ES2986116T3 - Collar con lengüeta para su uso con perno de bloqueo - Google Patents

Collar con lengüeta para su uso con perno de bloqueo Download PDF

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Abstract

Un collar de perno de bloqueo que tiene un vástago que incluye un primer extremo, un segundo extremo opuesto al primer extremo, un orificio pasante que se extiende desde el primer extremo hasta el segundo extremo, una pared interior que se extiende desde el primer extremo hasta el segundo extremo y una pestaña que se extiende radialmente y hacia afuera desde la pared interior, incluyendo la pestaña una superficie superior que tiene una forma arqueada, estando la forma arqueada de la pestaña dimensionada y conformada para acoplarse con al menos una ranura de bloqueo de una porción roscada de un miembro de pasador. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Collar con lengüeta para su uso con perno de bloqueo
Referencia cruzada a la solicitud relacionada
Esta solicitud se refiere a y reivindica el beneficio de la solicitud de patente provisional de los Estados Unidos de propiedad común, copendiente Núm. de serie 62/539,171, presentada el 31 de julio de 2017, titulada “TABBED COLLAR FOR USE WITH LOCK BOLT”.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a sujetadores y, más particularmente, un sujetador que incluye un collar del perno de bloqueo que tiene una lengüeta interna adaptada para acoplar un perno de bloqueo.
Antecedentes de la invención
Los sujetadores de dos piezas embutidos, comúnmente denominados como pernos de bloqueo, se usan para asegurar una pluralidad de piezas de trabajo juntas. Típicamente, los sujetadores de tipo embutición incluyen un miembro de pasador que tiene un eje con ranuras de bloqueo y un collar del perno de bloqueo adaptado para embutirse sobre las ranuras de bloqueo del miembro de pasador mediante una herramienta de instalación de sujetador. El collar tiene un vástago de forma tubular que tiene una pared interna que rodea un orificio pasante que recibe el eje del miembro de pasador durante el ensamble y la instalación. El collar del perno de bloqueo puede tener además una lengüeta interna que sobresale de la pared interna y se extiende parcialmente dentro del orificio pasante. La lengüeta sirve para mantener el collar del perno de bloqueo en su posición en el miembro de pasador después del ensamble y mientras espera la instalación mediante embutición. Sin embargo, estas lengüetas a veces se rompen prematuramente durante la embutición del collar del perno de bloqueo sobre el miembro de pasador, lo que permite la desalineación del collar del perno de bloqueo en el miembro de pasador durante la embutición. Tal desalineación puede evitar que se instale el sujetador o dar como resultado que un sujetador instalado no tenga la resistencia total prevista.
El documento US2013/202383 describe un collar de embutición que comprende un vástago que tiene una pestaña que se extiende circunferencialmente desde un primer extremo de la misma y un hombro festoneado formado en una ubicación donde el primer extremo pasa a la pestaña. El documento US 6233802 B1 describe un collar del perno de bloqueo conocido.
Resumen de la invención
La invención es un collar del perno de bloqueo de acuerdo con la reivindicación 1. El collar del perno de bloqueo de la invención incluye un vástago que tiene un primer extremo, un segundo extremo opuesto al primer extremo, un orificio pasante que se extiende desde el primer extremo al segundo extremo, una pared interna que se extiende desde el primer extremo al segundo extremo, y una lengüeta que se extiende radialmente y hacia fuera desde la pared interna, la lengüeta que incluye una superficie superior que tiene una forma arqueada. La lengüeta se coloca entre el primer y segundo extremos. En una modalidad, el collar incluye además una pestaña ubicada en el primer extremo. En una modalidad, la lengüeta es integral con la pared interna. En una modalidad, la lengüeta es un componente separado fijado a la pared interna.
Un sujetador de acuerdo con la invención incluye un miembro de pasador que tiene una porción de vástago alargada que incluye una porción roscada que tiene al menos una rosca y al menos una ranura de bloqueo; y un collar del perno de bloqueo que tiene un vástago que incluye un primer extremo, un segundo extremo opuesto al primer extremo, un orificio pasante que se extiende desde el primer extremo al segundo extremo, una pared interna que se extiende desde el primer extremo al segundo extremo, y una lengüeta que se extiende hacia fuera desde la pared interna, la lengüeta que incluye una superficie superior que tiene una forma arqueada, la forma arqueada de la lengüeta que se dimensiona y se forma para acoplarse con la al menos una ranura de bloqueo de la porción roscada del miembro de pasador. En una modalidad, la ranura de bloqueo es helicoidal. La lengüeta se coloca entre el primer y segundo extremos. En una modalidad, el collar del perno de bloqueo del sujetador incluye además una pestaña ubicada en el primer extremo. En una modalidad, la lengüeta es integral con la pared interna. En una modalidad, la lengüeta es un componente separado fijado a la pared interna. En una modalidad, la al menos una ranura de bloqueo incluye una pluralidad de ranuras de bloqueo.
En una modalidad, la lengüeta se dimensiona y se forma para maximizar su área y volumen, mientras que aún permite que se hile libremente, y se ajuste dentro de, las ranuras de bloqueo del eje del miembro de pasador. Más particularmente, el tamaño y la forma de la lengüeta permite que más área de sección transversal y/o volumen de la lengüeta entren en contacto y se acoplen con la ranura de bloqueo helicoidal, que proporciona por lo tanto una mayor resistencia contra la extracción o ruptura de la lengüeta durante la embutición del collar sobre el eje del miembro de pasador.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en elevación lateral de un sujetador en su estado ensamblado, que incluye un miembro de pasador y un collar del perno de bloqueo, construido de acuerdo con una modalidad de la presente invención;
La Figura 2 es una vista en sección transversal del sujetador ensamblado de la Figura 1, tomada a lo largo de la línea A-A y mirando en la dirección de las flechas;
La Figura 3 es una vista en sección transversal en elevación lateral del sujetador ensamblado de la Figura 1, tomada a lo largo de la línea B-B y mirando en la dirección de las flechas;
La Figura 4 es una ampliación del área E mostrada en la Figura 3 que muestra la lengüeta radial del collar del perno de bloqueo acoplada en una ranura de bloqueo helicoidal del miembro de pasador;
La Figura 5 es una vista en planta superior de un collar del perno de bloqueo que tiene una lengüeta radial de acuerdo con una modalidad de la presente invención;
La Figura 6 es una vista lateral en sección transversal del collar del perno de bloqueo de la Figura 5 tomada a lo largo de la línea T-T y mirando en la dirección de las flechas;
La Figura 7 es una ampliación del área T2 mostrada en la Figura 6 que muestra la lengüeta radial;
La Figura 8 es una vista lateral en sección transversal del collar del perno de bloqueo de la Figura 5 tomada a lo largo de la línea N-N y mirando en la dirección de las flechas;
La Figura 9 es una ampliación del área N2 mostrada en la Figura 8 que muestra la lengüeta radial; y
La Figura 10 es un diagrama esquemático que muestra los tamaños relativos de la raíz y los diámetros principales de las ranuras de bloqueo helicoidales en el miembro de pasador y una lengüeta radial de un collar del perno de bloqueo de acuerdo con una modalidad de la presente invención, en su estado ensamblado.
Descripción detallada de los dibujos
Con referencia a las Figuras 1 y 3, en una modalidad, un sujetador 10 incluye un miembro de pasador 12 y un collar del perno de bloqueo 14 que se dimensiona y se forma para acoplarse con y embutirse sobre el miembro de pasador 12. El miembro de pasador 12 y el collar del perno de bloqueo 14 se muestran en las Figuras 1 y 3 en su estado acoplado, ensamblado antes de la embutición.
En una modalidad, el miembro de pasador 12 incluye una porción del eje alargada 16 que termina en un extremo en un cabezal 18. En una modalidad, la porción del eje 16 incluye una porción de cola estrechada 26 y una porción roscada 20 que tiene una o más roscas 22 con ranuras de bloqueo helicoidales 24. En una modalidad, la porción roscada 20 incluye una única rosca 22. En otra modalidad, la porción de cola estrechada 26 incluye una única ranura. En otra modalidad, la porción cola estrechada 26 incluye una pluralidad de ranuras. En otra modalidad, la porción de cola estrechada 26 incluye al menos una ranura. En otra modalidad, la porción de cola estrechada 26 incluye una(s) ranura(s) anular(es). En otra modalidad, la porción de cola estrechada 26 incluye una(s) ranura(s) helicoidal(es). En una modalidad, el miembro de pasador 12 se fabrica de acero de aleación de carbono medio. En una modalidad, el miembro de pasador 12 es un perno de nivel de resistencia de Grado 9 (Clase 12.9). En otras modalidades, el miembro de pasador 12 puede caracterizarse por cualquier grado conocido en la técnica, tal como, por ejemplo, Grado 2, Grado 5, Grado 8, Clase 8.8, y Clase 10.9. En otras modalidades, el miembro de pasador 12 puede fabricarse de otros materiales adecuados conocidos en la técnica. En otras modalidades, el miembro de pasador 12 puede consistir de cualquiera de los miembros de pasador como se describió y describe en la patente de Estados Unidos Núm. 7,293,339 de Mercer y otros
Con referencia ahora a las Figuras 1, 3, 5-6 y 8, el collar del perno de bloqueo 14 incluye un vástago de forma tubular 30 que tiene un primer extremo 32, un segundo extremo 34 opuesto al primer extremo 32, y una pestaña 36 que se extiende circunferencialmente desde y cerca del primer extremo 32. El collar del perno de bloqueo 14 incluye además un orificio pasante 38 (ver especialmente las Figuras 5, 6 y 8) que se extiende desde el primer extremo 32 al segundo extremo 34 y forma una pared interna 40 del collar 14. En la Figura 1, una sección de la porción roscada 20 del vástago 16 del miembro de pasador 12 se muestra en línea discontinua debido a que se coloca dentro del orificio pasante 38 del collar del perno de bloqueo 14 y, por lo tanto, no es visible.
En una modalidad, el collar del perno de bloqueo 14 tiene una lengüeta radial 44 que sobresale de la pared interna 40 y que se extiende dentro del orificio pasante 38. La lengüeta radial 44 puede formarse integralmente con el vástago de forma tubular 30 o puede ser un elemento separado formado independientemente del vástago de forma tubular 30 y luego fijarse al mismo, tal como con adhesivo u otros medios de fijación adecuados. En una modalidad, la lengüeta radial 44 incluye una superficie superior radial 46 con una forma arqueada (ver, por ejemplo, las Figuras 2 y 10). En una modalidad, la lengüeta radial 44 se ubica entre el primer y segundo extremos 32, 34 del vástago 30 del collar del perno de bloqueo 14. En una modalidad, la lengüeta radial 44 se ubica cerca del primer extremo 32. En otra modalidad, la lengüeta radial 44 se ubica cerca del segundo extremo 32. Como se muestra en cada una de las Figuras 1 a 3, cuando el miembro de pasador 12 y el collar del perno de bloqueo 14 se ensamblan antes de la embutición, la lengüeta radial 44 se acopla dentro de una ranura de bloqueo helicoidal 24 del eje 16 del miembro de pasador 12. La lengüeta radial 44 se dimensiona y se forma para maximizar su área y volumen, mientras que aún permite que se hile libremente sobre y se ajuste dentro de la ranura de bloqueo helicoidal 24 del eje 16 del miembro de pasador 12.
En una modalidad, el vástago de forma tubular 30 del collar del perno de bloqueo 14 puede incluir además una porción ensanchada 50 ubicada cerca del segundo extremo 34 del mismo. En una modalidad, la porción ensanchada 50 tiene un diámetro externo que es mayor que el diámetro externo de la porción principal del vástago 30.
En una modalidad, el collar del perno de bloqueo 14 se fabrica de acero de carbono bajo. En otra modalidad, el collar del perno de bloqueo 14 se fabrica de acero de carbono bajo no recocido. En otra modalidad, el collar del perno de bloqueo 14 se fabrica de acero de carbono bajo recocido. En otra modalidad, el collar del perno de bloqueo 14 se fabrica de acero de boro de carbono medio, tal como, por ejemplo, acero 10B22. En otra modalidad, el collar del perno de bloqueo 14 se fabrica de acero de carbono medio, tal como, por ejemplo, acero 1038. En otra modalidad, el collar del perno de bloqueo 14 está "en su estado original" y no requiere procesamiento térmico, como se describió y describe en la patente de Estados Unidos mencionada anteriormente Núm. 7,293,339 de Mercer y otros Como se emplea en la presente descripción, el término "en su estado original" se refiere a un collar que se endurece por deformación, por ejemplo, del trabajo en frío, en lugar de cambiar la dureza mediante el uso de un proceso térmico (por ejemplo, temple y revenido, alivio de tensión, etc.). En la modalidad, el collar del perno de bloqueo 14 y la lengüeta radial 44 se fabrican del mismo tipo de material. En una modalidad, el collar del perno de bloqueo 14 y la lengüeta radial 44 se fabrican de diferentes materiales. En una modalidad, la lengüeta radial 44 se fabrica de metal. En otra modalidad, la lengüeta radial 44 se fabrica de caucho. En otra modalidad, la lengüeta radial 44 se fabrica de plástico. En una modalidad, la lengüeta radial 44 se fabrica de nailon.
La Figura 2 proporciona una vista en sección transversal del sujetador ensamblado de la Figura 1, tomada a lo largo de la línea A-A y mirando en la dirección de las flechas. Como puede verse en esta vista en sección transversal, cuando el sujetador 10 se ensambla y antes de la embutición, la lengüeta radial 44 del collar 14 se acopla en una ranura de bloqueo helicoidal 24 del eje 16 del miembro de pasador 12. Más particularmente, como se muestra en la Figura 2, la superficie superior radial 46 de la lengüeta radial 44 tiene una forma arqueada que se adapta a la curva del eje 16 en la ranura de bloqueo helicoidal 24 de manera que, cuando se ensamblan el miembro de pasador 12 y el collar del perno de bloqueo 14, se inserta una porción mayor de la lengüeta radial 44 en la ranura de bloqueo helicoidal 24 y está en contacto con el eje 16 que en diseños anteriores de collares de pernos de bloqueo con lengüetas. La Figura 4 proporciona una ampliación del área E indicada en la Figura 3, que se muestra con la lengüeta radial 44 acoplada en una ranura de bloqueo helicoidal 24 entre las roscas adyacentes 22a, 22b.
Además, con respecto a la modalidad ilustrativa descrita en la presente descripción, las Figuras 7 y 9 proporcionan ampliaciones de las secciones T2 y N2 indicadas en las Figuras 6 y 8, respectivamente, y muestran la lengüeta radial 44 que tiene una longitud L y una altura H. Por ejemplo, en una modalidad, con referencia a la Figura 9, en el centro de la lengüeta radial 44 (es decir, donde la línea N-N de la Figura 5 pasa a través de la lengüeta 44), la longitud L de la lengüeta radial 44 es aproximadamente 0,06858 cm o 0,027 pulgadas, y la altura H (es decir, la distancia entre la pared interna 40 del collar 14 y la superficie radial superior 46 de la lengüeta radial 44) es aproximadamente 0,02286 cm o 0,009 pulgadas. Con referencia a la Figura 7, en una modalidad, en una posición descentrada de la lengüeta radial 44 (por ejemplo, donde la línea T-T de la Figura 5 pasa a través de la lengüeta 44), la longitud L de la lengüeta radial 44 es aproximadamente 0,0635 cm o 0,025 pulgadas, y la altura H es aproximadamente 0,02286 cm o 0,009 pulgadas. Por lo tanto, una altura constante H con relación a la pared interna 40 se logra al formar la lengüeta radial 44 con la superficie superior radial 46 que tiene una forma arqueada. Se observa que las dimensiones mencionadas anteriormente, es decir, la longitud L y la altura H, de la lengüeta radial 44 pueden variar en base al tamaño total del collar 14 y los materiales particulares de los cuales se fabrica como entenderán los expertos en la técnica relevante.
El tamaño y la forma de la lengüeta radial 44 permiten que más área de sección transversal y/o volumen de la lengüeta radial 44 entren en contacto y se acoplen con la ranura de bloqueo helicoidal 24, que proporciona por lo tanto una mayor resistencia contra la extracción o ruptura de la lengüeta radial 44 durante la embutición del collar 14 sobre el eje 16 del miembro de pasador 12. La Figura 10 proporciona una guía para la dimensión de la lengüeta radial 44 con relación al tamaño de las roscas 22 y las ranuras de bloqueo helicoidales 24 de la porción roscada 20 del eje 16 del miembro de pasador 12. La profundidad de cada ranura de bloqueo helicoidal 24 se determina por el diámetro principal Dmáx, que corresponde al diámetro más exterior de las roscas 22, y el diámetro de la raíz Dmín, que corresponde al diámetro más interior de la ranura de bloqueo helicoidal 24. El diámetro principal Dmáx es, por supuesto, ligeramente menor que el diámetro del orificio Dorificio del orificio pasante 38 del collar del perno de bloqueo 14, para permitir que la porción roscada 20 del eje 16 del miembro de pasador 12 se ajuste estrechamente pero libremente dentro del orificio pasante 38 del collar 14. La lengüeta radial 44 se forma que tiene una superficie superior radial 46 que tiene una forma arqueada que se dimensiona para tener un diámetro ligeramente mayor que el diámetro de la raíz Dmín de las ranuras de bloqueo helicoidales 24. Como se muestra en la Figura 10, una mayor área de sección transversal (indicada por el sombreado transversal en la Figura 10), es decir, aproximadamente 27%mayor que las lengüetas estándar, se proporciona por la lengüeta radial 44 del collar del perno de bloqueo 14 de acuerdo con la presente invención.
Aunque no se muestra en las figuras, los expertos en la técnica relevante conocen y entienden generalmente el uso del sujetador 10 para asegurar una pluralidad de piezas de trabajo juntas. Más particularmente, el eje 16 del miembro de pasador 12 se inserta a través de orificios alineados en dos o más piezas de trabajo apiladas (no mostradas en las Figuras) hasta que el cabezal 18 del miembro de pasador 12 se acopla a un lado de las piezas de trabajo apiladas y el eje 16 se extiende más allá del lado opuesto de las piezas de trabajo apiladas. El collar del perno de bloqueo 14 luego se ensambla con el miembro de pasador 12 al pasar el eje 16 a través del orificio pasante 38 y más allá del vástago 30 del collar 14 hasta que el primer extremo 32 y la pestaña 36 del collar 14 se acoplan al lado opuesto de las piezas de trabajo apiladas (no se muestra en las Figuras). En este estado ensamblado, como se discutió anteriormente, la lengüeta radial 44 se asienta en una ranura de bloqueo helicoidal 24 en la porción roscada 20 del eje 16 del miembro de pasador 12 para contener el collar 14 en el miembro de pasador 12 mientras espera la instalación mediante embutición. Después del ensamble del sujetador 10, se usa una herramienta de instalación (no mostrada en las Figuras) para agarrar las roscas 22 en el eje 16 y aplicar una carga de embutición axial relativa al vástago 30 del collar 14, de manera que el collar 14 se embute sobre el eje 16 del miembro de pasador 12.
Debe entenderse que las modalidades descritas en la presente descripción son simplemente ilustrativas y que un experto en la técnica puede realizar muchas variaciones y modificaciones. Tales variaciones y modificaciones pretenden incluirse dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un collar del perno de bloqueo (14), que comprende:
un vástago (30) que tiene un primer extremo (32), un segundo extremo (34) opuesto al primer extremo, un orificio pasante (38) que se extiende desde el primer extremo al segundo extremo, una pared interna (40) que se extiende desde el primer extremo al segundo extremo, y una lengüeta (44) que se extiende radialmente y hacia fuera desde la pared interna entre el primer extremo y el segundo extremo,
en donde la pared interna incluye una primera porción que se extiende desde el segundo extremo a la lengüeta y una segunda porción que se extiende desde la lengüeta a una segunda ubicación cerca del primer extremo, y en donde la lengüeta incluye:
una primera superficie que se extiende hacia fuera desde la primera porción, en donde la primera superficie se extiende perpendicular con relación a un eje longitudinal del collar del perno de bloqueo;
una segunda superficie que se extiende hacia fuera desde la segunda porción, en donde la segunda superficie se extiende oblicuamente con relación al eje longitudinal del collar del perno de bloqueo; y
una superficie superior (46) que se extiende desde la primera superficie a la segunda superficie, caracterizado porque
la superficie superior se extiende perpendicular con relación a la primera superficie, y en donde la superficie superior tiene una forma cóncava arqueada.
2. El collar del perno de bloqueo (14) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además una pestaña (36) ubicada en el primer extremo (32).
3. El collar del perno de bloqueo (14) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la lengüeta (44) es integral con la pared interna (40).
4. El collar del perno de bloqueo (14) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la lengüeta (44) es un componente separado fijado a la pared interna (40).
5. Un sujetador (10), que comprende:
un miembro de pasador (12) que tiene una porción de vástago alargada (16) que incluye una porción roscada (20) que tiene al menos una rosca (22) y al menos una ranura de bloqueo (24); y
un collar del perno de bloqueo (14) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la forma arqueada de la lengüeta se dimensiona y se forma para acoplarse con la al menos una ranura de bloqueo de la porción roscada del miembro de pasador.
6. El sujetador (10) de acuerdo con la reivindicación 5, en donde cada ranura de bloqueo (24) es helicoidal.
7. El sujetador (10) de acuerdo con la reivindicación 5, que comprende además una pestaña (36) ubicada en el primer extremo (32).
8. El sujetador (10) de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la lengüeta (44) es integral con la pared interna (40).
9. El sujetador (10) de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la lengüeta (44) es un componente separado fijado a la pared interna (40).
10. El sujetador (10) de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la al menos una ranura de bloqueo (24) incluye una pluralidad de ranuras de bloqueo.
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