ES2920799T3 - Sistema que comprende un bulón externamente fileteado - Google Patents

Abstract

Un sistema de sujetador roscado, que incorpora un perno y un conjunto de tuercas, en el que el perno tiene un punto de entrada de plomo roscado 22 cuyo tono 39 y ángulo de hélice son de mayor magnitud que los de los del cuerpo/vástago 21 del perno. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema que comprende un bulón externamente fileteado

Referencia cruzada a solicitud relacionada

La solicitud reclamada el beneficio de la Solicitud Provisional estadounidense No. 61/987,138, depositada el 1 de mayo de 2015.de

Antecedentes de la invención

En general y con referencia a la Fig. 1, es de general conocimiento que un ensamblaje que requiere un filete de bulón 1, de proporciones estándar, destinado a quedar insertado en una tuerca prefileteada 2, de proporciones estándar, puede a menudo provocar una situación en la que la cresta del filete de bulón 10, 10a, haga un contacto inicial con la raíz del filete de la tuerca. La contrarrotación de la tuerca y de los filetes del bulón puede entones provocar que los filetes se agarroten entre sí 3, 3a y restrinjan en mayor medida la acción de los filetes coincidentes impidiendo el movimiento axial relativo del anclaje de la tuerca y del bulón. Como es sobradamente conocido por los expertos en la materia, esta acción se denomina como “cruzamiento de rosca”.

Como apreciarán los expertos en la materia, el cruzamiento de rosca resulta más frecuente cuando los ejes geométricos del filete de bulón 4 y el filete de tuerca 5 están desalineados angularmente en el punto inicial del ensamblaje. Esto requiere únicamente una pequeña desalineación de los ejes 4 y 5 para crear esta situación de ensamblaje adverso.

Se han introducido muchas tentativas para abulonar los filetes de entrada de guía y / o los filetes de entrada de tuerca, para resolver este estado de ensamblaje adverso. Dispositivos de rosca anticruzamiento se describen en las patentes estadounidenses Nos. 7,334,975, titulada ENSAMBLAJE SUJETADOR, de Jungman, et al., 7,438,512, titulada ENSAMBLAJE DE BULÓN EN U, de Jakuszeski, et al., y 5,836,731, titulada SUJETADOR DE ROSCA ANTICRUZAMIENTO, de Goodwin et al.

Un ejemplo de los sistemas de uso en la actualidad pueden visualizarse con referencia a la Fig. 2. Los sistemas convencionales se basan en modificaciones de la configuración geométrica de punto de entrada de guía de bulón 14, destinada a estimular los filetes de guía del bulón y su deslizamiento sobre el diámetro de la raíz de filete de la tuerca y para ayudar al acoplamiento de los filetes coincidentes que crean el engrane del paso de filete y minimizan el cruzamiento de rosca. La técnica anterior pone de manifiesto que la sección transversal circular (o radio) de los filetes de entrada de guía 14 puede no alcanzar este objetivo y para prever que un punto de trinquete plano adicional de sección transversal circular o de una forma especial que disminuya de magnitud a medida que la sección se aproxime al extremo de entrada del bulón puede constituir una necesidad con el fin de ofrecer resistencia a los filetes de la tuerca y el bulón impidiendo el cruzamiento de rosca.

En cada uno de estos casos, el paso axial 21 de los filetes de entrada de guía de bulón se mantienen en el mismo valor numérico que el paso estándar de los filetes del bulón y la tuerca. Sin la característica del punto extendido y con una pequeña cantidad de desalineación entre los ejes de tuerca y bulón, persiste la posibilidad de los estados de ensamblaje iniciales según se perfiló y analizó en relación con la Fig. 1 y, debido a la influencia del paso de rosca constante 12, el cruzamiento de rosca seguirá produciéndose.

En el documento EP 2163773 divulga un tornillo de autocentrado que presenta una primera porción roscada con un primer filete que presenta un primer diámetro exterior y un primer paso, y una segunda porción roscada con un segundo filete que presenta un segundo diámetro exterior y un segundo paso.

El documento EP 1296 070 A2 se divulgan un bulón y una tuerca, en el que la tuerca impide el gripado y el agarre al atornillar el bulón dentro de la tuerca.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un sistema sujetador de acuerdo con la reivindicación 1. Formas de realización preferentes forman parte de las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos

La organización y el procedimiento de la invención junto con objetos y ventajas adicionales de la misma podrán comprenderse de forma óptima con referencia a las descripciones subsecuentes y a los dibujos que se acompañan, en los que las mismas referencias numerales identifican elementos idénticos o funcionalmente idénticos, y en las que:

La Fig., 1 anteriormente descrita, es un diagrama esquemático que ilustra las situaciones que se producen y que pueden conducir al estado del ensamblaje adverso del cruzamiento de rosca;

la Fig.2, anteriormente descrita, es un diagrama esquemático que ilustra un procedimiento de la técnica anterior destinado a solventar el cruzamiento de rosca;

la Fig. 3 es una ilustración esquemática de un bulón de acuerdo con una forma de realización ilustrativa de la presente invención; y

la Fig. 4 es una ilustración del efecto que los filetes de guía de paso variable presentan en el desarrollo de la alineación axial de los filetes de tuerca y bulón de acuerdo con una forma de realización ilustrativa de la presente invención.

Descripción detallada de una forma de realización ilustrativa

La presente divulgación debe ser considerada como una ejemplificación de los principios de formas de realización ilustrativas de la presente invención y no pretende limitar la invención a las formas de realización ilustradas y descritas en la presente memoria. El sistema y los principios pueden ser susceptibles de materializaciones en diferentes formas a las descritas con detalle.

Con referencia de nuevo a la Fig. 1, en ella se muestra una ilustración esquemática de un sistema sujetador que comprende un bulón de acuerdo con la presente invención y una tuerca prefileteada dentro de la cual el bulón debe ser ensamblado. Debe destacarse que aunque la descripción se explicita en términos de un bulón, un sujetador externamente roscado puede ser utilizado de acuerdo con formas de realización de la presente invención. Así mismo, debe advertirse que el término descriptivo “tuerca” puede relacionarse con cualquier medio de sujeción internamente fileteado que pueda ser utilizado con formas de realización alternativas de la presente invención. En cuanto tal, la descripción de un bulón y de una tuerca tal como se utilizan debe considerarse únicamente como ejemplar.

El bulón y la tuerca son ensamblados funcionalmente y de esta forma la cresta de filete de bulón 10 contacta con la raíz de filete de tuerca 11 y crea una interferencia de filete potencial. En estas zonas de contacto, en las que el bulón es rotado en la dirección de las agujas del reloj con respecto a la tuerca, vistas desde el extremo de la cabeza del bulón del ensamblaje (designada por la flecha X) y debido a los ángulos de hélice de los filetes de bulón y tuerca generados a partir del paso axial 12 y del diámetro mayor 30 del filete elegido, el bulón quiere desplazase axialmente hacia delante con respecto a la tuerca. Sin embargo, debido a los ángulos de hélice tanto del filete de tuerca como del filete del bulón, al presentar la misma magnitud, la cresta del filete del bulón mantiene su posición de contacto inicial con la raíz del filete de tuerca y crea una interferencia creciente en las zonas de contacto. Esta interferencia creciente provocará que los filetes del bulón y la tuerca se agarroten o de cualquier otro modo se atasquen.

Con referencia de nuevo a la Fig. 2, en ella se ilustra un sistema tradicional que ha sido desarrollado para solventar este estado de ensamblaje adverso inicial. El sistema, según se ilustra, se refiere a una pluralidad de patentes distintas, descritas y previamente incorporadas por referencia en las líneas anteriores. El sistema presenta ilustrativamente un paso de punto de entrada de filete de bulón 12 que tiene la misma magnitud que los pasos de tuerca y bulón 12. Sin embargo, un inconveniente importante de dicho sistema es que, en el caso de que el contacto de rosca inicial sea el que permita que la cresta de filete de bulón 10 contacte con la raíz de rosca de tuerca 11, puede desarrollarse un estado de ensamblaje adverso similar al anteriormente delimitado, esto es, el bulón y la rosca pueden presentar cruzamiento de rosca.

Con referencia a la Fig. 3 de los dibujos, en ella se muestra una ilustración esquemática del bulón de acuerdo con una forma de realización ilustrativa de la presente invención, que comprende una cabeza 20, una porción de fuste (o cuerpo) 21 y un punto de entrada de guía 22. La cabeza 20 puede tener cualquier configuración que pueda ser utilizada para desarrollar el movimiento rotativo del bulón por medio de un sistema de accionamiento de sujeción. La porción de fuste 21 puede ser redonda o puede presentar un área en sección transversal lobular como es conocido por los expertos en la materia.

El fuste 21 presenta ilustrativamente un filete 25 formado sobre aquél. El filete 25 es ilustrativamente generado como una forma de hélice alrededor de un núcleo 26 de una manera que contiene una altura de filete 27 constituida como una magnitud constante para un tamaño específico de bulón. El filete de hélice generado se ilustra como de acuerdo con especificaciones internacionales / nacionales estándar conocidas o puede estar de acuerdo con un sistema de sujeción fileteado personalizado que pueda apartarse de las especificaciones estándar internacionales y / o nacionales. El filete del fuste 21 ilustrativamente presenta un paso axial 12 que desarrolla el ángulo de hélice de filete 28 en relación con el paso axial 12 y con el diámetro exterior de rosca de bulón 30. El filete de bulón 35 puede extenderse a lo largo del fuste del bulón o puede extenderse a lo largo de únicamente una porción del mismo.

De acuerdo con una forma de realización ilustrativa de la presente invención, el paso de filete de bulón 12 es el mismo que el paso de la tuerca prefileteada que ha sido elegido por el fabricante del ensamblaje.

Los filetes de entrada de guía de bulón son ilustrativamente los de un diámetro exterior 31 que iguale nominalmente el diámetro de la raíz de filete de tuerca 36. El diámetro de filete 31 es nominalmente paralelo en formas de realización ilustrativas de la presente invención. Se advierte que, por razones prácticas, el círculo circunscrito exterior de los filetes de guía 31 se reducirá por debajo del diámetro interior de los filetes 36, de manera que los filetes de bulón 22 puedan entrar en los filetes de tuerca 2 sin que exista una interferencia diseñada.

Los filetes del punto de entrada de guía presentan un paso de filete 39 que es igual a aproximadamente 1,562 veces el paso axial de filete 12 de los filetes del bulón de acuerdo con una forma de realización ilustrativa de la presente invención. De forma más general, el paso de filete de punto de entrada de guía 39 puede situarse en el intervalo de aproximadamente de 1,40 a 1,60 veces el paso axial del filete de cuerpo 12.

Con referencia a la Fig. 4, en ella se aprecia que los filetes de entrada de guía 22 del bulón no engranan con el perfil de filete 2 de la tuerca. Estos filetes contactan con el diámetro de la raíz del filete de tuerca 36 y debido a su paso más alto 39 y a su consiguiente ángulo de hélice 38, relacionado con el ángulo de hélice de tuerca 28, acelerarán el movimiento axial del bulón con respecto al filete de la tuerca de lo que resultaría si todos los filetes tuvieran el mismo paso.

Cuando tiene lugar el movimiento hacia delante acelerado, se crea una alineación axial de los ejes de tuerca y bulón, de manera que los filetes de cuerpo principal 25 se aproximen y contacten con las cavidades de filete de tuerca 2 de una forma que elimine la alta posibilidad del cruzamiento de rosca con la que se ha topado en sistemas previamente diseñados (de la técnica anterior).

La construcción geométrica del ángulo de bulón de los filetes de entrada de guía y la manera en que los filetes de cuerpo y los filetes de entrada de guía están interrelacionados, funcionan para asegurar que el ángulo de hélice de filete 38 de los filetes de entrada de guía sea mayor que el ángulo de hélice de filete de los filetes 38. Como puede apreciarse en la Fig. 4, en el caso de que la inserción del bulón se produzca en un ángulo que no se alinee con el eje geométrico del filete de la tuerca y en el caso de que la cresta de los filetes del ángulo de guía contacten con la raíz del filete de la tuerca, el ángulo de hélice mayor del avance del filete del bulón acelerará los filetes del bulón hacia delante a una velocidad superior de la que normalmente se conseguiría en el caso de que coincidieran los ángulos de hélice. Esta acción tenderá a la tracción de los ejes de las partes fileteadas relacionadas alineándolas.

Se puede además apreciar que la acción del incremento del movimiento hacia delante de los filetes de entrada de guía con respecto a los filetes de la tuerca eliminarán la posibilidad de que la cresta de los filetes del bulón produzcan una interferencia con la raíz de los filetes de la tuerca y eliminen la posibilidad del cruzamiento de rosca, de la manera descrita con referencia a la Fig. 1

Los filetes del cuerpo principal conseguirán, con arreglo a estas posiciones, un contacto de filete coincidente inicial de una manera aceptable y prescrita y eliminará el enroscamiento transversal que ha constituido la causa del problema afrontado.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. - Un sistema que comprende:

un fuste (21) de un bulón, que presenta un filete externo (25) apropiado para engranar con un filete interno prefileteada (12) dentro de un miembro de tuerca, en el que el filete externo (25) del fuste y el filete interno del miembro de tuerca presentan el mismo paso de filete (12) y el mismo ángulo de hélice de filete (28);

un punto de entrada de guía sobre el bulón, que presenta unos filetes (22) con un paso de filete de punto de entrada (39) de magnitud mayor que el paso de rosca (12) del fuste, en el que los filetes del punto de entrada de guía (22) presentan un ángulo de hélice de punto de entrada (38) de magnitud mayor que el ángulo de hélice de rosca (28) del fuste del bulón,

en el que los filetes de punto de entrada de guía presenta una forma en V, y

en el que un diámetro exterior (31) de los filetes del punto de entrada de guía (22) es menor que el del diámetro menor (36) del miembro de tuerca para posibilitar un ajuste deslizante presente sin que se produzca ningún motivo de interferencia en estos diámetros.

2. - El sistema de la reivindicación 1 en el que el paso de filete de punto de entrada (39) es igual a aproximadamente 1562 veces el paso de filete.

3. - El sistema de la reivindicación 1, en el que el paso de filete de punto de entrada es entre 1,4 y 1,6 veces superior al paso de los filetes del fuste.

4. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un diámetro de raíz de filete de los filetes a lo largo del punto de entrada de guía es igual o inferior al de un diámetro de raíz de filete de los filetes a lo largo del fuste.