BR102018071169B1

BR102018071169B1 - Acoplamento roscado

Info

Publication number: BR102018071169B1
Application number: BR102018071169-5A
Authority: BR
Inventors: Dale V.L. Faulkner
Original assignee: Crompton Technology Group Limited
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2018-10-15
Publication date: 2023-12-26
Also published as: US20190120278A1; CA3017884A1; US10927879B2; EP3473873A1; BR102018071169A2; EP3473873B1

Abstract

um acoplamento roscado (2) é fornecido que compreende um primeiro membro de acoplamento (4), compreendendo uma porção cilíndrica (16) que é roscada internamente em torno de um eixo de simetria rotacional da porção cilíndrica e compreende uma extremidade aberta que define uma abertura com um aro anular (5); um segundo membro de acoplamento (6) compreendendo uma porção roscada externamente (12) e pelo menos uma cavidade de chave (14); e um conjunto de travamento. o conjunto de travamento compreende um pino de trava (8) e uma porca de travamento (10). a porção roscada externamente (12) está disposta para ser recebida através da abertura a ser engatada de maneira roscada com a porção cilíndrica roscada internamente (16) para acoplar o primeiro membro de acoplamento (4) ao segundo membro de acoplamento (6). o aro (5) compreende pelo menos uma projeção (18) que se projeta em uma direção geralmente axial paralela ao eixo de simetria rotacional da porção cilíndrica (16). o pino de trava (8) está disposto para, quando o primeiro membro de acoplamento (4) for acoplado ao segundo membro de acoplamento (6), ser assentado em contato com pelo menos uma projeção (18) e se estender para pelo menos uma cavidade de chave (14). a porca de travamento (10) está disposta para ser roscada no segundo membro de acoplamento (6) para restringir o movimento do pino de trava (8) na direção axial. o pino de trava (8) compreende uma primeira superfície de engate que está disposta, quando o pino de trava (8) for assentado, para engatar uma segunda superfície de engate fornecida pela porca de travamento (10) ou aro (5) para impedir o movimento do pino de trava (8) em uma direção radial, perpendicular à direção axial. o acoplamento roscado (2) requer menos material e é mais eficiente em termos de espaço, ao mesmo tempo que proporciona travamento e tempo efetivos. isso resulta em economia de peso e custo, além de permitir que o acoplamento (2) seja usado em locais com espaço limitado.'

Description

Campo Da Técnica

[001] A presente divulgação refere-se à acoplamentos roscados, particularmente acoplamentos roscados compreendendo um conjunto de travamento.

Fundamentos Da Invenção

[002] Os acoplamentos roscados, compreendendo um membro roscado externamente e um membro roscado internamente, que são engatáveis por rosca, são frequentemente usados em juntas dentro de sistemas mecânicos para prover o ajuste rotacional e de comprimento da junta. Isso pode ser útil, por exemplo, quando a montagem final do sistema ocorre em um local diferente da produção das partes componentes. O comprimento e posição angular da junta podem ser ajustados girando os membros em relação um ao outro. Em alguns sistemas mecânicos, a configuração da posição angular relativa dos membros é referida como tempo.

[003] Pelo menos na indústria aeroespacial, um conjunto de travamento é tipicamente fornecido para o acoplamento roscado, o que evita mais rotação (e, portanto, mudanças no comprimento) uma vez que o ângulo e o comprimento corretos tenham sido alcançados. É necessário, em muitos cenários, impedir que o acoplamento roscado gire mais (e, portanto, altere seu comprimento) assim que o ângulo e o comprimento corretos forem alcançados. Isso é chamado de travamento e normalmente é obtido usando uma arruela de pressão e um rasgo de chaveta no membro roscado externamente. A arruela de pressão possui uma chave que se projeta radialmente para dentro, para engatar no rasgo de chaveta, junto com uma nervura radial que engata no membro roscado internamente. Uma porca de travamento então fixa a arruela no lugar de forma que não possa ser desengatada, garantindo que a posição relativa dos dois membros roscados seja fixa. Um exemplo de tal conjunto de travamento é visto em US 4.423.992.

[004] Os conjuntos de trava típicos, como descritos acima, compreendem componentes volumosos e, em aplicações sensíveis ao peso, tais como na indústria aeroespacial, o peso adicional é altamente indesejável. Além disso, os conjuntos de trava típicos podem aumentar consideravelmente o comprimento de um acoplamento roscado.

[005] A presente divulgação procura abordar essas deficiências proporcionando um acoplamento roscado compreendendo um conjunto de travamento seguro com comprimento e peso reduzidos.

[006] De acordo com a presente divulgação, é fornecido um acoplamento roscado compreendendo: um primeiro membro de acoplamento, compreendendo uma porção cilíndrica que é roscada internamente em torno de um eixo de simetria rotacional da porção cilíndrica e compreende uma extremidade aberta que define uma abertura tendo um aro anular; um segundo membro de acoplamento compreendendo uma porção roscada externamente e pelo menos uma cavidade de chave; e um conjunto de travamento que compreende: um pino de trava; e uma porca de travamento; em que: a porção roscada externamente é disposta para ser recebida através da abertura para ser engatada de maneira roscada com a porção cilíndrica roscada internamente para acoplar o primeiro membro de acoplamento ao segundo membro de acoplamento; o aro compreende pelo menos uma projeção que se projeta em uma direção geralmente axial paralela ao eixo de simetria rotacional da porção cilíndrica; o pino de trava está disposto para, quando o primeiro membro de acoplamento é acoplado ao segundo membro de acoplamento, ser assentado em contato com a pelo menos uma projeção e se estender para dentro da pelo menos uma cavidade de chave; a porca de travamento está disposta para ser roscada no segundo membro de acoplamento para restringir movimento do pino de trava na direção axial; e o pino de trava compreende uma primeira superfície de engate que é disposta, quando o pino de trava é assentado, para engatar uma segunda superfície de engate fornecida pela porca de travamento ou aro de modo a impedir o movimento do pino de trava em uma direção radial, perpendicular a direção axial.

[007] Assim, será observado por aqueles versados na técnica que, de acordo com a divulgação, é fornecido um acoplamento roscado que requer menos material e é mais eficiente em termos de espaço, ao mesmo tempo que proporciona um travamento e tempo eficazes. Isso resulta em economia de peso e custo, além de permitir que o acoplamento seja usado em locais com espaço limitado.

[008] Um pino de trava é distinguido de qualquer outro exemplo de meios de travamento, por exemplo, de uma arruela de pressão, pela sua capacidade para ser removido do acoplamento roscado montado sem separar o primeiro e o segundo membros de acoplamento. Por conseguinte, o pino de trava tem, preferencialmente, uma extensão angular em relação à porção cilíndrica inferior a 180°. Ainda preferencialmente, a extensão angular do pino de trava é inferior a 90°, por exemplo 30°, 20° ou inferior a 10°. Isso permite uma montagem e reparo mais simples.

[009] Como mencionado acima, é desejável minimizar o comprimento total do acoplamento roscado e, como tal, em exemplos preferíveis, pelo menos uma projeção projeta uma distância de projeção na direção axial e o pino de trava tem uma espessura na direção axial quando assentado, que é menor ou igual à distância de projeção. Ainda preferencialmente, o pino de trava tem uma espessura na direção axial quando assentado, que é igual à distância de projeção. Isso garante que o pino de trava não possa, quando assentado, se mover na direção axial.

[0010] A distância de projeção pode ser minimizada para reduzir ainda mais o comprimento, embora os requisitos de torque de travamento possam definir uma distância de projeção mínima aceitável, em que o acoplamento roscado deve permanecer travado quando o primeiro e segundo membros de acoplamento experimentarem um determinado torque relativo. A distância de projeção é preferencialmente escolhida para ser a menor distância que fornece a determinada resistência de torque.

[0011] Em conjuntos de trava para acoplamentos roscados típicos da técnica anterior, só é possível ajustar o comprimento do acoplamento roscado girando os membros de acoplamento um em relação ao outro por voltas inteiras (360°), o que para alguns passos de rosca pode corresponder a um ajuste de comprimento considerável. Consequentemente, em alguns exemplos, o primeiro membro de acoplamento compreende uma pluralidade de projeções, por exemplo, seis ou oito, posicionadas ao redor do aro para formar uma pluralidade de lacunas entre elas. Em tais exemplos, o pino de trava pode ser disposto para ser assentado pelo menos parcialmente em pelo menos uma dessas lacunas, e em contato com pelo menos uma das projeções. Isso permite que o tempo do acoplamento roscado seja ajustado por ângulos menores do que uma volta completa e permite que o mesmo acoplamento roscado seja utilizado em uma variedade de aplicações diferentes que exigem um tempo diferente. Em um subconjunto desses exemplos, o pino de trava está disposto para ser colocado em contato com pelo menos duas projeções. Preferencialmente, a pluralidade de projeções é igualmente dimensionada. Em alguns exemplos, a pluralidade de projeções é espaçada de maneira triangular ao redor do aro da porção cilíndrica, embora outros padrões de espaçamento sejam possíveis.

[0012] Em alguns exemplos, o pino de trava compreende uma fenda para acomodar a pelo menos uma projeção de modo que quando assentada, a fenda contenha pelo menos uma projeção, em que a primeira superfície de engate compreende a superfície interna da fenda e a segunda superfície de engate compreende superfície externa de pelo menos uma projeção. Isso impede o movimento radial para fora do pino de trava. Preferencialmente, nesses exemplos, as projeções têm um perfil de seção transversal circular, embora sejam possíveis outros perfis de seção transversal, tais como quadrados ou elípticos.

[0013] Em alguns exemplos o pino de trava compreende uma peça principal, compreendendo um orifício de passagem que se estende longitudinalmente e uma parte de fixação separada disposta para se estender pelo menos parcialmente no orifício de passagem que se estende longitudinalmente, o aro compreendendo uma cavidade longitudinalmente estendida, onde a peça principal está disposta para ser colocada em contato com pelo menos uma projeção e se estender em pelo menos uma cavidade de chave, a peça de fixação também estando disposta para se estender pelo menos parcialmente na cavidade longitudinalmente estendida. A peça de fixação pode assumir a forma de um pino ou cavilha, por exemplo. Em tais exemplos, a peça de fixação compreende a primeira superfície de engate e a cavidade que se estende longitudinalmente compreende a segunda superfície de engate. Será compreendido que nesses exemplos a peça principal e a peça de fixação são separáveis, isto é, um pino de trava de duas partes.

[0014] A cavidade de chave pode compreender um único orifício que se estende radialmente para dentro adequado para receber o pino de trava. Em alguns exemplos, a cavidade de chave compreende uma ranhura de chaveta que se estende pelo menos parcialmente ao longo da porção roscada externamente. Adicional ou alternativamente, a cavidade de chave compreende uma pluralidade de chavetas ou cavidades, que podem ser posicionadas de forma colinear ou podem ser angularmente compensadas em torno da porção roscada externamente. O fornecimento de múltiplos locais nos quais o pino de trava pode ser assentado aumenta a configurabilidade do acoplamento roscado em termos de ajuste de tempo e comprimento.

[0015] Em alguns exemplos, a porca de travamento compreende uma ranhura anular, que compreende a segunda superfície de engate, e o pino de trava compreende uma protuberância que, quando o pino de trava está assentado, é posicionada dentro da ranhura anular e compreende a primeira superfície de engate.

[0016] Adicional ou alternativamente, a segunda porção de engate pode compreender uma ranhura anular no primeiro membro de acoplamento. Em alguns exemplos, o pino de trava compreende uma protuberância que, quando o pino de trava está assentado, é posicionada dentro da ranhura anular e compreende a primeira superfície de engate.

[0017] Em alguns exemplos em que o aro compreende uma pluralidade de projeções, pelo menos uma das lacunas é afunilado, por exemplo, é mais estreita no lado radialmente para fora e mais larga no lado radialmente para dentro. Em tais exemplos, o pino de trava é similarmente afunilado para encaixar na pelo menos uma lacuna, em que a primeira superfície de engate compreende um lado do pino de trava e a segunda superfície de engate compreende um lado de uma da pluralidade de projeções. Nesses exemplos, o pino de trava não requer uma protuberância adicional e a porca de travamento não requer uma ranhura anular adicional. Isso diminui a complexidade de fabricação e o custo do acoplamento roscado.

[0018] Em muitas aplicações de acoplamentos roscados, é necessário o chamado travamento secundário, em que a porca de travamento em si deve ser fixa através de meios de travamento secundários de modo que não se desaparafuse quando sujeita, por exemplo, a vibrações durante a vibração. Por conseguinte, em alguns exemplos, a porca de travamento compreende pelo menos um primeiro orifício de passagem através do qual o cabo de travamento pode ser roscado; o primeiro membro de acoplamento, o segundo membro de acoplamento ou o pino de trava compreende um segundo orifício de passagem para o cabo de travamento e um cabo de travamento é disposto para ser inserido, em uso, através do primeiro e do segundo orifícios de passagem e fixado por exemplo de modo que o movimento relativo da porca de travamento e de qualquer outro componente do acoplamento roscado não seja possível. Em exemplos preferidos, o segundo orifício de passagem é fornecido no pino de trava. Ainda preferencialmente, a posição do primeiro e do segundo orifícios de passagem é tal que é necessário um comprimento mínimo de cabo de travamento.

[0019] O acoplamento roscado descrito neste documento é particularmente adequado para uso quando conectado a um componente estrutural feito de material composto com uma matriz de polímero reforçado com fibra, por exemplo, um bastão de polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP). Como tal, em alguns exemplos, o primeiro membro de acoplamento compreende meios de conexão para conectar o primeiro membro de acoplamento a um componente estrutural feito de material composto com matriz de polímero reforçado com fibra. Preferencialmente, os meios de conexão compreendem uma porção roscada e o primeiro membro de acoplamento está disposto para ser roscado na extremidade do componente estrutural. Nesses exemplos, a pelo menos uma projeção pode servir como um ponto de aplicação de torque para roscar o primeiro membro de acoplamento no componente estrutural. Preferencialmente, a pelo menos uma projeção é moldada de modo a receber uma ferramenta de aplicação de torque padrão.

[0020] O segundo membro de acoplamento pode compreender uma extremidade de haste, uma manilha, uma extremidade de lâmina, um compartimento de bucha ou qualquer outro componente adequado que possa requerer um tempo preciso.

Descrição Detalhada

[0021] Um ou mais exemplos não limitantes serão agora descritos, a título exclusivamente exemplificativos e com referência às figuras anexas: A Figura 1 é uma vista expandida de um acoplamento roscado de acordo com um primeiro exemplo da presente divulgação; A Figura 2 é uma vista transversal do acoplamento roscado de acordo com o primeiro exemplo da presente divulgação; A Figura 3 é uma segunda vista em corte transversal do acoplamento roscado de acordo com o primeiro exemplo da presente divulgação; A Figura 4 é uma vista em corte transversal de um acoplamento roscado de acordo com um exemplo da presente divulgação; A Figura 5 é uma vista expandida de um acoplamento roscado de acordo com um segundo exemplo da presente divulgação; A Figura 6 é uma vista transversal do acoplamento roscado de acordo com o segundo exemplo da presente divulgação; A Figura 7 é uma segunda vista em corte transversal do acoplamento roscado de acordo com o segundo exemplo da presente divulgação; As Figuras 8a e 8b são vistas transversais de pinos de trava de acordo com um ou mais exemplos adicionais da presente divulgação; As Figuras 9 e 10 são vistas transversais de pinos de trava de acordo com um ou mais exemplos adicionais da presente descrição; As Figuras 11 e 12 são vistas transversais de perfis de protuberância de pino de trava de acordo com um ou mais exemplos da presente divulgação; e A Figura 13 ilustra um acoplamento roscado totalmente montado de acordo com um ou mais exemplos da presente divulgação.

[0022] A Figura 1 mostra um acoplamento roscado 2 compreendendo um acessório de extremidade 4, uma extremidade de haste 6, um pino de trava 8 e uma porca de travamento 10. A extremidade de haste 6 compreende uma porção cilíndrica roscada externamente 12 e uma cavidade de chave na forma de uma chaveta 14, que compreende uma ranhura cortada ao longo da porção roscada externamente 12. O acessório de extremidade 4 compreende uma porção cilíndrica roscada internamente 16 que engata de maneira roscada com a porção roscada externamente 12.

[0023] O acessório de extremidade 4 compreende ainda um aro anular 5 que define uma abertura circular através da qual a porção roscada externamente 12 pode ser inserida para engatar na porção roscada internamente 16. O aro 5 compreende uma pluralidade de projeções 18 que se projetam em uma direção axial paralela ao eixo de simetria rotacional da porção cilíndrica roscada internamente 16.

[0024] Nesse exemplo, as projeções 18 são igualmente dimensionadas e uniformemente espaçadas em torno do aro 5 para definir uma pluralidade de lacunas de tamanho igual 19 entre as projeções adjacentes 18.

[0025] Quando montada, a extremidade da haste 6 é acoplada ao acessório de extremidade 4 através da porção roscada internamente engatada 16 e da porção roscada externamente 12. O comprimento do acoplamento roscado 2 e a orientação da extremidade da haste 6 em relação ao acessório de extremidade 4, também referido como a temporização do acoplamento roscado, podem ser ajustados pela rotação da extremidade da haste 6 em relação ao acessório de extremidade 4.

[0026] O pino de trava 8 tem uma forma tal que pode se assentado em uma das lacunas 19 entre projeções adjacentes 18, ao mesmo tempo que se estende radialmente (em relação a porção cilíndrica roscada internamente 16) tanto para dentro passando a extensão radial mínima do aro 5 como para fora passado a extensão radial máxima do aro 5. Quando o acoplamento roscado é montado, a extremidade da haste 6 é orientada em relação ao acessório de extremidade 4 de modo que a chaveta 14 é alinhada com uma lacuna 19 e o pino de trava 8 está disposto nessa lacuna 19 como descrito acima de modo que se estende radialmente para dentro na chaveta 14. Quando assentado na referida lacuna 19, o pino de trava 8 é impedido de mover-se circunferencialmente pelos lados das projeções 18 que definem a lacuna 19.

[0027] A chaveta 14 tem uma profundidade e o pino de trava 8, quando assentado, se estende após a extensão radial mínima do aro 5 por uma distância igual a essa profundidade, de modo que quando assentado com a extremidade da haste 6 fixa, o pino de trava 8 é impedido de se mover radialmente para dentro.

[0028] A porca de travamento 10 compreende uma superfície roscada internamente que está disposta para engate com a porção roscada externamente 12 da extremidade da haste 6. Quando o conjunto roscado 2 é montado, a porca de trava 10 é apertada através do engate roscado com a porção roscada externamente 12 nos aros do acessório de extremidade 4. Isto restringe o movimento axial do pino de trava 8, que está disposto em uma das lacunas 19 entre duas das projeções 18 como detalhado acima.

[0029] A porca de travamento 10 compreende ainda uma ranhura anular 20 localizada na extremidade da superfície roscada internamente mais próxima do acessório de extremidade 4. O pino de trava 8 compreende uma protuberância que se estende axialmente 22, disposta para se assentar na ranhura anular 20 quando o acoplamento roscado 2 é montado. O encaixe da ranhura anular 20 e a protuberância 22 restringem o movimento radial para fora do pino de trava 8. Alguns perfis alternativos para a protuberância do pino de trava 22 estão ilustrados nas Figuras 11 e 12 e descritos em mais detalhe abaixo.

[0030] A disposição do pino de trava 8 dentro da chaveta 14 e sua restrição anteriormente referida ao movimento na direção circunferencial, evitam a rotação relativa da extremidade da haste 6 e do acessório de extremidade 4. Isto assegura que não é possível alterar o comprimento do acoplamento roscado 2 ou ajustar seu tempo enquanto o pino de trava 8 estiver assentado. Por outras palavras, o acoplamento roscado 2 está travado na posição. A pluralidade de projeções 18 define uma pluralidade de lacunas 19 e o pino de trava 8 pode ser disposto dentro de qualquer uma dessas lacunas 19 para permitir que o tempo e o comprimento do acoplamento roscado 2 sejam ajustados por frações de uma volta completa. Nesse exemplo há seis projeções 18 que definem seis lacunas 19, com uma separação angular de 60° entre elas. Isso permite que o tempo do acoplamento roscado 2 seja ajustado em etapas de 60°.

[0031] Para um ângulo de rosca típico de 60° e um diâmetro típico das porções roscadas 12, 16 de 25,4 mm, o comprimento do acoplamento roscado 2 pode ser ajustado em etapas de 2,12 mm. Obviamente outros ângulos de rosca e diâmetros das porções roscadas 12, 16 são possíveis.

[0032] Para ajustar o comprimento ou a temporização do acoplamento roscado 2 depois de montado, a porca de travamento 10 deve ser retraída da sua posição contra o aro 5 a uma distância tal que o pino de trava 8 possa ser extraído. A distância mínima de retração para a qual a extração é possível é igual à profundidade axial da ranhura anular 20, que pode ser significativamente menor que a espessura axial das projeções 18.

[0033] O acoplamento roscado 2 descrito neste documento também proporciona um travamento secundário, de modo que a porca de travamento 10 não pode, por exemplo, devido a vibrações durante o uso, ser solta por uma distância suficiente de modo que o pino de trava 8 se desengate e o acoplamento roscado 2 se destrave. A provisão de travamento secundário é de uso particular, por exemplo, na indústria aeroespacial, onde as vibrações são comuns e é vital que os componentes não se tornem desafixados durante o uso.

[0034] Para proporcionar esse travamento secundário, o pino de trava 8 compreende um primeiro orifício de passagem 24 e a porca de travamento 10 compreende um segundo orifício de passagem 26. Uma vez que o acoplamento roscado 2 tenha sido montado, um cabo de travamento (não mostrado) é inserido através do primeiro e do segundo orifícios de passagem 24, 26, esticado e fixado (por exemplo, usando terminais crimpados). A porca de travamento 10 é, portanto, impedida de afrouxar, pois qualquer tentativa de desenrolar a porca de travamento 10 puxa o cabo de travamento em tensão contra o pino de trava 8. Um diagrama de um acoplamento roscado montado 2 com cabo de travamento fornecendo bloqueio secundário é mostrado na Figura 13.

[0035] No exemplo da Figura 1, o acoplamento roscado 2 está conectado a uma haste 28 de polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP), através do acessório de extremidade 4. Uma porção de conexão roscada internamente na extremidade oposta do acessório de extremidade 4 ao aro anular 5 (não mostrado) proporciona meios de ligação para conectar o acessório de extremidade 4 à haste de CFRP 28. Durante a montagem, o acessório de extremidade 4 é roscado na haste de CFRP 28 pela aplicação um torque ao acessório de extremidade 4. Antes do acoplamento roscado 2 ser montado, as projeções 18 proporcionam um ponto de aplicação de torque com o qual qualquer ferramenta de aplicação de torque adequada, por exemplo, uma chave de gancho (não mostrada), pode ser usada para conduzir o acessório de extremidade 4 em direção à haste CFRP 28. O acoplamento roscado 2 proporciona, portanto, um acoplamento com comprimento e tempo ajustáveis entre a extremidade da haste 6 e a haste de CFRP 28.

[0036] A Figura 2 é uma vista em corte transversal do acoplamento roscado montado 2 em um plano perpendicular ao eixo de simetria rotacional da porção cilíndrica roscada internamente 16, cortando através do aro 5 e do pino de trava 8. O pino de trava 8 é assentado entre duas projeções 18, de modo que se estende para dentro da chaveta 14 da extremidade da haste 6 e se estende radialmente para fora a partir do aro 5. O primeiro orifício de passagem 24 é mostrado no pino de trava 8 em um ponto radialmente externo ao aro 5.

[0037] Os lados do pino de trava 8 estão em contato com as laterais das projeções 18 e são paralelos, permitindo a inserção radial e a extração do pino de trava 8. A extremidade da haste 6 é impedida de rodar em relação ao aro 5 devido à extensão do pino de trava 8 dentro da chaveta 14 e o pino de trava 8 estar em contato com as projeções 18.

[0038] A Figura 3 é uma vista em corte transversal do acoplamento roscado montado 2 em um plano perpendicular ao eixo de simetria rotacional da porção cilíndrica roscada internamente 16, cortando através do centro do pino de trava 8. A porca de travamento 10 é apertada contra o aro 5 e o pino de trava 8 para impedir o movimento axial do pino de trava 8 e a protusão axialmente estendida 22 estende-se para dentro da ranhura anular 20 para impedir o movimento radial para fora do pino de trava 8. O pino de trava 8 estende toda a profundidade da chaveta 14, de modo que o movimento radial para dentro é impedido.

[0039] O primeiro orifício de passagem 24 e o segundo orifício de passagem 26 estão posicionados proximalmente, de modo que um comprimento mínimo do cabo de travamento (não mostrado) pode ser utilizado para proporcionar um travamento secundário ao acoplamento roscado.

[0040] Enquanto nesse exemplo o movimento radial para fora do pino de trava 8 é impedido através do engate da protuberância 22 do pino de trava 8 e da ranhura anular 20 na porca de travamento 10, em alguns exemplos alternativos, o movimento radial externo de um pino de trava pode ser evitado através do engate de uma protuberância similar com uma ranhura anular no próprio acessório de extremidade em si.

[0041] A Figura 4 ilustra uma vista em corte de tal acoplamento roscado montado alternativo 52 que compreende um acessório de extremidade 54 no qual uma ranhura anular 70 está disposta. De uma maneira similar ao exemplo anterior, um pino de trava 58 compreende uma projeção estendida axialmente 72 que se estende dentro da ranhura anular 70 para impedir o movimento radial externo do pino de trava 58. Nesse exemplo, não é necessária uma porca de trava especialmente fabricada compreendendo uma ranhura anular e, em vez disso, pode ser utilizada uma porca de fixação padrão 60 para fixar o conjunto 52.

[0042] A Figura 5 mostra um exemplo alternativo de um acoplamento roscado 102 compreendendo um acessório de extremidade 104, uma extremidade de haste 106, um pino de trava 108 e uma porca de travamento 110. A extremidade de haste 106 compreende uma porção cilíndrica roscada externamente 112 e uma chaveta 114, que compreende uma ranhura cortada ao longo da porção roscada externamente 112. O acessório de extremidade 104 compreende uma porção cilíndrica roscada internamente 116 que engata de maneira roscada com a porção roscada externamente 112.

[0043] O acessório de extremidade 104 compreende ainda um aro anular 105 que define uma abertura circular através da qual a porção roscada externamente 112 pode ser inserida para engatar na porção roscada internamente 116. O aro 105 compreende uma pluralidade de projeções 118 que se projetam em uma direção axial paralela ao eixo de simetria rotacional da porção cilíndrica roscada internamente 116.

[0044] As projeções 118 são igualmente dimensionadas e uniformemente espaçadas em torno do aro 105 para definir uma pluralidade de lacunas de tamanho igual 119 entre as projeções adjacentes 118. As projeções 118 são afuniladas, de modo que as lacunas 119 se estendem desde uma abertura radialmente mais interna e ampla até uma abertura radialmente mais externa e estreita (ver também a Figura 6).

[0045] Quando montada, a extremidade da haste 106 é acoplada ao acessório de extremidade 104 através da porção roscada internamente engatada 116 e da porção roscada externamente 112. O comprimento do acoplamento roscado 102 e a orientação da extremidade da haste 106 em relação ao acessório de extremidade 104, também referido como a temporização do acoplamento roscado, podem ser ajustados pela rotação da extremidade da haste 106 em relação ao acessório de extremidade 104.

[0046] O pino de trava 108 tem uma forma tal que pode se assentado em uma das lacunas afuniladas 119 entre projeções adjacentes 118, ao mesmo tempo que se estende radialmente (em relação a porção cilíndrica roscada internamente 116) tanto para dentro passando a extensão radial mínima do aro 105 como para fora passado a extensão radial máxima do aro 105. Quando o acoplamento roscado 102 é montado, a extremidade da haste 106 é orientada em relação ao acessório de extremidade 104 de modo que a chaveta 114 é alinhada com uma lacuna 119 e o pino de trava 108 está disposto nessa lacuna 119 como descrito acima de modo que se estende radialmente para dentro na chaveta 114. Quando assentado na referida lacuna 119, o pino de trava 108 é impedido de mover-se circunferencialmente pelos lados das projeções 118 que definem a lacuna 119. O pino de trava 108 é afunilado para coincidir com a afunilada das lacunas 119, de modo que, quando assentado, fica impedido de se mover radialmente para fora.

[0047] A chaveta 114 tem uma profundidade e o pino de trava 108, quando assentado, se estende após a extensão radial mínima do aro 105 por uma distância igual a essa profundidade, de modo que quando assentado com a extremidade da haste 106 fixa, o pino de trava 108 é impedido de se mover radialmente para dentro.

[0048] A porca de travamento 110 compreende uma superfície roscada internamente que engata na porção roscada externamente 112 da extremidade da haste 106. Quando o conjunto roscado 102 é montado, a porca de trava 110 é apertada através do engate roscado com a porção roscada externamente 112 no aro 105 do acessório de extremidade 104. Isto restringe o movimento axial do pino de trava 108, que está disposto na lacuna 119 entre duas das projeções 118 como detalhado acima.

[0049] Em contraste com o exemplo ilustrado pelas Figuras 1-3, a porca de trava 110 não requer uma ranhura anular e o pino de trava 108 não requer uma protuberância adicional, pois a retenção radial do pino de trava 108 é fornecida através da natureza afunilada das lacunas entre as projeções adjacentes 118. Isto reduz a complexidade de fabricação da porca de travamento 110 e do pino de trava 108.

[0050] O pino de trava 108 bloqueia o acoplamento roscado 102 da mesma maneira descrita com relação à Figura 1. Como para o exemplo ilustrado na Figura 1, o tempo do acoplamento roscado 102 pode ser ajustado em etapas de 60° e para um ângulo de rosca típico de 60° e um diâmetro típico das porções roscadas 112, 116 de 25,4 mm, o comprimento do acoplamento roscado 102 pode ser ajustado em etapas de 2,12 mm. obviamente outros ângulos de rosca e diâmetros das porções roscadas 112, 116 são possíveis.

[0051] Para ajustar o comprimento ou a temporização do acoplamento roscado 102 depois de montado, a porca de travamento 110 deve ser retraída da sua posição contra o aro 105 a uma distância tal que o pino de trava 108 possa ser extraído. A distância mínima de retração para a qual a extração é possível é igual à espessura axial do pino de trava 108, porque devido à natureza afunilada do pino de trava 108 e das lacunas 119 entre projeções adjacentes 118, o pino de trava 108 não pode ser extraído radialmente da lacuna 119 em que está assentado. Em vez disso, deve ser levantado axialmente para fora da lacuna 119, requerendo um espaço acima do aro 105 igual à sua espessura axial.

[0052] O pino de trava 108 compreende um primeiro orifício de passagem 124 e a porca de travamento 110 compreende um segundo orifício de passagem 126, para proporcionar o travamento secundário através de um cabo de travamento (não mostrado), como descrito para o primeiro exemplo.

[0053] Similarmente no primeiro exemplo, o acoplamento roscado 102 está conectado a uma haste de polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP) 128, através de uma porção de conexão roscada internamente do acessório de extremidade 104. Como no primeiro exemplo, as projeções 118 proporcionam um ponto de aplicação de torque com o qual qualquer ferramenta de aplicação de torque adequada, por exemplo, uma chave de gancho (não mostrada), pode ser usada para conduzir o acessório de extremidade 104 em direção à haste de CFRP 128. O acoplamento roscado 102 proporciona, portanto, um acoplamento com comprimento e tempo ajustáveis entre a extremidade da haste 106 e a haste de CFRP 128.

[0054] A Figura 6 é uma vista em corte transversal aproximada do acoplamento roscado montado 102 em um plano perpendicular ao eixo de simetria rotacional da porção cilíndrica roscada internamente 116, cortando através do aro 105 e do pino de trava 108. O pino de trava 108 é assentado entre duas projeções 118, de modo que se estende para dentro da chaveta 114 da extremidade da haste 16 e se estende radialmente para fora a partir do aro 105. O primeiro orifício de passagem 124 é mostrado no pino de trava 108 em um ponto radialmente externo ao aro 105.

[0055] A natureza afunilada das laterais das projeções 118 é vista claramente na Figura 6. As laterais do pino de trava 108 estão em contato com as laterais de ambas as projeções 118, impedindo qualquer movimento radial para fora do pino de trava 108. A extremidade da haste 106 é impedida de rodar em relação ao aro 105 devido, de modo semelhante ao primeiro exemplo, a extensão do pino de trava 108 na chaveta 114 e ao pino de trava 108 estar em contato com as projeções 118.

[0056] A Figura 7 é uma vista em corte transversal do acoplamento roscado montado 102 em um plano perpendicular ao eixo de simetria rotacional da porção cilíndrica roscada internamente 116, cortando através do centro do pino de trava 108. A porca de travamento 110 é apertada contra o aro 105 e o pino de trava 108 para impedir o movimento axial do pino de trava 108.

[0057] Como no primeiro exemplo, o primeiro orifício de passagem 124 e o segundo orifício de passagem 126 estão posicionados proximalmente, de modo que um comprimento mínimo do cabo de travamento (não mostrado) pode ser utilizado para proporcionar um travamento secundário ao acoplamento roscado.

[0058] A Figura 8a é uma vista em corte transversal de um pino de trava 202 assentado entre duas projeções 204. O pino de trava 202 compreende dois lados paralelos juntamente com uma aba que se estende circunferencialmente 206. A aba 206 está localizada radialmente para dentro das projeções 204 e compreende uma superfície de engate 208 que engata com um lado radialmente interno de uma das projeções 210 para impedir o movimento radialmente para fora do pino de trava 202.

[0059] A Figura 8b é uma vista em corte transversal de outro pino de bloqueio 212, compreendendo uma fenda circular 216 que inclui uma projeção circular 214. A ranhura 216 compreende uma superfície interna 218 que engata numa superfície externa da projeção 214 e impede o movimento radial ou circunferencial do pino de trava 212.

[0060] A Figura 9 é uma vista em corte transversal de outro pino de trava 302 que é colocado em contato com dois pares de projeções 304, cada uma definindo uma lacuna que se estende radialmente. O pino de trava 302 compreende duas porções radiais 306 junto com uma porção circunferencial 308 que conecta as duas porções radiais 306. A porção circunferencial 308 está localizada radialmente para dentro das projeções 304 e compreende uma superfície de engate externa 310 que engata com uma superfície de engate radialmente interna 312 de duas das projeções 304 para impedir o movimento radial do pino de trava 302.

[0061] Um pino de trava alternativo 502 assentado entre duas projeções 504 de um aro 505 de um acessório de extremidade é ilustrado nas Figuras 10a e 10b. O pino de bloqueio 502 compreende uma peça principal 509 e uma peça de fixação 511. A peça de fixação 511 compreende uma cavilha cilíndrica que se estende para dentro de um orifício de passagem na porção principal 509 e uma cavidade 507 formada no aro 505. A peça de fixação 511 é mantida no lugar por uma porca de travamento 510, é apertada contra o aro 505 para impedir o movimento axial da peça principal 509 e da peça de fixação 511. A peça de fixação 511 compreende uma primeira superfície de engate 513 e a cavidade 507 compreende uma segunda superfície de engate 515. O movimento radial para fora do pino de trava 502 é impedido pelo engate da primeira e segunda superfícies de engate 513, 515.

[0062] A Figura 11 é uma vista em corte transversal de um acoplamento roscado montado 602 compreendendo um acessório de extremidade 604, uma extremidade de haste 606, um pino de trava 608 e uma porca de travamento (não mostrada). A vista em corte transversal mostra um perfil alternativo de uma protuberância 622 do pino de trava 608, disposta dentro de uma ranhura 609 fornecida no acessório de extremidade 606. De um modo semelhante ao pino de trava descrito com referência às Figuras 1-3, a protuberância 622 serve para impedir o movimento radial para fora do pino de trava 608 pelo engate de uma superfície de engate externa 610 da protuberância 622 e uma superfície de engate radialmente interna 612 da ranhura 609.

[0063] A Figura 12 mostra um outro perfil alternativo de uma protuberância 722 de um pino de trava 708 e uma ranhura correspondente 709 dentro de um acessório de extremidade 704. A protuberância 722 serve para impedir o movimento radial para fora do pino de trava 708 pelo engate de uma superfície de engate externa 710 da protuberância 722 e uma superfície de engate radialmente interna 712 da ranhura 709.

[0064] A Figura 13 é uma vista aproximada de um acoplamento roscado montado 402 compreendendo um acessório de extremidade 404, uma extremidade de haste 406, um pino de trava 408, uma porca de travamento 410 e um cabo de trava 411. O pino de trava compreende um primeiro orifício de passagem 422 e a porca de travamento 410 compreende um segundo orifício de passagem 424 no qual o cabo de travamento 411 é inserido para impedir o movimento relativo da porca de travamento 410 e do pino de trava 408. Note-se que enquanto nesta figura o cabo de travamento 411 é mostrado com uma quantidade significativa de folga, isto é meramente para auxiliar a descrição da sua configuração e na realidade o cabo de travamento 411 não contém comprimento adicional para assegurar que nenhum movimento relativo é possível.

Claims

1. Acoplamento Roscado (2, 402) Compreendendo: Um Primeiro Membro De Acoplamento (4, 404), Compreendendo Uma Porção Cilíndrica (16) Que É Roscada Internamente Em Torno De Um Eixo De Simetria Rotacional Da Porção Cilíndrica (16) E Compreende Uma Extremidade Aberta Que Define Uma Abertura Tendo Um Aro Anular (5); Um Segundo Membro De Acoplamento (6, 606) Compreendendo Uma Porção Roscada (12) Externamente E Pelo Menos Uma Cavidade De Chave (14); E Um Conjunto De Travamento Que Compreende: Um Pino De Trava (8, 212, 408); E Uma Porca De Travamento (10, 410); Em Que: A Porção Roscada Externamente (12) É Disposta Para Ser Recebida Através Da Abertura Para Ser Engatada De Maneira Roscada Com A Porção Cilíndrica Roscada Internamente (16) Para Acoplar O Primeiro Membro De Acoplamento (4, 404) Ao Segundo Membro De Acoplamento (6, 406); O Aro (5) Compreende Pelo Menos Uma Projeção (18, 214) Que Se Projeta Em Uma Direção Geralmente Axial Paralela Ao Eixo De Simetria Rotacional Da Porção Cilíndrica (16); O Pino De Trava (8, 212, 408) Está Disposto Para, Quando O Primeiro Membro De Acoplamento (4, 404) For Acoplado Ao Segundo Membro De Acoplamento (6, 406), Ser Assentado Em Contato Com A Pelo Menos Uma Projeção (214) E Se Estender Para Dentro Da Pelo Menos Uma Cavidade De Chave (14); A Porca De Travamento (10, 410) Está Disposta Para Ser Roscada No Segundo Membro De Acoplamento (6, 406) Para Restringir Movimento Do Pino De Trava (8, 212, 408) Na Direção Axial; E O Pino De Trava (8, 212, 408) Compreende Uma Primeira Superfície De Engate (218) Que É Disposta, Quando O Pino De Trava (8, 212, 408) Está Assentado, Para Engatar Uma Segunda Superfície De Engate Fornecida Pela Porca De Travamento (10, 410) Ou Aro (5) De Modo A Impedir O Movimento Do Pino De Trava (8, 212, 408) Em Uma Direção Radial, Perpendicular A Direção Axial; Caracterizado Pelo Fato De Que O Pino De Trava (8, 212, 408) Compreende Uma Fenda (216) Para Acomodar A Pelo Menos Uma Projeção (18, 2014) De Modo Que Quando Assentada, A Fenda (216) Contenha Pelo Menos Uma Projeção (18, 214), Em Que A Primeira Superfície De Engate (218) Compreende A Superfície Interna (218) Da Fenda (216) E A Segunda Superfície De Engate Compreende Superfície Externa De Pelo Menos Uma Projeção (18, 2014).

2. Acoplamento roscado (2, 402), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro de acoplamento (4, 404) compreende uma pluralidade de projeções (18, 214), posicionadas em torno do aro (5) para formar uma pluralidade de lacunas (19) entre projeções adjacentes (18, 214) e o pino de trava (8, 212, 408) está disposto para ser assentado pelo menos parcialmente em pelo menos uma dessas lacunas (19).

3. Acoplamento roscado (2, 402), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o pino de trava (8, 212, 408) está disposto para ser colocado em contato com duas projeções (18, 214).

4. Acoplamento roscado (2, 402), de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de projeções (18, 214) é igualmente dimensionada e espaçada de modo equiangular em torno do aro (5) da porção cilíndrica (16).

5. Acoplamento roscado (2, 402), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma projeção (18, 214) projeta uma distância de projeção na direção axial e o pino de trava (8, 212, 408) tem uma espessura na direção axial quando assentado, que é menor ou igual à distância de projeção.

6. Acoplamento roscado (2, 402), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a cavidade de chave (14) compreende uma chaveta (14) que se estende pelo menos parcialmente ao longo da porção roscada externamente (12).

7. Acoplamento roscado (2, 402), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a porca de travamento (10, 410) compreende uma ranhura anular (20), que compreende a segunda superfície de engate, e o pino de trava (8, 408) compreende uma protuberância (22) que, quando o pino de trava (8, 408) estiver assentado, é posicionada dentro da ranhura anular (20) e compreende a primeira superfície de engate.

8. Acoplamento roscado (2, 52, 402), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro de acoplamento (4, 54, 404) compreende uma ranhura anular (70) que compreende a segunda porção de engate e o pino de trava (8, 58, 408) compreende uma protuberância (72) que, quando o pino de trava (8, 408) estiver assentado, é posicionado dentro da ranhura anular (20) e compreende a primeira superfície de engate.

9. Acoplamento roscado (2, 52, 402), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das lacunas (119) é afunilada e o pino de trava (8, 108, 408) é similarmente afunilado para encaixar na pelo menos uma das lacunas (119), em que a primeira superfície de engate compreende um lado do pino (8, 108, 408) de trava e a segunda superfície de trava compreende um lado de uma da pluralidade de projeções (18,118).

10. Acoplamento roscado (2, 402), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a porca de travamento (10, 410) compreende pelo menos um primeiro orifício de passagem (26, 424) através do qual o cabo de trava (411) pode ser roscado; o primeiro membro de acoplamento (4, 404), o segundo membro de acoplamento (6, 406) ou o pino de trava (8, 212, 408) compreendendo um segundo orifício de passagem (422) para o cabo de travamento (411) e um cabo de travamento (411) é disposto para ser inserido, em uso, através dos primeiro e segundo orifícios de passagem (26, 424, 422) e fixado.

11. Acoplamento roscado (2, 402), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro de acoplamento (4, 404) compreende meios de ligação para conectar o primeiro membro de acoplamento (4, 404) a um componente estrutural (28) feito de material composto com matriz polimérica reforçada com fibra.

12. Acoplamento roscado (2, 402), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que os meios de conexão compreendem uma porção roscada e o primeiro membro de acoplamento (4, 404) está disposto para ser enroscado em uma extremidade do componente estrutural (28).

13. Acoplamento roscado (2, 402), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma projeção (18, 214) serve como um ponto de aplicação de torque para parafusar o primeiro membro de acoplamento (4, 404) no componente estrutural (28) e, opcionalmente, a pelo menos uma projeção (18, 214) é moldada de forma a receber uma ferramenta de aplicação de torque padrão.