MXPA01005668A

MXPA01005668A - Sujetador ciego.

Info

Publication number: MXPA01005668A
Application number: MXPA01005668A
Authority: MX
Inventors: Keith Denham
Original assignee: Textron Fastening Syst Ltd
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2003-07-14
Also published as: CN1330746A; JP4114908B2; DE69921359T2; EP1141560B1; JP2002532661A; GB2344864A; CA2351467A1; CN1283930C; DK1141560T3; ATE280334T1; US6537005B1; CA2351467C; WO2000036309A1; KR20010101191A; EP1141560A1; AU752826B2; GB9827647D0; ES2230918T3; AU1395200A; KR100732306B1

Abstract

La presente invención se refiere a un sujetador ciego para la inserción a través de una abertura en una pieza de trabajo, el sujetador comprende un perno, un manguito y un miembro empalmado;el perno se extiende dentro del manguito y acopla con el mismo en o cerca de un primer extremo del manguito;el otro extremo del manguito tiene una cabeza radialmente alargada;el manguito es de una pieza y tiene una porción radialmente expandible adyacente al primer extremo;el miembro de empalme es adyacente a la cabeza del manguito y sobresale más alláradialmente de la cabeza y el perno que se extiende más alládel miembro de empalme;la cabeza del manguito se proporciona con un elemento frágil contra el cual el miembro de empalme se empalma;por medio del cual, cuando el manguito se inserta en una abertura adecuada en una pieza de trabajo del espesor adecuado con la porción que se extiende del manguito que sobresale más alláde la cara o remota del a pieza de trabajo y la cabeza del maguito que empalma la cara cercana de la pieza de trabajo con el miembro de empalme que empalma el elemento frágil de la cabeza del maguito, el miembro de empalme se separa con esto lejos de la cara cercana de la pieza de trabajo;de manera que cuando una fuerza de tracción que incrementa progresivamente se aplica a la parte del perno que se extiende más alládel miembro de empalme, la fuerza de fracción que se soporta contra el miembro de empalme, de manera que la compresión axial es aplicada al manguito de entre la cabeza y su acoplamiento con el perno, inicialmente el elemento frágil soporta la fuerza suficiente para permitir que la parte que radialmente se extiende del manguito se expanda radialmente y forme una cabeza ciega en el empalme con la cara remota de la pieza de trabajo;y después de esto el elemento frágil se interrumpe con esto para remover la compresión axial del manguito, y permite que el miembro de empalme se mueva a lo largo del perno para entrar en el empalme con la cara cercana de la pieza de trabajo, aplicando con esto compresión a la pieza de trabajo entre la cabeza ciega y el miembro de empalme;y después de esto el miembro de empalme puede asegurarse al per

Description

SUJETADOR CIEGO La invención se refiere a un sujetador ciego, que es, uno que puede instalarse durante el acceso a un lado solamente de una pieza de trabajo. Más particularmente, la invención se refiere a un sujetador ciego del tipo que comprende un perno, un manguito y un miembro de empalme. En uso del sujetador en una pieza de trabajo comprende dos o más miembros que se aseguran juntos, el perno y el manguito se insertan a través de una abertura en la pieza de trabajo, para que sus porciones de extremo remotas sobresalgan más allá de la cara remota o ciega de la pieza de trabajo. La aplicación de compresión axial al manguito por medio de una fuerza de tracción en el perno con respecto al manguito provoca que la porción de extremo saliente del manguito se deforme en una cabeza ciega que hace contacto con la cara ciega de la pieza de trabajo. La pieza de trabajo entonces se comprime entre la cabeza ciega y el miembro de empalme, y el miembro de empalme entonces se asegura al perno, para asegurar los miembros de la pieza de trabajo juntos en la condición comprimida. La creación y retención de esta compresión son importantes para la resistencia de la junta resultante . Existen formas alternativas posibles para proporcionar el acoplamiento mecánico necesario entre los diversos miembros de componente del sujetador. El extremo remoto del perno puede tener una cabeza que sobresale radialmente, la cual hace contacto con el extremo del manguito para aplicar fuerza compresiva al mismo, o el extremo remoto del perno puede estar en acoplamiento roscado con el manguito. El miembro de empalme puede asegurarse permanentemente a la porción extrema cercana del perno por medio de indentación, o puede asegurarse en forma removible por medio de una conexión roscada. La aplicación de una fuerza compresiva axial al manguito con el fin de formar la cabeza ciega requiere obviamente que el extremo cercano del manguito se soporte, con el fin de colocarlo en compresión axial. Sin embargo, en una etapa final en el proceso de instalación, cuando la pieza de trabajo se comprime entre el miembro de empalme y la cabeza ciega, es importante que nada de esta fuerza compresiva se soporte por el manguito, de otra manera la compresión aplicada a la pieza de trabajo se reduciría. Estos dos requerimientos de diseño no se acoplan rápidamente para combinarse. Al mismo tiempo, también es deseable que el sujetador tenga una pasada de ajuste tan grande como sea posible, es decir que idénticos sujetadores trabajarán exitosamente en piezas de trabajo de diferentes espesores generales. Esto también impone restricciones de diseño en el sujetador. Una. forma que se ha usado es proporcionar un miembro despojable entre el miembro de empalme y el extremo cercano del manguito, el cual soporta inicialmente la compresión axial suficiente en el manguito para formar la cabeza ciega, aunque se fisura cuando incrementa la carga aplicada entre el miembro de empalme y el manguito. Un sujetador se describe en detalle en EP 0705986 A y la US 5603592 equivalente. Sin embargo, es aparente a partir de estos documentos que la construcción de sujetadores es complicada, implicando una multiplicidad de partes que se fabrican y ensamblan juntas. Por ejemplo, el manguito está en dos partes, y existen miembros de empalme separados, de seguro de empalme y despojables. Esto incrementa el costo de fabricación del sujetador. También el ensamble de cabeza del sujetador es profundamente necesario, con el- fin de acomodar tanto una pasada de ajuste útil como el cierre de cualquier espacio que pueda existir inicialmente entre los miembros de la pieza de trabajo. La presente invención ayuda a permitir la provisión de un sujetador de construcción más simple y más pequeña. La invención proporciona, en uno de sus aspectos, un sujetador ciego, como se establece en la reivindicación 1 de las reivindicaciones anexas. Las características adicionales de la invención se establecen en las reivindicaciones 2 a 6. La invención incluye un método para formar una junta con remaches, como se establece en las reivindicaciones 7 y 8. La invención también incluye una junta con remaches como se establece en la reivindicación 9. Una modalidad especifica para la invención se describirá ahora por medio del ejemplo y con referencia a los dibujos anexos en los cuales: la Figura 1 es una elevación exterior del perno; la Figura 2 es una sección axial a través del manguito; la Figura 3 es una sección a través del miembro de empalme ; las Figuras 4 a 9 ilustran etapas sucesivas en la instalación del sujetador en una pieza de trabajo, la pieza de trabajo, el manguito, el miembro de empalme y el yunque de herramienta de instalación se muestran en sección, y el perno se muestra en elevación; las Figuras 10 y 11 corresponden a las Figuras 4 y 9 respectivamente, e ilustran una modificación menor. El perno, manguito y miembro de empalme todos tiene simetría circular. El perno 11 (Figura 1) es de acero al carbono medio y comprende un fuste 12 cilindrico alargado con una cabeza 13 alargada radialmente integral en un extremo del fuste, por medio del cual el perno se acopla con un extremo del manguito. Adyacente a la cabeza 13 el fuste del perno tiene una porción 14 lisa, seguida por una porción 15 de muesca de bloqueo y después un cuello 16 de rotura el cual es la parte más débil del perno. Después de éste, existe otra porción 17 plana, seguida por una porción 18 de muescas de tracción (parte mostrada separada para conveniencia de ilustración) , cuyas muescas son para el acoplamiento por las mordazas de la herramienta de instalación del sujetador. La forma del perno es bien conocida en el diseño y práctica de los sujetadores de tipo de perno y collar, por ejemplo, aquellos disponibles comercialmente bajo la Marca Comercial Registrada AVDELOK. El manguito 21 (Figura 2) generalmente es cilindrico y está hecho de acero al bajo carbono. Tiene un orificio 22 pasante de diámetro uniforme el cual es el ajuste deslizante en el fuste 12 del perno, y un fuste 23 cilindrico el cual es de diámetro externo uniforme. En un extremo (el extremo en punta) el fuste de manguito tiene una cara 24 de extremo plana, y en el otro extremo (el extremo de la cabeza) una cabeza 25 alargada radialmente formada en forma integra. La cabeza de manguito comprende una pestaña 26 que tiene una cara 27 de cabeza inferior anular plana. Formada integralmente con la pestaña 26 de cabeza se encuentra un elemento 28 frágil en la forma de una pestaña que sobresale radialmente, la cual sobresale radialmente más allá la cara 27 de cabeza inferior y también se separa axialmente de cara 27 de cabeza inferior. Como se ilustra en la Figura 2, la pestaña de cabeza y la pestaña frágil tienen una cara 29 superior plana común, pero la pestaña 28 frágil es más delgada que la pestaña 26 de cabeza, por lo que produce el espacial axial antes mencionado entre sus caras inferiores, ocupado por la cara 31 circunferencial exterior de la parte más baja de la pestaña 26 de cabeza. El fuste de manguito incluye una porción que se extiende radialmente, la cual está centrada en una zona 18 .templada, la cual como se indica en la Figura 2, en este ejemplo se extiende axialmente desde una posición como a la mitad a lo largo de la longitud del fuste 21 del manguito hasta una posición a aproximadamente tres cuartos del camino de la cabeza 26 del manguito hacia la punta 24 de manguito. En este ejemplo, esta porción 19 templada se hace más dúctil que el resto del manguito mediante recocido en banda. El miembro de empalme (Figura 3) está en la forma de un collar 32 hecho de acero al bajo carbono. Tiene un orificio 33 pasante el cual es un ajuste de interferencia en el fuste 12 de perno. Como es común con los collares del tipo de sujetador AVDELOK (Marca Comercial Registrada) , el borde periférico de la parte superior del collar tiene un bisel, mientras que el extremo inferior tiene una pestaña 35 que sobresale radialmente. La cara 36 de fondo es plana, aunque es anular, ya que se proporciona con un rebajo 37 doble. El rebajo 37 generalmente es circular en el eje del collar, y comprende un rebajo 38 exterior y un rebajo 39 interior de diámetro más pequeño que el rebajo 38 exterior. El rebajo exterior es de un diámetro y profundidad adecuados para recibir la pestaña 28 frágil del manguito, teniendo una cara 41 de fondo anular la cual rodea el rebajo 39 interior. Este rebajo interior tiene un diámetro adecuado para recibir la cara 31 circunferencial de la cabeza del manguito, y la profundidad axial total de los dos rebajos es preferiblemente mayor que el espesor axial total de la cabeza 25 de manguito. El perno, manguito y collar se ensamblan juntos para formar un sujetador en la forma ilustrada en la Figura . El manguito se ensambla en el fuste 12 de perno de manera que la cara 24 de extremo del manguito empalma la cara anular de la cabeza 13 de perno, y el collar 32 luego se ensambla en el fuste del perno de manera que la cara 41 de rebajo anular empalma la cara 29 superior de cabeza de manguito en la cara superior anular que sobresale radialmente de la pestaña 28 frágil. La porción 17 plana del perno sobresale de la cara superior del collar 32. El collar se asegura temporalmente al perno en esta posición por su ajuste de interferencia en el fuste del perno, para prevenir el desensamble del sujetador durante el manejo. También como se ilustra en la Figura 4, el sujetador es usado para asegurar juntos dos paneles 42, 43 de metal estructural, que tienen una abertura 44 cilindrica a través de ellos, en los cuales el manguito 21 es un ajuste con huelgo. En este ejemplo, los paneles 42, 43 inicialmente se separan de un espacio 20, lo cual el sujetador cerrará antes de que asegure los paneles juntos. El espesor general de la pieza de trabajo formada por los paneles 42 y 43 y el espacio 20, preferiblemente es más de la mitad de la longitud de fuste 23 de manguito, de manera que el extremo más cercano de la zona 19 templada del manguito indicada en la Figura 1 yace dentro de la cara 46 remota de la pieza de trabajo cuando la cara 27 de cabeza inferior de la cabeza de manguito hace contacto con la cara 45 cercana de la pieza de trabajo. El sujetador ahora se instala al aplicar una tracción de incremento progresivo a la parte que sobresale del perno 11 en relación al manguito 21. Esto se hace por medio de una herramienta de colocación de sujetador accionada hidráulicamente estándar, como aquella comercialmente disponible bajo la designación AVDEL (Marca Comercial Registrada) Type 722, la cual se usa para instalar los sujetadores de tipo de perno y collar propiamente referidos. La herramienta incluye un yunque 47 anular (Figura 5) que tiene una boca 48 interna conformada apropiadamente para indentar el collar 32. La herramienta también incluye mordazas (no mostradas) que acoplan con las muescas de tracción en la porción 18· del perno, y un pistón hidráulico y un dispositivo cilindrico (no mostrado) , para aplicar una fuerza de retracción que incrementa progresivamente a las mordazas con respecto al yunque. Tales herramientas y su forma de uso son bien conocidas por aquellos que usan sujetadores ciegos, y no se necesitan describir en detalle en la presente. La herramienta se presenta la parte que sobresale del perno, de manera que el extremo exterior de la boca del yunque hace contacto con la parte superior del collar 32 .alrededor de su bisel 34, como se ilustra en la Figura 5. La herramienta entonces se acciona de manera que sus mordazas acoplan la porción 18 de muesca de tracción del perno y ejerce una tracción que incrementa progresivamente en el mismo con respecto al yunque 47. Esta fuerza de reacción se transmite a través del collar 32 a su cara 41 anular de rebajo, y por tanto mediante la cara de la porción 28 frágil del collar al manguito. El collar, de este modo es axialmente comprimido entre la cara de la pestaña 28 y su cara 24 de extremo en contacto con la cabeza 13 de perno. La porción templada del manguito se deforma echándose hacia afuera, para formar progresivamente una cabeza ciega en contacto con la cara 46 posterior de la pieza de trabajo. A medida que la cabeza ciega se forma progresivamente, ejerce una fuerza compresiva en la cara 46 posterior del panel 43 posterior, lo cual empuja los paneles 42, 43 juntos y de esta manera cierra el espacio 20 de manera que los paneles están finalmente en contacto con entre si y se comprimen juntos entre la cabeza 25 de manguito y la cabeza ciega. La forma final de la cabeza ciega en este ejemplo, se ilustra en 49 en la Figura 5. La pestaña 28 frágil es lo suficientemente fuerte para soportar la fuerza necesaria para formar completamente la cabeza 49 ciega, aunque como la fuerza en el collar 32 se incrementa adicionalmente, la pestaña 28 frágil se separa del cuerpo principal de la cabeza 25 del manguito. El collar 32 se dirige debajo del perno hacia la pieza de trabajo. Ya que la pestaña 28 no es más delgada que el rebajo 38 exterior del collar, la cara 36 inferior del collar hace contacto con la cara 45 cercana de la pieza de trabajo, como se ilustra en la Figura 6. Ya que el rebajo 39 interior del collar y el rebajo 38 exterior tienen una profundidad general mayor que el espesor de la cabeza 25 de manguito, existe un espacio 51 arriba de la cabeza del manguito. De este modo, no se puede aplicar carga axial a la cabeza del manguito por el collar. Consecuentemente, a medida que la fuerza aplicada por la herramienta de instalación continúa incrementándose, toda la compresión que ejerce se aplica entre la cabeza 49 ciega y la cara 36 interior del collar a la pieza de trabajo, ajusfando de este modo los paneles 42, 43 juntos fuertemente. A medida que la fuerza aplicada por la herramienta incrementa adicionalmente/ el yunque 47 es empujado hacia abajo sobre el exterior del collar, de manera que la boca 48 del yuaque indenta el collar 32 radialmente hacia adentro de las muescas 15 de trabado en el perno. El yunque se detiene con su cara inferior cerca de la pestaña en la parte inferior del collar. Esta posición se ilustra en la Figura 7. El incremento adicional de la fuerza aplicada por la herramienta provoca que el perno se interrumpa en el cuello 16 de interrupción, la punta del perno interrumpida que se jala lejos por las mordazas, deja una superficie 52 •interrumpida, como se ilustra en la Figura 8. La herramienta entonces se remueve, para dejar el sujetador instalado, como se ilustra en la Figura 9. En ciertas circunstancias, puede encontrarse que cuando el collar 32 es indentado en el perno mediante el yunque 47 de herramienta, el material de collar se extruye hacia la cabeza 25 de manguito. La modificación mostrada en las Figuras 10 y 11 proporciona espacio para acomodar tal material extruido. La cara 29 superior de la cabeza 25 de manguito se proporciona con un rebajo 53 cónico poco profundo, y el rebajo 39 interior en la parte inferior del collar se proporciona con un rebajo 54 cónico poco profundo, como se ilustra en la Figura 10 (la cual corresponde a la Figura 4) . De este modo, como se ilustra en la Figura 11 (la cual corresponde a la Figura 9) el material extruido 55 de collar se acomoda. El sujetador descrito en el ejemplo anterior es ventajoso sobre el que se describe en la técnica anterior EP 0705986 A en que comprende menos partes, y por tanto menos costosos para fabricarse y ensamblarse. Además, el sujetador de la técnica anterior inicialmente forma su cabeza ciega separada de la cara posterior de la pieza de trabajo, y después jala el manguito en la pieza de trabajo, de manera que la cabeza ciega acopla la cara posterior de la pieza de trabajo. Esto requiere la provisión de un espacio suficientemente grande dentro del miembro de empalme para acomodar el extremo del manguito retractado. La longitud de retracción incrementará con la disminución de la longitud de agarre. En el sujetador del presente ejemplo, la cabeza ciega se forma en contacto con la cara posterior de la pieza de trabajo, disminuyendo la longitud de agarre y el cierre de cualquier espacio inicial entre los miembros de la pieza de trabajo que se acomodan para incrementar el exento radial de la cabeza ciega, de manera que la longitud completa del sujetador puede reducirse comparada con la técnica anterior. La invención no se restringe a los detalles del ejemplo anterior. Por ejemplo, en vez del perno 11 que se jala dentro del manguito 21 por una mordaza de retracción de tipo de herramienta, puede jalarse mediante un arreglo de tuerca giratoria similar a aquella descrita en EP 0705986A. El miembro 32 de empalme no necesita asegurarse permanentemente al perno 11, pero puede asegurarse al mismo removiblemente , por ejemplo, por medio de un arreglo de tuerca giratoria separada, también como se describe en EP 0705986 A. La tuerca separada puede evitarse al hacer al miembro de empalme mismo en acoplamiento roscado con el perno . La carga en la cual el elemento frágil se divide puede controlarse al seleccionar el área sobre la cual es inicialmente integral con la cabeza de manguito, por ejemplo, al seleccionar el espesor del elemento 28 frágil, o al proporcionar una muesca anular del mismo diámetro de la cabeza 25 de manguito, en la cara superior o la cara inferior del elemento 28 frágil. El elemento 28 frágil no necesita ser integral con la cabeza 25 de manguito, aunque puede proporcionarse como un elemento anular separado, como también se describe en EP 0705986 A, aunque esto no seria ventajoso al reducir el número de componentes . En uso del sujetador descrito en el ejemplo anterior, no es esencial que la formación de la cabeza ciega se complete antes de que la interrupción del miembro frágil ocurra, con la condición de que se complete antes de que la indentación del collar de miembro de empalme al perno ocurra.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un sujetador ciego para la inserción a través de una abertura en una pieza de trabajo, el sujetador comprende un perno, un manguito y un miembro empalmado ; el perno se extiende dentro del manguito y acopla con el mismo en, o cerca de un primer extremo del manguito; el otro extremo del manguito tiene una cabeza radialmente alargada; el manguito es de una pieza y tiene una porción radialmente expandible adyacente al primer extremo; el miembro de empalme es adyacente a la cabeza del manguito y sobresale más allá radialmente de la cabeza y el perno que se extienden más allá del miembro de empalme; la cabeza del manguito se proporciona con un elemento frágil contra el cual el miembro de empalme se empalma ; por medio del cual, cuando el manguito se inserta en una abertura adecuada en una pieza de trabajo del espesor adecuado con la porción que se expande del manguito que sobresale más allá de la cara ciega o remota de la pieza de trabajo y la cabeza del manguito que empalma la cara cercana de la pieza de trabajo con el miembro de empalme que empalma el elemento frágil de la ' cabeza de manguito, el miembro de empalme se separa con esto lejos de la cara cercana de la pieza de trabajo; de manera que cuando una fuerza de tracción que incrementa progresivamente se aplica a la parte del perno que se extiende más allá del miembro de empalme, la fuerza de tracción que se soporta contra el miembro de empalme, de manera que la compresión axial es aplicada al manguito de entre la cabeza y su acoplamiento con el perno, inicialmente el elemento frágil soporta la fuerza suficiente para permitir que la parte que radialmente se extiende del manguito se expanda radialmente y forme una cabeza ciega en el empalme con la cara remota de la pieza de trabajo; y después de esto el elemento frágil se interrumpa con esto para remover la compresión axial del manguito, y permita que el miembro de empalme se mueva a lo largo del perno para entrar en el empalme con la cara cercana de la pieza de trabajo, aplicando con esto compresión a la pieza de trabajo entre la cabeza ciega y el miembro de empalme; y después de esto el miembro de empalme puede asegurarse al perno.
2. Un sujetador ciego como se reivindica en la reivindicación 1, en el cual el miembro de empalme tiene un rebajo para recibir la cabeza del manguito después de que el elemento frágil se ha interrumpido, el exento axial del rebajo es mayor que el espesor axial de la cabeza de manguito.
3. Un sujetador ciego como se reivindica en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el cual el elemento frágil se proporciona por una parte la cual se separa axialmente lejos de la pieza de trabajo de la cara en contacto con la pieza de la cabeza de manguito.
4. Un sujetador ciego como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el elemento frágil se proporciona por una parte que se extiende radialmente hacia afuera más allá de la parte de contacto con la pieza de trabajo de la cabeza de manguito.
5. Un sujetador ciego como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el elemento frágil se forma integralmente con la cabeza de manguito .
6. Un sujetador ciego como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el miembro de empalme se asegura permanentemente al perno por la deformación dentro del acoplamiento con el mismo.
7. Un método para formar una junta con remaches por medio de un sujetador ciego como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende las etapas : insertar el manguito y el perno en la abertura de la pieza de trabajo, de manera que la porción que se puede expandir del manguito sobresalga más allá del lado ciego o remoto de la pieza de trabajo y la cabeza del manguito empalme la cara cercana de la pieza de trabajo con el miembro de empalme, empalmando el elemento frágil de la cabeza de manguito, el miembro de empalme se separa lejos de la cara cercana de la pieza de trabajo; y aplicar una fuerza de tracción que incrementa progresivamente a la parte del perno que se extiende más allá del miembro de empalme, la fuerza de tracción se soporta contra el miembro de empalme, aplicando con esto una compresión axial al manguito entre la cabeza y su acoplamiento con el perno, de manera que inicialmente el elemento frágil soporta suficiente fuerza para permitir que la parte que se expande radialmente del manguito se expanda radialmente y forme una cabeza ciega en empalme con la cara remota de la pieza de trabajo; y después de esto, el elemento frágil se divide y remueve la compresión axial del manguito, y el miembro de empalme se mueve a lo largo del perno para entrar en un empalme con la cara cercana de la pieza de trabajo, aplicando con esto compresión a la pieza de trabajo entre la cabeza ciega y el miembro de empalme; y después asegurar el miembro de empalme al perno.
8. Un método como se reivindica en la reivindicación 7, el cual se asegura el miembro de empalme al perno, se efectúa al deformar el miembro de empalme en el acoplamiento con el perno.1
9. Una junta con remaches la cual se ha formado por medio de un sujetador, o por medio de un método como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes.