DISPOSITIVO SUJETADOR DE PALANCA ARTICULADA PARA SUJETAR PIEZAS DE TRABAJO CON AUTOCOMPENSACION
CAMPO DE LA INVENCION Esta invención se refiere a un dispositivo sujetador de palanca articulada para sujetar piezas de trabajo, usado en particular para tensar y/o centrar partes de lámina metálica en el interior de un cuerpo durante la manufactura de vehículos de motor, o para otros usos similares.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION En general se conocen los dispositivos sujetadores con palanca articulada, los cuales normalmente se usan para tensar y/o centrar piezas de trabajo, a lo largo de los bordes o a través de orificios adecuados de las propias piezas de trabajo, fijándolas contra una superficie de respaldo del mismo dispositivo, o contra una estructura de apoyo. Un dispositivo sujetador del tipo antes mencionado se describe por ejemplo en DE 39 36 396. El dispositivo comprende un cuerpo en forma de caja que tiene un eje longitudinal, y un miembro sujetador -en—f-o-r-ma—de—gan-c-h-o—q-u-e—sebfe&ale—d-e—an-a—ab rtiara- alargada en el extremo frontal del cuerpo en forma de caja para realizar un movimiento en una dirección longitudinal y transversal, entre una posición de liberación de avance y una posición de sujeción retraída en la cual se retiene la pieza de trabajo. El dispositivo sujetador también está provisto con medios de control para le miembro sujetador, el cual comprende un miembro de impulsión que se desliza paralelo al eje longitudinal del cuerpo en forma de caja, una biela de conexión intermedia de la palanca articulada y un sistema cuadrangular articulado. El sistema cuadrangular articulado a su vez consiste de miembros de manivela primeros y segundos separados en la dirección del eje longitudinal del cuerpo en forma de caja, los cuales están sostenidos pivotalmente para rotar sobre un eje de pivote respectivo; los miembros de manivela a su vez están conectados al miembro sujetador por medio de espigas respectivas . Uno de los miembros de manivela, en particular el miembro de manivela cercano al extremo frontal de la caja en forma de caja, está provisto con un brazo de palanca articulado con la biela de eeftex-i-é«—de—ta paian&a—a- ti-e-ula-da— Un dispositivo sujetador de este tipo, sin embargo, tiene la desventaja de que cada vez que se requiere sujetar piezas de trabajo de diferentes grosores, un operador debe necesariamente ajustar la posición del dispositivo con respecto a la pieza de trabajo que se va a sujetar, y/o proporcionar un respaldo y/o superficie de apoyo para las piezas de trabajo que tienen una disposición adecuada para sujetar las piezas, en relación a sus grosores. Esto implica un consumo de tiempo considerable y costos debido a la necesidad de detener las lineas de producción con el fin de realizar las operaciones de ajuste necesarias. Para los propósitos de esta descripción, la expresión "diferente grosor" se pretende signifique que las diferencias de grosor de las piezas de
diferencias de grosor de las piezas de trabajo. Otro objeto de esta invención es proporcionar un dispositivo sujetador del tipo antes mencionado, que puede opcionalmente ser usado como un dispositivo sujetador convencional, en el cual las tensiones internas se limitan, y el huelgo mecánico interno se compensa automáticamente.
SUMARIO DE LA INVENCION Lo anterior puede lograrse por medio de un dispositivo sujetador de palanca articulada para sujetar piezas de trabajo del tipo que comprende: - un cuerpo en forma de caja que tiene un eje longitudinal; - cuando menos un miembro sujetador movible en forma de gancho, el cual sobresale parcialmente desde una abertura alargada en el extremo delantero del cuerpo en forma de caja, el miembro sujetador está apoyado de manera movible entre una posición de liberación de avance y una posición de sujeción retraída en la cual fija una pieza de trabajo; - se proveen medios de control para controlar el miembro sujetador, dichos medios de con JíO-1—e-s-fcán—conectados—eper-at-tv-a-me-n e—a±—mi¾"mrJrO sujetador por medio una biela de conexión intermedia de la palanca articulada, que tiene un eje longitudinal, y un sistema cuadrangular articulado, dicha biela de conexión intermedia de la palanca articulada tiene una posición de centro muerto, el cual corresponde a una condición de irreversibilidad del movimiento del miembro sujetador en su posición de sujeción retraída, caracterizado porque la biela de conexión intermedia de la palanca articulada tiene la forma de un resorte plano axialmente elástico, el resorte plano comprende de una pluralidad de secciones elásticas colocadas de forma adyacente entre sí; y porque el sistema cuadrangular articulado y la biela de conexión intermedia de la palanca articulada están construidas y colocados de tal forma que mantienen una condición de sujeción irreversible del miembro sujetador para fijar las piezas de trabajo, compensando las diferencias de grosor de las piezas de trabajo por medio de la correspondiente elasticidad de la biela de conexión intermedia.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Esas y otras características del dispositivo suj et doj—d«—asu-e^ -o—©en—e-s-t —«weneior^—s^rém—más claramente evidentes a partir de la siguiente descripción con referencia a los dibujos anexos, en los cuales: La figura 1 muestra una vista en sección longitudinal de un dispositivo sujetador para sujetar piezas de trabajo de acuerdo con la invención, estando el miembro sujetador en una posición retraída en la cual sujeta a una pieza de trabaje- La figura 2 muestra una vista en sección longitudinal del dispositivo sujetador para sujetar piezas de trabajo de la figura 1, estando el miembro sujetador en una posición de liberación de avance en la cual se libera una pieza de trabaje- La figura 3, 4 y 5 muestra una biela de conexión intermedia de la palanca articulada del dispositivo sujetador, en tres diferentes condiciones axialmente deformados ; La figura 6 muestra un detalle alargado de la biela de conexión del dispositivo, de acuerdo con otra modalidad; La figura 7 muestra una sección longitudinal de la biela de conexión de la palanca articulada de la figura 6, de acuerdo con la línea 7-7.
¦DES-CR1BC I ON DE ALHLA DA—PE — L-A — -I NV RNC. T O Las características generales de esta invención se ilustrarán aqui por medio de algunas modalidades . El dispositivo sujetador de palanca articulada, mostrada en las figuras 1 a 5, comprende un cuerpo en forma de caja 10 que tiene un eje longitudinal, el cual sostiene cuando menos un miembro sujetador movible 11, en este caso uno solo. El miembro sujetador 11 comprende una porción delantera en forma de gancho 11A que sobresale parcialmente desde una abertura alargada 10' en un extremo frontal del alojamiento en forma de caja 10, y una porción posterior o vástago 11B sostenido por el cuerpo en forma de caja 10 para realizar un movimiento longitudinal y un movimiento transversal, entre una posición de liberación de avance y una posición de sujeción retraída en la cual se sujeta una pieza de trabajo P contra un respaldo, por ejemplo una placa de apoyo 12 fijada al extremo frontal del cuerpo en forma de caja 10. El miembro sujetador 11, por medio de su vástago posterior 11B, está conectado operativamente a los medios de control capaces de impartir el movimiento antes mencionado al miembro de sujeción 1J . . ¦ ¦—— El dispositivo de sujeción puede estar provisto con un vástago de centro hueco 13, que define un eje de centrado longitudinal para las piezas de trabajo, el cual puede fijarse al extremo frontal del cuerpo en forma de caja 10, por ejemplo por medio de la placa de soporte 12. El vástago de centrado 13 está provisto con una cavidad para alojar la porción en forma de gancho 11A del miembro sujetador 11 en su posición de avance, como se muestra en la figura 2, y una ranura lateral desde la cual el miembro sujetador sobresale en su posición retraída para sujetar la pieza de trabajo como se muestra en la figura 1. El dispositivo también comprende medios de control conectados operativamente al miembro de sujeción 11 que a su vez comprende por ejemplo de un accionador lineal neumático o eléctrico 15, que tiene una barra 16 conectada operativamente a un miembro de impulsión 14, que se desliza paralelo al eje longitudinal del cuerpo en forma de caja 10. como una alternativa, los medios de control pueden comprender una palanca de control manual, no mostrada, conectada operativamente al miembro de sujetador 11. Preferentemente, el eje deslizante del cuerpo en forma de caja 10 y el eje de centrado antes mencionado están colocados en paralelo y substancialmente cercanos entre si, para tener las dimensiones más pequeñas posibles en la dirección del movimiento transversal del miembro de sujeción 11. El miembro de impulsión 14 por un lado está provisto con un miembro de extensión en forma de horquilla 14' , el cual está conectado por medio de una espiga 17, una biela de conexión intermedia de la palanca articulada 18 que tiene un eje longitudinal, la cual es del tipo elástico axialmente controlada; la espiga 17 para conectar la biela articulada 18 a la extensión en forma de horquilla 14' del miembro impulsor 14, asi se separa a un lado del eje deslizante del miembro de impulsión 14. La biela de conexión intermedia 18 a su vez es conectada, por medio de una espiga 19, a un brazo de palanca 20' de un primer miembro de manivela 20 de un sistema cuadrangular articulada, la cual sostiene al miembro sujetador 11 y lo conecta operativamente a los medios de control. La biela de conexión 18 y el brazo de palanca 20' forman un mecanismo de palanca articulada el cual tiene una posición de centro muerto en si
-eeno-e &a-, el -eu-a-1—corresponde -ee«—una - -cord--c-rÓTi —d~e~ irreversibilidad del movimiento del miembro sujetador 11 en su posición retraída en la cual sujeta la pieza de trabajo. El sistema cuadrangular articulado comprende el primer miembro de manivela 20 ya mencionado, dispuesto cerca del miembro de impulsión 14, el cual está sostenido por el cuerpo en forma de caja 10 para que rote de acuerdo con un primer eje pivotal 21; el miembro de manivela 20 está conectado al miembro sujetador 11 por medio de un primer eje de espiga 22. El brazo de palanca 20' del primer miembro de manivela 20r esta dispuesto en un ángulo con respecto al mismo miembro de manivela 20, y se enfrenta hacia el miembro de impulsión 14. Preferentemente, el brazo 20' del primer miembro de manivela 20 y el primer miembro de manivela 20 entre sí forman un ángulo que se extiende desde 90° hasta 120°. El sistema cuadrangular articulado también comprende un segundo miembro de manivela 23, dispuesto hacia el extremo frontal del cuerpo en forma de caja 10, el cual está sostenido por el mismo cuerpo en forma de caja 10, para que rote de acuerdo con un segundo eje pivotal 24; el segundo miembro de mariiv-ela—2 —est —colectado—can—l miembro—S4a-j-e-fea-d©r-11 por medio de un segundo eje de espiga 25.
La biela de conexión intermedia 18 de la palanca articulada tiene la forma de un resorte plano axialmente elástico, que preferentemente consiste de un conjunto de resortes planos, que consisten de una pluralidad de secciones de resorte elásticas colocadas de forma adyacente entre si, alineados de acuerdo con el eje longitudinal de la biela de conexión 18. Una estructura constructiva de este tipo permite que la biela de conexión 18 sufra una considerable deformación elástica axial, al mismo tiempo logra altas fuerzas de reacción a la deformación de la propia biela de conexión 18, lo que permite que el miembro sujetador 11 ejerza altas fuerzas de sujeción sobre la pieza de trabajo. Gracias a su capacidad de estiramiento elástico altamente controlado, la biela de conexión 18 de la palanca articulada consecuentemente permite compensar automáticamente cualquier diferencia en el grosor de la pieza de trabajo, hasta diferencias en grosor en el rango de algunos milímetros; además el sistema cuadrilateral articulado 20, 22, 11B y la biela de conexión intermedia 18 están conformados y dispuestos de una manera tal que mantiene la condición de bloqueo —i rrevers i b" e del— miembro sujetador para sujetar las piezas de trabajo, una vez que el mecanismo de palanca articulada se ha movido ligeramente más allá de su posición de centro muerto. Cada sección de resorte de estiramiento elástico de la biela de conexión intermedia 18 de la palanca articulada, preferentemente comprende un elemento de forma anular 18' que tiene superficies de tope internamente opuestas 18''; las diferentes secciones de resorte de estiramiento elástico están colocadas adyacentes y están conectadas entre si a lo largo del eje de la propia biela de conexión 18. Preferentemente, las secciones de resorte con estiramiento elástico de la biela de conexión intermedio 18 comprenden elementos anulares 18'" en forma de la figura de un ocho, cada una tiene superficies de tope 18'' internamente puestas en forma de arco. En las figuras 3 a 5, la biela de conexión intermedia 18 se muestra en tres condiciones diferentes de deformación axial, en relación al grosor de la pieza de trabajo P que está siendo suj etada . En particular la figura 3 muestra la biela de conexión 18 en el caso en el cual se sujeta una
la biela de conexión 18 está en una condición ligeramente deformada axialmente, con las superficies de tope opuestas 18'' separadas entre si por un espacio di . La figura 4 muestra la biela de conexión 18 en el caso en el cual una se sujeta una pieza de trabajo de mayor grosor; en ese caso la biela de conexión 18 está en una condición más deformada axialmente, estando las superficies de tope opuestas 18' ' separadas entre si por una distancia d2 más corta que di. Finalmente la figura 5 muestra la biela de conexión 18 en el caso en el cual se sujeta una pieza de trabajo tiene el máximo grosor permitido por el dispositivo; en este caso la biela de conexión 18 está en una condición totalmente deformada axialmente, estando las superficies de tope opuestas 18'' en contacto entre si, presentando un espacio d3 equivalente a cero. La biela de conexión 18 de la palanca articulada, en la dirección del eje longitudinal del cuerpo en forma de caja 10, está dispuesto entre el sistema cuadrangular articulado y el miembro de impulsión 14 de los medios de control; tal disposición de—la biela de—conexión da como re.su1 tado una considerable reducción de las dimensiones del dispositivo en la dirección del movimiento transversal del miembro sujetador 11, logrando una mejora considerable en las posibilidades de manejo de las piezas de trabajo y las herramientas necesarias para las diferentes operaciones en la cercanía del dispositivo sujetador. Además, las espigas 17 y 19 de la biela de conexión 18 de la palanca articulada, están colocados en lados opuestos del miembro de impulsión 14 en la posición retraída del miembro de impulsión 11 respectivamente con el miembro de impulsión 14 y con el brazo 20' del primer miembro de manivela 20. El primer miembro de manivela 20 del sistema cuadrangular tiene una longitud mayor que el segundo miembro de manivela 23 del mismo sistema; preferentemente la proporción entre la longitud del primer miembro de manivela 20 y la del segundo miembro de manivela 23 del sistema cuadrilateral articulado consiste de entre 1.5 a 2.5. El primer miembro de manivela 20 del sistema cuadrangular articulado también tiene una mayor longitud que el brazo de palanca 20' del mismo miembro de palanca 20; en particular la proporción entre la lonqi u-d del— rimer miembro—de—m n i vela—20 del sistema cuadrangular articulado y la de su brazo de palanca 20' está comprendida por ejemplo entre 2 y 3. El dispositivo sujetador también comprende medios de raspado y limpieza capaces de prevenir la penetración de suciedad a través de la abertura alargada en el extremo delantero del cuerpo en forma de caja 10; los medios de limpieza a su vez comprenden una placa de cierre 26, alojada en un asiento apropiado en el extremo delantero del cuerpo en forma de caja 10, y un miembro de raspado 27, que tiene bordes de raspado transversales respectivos los cuales se deslizan haciendo contacto con las superficies laterales formadas correspondientes del miembro sujetador 11, durante su movimiento. Como se ilustra en las figuras 6 y 7, el dispositivo sujetador de la invención puede además comprender medios limitantes adicionales para limitar el estiramiento de la biela de conexión 18 de palanca en la dirección axial. Dichos medios limitantes adicionales preferentemente comprenden cuando menos una placa limitante 30 conectada a las espigas 17, 19 de la biela de conexión 18 de palanca articulada respec i vara-ente peí— meoi o —de —o-rif-ieios de pa-s-o— primero y segundo 31, 32 en los extremos de la placa limitante 30; en este caso el dispositivo comprende una placa limitante primera y segunda 30; colocadas en paralelo sobre los bordes opuestos del resorte plano de la biela de conexión 18. Con el fin de permitir el movimiento elástico axial controlado de la biela de conexión 18 de la palanca articulada, cuando menos uno de los orificios de paso primero y segundo 31 y 32 tiene forma de una ranura que se extiende en la dirección axial del eje de la biela de conexión, tal como se ilustra en las figuras 6 y 7, en las cuales solo el orificio 31 tiene la forma de una ranura. Por lo tanto es posible modificar la operación del dispositivo en lo que se refiere al estiramiento axial de la biela de conexión 18, simplemente al proporcionar el mismo dispositivo con placas limitantes 30 que tienen una ranura o un orificio 31 con diferentes dimensiones axiales. De esta manera, el dispositivo sujetador puede usarse de acuerdo con diferentes formas, en relación con los requisitos de sujeción de las piezas de trabajo en las lineas de producción. En particular, de acuerdo con un primer uso, el—dispositivo —no está—- provisto eo-n l-a-s pl-a-ca-s~ limitantes 30 para conectar la biela elástica, permitiendo asi un estiramiento axial completo de la misma biela de conexión 18 de la palanca articulada, en la cual una forma para compensar automáticamente las grandes diferencias en los grosores de las piezas de trabajo, de hasta algunos milímetros. De acuerdo con un segundo uso, el dispositivo está provisto con placas limitantes 30 para la biela de conexión cada una de las placas tiene un orificio o ranura 31, permitiendo así un movimiento elástico axial predeterminado de la biela de conexión 18 de la palanca articulada; de tal forma que se permite una compensación más limitada del grosor de la pieza de Lrabajo y/o una precarga axial de la biela de conexión 18, mientras que se evidencian las posibles diferencias en el grosor de la pieza de trabajo cuando el miembro de sujeción 11 no alcanza una posición de sujeción correcta. De acuerdo con un tercer uso, el dispositivo está provisto con placas limitantes 30 para el estiramiento de la biela de conexión, que tiene ranuras u orificios de paso 31 con una mayor longitud, permitiendo así que la biela de conexión 18 del dispositivo asuma una configuración casi rígida con el fin de dafinir una geometría—de—s-u-je-e-tó-n-exacta, mientras que al mismo tiempo se compensa también la separación interna del dispositivo. En el segundo y el tercer caso, el resorte plano de la biela de conexión 18 puede tener un grosor limitado, ya que la impulsión axial en este caso es ejercida por las placas limitantes 30, de tal forma que no es necesario tener un resorte plano con dimensiones de grosor total. Lo que ha sido descrito y mostrado con referencia a los dibujos anexos ha sido dado solo a manera de ejemplo con el fin de ilustrar las características generales de la invención y de varias de sus modalidades preferidas; consecuentemente, son posibles otras modificaciones y variaciones al dispositivo de sujeción con palanca articulada para sujetar piezas de trabajo, sin desviarse del alcance de las reivindicaciones anexas.