ES2309997T3 - Elemento de fijacion con punta de roscado antitransversal. - Google Patents
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Abstract
Un elemento de fijación (22, 22b, 22c, 22d, 22e) para el acoplamiento con un elemento hembra (68, 98) que tiene un agujero (24) roscado internamente, en donde el mencionado elemento (22, 22b, 22c, 22d, 22e) incluye una parte de vástago (34, 34b, 34c, 34d, 34e) que tiene espiras de rosca (36) sobre la misma, cuya mencionada parte del vástago roscada (34, 34b, 34c, 34d, 34e) tiene un extremo de entrada del trabajo, cuyo elemento de fijación (22, 22b, 22c, 22d, 22e) está caracterizado porque: la mencionada parte roscada del vástago (34, 34b, 34c, 34d, 34e) incluye una rosca delantera truncada (44), la cual forma una cara extrema abrupta (58), en donde la mencionada cara abrupta (58) de la mencionada rosca delantera truncada (44) es perpendicular a una línea central (39) de la mencionada parte del vástago (34, 34b, 34c, 34d, 34e), y estando formada en 360º alrededor de la mencionada parte del vástago (34, 34b, 34c, 34d, 34e), con una punta bulbosa sin roscar (20, 20b, 20c, 20d, 20e) próxima a la mencionada cara extrema abrupta (58) de las mencionadas espiras de la rosca, que comprende una parte radial (48, 48b, 48c, 48d, 48e), la cual define un diámetro máximo, en donde la mencionada punta (20, 20b, 20c, 20d, 20e) está adaptada para acoplarse dentro del agujero (24) roscado internamente del elemento hembra (68, 98), en donde la mencionada parte radial (48, 48b, 48c, 48d, 48e) promociona el alineamiento con antelación al inicio del acoplo de las espiras (36) de la rosca del elemento de fijación con el agujero (24) roscado internamente del elemento hembra (68, 98).
Description
Elemento de fijación con punta de roscado
antitransversal.
Esta invención está dirigida en general a un
elemento de fijación macho roscado que tiene una nueva configuración
de la punta que previene que el elemento de fijación pueda
enroscarse en forma transversal al acoplarse con un elemento hembra
roscado en la forma correspondiente, y el método de ensamblado del
mismo. Pueden accionarse el elemento de fijación o el miembro
hembra, estando estacionario el otro miembro durante el ensamblado.
Aunque la exposición que sigue a continuación está dirigida
principalmente a la situación en la que el elemento de fijación es
el elemento accionado y siendo estacionario el elemento hembra o
roscado internamente, se tendrá en cuenta que el elemento de
fijación puede ser estacionario y siendo accionado el elemento
roscado internamente, tal como una tuerca.
Durante el ensamblado automatizado o manual de
un elemento de fijación roscado externamente con un elemento
roscado internamente, tal como una tuerca, pueden tener lugar un
agujero ciego en una pieza de trabajo, o bien un remache roscado
internamente apilado a una pieza de trabajo, pudiendo producirse
varias condiciones en el ensamblado. En primer lugar, se obtendrá
el acoplo debido del elemento de fijación macho roscado con el
elemento roscado hembra, lo cual será una condición aceptable. En
segundo lugar, podrá tener lugar un roscado transversal, lo cual
es una condición inaceptable. En tercer lugar, podrá aparecer la
falta de inicio del roscado, en donde el elemento roscado macho
gira sin realizar el acoplo de roscado con el elemento hembra
roscado, lo cual es también una condición no aceptable.
Si se obtiene el acoplo debido, la rosca externa
del elemento de fijación se acoplará a la rosca interna en el
elemento hembra, y la rosca externa seguirá entonces el trayecto
helicoidal de la rosca interna. El acoplo del ángulo de la hélice
de las roscas internas y externas proporciona un plano inclinado, el
cual convierte el par motor de entrada en una fuera de fijación
en la junta.
El roscado transversal tiene lugar cuando un
elemento de fijación está acoplado con un elemento hembra, y cuando
las roscas no están alineadas debidamente cuando las roscas en el
elemento de fijación y en el elemento hembra se acoplan
primeramente. Si las roscas externas en el elemento de fijación y
las roscas internas en el elemento hembra no están alineadas
debidamente en el inicio de la operación de roscado, la rosca
exterior tenderá a cruzar sobre la cresta de la rosca interna, lo
cual puede producir una deformación de la roscas y el gripado de
los componentes antes de llegar a obtener la profundidad deseada de
acoplo. A menos que el elemento de fijación o el elemento hembra no
se re-alineen manualmente en este punto, la rosca
externa se acuñará contra la rosca interna, impidiendo así el
ensamblado y/o los daños en las roscas. El roscado transversal
podía tener lugar en los elementos de fijación de la técnica
anterior, y siendo extremadamente engorroso en las operaciones de
ensamblado automatizado.
En una situación automatizada, la aparición de
un roscado transversal puede afectar seriamente a la productividad.
En algunos casos, los operarios del ensamblado tendrán que acoplar
manualmente el elemento de fijación y el elemento hembra en un par
de roscas, aplicando después el equipo automatizado a estos
elementos de fijación pre-alineados.
Puede producirse una condición de no inicio del
acoplo cuando un elemento de fijación giratorio se encuentre
des-alineado con el agujero ciego roscado, tal que
las roscas delanteras externas del elemento de fijación no se
acoplen dentro del agujero ciego roscado en un periodo especificado
de tiempo. Así pues, el miembro de fijación "girará" en la
parte superior del agujero roscado. En algunas operaciones de
ensamblado, el extremo del miembro de fijación tendrá un
"bamboleo", lo cual provocará que el elemento de fijación no se
acople, y pudiendo provocar que el elemento de fijación se desplace
rápidamente desde el agujero roscado. Este movimiento rápido
causará daños a la superficie de la junta. Por ejemplo, si la junta
es una superficie pintada, el elemento de fijación podría rayarse o
bien echar a perder la superficie.
Los elementos de fijación de la técnica anterior
que han intentado prevenir el roscado transversal dentro de un
agujero roscado están provistos con varios diseños. Estos diseños de
la técnica anterior incluyen en general una punta asimétrica o
extremo de entrada en el elemento de fijación, con solo una porción
de la misma sobre la punta del extremo asimétrico o extremo de
entrada. Los ejemplos de los elementos de fijación de la técnica
anterior incluyen una Punta "P", una Punta MAT, una punta CTP,
que se exponen en las patentes de los EE.UU. números 4981406 y
5419667, un Punta ACT que se expone en las patentes de los EE.UU.
números 4789288 y 4915560, y una Punta TRU-START,
que se expone en la patente de los EE.UU. número 5064327.
La punta CTP, la punta ACT, y la de tipo
TRU-START utilizan todas unas roscas delanteras
ahusadas que se insertan dentro de un agujero roscado antes del
acoplamiento del elemento de fijación con el agujero roscado. Esto
puede dar lugar a una acción de acuñamiento, lo cual genera el
roscado transversal. Los demás diseños de la punta tienen un
extremo romo, el cual puede provocar una condición de no inicio en
las condiciones de descentrado del ángulo.
Es deseable eliminar el roscado transversal y
los problemas de no inicio del roscado. El elemento de fijación de
la presente invención proporciona dicho miembro de fijación. El
presente miembro de fijación minimiza los problemas encontrados en
la técnica anterior mediante nuevas y notables mejoras en los
elementos de fijación de la técnica anterior. Además de ello, el
diseño de la presente invención proporciona un nuevo diseño del
elemento de fijación que es capaz de un rendimiento mejorado al
utilizarse con un equipo de ensamblado y operaciones automatizadas.
En primer lugar, el elemento de fijación resiste el roscado
transversal. En segundo lugar, el elemento de fijación es capaz de
un acoplamiento rápido con el agujero roscado, para reducir el
tiempo de instalación del ensamblado y para mejorar la ergonomía de
una instalación típica. En tercer lugar, el elemento de fijación
tiene una gran "ventana de acoplamiento" en el agujero roscado,
por la compensación de una condición en donde el elemento de
fijación y el agujero roscado se encuentren fuera de alineación o
fuera del ángulo entre sí, proporcionando una punta de
auto-alineación, y por la compensación de una
condición en donde el elemento de fijación y el agujero roscado se
encuentran descentrados entre sí. Además de ello, el elemento de
fijación roscado externamente tiene una parte radial del extremo de
entrada del mismo, la cual es relativamente suave y libre de bordes
o esquinas afilados, las cuales podrían agarrarse a las roscas
internas. Estas características operan conjuntamente para
proporcionar un suave acoplamiento del elemento de fijación con el
agujero roscado. La punta utilizada en el elemento de fijación de
la presente invención compensa el tambaleo en el extremo del
elemento de fijación, lo cual reduce el daño potencial en la
superficie de una junta. En cuarto lugar, la longitud de la punta
del elemento de fijación se minimiza, lo cual reduce el costo de
material, reduce el peso del elemento de fijación, y minimiza los
problemas de interferencia con la punta del elemento de fijación
con los demás componentes. En quinto lugar, el elemento de fijación
de la presente invención reduce los costos de fabricación, puesto
que las roscas del elemento de fijación y la punta se roscan en una
pasada. Las características estructurales del miembro de fijación
de la presente invención, y la forma en que estas características
funcionan para conseguir el rendimiento mejorado expuesto
anteriormente llegarán a ser evidentes a partir de la exposición
que sigue a continuación, especialmente con respecto a los
dibujos.
Así mismo, en el documento
FR-A-2106994 se expone un elemento
de fijación de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, que
tiene una punta prevista para ayudar a la inserción del elemento de
fijación en un agujero roscado en un miembro hembra. El elemento
de fijación tiene un cabezal con una parte de vástago roscado, que
se extiende desde el mismo y la punta en el extremo de la parte del
vástago roscado. La punta está provista sobre el extremo opuesto
de la parte roscada del cabezal, e incluye una parte cilíndrica no
roscada, que se extiende desde el extremo de la parte del vástago
roscado que termina en un extremo redondeado. La rosca de inicio
del elemento de fijación no está truncada. La punta se inserta
dentro del agujero roscado de la pieza de trabajo y posteriormente
el vástago roscado se acopla al agujero roscado para completar el
ensamblado del elemento de fijación con la pieza de trabajo.
Un objeto general de la presente invención es
proporcionar un elemento de fijación que tiene una punta nueva
sobre un extremo del mismo, el cual resiste el roscado transversal y
los problemas de no inicio cuando el miembro de fijación se acopla
con un agujero roscado en un miembro roscado internamente, tal como
una tuerca, un agujero roscado en una pieza de trabajo o un remache
roscado internamente apilado en una pieza de trabajo.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un elemento de fijación, el cual sea capaz de un acoplo
rápido en un agujero roscado, con el fin de reducir el tiempo de
instalación del ensamblado, y para mejorar la ergonomía de una
instalación típica de un elemento de fijación en un agujero roscado,
y también que proporcione un rendimiento mejorado al utilizarse con
un proceso o equipo de ensamblado automatizado.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un elemento de fijación que tiene una gran "ventana
de acoplamiento" en un agujero roscado, por la compensación de
una condición en donde el elemento de fijación y el agujero roscado
se encuentran fuera de alineación o desfasado angularmente entre sí,
mediante el suministro de una punta de
auto-alineación, y por la compensación de una
condición en la que el elemento de fijación y el agujero roscado
están desplazados entre sí.
Otro objeto incluso de la presente invención es
proporcionar un elemento de fijación que tenga una punta nueva,
cuya longitud sea minimizada, para reducir el costo del material,
reduciendo el peso del elemento de fijación, y minimizando los
problemas de interferencia con la punta del elemento de fijación con
otros componentes.
Un objeto adicional de la presente invención es
proporcionar un elemento de fijación que reduzca el costo de
fabricación, puesto que las roscas del elemento de fijación y la
punta se roscan en una pasada.
En resumen, y de acuerdo con lo anteriormente
expuesto, la presente invención expone un elemento de fijación y un
método de aplicación para el acoplamiento con un elemento hembra que
tenga un agujero roscado de un diámetro mayor interno
predeterminado, y un diámetro menor interno predeterminado. El
elemento hembra puede ser, por ejemplo, una tuerca, un agujero
roscado en una pieza de trabajo, o bien un remache roscado
internamente apilado en una pieza de trabajo. El miembro de
fijación incluye una parte de vástago que tiene una rosca sobre la
misma y una nueva punta en uno de los extremos del mismo, y un
cabezal en el extremo opuesto del mismo, que tiene una hendidura
multilobular formada para el acoplamiento con una herramienta. Las
roscas de la parte del vástago roscado definen un diámetro mayor
predeterminado y un diámetro menor predeterminado. La punta incluye
una parte radial que se inserta dentro del agujero roscado en el
miembro hembra, para obtener la alineación coaxial de los
componentes, con antelación o en el propio acoplo del elemento de
fijación con el elemento hembra.
En ciertas realizaciones de la invención, la
punta del elemento de fijación incluye además una parte no roscada
de conexión a la parte radial y a la parte del vástago roscada
conjuntamente. La parte no roscada tiene un diámetro que
ligeramente inferior al diámetro menor de la parte del vástago
roscada. Además de ello, la parte no roscada tiene una longitud
que es al menos es igual a aproximadamente 2,54 cm (1 pulgada) de
las espiras de la rosca sobre la parte del vástago roscado.
La parte radial tiene un diámetro máximo que es
ligeramente inferior al diámetro menor del agujero roscado
internamente en el elemento hembra. La parte radial puede tomar
muchas formas, por ejemplo, puede ser esférica; parcialmente
esférica; o formada por un numero predeterminado de partes radiales
formadas integralmente entre sí, en tanto que la parte radial es
relativamente suave y libre de bordes afilados o esquinas que
pudieran agarrarse sobre las roscas internas en el elemento hembra.
Esto proporciona un acoplo suave del elemento de fijación con el
agujero roscado. En una realización, la punta incluye una parte
roscada que está formada integralmente con la parte radial. En
otra realización, la punta incluye una parte generalmente cilíndrica
formada con la parte radial.
La parte radial puede proporcionarse con una
superficie de extremo truncada que defina un diámetro que será
inferior al diámetro menor del agujero roscado internamente en el
elemento de fijación. La superficie del extremo truncado es
inferior al diámetro máximo de la parte radial.
La presente invención utiliza también un nuevo
diseño de roscas delanteras a utilizar con la configuración de la
punta antes expuesta, para mejorar el rendimiento de fijación de
roscado anti-transversal de autoalineación. A este
respecto, la parte del vástago roscado tiene una pluralidad de
roscas que incluyen una rosca delantera próxima a la punta. La
rosca delantera es en general de un perfil estándar, el cual está
truncado generalmente en forma perpendicular a una línea central
del elemento de fijación, para formar un extremo abrupto. Como tal,
el truncamiento tiene lugar en un espacio inferior a 2,54 cm de la
espira roscada. Es decir, la rosca delantera se desplaza gradual y
progresivamente desde un perfil de roscado mínimo hasta un perfil de
roscado total en menos de una espira de rosca completa. El fin de
este truncamiento llegará a ser evidente a partir de la exposición
que sigue a continuación.
Para acoplar el elemento de fijación con el
elemento hembra, la parte radial se inserta dentro del agujero
hembra en el miembro hembra. Se aplican un movimiento rotacional y
una carga del extremo al miembro de fijación para acoplar las
roscas sobre la parte del vástago roscado con las roscas en el
agujero roscado en el elemento hembra. La parte radial se inserta
completamente dentro del agujero roscado con antelación al
acoplamiento de la parte del vástago roscado con las roscas en el
agujero roscado. La parte esférica o generalmente esférica de la
punta se acoplará a las 9 crestas de la rosca interna, y permitirá y
promocionará un movimiento de pivotado del elemento de fijación, de
forma que el eje del fijador y el eje del agujero roscado
internamente se muevan hacia la alineación general. Como tal, se
conseguirá el co-alineamiento del elemento de
fijación y el agujero roscado internamente, con antelación sobre la
rosca externa del elemento de fijación de acoplo a la rosca
interna, promocionando así el acoplo apropiado y evitando un
co-roscado transversal o una condición de no inicio
del enroscado. El nuevo diseño de la rosca delantera truncada sirve
para promocionar el debido acoplamiento de la rosca. Más
específicamente, si el elemento de fijación se inserta con una
posición fuera de alineamiento/descentrado angular, o bien una
condición de desplazamiento hacia el agujero en el miembro de
fijación, el extremo abrupto o truncado hará contacto con una
superficie superior del elemento hembra con antelación al
acoplamiento de la parte del vástago roscado, para proporcionar una
posición de pivotado alrededor de la cual pueda pivotar el elemento
de fijación, para mover la parte del vástago hacia una posición de
un alineamiento apropiado. La naturaleza gradual y progresiva de la
rosca delantera promocionará también el acoplo debido de la
rosca.
En la mayoría de las aplicaciones, el elemento
de fijación o el elemento roscado externamente con un diseño de la
punta nueva de roscado anti-transversal será el
componente que esté acoplándose dentro del agujero roscado
internamente de una pieza de trabajo estacionaria. Esta situación se
muestra en las Figuras 10-22 de los dibujos. Tal
como se muestra en las figuras 23-28, no obstante,
el elemento roscado externamente que tiene el diseño del punto de
roscado anti-transversal de la presente invención es
el elemento estacionario y el elemento roscado internamente es el
componente accionado. Es decir, el elemento de fijación está
provisto en la forma de un perno roscado, el cual está apilado o
bien montado integralmente a la parte del componente estacionario,
en donde el componente accionado se encuentra en el elemento roscado
internamente, tal como una tuerca.
La organización y manera de la estructura y
operación de la invención, conjuntamente con los objetos adicionales
y ventajas de la misma, pueden comprenderse mejor mediante la
referencia a la siguiente descripción, tomada en conexión con los
dibujos adjuntos, en donde los numerales de referencia iguales
identifican elementos iguales, en los cuales:
la figura 1 es una vista en alzado lateral de
una forma preferida de un elemento de fijación de roscado
anti-transversal, el cual incorpora las
características de una primera realización de la invención;
la figura 2 es una vista en alzado lateral
parcial ampliada de una parte del extremo de entrada de un elemento
de fijación de roscado anti-transversal que se
muestra en la figura 1;
la figura 3 es una vista en alzado lateral
parcial ampliada de la parte del extremo de entrada del elemento de
fijación de roscado anti-transversal que se muestra
en la figura 1, que muestra el recorrido del roscado de la parte
del vástago roscado del elemento de fijación;
la figura 4 es una vista en alzado lateral
parcial ampliada de la parte del extremo de entrada del elemento de
fijación de roscado anti-transversal que se muestra
en la figura 1, que muestra el recorrido del roscado de la parte
del vástago roscado del elemento de fijación, y girado
aproximadamente 90º con respecto a lo mostrado en la figura 3;
la figura 5 es una vista en perspectiva ampliada
de la parte del extremo de entrada del elemento de fijación de
roscado anti-transversal que se muestra en la figura
1, mostrando el recorrido roscado de la parte del vástago roscado
del elemento de fijación;
la figura 6 es una vista en alzado lateral
parcial ampliada de la parte del extremo de entrada de un elemento
de fijación de roscado anti-transversal, el cual
incorpora las características de una segunda realización de la
invención;
la figura 7 es una vista en alzado lateral
parcial ampliada, de la parte del extremo de entrada de un elemento
de fijación roscado anti-transversal, el cual
incorpora las características de una tercera realización de la
invención;
la figura 8 es una vista en alzado lateral
parcial ampliado, de la parte del extremo de entrada de un elemento
de fijación de roscado anti-transversal, el cual
incorpora las características de una cuarta realización de la
invención;
la figura 9 es una vista en alzado lateral
parcial ampliada de la parte del extremo de entrada de un elemento
de fijación de roscado anti-transversal, el cual
incorpora las características de una quinta realización de la
invención;
las figuras 10-14 son vistas en
alzado lateral del elemento de fijación de roscado
anti-transversal que se muestra en las figuras
1-5, y una vista parcial en sección transversal de
una pieza de trabajo o tuerca, en donde se encuentra insertado un
elemento de fijación de roscado anti-transversal, el
cual ilustra las etapas en una instalación fuera de alineación o
con un descentrado angular del elemento de fijación de roscado
anti-transversal en un agujero roscado en la pieza
de trabajo o tuerca;
las figuras 15-18 son vistas en
alzado lateral del elemento de fijación de roscado antitransversal
que se muestra en las figuras 1-5, que se acciona
mediante una herramienta y por una vista en sección transversal de
un remache roscado internamente apilado en un par de piezas de
trabajo, en donde cada una se muestran parcialmente en una sección
transversal, en donde el elemento de fijación de roscado
antitransversal de la presente invención es insertado, ilustrando
las etapas de desalineamiento o de instalación fuera del ángulo del
elemento de fijación de roscado antitransversal en un agujero
roscado en el remache;
las figuras 19-22 son vistas en
alzado lateral del elemento de roscado antitransversal que se
muestra en las figuras 1-5 y una vista parcial en
sección transversal de una pieza de trabajo o tuerca, en la cual el
elemento de fijación de roscado antitransversal de la presente
invención es insertado, ilustrando las etapas en una instalación
descentrada del elemento de fijación de roscado antitransversal en
un agujero roscado en la pieza de trabajo o en una tuerca;
las figuras 23-25 son vistas en
alzado lateral del elemento de fijación de roscado antitransversal
mostrado en las figuras 1-5 apiladas en una pieza
de trabajo y una vista en sección transversal parcial de una tuerca
roscada internamente, en la cual la tuerca está siendo acoplada con
el elemento de fijación de roscado anti-transversal
de la presente invención, que ilustra la etapas en una instalación
descentrada de la tuerca con el elemento de fijación de roscado
antitransversal; y las figuras 26-28 son vistas en
alzado lateral del elemento de fijación de roscado antitransversal
mostrado en las figuras 1-5, y una vista en sección
transversal parcial de una tuerca roscada internamente en la cual
la tuerca está siendo acoplada con el elemento de fijación de
roscado antitransversal de la presente invención, que ilustra las
etapas en una instalación descentrada de la tuerca con el elemento
de fijación de roscado antitransversal.
Aunque la invención puede ser susceptible de
ser realizada en distintas formas, se muestra en los dibujos y se
expone en este documento con detalle las realizaciones específicas
en el entendimiento de que la presente exposición se considerará
como un ejemplo de los principios de la invención, y que no limitará
la invención a lo ilustrado y descrito aquí.
La presente invención presenta una punta 20
nueva para un elemento de fijación 22, que previene que el elemento
de fijación 22 se enrosque transversalmente al realizar la inserción
en un elemento hembra roscado, tal como el agujero roscado 24 en
una pieza de trabajo, en una tuerca 68, o en un remache 98 apilado
en una pieza de trabajo 100. El agujero roscado 24 es un agujero
roscado internamente estándar, el cual incluye las roscas 25
helicoidales internas que tienen un diámetro interno mayor 26 y un
diámetro interno menor 28, tal como se observan por ejemplo en las
figuras 10 y 19. Aunque los numerales de referencia 26 y 28 no se
muestran específicamente en las figuras 15, 23 ó 26, se comprenderá
que el agujero roscado 24 en cada una de las mismas se forma de una
manera idéntica.
Una primera realización de la punta nueva 20 en
el elemento de fijación 22, es la mostrada en las figuras
1-5. Una segunda realización de la punta nueva 20b
es la mostrada en la figura 6; una tercera realización de la nueva
punta 20c es la mostrada en la figura 7; una cuarta realización de
la nueva punta 20d es la mostrada en la figura 8; y una quinta
realización de la nueva punta 20e es la mostrada en la figura 9.
Los elementos iguales en cada realización se señalizan con
numerales de referencia iguales que en la segunda realización,
teniendo el sufijo "b" después del numeral de referencia; en la
tercera realización se señaliza con el sufijo "c" después del
numeral de referencia; la cuarta realización tiene el sufijo
"d" después del numeral de referencia; y la quinta realización
tiene el sufijo "e" después del numeral de referencia.
Las figuras 10-14 y
15-18 ilustran el elemento de fijación 22 mostrado
en las figuras 1-5, que se inserta en una
instalación fuera de alineamiento o fuera del ángulo de inserción en
el elemento hembra 68, 98. Las figuras 19-22
ilustran el miembro de fijación 22 mostrado en las figuras
1-5 que se inserta en una instalación desplazada
(en oposición a una orientación fuera del ángulo) en el elemento
hembra 68. Las figuras 23-25 ilustran el miembro
hembra 68 que se acopla con el elemento de fijación 22 mostrado en
las figuras 1-5 en posición desalineada o en una
instalación fuera del ángulo de inserción correcto. Las figuras
26-28 ilustran el elemento hembra 68 que se acopla
con el elemento de fijación 22 mostrado en las figuras
1-5 que se inserta en una instalación descentrada
(en oposición a una orientación fuera del ángulo).
Las generalidades de cada elemento de fijación
22, 22b, 22c, 22d, 22e están descritas con respecto a la primera
realización del elemento de fijación 22. Las generalidades del
diseño del elemento de fijación descritas con respecto a la primera
realización se aplican a cada realización, a menos que se indique lo
contrario. Las especificaciones de cada realización se describen a
continuación.
En general, el elemento de fijación 22 de la
presente invención tiene un cabezal 30 con una parte 34 de un
vástago roscado, que se extiende desde el mismo, y la punta nueva 20
en el extremo de la parte 34 del vástago roscado. Se proporciona
una hendidura 32 multilobular, preferiblemente una hendidura
TORXPLUS® en el cabezal 30. La parte 34 del vástago roscado, tiene
una pluralidad de espiras 36 del roscado helicoidal de tornillo de
maquinaria. La punta 20 está provista sobre el extremo opuesto de la
parte roscada 34 desde el cabezal 20, e incluye una parte 38
cilíndrica no roscada, que se extiende desde el extremo de la parte
34 del vástago roscado, y una parte 48 bulbosa sin rosca en el
extremo opuesto de la parte 38 cilíndrica no roscada. Se muestra en
39 una línea central del elemento 22 de fijación.
Las espiras 36 de roscado sobre la parte 34 del
vástago roscado definen un diámetro 40 externo mayor y un diámetro
menor 42 o diámetro raíz. Las espiras 36 del roscado del tornillo
sobre la parte 34 del vástago roscado son espiras de tornillo de
maquinaria estándar, que tienen un perfil de 60º con la excepción de
una espira 44 delantera, la cual es de un nuevo diseño según se
describe aquí.
La parte cilíndrica 38 de la punta 20 define un
diámetro 46, el cual es ligeramente menor que el diámetro menor 42
de las espiras 36 del roscado externo en la parte 34 del vástago
roscado. La parte 48 bulbosa no roscada es generalmente esférica,
según se describe aquí, y tiene un diámetro 50 máximo
predeterminado. El diámetro máximo 50 definido por la parte bulbosa
48 es ligeramente menor que el diámetro menor 28 de las espiras
internas 25 del agujero roscado 24, y preferiblemente en forma
aproximada del 90% al 99,8% del diámetro menor 28 de las espiras
internas 25 del agujero roscado 24. El diámetro 50 máximo de la
parte esférica intersecciona con el diámetro 46 de la parte
cilíndrica 38 en el punto 56.
Tal como se muestra en las figuras
3-5, el roscado delantero 44 del elemento de
fijación 22 tiene un perfil de rosca, el cual efectúa la transición
desde el perfil de rosca estándar de 60º del resto de la parte 34
del vástago roscado, al perfil de rosca truncado que tiene una cara
58 de extremo abrupto o truncado en el inicio de la parte
cilíndrica 38. El nuevo diseño de la rosca delantera truncada en la
presente invención sirve para promocionar el acoplo debido de la
rosca cuando el elemento de fijación 22 se acopla en el agujero.
La cara 58 del extremo abrupto de la rosca 44 delantera define un
perfil de rosca que generalmente está truncado y perpendicular a la
línea central 39 del elemento de fijación, en la dirección de la
altura de la rosca. Es decir, un plano que contiene la cara 58 del
extremo abrupto, que es generalmente transversal o aproximadamente
perpendicular al eje 39. El truncado de la rosca delantera 44 está
provisto también circunferencialmente alrededor de la línea central
39 del elemento de fijación 22. El truncado de la rosca delantera
tiene lugar como máximo en 2,54 cm de las espiras 36 de la rosca,
es decir, el perfil de la rosca no avanza nada o avanza en forma
mínima con respecto a la rosca total en menos de una espira de la
hélice de la rosca. Preferiblemente, esto tiene lugar en
aproximadamente la mitad de una vuelta o del paso de rosca.
La distancia 60 desde la cara 58 del extremo
abrupto en la parte 34 del vástago roscado hasta el centro de la
parte bulbosa 48 se selecciona para asegurar que cuando la cara del
extremo abrupto 58 hace contacto con la superficie superior del
agujero roscado 24 en una condición no alineada o desplazada, tal
como aquí se ha descrito, la parte bulbosa 48 de la punta 20 se
encuentra dentro del agujero roscado 224 antes del acoplamiento de
las espiras 36 de la rosca sobre la parte 34 del vástago roscado con
las roscas 25 en el agujero roscado 24. Así pues, la longitud de la
parte cilíndrica 38 es al menos igual a aproximadamente el paso de
rosca de las espiras del roscado 36 en la parte 34 del vástago
roscado. Esto permite que el elemento de fijación 22 quede
autoalineado dentro del agujero roscado 24, sin realizar un roscado
transversal, según se ha expuesto aquí.
Con respecto a las especificaciones de la
primera realización, la parte bulbosa 48 de la punta nueva 20 puede
ser totalmente esférica, tal como se muestra con líneas de puntos
52 en la figura 2, o bien puede ser parcialmente esférica con una
superficie 54 de extremo truncado, tal como se muestra en el resto
de los dibujos. L superficie 54 del extremo define un diámetro
72.
Con respecto a las especificaciones de la
segunda realización del elemento de fijación 22b, que tiene la punta
nueva 20b en un extremo de la parte 34b del vástago roscado, que se
muestra en la figura 6, la parte bulbosa 48b de la punta 20b tiene
una parte 74 generalmente cilíndrica, y una parte esférica 76
definida por el radio 78 que se extiende desde el centro de la
parte bulbosa 48b. Se proporciona una superficie extrema truncada
54b en el extremo de la parte radial 74 y que define un diámetro
72b.
La tercera realización del elemento de fijación
22c se muestra en la figura 7. El elemento de fijación 22c incluye
la nueva punta 20c en un extremo de la parte 34c del vástago
roscado. En esta realización del miembro de fijación 22c, la parte
cilíndrica 38 que se muestra en las otras realizaciones ha sido
eliminada, y en su lugar la parte bulbosa 48c está conectada
directamente al extremo de la parte 34c del vástago roscado. La
parte bulbosa 48c está formada desde una parte radial 80 definida
por el radio 82. La superficie extrema truncada 54c está provista
en el extremo de la parte radial 80, y define el diámetro 72c.
La cuarta realización del elemento de fijación
22d se muestra en la figura 8. El miembro de fijación 22d incluye
la nueva punta 20d en un extremo de la parte 34d del vástago
roscado. La parte bulbosa 48d de la punta 20d tiene una primera
parte radial definida por el radio 84, una segunda parte radial
definida por el radio 86, una tercera parte radial definida por el
radio 88, y una cuarta parte radial definida por el radio 90. La
superficie del extremo truncada 54d está provista en el extremo de
la parte radial, definida por el radio 90, para definir el diámetro
72d.
Con respecto a las especificaciones de la quinta
realización del elemento de fijación 22e que tiene la nueva punta
20e en un extremo de la parte 34e del vástago roscado que se muestra
en la figura 9, la parte bulbosa 48e de la punta 20e tiene una
primera parte radial definida por el radio 92, una segunda parte
radial definida por el radio 94, y la parte ahusada en general
definida por el ángulo 96. La parte de la superficie 54e extrema
truncada que define el diámetro 72e está provista en el extremo de
la parte bulbosa 48e.
En cada una de las realizaciones, el diámetro
72, 72b, 72c, 72d, 72e de la superficie extrema 54, 54b, 54c, 54d,
54e es menor que el diámetro menor 28 definido por las roscas
internas 25 e inferior al diámetro máximo 50, 50a, 50b, 50c, 50d,
50e de la parte bulbosa 48, 48b, 48c, 48d, 48e. Esto previene que la
superficie extrema 54, 54b, 54c, 54d, 54e pueda engancharse sobre
las roscas internas 25 del agujero roscado 24, cuando la parte
bulbosa 48, 48b, 48c, 48d, 48e esté introduciéndose en el agujero
24. El truncamiento de la parte bulbosa 48, 48b, 48c, 48d, 48e
puede ser eliminado, de forma tal que el diámetro 72, 72b, 72c, 72d,
72e sea cero y el extremo de la parte bulbosa 48, 48b, 48c, 48d,
48e esté redondeado o se proyecte en un punto.
Ahora que se han descrito las especificaciones
de las distintas realizaciones, el método de inserción del elemento
de fijación 22, 22b, 22c, 22d, 22e en el agujero roscado
estacionario 24 en la pieza de trabajo, la tuerca 68 o el remache
98 se describirán con respecto a dos condiciones: una condición de
fuera de alineación o una condición de fuera del ángulo, que se
muestran en las figuras 10-14 y
15-18, y una condición de desplazamiento mostrada
en las figuras 19-22. Posteriormente, se describirá
el método de acoplo de la tuerca 24 con el elemento de fijación
estacionario 22, 22b, 22c, 22d, 22e con respecto a dos condiciones:
una condición de fuera de alineación o fuera del ángulo en las
figuras 23-25 y una condición de desplazamiento que
se muestra en las figuras 26-28. El proceso de
acoplo se describe con respecto a la primera realización del
elemento de fijación 22, en el entendimiento de que el método de
acoplo de la segunda
a la quinta realización del elemento de fijación 22b, 22c, 22d, 22e y el miembro hembra se realiza de la misma forma.
a la quinta realización del elemento de fijación 22b, 22c, 22d, 22e y el miembro hembra se realiza de la misma forma.
El elemento de fijación 22 de la presente
invención se auto-alinea con el agujero roscado 24
en la pieza de trabajo, en la tuerca 68 o en el remache 98 para
corregir la desalineación o el ángulo desfasado (figuras
10-14 y figuras 15-18), con el fin
de prevenir el enroscado transversal de las espiras de la rosca 36
en las espiras 25 del agujero roscado. La
des-alineación o la instalación con un ángulo
desfasado del elemento de fijación 22 en el agujero roscado 24 se
presentarán cuando la línea central 39 del elemento de fijación 22
está formando un ángulo con la línea central 62 del agujero roscado
24. La des-alineación o la instalación con un
ángulo desfasado del elemento 22 de fijación, el cual está rotando
(mostrado con la flecha 64) mientras que se intenta instalarse
dentro del agujero roscado 24 en una pieza de trabajo o tuerca 68,
es lo que se muestra en las figuras 10-14, y dentro
del agujero roscado 24 en un remache 98 apilado en una pieza de
trabajo 100, que se muestra en las figuras
15-18.
Se hace referencia ahora a las figuras
10-14. Tal como se muestra en la figura 11, la
parte bulbosa 48 hace contacto primeramente con el interior roscado
del agujero roscado 24. El miembro hembra que tiene el agujero
roscado 24 permanece estacionario durante este proceso de
acoplamiento. La línea central 39 del elemento de fijación 22
comienza a alinearse, debido a la acción del momento provocado por
la carga extrema (que se muestra por la flecha 66), situada sobre
el elemento de fijación 22, con la línea central 62 del agujero
roscado 24, mediante el giro o pivotado alrededor de la parte
bulbosa 48, debido a la parte radial o bulbosa 48 en contacto con
las roscas 25 en el agujero roscado 24. Más específicamente, debido
a que la parte bulbosa 48 es radial, la parte de la superficie se
acopla a las crestas de las espiras hembra 25, produciendo una
tendencia a que el elemento de fijación 22 se balancee o que pivote
hacia la posición alineada, debido a la aplicación de la carga del
extremo 66, y al vector de la presión producida por la carga extrema
66. La acción del momento continua para provocar que la punta 20 se
mueva más en el agujero roscado 24, hasta que la cara del extremo
abrupto 58 de la parte 34 del vástago roscado haga contacto con la
superficie superior 70 de la pieza de trabajo o tuerca 68 que rodea
el agujero roscado 24, véase la figura 12. Este contacto impedirá
momentáneamente que el elemento de fijación 22 pueda moverse
axialmente dentro del agujero roscado 24, y que proporcione un
punto de apoyo que promocione o provoque una acción incrementada de
pivotado debido al acoplamiento de la parte bulbosa 48 con las
roscas 25 en el agüero roscado 24 que además alineará la línea
central 39 del elemento de fijación 22 con la línea central 62 del
agujero roscado 24, véase la figura 13, y el acoplo de la cara
extrema abrupta 58 con la pieza de trabajo o tuerca 69. La punta 20
está dispuesta dentro del agujero roscado 24 antes o en conjunción
con el acoplo roscado que se consigue entre las espiras 36 de la
rosca sobre la parte 34 del vástago roscado, y las roscas 25 en el
agujero roscado 24. Una vez que la línea central 39 del elemento de
fijación 22 se alinea con la línea central 62 del agujero roscado
24, el elemento de fijación 22 es accionado dentro del agujero
roscado 24, figura 14, por la rotación que se muestra por la flecha
64 y la aplicación de la carga del extremo mostrada por la flecha
66. Debido a que las líneas centrales 39, 62 quedan alineadas, se
reduce notablemente la desalineación que provoca el roscado
transversal. Esto proporciona la inserción suave del elemento de
fijación 22 dentro del agujero roscado 24, lo cual reduce las
posibilidades de una acción de acuñamiento entre las roscas 25, 36.
Así mismo, la acción de auto-alineación reduce la
probabilidad de una condición de no inicio, lo cual reduce el
tiempo de instalación. Así mismo, debido a la naturaleza progresiva
del perfil de la rosca delantera, según se consigue por el
truncado, se promociona el acoplo apropiado inicial de las roscas
macho y hembra, para reducir más la posibilidad de una condición de
roscado transversal.
Se hace ahora referencia a las figuras
15-18. En estas figuras, el remache 98 está apilado
a la pieza 100. Una segunda pieza de trabajo 102 entra en contacto
contra la pieza de trabajo 100. El remache se extiende a través de
las aberturas 104, 106, respectivamente, en la piezas de trabajo
100, 102. Inicialmente, tal como se muestra en las figuras
15-17, la pieza de trabajo 102 puede ser desacoplada
de la pieza 100, ya que está solo en contacto contra la misma.
El remache 98 es convencional y conocido en la
técnica. El remache 98 incluye una cabeza 108 y un vástago 110
dependiente de la misma. La cabeza 108 está apilada, o bien
conectada en la forma adecuada a la pieza de trabajo 100. El
agujero 24 roscado internamente está provisto a través de una parte
del vástago 110. Se proporciona un conducto de paso encastrado a
través de la cabeza 108 y a través de una parte del vástago 110, y
estando alineado axialmente con el agujero 24 roscado internamente.
El conducto de paso 112 encastrado define un resalte 114 en el
punto en donde las roscas 25 se inician en el remache 98.
Para iniciar el acoplo del elemento de fijación
22 con el remache 98, tal como se muestra en la figura 15, la parte
bulbosa 48 hace contacto primero con una rosca dentro del agujero
roscado 24. El remache 98 permanece estacionario durante este
proceso de acoplamiento. La línea central 39 del elemento de
fijación 22 comienza a alinearse, debido a una acción de un momento
de fuerzas provocado por la carga extrema (mostrada por la flecha
66) situada sobre el miembro de fijación 22 mediante la herramienta
116, con la línea central 62 del agujero roscado 24, mediante la
rotación o pivotado alrededor de la parte bulbosa 48, debido al
contacto 48 de las partes esféricas o bulbosas con las roscas 25 en
el agujero roscado 24. La acción del momento de fuerza continua
para provocar que la punta 20 se mueva además dentro del agujero 24
roscado, hasta que la cara extrema abrupta 58 de la parte 34 del
vástago roscado entra en contacto con el resalte 114 dentro del
remache 98 en la parte superior del agujero roscado 24, véase la
figura 16. Este contacto evitará momentáneamente que el elemento
de fijación 22 pueda moverse axialmente dentro del agujero roscado
24, y proporcionará una posición de punto de apoyo que promocione o
provoque una acción de pivotado incrementada, debido al acoplamiento
de la parte bulbosa 48 con las roscas 25 en el agujero roscado 24,
que además alinea la línea central 39 del miembro de fijación 22
con la línea central 62 del agujero roscado 24, véase la figura 17,
y el acoplo de la cara 58 extrema abrupta con el remache 98. La
punta 20 está dispuesta dentro del agujero roscado 24 antes o bien
conjuntamente con el acoplo del roscado entre las espiras de la
rosca 36 sobre la parte del vástago roscado 34 y las roscas 25 en
el agujero roscado 24. Una vez que la línea central 39 del elemento
de fijación 22 se alinea con la línea central 62 del agujero
roscado 24, el elemento de fijación 22 es accionado dentro del
agujero roscado 24, figura 17, mediante la rotación mostrada por la
flecha 64 y la aplicación de la carga extrema mostrada por la
flecha 66. Tal como observará el lector, este procedimiento es
similar al descrito con respecto a la inserción del elemento de
fijación 22 en la pieza de trabajo, según se describe con respecto
a las figuras 10-14.
En esta realización, tal como se muestra en la
figura 18, el elemento de fijación 22 está accionado dentro del
remache 98 hasta que la herramienta 116 entra en contacto con la
superficie superior de la pieza de trabajo 100. La rotación
continuada se imparte al elemento de fijación 22, tal como se
muestra por la flecha 84, y porque la herramienta 116 entra en
contacto de nuevo contra la superficie superior de la pieza de
trabajo 100, e impartiendo una rotación continuada en el miembro de
fijación 22, lo cual provoca que el vástago del remache 110 se
mueva hacia arriba a lo largo de la parte roscada 334 del elemento
de fijación 22, provocando por tanto que una parte del vástago 110
del remache se deforme, formando una parte deformada 118 y para que
contacte contra el lado inferior de la pieza de trabajo 102, tal
como se muestra en la figura 18. Esto bloquea la pieza de trabajo
102 a la pieza de trabajo 100, y la parte roscada 34 del elemento de
fijación 22 mantiene un acoplo de la rosca con el remache 98. Si se
desea, el elemento de fijación 22 puede ser extraído del acoplo con
el remache 98 por rotación inversa. La parte deformada 118 permanece
en posición y no se endereza cuando el elemento de fijación 22 se
extrae, manteniendo por tanto el estado de bloqueo de la pieza de
trabajo 102 a la pieza de trabajo 100. Posteriormente, un elemento
de fijación similar, o bien otro elemento de fijación, podrán
insertarse en el remache 98.
El elemento de fijación 22 de la presente
invención se auto-alinea también con el agujero 24
para corregir una condición de desplazamiento, para prevenir el
roscado transversal del elemento de fijación en las espiras del
roscado 36 con las roscas 25 del agujero roscado. Se puede dar lugar
a una instalación desplazada del elemento de fijación 22 dentro del
agujero roscado 24, cuando la línea central 39 del elemento de
fijación sea paralela en general, aunque desplazada, con la línea
central 62 del agujero roscado 24. En las figuras
19-22 se muestra una instalación desplazada del
elemento de fijación 22 de la presente invención, que está rotando
(mostrado por la flecha 64) mientras que intenta instalarse dentro
del agujero roscado 24 en la pieza de trabajo o tuerca 68.
Tal como se muestra en la figura 19, la parte
bulbosa 48 hace primeramente contacto con la superficie superior 70
de la pieza de trabajo o tuerca 68 que rodea el agujero roscado 24.
La pieza de trabajo o tuerca 68 que tiene el agujero roscado 24
permanece estacionaria durante este proceso de acoplamiento. El
elemento de fijación 22 debajo de la carga extrema 66 se moverá
hasta que la parte bulbosa 48 de la punta 20 entre en contacto con
la primera espira de la rosca del agujero roscado 24, véase la
figura 20. Se observará que el vector de fuerza resultante desde la
carga extrema 66 y la rotación 64, acoplada con el acoplo de la
parte 48 bulbosa o esférica con el reborde del agujero roscado 24,
dará lugar a un vector de fuerza o movimiento del elemento de
fijación 22 hacia la posición alineada para los respectivos ejes 39
y 62; habiéndose obtenido una alineación suficiente en la figura
21. Conforme se aplica la carga extrema 66 en el elemento de
fijación 22, el elemento de fijación 22 se mueve radialmente hacia
dentro debido a la acción de una leva hacia dentro y hacia la línea
central 62 del agujero roscado 24, provocado por el movimiento
alrededor de la parte bulbosa 48, véanse las figuras 20 y 21. Tal
como se muestra en la figura 21, la punta 20 está dentro del agujero
roscado 24 antes que se consiga el acoplo de la rosca entre las
espiras 36 de la rosca en la parte 34 de vástago roscado y las
espiras 25 en el agujero roscado 24. Una vez que se alineen las
líneas centrales 39, 62, el elemento de fijación 22 es accionado
dentro del agujero roscado 24 mediante la rotación mostrada por la
flecha 64, y la aplicación de la carga extrema mostrada por la
flecha 66, véase la figura 22. Debido a que las líneas centrales
39,62 están alineadas, se reduce notablemente la desalineación que
provoca el roscado transversal. Además de ello, el nuevo perfil o
configuración de la rosca delantera de forma progresiva, funcionará
también para promocionar el acoplo de la rosca inicial apropiada.
Esto proporciona una inserción suave del elemento de fijación 22
dentro del agujero 24 roscado, lo cual reduce las probabilidades de
una acción de acuñamiento entre las espiras de la rosca 36 del
elemento de fijación 22 y las roscas 25 en el agujero roscado 24.
Así mismo, la acción de auto-alineación reduce la
probabilidad de una condición de no inicio, lo cual reduce el
tiempo de instalación. El acoplo del roscado del elemento de
fijación 22 se permite solo cuando la línea central 39 del miembro
de fijación 22 esté alineada con la línea central 62 del agujero
roscado 24.
Las figuras 23-25 y las figura
26-28 muestran una condición en donde el elemento
de fijación 22 es estacionario, y el miembro que alberga el agujero
roscado 24 internamente es de la forma de una tuerca 68 y siendo el
componente accionado. Las figuras 23-25 ilustran la
condición de desplazamiento y las figuras 26-28
ilustran la condición de des-alineamiento y de
fuera del ángulo. La tuerca 68 es el componente accionado, sobre el
cual se aplican la fuerza rotacional 64 y la carga extrema 66.
Cuando el elemento de fijación 22 es estacionario, se apila o está
formado integralmente con una pieza de trabajo 120 (no mostrado en
las figuras 26-28). Una segunda pieza de trabajo
122 (no mostrada en las figuras 26-28) entra en
contacto contra la pieza de trabajo 120, de forma tal que cuando la
tuerca 66 se acopla con el elemento de fijación 22, la segunda pieza
de trabajo 122 queda bloqueada con la primera pieza de trabajo 120.
El elemento de fijación 22 se extiende a través de las aberturas
previstas en las piezas de trabajo 120, 122. Puesto que el elemento
de fijación 22 se apila a la pieza de trabajo 120, la cabeza de
accionamiento 30 puede ser eliminada si así se desea.
En las figuras 23-25 la
operación del ensamblado del elemento de fijación 22 y la tuerca 68
es esencialmente la misma que en las figuras 10-14,
excepto en que el elemento de fijación 22 es estacionario y en donde
la tuerca 68 está accionada. De forma similar, en las figuras
26-28, la operación del ensamblado del elemento de
fijación 22 y la tuerca 68 es esencialmente la misma que en las
figuras 19-22, excepto en que el elemento de
fijación 22 es estacionario y en donde la tuerca 68 está accionada.
Es decir, en cada una de estas figuras, la tuerca 68 es un
componente al cual se aplican fuerzas rotacionales y de carga
extrema 64, 66.
Se dirige ahora la atención a las figuras
23-25. Con referencia a la figura 23, la línea
central 39 para el elemento 22 de fijación está desfasada
angularmente con respecto a la línea central 62 de la tuerca 64.
Durante la operación, de forma similar a lo ilustrado y descrito
con respecto a las figuras 10-14, la tuerca 68
accionada rotacionalmente tenderá a balancear sobre la parte
bulbosa 48, para obtener la alineación de los respectivos ejes 39,
62. Además de ello, la cara extrema abrupta 58 en el elemento de
fijación 22 y su desacoplamiento con la superficie 70 proporciona
un punto de apoyo que promociona la acción de pivotado de la tuerca
68 desde un des-alineamiento angular a una
condición de alineamiento axial, en donde las roscas 25 y 36 pueden
acoplarse sin roscado transversal.
Se pone atención ahora en las figuras
26-28. Con referencia a la figura 26, la línea
central 39 para el elemento de fijación 22 está desplazada con
respecto a la línea central 62 de la tuerca 68. Durante la
operación, de forma similar a lo ilustrado y descrito con respecto
a las figuras 19-22, la superficie 70 de la tuerca
68 hace contacto con la parte bulbosa 48. Debido a la carga extrema
rotacional sobre la tuerca 68, el acoplo del agujero 24 con la
parte bulbosa 48 producirá unos vectores de fuerzas que pueden dar
lugar a un movimiento de acción de leva de la tuerca 68 hacia la
derecha, según se observa en los dibujos, para alinear los ejes
respectivos 39 y 62, véanse las figuras 27 y 28. Una vez que se
consiga el alineamiento apropiado, figura 28, las roscas 25 y 26
pueden acoplarse sin el peligro del roscado transversal.
Así pues, la función de estos métodos mostrados
en las figuras 23-25 y 26-28, en
donde la tuerca 68 está accionada, y el elemento de fijación 22 es
estacionario, incluye esencialmente el mismo movimiento relativo de
los componentes, tal como se muestra en las figuras
10-14, dada una condición de
des-alineación angular, o tal como se muestra en
las figuras 19-22, dada una condición de
desplazamiento.
Se observa que el elemento de fijación 22 de la
presente invención permitirá el acoplamiento de la rosca con el
agujero roscado 24 solamente cuando la línea central 39 del elemento
de fijación 22 esté alineada con la línea central 62 del agujero
roscado 24, y cuando la punta 20 esté dentro del agujero roscado 24.
Una punta del encabezado de la técnica anterior estándar tiene
típicamente de dos a cuatro roscas delanteras que están roscadas,
lo cual permite que el elemento de fijación se enrosque dentro del
agujero roscado antes del acoplo de la rosca. Las roscas ahusadas
pueden provocar una acción de acuñamiento con las roscas internas,
lo cual producirá un enroscado transversal.
Además de ello, la punta 20 utilizada en el
elemento de fijación 22 compensa el tambaleo en el extremo del
elemento de fijación 22, lo cual reduce el daño potencial en la
superficie de una junta.
La longitud de la punta 20 es de 0,75 veces el
diámetro nominal del elemento de fijación 22, el cual es menor que
el diseño de la punta "P" de la técnica anterior, que es de
una o más veces el diámetro nominal de un elemento de fijación.
Esto ofrece ahorros con respecto a los diseños competitivos mediante
la reducción del costo del material, con la reducción del peso.
Además de ello, esto minimiza los problemas de interferencia con
la punta 20 del elemento de fijación 22 con otros componentes.
El elemento de fijación 22 de la presente
invención puede fabricarse de forma económica y rápida. El elemento
de fijación 22 puede laminarse en una pasada sobre un roscador
cilíndrico completado con las roscas 25 y la punta 20. Esto
mejorará la productividad y reducirá los costos de fabricación.
Se observará que pueden proporcionarse otras
formas distintas a las descritas aquí para el diseño de la
punta.
Se proporciona al menos una superficie
generalmente curvada sobre la parte bulbosa.
Claims (18)
1. Un elemento de fijación (22, 22b, 22c, 22d,
22e) para el acoplamiento con un elemento hembra (68, 98) que tiene
un agujero (24) roscado internamente, en donde el mencionado
elemento (22, 22b, 22c, 22d, 22e) incluye una parte de vástago (34,
34b, 34c, 34d, 34e) que tiene espiras de rosca (36) sobre la misma,
cuya mencionada parte del vástago roscada (34, 34b, 34c, 34d, 34e)
tiene un extremo de entrada del trabajo, cuyo elemento de fijación
(22, 22b, 22c, 22d, 22e) está caracterizado porque: la
mencionada parte roscada del vástago (34, 34b, 34c, 34d, 34e)
incluye una rosca delantera truncada (44), la cual forma una cara
extrema abrupta (58), en donde la mencionada cara abrupta (58) de
la mencionada rosca delantera truncada (44) es perpendicular a una
línea central (39) de la mencionada parte del vástago (34, 34b, 34c,
34d, 34e), y estando formada en 360º alrededor de la mencionada
parte del vástago (34, 34b, 34c, 34d, 34e), con una punta bulbosa
sin roscar (20, 20b, 20c, 20d, 20e) próxima a la mencionada cara
extrema abrupta (58) de las mencionadas espiras de la rosca, que
comprende una parte radial (48, 48b, 48c, 48d, 48e), la cual define
un diámetro máximo, en donde la mencionada punta (20, 20b, 20c,
20d, 20e) está adaptada para acoplarse dentro del agujero (24)
roscado internamente del elemento hembra (68, 98), en donde la
mencionada parte radial (48, 48b, 48c, 48d, 48e) promociona el
alineamiento con antelación al inicio del acoplo de las espiras
(36) de la rosca del elemento de fijación con el agujero (24)
roscado internamente del elemento hembra (68, 98).
2. Un elemento de fijación (22, 22b; 22d, 22e)
según lo definido en la reivindicación 1, estando
caracterizado porque la mencionada punta (20, 20b, 20d,
20e) comprende una primera parte radial (48, 48b, 48d, 48e), la
cual define un diámetro máximo (50, 50b, 50d, 50e) de la mencionada
punta (20, 20b, 20d, 20e), con una segunda parte (38, 38b, 38d,
38e) entre la mencionada primera parte radial (48, 48b, 48d, 48e) y
la mencionada parte roscada del vástago, definiendo la mencionada
segunda parte (38, 38b, 38d, 38e) un diámetro (46) que es menor que
el mencionado diámetro máximo (50, 50b, 50d, 50e).
3. Un elemento de fijación (22, 22b, 22d, 22e)
según lo definido en la reivindicación 2, estando
caracterizado porque el mencionado diámetro (46) de la
mencionada segunda parte (38, 38b, 38d, 38e) de la mencionada punta
(20, 20b, 20d, 20e) es ligeramente menor que el diámetro menor (42)
de la mencionada parte del vástago roscado (34, 34b, 34d, 34e).
4. Un elemento de fijación (22) según lo
definido en la reivindicación 1, estando caracterizado porque
la mencionada punta (20) incluye una parte generalmente
esférica.
5. Un elemento de fijación (22) según lo
definido en la reivindicación 1, estando caracterizado porque
la mencionada punta (20) es general y parcialmente esférica.
6. Un elemento de fijación (22, 22b, 22c, 22d,
22e) según lo definido en la reivindicación 2, estando
caracterizado porque las mencionadas puntas (20, 20b, 20c,
20d, 20e) tienen una superficie de extremo truncado (54, 54b, 54c,
54d, 54e).
7. Un elemento de fijación (22d, 22e) según lo
definido en la reivindicación 1, estando caracterizado porque
la mencionada parte radial (48d, 48e) está formada a partir de un
numero predeterminado de partes radiales (48d: una primera parte
radial definida por el radio (84), una segunda parte radial definida
por el radio (86), una tercera parte radial definida por el radio
(88), y una cuarta parte radial definida por el radio (90), (48e):
una primera parte radial definida por el radio (92) y una segunda
parte radial definida por el radio (94) formada integralmente entre
sí.
8. Un elemento de fijación (22e) según lo
definido en la reivindicación 1, estando caracterizado porque
la mencionada punta (20e) incluye además una parte ahusada
(definida por el ángulo 96), en donde la mencionada parte ahusada
(definida por el ángulo 96) está formada integralmente con la
mencionada parte radial (48e).
9. Un elemento de fijación (22, 22b, 22c, 22d,
22e) según lo definido en la reivindicación 1, estando
caracterizado porque la mencionada rosca delantera (44)
avanza desde un perfil parcial a un perfil completo dentro del
espacio de un paso de rosca.
10. Un elemento de fijación (22, 22b, 22c, 22d,
22e) según lo definido en la reivindicación 1, estando
caracterizado porque la mencionada parte del vástago (34,
34b, 34c, 34d, 34e) define además un extremo opuesto del mencionado
extremo de introducción del trabajo y que además incluye una cabeza
(30) en el mencionado extremo opuesto.
11. Un elemento de fijación (22, 22b, 22c, 22d,
22e) según lo definido en la reivindicación 10, estando además
caracterizado porque tiene una hendidura multilobular (32) en
la mencionada cabeza (30) para el acoplamiento con una
herramienta.
12. Un elemento de fijación (22, 22b, 22d, 22e)
según lo definido en la reivindicación 2, estando
caracterizado porque la mencionada segunda parte (38, 38b,
38d, 38e) tiene una longitud, la cual es de al menos un paso de
rosca aproximadamente de las espiras de la rosca (36) sobre la
mencionada parte del vástago roscado (34, 34b, 34d, 34e) para
separar la mencionada primera parte radial (48, 48b, 48d, 48e) desde
la mencionada parte del vástago (34, 34b, 34d, 34e).
\global\parskip0.900000\baselineskip
13. Un método de acoplamiento de un elemento de
fijación (22, 22b, 22c, 22d, 22e) y un elemento hembra (68, 98), en
donde el mencionado elemento de fijación (22, 22b, 22c, 22d, 22e)
tiene una parte de vástago (34, 34b, 34c, 34d, 34e), que incluye
espiras de rosca (36) sobre la misma, y definiendo un eje central
(39), y en donde el mencionado elemento hembra (68, 98) tiene un
agujero (24) roscado internamente, y definiendo un eje central
(62), estando caracterizado el mencionado método por las
etapas de:
proporcionar un elemento de fijación (22, 22b,
22c, 22d, 22e) que tiene una punta bulbosa no roscada (20, 20b,
20c, 20d, 20e) en un extremo de la misma, y teniendo una rosca
delantera (44) próxima a la mencionada punta (20, 20b, 20c, 20d,
20e), en donde la mencionada rosca delantera (44) está truncada en
forma perpendicular al mencionado eje central (39) de la mencionada
parte del vástago (34, 34b, 34c, 34d, 34e), y estando formada en
360º alrededor de la mencionada parte del vástago (34, 34b, 34c,
34d, 34e), para formar una cara extrema abrupta (58);
proporcionar un elemento hembra (68, 98);
acoplar la mencionada punta (20, 20b, 20c, 20d,
20e) con el agujero (24) roscado internamente mencionado del
mencionado elemento hembra (68, 98) en una condición descentrada
angular, en donde el mencionado eje central (39) del mencionado
elemento de fijación (22, 22b, 22c, 22d, 22e) está formando ángulo
con respecto al mencionado eje central (62) del mencionado agujero
(24) roscado;
aplicar un movimiento rotacional y una carga
extrema a uno u otro del elemento de fijación mencionado (22, 22b,
22c, 22d, 22e) o el mencionado elemento de fijación (68, 98),
definiendo por tanto un elemento accionado, mientras que se
mantiene el otro del elemento de fijación mencionado (22, 22b, 22c,
22d, 22e) o elemento hembra mencionado (68, 98) estacionario,
definiendo por tanto un elemento estacionario, tal que la mencionada
punta (20, 20b, 20c, 20d, 20e) se acople con el elemento hembra
(68, 98), para provocar que el mencionado elemento de fijación
(22, 22b, 22c, 22d, 22e) se desplace alrededor de la mencionada
punta (20, 20b, 20c, 20d, 20e), para promocionar la alineación del
mencionado eje (39) del elemento de fijación (39) con el eje (62)
del agujero del miembro hembra mencionado,
y de forma tal que la mencionada cara (58) del
extremo abrupto se acople con una superficie superior del
mencionado elemento hembra (68, 98), para provocar que el mencionado
elemento de fijación (22, 22b, 22c, 22d, 22e) y el mencionado
elemento hembra (68, 98) se desplacen a la alineación apropiada al
rotar adicionalmente, y cargando el extremo del mencionado elemento
accionado,
y posteriormente acoplar las mencionadas espiras
(36) de la rosca sobre la mencionada parte del vástago roscado (34,
34b, 34c, 34d, 34e) con las roscas internas (25) en el mencionado
agujero roscado (24) en el mencionado elemento hembra (68, 98).
14. Un método según lo definido en la
reivindicación 13, estando caracterizado porque la punta (20,
20b, 20c, 20d, 20e) de la mencionada parte radial (48, 48b, 48c,
48d, 48e) está insertada completamente dentro del agujero (24)
roscado internamente, con antelación al acoplamiento de la
mencionada parte (34, 34b, 34c, 34d, 34e) del vástago roscado con
las mencionadas roscas (25) en el mencionado agujero roscado (24) en
el mencionado elemento hembra (68, 98).
15. Un método de acoplamiento de un elemento de
fijación (22, 22b, 22c, 22d, 22e) y un elemento hembra (68, 98),
en donde el mencionado elemento de fijación (22, 22b, 22c, 22d, 22e)
tiene una parte de vástago (34, 34b, 34c, 34d, 34e) que incluye
espiras de rosca (36) sobre la misma, y definiendo un eje central
(39), y el elemento hembra mencionado (68, 98) teniendo una agujero
(24) roscado internamente, y definiendo un eje central (62),
estando caracterizado el mencionado método por las etapas
de:
proporcionar un elemento de fijación (22, 22b,
22c, 22d, 22e) que tiene una punta bulbosa sin rosca (20, 20b, 20c,
20d, 20e) en un extremo de la misma, y teniendo una rosca delantera
(44) cercana a la mencionada punta (20, 20b, 20c, 20d, 20e), en
donde la mencionada rosca delantera (44) está truncada en forma
perpendicular al mencionado eje central de la mencionada parte del
vástago (34, 34b, 34c, 34d, 34e) y formando un ángulo de 360º
alrededor de la mencionada parte del vástago (34, 34b, 34c, 34d,
34e), para formar una cara de un extremo abrupto (58);
proporcionar un elemento hembra (68, 98);
acoplar la mencionada punta (20, 20b, 20c, 20d,
20e) con el mencionado agujero (24) roscado internamente el
mencionado elemento hembra (68, 98) en una condición de
desplazamiento, en donde el mencionado eje central (39) del
mencionado elemento de fijación (22, 22b, 22c, 22d, 22e) es
generalmente paralelo pero no alineado con el mencionado eje
central (62) del mencionado agujero (24) roscado;
hacer contacto con una superficie superior del
mencionado elemento hembra (68, 98) con la mencionada cara extrema
abrupta (58) con antelación al acoplamiento de la mencionada parte
del vástago roscada (34, 34b, 34c, 34d, 34e);
aplicar un movimiento rotacional y una carta en
el extremo a uno u otro del mencionado miembro de fijación (22,
22b, 22c, 22d, 22e) o el mencionado miembro hembra (68, 98),
definiendo por tanto un miembro accionado, manteniendo mientras
tanto el otro del miembro de fijación mencionado (22, 22b, 22c, 22d,
22e) o el mencionado miembro hembra (68, 98) estacionario,
definiendo por tanto un miembro estacionario,
\global\parskip1.000000\baselineskip
aplicar un momento transversal al mencionado
elemento accionado, para provocar que los mencionados ejes centrales
(39, 62) se alineen para mover el mencionado elemento de fijación
(22, 22b, 22c, 22d, 22e) y el mencionado elemento hembra (68, 98)
en una alineación correcta, para acoplar por tanto las mencionas
espiras de la rosca (36) en la mencionada parte del vástago roscado
(34, 34b, 34c, 34d, 34e) con las roscas internas en el mencionado
agujero roscado (24) en el mencionado elemento hembra (68, 98).
16. Un método según lo definido en la
reivindicación 15, en donde la mencionada punta bulbosa no roscada
(20, 20b, 20c, 20d, 20e) está completamente insertada dentro del
mencionado agujero roscado internamente (24) con antelación al
acoplamiento de la mencionada parte del vástago roscado (34, 34b,
34c, 34d, 34e) con la mencionadas espiras en el mencionado agujero
roscado (24) en el mencionado miembro hembra (68, 98).
17. Un método según lo definido en la
reivindicación 13, en donde la mencionada punta (20, 20b, 20d, 20e)
comprende una primera parte radial (48, 48b, 48d, 48e) que define
un diámetro máximo de la mencionada punta (20, 20b, 20d, 20e) y
una segunda parte (38, 38b, 38d, 38e) entre la mencionada primera
parte radial (48, 48b, 48d, 48e) y la mencionada parte del vástago
roscado (34, 34b, 34d, 34e), en donde la mencionada segunda parte
(38, 38b, 38d, 38e) define un diámetro que es menor que el
mencionado diámetro máximo, y teniendo una longitud que al menos es
aproximadamente de un valor igual al paso de rosca de la espiras de
la rosca sobre la mencionada parte del vástago roscado (34, 34b,
34d, 34e) para separar la mencionada primera parte radial (48,
48b, 48d, 48e) de la mencionada parte del vástago roscado (34, 34b,
34d, 34e), y en donde la separación provista por la mencionada
segunda parte (38, 38b, 38d, 38e) entre la mencionada primera parte
radial (48, 48b, 48d, 48e) y la mencionada parte del vástago
roscado (34, 34b, 34d, 34e) permite el movimiento del mencionado
miembro de fijación (22, 22b, 22d, 22e) alrededor de la mencionada
primera parte radial (48, 48b, 48d, 48e).
18. Un miembro de fijación (22, 22b, 22c, 22d,
22e) según lo definido en la reivindicación 1, en donde las
mencionadas espiras sobre la mencionada parte del vástago (34, 34b,
34c, 34d, 34e) son de un perfil de rosca de 60º.
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