BR112016026282B1 - Arruela indicadora de tensão direta com material indicador melhorado e método de fabricação - Google Patents
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Abstract
arruela indicadora de tensão direta com material indicador melhorado e método de fabricação. arruela indicadora de tensão direta inclui uma primeira superfície tendo uma protuberância formada na mesma; uma segunda superfície tendo uma endentação formada oposta à protuberância; um material indicador posicionado na endentação; e um canal que leva da endentação para um diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta; sendo que o material indicador é resistente às intempéries.
Description
[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido de patente provisório US número de série 61/994.242, depositado em 16 de maio de 2014, estando a totalidade de seu conteúdo aqui incorporada, a título de referência.
[002] ANTECEDENTES
[003] As modalidades referem-se, em geral, às arruelas indicadoras de tensão direta e em particular a uma arruela indicadora de tensão direta com material indicador melhorado e a um método de fabricação.
[004] As arruelas indicadoras de tensão direta são usadas para indicar quando a tensão apropriada do parafuso foi alcançada. A Patente US 5.931.618, cujo conteúdo total é aqui incorporado por referência, descreve uma arruela indicadora de tensão direta exemplificativa. A FIG. 1 é uma vista de topo da anilha indicadora de tensão direta da Patente US 5.931.618. A FIG. 2 é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1. A anilha indicadora de tensão direta 60 inclui protuberâncias 12 formadas em uma primeira superfície 14 e indentações correspondentes 16 formadas em uma segunda superfície 18. A anilha indicadora de tensão direta 60 inclui canais 62 na superfície inferior 18 que levam desde cada endentação 16 até o diâmetro externo da anilha indicadora de tensão direta 60. A endentação 16 é preenchida com um material indicador 64. Quando a anilha indicadora de tensão direta 60 é utilizada com um parafuso, as protuberâncias 12 são comprimidas à medida que o parafuso é tensionado. Quando se obtém a tensão de parafuso desejada, o material indicador 64 emerge do canal 62 para o diâmetro externo da anilha indicadora de tensão direta 60. A emissão do material indicador fornece um indicador visual de que o parafuso foi devidamente tensionado.
[005] Uma questão com as arruelas indicadoras de tensão direta existente é que o material indicador pode tornar-se granulado e desgastar na presença de condições ambientais, como vento, chuva, etc. Um instalador pode confirmar visualmente a tensão correta do parafuso mediante a instalação, mas um visitante subsequente, por exemplo, um inspetor) não verá o material indicador. O inspetor deve usar um medidor de espessura para confirmar a tensão correta do parafuso, que é um processo mais trabalhoso do que uma inspeção visual.
[006] BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[007] Com relação agora aos desenhos, sendo que elementos similares são numerados igualmente nas várias Figuras:
[008] A FIG. 1 é uma vista de topo de uma arruela indicadora de tensão direta convencional;
[009] A FIG. 2 é uma vista em seção transversal da arruela indicadora de tensão direta mostrada na Figura 1 tomada ao longo da linha 2-2; e
[010] A FIG. 3 ilustra a fabricação em uma modalidade exemplificadora.
[011] DESCRIÇÃO DETALHADA
[012] As modalidades exemplificativas empregam um material indicador resistente às intempéries 64. O material indicador resistente às intempéries permanece visível (por exemplo, na estrutura de suporte e/ou na extremidade distal do canal 62) durante um período de tempo mais longo e permite assim a confirmação visual de que foi conseguida a tensão de parafuso adequada na instalação. O material indicador pode ser selecionado para ter uma reologia e uma resistência ao rasgamento, o que permite que o material indicador 64 extrude suavemente a partir do canal 62 sem desmoronar. Isto resulta em menos dano ao material indicador 64 quando é emitido através do canal 62, dando ao material indicador 64 uma melhor resistência para resistir ao deslocamento da estrutura de suporte e/ou canal 62 na presença de vento, chuva, etc.
[013] Qualquer termoplástico ou termoendurecível adequado pode ser utilizado para o material indicador 64, desde que tenha propriedades resistentes ao tempo adequadas. Os materiais termofixos representativos incluem um ou mais epóxidos, fenólicos, melaminas, ureias, poliuretanos, polissiloxanos ou polímeros incluindo uma unidade funcional reticulável adequada.
[014] Exemplos ilustrativos de materiais poliméricos termoplásticos incluem um ou mais dos polímeros derivados de olefina, por exemplo, polietileno, polipropileno, e seus copolímeros; polímeros derivados de polimetilpentano, por exemplo, polibutadieno, poliisopreno, e seus copolímeros; polímeros de ácidos carboxílicos insaturados e seus derivados funcionais, por exemplo, polímeros acrílicos como poli (acrilatos de alquila), poli (metacrilato de alquila), poliacrilamidas, poliacrilonitrila e ácido poliacrílico; polímeros alquenilaromáticos, por exemplo, poliestireno, poli-alfa-metilestireno, poliviniltolueno e poliestirenos modificados de borracha; poliamidas, por exemplo, náilon-6, náilon-66, náilon-11 e náilon-12; poliésteres, como, poli(dicarboxilatos de alquileno), especialmente poli(tereftalato de etileno) (doravante às vezes designado “PET”), poli(1,4-tereftalato de butileno) (doravante às vezes designado “PBT”), poli(tereftalato de trimetileno) (doravante às vezes designado “PTT”), poli(naftalato de etileno) (doravante às vezes designado “PEN”), poli(naftalato de butileno) (doravante às vezes designado “PBN”), poli(tereftalato de ciclohexanodimetanol), poli(tereftalato de ciclohexanodimetanol-co-etileno) (doravante às vezes designado “PETG”), e poli(1,4-ciclohexanodimetil-1,4-ciclohexanedicarboxilato) (doravante às vezes designado “PCCD”), e poli(arenedioatos de alquileno); policarbonatos; co- policarbonatos; co-poliestercarbonatos; polissulfonas; poliimidas; sulfuretos de poliarileno; sulfonas polissulfureto; e poliéteres como éteres de poliarileno, éteres d polifenileno, polietersulfonas, polieterimidas, polietercetonas, polieteretercetonas; ou misturas ou copolímeros dos mesmos.
[015] Composições de poliéter de terminal de cadeia bloqueado por silano, especificamente composições de poliéter de terminal de cadeia bloqueado por metóxi silano, são especificamente mencionados. Esses materiais podem proporcionar uma combinação desejável de resistência às intempéries, reologia e resistência ao rasgamento. Por exemplo, grupos terminais reativos de isocianato de um poliuretano com um monômero de silano tendo pelo menos um grupo dialcoxissilano e um grupo organofuncional podem fornecer um material com alongamento, flexibilidade e módulo melhorados. Esses materiais são revelados na Patente US 465.816, cujo conteúdo é aqui incorporado por referência em sua totalidade.
[016] Em outras modalidades, o material indicador 64 pode ser implementado usando uretano e outros adesivos à base de poliuretano, adesivos de metacrilato, copolímeros de acetato de etileno-vinila incluindo etileno-acrilatos, outras poliolefinas incluindo polibuteno e poliolefina amorfa, poliamidas e poliésteres, copolímeros de bloco de estireno, policarbonatos, borrachas de silicone, bem como outros elastômeros termoplásticos.
[017] A resistência à intempérie do material indicador pode ser avaliada pela medição da resistência ao impacto, quer pela resistência ao impacto de entalhe de Charpy de acordo com ASTM A370, ou pela resistência ao impacto de Izod de acordo com ASTM D256 antes e depois do tratamento QUV de acordo com ASTM G154, cujos conteúdos são aqui incorporados por referência em suas totalidades. Para avaliar a resistência à intempérie, amostras de 10 mm x 10 mm x 55 mm do material indicador são tratadas por QUV durante 500 horas utilizando um ciclo de 8 horas de exposição a UV a 70°C seguidas por 4 horas de condensação a 50 °C. Os materiais indicadores adequados incluem aqueles que têm uma alteração na resistência ao impacto após a intemperização por QUV durante 500 horas de menos de 50%, especificamente menos de 25%, mais especificamente menos de 10% ou 0,001 a 50% ou 0,001 a 25%. Em uma modalidade o material indicador tem uma alteração na resistência ao impacto após tratamento por QUV durante 500 horas utilizando um ciclo de 8 horas de exposição a UV a 70 °C seguidas por 4 horas de condensação a 50 °C de menos de 50% quando a resistência ao impacto é determinada como resistência ao impacto de Izod de acordo com ASTM D256.
[018] Em adição ao material indicador melhorado, as modalidades incluem métodos para fabricar uma anilha indicadora de tensão direta 60. A FIG. 3 ilustra porções de um processo de fabricação exemplificador. Entende-se que todo o processo de fabricação não é ilustrado.
[019] Uma vez que as protuberâncias 12, indentações 16 e canais 62 são formados na anilha indicadora de tensão direta 60 (por exemplo, por estampagem), o material indicador é colocado nas indentações 16. O maquinário anterior para aplicar o material indicador não proporcionou um controle preciso da quantidade de material indicador aplicada a cada endentação 16. Também, o aplicador anterior permitiria que o material indicador escorresse do aplicador, provocando variação na quantidade de material indicador dispensado na endentação.
[020] O sistema da FIG. 3 utiliza um sistema de distribuição volumétrica de pressão positiva que confere um choque mecânico ao material indicador, provocando um corte ou ruptura dentro do material indicador após a distribuição. O sistema de distribuição elimina o gotejamento disparando o material indicador gota a gota de forma agressiva a partir de uma agulha de distribuição com velocidade aumentada. Conforme mostrado na FIG. 3, uma fonte 100 do material indicador pode estar na forma de um cartucho, tremonha, cuba, etc. O material indicador na fonte 100 é não-curado. Um aplicador 102 é acoplado à fonte 100 e emite uma gota do material indicador 64 na endentação 16. O aplicador 102 pode utilizar uma bomba ou outra fonte de pressão positiva para ejetar o material indicador 64. Uma agulha 104 é acoplada ao aplicador 102 para direcionar o material indicador 64 para a endentação 16. Um controlador 106 controla o funcionamento do aplicador 102, para assegurar que o material indicador é ejetado em momentos apropriados.
[021] A velocidade de distribuição aumentada do material indicador faz com que o material indicador impacte na endentação e seja lançado para fora. Isto evita o amontoamento devido à tensão superficial e viscosidade do material indicador. Adicionalmente, sem gotejamento do material indicador a partir da agulha 104, a taxa de produção é aumentada diminuindo o tempo que o aplicador 102 precisa esperar até que possa mover-se para o próximo local. Outro benefício correlaciona-se com a natureza volumétrica do sistema de distribuição. A quantidade do material indicador 64 em cada endentação 16 é controlada com maior precisão. Isto resulta em uma melhor execução das arruelas indicadoras de tensão direta devido ao aumento da consistência e/ou dispersão reduzida da tensão indicada através de muitas arruelas indicadoras de tensão direta. Isto permite que a tensão na qual o material indicador é emitido esteja mais próxima da tensão de parafuso pretendida sem o risco de o material indicador ser emitido depois da tensão do parafuso desejada ter sido conseguida.
[022] Outra característica do sistema de distribuição da FIG. 3 é a utilização de um aquecedor 108 para controlar a viscosidade do material indicador no seu estado não-curado e não-dispensado na fonte 100. O aquecedor 108 pode ser posicionado dentro ou fora da fonte 100. O controle da viscosidade do material indicador não-curado permite que o sistema de distribuição utilize materiais indicadores que seriam impraticáveis para bombear ou dispensar com os volumes e tolerâncias requeridos (por exemplo, micrograma). O controlador 106 controla o aquecedor 108 para manter o material indicador na fonte 100 a uma temperatura desejada para conseguir uma viscosidade desejada. O controle da viscosidade do material indicador na fonte 100 também reduz o tempo que leva para fabricar uma peça, bem como estender o fluxo e assentar dentro da endentação 16.
[023] Outra característica do sistema de distribuição da FIG. 3 é a utilização de técnicas de cura aceleradas (por exemplo, calor, umidade e/ou exposição a UV) depois do material indicador 64 ser distribuído nas indentações 16. Conforme mostrado na FIG. 3, é utilizada uma estação de cura 110 para curar o material indicador 64. Isto reduz o tempo de cura natural do material indicador 64. Isto é particularmente útil para materiais indicadores mais duráveis onde a pele externa formada irá proteger naturalmente o núcleo de meios de esguicho não-curados. A aceleração da cura reduz o atraso de tempo no feedback de controle do processo e reduz a produção fora de controle. A cura acelerada também permite uma embalagem e entrega do produto mais rápidas do que o que seria possível usando a cura por ar do material indicador.
[024] Embora as modalidades exemplificativas tenham sido ilustradas e descritas, várias modificações e substituições podem ser feitas sem se afastar do espírito e do escopo da invenção. Por conseguinte, deve ser entendido que a presente invenção foi descrita a título ilustrativo e não limitante.
Claims (2)
1. Arruela indicadora de tensão direta, caracterizada por compreender: uma primeira superfície tendo uma protuberância formada na mesma; uma segunda superfície tendo uma endentação formada oposta à protuberância; um material indicador posicionado na endentação; e um canal que leva da endentação para um diâmetro externo da arruela indicadora de tensão direta; sendo que o material indicador é resistente às intempéries; sendo que o material indicador ter uma mudança na resistência ao impacto após o tratamento por QUV de 0,001% a 50%.
2. Arruela indicadora de tensão direta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada poro material indicador ter uma mudança na resistência ao impacto após o tratamento por QUV por 500 horas usando um ciclo de 8 horas de exposição a UV a 70°C seguidas por 4 horas de condensação a 50°C de menos de 50%.
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