ES2241938T3 - Elemento de union calibrado aflojable para un elemento componente, que comprende un tornillo de caña calibrada y una arandela de apoyo. - Google Patents

Abstract

Elemento de unión calibrado aflojable para un elemento componente, que comprende un tornillo de caña calibrada (1), que presenta una cabeza (2) y un vástago (3), que posee una sección roscada (6) y una sección calibrada (9), y una arandela de apoyo (14) que presenta una perforación (17), y en el que el tornillo de caña calibrada (1) presenta en su vástago (3) un reborde (11) y la arandela de apoyo (14) presenta un estrechamiento (19) dispuesto en su perforación (17) coordinado con el reborde (11) con solape, y estos están dispuestos y dimensionados de tal forma, que después del ensamblado con el tornillo de caña calibrada (1) la arandela de apoyo (14) queda sostenida por aquél de manera giratoria e imperdible, y el reborde (11) existente en el vástago (3) del tornillo de caña calibrada (1) está posicionado de modo que en estado ensamblado se encuentra en el interior de la perforación (17) de la arandela de apoyo (14), y el estrechamiento (19) en la perforación (17) de la arandela de apoyo (14) se halla dispuesto en una zona encarada a la cabeza (2) del tornillo de caña calibrada (1), y el reborde (11) y el estrechamiento (19) están dimensionados en su solape de modo que el tornillo de caña calibrada (1) y la arandela de apoyo (14) se pueden ensamblar bajo deformación elástico-plástica del reborde (11) y/o del estrechamiento 19.

Description

Elemento de unión calibrado aflojable para un elemento componente, que comprende un tornillo de caña calibrada y una arandela de apoyo.

La presente invención se refiere a un elemento de unión calibrado aflojable para un elemento componente, que comprende un tornillo de caña calibrada, que presenta una cabeza y un vástago, que posee una sección roscada y una sección calibrada, y una arandela de apoyo que presenta una perforación. La presente invención se aplica con carácter general para la unión de elementos componentes. Especialmente se puede aplicar también en combinación con un tornillo de caña calibrada, al que entonces le está asignada la arandela de apoyo. En el montaje, la arandela de apoyo se junta con el tornillo de caña calibrada. La unión puede estar configurada de tal modo, que la arandela de apoyo no solamente puede girar con relación al tornillo de caña calibrada, sino que en el marco de un juego de movimiento previsto es posible una desalineación radial de los ejes del tornillo de caña calibrada y de la arandela de apoyo entre sí. Esto se limita ciertamente a un estrecho campo, como el que por ejemplo es oportuno para la compensación de errores de división de las perforaciones del plato de la rueda o del cubo. Pero el elemento de unión calibrado aflojable para un elemento componente puede también aplicarse en otra relación en la que se trate del cumplimiento de otras funciones.

Como ya es sabido, los tornillos de caña calibrada poseen en el vástago una sección calibrada y una sección roscada. La sección calibrada presenta un diámetro exterior mayor que el diámetro exterior de la sección roscada. La sección calibrada sirve para posicionar el tornillo de caña calibrada, cuando está atornillado al elemento componente, con mayor exactitud de la que es posible en el caso de tornillos normales sin sección calibrada. Los tornillos de caña calibrada se aplican y montan en combinación con anillos de apoyo sueltos, por ejemplo en forma de arandelas. Antes de atornillar el tornillo de caña calibrada al elemento componente, se desliza la arandela de apoyo sobre el vástago del tornillo de caña calibrada. Así pues, en el montaje hay que manipular y juntar dos elementos. Esto es particularmente embarazoso, costoso e inseguro en el caso de un montaje mecanizado.

La presente invención se basa en el objetivo de poner a disposición un elemento de unión calibrado aflojable, del tipo descrito al principio, cuyo tornillo de caña calibrada, por una parte, y su arandela de apoyo, por otra parte, se pueden fabricar y mecanizar completamente cada uno por separado, y después de su montaje previo mediante ensamblaje quedan mantenidos entre sí de forma giratoria e imperdible. Con esto, cuando el elemento de unión calibrado está montado al elemento componente, la parte del vástago del tornillo de caña calibrada no cubierta por la arandela de apoyo, tiene que ser útil para la aportación de las funciones de ajuste.

De acuerdo con la presente invención esto se consigue mediante un elemento de unión calibrado aflojable con las características de la reivindicación 1.

La presente invención parte de la idea de proveer el vástago del tornillo de caña calibrada de un reborde y la arandela de apoyo de un estrechamiento. El estrechamiento se halla dispuesto en la perforación de la arandela de apoyo y asignado al reborde del tornillo de caña calibrada con solape. El reborde del tornillo de caña calibrada y el estrechamiento de la arandela de apoyo están dispuestos y dimensionados de tal forma, que después de su ensamblaje con el tornillo de caña calibrada la arandela de apoyo queda sostenida en éste de manera giratoria e imperdible. Con ello, el reborde existente en el vástago del tornillo de caña calibrada está posicionado de tal modo, que en el estado ensamblado se encuentra en el interior de la perforación de la arandela de apoyo, y el estrechamiento en la perforación de la arandela de apoyo se halla dispuesto en una zona opuesta a la cabeza del tornillo de caña calibrada. El reborde y el estrechamiento están dimensionados de tal modo en su solape, que el tornillo de caña calibrada y la arandela de apoyo se pueden ensamblar mediante una deformación elástico-plástica del reborde y/o del estrechamiento. Con ello, no solamente el estrechamiento de la arandela de apoyo, sino también el reborde sobresaliente en el vástago del tornillo de caña calibrada, se hallan dispuestos en una zona tal, que en estado de montaje previo ésta se encuentra dentro de la extensión axial de la arandela de apoyo. Con ello, después del ensamblaje entre el reborde y la arandela de apoyo en el montaje previo, el reborde ya no es más visible desde el exterior. Lo mismo es entonces también válido para el estado montado del elemento de unión calibrado al elemento componente. Con ello la parte del vástago que sobresale fuera de la arandela de apoyo está libre del reborde y se puede utilizar para la disposición de la sección calibrada. Así pues es posible realizar la sección calibrada en este punto, para proporcionar la función de centraje entre el eje del tornillo de caña calibrada y el elemento componente. El tornillo de caña calibrada por una parte y la arandela de apoyo por otra parte pueden fabricarse por completo independientemente uno del otro. Particularmente se pueden fabricar de materiales distintos e incluso proveerse de recubrimientos diferentes. En el montaje previo solamente se procede a ensamblar ambas piezas. Esto tiene lugar mediante un movimiento axial relativo entre sí. Es innecesario proceder a una deformación posterior en frío. Durante este montaje previo se aprovecha una deformación plástica entre el reborde y el estrechamiento, a la que precede una deformación elástica, para situar la arandela de apoyo de manera segura e imperdible, pero sin embargo giratoria, en el tornillo de caña calibrada. Fuerzas extractoras insignificantes, que en caso de utilizar una deformación solamente elástica pueden conducir a una separación de las piezas entre sí, no son suficientes con una deformación plástica para permitir que las piezas se separen indeseadamente una de la otra. Con ello queda entonces también asegurado que la situación previamente montada del elemento de unión calibrado se conservará con seguridad hasta su utilización directa en el montaje, es decir, hasta el atornillado a un elemento componente. Con el nuevo elemento de unión calibrado es incluso posible un doble efecto de centraje, es decir, por una parte entre una sección calibrada en el vástago del tornillo de caña calibrada y el elemento componente, y por otra parte, entre la arandela de apoyo y el tornillo de caña calibrada. Esto es debido a que ahora, tanto en estado previamente montado como finalmente montado, el reborde queda además situado dentro de la extensión axial de la arandela de apoyo. El reborde en el tornillo de caña calibrada y el estrechamiento en la perforación de la arandela de apoyo, no se deben extender necesariamente por completo alrededor de 360º. El reborde y el estrechamiento pueden también -vistos desde la periferia- estar eventualmente interrumpidos. Sin embargo, para un aprovechamiento razonable de la deformación elástico-plástica es necesario que tanto el reborde como también el estrechamiento se extiendan a través de una longitud periférica considerable.

Ciertamente el documento DE 298 19 782 U1 da a conocer un elemento de unión aflojable en forma de un elemento de sujeción combinado, que presenta un tornillo y una arandela de apoyo. La cabeza posee una superficie para ataque de una llave y una superficie de apoyo para la transmisión de la fuerza axial a la arandela de apoyo. El vástago del tornillo posee una sección roscada dispuesta en su extremo libre y un reborde que sobresale radialmente hacia el exterior. Visto axialmente, el reborde se halla dispuesto en el extremo de la sección roscada, intercalando la habitual sección de enlace tangencial. La separación axial del reborde de la superficie de apoyo de la cabeza es mayor que la altura axial de la arandela de apoyo. El diámetro del reborde es mayor que el diámetro del vástago. La arandela de apoyo presenta una perforación que se extiende axialmente, de configuración circular. En el extremo de la perforación opuesto a la cabeza del tornillo, la arandela de apoyo presenta un estrechamiento que interfiere con el reborde del tornillo. El diámetro del estrechamiento es mayor que el diámetro del vástago así como también que el diámetro exterior de la sección roscada. En la zona del diámetro del estrechamiento, la arandela de apoyo se puede ensanchar elásticamente. En caso de utilización de determinados materiales, además de la deformación elástica se puede permitir también una fracción de deformación plástica. El reborde del tornillo y el estrechamiento de la arandela de apoyo están configurados geométricamente entre sí de forma que la arandela de apoyo provista del estrechamiento puede pasarse por encima del reborde desde el extremo libre del vástago, y sin embargo no se puede retroceder en sentido contrario. De este modo, después del ensamblaje con el tornillo, la arandela de apoyo ha de mantenerse en éste de forma giratoria e imperdible. Un ensanchamiento tal puramente elástico, del estrechamiento de la arandela de apoyo parece, en todo caso, imaginable y eventualmente realizable en la práctica, sólo bajo mantenimiento de estrechas tolerancias convenientemente dimensionadas. Pero entonces también las fuerzas de extracción, que pueden conducir a una separación indeseada de la arandela de apoyo del tornillo, son muy reducidas. El ensamblaje entre el tornillo y la arandela de apoyo tiene lugar mediante un proceso de prensado o de percusión. Debido al contacto entre el reborde y el estrechamiento se produce un cierto deterioro, de modo que fuerzas extractoras muy reducidas, como las que se pueden presentar con ocasión del transporte de los elementos de unión ensamblados, permiten ya originar el peligro de una separación indeseada. Como que el mantenimiento de las correspondientes tolerancias estrechamente dimensionadas y con solape reducido, es la condición previa para el ensanchamiento puramente elástico del estrechamiento de la arandela de apoyo, existe también el peligro que en el montaje del elemento de unión ensamblado al elemento componente se presente un agarrotamiento indeseado entre el tornillo y la arandela de apoyo. Otro inconveniente de este conocido elemento de unión radica en que después del ensamblaje de las partes, el reborde situado en el vástago del tornillo queda visible y se encuentra en un punto que hace imposible ciertas funciones deseadas del vástago del tornillo, particularmente la disposición de una sección calibrada. Así, por ejemplo, no se puede realizar un elemento de unión calibrado con un tornillo de caña calibrada.

El documento DE 37 84 325 T2 da a conocer un elemento de unión aflojable para un elemento componente, que está compuesto por tres elementos, a saber, un tornillo, un manguito y una pieza moldeada de caucho u otro material elástico. El manguito posee una parte cilíndrica axialmente extendida y un collarín encarado a la cabeza del tornillo. En la zona del collarín se halla formado un estrechamiento, dispuesto alrededor de 360º. El vástago del tornillo posee anexa a la cabeza una sección cilíndrica de este vástago y en la zona de su extremo libre, una sección roscada anexa a un cono de introducción. Entre la sección cilíndrica y la sección roscada del vástago se hallan dispuestos varios resaltes radiales o alas, repartidos alrededor de la periferia. Entre los resaltes en el tornillo y el estrechamiento en el manguito existe solape. El tornillo y el manguito se montan primero previamente, en tanto que bajo ensanchamiento elástico se deslizan uno encima del otro, de forma que el estrechamiento del manguito se cierra sobre los resaltes o alas, respectivamente, existentes en el vástago del tornillo, para retener el manguito en el elemento de sujeción. Con ello el manguito queda fijado al tornillo, bajo una gran movilidad axial de estas dos piezas entre sí, tal como es necesario para el montaje al elemento componente. El ensanchamiento elástico de las piezas va unido a los mismos inconvenientes, tal como se describió esto más arriba. La disposición de las alas impide la disposición de una sección calibrada de un tornillo de caña calibrada.

El documento EP 0 836 016 B1 da a conocer otro elemento de unión aflojable en una aplicación especial como tornillo para rueda. El tornillo para rueda posee una cabeza y un vástago, que está provisto de una sección roscada. La arandela de apoyo sirve para una mejor transmisión de la fuerza axial del tornillo para rueda al elemento componente. En el lado encarado a la rueda del vehículo, la arandela de apoyo presenta una superficie de apoyo de forma tronco cónica, o también de forma esférica, para la transmisión de la fuerza axial a la rueda del vehículo. El tornillo presenta en su vástago un reborde radial alrededor de 360º que sobresale hacia al exterior. El reborde se halla dispuesto entre una parte cilíndrica del vástago y una sección roscada que empieza en el extremo libre del vástago. La arandela de apoyo posee una perforación cuyo diámetro está dimensionado mayor que el diámetro exterior de la sección roscada y también mayor que el diámetro del reborde. Para el montaje previo se desliza axialmente la arandela de apoyo por encima del tornillo y a continuación se le deforma plásticamente mediante por lo menos un golpe de punzón (por ejemplo). Con ello, la arandela de apoyo queda alojada giratoria en el tornillo para la rueda y sostenida de manera imperdible. Por regla general se realizan cuatro golpes de punzón (por ejemplo) repartidos alrededor de la periferia. También al mismo tiempo, cuando el elemento de unión está montado al elemento componente, el reborde del tornillo queda situado fuera del área de la arandela de apoyo, de modo que esta zona del vástago no es utilizable para el cumplimiento de otras funciones. La deformación plástica al realizar el golpe de punzón (por ejemplo) en la arandela de apoyo representa un paso de trabajo a efectuar, adicionalmente a la fabricación del tornillo y de la arandela de apoyo. Pero con ello se consigue ventajosamente un alojamiento seguro e imperdible de la arandela de apoyo, que sólo se puede anular intencionadamente con elevadas fuerzas de extracción mediante una nueva deformación plástica de las piezas.

El documento DE 30 00 697 A1 da a conocer una unidad de fijación para fijar material sintético a un elemento componente relativamente delgado. Se utiliza un elemento de fijación autocortante provisto de un vástago, que presenta unos hilos de rosca que se introducen cortando en el elemento componente. Para la retención del material sintético y para la transmisión de la fuerza axial al elemento componente se halla prevista una pieza distanciadora adaptada en su altura al espesor del material sintético. La pieza distanciadora practica un agujero en el material sintético y dentro de una perforación presenta un estrechamiento encarado a la cabeza del tornillo autocortante. En coordinación con esto, el vástago del tornillo autocortante posee anexo a las espiras de rosca un reborde periférico sobresaliente. En la posición montada, las espiras de rosca del tornillo autocortante se extienden axialmente hasta dentro del taladro de la pieza distanciadora, de modo que tampoco aquí no existe ninguna posibilidad de ubicar una sección calibrada, prescindiendo totalmente de que en tales elementos de fijación autocortantes, que se aplican en relación con uniones comparativamente de menor importancia, no se presentan secciones de ajuste. Pero de todos modos, el reborde sobresaliente previsto en el extremo superior de las espiras de rosca y el estrechamiento sobresaliente hacia el interior de la pieza distanciadora, permiten ensamblar las piezas en un montaje previo, en el que la pieza distanciadora encaja por encima del reborde del tornillo autocortante.

En el caso del nuevo elemento de unión calibrado, la perforación de la arandela de apoyo posee un diámetro mayor que los diámetros del vástago y de la sección roscada del tornillo de caña calibrada. El diámetro de la perforación de la arandela de apoyo es también mayor que el diámetro del reborde existente en el reborde del tornillo de caña calibrada o de cualquier otro resalte configurado en el vástago del tornillo de caña calibrada. De este modo, la arandela de apoyo se puede deslizar axialmente sobre el vástago del tornillo de caña calibrada. El reborde del tornillo de caña calibrada y el estrechamiento de la arandela de apoyo entran axialmente en contacto entre sí. Hay que vencer un umbral de fuerza que resulta en correspondencia con las tolerancias, con lo cual se presenta una deformación plástica en la zona del reborde y/o del estrechamiento. Por regla general se deforman plásticamente tanto el reborde como el estrechamiento. A cada deformación plástica le precede una deformación elástica, que empero en el presente caso se sobrepasa intencionadamente. Con la finalización de la deformación plástica, el reborde ha pasado axialmente por encima del estrechamiento y la facultad de recuperación de la forma primitiva de los materiales del tornillo de caña calibrada y de la arandela de apoyo proporcionan la posición imperdible asegurada en este estado de montaje previo.

El estrechamiento en la perforación de la arandela de apoyo se halla dispuesto a una distancia axial del extremo de la arandela de apoyo opuesto a la cabeza del tornillo de caña calibrada. Así pues, el estrechamiento de la perforación no se realiza en el extremo inferior de la arandela de apoyo, sino como mínimo a una distancia tal, que en la posición previamente montada, el reborde del tornillo de caña calibrada pueda alojarse dentro de la perforación de la arandela de apoyo. Resulta particularmente práctico, cuando el estrechamiento de la perforación de la arandela de apoyo está previsto en la zona extrema encarada a la cabeza del tornillo de caña calibrada. Esto tiene la ventaja, de que el estrechamiento en la perforación se puede realizar de una forma muy sencilla mediante una conformación en frío. Pero también es posible disponer el estrechamiento en la zona central de la altura axial de la arandela de apoyo. Tales conformaciones pueden realizarse también mediante torneado. Se proporciona un mejor efecto de centrado entre la arandela de apoyo y el eje del tornillo de caña calibrada, cuando la arandela de apoyo descansa sobre la superficie de apoyo de la cabeza, tal como es éste el caso en estado montado.

En concordancia con esto, el reborde en el vástago del tornillo de caña calibrada se halla dispuesto con una separación axial con respecto a la cabeza del tornillo de caña calibrada, que es menor que la altura axial de la arandela de apoyo. Con ello queda entonces asegurado que en estado montado el reborde existente en el vástago del tornillo de caña calibrada quede axialmente dentro de la extensión y disposición de la arandela de apoyo. A pesar de esto, en el estado de montaje previo se puede realizar una movilidad axial suficiente entre el tornillo de caña calibrada y la arandela de apoyo.

En una forma de ejecución preferida, el reborde sobresaliente hacia el exterior situado en el vástago del tornillo de caña calibrada, está previsto alrededor de 360º. En combinación con esto, pero también independientemente de ello, el estrechamiento radial sobresaliente hacia el interior en la perforación de la arandela de apoyo está previsto alrededor de 360º. Con ello la deformación plástica se reparte uniformemente alrededor de la periferia. Con ocasión del montaje previo se produce, ventajosamente, un efecto de centrado entre el tornillo de caña calibrada y la arandela de apoyo.

En el nuevo elemento de unión calibrado se aprovecha por completo la parte del vástago del tornillo de caña calibrada, que en estado montado sobresale de la altura axial de la arandela de apoyo, para la disposición de la sección calibrada. Así pues el tornillo de caña calibrada presenta en su vástago la sección calibrada, que incluso puede estar configurada o dispuesta axialmente más larga que la altura axial de la arandela de apoyo. Como sección calibrada se entiende generalmente una sección preferentemente cilíndrica del vástago del tornillo de caña calibrada, mecanizada con precisión y con unas tolerancias determinadas, que es necesaria o conveniente para la aportación de un efecto de centrado entre el eje del tornillo de caña calibrada y el elemento componente. Por ejemplo, la perforación en el elemento componente o una sección de una perforación en el elemento componente, que es atravesado por el tornillo de caña calibrada, puede estar adaptada, en cuanto a su diámetro, al diámetro de la sección calibrada, de modo que el tornillo de caña calibrada ya montado reciba el deseado asiento correcto, estrechamente limitado, en el elemento componente. Con ello se puede procurar también un efecto de centrado entre varias piezas del elemento componente.

Para facilitar el centrado y el ensamblado entre el tornillo de caña calibrada y la arandela de apoyo en el montaje previo, el reborde y/o el estrechamiento pueden presentar áreas superficiales cónicas. Con ello, en el montaje previo se produce automáticamente un efecto de centrado entre el tornillo de caña calibrada y la arandela de apoyo. Se facilita así la deformación elástico-plástica, y el necesario sobrepaso del umbral de fuerza para la deformación plástica se sitúa óptimamente bajo. Por regla general las áreas superficiales cónicas están configuradas en forma de cono truncado.

En el vástago del tornillo de caña calibrada pueden hallarse dispuestos dos o más rebordes y/o en la perforación de la arandela de apoyo dos o más estrechamientos. Ventajosamente, los rebordes por una parte y los estrechamientos por otra parte, pueden estar también dispuestos a un nivel de diámetro diferente, para así deformar plásticamente sólo una vez cada reborde con su correspondiente estrechamiento. Con esta forma de ejecución resulta una alineación centrada acrecentada entre el tornillo de caña calibrada y la arandela de apoyo. Esto no solamente facilita un montaje mediante robot, sino que también asegura que en estado montado la tensión previa del tornillo de caña calibrada se transmita uniformemente a través de la arandela de apoyo. Otra ventaja más de esta forma de ejecución consiste en que fuerzas radiales de la arandela de apoyo se pueden transmitir directamente al vástago del tornillo de caña calibrada.

La presente invención se explicará y describirá más detalladamente basándose en ejemplos de ejecución preferidos. Los dibujos ilustran:

Fig. 1 una vista lateral de un tornillo de caña calibrada,

Fig. 2 una representación en sección de un tornillo de caña calibrada y una arandela de apoyo del elemento de unión calibrado en la zona de su unión recíproca,

Fig. 3 una representación ampliada de un detalle entre el tornillo de caña calibrada y la arandela de apoyo, en una segunda forma de ejecución,

Fig. 4 la representación de una tercera forma de ejecución del elemento de unión calibrado,

Fig. 5 una sección en la zona de unión entre el tornillo de caña calibrada según la figura 4 y una arandela de apoyo coordinada,

Fig. 6 una sección en la zona de unión entre el tornillo de caña calibrada y una arandela de apoyo coordinada, en otra forma más de ejecución, y

Fig. 7 una representación en detalle de la figura 6 en escala ampliada.

La figura 1 muestra un tornillo de caña calibrada 1. El tornillo de caña calibrada 1 presenta una cabeza 2 y un vástago 3. La cabeza 2 posee una superficie para ataque de una llave 4 y una superficie de apoyo 5 que sirve para la transmisión de la fuerza axial. De manera en sí conocida, el vástago 3 está configurado como un cuerpo extendido aproximadamente cilíndrico. Presenta, empezando por ejemplo en su extremo libre opuesto a la cabeza 2, una sección roscada 6. La sección roscada 6 posee un diámetro exterior 7. La sección roscada 6 finaliza en un punto de transición 8. Anexo al punto de transición 8, el vástago 3 se convierte en una sección calibrada 9 que posee un diámetro 10. El diámetro 10 es mayor que el diámetro exterior 7 de la sección roscada 6. En la zona de la sección calibrada 9 se encuentra un reborde mecanizado 11 que sobresale radialmente hacia el exterior y que presenta un diámetro 12 (Fig. 2). El reborde 11 se halla dispuesto con su parte encarada al extremo libre del vástago 3 a una distancia 13 de la superficie de apoyo 5 de la cabeza 2 del tornillo de caña calibrada 1. El reborde 11 puede estar configurado como un engrosamiento sobresaliente. El reborde 11 se puede conseguir, por ejemplo, mediante conformación en frío por laminado, alrededor de 360º. En la figura 2 se puede reconocer el desplazamiento de material al configurar el reborde 11 a partir del material de la sección calibrada 9. La figura 2 permite reconocer también que al tornillo de caña calibrada 1 le está asignada una arandela de apoyo 14. La arandela de apoyo 14 es junto al tornillo de caña calibrada 1 la segunda pieza esencial del elemento de unión calibrado aflojable. La arandela de apoyo 14 está configurada como un cuerpo de disco de forma anular. Presenta una altura 15. La altura 15 es mayor, o por lo menos igual que la distancia 13. La arandela de apoyo 14 posee, coaxial a un eje común 16 del tornillo de caña calibrada 1 y de la arandela de apoyo 14, una perforación 17 con un diámetro 18. En la zona extrema de la perforación 17, encarada a la cabeza 2 del tornillo de caña calibrada 1, la arandela de apoyo 14 presenta un estrechamiento 19, que posee un diámetro 20. El diámetro 20 es menor que el diámetro 18 de la perforación 17. El diámetro 20 del estrechamiento 19 es también menor que el diámetro 12 del reborde 11. La diferencia entre los diámetros 12 y 20 se designa como solape. Este solape está elegido de tal forma, que el tornillo de caña calibrada 1 y la arandela de apoyo 14, sólo mediante deformación plástica en la zona del reborde 11 y/o del estrechamiento 19 pueden llevarse al estado de montaje previo representado en la figura 2. Según la figura 2, el estrechamiento 19 se halla dispuesto en la zona superior de la arandela de apoyo 14, y precisamente a una distancia 21 del extremo axial de la arandela de apoyo 14 opuesto a la cabeza 2 del tornillo de caña calibrada 1. La adaptación geométrica entre la disposición del reborde 11, la altura 15 de la arandela de apoyo 14 y la disposición del estrechamiento 19 es siempre de tal forma, que estando la arandela de apoyo 14 en contacto con la superficie de apoyo 5, el reborde 11 se encuentra siempre por completo dentro de la perforación 17, es decir, que no es visible desde el exterior. Con ello, en el ejemplo de ejecución de las figuras 1 y 2 queda además asegurado que la sección calibrada 9 anexa, pueda cumplir por completo su función de ajuste en un elemento componente. A continuación de su mayor diámetro 12, el reborde 11 puede presentar una zona cónica de su superficie 22. También el estrechamiento 19 puede poseer una zona cónica 23 de su superficie a continuación de su menor diámetro 20. Estas zonas 22 y 23 de las superficies sirven para facilitar el montaje previo del elemento de unión calibrado.

Las dos piezas esenciales del elemento de unión calibrado, es decir, el tornillo de caña calibrada 1 y la arandela de apoyo 14, se fabrican por completo cada una independientemente. Con ello reciben su forma y, según los requerimientos, reciben también un recubrimiento superficial o algo semejante. El montaje previo del elemento de unión calibrado tiene lugar de forma que la arandela de apoyo se enfila axialmente siguiendo la dirección del eje 16 desde el extremo libre del vástago 3 sobre éste. Como que el diámetro 20 del estrechamiento 19 es mayor que el diámetro exterior 7 de la sección roscada 6 y también mayor que el diámetro 10 de la sección calibrada 9, la enfilación se puede realizar sin esfuerzo, hasta que el estrechamiento 19 viene a tocar al reborde 11. Este proceso de deslizamiento o de montaje a presión, respectivamente, se prosigue entonces en tanto que el reborde 11 y/o el estrechamiento 19 se deforman plásticamente. Con ello, la arandela de apoyo 14 pasa con su estrechamiento 19 por encima del reborde 11 al otro lado del mismo y llega a una posición como la que está representada en la figura 2. Este es el estado previamente montado. El elemento de unión calibrado se transporta en este estado a su puesto de procesamiento y llega, por ejemplo, a una cadena de montaje en la fabricación de automóviles. Se coloca y atornilla entonces al automóvil en un elemento componente allí previsto, y la sección calibrada 9 puede aportar al elemento componente (no representado) su función de ajuste centrante.

Las dimensiones geométricas importantes para la presente invención pueden estar determinadas como sigue basándose en un ejemplo de ejecución del tornillo de caña calibrada 1 y de la arandela de apoyo 14 según las figuras 1 y 2. El tornillo de caña calibrada 1 posee un vástago correspondiente a la longitud con una sección roscada 6 de la rosca M14x1,5. El diámetro exterior 7 de la sección roscada asciende a 14,0 mm. La sección calibrada 9 presenta un diámetro de 14-0,27 mm. El diámetro 12 es de 14,65-0,1 mm. El diámetro 18 es de 14,7+0,1mm. El diámetro 20 es de 1 4,4-0,1 mm.

El segundo ejemplo de ejecución representado en la figura 3 presenta en una forma absolutamente similar un tornillo de caña calibrada 1 y una arandela de apoyo 14, de modo que a este respecto se puede remitir a la descripción precedente. El estrechamiento 19 dentro de la perforación 17 en la arandela de apoyo 14 no está realizado aquí mediante conformación en frío, sino mediante torneado de la arandela de apoyo 14 en la zona de la perforación 17. También en este ejemplo de ejecución el estrechamiento 19 se encuentra en una zona extrema de la arandela de apoyo 14 encarada a la cabeza 2 del tornillo de caña calibrada 1.

También por lo que respecta al montaje previo (Fig. 3) se puede remitir al ejemplo de ejecución de las figuras 1 y 2.

Las figuras 4 y 5 muestran un tercer ejemplo de ejecución, que de nuevo está configurado básicamente similar. El vástago 3 posee aquí como sección calibrada entre la sección roscada 6 y la cabeza 2 un moleteado 24 que se extiende en dirección axial. El estrechamiento 19 en la zona de la perforación 17 está aquí dispuesto aproximadamente en el centro de la altura axial de la arandela de apoyo 14. La distancia 13 del reborde 11 a la superficie de apoyo 5 está dimensionada en correspondencia con esto. También aquí las relaciones geométricas están coordinadas otra vez entre sí de tal modo, que cuando la arandela de apoyo 14 está en contacto con la superficie de apoyo 5, como es el caso en el estado montado al elemento componente, tanto el reborde 11 como también el estrechamiento 19 quedan situados invisibles dentro de la arandela de apoyo 14, de forma que el moleteado 24, situado en la parte del vástago 3 que sobresale de la arandela de apoyo 14 puede ejercer su función por completo.

En las figuras 6 - 7 se halla representado otro ejemplo de ejecución más. Este se desarrolla sobre los ejemplos de ejecución precedentes y difiere en que el tornillo de caña calibrada 1 posee junto al reborde 11 un segundo reborde 25, que presenta un diámetro 26. Los diámetros 12 y 26 pueden estar configurados iguales. Pero también es posible elegir el diámetro 12 algo mayor que el diámetro 26. En todo caso esto tiene que estar adecuado al diámetro 20 del estrechamiento 19. Asimismo, igual que es posible aumentar el número de los rebordes 11 y 25, también es posible disponer varios estrechamientos 19, axialmente y en coordinación, repartidos a lo largo de la altura 15 de la arandela de apoyo 14. Aquí es conveniente, elegir la configuración geométrica de tal modo, que en cada caso solamente el par coordinado de reborde y estrechamiento, entre en contacto entre sí en el montaje previo. El ejemplo de ejecución de las figuras 6 – 7 presenta la particular ventaja de que en el estado de montaje previo se origina un buen efecto de centraje entre la arandela de apoyo 14 y el tornillo de caña calibrada 1. En combinación con una sección calibrada, que no está representada aquí, puede tener lugar adicionalmente un efecto de centraje correspondiente entre el tornillo de caña calibrada 1 y el elemento componente.

En todas las formas de ejecución se dan varias posibilidades para la realización de los rebordes 11, 25 y de los estrechamientos 19. Una forma de ejecución preferida consiste en una constitución en forma de bordón, configurado con una sección constante alrededor de los 360º sobre la periferia. Esta forma es particularmente práctica para una deformación elástico-plástica uniforme. Sin embargo, también es posible recortar localmente en grado poco significativo los rebordes 11 y los estrechamientos 19.

Lista de los números de referencia

1

Tornillo de caña calibrada

2

Cabeza

3

Vástago

4

Superficie para ataque de una llave

5

Superficie de apoyo

6

Sección roscada

7

Diámetro exterior

8

Punto de transición

9

Sección calibrada

10

Diámetro

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11

Reborde

12

Diámetro

13

Distancia

14

Arandela de apoyo

15

Altura

16

Eje

17

Perforación

18

Diámetro

19

Estrechamiento

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20

Diámetro

21

Distancia

22

Zona de superficie

23

Zona de superficie

24

Moleteado

25

Reborde

26

Diámetro.

Claims (9)

1. Elemento de unión calibrado aflojable para un elemento componente, que comprende un tornillo de caña calibrada (1), que presenta una cabeza (2) y un vástago (3), que posee una sección roscada (6) y una sección calibrada (9), y una arandela de apoyo (14) que presenta una perforación (17), y en el que el tornillo de caña calibrada (1) presenta en su vástago (3) un reborde (11) y la arandela de apoyo (14) presenta un estrechamiento (19) dispuesto en su perforación (17) coordinado con el reborde (11) con solape, y estos están dispuestos y dimensionados de tal forma, que después del ensamblado con el tornillo de caña calibrada (1) la arandela de apoyo (14) queda sostenida por aquél de manera giratoria e imperdible, y el reborde (11) existente en el vástago (3) del tornillo de caña calibrada (1) está posicionado de modo que en estado ensamblado se encuentra en el interior de la perforación (17) de la arandela de apoyo (14), y el estrechamiento (19) en la perforación (17) de la arandela de apoyo (14) se halla dispuesto en una zona encarada a la cabeza (2) del tornillo de caña calibrada (1), y el reborde (11) y el estrechamiento (19) están dimensionados en su solape de modo que el tornillo de caña calibrada (1) y la arandela de apoyo (14) se pueden ensamblar bajo deformación elástico-plástica del reborde (11) y/o del estrechamiento 19.

2. Elemento de unión calibrado según la reivindicación 1, caracterizado porque la perforación (17) de la arandela de apoyo (14) presenta un diámetro (18) mayor que el diámetro (10, 7) del vástago (3) y de la sección roscada (6) del tornillo de caña calibrada
(1).

3. Elemento de unión calibrado según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el estrechamiento (19) en la perforación (17) de la arandela de apoyo (14) se halla dispuesto con una distancia axial (21) del extremo de la arandela de apoyo (14) opuesto a la cabeza (2) del tornillo de caña calibrada (1).

4. Elemento de unión calibrado según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el reborde (11) en el vástago (3) del tornillo de caña calibrada (1) se halla dispuesto a una distancia axial (13) de la cabeza (2) del tornillo de caña calibrada (1), que es menor que la altura axial (15) de la arandela de apoyo (14).

5. Elemento de unión calibrado según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el reborde (11) sobresaliente hacia el exterior del vástago (3) del tornillo de caña calibrada (1) está previsto que discurra alrededor de 360º.

6. Elemento de unión calibrado según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el estrechamiento (19) que sobresale radialmente hacia el interior está previsto en los 360º alrededor de la perforación (17) de la arandela de apoyo (14).

7. Elemento de unión calibrado según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la sección calibrada (9) está configurada y dispuesta más larga que la altura axial (15) de la arandela de apoyo (14).

8. Elemento de unión calibrado según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el reborde (11) y/o el estrechamiento (19) presentan zonas superficiales cónicas (22, 23).

9. Elemento de unión calibrado según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en el vástago (3) del tornillo de caña calibrada (1) se hallan dispuestos dos rebordes (11, 25) y/o en el estrechamiento (17) de la arandela de apoyo (14) se hallan dispuestos dos estrechamientos (19).