PT97267A - Fixador,ferramentas e processo para o seu fabrico - Google Patents

Description

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MEMÓRIA.....DESCRITIVA

Um tipo bem conhecido de fixador,, para fixar duas partes em conjunto, compreende uma haste tubular integrada com uma cabeça, A haste serve para se prolongar através das duas partes e é então expandida radialmente no lado oposto do fixador a partir da cabeça, apertando assim o conjunto entre a cabeça e a porção expandida. Muitas concepções diferentes têm sido propostas utilizando este principio genérico.

Num exemplo, em U.S, P 4 610 387, o fixador é moldado por írijecçao de materiais plásticos em duas partes, uma das quais está munida com a haste e a cabeça e a outra das quais é um pino ranhurado circunferencialmente, por exemplo, um parafuso, A haste é dividida axialmente em pernas paralelas, apesar das pernas estarem unidas na extremidade oposta ã cabeça, para facilitar a libertação e a reutilização, A expansão é efectuada pelo parafuso inserido através da cabeça e a extremidade do parafuso engata nas porções de rampa formadas nas superfícies inferiores e adjacentes das pernas, forçando~as em afastamento, à medida que o parafuso segue no seu interior.

Para proporcionar uma instalação rápida deste tipo de fixador, por exemplo, na montagem de painéis de acabamento de automóveis, numa linha de produção, ao mesmo tempo que permite a remoção e substituição subsequente, tal corno, quando o veiculo sofre manutenção ou reparação, é sabido como se dispõe o parafuso para ter uma acção de roquete deslizante sem rotação na instalação, mas de modo a ser necessário ser rodado e desaparafusado para a libertação. Por exemplo, a dita patente U,S, proporciona uma pluralidade de dentes de engate de parafuso ou roscas, formados numa série de orelhas, cada uma delas integrada na parte de haste, mas que assentam em rasgos de haste correspondentes á maior periferia da orelha que está livre das ditas pernas, e as orelhas podem então rodar na extremidade de cabeça da haste e, quando o parafuso é impulsionado no seu eixo para fora, para fazer oscilar estes dentes para fora do percurso do parafuso, e Permitir a acção de roquete deslizante. Por outras palavras, a

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HfâH/SB/F 9247 -3 haste tubular é composta por quatro partes * cada uma separada por rasgos axiais, nomeadamente duas pernas e duas orelhas,. Verificou-se na prática que o desenho que permite a acçâo do roquete é bastante sensível, e submetido a forças numa direcçâo apropriada, por exemplo no impacto, as orelhas podem igualmente oscilarem bem para fora e libertarem o parafuso quando não requerido.

Estes fixadores são necessários em tamanhos relativamente pequenos, tipicamente da ordem de diâmetro total da haste de 5 mm, e a separação das orelhas, perto da parte substancial da sua periferia a partir das pernas, envoive partes finas e delicadas nas matrizes de moldação, o que, devido à erosão inevitável em utilização, significa uma matriz de alto custo e, portanto, o alto custo da parte. 0 objectivo do invento é resolver estes problemas,.

De acordo com um aspecto do invento, um fixador do tipo que compreende uma primeira parte tendo uma cabeça e uma haste tubular, que se projecta da cabeça, a qual é axialmente dividida em pernas, rampas internas nas pernas, e uma segunda parte compreendendo um pino ranhurado circunferencialmente para inserção na haste, para expansão da haste, pelo contacto com as rampas, e meios na primeira parte para cooperarem com o pino, para controlarem a posição axial do mesmo, é caracterizado por os ditos meios que cooperam com o pino compreenderem um dente proporcionado directamente numa das pernas e projectando-se para o orifício de recepção de pino entre as pernas.

De preferência, o dente tem um flanco virado para a extremidade de entrada de pino da haste, a qual está inclinada de modo a facilitar a deflexão do dente acompanhado pela flexão da dita perna, quando o pino desliza dentro com acçao de roquete no dente, e a outra face oposta está no plano normal ao eixo da haste para evitar a acçâo de roquete na direcçâo inversa, 0 problema da ferramenta é resolvido, portanto, porque as secções de matriz especialmente finas, nas ferramentas usadas pa~

72 410 ΗΘΗ/SB/F 9247 ra moldar por injecção os fixadores, podem ser eliminadas © porque o roquete é proporcionado pela forma do dente, em vez do dente ser móvel, sendo evitado o risco da acção de roquete inversa»

De acordo com um outro aspecto do invento, as ferramentas, para moldação por injecção da primeira parte do fixador do invento, compreendem um conjunto de matriz de componentes múltiplos, nomeadamente um componente tendo um recesso para formar a cabeça do fixador, e proporcionando também um mandril, ou associado com um mandril para formar uma porção substancial do orifício de recepção do pino da haste do fixador, e sendo o dito mandril perfilado para formar um flanco do dito dente, e um segundo e terceiro componentes, cada um dos quais tem recessos para produzir uma das pernas da haste e tem meios de faixa para formar rasgos para separar as pernas, incluindo um dos segundo e terceiro componentes um bujão de núcleo, prolongando-se gerai e perpendicular a um plano, no qual os segundo e terceiro componentes se encontram, quando os componentes de matriz são fechados em conjunto, estando o dito bujão de núcleo localizado de modo a prolongai—se através de uma perna e para dentro do dito orifício de modo a formar a outra dita face oposta do dente, e estando os ditos rasgos entre as pernas localizados no dito plano, e encontrando-se o primeiro componente com os outros dois num plano perpendicular ao eixo do fixador»

De acordo com um terceiro aspecto do invento, um processo de fabrico do fixador do invento compreende a injecção de material de moldação nas ditas ferramentas.. São descritas mais particularmente duas concretizações do invento com referências aos desenhos anexos, nos quais:: a figura 1 é um alçado de um fixador na posição completamente montada e de fixação? a figura 2 é um alçado de extremidade do mesmo? 72 4X0 HQH/SB/F 9247

a figura 3 é um alçada da parte de formação de pino do fixador; a figura 4 é uma vista em plano de uma segunda parte do fixador; a figura 5 é um alçado em corte pela linha V-V da figura 4; as figuras 6 e 7 são vistas em corte esquemáticas das ferramentas de fabrico tomadas perpendicularmente entre si e parcialmente em corte; a figura 8 é uma vista similar ã figura 3 mostrando um pino alternativo para utilização com a mesma segunda parte, para formar a segunda concretização; e a figura 9 é uma vista em corte mostrando a segunda concretização instalada e em utilização»

Voltando agora à figura X dos desenhos, o fixador compreende uma cabeça 10 feita integralmente com a haste, a qual é fendida axialmente em duas pernas 12, 14, e estas são unidas em conjunto por uma porção arqueada 16 na extremidade oposta da cabeça, A cabeça é, por exemplo, contrapunçoada em 18, figura 5, para acomodar a cabeça 20 do parafuso 22, Uma das pernas 14 está. munida com um dente projactando-se internamente 24, 0 parafuso está munido com uma hélice macho da formação roscada 26. 0 parafuso tem uma extremidade cónica ou pontiaguda 28, que pode ter um ângulo incluído de digamos 30o»

As pernas 12, 14 tem cada uma, uma secção substancial mente em "C“» 0 mesmo é dizer in te mamente e externamente as suas superfícies são concêntricas em torno do eixo longitudinal X-X da figura 5 (com a excepção explicada adiante), pelo menos, através do comprimento L. Este comprimento L. é, substancialmente, ma is curto do que o comprimento L2 (figura 3) do parafuso»

Internamente (figura 5) a haste tubular compreende uma 72 410 ΗΘΗ/SB/F 9247 6- *"·

Porção cilíndrica 40, a qual tem uma folga de encaixe no parafuso, e uma porção cónica 42 que proporciona rampas para engate com ° Parafuso- 0 ângulo incluído das rampas 42 é, de preferência, ligeiramente diferente do ângulo da extremidade cónica dianteira do parafuso, por exemplo, é da ordem de 32° o ângulo incluído d® modo a assegurar inicialmente contacto de ponta ou linha em vez de face de contacto, quando a extremidade 28 encontra, em primeiro lugar, as rampas 42, 0 dente 24 está localizado centralmente na largura da perna 14, como se apreciará a partir da comparação das figuras 4 e 5» 0 dente 24 pode cooperar como um dente roscado com a rosca macho 26 formada no parafuso mas tem contorno diferente» Compreende um flanco inclinado 44 virado para a cabeça, e um segundo flanco 46 virado para as rampas 42 cuja face (46) assenta num plano normal ao eixo X-X»

Durante a instalação, o parafuso é empurrado para dentro através da abertura contrapunçoada na cabeça, e a face 44 facilita a flexão da perna 14, de modo que o dente 24 tern uma acçâo de roquete com as sucessivas voltas do parafuso, quando este ultimo desliza numa dlrecçâo puramente axial,, A extremidade 28 engata nas rampas e força as pernas em afastamento, para a posição da figura 1 e a extremidade do parafuso é acomodada no arco expandido 16. Para libertação do fixador, é necessário rodar o parafuso na direcçao apropriada, de modo que o mesmo se desaparafusa para além do dente 24, e a resilíência faz voltar a haste para a posição da figura 5.

As figuras 6 e 7 mostram esquematicamente as ferramentas de fabrico as quais são matrizes de moldaçao por injecçâo, para formar os componentes mostrados nas figuras 4 e 5. Estas ferramentas compreendem uma primeira parte 60, tendo uma face plana 62 munida com um recesso 64 para formar a cabeça 10, e um mandril associado ou bujão de núcleo com uma parte com bossa cilíndrica 66 concêntrica em torno do eixo X-X e uma parte de bujão troncónica 68, de modo semelhante simétrica em torno do dito eixo, destinando-se estas a formar o recesso contrapunçoado 18 na cabeça»

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Alternativamente, o mandril pode compreender uma parte genericamente cilíndrica 7o munida com um degrau, uma face plana e uma porção cónica e a parte contrapunçoada 68 e a parte cilíndrica 66 podem ser unitárias com a parte 60- Adjacente ás mesmas encontra-se uma parte de bujao cilíndrica 70 também concêntrica em torno do dito eixo X~X para formar a primeira parte do orifício de recepção de parafuso, e tendo numa posição diametral o degrau inclinado 72, para formar um flanco 44 do dente- A extremidade desse degrau rnais próxima adjacente do eixo X~X encontra-se com uma face piana 74, que para a extremidade livre do bujão de mandril intercepta a parte troncònica 76, que se destina a formar a rampa de engate de parafuso 42- A zona 78 e parcialmente cilíndrica, o mesmo é dizer que compreende uma forma cilíndrica interrompida pela face plana 74, a qual se prolonga de modo secante através da secção transversal circular que, por outro lado, une as extremidades do arco.

As matrizes da formação compreendem as terceira e quarta partes 80, 82 munidas, respectivamente, com faces planas 84, 88 e 86, 90- A disposição geral destes três componentes de matriz é, de tal modo que, quando as faces 80 e 84 se encontram, estas últimas faces podem encontrai—se com a face plana 62, para deixar a cavidade de matriz substancialmente igual ã parte de fixador mostrada nas figuras 4 e 5, a cavidade está munida com uma passagem(ns) apropriada(s), conduzindo ao(s) ponto(s) de injecção de plástico- 0 componente 82 está munido com uma cavidade geralmente se-mícílíndrica para cooperar com o bujão de mandril na formação da perna 14 e tendo uma peça de núcleo 90 que se projecta paralela à face plana 88 e normal ao plano, no qual os componentes 80, 82 se encontram (e parte), e se localizam de modo a se encostarem na face 74, quando as partes de matriz são fechadas em conjunto- A superfície de extremidade 92, paralela à face plana 88 e adjacente ã mesma, destina-se a forrnar a face 46 do dente 24, figura 5- A parte 82 está também munida com uma peça de bujão ou 9247 3

núcleo 949 a qual forma aproximadamente metade do espaço conformado genericamente em pera 96, visto na figura 5„ A outra metade, deste espaço é formada por uma peça de bujão ou núcleo semelhante 95 no outro componente de matriz 80» 0 bujao pode ter também a faixa 98, figura 6, para quebrar através do espaço em forma de pera 96, para abertura troncónica, a qual forma as rampas 42, figura 5» A parte de matriz 80 é genericamente similar á parte de matriz 82, excepto que a mesma não tem a peça de núcleo 90»

Adicionalmentes são proporcionados meios para formarem os rasgos entre as pernas 12, 14» Cada rasgo pode ser formado por uma faixa simples tal como 104, 106, sendo proporcionada uma em cada parte de matriz 82, 80, ou como uma extensão diametral do mandril na parte 60» 0 efeito da peça de núcleo 90 pode ser visto adicionalmente ria figura 4» A mesma proionga-se geralmente tangencialmente da cavidade cilíndrica de modo que, quando o material plástico é moldado em torno da mesma e enche completamente as cavidades das partes de matriz, e então as partes de rriatríz são separadas © o componente de fixador assim formado pode ser removido, formando o espaço ocupado pela peça de núcleo 90, a ranhura 100, figuras x, 4 e 5., Isto também tem o efeito de reduzir a espessura da perna 14 na zona 102, figura 5, o que permite que a perna seja flexível na localização requerida para a acção de montagem de raquete com deslizamento.

Quando as partes de matriz são separadas, para remover o componente de fixador moldado as duas peças de núcleo 90, 94 são retiradas francamente do componente, como é o mandril, deixando o dente moldado 44, sem ser necessário que o dente passe à pressão sobre uma parte da ferramenta» Isto assegura uma boa forma e contorno ao dente, o que e importante para a eficiência do fixador na instalação e utilização» Q parafuso é moldado separadamente»

/2 4X0 H0H/SB/F 9247 ~~9~ A figura 8 difere por ter um pino 120 genericamente similar ao parafuso mostrado na figura 3* mas tendo uma porção cilíndrica cheia 122 localizada entre um par de ranhuras circunferenciaís 124, 126. A ranhura de parafuso mostrada na figura 3 é desnecessária e é, por isso, omitida da cabeça 130 do pino. Por outro lado o pino 120 da figura 8 é idêntico ao da figura 3.

Hum estado pronto para utilização, a ranhura 124 engata no dente 24. Quando o pino é empurrado completamente no interior para a posição representada na figura 9, a ranhura 126 engata o dente.

Apreciai—se~á gue esta segunda concretização na figura 9 não é facilmente desengatada, o que é considerado como sendo uma vantagem em certas condições.

Nas figuras 8 e 9 as disposições diferem também na forma da cabeça com recesso 10, e no caso do pino ter uma cabeça 140, como se vê na figura 9, que se prolonga através de toda a cabeça 10. No entanto, estas diferenças particulares não são significativas, e a forma empregue pode ser variada para se adequar aos desejos dos utilizadores. Por exemplo, as cabeças 10 e 140 em conjunto podem realizar uma forma de cogumelo, cobrindo a cabeça 140 completamente a cabeça 10 ou sendo a cabeça 140 disposta num recesso na cabeça 10, como é o caso na. versão de parafuso da figura 1-7» AIternativamente, a cabeça pode ter a forma de queijo. Além disso, o recesso na cabeça 10 pode ser cilíndrico como mostrado na figura 9, troncónico como na figura 5, parcialmente esférico ou com qualquer outra forma»

Claims (4)

1. 72 410 HQH/SB/F 9247 -10

   R....E.....1.....V.....I.....N...D.....I.....C.....A....Ç..........$ 1 - Fixador, compreendendo uma primeira parte tendo uma cabeça e uma haste tubular que se projecta da cabeça, que é fen-dida axíalmente formando pernas, rampas internas nas pernas, e uma segunda parte que compreende um pino ranhurado circunferenei-almente para inserção na haste, para expandir a haste através do contacto com as rampas, e meios na primeira parte para cooperarem com o pino para controlarem a posição axial do mesmo, carac-terizado por os ditos meios que cooperam com o pino compreenderem um dente proporcionado directamente numa das pernas e projectan-do-se para o orifício de recepção do pino entre as pernas-
2. 2 - Fixador de acordo com a reivindicação I, caracterizado por o dito dente ter um flanco virado para a entrada do pino para dentro da haste, estando o dito flanco inclinado para facilitar a deflexão do dente acompanhada pela flexão da perna, quando o pino desliza com acçâo de roquete no dente, e a outra face operativa do dente assenta num plano normal ao eixo da haste,
3. 3 - Ferramentas para moidação de um fixador de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadas por compreenderem um conjunto de matriz de componentes múltiplos, no qual um primeiro componente tem um recesso para formar a cabeça do fixador, e proporcionando também um mandril, ou associado com um mandril, para formar uma porção substancial do orifício de recepção do pino da haste do fixador, e sendo o dito mandril perfilado para formar um flanco do dito dente, e um segundo e um terceiro componentes, cada um dos quais tem recessos para produzir uma das pernas da haste e tem meios de faixa para formar rasgos para separar as pernas, incluindo um dos segundo e terceiro componentes um bujâo de núcleo, prolongando-se genericamente perpendicular a um plano, em que o segundo e o terceiro componentes se encontram, quando os componentes são fechado em conjunto, estando o dito bujâo de núcleo localizado de modo a prolongai—se através de uma perna e para dentro do dito orifício, de modo a formar a outra dita face oposta do dente, estando os ditos rasgos entre as pernas localizados no dito plano, & encontrando-se o primeiro componente com 72 410 ΗΘΗ/SB/F 9247 "lios outros dois num plano perpendicular ao eixo do fixador,,
4. 4 ~ Processo de fabrico do fixador de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender a injecção de material de mo1dação nas ferramentas de acordo com a reivindicação 3- Lisboa “5. m. 1991 Por P..S1L INTERNATIONAL PLC