmente resistente en su extremo interior, lo que permite realizar allí medios sólidos de fijación a la abrazadera.
En el caso de fabricación por electroerosión por hilo, esto permite utilizar materiales pretratados, resultando especialmente resistentes, tales como TA6V en grado 5, Inconel, acero duro, etc.
Por otro lado, la fabricación por electroerosión por hilo también permite garantizar una precisión capaz de autorizar dinámicas de desenrollado similares para toda una población de resortes, lo que es particularmente buscado para un uso simultáneo y sincrónico.
Las ventajas y características del dispositivo de fijación según la invención se desprenderán más claramente de la descripción que sigue y que se refiere al dibujo adjunto, que muestra varias realizaciones no limitativas del mismo. En el dibujo adjunto:
• La figura 1 representa una vista en perspectiva de un dispositivo de fijación del estado de la técnica y más precisamente según el documento WO 2009/138625
• La figura 2 representa una vista en perspectiva de uno de los medios de pretensado de un dispositivo de fijación según la invención,
• La figura 3 representa una vista esquemática del mismo dispositivo de fijación, en uso.
• La figura 4 representa una vista esquemática de varios dispositivos de fijación según la invención implementados.
Haciendo referencia a la figura 2, se puede apreciar un medio de pretensado 1 desacoplable según la invención, que tiene forma de tira 2 enrollada en espiral, que tiene la particularidad de ser de grosor no constante, es decir, disminuye desde el interior extremo 20 hasta el extremo exterior 21.
Esta característica está ligada al modo de fabricación de esta tira, es decir, según la invención, por retirada de material por mecanizado, o por agregación de material por impresión 3D o moldeo.
Preferiblemente, pero sin limitación, la disminución es constante.
Con referencia ahora a la figura 3, se pueden ver los medios de pretensado 1 desacoplables asociados con una abrazadera 3, del tipo de la P de la figura 1 y descritos en el documento WO 2009/138625. De esta abrazadera 3, sólo son visibles tres elementos separables 30, destinados a rodear y retener un elemento de unión R, representado esquemáticamente, para formar un dispositivo de fijación.
Estos elementos separables 30 también se separan elásticamente, donde los medios de pretensado desacoplables 1 son capaces de forzarlos a acercarse entre sí.
El extremo interior 20 y uno de los elementos separables 30 están conformados para ser asegurados uno al otro. De acuerdo con la realización mostrada, el extremo interior 20 tiene un saliente 22, mientras que el elemento separable 30 comprende una cavidad 31 de forma complementaria, con capacidad de retención, en la que el saliente 22 se acopla y retiene.
En este caso, el saliente 22 tiene forma de cilindro, con un eje paralelo al del enrollamiento de la tira 2.
El extremo exterior 21 tiene forma de gancho 23, lo que permite la fijación de un medio de bloqueo 4.
Ventajosamente, el medio de pretensado desacoplable 1 según la invención comprende además un medio que permite garantizar el bloqueo en posición cerrada, para realizar un bloqueo en dirección ortoradial para bloquear la apertura de la abrazadera 3 y también bloquear en dirección axial permitiendo el control de la posición bloqueada durante los choques y vibraciones que pueden provocar el deslizamiento con interferencia de las vueltas entre sí en la dirección axial. El bloqueo se realiza entonces por obstáculo, lo que evita cualquier deslizamiento, incluso durante las tensiones debidas a los ciclos térmicos.
Este medio consta de dos elementos de formas complementarias, un primer elemento 24 que sobresale de la periferia de la tira 2, y un segundo elemento 25, dispuesto en la base del gancho 23, formando una impresión hueca complementaria a la forma del primer elemento 24, y destinado después del cierre, a anclarse en este último.
De manera ventajosa y preferida, el elemento 24 tiene forma de barra saliente dispuesta transversalmente sobre la tira 2, y cuyos lados 26 y 27 están biselados, para no oponerse al desenganche y no impedir la dilatación durante el desbloqueo.
Según una variante, no representada, la tira 2 comprende varios elementos 24 dispuestos y espaciados longitudinalmente posiblemente en varias vueltas, así como varios elementos 25 cada uno de los cuales es capaz de cooperar con un elemento 24, en posición apretada alrededor de la abrazadera 3.
Con referencia a la Figura 4, se puede ver el uso de tres abrazaderas 3, cada una equipada con un medio de pretensado desacoplable 1 según la invención.
Las tres abrazaderas 3 están todas en la posición cerrada, los medios de pretensado desacoplables 1 bloqueados a través de los enlaces 40, que pasan sobre un pasador de desbloqueo 5 que devuelve angularmente los enlaces 40 a los medios 41 para fijar y mantener los enlaces 40 bajo tensión.
Se entenderá que la retirada del pasador de desbloqueo 5 provoca la relajación simultánea de la tensión de todos los enlaces 40, y la expansión de los medios de pretensado desacoplables 1 y la apertura de las abrazaderas 3.
Claims (10)
1. Dispositivo de fijación utilizado para ensamblar objetos entre sí y luego liberarlos rápidamente, formado por un medio de retención (P; 3) configurado para retener un elemento de unión (R) antes de la liberación, dicho medio de retención (P; 3) que consiste en la aproximación, alrededor una parte acoplable de dicho elemento de unión (R), de varias partes separables (E; 30) separadas elásticamente unas de otras y mantenidas juntas alrededor de dicho elemento de unión (R) a través de un medio de pretensado desacoplable (L; 2), dicho medio de pretensado (L; 2) consiste en un elemento que constituye un enlace, enrollado alrededor de dichas partes separables (E; 30) para mantenerlas cerradas sobre dicho elemento de unión (R), y cuyo al menos un extremo está fijado aun mecanismo (T; 4) para mantener la tensión ejercida sobre ese enlace, que comprende además medios que permiten liberar esta tensión a demanda, y donde dicho enlace (L; 2) tiene el aspecto de una tira enrollada en espiral y comprende características de resorte, caracterizado porque dicha tira (2) tiene un grosor no constante, es decir que este grosor va decreciendo desde el interior hacia el exterior de la espiral, este grosor decrece con el ángulo de la espiral.
2. Dispositivo de fijación según la reivindicación 1, caracterizado porque este se fabrica tal cual, en su forma final, mediante un proceso de fabricación que implementa la eliminación de material mediante mecanizado o la agregación de material.
3. Dispositivo de fijación según la reivindicación 2, caracterizado porque el proceso de mecanizado es un proceso de electroerosión por hilo.
4. Dispositivo de fijación según la reivindicación 2, caracterizado porque el proceso de fabricación por agregación de material es un proceso de impresión metálica 3D.
5. Dispositivo de fijación según la reivindicación 2, caracterizado porque el proceso de fabricación por agregación de material es completado por una operación de moldeo seguida de solidificación.
6. Dispositivo de fijación según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el extremo interior (20) de la tira (2) está asegurado a uno de los elementos separables (30), para ello dicho extremo (20) comprende un saliente (22) acoplado a una cavidad (31) prevista en dicho elemento separable (30), con forma complementaria y con capacidad de retención.
7. Dispositivo de fijación según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque el extremo exterior (21) de la tira (2) tiene forma de gancho (23) que permite la fijación de un medio (40) capaz de mantener la tensión.
8. Dispositivo de fijación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el extremo exterior (21) de la tira (2) comprende un medio que permite garantizar el bloqueo de la posición cerrada, que consiste en un elemento (24) que sobresale radialmente de dicha tira (2), asociado a una parte hueca (25) con forma complementaria capaz de anclarse a dicho elemento (24) durante el tensado.
9. Dispositivo de fijación según la reivindicación 8, caracterizado porque la tira (2) comprende en una porción, capaz de comprender varias vueltas, múltiples elementos (24) que sobresalen radialmente de dicha tira (2), así como múltiples partes huecas (25) con forma complementaria, los pasos de separación se eligen de manera que en la posición tensada de la abrazadera, cada uno de dichos elementos (24) que sobresalen se acople a una de dichas partes huecas (25).
10. Dispositivo de fijación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el extremo exterior (21) de la tira (2) comprende un medio que permite garantizar el bloqueo de la posición cerrada, que consiste en un remache montado en dicho extremo exterior (21), y que presenta una protuberancia capaz de cooperar con un orificio perforado en la vuelta exterior de dicha tira (2).
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