ES2957889T3 - Elemento de sujeción extraíble de un solo lado con intervalo de agarre de altura de pila ultrabaja y métodos para fabricar y usar el mismo - Google Patents

Elemento de sujeción extraíble de un solo lado con intervalo de agarre de altura de pila ultrabaja y métodos para fabricar y usar el mismo Download PDF

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Abstract

Se describe un sujetador de un solo lado extraíble con un rango de agarre de altura de estaca ultrabaja. El sujetador incluye un cuerpo de carcasa, un tornillo roscado, una tuerca impulsora y un cuerpo de collarín. El cuerpo de la carcasa tiene una porción de cabeza de la carcasa y una porción de vástago que se extiende desde la porción de cabeza de la carcasa, formando la porción de vástago al menos dos ranuras longitudinales. El tornillo roscado, dispuesto dentro del cuerpo de la carcasa, tiene una porción de cabeza confinada de manera giratoria dentro de la porción de cabeza de la carcasa. La tuerca impulsora está acoplada rotacionalmente al tornillo roscado y restringida rotacionalmente con respecto al cuerpo de alojamiento. El cuerpo de la pinza tiene un par de patas del cuerpo de la pinza que convergen hacia dentro. Cada pata del cuerpo de la pinza tiene una punta que puede extenderse radialmente hacia afuera más allá de las ranuras longitudinales para comprimir las piezas de trabajo contra la porción de cabeza de la carcasa para su fijación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Elemento de sujeción extraíble de un solo lado con intervalo de agarre de altura de pila ultrabaja y métodos para fabricar y usar el mismo
Campo técnico
Esta descripción se refiere en general a elementos de sujeción de un solo lado extraíbles y, más específicamente, a elementos de sujeción de un solo lado extraíbles que tienen un intervalo de agarre de altura de pila baja.
Antecedentes de la invención
Los elementos de sujeción son dispositivos de hardware que unen o fijan mecánicamente dos o más objetos. En general, los elementos de sujeción se utilizan para crear uniones no permanentes, que pueden retirarse o desmontarse sin dañar las piezas de trabajo de unión. Los elementos de sujeción se pueden usar en lugares ocultos o en lugares visibles. El elemento de sujeción debe ser adaptable para sujetar piezas de trabajo con varios espesores. En determinadas situaciones, no es necesario que la cabeza del elemento de sujeción sobresalga más allá de la pieza de trabajo después del acoplamiento del elemento de sujeción. El documento US2010175439 A1 divulga un ejemplo de un elemento de sujeción de la técnica anterior.
Por lo tanto, es deseable tener elementos de sujeción y conjuntos de elementos de sujeción que tengan un intervalo de agarre ajustable y una cabeza de perfil bajo.
Divulgación de la invención
La invención se refiere a elementos de sujeción y métodos que tienen las características especificadas en las respectivas reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas son objeto de las reivindicaciones dependientes y de la siguiente descripción. A continuación, se presenta un sumario simplificado de la divulgación para proporcionar una comprensión básica al lector. Este sumario no es una descripción general extensa de la divulgación y no identifica elementos clave/críticos de la invención ni delinea el alcance de la invención. Su único propósito es presentar algunos conceptos divulgados en el presente documento en una forma simplificada como un preludio a la descripción más detallada que se presenta posteriormente.
La invención de esta solicitud está dirigida a elementos de sujeción de un solo lado extraíbles que tienen un intervalo de agarre de altura de pila ultrabaja, y particularmente a elementos de sujeción que tienen una cabeza de perfil bajo en un extremo proximal del elemento de sujeción. Los elementos de sujeción según la invención asocian por compresión al menos una pieza de trabajo proximal que define un orificio proximal que tiene un primer diámetro y una pieza de trabajo distal que define un orificio distal que tiene un segundo diámetro en el que al menos una porción de un elemento de sujeción pasará a través de ambos orificios.
Los elementos de sujeción o conjuntos según la invención incluyen un cuerpo de alojamiento generalmente cilíndrico que tiene una porción de cabeza en un extremo proximal del mismo y una porción de vástago que se extiende distalmente desde el mismo, un diámetro de vástago externo, un diámetro de orificio primario interno y al menos dos ranuras sustancialmente longitudinales formadas en la porción de vástago que se extiende sustancialmente a lo largo de la porción de vástago, en el que el diámetro exterior de la porción de vástago es menor que cualquier diámetro del orificio de la pieza de trabajo. En muchos ejemplos, las dos ranuras longitudinales están en oposición, es decir, diametralmente opuestas. Además, varios ejemplos de elementos de sujeción o conjuntos incluyen tres o más ranuras, preferiblemente circunferencialmente equidistantes entre sí.
Muchas de las características anteriores se apreciarán más fácilmente cuando la misma se entienda mejor con referencia a la siguiente descripción detallada, considerada en conexión con los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
La presente descripción se entenderá mejor a partir de la siguiente descripción detallada leída a la vista de los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es un primer ejemplo de un elemento de sujeción de un solo lado extraíble en una vista lateral.
La figura 2 es una vista desde un extremo desde la vista de la cabeza de elemento de sujeción del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que se muestra en la figura 1.
La figura 3 es una vista en sección transversal del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que se muestra en la figura 1 con los pies de sujeción no acoplados.
La figura 4 es una vista lateral del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que se muestra en la figura 1 con los pies de sujeción no acoplados.
La figura 5 es una vista de la cabeza de elemento de sujeción del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que se muestra en la figura 4.
La figura 6 es una vista en sección transversal localizada del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que muestra el resorte comprimiéndose para empujar el collar y accionar la tuerca hacia adelante.
La figura 7 es una vista lateral del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que muestra el resorte comprimiéndose para empujar el collar y accionar la tuerca hacia adelante.
La figura 8 es una vista en sección transversal del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que se muestra en la figura 7.
La figura 9 es una vista lateral alternativa del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que muestra el resorte expandiéndose y manteniendo la tapa comprimida contra el collar.
La figura 10 es una vista en sección transversal del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que se muestra en la figura 9.
La figura 11 es una vista lateral del elemento de sujeción de un solo lado extraíble con los pies de sujeción acoplados. La figura 12 es una vista en sección transversal del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que se muestra en la figura 11.
La figura 13 es una vista lateral alternativa del elemento de sujeción de un solo lado extraíble con los pies de sujeción acoplados.
La figura 14 es una vista en sección transversal del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que se muestra en la figura 13.
La figura 15 es una vista lateral del elemento de sujeción de un solo lado extraíble con los pies de sujeción movidos a una posición máxima de un intervalo de acoplamiento a presión.
La figura 16 es una vista en sección transversal del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que se muestra en la figura 15.
La figura 17 es una vista lateral alternativa del elemento de sujeción de un solo lado extraíble con los pies de sujeción movidos a una posición máxima de un intervalo de acoplamiento a presión.
La figura 18 es una vista en sección transversal del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que se muestra en la figura 17.
La figura 19 es una vista lateral y una sección transversal del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que muestra los pies de sujeción antes del acoplamiento.
La figura 20 es una vista lateral y una sección transversal del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que muestra la punta de tornillo tocando y lista para expandir los pies de sujeción.
La figura 21 es una vista lateral y una sección transversal del elemento de sujeción de un solo lado extraíble que muestra los pies de sujeción expandidos.
La figura 22 es una vista lateral y una sección transversal del elemento de sujeción de un solo lado extraíble con los pies de sujeción en una posición máxima de un intervalo de acoplamiento a presión para un agarre de altura de pila ultrabaja.
La figura 23 es una vista isométrica del elemento de sujeción de un solo lado extraíble con los pies de sujeción en una posición máxima de un intervalo de acoplamiento a presión.
La figura 24 es una vista lateral del elemento de sujeción de un solo lado extraíble con pies de sujeción expandidos y listo para sujetar dos piezas de trabajo.
La figura 25 es una vista lateral del elemento de sujeción de un solo lado extraíble con dos piezas de trabajo sujetas entre sí.
La figura 26 es una vista isométrica localizada de la punta de tomillo y el cuerpo de collar antes de que se expandieran los pies de sujeción.
La figura 27 es una vista isométrica localizada de la punta de tornillo y el cuerpo de collar con los pies de sujeción expandidos.
La figura 28 es una vista lateral localizada de la punta de tornillo y el cuerpo de collar con los pies de sujeción expandidos.
La figura 29 es una vista isométrica localizada del cuerpo del elemento de sujeción y la tuerca de accionamiento.
La figura 30 es una vista desde un extremo del cuerpo del elemento de sujeción y la tuerca de accionamiento.
La figura 31 es una vista isométrica localizada del cuerpo del elemento de sujeción, el tornillo y la tuerca de accionamiento.
La figura 32 es una vista desde un extremo y una sección transversal de la cabeza del cuerpo del elemento de sujeción.
Se utilizan números de referencia iguales para designar piezas similares en el dibujo adjunto.
Mejor modo para realizar la(s) invención(es)
La descripción detallada proporcionada a continuación en relación con los dibujos adjuntos pretende ser una descripción de los presentes ejemplos y no pretende representar las únicas formas en las que se puede construir o utilizar el presente ejemplo. La descripción establece las funciones del ejemplo y la secuencia de etapas para construir y operar el ejemplo. Sin embargo, las mismas funciones y secuencias pueden lograrse mediante diferentes ejemplos.
El extremo terminal de cualquier línea conductora numérica en los diversos dibujos, cuando está asociado con cualquier estructura o proceso, referencia o punto de referencia descrito en esta sección, tiene como objetivo identificar y asociar de manera representativa dicha estructura o proceso, referencia o punto de referencia con respecto a la descripción escrita de dicho objeto o proceso. No se pretende, ni se debe inferir, delimitar o definir per se los límites del objeto o proceso al que se hace referencia, a menos que se indique específicamente como tal o que esté claramente claro en los dibujos y el contexto en el que se utilizan los términos. A menos que se indique específicamente como tal o que quede claramente claro en los diversos dibujos y el contexto en el que se utilizan los términos, a todas las palabras y ayudas visuales se les debe dar su significado comercial y/o científico común de acuerdo con el contexto de la divulgación en el presente documento.
Teniendo en cuenta lo anterior, se presenta la siguiente descripción para permitir que un experto en la técnica realice y utilice la invención reivindicada. Diversas modificaciones a los ejemplos descritos serán fácilmente evidentes para los expertos en la materia, y los principios genéricos aquí divulgados pueden aplicarse a otros ejemplos y aplicaciones de los mismos sin apartarse del alcance de la presente invención, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. Por lo tanto, la invención reivindicada no pretende ni debe limitarse a los ejemplos divulgados y/o descritos.
La invención de esta solicitud está dirigida a elementos de sujeción de un solo lado extraíbles que tienen un intervalo de agarre de altura de pila ultrabaja, y particularmente a elementos de sujeción que tienen una cabeza de perfil bajo en un extremo proximal del elemento de sujeción. Los elementos de sujeción según la invención asocian por compresión al menos una pieza de trabajo proximal que define un orificio proximal que tiene un primer diámetro y una pieza de trabajo distal que define un orificio distal que tiene un segundo diámetro en el que al menos una porción de un elemento de sujeción pasará a través de ambos orificios. Por convención, la pieza de trabajo adyacente a la cabeza del elemento de sujeción se denomina pieza de trabajo proximal y la pieza de trabajo adyacente al extremo de trabajo del elemento de sujeción se denomina pieza de trabajo distal. Además, el modo convencional de inserción es primero a través del orificio de pieza de trabajo proximal y último a través del orificio distal de la pieza de trabajo. Puede estar presente cualquier número de piezas de trabajo intermedias entre las piezas de trabajo proximal y distal para crear una pila.
Los elementos de sujeción o conjuntos según la invención incluyen un cuerpo de alojamiento generalmente cilíndrico que tiene una porción de cabeza en un extremo proximal del mismo y una porción de vástago que se extiende distalmente desde el mismo, un diámetro de vástago externo, un diámetro de orificio primario interno y al menos dos ranuras sustancialmente longitudinales formadas en la porción de vástago que se extiende sustancialmente a lo largo de la porción de vástago, en el que el diámetro exterior de la porción de vástago es menor que cualquier diámetro del orificio de la pieza de trabajo. En muchos ejemplos, las dos ranuras longitudinales están en oposición, es decir, diametralmente opuestas. Además, varios ejemplos de elementos de sujeción o conjuntos incluyen tres o más ranuras, preferiblemente circunferencialmente equidistantes entre sí.
Un tornillo roscado está insertado en el cuerpo de alojamiento. El tornillo tiene una porción de cabeza en un extremo proximal del mismo y una porción de diámetro reducido (que puede ser roscada o no roscada) en un extremo distal del mismo. La porción de cabeza está preferiblemente, pero no necesariamente, dimensionada para encajar en un hueco formado en la porción de cabeza del cuerpo de alojamiento y la longitud del tornillo es preferiblemente menor que la longitud del cuerpo de alojamiento de modo que cuando se ensamblan, ni la porción proximal ni la porción distal se extiende más allá de los extremos del cuerpo de alojamiento.
Una tuerca accionada está acoplada de manera giratoria al tornillo roscado, cuando se ensambla el elemento de sujeción. La tuerca accionada tiene una superficie exterior y una superficie interior. La superficie interior está adaptada para acoplarse de manera giratoria con el tornillo roscado. La tuerca accionada tiene una forma generalmente cilíndrica, pero está limitada de manera giratoria con respecto al cuerpo de alojamiento, cuando está asociada con el mismo, por una primera parte de unos medios antirrotación (“ARM”) presentes en una superficie exterior de la misma. Como se detallará más adelante, esta primera parte de los ARM actúa sobre una segunda parte de los ARM que forma parte del cuerpo de alojamiento.
Además de lo anterior, la tuerca accionada define al menos un par de orificios pasantes orientados radialmente que están adaptados para alinearse con las ranuras longitudinales del cuerpo de alojamiento, permitiendo así que los orificios pasantes queden expuestos al entorno exterior de la superficie exterior del alojamiento del cuerpo de collar.
Un cuerpo de collar está unido operativamente a la tuerca accionada. El cuerpo de collar incluye una parte de un cuerpo de collar que tiene un eje central y al menos un primer par de patas de cuerpo de collar que convergen hacia el eje central cuando está en un estado nominal. Cada pata, a su vez, tiene una porción o punta que se extiende generalmente radialmente desde el eje del cuerpo de collar cuando las patas están en un estado axialmente congruente. Cada punta tiene el tamaño para pasar a través del orificio pasante de una tuerca, desde el interior de la tuerca hacia el exterior. Por lo tanto, una porción de las patas de cuerpo de collar también está dimensionada para encajar en el interior de la tuerca accionada.
En un estado ensamblado, la porción distal de diámetro reducido del tornillo ocupa el espacio entre las patas convergentes de manera que el diámetro exterior máximo de las puntas es igual o menor que el diámetro exterior de la tuerca accionada cuando se mide en un par de orificios pasantes. Cuando la tuerca se desliza hacia arriba (hacia el extremo proximal del) tornillo, la porción roscada de mayor diámetro del tornillo se introduce en el espacio entre las patas convergentes para provocar un mayor desplazamiento entre ellas, por lo que el diámetro exterior máximo de las puntas es mayor que el diámetro exterior de la tuerca accionada cuando se mide en un par de orificios pasantes. Preferiblemente, este diámetro exterior máximo también es mayor que el diámetro del orificio de pieza de trabajo distal durante la asociación por compresión de todas las piezas de trabajo.
Debido a que en muchos ejemplos las ranuras sustancialmente longitudinales formadas en el cuerpo de alojamiento se extienden hasta el extremo distal del mismo, preferiblemente se ubica una tapa u otro elemento de terminación en el extremo distal del cuerpo de alojamiento para evitar la pérdida involuntaria del cuerpo de collar cuando el elemento de sujeción está un estado ensamblado.
Además, debido a que el tornillo puede incorporar una porción no roscada de diámetro reducido en un extremo distal del mismo, es posible que la tuerca accionada se desacople del tornillo cuando la tuerca desciende (hacia el extremo distal de) al tornillo. Para abordar este posible problema, se presenta un elemento de empuje entre el cuerpo de alojamiento (que incluye la tapa si está presente) y la tuerca accionada. En muchos ejemplos, el elemento de empuje, que puede ser un resorte de compresión, está en contacto de compresión con el cuerpo de collar, que a su vez está en contacto de compresión con la tuerca accionada, preferiblemente a través de la interacción entre las puntas de cuerpo de collar y la tuerca accionada a través de orificios.
Los componentes seleccionados que se encuentran en elementos de sujeción de un solo lado extraíbles ensamblados que tienen un intervalo de agarre de altura de pila ultrabaja incluyen cuerpos de alojamiento, cuerpos de collar y tuercas accionadas.
Como se describió anteriormente, los cuerpos de alojamiento tienen una forma generalmente cilíndrica e incluyen un diámetro exterior, un diámetro interior y al menos dos ranuras sustancialmente longitudinales formadas en ellos, preferiblemente opuestas entre sí y que se extienden sustancialmente a lo largo de la longitud del cuerpo de alojamiento desde un extremo proximal del mismo a un extremo distal del mismo. Las ranuras crean caras seccionales expuestas en el cuerpo de alojamiento, que forman una parte de unos ARM de dos partes con respecto a una de la tuerca accionada o el cuerpo de collar (y preferiblemente la tuerca accionada). Esta forma de unos ARM se denomina en el presente documento unos ARM seccionales. Si se pretende un intervalo de trabajo máximo del elemento de sujeción, es deseable que las ranuras (y por lo tanto las caras seccionales resultantes) se extiendan sustancialmente a lo largo de toda la longitud del cuerpo de alojamiento.
Cabe señalar, sin embargo, que no es necesario que el brazo del cuerpo de carcasa esté ubicado exclusivamente en las caras seccionales expuestas del cuerpo de carcasa; los medios alternativos o adicionales para modular la rotación relativa de la tuerca accionada al cuerpo de alojamiento incluyen el uso de un perfil de sección transversal no circular para la superficie interior del cuerpo del alojamiento (denominado en el presente documento ARM de superficie).
Para facilitar el montaje del elemento de sujeción y la introducción del cuerpo de collar en el cuerpo de alojamiento, el extremo distal del mismo puede estar abierto. De esta manera, el cuerpo de collar y el elemento de empuje opcional, tal como el resorte de compresión, pueden introducirse en el cuerpo de alojamiento, donde después el conjunto puede ser permanente (por ejemplo, estampado, adherido, soldado, etc.) o semipermanente (por ejemplo, atornillado) cerrado con una tapa terminal.
Dependiendo de las aplicaciones, el extremo proximal del cuerpo de alojamiento puede tener una cabeza biselada para encajar dentro de un rebaje biselado formado en la pieza de trabajo proximal. Por lo tanto, se puede crear un elemento de sujeción temporal de perfil ultrabajo o de cabeza al ras. Además, la cabeza biselada puede tener un orificio cilíndrico convencional formado en su interior para recibir una cabeza de tornillo de cabeza cilíndrica convencional. Para evitar la rotación del cuerpo de alojamiento durante las operaciones de sujeción, se pueden formar una o más interfaces de herramienta en la cabeza biselada para recibir una herramienta que evitará la rotación involuntaria del cuerpo de alojamiento.
Con respecto a los métodos para usar elementos de sujeción temporales según la invención, dichos métodos incluyen asegurar que las porciones de contacto de tornillo con las patas de cuerpo de collar estén en la porción de diámetro reducido del tornillo de modo que las puntas estén en una posición retraída; insertar el extremo distal del elemento de sujeción a través de todos los orificios de la pieza de trabajo; girar el tornillo de modo que se haga que la tuerca accionada se traslade hacia el extremo proximal del elemento de sujeción, por lo que las patas de cuerpo de collar se desplazan radialmente, provocando que las puntas de cuerpo de collar pasen a una posición extendida; y continuar haciendo que la tuerca accionada se traslade hacia el extremo proximal del elemento de sujeción hasta que se haga contacto de compresión entre las puntas de cuerpo de collar y la pieza de trabajo distal.
Para los fines de esta patente, los términos “área”, “límite”, “parte”, “porción”, “superficie”, “zona” y sus sinónimos, equivalentes y formas plurales, como pueden usarse en este documento y a modo de ejemplo, para proporcionar referencias descriptivas o puntos de referencia con respecto al artículo y/o proceso que se describe. Estos y términos similares o equivalentes no pretenden, ni deben inferirse, delimitar o definir elementos per se del artículo y/o proceso al que se hace referencia, a menos que se indique específicamente como tal o que se vea claramente claro en los diversos dibujos y/o el contexto en el que se utilizan los términos.
Las figuras 1 a 3 muestran un ejemplo de un elemento de sujeción de un solo lado extraíble 100 en varias vistas. Específicamente, la figura 1 es una vista lateral de un cuerpo de collar; la figura 2 es una vista desde un extremo desde la cabeza del elemento de sujeción; y la figura 3 es una vista en sección transversal.
El elemento de sujeción de un solo lado extraíble 100 incluye un cuerpo de elemento de sujeción 110, un tornillo 120, una tuerca de accionamiento 130, un collar 140, un bloque 150, un resorte 160 y una tapa 170. El cuerpo de elemento de sujeción 110 es un cuerpo de alojamiento generalmente cilíndrico que tiene una porción de cabeza de alojamiento 112 en un extremo proximal del mismo y una porción de vástago 114 que se extiende distalmente desde allí, un diámetro de vástago externo, un diámetro de orificio primario interno y al menos dos ranuras 115 sustancialmente longitudinales formadas en la porción de vástago que se extiende sustancialmente a lo largo de la porción de vástago. La porción de vástago 114 tiene un diámetro exterior menor que cualquier diámetro del orificio de la pieza de trabajo. En muchos ejemplos, las dos ranuras longitudinales están en oposición, es decir, diametralmente opuestas. Además, varios ejemplos de elementos de sujeción o conjuntos incluyen tres o más ranuras, preferiblemente circunferencialmente equidistantes entre sí.
El tornillo roscado 120 se inserta en el cuerpo de alojamiento de elemento de sujeción 110. El tornillo 120 tiene una porción de cabeza 122 en un extremo proximal del mismo y una punta 124 con una porción de diámetro reducido (que puede ser roscada o no roscada) en un extremo distal del mismo. La porción de cabeza 122 está preferiblemente, pero no necesariamente, dimensionada para encajar en un receso formado en la porción de cabeza de alojamiento 112 del cuerpo de alojamiento y la longitud del tornillo es preferiblemente menor que la longitud del cuerpo de alojamiento de modo que cuando se ensambla, ni la porción proximal ni la porción distal se extienden más allá de los extremos del cuerpo de alojamiento. En algunos ejemplos, la punta 124 tiene una sección de rampa 126 con el diámetro del tornillo disminuyendo gradualmente hasta el diámetro de la punta. En algunos ejemplos, la porción de cabeza 122 del tornillo roscado 120 está confinada de manera giratoria dentro de la porción de cabeza de alojamiento 112 mediante un anillo de bloqueo 113 (mostrado en la figura 25).
La tuerca accionada 130 está acoplada de manera giratoria al tornillo roscado 120, cuando se ensambla el elemento de sujeción. La tuerca accionada 130 tiene una superficie exterior y una superficie interior. La superficie interior está adaptada para acoplarse de manera giratoria con el tornillo roscado. La tuerca accionada tiene una forma generalmente cilíndrica, pero está restringida de manera giratoria con respecto al cuerpo de alojamiento 110, cuando está asociada con el mismo, por una primera parte de unos medios antirrotación (“ARM”) presentes en una superficie exterior del mismo. Como se detallará más adelante, esta primera parte de los ARM actúa sobre una segunda parte de los ARM que forma parte del cuerpo de alojamiento.
Además de lo anterior, la tuerca accionada 130 define al menos un par de orificios pasantes 132 orientados radialmente que están adaptados para alinearse con las ranuras longitudinales 115 del cuerpo de alojamiento, permitiendo así que los orificios pasantes queden expuestos al entorno exterior del cuerpo de collar que aloja la superficie exterior.
El cuerpo de collar 140 está vinculado operativamente a la tuerca accionada 130. El cuerpo de collar incluye una base de cuerpo de collar 141 que tiene un eje central y al menos un primer par de patas de cuerpo de collar 142 que convergen hacia el eje central cuando está en un estado nominal. Las patas de cuerpo de collar 142 definen una pluralidad de ranuras 144 del cuerpo de collar entre las patas. Cada pata, a su vez, tiene una porción extendida o punta 146, que se extiende generalmente radialmente desde el eje del cuerpo de collar cuando las patas están en un estado axialmente congruente. Cada punta 146 está dimensionada para pasar a través de una tuerca accionada a través del orificio 132, desde el interior de la tuerca hacia el exterior. Por lo tanto, una parte de las patas de cuerpo de collar 142 también están dimensionadas para encajar en el interior de la tuerca accionada.
En un estado ensamblado, la punta de tornillo 124 ocupa el espacio entre las patas convergentes 142 de manera que el diámetro exterior máximo de las puntas 146 es igual o menor que el diámetro exterior de la tuerca accionada cuando se mide en un par de orificios pasantes. La figura 3 muestra que la tuerca de accionamiento 130 y el tornillo 120 aún no están acoplados de forma roscada. El diámetro reducido de la punta de tornillo 124 permite que las patas cuerpo de collar 142 y las puntas 146 permanezcan convergentes. Cuando la tuerca se desliza hacia arriba (hacia el extremo proximal del) tornillo, la porción roscada de mayor diámetro del tornillo 120 se introduce en el espacio entre las patas convergentes para provocar un mayor desplazamiento entre ellas, por lo que el diámetro exterior máximo de las puntas 146 es mayor que el diámetro exterior de la tuerca accionada 130 cuando se mide en un par de orificios pasantes. Preferiblemente, este diámetro exterior máximo también es mayor que el diámetro del orificio de pieza de trabajo distal durante la asociación por compresión de todas las piezas de trabajo.
Debido a que en muchos ejemplos las ranuras sustancialmente longitudinales 115 formadas en el cuerpo de alojamiento 110 se extienden hasta el extremo distal del mismo, preferiblemente se ubica una tapa 170 u otro elemento de terminación en el extremo distal del cuerpo de alojamiento para evitar la pérdida involuntaria del cuerpo de collar cuando el elemento de sujeción está un estado ensamblado.
Además, debido a que el tornillo 120 puede incorporar una porción no roscada de diámetro reducido (la punta 124) en un extremo distal del mismo, es posible que la tuerca accionada 130 se desacople del tornillo cuando la tuerca se desliza hacia abajo (hacia el extremo distal de) al tornillo. Para abordar este posible problema, se presenta un elemento de empuje entre el cuerpo de alojamiento (que incluye la tapa si está presente) y la tuerca accionada. En muchos ejemplos, el elemento de empuje, que puede ser un resorte de compresión 160, está en contacto de compresión con el cuerpo de collar, que a su vez está en contacto de compresión con la tuerca accionada 130, preferiblemente a través de la interacción entre las puntas de cuerpo de collar y la tuerca accionada a través de orificios.
Los componentes seleccionados que se encuentran en elementos de sujeción de un solo lado extraíbles ensamblados que tienen un intervalo de agarre de altura de pila ultrabaja incluyen al menos cuerpos de alojamiento 110, cuerpos de collar 140 y tuercas accionadas 130.
Como se describió anteriormente, los cuerpos de alojamiento tienen una forma generalmente cilíndrica e incluyen un diámetro exterior, un diámetro interior y al menos dos ranuras sustancialmente longitudinales formadas en los mismos, preferiblemente opuestas entre sí y que se extienden sustancialmente a lo largo de la longitud del cuerpo de alojamiento desde un extremo proximal del mismo a un extremo distal del mismo. Las ranuras crean caras seccionales expuestas en el cuerpo de alojamiento, que forman una parte de unos ARM de dos partes con respecto a una de la tuerca accionada o el cuerpo de collar (y preferiblemente la tuerca accionada). Esta forma de unos ARM se denomina en el presente documento unos ARM seccionales. Si se pretende un intervalo de trabajo máximo del elemento de sujeción, es deseable que las ranuras (y por lo tanto las caras seccionales resultantes) se extiendan sustancialmente a lo largo de toda la longitud del cuerpo de alojamiento.
Cabe señalar, sin embargo, que no es necesario que el brazo del cuerpo de carcasa esté ubicado exclusivamente en las caras seccionales expuestas del cuerpo de carcasa; los medios alternativos o adicionales para modular la rotación relativa de la tuerca accionada al cuerpo de alojamiento incluyen el uso de un perfil de sección transversal no circular para la superficie interior del cuerpo del alojamiento (denominado en el presente documento ARM de superficie).
Las figuras 4-23 muestran un ejemplo de un elemento de sujeción de un solo lado extraíble 100 en varias vistas durante el proceso de sujeción.
Para facilitar el montaje del elemento de sujeción y la introducción del cuerpo de collar 140 en el cuerpo de alojamiento 110, el extremo distal del cuerpo de alojamiento 110 puede estar abierto inicialmente. De esta manera, el cuerpo de collar 140 y el elemento de empuje opcional 160, tal como el resorte de compresión, pueden introducirse en el cuerpo de alojamiento, donde después el conjunto puede quedar permanentemente (por ejemplo, estampado, adherido, soldado, pegado estructuralmente, etc.) o cerrado de forma semipermanente (por ejemplo, atornillado) con la tapa terminal 170.
Dependiendo de las aplicaciones, el extremo proximal del cuerpo de alojamiento puede tener una cabeza biselada para encajar dentro de un hueco biselado formado en la pieza de trabajo proximal 310 (que se muestra en las figuras 24-25). El cuerpo de alojamiento de elemento de sujeción se inserta a través de un orificio 312 de la pieza de trabajo proximal en la pieza 310 de trabajo proximal y un orificio 322 de la pieza de trabajo distal en la pieza 320 de trabajo distal. El orificio 312 de la pieza de trabajo proximal tiene un rebaje biselado de modo que la cabeza de alojamiento 112 quede al ras con la pieza de trabajo proximal 310 cuando finaliza el proceso de sujeción. Por lo tanto, se puede crear un elemento de sujeción temporal de perfil ultrabajo o de cabeza al ras. Además, la cabeza biselada puede tener un orificio cilíndrico convencional 113 formado en su interior para recibir una cabeza de tornillo de cabeza cilíndrica 122 convencional. Al girar la cabeza de tornillo 122 en lugar del alojamiento, se puede evitar la abrasión rotacional entre la parte de la cabeza de alojamiento 112 y la pieza de trabajo de proximidad. Para evitar la rotación del cuerpo de alojamiento durante las operaciones de sujeción, se pueden formar una o más interfaces de herramienta en la cabeza biselada para recibir una herramienta que evitará la rotación involuntaria del cuerpo de alojamiento.
Antes de que el tornillo 120 y la tuerca accionada 130 se enrosquen, el resorte de compresión 160 empuja (directamente o mediante un bloque 150) el cuerpo de collar 140 y, por lo tanto, las tuercas accionadas 130 contra la punta de tornillo 124. Tal compresión permite o facilita un acoplamiento de la rosca inicial entre las tuercas accionadas 130 y el tornillo 120. Una vez establecido el acoplamiento de la rosca, el tornillo 120 puede girarse girando una interfaz de accionamiento 123 en la cabeza del tornillo 122. Dado que la tuerca accionada 130 está restringida de manera giratoria con respecto al cuerpo de alojamiento 110, la tuerca accionada 130 se mueve longitudinalmente a lo largo de las ranuras longitudinales 115 del cuerpo de alojamiento hacia la porción de cabeza de alojamiento 112 cuando el tornillo 120 se gira más. Tal movimiento longitudinal de la tuerca accionada 130 también arrastrará el cuerpo de collar 140 para moverse hacia la porción de cabeza de alojamiento 112 y forzará a las patas de cuerpo de collar 142 a divergir hacia afuera (por el tornillo 120) para hacer sobresalir las puntas 146 fuera de la tuerca accionada a través orificios 132.
Con el cuerpo de collar 140 moviéndose longitudinalmente hacia la porción de cabeza de alojamiento 112, el resorte 160 comienza a expandirse y empuja el bloque 150 para tocar la punta de tornillo 124, que corresponde al momento en que el bloque 150 se desacopla del cuerpo de collar 140. En algunos ejemplos, incluso cuando el resorte 160 se expande hasta la posición en la que el bloque 150 toca la punta de tornillo 124, el resorte 160 todavía está en una etapa comprimida, aunque está menos comprimido, para mantener el bloque 150 en posición (como se muestra en la figura 15).
Cuando la tuerca accionada 130 se mueve longitudinalmente y comienza a tocar la porción de cabeza de alojamiento 112 (o la raíz de la porción de vástago 114), el cuerpo de collar 140 alcanza una posición máxima de un intervalo de acoplamiento a presión. La posición máxima se define como la posición móvil máxima del cuerpo de collar 140 comenzando desde la posición en la que la tuerca accionada 130 y el tornillo 120 apenas se acoplan de forma roscada. Por lo tanto, cuando el cuerpo de collar 140 alcanza la posición máxima, el elemento de sujeción 100 tiene en realidad una distancia mínima de acoplamiento a presión de apilado. Con una configuración tal que el cuerpo de collar 140 pueda moverse para tocar la parte 112 de la cabeza de alojamiento, el elemento de sujeción 100 puede usarse para sujetar piezas de trabajo con una altura de apilamiento ultrabaja.
Las figuras 24-25 muestran vistas laterales del elemento de sujeción de un solo lado extraíble con dos piezas de trabajo sujetas entre sí entre la cabeza del cuerpo de alojamiento 112 y las puntas sobresalientes 146. La porción de cabeza del cuerpo de alojamiento 112 puede ser una cabeza biselada para encajar dentro de un rebaje biselado formado en la pieza de trabajo proximal 310. Por lo tanto, se puede crear un perfil ultrabajo o un elemento de sujeción temporal con cabeza al ras. Además, la cabeza biselada puede tener un orificio cilíndrico convencional 113 (mostrado en la figura 29) formado en su interior para recibir una cabeza de tornillo de cabeza cilíndrica convencional 122. Al girar la cabeza de tornillo 122 en lugar del alojamiento, se puede evitar la abrasión rotacional entre la parte de la cabeza de alojamiento 112 y la pieza de trabajo de proximidad. Para evitar la rotación del cuerpo de alojamiento durante las operaciones de sujeción, se pueden formar una o más interfaces de herramienta en la cabeza biselada para recibir una herramienta que evitará la rotación involuntaria del cuerpo de alojamiento.
Las figuras 26-32 muestran varias vistas isométricas localizadas de componentes seleccionados para una mejor clarificación y vista funcional del elemento de sujeción. Específicamente, la figura 26 es una vista isométrica localizada de la punta de tornillo y el cuerpo de collar antes de que se expandieran los pies de sujeción. La figura 27 es una vista isométrica localizada de la punta de tornillo y el cuerpo de collar con los pies de sujeción expandidos. La figura 28 es una vista lateral localizada de la punta de tornillo y el cuerpo de collar con los pies de sujeción expandidos. La figura 29 es una vista isométrica localizada del cuerpo del elemento de sujeción y la tuerca de accionamiento. La figura 30 es una vista desde un extremo del cuerpo del elemento de sujeción y la tuerca de accionamiento. La figura 31 es una vista isométrica localizada del cuerpo del elemento de sujeción, el tornillo y la tuerca de accionamiento. La figura 32 es una vista desde un extremo y una sección transversal de la cabeza del cuerpo del elemento de sujeción.
En algunos ejemplos, el tornillo roscado 120 puede acoplarse directamente al cuerpo de collar 140. Por ejemplo, la base de cuerpo de collar 141 puede estar roscada para acoplarse al tornillo roscado 120. El cuerpo de collar 140 puede estar dispuesto en una dirección opuesta como se describe en los ejemplos antes mencionados, con la base de cuerpo de collar 141 orientada hacia el tornillo roscado 120. Las patas de cuerpo de collar 142 y las puntas 146 de la parte extendida están acopladas a la tuerca de accionamiento 130 de manera similar a los ejemplos antes mencionados. Mediante tales configuraciones, la tuerca de accionamiento 130 puede no estar roscada ya que será arrastrada por el cuerpo de collar (más específicamente la punta) para moverse longitudinalmente hacia la cabeza de alojamiento 112.
Con respecto a los métodos para usar elementos de sujeción temporales según la invención, dichos métodos incluyen asegurar que las porciones de contacto de tornillo con las patas de cuerpo de collar estén en la porción de diámetro reducido del tornillo de modo que las puntas estén en una posición retraída; insertar el extremo distal del elemento de sujeción a través de todos los orificios de la pieza de trabajo; girar el tornillo de modo que se haga que la tuerca accionada se traslade hacia el extremo proximal del elemento de sujeción, por lo que las patas de cuerpo de collar se desplazan radialmente, provocando que las puntas de cuerpo de collar pasen a una posición extendida; y continuar haciendo que la tuerca accionada se traslade hacia el extremo proximal del elemento de sujeción hasta que se haga contacto de compresión entre las puntas de cuerpo de collar y la pieza de trabajo distal.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    Elemento de sujeción (100) que comprende:
    un cuerpo de alojamiento (110) que tiene una porción de cabeza de alojamiento (112) y una porción de vástago (114) que se extiende desde la porción de cabeza de alojamiento (112), formando la porción de vástago (114) al menos dos ranuras longitudinales (115);
    un tornillo roscado (120) insertado en el cuerpo de alojamiento (110), teniendo el tornillo roscado (120) una porción de cabeza (122) confinada de manera giratoria dentro de la porción de cabeza de alojamiento (112);
    una tuerca de accionamiento (130) acoplada de manera giratoria al tornillo roscado (120) y restringida de manera giratoria con respecto al cuerpo de alojamiento (110); y
    un cuerpo de collar (140) vinculado operativamente a la tuerca accionada (130), comprendiendo el cuerpo de collar (140) una base de cuerpo de collar (141) que tiene un eje central y al menos un par de patas de cuerpo de collar (142) que convergen hacia el eje central, teniendo cada pata de cuerpo de collar (140) una punta (146) que se extiende radialmente hacia afuera mediante el tornillo roscado (120) cuando el tornillo roscado (120) se acopla de forma roscada a la tuerca de accionamiento (130) y gira para provocar que la tuerca de accionamiento (130) se mueva longitudinalmente hacia la porción de cabeza de alojamiento (112), siendo la punta extendida radialmente (146) adecuada para comprimir piezas de trabajo (310, 320) contra la porción de cabeza de alojamiento (112) para su sujeción,
    caracterizado porque
    el tornillo roscado (120) comprende una punta de tornillo (124) con un diámetro reducido con respecto al tornillo roscado (120).
    Elemento de sujeción (100) según la reivindicación 1, en el que el elemento de sujeción (100) comprende además un resorte (160) en contacto de compresión con el cuerpo de collar (140) para facilitar el acoplamiento de la rosca entre la tuerca de accionamiento (130) y el tornillo roscado (120), y en el que opcionalmente el resorte (160) comprime el cuerpo de collar (140) a través de un bloque (150) y/o en el que opcionalmente el resorte (160) está confinado por una tapa de extremo (170) ubicada en un extremo distal de la porción de vástago (114).
    Elemento de sujeción (100) según la reivindicación 1 ó 2, en el que la tuerca de accionamiento (130) comprende al menos un par de orificios pasantes (132) orientados radialmente alineados con las ranuras longitudinales (115) del cuerpo de alojamiento y en el que, opcionalmente, la punta (146) está dimensionada para pasar a través del orificio pasante cuando la pata de cuerpo de collar (142) se extiende radialmente hacia afuera.
    Elemento de sujeción (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la punta de tornillo (124) comprende además una sección de rampa (126) con un diámetro de rampa que disminuye gradualmente hasta el diámetro reducido y/o en el que la punta de tornillo (124) está dimensionada para encajar en las patas de cuerpo de collar (142) antes de que las patas de cuerpo de collar (142) se expandan radialmente hacia afuera.
    Método para sujetar una pieza de trabajo proximal (310) y una pieza de trabajo distal (320) entre sí, comprendiendo el método:
    insertar un cuerpo de alojamiento de elemento de sujeción (110) a través de un orificio de pieza de trabajo proximal (312) en la pieza de trabajo proximal (310) y un orificio de pieza de trabajo distal (322) en la pieza de trabajo distal (320), teniendo el cuerpo de alojamiento de elemento de sujeción (110) una porción de cabeza de alojamiento (112) más grande que el orificio de pieza de trabajo proximal (312);
    disponer un tornillo roscado (120) dentro del cuerpo de alojamiento de elemento de sujeción (110), teniendo la porción de cabeza (122) del tornillo roscado (120) una interfaz de accionamiento para permitir la rotación del tornillo roscado (120), en el que el tornillo roscado (120) comprende una punta de tornillo (124) con un diámetro reducido con respecto al tornillo roscado (120);
    acoplar de forma roscada una tuerca de accionamiento (130) al tornillo roscado (120) para el movimiento longitudinal de la tuerca de accionamiento (130) y un cuerpo de collar acoplado (140) hacia la porción de cabeza de alojamiento (112), estando la tuerca de accionamiento (130) restringida de manera giratoria con respecto al cuerpo de alojamiento (110), comprendiendo el cuerpo de collar (140) una base de cuerpo de collar (141) y al menos un par de patas de cuerpo de collar (142) empujadas para converger radialmente, teniendo cada pata del cuerpo de collar (140) una punta (146) que sobresale radialmente hacia afuera más allá del orificio de pieza de trabajo distal (322) mediante el tornillo roscado (120), comprimiendo la punta sobresaliente (146) y la porción de cabeza de alojamiento (112) la pieza de trabajo distal (320) y la pieza de trabajo proximal (310) entre sí cuando el cuerpo de collar (140) se mueve hacia la porción de cabeza de alojamiento (112).
    6. Método según la reivindicación 5, en el que la interfaz de accionamiento está confinada de forma giratoria dentro de la porción de cabeza de alojamiento (112).
    7. Método según la reivindicación 5 ó 6, en el que el tornillo roscado (120) comprende una punta de tornillo (124) con un diámetro reducido con respecto al tornillo roscado (120).
    8. Método según la reivindicación 7, en el que la punta de tornillo (124) comprende además una sección de rampa (126) con un diámetro de rampa que disminuye gradualmente hasta el diámetro reducido.
    9. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el que la punta de tornillo (124) está dimensionada para encajar en las patas de cuerpo de collar (142) antes de que las patas de cuerpo de collar (142) se expandan radialmente hacia afuera.
    10. Método según la reivindicación 9, en el que el cuerpo de collar (140) se acopla a la tuerca de accionamiento (130) disponiendo cada punta (146) de las patas de cuerpo de collar (142) a través de un orificio pasante orientado radialmente colocado en la tuerca de accionamiento (130).
    11. Método según la reivindicación 7, en el que la tuerca de accionamiento (130) está en contacto de compresión con el tornillo roscado (120) mediante un resorte (160) para facilitar el acoplamiento de la rosca entre la tuerca de accionamiento (130) y el tornillo roscado (120).
    12. Método según la reivindicación 11, en el que el resorte (160) está confinado por una tapa de extremo (170) ubicada en un extremo distal del cuerpo de alojamiento de elemento de sujeción (110).
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