MXPA98003489A - Sujetador con roscas primarias y secundarias - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sujetador con una cabeza y un vástago unitario a la cabeza, donde el vástago define el eje y tiene una porción generalmente cilíndrica, esta porción generalmente cilíndrica tiene un extremo próximo incorporado a la cabeza y un extremo distal, donde el vástago tiene una formación de rosca primaria y una formación de rosca secundaria, y la formación de rosca primaria define las roscas espaciadas axialmente a lo largo de la porción generalmente cilíndrica del vástago y que tiene una dimensión radial generalmente uniforme a lo largo de la porción generalmente cilíndrica del vástago, que la formación de la rosca secundaria que define las roscas espaciadas axialmente entre por lo menos algunas de las roscas definidas por la formación de la rosca primaria, donde la formación de la rosca secundaria que se origina en una región espaciada axialmente del extremo distal de la porción generalmente cilíndrica del vástago y terminando en la cabeza, con una dimensión radial aterrajada hacia afuera de la región donde se origina la formación de rosca secundaria hacia la cabeza.

Description

SUJETADOR CON ROSCAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS Campo Técnico del Invento Este invento pertenece a un sujetador del tipo empleado para asegurar entre sí dos placas de hojas metálicas. El sujetador tiene una cabeza, la cual puede tener una nervadura absorbente de torque, y un vastago, el cual tiene una formación de rosca primaria y una formación de rosca secundaria. La formación de la rosca secundaria es ahusada. Antecedentes del Invento El sujetador del tipo mencionado anteriormente se usa para asegurar placas dé hoja metálica, las cuales son convenientemente denominadas como placas de empalme. Comúnmente, las placas de empalme son puncionadas previamente con un orificio que puede ser denominado convenientemente como hoyo de franqueo. Comúnmente, el vastago se adapta para pasar libremente a través del hoyo de franqueo, para entrar al hoyo ahusado en una punta ahusada, y aterrajar una rosca complementaria alrededor del hoyo ahusado, a través de una rosca auto-ahusada en el vastago, cuando se introduce el sujetador. Entre otros datos característicos del sujetador del tipo mencionado anteriormente, es conveniente hacer referencia al torque ahusado, el cual es el torque requerido por la rosca auto-ahusada para aterrajar la rosca complementaria cuando se conduce el sujetador de forma giratoria. Aun más, es conveniente hacer referencia al torque de desmontaje, el cual es un torque requerido para una rosca auto-ahusada para desmontar la rosca complementaria de tal forma que el vastago gire libremente dentro del hoyo ahusado. Comúnmente, el sujetador del tipo mencionado anteriormente se produce en grandes cantidades, de las cuales se seleccionan muestras estadísticamente significativas para prueba. Entre otros datos obtenidos de las pruebas de cualquier muestra determinada, es conveniente hacer referencia a la estadística del torque ahusado máximo, el cual es el máximo torque requerido para una rosca auto-ahusada de cualquiera de los sujetadores probados en la muestra para ahusar esa rosca complementaria. Aun más, es conveniente hacer referencia a la estadística del mínimo torque de desmontaje, el cual es el torque requerido para la rosca auto-ahusada de cualquier sujetador probado en la muestra para desmontar la rosca complementaria de tal forma que el vastago gire libremente dentro del hoyo ahusado. En muchas aplicaciones, dichos sujetadores son conducidos a través de herramientas impulsadas por energía neumática o eléctrica, de las cuales cada una se arregla para aplicar el impulso del torque a la cabeza de un sujetador. Deseablemente, cada una de estas herramientas están ajustadas de tal forma que paran o dejan de impulsar cuando un torque de impulso máximo nominal es aplicado, lo que es superior al torque ahusado máximo estadístico para dichos sujetadores y menor al torque de desmontaje mínimo estadístico para dichos sujetadores. Ya que estas herramientas tienden a ser imprecisamente ajustables, es deseable que el torque de desmontaje mínimo estadístico sea substancialmente mayor que el torque ahusado máximo estadístico para cualquier cantidad determinada de sujetadores con rosca del tipo mencionado anteriormente. Eompendiodel Invento Este invento proporciona un arreglo único en su género de formaciones de rosca en un sujetador del tipo mencionado anteriormente. El sujetador tiene una cabeza y un vastago, el cual es unitario a la cabeza y el cuale tiene una punta ahusada. El vastago tiene una formación de rosca primaria y una formación de rosca secundaria. La formación de rosca primaria define las roscas espaciadas axialmente a lo largo de una porción generalmente cilindrica del vastago y a lo largo de una punta ahusada del vastago, tiene una dimensión radial generalmente uniforme a lo largo de la porción generalmente cilindrica del vastago. La dimensión radial de la formación de la rosca primaria es medida radialmente desde la raíz de la rosca.

La formación de la rosca secundaria define las roscas espaciadas axialmente entre algunas de las roscas definidas por la formación de la rosca primaria. De acuerdo a este invento, la formación de la rosca secundaria se origina en la región espaciada axialmente del extremo distal de la porción generalmente cilindrica del vastago y termina en la cabeza, con una dimensión radial aterrajada hacia afuera de la región donde se originó con dirección a la cabeza. La dimensión radial de las formaciones de rosca secundarias se miden radialmente desde la raíz de la rosca. Preferentemente, la formación de la rosca secundaria en la región que se incorpora a la cabeza tiene una dimensión radial que es substancialmente igual a la dimensión radial generalmente uniforme de la formación de la rosca primaria a lo largo de la porción generalmente cilindrica del vastago. Preferentemente, la región donde se origina la formación secundaria de la rosca se localiza entre los extremos próximo y dístal de la porción generalmente cilindrica del vastago, de forma tal que es espaciada desde el extremo distal de la misma. La cabeza tiene nervaduras absorbentes de torque. Siendo así, excepto para las formaciones de las roscas primarias y secundarias, que el sujetador puede ser substancialmente similar al sujetador revelado en una solicitud de patente pendiente simultáneamente presentada por Gerald D. Barth y Frank W. Bechtel en la Oficina de Patentes y Marcas Registradas de E.U. el 31 de marzo de 1997, bajo la Serie No. (ITW Caso 8047) para "SUJETADOR MEJORADO CON NERVADURAS ABSORBENTES DE TORQUE", ( IMPROVED FASTENER HAVING TORQUE -ABSROBING RIBS) , la revelación de esta solicitud se incorpora en este documento como referencia. La formación de roscas secundarias tienen una longitud axial que es determinada por el espesor combinado de las placa de empalme y la placa ahusada. Preferentemente, la formación de la rosca secundaria tiene una longitud que permite que el sujetador sea empleado efectivamente cuando cada una de las placas tengan un espesor dentro del rango de aproximadamente de 0.0254 centímetros hasta 0.0762 centímetros. Así, la formación de la segunda rosca permite que el sujetador sea usado efectivamente con placas ahusadas muy delgadas, tal como una placa ahusada con un espesor de aproximadamente 0.0254 centímetros. Estos y otros objetos, características y ventajas de este invento son evidentes desde la siguiente descripción de una incorporación de preferencia de este invento, con referencia a los dibujos que se anexan. Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista en perspectiva de un sujetador que constituye una incorporación preferente de este invento. La Figura 2, en una escala más grande, es una vista elevada del sujetador de la Figura 1, junto con una placa de empalme y una placa ahusada, mostrando un fragmento de las mismas. La Figura 3 es una vista axial del sujetador, observada desde un extremo de la punta. La Figura 6 es una perspectiva de la vista de un sujetador que constituye una incorporación alternativa a este invento, la incorporación alternativa es similar a la incorporación preferente pero omitiendo las nervaduras absorbentes de torque provistas en la incorporación preferente. La Figura 5 es una representación gráfica de torque contra tiempo para un sujetador típico similar al de la incorporación preferente y para una herramienta impulsada por energía neumática, la cual no es mostrada. La Figura 6 es una representación gráfica de torque contra tiempo para un sujetador típico similar a la incorporación alternativa y para una herramienta impulsada con energía neumática, la cual no es mostrada. Descripción detallada de las Incorporaciones Ilustradas Según como se muestra en las Figuras 1, 2 y 3, un sujetador 10 del tipo mencionado anteriormente constituye una incorporación preferente de este invento. El sujetador 10 tiene un vastago 20, la cual define un eje y el cual es enroscado en una manera única, y una cabeza 40, la cual es unitaria con el vastago 20. El vastago 20 tiene una porción generalmente cilindrica 22, cuyo extremo próximo 24 está incorporado a la cabeza 40 y el extremo distal 26, y la punta ahusada 28, con un extremo redondeado 30 que se incorpora al vastago 20 en el extremo distal 26. Como se muestra en la Figura 3, el sujetador 10 es empleado para sujetar una placa de empalme 50, la cual está preparada, al hacer una punción de un hoyo de franqueo 52, a una placa ahusada 60, la cual es preparada, con una punción, de un hoyo ahusado 62. Antes de que el sujetador 10 sea conducido, el hoyo de franqueo 52 y el hoyo ahusado 62 se hacen de forma circular, el hoyo de franqueo 52 tiene un diámetro comparativamente más grande y el hoyo ahusado 62 tiene un diámetro comparativamente más pequeño. Cuando el sujetador 10 es conducido giratoriamente, la palanca 20 es adaptada para pasar libremente a través del hoyo de franqueo 52, para entrar al hoyo ahusado 62 en la punta ahusada 28, y para aterrajar una rosca complementaria 64 alrededor del hoyo ahusado 62. En otra incorporación (no mostrada) contemplada por este invento, la placa de empalme puede no ser preparada con un hoyo de franqueo y la placa ahusada puede no estar preparada con un hoyo ahusado. Como se muestra, la cabeza 40 tiene una porción de impulso 70 de forma hexagonal definiendo las partes planas de la herramienta de acoplamiento 72 donde la porción impulsora 70 es adaptada a ser girada por una herramienta impulsada por energía neumática (no mostrada) de tipo convencional teniendo una cabeza de impulso coaccionando con las partes planas de la herramienta de acoplamiento 72 de forma tal para conducir el sujetador 10 de forma giratoria en el eje definido por el vastago 20. En otras incorporaciones (no mostradas) contempladas por este invento, la cabeza del sujetador puede tener una forma diferente, tal como una forma de reticulado o de domo. Excepto como se explica en este documento, la forma precisa de la cabeza está fuera del alcance de este invento. La cabeza 40 tiene una porción de apoyo 80 incorporada al vastago 20, con un borde anular periférico 82, y teniendo una superficie de sujeción 84 hacia la punta ahusada 28 del vastago 20. La superficie de sujeción 84, la cual se abocina hacia afuera de la punta ahusada 28 del vastago 20 tiene un tronco cónico y define un ángulo cónico de alrededor de 5° relativos al plano perpendicular del eje definido por el vastago 20. La superficie sujetadora 84 puede tener ocho nervaduras absorbentes de torque esencialmente idénticas, las cuales se proyectan desde la superficie sujetadora 84, hacia el vastago 20, y las cuales están espaciadas en intervalos regulares alrededor del eje definido por el vastago 20. Las nervaduras absorbentes de torque 90 son similares a las nervaduras absorbentes de torque reveladas en la solicitud de patente pendiente simultáneamente mencionada anteriormente (IT Caso 8047), cuya revelación es incorporada en este documento como referencia. En otras incorporaciones (no mostradas) contempladas por este invento son, que un número diferente de estas nervaduras pueden proyectarse desde la superficie de sujeción, o bien que la superficie de sujeción esté libre de estas nervaduras. El vastago 20 está formado de tal forma que las formaciones de rosca primarias 100, las cuales son continuas, auto-ahusada, y que definen las roscas espaciadas axialmente 112 teniendo una dimensión radial generalmente uniforme a lo largo de la porción generalmente cilindrica 22 del vastago 20 y roscas 114 espaciadas similarmente a lo largo de la punta ahusada 28. La formación de rosca primaria 100 se origina en una región 116 cercana al extremo redondeado 30 de la punta ahusada 28 y se aterraja hacia fuera con dirección al extremo distal 26 de la porción generalmente cilindrica 22. La dimensión radial de la formación de rosca primaria 100 aumenta desde la región 116, a lo largo de la punta ahusada 28 del extremo distal 26 de la porción generalmente cilindrica 22, hasta la dimensión radial del mismo, alcanzando la dimensión generalmente uniforme de éste a lo largo de la porción generalmente cilindrica 22. El vastago es formado de tal manera que tiene una formación roscada secundaria 120, la cual es continua, auto ahusada, y que define las roscas espaciadas axialmente 122 entre algunas de las roscas 112 definidas por la formación de la rosca primaria 110, junto con la porción generalmente cilindrica 22 del vastago 20. La formación de rosca secundaria 120 se origina en una región 124 localizada entre el extremo próximo 24 de la porción generalmente cilindrica 22 y del extremo distal 26 del mismo de tal forma que son espaciadas axialmente desde el extremo distal 26 del mismo, termina en la cabeza 40 y se aterraja hacia afuera de la región 124 en dirección a la región 126. La dimensión radial de la formación de la rosca secundaria 120 aumenta desde la región 124, a lo largo de la porción generalmente cilindrica 22 desde la cabeza 40, hasta que la dimensión radial de la misma alcanza un máximo de dimensión radial que sea substancialmente igual a la dimensión radial generalmente uniforme de la formación de la rosca primaria 100 a lo largo de la porción generalmente cilindrica 22. A su máxima dimensión radial, la rosca secundaria tiene una formación incompleta, como se indica en la región 126 de la Figura 2.

La formación de rosca secundaria 120, la cual está diseñada para un rango de espesores de placa, tiene una longitud axial que es determinada por los espesores combinados de la placa de empalme 50 y la placa ahusada 60. Con placas más gruesas 50, 60, se engrana una porción mayor de la longitud axial de la formación de rosca secundaria 120. Con placas más delgadas 50, 60 , una menor porción de la longitud axial de la formación de roscas secundaria 120 es engranada. Sin embargo, con placas más delgadas 50, 60, la formación secundaria de la rosca 120 se engrana con la placa ahusada 60 donde la formación de rosca secundaria 120 ha sido aterrajada hacia afuera de tal forma que corte más profundamente dentro de la placa ahusada 30, donde el mínimo torque de desmontaje tiende a ser mayor comparado con el torque de desmontaje que hubiera tenido si la formación de la rosca secundaria 120 hubiera sido omitida. Preferentemente, la formación de rosca secundaria 120 tiene una longitud axial que permite que el sujetador 50, 60, sea empleado efectivamente donde cada placa 50, 60, tiene un espesor en un rango de aproximadamente de 0.0254 cm hasta aproximadamente 0.0762 cm. Como se muestra en la Figura 4, en la cual los números con superíndices se refieren a los elementos similares a los elementos de referencia con números similares pero sin superíndices en de las Figuras 1, 2, y 3, un sujetador 10' constituye que una incorporación alternativa a este invento es similar al sujetador 10 excepto que el sujetador 10 no tiene nervaduras absorbentes de torque similares a las nervaduras absorbentes de torque 90 del sujetador 10. En lugar de esto, como se muestra en la Figura 4, la superficie de sujeción 80' de la cabeza 40' del sujetador 10' tiene una superficie de tronco cónico lisa y continua. Alternativamente, la superficie de sujeción 80' puede ser plana. Mientras el sujetador 10 es conducido, en el hoyo ahusado 62 de la placa ahusada 60 es aterrajada inicial y completamente por la formación de la rosca primaria 110 y subsecuentemente es aterrajada de forma incompleta por la formación de la rosca secundaria, entonces el torque requerido para la formación de la rosca secundaria 120 subsecuentemente pero de forma incompleta debe aterrajar el hoyo ahusado 62 y el atarraj amiento requerido para superar la fricción entre la superficie de sujeción 84 con las nervaduras absorbentes de torque 90 y la placa de empalme 50 que son aditivas para definir el torque de desmontaje para el sujetador 10. El sujetador 10' funciona similarmente excepto que el torque de desmontaje para el sujetador 10' es menor que el torque de desmontaje para el sujetador 10 porque el sujetador 10' no tiene nervaduras absorbentes de torque similares a las nervaduras absorbentes de torque 90 del sujetador 10. Con un sujetador similar al sujetador 10 o con un sujetador similar al sujetador 10', se encuentra que el torque de desmontaje es substancialmente mayor que el torque de desmontaje para cualquier otro sujetador similar (no mostrado) sin una formación de rosca secundaria similar a la formación de la rosca secundaria 120. Aun más, se ha encontrado que el torque requerido inicialmente para remover un sujetador similar al sujetador 10 o para remover un sujetador similar al sujetador 10' es substancialmente mayor que el torque requerido inicialmente para retirar un sujetador similar de otra forma (no mostrado) sin una formación de rosca secundaria similar a la formación de rosca secundaria 120. Como se representa gráficamente en la Figura 5 para un sujetador típico similar al sujetador 10 y en la Figura 6 para un sujetador típico al sujetador 10' (donde los sujetadores de la Figura 5 y 6 son similares excepto que el sujetador de la Figura 5 tiene nervaduras absorbentes de torque mientras que el sujetador de la Figura 6 no tiene nervaduras de absorción de torque) se ha encontrado que existe un amplio rango entre el torque ahusado y el torque de desmontaje para los sujetadores respectivos cuando son probados al ser conducidos por herramientas similares de energía neumática, a velocidades rotatorias similares, a través de placas de empalme y ahusadas similares preparadas con hoyos de franqueo y ahusados similares. Como se representa en la Figura 5 o en la Figura 6, el amplio rango permite que una herramienta impulsada por energía neumática o eléctrica (no mostrada) de un tipo convencional se ajuste de tal forma a su impulso máximo nominal de torque excediendo el torque ahusado máximo estadístico de los sujetadores probados pero sin exceder el torque de desmontaje mínimo estadístico de los sujetadores probados, aun si dicha herramienta no puede ser ajustada de forma precisa, se puede predecir dentro de un rango de errores estadísticamente determinables que dicha herramienta puede conducir todos los sujetadores en la cantidad de producción sin desmontar la rosca complementaria aterrajada por cualquier sujetador en la cantidad de producción. Varias modificaciones han sido hechas a las incorporaciones de preferencia o alternativas descritas anteriormente si apartarse del alcance y espíritu de este invento.

Claims (12)

1. Reivindicaciones 1. Un sujetador con una cabeza y un vastago unitario a la cabeza, donde el vastago define el eje y tiene una porción generalmente cilindrica, esta porción generalmente cilindrica tiene un extremo próximo incorporado a la cabeza y un extremo distal, donde el vastago tiene una formación de rosca primaria y una formación de rosca secundaria, y la formación de rosca primaria define las roscas espaciadas axialmente a lo largo de la porción generalmente cilindrica del vastago y que tiene una dimensión radial generalmente uniforme a lo largo de la porción generalmente cilindrica del vastago, que la formación de la rosca secundaria que define las roscas espaciadas axialmente entre por lo menos algunas de las roscas definidas por la formación de la rosca primaria, donde la formación de la rosca secundaria que se origina en una región espaciada axialmente del extremo distal de la porción generalmente cilindrica del vastago y terminando en la cabeza, con una dimensión radial aterrajada hacia afuera de la región donde se origina la formación de rosca secundaria hacia la cabeza.
2. 2. El sujetador de la reivindicación 1, donde la formación de la rosca secundaria en la región incorporada a la cabeza tiene una dimensión radial que es substancialmente igual a la dimensión radial generalmente uniforme de la formación de rosca primaria a lo largo de la porción generalmente cilindrica del vastago.
3. 3. El sujetador de la reivindicación 1 en la que la región donde se origina la formación de la rosca secundaria se localiza entre los extremos próximo y distal de la porción generalmente cilindrica del vastago.
4. 4. El sujetador de la reivindicación 3 en la que la formación de la rosca secundaria en la región incorporada a la cabeza que tiene una dimensión radial que es substancialmente igual a la dimensión radial generalmente uniforme de la formación de rosca primaria a lo largo de la porción generalmente cilindrica del vastago.
5. 5. Un sujetador que tiene una cabeza y un vastago unitario con la cabeza, donde el vastago define un eje y tiene una porción generalmente cilindrica y una punta ahusada, la porción generalmente cilindrica tiene un extremo próximo incorporado a la cabeza y un extremo distal incorporado a la punta ahusada, donde el vastago tiene una formación de rosca primaria definiendo las roscas espaciadas axialmente a lo largo de la porción generalmente cilindrica del vastago a lo largo de la punta ahusada del vastago, donde la formación de la rosca primaria tiene una dimensión radial generalmente uniforme a lo largo de la porción generalmente cilindrica del vastago, la formación de la rosca secundaria definiendo las roscas espaciadas axialmente entre por lo menos algunas de las roscas definidas por la formación de rosca primaria, donde la formación de la rosca secundaria se origina en una región espaciada axialmente desde el extremo distal de la porción generalmente cilindrica del vastago y terminando en la cabeza, con una dimensión radial aterrajada hacia afuera de la región donde se origina la formación de la rosca secundaria hacia la cabeza.
6. 6. El sujetador de la reivindicación 5 en la que la formación de la rosca secundaria en la región incorporada a la cabeza tiene una dimensión radial que es substancialmente igual a la dimensión radial generalmente uniforme de la formación de rosca primaria a lo largo de la porción generalmente cilindrica del vastago.
7. 7. El sujetador de la reivindicación 5 en la que la región donde se origina la formación de la rosca secundaria se localiza entre los extremos próximo y distal de la porción generalmente cilindrica del vastago.
8. 8. El sujetador de la reivindicación 7 en la que la formación de la rosca secundaria en la región incorporada a la cabeza tiene una dimensión radial que es substancialmente igual a la dimensión radial generalmente uniforme de la formación de la rosca primaria a lo largo de la porción generalmente cilindrica del vastago.
9. 9. Un sujetador que tiene una cabeza y un vastago unitario con la cabeza, donde la cabeza tiene nervaduras de absorción de torque con cara hacia el vastago, donde el vastago define un eje y tiene una porción generalmente cilindrica y una punta ahusada, y la porción generalmente cilindrica tiene un extremo próximo incorporado a la cabeza y un extremo distal incorporado a la punta ahusada, el vastago tiene una formación de rosca primaria y una formación de rosca secundaria, donde la formación de rosca primaria define las roscas espaciadas axialmente a lo largo de la porción generalmente cilindrica del vastago y a lo largo de la punta ahusada del vastago, donde la formación de la rosca primaria tiene una dimensión radial generalmente uniforme a lo largo de la porción generalmente cilindrica, donde la formación de la rosca secundaria define las roscas espaciadas axialmente entre por lo menos algunas de las roscas definidas por la formación de la rosca primaria, y que la formación de la rosca secundaria se origina en la región espaciada axialmente desde el extremo distal de la porción generalmente cilindrica del vastago y terminando en la cabeza, con una dimensión radial atarrajada hacia afuera de la región donde se origina la formación de la rosca secundaria hacia la cabeza.
10. 10. El sujetador de la reivindicación 9 en la que la formación de la rosca secundaria en la región incorporada a la cabeza tiene una dimensión radial, que es la dimensión radial generalmente uniforme de la formación de la rosca primaria a lo largo de la porción generalmente cilindrica del vastago.
11. 11. El sujetador de la reivindicación 9 en la que la región donde se origina la formación de la rosca secundaria se localiza entre los extremos próximo y distal de la porción generalmente cilindrica del vastago.
12. 12. El sujetador de la reivindicación 11 donde la formación de la rosca secundaria en la región incorporada a la cabeza tiene una dimensión radial que es substancialmente igual a la dimensión radial generalmente uniforme de la formación de la rosca primaria a lo largo de la porción generalmente cilindrica del vastago.