ES2960190A1 - Herramienta para colocación automática de remaches manuales - Google Patents

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ES2960190A1
ES2960190A1 ES202330856A ES202330856A ES2960190A1 ES 2960190 A1 ES2960190 A1 ES 2960190A1 ES 202330856 A ES202330856 A ES 202330856A ES 202330856 A ES202330856 A ES 202330856A ES 2960190 A1 ES2960190 A1 ES 2960190A1
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rivet
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rivets
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De Rada Lorente Carlos Diaz
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Loxin 2002 SL
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Loxin 2002 SL
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    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/12—Riveting machines with tools or tool parts having a movement additional to the feed movement, e.g. spin
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
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    • F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Herramienta para colocación automática de remaches manuales basados en el giro de un vástago roscado que desplaza un manguito deformable sobre un cuerpo no deformable del remache hasta que la varilla interior roscada se rompe en una ranura de rotura, mediante un alojamiento para la tuerca poligonal del remache manual, sujetándolo mediante una combinación de garras y pasadores retráctiles, insertando simultáneamente el vástago roscado en una llave de giro capaz de giro limitado en recorrido y par para la inserción, y de giro total multivuelta para el remachado a par completo, desde un eje precargado en giro, todo ello asociado a un actuador dotado de capacidad de giro, externo a la herramienta. Su principal ventaja es permitir la utilización de forma automatizada, susceptible de acoplamiento a un sistema automático, de remaches manuales, únicamente previstos hasta ahora para su inserción con herramientas manuales, evitando la necesidad de doble stock.

Description

DESCRIPCIÓN
Herramienta para colocación automática de remaches manuales
La presente memoria descriptiva se refiere, como su título indica, a una herramienta para colocación automática de remaches manuales de los utilizados industrialmente, especialmente en la industria de construcción aeronáutica, y que están basados en el giro de un vástago roscado que desplaza un manguito deformable sobre un cuerpo no deformable del remache hasta que la varilla interior roscada se rompe en una ranura de rotura prevista apropiadamente, quedando el remache instalado en la posición deseada. Esta herramienta utiliza un alojamiento para una tuerca poligonal del remache manual, sujetándolo mediante una combinación de garras y pasadores retráctiles, insertando simultáneamente el vástago roscado en una llave de giro con capacidad de giro limitado en recorrido y par limitado para la inserción de caras de arrastre, y de giro total multivuelta para el remachado con par completo, desde un eje precargado en giro, todo ello asociado a un actuador dotado de capacidad de giro externo a la herramienta.
Campo de la invención
La invención se refiere al campo de las herramientas automáticas de colocación de remaches, especialmente remaches manuales, para la industria, principalmente para la industria aeronáutica.
Estado actual de la técnica
En la actualidad en el campo de la construcción industrial los remaches son un elemento de unión ampliamente utilizado y conocido. Dentro de la industria aeronáutica son especialmente utilizados remaches basados en el giro de un vástago roscado que desplaza un manguito deformable sobre un cuerpo no deformable del remache hasta que la varilla interior roscada se rompe en una ranura de rotura prevista apropiadamente, quedando el remache instalado en la posición deseada, y quedando una parte sobrante como resto. Normalmente utilizan una tuerca poligonal, habitualmente hexagonal, de la que emerge el extremo del vástago roscado, dotado de al menos una cara plana longitudinal, normalmente dos, que permiten su giro con respecto a la tuerca poligonal para producir la colocación del remache. Ejemplos de estos remaches los podemos encontrar por ejemplo en EP0244782 “Blind fastener with deformable drive nut and methos of fastening panels using same”,EP0775837“Blind fastener with deformable drive’’,US5350264A“Blind fastener withreinforced containement sleeve’’y US6036418A“Self-expanding blind fastener with mechanical lock’.
Este tipo de remaches están pensados para ser insertados y remachados mediante herramientas manuales, como por ejemplo se describe en US4691552A “Head for blind rivet instaNation tools”. Desde siempre estos remaches se han instalado manualmente con una herramienta manual suministrada por el proveedor de remaches. Estas herramientas de proveedor son manuales y consideran la flexibilidad y sensibilidad del brazo humano para poder instalar los remaches en la herramienta. Esto hace que sea problemática su utilización en entornos automatizados y robotizados, donde la flexibilidad de la mano humana en la carga de remaches en la herramienta desaparece, y las exigencias de precisión y rapidez son superiores a las que puede proporcionar una persona con herramientas manuales. Además presenta el inconveniente adicional de que cada herramienta está preparada únicamente para el uso de unos remaches con una forma específica de tuerca, habitualmente hexagonal, y para otro tipo de remaches con otra forma de tuerca es necesaria otra herramienta diferente, o bien un cambio de la boca de inserción si es posible.
Algunos fabricantes, conscientes de esta problemática, también suministran variantes de estos remaches aptos para un montaje automatizado, como por ejemplo se describen en WO2019032633“Blind fastener with a slotted expansión body".Estas variantes automatizables presentan una configuración diferente del modelo manual, y necesitan de una herramienta o adaptador diferente del manual, ya que utilizan dos elementos cilíndricos con superficie lisa, siendo un elemento cilíndrico solidario con el vástago roscado y teniendo el otro elemento cilíndrico capacidad de giro con respecto a ella. De esta forma, girando un elemento cilíndrico sobre el otro elemento cilíndrico el remache se instala. El propio fabricante de los remaches es el que proporciona habitualmente herramientas específicas para su inserción automática, como por ejemplo se describe en EP0195851”Installing tool for wedging-type fasteners”,pero tiene el gran inconveniente de que, al ser modelos de remache diferentes en su versión manual y en su versión automática, obliga a tener un stock diferenciado, que además deben ser comprados por separado. Por otro lado, el precio de los remaches en su variante automática suele ser mucho más elevado que los remaches manuales, debido a su mayor complejidad constructiva, lo cual encarece mucho su uso y obliga a buscar otras alternativas más económicas. El elevado coste de los remaches en su variante automática también obliga a que la parte residual del remache que queda tras su colocación deba ser recuperada para permitir su reutilización en la construcción de nuevos remaches, complicando enormemente la gestión de residuos en el proceso de fabricación.
Son conocidos también otros conjuntos de remaches y herramientas, como por ejemplo los descritos en ES2620797“Remache para fijación ciega, herramienta de instalación asociada y método de instalación de un remache de este tipo”,ES2837534“Herramienta y procedimiento de instalación de una fijación ciega”y EP0466609“Outil pour la pose d’agrafes d’épinglage”,pero son remaches específicos para esas herramientas, no pueden ser usados a mano, además de que estos tipos de remaches no son tan versátiles para su uso en tecnología aeronáutica.
Por todo ello, dentro del estado actual de la técnica no se conoce ninguna herramienta, cabezal o módulo para la instalación de remaches que permita automatizar la colocación de remaches manuales que se han considerado desde siempre no automatizables, especialmente de los que utilizan una tuerca poligonal de la que emerge el extremo del vástago roscado, dotado de al menos una cara plana longitudinal, normalmente dos, que permiten su giro con respecto a la tuerca poligonal para producir la colocación del remache.
Descripción de la invención
Para solventar la problemática existente en la actualidad en cuanto a la necesidad de modelos de remaches diferentes para inserción manual, y para inserción automática en los procesos de fabricación se ha ideado la herramienta para colocación automática de remaches manuales objeto de la presente invención, la cual comprende
- un alojamiento cilíndrico para albergar la tuerca poligonal del remache manual, dotado de medios de agarre y bloqueo en sentido longitudinal y de giro,
- una llave de giro adyacente al alojamiento cilíndrico para la tuerca poligonal, con capacidad de desplazamiento axial hacia el interior en oposición a un muelle, dotada de un alojamiento con dos caras planas de sección y dimensiones compatibles con el vástago roscado del remache manual, y medios de alineamiento y acoplamiento de dicha llave de giro con el extremo emergente del vástago roscado,
- medios de expulsión del vástago roscado del alojamiento de dicha llave de giro, - medios de rotación de la llave de giro a través de un eje precargado en giro, y - medios de acoplamiento del eje precargado en giro a un actuador externo dotado de capacidad de giro, que puede ser preferiblemente neumático o eléctrico, siendo todos los medios, excepto los medios de rotación de la llave de giro y del eje precargado en giro, accionables neumáticamente de forma automatizada en cooperación con una pluralidad de sensores de posición de los elementos y de inserción del remache manual.
Los medios de agarre de la tuerca poligonal comprenden,
- como mecanismo de bloqueo longitudinal, una pluralidad de garras en los laterales del alojamiento cilíndrico que, en una posición de cierre, agarran la tuerca poligonal en sentido longitudinal, reteniéndola dentro del alojamiento cilíndrico, y
- como mecanismo de bloqueo de giro, una pluralidad de pasadores retráctiles, distribuidos periféricamente en el interior del alojamiento cilíndrico principal, dotados cada uno de un muelle y de un alojamiento lateral, posibilitando una posición recogida en la que, de manera independiente de los demás, el pasador retráctil que por su posición coincidente sea empujado sobre la tuerca poligonal al insertarse en el alojamiento cilíndrico, se desplaza axialmente hacia el interior del alojamiento lateral presionando el muelle, y posibilitando una posición extendida de los pasadores retráctiles en la que cada uno, de manera independiente de los demás, se mantiene en su posición extendida más cercana a la abertura del alojamiento cilíndrico por el empuje del muelle en aquellos puntos donde la posición de la tuerca poligonal lo permita, bloqueando su posible giro.
Los medios de alineamiento y acoplamiento de la llave de giro con dos caras planas con el extremo emergente del vástago roscado del remache manual comprenden,
- unos chaflanes dispuestos en la boca de entrada al alojamiento de la llave de giro con un ángulo de hasta 30°, permitiendo absorber directamente un desalineamiento entre llave de giro y vástago roscado menor de 30°, y
- un husillo con una tuerca que, al avanzar, hace girar de forma limitada la llave de giro con respecto a su eje, mediante un acoplamiento mecánico, permitiendo que las caras planas del alojamiento de la llave de giro se alineen con las caras planas del extremo emergente del vástago roscado del remache manual permitiendo su inserción en el alojamiento, y dotado asimismo de una bola circulante por un camino cerrado en forma de espiral, capaz de accionar posteriormente una tuerca con un dentado que permite el giro libre en una posición, desenganchando la tuerca del husillo, y permitiendo el giro libre del husillo.
El eje precargado en giro comprende
- un embrague por muelle coaxialmente dispuesto con el eje precargado en giro y dotado de una pluralidad de posiciones de tope seleccionables en función del par de precarga deseado para el eje precargado en giro, y
- una ranura parcialmente en espiral a través de la que se desplaza un tetón solidario con el eje precargado en giro.
Los medios de expulsión del vástago roscado del alojamiento de dicha llave de giro comprenden un pistón desplazable longitudinalmente por el interior del husillo y de la llave de giro cooperando con un muelle de retención en la posición de reposo.
Esta herramienta para colocación automática de remaches manuales origina un procedimiento de colocación automática de remaches manuales, que comprende
- una fase de sujeción del remache manual, suministrado por un alimentador externo, en el alojamiento cilindrico,
- en caso de que, en la fase de sujeción del remache manual, el vástago roscado del remache manual no haya entrado directamente en el alojamiento de la llave de giro y no se haya detectado por el oportuno sensor de inserción, se realizará una fase de inserción del vástago roscado del remache manual en el alojamiento de la llave de giro,
- una fase de remachado,
- una fase de retirada de la herramienta del punto donde se ha colocado el remache manual, mediante el desplazamiento de la herramienta utilizando el actuador externo en cooperación con los oportunos sensores de posicionamiento y
- una fase de expulsión de los restos del remache manual a un dispositivo externo de recogida de restos.
La fase de sujeción del remache manual en el alojamiento cilindrico comprende
- un paso de inserción del remache manual, suministrado por un alimentador externo, en el alojamiento cilindrico, con el vástago roscado hacia el interior, hasta encajar la tuerca poligonal en dicho alojamiento cilindrico, y
- un paso de sujeción del remache manual mediante los medios de agarre de la tuerca poligonal, y los mecanismos de bloqueo en sentido longitudinal y de giro, que comprende
- un paso de cierre de las garras sobre la tuerca poligonal, y
- un paso de liberación de los pasadores retráctiles que permite a aquellos pasadores retráctiles en posición no coincidente con la tuerca poligonal desplazarse axialmente hacia la abertura del alojamiento cilindrico por el empuje del muelle inserto en su alojamiento lateral en aquellos puntos donde la posición de la tuerca poligonal lo permita, bloqueando su posible giro, quedando el resto de pasadores retráctiles bloqueados en sus alojamientos laterales, sin poder desplazarse por la tuerca poligonal,
pudiendo realizarse ambos pasos simultáneamente.
La fase de inserción del vástago roscado del remache manual en el alojamiento de la llave de giro comprende
- un paso de giro del husillo que, mediante la tuerca, hace girar, de forma limitada por la bola circulante por un camino cerrado en forma de espiral, la llave de giro con respecto a su eje, mediante un acoplamiento mecánico, permitiendo que las caras planas del alojamiento de la llave de giro se alineen con las caras planas del extremo emergente del vástago roscado del remache manual posibilitando su inserción en el alojamiento, y
- un paso de accionamiento de la tuerca con un dentado que permite el giro libre en una posición, desenganchando la tuerca del husillo, y permitiendo a partir de este momento el giro libre del husillo, y por tanto de la llave de giro con el vástago roscado del remache manual ya insertado en ella.
La fase de remachado comprende
- un paso de precarga, en el que se hace girar el eje precargado en giro hasta que lo permita el embrague por muelle, con un par limitado en función del par de precarga seleccionado mediante las posiciones de tope, momento en que el tetón, circulando a través de la ranura parcialmente en espiral, libera el giro y manda una señal mediante un sensor de precarga del muelle para que el actuador externo se detenga y deje de girar, impidiendo el remachado involuntario,
- un paso de posicionamiento del remache manual en el punto donde se desea insertar, realizado mediante el desplazamiento de la herramienta mediante el actuador externo en cooperación con los oportunos sensores de posicionamiento, y - un paso giro del vástago roscado mediante activación del actuador externo originando el giro, con todo el par, del vástago roscado del remache manual mediante el husillo y la llave de giro, accionados mediante los medios de acoplamiento del eje precargado en giro, hasta producirse la rotura del vástago roscado del remache manual en la ranura de rotura prevista, lo cual es detectado por un sensor de par.
La fase de expulsión de los restos del remache manual comprende
- un paso de apertura de las garras sobre la tuerca poligonal, liberándola, y
- un paso de accionamiento de pistón empujando el vástago roscado restante, y por tanto también la tuerca poligonal, fuera del alojamiento cilindrico, y por tanto fuera de la herramienta
Ventajas de la invención
Esta herramienta para colocación automática de remaches manuales que se presenta aporta múltiples ventajas sobre los sistemas disponibles en la actualidad siendo la más importante que permite la utilización de forma automatizada, susceptible de acoplamiento a un sistema automatizado o a un robot, de remaches manuales, únicamente previstos hasta ahora para su inserción con herramientas manuales.
Debemos también destacar que, gracias a disponer de un alojamiento cilindrico dotado de medios de agarre de la tuerca y mecanismos de bloqueo en sentido longitudinal y de giro independientes del número de caras que tenga la tuerca, la herramienta puede utilizarse con remaches dotados de tuercas distintas de la hexagonal, que es la más extendida, sin necesidad de ninguna adaptación o cambio de boca.
Otra importante ventaja es que permite eliminar la necesidad de disponer de doble stock de almacenamiento de los remaches en versión manual y en versión automática, que era necesario hasta ahora, posibilitando unificar a una única referencia.
Otra ventaja de la presente invención es que permite la colocación de los remaches manuales con mucha más rapidez y precisión que con las herramientas manuales.
Otra de las más importantes ventajas a destacar es el ahorro económico que implica la reducción de la necesidad de doble stock, en modelos manuales y automáticos, permitiendo optimizar los precios de compra al necesitar únicamente el modelo manual y poderlo comprar en cantidades mucho mayores. Dado que el coste de remaches automatizables es habitualmente hasta un 70% superior, el ahorro económico puede ser notable.
Es importante destacar que esta herramienta permite en automático la cogida del remache y la instalación, siendo especialmente flexible y adaptable a otros remaches de otras marchas y sistemas.
Asimismo, es importante destacar que esta herramienta permite una gestión del residuo generado unificado, al ser una parte desechable no reutilizable, mientras que el remache automatizable convencionalmente utilizado obliga a recuperar el sobrante para su reutilización debido al alto precio, lo cual complica el proceso de gestión de residuos.
Descripción de las figuras
Para comprender mejor el objeto de la presente invención, en el plano anexo se ha representado una realización práctica preferencial de una herramienta para colocación automática de remaches manuales
En dicho plano la figura -1- muestra unas vistas frontal y lateral de la herramienta, indicando las secciones mostradas en otras figuras.
La figura -2- muestra dos vistas en perspectiva de la herramienta.
La figura -3- muestra una vista lateral seccionada de la herramienta.
La figura -4- muestra otra vista lateral seccionada de la herramienta.
La figura -5- muestra otra vista lateral seccionada de la herramienta.
La figura -6- muestra otra vista lateral seccionada de la herramienta.
La figura -7- muestra unas vistas frontal y lateral de un ejemplo de remache manual a utilizar con la herramienta.
La figura -8- muestra un detalle renderizado, en perspectiva, del husillo con su tuerca asociada para el movimiento de la llave de giro y la bola circulante por un camino cerrado en forma de espiral.
La figura -9- muestra un detalle renderizado, en perspectiva, de los chaflanes dispuestos en la boca de entrada al alojamiento de la llave de giro.
La figura -10- muestra un detalle renderizado, en perspectiva, del extremo de la herramienta correspondiente al alojamiento del remache manual, con un remache manual insertado y sujeto.
La figura -11- muestra un detalle renderizado, en perspectiva, del extremo de la herramienta correspondiente al alojamiento para el remache manual, sin remache manual, pero con las garras cerradas y los pasadores retráctiles en su posición más externa, por efecto del muelle.
La figura -12- muestra un detalle renderizado, en perspectiva, del extremo de la herramienta correspondiente al alojamiento para el remache manual, sin remache manual, pero con las garras abierta y los pasadores retráctiles en su posición más interna, mostrando sus alojamientos vacíos.
Realización preferente de la invención
La constitución y características de la invención podrán comprenderse mejor con la siguiente descripción hecha con referencia a las figuras adjuntas.
La actual herramienta se ha desarrollado para insertar de forma automatizada remaches previstos hasta ahora únicamente para su inserción con herramienta manual. Estos remaches manuales (1), como se ilustra en la figura 7, están basados en el giro de un vástago roscado (8) que desplaza mediante una terminación (3) un manguito deformable (4) sobre un cuerpo no deformable (5) del remache hasta que la varilla interior roscada (1) se rompe en una ranura de rotura (2) prevista apropiadamente, quedando el remache instalado en la posición deseada, y quedando una parte sobrante como resto. Utilizan una tuerca poligonal (6) de la que emerge el extremo del vástago roscado (8), dotado de al menos una cara plana (7) longitudinal, normalmente dos, que permiten su giro con respecto a la tuerca poligonal (6) para producir la colocación del remache.
Según puede apreciarse en las figuras 1, 2, 3 ,4, 5 y 6, se ilustra como la herramienta comprende
- un alojamiento cilíndrico (9) de medidas compatibles para albergar en su interior la tuerca poligonal (6), dotado de medios de agarre de la tuerca poligonal (6), con mecanismos de bloqueo en sentido longitudinal y de giro,
- una llave de giro (14) adyacente al alojamiento cilíndrico (9) para la tuerca poligonal (6), con capacidad de desplazamiento axial hacia el interior en oposición a un muelle (31), dotada de un alojamiento (15) con dos caras planas de sección y dimensiones compatibles con el extremo emergente del vástago roscado (8) del remache manual (1), y medios de alineamiento y acoplamiento de dicha llave de giro con el extremo emergente del vástago roscado (8),
- medios de expulsión del vástago roscado (8) del alojamiento (15) de dicha llave de giro (14),
- medios de rotación de la llave de giro (14) a través de un eje precargado en giro (25), y
- medios de acoplamiento (26) del eje precargado en giro (25) a un actuador externo dotado de capacidad de giro, que puede ser preferiblemente neumático o eléctrico. siendo todos los medios, excepto los medios de rotación de la llave de giro (14) y del eje precargado en giro (25), accionables neumáticamente de forma automatizada mediante las oportunas conexiones externas (27) dispuestas en el cuerpo de la herramienta y la existencia de una pluralidad de sensores de posición de los elementos y de inserción del remache manual (1), comprendiendo estos sensores al menos un sensor de inserción (32) que detecta si la llave de giro (14) ha encajado con el vástago roscado (8), un sensor de precarga del muelle (33) que detecta el desplazamiento longitudinal de la herramienta cuando aparece la precarga, y un sensor de par asociado al actuador externo dotado de capacidad de giro.
Los medios de agarre de la tuerca poligonal (6) en el alojamiento cilíndrico (9) comprenden preferentemente, como se ilustra en las figuras 10, 11 y 12,
- como mecanismo de bloqueo longitudinal, una pluralidad de garras (10) accionables neumáticamente, dispuestas en los laterales del alojamiento cilíndrico, que tienen la forma y dimensiones apropiadas para, en una posición de cierre, agarrar la tuerca poligonal (6) en sentido longitudinal, y
- como mecanismo de bloqueo de giro, una pluralidad de pasadores retráctiles (11), preferentemente cilíndricos, distribuidos periféricamente en el interior del alojamiento cilíndrico (9) principal, dotados cada uno de un muelle (12) y de un alojamiento lateral (13) axialmente dispuesto, de forma y dimensiones compatibles con los pasadores retráctiles (11), posibilitando una posición recogida, fuera del alojamiento cilíndrico (9), en la que, de manera independiente de los demás, el pasador retráctil (11) que por su posición coincidente sea empujado por la tuerca poligonal (6) al insertarse en el alojamiento cilíndrico (9), se desplaza axialmente hacia el interior del alojamiento lateral (13) presionando el muelle (12), y posibilitando una posición extendida de los pasadores retráctiles (11) en la que cada pasador retráctil (11), de manera independiente de los demás, se mantiene en su posición extendida más cercana a la abertura del alojamiento cilindrico (9) por el empuje del muelle (12) inserto en su alojamiento lateral (13) en aquellos puntos donde la posición de la tuerca poligonal (6) lo permita, bloqueando su posible giro. Está previsto que, en una posición de apertura de las garras (10), la tuerca poligonal (6) queda liberada del alojamiento cilíndrico (9) y los pasadores retráctiles (11) quedan liberados de su posición.
Los medios de alineamiento y acoplamiento de la llave de giro (14) con dos caras planas con el extremo emergente del vástago roscado (8) del remache manual (1) comprenden preferentemente, como se ilustra en las figuras 8 y 9,
- unos chaflanes (16) dispuestos en la boca de entrada al alojamiento (15) de la llave de giro (14), con un ángulo de hasta 30°, permitiendo absorber directamente un desalineamiento entre llave de giro (14) y vástago roscado (8) menor de 30°, y - un husillo (17) con una tuerca (18) que, al avanzar, hace girar de forma limitada la llave de giro (14) con respecto a su eje, mediante un acoplamiento mecánico (22), permitiendo que las caras planas del alojamiento (15) de la llave de giro (14) se alineen con las caras planas del extremo emergente del vástago roscado (8) del remache manual (1) permitiendo su inserción en el alojamiento (15), y dotado asimismo de una bola (19) circulante por un camino cerrado (20) en forma de espiral, capaz de accionar posteriormente una tuerca (21) con un dentado que permite el giro libre en una posición, desenganchando la tuerca (18) del husillo (17), y permitiendo el giro libre del husillo (17) solidario a las caras de trasmisión.
El eje precargado en giro (25) comprende preferentemente
- un embrague por muelle (28) coaxialmente dispuesto con el eje precargado en giro (25) y dotado de una pluralidad de posiciones de tope (29) seleccionables en función del par de precarga deseado para el eje precargado en giro (25), y
- una ranura (30) parcialmente en espiral a través de la que se desplaza un tetón (31) solidario con el eje precargado en giro (25).
Los medios de expulsión del vástago roscado (8) del alojamiento (15) de dicha llave de giro (14) comprenden preferentemente un pistón (23) accionable neumáticamente, desplazable longitudinalmente por el interior del husillo (17) y de la llave de giro (14), cooperando con un muelle (24) coaxialmente dispuesto que lo empuja en una posición de no desplazamiento.
Esta herramienta para colocación automática de remaches manuales (1) origina un procedimiento de colocación automática de remaches manuales (1), que comprende
- una fase de sujeción del remache manual (1), suministrado por un alimentador externo, en el alojamiento cilíndrico (9),
- en caso de que, en la fase de sujeción del remache manual (1), el vástago roscado (8) del remache manual (1) no haya entrado directamente en el alojamiento (15) de la llave de giro (14) y no se haya detectado por el oportuno sensor de inserción (32), se realizará una fase de inserción del vástago roscado (8) del remache manual (1) en el alojamiento (15) de la llave de giro (14),
- una fase de remachado,
- una fase de retirada de la herramienta del punto donde se ha colocado el remache manual (1), mediante el desplazamiento de la herramienta utilizando el actuador externo en cooperación con los oportunos sensores de posicionamiento y
- una fase de expulsión de los restos del remache manual (1) a un dispositivo externo de recogida de restos.
La fase de sujeción del remache manual (1) en el alojamiento cilíndrico (9) comprende
- un paso de inserción del remache manual (1), suministrado por un alimentador externo, en el alojamiento cilíndrico (9), con el vástago roscado (8) hacia el interior, hasta encajar la tuerca poligonal (6) en dicho alojamiento cilíndrico (9), y
- un paso de sujeción del remache manual (1) mediante los medios de agarre de la tuerca poligonal (6), y los mecanismos de bloqueo en sentido longitudinal y de giro, que comprende
- un paso de cierre de las garras (10) sobre la tuerca poligonal (6), y
- un paso de liberación de los pasadores retráctiles (11) que permite a aquellos pasadores retráctiles (11) en posición no coincidente con la tuerca poligonal (6) desplazarse axialmente hacia la abertura del alojamiento cilíndrico (9) por el empuje del muelle (12) inserto en su alojamiento lateral (13) en aquellos puntos donde la posición de la tuerca poligonal (6) lo permita, bloqueando su posible giro, quedando el resto de pasadores retráctiles (11) bloqueados en sus alojamiento lateral (13), sin poder desplazarse por la tuerca poligonal (6),
pudiendo realizarse ambos pasos simultáneamente.
La fase de inserción del vástago roscado (8) del remache manual (1) en el alojamiento (15) de la llave de giro (14) comprende
- un paso de giro del husillo (17) que, mediante la tuerca (18), hace girar, de forma limitada por la bola (19) circulante por un camino cerrado (20) en forma de espiral, la llave de giro (14) con respecto a su eje, mediante un acoplamiento mecánico (22), permitiendo que las caras planas del alojamiento (15) de la llave de giro (14) se alineen con las caras planas del extremo emergente del vástago roscado (8) del remache manual (1) posibilitando su inserción en el alojamiento (15), y
- un paso de accionamiento de la tuerca (21) con un dentado que permite el giro libre en una posición, desenganchando la tuerca (18) del husillo (17), y permitiendo a partir de este momento el giro libre del husillo (17), y por tanto de la llave de giro (14) con el vástago roscado (8) del remache manual (1) ya insertado en ella.
La fase de remachado comprende
- un paso de precarga, en el que se hace girar el eje precargado en giro (25) hasta que lo permita el embrague por muelle (28), con un par limitado en función del par de precarga seleccionado mediante las posiciones de tope (29), momento en que el tetón (31), circulando a través de la ranura (30) parcialmente en espiral, libera el giro y manda una señal mediante un sensor de precarga del muelle (33) para que el actuador externo se detenga y deje de girar, impidiendo el remachado involuntario, - un paso de posicionamiento del remache manual (1) en el punto donde se desea insertar, realizado mediante el desplazamiento de la herramienta mediante el actuador externo en cooperación con los oportunos sensores de posicionamiento, y - un paso giro del vástago roscado (8) mediante activación del actuador externo originando el giro, con todo el par, del vástago roscado (8) del remache manual (1) mediante el husillo (17) y la llave de giro (14), accionados mediante los medios de acoplamiento (26) del eje precargado en giro (25), hasta producirse la rotura del vástago roscado (8) del remache manual (1) en la ranura de rotura (2) prevista, lo cual es detectado por el sensor de par.
La fase de expulsión de los restos del remache manual (1) comprende
- un paso de apertura de las garras (10) sobre la tuerca poligonal (6), liberándola, y - un paso de accionamiento de pistón (23) por el interior del husillo (17) y de la llave de giro (14), empujando el vástago roscado (8) restante y por tanto la tuerca poligonal (6), fuera del alojamiento cilindrico (9), y por tanto fuera de la herramienta La persona experta en la técnica comprenderá fácilmente que puede combinar características de diferentes realizaciones con características de otras posibles realizaciones, siempre que esa combinación sea técnicamente posible.
Toda la información referida a ejemplos o modos de realización forma parte de la descripción de la invención.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1 - Herramienta para colocación automática de remaches manuales (1) del tipo de los basados en el giro de un vástago roscado (8), con al menos una cara plana (7) longitudinal, con respecto a una tuerca poligonal (6)caracterizada porquecomprende
    - un alojamiento cilíndrico (9) de medidas compatibles para albergar en su interior la tuerca poligonal (6), dotado de medios de agarre de la tuerca poligonal (6), con mecanismos de bloqueo en sentido longitudinal y de giro,
    - una llave de giro (14) adyacente al alojamiento cilíndrico (9) para la tuerca poligonal (6), con capacidad de desplazamiento axial hacia el interior en oposición a un muelle (31), dotada de un alojamiento (15) con caras planas de sección y dimensiones compatibles con el extremo emergente del vástago roscado (8) del remache manual (1), y medios de alineamiento y acoplamiento de dicha llave de giro con el extremo emergente del vástago roscado (8),
    - medios de expulsión del vástago roscado (8) del alojamiento (15) de dicha llave de giro (14) ,
    - medios de rotación de la llave de giro (14) a través de un eje precargado en giro (25), y
    - medios de acoplamiento (26) del eje precargado en giro (25) a un actuador externo dotado de capacidad de giro,
    siendo los medios de agarre de la tuerca poligonal (6), los mecanismos de bloqueo en sentido longitudinal y de giro, y los medios de expulsión del vástago roscado (8) accionables de forma automatizada mediante conexiones externas (27) dispuestas en el cuerpo de la herramienta y una pluralidad de sensores de posición de los elementos y de inserción del remache manual (1).
    2 - Herramienta para colocación automática de remaches manuales (1), según la anterior reivindicación,caracterizada porquelos medios de agarre de la tuerca poligonal (6) en el alojamiento cilíndrico (9) comprenden
    - como mecanismo de bloqueo longitudinal, una pluralidad de garras (10) accionables neumáticamente, dispuestas en los laterales del alojamiento cilíndrico, que tienen la forma y dimensiones apropiadas para, en una posición de cierre, agarrar la tuerca poligonal (6) en sentido longitudinal, y
    - como mecanismo de bloqueo de giro, una pluralidad de pasadores retráctiles (11), distribuidos periféricamente en el interior del alojamiento cilíndrico (9) principal, dotados cada uno de un muelle (12) y de un alojamiento lateral (13) axialmente dispuesto, de forma y dimensiones compatibles con los pasadores retráctiles (11), posibilitando una posición recogida y una posición extendida de cada uno de los pasadores retráctiles (11) donde la posición de la tuerca poligonal (6) lo permita.
    3 - Herramienta para colocación automática de remaches manuales (1), según la reivindicación 2,caracterizada porqueen una posición de apertura de las garras (10) la tuerca poligonal (6) queda liberada del alojamiento cilindrico (9) y los pasadores retráctiles (11) quedan liberados de su posición.
    4 - Herramienta para colocación automática de remaches manuales (1), según cualquiera de las anteriores reivindicaciones,caracterizada porquelos medios de alineamiento y acoplamiento de la llave de giro (14) con caras planas con el extremo emergente del vástago roscado (8) del remache manual (1) comprenden
    - unos chaflanes (16) dispuestos en la boca de entrada al alojamiento (15) de la llave de giro (14), con un ángulo de hasta 30°, y
    - un husillo (17) con una tuerca (18), relacionado con la llave de giro (14) mediante un acoplamiento mecánico (22) con giro limitado, capaz de alinear las caras planas del alojamiento (15) de la llave de giro (14) con las caras planas del extremo emergente del vástago roscado (8) del remache manual (1) permitiendo su inserción en el alojamiento (15), y dotado asimismo de una bola (19) circulante por un camino cerrado (20) en forma de espiral, capaz de accionar posteriormente una tuerca (21) de liberación de la tuerca (18) del husillo (17), permitiendo el giro libre del husillo (17) solidario a las caras de trasmisión.
    5 - Herramienta para colocación automática de remaches manuales (1), según cualquiera de las anteriores reivindicaciones,caracterizada porqueel eje precargado en giro (25) comprende
    - un embrague por muelle (28) coaxialmente dispuesto con el eje precargado en giro (25) y dotado de una pluralidad de posiciones de tope (29) seleccionables en función del par de precarga deseado para el eje precargado en giro (25), y
    - una ranura (30) parcialmente en espiral a través de la que se desplaza un tetón (31) solidario con el eje precargado en giro (25).
    6 - Herramienta para colocación automática de remaches manuales (1), según cualquiera de las anteriores reivindicaciones,caracterizada porquelos medios de expulsión del vástago roscado (8) del alojamiento (15) de dicha llave de giro (14) comprenden un pistón (23) accionable neumáticamente, desplazable longitudinalmente por el interior del husillo (17) y de la llave de giro (14), cooperando con un muelle (24) coaxialmente dispuesto que lo empuja en una posición de no desplazamiento.
    7 - Herramienta para colocación automática de remaches manuales (1), según cualquiera de las anteriores reivindicaciones,caracterizada porqueel actuador externo dotado de capacidad de giro asociado al eje precargado en giro (25) mediante los medios de acoplamiento (26) es un actuador elegido del grupo formado por actuador neumático o actuador eléctrico.
    8 - Procedimiento de colocación automática de remaches manuales (1) utilizando la herramienta según cualquiera de las anteriores reivindicaciones,caracterizado porquecomprende
    - una fase de sujeción del remache manual (1), suministrado por un alimentador externo, en el alojamiento cilindrico (9),
    - en caso de que, en la fase de sujeción del remache manual (1), el vástago roscado (8) del remache manual (1) no haya entrado directamente en el alojamiento (15) de la llave de giro (14) y no se haya detectado por el oportuno sensor de inserción (32), se realizará una fase de inserción del vástago roscado (8) del remache manual (1) en el alojamiento (15) de la llave de giro (14),
    - una fase de remachado,
    - una fase de retirada de la herramienta del punto donde se ha colocado el remache manual (1), mediante el desplazamiento de la herramienta utilizando el actuador externo en cooperación con los oportunos sensores de posicionamiento y
    - una fase de expulsión de los restos del remache manual (1) a un dispositivo externo de recogida de restos.
    9 - Procedimiento de colocación automática de remaches manuales (1), según la reivindicación 8,caracterizado porquela fase de sujeción del remache manual (1) en el alojamiento cilindrico (9) comprende
    - un paso de inserción del remache manual (1), suministrado por un alimentador externo, en el alojamiento cilíndrico (9), con el vástago roscado (8) hacia el interior, hasta encajar la tuerca poligonal (6) en dicho alojamiento cilíndrico (9), y
    - un paso de sujeción del remache manual (1) mediante los medios de agarre de la tuerca poligonal (6), y los mecanismos de bloqueo en sentido longitudinal y de giro.
    10 - Procedimiento de colocación automática de remaches manuales (1), según la reivindicación 9,caracterizado porqueel paso de sujeción del remache manual (1) comprende
    - un paso de cierre de las garras (10) sobre la tuerca poligonal (6), y
    - un paso de liberación de los pasadores retráctiles (11) que permite a aquellos pasadores retráctiles (11) en posición no coincidente con la tuerca poligonal (6) desplazarse axialmente hacia la abertura del alojamiento cilíndrico (9) por el empuje del muelle (12) inserto en su alojamiento lateral (13) en aquellos puntos donde la posición de la tuerca poligonal (6) lo permita, bloqueando su posible giro, quedando el resto de pasadores retráctiles (11) bloqueados en sus alojamiento lateral (13), sin poder desplazarse por la tuerca poligonal (6),
    pudiendo realizarse ambos pasos simultáneamente.
    11 - Procedimiento de colocación automática de remaches manuales (1), según cualquiera de las reivindicaciones 8, 9 y 10,caracterizado porquela fase de inserción del vástago roscado (8) del remache manual (1) en el alojamiento (15) de la llave de giro (14) comprende
    - un paso de giro del husillo (17) que, mediante la tuerca (18), hace girar, de forma limitada por la bola (19) circulante por un camino cerrado (20) en forma de espiral, la llave de giro (14) con respecto a su eje, mediante un acoplamiento mecánico (22), permitiendo que las caras planas del alojamiento (15) de la llave de giro (14) se alineen con las caras planas del extremo emergente del vástago roscado (8) del remache manual (1) posibilitando su inserción en el alojamiento (15), y
    - un paso de accionamiento de la tuerca (21) con un dentado que permite el giro libre en una posición, desenganchando la tuerca (18) del husillo (17), y permitiendo a partir de este momento el giro libre del husillo (17), y por tanto de la llave de giro (14) con el vástago roscado (8) del remache manual (1) ya insertado en ella.
    12 - Procedimiento de colocación automática de remaches manuales (1), según cualquiera de las reivindicaciones 8, 9, 10 y 11,caracterizado porquela fase de remachado comprende
    - un paso de precarga, en el que se hace girar el eje precargado en giro (25) hasta que lo permita el embrague por muelle (28), con un par limitado en función del par de precarga seleccionado mediante las posiciones de tope (29), momento en que el tetón (31), circulando a través de la ranura (30) parcialmente en espiral, libera el giro y manda una señal mediante un sensor de precarga del muelle (33) para que el actuador externo se detenga y deje de girar, impidiendo el remachado involuntario, - un paso de posicionamiento del remache manual (1) en el punto donde se desea insertar, realizado mediante el desplazamiento de la herramienta mediante el actuador externo en cooperación con los oportunos sensores de posicionamiento, y - un paso giro del vástago roscado (8) mediante activación del actuador externo originando el giro, con todo el par, del vástago roscado (8) del remache manual (1) mediante el husillo (17) y la llave de giro (14), accionados mediante los medios de acoplamiento (26) del eje precargado en giro (25), hasta producirse la rotura del vástago roscado (8) del remache manual (1) en la ranura de rotura (2) prevista, lo cual es detectado por un sensor de par.
    13 - Procedimiento de colocación automática de remaches manuales (1), según cualquiera de las reivindicaciones 8, 9, 10, 11 y 12,caracterizado porquela fase de expulsión de los restos del remache manual (1) comprende
    - un paso de apertura de las garras (10) sobre la tuerca poligonal (6), liberándola, y - un paso de accionamiento de pistón (23) por el interior del husillo (17) y de la llave de giro (14), empujando el vástago roscado (8) restante y por tanto la tuerca poligonal (6), fuera del alojamiento cilindrico (9), y por tanto fuera de la herramienta.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2546022A1 (en) * 2011-07-15 2013-01-16 The Boeing Company Methods and systems for in-process quality control during drill-fill assembly
EP2894356A1 (fr) * 2014-01-14 2015-07-15 Lisi Aerospace Rivet pour fixation aveugle, outil de pose associé et méthode de pose d'un tel rivet
EP3717145A1 (en) * 2017-11-28 2020-10-07 SPS Technologies, LLC Automatic double-action fastener installation tool

Patent Citations (3)

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