ES2233900T3 - Tuerca de plastico para su colocacion en una pieza estructural. - Google Patents
Tuerca de plastico para su colocacion en una pieza estructural.Info
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Abstract
Tuerca de plástico para su colocación en una pieza estructural (1) que presenta una perforación (2), que se puede insertar en la perforación (2) con una pieza de tuerca (11) que sirve para alojar un tornillo (28) y presenta, para su contacto con un lado (4) de la pieza estructural (1), una brida (3) con un orificio pasante (10) para el tornillo (28) que en su lado enfrentado a la pieza estructural (1) presenta una arandela de sellado (6), y para el contacto con el otro lado (14) de la pieza estructural (1) está dotada de ganchos elásticos (12, 13) que, después de la introducción, al apretar el tornillo (28), se expanden dentro del orificio de alojamiento (22) de la tuerca de plástico y aseguran de esta forma la tuerca de plástico a la pieza estructural (1), caracterizada porque la arandela de sellado (6) rodea totalmente la brida (3) a modo de cobertura con un collar (7) que envuelve la brida (3) por su borde exterior y un cuello (9) que, desde su borde interno, se extiende hacia adentro del orificio pasante (10), estando la zona de la brida (3) cubierta por la arandela de sellado (6) dotada de salientes (21) y convirtiendo el borde exterior del collar (7) en una falda de obturación (17) dirigida hacia la pieza de tuerca (11).
Description
Tuerca de plástico para su colocación en una
pieza estructural.
La presente invención se refiere a una tuerca de
plástico para la colocación en una pieza estructural que presenta
una perforación, que se puede insertar en la perforación con una
pieza de tuerca que sirve para alojar un tornillo y presenta, para
su contacto con un lado de la pieza estructural, una brida con un
orificio pasante para el tornillo que en su lado enfrentado a la
pieza estructural presenta una arandela de sellado, y para el
contacto con el otro lado de la pieza estructural está dotada de
ganchos elásticos que, después de la introducción, al apretar el
tornillo, se expanden dentro del orificio de alojamiento de la
tuerca de plástico y aseguran de esta forma la tuerca de plástico a
la pieza estructural.
En el documento USA-PS 5.636.953
(véase especialmente la figura 9) se muestra una tuerca de plástico
que puede insertarse en un orificio de una pieza estructural, en la
que se encuentra dispuesto un agente de sellado fundido por
calentamiento entre la pieza estructural y la brida de la tuerca de
plástico y, de esta manera, rellena la zona entre la pieza
estructural y la brida, rodeando lateralmente el borde de la brida.
Con ello no se ha previsto una cobertura de la brida en su lado
alejado del agente de sellado.
Además, en el documento EP 1 143 157 A1 se
encuentra representada y descrita una tuerca de plástico que sirve
para la introducción de una placa en un orificio rectangular, que es
análoga a la pieza estructural anteriormente descrita. Posee una
brida que con un lado de la placa se acerca a la misma y una pieza
de tuerca que atraviesa el orificio rectangular. En la pieza de
tuerca se encuentran dispuestos en cada zona curvada dos ganchos
elásticos situados inclinados hacia arriba, en dirección a la brida,
y que, al ser introducidos en el orificio rectangular, son
comprimidos hasta que, después de su completa introducción en el
orificio rectangular, se expanden hacia afuera y de este modo
aseguran la tuerca de plástico en la placa. La tuerca de plástico
sirve especialmente para la colocación de otro elemento estructural
en una pieza estructural, para lo que la tuerca de plástico es
insertada en el orificio rectangular y el elemento estructural a
fijar es atornillado mediante un tornillo introducido en la tuerca
de plástico. De este modo, una arandela plana de sellado de goma,
dispuesta en el lado interior de la brida, proporciona un cierto
sellado en la zona de la brida. La idea de la utilización de una
arandela plana de sellado con una pieza de tuerca que puede
insertarse en una placa, es decir, entre una brida de esta pieza de
tuerca y la placa, también se propone en el documento EP 358 896 B1.
Sin embargo, con los sellados conocidos no puede obtenerse un
sellado seguro de la zona de un lado de la pieza estructural
respecto del otro lado de la pieza estructural, ya que pueden
producirse filtraciones, especialmente en la zona del tornillo.
La invención tiene el objetivo de configurar la
tuerca de plástico de tal manera que con ella se produzca un sellado
seguro, especialmente también en la zona de la perforación en la que
se encuentra insertada la tuerca de plástico, lo que precisamente es
de particular significación en la industria del automóvil para
evitar la penetración de agua en la zona interior de la carrocería.
Según la invención, esto se logra cuando la arandela de sellado
rodea totalmente la brida a modo de cobertura con un collar que
envuelve la brida por su borde exterior y un cuello que, desde su
borde interno, se extiende hacia adentro del orificio pasante,
estando la zona de la brida cubierta por la arandela de sellado
dotada de salientes y convirtiendo el borde exterior del collar en
una falda de obturación dirigida hacia la pieza de tuerca.
Debido a la configuración de la arandela de
sellado, que cubre la brida y con su collar también rodea el borde
exterior de la brida y que en su borde interno presenta un cuello
que se introduce en el orificio pasante, se origina un sellado que
se extiende sobre toda la brida, que mantiene su estanqueidad aún en
el caso de imprecisiones en el grosor de la arandela de sellado,
debido a que la zona de la brida cubierta por el agente de sellado
está dotada de salientes que si bien se hunden en el agente de
sellado cuando otro elemento estructural es atornillado a la tuerca
de plástico, mantienen zonas en las que la distancia definitiva
entre la brida y la pieza estructural y, dado el caso, entre la
brida y otro elemento estructural, es determinada por la altura de
los salientes. De esta manera, la acción selladora obtenible puede
ser definida con exactitud.
La eficacia del sellado en la zona del collar
puede aumentarse porque el collar en su parte interna se encuentra
achaflanado, de tal manera que su grosor disminuye al apartarse de
la brida. Además, el borde externo de la brida puede igualmente
achaflanarse de acuerdo con el chaflán de la arandela de sellado. En
este caso, el borde achaflanado de la brida, al apretar los
tornillos, empuja adicionalmente el collar de la arandela de sellado
hacia afuera, con lo que el collar achaflanado se apoya en la pieza
estructural con una superficie correspondientemente mayor.
También en la zona interna de la arandela de
sellado puede mejorarse su efecto sellador, gracias a que la
arandela de sellado se convierte, desde su lado alejado de la brida,
en un anillo que se introduce en la perforación. Este anillo
presiona desde el interior contra el borde de la perforación y
produce en este lugar un sellado propio.
La acción del cuello puede aumentarse porque
éste, mediante una prolongación, sobrepase la brida. Cuando después
se aprieta el tornillo, la prolongación cuida que su material rodee
el material de forma especialmente ajustada y bajo presión.
Frecuentemente es necesario que la tuerca de
plástico dotada de una arandela de sellado, apretando el tornillo
enroscado en la pieza de tuerca, se aplique firmemente sobre la
pieza estructural, teniendo en consideración piezas estructurales en
forma de placas que, por ejemplo, por motivos de tolerancia, tienen
grosores diferentes. Esto sucede porque la arandela de sellado,
además del tornillo, comprenden un distanciador deformable por
compresión que une la brida y la pieza de tuerca formando una sola
pieza. El distanciador, cuya altura tiene en consideración la altura
de la arandela de sellado, produce, al apretar el tornillo y debido
a la reducción de su longitud, un firme apoyo de la brida sobre un
lado de la pieza estructural y de los ganchos elásticos sobre el
otro lado de la pieza estructural, con lo que la tuerca de plástico,
considerando el grosor de la arandela de sellado en relación a la
pieza estructural, obtiene una posición definida sin
oscilaciones.
El orificio de alojamiento del tornillo puede
configurarse como orificio ciego, con lo que en esa zona se obtiene,
mediante el orificio ciego, un sellado adicional.
La tuerca de plástico anteriormente descrita es
especialmente apta para ser fabricada por moldeo por inyección, con
lo que se obtiene un elemento estructural en una sola pieza en cuya
fabricación la arandela de sellado también puede ser inyectada
integrada en la brida. En este proceso de fabricación como material
para la arandela de sellado puede elegirse una composición de
material elástico que es sustancialmente más blando que el material
de la tuerca de plástico propiamente dicha. La tuerca de plástico,
con la arandela de sellado integrada de esta manera, es apropiada de
forma sobresaliente para una fabricación masiva.
En las figuras se representan ejemplos de
realización de la invención, que muestran:
la figura 1, la tuerca de plástico, según la
invención, colocada en una pieza estructural,
la figura 2, una tuerca de plástico simplificada,
con características especiales indicadas en las
reivindicaciones,
la figura 3, una tuerca de plástico simplificada,
según la figura 2, en la que otro elemento estructural se encuentra
unido a la pieza estructural que soporta la tuerca de plástico,
y
la figura 4, una tuerca de plástico simplificada,
con distanciadores entre brida y pieza de tuerca.
En la figura 1 se representa en sección la tuerca
de plástico que se aplica a la pieza estructural (1) que para ello
presenta una perforación. En esta perforación se introduce el anillo
(18), como se representa claramente en la figura 2. La tuerca de
plástico se apoya con su brida (3) contra la parte superior de la
pieza estructural (1). La brida (3) se encuentra unida a la pieza de
tuerca (11) mediante los distanciadores (5) visibles en la figura 4.
La brida (3) está dotada de una arandela de sellado (6) que ocupa el
espacio existente entre la brida (3) y la parte superior de la pieza
estructural (1). La arandela de sellado (6) muestra en su borde
exterior el collar (7), conformado con tal altura que sobresale por
encima de la brida (3). La arandela de sellado (6) forma, por encima
de la brida (3), un revestimiento completo que se extiende a modo de
cobertura (20) sobre la brida (3). De este modo se logra que la
brida (3) se encuentre sellada por todos los lados. La brida (3)
propiamente dicha se encuentra dotada de salientes (21) y
concretamente en su lado superior y en su lado inferior, que se
introducen parcialmente en el material de la arandela de sellado (6)
y la cobertura (20), es decir, en el revestimiento. Debido a la
disposición de los salientes (21) se produce en ellos una presión
superficial elevada al apretar un tornillo y presionar otro elemento
estructural (véase figura 3), y, por encima de los salientes (21),
un desplazamiento del material de la arandela de sellado (6), del
que sólo queda una fina película, en cada saliente (21), sin embargo
suficiente para un sellado. Durante este proceso, la cara de la
brida (3) con sus salientes (21) orientada hacia la pieza
estructural (1), independientemente de la película que permanece, se
apoya sobre este lado de la pieza estructural (1), lo que sucede
también en el lado de la brida (3) alejado de la pieza estructural
(1) debido a la presión ejercida por otro elemento estructural, de
tal manera que, finalmente, debido al grosor de la brida (3) y a la
altura de los salientes (21), el otro elemento estructural, con el
tornillo apretado, es mantenido a una distancia definida de la pieza
estructural (1). En el ejemplo de realización según la figura 1, la
pieza de tuerca (11), en lo que se refiere a su orificio roscado
(22), se encuentra obturado en el fondo (23), configurándose así el
orificio roscado (22) como un orificio ciego en la forma de
realización según la figura 5.
La pieza de tuerca (11) esta dotada, de la manera
conocida, de ambos ganchos elásticos (12) y (13) que, al introducir
un tornillo en la tuerca de plástico (véase figura 3), se expanden y
colocan así detrás de la pieza estructural y entran en contacto con
la parte inferior de la pieza estructural (1). De esta manera, la
tuerca de plástico es sujetada a la pieza estructural (1) mediante
los ganchos elásticos (12) y (13) y la brida (3).
La tuerca de plástico representada en la figura 1
tiene, respecto a la conformación de la arandela de sellado (6),
otra particularidad que consiste en que el cuello (9) con la
prolongación (19) sobresale por encima de la brida (3). La
prolongación (19) se encuentra achaflanada radialmente hacia afuera,
lo que lleva, al apretar un tornillo y ejercer presión con otro
elemento estructural (véase figura 3), a la separación de la
prolongación (19) hacia el interior en dirección al tornillo y, de
esta manera, se apoya de forma especialmente ajustada alrededor de
éste. De este modo, la prolongación (19) no tiene la tendencia a
inclinarse igualmente de forma radial hacia el exterior, lo que no
sería deseable por los motivos anteriormente descritos, ya que en
este caso se introduciría material de la arandela de sellado entre
el elemento estructural a atornillar y la superficie exterior de la
brida.
En la figura 2 se ha representado una realización
simplificada de la tuerca de plástico en la que el collar (7), en la
zona de su borde exterior (16), es achaflanado en su lado interno,
de tal manera que su grosor se reduce en dirección a la brida (3).
De esta manera, el collar (7) tiene la tendencia, al apretar un
tornillo y al fijar otro elemento estructural (-15- según la figura
3), a que el collar (7) se incline prácticamente hacia afuera y se
ajuste así apretado al otro elemento estructural, sin que el
material del collar (7) se pueda introducir entre este elemento
estructural y la superficie exterior de la brida (3). Esta tendencia
del collar (7) a doblarse hacia afuera es además acentuada por el
hecho de que el borde exterior (16) de la brida (3) se encuentra
igualmente achaflanado según el chaflán del collar (7). La arandela
de sellado (6) tiene aún otra particularidad, concretamente la falda
de obturación (17) en la que se convierte el borde exterior del
collar. Esta falda de obturación (17) se encuentra orientada hacia
la pieza de tuerca (11) y se ajusta, con el tornillo apretado, a la
pieza estructural y es aplastada radialmente hacia afuera (véase
figura 3), con lo que la acción de sellado del lado de la arandela
de sellado (6) orientada hacia la pieza estructural (1) es
debidamente intensificada.
Otra particularidad de la arandela de sellado (6)
de acuerdo con la tuerca de plástico, según la figura 2 (punto 1),
consiste en que la arandela de sellado (6) presenta el anillo (18)
en su lado apartado de la brida (3), que esencialmente se introduce
en el recorrido axial de la perforación (2) de la pieza estructural
(1) (véase figura 1), no mostrada en la figura 2, y proporciona en
este caso un sellado frente a la perforación (2).
En la figura 3 se encuentra representada la
tuerca de plástico que corresponde en lo esencial a la de la figura
2, en acción combinada con la pieza estructural (1) y otro elemento
estructural (15) a fijar a la misma, para cuyo fin el tornillo (28)
es introducido en el orificio pasante (10) (véase figura 2) y
apretado, ajustándose la cabeza de tornillo (29) al elemento
estructural (15) y por medio de la brida (3) lo aprieta firmemente a
la pieza estructural (1). De esta manera, los ganchos elásticos (12)
y (13) se encuentran abiertos y se apoyan contra la parte inferior
(14) de la pieza estructural (1). De esta manera, la arandela de
sellado (6) está fuertemente comprimida y su collar (7) presionado
hacia afuera, con lo que se asienta íntimamente sobre el lado del
elemento estructural (15) orientado hacia el collar (7) y obtiene
adicionalmente un sellado. De manera adecuada, también la falda de
obturación (17) (véase figura 3) se ha asentado de forma plana en la
pieza estructural (1). Además, el anillo (18) se introduce en la
perforación (véase figura 1) de la pieza estructural (1) y sella
adicionalmente el mismo. Finalmente, el cuello (9) con su
prolongación (19) produce un cercado del cuello sin rosca del
tornillo (28) alrededor del que se comprime el cuello (9) así como
la prolongación (19), y sella de este modo también el tornillo (28)
respecto del espacio ocupado por la pieza de tuerca (11). Por lo
tanto, de esta manera existe un sellado especialmente efectivo de la
zona que aloja la cabeza de tornillo (29) y de la zona que admite la
pieza de tuerca (11), lo que es válido también en el caso en que se
ejerza cualquier fuerza de tracción sobre el elemento (15) en
relación a la pieza estructural (1). Si se produce la tendencia de
que, junto con el elemento estructural (15), la brida (3) se separe
de manera poco significativa de la pieza estructural (1), este
aumento de distancia entre la brida (3) y la pieza estructural (1),
definido por la arandela de sellado (6), comprimida según la figura
3, se afloja un poco, lo que puede ser compensado especialmente por
el collar (7) elástico siguiente y la falda de obturación (17). En
las características de sellado no se modifica nada en la zona
alrededor del cuello sin rosca del tornillo (28), de tal manera que
el sellado obtenido por el cuello (9) y la prolongación (19)
permanecen no influenciados por el proceso anteriormente mencionado.
Por lo tanto, de esta manera, aún con cargas especialmente
influyentes sobre el elemento estructural (15), se produce un
sellado especialmente efectivo.
En la figura 4 puede verse la arandela de sellado
(6) con su collar (7) y su cuello (9), con lo que también se muestra
que la arandela de sellado (6) contiene la brida (3) y el
distanciador (5). En la zona de la arandela de sellado (6), además
del collar (7), permanece la zona cerrada entre los distanciadores
(5) y el collar (7), de tal manera que, mediante esta zona, se
garantiza un sellado efectivo entre la brida (3) y la pieza
estructural (1).
Debe indicarse, que todas las particularidades
respecto a la forma de realización según la figura 1, representadas
en relación con las figuras 2 a 4, deben ser asignadas
adicionalmente por sí solas a la forma de realización según la
figura 1.
Claims (8)
1. Tuerca de plástico para su colocación en una
pieza estructural (1) que presenta una perforación (2), que se puede
insertar en la perforación (2) con una pieza de tuerca (11) que
sirve para alojar un tornillo (28) y presenta, para su contacto con
un lado (4) de la pieza estructural (1), una brida (3) con un
orificio pasante (10) para el tornillo (28) que en su lado
enfrentado a la pieza estructural (1) presenta una arandela de
sellado (6), y para el contacto con el otro lado (14) de la pieza
estructural (1) está dotada de ganchos elásticos (12, 13) que,
después de la introducción, al apretar el tornillo (28), se expanden
dentro del orificio de alojamiento (22) de la tuerca de plástico y
aseguran de esta forma la tuerca de plástico a la pieza estructural
(1), caracterizada porque la arandela de sellado (6) rodea
totalmente la brida (3) a modo de cobertura con un collar (7) que
envuelve la brida (3) por su borde exterior y un cuello (9) que,
desde su borde interno, se extiende hacia adentro del orificio
pasante (10), estando la zona de la brida (3) cubierta por la
arandela de sellado (6) dotada de salientes (21) y convirtiendo el
borde exterior del collar (7) en una falda de obturación (17)
dirigida hacia la pieza de tuerca (11).
2. Tuerca de plástico, según la reivindicación 1,
caracterizada porque el collar (7) en su lado interno se
encuentra achaflanado de tal manera que su grosor disminuye en
dirección a la brida (3).
3. Tuerca de plástico, según la reivindicación 2,
caracterizada porque el borde exterior (16) de la brida (3)
se encuentra achaflanado adecuadamente en relación al chaflán del
collar (7).
4. Tuerca de plástico, según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la arandela de
sellado (6) se convierte desde su lado alejado de la brida (3) en un
anillo (18), que se introduce en la perforación (2).
5. Tuerca de plástico, según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el cuello (9)
con una prolongación (19) sobresale por encima de la brida (3).
6. Tuerca de plástico, según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la arandela de
sellado (6) comprende un distanciador (5), deformable por
compresión, que une la brida (3) y la pieza de tuerca (11) formando
una sola pieza.
7. Tuerca de plástico, según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el orificio de
alojamiento (22) para el tornillo (28) se encuentra configurado como
orificio ciego.
8. Tuerca de plástico, según las reivindicaciones
1 a 7, caracterizada por la realización de una sola pieza
mediante moldeo por inyección con la arandela de sellado (6)
inyectada junto con la brida (3) por inyección.
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