ES2350550A1 - Sistema de union desmontable de piezas de gran espesor. - Google Patents
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Abstract
Sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor. Está destinado para unir dos piezas (1 y 2) que están en contacto entre sí por sus respectivas caras internas (3 y 4), existiendo en una de ellas un orificio ciego roscado (5) donde se acopla una primera porción roscada extrema (6) de un bulón (7) que incluye una extensión anular (9) que limita el giro de apriete del bulón (7) con interposición de una característica arandela elástica (8) como medio para inmovilizar el bulón (7) evitando que el mismo se afloje. La otra pieza pareja cuenta con orificios pasantes (13) en correspondencia con cada uno de los cuales se aloja un tramo (11) del respectivo bulón (7), asomando por fuera de dicha pieza una segunda porción roscada extrema (14) del bulón (7), porción ésta donde se acopla una tuerca autofrenable (15) que fija ambas piezas entre sí.
Description
Sistema de unión desmontable de piezas de gran
espesor.
La presente invención, según se expresa en el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema de
unión desmontable de piezas de gran espesor en el que se parte de al
menos dos piezas superpuestas a unir que están en contacto por una
de sus caras, de manera que sólo tenemos acceso al sistema de unión
por una de las caras libres de una de las piezas, mientras que por
la cara libre de la otra pieza pareja no tenemos acceso al sistema
de unión.
Así pues, el objeto de la invención es conseguir
una unión totalmente fiable entre las dos piezas superpuestas en
cuestión en orden a evitar que dichas piezas se separen
relativamente entre si, alcanzando este objetivo mediante el
característico sistema de unión.
Es un sistema seguro que evita el que se pueda
aflojar durante la vida útil de la unión.
Cuando se precisa unir dos o irá s piezas donde
no se puede tener acceso a la parte interna del conjunto a montar,
la solución irás habitual es el uso de remaches de los llamados
"de tirón" o "Jo-bolts", los cuales sólo
necesitan acceso por una de las piezas a montar para poder ser
instalados.
El problema surge cuando las piezas a unir
tienen un espesor demasiado grande, ya que este tipo de remaches
"de tirón" tienen una longitud limitada; y cuando las piezas a
unir se quieren desmontar en un futuro, ya que estos remaches se
consideran permanentes, ocurre que la única forma de extraerlos es
mediante su rotura o taladrado, operaciones éstas que llevan
aparejado un daño y deterioro de los alojamientos de los
remaches.
Por otro lado, cabe señalar que en la actualidad
existen arandelas cónicas para proporcionar esfuerzos permanentes en
la dirección de los tornillos de apriete utilizados en la unión
entre tuerca y tornillo con objeto de impedir pérdida de precarga en
la misma.
Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar
los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la
invención propone un sistema de unión desmontable de piezas de gran
espesor en el que se parte de dos piezas a unir (inferior y
superior) que están en contacto entre si por una de sus caras, de
manera que una vez realizada la unión, se tiene acceso al sistema de
unión por una de las caras libres de una de las piezas (superior)
mientras que no se tiene acceso a dicha unión por la cara libre de
la otra pieza pareja (inferior).
Para ello, el sistema de unión parte de un bulón
con porciones extremas roscadas, una de las cuales se acopla en un
orificio ciego roscado de la pieza inferior, inmovilizándose dicho
bulón en ese roscado gracias a una extensión anular que incorpora el
mismo y sobre todo gracias a una característica arandela elástica
que se intercala entre esa extensión anular y la cara interna de la
pieza inferior, cara interna ésta sobre la cual se ha realizado el
orificio ciego roscado, siendo dicha arandela elástica el elemento
que evitará que se pueda desenroscar el bulón.
La extensión anular separa un tramo superior y
otro inferior del bulón.
El ramo inferior comprende una estrecha porción
correspondiente con la ubicación de la arandela y la porción roscada
para acoplarse en el orificio ciego de la pieza inferior.
En cambio, el tramo superior comprende una
longitud que supera el espesor de la pieza superior e incluye una
porción roscada extrema, de manera que ese tramo superior del bulón
se alojará en un orificio pasante de la pieza superior, asegurándose
finalmente la unión mediante una tuerca autofrenable acoplada en el
roscado extremo del tramo superior del citado de bulón, a la vez que
dicha tuerca presionará contra la cara libre de la pieza superior,
asegurándose así un unión estable y segura entre ambas piezas.
Convencionalmente, una vez instalado el bulón
sobre la pieza inferior sin la incorporación de la característica
arandela elástica, montaríamos después la otra pieza superior
sujetando el conjunto con la tuerca autofrenable sobre la porción
roscada libre del bulón, asegurando sólo el extremo roscado del
bulón correspondiente con la pieza superior, mientras que la unión
roscada del bulón sobre el orificio ciego de la pieza inferior no
estarla asegurado, de forma que mediante vibraciones o fuerzas a las
que esté sometido el conjunto de las dos piezas unidas, dicha unión
roscada sobre el orificio ciego podría aflojarse y provocar
desajustes y holguras y por tanto un posible accidente.
En cambio, en la invención que nos ocupa, la
característica arandela elástica es una pieza un tanto especial que
una vez instalada en el sistema de la invención, ejerce una presión
y empuje adicionales en dirección axial entre ambos acoplamientos
roscados, de forma que contrarreste cualquier carga o vibración que
pueda hacer que se afloje ese bulón.
Así pues, la arandela elástica tiene una
característica geometría determinada y es de un material que siempre
trabaja en régimen elástico (que no sufre deformaciones plásticas en
el rango de esfuerzos a los que se va a ver sometida). Dependiendo
de cada caso puede tratarse de un material metálico e incluso de un
material plástico.
Su geometría especial hará que al deformar
elásticamente la pieza, ésta tienda en todo momento a recuperar su
forma inicial introduciendo la presión adicional que buscamos.
En función del tipo de unión, cargas o
esfuerzos, tipo de material elegido, etc; se puede jugar con el
ángulo de la abertura de unas patillas que incorpora la arandela, el
número de estas patillas, su geometría, etc. El caso es que la pieza
constitutiva de la arandela se pueda deformar y en todo momento
tienda a recuperar su forma inicial.
El apriete del bulón, deformará la pieza
especial constitutiva de la arandela y evitará que ésta vuelva a
tomar su forma inicial. Como la pieza especial constitutiva de la
arandela es elástica, siempre querrá volver a su zona inicial,
generando una fuerza de reacción sobre la parte central del bulón
que evitará que éste se afloje en correspondencia con su
acoplamiento en el orificio ciego.
Una vez instalada la arandela en cuestión se
coloca encima de la parte que queremos unir e instalamos una tuerca
autofrenable por la porción roscada superior del bulón por el cual
tenemos acceso, tal como se ha referido anteriormente.
Por otro lado, en los casos en los que se
necesita un presión adicional que la propia deformación de la
arandela no fuera capaz de proporcionarnos, se puede dotar la
arandela en cuestión de una geometría determinada que aumenta el
rozamiento en la zona de unión y evite la rotación del bulón.
Esta geometría puede consistir en hacer rugosa
la parte en contacto con el bulón para aumentar la resistencia al
giro, y por otro lado, generar unas muecas o dentados en las
patillas de la arandela que se clavan en la pieza a unir y también
contribuyan a evitar el giro del bulón.
De esta forma podríamos conseguir una seguridad
extra en la fijación del bulón, algo que no podemos conseguir con
ninguna arandela cónica convencional.
Este procedimiento de unión adema s también nos
permite conocer en cierta manera el par de apriete que estamos dando
al bulón cuando lo instalamos en la pieza inferior. La propia
arandela nos permitirá controlar el par de apriete.
A continuación para facilitar una mejor
comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante
de la misma se acompañan unas figuras en las que con carácter
ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la
invención.
Figura 1.- Muestra una vista en explosión del
sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor, objeto de la
invención. Incorpora una característica pieza a modo de arandela
elástica que junto con una tuerca autofrenable asegura la
inmovilización del sistema de la invención.
Figura 2.- Muestra una vista en sección del
sistema de unión de la invención en posición montada.
Figuras 3 y 4.- Muestran unas vistas en
perspectiva de las características piezas a modo de arandelas
elásticas citadas anteriormente.
Considerando la numeración adoptada en las
figuras, el sistema de unión desmontable de las piezas de gran
espesor está destinado para unir dos piezas, una superior 1 y otra
inferior 2 que están en contacto directo por respectivas caras
internas 3 y 4 de esas dos piezas 1 y 2 de manera que sobre la cara
interna 4 de al pieza inferior 2 se ha practicado un orificio ciego
5, provisto de un roscado para acoplar una primera porción roscada
extrema 6 de un bulón 7 con interposición de una característica
arandela elástica 8 que contacta contra esa cara interna 4 de la
pieza inferior 2 y también contacta sobre una extensión anular 9
solidaria del propio bulón 7, asegurándose de esta forma la
inmovilización del bulón 7 sobre la pieza inferior 2. Así pues, la
extensión anular 9 separa un tramo inferior 10 correspondiente con
la pieza inferior 2 y un tramo superior 11 que corresponde con la
pieza
superior 1.
superior 1.
La arandela elástica 8 se acopla al bulón 7 en
correspondencia con una corta porción intermedia 12 del bulón 7
limitada entre la extensión anular 9 y el inicio de la primera
porción roscada extrema 6.
Por otro lado, la pieza superior 1 incorpora al
menos un orificio pasante 13 donde se aloja el tramo superior 11 del
bulón 7, tramo éste que incorpora una segunda porción roscada
extrema 14 del bulón 7 que sobresale por la cara libre de la pieza
superior 1, acoplándose en esa porción roscada 14 una tuerca
autofrenable 15 que presionará contra la cara libre de la pieza
superior 1, asegurándose así una unión correcta inamovible de ambas
piezas 1 y 2.
Por otro lado la arandela elástica 8 tiene una
característica estructura que comprende un cuerpo anular centrado 16
que limita un orificio central 17 por donde se introduce el bulón 7
y unas aletas radiales inclinadas 18 que apuntan hacia abajo,
apoyando los bordes libres más exteriores de las mismas 18 sobre la
cara interna 4 de la pieza inferior 2, mientras que la extensión
anular 9 del bulón 7 apoya sobre la superficie superior del cuerpo
anular 16 de la arandela elástica 8.
Esa superficie superior de la arandela 8 que
está en contacto con la extensión anular 9 puede incorporar una
superficie rugosa, definida por ejemplo por un perfil en forma de
onda triangular 19, consiguiendo con ello una inmovilización del
bulón 7 más fiable, evitando el giro del mismo en el sentido de
aflojarse.
A su vez, las aletas radiales 18 pueden
incorporar también unos dentados o muescas 20 que permiten un agarre
más fiable de la arandela elástica 8 sobre la cara interna 4 de la
pieza inferior 2.
Una vez inmovilizado el bulón 7, la arandela
elástica 8 mantiene su elasticidad y por lo tanto mantiene su empuje
y presión en dirección axial para asegurar la inmovilización del
bulón 7 ante posibles vibraciones y otros efectos externos tendentes
a aflojar el bulón 7.
La cara interna 3 de la pieza superior 1
incorpora un rebaje o hueco escalonado y coaxial 21 para permitir el
alojamiento de la extensión anular 9 y de la arandela elástica
8.
Las fuerzas de acción 23 y reacción 22 que se
generan entre los filetes de rosca de la porción roscada extrema 6
del bulón 7 y el roscado del orificio ciego 5 debido a la presión
axial ejercida por la arandela elástica 8, asegura el impedimento de
la rotación del bulón 7 en el sentido de aflojarse.
Claims (6)
1. Sistema de unión desmontable de piezas de
gran espesor, estando destinado para unir al menos una primera pieza
y una segunda pieza, que están en contacto directo por respectivas
caras internas de esas dos piezas citadas, existiendo en la primera
de ellas, en correspondencia con su cara interna un orificio ciego
roscado donde se acopla una primera porción roscada extrema de un
bulón que incluye una extensión anular que limita el giro de apriete
del bulón y que separa un primer tramo que incluye al menos la
primera porción roscada y un segundo tramo que se introduce en un
orificio pasante de la otra pieza pareja, por cuya cara libre
sobresale una segunda porción roscada extrema de ese segundo tramo
donde se acopla una tuerca autofrenable, definiéndose un espacio
coaxial alrededor del bulón en correspondencia con las caras
internas de ambas piezas a unir; caracterizado porque
incorpora medios antigiro del bulón (7) en su acoplamiento roscado
en el orificio ciego (5) de la primera pieza (2), consistiendo
dichos medios en una pieza intermedia acoplada al bulón (7) y la
cual está dispuesta entre la extensión anular (9) de ese bulón (7) y
una porción de la cara interna (4) de esa primera pieza (2).
2. Sistema de unión desmontable de piezas de
gran espesor, según la reivindicación 1, caracterizado porque
la pieza intermedia es una arandela elástica que comprende un cuerpo
anular (16), sobre una de cuyas caras apoya la extensión anular (9)
del bulón (7), arrancando del borde de dicho cuerpo anular (16)
aletas radiales inclinadas (18) que asientan por sus bordes libres
más exteriores sobre la cara interna de la primera pieza a unir
(2).
3. Sistema de unión desmontable de piezas de
gran espesor, según la reivindicación 2, caracterizado porque
la cara de contacto del cuerpo anular (16) de la arandela elástica
(8) incorpora una superficie rugosa con un elevado grado de
rozamiento contra la extensión anular (9) del bulón (7).
4. Sistema de unión desmontable de piezas de
gran espesor, según la reivindicación 3, caracterizado porque
la superficie rugosa de la cara de contacto de la arandela elástica
(8) presenta un fino perfil en forma de onda triangular.
5. Sistema de unión desmontable de piezas de
gran espesor, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4,
caracterizado porque el borde libre irá s exterior de las
aletas radiales inclinadas (18) incorpora unas muescas o dentados
(20) con mayor grado de agarre y rozamiento sobre la cara interna
(4) de la primera pieza a unir (2) que incorpora el orificio ciego
(5).
6. Sistema de unión desmontable de piezas de
gran espesor, según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque entre la primera porción
roscada (6) del bulón (7) y la extensión anular (9) de ese mismo
bulón (7) existe una corta porción intermedia que se corresponde con
la ubicación de la arandela elástica (8).
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