BR0300891B1 - arruela, fixador provido de uma arruela, método e ferramenta elétrica para fixação de objetos. - Google Patents

Description

"ARRUELA, FIXADOR PROVIDO DE UMA ARRUELA, MÉTODO EFERRAMENTA ELÉTRICA PARA FIXAÇÃO DE OBJETOS"

A presente invenção está relacionada com uma ar-ruela, um fixador provido de uma arruela e um método e ferramenta elétricapara a fixação de objetos.

É conhecido fixar objetos entre si com ferramentaselétricas, as quais utilizam fixadores dotados de uma porca de reposição demúltiplas partes, por exemplo, incluindo uma luva interna, uma luva externae uma arruela. Essa porca de reposição é descrita, por exemplo, em nossapatente n° 5.341.560. Uma outra porca de reposição é descrita em nossa pa-tente n° 6.254.323, na qual um parafuso possui uma ranhura embaixo da suarosca superior, à qual uma arruela é conectada de maneira não giratória e oparafuso também possui meios de engate para aplicar uma força de reação,enquanto uma força ativa da mesma ferramenta, gira a porca na rosca doparafuso e a face da arruela. No fixador descrito em ambas patentes acimamencionadas, as características comuns são o uso da força de ação e de rea-ção de uma ferramenta, a eliminação dos braços de reação nas ferramentaselétricas, a conversão do torque em parafuso livre de torção, esticando e ob-tendo pela primeira vez a carga de parafuso residual desejada, em vez de umtorque, a qual se estima estar baseada em atritos calculados, em vez de atri-tos reais, ou tensão, a qual se baseia no relaxamento estimado do parafuso,quando a força é transmitida do parafuso alongado para a porca apertadamanualmente.

Uma solução encontra-se descrita em meu pedidode patente número 10/010.377. Neste pedido de patente, é proposta umaarruela possuindo uma primeira superfície de face de apoio, localizada emum lado axial e cooperando com uma porca, uma segunda superfície de a -poio, localizada no lado axial oposto e cooperando com um objeto e, pelomenos, uma terceira superfície resistente à rotação, cooperando com umarosca do parafuso, para que quando a porca for girada com uma dada força,em um sentido e um corpo da arruela receber uma dada força em um sentidooposto, apenas a porca gire para apertar ou afrouxar o parafuso e o corpo daarruela permaneça estacionário na rotação, enquanto o parafuso se alonga ourelaxa em um sentido axial. Contudo, pode-se facilitar a fabricação para re-duzir seu custo de produção.

RESUMO DA INVENÇÃO

Conseqüentemente, é um objetivo da presente in-venção, oferecer uma arruela, fixador provido de uma arruela, método e fer-ramenta para fixação com o uso da arruela, a qual oferece uma outra soluçãoaos problemas acima especificados.

Mantendo-se em linha com estes objetivos e comoutros que se tornarão evidentes ao longo do presente documento, uma ca-racterística da presente invenção reside, definindo-se de maneira resumida,em uma arruela possuindo um corpo dotado de um eixo e provida de umaprimeira superfície de face de apoio, localizada em um lado axial e adaptadapara cooperar com uma porca, uma segunda superfície de face de apoio, Io-calizada em um lado axial oposto e adaptada para cooperar com um objeto,pelo menos uma terceira superfície resistente à rotação, adaptada para coo-perar com uma rosca do parafuso, na qual dito corpo possui pelo menos umponto de ruptura disposto de modo que quando a porca é girada e girar o pa-rafuso, dito corpo da arruela impede que o parafuso gire e, desse modo, aporca cria uma influência sobre o parafuso, a qual alonga o parafuso em sen-tido axial e aplica a dito corpo da arruela, uma força axial que rompe umaparte de dito corpo da arruela e permite que dita parte de dito corpo daarruela seja puxada axialmente quando o parafuso se alonga.

Uma outra característica da presente invenção resi-de em um fixador provido de rosca para conectar as duas peças que consti-tuem um objeto e que possui um parafuso dotado de uma rosca, uma porcaenroscável no parafuso e uma arruela a ser aplicada entre a porca e o objetoe incluindo um corpo dotado de um eixo e provido de uma primeira superfí-cie de face de apoio, localizada em uma lateral axial e adaptada para coope-rar com uma porca, uma segunda superfície de face de apoio, localizada emuma lateral axial oposta e adaptada para cooperar com um objeto, pelo me-nos uma terceira superfície resistente à rotação, adaptada para cooperar comuma rosca do parafuso, no qual o corpo possui pelo menos um ponto de rup-tura disposto de modo que quando a porca é girada e gira o parafuso, ditoparafuso da arruela impede o parafuso de girar e, desse modo, a porca criauma influência sobre o parafuso, a qual alonga o parafuso em sentido axial eaplica a dito corpo da arruela, uma força axial que rompe uma parte de ditocorpo da arruela e permite que dita parte de dito corpo da arruela seja puxa-da axialmente quando o parafuso se alonga.

Ainda uma outra característica da presente inven-ção, reside em um método de montagem de pelo menos duas peças de umobjeto entre si, compreendendo as etapas de introduzir um parafuso dotadode uma rosca nas peças, de modo que uma extremidade livre do parafuso seprolongue para fora, além de pelo menos um lado das peças; colocar umaarruela em dita extremidade livre de dito parafuso; conectar por rosca umaporca a dita extremidade livre de dito parafuso de modo a encostar-se à ar-ruela; colocar uma ferramenta elétrica de modo a girar a porca com uma par-te giratória da ferramenta elétrica conectada à porca para apertar e afrouxaro parafuso e aplicando uma parte da reação da ferramenta elétrica à arruelapara absorver uma força de reação; e prover o corpo da arruela de um pontode ruptura disposto de modo que quando a porca é girada e gira o parafuso,dito corpo da arruela impede o parafuso de girar e, desse modo, a porca criauma influência sobre o parafuso, a qual alonga o parafuso em sentido axial eaplica a dito corpo da arruela, uma força axial que rompe uma parte de ditocorpo da arruela e permite que dita parte de dito corpo da arruela seja puxa-da axialmente quando o parafuso se alonga.

De acordo ainda com uma outra característica dapresente invenção, é proposta uma ferramenta elétrica para fixar as peçasque constituem um objeto, a qual possui um alojamento provido de um ele-mento não giratório; um acionamento elétrico em dito alojamento, acionan-do um elemento de acionamento giratório; uma parte do fixador incluindo um parafuso dotado de rosca e eixo e que pode ser introduzido nas peças queconstituem um objeto; uma porca rosqueável em dito parafuso e cooperandocom dito elemento de acionamento e uma arruela a ser aplicada entre ditaporca e o objeto e cooperando com dito elemento não giratório, dita arruelapossuindo um eixo e sendo provida de uma primeira superfície de face deapoio, localizada em um lado axial e adaptada para cooperar com dita porca,uma segunda superfície de face de apoio, localizada no lado axial oposto eadaptada para cooperar com o objeto e pelo menos uma superfície resistenteà rotação, adaptada para cooperar com dita rosca de dito parafuso, de modoque quando dita porca é girada por dito elemento de acionamento e girar di-to parafuso, dito corpo de dita arruela impede dito corpo de girar e, dessemodo, dita porca cria uma influência sobre dito parafuso, a qual alonga ditoparafuso em um sentido axial e aplica a dito corpo de dita arruela, uma forçaaxial que rompe uma parte de dito corpo de dita arruela e permite que ditaparte de dito corpo de dita arruela seja puxada axialmente quando dito para-fuso se alonga.

De acordo com um modo de realização da presenteinvenção, o corpo da arruela pode ser composto e impede, inicialmente, umdeslocamento axial da outra parte que é engatada ao parafuso e, depois dis-so, uma de ditas partes se rompe sob a ação da força axial aplicada em res-posta ao alongamento do parafuso.

De acordo com uma outra característica da presen-te invenção, o corpo da arruela pode ser constituído como um elemento in-tegral em peça única, o qual é subseqüentemente rompido no ponto de rup-tura, quando é aplicada a força axial, alongando o parafuso até a arruela.

Os novos elementos que são considerados comocaracterísticas da presente invenção, encontram-se definidos em particularnas reivindicações anexas. A invenção propriamente dita, contudo, tantoquanto à sua construção como ao seu método de operação, juntamente comobjetivos adicionais e vantagens dos mesmos, serão mais bem compreendi-dos a partir da seguinte descrição de modos de realização específicos, quan-do lida em conjunto com os desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSA Figura 1 é uma vista mostrando uma arruela deacordo com a presente invenção;

A Figura 2 é uma vista mostrando um fixador comuma arruela e uma ferramenta aplicada ao fixador e ilustrando um métodode fixação, de acordo com a presente invenção; e

A Figura 3 é uma vista mostrando um outro modode realização da arruela, de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DOS MODOS DE REALIZAÇÃO PREFERIDOS

A Figura 1 mostra uma arruela de acordo com apresente invenção, a qual é identificada com o número de referência 1 comoum todo. A arruela 1 possui um corpo que é identificado pelo número dereferência 2. O corpo 2 da arruela 1 possui uma primeira superfície de facede apoio superior 3, adaptada para cooperar com uma porca, uma segundasuperfície de face de apoio inferior 4, adaptada para cooperar com um objetoque pode ser constituído em duas partes a serem montadas entre si e pelomenos uma superfície resistente à rotação, identificada pelo número de refe-rência 5.

A primeira e a segunda superfícies de face de apoio3 e 4, estão espaçadas entre si em sentido axial, ou, em outras palavras, emsentido de um eixo Al. A pelo menos terceira superfície resistente à rotação5 localiza-se radialmente, para dentro do corpo 2 da arruela 1. A terceira su-perfície resistente à rotação 5 é formada de modo a engatar ou calçar umarosca do parafuso, por exemplo, fornecendo uma rosca correspondente 6 nasuperfície resistente à rotação 5.

Conforme pode ser visto na Figura 1, o corpo 2 daarruela 1 é composto de duas partes 7 e 8, localizadas substancialmente demaneira radial uma adjacente à outra, de modo que a peça 7 fique localizadaradialmente, para dentro da peça 8. A superfície resistente à rotação 5, com arosca 6, é prevista radial e internamente na peça 7. A peça 8 possui uma pro-jeção 9 que se encontra localizada acima da peça 7 e impede o deslocamentoaxial para cima da peça 7. Contudo, a projeção 9 é projetada para que possaromper sob a ação de uma determinada força atualmente em uma direçãoaxial para cima. A peça 7 pode ser previamente encaixada, retorcida, ranhu-rada, ou de outro modo resistente à rotação com a peça 8.

A Figura 2 ilustra um fixador provido de arruela ede uma ferramenta aplicada ao fixador. O fixador possui uma porca 10, do-tada de uma rosca interna 11. O fixador possui ainda, um parafuso 12, pro-vido de uma rosca externa 13 e dotado de um eixo A2. A porca 10 possuiuma superfície de face de apoio inferior 14, a qual é adaptada para ser colo-cada na superfície da face superior de apoio 3 do corpo 2 da arruela 1. Arosca externa 13 do parafuso 12, engata a rosca interna 11 da porca 10 etambém engata uma rosca interna 6 do corpo 2 da arruela 1.Uma ferramenta elétrica, de acordo com a presenteinvenção, encontra-se ilustrada na Figura 2 e identificada com o número dereferência 15. A ferramenta elétrica possui um alojamento que está identifi-cado com o número de referência 20 e um acionamento elétrico que está i-dentificado com o número de referência 21. O acionamento elétrico se cons-titui, por exemplo, de uma unidade de cilindro-pistão, a qual inclui um cilin-dro 24 e um pistão 25 que é móvel no cilindro e provido de uma haste depistão 26. O movimento alternado da haste do pistão 26 com o pistão 25, éconvertido em um movimento giratório de uma roda dentada 28, através depelo menos uma chapa de acionamento 27, provida de uma lingüeta não i-lustrada, engatável com os dentes da roda dentada 28. Um elemento de a-cionamento 16 é conectado à roda dentada giratória 28 de um lado e engataa porca 10 de outro. De modo a proporcionar esse engate, a superfície inter-na do elemento de acionamento 16 pode ser provida de meios conectores,constituídos, por exemplo, de uma superfície poligonal interna, etc. Um e-lemento não giratório 17 é conectado ao alojamento imóvel 20 para absorveruma reação criada durante o giro do elemento de acionamento. O elementonão giratório 17 engata o corpo 2 da arruela 1, para impedir sua rotação aoredor dos eixos Al e A2, os quais coincidem entre si quando o fixador émontado. De modo a engatar a arruela, o elemento não giratório 17 é provi-do de meios conectores formados, por exemplo, como uma superfície poli-gonal interna, etc.

O fixador com a arruela é previsto para a fixaçãode um objeto que é identificado com o número de referência 18, em especi-al, para montar entre si as peças 19 e 19' do objeto 18.

Quando, conforme ilustrado na Figura 2, a ferra-menta elétrica 16 for colocada no fixador de forma a apertar ou afrouxar aporca, o elemento giratório 16, o qual está conectado à porca 10, gira a por-ca para superar o atrito da rosca com o parafuso 12 e o atrito facial com aarruela 1, de maneira a girar a porca e o elemento não giratório 17 prende aarruela 1 para absorver a força de reação, devido ao atrito facial da arruela 1com a porca 10, seu atrito facial com um lado da peça 20 e seu atrito girató-rio com o parafuso 12, para que a arruela 1 não gire, porém absorva a forçade reação da ferramenta elétrica. Inicialmente, quando a porca 10 gira, oparafuso 12 gira junto com a porca; contudo, a arruela estacionária 1 calça apeça estacionária 17 na rosca do parafuso 13, para que o parafuso pare degirar, por causa do engate de sua rosca externa 13, com a rosca 6 da arruela1. Portanto, o parafuso 12 é parado e uma força axial aplicada à arruela 1,em particular, à sua peça 7, em sentido axial ascendente, quando o parafuso2 é alongado pela porca girando 10. Sob a ação desta força axial ascendente,a projeção 9 da peça 8 da arruela 1 se rompe e a peça 8 da arruela 1 é puxa-da para cima.A Figura 3 mostra um outro modo de realização daarruela, de acordo com a presente invenção. Aqui a arruela, que é identifica-da com o número de referência 1', possui um corpo 2' que é formado comoum elemento integral de peça única, com uma divisória 31 e uma ranhura 32prevista para reduzir a espessura da divisão e torná-la quebrável.

A operação da arruela 1de acordo com o segundomodo de realização da presente invenção, é semelhante à operação da arrue-la 1 do modo de realização mostrado na Figura 1. Quando a porca 10 é gira-da pelo elemento de acionamento 16 da ferramenta elétrica, o parafuso 12tem a tendência de girar junto com a porca. Na medida que a arruela 1 émantida estacionária e, conseqüentemente a peça interna 7, o parafuso setorna estacionário devido ao engate de sua rosca externa 13 com a rosca in-terna 6' do corpo 2' da arruela 1, porém é alongado no sentido axial. Umaforça axial que é gerada durante o alongamento do parafuso 12, é aplicadaaxialmente de maneira ascendente à peça radialmente interna de maneiraascendente T da arruela 1', tentando deslocar a peça interna 7', de modoque a mesma eventualmente rompa a projeção 19 e desloque a peça interna7' da arruela 1' axialmente para cima em relação à peça externa 8'.

Ficará entendido que cada um dos elementos des-critos acima, ou dois ou mais juntos, também pode encontrar uma aplicaçãoútil em outros tipos de construções diferindo dos tipos descritos acima.Embora a invenção tenha sido ilustrada e descritaconforme expressa na arruela, fixador provido de uma arruela, método e fer-ramenta elétrica para fixação com o uso da arruela, não se destina a ficarlimitada aos detalhes ilustrados, posto que podem ser feitas várias modifica-ções e alterações estruturais, sem fugir de nenhuma maneira do espírito dapresente invenção.

Sem maior análise, o acima exposto revelará tãocompletamente a essência da presente invenção, que outros poderão, apli-cando conhecimentos atuais, adaptá-la prontamente para várias aplicaçõessem omitir características que, do ponto de vista do estado da técnica, cons-tituem justamente as características essenciais dos aspectos genéricos ou es-pecíficos desta invenção.

Claims (8)

1.) -"ARRUELA", caracterizada por compreender um corpo (2) dotado deum eixo Al e provido de uma primeira superfície de face de apoio (3), loca-lizada em um lado axial e adaptada para cooperar com uma porca, uma se-gunda superfície de face de apoio (4), localizada em um lado axial oposto eadaptada para cooperar com um objeto, pelo menos uma terceira superfícieresistente à rotação (5), adaptada para cooperar com uma rosca do parafuso,dito corpo possuindo pelo menos um ponto de ruptura (9) disposto de modoque quando a porca é girada e girar o parafuso, dito corpo (2) da arruela (1)impede o parafuso de girar e, desse modo, a porca cria uma influência sobreo parafuso, a qual alonga o parafuso em sentido axial e aplica a dito corpo(2) da arruela (1) uma força axial que rompe (9) uma parte (8) de dito corpo(2) da arruela (1) e permite que dita parte (8) de dito corpo (2) da arruela (1)seja puxada axialmente quando o parafuso se alonga.

2.) - "ARRUELA", conforme reivindicado na reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que dito corpo (2) possui duas peças (7) e (8) dispostas de modoque uma peça (8) impeça inicialmente um deslocamento axial da outra peça(7), a qual é engatada com o parafuso e, portanto, dita uma (8) de ditas peçasé rompida (9) sob a ação da força axial.

3.) - "ARRUELA", conforme reivindicado na reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que dito corpo (2)" é constituído como um elemento integral emuma única peça, o qual é subseqüentemente rompido em um ponto de ruptu-ra (31) sob a ação da força axial.

4. "FIXADOR PROVIDO DE UMA ARRUELA", para conectar duas pe-ças (19), (19)' que constituem um objeto (18), caracterizado por compre-ender um parafuso (12) dotado de uma rosca (13); uma porca (10) rosqueá-vel em dito parafuso (12); e uma arruela (1), (I)' a ser aplicada entre a porca(10) e o objeto (18) e incluindo um corpo (2), (2)" dotado de um eixo A(I)e provido de uma primeira superfície de face de apoio (3), localizada em umlado axial e adaptada para cooperar com a porca (10), uma segunda superfí-cie de face de apoio (4), localizada em um lado axial oposto e adaptada paracooperar com o objeto (18) e pelo menos uma terceira superfície resistente àrotação (5), adaptada para cooperar com uma rosca (13) de dito parafuso(12), dito corpo (2), (2)" de dita arruela (1), (I)' possuindo pelo menos umponto de ruptura (9), (31) disposto de modo que quando a porca (10) é gira-da e girar o parafuso (12), dito corpo (2), (2)" da arruela impede o parafuso(12) de girar e, desse modo, a porca (10) cria uma influência sobre o parafu-so (12), a qual alonga o parafuso em um sentido axial e aplica a dito corpo(2), (2)" da arruela uma força axial que rompe (9), (31) uma parte (8), (8)'de dito corpo (2), (2)" da arruela e permite que dita parte (8), (8)' de ditocorpo da arruela seja puxada axialmente quando o parafuso (12) se alonga.

5. "FIXADOR PROVIDO DE UMA ARRUELA", conforme reivindicadona reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que dito corpo (2) possui du-as peças (7), (8) dispostas de modo que uma (8) impeça inicialmente umdeslocamento axial da outra peça (7), a qual é engatada ao parafuso (12) e,desse modo, dita uma (8) de ditas peças é rompida (9) sob a ação da forçaaxial.

6. "FIXADOR PROVIDO DE UMA ARRUELA", conforme reivindicadona reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que dito corpo (2)" se consti-tui em um elemento integral em uma única peça, a qual é subseqüentementerompida em um ponto de ruptura (31) sob a ação da força axial.

7. "MÉTODO PARA FIXAÇÃO DE OBJETOS" para montagem de pelomenos duas peças (19), (19)' de um objeto (18) entre si, caracterizado porcompreender as etapas de: introduzir um parafuso (12) dotado de uma rosca(13) nas peças (19),(19)' de modo que uma extremidade livre do parafuso(12), se prolongue para fora além de pelo menos um lado das peças (19),(19)'; colocar uma arruela (1), (I)' na extremidade livre do parafuso (12);conectar por rosca uma porca (10) à extremidade livre do parafuso (12) demodo a encostar-se à arruela (1);(1)' colocar uma ferramenta elétrica (15) demodo a girar a porca (10) com um elemento giratório (16) da ferramenta elé-trica conectado à porca (10) para apertar ou afrouxar o parafuso (12) e apli-car um elemento não giratório (17) da ferramenta elétrica à arruela (I)5(I)'para absorver uma força de reação; e prover o corpo (2), (2)" da arruela deum ponto de ruptura (9), (31) disposto de modo que quando a porca (10) égirada e girar o parafuso (12), dito corpo (2), (2)" da arruela impede o para-fuso (12) de girar e, desse modo, a porca (10) cria uma influência sobre oparafuso (12), a qual alonga o parafuso em sentido axial e aplica a dito cor-po (2), (2)" da arruela uma força axial, a qual rompe (9), (31) uma parte(8),(8)' de dito corpo (2), (2)" da arruela e permite que dita parte de dito (8),(8)' corpo (2), (2)" da arruela, seja puxada axialmente quando o parafuso dealonga.

8.)- "FERRAMENTA ELÉTRICA PARA FIXAÇÃO DE OBJETOS", parafixar um objeto (18), caracterizada por compreender um alojamento provi-do de um elemento não giratório (17); um acionamento elétrico em dito alo-jamento acionando um elemento de acionamento giratório (16); uma peça dofixador incluindo um parafuso (12) dotado de uma rosca (13) e um eixo A2e passível de ser introduzido em peças (19), (19)' que constituem o objeto(18); uma porca (10) rosqueável em dito parafuso (12) e cooperando comdito elemento de acionamento (16) e uma arruela (1), (I)' a ser aplicada en-tre dita porca (10) e o objeto (18) e cooperando com dito elemento (16) dedito alojamento, dita arruela (1), (1)' possuindo um eixo Al e sendo providade uma primeira superfície de face de apoio (3), localizada em um lado axiale adaptada para cooperar com dita porca (10), uma segunda superfície deface de apoio (4), localizada em um lado axial oposto e adaptada para coo-perar com o objeto (18) e pelo menos uma superfície resistente à rotação (5),adaptada para cooperar com dita rosca (13) de dito parafuso (12), de modoque quando dita porca (10) é girada por dito elemento de acionamento (16) egirar dito parafuso (12), dito corpo (2), (2)" de dita arruela é mantido presopor dito elemento não giratório (17) e impede dito parafuso (12) de girar e,desse modo, dita porca (10) cria uma influência sobre dito parafuso (12), aqual alonga dito parafuso em sentido axial e aplica a dito corpo (2), (2)" dedita arruela uma força axial, a qual rompe (9), (31) uma parte (8), (8)' dedito corpo de dita arruela e permite que dita parte (8), (8)' de dito corpo dedita arruela seja puxada axialmente quando dito parafuso (12) se alonga.