ES2236107T3 - Elemento de union separable para un componente, compuesto de una pieza roscada y un anillo de freno. - Google Patents
Elemento de union separable para un componente, compuesto de una pieza roscada y un anillo de freno.Info
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Abstract
Elemento de unión (1) separable para un componente, provisto de una pieza roscada (2), particulamente un tornillo para ruedas, y un anillo de freno (3) que se halla dispuesto de manera giratoria en la pieza roscada (2), y la pieza roscada (2) presenta una primera superficie de ataque para una llave (5), una sección roscada (11) y una superficie de apoyo (7) para la transmisión de una fuerza axial sobre el anillo de freno (3), el anillo de freno (3) posee una segunda superficie de ataque para una llave (9), una superficie de contraapoyo (13) y una superficie de contacto (15) para la transmisión de la fuerza axial al componente y en la superficie de apoyo (7) y la superficie de contraapoyo (9) entre la pieza roscada (2) y el anillo de freno (3) se hallan previstos unos dentados correspondientes de superficies que forman cuñas (8, 14), con superficies preformadas (18, 23) dispuestas inclinadas que en un sentido de giro (25) se deslizan unas sobre otras con un aumento de la fuerza axial, caracterizado porque los dentados de superficies que forman cuñas (8, 14) presentan también en el otro sentido de giro (24) superficies preformadas (17, 22) dispuestas inclinadas, que se deslizan unas sobre otras con un aumento de la fuerza axial, de modo que en el caso de que durante el servicio se presente un efecto de fuerza sobre la pieza roscada (2) y/o el anillo de freno (3), entre la pieza roscada (2) y el anillo de freno (3) se produce un efecto de freno en dirección opuesta al aflojamiento espontáneo.
Description
Elemento de unión separable para un componente,
compuesto de una pieza roscada y un anillo de freno.
La presente invención se refiere a un elemento de
unión separable para un componente, provisto de una pieza roscada,
particularmente un tornillo para ruedas, y un anillo de freno que
se halla dispuesto de manera giratoria en la pieza roscada, y la
pieza roscada presenta una primera superficie de ataque para una
llave, una sección roscada y una superficie de apoyo para la
transmisión de una fuerza axial sobre el anillo de freno, el anillo
de freno posee una segunda superficie de ataque para una llave, una
superficie de contraapoyo y una superficie de contacto para la
transmisión de la fuerza axial al componente, y en la superficie de
apoyo y la superficie de contraapoyo entre la pieza roscada y el
anillo de freno se hallan previstos unos dentados correspondientes
de superficies que forman cuñas, con superficies preformadas
dispuestas inclinadas que en un sentido de rotación se deslizan
unas sobre otras con un aumento de la fuerza axial. La presenta
invención se puede aplicar con carácter general para la unión de
componentes. Se puede utilizar particularmente también en
combinación con un tornillo para ruedas o una tuerca para ruedas, en
la que el tornillo para ruedas o la tuerca para ruedas representa
la pieza roscada, a la que entonces le está asignado asimismo en
cada caso un anillo de freno. Por regla general, el anillo de freno
está unido con la pieza roscada de forma imperdible, especialmente
para facilitar el montaje. La unión está configurada de tal manera
que el anillo de freno no solamente puede girar con relación a la
pieza roscada, sino que entre los límites de un juego previsto es
posible un desplazamiento radial entre los ejes. Esto se limita
ciertamente a un estrecho campo, como es por ejemplo conveniente
para la compensación de errores de división de los huecos que
presenta el plato de la rueda y/o el cubo.
Del documento
US-A-5,314,279 es ya conocido un
elemento de unión del tipo descrito al principio compuesto de una
pieza roscada y un anillo de freno. La pieza roscada está
configurada como una tuerca y por lo tanto no posee ningún vástago.
El anillo de freno se halla dispuesto rotativo en la pieza roscada.
La pieza roscada presenta una primera superficie de ataque para una
llave, una sección roscada y una superficie de apoyo para la
transmisión de una fuerza axial sobre el anillo de freno. El anillo
de freno no posee ninguna sección roscada pero sí una superficie de
contraapoyo y una superficie de contacto para la transmisión de la
fuerza axial al componente, así como una segunda superficie de
ataque para una llave. La pieza roscada presenta en su superficie de
apoyo encarada al anillo de freno un primer dentado de superficies
que forman cuñas, solamente efectivo en el sentido de giro del
aflojamiento de la unión roscada. El anillo de freno posee en la
superficie de contraapoyo encarada a la superficie de apoyo de la
pieza roscada, un correspondiente dentado de superficies que forman
cuñas. Los dentados de superficie que forman cuñas efectivos en un
sentido de giro poseen superficies oblicuas dispuestas inclinadas.
La disposición de la inclinación de estas superficies oblicuas es
mayor que el paso de rosca. Con el deslizamiento de las superficies
oblicuas al girar la pieza roscada con relación al anillo de freno
se produce un aumento de la fuerza axial en la pieza roscada y con
ello un efecto de freno. La transición entre los planos inclinados,
activa en este sentido de rotación, tiene lugar bajo la formación
de escalonamientos. Estos escalonamientos poseen una posición
oblicua comparativamente mucho mayor y actúan con ello como topes.
Los escalonamientos están pues configurados de tal modo, que al
apretar el elemento de unión mediante la introducción de un par de
giro manualmente aplicado en la pieza roscada, solamente el anillo
de freno es arrastrado. El aflojamiento consciente del elemento de
unión y del anillo de freno tiene que realizarse mediante la
aplicación simultánea de un par constante a la pieza roscada y al
anillo de freno. Además, las relaciones de rozamiento en la pieza
roscada por una parte y en el anillo de freno por otra parte están
coordinadas entre sí, de modo que en el caso de fuerzas influyentes
sobre ellas, por ejemplo vibraciones, tiene lugar un giro relativo
de la pieza roscada con relación al anillo de freno en el sentido
de giro de aflojamiento. Con ello, las superficies oblicuas de los
dentados de superficies que forman cuñas operantes en esta dirección
se deslizan una sobre la otra y provocan la creación de un estado
de tensión axial en ambas piezas, que impide la prosecución del
aflojamiento. Al apretar la pieza roscada se presenta a través de
los resaltes un acoplamiento por correspondencia de forma entre la
pieza roscada y el anillo de freno, que tiene por efecto el giro
conjunto del anillo de freno en el sentido de giro para apriete. Se
describe también un elemento de unión de tres piezas, en el que
adicionalmente al anillo de freno está prevista una arandela. Entre
el anillo de freno y la arandela hay previsto un acoplamiento
mecánico, que en ambos sentidos de giro mantiene fijo el anillo de
freno encima de la arandela, para influenciar sobre las relaciones
de rozamiento y favorecer el deslizamiento entre la pieza roscada y
el anillo de freno.
El documento EP 0 836 016 A2 da a conocer otro
elemento de unión separable en una aplicación especial como tornillo
de la rueda. El elemento de unión presenta junto al tornillo de la
rueda un anillo de apoyo. El tornillo de la rueda posee una cabeza
y un vástago que está provisto de una sección roscada. El anillo de
apoyo cumple una función de seguridad solamente de una forma
limitada; sirve en primer lugar para una transmisión mejorada de la
fuerza axial del tornillo de la rueda. La cabeza del tornillo de la
rueda presenta en el lado encarado al anillo de apoyo una
superficie de apoyo para la transmisión de la fuerza axial sobre el
anillo de apoyo. Esta superficie de apoyo está configurada como
superficie plana. En correspondencia al efecto, el anillo de apoyo
posee una superficie de contraapoyo configurada asimismo plana. Por
otra parte, el anillo de apoyo presenta en el lado encarado a la
rueda del vehículo, una superficie de contacto de forma
troncocónica o incluso de forma esférica, es decir no plana, para la
transmisión de la fuerza axial a la rueda del vehículo. El anillo
de apoyo está alojado giratorio en el tornillo de la rueda mediante
por lo menos un resalte creado por el desplazamiento del material
causado por un golpe de punzón y con ello sostenido de manera
imperdible. Por regla general se hallan dispuestos cuatro resaltes
creados por el desplazamiento del material causado por un golpe de
punzón, repartidos en la periferia. El anillo de apoyo debe estar
unido al tornillo de la rueda mediante estos resaltes, de tal modo
que todavía se mantenga giratorio sobre el vástago del tornillo de
la rueda y con ello se origine poco rozamiento entre el anillo de
apoyo y la cabeza del tornillo al fijar la rueda. El anillo de
apoyo puede ser de una aleación de metal ligero, mientras que el
tornillo de la rueda está fabricado de acero. En combinación con
una rueda de vehículo de magnesio se evita así una corrosión por
contacto entre el anillo de apoyo y la rueda del vehículo.
Ciertamente puede ser conveniente configurar el elemento de unión
de tal forma que al fijar la rueda se produzca el menor rozamiento
posible entre el anillo de apoyo y la cabeza del tornillo. Pero
este rozamiento reducido resulta desfavorable en lo que respecta al
aflojamiento espontáneo de los tornillos de la rueda. En tales
elementos de unión existe, particularmente en el caso de carga
transversal, el peligro del aflojamiento espontáneo. A este peligro
le corresponde una particular importancia, cuando se quieren tener
en cuenta potencias de motor y pesos de vehículos crecientes y se
toma en consideración que estos elementos de unión están sometidos
a una carga transversal considerable durante la aceleración y el
frenado. Adicionalmente existe el peligro de la deformación en frío
de tales elementos de unión, particularmente debido a las
vibraciones y oscilaciones que inevitablemente se presentan en el
vehículo, con lo cual se reduce la fuerza axial. Esto conduce a que
tales elementos de unión, en el caso de una carga transversal
correspondiente, se puedan aflojar entonces espontáneamente todavía
con mayor facilidad.
Por otra parte se conocen ya tornillos, cuya
superficie de apoyo debajo de la cabeza está configurada de
particular manera, para reducir el peligro del aflojamiento
espontáneo en caso de carga. A este efecto, la superficie de apoyo
debajo de la cabeza está provista de un dentado de superficies que
forman cuñas, que están configuradas y dispuestas de tal modo, que
el tornillo se deja apretar comparativamente con facilidad, en
tanto que las superficies en correspondencia débilmente inclinadas
del dentado de superficie que forman cuñas se deslizan sobre el
componente, mientras que los dientes, después del apriete y bajo
carga, se entierran en el material del componente a atornillar y
con ello suscitan una resistencia más elevada que la que al aflojar
y al desenroscar el tornillo tiene que aplicarse o vencerse,
respectivamente. Este dentado de superficies que forman cuñas tiene
pues como objetivo permitir un deslizamiento de la superficie de
apoyo sobre el componente al apretar el tornillo, y por el
contrario para aflojar y desenroscar, crear a ser posible aquellas
condiciones que exigen un par de aflojamiento y desenroscado mayor,
para en cierto modo superar un acoplamiento por correspondencia de
forma. También el emparejamiento de materiales entre el tornillo y
el componente tiene que coordinarse entre sí. Ya se entiende que es
solamente el tornillo el que presenta un dentado de superficies que
forman cuñas, mientras que el componente posee una superficie de
contacto plana o lisa, respectivamente. Con ello mediante el aumento
del rozamiento entre la superficie de apoyo de la cabeza del
tornillo y la correspondiente contrasuperficie en el componente se
impide, por regla general de una manera efectiva, un aflojamiento
espontáneo. Por otra parte es posible un destornillado consciente
del tornillo mediante la aplicación de un par de destornillado
correspondientemente elevado. La reutilización de estos tornillos
es limitada.
Los documentos DE-OS 24 13 760,
US 3,263,727 y EP 0 131 556 dan a conocer disposiciones de arandelas
elásticas constituidas por dos anillos de freno, que se aplican
en conjunción con un tornillo. Las disposiciones de arandelas
elásticas presentan dos arandelas elásticas que descansan una sobre
otra, que pueden estar idénticamente configuradas y que descansan
una sobre otra con simetría puntual. Estas dos arandelas elásticas
aprietan o actúan, respectivamente, entre la superficie de apoyo
plana de la cabeza del tornillo y la superficie de contacto
asimismo plana del componente. Las dos arandelas elásticas presentan
en sus superficies encaradas hacia el exterior, es decir, en la
encarada a la superficie de apoyo de la cabeza por una parte y en la
encarada a la superficie de contacto del componente por otra parte,
un dentado que aumenta el rozamiento, la mayoría de las veces en
forma de nervios dispuestos radialmente o cosas por el estilo. Las
dos arandelas elásticas están provistas en las superficies
encaradas entre sí de dentados de superficies que forman cuñas, que
se componen de partes superficiales planas inclinadas y
eventualmente de otras partes superficiales dispuestas
perpendicularmente al eje del conjunto de los resortes o del
tornillo, respectivamente. Las partes superficiales dispuestas
inclinadas están dispuestas diversamente inclinadas en la dirección
periférica, para provocar un acoplamiento por correspondencia de
forma entre los dos anillos elásticos o arandelas elásticas,
respectivamente, al apretar el tornillo, y sin embargo, en el
sentido de destornillado permitir que las correspondientes
superficies que forman cuñas se deslicen unas sobre otras según el
modo de un plano inclinado, para ocasionar así un aumento de la
fuerza axial. Al aflojar o destornillar la unión tiene que vencerse
esta fuerza axial aumentada. Las disposiciones de anillos elásticos
de este tipo son caras de fabricar y aumentan el número de piezas a
aplicar en un atornillado. Adicionalmente los dos anillos elásticos
tienen que manejarse junto con el tornillo y ante todo tienen que
montarse en la posición correcta. Los anillos elásticos se ha
previsto que sean piezas adicionales susceptibles de perderse. La
utilización de anillos elásticos adicionales en conjunción con
tornillos separables comporta además el inconveniente, de que
debido a su aplicación se eleva el número de juntas de separación y
de asiento entre los elementos individuales de la unión
atornillada. Cuanto mayor es el número de estas juntas de asiento,
tanto más elevada es la suma de asentamientos de la unión
atornillada ocasionados por ellas, de modo que la consecuencia puede
ser una peligrosa disminución de la fuerza axial. Esto es
particularmente válido cuando los elementos empleados en la unión
atornillada presentan una configuración superficial particular, ya
sea en forma de un recubrimiento inhibidor de la corrosión, una
capa protectora o algo similar, y estos elementos estén expuestos a
una temperatura elevada en condiciones de servicio. En el caso de
elementos de unión separables para la fijación de una rueda de un
vehículo, tales disposiciones de anillos elásticos adicionales no
entran así y todo en consideración, porque la correspondiente
superficie de contacto en el plato de la rueda posee una forma
cónica o esférica, es decir representa una superficie de contacto
no plana. Como que estos tornillos de la rueda o tuercas de la rueda
tienen que aflojarse y apretarse de nuevo con frecuencia, resultan
de ello condiciones particulares que se oponen a una disposición de
arandelas elásticas.
La presente invención se basa en el objetivo de
poner a disposición un elemento de unión separable del tipo
descrito al principio, que proporcione un efecto de freno para la
pieza roscada, independientemente de si las fuerzas que actúan en
el sentido de destornillado bajo carga, actúan sobre la pieza
roscada y/o sobre el anillo de freno. El elemento de unión
separable tiene que estar constituido por el menor número de piezas
individuales posible, permitir un montaje fácil y seguro y,
finalmente, cumplir las condiciones de la utilización repetida.
Según la presente invención, en el caso del
elemento de unión separable del tipo descrito al principio, esto se
consigue porque los dentados de superficies que forman cuñas
presentan superficies preformadas dispuestas inclinadas, también en
el otro sentido de giro, y se deslizan unas sobre otras con aumento
de la fuerza axial, de modo que en el caso de que actúe una fuerza
sobre la pieza roscada y/o sobre el anillo de freno durante el
servicio, entre la pieza roscada y el anillo de freno se produce un
efecto de seguridad contra el aflojamiento espontáneo.
La presente invención parte de la idea de mejorar
los elementos de unión separables hasta ahora conocidos, en forma
de tornillos con cabeza o tuercas, en todo caso con anillo de
apoyo, sin aumentar el número de piezas. La aplicación de los
dentados de superficies que forman cuñas proporciona un aumento de
la fuerza axial en el caso de un aflojamiento espontáneo, es decir,
contrarresta el aflojamiento en el caso de solicitaciones elevadas.
Fuerzas transversales, que con una correspondiente carga actúan
sobre los elementos del elemento de unión, conducen normalmente,
con los elementos de unión ya conocidos, a un aflojamiento
espontáneo de la pieza roscada. Gracias al deslizamiento de los dos
dentados de superficies que forman cuñas uno sobre el otro, se
finaliza este movimiento de destornillado y se contrarresta un
descenso continuado de la fuerza de pretensado. Con ello tiene
solamente lugar un movimiento relativo muy limitado,
contrarrestándose toda tendencia al movimiento relativo. En el caso
de la aplicación repetida de las cargas, aunque éstas sean de
distinta magnitud, este proceso se repetirá y sus efectos serán los
descritos. Esto es válido para ambos sentidos relativos de rotación
en el caso de aflojamiento espontáneo. En un caso, la carga del
elemento de unión en aplicación conduce a que la pieza roscada
quiera girar en el sentido de destornillado frente al anillo de
freno firmemente asentado; en este caso el anillo de freno
firmemente asentado sostiene y asegura la pieza roscada originando
un aumento de la fuerza axial. En otro caso, la carga del elemento
de unión en aplicación conduce a que el anillo de freno quiera
girar en el sentido de destornillado frente a la pieza roscada
firmemente asentada; en este caso el anillo de freno firmemente
asentado sostiene y asegura la pieza roscada originando un aumento
de la fuerza axial. En ambos casos, el efecto de seguridad se
manifiesta en definitiva sobre el conjunto del elemento de unión
compuesto de la pieza roscada y el anillo de freno. Debido a este
movimiento de aflojamiento, inevitable ante una carga
correspondiente con solicitación transversal, gracias al elemento de
unión según la presente invención en conjunción con los dentados de
superficies que forman cuñas tiene lugar un movimiento axial y
tangencial de la pieza roscada frente al anillo de apoyo. De ello
resulta ventajosamente una compensación de las pérdidas de fuerza
de pretensado. Esto es particularmente válido, cuando la fuerza de
pretensado ya se redujo debido a fenómenos de deformación permanente
inevitables, con lo cual disminuyó la parte de fuerza tangencial
transmisible entre las piezas unidas por fuerzas de rozamiento. Se
presenta un caso similar, cuando la unión, por ejemplo debido a un
montaje o mantenimiento inadecuados, no se apretó con el par
normalmente prescrito y debido a ello no se alcanzó el nivel de
fuerza de pretensado necesario para una unión segura. En eso la
presente invención representa también una contribución al aumento de
la seguridad.
La primera superficie de ataque para una llave se
halla dispuesta normalmente en la pieza roscada, por ejemplo, en
forma de una cabeza con sección hexagonal interior o exterior. El
anillo de freno presenta también una segunda superficie de ataque
para una llave, mientras que en el nivel actual de la técnica,
arandelas, arandelas dentadas y otros elementos de seguridad no
presentan ninguna de tales superficies de ataque para una llave. La
disposición de dos superficies de ataque para una llave en
coordinación entre sí en dos piezas diferentes, es decir una vez en
la pieza roscada y por otra parte en el anillo de freno,
proporciona la oportuna posibilidad, de que en el accionamiento
consciente del elemento de unión, la pieza roscada y el anillo de
freno se manipulen conjuntamente, es decir se pueda apretarlos o
destornillarlos conjuntamente, de modo que con ocasión de este
ataque efectivo con fuerza, tanto en el montaje o como en el
desmontaje, los dentados de superficies que forman cuñas no sufran
carga el uno contra el otro. Contrariamente, de acuerdo con la
presente invención, cuando el elemento de unión se encuentra en
acción, es decir, después del montaje y antes del desmontaje,
durante todo el tiempo en que actúa la carga, se aprovecha el
efecto de los dentados de superficies que forman cuñas para
proporcionar un efecto de seguridad contra el aflojamiento
espontáneo. Con ocasión de este efecto de seguridad, se aprovecha un
giro relativo entre la pieza roscada y el anillo de freno que tiene
lugar espontáneamente, para permitir un deslizamiento de las piezas
una sobre otra, con la cooperación de los dos dentados de
superficies que forman cuñas al girar uno contra el otro. El
aumento de la fuerza axial del elemento de unión que con ello se
origina, aporta el efecto de seguridad. Esto es válido para ambos
sentidos de giro, independientemente de si la fuerza que actúa en el
sentido de destornillado, actúa primariamente a través de la pieza
roscada o a través del anillo de freno sobre el elemento de
unión.
Gracias a la división del primer dentado de
superficies que forman cuñas sobre la pieza roscada, es decir un
tornillo con cabeza, un tornillo de la rueda o una tuerca de la
rueda, respectivamente, y del segundo dentado de superficies que
forman cuñas sobre el anillo de freno, no aumenta el número de
piezas utilizadas. Incluso el número de juntas de asiento continua
igual en comparación con elementos de unión conocidos, por cuyo
motivo no hay que contar con deformaciones permanentes mayores.
Además, el anillo de freno puede estar dispuesto
en el tornillo de la rueda o en la tuerca de la rueda de manera
imperdible. Esto se puede conseguir mediante topes mecánicos o
también mediante un punto de adhesivo o algo similar. Se forma así
una unidad de montaje fácilmente manejable y siempre completamente a
punto, que por ejemplo también puede ser manejada, por ejemplo por
robots, particularmente en el primer montaje.
Una ventaja más del nuevo elemento de unión
consiste en que gracias a la aplicación del anillo de freno, que en
comparación con arandelas de seguridad, arandelas elásticas y
similares, presenta una mayor altura, que también viene
condicionada por la disposición de la segunda superficie de ataque
para una llave, se obtiene una longitud de sujeción de mayor
altura. Con ello, y de una manera favorable, el elemento de unión
está configurado elástico, lo que favorece el mantenimiento de la
fuerza axial, particularmente cuando se presentan deformaciones
permanentes en la unión. Esto se puede secundar todavía más, por
ejemplo, mediante la elección para el anillo de freno de un
material más elástico, en comparación con el material de la pieza
roscada.
Los dos dentados de superficies que forman cuñas
están configurados y dispuestos de tal modo que cuando durante el
servicio se presenta una fuerza que actúa sobre la pieza roscada
y/o el anillo de freno en el sentido de destornillado del elemento
de unión, entre la pieza roscada y el anillo de freno se origina un
efecto de seguridad que contrarresta el aflojamiento espontáneo,
debido al cual la pieza roscada y el anillo de freno giran uno en
contra del otro ocasionando un aumento de la fuerza axial, mientras
que al apretarlos y al destornillarlos conjuntamente los dentados
de superficies que forman cuñas de la pieza roscada y del anillo de
freno mantienen una unión positiva. Por regla general, el efecto de
seguridad se presenta en igual medida, independientemente de si la
fuerza transversal actúa primariamente sobre la pieza roscada o
sobre el anillo de freno. Cada dentado de superficies que forman
cuñas posee superficies preformadas, que se hallan dispuestas
entonces simétricamente en ambas direcciones. El accionamiento
activo del elemento de unión, es decir el apretarlo o aflojarlo
mediante una herramienta, tiene lugar siempre de tal modo que la
pieza roscada y el anillo de freno giran juntamente sin
desplazamiento angular alguno entre ellos. Los dos dentados de
superficies que forman cuñas permanecen pues aquí en unión
positiva. Las superficies preformadas no quedan sujetas a la acción
de pares aplicados en el curso del montaje. Esto favorece
particularmente la utilización repetida. En el montaje y el
desmontaje tampoco se presenta ningún movimiento relativo entre la
pieza roscada y el anillo de freno y con ello tampoco tiene lugar
ningún desgaste entre las superficies preformadas de los dos
dentados de superficies que forman cuñas. La pieza roscada y el
anillo de freno se pueden fabricar económicamente a partir de
materiales estándar y con aplicación de un tratamiento térmico
estándar. La configuración y disposición de las superficies
preformadas de los dos dentados de superficies que forman cuñas
queda libre de la necesidad de alcanzar o mantener una unión
positiva en la dirección periférica, porque la fuerza de giro
activa actúa siempre en la pieza roscada y en el anillo de freno.
Esto significa que los dientes de los dentados de superficies que
forman cuñas constituidos por las superficies preformadas pueden
configurarse comparativamente de poca altura.
Los dentados de superficies que forman cuñas
presentan en ambas direcciones periféricas y en cada diente, por lo
menos dos superficies preformadas dispuestas inclinadas en las
direcciones periféricas, por lo cual para hacer posible el
movimiento de deslizamiento que hace girar la pieza roscada y el
anillo de freno uno en contra del otro, las superficies preformadas
que entran en contacto entre sí en el sentido de destornillado se
hallan dispuestas en dirección periférica con un ángulo tangencial
medio comparativamente pequeño, es decir que hace posible el
deslizamiento. Este ángulo tangencial es menor que el ángulo de los
resaltes en el nivel actual de la técnica. Ya se entiende, que el
ángulo tangencial - considerado a través de la dirección
determinante - permanece constante si las superficies en cuestión
adoptan forma de superficies alabeadas helicoidales de paso
constante.
El ángulo tangencial activo de las superficies
preformadas de los dentados de superficies que forman cuñas que
entran en contacto entre sí en el sentido de destornillado de la
pieza roscada está dimensionado sólo insignificantemente mayor que
el ángulo de paso de la sección roscada. Esto es por lo menos válido
para la primera zona de los dentados de superficies que forman
cuñas en el sentido de destornillado de la pieza roscada. Así, el
ángulo tangencial activo de las superficies preformadas de los
dentados de superficies que forman cuñas que entran en contacto
entre sí en el sentido de destornillado de la pieza roscada puede
estar dimensionado hasta un 20% mayor que el ángulo de paso de la
sección roscada. Es particularmente conveniente que el ángulo
tangencial activo esté dimensionado entre un 3 y un 10% mayor que
el ángulo de paso de la sección roscada.
Las superficies preformadas dispuestas inclinadas
en ambas direcciones periféricas pueden estar configuradas
simétricas y dispuestas simétricamente inclinadas. Los planos
inclinados son simétricos con respecto a un plano perpendicular al
eje del elemento de unión. Esta forma de ejecución es conveniente
cuando se puede reconocer que las fuerzas transversales o los pares
de fuerza, respectivamente, que ocasionan el aflojamiento
espontáneo, pueden atacar en igual medida sobre la pieza roscada o
sobre el anillo de freno.
Pero las superficies preformadas dispuestas
inclinadas en ambas direcciones periféricas pueden estar también
configuradas asimétricamente y/o estar dispuestas asimétricamente
inclinadas. Esta forma de ejecución es conveniente cuando se puede
reconocer que las fuerzas transversales o los pares de fuerza,
respectivamente, que ocasionan el aflojamiento espontáneo, pueden
atacar en distinta medida en la pieza roscada, en comparación con
el anillo de freno. El ángulo tangencial activo de las superficies
preformadas de los dentados de superficies que forman cuñas que
entran en contacto entre sí en el sentido de destornillado de la
pieza roscada puede estar dimensionado más pequeño que el ángulo de
paso de la sección roscada.
Los dentados de superficies que forman cuñas no
tienen que extenderse a través de toda el área de las superficies
en la pieza roscada y en el anillo de freno, sino que pueden
también ocupar solamente campos de estas superficies. También
pueden estar absolutamente previstas, partes componentes planas de
superficies, radialmente alineadas. Lo importante es que los
dentados de superficies que forman cuñas, en función del
correspondiente sentido de giro presenten propiedades iguales o
diferentes. Una unión positiva no es necesaria. En el sentido de
giro de apriete de la pieza roscada así como en contra del sentido
de apriete, es decir en el sentido de destornillado, se aprovecha
el efecto del plano inclinado para contrarrestar la caída de la
fuerza axial.
Además es importante, que las superficies
preformadas que entran en contacto entre sí para conseguir el
movimiento de deslizamiento en el sentido de destornillado, estén
configuradas como superficies alabeadas helicoidales. Entonces la
pieza roscada se apoya en toda la superficie de contacto en la
arandela de freno, con una fuerza axial incrementada por el giro
relativo de ambas piezas, en lugar de apoyarse en forma puntual o
lineal en las superficies en contacto.
Los dos dentados de superficies que forman cuñas
y/o la superficie de contacto del anillo de freno para la
transmisión de la fuerza axial al componente deberían estar
configurados y dispuestos de tal manera que el par transmisible a
través de los dentados de superficies que forman cuñas, sea menor
que el par transmisible entre el anillo de freno y el componente.
Esto se puede conseguir de múltiples maneras. Por ejemplo, el
dentado de superficies que forman cuñas puede presentar un menor
rozamiento mediante la aportación de un lubrificante. Pero también
es posible que la superficie de contacto del anillo de freno
presente medios para la generación de una fricción acrecentada.
Estos medios pueden estar previstos a partir de nervios, resaltes
en forma de nervios, un recubrimiento que aumente la fricción y/o
una superficie granallada. Esta condición se alcanza más fácilmente
cuando la superficie de contacto del anillo de freno con el
componente presenta un radio de fricción mayor que los dentados de
superficies que forman cuñas.
El anillo de freno puede estar dispuesto en la
pieza roscada de forma imperdible pero móvil. La movilidad se
refiere a un posible desplazamiento entre la pieza roscada y el
anillo de freno, para permitir una adaptación a errores de
división. Para conseguir la condición de imperdible existen
diferentes posibilidades. Una posibilidad sencilla consiste en
deslizar el anillo de freno sobre el vástago de la pieza roscada y
solamente a continuación laminar por rodillos la rosca en la
sección roscada. Con ello el diámetro exterior de la rosca será
mayor que el diámetro interior del agujero en el anillo de freno.
También es posible un posterior laminado por rodillos de una ranura
de seguridad, un reborde o algo similar, sobre el vástago de la
pieza roscada. También son posibles resaltes creados por el
desplazamiento del material causado por un golpe de punzón en el
anillo de freno. La pieza roscada y el anillo de freno pueden
unirse entre sí de manera fiel en el ángulo particularmente
mediante un punto de adhesivo. La efectividad del punto de adhesivo
se limita esencialmente a la primera aplicación del elemento de
unión. Al mismo tiempo asegura que la posición relativa fiel en el
ángulo se mantenga hasta el agarre conjunto mediante una herramienta
de las dos superficies de ataque para una llave. Por otra parte, el
punto de adhesivo no debe aumentar de manera digna de mención el
par transmisible entre los dentados de superficies que forman
cuñas.
La primera superficie de ataque para una llave en
la pieza roscada y la segunda superficie de ataque para una llave en
el anillo de freno pueden estar ventajosamente configuradas y
dispuestas alineadas entre sí. de modo que sean manejables
conjuntamente con una llave. En esta posición relativa, los dos
dentados de superficies que forman cuñas engranan entre sí al
máximo.
La presente invención se explicará y describirá
más detalladamente, basándose en diversos ejemplos de ejecución. Los
dibujos ilustran:
Fig. 1 una vista del elemento de unión compuesto
de una pieza roscada y un anillo de freno en una primera forma de
ejecución,
Fig. 2 una vista de la pieza roscada según la
figura 1,
Fig. 3 una vista del anillo de freno según la
figura 1,
Fig. 4 una planta del anillo de freno según la
figura 3 desde arriba,
Fig. 5 una vista del elemento de unión compuesto
de una pieza roscada y un anillo de freno en una segunda forma de
ejecución,
Fig. 6 una vista del anillo de freno en una
tercera forma de ejecución,
Fig. 7 una vista de la pieza roscada con dentado
asimétrico de superficies que forman cuñas,
Fig. 8 una vista del anillo de freno con dentado
asimétrico de superficies que forman cuñas,
Fig. 9 una planta del anillo de freno según la
figura 8, desde arriba,
Fig. 10 una vista de otra forma de ejecución de
la pieza roscada,
Fig. 11 una vista de otra forma de ejecución del
anillo de freno,
Fig. 12 una planta del anillo de freno según la
figura 11, desde arriba,
Fig. 13 una vista del elemento de unión compuesto
de una pieza roscada y anillo de freno configurado como cuerpo
hueco,
Fig. 14 una vista y un corte sectorial de un
elemento de unión compuesto de una pieza roscada configurada como
tuerca de rueda y un anillo de freno,
Fig. 15 una vista del elemento de unión compuesto
de una pieza roscada y un anillo de freno en otra forma de
ejecución,
Fig. 16 una vista de la pieza roscada según la
figura 15 y
Fig. 17 una vista del anillo de freno según la
figura 15.
En la figura 1 se halla representada una primera
forma de ejecución de un elemento de unión 1, como el que se emplea
para la fijación de componentes. El elemento de unión 1 está
compuesto de dos piezas, o sea una pieza roscada 2 y un anillo de
freno 3. La pieza roscada 2 está realizada aquí en forma de un
tornillo, La pieza roscada 2 presenta una cabeza 4, que posee una
primera superficie de ataque para una llave 5 destinada al ataque de
una llave para tornillos y tuercas u otra herramienta para aplicar
un par torsor similar. La pieza roscada 2 y el anillo de freno 3
presentan un eje común 6 o se aplican con un eje común 6,
respectivamente. La cabeza 4 de la pieza roscada 2 se convierte en
su parte inferior en una superficie de apoyo 7. La superficie de
apoyo 7 está compuesta por varias partes integrantes de la
superficie, que en conjunto forman un primer dentado de superficies
que forman cuñas 8. El conjunto de la superficie de apoyo 7 se
halla dispuesto alineado perpendicularmente al eje 6 del elemento
de unión 1. A la superficie de apoyo 7 o primer dentado de
superficies que forman cuñas 8, respectivamente, se le agrega un
vástago 10, que empezando por su lado extremo está provisto de una
sección roscada 11, con la que el elemento de unión 1 compuesto de
la pieza roscada 2 y del anillo de freno 3 se atornillará a una
contrarrosca correspondiente del componente.
La segunda pieza del elemento de unión 1 es el
anillo de freno 3. El anillo de freno 3 es un cuerpo de forma
anular. Posee una segunda superficie de ataque para una llave 9. Las
superficies de ataque para una llave 5 y 9 pueden estar configuradas
de cualquier forma imaginable, es decir, por ejemplo, como hexágono,
cuadrado, con sección no circular y similares. Sin embargo, en el
sentido de un accionamiento fácil, es razonable que las dos
superficies de ataque para una llave 5 y 9 estén configuradas de
idéntica forma y estén previstas alineadas entre sí. El anillo de
freno 3 posee además, alineado respecto del eje 6, un agujero 12
(Figs.: 1, 3 y 4). Cuando el agujero 12 presenta un diámetro mayor
que el diámetro exterior de la sección roscada 11, las piezas se
pueden reunir inmediatamente antes del montaje. Cuando el agujero
12 presenta un diámetro menor que el diámetro exterior de la sección
roscada 11 y un diámetro mayor que el diámetro del vástago 10, las
piezas se pueden reunir durante la fabricación y antes del laminado
por rodillos de la rosca de la sección roscada 11. Se forma
entonces una unidad de montaje, en la que el anillo de freno 3
queda sostenido de manera imperdible en la pieza roscada 2.
En su parte superior, es decir la encarada a la
cabeza 4 de la pieza roscada 2, se halla prevista en el anillo de
freno 3 una superficie de contraapoyo 13, que se corresponde con la
superficie de apoyo 7 de la pieza roscada 2. En la superficie de
contraapoyo 13 se halla configurado un segundo dentado de
superficies que forman cuñas 14, que está adaptado al primer dentado
de superficies que forman cuñas 8 de la pieza roscada 2.
El anillo de freno 3 presenta en su parte
inferior, es decir en estado montado la encarada a la sección
roscada 11 de la pieza roscada 2, una superficie de contacto 15, que
está configurada como superficie plana (Figs. 1 y 3), pero que
también puede poseer una configuración abombada, esférica o cónica,
respectivamente (Figs. 5, 6 y 11).
En la figura 1 ya se puede reconocer que ambas
están enchufadas entre sí cuando el diámetro del agujero 12 es mayor
que el diámetro exterior de la sección roscada 11. Con ello el
anillo de apoyo 3 está previsto desmontable de la pieza roscada 2.
Pero el anillo de freno 3 puede estar también sostenido de manera
imperdible en la pieza roscada 2. En ambos casos, el anillo de freno
3 tiene que estar dispuesto rotativo con respecto a la pieza roscada
2.
Basándose en las figuras 1 y 2 se explicará y
describirá más detalladamente, particularmente el primer dentado de
superficies que forman cuñas 8 existente en la pieza roscada 2. La
superficie de contacto 7 o el primer dentado de superficies que
forman cuñas 8, respectivamente, presenta en el ejemplo de ejecución
seis dientes 16, que se hallan configurados y dispuestos
simétricamente. Aquí es indiferente si la sección roscada 11
presenta una rosca a derecha o a izquierda. La diferencia radica
solamente en que en cada caso otra de las dos direcciones de
rotación 24 ó 25, respectivamente, es la dirección de destornillado.
Cada diente 16 está compuesto a su vez por dos superficies
preformadas 17 y 18. Las superficies preformadas 17 se extienden en
sentido radial respecto al eje 6. Las superficies preformadas 17 y
18 adoptan forma de superficies alabeadas helicoidales y se cortan
entre sí en sus aristas, cuyas prolongaciones cortan el eje 6. Las
superficies preformadas 17 y 18, dispuestas inclinadas, están
dispuestas con ángulos tangenciales 19 y 20 (Fig. 2) coincidentes.
Los ángulos tangenciales 19 y 20 pueden estar también distintamente
dimensionados. Por lo menos el ángulo tangencial 20 debería estar
dimensionado insignificantemente mayor que el ángulo de paso de la
rosca de la sección roscada 11. En ambos sentidos de rotación
relativos 24 y 25 se realiza aquí el principio del plano inclinado
necesario para el deslizamiento en la dirección de destornillado.
Las superficies preformadas 17 y 18 adoptan aquí forma de
superficies alabeadas helicoidales, que desde aproximadamente el
borde de la cabeza 4 se extienden radialmente hacia el interior
casi hasta el vástago 10 de la pieza roscada 2. A consecuencia de
la configuración de las superficies preformadas 17 y 18 como
superficies no planas con inclinación constante, existe en cada caso
a través del recorrido relativo de rotación, solamente un ángulo
tangencial efectivo 19 ó 20, respectivamente, independientemente de
la correspondiente posición de rotación entre la pieza roscada 2 y
el anillo de freno 3. El ángulo tangencial 20 es mayor que el
ángulo de paso de la rosca de la sección roscada 11 de la pieza
roscada 2.
Las figuras 3 y 4 muestran en representación
individual el anillo de freno 3 con su configuración complementaria
de la superficie de contraapoyo 13 o del segundo dentado de
superficies que forman cuñas 14, respectivamente. El dentado de
superficies que forman cuñas 14 presenta también seis dientes 21,
que están dispuestos repartidos a través de la periferia en
coordinación con la superficie de ataque para una llave 9. Cada
diente 21 está compuesto a partir de dos superficies preformadas 22
y 23. Las superficies preformadas 22 del anillo de freno 3 están
configuradas y dispuestas en correspondencia con las superficies
preformadas 17 de la pieza roscada 2. Las superficies preformadas 23
del anillo de freno 3 están configuradas y dispuestas en
correspondencia con las superficies preformadas 18 de la pieza
roscada 2. Las superficies preformadas 22 y 23 están así pues
también previstas en ángulos tangenciales 19 y 20 coincidentes y se
extienden tanto radiales como perpendiculares al eje 6, de modo que
también aquí las prolongaciones de las superficies preformadas 22 y
23 cortan el eje común 6 del elemento de unión 1. También en este
primer ejemplo de ejecución, las superficies preformadas 22 y 23
están configuradas como superficies alabeadas helicoidales provistas
de un paso constante, de modo que encuentran aplicación ángulos
tangenciales 19 y 20 constantes, indiferentemente de en qué estado
relativo de rotación entre sí se encuentra la pieza roscada 2 frente
al anillo de freno 3.
Por regla general, para la fijación de un
componente se necesitan varios elementos de unión 1. Sobre una pieza
roscada 2 se inserta un anillo de freno 3 en la posición relativa
reconocible en la figura 1. Existen seis de tales posiciones
relativas, en las que existe un acoplamiento por correspondencia de
forma máximo y al mismo tiempo las superficies de ataque para una
llave 5 y 9 están alineadas entre sí. La pieza roscada 2 junto con
el anillo de freno 3 y la sección roscada 11 se pasa acto seguido a
través de la correspondiente abertura existente en el componente y
se la atornilla a una contrarrosca. La pieza roscada 2 y el anillo
de freno 3 se hacen girar o se atornillan, respectivamente, como
una unidad conjunta. Entre los dentados de superficies que forman
cuñas 8 y 14 existe un acoplamiento por correspondencia de forma
máximo, es decir, el anillo de freno 3 y la cabeza 4 de la pieza
roscada 2 se encuentran en dirección axial a la menor distancia
posible. Las superficies de ataque para una llave 5 y 9 pueden
estar alineadas entre sí. Al efectuar el atornillado, los dientes
16 y 21 no sufren carga por el par de atornillado.
El elemento de unión 1 completamente montado y
atornillado está sometido entonces durante su aplicación a una
solicitación transversal. Las fuerzas transversales que se presentan
pueden atacar a la pieza roscada 2 o al anillo de freno 3. Si atacan
a la pieza roscada 2, ésta tiende a girar en el sentido de rotación
25 con relación al anillo de freno 3 que permanece inmovilizado.
Esto tiende a que un autoaflojamiento insignificante de la pieza
roscada 2 a consecuencia de una solicitación más elevada por la
fuerza transversal, conduce a que gracias a las superficies
preformadas 18 y 23 tenga lugar un proceso de deslizamiento, es
decir que la pieza roscada 2 gire en el sentido de rotación de
aflojamiento con relación al anillo de freno 3, que se mantiene
fijo por efecto de la fricción, y con ello la pieza roscada 2 y el
anillo de freno 3 sufren una presión axial que tiende a separarlos,
de modo que mediante un aumento de la fuerza de pretensado se
impide con seguridad un subsiguiente aflojamiento automático. Esto
constituye un considerable efecto de seguridad.
Cuando en otros casos las fuerzas transversales
atacan al anillo de freno 3, éste tiende a girar en el sentido de
rotación 25 con relación a la pieza roscada 2 que permanece
inmovilizada. Esto es equivalente a un giro relativo de la pieza
roscada 2 frente al anillo de freno 3 en el sentido de rotación 24.
Esto tiende también a que un autoaflojamiento insignificante del
anillo de freno 3 a consecuencia de una solicitación más elevada
por la fuerza transversal, conduce a que gracias a las superficies
preformadas 17 y 22 tenga lugar un proceso de deslizamiento, es
decir que el anillo de freno 3 gire en el sentido de giro de
aflojamiento con relación a la pieza roscada 2 que se mantiene fija
por efecto de la fricción, y con ello la pieza roscada 2 y el anillo
de freno 3 sufren una presión axial que tiende a separarlos, de
modo que mediante un aumento de la fuerza de pretensado se impide
con seguridad un subsiguiente aflojamiento automático. Esto
constituye un considerable efecto de seguridad.
Naturalmente, en caso de un giro consciente para
el aflojamiento del elemento de unión 1, es necesario girar la
pieza roscada 2 y el anillo de freno, como una unidad, en el
sentido de rotación 25.
La segunda forma de ejecución del elemento de
unión 1 representada en la figura 5, coincide en amplios aspectos
con la forma de ejecución según las figuras 1 - 4, por lo cual se
puede remitir a éstas al respecto. La superficie de contacto 15 del
anillo de freno 3 está configurada aquí de forma cónica. El elemento
de unión 1 compuesto por su pieza roscada 2 y su anillo de freno 3
está configurado aquí como tornillo para rueda y sirve para la
fijación de un plato de rueda al cubo de un eje de un automóvil.
También en este caso la pieza roscada 2 y el anillo de freno 3
están ensamblados entre sí formando una unidad imperdible para
montaje. En la zona del vástago 10 de la pieza roscada 2, después de
la inserción del anillo de freno 3, se ha laminado con un rodillo
una ranura 26, debido a la cual se producen dos rebordes de material
27, en los que el material del vástago 10 es desplazado radialmente
hacia el exterior. En la zona de los rebordes de material 27 el
diámetro es entonces mayor que el diámetro del agujero 12 del
anillo de freno 3. Con ello el anillo de freno 3 queda colocado en
la pieza roscada 2 de manera imperdible. Pero el anillo de freno 3
puede girar como antes, adaptarse a las realidades en el montaje y
en el caso de giro para aflojamiento girar conjuntamente con la
pieza roscada 2. Ya se sobreentiende que para la disposición
imperdible del anillo de freno 3 en la pieza roscada 2 también
están a disposición otras posibilidades.
La figura 6 muestra la parte inferior de un
anillo de freno 3 en otra forma de ejecución. La superficie de
contacto 15 allí ilustrada está configurada de forma abombada y
presenta unos nervios 28 que están dispuestos radialmente y
sobresalen de la superficie de contacto 15 configurada de forma
abombada. Estos nervios 28 tienen la misión, de aumentar el par de
fricción entre la superficie de contacto 15 y la correspondiente
superficie de contracontacto en el plato de rueda o el componente,
respectivamente, para que este par de fricción sea mayor que el par
de fricción entre los dentados de superficie que forma cuñas 8 y 14
en el sentido de giro para aflojamiento. Una medida que aumente la
fricción también se puede tomar de otra manera, por ejemplo,
mediante un recubrimiento, mediante la configuración de la
rugosidad de la superficie de contacto 15 en el ámbito de las
milésimas, actuando sobre el grado de acabado, etc.
En la figura 7 se halla representada otra forma
de ejecución de la pieza roscada 2, a la cual pertenece un anillo de
freno 3, como el que está representado en las figuras 8 y 9. La
representación de las figuras 7 a 9 corresponde esencialmente a
aquéllas de las figuras 2 a 4, de modo que se puede remitir a la
correspondiente descripción. Mientras que las superficies
preformadas 17 y 18 de los dientes 16 de la pieza roscada 2 según la
figura 2 estaban configuradas simétricas, ahora las superficies
preformadas 17 y 18 de los dientes 16, que forman el dentado de
superficies que forman cuñas 8, se hallan dispuestas con distinta
inclinación, es decir en ángulos tangenciales distintos. En la
dirección periférica, las superficies preformadas 18 se extienden
con una menor inclinación que las superficies preformadas 17. Las
superficies preformadas 18 poseen también en consecuencia una mayor
extensión, ya que ambas superficies 17 y 18 se unen a lo largo de
aristas comunes. A las superficies preformadas 17 de los dientes 16
les están asignadas en el anillo de freno 3 las superficies
preformadas 22 de los dientes 21. En correspondencia las
superficies preformadas 23 son complementarias a las superficies
preformadas 18. También en este caso la disposición ha sido
decidida de tal modo que los dentados de superficies que forman
cuñas 8 y 14 se adaptan entre sí en seis posiciones angulares
distintas, y en cada una de estas posiciones angulares las
superficies de ataque para una llave 5 y 9 están alineadas entre sí.
Si las superficies de ataque para una llave 5 y 9, en lugar de la
configuración hexagonal representada, poseen la forma de un
cuadrado, también deberían las superficies preformadas estar
previstas en cuatro pares o en un número entero de pares de ellos,
para asegurar las deseadas posiciones relativas para el
accionamiento conjunto del elemento de unión 1 compuesto de la pieza
roscada 2 y el anillo de freno 3 al apretar y al girar para
aflojar. La pieza roscada 2 según la figura 7 y el anillo de freno
3 según la figura 9 pueden estar unidos entre sí como una unidad
previamente montada mediante un punto de adhesivo 29, de modo que
con ello queda preferida una de las seis posiciones angulares
posibles y en la aplicación resulta innecesaria una correspondiente
alineación. El punto de adhesivo 29 puede también servir además
para fijar el anillo de freno 3 a la pieza roscada 2, asegurado
contra pérdida. La fuerza adhesiva del punto de adhesivo 29 tiene
que estar dimensionada reducida, en todo caso tan reducida, que se
suelte en el caso de solicitaciones transversales, de modo que
tanto el insignificante giro relativo desencadenado entre la pieza
roscada 2 y el anillo de freno 3 y el proceso de deslizamiento
descrito puedan tener lugar y no resulten impedidos por el punto de
adhesivo 29. En lugar del empleo de un punto de adhesivo 29, pueden
aplicarse también marcas no representadas en la pieza roscada 2 y
en el anillo de freno 3.
Según el caso de aplicación puede ser conveniente
aplicar inclinaciones distintas de las superficies preformadas 17 y
18 por una parte, así como de las correspondientes superficies
preformadas 22 y 23. La inclinación de las superficies preformadas
18 y 23 es determinante para el proceso de deslizamiento, en el que
las fuerzas transversales atacan en la pieza roscada 2, y con ello
la pieza roscada 2 amenaza girar en el sentido de giro 25 frente al
anillo de freno 3 fijamente asentado. Para un efecto de retensado es
necesario que el ángulo de inclinación de las superficies
preformadas 18 y 23 esté configurado mayor, pero no demasiado
mayor, que el ángulo de paso de la rosca en la sección roscada 11.
Como que para los ángulos tangenciales de las superficies
preformadas 17 y 23 el límite descrito no es aplicable, puede ser
conveniente prever las superficies preformadas 17 y 22 con ángulos
tangenciales comparativamente menores que los de las superficies
preformadas 18 y 23. La configuración inversa a la representada en
las figuras 7 a 9, parece por lo tanto particularmente
conveniente.
En las figuras 10 a 12 se halla representado otro
ejemplo de ejecución. Esta representación corresponde también a la
representación de las figuras 2 a 4, de modo que se puede remitir a
la descripción correspondiente. Las superficies de ataque para una
llave 5 y 9 están aquí configuradas como un dodecágono regular, de
modo que resultan doce posiciones relativas distintas, en las que
los dentados de superficies que forman cuñas 8 y 14 engranan entre
sí exactamente y alineados. En consecuencia, el número de los
dientes 16 y 21 y de las pertinentes superficies preformadas 17, 18
y 22, 23 es también el doble. La superficie de contacto 15 está
realizada aquí de forma abombada, de modo que se reconoce que este
elemento de unión es particularmente apropiado como tornillo para
ruedas.
La figura 13 muestra un ejemplo de ejecución del
elemento de unión 1 compuesto de la pieza roscada 2 y el anillo de
freno 3 con configuración simétrica de los dientes 16, 21 y
correspondientes dentados simétricos de superficies que forman
cuñas 8 y 14. El anillo de freno 3 está configurado aquí,
particularmente en su parte inferior, como un cuerpo hueco elástico.
Con ello, en la dirección del eje 6 está configurado
particularmente elástico para poder tener todavía mejor en cuenta
los movimientos.
La figura 14 muestra un elemento de unión 1 en la
configuración como tuerca para ruedas. La parte roscada 2 está
configurada aquí en forma de tuerca y posee la primera superficie de
ataque para una llave 5 así como la sección roscada 11 en su
interior. El anillo de freno 3 está sostenido en la pieza roscada 2
de manera imperdible, pero giratoria. Los dentados de superficies
que forman cuñas 8, 14 coordinados entre sí, están aquí una vez más
configurados simétricos. El anillo de freno 3 presenta una
superficie de contacto 15 configurada de forma abombada. Con ello
se pone de manifiesto que la presente invención también es
aplicable a la combinación de una tuerca con un elemento de
seguridad 3.
El ejemplo de ejecución representado en las
figuras 15 a 17 muestra un elemento de unión 1, que asimismo está
compuesto una vez más de una pieza roscada 2 y un anillo de freno 3.
La representación corresponde por lo tanto en lo esencial a la
representación de las figuras 1 a 3, de modo que se puede tomar
referencia de la pertinente descripción. Lo que es diferente es la
configuración de los dentados de superficies que forman cuñas 8 y
14. Así, debajo de la cabeza 4 de la pieza roscada 2 están
previstas superficies preformadas 17, 18 que discurren en sección en
forma de arco, en las que, por lo tanto, varía el ángulo tangencial
en cada punto del ángulo de giro de la pieza roscada 2. Con un
ángulo de giro creciente, disminuye al mismo tiempo el ángulo
tangencial, es decir, la inclinación de la superficie preformada 17
es cada vez más pequeña a medida que crece el ángulo de giro. En el
anillo de freno 3, las superficies preformadas 22 y 23 están
configuradas y dispuestas de un modo correspondiente, y entre ellas
forman en cada caso un diente 21. En esta forma de ejecución sólo
existe contacto superficial de los dentados de superficies que
forman cuñas 8 y 14 en una de las seis posiciones angulares
preferidas entre la pieza roscada 2 y el anillo de freno 3. Toda
rotación relativa conduce a un apoyo meramente puntual o
lineal.
- 1
\;
- - Elemento de unión
- 2
\;
- - Pieza roscada
- 3
\;
- - Anillo de freno
- 4
\;
- - Cabeza
- 5
\;
- - Superficie de ataque para una llave
- 6
\;
- - Eje
- 7
\;
- - Superficie de apoyo
- 8
\;
- - Dentado de superficies que forman cuñas
- 9
\;
- - Superficie de ataque para una llave
- 10
\;
- - Vástago
- 11
\;
- - Sección roscada
- 12
\;
- - Agujero
- 13
\;
- - Superficie de contraapoyo
- 14
\;
- - Dentado de superficies que forman cuñas
- 15
\;
- - Superficie de contacto
- 16
\;
- - Diente
- 17
\;
- - Superficie preformada
- 18
\;
- - Superficie preformada
- 19
\;
- - Ángulo tangencial
- 20
\;
- - Ángulo tangencial
- 21
\;
- - Diente
- 22
\;
- - Superficie preformada
- 23
\;
- - Superficie preformada
- 24
\;
- - Sentido de giro
- 25
\;
- - Sentido de giro
- 26
\;
- - Ranura
- 27
\;
- - Reborde de material
- 28
\;
- - Nervio
- 29
\;
- - Punto de adhesivo
Claims (15)
1, Elemento de unión (1) separable para un
componente, provisto de una pieza roscada (2), particularmente un
tornillo para ruedas, y un anillo de freno (3) que se halla
dispuesto de manera giratoria en la pieza roscada (2), y la pieza
roscada (2) presenta una primera superficie de ataque para una llave
(5), una sección roscada (11) y una superficie de apoyo (7) para la
transmisión de una fuerza axial sobre el anillo de freno (3), el
anillo de freno (3) posee una segunda superficie de ataque para una
llave (9), una superficie de contraapoyo (13) y una superficie de
contacto (15) para la transmisión de la fuerza axial al componente
y en la superficie de apoyo (7) y la superficie de contraapoyo (9)
entre la pieza roscada (2) y el anillo de freno (3) se hallan
previstos unos dentados correspondientes de superficies que forman
cuñas (8, 14), con superficies preformadas (18, 23) dispuestas
inclinadas que en un sentido de giro (25) se deslizan unas sobre
otras con un aumento de la fuerza axial, caracterizado
porque los dentados de superficies que forman cuñas (8, 14)
presentan también en el otro sentido de giro (24) superficies
preformadas (17, 22) dispuestas inclinadas, que se deslizan unas
sobre otras con un aumento de la fuerza axial, de modo que en el
caso de que durante el servicio se presente un efecto de fuerza
sobre la pieza roscada (2) y/o el anillo de freno (3), entre la
pieza roscada (2) y el anillo de freno (3) se produce un efecto de
freno en dirección opuesta al aflojamiento espontáneo.
2. Elemento de unión según la reivindicación 1,
caracterizado porque los dos dentados de superficies que
forman cuñas (8, 14) están configurados y dispuestos de tal modo que
en el caso del apriete manual conjunto y del destornillado manual
conjunto de la pieza roscada (2) y del anillo de freno (3) conservan
un acoplamiento por correspondencia de forma.
3. Elemento de unión según la reivindicación 1 o
la 2, caracterizado porque las superficies preformadas (17 y
18, 22 y 23) de los dentados de superficies que forman cuñas (8,
14) dispuestas inclinadas respecto a la dirección periférica, se
complementan constituyendo un diente (16, 21), y para permitir el
movimiento de deslizamiento que hace girar uno contra el otro la
pieza roscada (2) y el anillo de freno (3), las superficies
preformadas (18, 23) que entran en contacto entre sí en el sentido
de destornillado están dispuestas, con relación a la dirección
periférica, con un ángulo tangencial central (20) comparativamente
pequeño, es decir, que permite el deslizamiento en el sentido de
destornillado.
4. Elemento de unión según la reivindicación 3,
caracterizado porque el ángulo tangencial efectivo (20) de
las superficies preformadas (18, 23), de los dentados de superficies
que forman cuñas (8, 14), que entran en contacto entre sí en el
sentido de destornillado de la pieza roscada, está dimensionado sólo
insignificantemente mayor que el ángulo de paso de la sección
roscada (11).
5. Elemento de unión según la reivindicación 4,
caracterizado porque el ángulo tangencial efectivo (20) de
las superficies preformadas (18, 23), de los dentados de superficies
que forman cuñas (8, 14), que entran en contacto entre sí en el
sentido de destornillado de la pieza roscada (2), está dimensionado
hasta un 20% mayor que el ángulo de paso de la rosca de la sección
roscada (11).
6. Elemento de unión según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las superficies
preformadas (17 y 18, 22 y 23) dispuestas inclinadas en ambas
direcciones periféricas están configuradas simétricamente y
dispuestas simétricamente inclinadas.
7. Elemento de unión según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las superficies
preformadas (17 y 18, 22 y 23) dispuestas inclinadas en ambas
direcciones periféricas están configuradas asimétricamente y
dispuestas asimétricamente inclinadas.
8. Elemento de unión según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las superficies
preformadas (18, 23) que entran en contacto entre sí para conseguir
el movimiento de deslizamiento en la dirección de destornillado,
están configuradas como superficies alabeadas helicoidales.
9. Elemento de unión según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los dos dentados
de superficies que forman cuñas (8, 14) y/o las superficies de
contacto (15) del anillo de freno (3), para la transmisión de la
fuerza axial al componente están configurados y dispuestos de tal
forma que el par de giro transmisible mediante los dentados de
superficies que forman cuñas es menor que el par de giro
transmisible entre el anillo de freno (3) y el componente.
10. Elemento de unión según la reivindicación 9,
caracterizado porque la superficie de contacto (15) del
anillo de freno (3) está provista de medios para la generación de
un rozamiento acrecentado.
11. Elemento de unión según la reivindicación 10,
caracterizado porque los medios para la generación de un
rozamiento acrecentado comprenden nervios (28), resaltes en forma de
nervios, un recubrimiento que aumente la fricción y/o una
superficie granallada.
12. Elemento de unión según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la superficie
de contacto (15) del anillo de freno (3) con el componente,
presenta un radio de fricción mayor que los dentados de superficies
que forman cuñas (8, 14).
13. Elemento de unión según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el anillo de
freno (3) se halla dispuesto en la pieza roscada (2) de manera
imperdible, pero móvil.
14. Elemento de unión según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la primera
superficie de ataque para una llave (5) de la pieza roscada (2) y
la segunda superficie de ataque para una llave (9) del anillo de
freno (3) están configuradas y dispuestas alineadas entre sí, de
modo que son conjuntamente manejables con una llave.
15. Elemento de unión según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la pieza
roscada (2) y el anillo de freno (3) están unidos entre sí de
manera fiel en el ángulo particularmente mediante un punto de
adhesivo (29).
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