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Patent Searching and Data


Title:
MECHANICAL CONNECTION SYSTEM BASED ON ASSEMBLED BOLTS FOR MOVABLE MECHANICAL DEVICES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/200367
Kind Code:
A1
Abstract:
Two-part pivoting coupling system, the bolt or pivot of which comprises three parts arranged in series: a top bolt (a), an intermediate bolt (b) and a base (c), with respective support surfaces (12, 3, 9) between which the parts to be joined are held. The three parts are coupled to one another, two by two, via a tongue-and-groove angle coupling of prism-shaped end sections (10, 1) and complementary internal recesses, and are axially held by the magnetic force of permanent magnets (7) housed therein. This structure allows a quick and easy assembly or disassembly of the joint.

Inventors:
VEGA MARTÍNEZ, Felipe (Camino Arenero No. 1101, Colonia El BajíoZapopa, Jalisco ., 45019, MX)
Application Number:
MX2016/000052
Publication Date:
November 23, 2017
Filing Date:
May 25, 2016
Export Citation:
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Assignee:
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE ZAPOPAN (Camino Arenero No. 1101, Colonia El BajíoZapopa, Jalisco ., 45019, MX)
International Classes:
F16C11/04; F16C11/02
Foreign References:
US20110010893A12011-01-20
US3264678A1966-08-09
US2615738A1952-10-28
US20040077259A12004-04-22
US5205667A1993-04-27
US4951350A1990-08-28
US2964341A1960-12-13
Attorney, Agent or Firm:
ARIAS ZAMBRANO, Federico Armando (Camino Arenero No. 1101, Colonia el BajíoZapopa, Jalisco ., 45019, MX)
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Claims:
Habiendo descrito suficientemente la invención, se reclama corno propiedad lo contenido en las siguientes cláusulas reivindicatorías ,

1. Un sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles, que comprende :

i. un perno superior (a), configurado con un soporte de perno superior (12) al cual se une un vástago del perno superior (11), dicho vástago (11) en el extremo opuesto al soporte del perno superior (12) cuenta con una sección prismática del perno superior (10), que tiene una cavidad de perno superior (13); el vástago del perno superior (11) se encuentra unido a un soporte de perno superior (12) ;

ii. al menos, un perno intermedio (b) que tiene un vástago (2) del perno intermedio, dicho vástago su parte superior tiene una sección prismática (1) del perno intermedio con una cavidad superior (4) del perno intermedio, el vástago del perno intermedio (2) se encuentra unido a un soporte de perno intermedio (3), el cual en su parte inferior cuenta con una cavidad inferior del perno intermedio (5) y un copie prismático del perno intermedio (6) en la parte interna del soporte del perno intermedio (3);

iii. una base de perno (b) , que cuenta con un copie prismático de la base de perno (8) y un soporte de base de perno (9); y,

iv. al menos, un imán (7) se alberga en la cavidad superior de perno intermedio (4), la cavidad inferior de perno intermedio (5) y la cavidad del perno superior (1 para unir el perno superior (a) , los pernos intermedios (b) y la base de perno (c) .

2. El sistema de unión de la reivindicación anterior, donde el perno superior (a), preferentemente es de un material no ferromagnético.

3. El sistema de unió de la reivindicación 1, donde el perno intermedio (b) , preferentemente es de un material no ferromagnético .

4. El sistema de unión de la reivindicación 1, donde la base de perno (c) , preferentemente es de material ferromagnético ,

5. El sistema de la reivindicación 1, donde la sección prismática del perno intermedio (1) y la sección prismática del perno superior (10), cuentan con una forma idéntica al copie prismático del perno intermedio (6) y al copie prismático de la base de perno ( 8 ) .

6. El sistema de las reivindicaciones anteriores, donde el perno intermedio (b) puede tener un sólo orificio en su interior, desde la sección prismática (1) del perno intermedio hasta el soporte del perno intermedio

1 sistema de la reivindicación 6, donde, al menos, n imán se introduce en el orificio interno del perno ntermedio (b) .

Description:
SISTEMA DE UNIÓN PIVOTANTE

La presente invención se relaciona con el campo técnico de la mecánica, los sistemas de sujeción,, los campos magnéticos, y los sistemas de construcción pedagógicos para el acercamiento a la ciencia, la tecnología y la ingeniería,, ya que aporta un sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles .

ANTECEDENTES DE LA 1N¥E CIÓH

Existen diversos sistemas de construcción a escala en el mercado, los cuales han sido creados inicialmente con el único propósito de ofrecer diversión, pero con el paso del tiempo, dichos sistemas de construcción han sido mejorados en sus diseños, estructuras e incluso su objetivo, el cual, se ha concentrado en la enseñanza.

Los sistemas de construcción a escala para la simulación de proyectos mecánicos y científicos han sido desarrollados y empleados en las aulas de clase para acercar de manera directa a los estudiantes a la aplicación de sistemas mecánicos y electrónicos, consiguiendo de esta manera fomentar las habilidades básicas para el desarrollo de la ingeniería .

Dados los objetivos de los sistemas de construcción educativos se han desarrollado diferentes marcas alrededor del mundo, buscando cada una de ellas destacar con los sistemas más completos y cercanos a la realidad » , pero hechos a escala.

Sin embargo, de todas las marcas disponibles en el mercado son pocas las que han buscado tener una cualidad disponible en sus productos, que es la facilidad y rapidez de ensamble y desensamble del sistema de construcción.

Se realizó una búsqueda técnica de patentes para sistemas de construcción de ensamble rápido y simplificado donde se encontró que se han desarrollado diferentes tipos de sistemas con ese fin, como se menciona en la publicación internacional WO2006EP4361 (A) , publicada el 10 de mayo de 2006, con el titulo "Seguro magnético" que describe un cierre magnético con una carcasa que tiene uno o más elementos de bloqueo, que tiene movimiento entre una posición de bloqueo y una posición abierta, y una conexión de aseguramiento entre el alojamiento y un vástago de base en la parte de la base. La carcasa comprende una abertura de inserción y el vástago de base está provisto de una ranura de bloqueo en el que los elementos de bloqueo se acoplan, asegurando de este modo la parte de la base en la carcasa. La parte de la base puede ser desbloqueado en la carcasa por medio de una llave, especialmente una llave magnética. Con el fin de evitar que el cierre magnético sea desbloqueado por un giro rápido, la conexión de aseguramiento y el vástago de base y la carcasa están configurados con un arreglo de estructuras rotatorias. Como podemos observar, el documento WO2006EP4361 (A) describe a una cerradura magnética, constituida por un pasador de bloque, el cual es comparable a un perno que cuenta con una sección circular y otra poligonal; es un mecanismo de bloqueo con una llave magnética para lograr la apertura y el cierre de la misma, donde, aun cuando el seguro magnético no requiere de herramientas adicionales para su operación, si requiere de una llave magnética para la apertura y cierre del seguro lo cual reduce la rapidez de ensamble y desensamble, además de que el perno ensamble es un objeto sin movimiento relativo entre sus partes.

Por otra parte, la solicitud de patente US20050155211 (Al), publicada el 21 de julio de 2005, de titulo "Sujetador de perno magnético", hace referencia a una herramienta para asegurar un perno en un agujero en una estructura ferrosa, impidiendo que gire o se salga del agujero cuando la tuerca se une o se retira del lado opuesto de la estructura. Esta herramienta también puede ser utilizada para mantener una tuerca roscada sobre dicho orificio, mientras que la parte roscada del perno se inserta a través del orificio desde el lado opuesto de la estructura y se inserta o se retira de la tuerca. La herramienta está conformada por un disco de metal o una placa con uno o más imanes adheridos permanentemente y que posee una muesca o rebaje de un tamaño y forma que se pueden acoplar a la parte del elemento de fijación (por ejemplo, la cabeza de un perno o la tuerca), sin embargo, cuenta con la desventaja de que se impide con ello la rotación y el movimiento de la parte del elemento de fijación, mientras que su parte de acoplamiento se une o se retira del lado opuesto de la estructura .

La publicación de la solicitud de modelo de utilidad CN201320756738 ü, el 25 de noviembre de 2013, de titulo "Perno de firme fuerza magnética para elevador" describe un modelo de utilidad para un ascensor con fuertes pernos magnéticos, tuercas y tornillos, y tuercas de la configuración del conector coaxial, la superficie de la tuerca es superficie en arco, la superficie inferior es plana. La tuerca, el tornillo y la superficie inferior de la superficie circunferencial exterior del tornillo está formado con un corte cuadrado de raíces cilindricas coaxiales, en medio de los cuatro lados de unos pilares cuadrados están formados con un rebaje circular en el hueco interior circular donde se instala el núcleo, en las dimensiones de la ranura central. Este perno se puede instalar de forma segura en el ascensor de piezas magnéticas, para impedir que caigan, es un método conveniente de instalación para uso en grandes alturas. El inconveniente con la invención descrita en el documento CN201320756738 U, es que aun cuando son barras se complementa por una unión mecánica que reduce la fricción de las partes en movimiento, pero no las elimina.

Por último, la solicitud de patente US1997939930 (A), publicada el 29 de septiembre de 1997, de título "Dispositivo para la unión de dos partes estructurales espaciadas" describe un dispositivo para sujetar dos piezas estructurales en una relación espaciada con respecto a la otra, que tiene un espaciador para llenar la distancia entre las dos piezas estructurales, el espaciador tiene una parte de soporte, que puede ser llevado a una posición fija para girar con respecto a la primera parte estructural y una parte de accionamiento giratorio que puede ser desplazado axialmente con respecto a la parte de soporte por la rotación, la parte de soporte y la parte de accionamiento giratorio descansa sobre una superficie de acoplamiento helicoidal que tiene una pendiente en la cuerda de un tornillo que, al ser atornillado en una abertura axial en la parte de accionamiento rotativo, lleva el último a lo largo de la rotación. La parte de soporte y la parte de accionamiento giratorio están magnéticamente unidos entre si; la parte de soporte y / o la parte de accionamiento giratorio es de material permanentemente magnético. Éste último documento describe un dispositivo para la unión de dos estructuras espaciadas, donde una pieza se fija en una estructura, y una segunda pieza permite el acoplamiento con la primera mediante un giro, facilitando asi la unión de las dos estructuras, cabe mencionar que las piezas son atraídas magnéticamente. Por naturaleza, los imanes son utilizados para acoplar componentes, pero dicho documento no describe que en su forma y estructura faciliten el movimiento de los mecanismos .

Como se puede observar en los documentos encontrados en la búsqueda técnica de patentes, los mecanismos impiden con la rotación y el movimiento de las partes que fijan, por lo cual no se puede obtener sistemas didácticos de aprendizaje e introducción a los dispositivos mecánicos, donde se pueda apreciar el movimiento libre de sus partes y, además, no son ensamblables con las manos, sino que se requiere de herramientas para su uso, lo que hace que exista una pérdida de tiempo en su armado. Es, por lo tanto, objeto de la presente invención, proporcionar un sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles, el cual resuelve los problemas antes mencionados.

BREVE DESCRIPCION? DE LAS FIGÜR¾S

Los detalles característicos de este novedoso sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles se muestran claramente en la siguiente descripción y en las figuras que se acompañan, así como una ilustración de aquella, y siguiendo los mismos signos de referencia para indicar las partes mostradas. Sin embargo, dichas figuras se muestran a manera de ejemplo y no deben de ser consideradas como limitativas para la presente invención.

La figura 1 rmaestra una vista frontal del perno intermedio del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles .

La figura 2 muestra un corte longitudinal de la vista frontal del perno intermedio del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles.

La figura 3 muestra una vista en perspectiva superior del perno intermedio del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles.

La figura 4 muestra una vista en perspectiva superior del perno intermedio con imán del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles, La figura 5 muestra una vista inferior del perno intermedio del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles .

La figura 6 muestra una vista superior del perno intermedio del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles ,

La figura 7 muestra una vista superior de la base de perno base del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles.

La figura 8 muestra una vista frontal de la base de perno del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles .

La figura 9 muestra una vista en perspectiva superior de la base de perno del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles.

La figura 10 muestra una vista en perspectiva inferior de la base de perno del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles.

La figura 11 muestra una vista frontal del perno superior del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles .

La figura 12 muestra una vista superior del perno superior del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles .

La figura 13 muestra una vista inferior del perno superior del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles .

La figura 14 muestra una vista en perspectiva superior del perno superior del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles.

La figura 15 muestra una vista en perspectiva superior del perno superior con el imán, del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositi os me c á nicos mó iles.

La figura 16 muestra una vista en perspectiva inferior del ensamble conformado por el perno intermedio, el perno superior y la base de perno del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles .

La figura 17 muestra una vista en perspectiva inferior de la explosión del ensamble conformado por el perno intermedio, el perno superior y la base de perno del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles, armado de una manivela en una bancada por medio del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles.

La figura 18 muestra un ejemplo para el armado de una manivela en una bancada por medio del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVE CIÓN

Para una mejor comprensión de la invención, a continuación, se enlistan las partes que componen sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles:

a) Perno superior

b) Perno intermedio

c) Base de perno

1. Sección prismática del perno intermedio

2. Vástago del perno intermedio

3. Soporte de perno intermedio

4. Cavidad superior de perno intermedio

5. Cavidad inferior de perno intermedio

6. Copie prismático de perno intermedio

7. I án

8. Copie prismático de la base de perno

9. Soporte de la base de perno

10. Sección prismática del perno superior

11. Vástago del perno superior

12. Soporte de perno superior

13. Cavidad de perno superior

14. Bancada

15. Manivela

16. Biela

17. Corredera

Con referencia a las figuras, el sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles está conformado por:

i. Un perno superior (a);

ii. al menos, un perno intermedio (b) ; y,

iii. Una base de perno (c) . Como se ilustra en las figuras 1 a 6 el perno intermedio (b) tiene un vástago (2) del perno intermedio, el cual en su parte superior tiene una sección prismática (1) del perno intermedio, dicha sección prismática tiene una cavidad superior (4) del perno intermedio. El vástago del perno intermedio (2) se encuentra unido a un soporte de perno intermedio (3), el cual en su parte inferior cuenta con una cavidad inferior del perno intermedio (5) y un copie prismático del perno intermedio (6) en la parte interna del soporte del perno intermedio (3) . El perno intermedio (b) , es preferentemente de material no ferromagnético .

Con referencia a las figuras 7 a 10, la base de perno (c) , es preferentemente de material ferromagnético y cuenta con un copie prismático de la base de perno (8) y un soporte de base de perno (9) .

Con referencia a las figuras 11 a 15, el perno superior (a) , es preferentemente de un material no ferromagnético, y está configurado con un soporte de perno superior (12), al cual se une un vástago del perno superior (11), dicho vástago (11) en el extremo opuesto al soporte del perno superior (12) cuenta con una sección prismática del perno superior (10), que tiene una cavidad de perno superior (13); el vástago del perno superior (11) se encuentra unido a un soporte de perno superior (12). El soporte de perno superior (12) , preferentemente es sólido de tal forma que, en la parte superior cuenta con un vástago del perno superior (11), el cual en su parte superior cuenta con una sección prismática del perno superior (10), que tiene una cavidad de perno superior (13); el vástago del perno superior (11) se encuentra unido a un soporte de perno superior (12), que, preferentemente es sólido.

La cavidad superior de perno intermedio (4), la cavidad inferior de perno intermedio (5) y la cavidad del perno superior (13) están configuradas para albergar,, al menos, un imán (7), que permite la unión entre el perno superior (a), los pernos intermedios (b) y la base de perno (c) , de una manera sencilla sin necesidad de herramientas especiales, permitiendo un libre movimiento al mecanismo ensamblado por medio del sistema de unión mecánico, de la presente invención.

El sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles, como se muestra en las figuras , presenta un conjunto de pernos que permiten el ensamble y aseguramiento de las piezas sin error de acoplamiento ya que la sección prismática del perno intermedio (1) y la sección prismática del perno superior (10), cuentan con una forma especifica e idéntica al copie prismático del perno intermedio (6} y ai copie prismático de la base de perno (8), donde, permitiendo con esto un ensamble preciso y fácil, evitando que exista movimiento entre las partes del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles; este ensamble es asegurado debido a que el material de la base de perno (c) es de material ferromagnético y la cavidad superior del perno intermedio (4) que se encuentra en la sección prismática del perno intermedio (1) tiene en su interior el imán (7), logrando el aseguramiento con la base de perno (c) por el magnetismo ejercido. Ξη cuanto al acoplamiento del perno intermedio (b) y el perno superior (a) se aplica el mismo principio de ensamble y aseguramiento, ya que tienen formas prismáticas idénticas para el ensamble y se aseguran por medio del magnetismo de imanes .

Una de las variantes de la presente invención es que el perno intermedio (b) tiene sólo un orificio en su interior, desde la sección prismática (1) del perno intermedio hasta el soporte del perno intermedio (3), permitiendo que sólo un imán sea introducido para permitir la unión del perno intermedio (b) con el perno superior (a) y la base de perno (c) .

Otra de las ventajas técnicas que tiene el sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles motivo de la presente invención, es que permite tener tiempos de ensamble y de desensamble casi iguales y sin necesidad de una herramienta especial, debido a que no cuenta con rosca ninguna de sus partes, ayudando a generar menor fricción entre las partes móviles que son ensambladas por medio del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles.

REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

El siguiente ejemplo ilustra una manera preferente ele cómo llevar a cabo la realización de la presente invención, por lo cual no debe ser considerado como limitativa de la mism . Ejemplo 1: Armado de una manivela en una bancada por medio del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles.

Una Manivela es una pieza con movimiento circular, el cual se puede aprovechar para muchas aplicaciones.

Sobre una bancada (14) se coloca la manivela (15), colocando el perno intermedio (b) entre dicha bancada y la manivela, con la finalidad de que la manivela (15) pueda tener su movimiento circular con la menor fricción posible, para asegurar que no se separen las piezas, el perno superior (a) pasa a través de un orificio que se encuentra en la parte frontal de la manivela (15), hasta que la sección prismática del perno superior (10), se introduzca e el copie prismático del perno intermedio (6) , quedando aseguradas ambas piezas gracias al imán (7) que se introduce en la cavidad inferior del perno intermedio (5) y en la cavidad del perno superior (13) ; el vástago del perno superior (11) queda en el orificio de la manivela (15) , permitiendo que ésta tenga libre movimiento; posteriormente la base de perno te) se coloca en la parte posterior de la bancada (14) de tal manera que la sección prismática del perno intermedio (1) pase por un orificio de la bancada (14), hasta que se introduzca en el copie prismático de la base de perno (8) y queden unidos gracias al imán (7) que se encuentra en la cavidad superior del perno intermedio (4), quedando de esta manera el vástago del perno intermedio (2) en el orificio de la bancada (14) y el soporte del perno intermedio (3) entre la bancada (14) y la manivela (15) sin afectar el movimiento giratorio de la manivela (15). El soporte de la base de perno (13) y el soporte del perno superior (12) quedan a la vista y es por medio de ellos que se pueden separar el mecanismo ejerciendo fuerza en direcciones contrarias con las manos, sin necesidad de una herramienta especial.

Ejemplo 2: Armado de un mecanismo conocido técnicamente como "BIELA MANIVELA" por medio del sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles, utilizando la manivela del ejemplo 1.

El mecanismo "BIELA MANIVELA" es capaz de transformar el movimiento circular en movimiento alternativo; dicho sistema está formado por un elemento giratorio denominado manivela (15) que va conectado con una barra rígida llamada biela (16) , de tal forma que al girar la manivela la biela se ve obligada a retroceder y avanzar, por medio de una guia o corredera (17),

Sobre la manivela (15), se coloca una biela (16), colocando el perno intermedio (b) entre ambas piezas, con la finalidad de que la manivela (15) pueda transferir su movimiento circular a la biela (16) y convertirlo en un movimiento lineal con la menor fricción posible, para asegurar que no se separen las piezas, el perno superior (a) pasa a través de un orificio que se encuentra en la parte frontal de la biela (16), hasta que la sección prismática del perno superior (10), se introduzca en el copie prismático del perno intermedio (6) , quedando aseguradas ambas piezas gracias al imán (7) que se introduce en la cavidad inferior del perno intermedio (5) y en la cavidad del perno superior (13) ; el vástago del perno superior (II) queda en el orificio de biela (16), permitiendo que ésta tenga libre movimiento; posteriormente la base de perno (c) se coloca en la parte posterior de la manivela (15) de tal manera que la sección prismática del perno intermedio (1) pase por un orificio de la manivela (15), hasta que se introduzca en el copie prismático de la base de perno (8) y queden unidos gracias al imán (7) que se encuentra en la cavidad superior del perno intermedio (4), quedando de esta manera el vástago del perno intermedio (2) en el orificio de la bancada (14) y el soporte del perno intermedio (3) entre la manivela (15) y la biela (16) sin afectar el movimiento entre ellas.

Dos piezas similares a las que se utilizaron como biela, se aseguran de forma paralela, en la bancada (14) de la misma manera que la manivela (15), para que tengan la función de una guia o corredera (17), por la cual se desplazara la biela (16) cuando la manivela (15) tenga movimiento .

El soporte de la base de perno (13) y el soporte del perno superior (12) de cada sistema de unión mecánico basado en pernos ensamblados para dispositivos mecánicos móviles instalado, quedan a la vista y es por medio de ellos que se pueden separar el mecanismo ejerciendo fuerza en direcciones contrarias con las manos, sin necesidad de una herramienta especial .