ES2271578T3 - Vastago fijador de traccion con surco de traccion para collares de comprension. - Google Patents
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Abstract
Un fijador (20) que se puede instalar en al menos una pieza a mecanizar mediante métodos de compresión o métodos de enroscado, que comprende: un cabezal agrandado sobresaliente (22) colocado en el extremo proximal del fijador (20) y sustancialmente centrado respecto a un eje longitudinal (23); una parte lisa del mango sustancialmente cilíndrica (30) colocada adyacente y distal al cabezal (22) y sustancialmente centrada respecto a un eje longitudinal (23), la parte lisa del mango (30) que tiene un primer diámetro; una parte roscada del mango (38) colocada distalmente respecto a la parte lista del mango (30) y sustancialmente centrada respecto a un eje longitudinal (23), incluyendo la parte roscada del mango (38) una rosca macho (40) lo suficientemente resistente para tener un collar de compresión (46) de una material más blando comprimido sobre ella sin provocar desperfectos apreciables a las roscas, teniendo la rosca macho (40) un segundo diámetro más pequeño que el primer diámetro de la parte lisa del mango; una parte final de perno (48) colocada distalmente respecto a la parte roscada del mango (38) y sustancialmente centrada respecto a un eje longitudinal (23), incluyendo la parte final de perno (48) medios (52) para que una herramienta se acople a la parte final del perno y tire del fijador (20) en tensión y que tiene un tercer diámetro que es mas pequeño que el segundo diámetro de la parte roscada del mango (38), en la que un collar de compresión (46) o un dispositivo roscado hembra (41) que se pretende acoplar con la parte roscada del mango (38) del fijador encaja sobre la parte final del perno (48) sin ninguna interferencia; y un surco de rotura del estrechamiento (50) que tiene un cuarto diámetro que es más pequeño que el tercer diámetro de la parte final del perno (48), colocándose el surco de rotura del estrechamiento (50) entre la parte roscada del mango (38) y la parte final del perno (48) y sustancialmente centrado respecto a un eje longitudinal (23), controlándose el surco de rotura del estrechamiento (50) para asegurar que el surco de rotura del estrechamiento incluye una resistencia a tracción menor que cualquier otra parte del fijador (20) y que el fijador se rompa por el surco de rotura del estrechamiento (50) cuando se aplica un intervalo programado de tracción al fijador (20) en la parte final del perno (48).
Description
Vástago fijador de tracción con surco de
tracción para collares de compresión.
Esta invención se refiere de manera general a
fijadores, y particularmente se refiere a vástagos fijadores de
tracción que pueden tener un collar comprimido sobre los mismos o un
dispositivo roscado hembra, tal como una tuerca roscada o un collar
roscado, enroscado sobre los mismos.
Los fijadores del tipo usado en la industria
aeroespacial incluyen aquellos que se instalan mediante una
operación de compresión y aquellos que tienen un dispositivo
roscado hembra, tal como una tuerca roscada o un collar roscado,
enroscado sobre los mismos. La compresión es un proceso para reducir
el área de sección transversal de una pieza usando una herramienta
de tipo martillo o de tipo ariete para aplicar fuerzas compresivas a
la superficie externa de la pieza. Las operaciones de compresión
para un fijador incluyen deslizar un collar de compresión sobre una
parte del fijador que tiene una serie de surcos de retén. El collar
de compresión incluye una superficie interna que por lo general es
suave y lo suficientemente grande para encajar en los surcos de
retén del fijador con un encaje holgado. El collar de compresión
también incluye un espesor suficiente de manera que cuando se lleva
a cabo la operación de compresión, el material del collar de
compresión se puede forzar hacia dentro de los surcos de retén del
fijador, asegurando por ello el collar de compresión al fijador. Ya
que el material del collar de compresión se tiene que forzar hacia
dentro de los surcos de retén, el material del collar de compresión
es por lo general más blando que el material incorporado en los
surcos de retén.
Los fijadores que se instalan mediante una
operación de compresión incluyen por lo general aquellos que tiene
una parte de vástago de tracción y aquellos que no tienen una parte
de vástago de tracción. Los fijadores que tiene la parte de vástago
de tracción incluyen un perno que tiene un cabezal agrandado
sobresaliente en el extremo proximal del fijador. El cabezal
incluye una superficie distal que entra en contacto con una
superficie de una pieza que se trabaja a máquina. Distal al cabezal
hay una parte lisa del mango que se adapta para alojarse en
orificios considerablemente alineados que están en unas series de
piezas a mecanizar. La parte lisa del mango puede proporcionar bien
un encaje holgado o un encaje de contacto con los orificios
alineados de la pieza a mecanizar. Distal a la parte lisa del mango
hay una parte de retén del mango que tiene una pluralidad de surcos
anulares de retén que se extienden de forma circunferencial. Como
alternativa, algunos pernos incluyen surcos de retén que tienen un
patrón helicoidal en lugar del patrón anular. Los surcos de retén se
configuran para acoplarse con un collar de compresión mediante una
operación de compresión. Distal a la porción de mango de retén hay
una parte de vástago de tracción que se puede separar de la parte de
retén del mango mediante un surco de rotura del estrechamiento.
Para instalar el perno, la parte de vástago de
tracción se inserta en los orificios alineados de la serie de
piezas a mecanizar hasta que sobresale del orificio por el lado
opuesto de la pieza a mecanizar. Para pernos que tienen un encaje
de contacto en la parte lisa del mango, se usa una herramienta para
tirar de la parte lisa del mango hacia dentro del orificio tirando
de la parte de vástago de tracción hasta que la superficie distal
del cabezal entra en contacto con la superficie de la pieza a
mecanizar. Con un encaje de contacto, el perno se retiene dentro de
la pieza a mecanizar mediante fuerzas compresivas de al menos uno de
los orificios alineados que se aplican a la parte lisa del mango.
En este punto, la herramienta puede continuar tirando de la parte
de vástago de tracción hasta que una fuerza de tracción suficiente
logra romper la parte de vástago de tracción del resto del perno
por el surco de rotura del estrechamiento. Entonces se puede
deslizar el collar de compresión sobre la parte de retén del mango
y se puede colocar en su sitio por compresión.
Para instalar un perno con una parte lisa del
mango que proporcione un encaje holgado, la parte de vástago de
tracción se inserta en los orificios alineados y se hace avanzar a
través de los orificios hasta que la superficie distal del cabezal
entra en contacto con la superficie del la pieza a mecanizar.
Entonces se puede deslizar el collar de compresión sobre la parte
de retén del mango para preparar la operación de compresión. La
herramienta puede aplicar una ligera carga de tracción sobre la
parte de vástago de tracción durante la operación de compresión
para mantener el perno en su sitio. Como alternativa, para mantener
el perno en tensión después de la operación de compresión, la
herramienta puede aplicar una carga de tracción relativamente
elevada sobre la parte de vástago de tracción durante la operación
de compresión, bloqueando con ello el fijador en una condición
predefinida. Después de que se comprima el collar de compresión
sobre los surcos de retén, la parte de vástago de tracción se puede
seguir manteniendo en tensión hasta que se separa del resto del
perno por el surco de rotura del estrechamiento.
Los fijadores que se instalan mediante una
operación de compresión que no tienen una parte de vástago de
tracción incluyen un perno que tiene un cabezal agrandado
sobresaliente, una parte lisa del mango y una parte de retén del
mango. Como en los fijadores que incluyen una parte de vástago de
tracción, la parte lisa del mango se adapta para alojarse en
orificios alineados en una serie de piezas a mecanizar y pueden
proporcionar un encaje holgado o un encaje de contacto. También de
forma similar a los fijadores que incluyen una parte de vástago de
tracción, la parte de retén del mango puede incluir una pluralidad
de surcos de retén anulares que se extienden circunferencialmente o
surcos de retén con un patrón helicoidal.
Para instalar un fijador que incluye una parte
lisa del mango que tiene un encaje de contacto y no tiene parte de
vástago de tracción, la parte de retén del mango se inserta en los
orificios alineados en la serie de piezas a mecanizar desde un lado
hasta que sobresale por el lado opuesto de las piezas a mecanizar.
Se puede usar una herramienta para tirar de la parte lisa del mango
hacia dentro de los orificios alineados tirando de la parte de
retén del mango hasta que la superficie distal del cabezal entra en
contacto con la pieza a mecanizar. El perno se retiene en la pieza
a mecanizar mediante fuerzas compresivas de al menos uno de los
orificios alineados aplicadas a la parte lisa del mango. Con el
perno así retenido, el collar de compresión se puede pasar sobre
los surcos de retén y una herramienta puede entonces comprimir el
collar sobre los surcos de retención de la parte de retén del
mango.
Los fijadores que incluyen una parte lisa del
mango que tiene un encaje holgado y no tienen parte de vástago de
tracción pueden incluir un orificio roscado en la superficie del
extremo distal del fijador, u otros medios mediante los cuales la
herramienta puede encajar la parte de retén del mango del perno para
retener el perno para la operación de compresión. Para instalar tal
fijador, la parte de retén del mango se inserta en los orificios
alineados en la serie de piezas a mecanizar desde un lado hasta que
sobresale por el lado opuesto de las piezas a mecanizar y la parte
distal del cabezal entra en contacto con la pieza a mecanizar.
Entonces se puede deslizar el collar de compresión sobre la parte
de retén del mango para preparar la operación de compresión. La
herramienta puede aplicar una ligera carga de tracción al perno a
través del orificio roscado u otro medio de acoplamiento de
herramienta durante la operación de compresión para mantener el
perno en su sitio. Como alternativa, para mantener el perno en
tensión después de la operación de compresión, la herramienta puede
aplicar una carga de tracción relativamente elevada a través del
orificio roscado u otro medio de acoplamiento durante la operación
de compresión, bloqueando con ello el fijador en una condición
predefinida.
El documento US 6.325.582 describe un sistema de
fijador de dos piezas que incluye un perno que tiene un mango
alargado, una sección de surco de retención con surcos de retención,
un surco de rotura del estrechamiento y una sección de final de
perno. El fijador también comprende un collar que se comprime sobre
la sección de surco de retención para sujetar piezas a mecanizar
las unas a las otras.
Los fijadores que se instalan mediante la
presencia de una tuerca roscada o un collar roscado enroscados sobre
los mismos también incluyen aquellos que tiene una parte de vástago
de tracción y aquellos que no tienen una parte de vástago de
tracción. Los fijadores que tienen una parte de vástago de tracción
incluyen un perno que tiene un cabezal agrandado sobresaliente en
el extremo proximal del fijador y que tiene una superficie distal
que entra en contacto con la superficie de la pieza a mecanizar.
Contigua al cabezal hay una parte lisa del mango que se adapta para
alojarse en los orificios alineados de la serie de piezas a
mecanizar. La parte lisa del mango puede proporcionar un encaje
holgado o un encaje de contacto con los orificios alineados de la
pieza a mecanizar. Distal a la parte lisa del mango hay una parte
roscada del mango que puede incluir una rosca estándar para recibir
una tuerca roscada o un collar roscado. Distal a la parte roscada
del mango hay una parte de vástago de tracción que se puede separar
de la parte roscada del mango por un surco de rotura del
estrechamiento.
El instalar el perno que está configurado para
tener una tuerca roscada o un collar roscado enroscado sobre él y
que tiene una parte de vástago de tracción es similar a instalar el
perno que está configurado para ser instalado mediante una
operación de compresión que incluye una parte de vástago de
tracción. La parte de vástago de tracción se inserta en los
orificios alineados dentro de la pieza a mecanizar hasta que
sobresale por el lado opuesto de la pieza a mecanizar. Para pernos
que tienen un encaje de contacto en la parte lisa del mango, se usa
una herramienta para tirar de la parte lisa del mango en los
orificios alineados tirando de la parte de vástago de tracción
hasta que la superficie distal del cabezal entra en contacto con la
superficie de la pieza a mecanizar. Teniendo un encaje de
interferencia, el perno se retiene en la pieza a trabajar máquina
mediante fuerzas compresivas de al menos uno de los orificios
alineados aplicadas a la parte lisa del mango. La herramienta puede
continuar tirando del la parte de vástago de tracción hasta que una
fuerza de tracción suficiente logra romper la parte de vástago de
tracción del resto del perno por el surco de rotura del
estrechamiento. Entonces, una tuerca roscada o un collar roscado se
puede enroscar sobre la parte roscada del mango del perno.
Para instalar el perno roscado que tiene una
parte lisa del mango que proporciona un encaje holgado, el vástago
de tracción se inserta en los orificios alineados y se hace avanzar
a través de los orificios alineados hasta que la superficie distal
del cabezal entra en contacto con la superficie de la pieza a
mecanizar. La tuerca roscada o el collar roscado entonces se pueden
deslizar sobre la parte de vástago de tracción. Entonces, mientras
se aplica una ligera carga de tracción sobre la parte de vástago de
tracción, la tuerca roscada o el collar roscado se puede enroscar
sobre parte roscada del mango. Como alternativa, para colocar el
fijador en una condición predefinida, la herramienta puede aplicar
una carga de tracción relativamente elevada sobre la parte de de
vástago de tracción durante la operación de enroscado. Después de
que la tuerca roscada o el collar roscado se enrosque sobre la
parte de mango roscado, la parte de vástago de tracción se puede
mantener en tensión adicionalmente hasta que se rompa del resto del
perno por el surco de rotura del estrechamiento
Los fijadores que se instalan por tener una
tuerca roscada o un collar roscado enroscados sobre los mismos que
no incluyen una parte de vástago de tracción, incluyen un perno que
tiene un cabezal agrandado sobresaliente, una parte lisa del mango
y una parte roscada del mango. Como con los fijadores que incluyen
una parte de vástago de tracción, la parte lisa del mango se adapta
para alojarse en los orificios alineados en una serie de piezas a
mecanizar y pueden proporcionar bien un encaje holgado o un encaje
de contacto.
Para instalar el perno roscado que incluye una
parte de mango lisa que tiene un encaje de contacto y no tiene
parte de vástago de tracción, la parte roscada del mango se inserta
en los orificios alineados dentro de la serie de piezas hechas a
máquina por un lado hasta que sobresalen por el lado opuesto de la
pieza a mecanizar. Se puede usar una herramienta para tirar de la
parte lisa del mango hacia los orificios alineados tirando de la
parte roscada del mango hasta que la superficie distal del cabezal
entra en contacto con la superficie de la pieza a mecanizar. El
perno se retine en la pieza a mecanizar mediante fuerzas compresivas
de al menos uno de los orificios alineados aplicadas a la parte
lisa del mango. Con el perno retenido de esta forma, la tuerca
roscada o al collar roscado se puede enroscar en las roscas de la
parte roscada del mango.
Los pernos roscados que incluyen una parte lisa
del mango que tienen un encaje holgado y no tienen parte de vástago
de tracción pueden incluir un orificio roscado en una superficie en
el extremo distal del fijador, u otros medios mediante los cuales
la herramienta puede acoplarse a la parte roscada del mango del
perno para retener el perno para la operación de enroscado. Para
instalar estos fijadores, la parte roscada del mango se inserta en
los orificios alineados en la serie de piezas a mecanizar desde un
lado hasta que sobresalen por el lado opuesto de la pieza a
mecanizar y la superficie distal del cabezal entra en contacto con
la superficie de la pieza a mecanizar. La tuerca roscada o el
collar roscado entonces se pueden enroscar sobre la parte de mango
roscado. Para enroscar la tuerca roscada o el collar roscado sobre
el perno, la herramienta puede aplicar una ligera carga de tracción
al perno a través del orificio roscado u otros medios de
acoplamiento de la herramienta para mantener el perno en su sitio.
Como alternativa, para mantener el perno en una condición
predefinida, la herramienta puede aplicar una carga de tracción
relativamente elevada a través del orificio roscado u otros medios
de acoplamiento durante la operación de enroscado.
Como ambos fijadores, los que se instalan
mediante una operación de compresión y los que se instalan por tener
una tuerca roscada o un collar roscado enroscados sobre los mismos,
son populares en la industria, tal como en la industria
aeroespacial, los fabricantes crean un inventario de ambos tipos de
fijadores. El inventariar y usar múltiples tipos de fijadores añade
costes significativos a la producción de aviones. Por lo tanto, los
especialistas en la técnica han reconocido una necesidad de un
fijador que se pueda usar en múltiples medios de instalación de
manera que se pueda reducir la cantidad de fijadores usados en la
fabricación de un avión.
Brevemente y en términos generales, la presente
invención se refiere a un fijador que se puede instalar en una
pieza a mecanizar mediante métodos de compresión o de enroscado de
manera que se pueden reducir los tipos de fijadores usados por los
fabricantes.
De acuerdo con la presente invención se
proporciona un fijador que se puede instalar en al menos una pieza
a mecanizar mediante métodos de compresión o de enroscado y métodos
de instalación de un fijador tal como se reivindica en las
reivindicaciones adjuntas.
En un aspecto detallado de la realización de la
invención actualmente preferida, la longitud de la parte lisa del
mango es suficiente para sobresalir de una superficie de un segundo
lado de al menos una pieza a mecanizar mientras que una superficie
distal del cabezal entra en contacto con una superficie de un primer
lado de al menos una pieza a mecanizar. En otra realización
actualmente preferida, la longitud de la parte lisa del mango es
insuficiente para sobresalir de una superficie de un segundo lado de
al menos una pieza a mecanizar mientras que una superficie distal
del cabezal entra en contacto con una superficie de un primera lado
de al menos una pieza a mecanizar. Los medios para que la
herramienta se acople a la parte final del perno pueden incluir una
pluralidad de surcos anulares que se extienden circunferencialmente.
En otra realización preferida actualmente, la resistencia a
tracción del surco de rotura del estrechamiento se controla mediante
el cuarto diámetro del surco de rotura del estrechamiento y la
resistencia del material del fijador en el surco de rotura del
estrechamiento. En otra realización preferida actualmente, el surco
de rotura del estrechamiento incluye una primera superficie cónica
afilada que se afila distalmente de la parte roscada del mango hacia
el eje longitudinal del fijador. El surco de rotura del
estrechamiento también incluye una segunda superficie cónica afilada
que se afila proximalmente a la parte final del perno hacia el eje
longitudinal del fijador. Se coloca una intersección sustancialmente
circunferencial entre la primera y la segunda superficie cónica
afilada. Además, se coloca un radio con una dimensión controlada en
la intersección de la primera superficie cónica afilada y la segunda
superficie cónica afilada.
El fijador se puede instalar mediante una
operación de compresión. El método para instalar el fijador mediante
compresión incluye el proporcionar el fijador y al menos una pieza
a mecanizar. La al menos una pieza a trabajar máquina incluye un
orificio que la atraviesa que proporciona un encaje holgado con la
parte lisa del mango del fijador. La parte final de perno del
fijador se inserta en el orificio en al menos una pieza a mecanizar
de un primer lado de al menos una pieza a mecanizar. El fijador se
hace avanzar distalmente hasta que la parte final del perno
sobresale por una superficie de un segundo lado de la al menos una
pieza a mecanizar y la superficie distal del cabezal del fijador
entra en contacto con una superficie del primer lado de la al menos
una pieza a mecanizar. Otra etapa posterior incluye el proporcionar
un collar de compresión que incluye una superficie interna
sustancialmente lisa y que proporciona un encaje holgado entre el
collar de compresión y la parte roscada del mango. El collar de
compresión se desliza proximalmente sobre la parte final del perno
y la parte roscada del mango del fijador hasta que el collar de
compresión se coloca proximal al segundo lado de la al menos una
pieza a mecanizar. Una herramienta se acopla a la parte final del
perno y tira del fijador distalmente en tensión. La herramienta
también empuja el collar de compresión proximalmente contra la
segunda superficie de la al menos una pieza a mecanizar y presiona
el collar de compresión sobre la parte roscada del mango del
fijador hasta que el collar de compresión llena considerablemente
las roscas de la parte roscada del mango. Con el collar de
compresión presionado sobre la parte roscada del mango del fijador,
la herramienta aumenta la tracción en la parte final del perno del
fijador hasta que se ha logrado el intervalo programado de tracción
y el fijador se rompe por el surco de rotura del estrechamiento.
Como alternativa, el fijador se puede instalar
mediante una operación de enroscado. Este método incluye el
proporcionar el fijador y al menos una pieza a mecanizar. La al
menos una pieza a mecanizar incluye un orificio que la atraviesa
que proporciona un encaje holgado con la parte lisa del mango del
fijador. La parte final del perno del fijador se inserta en el
orificio de la al menos una pieza a mecanizar de un primer lado de
la al menos una pieza a mecanizar. El fijador se hace avanzar
distalmente hasta que la parte final del perno sobresale por una
superficie de un segundo lado de la al menos una pieza a mecanizar y
la superficie distal del cabezal del fijador entra en contacto con
una superficie del primera lado de la al menos una pieza a
mecanizar. Otra etapa posterior incluye el proporcionar el
dispositivo roscado hembra y deslizar el dispositivo roscado hembra
proximalmente sobre la parte final del perno. Una herramienta acopla
la parte final del perno y tira del fijador distalmente en tensión
mientras que evita que el fijador gire. La herramienta también
enrosca el dispositivo roscado hembra sobre la parte roscada del
mango hasta que se logra la carga de torsión deseada. Con el
dispositivo roscado hembra enroscado sobre el fijador, la
herramienta aumenta la tracción en la parte final del perno del
fijador hasta que se logra el intervalo programado de tracción y el
fijador se rompe por el surco de rotura del estrechamiento.
En otra alternativa, el fijador se puede
instalar mediante una operación de enroscado. Este método incluye
el proporcionar el fijador y al menos una pieza a mecanizar. La al
menos una pieza a mecanizar incluye un orificio que la atraviesa
que proporciona un encaje de contacto con la parte lisa del mango
del fijador. La parte final del perno del fijador se inserta en el
orificio de la al menos una pieza a mecanizar de un primer lado de
la al menos una pieza a mecanizar y el fijador se hace avanzar
distalmente hasta que la parte final del perno sobresale de una
superficie de un segundo lado de la al menos una pieza a mecanizar.
Una herramienta se acopla a la parte final del perno y tira de la
parte lisa del mango del fijador distalmente por el orificio de la
al menos una pieza a mecanizar hasta que la superficie distal del
cabezal del fijador entra en contacto con una superficie del primer
lado de la al menos una pieza a mecanizar. La herramienta aumenta la
tracción en la parte final del perno del fijador hasta que se
alcanza el intervalo programado de tracción y el fijador se rompe
por el surco de rotura del estrechamiento. Una etapa posterior
incluye el proporcionar el dispositivo roscado hembra. El
dispositivo roscado hembra se enrosca en la parte roscada del mango
usando una herramienta hasta que se alcanza la carga de torsión
deseada.
De descrito anteriormente se puede ver que la
invención proporciona una configuración de fijador que se puede
instalar mediante una operación de compresión o una operación de
enroscado. Además, la invención incluye métodos de instalación que
usan operaciones de compresión y operaciones de enroscado. Este y
otros aspectos y ventajas de la invención se harán evidentes en la
siguiente descripción detallada y los dibujos adjuntos, que ilustran
a modo de ejemplo las características de la invención.
La Figura 1 es una vista plana que representa
una realización del fijador de la presente invención.
La Figura 2 es una vista plana, parcialmente en
sección transversal, que representa el fijador de la Fig. 1 en
etapas secuenciales de instalación mediante una operación de
compresión.
La Figura 3 es una vista plana, parcialmente en
sección transversal, que representa el fijador de la Fig. 1 en
etapas secuenciales de instalación con una tuerca roscada.
La Figura 4 es una vista plana, parcialmente en
sección transversal, que representa el fijador de la Fig. 1 en
etapas secuenciales de instalación con una tuerca roscada.
Como se muestra en los dibujos con propósitos
ilustrativos, la invención se realiza en un fijador que tiene una
parte roscada del mango y una parte de vástago de tracción. El
fijador se puede instalar en al menos una pieza a mecanizar
mediante la presencia de un collar comprimido sobre la parte roscada
del mango o un dispositivo roscado hembra, tal como una tuerca
roscada o un collar roscado, enroscado sobre la parte roscada del
mango. En referencia a los dibujos, en los que números de
referencia se usan para designar elementos correspondientes o
similares en varias figuras, la Fig. 1 representa un fijador de
vástago de tracción 20 de la presente invención. El fijador 20
incluye un cabezal agrandado sobresaliente 22 que está
sustancialmente centrada sobre un eje longitudinal 23 del fijador y
está colocada en el extremo proximal del fijador. El cabezal puede
incluir una superficie distal 24 que se adapta para entra en
contacto con una superficie 26 de una pieza a mecanizar 28 (Fig.
2). Aunque la Fig. 1 representa un cabezal 22 que tiene una
configuración nivelada, la invención no se limita a tales
configuraciones y puede incluir otras configuraciones de cabezal
bien conocidas en la técnica.
En una posición adyacente y distal al cabezal 22
y sustancialmente centrado respecto al eje 23 hay una parte lisa
del mango sustancialmente cilíndrica 30 que tiene un primer
diámetro. Tal como se usa en este documento, el término
"adyacente" significa "cerca" o "próximo a", y por
ello no se limita a "contiguo". La parte lisa del mango 30 se
configura para alojarse en orificios relativamente alineados 32
(Fig. 2) dentro de una serie de piezas a mecanizar 28 de un primer
lado 34 de la serie de piezas a mecanizar. Los orificios
considerablemente alineados 32 en la serie de piezas a mecanizar 28
pueden proporcionar un encaje holgado (Figs: 2 y 3) o un encaje de
contacto (Fig. 4) con la parte lisa del mango 30 del fijador 20.
Cuando se desea un encaje de contacto (Fig. 4), se requiere al
menos uno de los orificios alineados 32 en la serie de piezas a
mecanizar 28 para proporcionar un encaje de contacto. La porción de
mango lisa 30 se puede configurar a diversas longitudes. En una
realización, la longitud de la parte lisa del mango 30 es suficiente
para sobresalir de una superficie de un segundo lado 36 de la serie
de piezas a mecanizar 28 mientras que la superficie distal 24 del
cabezal 22 del fijador 20 está en contacto con la superficie 26 del
primer lado 34 de la serie de piezas a mecanizar. De todas formas,
en otra realización, la longitud de la parte lisa del mango 30 es
insuficiente para sobresalir de la superficie en el segundo lado 36
de la serie de piezas a mecanizar 28 cuando la superficie distal 24
del cabezal 22 esta en contacto con la superficie 26 del primer lado
34 de la serie de piezas a mecanizar. La parte lisa del mango 30 se
puede formar por métodos de fabricación que se conocen bien en la
técnica, tales como forjado o mecanizado.
Distal a la parte lisa del mango 30 y
sustancialmente centrada respecto al eje longitudinal 23 hay una
parte roscada del mango 38 que tiene una configuración de rosca
macho estándar 40 para recibir un dispositivo roscado hembra 41
(Figs. 3 y 4) tal como una tuerca roscada 42 o un collar roscado 44.
La parte roscada del mango 38 incluye un segundo diámetro. Para
facilitar la instalación del fijador 20 en un orificio de encaje de
contacto, el segundo diámetro de las roscas 40 es menor que el
primer diámetro de la parte de mango lisa 30 de manera que hay allí
un encaje holgado entre la parte roscada 38 y los orificios
considerablemente alineados 32 en la serie de piezas a mecanizar
28. Las roscas 40 de la parte roscada 38 son lo suficientemente
resistentes para resistir el tener un collar de compresión (Fig. 2)
de un material más blando comprimido sobre los mismos sin
deformación apreciable de las roscas. Para obtener roscas 40 de
suficiente resistencia, el fijador 20 se puede endurecer, tal como
en un proceso de tratamiento térmico u otras técnicas que son bien
conocidas en la técnica. Como alternativa, el fijador 20 se puede
fabricar de un material que es lo suficientemente más resistente
que el material del collar de compresión 46 para resistir la
operación de compresión. Las roscas 40 se pueden formar por métodos
de fabricación que son bien conocidos en la técnica, tales como el
mecanizado en un torno o el laminado de roscas. El laminar roscas
es un proceso en el que la parte del fijador que hay que roscar se
coloca entre troqueles que tienen líneas con forma de roscas que se
ponen sobre el fijador y desplazan el material del fijador. El
fijador se hace rodar entre los troqueles de la rosca alrededor de
la circunferencia total del fijador.
Distal a la parte roscada del mango 38 y
sustancialmente centrada sobre el eje longitudinal 23 hay una parte
final del perno 48 que se puede separar de la parte del mango
roscado por un surco de rotura del estrechamiento 50. En una
realización, la parte final del perno 48 incluye una pluralidad de
surcos anulares que se extienden circunferencialmente 52 que
permiten a una herramienta (no mostrada) acoplarse a la parte final
del perno y tirar del fijador 20 en tensión. Los surcos 52 en la
parte final del perno 48 se pueden formar por métodos conocidos en
la técnica, tales como mecanizado, forjado o laminado. La parte
final del perno 48 incluye un tercer diámetro que es lo
suficientemente pequeño para que un collar de compresión 46 o
dispositivo roscado hembra 41 que se pretende que se acople con la
parte roscada del mango 38 del fijador se pueda deslizar sobre la
parte de perno final sin interferir con la parte final del
perno.
El surco de rotura del estrechamiento 50 entre
la parte roscada del mango 38 y la parte final del perno 48 está
sustancialmente centrado respecto al eje longitudinal 23 e incluye
un cuarto diámetro que es menor que el tercer diámetro de la parte
final del perno 48 y se hace de un tamaño que asegure que el surco
de rotura del estrechamiento tenga una resistencia a tracción menor
que cualquier otra parte del fijador 20. La resistencia a tracción
del surco de rotura del estrechamiento 50 se controla para asegurar
que el fijador 20 se romperá en el surco de rotura del
estrechamiento cuando un intervalo programado de tracción se aplica
al fijador en la parte final del perno 48. La resistencia a
tracción del surco de rotura del estrechamiento 50 se controla
mediante el cuarto diámetro 54 del surco de rotura del
estrechamiento y la fuerza del material del fijador en la región
del surco de rotura del estrechamiento. En una realización, el surco
de rotura del estrechamiento 50 puede incluir una primera
superficie cónica afilada 56 que se afila distalmente desde la parte
roscada del mango 38 hacia el eje longitudinal 23 del fijador 20.
También se puede incluir una segunda superficie cónica 58 que se
afila proximalmente desde la parte final del perno 48 hacia el eje
longitudinal 23 del fijador 20. La primera 56 y la segunda 58
superficies cónicas afiladas del surco de rotura del estrechamiento
50 forman un ángulo de manera que hay una intersección
sustancialmente circunferencial 60 entre ellas. La intersección
circunferencial 60 también puede incluir un radio 62 de dimensión
controlada para facilitar el control de la resistencia a tracción
del fijador 20 en el surco de rotura del estrechamiento 50.
La Fig. 2 representa la instalación de un
fijador 20 mediante una operación de compresión en la que el fijador
se instala en al menos una pieza a mecanizar 28 a través de un
orificio 32 que la atraviesa que proporciona un encaje holgado con
la parte lisa del mango 30 del fijador. Para instalar el fijador 20
mediante una operación de compresión, el collar de compresión 46 se
comprime sobre la parte roscada del mango 38 del fijador. El collar
de compresión 46 puede incluir una superficie interna
sustancialmente suave 64 y un diámetro interno que proporciona un
encaje holgado entre el collar de compresión y la parte roscada del
mango 38. El collar de compresión 46 se puede hacer de un material
que es lo suficientemente maleable para dirigirlo hacia las roscas
40 de la parte roscada del mango 38 del fijador 20 sin provocar
deformación apreciable en las roscas, y lo suficientemente fuerte
para continuar colocado después de la operación compresión.
El método de instalación del fijador 20 usando
de un proceso de compresión incluye el insertar la parte final del
perno 48 del fijador en el orificio 32 en la al menos una pieza a
mecanizar 28 desde el primer lado 34 de la al menos una pieza a
mecanizar. El fijador 20 se hace avanzar distalmente hasta que la
parte final del perno 48 sobresale por la superficie del segundo
lado 36 de la al menos una pieza a mecanizar 28 y la superficie
distal 24 del cabezal 22 del fijador entra en contacto con la
superficie 26 en el primer lado 34 de la al menos una pieza a
mecanizar. La al menos una pieza a mecanizar 28 se representa como
dos piezas a mecanizar apiladas adyacentes la una a la otra para
propósitos ilustrativos, aunque se pueden incluir mucha piezas a
mecanizar. El método de instalación también incluye deslizar el
collar de compresión 46 proximalmente sobre la parte final del
perno 48 y la parte roscada del mango 38 del fijador 20 hasta que
está próximo al segundo lado 36 de la al menos una pieza a
mecanizar 28. Una herramienta (no mostrada) se acopla a la parte
final del perno 48 y tira del fijador 20 distalmente en tensión.
Con el fijador 20 en tensión, la herramienta puede empujar el
collar de compresión 46 proximalmente contra el segundo lado 36 de
la al menos una pieza a mecanizar 28 y comprimir el collar de
compresión sobre la parte roscada del mango 38 del fijador de manera
que el collar de compresión llene considerablemente las roscas 40
del fijador. Con el collar de compresión 46 comprimido sobre la
parte roscada del mango 38 del fijador 20, la herramienta aumenta la
tracción en la parte final del perno 48 hasta que se alcanza el
intervalo programado de tracción y el fijador se rompe por el surco
de rotura del estrechamiento 50, retirando con ello la parte final
del perno del resto del fijador.
La Fig. 3 representa la instalación del fijador
20 mediante una operación de enroscado. En esta instalación, el
fijador se instala en la al menos una pieza a mecanizar 28 a través
de un orificio 32 que la atraviesa que proporciona un encaje
holgado con la parte del mango lisa 30 del fijador. El método de
instalación también incluye el insertar la parte final del perno 48
del fijador 20 en el orificio 32 en la al menos una pieza a
mecanizar 28 por el primer lado 34 de la al menos una pieza a
mecanizar. El fijador 20 se hace avanzar distalmente hasta que la
parte final del perno 48 sobresale por la superficie del segundo
lado 36 de la al menos una pieza a mecanizar 28 y la superficie
distal 24 del cabezal 22 del fijador entra en contacto con la
superficie 26 del primer lado de la al menos una pieza a mecanizar.
La al menos una pieza a mecanizar 28 se representa como dos piezas
a mecanizar apiladas adyacentes la una a la otra para propósitos
ilustrativos, aunque se pueden incluir mucha piezas a mecanizar. El
dispositivo roscado hembra 41, tal como la tuerca roscada 42 o el
collar roscado 44 se deslizan proximalmente sobre la parte final
del perno 48. Una herramienta (no mostrada) se acopla a la parte
final del perno 48 y puede tirar del fijador 20 distalmente en
tensión y evitar que el fijador gire mientras que de forma
simultánea enrosca el dispositivo roscado hembra 41 sobre la parte
roscada del mango 38 hasta que se alcanza la carga de torsión
deseada. Con el dispositivo roscado hembra 41 enroscado sobre la
parte roscada del mango 38 del fijador 20, la herramienta aumenta la
tracción en la parte final del perno 48 hasta que se alcanza el
intervalo de tracción programado y el fijador se rompe por el surco
de rotura del estrechamiento 50, retirando con ello la parte final
del perno del resto del fijador.
La Fig. 4 representa otra instalación de un
fijador 20 mediante una operación de enroscado. En esta instalación,
sin embargo, se instala el fijador en al menos una pieza a
mecanizar 28 por un orificio 32 que la atraviesa que proporciona un
encaje de contacto con la parte lisa del mango 30 del fijador. El
método de instalación también incluye insertar la parte final del
perno 48 del fijador 20 en el orificio 32 de la al menos una pieza
a mecanizar 28 del primer lado 34 de la serie de fijadores. El
fijador 20 se hace avanzar distalmente hasta que la parte final del
perno 48 sobresale de la superficie del segundo lado 36 de la al
menos una pieza a mecanizar. La al menos una pieza a mecanizar 28
se representa como dos piezas a mecanizar apiladas adyacentes la
una a la otra para propósitos ilustrativos, aunque se pueden incluir
mucha piezas a mecanizar. La herramienta (no mostrada) se acopla a
la parte final del perno 48 y tira del fijador 20 distalmente hasta
que la parte del mango lisa 30 del fijador se acopla con el
orificio 32 de la al menos una pieza a mecanizar 28 y la superficie
distal 24 del cabezal 22 del fijador entra en contacto con al
superficie 26 del primer lado 34 de la al menos una pieza a
mecanizar. La herramienta puede continuar tirando distalmente de la
parte final del perno 48 hasta que se alcanza el intervalo
programado de tracción y el fijador 20 se rompe por el surco de
rotura del estrechamiento 50, retirando con ello la parte final del
perno del resto del fijador. Teniendo un encaje de contacto con la
al menos una pieza a mecanizar 28, el fijador 20 se retiene con la
al menos una pieza a mecanizar mediante fuerzas compresivas del
orificio de encaje de contacto 32 aplicadas a la parte lisa del
mango 30. En configuraciones en las que la al menos una pieza a
mecanizar 28 incluye una serie de piezas a mecanizar apiladas
adyacentes las una a las otras, los orificios en cada pieza a
mecanizar se alinean sustancialmente. Al menos uno de los orificios
considerablemente alineados 32 proporciona un encaje de contacto con
la parte lisa del mango 30 del fijador 20. Con el fijador retenido
de esta forma, el dispositivo roscado hembra 41, como la tuerca
roscada 42 o el collar roscado 44 se puede enroscar sobre la parte
roscada del mango 38 del fijador.
De lo anterior se entenderá que los aspectos de
una realización de la presente invención permiten la instalación de
fijadores de un único diseño mediante una técnica de compresión o
una técnica de enroscado. Usando el mismo diseño de fijador para
las instalaciones de compresión y las instalaciones de enroscado,
los fabricantes pueden reducir la cantidad de tipos de fijador que
se mantienen en el inventario, reduciendo con ello los costes del
inventariado y de producción.
Resultará evidente a partir de lo anterior que
aunque se han ilustrado y descrito formas particulares de la
invención, se pueden hacer diversas modificaciones sin alejarse del
alcance de la invención. En consecuencia, no se pretende limitar la
invención, excepto por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (11)
1. Un fijador (20) que se puede instalar en al
menos una pieza a mecanizar mediante métodos de compresión o
métodos de enroscado, que comprende:
un cabezal agrandado sobresaliente (22) colocado
en el extremo proximal del fijador (20) y sustancialmente centrado
respecto a un eje longitudinal (23);
una parte lisa del mango sustancialmente
cilíndrica (30) colocada adyacente y distal al cabezal (22) y
sustancialmente centrada respecto a un eje longitudinal (23), la
parte lisa del mango (30) que tiene un primer diámetro;
una parte roscada del mango (38) colocada
distalmente respecto a la parte lista del mango (30) y
sustancialmente centrada respecto a un eje longitudinal (23),
incluyendo la parte roscada del mango (38) una rosca macho (40) lo
suficientemente resistente para tener un collar de compresión (46)
de una material más blando comprimido sobre ella sin provocar
desperfectos apreciables a las roscas, teniendo la rosca macho (40)
un segundo diámetro más pequeño que el primer diámetro de la parte
lisa del
mango;
mango;
una parte final de perno (48) colocada
distalmente respecto a la parte roscada del mango (38) y
sustancialmente centrada respecto a un eje longitudinal (23),
incluyendo la parte final de perno (48) medios (52) para que una
herramienta se acople a la parte final del perno y tire del fijador
(20) en tensión y que tiene un tercer diámetro que es mas pequeño
que el segundo diámetro de la parte roscada del mango (38), en la
que un collar de compresión (46) o un dispositivo roscado hembra
(41) que se pretende acoplar con la parte roscada del mango (38)
del fijador encaja sobre la parte final del perno (48) sin ninguna
interfe-
rencia; y
rencia; y
un surco de rotura del estrechamiento (50) que
tiene un cuarto diámetro que es más pequeño que el tercer diámetro
de la parte final del perno (48), colocándose el surco de rotura del
estrechamiento (50) entre la parte roscada del mango (38) y la
parte final del perno (48) y sustancialmente centrado respecto a un
eje longitudinal (23), controlándose el surco de rotura del
estrechamiento (50) para asegurar que el surco de rotura del
estrechamiento incluye una resistencia a tracción menor que
cualquier otra parte del fijador (20) y que el fijador se rompa por
el surco de rotura del estrechamiento (50) cuando se aplica un
intervalo programado de tracción al fijador (20) en la parte final
del perno (48).
2. El fijador (20) de la reivindicación 1, en el
que la longitud de la parte lisa del mango (30) es suficiente para
sobresalir por la superficie de un segundo lado (36) de la al menos
una pieza a mecanizar (28) mientras que la superficie distal (24)
del cabezal (22) está en contacto con una superficie del primer
lado (34) de la al menos una pieza a mecanizar (28).
3. El fijador (20) de la reivindicación 1, en el
que la longitud da la parte lisa del mango (30) es insuficiente
para sobresalir de una superficie en un segundo lado (36) de la al
menos una pieza a mecanizar (28) mientras que una superficie distal
(24) del cabezal (22) está en contacto con una superficie del primer
lado (34) de la al menos una pieza a mecanizar (28).
4. El fijador (20) de la reivindicación 1, en el
que los medios (52) para que la herramienta se acople en la parte
final del perno (48) incluyen una pluralidad de surcos anulares que
se extienden circunferencialmente (52).
5. El fijador (20) de la reivindicación 1, en el
que la fuerza de tracción del surco de rotura del estrechamiento
(50) se controla mediante el cuarto diámetro del surco de rotura del
estrechamiento (50) y la resistencia del material del fijador en la
región del surco de rotura del estrechamiento (50).
6. El fijador (20) de la reivindicación 1, en el
que el surco de rotura del estrechamiento (50) comprende:
una primera superficie cónica afilada (56) que
se afila distalmente desde la parte roscada del mango (38) hacia el
eje longitudinal (23) del fijador (20);
una segunda superficie cónica afilada (58) que
se afila proximalmente a la parte final del perno (48) hacia el eje
longitudinal (23) del fijador (20);
una intersección sustancialmente circunferencial
entre la primera superficie cónica afilada (56) y la segunda
superficie cónica afilada (58); y
un radio en la intersección de la primera
superficie cónica afilada (56) y la segunda superficie cónica
afilada (58), teniendo el radio una dimensión controlada.
7. Un método de instalación del fijador (20) en
al menos una pieza a mecanizar (28), que comprende:
proporcionar un fijador (20) que tiene un
cabezal agrandado sobresaliente (22) colocado en el extremo proximal
del fijador y sustancialmente centrado respecto a un eje
longitudinal (23), una parte lisa del mango sustancialmente
cilíndrica (30) colocada adyacente y distal al cabezal (22) y
sustancialmente centrada respecto a un eje longitudinal (23),
teniendo la parte lisa del mango (30) un primer diámetro, una parte
roscada del mango (38) colocada distal a la de mango lisa (30) y
sustancialmente centrada respecto a un eje longitudinal (23),
incluyendo la parte roscada del mango (38) una rosca macho (40) lo
suficientemente resistente para tener un collar de compresión (46)
de un material más blando comprimido sobre el mismo sin provocar
defectos apreciables a las roscas y teniendo un segundo diámetro
más pequeño que el primer diámetro de la parte lisa del mango (30),
estando una parte final de perno (48) colocada distalmente respecto
a la parte roscada del mango (38) y sustancialmente centrada
respecto a un eje longitudinal (23), incluyendo la parte final del
perno medios (52) para que se acople una herramienta en la parte
final del perno (48) y tire del fijador (20) en tensión y que tiene
un tercer diámetro que es mas pequeño que el segundo diámetro de la
parte roscada del mango (38), en la que un collar de compresión
(46) o un dispositivo roscado hembra (41) que se pretende acoplar
con la parte roscada del mango (38) del fijador encaja sobre la
parte final del perno (48) sin ninguna interferencia, y un surco de
rotura del estrechamiento (50) que tiene un cuarto diámetro que es
más pequeño que el tercer diámetro de la parte final del perno
(48), el surco de rotura del estrechamiento (50) se coloca entre la
parte roscada del mango (38) y la parte final del perno (48) y
sustancialmente centrado respecto a un eje longitudinal (23),
controlando el surco de rotura del estrechamiento (50) para asegurar
que el surco de rotura del estrechamiento incluye una resistencia a
tracción menor que cualquier otra parte del fijador (20) y que el
fijador (20) se rompa por el surco de rotura del estrechamiento
(50) cuando se aplica un intervalo programado de tracción al
fijador (20) en la parte final del perno (48);
proporcionar al menos una pieza a mecanizar
(28), teniendo la al menos una pieza a mecanizar un orificio que la
atraviesa;
insertar la parte final del perno (48) del
fijador en el orificio de la al menos una pieza a mecanizar (28) y
avanzar el fijador (20) distalmente hasta que la parte final del
perno (48) sobresale por la superficie del segundo lado (36) de la
al menos una pieza a mecanizar;
proporcionar un collar de compresión (46) que
tiene una superficie interior sustancialmente suave que proporciona
un encaje holgado entre el collar de compresión y la parte roscada
del mango (38) o un dispositivo roscado hembra (41); y
montar el collar de compresión (46) o el
dispositivo roscado hembra (41) sobre la parte roscada del mango
(38) del fijador.
8. El método de la reivindicación 7, en el que
la resistencia a tracción del surco de rotura del estrechamiento se
controla mediante el cuarto diámetro del surco de rotura del
estrechamiento (50) y la resistencia del material del fijador en la
región del surco de rotura del estrechamiento.
9. El método de la reivindicación 7 o la
reivindicación 8, en el que el orifico de la al menos una pieza a
mecanizar proporciona un encaje holgado con la parte lisa del mango
(30) del fijador y el método comprende además;
hacer avanzar el fijador (20) distalmente a
través del orificio hasta que la superficie distal (24) del cabezal
(22) del fijador contacte con la superficie del primer lado (34) de
la al menos una pieza a mecanizar;
deslizar el collar de compresión (46)
proximalmente sobre la parte final del perno (48) y la parte roscada
del mango (38) del fijador (20) hasta que se coloca el collar de
compresión (46) próximo al segundo lado (36) de la al menos una
pieza a mecanizar (28);
acoplar la parte final del perno (48) con una
herramienta;
tirar del fijador (20) distalmente en tensión
usando una herramienta;
empujar el collar de compresión (46)
proximalmente contra la segunda superficie (36) de la al menos una
pieza a mecanizar (28) usando una herramienta;
comprimir el collar de compresión (46) sobre la
parte roscada del mango (38) del fijador (20) usando la herramienta
hasta que el collar de compresión (46) llena considerablemente las
roscas de la parte roscada del mango (38), y
aumentar la tracción en la parte final del perno
(48) del fijador (20) usando la herramienta hasta que se alcanza el
intervalo programado de tracción y el fijador (20) se rompe por el
surco de rotura del estrechamiento (50).
10. El método de la reivindicación 7 o la
reivindicación 8, en el que el orifico en la al menos una pieza a
mecanizar proporciona un encaje holgado con la parte lisa del mango
del fijador y el método comprende además;
hacer avanzar el fijador (20) distalmente a
través del orificio hasta que la superficie distal (24) del cabezal
(22) del fijador entra en contacto con la superficie del primer lado
(34) de la al menos una pieza a mecanizar;
deslizar el dispositivo roscado hembra (41)
proximalmente sobre la parte final del perno (48);
acoplar la parte final del perno (48) con una
herramienta;
tirar del fijador (20) distalmente en tensión
usando una herramienta;
evitar que el fijador (20) gire usando una
herramienta;
enroscar el dispositivo roscado femenino (41)
sobre la parte roscada del mango (38) usando una herramienta hasta
que se alcanza la carga de torsión deseada; y
aumentar la tracción en la parte final del perno
(48) del fijador (20) usando la herramienta hasta que se alcanza el
intervalo programado de tracción y el fijador (20) se rompe por el
surco de rotura del estrechamiento (50).
11. El método de la reivindicación 7 o la
reivindicación 8, en el que el orifico en la al menos una pieza a
mecanizar proporciona un encaje de contacto con la parte lisa del
mango del fijador y el método comprende además;
acoplar la parte final del perno (48) con una
herramienta;
tirar de la parte lisa del mango (30) del
fijador distalmente hacia el orificio de la al menos una pieza a
mecanizar (28) usando una herramienta que se acopla a la parte final
del perno (48) hasta que la superficie distal del cabezal del
fijador entra en contacto con la superficie del primer lado (34) de
la al menos una pieza a mecanizar;
aumentar la tracción en la parte final del perno
(48) del fijador usando la herramienta hasta que se alcanza el
intervalo programado de tracción y el fijador (20) se rompe por el
surco de rotura del estrechamiento (50); y
enroscar el dispositivo roscado hembra (41)
sobre la parte roscada del mango usando una herramienta hasta que
se alcanza la carga de torsión deseada.
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