BRPI0703097B1

BRPI0703097B1 - fixadores de interferência com luva de alto desempenho para aplicações compostas

Info

Publication number: BRPI0703097B1
Application number: BRPI0703097A
Authority: BR
Inventors: U March Michael; Arciniega Oviedo
Original assignee: Alcoa Global Fasteners Inc; Arconic Global Fasteners & Rings Inc
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2018-12-26
Also published as: EP1903221B2; JP5044344B2; MX2007011651A; US20080075555A1; CA2603635C; DE202007019163U1; ES2361197T5; DE202007019651U1; US20100278616A1; JP2012189222A; ES2361197T3; CA2603635A1; US7695226B2; CN101153623A; AU2007216793B2; KR100915180B1; EP1903221A2; BRPI0703097A2; US20140056664A1; KR20080027210A

Abstract

fixadores de interferência com luva de alto desempenho para aplicações compostas. um fixador adaptado para passar por orificios alinhados peças de trabalho é apresentado. o fixador inclui um elemento do pino que tem a parte de transição em que o diâmetro da parte de transição diminui de maneira radial conforme se estende a partir da parte da haste cilíndrica regular para a parte rosqueada. o fixador também pode compreender um elemento da luva e meios de travamento. os meios de travamento incluem um colar, uma porca ou qualquer outro tipo possível de meios de travamento. em exemplos de configurações, as peças de trabalho podem ser formadas com uma pluralidade de materiais, os materiais incluem estruturas compostas, metálicas ou de composto/metálicas, qualquer tipo de combinação delas. em configurações particulares, o fixador tem capacidade de interferência de 0,0005 a 0,01 00 polegada em estruturas compostas sem risco de separação em lâminas ou danos ao composto. como resultado da interferência do fixador, fendas entre o fixador e a estrutura são eliminadas oferecendo boa condutividade elétrica entre os componentes. como resultado, o potencial de faíscas elétricas é reduzido, oferecendo um fixador mais seguro para uso com aplicações aeroespaciais.

Description

“FIXADORES DE INTERFERÊNCIA COM LUVA DE ALTO DESEMPENHO PARA/

APLICAÇÕES COMPOSTAS”

Campo

A presente descoberta está relacionada a um fixador rosqueado aperfeiçoado e ao C método para prender peças de trabalho de materiais compostos. Em configurações particulares, a presente descoberta está relacionada a um fixador que inclui um pino e uma luva pré-formada que pode ser colocada ao redor do pino para uso em aplicações de interferência.

Motivo Geral

Mais e mais materiais compostos de grafite estão sendo incorporados em estruturas de aeronaves. O uso de compostos de grafite aumenta a força, aumenta a vida útil,

I reduz o peso, reduz o consumo de combustível, aumenta a carga útil, entre outros benefícios. Entretanto, conforme estes materiais mais novos são usados, novos desafios precisam ser superados na tecnologia de fixação em comparação a 15 estruturas metálicas normais.

Os fixadores aeroespaciais existentes não podem ser instalados com segurança em condições de interferência em estruturas metálicas de grafite ou em compostos mistos de grafite. Normalmente, fixadores de ajuste de folga são utilizados para evitar preocupações com separação em lâminas do composto e potencial falha 20 estrutural, o que torna estes fixadores não seguros para uso. Como resultado, os fixadores são instalados em orifícios com folga, o que resulta na redução do desempenho da junta dinâmica, fendas na estrutura e outros problemas estruturais.

A fenda resultante entre a parte da haste do fixador e o orifício evitam o contato uniforme dos componentes estruturais. Conseqüentemente, a dissipação segura de 25 corrente/energia de relâmpagos e correntes eletro-magnéticas é uma preocupação

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principal. Atualmente, os fabricantes de aeronaves estão recorrendo a métodos alternativos elaborados, caros e muitas vezes arriscados para aterrar adequadamente a estrutura. Por exemplo, cobre, ou outra faixa pouco condutiva, pode ser incorporado na superfície das peças de trabalho para oferecer um curso de baixa resistência preferencial para qualquer tipo de corrente. Além disso, um adesivo em filme que contém um filme condutor de fibra condutiva capaz de conduzir correntes altas entre duas peças de trabalho pode ser utilizado. Entretanto, ambos os métodos são muito caros e não são uma maneira eficaz em termos de custo para fornecer dissipação segura de corrente.

Além disso, os fixadores anteriores não podem ser instalados com quantidades significativas de vedação, conforme exigido nas estruturas da maior parte das aeronaves. Se for utilizada vedação suficiente durante a instalação, o coeficiente de fricção entre a unidade do fixador e as peças de trabalho é reduzido obstruindo a capacidade da instalação. Além disso, há uma incapacidade de fluir qualquer tipo de excesso de vedação fora da junta.

Também, pinos anteriores com luvas encaixadas para aplicações de interferência só podem ser instalados em compostos de materiais de grafite 100%. A mais, estes fixadores são limitados a aplicações de extensões curtas e diâmetros pequenos. Os fixadores anteriores não podem ser instalados em nenhum tipo de estruturas de composto/metálicas e na maioria das estruturas de composto 100%.

Além disso, os fixadores anteriores para aplicativos de interferência estão disponíveis apenas em capacidades de força de faixa de carga de corte. Os colares usados nestes fixadores são, normalmente, titânio puro comercial e estão sujeitos a temperaturas elevadas regularmente baixas.

Assim, há a necessidade de oferecer um fixador que permita aplicações de

3/18 interferência sem a possibilidade de separação em lâminas e de falha estrutural.

Também há a necessidade de oferecer um fixador que possa ser usado em uma fuvariedade de aplicações diferentes, A utilização de um fixador em uma variedade de ' estruturas de composto/metálicas é necessária.

Além disso, há também a necessidade de oferecer fixadores que tenham dissipação segura de correntes elétricas causadas por relâmpagos e/ou eletricidade estática. Os fixadores que permitem o contato uniforme dos componentes estruturais fornecerão a dissipação necessária e uma solução mais segura e mais eficaz em termos de custo aos problemas que envolvem as correntes elétricas.

Resumo

Em um aspecto da presente descoberta, um fixador com um pino é apresentado. O elemento do pino inclui uma parte com haste cilíndrica regular alongada e um cabeçote maior para encaixe com a luva. Em algumas configurações, há um escareador ou um cabeçote destacado para engate com uma extremidade alargada da luva. O elemento do pino também inclui uma parte rosqueada e uma parte frangível alinhada axialmente com a parte da haste cilíndrica regular. A parte frangível inclui uma parte com fenda de tração que tem fendas de tração circunferencial adaptadas para serem apertadas para aplicação de uma força axial relativa para puxar 0 elemento do pino na luva. O elemento do pino inclui uma fenda vertiginosa entre a parte rosqueada e a parte frangível. Conforme o fixador é instalado, a parte frangível é separada na fenda vertiginosa.

O pino inclui uma parte de transição entre a parte da haste cilíndrica regular e a parte rosqueada projetada e otimizada para minimizar a força de instalação necessária para as condições de alta interferência resultantes da instalação. Em exemplos de configurações, a parte de transição pode ser rosqueada e tem um

4/18 ângulo menor que ou igual a 20 graus a partir da haste do pino. Em outras configurações, a parte de transição reduz o diâmetro radial da haste do pino entre 0,004 a cerca de 0,005 polegadas em uma distância de 0,010 a 0,290 polegadas

entre a parte regular e a parte rosqueada.

Em outras configurações, o fixador compreende também uma luva e meios de travamento para segurar as peças de trabalho juntas. Os meios de travamento podem compreender um elemento de colar ou de porca ou qualquer outro meio adequado para prender as peças de trabalho juntas com o pino e a luva. O fixador é instalado através de orifícios alinhados localizados em duas ou mais peças de trabalho. Em algumas configurações, um dos orifícios nas peças de trabalho inclui um escareador, ou chapa no raio, em sua abertura externa.

A luva, adaptada para ajuste sobre a parte da haste cilíndrica regular, inclui uma parte tubular e uma extremidade alongada para engate com a superfície externa da peça de trabalho. Em algumas configurações, há uma extremidade alargada para engate com a parte do escareador nas peças de trabalho. A luva tem uma extensão maior do que a espessura máxima total das peças de trabalho a serem unidas no local dos orifícios alinhados. A parte tubular da luva tem um diâmetro interno menor do que o diâmetro da parte da haste cilíndrica regular e um diâmetro externo com tamanho que permite o ajuste da luva nos orifícios de folga alinhada das peças de trabalho.

Em um aspecto, o elemento do pino tem uma parte da haste cilíndrica regular com um diâmetro maior do que o diâmetro interno máximo da luva. Quando a parte da haste cilíndrica regular entre e puxa através da luva, a luva se expande de maneira radial em um ajuste de interferência com as paredes dos orifícios das peças de trabalho.

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O elemento do colar tubular é adaptado para ser ajustado na parte rosqueada do elemento do pino inclusive um escareamento para permitir que o colar deixe uma folga sobre a luva e uma parte de flange anelar em uma extremidade para engate com a outra superfície externa das peças de trabalho. O elemento do colar inclui uma parte de haste cilíndrica alongada que tem um diâmetro externo uniforme adaptado para ser moldado na parte rosqueada do pino.

Em outra configuração, o elemento da porca é adaptado para ajustar a parte rosqueada do elemento do pino incluindo um escareamento para permitir que o elemento da porca tenha folga sobre a luva e uma parte de flange anelar em uma extremidade para engate com a outra superfície externa das peças de trabalho. O elemento da porca inclui uma parte rosqueada para ser rosqueada na parte rosqueada do pino para segurar o fixador nas peças de trabalho.

Em outro aspecto, o elemento da luva inclui lubrificação na superfície do diâmetro interno para reduzir a fricção conforme a parte da haste cilíndrica regular do pino entra na luva. A superfície do diâmetro externo da luva e/ou o diâmetro interno dos orifícios alinhados têm uma superfície áspera. Em configurações particulares, o coeficiente de fricção entre a superfície interna da luva e a parte da haste cilíndrica regular do elemento do pino é menor que o coeficiente de fricção entre a superfície externa da luva e o diâmetro interno dos orifícios, o que permite que a luva se expanda radialmente na inserção da parte da haste cilíndrica regular do elemento do pino a ser inserido em um ajuste de interferência.

Em mais um aspecto, o fixador descoberto tem a capacidade de ser instalado em estruturas compostas, metálicas ou de composto/metálicas. Por exemplo, o fixador revelado pode ser instalado, por exemplo, em compostos de grafite, titânio, alumínio ou em uma mistura destes componentes.

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Ainda em outro aspecto, como um resultado da interferência do fixador, as fendas <

A entre o fixador e a estrutura são eliminadas oferecendo uma boa condutividade b

elétrica entre os componentes. Como resultado, o potencial de faíscas elétricas é reduzido, proporcionando um fixador mais seguro para uso com aplicações aeroespaciais.

Ainda em outro aspecto, o fixador tem capacidade de interferência de 0,0005 a

0,0100 polegada em estruturas compostas e/ou metálicas sem risco de separação em lâminas ou danos ao composto.

Em um aspecto adicional da presente descoberta, o fixador tem uma capacidade de pinça funcional de cerca de 0,062 a cerca de 0,140 polegada.

Outros objetivos, recursos e vantagens da presente descoberta se tornarão aparentes a partir da descrição subseqüente e das reivindicações apensas, tomadas em conjunção com os desenhos que a acompanham.

Desenhos

Os aspectos precedentes e as vantagens da presente descoberta se tornarão aparentes e compreensíveis mais prontamente com referência à descrição detalhada a seguir, quando tomada em conjunção com os desenhos que a acompanham, em que:

A FIG. 1 ilustra um exemplo de configuração do fixador mostrando o pino e a do fixador, o pino com um cabeçote embutido alargado.

A FIG. 2 ilustra outro exemplo do fixador mostrando o pino e a luva do fixador, o pino que tem um cabeçote destacado alargado

A FIG. 3 ilustra outra configuração do fixador mostrando o pino e a luva do fixador, o pino que tem uma área rosqueada maior e nenhuma parte frangível e um cabeçote embutido alargado.

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A FIG. 4 ilustra outra configuração do fixador mostrando o pino e a luva do fixador, o , pino que tem um cabeçote destacado alargado. ·

A FIG. 5 ilustra uma pluralidade de peças de trabalho que tem orifícios alinhados para instalação do fixador para segurar as peças de trabalho juntas.

A FIG. 6 ilustra uma pluralidade de peças de trabalho que tem orifícios alinhados para instalação do fixador para segurar as peças de trabalho juntas, a parte externa de uma das peças de trabalho que tem um escareador.

A FIG. 7 ilustra o exemplo de fixador antes de o pino ser empurrado ou puxado pela luva. A luva não foi expandida e esticada no ajuste de interferência desejado.

A FIG. 8 ilustra o fixador depois que o pino foi empurrado ou puxado na posição e também ilustra o colar colocado no pino antes da moldagem.

A FIG. 9 ilustra o fixador com o colar moldado na parte rosqueada do pino para segurar o fixador antes da separação da extremidade do pino.

A FIG. 10 ilustra i fixador em uma posição engatada, instalada, depois da separação da extremidade do pino.

Descrição Detalhada

Um fixador para segurar uma pluralidade de peças de trabalho 105, 110 e adaptado para ser localizado em orifícios alinhados 125, 130 em tais peças de trabalho é divulgado. Em exemplos de configurações, o fixador 10 inclui um elemento do pino 15, um elemento da luva 20 e um colar 200. Em outras configurações, o fixador pode incluir uma porca em lugar de um colar. Em exemplos de configurações, as peças de trabalho 105, 110 podem ser formadas com uma pluralidade de materiais, os materiais incluindo estruturas compostas, metálicas ou de composto/metálicas ou qualquer tipo de combinação entre elas. Em configurações particulares, as peças de trabalho 105, 110 podem ser construídas de compostos de titânio, alumínio, grafite *

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ou de qualquer tipo de combinação deles.

Uma configuração de montagem de pino e de luva 12 é mostrada nas FIGs. 1 e 2. O elemento do pino 15 inclui uma parte de haste alongada 40 que termina em uma extremidade 30 com um cabeçote embutido alargado 37 ou um cabeçote destacado

35. A parte de haste do pino 40 inclui uma parte cilíndrica substancialmente regular

45, uma parte rosqueada 50 e uma parte frangível 60. A parte da haste cilíndrica regular se estende do cabeçote 35, 37 e é adaptada para ser recebida pela luva de expansão 20. Seguindo a parte cilíndrica substancialmente regular 45 está uma parte rosqueada 50. A parte rosqueada 50, em geral, é rosqueada de maneira uniforme em toda sua extensão. Uma parte de transição rosqueada 55 é absorvida suavemente na parte rosqueada 50 com a parte da haste cilíndrica regular 45.

A parte frangível 60 do elemento do pino 15 se estende a partir da parte rosqueada 50. A parte frangível 60 inclui uma área cilíndrica 70 e uma parte com fenda de tração 75 que tem fendas de tração circunferencial 75. Uma fenda vertiginosa 65 está localizada adjacente à parte rosqueada 50 e define o ponto mais fraco do fixador 10.

Em algumas configurações, a parte rosqueada 50, a fenda vertiginosa 65, a área reta 70 e a parte com fenda de tração 75 têm um diâmetro máximo que é menor do que o diâmetro da parte cilíndrica regular 45 da parte da haste, a parte da área reta tem um diâmetro menor do que a parte rosqueada 50 e a parte com fenda de tração 75.

Nesta configuração, o elemento da luva de expansão 20 tem uma parte tubular em geral uniforme 80 que termina em um cabeçote em formato de flange alargado 85 para receber o cabeçote embutido 37 ou o cabeçote destacado 35 do elemento do pino 15. A luva 20 tem um diâmetro interno que é maior do que a parte rosqueada

9/18 e as partes frangíveis 60 do pino 15, mas menor do que o diâmetro da parte da haste cilíndrica regular 45.

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O diâmetro interno do elemento da luva 20 inclui um revestimento de baixa fricção em sua superfície 90 para facilitar o movimento do elemento do pino 15 na luva 20 durante a instalação. Em uma configuração particular, o elemento da luva 20 é revestido com um revestimento de baixa fricção para eliminar a resistência entre a parte da haste cilíndrica regular 45 do elemento do pino 15 e a superfície do diâmetro interno 90 da parte tubular da luva 80. O revestimento de baixa fricção no diâmetro interno da luva permite que o elemento do pino 15 deslize pelo elemento da luva 20 com mais facilidade devido a carregamento friccional reduzido.

Além disso, o revestimento da superfície de diâmetro interno 90 permite a instalação do fixador para funcionar quando os fixadores estão instalados com quantidades mínima, moderada ou pesada de vedação no fixador e na junta instalada.

Outra configuração do fixador é ilustrada na Fig. 3 e na Fig. 4. Nesta configuração, o elemento do pino 15 inclui uma parte de haste alongada 40 que termina em uma extremidade 30 com um cabeçote maior 35, 37. Esta configuração pode ter, também, um cabeçote destacado 37 conforme mostrado na configuração na Figure

2. A parte de haste do pino 40 inclui uma parte cilíndrica substancialmente regular

45, uma parte rosqueada 50, mas não inclui uma parte frangível. A parte da haste cilíndrica regular se estende a partir do cabeçote 35, 37 e é adaptada para ser recebida pela luva de expansão 20. Em seguida à parte cilíndrica substancialmente regular 45 está uma parte rosqueada 50. A parte rosqueada 50 é rosqueada, em geral, de maneira uniforme em toda sua extensão. Uma parte de transição rosqueada 55 é fundida regularmente na parte rosqueada 50 com a parte da haste cilíndrica regular 45.

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As peças de trabalho 105, 110 têm orifícios alinhados 125, 130 mostrados na Fig. 5 e 6. A unidade do fixador 10 se estende pelos orifícios alinhados 125, 130 para segurar as peças de trabalho 105, 110. A superfície externa das peças de trabalho

115 recebe o cabeçote maior da luva. Conforme visto na configuração representada na Figura 6, a abertura na peça de trabalho externa 105 termina em sua superfície externa 115 em uma parte do escareador 120, ou chapa na parte do raio, que é formada para receber o flange alongado 85 do elemento da luva de expansão 20.

O diâmetro externo da parte tubular da luva 80 antes do elemento do pino 15 que é empurrado ou puxado no elemento da luva 20 é menor do que o diâmetro dos orifícios colocados nas peças de trabalho 105, 110. De acordo com isto, há um espaço entre o diâmetro externo da luva e o diâmetro interno dos orifícios conforme mostrado na Fig. 7. O diâmetro externo da parte tubular da luva 80, em seu estado antes da expansão e o diâmetro dos orifícios oferece um ajuste deslizante quando a parte tubular do elemento da luva 20 está localizada dentro dos orifícios.

Durante a instalação, conforme o elemento do pino 15 é empurrado ou puxado pela luva, a luva é expandida de maneira radial até um ajuste de interferência desejado com as paredes dos orifícios 125, 130 através das peças de trabalho 105, 110 conforme as parte de haste do pino são inseridas no elemento da luva 20, segundo a descrição da FIG. 8. Desta maneira, o elemento da luva 20 está protegendo as superfícies dos orifícios de folga da parte de haste do pino e, assim, eliminando a separação em lâminas da pluralidade de peças de trabalho conforme o pino é empurrado ou puxado no elemento da luva 20.

A parte de transição rosqueada 55 foi projetada e otimizada para minimizar a força de instalação necessária para as altas condições de interferência resultantes da instalação do elemento do pino 15 no elemento da luva 20. A parte de transição 55

I

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tem um ângulo plano que reduz a força que é necessária para instalação. Uma vez que é necessário aplicar menos força para instalar o fixador 10 na condição de interferência, o fixador 10 permite uma extensão de pinça muito maior enquanto diminui o estiramento da luva e a falha prematura da luva.

Em exemplos de configurações, a parte de transição 55 pode ser rosqueada e ter um ângulo de menos do que ou igual a 20 graus a partir da haste do pino conforme o diâmetro diminui de modo radial a partir da parte da haste regular até a parte de rosca. Na configuração ilustrada, o diâmetro da parte de transição 55 é rosqueado e diminui de uma forma uniforme. Entretanto, a parte de transição pode ter qualquer forma seguindo a extensão da diminuição do raio da haste do pino. Por exemplo, a parte de transição poderia ter uma forma de diminuição de raio leve como uma curva convexa, uma curva côncava ou uma curva em forma de s ou estar em uma configuração que permita uma redução do raio entre a parte regular da haste e a parte rosqueada do pino. Nestas configurações, a parte de transição 55 reduz o raio da haste do pino entre 0,004 a cerca de 0,005 polegada em uma distância de 0,010 a 0,290 polegada. Em exemplos de configurações, a luva 20 se expande de maneira radial entre cerca de 0,003 e 0.012 polegada conforme o fixador é instalado. Em um exemplo de configuração, a interferência do fixador 10 com as peças de trabalho 105, 110 é de cerca de 0,0005 a 0,0100 polegada.

Como resultado da interferência do fixador descoberto 10, fendas entre o fixador 10 e as estruturas da peça de trabalho foram eliminadas. De acordo com isto, há uma boa condutividade elétrica entre os componentes. O potencial para faíscas elétricas é reduzido tornando o fixador 10 mais seguro para uso em aplicações aeroespaciais. Em exemplos de configurações, a superfície do diâmetro externo da luva 20 e/ou o diâmetro interno dos orifícios 125, 130 é mais irregular ou grossa. Oferecendo uma

12/18 superfície mais grossa nestas duas áreas, o coeficiente de fricção entre a superfície externa 95 do elemento da luva 20 e a superfície de diâmetro interno 135 dos orifícios 125, 130 é maior. Essencialmente, o coeficiente de fricção e/ou a força que

empurra ou puxa o pino 15 no elemento da luva 20 deve ser menor do que o coeficiente de fricção e/ou a carga entre a superfície do diâmetro externo da luva 95 e a superfície do diâmetro interno 135 dos orifícios para oferecer a expansão radial da parte tubular 80 da luva 20. Sem o coeficiente de fricção diferencial, a luva 20 pode ser puxada nos orifícios antes da instalação.

Em exemplos de configurações, a superfície externa mais grossa da luva e/ou a superfície interna dos orifícios combinada com a lubrificação da superfície interna 90 do elemento da luva 20 evita o estiramento excessivo da luva 20 durante a instalação. O coeficiente de fricção entre a superfície externa 95 da luva e a superfície interna 135 dos orifícios é maior do que o coeficiente de fricção entre a superfície interna da luva e a haste cilíndrica regular do elemento do pino. Como resultado, a luva 20 se expande de maneira radial na posição de interferência e o estiramento da luva 20 é diminuído.

Em exemplos de aplicação, a diferença entre o coeficiente de fricção permitirá que o estiramento do elemento da luva 20 seja reduzido para menos de 0,050 polegada. Além disso, as características das superfícies da luva 20 permitem o uso de vedação 20 na junta e no fixador 10.

Em exemplos de configurações, a geometria da parte de transição em ângulo 55 do elemento do pino 15 foi projetada para minimizar a força de instalação necessária para instalar o fixador 10 na condição de interferências até 0,010 polegada. A geometria projetada permite que a força quando o pino é inserido a ser aplicada seja perpendicular na parte de transição do ângulo 55 e não paralela à inserção do ί

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elemento do pino 15 como com uma geometria de transição de bico grande tradicional. Uma força menor é necessária para inserir o elemento do pino 15. Como resultado da força menor necessária, o fixador 10 pode ser instalado com uma variedade de peças de trabalho, inclusive estruturas metálica, composta e metálica/composta.

A geometria de transição, a parte de transição rosqueada 55, no elemento do pino também é importante porque permite a funcionalidade com pinça de extensão muito maior sem estiramento excessivo da luva e/ou falha prematura da luva.

Para prender completamente as peças de trabalho juntas, são usados meios de travamento. Os meios de travamento podem ser elemento de porca rosqueados 250 descritos na Figura 3 ou o elemento do colar 200 ilustrado na Figura 8. Outros meios de travamento também podem ser usados para prender as peças de trabalho juntas. Em uma configuração, um colar tubular de forma simétrica 200 de um material préselecionado é colocado sobre uma unidade instalada de pino e de luva 12 conforme ilustrado na FIG. 8. Conforme as peças de trabalho 105, 110 são fixadas juntas, o colar será alinhado de maneira radial com a parte rosqueada do elemento do pino

15. O colar 200 tem uma parte de escareamento 215 que é adaptada para ficar localizada sobre a haste do pino e um orifício de passagem do colar, o diâmetro interno do orifício de passagem 210 sendo selecionado para oferecer folga nas fendas de empuxo 75 e na parte rosqueada 50 do pino 15. A geometria do colar é equilibrada por volume. De maneira significativa, a espessura da parede do colar 200 é uniforme e formada de maneira simétrica para a moldagem na parte rosqueada 50 para oferecer a carga de fixação desejada.

Conforme ilustrado na FIG. 3, outra configuração do fixador 10 utiliza um elemento da porca 250 para segurar as peças de trabalho jutas. O elemento da porca 250

14/18 inclui uma parte rosqueada 255 para encaixe com a parte rosqueada 50 do elemento /] do pino. /

Tanto o elemento do colar 200 quanto o elemento da porca 250 tem uma parte de escareamento 215 em uma extremidade que permite que o colar 200 ou a porca 250 limpe o componente da luva 20. Assim, a parte de escareamento 215 tem um diâmetro maior do que o diâmetro externo da luva 20. Como resultado, o fixador instalado 10 tem uma altura e um peso reduzidos. Isto torna o fixador 10 uma solução muito mais eficaz em termos de custo do que os fixadores anteriores.

Tanto o colar 200 quanto o elemento da porca 250 também incluem um flange alargado 220 em uma extremidade. O flange 220, estando engatado com as superfícies externas 140 da pluralidade de peças de trabalho, deve ter uma área pré-determinada de engate para distribuir as cargas de fixação de instalação e final nas superfícies externas 140 das peças de trabalho 105, 110. Quando as peças de trabalho 105, 110 incluem pelo menos um material composto, a área de engate do flange 220 é selecionada de modo a ser suficiente para resistir à separação em lâminas localizada ou ao esmagamento do material composto nas superfícies externas das peças de trabalho 105, 110.

O elemento do colar do fixador 10 é moldado na parte rosqueada do elemento do pino 15 conforme mostrado na FIG. 9. Em configurações particulares, a geometria do colar otimizada equilibrada com as formas de roscas existentes e as ferramentas de instalação permitem a moldagem do colar na parte rosqueada 50. O colar 200 pode ser moldado em cerca de 40 a 60% da profundidade das roscas 50 enquanto mantém o controle do material do colar e atinge uma carga/pré-carga de fixação de altura consistente.

Uma fixação com fixador 10 alta e consistente aumenta significativamente o

15/18 desempenho dinâmico da junta e a vida útil da estrutura da aeronave. Nas configurações particulares, as médias de fixação/pré-carga altas têm cerca de 50 a 96% da força de tensão mínima do fixador instalado. Em configurações mais exemplares, as médias altas de fixação/pré-carga têm cerca de 78% da força de tensão mínima. Em fixadores típicos, as médias de fixação/pré-carga têm apenas cerca de 50% da força de tensão mínima.

Além disso, o preenchimento controlado e parcial da parte rosqueada 50 do elemento do pino 15 permite a saída de fluxo da vedação significativa e igual durante a instalação. O desempenho mecânico do fixador 10 não é reduzido com esta saída de fluxo da vedação.

O enchimento controlado e moldado pelo colar 200 também é um aperfeiçoamento em comparação a fixadores da prática anterior. Em aplicações típicas, há uma fenda inerente entre as roscas interna e externa do elemento do pino e do colar ou da porca. A mais, o lado sem pressão do fixador 10 e os escareamentos do colar ou da porca tem fendas entre os componentes. O fixador 10 apresentado aqui cria contato total em ambos os lados da parte rosqueada 50 do pino 15, eliminando as fendas. De acordo com isto, o fixador tem condutividade melhor e oferece um fixador mais seguro para condições aeroespaciais, além de melhorar a impermeabilidade do combustível.

Quando o colar 200 for moldado, ele é moldado na parte da extremidade do elemento da luva 20. Como resultado, o elemento da luva 20 é comprimido sobre a parte do ângulo de transição 55 do pino 15. De acordo com isto, a luva 20 e o pino 15 podem, então, serem removidos como uma única unidade, se necessário. Isto melhora também a eficiência e a capacidade de trabalho do fixador 10 instalado em várias aplicações enquanto também melhora a condutividade.

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Um exemplo de implementação do fixador instalado 10 é ilustrado na FIG. 9. O fixador 10, com o pino que tem uma haste de extensão pré-determinada pode ser selecionado para fixar a pluralidade de peças de trabalho 105, 110 que tem uma pinça que varia na espessura total de um mínimo para um máximo. Desde que seja desejado ter uma luva circundando a extensão inteira da pinça, a luva é predeterminada para ter uma extensão de não menos do que a largura máxima total da pluralidade das peças de trabalho 105, 110.

Com relação a aplicações particulares do fixador apresentado, 110% do desempenho mecânico mínimo é atingido com uma capacidade funcional da pinça de cerca de 0,136 polegada. Os fixadores normais têm a capacidade funcional da pinça de apenas cerca 0,062 polegada. Ter uma variação maior de capacidade funcional da pinça oferece ao fixador 10 mais versatilidade a ser usada com aplicações diferentes.

Para instalar o fixador 10, a luva é colocada no pino conforme descrito na FIG. 1. A luva 20 e o pino 15 são, então, colocados nos orifícios alinhados das peças de trabalho 105, 110 de modos que extensão suficiente da parte frangível do pino 15 se estenda além da superfície externa da pluralidade de peças de trabalho 105, 110 de modo que a ferramenta possa pinçar as fendas de empuxo 75 do elemento do pino 15 para capacidade de empuxo.

Conforme o elemento do pino 15 é puxado pela ferramenta, a parte da haste cilíndrica regular 45 do elemento do pino 15 será puxada no elemento da luva 20 levando a luva 20 a expandir-se de maneira radial para fora. A magnitude desta expansão é uma função da fricção e da força necessária entre a parte do pino da haste cilíndrica regular 45 e a superfície de diâmetro interno 90 da luva e a fricção e força entre o diâmetro externo da luva 95 e o diâmetro interno dos orifícios 135 na

17/18 pluralidade de peças de trabalho 105, 110.

Então, o elemento do colar 200 é colocado sobre o elemento do pino 15 e a luva 20 de modo que a parte do flange 220 se ajuste entre a superfície da peça de trabalho

140. Neste pondo, um a ferramenta de moldagem é usada para modelar o elemento do colar 200 na parte rosqueada 50 do elemento do pino, travando o fixador 10 no local.

Em outra configuração, para instalar o fixador 10, a luva é colocada no pino conforme descrido na FIG. 3. A luva 20 e o pino 15 são, então, colocados nos orifícios alinhados das peças de trabalho 105, 110. O pino 15 é empurrado na luva 20 de modo que uma extensão suficiente da parte rosqueada do pino 15 se estenda além da superfície externa da pluralidade de peças de trabalho 105, 110 de modo que a parte rosqueada da porca 250 possa se encaixas na parte rosqueada do pino. A porca 250 é, então, instalada e apertada para finalizar a instalação.

Assim, um único fixador 10 é apresentado oferecendo um ajuste de interferência dentro de estruturas compostas, metálicas e metálicas/compostas. O fixador 10 oferece um desempenho dinâmico da junta aperfeiçoado como resultado da melhor interferência do fixador e cargas de fixação mais altas. A geometria dos vários componentes permite a condição de interferências enquanto elimina a separação em lâminas e uma falha estrutural em potencial. A interferência elimina as fendas entre o fixador 10 e a estrutura, oferecendo uma boa condutividade elétrica e reduzindo o potencial de faíscas elétricas, aumentando a segurança da estrutura 10.

Enquanto a descrição acima contém muitas particularidades, elas não devem ser consideradas limitações no escopo da descoberta, mas sim uma demonstração das configurações. O fixador e os usos divulgados aqui incluem qualquer tipo de combinação de espécies diferentes ou de configurações divulgadas. De acordo com

18/18 isto, não é a pretensão que o escopo da descoberta de qualquer maneira seja limitada pela descrição acima. Os vários elementos das reivindicações e as próprias reivindicações podem ser combinados de todas as maneiras, de acordo com os preceitos da presente descoberta, que incluem as reivindicações.

Claims

1. “FIXADORES DE INTERFERÊNCIA COM LUVA”, instalado em um orifício de uma estrutura compreendendo:

i) o fixador (10) que compreende:

a) uma luva (20) (conexão) que possui um cabeçote (35) ampliada em uma extremidade (30) e uma parte tubular (80), sendo que a parte tubular (80) possui um diâmetro interno e um diâmetro externo, onde o diâmetro externo da parte tubular (80) é menor do que o diâmetro do orifício;

b) um pino (15) com um cabeçote alargado (37) em uma extremidade (30), com uma peça do pino (15) com uma parte de travamento na extremidade oposta da cabeça do pino (15) e com uma haste localizada embaixo do cabeçote alargado (37) do pino (15), com um diâmetro maior do que o diâmetro interno da luva (20); e

c) um encaixe de travamento tubular sobre a parte de travamento da peça do pino (15); e ii) o fixador (10) instalado compreendendo:

a) a estrutura que possui um orifício com um diâmetro interno, onde o diâmetro interno do orifício inclui um vedante;

b) a luva (20) expandida radialmente sobre a parte da haste de maneira a que a luva (20) possui um diâmetro externo maior do que o diâmetro interno do orifício da estrutura para formar um encaixe da interferência; e

c) caracterizado pelos diâmetros interno e externo da luva (20) possuem um design suficiente para resultar em um coeficiente de fricção entre a superfície interna (90) da luva (20) e a parte da haste da peça do pino, menos o coeficiente de fricção entre a superfície externa (115) da luva (20) e o diâmetro interno do orifício;

ainda pelo design compreender uma parte de transição cônica do pino (15) com um

Petição 870180129315, de 12/09/2018, pág. 6/7

2/2 ângulo menor do que cerca de 20 graus, e pelo ajuste da interferência do fixador (10) com a estrutura possuir entre 0,0005 a aproximadamente 0,0100 polegadas.

2. “FIXADOR”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo design suficiente compreender um revestimento de baixa fricção no diâmetro interno da luva (20).

3. “FIXADOR”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela peça de travamento tubular ser um colar (200).

4. “FIXADOR”, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela peça de travamento tubular compreender um orifício rebaixado, que é adaptado para se ajustar sobre a parte de travamento da peça do pino (15).

5. “FIXADOR”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela parte da haste da peça do pino (15) ser cilíndrica.

6. “FIXADOR”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela estrutura ser uma estrutura metálica/composta.

7. “FIXADOR”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo design suficiente compreender um revestimento de baixa fricção no diâmetro interno da luva (20).