BRPI1012353B1

BRPI1012353B1 - Conjunto de prendedor

Info

Publication number: BRPI1012353B1
Application number: BRPI1012353-9A
Authority: BR
Inventors: Robert R. Schaser; Jason D. Holt; Albert W. Van Boven; Jeremy R.D. Tuttle; Glenn G. Heavens
Original assignee: Illinois Tool Woks Inc
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2020-08-11
Also published as: DE112010000445T5; DE112010000445B4; BRPI1012353A2; CN102341613B; WO2010101693A1; JP2012519815A; KR20110131196A; JP5199489B2; US8454290B2; US20110311333A1; KR101685957B1; CN102341613A

Abstract

conjunto de bucha. um conjunto de prendedor (30) inclui uma bucha (34) tedo um flange (44) configurado para ser impedido na direção da peça de trabalho (56), e uma mola de isolamento (36) configurada para ser posicionada entre flange (44) e a peça de trabalho (56. a mola de isolamento 936) inclui um núcleo de metal (50) integralmente formado com um revestimento de borracha (52).

Description

PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido se refere a e reivindica benefícios de prioridade do Pedido de Patente Provisório U.S. N°. 61/157.458, intitulado “Bushing Assembly”, depositado em 4 de março de 2009, que é incorporado aqui por referência em sua totalidade.

CAMPO DE MODALIDADES DA INVENÇÃO

[002] Modalidades da presente invenção em geral se referem a um conjunto de prendedor, e mais particularmente, a um conjunto de prendedor tendo uma bucha de metal estirado com um flange formado.

ANTECEDENTES

[003] Montagens de prendedores são usadas para prender vários componentes juntos em uma variedade de aplicações. A Figura 1 ilustra uma vista em seção transversal de um conjunto de ilhós convencional 10. O conjunto de ilhós 10 inclui um parafuso posicionado dentro de buchas de metal 14. Cada bucha de metal 14 inclui um flange em geral plano 16 integralmente conectado a uma coluna oca 18, que é em geral perpendicular ao flange 16. As colunas 18 são posicionadas dentro de um canal ou abertura 20 formada através de um componente de peça de trabalho 22 que deve ser presa a e isolada do outro componente através do conjunto de ilhós 10.

[004] Como mostrado na Figura 1, os colares de borracha separados 24 são posicionados entre os flanges 16 e o componente de peça de trabalho 22. Quando o parafuso 12 é torcido para uma posição apertada, os flanges planos 16 comprimem os colares de borracha separados e distintos 42. Como a borracha nos colares assenta no carregamento padrão, a quantidade de carga que o conjunto de ilhós 10 fornece é diretamente afetada. Adicionalmente, os colares de borracha 24 podem degradar e se tornar fracos com o tempo. Como os colares 24 assentam permanentemente, a quantidade efetiva de compressão fornecida pelo conjunto de ilhós 10 é reduzida. Consequentemente, o conjunto de ilhós 10 fornece menos carga ao componente 22 com o tempo.

SUMÁRIO DE MODALIDADES DA INVENÇÃO

[005] Certas modalidades da presente invenção fornecem um conjunto de prendedor que inclui uma bucha tendo um flange configurado para ser impelido na direção de uma peça de trabalho, e uma mola de isolamento configurada para ser posicionada entre o flange e a peça de trabalho. A mola de isolamento inclui um núcleo de metal integralmente formado com um revestimento de borracha.

[006] A mola de isolamento pode ter uma mola de onda. O revestimento de borracha pode ser ligado ao núcleo de metal. Adicionalmente, o revestimento de borracha pode encapsular completamente o núcleo de metal.

[007] A bucha pode incluir uma coluna central integralmente conectada ao flange. Uma passagem aberta pode ser formada através da coluna central.

[008] O conjunto pode ainda incluir um prendedor posicionado dentro da passagem aberta. O prendedor pode se um parafuso tendo uma cabeça integralmente conectada à eixo roscado.

[009] O conjunto pode também incluir uma segunda modal de isolamento. A bucha pode incluir um segundo flange. A segunda mola de isolamento pode ser posicionada no segundo flange. Em certas modalidades, somente a mola(s) de isolamento contata a peça de trabalho.

[010] Certas modalidades da presente invenção também fornecem um conjunto de prendedor que inclui uma bucha, primeira e segunda molas de isolamento, e uma peça de trabalho. A bucha inclui primeiro e segundo flanges integralmente conectados através de uma coluna central. A coluna central define uma passagem aberta.

[011] As primeira e segunda molas de isolamento contatam os primeiro e segundo flanges, respectivamente, cada mola de isolamento pode incluir um núcleo em formato de onda de metal integralmente formado com um revestimento de borracha. A peça de trabalho pode ser compressivamente intercalada entre as primeira e segunda molas de isolamento.

[012] Certas modalidades da presente invenção também fornecem uma mola de isolamento compressível configurada para ser usada com um conjunto de prendedor. A mola de isolamento é configurada para ser compressivamente intercalada entre uma cabeça de prendedor ou um flange de bucha e uma peça de trabalho. O conjunto de prendedor inclui um núcleo de metal que pode ser em formato de onda, e um revestimento de borracha ligado ao núcleo anular. O núcleo de metal anular e o revestimento de borracha são integralmente formados como uma peça unitária única. Em certas modalidades, somente o revestimento de borracha contata diretamente a peça de trabalho, desse modo amortecendo as vibrações e minimizando a corrosão. Depois do processo de ligação, o revestimento de borracha pode ser inseparável do núcleo metálico.

BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DOS DESENHOS

[013] A Figura 1 ilustra uma vista em seção transversal dianteira de um conjunto de ilhós convencional.

[014] A Figura 2 ilustra uma visa em seção transversal dianteira de um conjunto de prendedor, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[015] A Figura 3 ilustra uma vista em seção transversal dianteira de um conjunto de prendedor, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[016] A figura 4 ilustra uma vista superior de uma mola de isolamento, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[017] A Figura 5 ilustra uma vista dianteira de uma mola de isolamento, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[018] A Figura 6 ilustra uma vista em seção transversal dianteira de mo conjunto de prendedor, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[019] A Figura 7 ilustra uma vista em seção transversal de um conjunto de prendedor, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[020] A Figura 8 ilustra um gráfico de mobilidade com respeito à resposta de frequência para um conjunto de prendedor, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[021] Antes das modalidades da invenção ser explicadas em detalhe, deve ser entendido que a invenção não é limitada em sua aplicação a detalhes de construção e a disposição dos componentes apresentados na descrição seguinte ou ilustrados nos desenhos. A invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticada ou ser realizada em várias maneiras. Também, deve ser entendido que a fraseologia e terminologia usadas aqui são para o propósito de descrição e não devem ser vistas como limitante. O uso de “incluir” e “compreender” e variações dos mesmos significa abranger s itens listados depois aqui e equivalentes dos mesmos bem como itens adicionais e equivalentes dos mesmos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES DA INVENÇÃO

[022] A Figura 2 ilustra uma vista em seção transversal dianteira de um conjunto de prendedor 30 de acordo com uma modalidade da presente invenção. O conjunto 30 inclui um parafuso 32, uma bucha 34 e uma mola de isolamento 36. O parafuso 32 inclui uma cabeça 38 integralmente conectada a uma eixo roscado 40.

[023] A bucha 34 inclui uma coluna central 42 integralmente conectada a um flange superior 44 e um flange inferior 46. A coluna central 42 inclui uma passagem aberta central 48 na qual a haste 40 do parafuso 32 passa. Os flanges 44 e 46 são em geral planas e perpendiculares à coluna 42. A bucha 34 é configurada para isolar de modo compressivo uma peça de trabalho entre os flanges 44 e 46.

[024] A mola de isolamento 36 é posicionada abaixo do flange superior 44 e é configurada para ser compressivamente intercalada entre o flange superior 44 e uma superfície superior de uma peça de trabalho (não mostrada na Figura 2). A mola de isolamento 36 inclui um núcleo de metal flexível 50 que é ligado a um revestimento de borracha 52. Como tal, o núcleo de metal 50 pode ser completamente encapsulado pelo revestimento de borracha 52.

[025] A Figura 3 ilustra uma vista em seção transversal dianteira de um conjunto de prendedor 54, de acordo com uma modalidade da presente invenção. O conjunto de prendedor 54 é similar à conjunto 30 mostrada na Figura 2, exceto que a bucha 34 inclui flanges 44 e 46’ que são dimensionados para acomodar molas de isolamento 36. Quando o parafuso 32 é apertado, os flanges 44 e 46’ comprimem as molas de isolamento 36 que exercem uma força de compressão de isolamento em uma peça de trabalho 56 posicionada entre os mesmos.

[026] Como mostrado na Figura 3, os espaços 57 são formados entre a coluna 42 da bucha 34 e a peça de trabalho 56. A peça de trabalho 56 somente faz contato com as molas de isolamento 36. Como explicado abaixo, esta configuração minimiza a corrosão com respeito aos componentes de metal.

[027] As Figuras 4 e 5 ilustram vistas superior e dianteira, respectivamente, de uma mola de isolamento 36, Referindo-se às Figuras 4 e 5, a mola de isolamento 36 inclui um corpo principal 58 tendo um aro anular 59. O aro anular 59 é em geral em formato de anel e define uma abertura central 60. O aro anular 59 não é plano em seu estado não comprimido. Como mostrado, o aro anular 59 é ondulado devido ao núcleo de mola de metal resiliente 50 (mostrado nas Figuras 2 e 3, por exemplo). Como notado acima, o núcleo 50 é ligado ao revestimento de borracha 52 que pode encapsular completamente o núcleo 50. O núcleo de metal 50 pode ser de vários tipos de molas de metal, tal como uma mola de onda, uma mola Belleville, ou mesmo uma mola Belleville ondulada.

[028] Referindo-se às Figuras 2-5, a mola de isolamento 36 compensa as tolerâncias, condições de carregamento, e fornece benefício de ruído/vibração/aspereza (NHV) devido ao revestimento de borracha 52 e núcleo de mola de metal integral 50. A fim de formar a mola de isolamento 36, um adesivo de moldagem de borracha padrão pode ser aplicado no núcleo de metal 50 antes do processo de moldagem. O núcleo de metal 50 é então colocado em um molde de borracha, e a borracha é moldada diretamente no metal e adesivo, desse modo formando o revestimento de borracha 52. Então, a mola de isolamento inteira 36 é colocada em um forno por um período de tempo e temperatura adequados para curar o adesivo a fim de fortalecer a ligação entre o núcleo de metal 50 e o revestimento de borracha 52.

[029] O conjunto de prendedor 30 isola os componentes, tais como peças de trabalho, enquanto ao mesmo tempo minimiza as questões de durabilidade de um sistema de isolamento de borracha pura, tal como mostrado na Figura 1. A mola de isolamento 36 fornece um sistema para amortecer e isolar vibrações através do revestimento de borracha integralmente formado 52. Em geral, a mola de isolamento 36 fornece uma taxa de mola rígida exigida para limitar o movimento do sistema (através do núcleo de metal 50) com os efeitos de isolamento de borracha (através do revestimento de borracha 52). Estes benefícios são realizados em uma peça unitária, isto é, a mola de isolamento 36.

[030] As Figuras 6 e 7 ilustram vistas em seção transversal de um conjunto de prendedor 62, de acordo com uma modalidade da presente invenção. O conjunto de prendedor 62 é similar àquela descrita nas Figuras 2-5, exceto que a bucha 64 inclui um flange superior 66 formado abaixo do topo da bucha 64. Como tal, uma mola de isolamento 36 contata diretamente uma superfície inferior de um colar de parafuso 68, e outra mola de isolamento 36 é posicionada sobre o flange superior 66. A disposição dos flanges da bucha 64 acomoda peças de trabalho 70 de tamanhos variados. Por exemplo, uma peça de trabalho 70 pode estar posicionada entre a cabeça de parafuso 38 e o flange superior 66 como mostrado. Adicionalmente, ou opcionalmente, ma peça de trabalho separada e distinta (não mostrada) pode ser posicionada entre o flange superior 66 e um flange inferior 72. O flange 66 pode estar localizado em diferentes comprimentos da bucha 64, dependendo do tamanho e formato de uma peça de trabalho a ser isolada.

[031] Na Figura 6, o conjunto de prendedor 62 está em um estado não comprimido, em repouso, enquanto na Figura 7, o parafuso 32 é torcido para uma posição apertada. Como a diferença entre as Figuras 6 e 7 mostra, os núcleos metálicos 50 das molas de isolamento 36 comprimem quando o parafuso 32 é apertado.

[032] As montagens de prendedor, mostradas e descritas nas Figuras 2-7, fornecem um sistema no qual o revestimento de borracha 52 da mola de isolamento 36 não é submetido a carregamento de compressão (quando são colares de borracha 24 mostrados na Figura 1). Em vez disto, o revestimento de borracha 52 é submetido a carregamento de cisa- Ihamento.

[033] Verificou-se que a borracha tem longevidade aumentada quando carregada em cisalhamento, quando oposta á compressão. Quando a borracha é fina, e seu movimento é limitado devido a uma linha de ligação, a borracha não pode fluir livremente e ser comprimida. Por exemplo, se a borracha é intercalada entre duas chapas, e se a borracha não está ligada a cada uma, a borracha pode fluir livremente para fora dos lados e então ser comprimida. No entanto, se a borracha está ligada às chapas, a borracha não pode fluir livremente para o lado. Porque está contida, a borracha não pode ser comprimida, assim o carregamento que a borracha experimenta é carregamento na direção de cisalhamento. Quando a borracha é carregada desta maneira, como com as modalidades da presente invenção, veri- ficou-se que a borracha em geral dura muito mais quando comparado com a borracha em compressão.

[034] As modalidades da presente invenção fornecem montagens de prendedor que permitem que o parafuso se mova de modo independente da bucha sem deslocar. Quando usada como parte de um conjunto de prendedor, as molas de isolamento atuam como um isolante que pode ser o único componente do conjunto de prendedor a entrar em contato direto com uma peça de trabalho isolada. Consequentemente, o conjunto de prendedor pode isolar qualquer peça de trabalho metálica ou plástica sem causar corrosão.

[035] Qualquer possível célula galvânica é eliminada devido ao contato de borracha. Uma célula galvânica ocorre quando metais diferentes contatam um ao outro, um metal atua como um anodo, o que significa que eletrodos migram do anodo para o cátodo, que é o outro metal. Quando aço carbono ou aço inoxidável estão em contato com umidade, o aço carbono atua como anodo e corrói lentamente, O revestimento de borracha 52 disposto entre as superfícies de metal dos flanges de bucha e/ou parafuso rompe a célula galvânica, desse modo impedindo a corrosão.

[036] A Figura 8 ilustra um gráfico 80 de mobilidade com respeito à resposta de frequência para um conjunto de prendedor (tal como aquelas mostradas e descritas nas Figuras 2-7), de acordo com uma modalidade da presente invenção. A linha 82 representa a resposta de frequência e mobilidade de um conjunto de prendedor empregando uma mola de isolamento 36. A linha 84 representa a resposta de frequência e mobilidade para um conjunto de prendedor convencional, como mostrada na Figura 1. O gráfico 80 representa um teste de martelo de impacto no qual a resposta de frequência é integrada para obter mobilidade. Como mostrado, as modalidades da presente invenção fornecem uma média de 8dB de aperfeiçoamento de sobre um conjunto de prendedor convencional.

[037] Assim, as modalidades da presente invenção fornecem um conjunto de prendedor que supera os inconvenientes de um conjunto de ilhós convencional, tal como mostrado e descrito na Figura 1. As molas de isolamento de peça única 36, tendo uma construção unitária de metal e borracha, fornecem vários benefícios e vantagens, como descrito acima.

[038] Verificou-se que as modalidades da presente invenção fornecem amortecimento excepcional e isolamento de vibração. Adicionalmente, as modalidades da presente invenção fornecem isolamento de borracha robusta, de longa duração. Porque o revestimento de borracha 52 é ligado ao núcleo de metal 50, o revestimento de borracha 52 não é submetido à carga de compressão, mas em vez disto, a carga de cisalhamento. Como tal, a mola de isolamento 36 permite que as montagens de prendedor experimentem assentamento permanente perto de zero sobre um tempo de vida.

[039] Enquanto vários termos espaciais e direcionais, tal como topo, fundo, inferior, médio, lateral, horizontal, vertical, dianteiro e similares podem ser usados para descrever modalidades da presente invenção, é entendido que tais termos são usados meramente com respeito as orientações mostradas nos desenhos. As orientações podem ser invertidas, rodadas, ou de outro modo mudadas, tal que uma parte superior é uma parte inferior, e vice versa, horizontal se torna vertical, e similar.

[040] Variações e modificações do precedente estão dentro do escopo da presente invenção. É entendido que a invenção descrita e definida aqui se estende a todas as modifi-cações alternativas de dois ou mais aspectos individuais mencionados ou evidentes a partir do texto e/ou desenho. Todas estas combinações diferentes constituem vários aspectos alternativos da presente invenção. As modalidades descritas aqui explicam os melhores modos conhecidos de praticar a invenção e permitirão que outros especialistas na técnica utilizem a invenção., as reivindicações devem ser construídas para incluir modalidades alternativas n medida permitida pela técnica anterior.

[041] Vários aspectos da invenção são representados nas reivindicações seguintes.

Claims

1. Conjunto de prendedor, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: Um conjunto de bucha compreendendo um flange configurado para ser impelido na direção de uma peça de trabalho; em que a dita bucha compreende uma coluna central integralmente conectada ao dito flange, em que a dita coluna central define uma passagem aberta; e uma mola de isolamento configurada para ser posicionada entre o dito flange e a peça de trabalho, em que a dita mola de isolamento compreende um núcleo de metal integralmente formado com um revestimento de borracha, em que a dita mola de tem a forma de uma mola de onda.

2. Conjunto de prendedor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito revestimento de borracha é ligado ao dito núcleo de metal.

3. Conjunto de prendedor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito revestimento de borracha encapsula o dito núcleo de metal.

4. Conjunto de prendedor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende um prendedor posicionado dentro da dita passagem aberta.

5. Conjunto de prendedor, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito prendedor compreende um parafuso tendo uma cabeça integralmente conectada a um eixo roscado.

6. Conjunto de prendedor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende uma segunda mola de isolamento, em que a dita bucha compreende um segundo flange, e em que a dita segunda mola de isolamento é posicionada no dito segundo flange.

7. Conjunto de prendedor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que somente a dita mola de isolamento é configurada para contatar a peça de trabalho.

8. Conjunto de prendedor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que nenhuma porção do dito núcleo de metal é plana em um estado não comprimido.

9. Conjunto de prendedor, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma bucha compreendendo primeiro e segundo flanges integralmente conectados através de uma coluna central, em que a dita coluna central define uma passagem aberta; primeira e segunda molas de isolamento contatando os ditos primeiro e segundo flanges, respectivamente, em que cada uma das ditas primeira e segunda molas de isolamento compreende um núcleo em formato de onda de metal integralmente formado com um revestimento de borracha; uma peça de trabalho intercalada de modo compressivo entre as primeira e segunda molas de isolamento.

10. Conjunto de prendedor, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO 5 pelo fato de que o dito revestimento de borracha é ligado ao dito núcleo de metal.

11. Conjunto de prendedor, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito revestimento de borracha encapsula o dito núcleo de metal.

12. Conjunto de prendedor, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende um prendedor posicionado dentro da dita passagem 10 aberta.

13. Conjunto de prendedor, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito prendedor compreende um parafuso tendo uma cabeça integralmente conectada a um eixo roscado.

14. Conjunto de prendedor, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO 15 pelo fato de que somente as ditas primeira e segunda molas de isolamento contatam a dita peça de trabalho.

15. Conjunto de prendedor, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que nenhuma porção do dito núcleo de metal é plana em um estado não com-primido