Grapa de sujeción de tornillo y su utilización para la sujeción temporal de una rejilla de perforación sobre elementos que hay que ensamblar.

Grapa de sujeción de tornillo (50) destinada a ser introducida en orificios coaxiales respectivos (22,

22') de almenos dos elementos (20, 20') que hay que ensamblar y en alvéolos (12) de una rejilla de perforación (10) que formaplantilla, coaxiales con los orificios de referencias (22, 22'), del tipo que comprende:

- un cuerpo cilíndrico hueco (51) que se extiende según un eje de alargamiento (XX') y que comprende una cara deapoyo (52) destinada a entrar en contacto con la superficie externa (21) de uno primero (20) de los dos elementos,

- un vástago central (53) que atraviesa localmente el cuerpo hueco (51) y que presenta una porción localizada en elinterior del citado cuerpo hueco provista de un fileteado externo (53a),

- una tuerca (54) montada sobre la extremidad fileteada (53a) del vástago central (53) y que se apoya sobre unacara terminal (51a) del cuerpo hueco (51),

- dos semipinzas axiales (56) solidarias del vástago (53), presentando las citadas pinzas, en su extremidad libre(56a), rebordes (57) que sobresalen hacia el exterior, sensiblemente radialmente, para formar picos de enganche enla superficie externa del segundo de los elementos (20'),

- un separador central (58) dispuesto a lo largo del eje de alargamiento (XX'), entre las dos semipinzas (56), y solidario del cuerpo hueco (51) en el interior del cual queda inmovilizado en rotación y en traslación,

- pudiendo ser desplazado axialmente el conjunto vástago/semipinzas en el interior del cuerpo hueco (51) y a lolargo del separador (58) por rotación de la tuerca (54) sobre el vástago fileteado (53a), entre una primera posición dereposo en la cual los picos de enganche (57) de las dos semipinzas (56) están aproximados radialmente de maneraque pueden insertarse en los orificios (22, 22'), de los dos elementos (20, 20'), y una segunda posición activa en lacual las dos semipinzas (56) están retraídas en el interior del cuerpo hueco (51) y separadas radialmente a lo largodel separador (58) de modo que los picos de enganche (57) quedan enganchados en la superficie externa (23) delsegundo elemento (20') en el borde de su orificio (22'), a fin de mantener los dos elementos uno contra el otro entrelos citados picos (57) y la cara de apoyo (52) sobre el primer elemento (20),

presentando el conjunto formado por las semipinzas (56) y el separador (58), en corte, al menos en la posición dereposo de la grapa (50), la forma de un círculo casi perfecto cuyo diámetro (D) es idéntico al diámetro interno de losorificios (22, 22') de los dos elementos (20, 20') que hay que ensamblar, con una holgura mínima para permitir eldeslizamiento longitudinal del citado conjunto en el interior de los citados orificios,

estando caracterizada la grapa porque ésta comprende un asiento de centrado (80) en forma de anillo de secciónseudoesférica, cuyo diámetro externo corresponde al diámetro interno de al menos uno de los alvéolos (12) de larejilla de perforación (10),

siendo llevado el citado asiento de centrado por una superficie cilíndrica externa del cuerpo hueco que rodea al citadocuerpo hueco (51) o por un casquillo (90) cilíndrico hueco, formando el citado casquillo una sola pieza con unacaperuza (85) montada sobre la tuerca (54), siendo el diámetro externo de la citada caperuza superior al diámetrointerno del citado alvéolo (12), presentando el citado casquillo, en corte, una sección oblonga constituida por dossemicilindros (92) de radio sensiblemente igual al radio externo del cuerpo hueco, empalmados por dos semiplanos(94) de longitud igual a la distancia entre ejes de los dos semicilindros.

Grapa de sujeción de tornillo y su utilización para la sujeción temporal de una rejilla de perforación sobre elementos que hay que ensamblar

La presente invención concierne a una grapa de sujeción de tornillo destinada a ser introducida en orificios coaxiales respectivos de al menos dos elementos que hay que ensamblar, del tipo descrito en el preámbulo de la reivindicación 1.

Tales grapas están descritas por ejemplo en las patentes FR 81 18309 o EP 0 336 808.

La presente invención concierne igualmente a la utilización de estas grapas para la sujeción temporal de una rejilla de perforación sobre los elementos que hay que ensamblar. Una grapa para la sujeción temporal de una rejilla de perforación sobre elementos que hay que ensamblar es conocida por ejemplo por el documento US-B1-6 755 407.

Actualmente, el ensamblaje de elementos estructurales complejos, tales como subconjuntos de estructuras de aeronaves, necesita operaciones previas de perforación muy precisas en diámetro y en posicionamiento de los ejes de perforación uno respecto de otro. Un ejemplo típico, pero no limitativo, está constituido por el ensamblaje de dos semiplanos de sustentación de un fuselaje de avión.

A tal efecto, se utilizan habitualmente plantillas de perforación denominadas habitualmente rejillas de perforación, constituidas por placas metálicas gruesas en las cuales están dispuestos múltiples alvéolos correspondientes a las diferentes perforaciones que hay que efectuar en los elementos estructurales. Actualmente, estas rejillas se fijan sólidamente sobre la estructura por medio de pernos calibrados, apretados por tuercas y arandelas, que se disponen en el interior de algunos agujeros de referencia preperforados en fábrica en los elementos que hay que ensamblar.

En razón de las grandes dimensiones de las estructuras que hay que ensamblar, es imposible para un mismo operario tener acceso simultáneamente a las dos caras del ensamblaje. Así pues, se necesitan al menos dos operarios, y generalmente más, en razón del peso no despreciable de las citadas rejillas de perforación, para ponerlas en posición y después retirarlas tras la ejecución de todas las perforaciones. Para los operarios situados en el lado interno, en general en un cajón de accesibilidad reducida, las condiciones de trabajo son, globalmente bastante penosas. De esta técnica se derivan tiempos de trabajo y costes de mano de obra consecuentes, para la colocación y la retirada del conjunto de las rejillas de perforación.

Para poder prescindir de la presencia de operarios en el lado interno de la estructura, es decir en la cara opuesta a aquélla sobre la que se colocan las rejillas, hay que poder disponer de un sistema de sujeción que sea montable y desmontable con acceso únicamente por la cara externa, es decir un sistema de sujeción que permita trabajar “a ciegas”, sin tener visualmente acceso a la cara opuesta para su puesta en posición.

Las grapas de sujeción de tornillo del tipo antes mencionado permiten satisfacer de modo preciso esta función. Además, como son desmontables sin destrucción, éstas son reutilizables. Sin embargo, las grapas actualmente disponibles en el mercado no son bastante precisas en su dimensión y por tanto, en la práctica, no permiten asegurar el posicionamiento correcto de las rejillas de perforación.

En particular, las dos semipinzas, que generalmente se realizan por estampación a partir de un alambre de sección circular, presentan rebabas en el plano de unión de las herramientas. Para eliminar estas rebabas, es necesario entonces una operación de recorte. Pero esta operación es particularmente difícil de controlar, de modo que es muy habitual que las semipinzas no sean simétricas e idénticas.

Además, el separador se obtiene en general por recorte de parte de una chapa delgada o de un fleje de acero, generando así aristas vivas.

Por otra parte, las dos semipinzas son ensambladas generalmente por engarzado en la extremidad del vástago. Resultan así defectos de forma y de coaxialidad y de simetría con respecto al vástago.

Finalmente, el separador dispone de un cierto grado de libertad lateral con respecto al eje vástago/semipinzas y con respecto al eje del cuerpo hueco, lo que provoca riesgos de dañado de los orificios de los elementos que hay que ensamblar o de las semipinzas.

Todos estos defectos generan una incertidumbre demasiado importante en el posicionamiento de las grapas y por consiguiente en el de las rejillas de perforación.

Así pues, la presente invención tiene por objetivo principal poner remedio a estos inconvenientes y para hacer esto tiene por objeto una grapa de sujeción de tornillo del tipo antes mencionado, caracterizada por la parte caracterizante de la reivindicación 1.

Por otra parte: -el separador es de forma de chapa plana y presenta dos caras longitudinales paralelas y dos lados laterales de forma convexa que presentan un radio de curvatura externo idéntico al diámetro externo de las semipinzas;

- el separador está provisto, en una extremidad próxima, de chaflanes simétricos que facilitan su inserción entre los picos de enganche y, en su otra extremidad, de dos resaltes simétricos en forma de T destinados a inmovilizar el separador en posición axial y en rotación en el interior del cuerpo hueco; y

- las semipinzas son idénticas y simétricas con respecto al eje de alargamiento.

La grapa así constituida se presta particularmente bien a su utilización para el posicionamiento de una rejilla de perforación que comprende alvéolos correspondientes a los diferentes agujeros que hay que perforar en los elementos que hay que ensamblar.

A tal efecto, el cuerpo hueco de la grapa comprende, en su superficie cilíndrica externa, un asiento de centrado en forma de anillo de sección seudoesférica, cuyo diámetro externo corresponde al diámetro interno de al menos uno de los alvéolos de la rejilla.

Además, la grapa comprende igualmente una caperuza montada sobre la tuerca por medio de un tornillo y cuyo diámetro externo es superior al diámetro interno del citado alvéolo, asegurando el apriete de este tornillo la sujeción de la rejilla sobre los elementos que hay que ensamblar.

En una variante de realización de la invención, la grapa comprende una rótula de posicionamiento de la cara de apoyo del cuerpo hueco.

Además, la rótula comprende un asiento de centrado anular que comprende una superficie externa convexa de forma esférica que coopera con una arandela de apoyo que comprende una superficie interna cóncava de forma esférica complementaria de la superficie convexa.

De acuerdo con otra variante de realización de la invención, la cara de apoyo está constituida por un asiento cónico de centrado que tiene un ángulo en el vértice que va aproximadamente de 90º a 140º.

De acuerdo todavía con otra variante de realización de la invención, el cuerpo hueco está rodeado por un casquillo cilíndrico hueco que presenta en corte una sección oblonga constituida por dos semicilindros de radio sensiblemente igual al radio externo del cuerpo hueco, empalmados por dos semiplanos de longitud igual a la distancia entre ejes de los dos semicilindros.

Ventajosamente, el cuerpo hueco está atravesado por un orificio circular que es coaxial con el asiento esférico y cuyo diámetro es idéntico al diámetro del conjunto formado por las semipinzas y el separador.

El conjunto formado por las semipinzas presenta una separación, medida a nivel de sus extremidades libres, que disminuye progresivamente en dirección a los picos según un ángulo inferior a 45º, preferentemente de aproximadamente 20º, de modo que el paso de la posición de reposo a la posición activa de las semipinzas se efectúa muy rápidamente, con un desplazamiento axial pequeño del separador, del orden de 15 mm, y una rotación pequeña de la tuerca sobre el vástago fileteado.

Las dos semipinzas se centran de manera precisa únicamente en el orificio de uno de los elementos, lo que permite una mejor precisión de centrado, en particular si los orificios de los elementos que hay que ensamblar son de diámetros ligeramente diferentes y/o no son perfectamente coaxiales.

La invención se refiere igualmente a un procedimiento que utiliza esta grapa para... [Seguir leyendo]

1. Grapa de sujeción de tornillo (50) destinada a ser introducida en orificios coaxiales respectivos (22, 22’) de al menos dos elementos (20, 20’) que hay que ensamblar y en alvéolos (12) de una rejilla de perforación (10) que forma plantilla, coaxiales con los orificios de referencias (22, 22’) , del tipo que comprende:

- un cuerpo cilíndrico hueco (51) que se extiende según un eje de alargamiento (XX’) y que comprende una cara de apoyo (52) destinada a entrar en contacto con la superficie externa (21) de uno primero (20) de los dos elementos,

- un vástago central (53) que atraviesa localmente el cuerpo hueco (51) y que presenta una porción localizada en el interior del citado cuerpo hueco provista de un fileteado externo (53a) ,

- una tuerca (54) montada sobre la extremidad fileteada (53a) del vástago central (53) y que se apoya sobre una cara terminal (51a) del cuerpo hueco (51) ,

- dos semipinzas axiales (56) solidarias del vástago (53) , presentando las citadas pinzas, en su extremidad libre (56a) , rebordes (57) que sobresalen hacia el exterior, sensiblemente radialmente, para formar picos de enganche en la superficie externa del segundo de los elementos (20’) ,

- un separador central (58) dispuesto a lo largo del eje de alargamiento (XX’) , entre las dos semipinzas (56) , y solidario del cuerpo hueco (51) en el interior del cual queda inmovilizado en rotación y en traslación,

- pudiendo ser desplazado axialmente el conjunto vástago/semipinzas en el interior del cuerpo hueco (51) y a lo largo del separador (58) por rotación de la tuerca (54) sobre el vástago fileteado (53a) , entre una primera posición de reposo en la cual los picos de enganche (57) de las dos semipinzas (56) están aproximados radialmente de manera que pueden insertarse en los orificios (22, 22’) , de los dos elementos (20, 20’) , y una segunda posición activa en la cual las dos semipinzas (56) están retraídas en el interior del cuerpo hueco (51) y separadas radialmente a lo largo del separador (58) de modo que los picos de enganche (57) quedan enganchados en la superficie externa (23) del segundo elemento (20’) en el borde de su orificio (22’) , a fin de mantener los dos elementos uno contra el otro entre los citados picos (57) y la cara de apoyo (52) sobre el primer elemento (20) ,

presentando el conjunto formado por las semipinzas (56) y el separador (58) , en corte, al menos en la posición de reposo de la grapa (50) , la forma de un círculo casi perfecto cuyo diámetro (D) es idéntico al diámetro interno de los orificios (22, 22’) de los dos elementos (20, 20’) que hay que ensamblar, con una holgura mínima para permitir el deslizamiento longitudinal del citado conjunto en el interior de los citados orificios,

estando caracterizada la grapa porque ésta comprende un asiento de centrado (80) en forma de anillo de sección seudoesférica, cuyo diámetro externo corresponde al diámetro interno de al menos uno de los alvéolos (12) de la rejilla de perforación (10) ,

siendo llevado el citado asiento de centrado por una superficie cilíndrica externa del cuerpo hueco que rodea al citado cuerpo hueco (51) o por un casquillo (90) cilíndrico hueco, formando el citado casquillo una sola pieza con una caperuza (85) montada sobre la tuerca (54) , siendo el diámetro externo de la citada caperuza superior al diámetro interno del citado alvéolo (12) , presentando el citado casquillo, en corte, una sección oblonga constituida por dos semicilindros (92) de radio sensiblemente igual al radio externo del cuerpo hueco, empalmados por dos semiplanos

(94) de longitud igual a la distancia entre ejes de los dos semicilindros.

2. Grapa de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el asiento de centrado es llevado por una superficie cilíndrica externa del cuerpo hueco (51) , comprendiendo la grapa igualmente una caperuza (85) montada sobre la tuerca (54) siendo el diámetro externo de la citada caperuza superior al diámetro interno del citado alvéolo (12) .

3. Grapa de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque la caperuza está montada sobre la tuerca

(54) por medio de un tornillo (88) , asegurando el apriete de este tornillo (88) la sujeción de la rejilla (10) sobre los elementos que hay que ensamblar (20, 20’) .

4. Grapa de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el separador (58) es en forma de chapa plana y presenta dos caras longitudinales (58c) paralelas y dos lados laterales (58d) de forma convexa que presenta un radio de curvatura externo idéntico al diámetro externo de las semipinzas (56) .

5. Grapa de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el separador (58) está provisto, en una extremidad próxima (58a) , de chaflanes (59) simétricos que facilitan su inserción entre los picos de enganche (57) y, en su otra extremidad (58b) , de dos resaltes simétricos (60) en forma de T destinados a inmovilizar el separador (58) en posición axial y en rotación en el interior del cuerpo hueco (51) .

6. Grapa de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las semipinzas (56) son idénticas y simétricas con respecto al eje de alargamiento (XX’) .

7. Grapa de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende una rótula de posicionamiento (70) de la cara de apoyo (52) del cuerpo hueco (51) .

8. Grapa de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque la rótula (70) comprende un asiento de centrado anular (72) que comprende una superficie externa convexa (73) de forma esférica que coopera con una arandela de apoyo (74) que comprende una superficie interna cóncava (75) de forma esférica complementaria de la superficie convexa (73) .

5 9. Grapa de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la cara de apoyo (52) está constituida por un asiento cónico de centrado (78) que tiene un ángulo en el vértice que va aproximadamente de 90º a 140º.

10. Grapa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el cuerpo hueco

(51) está atravesado por un orificio circular (52a) que es coaxial con el asiento esférico (80) y cuyo diámetro es idén10 tico al diámetro (D) del conjunto formado por las semipinzas (56) y el separador (58) .

11. Procedimiento que utiliza una grapa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes para fijar, al menos temporalmente, dos elementos (20, 20’) que presentan orificios coaxiales (22, 22’) destinados a recibir una parte de la citada grapa.

12. Utilización de una grapa de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10 para situar con precisión una rejilla

de perforación (10) con respecto a dos elementos (20, 20’) que hay que ensamblar que comprenden orificios coaxiales (22, 22’) destinados a recibir una parte de la citada grapa.