Elementos de fijación temporales de lado ciego de empuje, sistemas y métodos.

Un elemento de fijación de lado ciego de empuje (20) para asociar al menos dos piezas de trabajo,

cada una de las cuales define un agujero a través del que puede pasar al menos una porción distal del elemento de fijación, comprendiendo el elemento de fijación (20):

un cuerpo de pinza (30) que tiene una superficie externa (32) que define un diámetro externo, una superficie interna que define un diámetro interno, una porción distal que tiene un extremo distal (36) que define una primera abertura y una porción proximal que tiene un extremo proximal (44) que define una segunda abertura, en donde la porción distal comprende una pluralidad de dedos flexibles (38), cuyas porciones distales constituyen el extremo distal del cuerpo de pinza y definen al menos parcialmente la primera abertura, y comprende además unas porciones de agarre (40) que se extienden radialmente desde la superficie externa (32) del mismo;

una carcasa (50) generalmente cilíndrica que tiene una superficie externa (52) que define un diámetro externo, una superficie interna (54) que define un diámetro interno de una dimensión suficiente para admitir el cuerpo de pinza (30), una porción distal que incluye un extremo distal (58) que define una primera abertura y una porción proximal que incluye un extremo proximal (64) que define una segunda abertura, estando los dos extremos separados por una porción de cuerpo (56), en donde el extremo distal tiene una porción de diámetro interno (60) reducido y una porción de contacto (62b) con la pieza de trabajo;

un vástago (70) que tiene una superficie externa (72) que define un diámetro externo al menos una porción del cual está dimensionada para permitir la traslación del mismo dentro del cuerpo de pinza (30), un extremo distal (74) y un extremo proximal (78), estando los dos extremos separados por una porción de cuerpo;

un émbolo (130) que tiene una superficie externa (132) que define un diámetro externo, una superficie interna (134) que define un diámetro interno, un extremo distal (136) que define una primera abertura y un extremo proximal (150) que comprende una porción de cabeza (152), en donde una porción distal comprende una pluralidad de dedos (138), cuyas porciones distales definen al menos parcialmente la primera abertura y cuyas caras de sección lateral (140) definen una pluralidad de ranuras (142);

un elemento de alma (80) para unir el vástago (70) a la carcasa (50) no en el extremo distal (58) de la misma y definir una pluralidad de aberturas, al menos un número de las cuales se corresponden con los dedos de émbolo (138), para permitir al menos la traslación parcial de los dedos (138) a través de las mismas; y

un medio de empuje (160) dimensionado para alojarse en la carcasa (50) para resistir la traslación del cuerpo de pinza (30) en relación con la carcasa (50),

caracterizado por que en un estado montado, el cuerpo de pinza (30) puede trasladarse a lo largo de al menos una porción del vástago (70) y el extremo distal (136) del émbolo (130) está entre el elemento de alma (80) y el extremo proximal (44) del cuerpo (30) de pinza, y por lo que la traslación del émbolo (130) hacia el extremo distal (58) de la carcasa (50) supera el medio de empuje (160) y provoca la traslación del extremo proximal (44) del cuerpo de pinza hacia el extremo distal (58) de la carcasa (50).

Elementos de fijación temporales de lado ciego de empuje, sistemas y métodos Antecedentes de la invención

Los elementos de fijación temporales de lado ciego de empuje se usan, principalmente, para mantener al menos una pieza de trabajo, habitualmente un material de tipo panel, en coincidencia con otra pieza de trabajo, definiendo cada una al menos un agujero habitualmente alineado a través del que puede pasar, al menos parcialmente, el elemento de fijación. Una vez que las dos o más piezas de trabajo están alineadas y retenidas de este modo, pueden someterse al procesamiento de material subsiguiente, por ejemplo, soldadura, fijación permanente, etc. Ejemplos de entornos en los que tales elementos de fijación se usan habitualmente incluyen los sectores aeroespacial y automotriz.

Una forma habitual de tales elementos de fijación es el elemento de fijación "Cleco", un ejemplo del cual puede encontrarse en el documento US 4537542. En tales elementos de fijación, un saliente central estático anclado a las porciones de pared opuestas de la carcasa del elemento de fijación separa un par de patas que se trasladan axialmente alrededor del saliente en la región de trabajo del elemento de fijación. La depresión de un émbolo hace que las patas se trasladen a lo largo del saliente hasta que los extremos distales de las mismas salvan el saliente, permitiendo de este modo que esas porciones de las patas se hundan unas hacia otras, modificando de manera eficaz el diámetro externo de los extremos distales. Un resorte se conecta con el émbolo y la carcasa para resistir la depresión del émbolo; las patas se unen al émbolo y, por lo tanto, adoptan un estado de sujeción como un estado nominal cuando se permite que el resorte se extienda por completo dentro de los límites de su recinto.

Aunque este estilo de elemento de fijación puede ser adecuado en determinadas situaciones, por ejemplo, el procesamiento de materiales de baja tolerancia, las patas son, en el mejor de los casos, solo parcialmente semiesféricas, por lo que no logra abordar los problemas del juego lateral entre las piezas de trabajo cuando se mantienen en compresión entre sí por el elemento de fijación. Además, tales elementos de fijación son más propensos a reaccionar negativamente a la rotación de la pieza de trabajo dada la inclusión de tres o más elementos que no están unidos mecánicamente entre sí (hay una "flotación" intencional entre todos los componentes para permitir la traslación de las patas en relación con el saliente, pero esta flotación está sometida a muy poca restricción en el plano del saliente).

Sumario de la invención

La invención se refiere a elementos de fijación de lado ciego de empuje para sujetar temporalmente entre sí al menos dos piezas de trabajo que definen, cada una de las mismas, una abertura, perforación, agujero u orificio (en lo sucesivo en el presente documento colectivamente "agujero", a menos que se especifique lo contrario) a través del que puede pasar al menos una porción del elemento de fijación. La invención también se refiere a métodos para hacer y usar las realizaciones del elemento de fijación. El uso de las realizaciones del elemento de fijación de la invención permite la asociación temporal pero segura de al menos dos piezas de trabajo, en el que un elemento de empuje dentro del elemento de fijación hace que se forme una fuerza de sujeción entre las porciones o extremos distales de dos elementos del elemento de fijación, cada uno de los cuales se acopla por compresión con una pieza de trabajo.

Una primera serie de realizaciones del elemento de fijación de acuerdo con la invención comprende una carcasa alargada y hueca para alojar sustancialmente un cuerpo de pinza generalmente cilindrico y un medio de empuje, y alojar al menos parcialmente un vástago central que tiene un extremo proximal unido a una porción proximal de la carcasa por un elemento de alma, y comprende además un émbolo para superar temporalmente un empuje de sujeción inherente, permitiendo de este modo la inserción de un elemento de fijación en los agujeros de las piezas de trabajo, en el que se forma el émbolo para pasar de manera sustancialmente traslacional a través del elemento de alma. A través del uso de un cuerpo de pinza generalmente cilindrico, puede lograrse un alto nivel de alineación de piezas de trabajo enchavetadas en los agujeros u orificios, dando como resultado en muchos casos un huelgo total entre el cuerpo de pinza del elemento de fijación y el agujero u orificio de la pieza de trabajo de menos de ,254 mm en cualquier dirección radial.

Una segunda serie de realizaciones del elemento de fijación de acuerdo la invención comprende una carcasa alargada y hueca para alojar sustancialmente una pluralidad de patas de sujeción y un medio de empuje, y para alojar al menos parcialmente un vástago central que tiene un extremo proximal unido a una porción proximal de la carcasa por un elemento de alma, y comprende además un émbolo para superar temporalmente un empuje de sujeción inherente, permitiendo de este modo la inserción de un elemento de fijación en los agujeros de las piezas de trabajo, en el que se forma el émbolo para pasar de manera sustancialmente traslacional a través del elemento de alma.

El cuerpo de pinza de la primera serie de realizaciones del elemento de fijación de la invención es similar en construcción y función a los desvelados en el documento WO 3/69971 (solicitud número PCT/US3/2925), cuya

divulgación se incorpora en el presente documento. En resumen, un cuerpo de pinza de acuerdo con las realizaciones del elemento de fijación de la invención incluye un eje y comprende una superficie externa que define un diámetro externo, una superficie interna que define un diámetro interno, una porción distal que tiene un extremo distal que define una primera abertura y una porción proximal que tiene un extremo proximal que define una segunda abertura, en el que la porción distal comprende una pluralidad de dedos flexibles, cuyas porciones distales constituyen el extremo distal del cuerpo de pinza y definen al menos parcialmente la primera abertura, y comprende además unas porciones de agarre que se extienden radialmente desde la superficie externa del mismo.

Con respecto a la pluralidad de dedos flexibles, muchas realizaciones de la invención tienen dedos con un empuje que converge radialmente, por lo que las porciones distales de los dedos convergen radialmente para establecer un diámetro de superficie interna reducido en el extremo distal del cuerpo de pinza (una forma ahusada). Como se describirá en más detalle a continuación, este diámetro de superficie interna reducido es menor que el diámetro de superficie externa de un vástago central.

Las porciones de agarre del cuerpo de pinza referenciadas antes incluyen una cara delantera y una cara trasera, constituyendo esta última una superficie reactiva para contactar por compresión con la cara de una pieza de trabajo, y son sustancialmente ortogonales al eje del cuerpo de pinza. La convergencia de cada cara delantera y cara trasera define un borde o porción periférica que representa el diámetro máximo del cuerpo de pinza en las mismas cuando se considera en vista de cualquier otra porción de agarre y cuando el cuerpo pinza tiene una forma generalmente cilindrica (no ahusada).

Cabe señalar que cuando los dedos del cuerpo de pinza están en un estado de convergencia radial, el máximo diámetro de superficie externa en sus porciones de agarre es menor que cualquier diámetro de una porción de trabajo del cuerpo de pinza (como se usa en el presente documento, la porción de trabajo del cuerpo de pinza es la porción del cuerpo de pinza que puede alojarse dentro o fuera de la carcasa durante el funcionamiento de una realización del elemento de fijación, es decir, el cebador del cuerpo de pinza). Al establecer este límite para el diámetro de superficie externa, el extremo distal del cuerpo de pinza será capaz de atravesar cada agujero de la pieza de trabajo con el fin de que las porciones de agarre alcancen una superficie reactiva de pieza de trabajo opuesta. Como se describirá en más detalle a continuación, esta limitación también facilita la fabricación de determinadas realizaciones de la invención.

La carcasa generalmente cilindrica funciona como un alojamiento para al menos parte de todos los elementos que comprenden las realizaciones del elemento de fijación de la invención, y abarca principalmente el medio de empuje y la mayor parte del cuerpo de pinza durante un estado nominal. La carcasa incluye una superficie externa que define un diámetro externo, una superficie interna que define un diámetro interno de una dimensión suficiente para admitir el cuerpo de pinza,... [Seguir leyendo]

1. Un elemento de fijación de lado ciego de empuje (2) para asociar al menos dos piezas de trabajo, cada una de las cuales define un agujero a través del que puede pasar al menos una porción distal del elemento de fijación, comprendiendo el elemento de fijación (2):

un cuerpo de pinza (3) que tiene una superficie externa (32) que define un diámetro externo, una superficie interna que define un diámetro interno, una porción distal que tiene un extremo distal (36) que define una primera abertura y una porción proximal que tiene un extremo proximal (44) que define una segunda abertura, en donde la porción distal comprende una pluralidad de dedos flexibles (38), cuyas porciones distales constituyen el extremo distal del cuerpo de pinza y definen al menos parcialmente la primera abertura, y comprende además unas porciones de agarre (4) que se extienden radialmente desde la superficie externa (32) del mismo; una carcasa (5) generalmente cilindrica que tiene una superficie externa (52) que define un diámetro externo, una superficie interna (54) que define un diámetro interno de una dimensión suficiente para admitir el cuerpo de pinza (3), una porción distal que incluye un extremo distal (58) que define una primera abertura y una porción proximal que incluye un extremo proximal (64) que define una segunda abertura, estando los dos extremos separados por una porción de cuerpo (56), en donde el extremo distal tiene una porción de diámetro interno (6) reducido y una porción de contacto (62b) con la pieza de trabajo;

un vástago (7) que tiene una superficie externa (72) que define un diámetro externo al menos una porción del cual está dimensionada para permitir la traslación del mismo dentro del cuerpo de pinza (3), un extremo distal (74) y un extremo proximal (78), estando los dos extremos separados por una porción de cuerpo; un émbolo (13) que tiene una superficie externa (132) que define un diámetro externo, una superficie interna (134) que define un diámetro interno, un extremo distal (136) que define una primera abertura y un extremo proximal (15) que comprende una porción de cabeza (152), en donde una porción distal comprende una pluralidad de dedos (138), cuyas porciones distales definen al menos parcialmente la primera abertura y cuyas caras de sección lateral (14) definen una pluralidad de ranuras (142);

un elemento de alma (8) para unir el vástago (7) a la carcasa (5) no en el extremo distal (58) de la misma y definir una pluralidad de aberturas, al menos un número de las cuales se corresponden con los dedos de émbolo (138), para permitir al menos la traslación parcial de los dedos (138) a través de las mismas; y un medio de empuje (16) dimensionado para alojarse en la carcasa (5) para resistir la traslación del cuerpo de pinza (3) en relación con la carcasa (5),

caracterizado por que en un estado montado, el cuerpo de pinza (3) puede trasladarse a lo largo de al menos una porción del vástago (7) y el extremo distal (136) del émbolo (13) está entre el elemento de alma (8) y el extremo proximal (44) del cuerpo (3) de pinza, y por lo que la traslación del émbolo (13) hacia el extremo distal (58) de la carcasa (5) supera el medio de empuje (16) y provoca la traslación del extremo proximal (44) del cuerpo de pinza hacia el extremo distal (58) de la carcasa (5).

2. El elemento de fijación de la reivindicación 1 en el que el elemento de alma (8) está colocado en el extremo proximal (64) de la carcasa (5) y une el extremo proximal (64) de la carcasa (5) al extremo proximal (78) del vástago (7).

3. El elemento de fijación de la reivindicación 1 en el que el medio de empuje (16) une mecánicamente el extremo distal (58) de la carcasa (5) con el extremo proximal (44) del cuerpo de pinza (3).

4. El elemento de fijación de la reivindicación 1 en el que al menos uno de entre el cuerpo de pinza (3) y el medio de empuje (16) está restringido axialmente por la porción de diámetro reducido (6) de la carcasa (5).

5. El elemento de fijación de la reivindicación 4 en el que la porción de diámetro reducido (6) comprende un asiento (62a) interno para recibir el extremo distal (162) del medio de empuje (16).

6. El elemento de fijación de la reivindicación 1 en el que al menos un dedo de émbolo (138) comprende una porción de soporte o cara proximal (148b), y la separación de los dedos de émbolo (138) de la carcasa (5) se evita mediante una porción de diámetro reducido (12) asociada con la carcasa (5), dimensionada para apoyarse en al menos una porción de soporte o cara proximal (148b).

7. El elemento de fijación de la reivindicación 6 en el que la porción de diámetro reducido (12) comprende un anillo de bloqueo.

8. El elemento de fijación de la reivindicación 1 en el que el movimiento axial del elemento de alma (8) y los dedos de émbolo (138) están restringidos por una porción de diámetro reducido (12) común asociada con la carcasa (5).

9. El elemento de fijación de la reivindicación 8 en el que sustanclalmente todo el movimiento axial del elemento de alma (8) está restringido por la porción de diámetro reducido (12) común asociada con la carcasa (5) presente en el extremo proximal (64) de la misma y por una porción de diámetro reducido (68) de la carcasa (5) presente en el extremo distal (58) de la misma.

1. El elemento de fijación de la reivindicación 1 en el que el vástago (7) y el elemento de alma (8) forman un elemento unitario funcional.

11. El elemento de fijación de la reivindicación 1 en el que las superficies del brazo (9) que definen las aberturas 5 del elemento de alma (8) están en contacto deslizante con las superficies de sección (14) de los dedos de émbolo

durante el funcionamiento del elemento de fijación.

12. El elemento de fijación de la reivindicación 1 que comprende, además, un buje (1) dimensionado para recibir axialmente el vástago (7), en el que la superficie interna (134) del émbolo (13) está próxima a o en contacto con el

buje (1) y la superficie externa (138) del émbolo (13) está próxima a o en contacto con la superficie interna (54) de la carcasa (5) cuando el elemento de fijación (2) está en un estado montado.

13. El elemento de fijación de la reivindicación 12 en el que el buje (1) comprende una porción de contacto con el émbolo (16) y una porción de contacto con el cuerpo de pinza (14).

14. El elemento de fijación de la reivindicación 1 en el que el vástago (7) y el elemento de alma (8) forman un elemento unitario funcional, en el que el movimiento axial del elemento de alma (8) y los dedos de émbolo (138) están restringidos por una porción de diámetro reducido (12) común asociada con la carcasa (5), y en el que el elemento de fijación comprende además un buje (1) dimensionado para recibir axialmente el vástago (7) en

donde la superficie interna (134) del émbolo (13) está próxima a o en contacto con el buje (1) y la superficie externa (138) del émbolo (13) está próxima a o en contacto con la superficie interna (54) de la carcasa (5) cuando el elemento de fijación (2) está en un estado montado.

15. El elemento de fijación de cualquier reivindicación anterior en el que el vástago (7) se fija de manera 25 sustancialmente axial en relación con la carcasa (5).