MXPA04002164A

MXPA04002164A - Dispositivo y metodo para cerrar ensambles de receptaculo movibles expandiendo placas de cubierta solidas.

Info

Publication number: MXPA04002164A
Application number: MXPA04002164A
Authority: MX
Inventors: C Parker Glen
Original assignee: Federal Mogul Corp
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-06-29
Also published as: CN1703586A; WO2003023259A3; CA2459542A1; DE60236173D1; US20030044227A1; EP1423628B1; AU2002312559A1; CN100383416C; WO2003023259A2; EP1423628A4; EP1423628A2; US6619873B2; WO2003023259B1

Abstract

Se provee una tecnica de ensamble para encerrar un extremo abierto de un receptaculo movible compuesto de materiales completamente endurecidos con una placa de cubierta solida expansible (200) que tiene una ranura circunferencial (204) ya sea sobre la superficie superior o la superficie inferior; componentes internos del receptaculo movible se instalan dentro de un alojamiento (12) a traves de una abertura posterior y una placa de cubierta solida expansible (200) que tiene una ranura circunferencial (204) ya sea sobre la superficie superior o la superficie inferior esta ubicada sobre los componentes dentro de la abertura posterior; un pison (300) de la presente invencion se lleva a acoplamiento con la placa de cubierta solida (200) y se ejerce presion sobre la placa de cubierta solida (200); la presion ejercida por el pison (300) es transferida a la placa de cubierta (200) a traves de la superficie de contacto (306), deformando y expandiendo la placa de cubierta (200) de una manera predeterminada para cerrar el alojamiento (12) del receptaculo.

Description

DISPOSITIVO Y METODO PARA CERRAR ENSAMBLES DE RECEPTACULO MOVIBLES EXPANDIENDO PLACAS DE CUBIERTA SOLIDAS CAMPO TECNICO DE LA INVENCION Esta invención se refiere a la fabricación y ensamble de receptáculos movibles, por ejemplo, articulaciones de esfera como se usa en sistemas de dirección y suspensión automotrices, y muy particularmente a un método y dispositivo para realizar la operación de cierre de un extremo de un receptáculo movible sin girar, ladear o soldar, por medio de una placa de cubierta sólida en expansión. Aunque la invención se describe con detalle con respecto a aplicaciones automotrices, los expertos en la técnica reconocerán la más amplia aplicabilidad de la invención.

TECNICA ANTECEDENTE Articulaciones de esfera convencionales, y otros receptáculos movibles se usan, por ejemplo, en aplicaciones de dirección y suspensión automotrices. Los receptáculos comprenden un alojamiento que tiene una superficie interna cilindrica circular, un vástago de esfera con una cabeza de esfera contenida en el alojamiento, y un miembro de cojinete de resina sintética, acero tratado con calor o aleación concrecionada que soporta la cabeza de esfera dentro del alojamiento. Estos componentes se instalan dentro del alojamiento a través de una abertura posterior, con el vastago de esfera extendiéndose hacia afuera a través de una abertura anterior axialmente dispuesta de un diámetro menor que la cabeza de la esfera. Tradicionalmente, una abertura posterior es cerrada por medio de una placa de cubierta, que es girada o ladeada en su lugar, como se ve en las figuras 1A-1 D. Alternativamente, la placa de cubierta puede ser soldada en su lugar. Los elementos de placa de cubierta se forman tradicionalmente a partir de un procedimiento de estampado, por lo que los componentes individuales que tienen dimensiones deseadas se estampan de láminas de metal. Ya sea durante el procedimiento de estampado o en un paso de fabricación subsecuente, un realce levantado puede ser estirado o estampado en la placa de cubierta, y un agujero centralmente ubicado de dimensiones predeterminadas troquelado en la misma para recibir una grasera de auto-tapa o roscada. Una vez asegurada en su lugar, la placa de cubierta presiona sobre el miembro de cojinete ya sea directamente o indirectamente a través de un componente intermedio de hule elástico y una placa de presión. Los componentes de cojinete dentro del alojamiento, contra los cuales es articulada la cabeza de esfera o componente movible, tienen un mejor rendimiento cuando el material de alojamiento es completamente endurecido, ya que puede resistir mejor los esfuerzos y el desgaste por fricción asociado con el movimiento de los componentes de cojinete. Por consiguiente, el uso de materiales endurecidos prolonga en gran medida la vida útil de los componentes de cojinete y el alojamiento. Sin embargo, las superficies del material endurecido impiden en gran medida las operaciones de giro, ladeado o soldadura requeridas para cerrar el alojamiento. Una vez ensamblados, los receptáculos movibles pueden ser utilizados como miembros portadores de carga en numerosos sistemas mecánicos, incluyendo los sistemas de suspensión y dirección de vehículos automotrices. Obviamente, los receptáculos movibles o articulaciones de esfera empleados en estas aplicaciones están sujetos a varias condiciones de aplicación, y se puede requerir llevar cargas sustanciales. Cuando se desarrolla desgaste, el rendimiento del receptáculo movible o articulación de esfera se degrada y, en el caso de aplicaciones automotrices, puede dar por resultado una dirección errática o soltura y juego excesivo en el sistema de suspensión de vehículo. Como se describe en la patente de E.U.A. No. 6,202,280 B1 (incorporada aquí por referencia) se puede emplear un método y dispositivo para expandir una placa de cubierta cónica o convexa dentro de la abertura posterior para asegurar y cerrar los componentes de receptáculo dentro del alojamiento del receptáculo, lo que permite el cierre de un alojamiento completamente endurecido sin la necesidad de operaciones de giro, ladeo o soldadura tradicionales. Alternativamente, como se describe en la patente de E.U.A. No. 6,125,541 de Parker, incorporada aquí por referencia, un pisón de dos etapas que tiene primera y segunda superficies de contacto se puede utilizar para expandir primero una placa de. cubierta cónica o convexa con estilete indicador de desgaste, que tiene una abertura axial, dentro de la abertura posterior de un alojamiento, y después de formar la placa de cubierta a una posición final predeterminada en relación con los componentes internos del receptáculo para proveer una distancia de indicador de desgaste predeterminada. De manera similar, como se describe en la solicitud de patente de E.U.A. copendiente con número de serie 09/681 ,305, incorporada aquí por referencia, un pisón de dos etapas que tiene una superficie de contacto y un punzón de pivote concéntrico se puede llevar a acoplamiento con la placa de cubierta dentro de la abertura posterior de un alojamiento para el propósito de cerrar el alojamiento. La presión ejercida por el pisón de dos etapas es transferida a la placa de cubierta a través de la superficie de contacto, expandiendo la placa de cubierta para conformarse a la superficie de contacto y encerrando los componentes internos dentro del alojamiento de receptáculo. La presión ejercida da por resultado además la extensión del punzón de pivote concéntrico en el orificio central de la placa de cubierta, controlando la expansión de la placa de cubierta y estableciendo el orificio central a dimensiones predeterminadas al cerrar el alojamiento del receptáculo. Cada uno de los dispositivos y métodos antes mencionados para cerrar un receptáculo movible con un pisón requiere que la placa de cubierta incorpore una abertura axial para permitir la deformación deseada bajo carga del pisón. Sin embargo, algunos diseños de receptáculo requieren una placa de cubierta sellada o cerrada que no tenga abertura axial. Tales diseños de receptáculo sin embargo utilizan alojamientos endurecidos, y por lo tanto tienen los mismos aspectos de dureza de alojamiento que se indicó anteriormente. En muchas de esas aplicaciones, el receptáculo es lubricado sólo antes del procedimiento de ensamble, y no es lubricado después del ensamble. Estos a menudo se refieren como "receptáculos lubricados de por vida". Los dispositivos de cierre de receptáculo y las técnicas previamente descritas para superar los problemas de dureza de alojamiento no se pueden utilizar con dichos receptáculos "lubricados de por vida", ya que las placas de cubierta sin aberturas axiales no se deformarán apropiadamente bajo carga desde el pisón, y por consiguiente, no darán por resultado un cierre de receptáculo ideal. Por consiguiente, es altamente ventajoso desarrollar un dispositivo de pisón capaz de expandir una placa de cubierta cónica o convexa sólida dentro de un alojamiento de receptáculo para cerrar el alojamiento sin la necesidad de operaciones de giro, ladeado o soldadura especializadas.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Dicho en pocas palabras, un primer aspecto de la presente invención provee una placa de cubierta sólida expansible para cerrar un extremo de un receptáculo movible. La placa de cubierta sólida expansible incorpora ya sea una ranura circunferencial superior o inferior para controlar y dirigir la deformación de la placa de cubierta sólida durante un procedimiento de expansión dando por resultado la placa de cubierta sólida de que se acopla y cierra un extremo del receptáculo movible. Un segundo aspecto de la presente invención provee una placa de tope de pisón configurada para acoplarse a una placa de cubierta sólida expansible que tiene ya sea una ranura circunferencial superior o inferior, y para dirigir una fuerza aplicada a la placa de cubierta sólida, por lo que la placa de cubierta es deformada y expandida para cerrar un extremo de un receptáculo movible. Un tercer aspecto de la presente invención se refiere a una técnica de ensamble para encerrar un extremo abierto de un receptáculo movible compuesto de materiales completamente endurecidos con una placa de cubierta sólida en expansión que tiene una ranura circunferencial ya sea sobre una superficie superior o una inferior. Durante el ensamble, varios componentes internos del receptáculo movible se instalan dentro de un alojamiento a través de una abertura posterior y una placa de cubierta cónica o convexa sólida que tiene una ranura circunferencial ya sea en una superficie superior o una inferior está ubicada sobre los componentes dentro de la abertura posterior. Un pisón de la presente invención que tiene una superficie de contacto se lleva a acoplamiento con la placa de cubierta sólida. La presión ejercida por el pisón es transferida a la placa de cubierta a través de la superficie de contacto, deformando y expandiendo la placa de cubierta para cerrar el alojamiento de receptáculo. Un cuarto aspecto de la presente invención es una técnica de ensamble para encerrar un extremo abierto de un receptáculo movible compuesto de materiales completamente endurecidos con una placa de cubierta sólida expansible para forzar una cantidad de material lubricante para que fluya a través del ensamble del receptáculo movible durante el procedimiento de cierre. Al forzar el flujo de lubricante a través del ensamble de receptáculo se elimina la necesidad de componentes individuales prelubricados antes de colocarse en el ensamble de receptáculo. Los anteriores y otros objetos, características y ventajas de la invención así como modalidades actualmente preferidas de los mismos se harán evidentes a partir de la lectura de la siguiente descripción en conexión con los dibujos anexos.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS En los dibujos anexos que forman parte de la especificación: la figura 1A es una vista en sección de un aparato de la técnica anterior para el cierre por giro y ladeado de un ensamble de receptáculo; la figura 1 B es una vista en sección del aparato de la técnica anterior de la figura 1A que comprende los componentes de un ensamble de receptáculo; la figura 1 C es una vista en sección del aparato de la técnica anterior de la figura 1 A que se acopla y hace oscilar el material de alojamiento del ensamble de receptáculo para atrapar la placa de cubierta; la figura 1 D es una vista en sección del aparato de la técnica anterior de la figura 1A al completarse el procedimiento de cierre de receptáculo; la figura 2 es una vista con sus partes separadas de una modalidad ilustrativa de un ensamble de receptáculo movible que emplea la placa de cubierta expansible de la presente invención; la figura 3 es una vista parcial que ilustra el receptáculo movible de la figura 2 con los componentes de extremo superior en su lugar, antes de la expansión de la placa de cubierta; la figura 4A es una vista superior de una modalidad de una placa de cubierta sólida expansible de la presente invención que tiene una ranura circunferencial superior; la figura 4B es una vista en sección lateral de una placa de cubierta sólida expansible de la figura 4A, tomada a lo largo de las líneas 4B-4B; la figura 5A es una vista superior de una modalidad de una placa de cubierta sólida expansible de la presente invención, que tiene una ranura circunferencial inferior; la figura 5B es una vista en sección lateral de la placa de cubierta sólida expansible de la figura 5A, tomada a lo largo de las líneas 5B-5B; la figura 6A es una vista en sección de una placa de tope de pisón de la presente invención tomada junto con una placa de cubierta sólida expansible que tiene una ranura circunferencial superior como se ve en la figura 4A ubicada en un alojamiento de receptáculo, antes del cierre; la figura 6B es una vista en sección de la placa de tope de pisón de la figura 6A que aplica una carga a la placa de cubierta sólida expansible, dando por resultado deformación descendente de la misma dentro del alojamiento; la figura 6C es una vista en sección similar a la figura 6B, en donde la aplicación continua de una carga sobre la placa de cubierta sólida expansible por la placa de tope de pisón da por resultado la expansión de la placa de cubierta; la figura 6D es una vista en sección similar a la figura 6C, en donde la placa de tope de pisón ha alcanzado un límite de viaje máximo, haciendo contacto con la superficie del alojamiento; la figura 6E es una vista en sección similar a la figura 6D, en donde la placa de tope de pisón ha sido retraída, y el alojamiento ha sido sellado por la expansión de la placa de cubierta sólida con una ranura circunferencial superior; las figuras 7A a 7C ¡lustran el flujo de un material lubricante a través de un ensamble de alojamiento de receptáculo durante el procedimiento de cierre ilustrado en las figuras 6A-6E; la figura 8A es una vista en sección de una placa de tope de pisón de la presente invención junto con una placa de cubierta sólida expansible que tiene una ranura circunferencial inferior como se ve en la figura 5A ubicada en un alojamiento de receptáculo, antes del cierre; la figura 8B es una vista en sección de la placa de tope de pisón de la figura 8A que aplica una carga a la placa de cubierta sólida expansible, dando por resultado la deformación descendente de la misma dentro del alojamiento; la figura 8C es una vista en sección similar a la figura 8B, en donde la aplicación continua de una carga sobre la placa de cubierta sólida expansible por la placa de tope de pisón da por resultado la expansión de la placa de cubierta; la figura 8D es una vista en sección similar a la figura 8C, en donde la placa de tope de pisón ha alcanzado un límite de viaje máximo, haciendo contacto con la superficie del alojamiento; la figura 8E es una vista en sección similar a la figura 8D, en donde la placa de tope de pisón ha sido retraída, y el alojamiento sellado por la expansión de la placa de cubierta sólida con una ranura circunferencial superior.

Los números de referencia correspondientes indican partes correspondientes en todas las figuras de los dibujos; MEJOR MODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCION La siguiente descripción detallada ilustra la invención a manera de ejemplo y no a manera de limitación. La descripción permite claramente a un experto en la técnica hacer y usar la invención, describe varias modalidades, adaptaciones, variaciones, alternativas y usos de la invención, incluyendo lo que actualmente se cree que es el mejor modo de llevar a cabo la invención. Haciendo referencia a las figuras 2 y 3, el método de ensamble de placa de cubierta expansible de dos etapas de la presente invención se puede usar para encerrar un receptáculo movible, tal como la articulación de esfera mostrada con el número 10, dentro de un alojamiento 12 sin la necesidad de girar, ladear o soldar. Los expertos en la técnica reconocerán fácilmente la aplicabilidad del siguiente método para el ensamble de una variedad de diferentes receptáculos movibles; facilitar la descripción del método y dispositivos usados junto con los mismos, la modalidad preferida de la presente invención se describe en referencia a una articulación de esfera 10, pero no se limita al uso con la misma. El alojamiento 12, dentro del cual están encerrados los diversos componentes internos de la articulación de esfera, es generalmente cilindrico, con un agujero central 14 de radio no uniforme que tiene una abertura posterior 16 y una abertura anterior 18. El radio R del agujero central 14 disminuye para definir una superficie curva 20 en la base del alojamiento, adyacente a la abertura anterior 18. Un ensanchamiento 22 que tiene una ranura circunferencial 24 se forma en el agujero 14, adyacente a la abertura posterior 16. La superficie exterior 26 del alojamiento 12 puede seguir el contorno general del agujero central 14. En la modalidad ilustrada, la superficie 26 tiene un reborde 28 expandido formado en el mismo. El reborde 28 se usa para fijar la articulación de esfera 10 a otros componentes (no mostrados). Como se puede apreciar, el reborde 28 también puede estar adaptado para otros tipos específicos de instalaciones que emplean roscas u otros conectares (no mostrados). Para ensamblar la articulación de esfera 10, un cojinete 30 dimensionado para ajustarse dentro del agujero central 14 se sella dentro del alojamiento 12. El cojinete 30 incluye un agujero central 32 axialmente alineado con un eje vertical VA del alojamiento, y una superficie exterior curva 34 del cojinete 30 está diseñada para corresponder a la curvatura de la superficie 20 en el alojamiento 12. Enseguida, un vástago 36 que tiene un cuerpo generalmente cilindrico 38 y una porción de cabeza agrandada 40 con una pestaña circunferencial 42 se hace pasar a través de los agujeros centrales 32 y 14, de tal manera que el lado inferior 44 de la pestaña 42 descansa sobre una superficie superior 46 del cojinete asentado dentro del alojamiento. El cuerpo 38 incluye una porción superior de diámetro uniforme 50 adyacente a la pestaña 42, una porción central ahusada 52, y una porción inferior 54 de un diámetro uniforme estrecho. La porción superior 50 está dimensionada para ajustarse dentro del agujero central 32 del alojamiento 30 con la porción central 52 y la porción inferior 54 extendiéndose a través de la abertura anterior 18, externamente del alojamiento 12. La porción de cabeza 40 incluye una superficie hemisférica 56 con un radio RH mayor que el de la porción superior 50, pero menor que el radio R del alojamiento 12. Cuando se ensambla, la superficie hemisférica 56 y la superficie exterior curva 34 definen una unidad generalmente esférica dentro del alojamiento 12, permitiendo el movimiento cónico del vástago 36. Los expertos en la técnica reconocerán fácilmente que son posibles numerosas formas y configuraciones para el vástago 36 y cojinete 30. Por ejemplo, el vástago 36 puede incluir una cabeza generalmente esférica, eliminando la necesidad del cojinete 30, o el cuerpo cilindrico puede incluir roscas (no mostradas), agujeros como en 58, o ranuras como en 60, para la fijación de componentes externos (no mostrados). Una vez que el vástago 36 y el cojinete 30 son asentados dentro del alojamiento, una placa de presión 62 y un dispositivo de precarga de cojín ahulado 64 se colocan dentro del agujero central 14, por arriba de la superficie hemisférica 56, y asegurados en el mismo por una placa de cubierta sólida expansible 66. La placa de presión 62 se asienta sobre la parte superior del vástago 36, e incluye una indentación curva 68 que tiene un radio de curvatura correspondiente a RH. El dispositivo de precarga de cojín de hule 64 se asienta, a su vez, sobre una superficie superior 72 de la placa de presión 62, y sirve para sostener la placa de presión 62 en su lugar contra el vástago 36 mientras permite simultáneamente pequeños movimientos en respuesta al movimiento cónico del vástago. El dispositivo de precarga de cojín de hule comprende un cuerpo cilindrico 74, que tiene un pasaje axial 76 formado en el mismo. Finalmente, la placa de cubierta 66, mostrada en una configuración cónica no expandida en la figura 2, se coloca por arriba del cojín de hule 64 adyacente al ensanchamiento 22, para compresión vertical y expansión lateral como se describirá, para asentarse dentro de la ranura circunferencial 24 y encierra los diversos componentes dentro del alojamiento 12. Para facilitar la inserción de la placa de cubierta sólida 66 dentro de la abertura posterior del alojamiento 12, la placa de cubierta sólida 66 incluye un borde circunferencial 78 que tiene un diámetro exterior DE dimensionado para ajustarse dentro del ensanchamiento 22. La figura 3 ilustra la disposición de los componentes superiores 36, 62, 64 y 66 de ia articulación de esfera 10 antes de la expansión de la placa de cubierta sólida 66. Como se indicó anteriormente, los expertos en la técnica reconocerán que los diversos componentes internos del receptáculo movible asegurado dentro del alojamiento 12 por la placa de cubierta sólida 66 se pueden variar en tamaño y forma dependiendo de la aplicación particular para la cual está diseñado el receptáculo movible, y por consiguiente, la articulación de esfera 10 anteriormente descrita es simplemente ilustrativa de una modalidad.

Pasando ahora a las figuras 4A y 4B, se muestra una primera modalidad 100 de la placa de cubierta sólida expansible 66 de la presente invención. La placa de cubierta 100 es simétrica alrededor de un eje central A, y en forma no expandida incluye una porción convexa central 101 , rodeada por una porción periférica cónica 106. Como se ve en las figuras 4A y 4B, la superficie superior 102 de la placa de cubierta 100 incluye una ranura circunferencial 04 dispuesta entre la porción convexa central 101 y la porción periférica cónica 106. La ranura circunferencia! 104 preferiblemente tiene una profundidad de aproximadamente 50% del espesor del material de la placa de cubierta 100. La profundidad de la ranura se selecciona de modo que cuando se coloca una fuerza o carga suficiente sobre la placa de cubierta 100 durante el procedimiento de cierre del receptáculo, ocurre una concentración de esfuerzo en la vecindad de la ranura circunferencial. La ubicación radial R100 de la ranura circunferencial 104 desde el eje central A de la placa de cubierta regula la forma y configuración finales de la placa de cubierta 100 después del cierre de un alojamiento de receptáculo movible 12, como se expondrá en forma más clara más adelante. Pasando enseguida a las figuras 5A y 5B, se muestra una segunda modalidad 200 de la placa de cubierta sólida expansible 66 de la ¦ presente invención. La placa de cubierta 200 es simétrica alrededor de un eje central A, y en forma no expandida incluye una porción convexa central 201 , rodeada por una porción periférica cónica 206. Como se ve en las figuras 5A y 5B, la superficie inferior 202 de la placa de cubierta 200 incluye una ranura circunferencial 204 dispuesta entre la porción convexa central 201 y la porción periférica cónica 206. La ranura circunferencial 204 preferiblemente tiene una profundidad de aproximadamente 50% del espesor del material de la placa de cubierta 200. La profundidad de la ranura se selecciona de modo que cuando se coloca una fuerza o carga suficiente sobre la placa de cubierta 200 durante el procedimiento de cierre del receptáculo, ocurre una concentración de esfuerzo en la vecindad de la ranura circunferencial. La ubicación radial R200 de la ranura circunferencial 204 desde el eje central A regula la forma y configuración finales de la placa de cubierta 200 después del cierre de un alojamiento de receptáculo movible 12, como se expondrá de manera más clara más adelante. Pasando enseguida a las figuras 6A-6E, se muestra en etapas la utilización de una placa de cubierta sólida 100 para cerrar un alojamiento de receptáculo movible 12. En la figura 6A, una placa de cubierta sólida 100 se muestra en una configuración convexa no expandida, colocada adyacente al ensanchamiento 22 en el alojamiento 12, para deformación vertical y expansión lateral para asentarse dentro de la ranura circunferencial 24 y encerrar los diversos componentes dentro del alojamiento 12. Un pisón 300 está ubicado por arriba de la placa de cubierta sólida 100 y configurado para ejercer una carga sobre la placa de cubierta 100, deformándola y expandiéndola así para cerrar el alojamiento 12. El diseño y operación básicos del pisón 300 se describen con detalle en la patente de E.U.A. No. 6,202,280 B1 , con mejoras y adaptaciones para usarse con placas de cubierta sólida expuestas en la misma. La superficie inferior del pisón 300 se ajusta con una placa de tope removible 302 que tiene una cara de trabajo 304, adaptada para acoplarse a la placa de cubierta sólida 100. En la modalidad mostrada en las figuras 6A-6E, el pisón de tope removible 302 comprende una superficie de contacto primaria cóncava 306 axialmente ubicada que tiene un radio esférico igual al radio esférico del área del domo central 101 ó 201 en la placa de cubierta sólida 100 ó 200 para la cual está adaptada la placa de tope 302. El perímetro exterior de la superficie de contacto primaria cóncava 306 tiene un desplazamiento radial RPLACA correspondiente a la colocación radial 306 de la ranura circunferencial 104 en la placa de cubierta sólida 100. La superficie de contacto primaria 306 es rodeada por un toroide elevado que define una superficie de contacto secundaria 308. Radialmente hacia afuera de la superficie toroidal 308 está una superficie de tope de contacto final plana 310 adaptada para hacer contacto con la superficie superior 312 del alojamiento 12 al cerrar el mismo. La superficie de contacto final establece la profundidad a la cual la placa de cubierta 100 ó 200 es finalmente deformada. Como se ve en la figura 6B, la superficie de contacto primaria 306 de la placa de tope 302 se lleva a acoplamiento con la superficie superior convexa 102 de la placa de cubierta sólida 100. El pisón 300 se utiliza después para ejercer una fuerza axialmente descendente sobre la placa de cubierta sólida 100 a través de la placa de tope 302. Inicialmente, las concentraciones de esfuerzo y fuerza en la región de la ranura circunferencial 104 en la placa de cubierta sólida 100 causa una extrusión del material de placa de cubierta opuesto a la ranura circunferencial 104. Esta extrusión del material de placa de cubierta da por resultado la deformación de la placa de cubierta 100 en una configuración aplanada, como se ve en la figura 6C, a medida que la porción convexa interna 101 de la placa de cubierta 100 es presionada hacia abajo, cerrando la ranura circunferencial 104. De manera simultánea, el perímetro cónico externo 106 de la placa de cubierta sólida 100 se pone en contacto por medio de la superficie toroidal 308 de la placa de tope 302, y es forzada a acoplamiento con la ranura circunferencial 24 formada en el agujero 14 del alojamiento 12 del receptáculo. Como se ve en las figuras 6C y 6D, la acción continua de la fuerza axialmente descendente sobre la placa de cubierta sólida 100 por la superficie toroidal 308 de la placa de tope 302 causa una expansión lateral de la periferia cónica extema 106 de la placa de cubierta sólida 100 en una configuración generalmente plana redirigiendo las fuerzas descendentes ejercidas por el pisón 300 hacia fuerzas radialmente hacia afuera, dando por resultado un acoplamiento de expansión entre la placa de cubierta 100 y la ranura circunferencial 24 en el alojamiento de receptáculo. Además, la porción convexa interna 101 de la placa de cubierta 100 actúa para restringir cualquier movimiento radial hacia adentro de la porción periférica cónica externa 106, a medida que es restringida de deformación por la superficie de contacto primaria 306, dando por resultado además una expansión hacia afuera mayor de la placa de cubierta 100. La fuerza descendente es ejercida por el pisón 300 hasta que la superficie de tope de contacto final 310 hace contacto con la superficie superior 312 del alojamiento 12, evitando el movimiento descendente posterior del mismo. Como se ve en la figura 6E, después del contacto entre la superficie superior 312 del alojamiento 12 y la placa de tope 302 del pisón 300, el pisón 300 es retraído, y el procedimiento de cierre del receptáculo se completa. La placa de cubierta sólida 100 es completamente acoplada con la ranura circunferencial 24, cerrando el alojamiento. La porción central convexa 101 de la placa de cubierta permanece en forma de un domo o realce central elevado, proveyendo un espacio para los componentes internos del alojamiento de receptáculo. La ranura circunferencial 104 es completamente cerrada por la deformación de la placa de cubierta durante el procedimiento de cierre, y una porción de la placa de cubierta 100 opuesta a la ranura circunferencial 104 se extiende hacia el agujero 14 del alojamiento de receptáculo por abajo del nivel de la periferia cónica externa aplanada 106. Pasando enseguida a las figuras 7A-7C, se muestra una característica adicional del método de cierre anteriormente descrito para un receptáculo movible que utiliza una placa de cubierta sólida expansible. Específicamente, una cantidad de material lubricante 400, tal como grasa o similar, se coloca en el alojamiento 12 del receptáculo antes de la colocación de la placa de cubierta sólida- 100 en el agujero de receptáculo 14 (figura 7A). La placa de cubierta sólida 100 es después colocada dentro del agujero del receptáculo 14 para que inicie el procedimiento de cierre por deformación y expansión anteriormente descrito (figura 7B). El alojamiento 12 del receptáculo es después cerrado por la deformación y expansión de la placa de cubierta sólida 100 bajo las fuerzas ejercidas por el pisón 300. Como se ve en la figura 7C, el material lubricante 400 es forzado, bajo presiones ejercidas por el cierre del receptáculo 12, a fluir hacia huecos y espacios entre los componentes colocados dentro del alojamiento 12 del receptáculo. El aire atrapado y cualesquiera cantidades en exceso de material lubricante 400 salen por la abertura anterior 18 del alojamiento de receptáculo, alrededor del cuerpo cilindrico 38 del vástago 36. De esta manera, el material lubricante 400 es uniformemente distribuido en todos los huecos y espacios entre los componentes en el alojamiento 12, proveyendo generalmente suficiente lubricación para la vida y operación útil del receptáculo. Pasando enseguida a las figuras 8A-8E, se muestra en etapas la utilización de una placa de cubierta sólida 200 que tiene una ranura circunferencia 204 sobre la superficie inferior para cerrar un alojamiento 12 de receptáculo movible. Como se mostró anteriormente con la placa de cubierta sólida 100 en las figuras 6A-6E, en la figura 8A una placa de cubierta sólida no expandida 200 se coloca adyacente a la expansión 22 en el alojamiento 12, para deformación vertical y expansión lateral para asentarse dentro de la ranura circunferencial 24 y encerrar los diversos componentes dentro del alojamiento 12. El pisón 300 se coloca por arriba de la placa de cubierta sólida 200 y está configurada para ejercer una carga sobre la placa de cubierta 200, deformándola y expandiéndola así para cerrar el alojamiento 12.

Como se describió anteriormente, la superficie inferior del pisón 300 se ajusta con una placa de tope removible 302 que tiene una cara de trabajo 304, adaptada para acoplarse a la placa de cubierta sólida. En la modalidad mostrada en las figuras 8A-8E,- la placa de tope removible 302 comprende una superficie de contacto primaria cóncava 306 axialmente ubicada que tiene un radio esférico igual al radio esférico del área de domo central 201 sobre la placa de cubierta sólida 200 para la cual está adaptada la placa de tope 302. El perímetro exterior de la superficie de contacto primaria cóncava 306 tiene un desplazamiento radial RPLACA correspondiente a la colocación radial R200 de la ranura circunferencial 204 en la placa de cubierta sólida 200. La superficie de contacto primaria 306 es rodeada por un toroide elevado que define una superficie de contacto secundaria 308. Radialmente hacia afuera de la superficie toroidal 308 está una superficie de tope de contacto final plana 310 adaptada para hacer contacto con la superficie superior 312 del alojamiento 12 con el cierre del mismo. La superficie de contacto final establece la profundidad a la cual se deforma finalmente la placa de cubierta 200. Como se ve en la figura 8B, la superficie de contacto primaria 306 de la placa de tope 302 se lleva a acoplamiento con la" superficie superior convexa 202 de la placa de cubierta sólida 200. El pisón 300 es después utilizado para ejercer una fuerza axialmente descendente sobre la placa de cubierta sólida 200 a través de la placa de tope 302. Inicialmente, las concentraciones de esfuerzo y fuerza en la región de la ranura circunferencial 204 en la placa de cubierta sólida 100 causa una expansión de la ranura circunferencial 204. Esta expansión del material de la placa de cubierta da por resultado la deformación de la placa de cubierta 200 en una configuración aplanada, vista en la figura 8C, a medida que la porción convexa interna 201 de la placa de cubierta 200 es presionada hacia abajo. En forma simultánea, el perímetro cónico externo 206 de la placa de cubierta sólida 200 se pone en contacto por medio de la superficie toroidal 308 de la placa de tope 302, y es forzada hacia acoplamiento con la ranura circunferencial 24 formada en el agujero 14 del alojamiento 12 del receptáculo. Como se ve en las figuras 8C y 8D, la acción continua de la fuerza axialmente descendente de la placa de cubierta sólida 200 por la superficie toroidal 308 de la placa de tope 302 causa una expansión radial de la periferia cónica externa 206 de la placa de cubierta sólida 200 hacia una configuración generalmente plana redirigiendo las fuerzas descendentes ejercidas por el pisón 300 hacia fuerzas radialmente hacia afuera, dando por resultado un acoplamiento de expansión entre la placa de cubierta 200 y la ranura circunferencial 24 en el alojamiento de receptáculo. Además, la porción convexa interna 201 de la placa de cubierta 200 actúa para restringir cualquier ' movimiento radial hacia adentro de la porción periférica cónica externa 206, a medida que es restringida de deformación por la superficie de contacto primaria 306, dando por resultado posteriormente una expansión hacia afuera mayor de la placa de cubierta 200. La fuerza descendente es ejercida por el pisón 300 hasta que la superficie de tope de contacto final 310 hace contacto con la superficie superior 312 del alojamiento 12, evitando un movimiento descendente posterior del mismo. Como se ve en la figura 8E, después del contacto entre la superficie superior 312 del alojamiento 12 y la placa de tope 302 del pisón 300, el pisón 300 es retraído, y el procedimiento de cierre del receptáculo se completa. La placa de cubierta sólida 200 es completamente acoplada con la ranura circunferencial 24, cerrando el alojamiento. La porción central convexa 201 de la placa de cubierta permanece en forma de un domo o realce central elevado, proveyendo espacio para los componentes internos del alojamiento de receptáculo. La ranura circunferencial 204 es expandida posteriormente por la deformación de la placa de cubierta durante el procedimiento de cierre, y una porción de la placa de cubierta 200 adyacente al borde interno de la ranura circunferencial 204 permanece por arriba del nivel de la periferia cónica externa aplanada 206 dentro del agujero de receptáculo 14. Los expertos en la técnica fácilmente reconocerán que las modalidades de la presente invención que aquí se muestran se pueden variar dependiendo de la aplicación particular para la cual se ha de utilizar el receptáculo movible. Específicamente, la colocación de la ranura circunferencial sobre la placa de cubierta sólida, ya sea la superficie superior o inferior, así como la ubicación radial de la misma, afecta la configuración final de la placa de cubierta expandida y deformada después del cierre de un receptáculo. La ubicación radial de la ranura circunferencial define el lado del domo o realce central de la placa de cubierta deformada y expandida. De manera similar, la colocación de la ranura circunferencial ya sea sobre la superficie superior o inferior de la placa de cubierta define la cantidad de material de placa de cubierta que extruirá por abajo de la placa de cubierta aplanada después del cierre de un receptáculo. De manera correspondiente, el diseño de la cara de trabajo de la placa de tope del pisón utilizado para cerrar el receptáculo con una placa de cubierta sólida de la presente invención depende de la configuración de la placa de cubierta sólida que se esté utilizando. Específicamente, la superficie de contacto primaria de la placa de tope debe coincidir con la forma convexa de la placa de cubierta sólida no expandida, y la superficie de contacto secundaria debe de ser colocada y dimensionada para deformar y expandir apropiadamente las porciones periféricas externas. En vista de lo anterior, se verá que se logran los diversos objetos y que se obtienen otros resultados ventajosos. Puesto que se pueden hacer varios cambios en las construcciones anteriores sin apartarse del alcance de la invención, se pretende que todo el material contenido en la descripción anterior o mostrado en los dibujos anexos se interprete como ilustrativo y no en un sentido limitante.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Una placa de cubierta sólida expansible para cerrar un extremo de un alojamiento de receptáculo movible, que comprende: una porción central convexa axialmente simétrica, dicha porción central convexa teniendo un espesor uniforme; una porción periférica cónica que rodea la porción central convexa, la porción periférica cónica teniendo dicho espesor uniforme; y una ranura circunferencial dispuesta entre la porción central convexa y la porción periférica cónica, dicha ranura circunferencial definida por una región anular de espesor reducida.

2. - La placa de cubierta sólida expansible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la ranura circunferencial está dispuesta en una superficie superior de dicha placa de cubierta sólida expansible.

3. - La placa de cubierta sólida expansible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la ranura circunferencial está dispuesta en una superficie inferior de dicha placa de cubierta sólida expansible.

4 - La placa de cubierta sólida expansible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la ranura circunferencial está adaptada para controlar la deformación de dicha placa de cubierta sólida durante un procedimiento de expansión. 5 - La placa de cubierta sólida expansible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la ranura circunferencial está dispuesta en un desplazamiento radial predeterminado desde un eje central de dicha placa de cubierta sólida. 6.- La placa de cubierta sólida expansible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la porción central convexa y la porción periférica cónica que tienen un espesor uniforme cada una tiene un primer módulo de sección, y la región anular de espesor reducido tiene un segundo módulo de sección, el segundo módulo de sección siendo menor que el primer módulo de sección. 7.- Un método para deformar y expandir una placa de cubierta sólida que tiene una porción central convexa simétrica, una porción periférica cónica que rodea a (a porción central convexa, y una ranura circunferencial dispuesta sobre una superficie superior entre las porciones convexa y cónica para cerrar un extremo de un agujero del alojamiento de receptáculo movible, que comprende los pasos de: colocar la placa de cubierta sólida sobre un borde de ensanchamiento dentro del agujero del alojamiento de receptáculo movible; ejercer una carga axial sobre dicha porción central convexa; extruir simultáneamente una porción de dicha placa de cubierta por debajo de la ranura circunferencial y colapsar la ranura circunferencial; después de colapsar dicha ranura circunferencial, (i) ejercer una carga axial y radial sobre la porción periférica cónica; (ii) aplanar la porción periférica cónica dentro de dicho agujero del alojamiento de receptáculo movible; y (iii) expandir la porción periférica cónica dentro de dicho agujero del alojamiento de receptáculo movible; en donde la porción central convexa resiste cargas radialmente hacia adentro de dicha expansión de la porción periférica cónica. 8. - Un método para deformar y expandir una placa de cubierta sólida que tiene una porción central convexa simétrica, una porción periférica cónica que rodea a la porción central convexa, y una ranura circunferencial dispuesta sobre una superficie inferior entre las porciones convexa y cónica para cerrar un extremo de un agujero del alojamiento de receptáculo movible, que comprende los pasos de: colocar la placa de cubierta sólida sobre un borde de ensanchamiento dentro del agujero del alojamiento de receptáculo movible; ejercer una carga axial sobre dicha porción central convexa; expandir la ranura circunferencial; ejercer una carga axial y radial sobre la porción periférica cónica; aplanar la porción periférica cónica dentro de dicho agujero del alojamiento de receptáculo movible; expandir la porción periférica cónica dentro de dicho agujero del alojamiento de receptáculo movible; y en donde la porción central convexa resiste cargas radialmente hacia adentro de dicha expansión de la porción periférica cónica. 9. - Una placa de cubierta sólida expansible para cerrar un extremo de un alojamiento de receptáculo movible, que comprende: una porción central convexa axialmente simétrica; una porción periférica cónica que rodea la porción central convexa, la porción periférica cónica teniendo una orientación igual a una orientación de la porción central convexa; una ranura circunferencial dispuesta en una superficie entre la porción central convexa y la porción periférica cónica; donde la porción periférica cónica está configurada para expandir radialmente en respuesta a una carga axial.