Sujetador indicador de carga y método de fabricación.

Sujetador indicador de carga (10, 10', 110) que comprende:

un cuerpo de sujetador (20,

20', 120) que tiene una superficie de contacto (24, 124), un vástago (30, 30', 130) con un diámetro exterior (S), y

un indicador de carga (40, 40', 140) que comprende:

un cuerpo anular (41, 141) que queda posicionado en torno a y capturado por una parte del cuerpo de sujetador (20, 20', 120);

una pluralidad de protuberancias (42, 142) que forman parte integrante del cuerpo anular (41, 141) y han sido formadas a partir del mismo para así sobresalir de una primera cara (44, 144) del cuerpo anular (41, 141) y dejar una correspondiente pluralidad de indentaciones (46, 146) en una segunda cara (48, 148) del cuerpo anular (41, 10 141) que es opuesta a la primera cara (44, 144);

caracterizado por el hecho de que

el cuerpo de sujetador también incluye un elemento (35) que se extiende en dirección radial con una superficie piloto (36) dirigida a la superficie de contacto (24, 124) y una superficie inferior (38) dirigida a la segunda cara (48, 148), y las protuberancias (42, 142) del indicador de carga tienen una altura sin compresión (C) que es tal que la distancia (D) entre la superficie inferior (38) del elemento (35) que se extiende en dirección radial y la segunda cara (48, 148) es mayor que la altura sin compresión (C) cuando las protuberancias (42, 142) están en contacto no compresivo con la superficie de contacto (24, 124).

Sujetador indicador de carga y método de fabricación.

La presente invención se refiere en general a los sujetadores, y en particular a los indicadores de carga que permiten lograr la deseada tensión de sujetador durante la instalación del sujetador en una junta.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Es perfectamente sabido para los expertos en la materia que la manera más precisa de instalar tensión en sujetadores en una junta es la de controlar el apriete desarrollando una indicación de la tensión en el sujetador ya sea directamente desde el sujetador o bien desde otro componente que se use con el sujetador. La instalación de un sujetador sobre la base del control del par torsor puede redundar en amplias variaciones de la tensión en el sujetador debido a variaciones de la lubricidad del sujetador, a las rebabas en la rosca de los sujetadores roscados y a variaciones del rozamiento en la superficie del componente de la junta contra la cual se apoya la superficie de apoyo de un sujetador roscado.

La U.S. 3.187.621 está dirigida a un indicador de carga que está adaptado para ser usado con un sujetador roscado y destinado a desarrollar una indicación del correcto tensado del sujetador. Este indicador de carga tiene una pluralidad de protuberancias que quedan hechas por estampación y cizallamiento parcial a partir de un cuerpo anular para así dejar indentaciones en el cuerpo anular. Con este indicador de carga en una junta, las protuberancias son empujadas de regreso al interior de las indentaciones formadas en el cuerpo anular al ser la junta apretada, y el apriete se detiene cuando las protuberancias se han “colapsado” en una cantidad prescrita de regreso al interior de las indentaciones formadas en el cuerpo anular. Esta condición es típicamente detectada por medio de un calibrador de separaciones introducido en una separación existente en la junta. La U.S. 5.015.132, la U.S. 5.370.483, la U.S.

5.487.632 y la U.S. 5.667.346, cada una de las cuales queda incorporada a la presente por referencia, están también dirigidas a este tipo de indicador de carga.

La EP 0100555 da a conocer una arandela indicadora de carga (10) no tratada térmicamente que es para indicar visualmente la magnitud de fuerza de compresión aplicada por un sujetador (34, 36, 46) a las superficies opuestas de la arandela, y un conjunto de sujetador que incluye a una arandela indicadora de carga de este tipo. La arandela tiene una serie de protuberancias (14) que forman parte de la misma y han sido formadas mediante una operación de estampación de la arandela y están distanciadas de las periferias interior (16) y exterior (18) de la arandela, teniendo cada protuberancia una superficie basal cóncava truncada (24) situada dentro de los confines de la arandela y una superficie convexa (32) en relieve. El número de protuberancias (14) y el tamaño de las mismas dependen de la fuerza de compresión, de forma tal que las protuberancias se deformarán retirándose al interior de la arandela cuando la fuerza de compresión alcance una magnitud predeterminada.

BREVE EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN

En un aspecto, la presente invención se refiere a un sujetador indicador de carga que comprende un indicador de carga y un cuerpo de sujetador. El indicador de carga comprende un cuerpo anular que define un agujero pasante que tiene un diámetro mínimo. El indicador de carga comprende además una pluralidad de protuberancias que forman parte integrante del cuerpo anular y han sido realizadas por estampación y parcialmente por cizallamiento a partir del cuerpo anular para así sobresalir de una primera cara del cuerpo anular y dejar una correspondiente pluralidad de indentaciones en una segunda cara del cuerpo anular que es opuesta a la primera cara. El cuerpo de sujetador comprende una rosca, una cabeza que define una superficie de contacto, y un vástago que pende de la superficie de contacto. El vástago incluye una primera parte que tiene un primer diámetro exterior que es menor que el diámetro mínimo del agujero pasante, de forma tal que el indicador de carga es admitido sobre la primera parte del vástago con las protuberancias junto a la superficie de contacto de la cabeza y en alineación con la misma. El vástago incluye además una segunda parte que incluye al menos un elemento que se extiende en dirección radial y tiene un segundo diámetro exterior que es mayor que el diámetro mínimo del agujero pasante, de forma tal que el indicador de carga queda retenido por el mismo en el cuerpo de sujetador.

En al menos un aspecto de la invención, el sujetador indicador de carga es una tuerca, en donde el cuerpo del sujetador define un taladro pasante que atraviesa la cabeza y el vástago y la rosca está prevista a lo largo de una superficie interior del taladro pasante.

En otro aspecto de la invención, el sujetador indicador de carga es un perno o tornillo, en donde la rosca está prevista a lo largo de una superficie exterior de la segunda parte del vástago. En un aspecto así de la invención, una vuelta de filete de rosca puede definir el elemento que se extiende en dirección radial y es al menos uno.

En aún otro aspecto, la invención se refiere a un indicador de carga que comprende un cuerpo anular que define un agujero pasante que tiene un diámetro mínimo. Las de una pluralidad de protuberancias están formadas de tal manera que forman parte integrante del cuerpo anular y han sido realizadas mediante estampación y cizallamiento parcial a partir del cuerpo anular para así sobresalir de una primera cara del cuerpo anular y dejar una correspondiente pluralidad de indentaciones en una segunda cara del cuerpo anular que es la opuesta a la primera cara. Una ranura anular que tiene un diámetro mayor que el segundo diámetro exterior está definida en la segunda cara del cuerpo anular en torno al agujero pasante.

En otro aspecto, la invención se refiere a un montaje de junta que comprende al menos un elemento de junta, un sujetador indicador de carga y un sujetador secundario. El sujetador indicador de carga incluye un indicador de carga y un cuerpo de sujetador. El indicador de carga comprende un cuerpo anular que define un agujero pasante que tiene un diámetro mínimo. El indicador de carga comprende además una pluralidad de protuberancias que forman parte integrante del cuerpo anular y han sido realizadas por estampación y cizallamiento parcial a partir del cuerpo anular para así sobresalir de una primera cara del cuerpo anular y dejar una correspondiente pluralidad de indentaciones en una segunda cara del cuerpo anular que es la opuesta a la primera cara. El cuerpo de sujetador comprende una primera rosca, una primera cabeza que define una superficie de contacto, y un primer vástago que pende de la superficie de contacto. El primer vástago incluye una primera parte que tiene un primer diámetro exterior que es menor que el diámetro mínimo del agujero pasante, de forma tal que el indicador de carga es admitido sobre la primera parte del vástago con las protuberancias junto a la superficie de contacto de la cabeza y en alineación con la misma. El primer vástago incluye además una segunda parte que incluye al menos un elemento que se extiende en dirección radial y tiene un segundo diámetro exterior que es mayor que el diámetro mínimo del agujero pasante, de forma tal que el indicador de carga queda retenido por el mismo en el cuerpo de sujetador. El sujetador secundario comprende un segundo cuerpo de sujetador y una segunda rosca. El primer vástago o una parte del segundo cuerpo de sujetador atraviesa el elemento de junta que es al menos uno y la primera rosca es enroscada en la segunda rosca hasta que la superficie de contacto de la primera cabeza queda situada a una determinada distancia de la primera cara del cuerpo anular.

En aún otro aspecto, la presente invención se refiere a un sujetador indicador de carga que comprende un cuerpo de sujetador y un indicador de carga que tiene un cuerpo anular que queda posicionado en torno a una parte del cuerpo de sujetador y capturado por la misma. El indicador de carga tiene una pluralidad de protuberancias que forman parte integrante de dicho cuerpo anular y han sido realizadas por estampación y cizallamiento parcial a partir de dicho cuerpo anular para así sobresalir de una primera cara de dicho cuerpo anular y dejar una correspondiente pluralidad de indentaciones en una segunda cara de dicho cuerpo anular que es la opuesta a dicha primera cara.

En otro aspecto, la presente invención se refiere a un sujetador indicador de carga que comprende un indicador de carga y un cuerpo de sujetador. El indicador de carga comprende un cuerpo anular que define un agujero pasante que tiene un diámetro mínimo. El indicador de carga comprende... [Seguir leyendo]

1. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) que comprende:

un cuerpo de sujetador (20, 20’, 120) que tiene una superficie de contacto (24, 124) , un vástago (30, 30’, 130)

con un diámetro exterior (S) , y

un indicador de carga (40, 40’, 140) que comprende:

un cuerpo anular (41, 141) que queda posicionado en torno a y capturado por una parte del cuerpo de sujetador

(20, 20’, 120) ;

una pluralidad de protuberancias (42, 142) que forman parte integrante del cuerpo anular (41, 141) y han sido formadas a partir del mismo para así sobresalir de una primera cara (44, 144) del cuerpo anular (41, 141) y dejar una correspondiente pluralidad de indentaciones (46, 146) en una segunda cara (48, 148) del cuerpo anular (41, 141) que es opuesta a la primera cara (44, 144) ;

caracterizado por el hecho de que el cuerpo de sujetador también incluye un elemento (35) que se extiende en dirección radial con una superficie piloto (36) dirigida a la superficie de contacto (24, 124) y una superficie inferior (38) dirigida a la segunda cara (48, 148) , y

las protuberancias (42, 142) del indicador de carga tienen una altura sin compresión (C) que es tal que la distancia (D) entre la superficie inferior (38) del elemento (35) que se extiende en dirección radial y la segunda cara (48, 148) es mayor que la altura sin compresión (C) cuando las protuberancias (42, 142) están en contacto no compresivo con la superficie de contacto (24, 124) .

2. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según la reivindicación 1,

en donde el cuerpo anular (41, 141) tiene un espesor y define un agujero pasante (45, 145) con un diámetro mínimo (H) que es mayor que el diámetro exterior (S) del vástago (30, 30’, 130) del cuerpo de sujetador (20, 20’, 120) ;

las de la pluralidad de protuberancias (42, 142) tienen crestas; y

la segunda cara (48, 148) incluye una ranura anular (47) que tiene un diámetro interior (G) que es mayor que el diámetro mínimo (H) del agujero pasante (45, 145) y se extiende parcialmente a través del espesor del cuerpo anular (41, 141) y define un espaldón de retención (49) ,

de forma tal que cuando el indicador de carga (40, 40’, 140) está retenido en el cuerpo de sujetador (20, 20’,

120) con la superficie piloto (36) del elemento (35) que se extiende en dirección radial interfiriendo con el espaldón de retención (49) , la distancia (D) entre la superficie inferior (38) del elemento (35) que se extiende en dirección radial y la segunda cara (48, 148) es mayor que la altura sin compresión (C) cuando las protuberancias (42, 142) están en contacto no compresivo con la superficie de contacto (24, 124) .

3. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según la reivindicación 2, en donde la distancia (P) entre la superficie piloto (36) y la superficie de contacto (24, 124) es mayor que la distancia (R) entre el espaldón de retención (49) y las crestas de las protuberancias (42, 142) .

4. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde cada una de las protuberancias (42, 142) es de perfil curvado y está definida por:

(a) un par de paredes laterales exteriores (50) que parten de la primera cara (44, 144) del cuerpo anular (41, 141) alejándose de la misma, y

(b) una superficie exterior (52) que se extiende entre las del par de paredes laterales exteriores (50) y entre dos zonas distanciadas (54) de la primera cara (44, 144) del cuerpo anular (41, 141) , y

cada una de las indentaciones (46, 146) es de perfil curvado y está definida por:

(a) un par de paredes laterales interiores (66) que se extienden a través del cuerpo anular (41, 141) desde la segunda cara (48, 148) del cuerpo anular (41, 141) y desde las cuales han sido formadas por cizallamiento las de un par de paredes laterales exteriores (43) de una de las protuberancias (42, 142) , y

(b) una superficie interior (58) que se extiende entre las del par de paredes laterales interiores (66) y entre dos zonas distanciadas de la segunda cara (48, 148) del cuerpo anular (41, 141) .

5. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el cuerpo de sujetador (20, 20’, 120) comprende una rosca (28, 128) y una cabeza (22, 22’, 122) que define la superficie de contacto (24, 124) , y en donde el vástago (30, 30’, 130) pende de la superficie de contacto (24, 124) e incluye:

una primera parte (32, 132) que tiene el diámetro exterior (S) menor que el diámetro mínimo (H) del agujero pasante (45, 145) de forma tal que el indicador de carga (40, 40’, 140) es admitido sobre la primera parte (32, 132) del vástago con las protuberancias (42, 142) junto a la superficie de contacto (24, 124) de la cabeza y en alineación con la misma; y

una segunda parte (34, 34’, 134) que incluye al elemento (35) que se extiende en dirección radial y tiene un segundo diámetro exterior que es mayor que el diámetro mínimo (H) del agujero pasante (45, 145) de forma tal

que el indicador de carga (40, 40’, 140) queda retenido en el cuerpo de sujetador (20, 20’, 120) con la superficie piloto (36) del elemento (35) que se extiende en dirección radial interfiriendo con el espaldón de retención (49) , siendo la distancia (P) entre la superficie piloto (36) y la superficie de contacto (24, 124) de la cabeza (22, 22’, 122) mayor que la distancia (R) entre el espaldón de retención (49) y la cresta de las protuberancias (42, 142) .

6. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según la reivindicación 5, en donde los puntos radialmente más exteriores de las protuberancias (42, 142) están situados en un círculo (62) que está dentro de una periferia definida por la superficie de contacto (24, 124) de la cabeza.

7. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según la reivindicación 5, en donde el cuerpo de sujetador (20, 20’, 120) define una taladro pasante (26) que atraviesa la cabeza (22, 22’, 122) y el vástago (30, 30’, 130) y la rosca (28, 128) está prevista a lo largo de una superficie interior del taladro pasante (26) .

8. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según la reivindicación 7, en donde un extremo libre (34, 34’, 134) del vástago (30, 30’, 130) está deformado radialmente hacia el exterior para así constituir el elemento (35) que se extiende en dirección radial.

9. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según la reivindicación 8, en donde el extremo libre (34, 34’, 134) del vástago incluye una pluralidad de apéndices (37) distanciados.

10. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según la reivindicación 8, en donde el extremo libre (34, 34’, 134) del vástago y la ranura anular (47) están configurados de forma tal que el extremo libre (34, 34’, 134) del vástago queda retenido dentro de la ranura anular (47) al ser apretado el sujetador (10, 10’, 110) .

11. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según cualquiera de las reivindicaciones 5-10, en donde, al estar dicho sujetador montado, el elemento (35) que se extiende en dirección radial queda completamente retenido dentro de la ranura anular (47) .

12. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según cualquiera de las reivindicaciones 5-11, en donde la ranura anular (47) tiene una profundidad que es igual a aproximadamente la mitad del espesor del cuerpo anular (41, 141) .

13. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según la reivindicación 5, en donde está prevista una rosca (28, 128) a lo largo de una superficie exterior de la segunda parte (34, 34’, 134) del vástago.

14. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según la reivindicación 13, en donde la rosca (28, 128) tiene un diámetro de cresta que es mayor que el diámetro mínimo (H) del agujero pasante (45, 145) , de forma tal que una parte extrema (128, 128a) de la rosca (28, 128) interfiere con la segunda cara (48, 148) del cuerpo anular y define el elemento (35) que se extiende en dirección radial.

15. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según la reivindicación 5, en donde el indicador de carga (40, 41’, 140) y el cuerpo de sujetador (20, 20’, 120) tienen sendas características seleccionadas de forma tal que se alcanza una separación (g) deseada entre la primera cara (44, 144) del cuerpo anular y la superficie de contacto (24, 124) del cuerpo de sujetador al procederse a la aplicación de una tensión deseada en el sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) .

16. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según la reivindicación 15, en donde las características seleccionadas del indicador de carga (40, 40’, 140) incluyen uno o varios de los miembros del grupo que consta de un número de protuberancias (42, 142) , un tamaño de las protuberancias (42, 142) , una configuración de las protuberancias (42, 142) , un material del cuerpo anular (41, 141) y una dureza del cuerpo anular (41, 141) .

17. Sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según la reivindicación 15, en donde las características seleccionadas del cuerpo de sujetador (20, 20’, 120) incluyen a uno o varios de los miembros del grupo que consta de un tamaño del cuerpo de sujetador (20, 20’, 120) , un material del cuerpo de sujetador (20, 20’, 120) ,

una dureza de la superficie de contacto (24, 124) , un paso de la rosca (28, 128) y un tipo de rosca (28, 128) .

18. Montaje de junta (70, 170) que comprende:

al menos un elemento de junta (71, 72, 171, 172) y un sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 17.

19. Método que es para producir un sujetador indicador de carga (10, 10’, 110) y comprende los pasos de:

prever un cuerpo de sujetador (20, 20’, 120) que comprende una cabeza (22, 22’, 122) que define una superficie de contacto (24, 124) y un vástago (30, 30’, 130) que pende de la superficie de contacto (24, 124) ;

prever un indicador de carga (40, 40’, 140) que comprende (a) un cuerpo anular (41, 141) que define un agujero pasante (45, 145) y un espaldón de retención (49) , y (b) una pluralidad de protuberancias (42, 142) que forman parte integrante del cuerpo anular (41, 141) y han sido formadas a partir del mismo para así sobresalir de una primera cara (44, 144) del cuerpo anular (41, 141) y dejar una correspondiente pluralidad de indentaciones (46, 146) en una segunda cara (48, 148) del cuerpo anular (41, 141) que es opuesta a la primera cara (44, 144) ;

posicionar el indicador de carga (40, 40’, 140) en torno al vástago (30, 30’, 130) de forma tal que las protuberancias (42, 142) quedan junto a la superficie de contacto (24, 124) de la cabeza y en alineación con la misma; y

caracterizado por el hecho de que también incluye el paso de

definir al menos un elemento (35) que se extiende en dirección radial y tiene una superficie superior (36) y un diámetro exterior en torno al vástago (30, 30’, 130) de forma tal que el indicador de carga (40, 40’, 140) queda retenido en el cuerpo de sujetador (20, 20’, 120) con la superficie piloto (36) interfiriendo con el espaldón de retención (49) ,

en donde el paso de definir al menos un elemento (35) que se extiende en dirección radial incluye el paso de deformar un extremo libre (34, 34’, 134) del vástago (30, 30’, 130) radialmente hacia el exterior de forma tal que el extremo libre (34, 34’, 134) deformado radialmente hacia el exterior es admitido en la ranura anular (47) , y

en donde las protuberancias (42, 142) tienen una altura sin compresión (C) que es tal que la distancia (D) entre la superficie inferior (38) del elemento (35) que se extiende en dirección radial y la segunda cara (48, 148) es mayor que la altura (C) cuando las protuberancias (42, 142) están en contacto no compresivo con la superficie de contacto (24, 124) .

20. Método según la reivindicación 19, en donde la distancia (P) entre la superficie superior (36) y la superficie de contacto (24, 124) de la cabeza (22, 22’, 122) es mayor que la distancia (R) entre el espaldón de retención (49) y

la cresta de las protuberancias (42, 142) .

21. Método según la reivindicación 19 o 20, en donde el cuerpo de sujetador (20, 20’, 120) define un taladro pasante (26) que atraviesa la cabeza (22, 22’, 122) y el vástago (30, 30’, 130) y la rosca (28, 128) está prevista a lo largo de una superficie interior del taladro pasante (26) .

22. Método según la reivindicación 21, que comprende además el paso de formar una ranura anular (47) que tiene un diámetro (G) que es mayor que el segundo diámetro exterior en la segunda cara (48, 148) del cuerpo anular en torno al agujero pasante (45, 145) para así definir el espaldón de retención (49) dentro del cuerpo anular (41, 141) .

23. Método según la reivindicación 19, en donde el paso de definir al menos un elemento (35) que se extiende en dirección radial incluye el paso de formar la rosca (28, 128) a lo largo de una superficie exterior del vástago (30, 30’, 130) .