PINZAS PRENSILES

SECTOR DE LA TÉCNICA

Se trata de una herramienta de uso polivalente que sustituye a un alicate, llaves de tuercas, opcíonalmente, cizallas. El apriete de tuercas de diversas medidas se efectúa con rapidez, ya que la regulación es automática y se maneja con una sala mano, Compite con las llaves planas de trinquete ya que no hay que quitar la llave de la tuerca, girar la llave 60° y volverla a encajar (Cuando se está apretando una tuerca y hay que recuperar el ángulo, basta aflojar la presión en los mangos de la herramienta, lo que permite a las mandíbulas abrirse y contornear la tuerca que se mantendrá inmóvil hasta el siguiente ángulo de apriete ) También es importante recalcar que, al contrario de lo que ocurre con las llaves planas o llaves inglesas corrientes, la acción no se concentra en las esquinas de las tuercas porque se produce una importante presión en toda la superficie de las dos caras de la tuerca. Esto evita que, en algunospasos, las tuercas se redondeen y que el agarre falle cuando se trata de tuercas con esquinas degastadas.

Utilizando la herramienta como alicate se ponen de manifiesto tres grandes ventajas:

-Algunas de las posibles realizaciones consigue que las mandíbulas se aproximen paralelamente.

- La fuerza que hacen las mandíbulas puede ser hasta cinco veces mayor, dependiendo de la realización, que la de un alicate convencional de mismas dimensiones.

-Utilizando sus particularidades (se dispone de una gran presión, y la aproximación se puede repetir cíclicamente) se puede convertir la herramienta en cizallas acopiando unas cuchillas que pueden estar imantadas para asegurar su posición una vez montadas. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Esta herramienta tiene una similitud con la publicada en la patente ES 2064665 del 04/09/1989. Las similitudes en cuanto a concepto es que una de las mandíbulas desliza gracias a unas guías sobre el cuerpo principal de la herramienta que contiene la segunda mandíbula, y que uno de los mangas de la herramienta gira cuando se va a producir el apriete, sobre un eje desplazadle que se ha convertido previamente en fijo, y empuja la mandíbula desplazadle. En los dos casos se trata de una herramienta en la que las mandíbulas, después de aproximarse rápidamente e la pieza, se desplazan lentamente ejerciendo, entonces, una gtan fuerza.

La herramienta citada ha tenida, y tiene, un gran éxito en la industria a pesar de necesitar una manipulación previa de aproximación antes del apriete del mango móvil. La innovación del proyecto que aquí se expone es que dicha manipulación se realiza automáticamente, sin intervención consciente del operario, (ya que se utiliza inicialmente, el mismo movimiento que a continuación presiona la pieza )

Una de las características esenciales y diférentíadora del proyecto consiste en que las superficies de apoyo entre el manga móvil y la mandíbula desplazable-, se sitúan par debajo de la articulación del mango móvil. Este diseño permite que la misma dirección del proceso de apriete del mango móvil sirva parata aproximación rápida de la mandíbula desplazadle y también, a continuación, para el apriete fuerte.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La herramienta comprende tres partes principales, véase Fig, T. 1 ) Una pieza (1 ), véase Fig. 1 , que,. por ser la parte más extensa de la herramienta, se denominara bancada, y está formada por:

- un mango (2)

- una parte central que comprende unas canaladuras (5) y une cavidad alargada con una pared lisa (3) y otra pared formada por dientes (6). - una de las mandíbulas de la herramienta (4).

2} Una mandíbula desplazadle (7) formada por:

- una parte prensil (10)

• una parta central que comprenden unos salientes (8) que se alojaran en las canaladuras (o) de la bancada, -- unas protuberancias opuestas a la parte prensil de la mandíbula, que sirven para acoplar ia cabeza de un mango móvil (11) que empujara la mandíbula desplazable, actuando sobre sus superficies de apoyo (9).

3) Un mango móvil (11) con su cabeza taladrada para alojar un eje (12), formada por unas protuberancias cuyas superficies (13) empujaran las superficies (9) de la mandíbula desplazadle.

Se puede realizar la herramienta como alicate tradicional, con mandíbulas articuladas, manteniendo toda la configuración descrita anteriormente, sustituyendo las canaladuras (5) y salientes (8) por taladros (5 ) y (8') enhebrados por un eje,, véase Fig, 2 y Fig. 25

Otras piezas son:

Un gatillo (14) que en combinación con los dientes (6) de la bancada forman un sistema de trinquete. Sobre este gatillo puede actuar un muelle de lámina (19), véase Fig. 5, o bien, un muelle alojado en una cavidad del gatillo (39), véase Fig. 30

Un eje (12) sobre el que articula ia cabeza del mango móvil (11) y el gatillo (14) .

Un tope (15) solidario al mango móvil que sirve para desconectar el gatillo de los dientes (6) cuando el mango móvil (11) gira en sentido horario, véase Fig, 15 Un muelle (16), véase Fig. 4, que presiona el mango móvil contra la bancada. Se puede realizar la herramienta sustituyendo el gatillo (14) y los dientes (6) por una leva autoblooante, véase Fig. 3,

Opcionalmente, con el fin de mantener abiertas las mandíbulas de la herramienta cuando está en reposo, se pueden incorporar laminas elásticas (33). véase Fig. 28, actuando entre el mango pertenecíante a la bancada y el mango móvil, o bien, un muelle (34), véase Fig. 29 actuando entre la bancada y la mandíbula desplazadle.

Otra realización posible, derivada del diseño del alicate articulado, es sustituir una de las mandíbulas por una cadena cinemática formada por dos piezas, haciendo articulada la parte prensil de la mandíbula. Esta parte (44) se prolonga creando un extremo (48), diametralmente opuesto a la zona prensil, véase Fíg. 33, con el fin de que apoye en el otro ramal de la herramienta (47). Las superficies de apoyo se diseñan con arcos de circulo para conseguir que las dos mandíbulas de ia herramienta se mantengan paradlas. Opcíonalmente, la parte prensil de la mandíbula se puede hacer desenganchare con el fin de poder utilizar diferentes configuraciones, véase Fig. 33, dependiendo de si se quiere apretar tuercas, presionar tubos, cortar alambres, etc.., Sus zonas de apoyo se pueden imantar ligeramente para asegurar el contacto entre las superficies de apoyo, El perfil prensil de la mandíbula (44) está constituido por una parte plana, que se mantendrá paralela a la otra mandíbula, y una zona en forma de mueca, más cercana a la articulación. Esta configuración permite manipular tuercas, véase Fig. 33, y también sujetar fuertemente tubos, véase Fig, 34.

En el caso que se proceda también a articular la parte prensil de ia segunda mandíbula, perteneciente a la bancada, se consigue una configuración simétrica véase Fig. 35. Se diseña las superficies de apoyo (48) y (49) para que las mandíbulas se mantengan paralelas.

Cuando el mango móvil baja desde su posición inicial, en todas las configuraciones descritas hasta ahora, el gatillo acompaña el giro hasta que choca con los dientes de la bancada: sí el gatillo gim, por ejemplo, diez grados para pasar de posición abierta a cerrada, estos mismos diez grados habrá girado el mango móvil. El dispositive que se describe a continuación reduce estos diez grados, inutilizados para presionar, a menos de dos,

Consiste en una manivela (37) que articula en un taladro (38) practicado en el gatillo, próximo a su eje. Un muelle (39) pre comprimido situado entra ia manivela y ei gatillo asegura el contacto permanente entre la extremidad (40) de esta manivela y la parte lisa de la cavidad de la bancada. La manivela consta de un tope lateral (41), situado entre su extremidad y su articulación, que es empujado por una zona (42) del mango móvil de la herramienta cuando este llega a su apertura máxima, hacienda que la manivela pivote sobre su extremidad (40) y levante el gatillo. Un desplazamiento muy pequeño del tope (41), véase Fig. 32, es suficiente para pegar la manivela (37) contra la bancada y, consecuentemente, producir el movimiento completo del gatillo

Procedimiento de montaje:

Se posicíona el mango móvil y la mandíbula desplazadle de forma que estén en el mismo plano, véase Fíg. 4, acoplando, en la cavidad de la mandíbula desplazable, la cabeza del mango móvil, y poniendo en contacto sus superficies (13) con las superficies de la mandíbula desplazadle (9). Se une tas piezas mediante el muelle (16), para lo cual se fuerza sus extremidades a separarse y se introducen en el taladro del mango móvil (17) y en el taladro (18) de la mandíbula desplazable. Al volverse a cerrar el muelle, el mango móvil queda unido a la mandíbula desplazadle en la posición mostrada en la Fíg. 4. Mientras el muelle no ceda, el conjunto se comporta como un único eslabón cinemático. Se sitúa el gatillo (14) en la cavidad de la bancada, véase Fig. 5., y después se procede a deslizar eí conjunto, formado por el mango móvil y la mandíbula desplazable, en la canaladura (S) de la bancada, véase Fig, 6. A continuación. se monta el eje (12) enhebrándolo en ios taladros del mango móvil y del gatillo. El montaje se termina incorporando al mango móvil el tope (15). véase Fig. 7, para lo cual hay que girar hacia abajo, previamente, el mango móvil desplazable. Después de Introducir el tope, cuando el mango móvil vuelve a la posición inicial forzado por su muelle (16), el gatillo, queda separado de la bancada, permitiendo la traslación de mandíbula desplazable en las dos direcciones.

Mientras no se consiga vencer el muelle (16). el conjunto formado por mandíbula desplazable y el mango móvil se comportan cómo una única pieza rígida.

Funcionamiento:

Al aplicar un par de fuerzas (20) y (21). véase Fig. 8. en la parte alta da los mangos el conjunto formada por la mandíbula desplazable y el mango móvil, se comporta como una sola pieza mantenida rígida debido a la presión del muelle (16), Por tener poco rozamiento en le canaladura, todo ai conjunto se desplaza hasta que su mandíbula hace tope con el objeto (22), véase Rg. 9. que se desea presionar. Si se continúa aumentando la fuerza, se consigue abrir el muelle (16), véase Fíg. 10, y se inicia el giró del mango móvil. Consecuentemente, el tope (15) que mantenía elevado ai gatillo, empieza a desplazarse y permite el descenso del gatillo.

Durante un pequeño ángulo, el mango móvil que está en contacto con la mandíbula desplázatele, provoca un desplazamiento del eje (12) hacia atrás y consecuentemente el gatillo recula hasta se produce el acoplamiento (23) de sus dientes con los de la bancada, véase Fig. 11, quedando entonces inmovilizado. El eje (12) se convierte ahora en un eje fijo sobre el que gira el mango móvil, lo que permite que sus protuberancias (13). véase Fig. 12, desarrollen una gran fuerza sobre mandíbula desplázatele (9). Del equilibrio de momentos a ios que está sometido el mango móvil respecto su eje, véase Fig. 2?, se deduce que esta fuerza es más de 10 veces mayor que la fuerza ejercida por el operario. La fuerza, véase Fig, 12, trasmitida a través de la mandíbula desplázatele, provoca la deformación del objeto (22) que se desea presionar. Se puede continuar con este proceso, véase Rg. 13, hasta que los extremos de los mangos se toquen. Para liberar la pieza se inicia la apertura del mango móvil, lo que provoca una holgura (24) entre los dientes, véase Fíg, 14. A continuación el tope (15) solidario a la maneta se pene en contacto con el gatillo, lo levanta, dejando una holgura (25), véase Fíg, 15, y posicionándólo fuera del alcance de los dientes de la bancada, io que permite, proceder a abrir las mandíbulas, trasladando todo el conjunto, mango móvil y mandíbula desplázatele a la posición inicial, véase Rg. 8.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente*.

Figura 1,- Muestra las piezas esenciales del proyecto

Figura 2..~ Muestra la realización de la herramienta como alicate, sustituyendo las canaladuras (5) y salientes (8) por una articulación con taladros (5') y (8').

Figura 3,- Muestra la posible sustitución del gatillo y dientes por una leva auto bloqueadle.

Figura 4 - Muestra la mandíbula desplazadle y ®l mango móvil en el proceso del montaje, y como, una vez unidas por el muelle, se comportan, mientras el muelle no ceda, como un único solido rígido.

Figura 5.» Muestra el conjunto formado por la mandíbula desplazadle y el mango móvil, dispuesto a acoplarse en la bancada ( 1 ) deslizando por la canaladura (5), Previamente se ha colocado el gatillo (14) en la cavidad de la bancada (1).

Figura 8.~ Muestra la continuación del montaje iniciado en la Fíg, 5. Se ha detenido la traslación de mandíbula desplazadle (7) de forma que el taladro del mango móvil y el taladro del gatillo queden alineados, y se enhebrara el eje común (12). El tope del gatillo (15) no está aún acoplado.

Figura 7.- Muestra el tope del gatillo (15) acoplado y el gatillo levantado, forzado por el tope.

Figura 8. - Muestra la herramienta que va a iniciar su cierre bajo la acción da las fuerzas exteriores (20) y (21) producidas con el indice y pulgar del operario. Figura 9.- Muestra la herramienta que se ha puesto en contacto con la pieza que se desea presionar (22).

Figura W.« Muestra el inicio del giro del mango móvil y el gatillo empezando a bajar, forzado por la acción de su muelle (19), y girando a la vez que el mango móvil.

Figura 11.“ Muestra el acople (23) del gatillo con los dientes de la bancada y consecuentemente, la inmovilización del eje (12).

Figura 12,- Muestra el empuje que produce la superficie (13) de las protuberancias del mango móvil, sobre la superficie (9) de la mandíbula despiazabfe.

Figura 13.- Muestra cómo se ha desplazado mandíbula desplazadle y cómo su mandíbula ha deformado el tubo (22). Figura 14,- Muestra cómo, al subir el mango móvil, el gatillo se levanta, empujado por el tope (15) y deja de presionar horizontalmente los dientes de la bancada (24). Figura 15.- Muestra cómo el topa (15) levanta el gatillo, produciéndose una holgura (25) que permite, ahora, el deslizamiento de la mandíbula desplazadle para preparar la herramienta para otra operación.

Figura 16.- Muestra tres vistas de un gatillo diseñado para funcionar conjuntamente con un segundo gatillo representado en la figura (17)

Figura 17.- Muestra tres vistas de un gatillo diseñado para funcionar conjuntamente con el primer gatillo representado en la figura (16),

Figura 18.- Muestra cómo se menta, de forma coaxial los gatillos anteriores. La articulación del gatillo envolvente tiene más holgura (28) que la del gatillo interior. Figura 19.- Muestra cómo, en este caso, el contacto se establece con el gatillo interior. Figura 20.- Muestra una posición en la que ninguno de los dos gatillos está actuando. Figura 21 - Muestra una posición en la que el gatillo exterior está actuando. Debido a la holgura de su eje, la fuerza se trasmite a través del gatillo interior gracias al apoyo de las superficies (26) y (27). Figura 22,- Muestra cómo, con el fin de transformar la herramienta en cizallas, se monta unos añadidos cuya fijación puede ser magnética (29).

Figura 23.- Muestra cómo, gracias a unos taladros (30) efectuados en la bancada y mandíbula desplazadle y con la ayuda de un pasador (31), se pude impedir que las mandíbulas retrocedan. Figura 24.- Muestra la similitud entre la realización de la herramienta de mandíbulas paralelas y el alicate articulado.

Figura 25.- Muestra la realización como alicate con otra disposición del muelle (16") y con un trinquete (32) que impide el retroceso de la mandíbula.

Figura 26.- Muestra una manivela (37) que presiona un muelle alojado en el gatillo. Figura 27.- Muestra, considerando el equilibrio de momentos que actúan en el mango móvil respecto al eje fijo, que la fuerza que actúa sobre la pieza es, en esta realización, aproximedamente,l4 veces superior a la que ejerce el operario.

Figura 28.- Muestra unos mulles de láminas (33) actuando entre los mangos, que mantienen el alíate abierto cuando está en reposo. Figura 29.- Muestra un mulle espiral plano (34) anclado en un taladro efectuado en la mandíbula desplazadle (36) y otro efectuado en la bancada (35) para mantener abierto el alíate cuando está en reposa,

Figura 30.- Muestra la herramienta en funcionamiento con el gatillo (14) engarzado con los dientes de la bancada (23), y la superficie de apoyo del mango móvil (13) empujando. Figura 31 y 32.- describen una configuración opdonal que consigue levantar el gatillo con un giro muy reducido de! mango móvil. Se muestra ei gatillo y una pequeña manivela (37). La maniveia comprime un muelle (39) y articula con el taladro (38). La diferencia esencial con la figura 26 consiste en que la manivela esta provista de unos salientes laterales (41 ) que serán empujados por el mango móvil

Figura 32.- Muestra en la parte derecha como la extremidad (40) de la manivela está en contacto, debido a la acción de! muelle, con la bancada. En la parte izquierda se muestra la manivela pegada al bode de la bancada, debido al empuje del mango móvil que actúa con su superficie (42) sobre el saliente (41) de la manivela. El gatillo esta desengarzado.

Figura 33, ~ Muestre la reaiización del proyecto como alicate con una de sus mandíbulas que admite intercambiar sus partes prensiles, según la tarea realizada. Se observa que la parte pensil (44) apoya en la superficie de la bancada (47)

Figura 34.- Muestra, la herramienta sujetando un tubo con la parte prensil de dable propósito (44) adecuada también para manipular tuercas, como se ve en la Fig. 33

Figura 35.- Muestra la realización del proyecto como alicate simétrico, haciende las dos mandíbulas articuladas y apoyando en las superficies de los eslabonas opuestos (48) y (49)

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN n®1

La herramienta, véase Fig. 1 , se realiza utilizando tres componentes principales: la bancada (1), el mango móvil (11 ) y la mandíbula desplazable (7). La bancada está formada por. un mango (2), una de las mandíbulas de la herramienta (4) y por una zona central. Dicha zona comprende unas canaladuras (5) y una cavidad alargada con una pared lisa (3) y otra pared formada por dientes (5).

La cabeza del mango móvil está formada por unas protuberancias cuyassuperficies (13) empujaran las superficies (9) de la mandíbula desplazadle. Dichas protuberancias están taladradas para alojar un eje (12). sobre el que articula un gatillo.

La mandíbula desplazadle (7) comprende una zona central con unos salientes (8) que se alojan en las canaladuras (5) de la bancada, la zona prensil de la mandíbula de la herramienta (10). y unas protuberancias opuestas a la zona prensil que sirven para acoplar la catea del mango móvil (11). que empujara la mandíbula desplazable. El mango móvil se acopia en una cavidad de la mandíbula desplazable uniéndolo mediante un muelle (16), véase Fig. 4, Mientras el muelle no ceda, este conjunto se comporta como un único eslabón cinemático y tiene un solo grado de libertad respecto la bancada debido a unos salientes (8), véase Fig . 1 _; que deslizan en las canaladuras (5). Se posiciona un gatillo que lleva acoplado un muelle de lámina que apoya en la parte lisa de la cavidad alargada de la bancada, Intentando siempre provocar su acople con los dientes realizados en el borde Inferior de la cavidad la bancada. Las articulaciones del mango móvil y el gatillo son concéntricas, compartiendo el eje (12), véase Fig. 6.

Se monta un tope (15), véase Fig. 7, solidado al mango móvil que mantiene levantado el gatillo para impedir, inicíalmente, que haga contacto con los dientes de la bancada.

La distancia desde el eje de giro del mango móvil (eje que se convierte en fijo cuando el gatillo esta engarzado) y la superficie de apoyo (13) en contacto con la mandíbula móvil, se hace muy reducida, con el fin de obtener una gran fuerza actuando sobre la mandíbula móvil, como se deduce considerando el equilibrio de momentos del mango móvil respecto a su eje. véase Fig 27. REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN n°2

La realización como alicate, véase Fig. 25, es similar a la realización preferente n°1 , como se pone de manifiesto en la Fig.24, can la única salvedad que la mandíbula desplazadle no es una deslizadera, sino que articula en un eje alojado en un taladro (5'j que sustituye la canaladura anterior (5) de la bancada. La cavidad (3) que en la realización n°t era recta es, en este caso, curva (3'). concéntrica con el eje de las mandíbulas.

Adicionalmente, se ha incorporado un trinquete (32), véase Rg. 25, que impide el retroceso de la mandíbula desplazable. Esta opción es útil cuando se desea comprimir un material elástico o utilizar el sistema para realizar unas cizallas. Permite reabrir el mango móvil sin perder el terreno ganado, consiguiendo que el gatillo se engarce en el siguiente diente de la bancada, lo que provoca un desplazamiento del eje del mango móvil. Esto permite cerrar nuevamente el mango móvil y continuar con la compresión o el corte.

REALIZACIÓN PREFERENTE. DE LA INVENCIÓN n*3

Esta realización mostrada en la Fig. 33 se basa en la realización preferente n°2, trata de un alicate articulado que presenta la ventaja de mantener sus mandíbulas paralelas. Esto se consigue dividiendo la mandíbula desplazable en dos partes unidas por una articulación. Se limita el giro de la parte prensil dotándola de una prolongación que apoya en una superficie curva del eslabón contiguo, que en este caso es la bancada, Con el fin de dar más versatilidad a la herramienta, se diseñan varias partes prensiles, dependiendo de que se quiera apretar tuercas, sujetar tubos, cortar materiales, etc.

Estas piezas se magnetizan ligeramente con el fin de garantizar el contacto can la superficie de apoye.