ES2637225T3 - Sujetador de manguito con conductividad mejorada y método para fabricar el mismo - Google Patents

Sujetador de manguito con conductividad mejorada y método para fabricar el mismo Download PDF

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ES2637225T3 ES10825575.3T ES10825575T ES2637225T3 ES 2637225 T3 ES2637225 T3 ES 2637225T3 ES 10825575 T ES10825575 T ES 10825575T ES 2637225 T3 ES2637225 T3 ES 2637225T3
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Rodrigo Pinheiro
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Michael March
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Abstract

Un sujetador de interferencia de manguito adaptado para ser instalado en un orificio de una estructura que comprende: a) un manguito (14, 14', 114) que tiene una cabeza en un extremo y una porción tubular, la porción tubular tiene un diámetro interior y un diámetro exterior, en el que el diámetro exterior de la porción tubular es menor que un diámetro interior del orificio de la estructura; b) un miembro de pasador (12, 12', 112) que tiene una cabeza de pasador (22, 22', 122) en un extremo, una porción de bloqueo (24, 24', 124) en un extremo opuesto, y una porción de vástago (16, 16', 116) intermedia 10 entre la cabeza de pasador (22, 22', 122) y la porción de bloqueo (24, 24', 124), i) en el que la porción de vástago (16, 16', 116), que se encuentra por debajo de la cabeza de pasador (22, 22', 122), tiene un diámetro mayor que el diámetro interior de la porción tubular del manguito (14, 14', 114) y ii) en el que el miembro de pasador (12, 12', 112) tiene una zona de transición (26, 26', 126) entre la porción de vástago (16, 16', 116) y la porción de bloqueo (24, 24', 124), y c) un miembro de bloqueo (30, 30', 130) adaptado para ajustarse sobre la porción de bloqueo (24, 24', 124) del miembro de pasador (12, 12', 112); en el que el manguito (14, 14', 114) está adaptado para expandirse en forma radial sobre la porción de vástago (16, 16', 116) del miembro de pasador (12, 12', 112) para formar un ajuste de interferencia entre el diámetro exterior del manguito (14, 14', 114) y el orificio de la estructura con el fin de proporcionar una posición instalada, en el que una porción del miembro de pasador (12, 12', 112) comprende un recubrimiento de baja fricción, en el que, en la posición instalada, una primera interfaz entre la porción de vástago (16, 16', 116) del miembro de pasador (12, 12', 112) y el diámetro interior del manguito (14, 14', 114) es sustancialmente libre del recubrimiento de baja fricción; y en el que, en la posición instalada, la zona de transición (26, 26', 126) del miembro de pasador (12, 12', 112) y una segunda interfaz entre la porción de bloqueo (24, 24', 124) del miembro de pasador (12, 12', 112) y el miembro de 30 bloqueo (30, 30', 130) están sustancialmente cubiertas con el recubrimiento de baja fricción, caracterizado por que el recubrimiento de baja fricción es un recubrimiento dieléctrico de baja fricción que incluye una resistividad superficial de aproximadamente 1 x 1010 Ω/Sq a aproximadamente 1 x 1012 Ω/Sq.

Description

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Sujetador de manguito con conductividad mejorada y metodo para fabricar el mismo CAMPO DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere a sujetadores mecanicos y, mas en particular, a sujetadores mecanicos con conductividad electrica mejorada.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Las estructuras, tales como aviones, requieren numerosos sujetadores mecanicos. Las aeronaves son susceptibles a la cafda de rayos. Se necesitan sujetadores mecanicos con conductividad electrica mejorada para resistir danos electricos, en especial por la cafda de rayos.
El documento EP 1 903 221 A2 se refiere a un sujetador de interferencia de manguito para materiales compuestos. El sujetador convencional incluye un miembro de pasador que tiene una porcion de transicion en la que el diametro de la porcion de transicion disminuye en forma radial a medida que se extiende desde la porcion de vastago cilfndrica y lisa hasta la porcion roscada. El sujetador convencional puede comprender tambien un miembro de manguito y un medio de sujecion. El medio de sujecion incluye un collar, una tuerca, o cualquier otro medio de sujecion posible.
El documento de US 4.995.777 A se refiere a un collar de autorretencion para un pasador de una sujetador de dos piezas, en el que el collar tiene una proyeccion o reten desde su superficie interna para acoplar ranuras de bloqueo del pasador.
SUMARIO DE LA INVENCION
La invencion se refiere a un sujetador de interferencia de manguito de acuerdo con lo definido en la reivindicacion independiente 1, en el que los nuevos desarrollos del sujetador de acuerdo con la invencion se proporcionan en las reivindicaciones dependientes 2 a 8. La invencion se refiere ademas a un metodo para el control de un conducto de carga electrica a traves de un sujetador de interferencia de acuerdo con lo definido en la reivindicacion independiente 9. Otros desarrollos del metodo de acuerdo con la invencion se proporcionan en las reivindicaciones dependientes 10 a 15.
En una realizacion, un montaje del sujetador de manguito que proporciona conductividad electrica entre un manguito y una porcion de vastago de un pasador central que corresponde a una estructura de material compuesto, y que incluye un recubrimiento dielectrico de baja friccion aplicado a otras porciones del pasador central, tales como una porcion roscada y una zona de transicion del pasador central. En una realizacion, la porcion de vastago proporciona un contacto al descubierto de metal a metal entre el manguito y el pasador central. Esto reduce la resistencia electrica y la densidad de corriente a lo largo de la interfaz de manguito/pasador central por medio del fomento de que la corriente sea compartida a lo largo de toda la superficie de contacto. En la realizacion, la presencia del recubrimiento dielectrico de baja friccion entre la porcion de bloqueo del pasador central y un collar o tuerca de acoplamiento aumenta la resistencia electrica en gran medida a traves de esta interfaz, que inhibe el flujo de corriente electrica. En una realizacion, la presente invencion proporciona un diferencial de resistividad electrica entre la porcion de vastago de metal al descubierto del pasador central y las porciones del pasador central que estan recubiertas con el recubrimiento dielectrico de baja friccion. En una realizacion, donde hay una aplicacion de recubrimiento selectivo, la mayorfa de la corriente electrica (tal como la de rayos) se mantendra en la porcion de vastago de metal al descubierto del pasador central, que no esta recubierta con el recubrimiento dielectrico de baja friccion. La corriente electrica fluira entonces naturalmente a traves del conducto de menos resistencia, de manera tal que la corriente se disipe en la estructura a lo largo de la porcion de vastago del sujetador.
En una realizacion, un sujetador de interferencia de manguito adaptado para ser instalado en un orificio de una estructura incluye a.) un manguito que tiene una cabeza en un extremo y una porcion tubular, la porcion tubular tiene un diametro interior y un diametro exterior, en el que el diametro exterior de la porcion tubular es menor que un diametro interior del orificio de la estructura; b.) un miembro de pasador que tiene una cabeza de pasador en un extremo, una porcion de bloqueo en un extremo opuesto, y una porcion de vastago intermedia entre la cabeza de pasador y la porcion de bloqueo, i) en el que la porcion de vastago, que se encuentra por debajo de la cabeza de pasador, tiene un diametro mayor que el diametro interior de la porcion tubular del manguito, ii) en el que el miembro de pasador tiene una zona de transicion entre la porcion de vastago y la porcion de bloqueo, y iii) en el que una porcion del miembro de pasador comprende un recubrimiento dielectrico de baja friccion; c.) un miembro de bloqueo adaptado para ajustarse sobre la porcion de bloqueo del miembro de pasador; d.) en el que el manguito esta adaptado para expandirse en forma radial sobre la porcion de vastago del miembro de pasador para formar un ajuste de interferencia entre el diametro exterior del manguito y el orificio de la estructura con el fin de proporcionar una posicion instalada; e.) en el que, en la posicion instalada, una primera interfaz entre la porcion de vastago del miembro de pasador y el diametro interior del manguito esta sustancialmente libre del recubrimiento dielectrico de baja friccion; y f.) en el que, en la posicion instalada, la zona de transicion del miembro de pasador y una segunda interfaz entre la porcion de bloqueo del miembro de pasador y el miembro de bloqueo estan sustancialmente cubiertas con el recubrimiento dielectrico de baja friccion.
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En una realizacion, un metodo para el control de un conducto de carga electrica a traves de un sujetador de interferencia adaptado para ser instalado en un orificio de una estructura incluye: a.) proporcionar un manguito que tiene una cabeza en un extremo y una porcion tubular, la porcion tubular tiene un diametro interior y un diametro exterior, en el que el diametro eXterior de la porcion tubular es menor que un diametro interior del orificio de la estructura; b.) proporcionar un miembro de pasador que tiene una cabeza de pasador en un extremo una porcion de bloqueo en un extremo opuesto, y una porcion de vastago intermedia entre la cabeza de pasador y la porcion de bloqueo, i) en el que la porcion de vastago, que se encuentra por debajo de la cabeza de pasador, tiene un diametro mayor que el diametro interior de la porcion tubular del manguito, ii) en el que el miembro de pasador tiene una zona de transicion entre la porcion de vastago y la porcion de bloqueo, y iii) en el que una porcion del miembro de pasador comprende un recubrimiento dielectrico de baja friccion; c.) proporcionar un miembro de bloqueo adaptado para ajustarse sobre la porcion de bloqueo del miembro de pasador; d.) en el que el manguito esta adaptado para expandirse en forma radial sobre la porcion de vastago del miembro de pasador para formar un ajuste de interferencia entre el diametro exterior del manguito y el orificio de la estructura con el fin de proporcionar una posicion instalada; e.) en el que, en la posicion instalada, una primera interfaz entre la porcion de vastago del miembro de pasador y el diametro interior del manguito esta sustancialmente libre del recubrimiento dielectrico de baja friccion; f.) en el que, en la posicion instalada, la zona de transicion del miembro de pasador y una segunda interfaz entre la porcion de bloqueo del miembro de pasador y el miembro de bloqueo estan sustancialmente cubiertas con el recubrimiento dielectrico de baja friccion; y g.) en la que, en la posicion instalada, se utilizan porciones del sujetador con y sin el recubrimiento dielectrico de baja friccion para dirigir el conducto de carga electrica.
En una realizacion, el miembro de pasador y el miembro de manguito estan suficientemente adaptados para dar lugar a: (i) un coeficiente de friccion entre una superficie de contacto del vastago de una superficie del diametro interior del manguito y la porcion de vastago del miembro de pasador que tiene X, (ii) un coeficiente de friccion entre una superficie del diametro exterior del manguito y el diametro interior del orificio de la estructura que tiene Y, y (iii) en el que X se mantiene en forma constante menor que Y cuando la porcion de vastago del miembro de pasador se mueve dentro del manguito.
En una realizacion, el miembro de bloqueo es un collar.
En una realizacion, el miembro de bloqueo comprende una porcion de ensanchamiento, en el que la porcion de ensanchamiento esta adaptada para ajustarse sobre la porcion de bloqueo del miembro de pasador y comprimir el manguito alrededor del miembro de pasador.
En una realizacion, el ajuste de interferencia del sujetador con la estructura es de aproximadamente 0,0127 mm a aproximadamente 0,254 mm (de aproximadamente 0,0005 pulgadas a aproximadamente 0,0100 pulgadas).
En una realizacion, la porcion de vastago del miembro de pasador es cilfndrica.
En una realizacion, la estructura es una estructura de material compuesto metalico.
En una realizacion, el sujetador esta hecho a partir de por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en aluminio, titanio, y acero.
De acuerdo con la invencion, el recubrimiento dielectrico de baja friccion incluye una resistividad superficial de aproximadamente 1 x 1010 Q/Sq a aproximadamente 1 x 1012 Q/Sq.
En una realizacion, un espesor del recubrimiento dielectrico de baja friccion en la zona de transicion y la segunda interfaz esta dentro de un intervalo de aproximadamente 0,00762 mm a aproximadamente 0,01524 mm (de aproximadamente 0,0003 pulgadas a aproximadamente 0,0006 pulgadas).
En una realizacion, un coeficiente de friccion del recubrimiento dielectrico de baja friccion esta en un intervalo de aproximadamente 0,25 a aproximadamente 0,44.
En una realizacion, el recubrimiento dielectrico de baja friccion comprende un material de metal.
En una realizacion, la porcion de vastago del miembro de pasador esta recubierta con por lo menos otro recubrimiento que difiere en por lo menos una propiedad del recubrimiento dielectrico de baja friccion.
En una realizacion, durante la insercion del pasador central a traves del manguito, el vertice de la zona de transicion es el punto de mayor presion de contacto. En una realizacion, el, recubrimiento dielectrico de baja friccion reduce el coeficiente de friccion entre el pasador central y el manguito en el vertice de la zona de transicion y reduce la carga requerida para insertar el pasador central a traves del manguito.
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Se hace referencia a la siguiente descripcion detallada de las realizaciones representativas consideradas en conjuncion con los dibujos adjuntos, en los que:
La FIGURA 1 es una vista en alzado de un pasador central empleado por una realizacion de un sujetador de la presente invencion;
Las FIGURAS 2A y 2B son vistas en seccion transversal de realizaciones de un sujetador de la presente invencion en una posicion instalada que pueden utilizar el pasador central que se muestra en la FIGURa 1;
Las FIGURAS 3A a 3C son ilustraciones de una secuencia de instalacion para algunas realizaciones de sujetadores de manguito de la presente invencion;
Las FIGURAS 4A y 4B muestran simulaciones de la distribucion de densidad de corriente en una estructura que compara un pasador central que esta completamente recubierto con un recubrimiento dielectrico y un pasador central que no esta completamente recubierto;
La FIGURA 5 es una vista en seccion transversal parcial que muestra la insercion de un pasador de ajuste de interferencia en un orificio de manguito;
Las FIGURAS 6Ay 6B son vistas parciales en seccion que muestran una zona de roscas de realizaciones del pasador en el orificio de manguito que se muestra en la FIGURA 5;
Las FIGURAS 7A y 7B muestran la distribucion de la presion hidrostatica provocada por una zona de transicion del conducto del pasador y rosca en dos areas diferentes de un orificio de la estructura;
Las FIGURAS 8A y 8B muestran una vista en seccion transversal de un sujetador de manguito que esta a punto de ser insertado en un orificio de la estructura, y una ilustracion de un volumen de control de material de manguito en forma de un anillo que es de un espesor de ancho por un espesor de alto;
La FIGURA 9 ilustra una secuencia de la evolucion de la presion hidrostatica en un anillo de control de volumen del manguito; y
La FIGURA 10 es un grafico de tensor de deformacion de material del manguito que se comprime en forma radial y se estira en forma axial.
Los dibujos que se muestran no son necesariamente a escala, el enfasis en cambio debe ser colocado por lo general en ilustrar los principios de la presente invencion. Ademas, algunas caracterfsticas pueden estar exageradas para mostrar detalles de componentes particulares. Si bien los dibujos identificados con anterioridad exponen realizaciones actualmente descritas, tambien se contemplan otras realizaciones, de acuerdo con lo indicado en la discusion. Esta descripcion presenta realizaciones ilustrativas a modo de representacion y no de limitacion. Otras numerosas modificaciones y realizaciones pueden ser ideadas por aquellos con experiencia en la tecnica, que caen dentro del alcance y espfritu de los principios de la invencion descrita actualmente. Ademas, todas las mediciones, especificaciones y similares mostradas en las figuras estan destinadas a ser ilustrativas, y no restrictivas.
Descripcion detallada de la Invencion
Las realizaciones detalladas de la presente invencion se describen en la presente memoria; sin embargo, se ha de entender que las realizaciones descritas son meramente ilustrativas de la invencion que se pueden llevar a cabo de varias formas. Ademas, cada uno de los ejemplos dados en conexion con las diversas realizaciones de la invencion esta destinado a ser ilustrativo, y no restrictivo. Por lo tanto, los detalles estructurales y funcionales especfficos descritos en la presente memoria no se han de interpretar como limitativos, sino meramente como una base representativa para ensenar a aquellos con experiencia en la tecnica a emplear de diversas maneras la presente invencion.
En una realizacion de la presente invencion, un sujetador de manguito se utiliza para conseguir intimidad del sujetador al orificio. En un ejemplo, este enfoque implica la insercion de un manguito de ajuste estrecho en el orificio de una estructura. Un pasador de ajuste de interferencia, comunmente denominado como un pasador central, con un diametro interno que es mayor que el diametro interior del manguito se inserta entonces en el manguito. Esto expande el manguito para que este en contacto fntimo con la pared del orificio.
En algunas realizaciones, ilustradas en las Figuras 1 y 2A, un montaje del sujetador de manguito 10 incluye un pasador central 12 y un manguito 14 con la suficiente conductividad electrica entre el manguito 14 y una porcion de vastago 16 del pasador central 12 que corresponde a una estructura 18, pero con un recubrimiento dielectrico de baja friccion 20 en otras porciones del pasador central 12. En una realizacion, la FIGURA 1 ilustra la anatomfa del pasador central 12. En una realizacion, la porcion de vastago 16 [tambien marcada como la zona "3"] y una porcion de cabezal 22 [tambien marcada como la zona "4"] del pasador central 12 que corresponde a la estructura 18 tiene una conductividad electrica suficiente. En una realizacion, por el contrario, una porcion de bloqueo 24 del pasador central 12 que no corresponde a la estructura 18 [con la porcion de bloqueo 24 tambien marcada como la zona "1"] y una zona o porcion de transicion 26 [tambien marcada como la zona "2"] estan ambas recubiertas con un recubrimiento dielectrico de baja friccion 20 de acuerdo con lo ilustrado en la FIGURA 2A.
En algunas realizaciones, la frase “recubrimiento dielectrico de baja friccion” de acuerdo con lo utilizado en la presente memoria incluye un recubrimiento que tiene una resistividad superficial dentro de un intervalo de aproximadamente 1 x 1010 Q/Sq. a aproximadamente 1 x 1012 Q/Sq. y un coeficiente de friccion dentro de un
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intervalo de aproximadamente 0,25 a aproximadamente 0,44. En algunas realizaciones, la frase “recubrimiento dielectrico de baja friccion” de acuerdo con lo utilizado en la presente memoria incluye un recubrimiento que tiene una resistividad superficial dentro de un intervalo de aproximadamente 1 x 1011 Q/Sq. a aproximadamente 1 x 1012 Q/Sq. y un coeficiente de friccion dentro de un intervalo de aproximadamente 0,20 a aproximadamente 0,35. En algunas realizaciones, la frase “recubrimiento dielectrico de baja friccion” de acuerdo con lo utilizado en la presente memoria incluye un recubrimiento que tiene una resistividad superficial dentro de un intervalo de aproximadamente 9 x 1010 Q/Sq. a aproximadamente 9 x 1012 Q/Sq. y un coeficiente de friccion dentro de un intervalo de aproximadamente 0,15 a aproximadamente 0,50. En algunas realizaciones, la frase “recubrimiento di electrico de baja friccion” de acuerdo con lo utilizado en la presente memoria incluye un recubrimiento que tiene una resistividad superficial dentro de un intervalo de aproximadamente 1 x 1010 Q/Sq. a aproximadamente 1 x 1013 Q/Sq. y un coeficiente de friccion dentro de un intervalo de aproximadamente 0,25 a aproximadamente 0,44.
Con referencia a las FIGURAS 1 y 2A, en algunas realizaciones, el montaje del sujetador 10 tiene un recubrimiento dielectrico de baja friccion 20 en otras porciones del pasador central 12. En algunas realizaciones, la frase “conductividad electrica suficiente” de acuerdo con lo utilizado en la presente memoria incluye una conductividad superficial dentro de un intervalo de aproximadamente 1 x 10-5 Qm a aproximadamente 1 x 10-8 Qm. En algunas realizaciones, la frase “conductividad electrica suficiente” de acuerdo con lo utilizado en la presente memoria incluye una conductividad superficial dentro de un intervalo de aproximadamente 1 x 10-6 Qm a aproximadamente 1 x 10-8 Qm. En algunas realizaciones, la frase “conductividad electrica suficiente” de acuerdo con lo utilizado en la presente memoria incluye una conductividad superficial dentro de un intervalo de aproximadamente 1 x 10-7 Qm a aproximadamente 1 x 10-8 Qm. En algunas realizaciones, la frase “conductividad electrica suficiente” de acuerdo con lo utilizado en la presente memoria incluye una conductividad superficial dentro de un intervalo de aproximadamente 9 x 10-6 Qm a aproximadamente 9 x 10-8 Qm.
En una realizacion, el pasador central 12 incluye la porcion de vastago 16 y la porcion de cabezal 22. En una realizacion, en una condicion instalada (por ej., la FIGURA 2A) la porcion de vastago 16 y la porcion de cabezal 22, que por lo general corresponden a la estructura 18 hecha de piezas de trabajo 18A y 18B, tienen suficiente conductividad electrica. En algunas realizaciones, por el contrario, la porcion de bloqueo 24 del pasador central 12, que no corresponde a la estructura 18 (es decir, colocada sustancialmente fuera de la estructura 18) y la zona de transicion 26 del pasador 12 estan ambas recubiertas con un recubrimiento dielectrico de baja friccion 20 (de acuerdo con lo ilustrado, por ejemplo, en la FIGURA 2A).
En una realizacion, el montaje del sujetador 10 esta hecho, por lo menos en parte, a partir de aluminio. En una realizacion, el montaje del sujetador 10 esta hecho, por lo menos en parte, a partir de un acero de aleacion. En una realizacion, el montaje del sujetador 10 esta hecho, por lo menos en parte, a partir de acero resistente a la corrosion. En una realizacion, el montaje del sujetador 10 esta hecho, por lo menos en parte, a partir de titanio. En una realizacion, el montaje del sujetador 10 esta hecho, por lo menos en parte, a partir de otros materiales conocidos en la tecnica. En una realizacion, el recubrimiento dielectrico de baja friccion 20 incluye un recubrimiento a base de polfmero de aluminio pigmentado. En una realizacion, el recubrimiento 20 incluye los recubrimientos aeroespaciales HI-KOTE™, tales como HI-KOTE 1™, HI-KOTE 2™, o HI-KOTE 4™, fabricados por Hi-Shear Corporation de Torrance, California, cuyas propiedades se describen en detalle en
http://www.hi-shear.com/fastener hi-kote.htm. En una realizacion, el recubrimiento 20 puede ser suministrado por otros fabricantes. En una realizacion, el recubrimiento 20 incluye una resistividad superficial de aproximadamente 1,7 x 1010 Q/Sq. En una realizacion, el recubrimiento 20 incluye una resistividad superficial dentro de un intervalo de aproximadamente 1 x 1010 Q/Sq. a aproximadamente 1 x 1012 Q/Sq. En una realizacion, el recubrimiento 20 incluye un coeficiente de friccion de aproximadamente 0,32. En una realizacion, el recubrimiento 20 incluye un coeficiente de friccion dentro de un intervalo de aproximadamente 0,25 a aproximadamente 0,44.
En una realizacion, el recubrimiento 20 tiene un espesor dentro de un intervalo de aproximadamente 0,00762 mm a aproximadamente 0,01524 mm (de aproximadamente 0,0003 pulgadas a aproximadamente 0,0006 pulgadas). En una realizacion, el recubrimiento 20 tiene un espesor dentro de un intervalo de aproximadamente 0,00254 mm a aproximadamente 0,0254 mm (de aproximadamente 0,0001 pulgadas a aproximadamente 0,0010 pulgadas). En una realizacion, el recubrimiento 20 tiene un espesor dentro de un intervalo de aproximadamente 0,01016 mm a aproximadamente 0,01524 mm (de aproximadamente 0,0004 pulgadas a aproximadamente 0,0006 pulgadas). En una realizacion, el recubrimiento 20 tiene un espesor dentro de un intervalo de aproximadamente 0,00762 mm a aproximadamente 0,0127 mm (de aproximadamente 0,0003 pulgadas a aproximadamente 0,0005 pulgadas). En una realizacion, el recubrimiento 20 tiene un espesor dentro de un intervalo de aproximadamente 0,00762 mm a aproximadamente 0,02032 mm (de aproximadamente 0,0003 pulgadas a aproximadamente 0,0008 pulgadas). En una realizacion, el coeficiente de friccion se mide por el uso de ASTM D-2670, que es el metodo de prueba estandar para la medicion de propiedades de desgaste de lubricantes de fluido (Metodo de Falex Pin y Vee Block), o cualquier otra prueba comparable.
En una realizacion, el recubrimiento dielectrico de baja friccion 20 se aplica a las porciones 24, 26 del pasador central 12 por medio del enmascaramiento de la porcion de vastago de metal al descubierto 16 (que no sera recubierta) y la pulverizacion de las porciones 24, 26 con el recubrimiento 20. En una realizacion, la porcion de vastago de metal al descubierto 16 se enmascara o se aloja dentro de una estructura, dejando las porciones 24, 26
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expuestas para el recubrimiento.
En una realizacion, la porcion de vastago 16 del pasador central 12 esta recubierta con cera de parafina. En una realizacion, el recubrimiento de cera de parafina se elimina del pasador central 12 cuando se inserta el pasador central 12 dentro del manguito 14. En una realizacion, la porcion de vastago 16 del pasador central 12 esta recubierta con un material, tal como oro o plata o cualquier otro metal comparable, para mejorar la conductividad de la porcion de vastago 16.
En una realizacion, el manguito 14 incluye un recubrimiento en su superficie exterior para deformar en la textura de la estructura compuesta. En una realizacion, el recubrimiento sobre la superficie exterior del manguito incluye un recubrimiento metalico. En una realizacion, el recubrimiento metalico es plata. En otra realizacion, el recubrimiento metalico es nfquel. En otra realizacion, el manguito 14 incluye un recubrimiento en su superficie interior para proporcionar una baja friccion en el mismo, que se describe en la Patente de Estados Unidos Num. 7.695.226 a March et al., emitida el 13 de abril de 2010. En otra realizacion, el manguito 14 incluye un recubrimiento sobre sus dos superficies interiores o exteriores,
En una realizacion, durante la insercion del pasador central 12 a traves del manguito 14, un vertice 28 de la zona de transicion 26 es el punto de mayor presion de contacto. El recubrimiento dielectrico de baja friccion 20 reduce el coeficiente de friccion entre el pasador central 12 y el manguito 14 en esta ubicacion y reduce la carga requerida para insertar el pasador central 12 a traves del manguito 14.
En una realizacion, el recubrimiento dielectrico de baja friccion 20 sobre las porciones 24, 26 del pasador central 12 que corresponde a un miembro de bloqueo, tal como una tuerca roscada o un collar (es decir, las zonas "1" y "2"), tambien aumenta la cafda de voltaje a traves del pasador central 12 a la interfaz de collar o tuerca. Si bien la porcion de vastago 16 y la porcion de cabezal 22 del pasador central 12 (es decir, las zonas "3" y "4") facilitan el flujo de corriente a traves de la porcion del pasador central 12 que corresponde a la estructura 18, esta configuracion controla efectivamente el camino del flujo de corriente a traves de la porcion de vastago 16 del montaje del sujetador 10 y en la estructura 18 en lugar de hacia el miembro de bloqueo 30.
En una realizacion, el montaje del sujetador 10 incluye un sujetador de manguito de vastago recto. En una realizacion, el montaje del sujetador 10 incluye una variante de perno estructural con un collar de acoplamiento de estampacion. En una realizacion, el montaje del sujetador 10 incluye una variante de pasador roscado con una tuerca de acoplamiento. En una realizacion, el montaje del sujetador 10 incluye un pasador roscado con collares de acoplamiento frangibles. En una realizacion, el montaje del sujetador 10 incluye una variante hfbrida que puede ser instalada con un collar de acoplamiento de estampacion o una tuerca roscada. En una realizacion, el montaje del sujetador 10 incluye un sujetador de manguito de vastago ahusado.
En una realizacion especffica, el pasador central 12 incluye la porcion de vastago cilfndrica y lisa alargada 16 y la porcion de cabezal agrandada 22 para acoplarse con el manguito 14. En algunas realizaciones, la porcion de cabezal 22 es un cabezal avellanado o que sobresale para el acoplamiento con un extremo abocinado del manguito 14.
En realizaciones adicionales, el manguito 14, que esta adaptado para encajar sobre la porcion de vastago cilfndrica y lisa 16, incluye una porcion tubular y un extremo agrandado para su acoplamiento con la superficie exterior de la estructura 18. En algunas realizaciones, hay un extremo abocinado para el acoplamiento con la porcion avellanada en la estructura 18. En una realizacion, el manguito 14 tiene una longitud mayor que el espesor total maximo de la estructura 18 a unir a la ubicacion de los orificios alineados. En una realizacion, la porcion tubular del manguito 14 tiene un diametro interior menor que el diametro de la porcion de vastago cilfndrica y lisa 16 y un diametro exterior dimensionado para permitir el montaje del manguito 14 en los orificios de paso alineados de las piezas de trabajo en la estructura 18.
En un aspecto de una realizacion, el pasador central 12 tiene la porcion de vastago cilfndrica y lisa 16 con un diametro mayor que el diametro interior maximo del manguito 14. Cuando la porcion de vastago cilfndrica y lisa 16 entra en y tira a traves del manguito 14, el manguito 14 se expande en forma radial en un ajuste de interferencia con las paredes de los orificios de las piezas de trabajo 18A, 18B.
En una realizacion, el montaje del sujetador 10 se puede utilizar en aviones, tales como aviones comerciales o privados. En una realizacion, el montaje del sujetador 10 se puede utilizar en conjuncion con otros tipos de componentes estructurales.
Con referencia de nuevo a la FIGURA 2A, se ilustra una realizacion de la presente invencion, que muestra una seccion transversal del montaje del sujetador 10 en una posicion instalada. En una realizacion, la porcion del pasador central 12 que corresponde a la estructura 18 no esta recubierta con el recubrimiento dielectrico de baja friccion 20, mientras que la porcion de pasador central 12 que no se corresponde con la estructura 18 esta recubierta en forma selectiva con un recubrimiento dielectrico de baja friccion 20. En una realizacion, la porcion del pasador central 12 que no esta recubierta con el recubrimiento dielectrico de baja friccion 20 (es decir, la porcion de vastago
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de metal al descubierto 16) proporciona un contacto directo al descubierto de metal a metal entre el manguito 14 y el pasador central 12. De acuerdo con lo utilizado en la presente memoria, el termino "metal al descubierto" significa una superficie metalica que sustancialmente no tiene recubrimiento o una superficie metalica que tiene un recubrimiento metalico que no es un recubrimiento dielectrico de baja friccion. En algunas realizaciones, tal contacto directo de metal al descubierto reduce la resistencia electrica y la densidad de corriente a lo largo de la interfaz del manguito/pasador por medio del fomento de la corriente para ser compartida a lo largo de toda la superficie de contacto mientras que la presencia del recubrimiento dielectrico de baja friccion 20 entre la porcion de bloqueo del pasador central 12 y el miembro de bloqueo 30 incrementa la resistencia electrica en gran medida a traves de esta interfaz, que inhibe el flujo de corriente electrica. Esto da como resultado un diferencial de resistividad electrica entre la porcion de vastago de metal al descubierto 16 del pasador central 12 y las porciones 24, 26 del pasador central 12 que se recubren con el recubrimiento dielectrico de baja friccion 20. En una realizacion, la conductividad electrica de la porcion de vastago de metal al descubierto 16 del pasador central 12 esta dentro de un intervalo de aproximadamente 1 x 10-5 Qm a aproximadamente 1 x 10-8 Qm, mientras que la resistividad de las porciones 24, 26 del pasador central 12 que se recubren con el recubrimiento dielectrico de baja friccion 20 estan dentro de un intervalo de aproximadamente 1 x 1010 Qm a aproximadamente 1 x 1015 Qm. En una realizacion, la conductividad de la porcion de vastago de metal al descubierto 16 del pasador central 12 se mide por el uso de ASTM E1004-09, que es el metodo de prueba estandar para la determinacion de la conductividad electrica por el uso del metodo electromagnetico (corriente de Foucault), o cualquier otra prueba comparable. En una realizacion, la resistividad de las porciones 24, 26 del pasador central 12 que esta recubierto con el recubrimiento dielectrico de baja friccion 20 se mide por el uso de ASTM F-150, que es el metodo de prueba estandar para la resistencia electrica de piso flexible conductor, o cualquier otra prueba comparable.
Con la aplicacion del recubrimiento selectivo mencionado con anterioridad, la mayorfa de la corriente del rayo se mantendra en la porcion de vastago de metal al descubierto 16 del pasador central 12. La corriente electrica fluira entonces naturalmente a traves de la trayectoria de menos resistencia y se disipara en la estructura 18 a traves de la porcion de vastago 16 del montaje del sujetador 10, que no esta recubierto, ya que esta parte tiene una resistencia sustancialmente menor.
En algunas realizaciones, la estructura 18 puede estar formada de varias piezas de trabajo, por ej., mas que las dos piezas de trabajo 18A, 18B. En algunas realizaciones, las piezas de trabajo 18A, 18B pueden estar hechas de los mismos materiales. En algunas realizaciones, las piezas de trabajo 18A, 18B pueden estar hechas de diferentes materiales.
En una realizacion adicional, el montaje del sujetador 10 descrito en la presente memoria tiene la capacidad de ser instalado en estructuras de material compuesto, metalico, o de material compuesto/metalico. Por ejemplo, el montaje del sujetador 10 se podrfa instalar en, por ejemplo, compuestos de grafito, titanio, aluminio, o una mezcla de estos componentes.
Por ejemplo, los materiales compuestos y/o de compuesto de metal pueden incluir:
1) polfmeros reforzados con fibra o FRP que incluyen madera (que comprenden fibras de celulosa en una matriz de lignina y hemicelulosa), carbono reforzado con fibra de plastico o de CFRP, y plastico reforzado con vidrio o GRP;
2) compuestos termoplasticos, termoplasticos de fibra corta, termoplasticos de fibra larga o termoplasticos reforzados con fibras largas (compuestos termoestables que pueden incorporar fibra de aramida y fibra de carbono en una matriz de resina epoxi);
3) materiales compuestos polimericos con memoria de forma, que son compuestos de alto rendimiento, formulados por el uso de fibra o tejido de refuerzo y resina de polfmero con memoria de forma como la matriz (los compuestos con memoria de forma en forma tfpica tienen la capacidad de ser manipulados con facilidad en diversas configuraciones cuando se calientan por encima de sus temperaturas de activacion y exhibiran alta resistencia y rigidez a temperaturas mas bajas, tambien pueden ser recalentados y reformados varias veces sin perder sus propiedades materiales);
4) materiales compuestos que incluyen fibras de metal para reforzar otros metales, como en materiales compuestos de matriz de metal o MMC;
5) materiales compuestos termoplasticos formulados con polvos de metal especfficos que dan lugar a materiales con un intervalo de densidad de 2 g/cm3 a 11 g/cm3 (misma densidad que el plomo) (por ej., Compuestos de Alta Gravedad (HGC, por su sigla en ingles)); y
6) madera de ingenierfa tal como madera contrachapada, tablero de fibra orientada, compuesto de madera y plastico (fibra de madera reciclada en una matriz de polietileno), Pykrete (serrfn en una matriz de hielo), papel o textiles impregnados o laminados con plastico, Arborite, Formica (plastico) y Micarta; otros compuestos de ingenierfa de laminado, tales como Mallite, por el uso de un nucleo central de madera de balsa de grano final, unido a pieles superficiales de aleacion ligera.
En algunas realizaciones, el montaje del sujetador 10 se puede aplicar para unirse a estructuras en numerosas aplicaciones representativas, que incluyen pero no se limitan a:
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1) productos de alto rendimiento que necesitan ser ligeros, pero lo suficientemente fuertes como para soportar
las duras condiciones de carga (por ej., componentes aeroespaciales (colas, alas, fuselajes, helices), cascos
de barco y craneo, marcos de bicicletas y carrocerfas de automoviles de carreras);
2) vehfculos de lanzamiento y naves espaciales (basados en compuestos de carbono);
3) sustratos de paneles solares, reflectores de antena y yugos de naves espaciales;
4) Vehfculo Rodado Multiproposito de Alta Movilidad (HMMWV, por su sigla en ingles o Hummvee) militar de
todos materiales compuestos; y
5) carcasas de transito militares hechas de materiales compuestos de carbono y Kevlar.
En algunas realizaciones, el recubrimiento dielectrico de baja friccion se aplica en forma selectiva a ciertas porciones del pasador central 12 antes de que el montaje del sujetador 10 se instale para el resultado obtenido de conductividad selectiva entre las porciones del montaje del sujetador 10 en el estado montado. En algunas realizaciones, el recubrimiento dielectrico de baja friccion y otro recubrimiento (por ej., cera o recubrimientos similares) se aplican en forma selectiva a ciertas porciones del pasador central 12 antes de que el montaje del sujetador 10 se instale para el resultado obtenido de conductividad selectiva entre las porciones del montaje del sujetador 10 en el estado montado. En algunas realizaciones, el recubrimiento dielectrico de baja friccion se aplica en forma selectiva a ciertas porciones del pasador central 12, despues de que el sujetador se instala para el resultado obtenido de conductividad selectiva entre las porciones del montaje del sujetador 10 en el estado montado. En algunas realizaciones, el recubrimiento dielectrico de baja friccion se aplica en forma selectiva a ciertas porciones del pasador central 12 antes o despues de que el montaje del sujetador 10 se esta instalando y/o aplicando a una superficie interna del miembro de bloqueo 30 de manera tal que se obtenga el resultado de conductividad selectiva entre las porciones del montaje del sujetador 10 en el estado montado.
La FIGURA 2B ilustra una realizacion alternativa del pasador central instalado 12 de las FIGURAS 1 y 2A. La diferencia principal entre las realizaciones de las FIGURAS 2A y 2B esta asociada con las zonas de transicion 26 y 26'. En la realizacion de la FIGURA 2A, la zona de transicion 26 se estrecha desde el vertice 28 hasta la porcion de bloqueo 24. En la realizacion de la FIGURA 2B, la zona de transicion 26', que comienza con el vertice 28', realmente comienza a estrecharse desde una posicion 32', mientras que la porcion de la zona de transicion 26' entre el vertice 28' y la posicion 32' tiene la misma forma que la porcion de vastago 16' del pasador central 12'. De acuerdo con lo detallado con anterioridad, en ambas realizaciones, todas las porciones de las zonas de transicion 26 y 26' estan recubiertas con el recubrimiento dielectrico de baja friccion 20 y 20' antes de la instalacion de los pasadores centrales 12 y 12'.
Las FIGURAS 3A a 3C ilustran una secuencia de instalacion para algunas realizaciones de sujetadores de manguito de la presente invencion. En otra realizacion, se forma un contacto electrico fntimo entre el manguito y el pasador central ajuste de interferencia, con el fin de mitigar la formacion de un arco interno entre los dos. De acuerdo con lo mostrado en las FIGURAS 3A a 3C, un montaje del sujetador de manguito 110 incluye un pasador central 112 y un manguito 114 con conductividad electrica entre el manguito 114 y una porcion de vastago 116 del pasador central 112 que corresponde a una estructura 118 formada por las piezas de trabajo 118A y 118B.
En algunas realizaciones, las piezas de trabajo 118A y 118B estan hechas del mismo material. En algunas realizaciones, las piezas de trabajo 118A y 118B estan hechas de diferentes materiales. En algunas realizaciones, por lo menos una de las piezas de trabajo 118A y 118B esta hecha a partir de un material compuesto. En algunas realizaciones, por lo menos una de las piezas de trabajo 118A y 118B esta hecha a partir de un material de metal. En algunas realizaciones, por lo menos una de las piezas de trabajo 118A y 118B esta hecha a partir de un material de compuesto de metal.
En una realizacion, la porcion del pasador central 112 que corresponde a la estructura 118 no esta recubierta con el recubrimiento dielectrico de baja friccion 120, mientras que la porcion de bloqueo 124 del pasador central 112 que no se corresponde con la estructura 118 esta recubierta en forma selectiva con un recubrimiento dielectrico de baja friccion 120.
El pasador central 112 tambien incluye una porcion de bloqueo 124 y una porcion frangible 123 alineada en forma axial con la porcion de vastago cilfndrica y lisa 116. La porcion frangible 123 incluye una porcion de ranura de traccion 125 que tiene ranuras de traccion circunferenciales 127 adaptadas para ser agarradas para aplicar una fuerza axial relativa para tirar del pasador central 112 en el manguito 114. El pasador central 112 incluye una ranura de rotura 129 entre la porcion de bloqueo 124 y la porcion frangible 123. A medida que el montaje del sujetador 110 se instala, la porcion frangible 123 se separa en la ranura de rotura 129.
En otras realizaciones, el montaje del sujetador 110 comprende ademas un manguito 114 y un medio de sujecion para asegurar juntas las piezas de trabajo. El medio de sujecion puede comprender un miembro de bloqueo 130, tal como un miembro de collar o de tuerca o cualquier otro medio adecuado para sujetar las piezas de trabajo junto con el pasador central 112 y el manguito 114. El montaje del sujetador 110 esta instalado a traves de orificios alineados situados en dos o mas de las piezas de trabajo 118A, 118B. En algunas realizaciones, uno de los orificios a traves de una de las piezas de trabajo 118A, 118B incluye un radio avellanado, o de entrada, en su abertura exterior.
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En un ejemplo ilustrativo, el miembro de bloqueo 130 es un collar adaptado para ajustarse sobre la porcion de bloqueo 124 del pasador central 112. El collar 130 incluye un orificio escariado para permitir que el collar 130 proporcione holgura sobre el manguito 114, y una porcion de brida anular en un extremo para el acoplamiento con la otra superficie exterior de la pieza de trabajo 118B. El collar 130 incluye una porcion de vastago cilfndrica ampliada que tiene un diametro exterior uniforme adaptado para ser estampado en la porcion de bloqueo 124 del pasador central 112. En otra realizacion, el miembro de bloqueo 130 es un elemento de tuerca adaptado para acoplarse a la porcion de bloqueo 124 del pasador central 112. Mas en particular, el miembro de tuerca 130 incluye un orificio escariado para permitir que el miembro de tuerca 130 proporcione holgura sobre el manguito 114, y una porcion de brida anular en un extremo para el acoplamiento con la otra superficie exterior de la pieza de trabajo 118B. El miembro de tuerca 130 incluye una porcion roscada que se enrosca en la porcion de bloqueo 124 del pasador central 112 para asegurar el montaje del sujetador 110 a las piezas de trabajo 118A y 118B.
Las FIGURAS 4A y 4B muestran simulaciones de la distribucion de densidad de corriente en la estructura (18, 118) por medio de la comparacion de un pasador central (12, 112) que esta sustancialmente recubierto por completo con dielectrico y el pasador central (12, 112) que no esta sustancialmente recubierto por completo (es decir, recubierto en forma selectiva de acuerdo con lo descrito con anterioridad). De acuerdo con lo que se puede observar en las FIGURAS 4A y 4B, la mayor parte de la corriente se transfirio a la estructura (18, 118) dentro de menos de aproximadamente 1 microsegundo para el pasador central sustancialmente no recubierto (recubierto en forma selectiva) (12, 112), mientras que casi no hay transferencia de corriente con el pasador sustancialmente recubierto por completo (12, 112).
Por ejemplo, en referencia a la FIGURA 4A, en un area 427 de la estructura (18, 118), que corresponde a la porcion de vastago del pasador del sujetador que no ha sido recubierto en forma selectiva con recubrimiento dielectrico de baja friccion en las porciones de transicion y de bloqueo del pasador. La densidad de corriente medida del area 427 es de entre aproximadamente 6 a 8,2 unidades en la escala de densidad de corriente (es decir, sustancialmente no hay transferencia de corriente en la estructura). Otro ejemplo, con referencia a la FIGURA 4B, en un area 429 de la estructura (18, 118), corresponde a la porcion de vastago (16, 116) del pasador central (12, 112) del montaje del sujetador (10, 110) que ha sido recubierto en forma selectiva con recubrimiento dielectrico de baja friccion en la porcion de transicion (26, 126) y la porcion de bloqueo (24, 124) del pasador. La densidad de corriente medida del area 429 esta casi totalmente por debajo de 4 unidades en la escala de densidad de corriente (es decir, hay transferencia sustancial de corriente en la estructura).
En algunas realizaciones, la insercion de un pasador de ajuste de interferencia en un orificio de manguito, de acuerdo con lo mostrado en la FIGURA 5 se puede considerar un proceso de formacion/extrusion, con el pasador central (12) que actua como un punzon, un orificio de la estructura (18) que actua como una matriz, y el material del manguito (14) que se comprime entre los dos.
En algunas realizaciones, de acuerdo con lo mostrado en las realizaciones las FIGURAS 6A y 6B, durante el proceso de insercion, la porcion de bloqueo (24, 24', 124) no interfiere con el manguito (14, 14', ll4) y por lo tanto no juega un papel en su expansion. A medida que el pasador central (12, 12', 112) es ademas insertado, la zona de transicion (26, 26', 126) es una primera zona de pasador que interfiere con el manguito (14, 14', 114). Esta interferencia hace que el manguito (14, 14', 114) se desplace en forma radial, lo cual crea la compresion contra paredes de orificio de la estructura (18, 18', 118). En algunas realizaciones, una vez que la porcion de vastago (16, 16', 116) del pasador central (12, 12', 112) hace contacto con el manguito (14, 14', 114), solo esta expuesta a la recuperacion elastica del sistema, dado que el manguito (14, 14', 114) ya esta conformado por completo en contra de la estructura (18, 18', 118). En algunas realizaciones, la presion de resorte sobre el vastago (16, 16', 116), asociada con el coeficiente de interfaz de friccion y el area de contacto, gobierna la fuerza total requerida para la insercion.
En algunas realizaciones, la zona de transicion (26, 26', 126) juega un papel muy importante en la expansion del manguito (14, 14', 114). En algunas realizaciones, la configuracion de la zona de transicion (26, 26', 126) puede afectar tanto a las caracterfsticas mecanicas como el rendimiento de impacto de rayos del sistema de sujecion. Cuando la zona de transicion (26, 26', 126) esta presionando el material del manguito (14, 14', 114) hacia el exterior contra la pared del orificio de la estructura (18, 18', 118), la presion generada promueve la expansion radial del orificio, la compresion del pasador central (12, 12', 112) y la reduccion de espesor del manguito (14, 14', 114). En un ejemplo, la presion generada durante el proceso de instalacion tambien puede promover la expansion axial (es decir, hacia el exterior, a lo largo de la direccion del movimiento del pasador) del manguito (14, 14', 114), ya que parte de su material se extruye hacia adelante durante el proceso de instalacion.
La FIGURA 7A ilustra algunos ejemplos de una secuencia de una distribucion de la presion hidrostatica provocada por el paso de la zona de transicion (26, 26', 126) del pasador central (12, 12', 112) en dos areas diferentes del orificio de la estructura (18, 18', 118), de acuerdo con lo mostrado en la FIGURA 7B. En las FIGURAS 7A y 7B, el area A es el area que esta mas cerca del otro collar 25 del manguito (14, 14', 114). En las FIGURAS 7A y 7B, el area B es el area que esta a medio camino a traves de la estructura (18, 18', 118). La FIGURA 7A muestra que el aumento de presion que ocurre cuando el area de mayor diametro en la zona de transicion de rosca del pasador esta comprimiendo y empujando el material del manguito (14, 14', 114) contra la estructura (18, 18', 118). En
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algunas realizaciones, la magnitud de la maxima presion permanece relativamente constante durante todo el proceso de insercion.
La FIGURA 8A ilustra un ejemplo de la seccion transversal de un montaje del sujetador de manguito (10, 10', 110), que tiene un pasador central (12, 12', 112) y un manguito (14, 14', 114), que esta a punto de ser insertado en un orificio de la estructura (18, 18', 118). La FIGURA 8B muestra una porcion del pasador central (12, 12', 112), una porcion de la pared del orificio de la estructura (18, 18', 118), y una porcion del manguito (14, 14', 114), representado por un cuadrado (31) que es un volumen de control de material de manguito en la forma de un anillo que tiene un ancho de espesor de cien pulgadas por una altura de espesor de cien pulgadas.
En algunas realizaciones, tras el desplazamiento del este anillo y la evaluacion de la evolucion de la presion hidrostatica durante el proceso de insercion, de acuerdo con lo mostrado en la FIGURA 9, se puede observar que, tan pronto como el volumen de control es "pellizcado" entre la zona de transicion de rosca del pasador y la estructura, la presion hidrostatica aumenta en forma significativa. En esta etapa, el material del manguito se comprime en forma radial y se estira en forma axial. Siguiendo el conducto de menor resistencia, la mayor parte del volumen del manguito que se desplaza en forma radial luego se extruye hacia adelante, de acuerdo con lo ilustrado por el grafico de tensor deformacion que se muestra en la FIGURA 10.
En una realizacion, la zona de transicion de rosca se configura (o se debe configurar) de manera tal que maximice la cantidad de expansion radial aplicada al orificio, al mismo tiempo que minimiza la extrusion hacia adelante del manguito. En aun otra realizacion, la zona de transicion de rosca durante la insercion tiene una capacidad de expulsar el exceso de sellador atrapado entre el OD (diametro exterior) del manguito y el ID (diametro interior) del orificio. Los datos de prueba han demostrado que la presencia excesiva de sellador entre el manguito y la estructura es la causa principal de la formacion de arcos en esta zona durante un evento de impacto de rayo. En un ejemplo, la configuracion de la zona de transicion de rosca puede promover la eliminacion maxima de sellador durante el proceso de insercion.
Se entendera que el montaje del sujetador descrito en la presente memoria es meramente representativo. Por ejemplo, los pasos se pueden llevar a cabo en cualquier orden deseado (y se puede anadir cualquier paso deseado y/o se puede eliminar cualquier paso deseado).

Claims (14)

  1. 5
    10
    15
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    1. Un sujetador de interferencia de manguito adaptado para ser instalado en un orificio de una estructura que comprende:
    a) un manguito (14, 14', 114) que tiene una cabeza en un extremo y una porcion tubular, la porcion tubular tiene un diametro interior y un diametro exterior, en el que el diametro exterior de la porcion tubular es menor que un diametro interior del orificio de la estructura;
    b) un miembro de pasador (12, 12', 112) que tiene una cabeza de pasador (22, 22', 122) en un extremo, una porcion de bloqueo (24, 24', 124) en un extremo opuesto, y una porcion de vastago (16, 16', 116) intermedia entre la cabeza de pasador (22, 22', 122) y la porcion de bloqueo (24, 24', 124),
    i) en el que la porcion de vastago (16, 16', 116), que se encuentra por debajo de la cabeza de pasador (22, 22', 122), tiene un diametro mayor que el diametro interior de la porcion tubular del manguito (14, 14', 114) y
    ii) en el que el miembro de pasador (12, 12', 112) tiene una zona de transicion (26, 26', 126) entre la porcion de vastago (16, 16', 116) y la porcion de bloqueo (24, 24', 124), y
    c) un miembro de bloqueo (30, 30', 130) adaptado para ajustarse sobre la porcion de bloqueo (24, 24', 124) del miembro de pasador (12, 12', 112);
    en el que el manguito (14, 14', 114) esta adaptado para expandirse en forma radial sobre la porcion de vastago (16, 16', 116) del miembro de pasador (12, 12', 112) para formar un ajuste de interferencia entre el diametro exterior del manguito (14, 14', 114) y el orificio de la estructura con el fin de proporcionar una posicion instalada, en el que una porcion del miembro de pasador (12, 12', 112) comprende un recubrimiento de baja friccion,
    en el que, en la posicion instalada, una primera interfaz entre la porcion de vastago (16, 16', 116) d el miembro de pasador (12, 12', 112) y el diametro interior del manguito (14, 14', 114) es sustancialmente libre del recubrimiento de baja friccion; y
    en el que, en la posicion instalada, la zona de transicion (26, 26', 126) del miembro de pasador (12, 12', 112) y una segunda interfaz entre la porcion de bloqueo (24, 24', 124) del miembro de pasador (12, 12', 112) y el miembro de bloqueo (30, 30', 130) estan sustancialmente cubiertas con el recubrimiento de baja friccion, caracterizado por que
    el recubrimiento de baja friccion es un recubrimiento dielectrico de baja friccion que incluye una resistividad superficial de aproximadamente 1 x 1010 Q/Sq a aproximadamente 1 x 1012 Q/Sq.
  2. 2. El sujetador de interferencia de manguito de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el miembro de pasador (12, 12', 112) y el miembro de manguito (14, 14', 114) estan suficientemente adaptados para dar lugar a:
    (i) un coeficiente de friccion entre una superficie de contacto del vastago de una superficie del diametro interior del manguito (14, 14', 114) y la porcion de vastago (16, 16', 116) del miembro de pasador (12, 12', 112) que tiene X,
    (ii) un coeficiente de friccion entre una superficie del diametro exterior del manguito (14, 14', 114) y el diametro interior del orificio de la estructura que tiene Y, y
    (iii) en el que X se mantiene en forma constante menor que Y cuando la porcion de vastago (16, 16', 116) del miembro de pasador (12, 12', 112) se mueve dentro del manguito (14, 14', 114).
  3. 3. El sujetador de interferencia de manguito de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que el miembro de bloqueo (30, 30', 130) es un collar, y en la que con preferencia el miembro de bloqueo (30, 30', 130) comprende una porcion de ensanchamiento, en el que la porcion de ensanchamiento esta adaptada para ajustarse sobre la porcion de bloqueo (24, 24', 124) del miembro de pasador (12, 12', 112) y comprimir el manguito (14, 14', 114) alrededo r del miembro de pasador (12, 12', 112).
  4. 4. El sujetador de interferencia de manguito de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el ajuste de interferencia del sujetador con la estructura es de aproximadamente 0,0127 mm (= 0,0005 pulgadas) a aproximadamente 0,254 mm (= 0,0100 pulgadas).
  5. 5. El sujetador de interferencia de manguito de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la porcion de vastago (16, 16', 116) del miembro de pasador (12, 12', 112) es cilfndrica.
  6. 6. El sujetador de interferencia de manguito de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la estructura es una estructura de material compuesto metalico; y en el que el sujetador con preferencia esta hecho a partir de por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en aluminio, titanio, y acero.
  7. 7. El sujetador de interferencia de manguito de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6,
    en el que un espesor del recubrimiento dielectrico de baja friccion en la zona de transicion (26, 26', 126) y la segunda interfaz con preferencia esta dentro de un intervalo de aproximadamente 0,00762 mm (= 0,0003 pulgadas)
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    a aproximadamente 0,01524 mm (= 0,0006 pulgadas); y
    en el que un coeficiente de friccion del recubrimiento dielectrico de baja friccion con preferencia esta en un intervalo de aproximadamente 0,25 a aproximadamente 0,44; y
    en el que el recubrimiento dielectrico de baja friccion con preferencia comprende un material de metal.
  8. 8. El sujetador de interferencia de manguito de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la porcion de vastago (16, 16', 116) del miembro de pasador (12, 12', 112) esta recubierta con por lo menos otro recubrimiento que difiere en por lo menos una propiedad del recubrimiento dielectrico de baja friccion.
  9. 9. Un metodo para el control de un conducto de carga electrica a traves de un sujetador de interferencia adaptado para ser instalado en un orificio de una estructu ra que comprende:
    a) proporcionar un manguito (14, 14', 114) que tiene una cabeza en un extremo y una porcion tubular, la porcion tubular tiene un diametro interior y un diametro exterior, en el que el diametro exterior de la porcion tubular es menor que un diametro interior del orificio de la estructura; y
    b) proporcionar un miembro de pasador (12, 12', 112) que tiene una cabeza de pasador (22, 22', 122) en un extremo, una porcion de bloqueo (24, 24', 124) en un extremo opuesto, y una porcion de vastago (16, 16', 116) intermedia entre la cabeza de pasador (22, 22', 122) y la porcion de bloqueo (24, 24', 124),
    i) en el que la porcion de vastago (16, 16', 116), que se encuentra por debajo de la cabeza de pasador (22, 22', 122), tiene un diametro mayor que el diametro interior de la porcion tubular del manguito (14, 14', 114) y
    ii) en el que el miembro de pasador (12, 12', 112) tiene una zona de transicion (26, 26', 126) entre la porcion de vastago (16, 16', 116) y la porcion de bloqueo (24, 24', 124);
    c) proporcionar un miembro de bloqueo (30, 30', 130) adaptado para ajustarse sobre la porcion de bloqueo (24, 24', 124) del miembro de pasador (12, 12', 112);
    d) en el que el manguito (14, 14', 114) esta adaptado para expandirse en forma radial sobre la porcion de vastago (16, 16', 116) del miembro de pasador (12, 12', 112) para formar un ajuste de interferencia entre el diametro exterior de el manguito (14, 14', 114) y el orificio de la estructura con el fin de proporcionar una posicion instalada;
    en el que una porcion del miembro de pasador (12, 12', 112) comprende un recubrimiento de baja friccion,
    e) en el que, en la posicion instalada, una primera interfaz entre la porcion de vastago (16, 16', 116) del miembro de pasador (12, 12', 112) y el diametro interior del manguito (14, 14', 114) es sustancialmente libre del recubrimiento de baja friccion; y
    f) en el que, en la posicion instalada, la zona de transicion (26, 26', 126) del miembro de pasador (12, 12', 112) y una segunda interfaz entre la porcion de bloqueo (24, 24', 124) del miembro de pasador (12, 12', 112) y el miembro de bloqueo (30, 30', 130) estan sustancialmente cubiertas con el recubrimiento de baja friccion;
    caracterizado por que
    el recubrimiento de baja friccion es un recubrimiento dielectrico de baja friccion que incluye una resistividad superficial de aproximadamente 1 x 1010 Q/Sq a aproximadamente 1 x 1012 Q/Sq;
    g) en el que, en la posicion instalada, por el uso de porciones del sujetador con y sin el recubrimiento dielectrico de baja friccion para dirigir el conducto de carga electrica.
  10. 10. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que el miembro de pasador (12, 12', 112) y el miembro de manguito (14, 14', 114) estan suficientemente adaptados para dar lugar a:
    (i) un coeficiente de friccion entre una superficie de contacto del vastago de una superficie del diametro interior del manguito (14, 14', 114) y la porcion de vastago (16, 16', 116) del miembro de pasador (12, 12', 112) que tiene X,
    (ii) un coeficiente de friccion entre una superficie del diametro exterior del manguito (14, 14', 114) y el diametro interior del orificio de la estructura que tiene Y, y
    (iii) en la que X se mantiene en forma constante menor que Y cuando la porcion de vastago (16, 16', 116) se mueve dentro del manguito (14, 14', 114).
  11. 11. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 9 a 10, en el que el miembro de bloqueo (30, 30', 130) es un collar; y en el que el miembro de bloqueo (30, 30', 130) con preferencia comprende una porcion de ensanchamiento, en el que la porcion de ensanchamiento esta adaptada para ajustarse sobre la porcion de bloqueo (24, 24', 124) del miembro de pasador (12, 12', 112) y comprimir el manguito (14, 14', 114) alrededor del miembro de pasador (12, 12', 112).
  12. 12. El metodo de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, en el que el ajuste de interferencia del sujetador con la estructura es de aproximadamente 0,0127 mm (= 0,0005 pulgadas) a aproximadamente 0,254 mm (= 0,0100 pulgadas).
    5 13. El metodo de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 12, en el que la porcion de vastago (16, 16', 116) del
    miembro de pasador (12, 12', 112) es cilmdrico; y
    en el que la estructura con preferencia es una estructura de material compuesto metalico; y
    en el que el sujetador con preferencia esta hecho a partir de por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en aluminio, titanio, y acero.
    10
  13. 14. El metodo de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 13,
    en el que un espesor del recubrimiento dielectrico de baja friccion en la zona de transicion (26, 26', 126) del miembro de pasador (12, 12', 112) y la segunda interfaz con preferencia es dentro de un intervalo de aproximadamente 0,00762 mm (= 0,0003 pulgadas) a aproximadamente 0,01524 mm (= 0,0006 pulgadas); y 15 en el que un coeficiente de friccion del recubrimiento dielectrico de baja friccion con preferencia es en un intervalo de aproximadamente 0,25 a aproximadamente 0,44; y
    en el que el recubrimiento dielectrico de baja friccion con preferencia comprende un material de metal.
  14. 15. El metodo de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 14, en el que la porcion de vastago (16, 16', 116) del 20 miembro de pasador (12, 12', 112) esta recubierta con por lo menos otro recubrimiento que difiere en por lo menos
    una propiedad del recubrimiento dielectrico de baja friccion.
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