ES2271578T3 - Vastago fijador de traccion con surco de traccion para collares de comprension. - Google Patents

Vastago fijador de traccion con surco de traccion para collares de comprension. Download PDF

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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.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
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.
Descripción de la técnica relacionada
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.
Sumario de la invención
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.
Breve descripción de los dibujos
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.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
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;
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
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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