Cabeza de dispositivo de fijación, de masa reducida, que mejora el montaje.

Un dispositivo de fijación, que comprende:

un cuerpo roscado que tiene un eje longitudinal;

exactamente tres proyecciones

(962, 964, 966) que se extienden desde un extremo, y están colocadas en el mismo, del cuerpo roscado a aproximadamente 0, 120 y 240 grados en torno al eje longitudinal del cuerpo roscado, en el que cada una de las proyecciones (962, 964, 966) comprende: nervaduras estructurales (950, 952, 954, 956, 958, 960); un área (812, 814) de apriete; y un área (814; 812) de aflojamiento, en el que las áreas (812, 814) de apriete y de aflojamiento están adaptadas para acoplarse a una herramienta convencional de cabeza hexagonal; y

tres superficies cóncavas (502, 504, 506), en las que cada superficie cóncava (502, 504, 506) se extiende entre pares adyacentes de las tres proyecciones (962, 964, 966), respectivamente.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2009/052371.

Solicitante: Mathread Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 28061 Grand Oaks Court Wixom, MI 48393 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: GARVER,MICHAEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS... > F16B23/00 (Cabezas de bulones o de tornillos de forma especial para permitir su rotación con la ayuda de una herramienta)

PDF original: ES-2529470_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Cabeza de dispositivo de fijación, de masa reducida, que mejora el montaje

La presente divulgación versa acerca de dispositivos de fijación roscados y, más en particular, acerca de una cabeza de dispositivo de fijación de masa reducida que tiene una cantidad relativamente menor de material requerida en la fabricación del dispositivo de fijación, y que tiene una geometría de la cabeza de dispositivo de fijación que es más sencilla de manipular.

En la actualidad en la industria de dispositivos de fijación, la estilos de cabeza de dispositivo de fijación más comunes son la "cabeza hexagonal con reborde" y la "cabeza hexagonal". Con referencia a las Figuras 1 (a) y 1 (b), la "cabeza hexagonal con reborde" y la "cabeza hexagonal" están representadas, en general, por medio de los números 1a y 1b, respectivamente. Estos dos estilos de cabeza utilizan una cabeza 12 con forma hexagonal para la aplicación de un momento de torsión. La cabeza hexagonal con reborde utiliza un reborde integrado 14 en la base de la cabeza 12 con forma hexagonal para mejorar la aplicación y la distribución de la carga del apriete del dispositivo de fijación 1 provocado por el acoplamiento de las roscas 16 con las roscas internas de la pieza a trabajar (no mostrada).

Con las cabezas hexagonales comunes, solo se puede utilizar una porción muy pequeña de cada faceta del hexágono para la aplicación de par. Esto es debido al hecho de que la herramienta utilizada para atornillar la cabeza hexagonal también tiene forma hexagonal (algunas tienen doce lados u otras variaciones). Debido a que la forma hexagonal interna de la herramienta puede ser ligeramente mayor dlmenslonalmente que la forma hexagonal del dispositivo de fijación (para que se deslice sobre ella libremente), durante un movimiento Inicial la herramienta gira ligeramente antes de que hace contacto con la forma hexagonal del dispositivo de fijación (véanse las Figuras 2(a) y 2(b)).

Cuando se realiza tal contacto, puede que solo haya inicialmente un "punto" 28 de contacto entre las esquinas 21 de la forma hexagonal 12 del dispositivo de fijación y la faceta Interna de la herramienta, mirando el eje del dispositivo de fijación hacia abajo, como se muestra en la Figura 2. Según prosigue la aplicación de par, una deformación local de las esquinas hexagonales 21 del dispositivo de fijación puede dar como resultado que este contacto se expanda para ser un punto de contacto más rectangular entre la faceta interna de la herramienta y la faceta deformada 316 de la forma hexagonal 12 del dispositivo de fijación mostrado en la Figura 3. Un área rectangular 312 de la faceta 316 varía en tamaño y forma dependiendo de las propiedades metalúrgicas del dispositivo de fijación, de la cantidad de ahusamiento en el dispositivo de fijación 1 y de la separación inicial entre la herramienta 2 y las facetas 316 de la cabeza hexagonal 12. El área de este contacto puede no ser superior a un diez por ciento del área superficial de cada faceta 316, y puede que no se extienda más allá de aproximadamente un diez por ciento desde cualquier esquina de la cabeza hexagonal 12 (en la que se unen entre sí las facetas 316).

Se pueden realizar contactos similares durante el aflojamiento del dispositivo de fijación 1, por ejemplo, una dirección de rotación opuesta a la dirección de apriete, excepto que este contacto puede producirse en un área 314 del extremo opuesto de cada faceta hexagonal 316. Por lo tanto, el área 314 de contacto para aflojar el dispositivo de fijación 1 puede ser la imagen especular del área 312 de apriete, pero está ubicada en el extremo opuesto de cada faceta 316 adyacente a cada esquina (en la que se intersectan las facetas 316). Durante la instalación y el desmontaje, la herramienta 22 puede no hacer contacto con los centros de las facetas 316, ni con el área en torno a los centros. Por lo tanto, puede que nunca se utilicen las áreas superficiales de las facetas 316 de la cabeza hexagonal y pueden no ser necesarias ni para apretar ni para aflojar el dispositivo de fijación 1.

El fin de la aplicación del par a una cabeza de dispositivo de fijación con forma hexagonal es girar el dispositivo de fijación 1 axialmente, haciendo, de esta manera, que se acoplen las espiras de la rosca de las partes que se acoplan. Por último, la carga aplicada de esta manera es trasmitida a través del dispositivo de fijación 1 hasta su superficie de soporte, creando una carga por resorte en la unión fijada. Dado que solo se requiere una pequeña porción, por ejemplo, las porciones 312 y 314 de faceta de la cabeza hexagonal 12 del dispositivo de fijación, las cabezas hexagonales 12 de dispositivo de fijación de la presente tecnología contienen mucho más material del requerido para este fin, con ese material ubicado en lugares que distan de ser ideales. Por ejemplo, en muchos usos de dispositivo de fijación, se presente el dispositivo de fijación 1 a su parte de acoplamiento roscada internamente (no mostrada) sujetándolo con los dedos de una mano. Normalmente, esto se lleva a cabo sujetándolo entre las puntas del pulgar, índice y dedo corazón. Las superficies de una cabeza hexagonal no son idealmente aptas para este fin.

Además, la forma de la cabeza del dispositivo de fijación puede ser importante para la facilidad con la que un operario manipula la cabeza. Con referencia ahora a la Figura 4, se muestra un diagrama esquemático en planta de un dispositivo de fijación de cabeza hexagonal que está siendo agarrado por representaciones de dedos de una mano. La cabeza hexagonal 42 puede ser agarrada (por ejemplo, sujetada) por el pulgar 44, el índice 46 y el dedo corazón 48 de una mano (no mostrada). Durante la sujeción de cualquier objeto pequeño con los dedos 44, 46 y 48, las superficies de los dedos 44, 46, 48 presentados a la cabeza hexagonal 42 son superficies curvadas esencialmente convexas de tamaño variable. Normalmente, estas superficies se presentan para sujetar la cabeza hexagonal 42 de una forma que están distribuidas de forma esencialmente uniforme en torno a la cabeza

hexagonal 42 separadas aproximadamente 12 grados. Según se agarra la cabeza hexagonal 42, las superficies curvadas convexas de los dedos 44, 46 y 48 pueden deformarse para coincidir con el contorno de las superficies que están siendo agarradas, de forma que puedan ser relativamente más "acordes con los dedos".

Estos problemas, entre otros, tienen como resultado dispositivos de fijación que son más pesados, más costosos de lo necesario, y son poco aptos tanto para un montaje manual como un montaje mediante herramienta. Aunque algunas otras tecnologías anteriores han abordado los fenómenos de aplicación ineficaz de carga creando herramientas y superficies de torsión especiales, y otras tecnologías han abordado una reducción de material ahuecando el centro de la cabeza hexagonal 12 mediante diversos medios, mientras que otras tecnologías más han creado cabezas de tres esquinas con herramientas de torsión especiales, ninguna de estas tecnologías ha abordado la cabeza hexagonal 12 en su conjunto, considerando la forma real actual de la pieza de producción de cabeza hexagonal, al igual que su interacción con herramientas en la industria. Las cabezas hexagonales de la tecnología actual contienen mucho más material de lo que puede requerirse para su fin concebido, y con material ubicado en lugares que distan de ser ideales para su manipulación, y una reducción de los costes y del peso.

El documento GB125445 da a conocer un dispositivo de fijación con seis proyecciones redondeadas. El documento FR13928 da a conocer una combinación de tornillo y tuerca en la que el tornillo comprende seis proyecciones y una abertura con forma hexagonal para recibir una herramienta. El documento US 3.47.786 da a conocer un... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un dispositivo de fijación, que comprende:

un cuerpo roscado que tiene un eje longitudinal;

exactamente tres proyecciones (962, 964, 966) que se extienden desde un extremo, y están colocadas en el mismo, del cuerpo roscado a aproximadamente , 12 y 24 grados en torno al eje longitudinal del cuerpo roscado, en el que cada una de las proyecciones (962, 964, 966) comprende: nervaduras estructurales (95, 952, 954, 956, 958, 96); un área (812, 814) de apriete; y un área (814; 812) de aflojamiento, en el que las áreas (812, 814) de apriete y de aflojamiento están adaptadas para acoplarse a una herramienta convencional de cabeza hexagonal; y

tres superficies cóncavas (52, 54, 56), en las que cada superficie cóncava (52, 54, 56) se extiende entre pares adyacentes de las tres proyecciones (962, 964, 966), respectivamente.

2. El dispositivo de fijación según la reivindicación 1, en el que las superficies cóncavas (52, 54, 56) están adaptadas para acoplarse cómodamente con dedos humanos.

3. El dispositivo de fijación según la reivindicación 2, en el que al menos una de las superficies cóncavas (52, 54, 56) se acopla cómodamente con un pulgar humano.

4. El dispositivo de fijación según una de las reivindicaciones precedentes 1-3, en el que las superficies cóncavas (52, 54, 56) están curvadas.

5. El dispositivo de fijación según una de las reivindicaciones precedentes 1-3, en el que cada una de las superficies cóncavas (52, 54, 56) consiste en una pluralidad de superficies planas dispuestas como una curva.

6. El dispositivo de fijación según una de las reivindicaciones precedentes 1-3, en el que las superficies cóncavas (52, 54, 56) consisten en una pluralidad de superficies planas y una pluralidad de superficies curvadas dispuestas como una curva.

7. El dispositivo de fijación según una de las reivindicaciones precedentes, en el que las distancias entre las porciones más internas de las superficies cóncavas (52, 54, 56) son sustancialmente idénticas al diámetro del paso del cuerpo roscado.

8. El dispositivo de fijación según una de las reivindicaciones precedentes 1-7, en el que las distancias entre las porciones más Internas de las superficies cóncavas (52, 54, 56) son mayores que el diámetro del paso del cuerpo roscado.

9. El dispositivo de fijación según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, una plataforma (118) de soporte de carga, en el que el cuerpo roscado se extiende desde un lado de la plataforma (118) y las proyecciones (962, 964, 966) se extienden desde un lado opuesto de la plataforma (118).

1. El dispositivo de fijación según la reivindicación 9, en el que se vacía de material una porción central de la plataforma (118) de soporte de carga entre las tres proyecciones (962, 964, 966).

11. El dispositivo de fijación según la reivindicación 9 o 1, en el que un diámetro de la plataforma (118) de soporte de carga es sustancialmente idéntico a las porciones externas de las tres proyecciones (962, 964, 966).

12. El dispositivo de fijación según una de las reivindicaciones 9 a 1, en el que un diámetro de la plataforma (118) de soporte de carga es mayor que las porciones externas de las tres proyecciones (962, 964, 966).

13. El dispositivo de fijación según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, roscas anticruzamiento (1296) ubicadas en un extremo distal de la porción roscada.

14. El dispositivo de fijación según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, superficies superiores (19, 192, 194) de las tres proyecciones (962, 964, 966), en el que las superficies superiores (19, 192, 194) definen colectivamente una forma cónica imaginaria.

15. El dispositivo de fijación según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, una porción central vaciada de la cabeza entre las tres proyecciones (962, 964, 966) con una forma trilobular.