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˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

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k kInt. Cl. : F16B 39/01

11 N´ umero de publicaci´on:

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˜ ESPANA

F16B 33/06 B05D 1/12

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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA

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kN´umero de solicitud europea: 93650026.3 kFecha de presentaci´on : 26.07.93 kN´umero de publicaci´on de la solicitud: 0 580 546 kFecha de publicaci´on de la solicitud: 26.01.94

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54 T´ıtulo: Sujetadores roscados de autobloqueo a alta temperatura y su m´ etodo de fabricaci´ on.

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73 Titular/es: Nylok Fastener Corporation

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72 Inventor/es: DiMaio, Anthony E.;

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74 Agente: Elzaburu M´ arquez, Alberto

30 Prioridad: 24.07.92 US 918070

15260 Hallmark Drive MacComb, Michigan 48042-4007, US

45 Fecha de la publicaci´ on de la menci´on BOPI:

16.07.97

45 Fecha de la publicaci´ on del folleto de patente:

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16.07.97

Aviso:

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Duffy, Richard; Pollizzi, Mario y Sessa, Eugene D.

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En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes, de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposici´ on (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas). Venta de fasc´ ıculos: Oficina Espa˜ nola de Patentes y Marcas. C/Panam´ a, 1 – 28036 Madrid

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DESCRIPCION Esta invenci´ on se refiere a un sujetador roscado que tiene un parche de autobloqueo y a un procedimiento para aplicar un parche de bloqueo de una resina resistente a altas temperaturas a la porci´ on roscada de un sujetador roscado. La fabricaci´ on de sujetadores roscados de autobloqueo que utilizan un parche de resina termopl´ astica en un lado del sujetador roscado, aplicado calentando el sujetador roscado y pulverizando luego resina en polvo sobre los hilos de rosca del sujetador, es conocida en la t´ecnica y ha gozado de ´exito comercial. La Patente de EE.UU. N◦ Re. 28.812 (anteriormente Patente de EE.UU. N◦ 3.579.684), por ejemplo, describe un m´etodo de fabricaci´ on de sujetadores roscados de autobloqueo que comprende las operaciones siguientes: 1. Aplicar mediante pulverizaci´on una pel´ıcula substancialmente continua, delgada, ablandable mediante calor, de l´ıquido de imprimaci´ on o de material de agarre a un a´rea seleccionada de los hilos de rosca exteriores de un sujetador tal como un perno. 2. Secar la pel´ıcula de imprimaci´ on. 3. Calentar el perno imprimado mediante una inducci´ on de alta frecuencia, a una temperatura a la cual el perno retendr´ a suficiente calor sensible para ablandar y fundir la resina termopl´ astica en polvo. 4. Arrastrar una resina termopl´ astica en polvo fino, tal como nailon 11, con una corriente de aire y pulverizarla directamente sobre una cara de los hilos de rosca del perno calentado, formando un parche de bloqueo exc´entrico de resina que cubre parte de los hilos de rosca. Cuando un perno preparado de esta manera se aplica de modo roscado con una tuerca, el material termopl´ astico adherido a los lados de los flancos de la rosca (las superficies de carga) proporciona una presi´ on de bloqueo que aumenta espectacularmente el momento torsor requerido para el desmontaje, haciendo por tanto que el perno sea de autobloqueo. Pueden formarse parches de esta clase sobre los hilos de rosca interiores de los sujetadores hembra, como ense˜ na la Patente de EE.UU. N◦ 3.894.509 (Duffy), as´ı como sobre los hilos de rosca exteriores de los sujetadores macho. La t´ecnica anterior describe varios m´etodos para mejorar la facilidad de montaje de esos sujetadores, tal como aplicando la resina de modo que se proporciona una capa m´ as gruesa de termopl´ astico en los flancos de los hilos de rosca que en sus crestas, como en la Patente de EE.UU. N◦ Re. 28.812. La t´ecnica anterior tambi´en describe m´etodos para aumentar la potencia de retenci´on de esos sujetadores cuando los miembros macho y hembra est´ an en los l´ımites exteriores de tolerancias dimensionales, aplicando la resina de modo que forma un nervio o barra de pl´ astico continuo por encima de las crestas roscadas, un resultado que se alcanza reduciendo la temperatura de aplicaci´ on ligeramente por debajo de la requerida para formar un revestimiento continuo y uniforme de pl´ astico, como en la Patente de EE.UU. N◦ 3.787.222. Han sido patentados varios tipos diferentes de m´aquinas de calentamiento y pulverizaci´ on para aplicar revestimientos de re2

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sina termopl´astica a los hilos de rosca exteriores de los sujetadores macho, como en las Patentes de EE.UU. Nos. 3.452.714 y 3.530.827. Tambi´en se conocen m´etodos para aplicar esos parches a las roscas interiores de sujetadores roscados hembra, como se ilustra en la Patente de EE.UU. N◦ 3.894.509. Tambi´en ha sido sugerida la utilizaci´on de adhesivos como un constituyente de los revestimientos para sujetadores roscados de autobloqueo. V´eanse, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. Nos. 4.282.913 (Trimmer), 3.179.143 (Schultz), 4.632.944 (Thompson) y 4.927.307 (Fitzgerald). Ninguna de estas referencias ense˜ na ni incluso sugiere la utilizaci´on de alg´ un adhesivo para facilitar la adherencia de un parche resistente a altas temperaturas. Finalmente, ha sido sugerido que los sujetadores roscados ligeros de peso pueden ser fabricados totalmente de ciertas resinas termopl´ asticas que contienen fibras de m´ odulo alto con prop´ ositos de refuerzo. (V´ease la Patente de EE.UU. N◦ 4.863.330 de Olez). Entre las resinas sugeridas fiR R y XYDAR . (Olez en Col. 5 guran TORLON

R l´ıneas 62 a 68). (TORLON es una mezcla de R es pol´ımeros de poliamida/polimida y XYDA un pol´ımero de poli´ester arom´ atico). Pero Olez ense˜ na que los cuerpos de los sujetadores roscados mismos, y las roscas pueden ser fabricados de estas resinas termopl´asticas reforzadas con fibras de m´ odulo alto tales como grafito. Olez ense˜ na estructuras envueltas complejas para mejorar la resistencia de esos sujetadores. No hay sugesti´on alguna de que parches de estas resinas puedan ser aplicados a sujetadores roscados fabricados de metal, o de que una vez aplicadas como parches a sujetadores de metal ellas puedan exhibir un comportamiento de bloqueo mejorado a elevadas temperaturas. Ciertamente, Olez incluso ni siquiera sugiere que los sujetadores reivindicados R R o de XYDA ser´ıan de fabricados de TORLON autobloqueo. Ninguno de los productos y m´etodos de fabricaci´on de la t´ecnica anterior para sujetadores roscados de tipo de parche resuelve el problema de conservar las propiedades de autobloqueo a elevadas temperaturas. El material en polvo para parches de la t´ecnica anterior ha incluido el nailon 11 y termopl´asticos similares, los cuales son aplicados a las roscas de un sujetador para obtener la deseada capacidad de autobloqueo. Esos termopl´ asticos conservan sus propiedades de autobloqueo solamente hasta temperaturas de 135◦C a 204◦C. Por encima de esas temperaturas, los sujetadores de autobloqueo que utilizan resinas termopl´asticas en polvo convencionales pierden su capacidad de bloqueo y ya no pueden superar los procedimientos de ensayo requeridos por especificaciones de calificaci´on, tales como la Especificaci´on Militar Mil-F-18240E, despu´es de ser expuestos a elevadas temperaturas (Esta Especificaci´on Militar espec´ıfica un requisito de temperatura de 121◦ C, pero sus procedimientos de ensayo se usan tambi´en ordinariamente como un valor de referencia en la evaluaci´on de las caracter´ısticas de sujetadores de bloqueo que han sido expuestos asimismo a temperaturas m´as altas). Los usua-

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rios de parches termopl´ asticos de la t´ecnica anterior no han sido capaces de producir un parche que combine satisfactoriamente la adhesi´ on a las superficies met´alicas, particularmente superficies chapadas, con un comportamiento aceptable despu´es de una exposici´on a elevadas temperaturas, es decir, a temperaturas que superen los 204◦C. Por ejemplo, los parches de poli´ester fabricados por Long-Lok Fasteners Corporation de Cincinnati, Ohio y vendidos bajo el nombre comercial de “Poly-Lok” se anuncian como capaces de mantener la efectividad solamente hasta astico convencionales 204◦C. Otros parches de pl´ pierden su capacidad de autobloqueo cuando son expuestos a temperaturas por encima de alrededor de 135◦C a 149◦C. Los esfuerzos de la t´ecnica anterior para resolver el problema de conservaci´ on de las propiedades de autobloqueo a elevadas temperaturas se ha enfocado principalmente en base a procedimientos mec´anicos. La Patente de EE.UU. N◦ 3.227.199, por ejemplo, describe sujetadores roscados en los cuales una porci´ on de la rosca en un sujetador macho roscado difiere en paso del resto de la rosca. El montaje de ese tipo de sujetador macho roscado con un sujetador hembra roscado tal como una tuerca crea una acci´on de acu˜ namiento, es decir, retarda el desacoplamiento entre el sujetador de rosca hembra y el sujetador de rosca macho incrementando el rozamiento entre las superficies que se aplican de los dos sujetadores. Como se explica en esa patente, otras soluciones del problema han implicado proporcionar dos conjuntos de hilos de rosca del mismo paso dentro de un u ´nico sujetador roscado hembra, con los dos conjuntos de hilos de rosca desplazados axialmente entre s´ı una peque˜ na distancia con objeto de crear una acci´ on de acu˜ namiento; o expandir radialmente una porci´ on de los hilos de rosca de un sujetador macho para que se aplique al sujetador hembra m´ as apretadamente. Pero todas estas soluciones dependen de la fabricaci´on de sujetadores de dimensiones no est´andar, que son considerablemente m´as caros y dif´ıciles de fabricar que los sujetadores est´andar de dimensiones uniformes. En consecuencia, el objeto de esta invenci´ on es proporcionar sujetadores roscados de autobloqueo de dimensiones est´andar que est´an basados en un parche termopl´ astico para proporcionar una capacidad de autobloqueo, y que puedan soportar temperaturas apreciablemente m´ as altas que los sujetadores de tipo de parche de la t´ecnica anterior, al mismo tiempo que todav´ıa mantienen las capacidades de autobloqueo del sujetador y satisfacen ciertas condiciones que configuran par´ ametros para unas caracter´ısticas de autobloqueo aceptables. La invenci´on, por lo tanto, proporciona un sujetador roscado que tiene un parche de autobloqueo, que comprende: un sujetador que tiene una porci´ on roscada adaptada para una aplicaci´ on uniforme con un sujetador conjugado, y un parche de polvo de resina resistente a altas temperaturas, fundido, compuesto de part´ıculas de resina de poliftalamida que est´an adheridas

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al menos a parte de dicha porci´ on roscada, proporcionando una acci´ on de acu˜ namiento para retardar el desacoplamiento de dicho sujetador de dicho sujetador conjugado, caracterizado porque dichas part´ıculas de resina tienen una distribuci´on de tama˜ nos de part´ıcula tal que alrededor del 100 % de las part´ıculas est´an por debajo de 149 micr´ ometros y una mayor´ıa de part´ıculas en peso est´an por debajo de 105 micr´ometros. La invenci´on proporciona tambi´en un procedimiento para aplicar un parche de bloqueo de resina resistente a altas temperaturas a la porci´ on roscada de un sujetador roscado, que comprende las operaciones de: preparar un polvo de resina resistente a altas temperaturas compuesto de part´ıculas de resina de poliftalamida, calentar dicho sujetador roscado a una temperatura suficiente para originar la adhesi´ on y fusi´ on de dicho polvo de resina resistente a altas temperaturas sobre la superficie de dicha porci´ on roscada de dicho sujetador roscado, como resultado de la transferencia por conducci´ on de calor sensible desde dicho sujetador roscado a dicho polvo de resina resistente a altas temperaturas; y aplicar dicho polvo de resina resistente a altas temperaturas a dicha porci´ on roscada de dicho sujetador, de modo que dicho polvo de resina resistente a altas temperaturas se derrite y funde en un parche de resina s´olida resistente a altas temperaturas sobre dicha porci´ on roscada de dicho sujetador, caracterizado porque las part´ıculas de resina tienen una distribuci´on de tama˜ nos de part´ıcula tal que alrededor del 100 % de las part´ıculas est´ an por debajo de alrededor de 149 micr´ometros y una mayor´ıa de las part´ıculas en peso est´an por debajo de alrededor de 105 micr´ometros. El polvo de resina resistente a altas temperaturas puede aplicarse al sujetador roscado pulverizando el polvo en forma de finas part´ıculas sobre uno o ambos lados, o sobre toda la circunferencia, de un sujetador roscado precalentado. Opcionalmente, las part´ıculas de resina para altas temperaturas pueden ser mezcladas con un adhesivo antes de la aplicaci´on, o puede ser aplicada previamente una imprimaci´on adhesiva al sujetador. La aplicaci´ on puede efectuarse por medio de cualquiera de los diversos procedimientos y aparatos de pulverizaci´on conocidos por los expertos en la t´ecnica, tales como los m´etodos y aparatos descritos en la Patente de EE.UU. N◦ 3.787.222 v en la Patente de EE.UU. N◦ Re. 28.812. Se ha hallado que el resultado es un sujetador roscado con un parche de bloqueo de pl´ astico que puede soportar exposiciones a temperaturas de 204◦ C o m´as, durante per´ıodos de tiempo de m´ as de una hora, conservando al mismo tiempo su capacidad de autobloqueo, en comparaci´ on con las limitaciones de 135◦ C a 204◦C anunciadas para los mejores materiales de la t´ecnica anterior. Puede utilizarse una cierta variedad de materiales de resina para obtener los resultados de3

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seados de la presente invenci´ on. Se ha hallado que tales materiales de resina incluyen, pero no se limitan a ellas, poliftalamidas semicristalinas formadas de mon´ omeros tales como hexametil isoftalamida, heptametil-isoftalamida y octametil -isoftalamida, y mezclas de los mismos. Se ha hallado que los anteriores materiales de resina producen parches resistentes a altas temperaturas, satisfactorios, sin la utilizaci´on de un adhesivo. Las resinas disponibles comercialmente en el grupo anterior incluyen AMODE, disponible en Amoco Perfomance Products, Inc., Atlanta, Georgia. La resina para altas temperaturas se aplica como un polvo fino, preferiblemente compuesto de part´ıculas en las cuales alrededor del 100 % de las part´ıculas de polvo est´an comprendidas en un margen de tama˜ nos inferior a 149 micr´ ometros, y una mayor´ıa en peso de las part´ıculas est´a por debajo de 105 micr´ ometros. Se han desarrollado por lo tanto mejoras concretas con respecto a los m´etodos de aplicaci´on de parches de la t´ecnica anterior, adecuadas para ser utilizadas con polvos de resinas resistentes a altas temperaturas, los cuales producen parches de bloqueo que se adhieren efectivamente a la rosca del sujetador y exhiben un comportamiento de bloqueo satisfactorio a altas temperaturas. Las mejoras implican la utilizaci´on de una resina resistente a altas temperaturas con propiedades adhesivas adecuadas. Tambi´en puede utilizarse un adhesivo resistente a altas temperaturas adecuado. El adhesivo puede mejorar la adhesi´ on a la rosca del parche de resina resistente a altas temperaturas. La invenci´on se refiere tambi´en a un procedimiento para aplicar un parche de bloqueo de resina resistente a altas temperaturas a la porci´ on roscada de un sujetador roscado, que comprende las operaciones de: preparar un polvo de resina resistente a altas temperaturas; calentar dicho sujetador roscado a una temperatura suficiente para originar la adhesi´ on y fusi´ on de dicho polvo de resina resistente a altas temperaturas sobre la superficie de dicha porci´ on roscada de dicho sujetador roscado, como resultado de la transferencia por conducci´ on de calor sensible desde dicho sujetador roscado a dicho polvo de resina resistente a altas temperaturas; aplicar dicho polvo de resina resistente a altas temperaturas a dicha porci´ on roscada de dicho sujetador, de modo que dicho polvo de resina resistente a altas temperaturas se derrite v funde en un parche de resina s´ olida resistente a altas temperaturas sobre dicha porci´on roscada de dicho sujetador; y efectuar una o m´ as repeticiones de la operaci´ on adicional de recalentar dicho sujetador roscado despu´es de la aplicaci´on de dicho polvo de resina resistente a altas temperaturas. La invenci´on se comprender´ a con mayor detalle a partir de la descripci´on siguiente de realizaciones preferidas de la misma, dadas solamente a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos que se acompa˜ nan, en los cuales: 4

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la figura 1 muestra una vista de un sujetador roscado macho, a un lado del cual ha sido aplicado un u ´nico parche de bloqueo de pl´ astico compuesto de resina para altas temperaturas seg´ un el m´etodo de esta invenci´on; la figura 2 es una vista en secci´ on transversal del sujetador a lo largo de la l´ınea 2-2 de la figura 1, mostrando el parche de bloqueo adherido a los hilos de rosca del sujetador en un lado de su cuerpo; la figura 3 muestra otro modelo de aplicaci´ on de una resina para altas temperaturas, en el cual el parche de bloqueo rodea completamente la circunferencia del sujetador roscado; la figura 4 ilustra a´ un otro modelo de aplicaci´on de la resina para altas temperaturas, para formar dos parches de bloqueo opuestos circunferencialmente, discretos, en lados opuestos del sujetador roscado; la figura 5 ilustra un detalle de una de las toberas usadas para aplicar la resina para altas temperaturas; la figura 6 ilustra un m´etodo para poner en pr´ actica la invenci´on, en el cual solamente se requiere un grupo de toberas para aplicar el polvo de resina para altas temperaturas; la figura 7 ilustra un m´etodo alternativo para poner en pr´ actica la invenci´on, que utiliza dos etapas de aplicaci´ on de la resina resistente a altas temperaturas seguidas por un ciclo de recalentamiento; la figura 8 muestra la estructura qu´ımica de una resina resistente a altas temperaturas preferida; y la figura 9 muestra la estructura qu´ımica de un adhesivo en polvo que Puede utilizarse en una realizaci´on de esta invenci´on. 1. Descripci´ on general de la aplicaci´ on de parches de autobloqueo a pernos seg´ un esta invenci´ on En la figura 1 se muestra un elemento roscado 9 del tipo de bloqueo fabricado seg´ un la invenci´on con la forma de un perno o tornillo, pero se ha de entender que la invenci´ on puede utilizarse tambi´en con otros tipos de sujetadores roscados tales como tuercas. Las figuras 1 y 2 muestran un tornillo que tiene un cuerpo 2 roscado al cual ha sido aplicado un parche 3 de resina resistente a altas temperaturas seg´ un la presente invenci´ on. El delgado revestimiento de imprimaci´ on 4 es opcional; en esta realizaci´on preferida no es necesario. En la secci´on transversal, figura el parche 3 es generalmente m´as grueso en su centro 10 y adelgaza progresivamente hacia ambos bordes 11, con el lado del cuerpo 12 del tornillo opuesto a la tobera de pulverizaci´ on no cubierto por el parche. Ha de entenderse que los m´etodos conocidos por los expertos en la t´ecnica pueden utilizarse para producir variaciones en el espesor del parche 3 en los valles, en las crestas y en las superficies de carga helicoidales de los hilos de rosca para as´ı mejorar la potencia de bloqueo cuando los sujetadores roscados macho y hembra est´ an cerca de los l´ımites exteriores de sus tolerancias dimensionales, como en las Patentes de EE.UU. Nos. 3.787.222 y 3.554.258, y que los sujetadores con parches de resina para altas temperaturas de esas conformaciones variables est´an comprendidos tambi´en dentro del al-

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cance de esta invenci´on (v´eanse figuras 3 y 4). Un m´etodo para fabricar los sujetadores de autobloqueo de esta invenci´ on est´a ilustrado en las figuras 5 y 6. Haciendo referencia a la figura 6, una serie de pernos 1 est´a colocada entre, y es transportada por, dos correas 13 sin fin paralelas y separadas entre s´ı, con las cabezas 9 de los pernos sostenidas por las correas 13 y los cuerpos 2 de los pernos colgando debajo de las correas 13. Las correas 13 transportan los pernos 11 a trav´es de un campo de calentamiento por inducci´ on de alta frecuencia creado por las bobinas calefactoras 15, que son alargadas en la direcci´ on de desplazamiento de los pernos y que proporcionan un tiempo de calentamiento controlado, con objeto de poner los cuerpos de los pernos a la temperatura deseada para la aplicaci´on del polvo de resina para altas temperaturas. Los pernos calentados se mueven fuera de las bobinas calefactoras 15 y pasan por una pluralidad de toberas 16 (preferiblemente de dos a cuatro toberas), a trav´ es de ¡as cuales es pulverizado polvo de resina para altas temperaturas sobre los cuerpos 2 de los pernos. La tobera se muestra en la figura 5. Se ha encontrado que pueden colocarse estaciones calefactores y de pulverizaci´ on adicionales, en serie, despu´es de la segunda estaci´on calefactora y de la estaci´on de pulverizaci´ on de resina resistente a altas temperaturas, como se ilustra en la figura 7. Esas estaciones calefactoras adicionales pueden incluir m´ ultiples bobinas calefactoras 15 espaciadas separadas por estaciones pulverizadoras adicionales que pueden incluir una o m´as toberas adicionales 16. Adem´ as, se puede utilizar tambi´en una estaci´on 19 de postcalentamiento con los prop´ ositos de hacer fraguar curar finalmente el polvo de resina para altas temperaturas. Ese tipo de estaci´ on 19 de postcalentamiento puede incluir un calentador tal como una prolongaci´ on de la bobina calefactora 15 o una fuente calefactora similar. Despu´es de moverse m´as all´ a del segundo grupo de toberas 16 (y de la segunda estaci´ on calefactora, si se utiliza), los pernos se enfr´ıan y son expulsados de las correas 13 como productos acabados. La figura 5 muestra un detalle de una de las toberas 16 usadas para aplicar el polvo de resina para altas temperaturas. Ajustando la orientaci´ on de las toberas 16, pueden producirse otras configuraciones de los parches de bloqueo. La Figura 3 muestra una secci´on transversal del cuerpo 2 de un sujetador roscado del tipo mostrado en la figura 1 al cual le ha sido aplicado un parche 19 de bloqueo uniforme de alta temperatura alrededor de la totalidad de la circunferencia del cuerpo. La figura 4 ilustra una secci´ on transversal del cuerpo 2 de un sujetador roscado del tipo mostrado en la figura 1 al cual le han sido aplicados dos parches 20 y 21 de Tambi´en pueden utilizarse disposiciones de pulverizaci´ on adecuadas para aplicar parches a las roscas interiores de sujetadores roscados hembra. La pr´ actica de esta invenci´on implica la aplicaci´on de parches resistentes a altas temperaturas de tal modo que satisfagan la MIL Spec MIL-718240E (Especificaci´ on MIL-F -18240E), modificada para proporcionar el siguiente protocolo de

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ensayo: (1) Montar el sujetador. 5

(2) Exponer el sujetador a la temperatura de durante tres horas. (3) Enfriar el sujetador a la temperatura ambiente.

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(4) Desmontar y volver a montar el sujetador quince veces, registrando el momento torsor requerido. (5) Calentar el sujetador vuelto a montar a 232◦ C y mantenerlo a esa temperatura durante una hora. (6) Desmontar el sujetador a 232◦C; medir el momento torsor requerido para ese decimosexto desmontaje. Los momentos torsores de desmontaje medidos (denominados tambi´en valores del “momento torsor de retirada”), deber´ an satisfacer o exceder los que fija la norma MIL-F-18240E para todas las retiradas, incluyendo la decimosexta a temperatura elevada. Alternativamente, la invenci´ on puede ponerse en pr´ actica aplicado parches resistentes a altas temperaturas de un modo tal que est´e conforme con las normas IFI-124 del Industrial Fastener Institute referentes al protocolo de ensayo, modificado como sigue:

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(1) Asentar los sujetadores a 1,84 Kg.m en bloques de ensayo endurecidos (Rockwell 62). 40

(2) Exponer a una temperatura de 232◦C durante una hora. (3) Desmontar el sujetador a 232◦C; medir el momento torsor requerido para desmontarlo.

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Los valores del momento torsor de desmontaje medidos (llamados tambi´en valores del “momento torsor de retirada”) deber´ an satisfacer o exceder las normas IFI-124. 2.Realizaciones concretas de esta invenci´ on A continuaci´ on se describen dos realizaciones de la invenci´on. La primera es la realizaci´on preferida en la cual no es necesaria una imprimaci´ on o un adhesivo separado. En la segunda realizaci´ on un adhesivo pol´ımero basado en el fenilo es mezclado con el polvo de resina resistente a altas temperaturas antes de la aplicaci´on del polvo al sujetador roscado. A. Realizaci´ on preferida utilizando poli(C6 -C8 alquil-isoftalamidas) En la realizaci´ on preferida de la invenci´ on, la resina para altas temperaturas es una poli (C6 -C8 alquil -isoftalamida) que tiene una distribuci´ on de tama˜ no de part´ıculas con el 100 % de las part´ıculas por debajo de 149 micr´ometros y, preferiblemente, tambi´en con la mayor´ıa (en peso) por debajo de 105 micr´ ometros y con no m´ as del 10 % de las part´ıculas (en peso) por debajo de 5

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alrededor de 30 micr´ometros a estructura preferida de la resina resistente a altas temperaturas se muestra en la figura 8. En el compuesto mostrado en la figura 8, n est´a entre 6 y 8; el peso molecular medio (Mw ) en peso est´a en el margen de alrededor de 30.000 a umero 60.000 v el peso molecular medio (Mn ) en n´ es de alrededor de 8.000 a 12.000 Cualquier combinaci´ on o mezcla de poli(C6 , C7 y C8 alquil isoftalamida) puede ser utilizada; las resinas de poli(C6, C7 y C8 alquil-isoftalamida) tambi´en pueden utilizarse individualmente. Las resinas resistentes a altas temperaturas adecuadas para la pr´ actica de las realizaciones descritas anteriorR , que est´a disponible mente incluyen AMODEL en Amoco Performance Products, inc., Atlanta, Georgia. Se ha encontrado que las m´ aximas limitaciones de temperatura para los parches fabricados con las resinas descritas exceden 204◦C en base a los ensayos realizados a 232◦C. Para obtener los mejores resultados, los sujetadores deben ser limpiados y desengrasados antes de la aplicaci´on de los parches de autobloqueo de la invenci´on. En particular, ha de ponerse cuidado en garantizar la no existencia de aceite, grasa, cera y cascarilla de tratamiento t´ermico. Si se desea un revestimiento de cadmio o cinc, ´este deber´ıa aplicarse despu´es de la aplicaci´on y fusi´ on de los parches de autobloqueo. B. Segunda realizaci´ on que utiliza polvo de resina resistente a altas temperaturas previamente mezclado con un adhesivo En una segunda realizaci´on, se mezcla primero un adhesivo con las part´ıculas de resina resistente a altas temperaturas. Un adhesivo en polvo opcional adecuado es el poli(oxil -1, 4-fenilenisopropiliden-1, 4-fenilenoxi2 -hidroxitrimetileno), que tiene un peso medio molecular en peso (Mw ) de alrededor de 60.000 a 65.000, un peso molecular medio en n´ umero de 25.000 a 30.000 y la estructura mostrada en la figura 9. Adem´as, dependiendo del tipo de material de resina para altas temperaturas v/o del adhesivo usados, puede ser deseable incluir m´ ultiples secciones calefactoras de pulverizaci´on de modo que los sujetadores sean calentados primero, luego pulverizados con polvo de resina resistente a altas temperaturas mezclado con un adhesivo, luego recalentados de nuevo pulverizados con una resina resistente a altas temperaturas sola, o bien con polvo de resina resistente a altas temperaturas mezclado con un adhesivo. Pueden utilizarse una o m´ as bobinas calefactoras 15 y toberas 16 de pulverizaci´ on adicionales para realizar esas m´ ultiples operaciones de calentamiento y pulverizaci´on. Como se ha descrito anteriormente, puede ser deseable tambi´en una operaci´on de postcalentamiento. Ejemplos Los ejemplos siguientes ilustran la pr´actica de la invenci´on, pero ha de entenderse que la invenci´on no se limita a las condiciones espec´ıficas

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descritas en los mismos. Sin limitar el alcance y contenido de la presente invenci´on, se utilizar´ a una poliftalamida (concretamente, poli(C6 -C8 alquil-isoftalamida)) semicristalina como un ejemplo de la resina resistente a altas temperaturas que ha de aplicarse a las roscas de un sujetador roscado. Ejemplo 1 - Sin adhesivo Se aplicaron parches de poli(C6-C8 alquilisoftalamida) a tornillos de sombrerete de cabeza hexagonal no chapados de 5/16-18UNC-9A x 5,08 cm seg´ un el m´etodo de la invenci´on. Se utiliz´o un margen de tama˜ nos de part´ıcula del 90 % por debajo de 130 micr´ ometros y del 10 % por debajo de 30 micr´ometros para el polvo de resina resistente a altas temperaturas. Los tornillos fueron calentados hasta aproximadamente 427◦ C a 455◦C antes de ser aplicado el polvo de resina resistente a altas temperaturas. Con prop´ositos comparativos, fueron aplicados parches de la misma configuraci´ on pero fabricados de nailon convencional a tornillos del mismo tama˜ no. Tanto los tornillos convencionales (con parches de nailon ordinarios) como los fabricados seg´ un la presente invenci´ on (con poli(C6C8 alquil-isoftalamida)) fueron afianzados con un momento torsor de 1,84 Kg.m en bloques de ensayo de acero endurecido (Rockwell 62) de 5/1618UNC-2B. Las normas IFI -124 modificadas referentes al protocolo de ensayo descrito en las mismas se aplicaron luego. Los momentos torsores medios requeridos para retirar los tornillos a 232◦C despu´es de una hora de exposici´on a esa temperatura fueron medidos luego:

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Parche convencional Parche seg´ un la invenci´ on Especificaci´on de IFI-124

Momento torsor en Kg.m 1,61 x 10−2 2,42 x 10−1 9,22 x 10−2

Los tornillos fabricados con un parche convencional fallaron al no alcanzar el valor m´ınimo requerido por la Especificaci´ on IFI-124 de 9,22 x 10−2 Kg.m, no manteniendo en absoluto una capacidad de autobloqueo efectivo. Los tornillos fabricados con el parche seg´ un la invenci´ on, en contraste, satisficieron f´ acilmente esa especificaci´on. Ejemplo 2 - Sin adhesivo Los ensayos comparativos se hicieron con tornillos de sombrerete de cabeza hexagonal no chapados de 5/16-18UNC-2A x 5,08 cm equipados con parches de nailon (tecnolog´ıa convencional) v con parches compuestos de poli (C6 -C8 alquilisoftalamida) asados en la realizaci´on preferida de esta invenci´on. Las tuercas conjugadas fueron tuercas de ensayo de acero de 5/16-18UNC-3B AQ. Se utilizaron los procedimientos de la norma MIL-F-18240E, apartados 4.5.2 a 4.5.4, con las modificaciones aqu´ı detalladas. Se obtuvieron los resultados siguientes:

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Par torsor de retirada, Kg.m Convencional Invenci´ on Par torsor en la 15a 0,122 0,20 ¯ retirada (Retirada a temperatura ambiente despu´es de 3 horas a 232◦ C) Par torsor en a 6a 1,73 x 10−3 0,18 ¯ retirada (Retirada a 232◦ C despu´es de una hora adicional a 232◦ C) Norma MIL-F-1840E 7,49 x 10−2 0,07

Los parches fabricados de poli(C6-C8 alquil -isoftalamida) seg´ un la invenci´ on satisfacen las normas, tanto despu´es de un ba˜ no de calor de tres horas y un enfriamiento a la temperatura ambiente, como despu´es de una hora adicional de exposici´on con retirada de la tuerca a elevada temperatura. Los parches convencionales no satisfacen los requisitos de momento torsor m´ınimo de retirada despu´es de la exposici´on adicional. Adem´as, el momento torsor requerido por la

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primera retirada de los tornillos con parches convencionales despu´es de tres horas a 232◦C que de 1,23 Kg.m. El primer momento torsor de retirada para los tornillos convencionales excedi´ o el valor m´aximo establecido por MIL-F-18240E; los tornillos fabricados seg´ un la invenci´ on, en contraste, satisficieron esa parte de la norma con un primer momento torsor -de retirada de 5,30 x 10−1 Kg.m. Los expertos en la t´ecnica apreciar´an que hay otros m´etodos para poner en pr´ actica la invenci´on. Por ejemplo, pueden aplicarse previamente imprimadores l´ıquidos convencionales a los sujetadores roscados antes de la aplicaci´ on de los parches de autobloqueo. Entre esos imprimadores l´ıquidos hay olig´ omeros de ´eteres poliglicid´ılicos de bis-fenol A (que tienen de uno a tres grupos mon´ omeros); ´eter diglidic´ılico de resorcinol (RDGE), y productos comercialmente disponibles tales como el adhesivo termoendurecible DURAR disponible en la Thermoclad ComLON EFI pany de Erie, Pensilvania. Los ejemplos anteriores son solamente ilustrativos, y no est´ an destinados a limitar el alcance de las reivindicaciones en modo alguno.

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REIVINDICACIONES 1. Un sujetador roscado (9) que tiene un parche (3) de autobloqueo, que comprende: un sujetador (9) que tiene una porci´ on roscada (2) adaptada para una aplicaci´ on uniforme con un sujetador conjugado, y un parche (3) de polvo (3) de resina resistente a altas temperaturas fundido compuesto de part´ıculas de resina de poliftalamida que est´ an adheridas al menos a parte de dicha porci´ on roscada (2), proporcionando una acci´ on de acu˜ namiento para retardar el desacoplamiento de dicho sujetador (9) de dicho sujetador conjugado, caracterizado porque dichas part´ıculas de resina tienen una distribuci´ on de tama˜ nos de part´ıcula tal que alrededor del 100 % de las part´ıculas est´ an por debajo de 149 micr´ometros y una mayor´ıa de part´ıculas en peso est´an por debajo de unos 105 micr´ ometros. 2. El sujetador roscado (9) seg´ un la reivindicaci´on 1, en el que el peso molecular medio (Mw ) en peso de dicho polvo de resina resistente a altas temperaturas est´ a comprendido entre alrededor de 30.000 y alrededor de 60.000. 3. El sujetador roscado (9) seg´ un las reivindicaciones 1 ´o 2, en el que el peso molecular medio umero de dicho polvo (3) de resina re(Mw ) en n´ sistente a altas temperaturas est´ a comprendido entre alrededor de 8.000 y 12.000. 4. Un sujetador roscado (9) seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho polvo (3) de resina resistente a altas temperaturas incluye part´ıculas que est´an dimensionadas de modo que no m´as del 10 % de las part´ıculas en peso est´an por debajo de alrededor de 30 micr´ ometros. 5. Un sujetador roscado (9) seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el parche (3) retarda el desacoplamiento de dicho sujetador (9), de dicho sujetador conjugado en grado suficiente para satisfacer los requisitos de momento torsor m´ınimo de retirada establecidos en MIL-F -18240E o´ IFI-124 despu´es de la exposici´on a temperaturas que exceden 204◦C durante per´ıodos de tiempo que exceden tres horas. 6. Un sujetador roscado (9) seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el parche (3) comprende un polvo fundido de resina resistente a altas temperaturas mezclado con un adhesivo. 7. Un procedimiento para aplicar un parche (3) de bloqueo de resina resistente a altas temperaturas a la porci´on roscada (2) de un sujetador roscado (9), que comprende las operaciones de. preparar un polvo (3) de resina resistente a altas temperaturas compuesto de part´ıculas de resina de poliftalamida; calentar dicho sujetador roscado (9) a una temperatura suficiente para originar la adhesi´ on y fusi´ on de dicho polvo (3) de resina resistente a altas temperaturas sobre la superficie de dicha porci´ on roscada (2) de dicho sujetador roscado (9), como resultado de la transferencia por conducci´on de un calor sensible desde dicho sujetador roscado (9) a dicho polvo (3) de resina resistente a altas temperaturas; y aplicar dicho polvo (3) de resina resistente a altas temperaturas a dicha porci´ on roscada (2) de dicho sujetador (9), de modo que dicho polvo de re8

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sina resistente a altas temperaturas se derrite y funde en un parche (3) de resina s´ olida resistente a altas temperaturas sobre dicha porci´ on roscada (2) de dicho sujetador (9), caracterizado porque las part´ıculas de resina tienen una distribuci´ on de tama˜ nos de part´ıcula tal que alrededor del 100 % de las part´ıculas est´an por debajo de alrededor de 149 micr´ometros y una mayor´ıa de las part´ıculas en peso est´an por debajo de alrededor de 105 micr´ ometros. 8. Un procedimiento seg´ un la reivindicaci´ on 7, que comprende adem´ as ensayar una muestra de los sujetadores (9) as´ı producidos seg´ un un protocolo de ensayo MIL-F-18240E modificado o un protocolo de ensayo IFI-124 modificado para garantizar que se satisfacen estos protocolos de ensayo. 9. Un procedimiento seg´ un las reivindicaciones 7 u 8, que comprende adem´ as las operaciones de desengrasar decapar los sujetadores roscados (9) antes de calentarlos. 10. Un procedimiento seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, que comprende adem´as la aplicaci´on de un chapado compuesto de cadmio o cinc como una operaci´on final del procedimiento. 11. Un procedimiento seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, que comprende adem´as la operaci´ on de mezclar dicha resina (3) resistente a altas temperaturas con un adhesivo antes de aplicarla a dicho sujetador (9). 12. Un procedimiento seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en el que dicho sujetador (9) es calentado a una temperatura comprendida entre unos 426◦C y unos 454◦C inmediatamente antes de aplicar dicho polvo (3) de resina resistente a altas temperaturas. 13. Un procedimiento seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, en el que dicho polvo (3) de resina resistente a altas temperaturas incluye part´ıculas que est´an dimensionadas de modo que no m´ as de alrededor del 10 % de las part´ıculas en peso est´an por debajo de alrededor de 30 micr´ ometros.

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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposici´ on Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicaci´ on del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a Espa˜ na y solicitadas antes del 7-10-1992, no producir´ an ning´ un efecto en Espa˜ na en la medida en que confieran protecci´ on a productos qu´ımicos y farmac´euticos como tales.

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Esta informaci´ on no prejuzga que la patente est´e o no inclu´ıda en la mencionada reserva.

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