Pinza de presión para una herramienta de instalación de fijación de carga de estampado baja.

Una pinza de presión (402, 600) para una herramienta de instalación de un elemento de fijación,

que comprende: una sección de tracción (404, 604) con un extremo de acoplamiento del elemento de fijación (405, 606) y una pluralidad de dientes (408, 608),

en la que la pluralidad de dientes incluye un primer diente (409, 632) ubicado cerca del extremo de acoplamiento del elemento de fijación,

en la que el primer diente de la pluralidad de dientes incluye un primer diámetro interior (ID1) caracterizada porque cada uno de la pluralidad de dientes restantes incluye un segundo diámetro interior (ID2), en la que el primer diámetro interior del primer diente es mayor que el segundo diámetro interior de cada uno de dientes restantes de la pluralidad de dientes.

Pinza de presión para una herramienta de instalación de fijación de carga de estampado baja.

Antecedentes

1. Campo La presente invención se refiere a una pinza de presión para una herramienta de instalación de un elemento de fijación de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y, más concretamente, a una herramienta de instalación de un elemento de fijación de tipo de estampado.

2. Técnica relacionada En muchas aplicaciones comerciales, los elementos de fijación roscados de dos piezas o estampados, normalmente denominados pernos de cierre, se utilizan habitualmente para fijar varias piezas juntas. Véanse, por ejemplo, los números de patente estadounidenses 2, 531, 048; 3, 215, 024; 3, 915, 053; 4, 472, 096 y 5, 090, 852. Las propiedades materiales (por ejemplo, sin limitación, resistencia a la tracción y dureza) de estos elementos de fijación varía en función de la aplicación comercial en la que se utilizarán los elementos de fijación. Para distinguir las diferentes propiedades de los elementos de fijación, estos se designan normalmente por grado. El grado de un elemento de fijación indica su resistencia. Los estándares industriales establecen la resistencia exigida para un elemento de fijación, para cumplir con un grado concreto, determinándose la resistencia de un elemento de fijación concreto por la resistencia del material del perno o pasador del elemento de fijación. Por ejemplo, un elemento de fijación de ½ pulgadas (1, 27 cm) de grado 5 tiene un pasador de diámetro de ½ pulgadas (1, 27 cm) o parte del vástago del perno para utilizar en una abertura de pieza de diámetro nominal de ½ pulgadas (1, 27 cm) y, según la norma SAE J429, grado 5 o ASTM A-325, dicho elemento de fijación de grado 5 debe tener una resistencia a la tracción mínima de 120 KSI (827 MPa) . A modo de comparación, con el fin de alcanzar el grado 8 como elemento de fijación, según la SAE J429, grado 8 o ASTM A-490, el elemento de fijación debe tener una resistencia a la tracción mínima de 150 KSI (1034 MPa) . Los elementos de fijación de grado 5 se utilizan a menudo, por ejemplo, en aplicaciones para ferrocarril (automotor) . Los elementos de fijación de grado 8 se emplean normalmente en aplicaciones de transporte comercial, por ejemplo, para fijar los componentes de un camión en la industria de transporte en camiones.

La patente estadounidense número 4, 299, 519, en la que se basa el preámbulo de la reivindicación 1, divulga un elemento de fijación de tipo de tracción de dos piezas, que comprende un pasador y un collarín. El pasador se proporciona con un número mínimo de ranuras de tracción que tienen la resistencia suficiente para permitir que una herramienta de instalación ejerza una resistencia a la tracción sobre el pasador de la magnitud requerida para configurar adecuadamente el elemento de fijación. La herramienta de instalación tiene una estructura de agarre adaptada para acoplarse a las ranuras de tracción.

Normalmente, los elementos de fijación tipo de estampado incluyen un pasador y un collarín. La mayoría de estos elementos de fijación son de tipo de tracción e incluyen un vástago de pasador con una parte de cierre que tiene ranuras de cierre y una parte de tracción que tiene ranuras de tracción. Las ranuras de tracción están adaptadas para ser agarradas mediante dientes coincidentes en mordazas de mandril de una herramienta de instalación con un yunque de estampado. El yunque de estampado está adaptado para acoplarse al collarín y aplicar una resistencia axial relativa entre el pasador y el collarín , y para moverse sobre el collarín y estamparlo en las ranuras de bloqueo. La resistencia axial relativa comprende una combinación de la carga de tracción sobre el pasador provocado por las mordazas de mandril y la carga compresiva sobre el collarín causada por el yunque de estampado. La parte de tracción de muchos elementos de fijación de tipo de estampado está conectada a la ranura de bloqueo mediante una ranura de cizallado de resistencia reducida. La ranura de cizallado está adaptada para fracturar a una magnitud preseleccionada de resistencia axial o de tracción que es mayor a la requerida para estampar el collarín . Por consiguiente, la parte de tracción, o cola del pasador, será cortada y separada del vástago del pasador al finalizar el estampado. Sin embargo, otros elementos de fijación de estampado tienen partes de tracción que permanecen en el pasador tras la finalización de la instalación. Véanse, por ejemplo, las patentes estadounidenses números 5, 315, 755, 5, 548, 889 y 5, 604, 968 (que divulgan una parte de tracción roscada que no es cortada del pasador) . En otras palabras, estos elementos de fijación no tienen cola de pasador. Véanse, por ejemplo, las figuras 1-8 de la patente 5, 315, 755.

Entre los problemas que presentan frecuentemente los elementos de fijación tipo de estampado de una resistencia relativamente elevada (ej. grado 5 y superior) , se encuentran la magnitud excesiva de la carga de tracción aplicada requerida para estampar totalmente el collar. Esto supone un desgaste prematuro de la herramienta de instalación, especialmente del mecanismo de tracción, y también el deterioro de las ranuras de tracción en el pasador. La alta carga de estampado también complica el proceso de instalación en general, especialmente cuando se utilizan herramientas de instalación operadas manualmente. En un intento de superar algunas de estas desventajas, se han realizado diversas modificaciones en diferentes herramientas de instalación. Por ejemplo, la patente estadounidense número 4, 299, 519, que se incorpora a la presente por referencia como se expone en su totalidad en el presente documento, divulga una parte de tracción de pasador abellotada y una estructura de agarre de herramienta de forma complementaria, concebidas para proporcionar un acoplamiento de todas las ranuras de tracción de la parte de tracción mediante la estructura de agarre de la herramienta y, de este modo, resistir el deterioro de las ranuras de tracción. Véanse, por ejemplo, las figuras 1-5 de la patente 4, 599, 519. Otras herramientas simplemente incorporan cilindros de pistón neumático y/o hidráulico para ayudar a aplicar la resistencia de estampado necesaria. Véanse, por ejemplo, los números de patente estadounidenses 4, 597, 2613 y 4, 878, 372. Sin embargo, esto añade tamaño y peso a la herramienta, y puede hacer que resulte incómoda de manejar o limite la accesibilidad, poniendo en peligro de este modo su aplicación precisa para accionar el elemento de fijación y, por lo tanto, la calidad de la instalación final. Por consiguiente, hay espacio para mejorar la herramienta de instalación y el procedimiento para los sistemas de fijación de tipo de estampado.

La alta carga de estampado es, en gran medida, el resultado del uso de collarines de elementos de fijación que poseen un grosor de la pared aumentado y, por lo tanto, poseen una estructura para sobrellenar o sobrecargar las ranuras de bloqueo para alcanzar la resistencia necesaria para un grado particular del elemento de fijación (ej. grado 5 y grado 8) . Véase, por ejemplo, la patente estadounidense número 5, 090, 852, supra, (que divulga una forma de rosca de pasador modificado que incluye ranuras menos profundas y un contorno de raíz aerodinámico, presentando el collarín un grosor de pared aumentado con material suficiente para sobrecargar dichas ranuras menos profundas, con el fin de alcanzar la resistencia de corte necesaria) ; véase también la patente 5, 315, 755, supra, y las patentes estadounidenses números 5, 548, 889 y 5, 604, 968 (que divulgan una construcción de ranura de pasador poco profunda y un vástago de collarín con un volumen que presenta un exceso de material de, al menos, el 16% para sobrecargar las ranuras) . La sobrecarga de las ranuras de bloqueo resulta problemática. Es una fuente primaria de la carga de estampado excesivamente alta no deseada mencionada anteriormente. Por consiguiente, se han realizado varios intentos, mediante variaciones del diseño del elemento de fijación de tipo de estampado, para combatir estas desventajas y, en particular, la carga de estampado prohibitivamente alta.

Por ejemplo, las patentes estadounidenses números 6, 233, 802 y 6, 497, 024 divulgan un sistema de fijación para un elemento de fijación tipo de estampado de dos piezas que tiene una forma de rosca de ranura de bloqueo de poca profundidad que está diseñada para permitir que el elemento de fijación sea instalado en una carga de estampado más baja que un elemento de fijación de tipo de estampado convencional de grado comparable, pero manteniendo esencialmente las mismas propiedades físicas (ej. resistencia de tracción, carga de la abrazadera) al se... [Seguir leyendo]

1. Una pinza de presión (402, 600) para una herramienta de instalación de un elemento de fijación, que comprende:

una sección de tracción (404, 604) con un extremo de acoplamiento del elemento de fijación (405, 606) y una pluralidad de dientes (408, 608) , en la que la pluralidad de dientes incluye un primer diente (409, 632) ubicado cerca del extremo de acoplamiento del elemento de fijación, en la que el primer diente de la pluralidad de dientes incluye un primer diámetro interior (ID1)

caracterizada porque cada uno de la pluralidad de dientes restantes incluye un segundo diámetro interior (ID2) , en la que el primer diámetro interior del primer diente es mayor que el segundo diámetro interior de cada uno de dientes restantes de la pluralidad de dientes.

2. La pinza de presión de la reivindicación 1, en la que la pluralidad de dientes (408, 608) incluye cuatro dientes.

3. La pinza de presión de la reivindicación 1 o 2, en la que la pinza de presión (402, 600) está estructurada para acoplar un miembro de pasador (12d) que tiene una parte de bloqueo (25d) y una parte de tracción

(179) sustancialmente recta que se extiende desde la parte de bloqueo (25d) , teniendo la parte de bloqueo del miembro de pasador una pluralidad de ranuras de bloqueo (26d) definidas por ranuras de pasador que se extienden circunferencialmente y resaltes de pasador asociados que terminan en crestas en el pasador,

teniendo dicha parte de bloqueo (25d) un primer diámetro exterior (Da’) e incluyendo la parte de tracción

(179) del miembro de pasador una pluralidad de ranuras de tracción (181) ; teniendo dicha parte de tracción

(179) un segundo diámetro exterior (DB) que es menor que el primer diámetro exterior (Da’) de la parte de

bloqueo (25d) del miembro de pasador (12d) , de modo que la sección de tracción (404) de dicha pinza de presión (402) puede tener un grosor de sección transversal que aumente hasta la diferencia en diámetros de la parte de bloqueo (25d) y la parte de tracción (179) , ampliando de este modo la duración de vida en fatiga de dicha herramienta de instalación.

4. La pinza de presión de la reivindicación 1, 2 o 3, en la que la pinza de presión (402) es una pinza de presión con elemento de agarre partido único, en la que la sección de tracción (404) de la pinza de presión con elemento de agarre partido único puede moverse entre una posición expandida abierta y una posición contraída cerrada.

5. La pinza de presión (600) de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la sección de tracción (604) incluye una protrusión (602) que se extiende desde el extremo de acoplamiento del elemento de fijación, extendiendo de este modo la longitud de la sección de tracción de la pinza de presión.

6. La pinza de presión de la reivindicación 5, en la que la protrusión (602) incluye una primera cara circular plana (606) situada delante de, y contigua al primer diente (632) de la pluralidad de dientes (608) , y una cara circular en ángulo hacia delante (610) delante de la primera cara circular plana en la que la protrusión incluye además una segunda cara plana (612) y una cara plana angular (614) vuelta a una línea o intersección con el diámetro exterior de la pinza de presión.

7. Una herramienta (400) de instalación del elemento de fijación, que comprende: un elemento de yunque (410) que tiene una cavidad de estampar (412) ; y la pinza de presión (402, 600) de cualquier reivindicación precedente.

8. La herramienta de instalación del elemento de fijación de la reivindicación 7, en la que el elemento de yunque (410) incluye un segundo extremo opuesto al primer extremo, una sección de entrada de radio (414) ubicada en el primer extremo, un relieve de estampado (416) ubicado de forma adyacente a la sección de entrada y con un primer diámetro interior, y un orificio interior (420) ubicado de forma adyacente al relieve de estampado y con un segundo diámetro interior que es mayor que el primer diámetro interior del relieve de estampado, en la que el relieve de estampado está adaptado para transmitir una carga de estampado radialmente hacia dentro aplicada por el elemento de yunque, en la que el relieve de estampado incluye un ancho menor que la longitud del elemento del yunque, extendiéndose entre el primer y segundo extremos del mismo.

9. La herramienta de instalación del elemento de fijación de la reivindicación 8, en la que la pinza de fijación

(402) es una pinza de presión con elemento de agarre partido único, en la que la sección de tracción (404) de la pinza de presión con elemento de agarre partido puede moverse entre una posición expandida abierta, en la que la sección de tracción está posicionada al exterior del elemento de yunque (410) , y una posición contraída cerrada, en la que la sección de tracción está posicionada en el elemento del yunque.

10. La herramienta de instalación del elemento de fijación de la reivindicación 9, en la que la pinza de presión (402, 600) está posicionada dentro del orificio interior (420) del elemento del yunque (410) cuando la pinza de presión está en su posición cerrada.

11. La herramienta de instalación del elemento de fijación de la reivindicación 9 o 10, en la que la pinza de presión (600) incluye una protrusión (602) que se extiende desde el extremo de acoplamiento del elemento de fijación de la pinza de presión, extendiéndose de este modo toda la longitud de la sección de tracción de la pinza de presión y aumentando un área de contacto ubicada entre la pinza de presión y el elemento de yunque cuando la pinza de presión está en su posición cerrada.

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