ES2245337T3 - Unidad de montaje compuesta por un componente y por lo menos un tornillo. - Google Patents

Abstract

Unidad de montaje (1) compuesta por un componente (2) y por lo menos un tornillo (3) así como por un casquillo (18) asignado a cada tornillo, en la que el componente (2) presenta un agujero pasante (17) para cada tornillo (3), cada tornillo (3) una cabeza (4) que sirve para su accionamiento, provista de una superficie de apoyo (6) encarada al componente (2) y un vástago (5) provisto por lo menos parcialmente de una rosca (10), y la unidad de montaje (1) se puede montar con el tornillo (3) a una pieza (7), y el casquillo (18) está configurado de modo que se puede introducir en el agujero pasante (17) quedando asentado fijo en este agujero pasante (17) y mediante un bloqueo axial está unido, asegurado contra pérdida, con el tornillo (3) y el componente (2), caracterizada porque para la puesta a disposición del bloqueo axial y de una alineación del eje del tornillo (3), el manguito (18) con su diámetro exterior y su diámetro interior (28) y el tornillo (3) con su vástago (5) provisto de la rosca (10) están dimensionados de tal modo relativamente entre sí, que después del premontaje de la unidad de montaje el tornillo (3) atraviesa sin juego el agujero pasante (17) del componente (2), y porque para la transmisión de la fuerza axial, la superficie de apoyo (6) del tornillo (3) está configurada de modo que, eludiendo el casquillo (18), una vez realizado el montaje entra en contacto directo con el componente (2).

Description

Unidad de montaje compuesta por un componente y por lo menos un tornillo.

La presente invención se refiere a una unidad de montaje compuesta por un componente y por lo menos un tornillo así como por un casquillo asignado a cada tornillo, en la que el componente presenta un agujero pasante para cada tornillo, cada tornillo una cabeza que sirve para su accionamiento, provista de una superficie de apoyo encarada al componente y un vástago provisto, por lo menos parcialmente, de una rosca, y la unidad de montaje se puede montar con el tornillo a una pieza, y el casquillo está configurado de modo que se puede introducir en el agujero pasante quedando asentado fijo en este agujero pasante y mediante un bloqueo axial está unido, asegurado contra pérdida, con el tornillo y el componente. En la técnica de montaje se solicitan en creciente medida unidades de montaje en las que varias partes componentes están ya unidas en una unidad previamente montada. La unidad de montaje compuesta por un componente, y en la mayoría de las veces por varios tornillos, se une entonces con una pieza. Un ejemplo típico para esta técnica lo constituyen una parte superior y una parte inferior que tienen que atornillarse entre sí mediante varios tornillos. A partir de la parte superior como componente y en la mayoría de las veces de los varios tornillos se crea una unidad de montaje, en la que los tornillos se sostienen de manera imperdible. Esta unidad de montaje se atornilla entonces con la parte inferior como pieza, y los tornillos se pueden apretar o bien uno después del otro o bien simultáneamente, particularmente mediante la utilización de una atornilladora automática de varios husillos. En la fabricación de automóviles hay casos típicos de aplicación para estas unidades de montaje. Aquí, por ejemplo, la tapa de la culata o una tapa de una caja de cambios constituyen el componente que mediante los tornillos se atornillará con la pieza, es decir, con el bloque de cilindros o el cárter de la caja de cambios, respectivamente. Con la creación de estas unidades de montaje se consigue un grado lo más alto posible de la prefabricación. Los tornillos se encuentran ya en estado alineado montados al componente de manera imperdible. Durante el transporte están ampliamente protegidos contra deterioro y permiten la rápida unión con la pieza.

La solicitud PCT (Tratado de cooperación en patentes) con el número internacional de publicación WO 95/21335 da a conocer una unidad de montaje del tipo descrito al principio. La unidad de montaje allí descrita presenta un componente, es decir por ejemplo, una tapa de cárter, así como, por lo menos, una pieza para fijación en forma de un tornillo. Sin embargo, a cada tornillo le pertenece todavía una tercera pieza, a saber, un casquillo aplicado como seguro contra pérdida. El casquillo es de metal, particularmente de chapa. Encarece los costes de fabricación de la unidad de montaje. El casquillo se entra a presión en un correspondiente agujero pasante situado en el componente, para lo cual es necesario un paso separado del premontaje. El manguito se asienta mediante arrastre por fricción en el agujero pasante del componente. Posee una altura que corresponde a un múltiplo de la altura del componente en el área del agujero pasante. También el tornillo presenta un diseño correspondientemente complicado y una gran longitud axial. En la zona del vástago del tornillo se ha previsto una platina anular, con ranuras anulares dispuestas a ambos lados de la platina, que tiene que fabricarse separadamente de la rosca en el vástago del tornillo. El dimensionado de la platina anular está adaptado al dimensionado de un cuello existente en el casquillo, de modo que de esta manera se forma un bloqueo axial, que abre sin embargo una movilidad axial correspondientemente grande en un campo de movimiento, de modo que en la posición previamente montada los tornillos quedan ciertamente sostenidos asegurados contra pérdida, pero no fijos al componente. Existe también la posibilidad de renunciar a la configuración de una platina anular en el tornillo. En este caso tienen que configurarse en el casquillo elementos particulares, que en combinación con el tornillo dan por resultado un bloqueo axial. Con ello el diseño del casquillo resulta otra vez más complicado y costoso. En este caso la rosca del tornillo puede tomar a su cargo una parte componente del bloqueo axial. Entre el diámetro del agujero pasante del componente y el diámetro del vástago del tornillo sólo existe una relación en cuanto que el tornillo juntamente con el casquillo tiene que pasar a través de este agujero pasante o tiene que insertarse en este agujero pasante, respectivamente. Sin embargo no tiene lugar una alineación axial exacta del tornillo en el componente, porque el tornillo sólo se sostiene limitadamente movible. Esto puede significar una ventaja para el proceso de atornillado del tornillo a la pieza, si está asegurado que el tornillo se centra sólo en la entrada de rosca de la pieza. Sin embargo, debido a la posibilidad del ladeo recíproco de los ejes de los tornillos la entrada de los extremos libres de los vástagos en las roscas de la pieza sólo se puede conseguir condicionadamente. Estos inconvenientes se pueden contrarrestar mediante la disposición de que el casquillo, como tercer componente dentro de la unidad de montaje, presente una longitud axial relativamente grande, particularmente que esté configurado considerablemente más largo que el espesor del componente. Debido a la longitud del casquillo hay que aumentar también la longitud del tornillo, lo cual no solamente representa un aumento adicional del coste, sino que también en muchos casos influye desfavorablemente sobre la función. La aplicación por principio de tales casquillos, en el caso de unidades de montaje constituidas por lo menos por tres elementos individuales, resulta perjudicial porque al enroscar el tornillo en la pieza el casquillo queda también aprisionado con la misma. Si entonces se utilizan además casquillos de chapa comparativamente delgada y deformable, existe el peligro de deformaciones diferentes de los casquillos, de modo que la aplicación de una tensión reproducible sólo es limitadamente posible.

El documento DE 196 51 838 A1 muestra un componente compuesto de material sintético, que hay que atornillar a una pieza con intercalación de una junta. También aquí encuentra aplicación un casquillo que atraviesa el componente y que está unido con la junta. También aquí el tornillo tiene que presentar una platina anular a fabricar por separado, que actúa conjuntamente con el casquillo en el sentido de un bloqueo axial. De este modo el tornillo se sostiene suelto en el casquillo pero asegurado contra pérdida. El casquillo utilizado, adicionalmente al componente y al tornillo, como tercer elemento de la unidad de montaje, no tiene sin embargo que extenderse obligatoriamente a través de la totalidad del agujero pasante del componente. El documento DE 195 46 072 C2 muestra un casquillo axialmente acortado provisto de un cuello cónico, que solamente encaja en parte con arrastre por fricción en un agujero pasante, configurado en correspondencia parcialmente cónico, del componente. La condición de imperdible la proporcionan aquí fuerzas de fricción, de lo cual resulta una inseguridad correspondientemente elevada. Finalmente, el casquillo configurado en forma de arandela va a parar entre la superficie de apoyo de la cabeza del tornillo y la correspondiente contrasuperficie del componente. Así pues, el casquillo resulta aquí también aprisionado y existen básicamente inconvenientes similares a los que se describieron más arriba.

En muchas unidades de montaje se utilizan tornillos autolaminantes con sección trilobular en la zona del vástago roscado. Esto permite ciertamente con ventaja la supresión del casquillo como tercer elemento. Por otra parte, existe el peligro de que al enroscar los tornillos en los agujeros pasantes del componente se originen virutas que en combinación con piezas especiales, por ejemplo cajas de cambio de automóviles, no son tolerables. Además un tornillo con sección trilobular presenta el inconveniente de que la proporción entre la superficie de contacto y la superficie teórica de la rosca no es constante en toda la periferia. En el montaje se originan además pares de atornillado desiguales.

La presente invención se basa en el objetivo de presentar una unidad de montaje que se pueda montar previamente o previamente montada, respectivamente, que es también particularmente apropiada para tornillos no autolaminantes, por ejemplo tornillos con rosca métrica y en la que en la unidad previamente montada el tornillo individual adopta un asiento firme, en particular con un eje alineado perpendicularmente. Además, en la posición previamente montada, el tornillo o los tornillos, respectivamente, tienen que quedar sostenidos de manera imperdible en el componente.

De acuerdo con la presente invención esto se consigue en una unidad de montaje del tipo descrito al principio en la que para la puesta a disposición del bloqueo axial y una alineación del eje del tornillo, el diámetro del agujero pasante del componente, el casquillo con su diámetro exterior y su diámetro exterior y el tornillo con su vástago provisto de rosca están dimensionados relativamente entre sí de tal modo que después del premontaje el tornillo atraviesa sin juego el agujero pasante del componente, y para la transmisión de la fuerza axial, la superficie de apoyo del tornillo está configurada de modo que después del montaje entra en contacto directo con el componente, eludiendo el casquillo.

La presente invención se basa sobre la idea de aplicar en la unidad de montaje uno o varios tornillos, incluso aquellos con rosca métrica. Pero se pueden aplicar también tornillos que conforman una rosca, preferentemente aquellos que al enroscarlos conforman una rosca sin arranque de viruta. Se establece una relación coordinada entre el diámetro del agujero pasante del componente, un casquillo a colocar fijo en el agujero pasante, y el dimensionado del tornillo, particularmente en la sección de su vástago provista de rosca, de modo que después del premontaje, el tornillo atraviese, sin el menor juego, el agujero pasante del componente o encaje en éste de manera fija, respectivamente. Con ello no se crea solamente el bloqueo axial, sino que al mismo tiempo se consigue una alineación axial fija del tornillo con relación al componente. Con ello queda determinada la alineación del eje del tornillo, y éste no puede ya ladearse más. Cuando el tornillo sólo atraviesa parcialmente el casquillo situado en el agujero pasante, la rosca del tornillo queda situada en parte en el área del casquillo y en parte en el lado del tornillo encarado a la cabeza, fuera del agujero pasante. Con ello, durante el transporte desde el fabricante de la unidad de montaje previamente montada hasta el que la ha de procesar, la rosca permanece en una posición protegida, de modo que no son de esperar deterioros. El tornillo o los tornillos reciben dentro de los correspondientes casquillos y estos dentro de los agujeros pasantes, con una función hasta aquí mejorada, una posición fija alineada con el eje, en la que se ha aportado también la facultad de imperdible.

El casquillo constituye en cierto modo un elemento de premontaje comparable a un taco para el atornillado del tornillo. La superficie de apoyo del tornillo para la transmisión de la fuerza axial está configurada de modo que entra en contacto directo con el componente eludiendo el casquillo, sin que estando apretado el tornillo la aportación y efecto de la fuerza axial resulte menoscabada. Preferentemente, el casquillo es de material sintético y al realizar el atornillado puede ser deformado por la rosca del tornillo sin que se formen virutas. Cuando el tornillo está apretado el casquillo permanece libre de toda fuerza axial, de modo que no es de esperar que se produzcan fenómenos de asentamiento perjudiciales por relajación de la fuerza de preapriete. Para conseguir un efecto de estanqueidad entre la pieza, el componente y la cabeza del tornillo, puede ser sin embargo conveniente, realizar el dimensionado del casquillo de tal modo que una fuerza axial limitada, necesaria para la consecución de la estanqueidad, se transmita a través del casquillo. Sin embargo, estas fuerzas axiales son comparativamente reducidas, de modo que incluso en un caso así, no son de esperar fenómenos de deformación permanente.

Puede ser conveniente que en la zona del vástago, el tornillo presente anexa a la superficie de apoyo una ranura anular que forma un destalonado, cuyo diámetro es menor que el diámetro interior del casquillo y cuya longitud axial efectiva es mayor que la longitud del casquillo dentro del agujero pasante del componente. Particularmente en el caso que en la posición previamente montada el componente tiene que presentar varios de estos tornillos, de modo que está configurado para un atornillado múltiple con la pieza, es importante que el tornillo, en la zona del vástago entre la superficie de apoyo de la cabeza y la sección roscada, presente una ranura anular que forme un destalonado, cuyo diámetro sea menor que el diámetro interior del casquillo y cuya longitud axial, teniendo en consideración los correspondientes radios de transición, sea mayor que la longitud axial del agujero pasante en el componente. Mediante la disposición fija del tornillo se consigue en la unidad previamente montada, por una parte el bloque axial y la alineación del eje, así como la facultad de imperdible de la unidad de montaje montada. Por otra parte, el tornillo o los tornillos, respectivamente, en la zona de la ranura anular que forma el destalonado, viene a quedar radial y axialmente libre del casquillo dentro del componente, de modo que teniendo en cuenta las tolerancias es posible una adaptación del tornillo o de los tornillos en la pieza. Tan pronto como el tornillo con su rosca ha emergido de la rosca conformada elástica y plásticamente en el casquillo dentro del agujero pasante del componente, el componente, dentro de una medida limitada, se puede mover o adaptar, respectivamente, axial y/o radialmente frente a la pieza. Mediante un posterior apriete del tornillo se proporciona la fuerza de tensión previa. En el caso de la utilización de varios tornillos, un estado tensional inicialmente posible del componente en la pieza debido a la acción de los tornillos, quedará liberado al salir la rosca de los tornillos fuera de los casquillos situados dentro del componente, de modo que el componente se sitúa en una posición relativa no forzada respecto de la pieza. De esta adaptación se puede también hacer uso cuando los tornillos se atornillan a la pieza uno después del otro. Lo mismo es también válido para el atornillado simultáneo de varios o de todos los tornillos a la pieza. En este último caso resulta particularmente ventajoso si se utilizan tornillos autolaminantes de rosca y los agujeros de la pieza en los que entran los tornillos no se proveen de rosca, sino que están configurados únicamente como agujeros previamente colados o mecanizados con arranque de viruta. Con ello se ahorra por una parte la operación de la mecanización de roscas en la pieza y se aprovecha la propiedad de laminación de rosca del tornillo. Se evita una solicitación tensional del componente debido a la acción simultánea de varios tornillos que actúen sobre él, porque cada tornillo lamina su propia rosca en el agujero de la pieza al penetrar en el agujero. Así se tiene automáticamente en consideración las posiciones angulares relativas entre sí de las roscas de los tornillos en el proceso de atornillado. Pero manteniendo las tolerancias correspondientes es también posible unir la unidad de montaje previamente montada compuesta de componente y tornillos con una pieza en la que en los agujeros asignados a los tornillos ya estén contenidas roscas. Esto es válido tanto para el atornillado simultáneo de varios tornillos a una pieza como también para el atornillado de varios tornillos sucesivamente. También en este caso se manifiesta como ventajosa la utilización de casquillos de material flexible, particularmente de material sintético.

En cada tornillo, la rosca puede presentar en el lado opuesto a la cabeza una zona apendicular en la que el diámetro exterior de la rosca está configurado menor que el diámetro interior del casquillo dentro del agujero pasante del componente. Esta coordinación recíproca se ha establecido entre sí de tal modo que, por una parte, el tornillo se puede introducir en el casquillo sirviendo su zona apendicular de guía y por otra parte, sin embargo, en el atornillado en el casquillo se aprovecha la función laminadora de rosca de la rosca del tornillo para por lo menos la deformación elástica del casquillo.

En todos los casos, en la zona de la rosca el vástago del tornillo puede presentar también una sección trilobular. Una sección trilobular de este tipo representa un así llamado cuerpo de sección no circular pero de igual diámetro, es decir, en todos los puntos en la periferia de la sección resulta en la determinación del diámetro la misma medida con 180º de desplazamiento, a pesar de que la sección posee una configuración aproximadamente triangular o de tipo plectro. Una sección trilobular de este tipo cumple además la función de un autocentrado y hace posible, por otra parte, la conformación elástico-plástica de la rosca en el casquillo y dado el caso adicionalmente en la pieza.

El casquillo puede estar configurado de forma que mediante arrastre por fricción y/o arrastre por encaje de forma se pueda asentar fijo en el agujero pasante del componente. Con ello el casquillo queda sostenido asegurado contra giro en el agujero pasante del componente. A este efecto, el agujero pasante del componente y/o el diámetro exterior del casquillo pueden estar configurados no circulares, por ejemplo como polígono, con una nariz radial sobresaliente, con sección ovalada, como cuadrado o similares. El asentamiento fijo mediante arrastre por fricción tiene lugar mediante el correspondiente dimensionado y la entrada a presión del casquillo en el agujero pasante. Esto puede tener lugar de diversas maneras. El casquillo se puede asentar fijo en el agujero pasante, con saliente por ambos lados, con saliente por un lado o sin ningún saliente.

El casquillo situado en el agujero pasante del componente puede presentar un diámetro interior que está configurado mayor que el diámetro del núcleo del vástago provisto de rosca del tornillo. La conformación de una rosca en el casquillo es secundaria, ya que el tornillo, así y todo, al apretarlo se despegará con su rosca del casquillo. Es suficiente, que en la posición previamente montada el tornillo asuma su asiento fijo, alineado e imperdible en el casquillo que actúa como taco.

Para impedir el aprisionado de material del casquillo al apretarlo, el tornillo puede presentar a continuación de la superficie de apoyo una hendidura configurada como ranura de descarga circundante. Esta ranura de descarga es necesaria cuando el casquillo, en la posición entrado a presión en el agujero pasante, presenta un saliente axial y radial hacia el exterior. Por regla general la ranura de descarga estará dispuesta sobre un diámetro menor en el interior y la superficie de apoyo sobre un diámetro mayor en el perímetro exterior.

En la zona del agujero pasante, el casquillo puede presentar una altura mayor que el componente y en la cara encarada a la cabeza del tornillo un cuello que sobresalga radialmente por encima del agujero pasante o partes saledizas correspondientes, que limitan la entrada a presión del casquillo en el agujero pasante del componente. El cuello y las partes saledizas constituyen al mismo tiempo un tope con ocasión del atornillado del tornillo e impiden que el casquillo sea expulsado fuera del agujero pasante. Incluso sin cuello y partes saledizas, el casquillo, por lo menos en la cara encarada a la cabeza del tornillo fuera de la altura del componente y en la zona del agujero pasante, puede estar configurado expansible mediante el atornillado del tornillo, de modo que la parte salediza del casquillo que se extiende hacia el exterior, al enroscar el tornillo forma un tope radialmente saliente.

El casquillo puede presentar también, o adicionalmente, en el lado opuesto a la cabeza del tornillo una prolongación axial sobresaliente por encima del agujero pasante del componente, que forma un nervio de expansión, para garantizar un asiento firme del tornillo en la unidad previamente montada.

El tornillo puede presentar en el extremo libre de su vástago un apéndice centrador exento de rosca que posee un diámetro exterior menor que el diámetro interior del casquillo. Este apéndice centrador es práctico al enroscar el tornillo en el casquillo por una parte y en el agujero para la rosca o en la rosca de la pieza.

El casquillo puede presentar un diámetro interior que está configurado mayor que el diámetro de flancos e inferior al 90% del diámetro exterior de la rosca en el vástago del tornillo. El diámetro del agujero pasante se sitúa pues dentro de la gama comprendida entre ambos límites. Si se mantienen estos límites, la resistencia al enroscar el tornillo en el casquillo es todavía suficientemente pequeña. La fuerza de tensión previa necesaria puede aplicarse después del atornillado, en debida forma y reproducible. Mediante una particular configuración de su cuello del lado de la cabeza, el casquillo puede comprimirse de tal modo al apretar el tornillo, que cumpla la función de un elemento de junta efectivo debajo de la cabeza del tornillo. Para ello tiene lugar una coordinación dimensional del cuello del casquillo con relación a la escotadura en la cabeza del tornillo. De esta forma, al apretar el tornillo, tampoco introduce material sintético del casquillo bajo la presión de apriete. Así pues, tampoco existe el peligro de una deformación inadmisible y en consecuencia de una pérdida de tensión de pretensado en la unión por tornillos.

La presente invención se explica y describe más detalladamente a base de ejemplos de realización preferidos. Los dibujos ilustran:

Fig. 1 una representación en sección de una primera forma de realización de la unidad de montaje al aplicarla a una pieza,

Fig. 2 una representación en sección de una parte de la unidad de montaje según la figura 1 después de su montaje a la pieza,

Fig. 3 una vista en planta del componente según la figura 1,

Fig. 4 una segunda forma de realización de una parte de la unidad de montaje al aplicarla a una pieza,

Fig. 5 una tercera forma de realización de una parte de la unidad de montaje al aplicarla a una pieza,

Fig. 6 una vista en planta del componente según la figura 5,

Fig. 7 una cuarta forma de realización de una parte de la unidad de montaje al aplicarla a una pieza, y

Fig. 8 una vista en planta del componente según la figura 7.

En la figura 1 se halla representada una unidad de montaje 1 con una zona parcial que sirve para la explicación. La unidad de montaje 1 está constituida por un componente 2 y por lo menos un tornillo 3. En los dibujos, y con carácter general, se halla representado en cada caso solamente un tornillo 3 en combinación con un componente 2. Se sobreentiende que en un componente 2 pueden estar también particularmente previstos varios tornillos 3 con una separación correspondiente entre sí.

El tornillo 3 presenta una cabeza 4, que de manera ya conocida está configurada para la aplicación de una llave para hacerlo girar, y un vástago 5. La cabeza 4 posee en la transición al vástago 5 una superficie de apoyo 6, que finalmente al montar la unidad de montaje 1 a una pieza 7 vendrá a apoyarse sobre el componente 2. El vástago 5 de cada tornillo 3 presenta a partir de la cabeza 4 o de la superficie de apoyo 6, respectivamente, una ranura anular 8 que se extiende a lo largo de una longitud axial 9 del vástago 5. A la ranura anular 8 se le adjunta una rosca 10, que está configurada aquí como rosca métrica, y que se extiende más o menos a través de toda la longitud del vástago 5 a continuación de la ranura anular 8. Pero el vástago 5 puede presentar también (Fig. 4) en la zona de la rosca 10 del vástago 5 una sección 11 trilobular, indicada mediante un trazado curvilíneo. La rosca 10 en el vástago 5 presenta un diámetro del núcleo 12 y un diámetro exterior 13. El diámetro de flancos de la rosca 10 se determina según la fórmula ya conocida. En el extremo libre del vástago 5 puede estar prevista una zona apendicular 14 de forma cónica. Adicionalmente, y tal como está representado, puede estar previsto un saliente centrador 15. A lo largo del vástago 5 del tornillo laminador de rosca 3 (Fig. 4) siguen a la zona apendicular 14 en dirección a la cabeza 4 una zona laminadora de rosca 16 y una zona de alisado.

En el componente 2 y en el punto previsto al efecto, se ha previsto un agujero pasante 17, que presenta una sección trilobular (Fig. 3). El agujero pasante puede también consistir en un agujero pasante (Fig. 6) en el componente 2. Ya se entiende que el componente 2, en los puntos previstos al efecto presentará para cada tornillo 3 un agujero pasante 17 de este tipo.

El agujero pasante 17 en el componente 2 está particularmente configurado no circular, es decir, por ejemplo, trilobular, como está representado en la figura 3, o poligonal como se ve en la figura 8. Puede poseer una escotadura radial o también estar configurado como agujero oblongo. Todas estas secciones no circulares del agujero pasante 17 tienen como objeto poder alojar un casquillo 18, asegurado contra giro. El casquillo 18 constituye un elemento de premontaje similar a un taco y sirve para el alojamiento del tornillo 3 en el componente 2, de tal modo, que en la posición previamente montada el eje 19 del tornillo 3 quede alineado perpendicular al componente 2 o a la pieza 7, respectivamente. El casquillo 18 puede presentar una extensión axial mayor que la que corresponde al espesor del componente 2. Particularmente, puede estar previsto un cuello 20 que se apoya exteriormente sobre la superficie del componente 2 y forma un tope que impide una penetración más profunda o un paso del casquillo entero a través del componente 2 bajo el efecto de la presión sobre él ejercida. En el otro lado, es decir el encarado a la pieza 7, el casquillo 18 puede sobresalir en una cierta medida por encima del componente 2 y estar provisto allí de una prolongación, que particularmente forma un nervio de expansión 21. Con ello el casquillo 18 queda firmemente sostenido en sentido axial en ambas direcciones. El saliente axial del nervio de expansión 21 debería solamente estar previsto cuando esto se puede aplicar constructivamente sin menoscabo de la tensión previa, por ejemplo cuando se utiliza una junta 22 entre el componente 2 y la pieza 7, cuya altura es mayor que el saliente axial del nervio de expansión 21 del casquillo 18. El casquillo 18 es de material sintético, que en comparación con un casquillo de chapa está configurado considerablemente más elástico, como es por ejemplo necesario para compensar un desplazamiento de centros en el caso de enroscar varios tornillos 3 a una pieza 7.

En la zona alrededor del vástago 5, que queda encerrada por la superficie de apoyo 6, el tornillo 3 presenta una cavidad circundante 23, que está configurada y destinada para el alojamiento del cuello 20 del casquillo 18. El dimensionado está realizado de tal modo que el cuello 20 se aloja dentro de la cavidad 23 con suficiente juego tanto en sentido axial como radial, cuando se aprieta el tornillo. En este estado (Fig. 2), la cavidad 23 admite con juego el material del cuello 20 del casquillo 18, de modo que la transmisión de la fuerza axial sobre el componente 2 a través de la superficie de apoyo 6 no resulta mermada. Particularmente, entre la superficie de apoyo 6 y la superficie del componente 2 no se aprisiona ningún material sintético, lo cual podría conducir a fenómenos de deformación permanente.

En la pieza 7 se ha previsto, adaptado al tornillo 3 un taladro 24 provisto de rosca 25 que está adaptada a la rosca 10 del tornillo 3. El taladro 24 está provisto de un chaflán 26 en la parte de arriba (Fig. 1 y 5) que sirve para facilitar la introducción del apéndice centrador 15 en el taladro 24 o de la zona apendicular 14, respectivamente.

El premontaje de la unidad de montaje compuesta por un componente 2 y por lo menos un tornillo 3 por medio del casquillo 18 se puede realizar de diversas formas. En una primera forma de montaje se introduce el casquillo 18, asegurado contra giro, en el agujero pasante 17 del componente 2. A continuación se introduce el tornillo 3 en el casquillo 18 y se atornilla aproximadamente hasta el punto que se puede reconocer en la figura 1. Con ello el casquillo 18 se expande radialmente. Refuerza su asiento asegurado contra giro y mantiene el tornillo alineado con su eje 19. Se entiende que por regla general el componente 2 está provisto de varios de estos tornillos 3. La unidad de montaje se coloca entonces sobre la pieza 7 tal como muestra esto la figura 1 en una paso intermedio. A continuación tiene lugar el atornillado de los tornillos 3, lo cual puede tener lugar simultáneamente o también uno después de otro. Con ello los salientes centradores 15 se introducen dentro de los taladros 24. A consecuencia de la elasticidad del material sintético de los casquillos 18 estos pueden desviarse recíprocamente de manera limitada y compensar mutuamente un desplazamiento de los ejes 27 de varios taladros 24 en la pieza 7. Las roscas 10 encajan entonces en las roscas 25 y al final del proceso de atornillado resulta en cada tornillo 3 una posición relativa, como se puede reconocer en la figura 2. Cada tornillo ha emergido con su rosca 10 del casquillo 18 y se ha liberado del mismo. En esta posición el casquillo 18 no ejerce ninguna función. La tensión previa se transmite exclusivamente a través de la superficie de
apoyo 6.

Sin embargo en el montaje es también posible poner primero en contacto los casquillos 18 con los tornillos 3, es decir deslizarlos sobre la rosca 10. Estas unidades compuestas por el tornillo 3 y el casquillo 18 se pueden entonces introducir cada una a presión en un agujero pasante 17 del componente 2. También aquí se aprovecha la flexibilidad elástico-plástica del material sintético del casquillo 18 para una fase del montaje de esta índole. El apriete y la deformación elástica tienen lugar entonces del mismo modo como ya se describió más arriba. Resulta entonces una posición final que se puede observar a su vez en la figura 2.

Para que el tornillo 3 situado dentro del casquillo 18 se aloje firmemente en su posición exacta y alineado dentro del componente 2, el casquillo 18 posee un diámetro interior 28 que está configurado menor que el diámetro exterior 13 del vástago 5 provisto de la rosca 10 del tornillo 3. Mediante la coordinación de ambos diámetros entre sí se determina también el efecto expansor del tornillo sobre el casquillo 18.

En la figura 4 se halla representada e ilustrada otra forma de realización de la unidad de montaje. En muchos aspectos coincide con la forma de realización de las figuras 1 a 3, por lo cual se puede remitir a la descripción allí efectuada. Únicamente la rosca 10 del tornillo 3 no está configurada aquí como rosca métrica sino como una rosca 10 autolaminante con una sección trilobular 11. En consecuencia en la pieza 7 se halla únicamente un taladro perforado, en el que el filete del tornillo 3 engendra su rosca hembra al atornillarlo. El casquillo 18 está configurado aquí con una extensión axial comparativamente menor. Posee un cuello saliente 20 como tope para limitar la entrada a presión del casquillo 18 en el agujero pasante 17, que posee aquí asimismo una sección trilobular (Fig. 3). En el extremo inferior del casquillo 18 falta un nervio de expansión 21, de modo que un casquillo 18 de este tipo es particularmente apropiado para ser entrado a presión axialmente colocado juntamente con un tornillo 3 en la perforación 17 del componente 2.

Finalmente en las figuras 5 y 6 se halla representada e ilustrada una tercera forma de realización de la unidad de montaje. El tornillo 3 posee aquí un hueco hexagonal 29 y una rosca 10 autolaminante con sección trilobular 11. En consecuencia el tornillo 3 está configurado como autolaminante y opera conjuntamente con un taladro 24 de la pieza 7.

La longitud axial del casquillo 18 está aquí adaptada al espesor del componente 2, de forma que este casquillo 18 se puede entrar a presión en el agujero pasante 17 del componente 2. Mediante el subsiguiente atornillado del tornillo 3 el casquillo 18 recibe su asiento fijo no giratorio, mientas que el tornillo 3 incluso después de iniciada su introducción en el taladro 24 de la pieza 7 se puede seguir girando, sin que el casquillo 18 salga de su asiento fijo en el componente 2. Como que el casquillo 18 no sobresale axialmente por ambos lados, este diseño se puede aplicar con ventaja cuando no existe una junta 22. El casquillo 18 puede presentar arriba un chaflán 30, que permite facilitar la introducción del tornillo 3 en el casquillo 18 en el premontaje de la unidad de montaje. El casquillo 18 puede presentar en su diámetro exterior una sobremedida frente al taladro pasante 17, para favorecer el asiento firme después del proceso de entrada a presión y conseguir mediante el arrastre por fricción el alojamiento asegurado contra giro. También es posible anclar el casquillo 18 en el agujero pasante 17 mediante la utilización de un adhesivo o algo semejante. Sin embargo, por lo general no son necesarias tales medidas particulares.

En las figuras 7 y 8 se halla ilustrada una cuarta realización de la unidad de montaje. El tornillo 3 posee aquí una cabeza 4 con una sección lobulada. La hendidura 23 a continuación de la superficie de apoyo 6 presenta aquí una extensión axial más pequeña que el cuello 20 del casquillo 18, de modo que en estado apretado se consigue un efecto de junta en este punto. El agujero pasante 17 en el componente 2 posee aquí una sección octogonal. En consonancia con esto el casquillo 18 presenta exteriormente una sección correspondientemente configurada, para que el casquillo 18 quede alojado asegurado contra giro en el componente 2. Por lo demás existen aspectos comunes correspondientes al ejemplo de realización de las figuras 1 a 3.

En el caso de la pieza 7 se puede tratar, por ejemplo, de una estructura inferior, una caja de cambios o una pieza similar. El elemento 2 puede ser una pieza superior, una cubierta de una caja o un elemento similar. En el montaje de la unidad de montaje 1 a la pieza 7 puede ser necesario o conveniente incorporar una junta 22 que por su parte presente una perforación correspondientemente dimensionada. El taladro 24 de la pieza 7 está convenientemente provisto de un chaflán 26 que sirve para facilitar la introducción del apéndice centrador 15 del vástago 5 del tornillo 3.

Lista de los números de referencia

1-

Unidad de montaje

2-

Componente

3-

Tornillo

4-

Cabeza

5-

Vástago

6-

Superficie de apoyo

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7-

Pieza

8-

Ranura anular

9-

Longitud axial

10-

Rosca

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11-

Sección trilobular

12-

Diámetro del núcleo

13-

Diámetro exterior

14-

Zona apendicular

15-

Apéndice centrador

16-

Zona laminadora de rosca

17-

Agujero pasante

18-

Casquillo

19-

Eje

20-

Cuello

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21-

Nervio de expansión

22-

Junta

23-

Hendidura

24-

Taladro

25-

Rosca

26-

Chaflán

27-

Eje

28-

Diámetro interior

29-

Hueco hexagonal

30-

Chaflán

Claims (10)

1. Unidad de montaje (1) compuesta por un componente (2) y por lo menos un tornillo (3) así como por un casquillo (18) asignado a cada tornillo, en la que el componente (2) presenta un agujero pasante (17) para cada tornillo (3), cada tornillo (3) una cabeza (4) que sirve para su accionamiento, provista de una superficie de apoyo (6) encarada al componente (2) y un vástago (5) provisto por lo menos parcialmente de una rosca (10), y la unidad de montaje (1) se puede montar con el tornillo (3) a una pieza (7), y el casquillo (18) está configurado de modo que se puede introducir en el agujero pasante (17) quedando asentado fijo en este agujero pasante (17) y mediante un bloqueo axial está unido, asegurado contra pérdida, con el tornillo (3) y el componente (2), caracterizada porque para la puesta a disposición del bloqueo axial y de una alineación del eje del tornillo (3), el manguito (18) con su diámetro exterior y su diámetro interior (28) y el tornillo (3) con su vástago (5) provisto de la rosca (10) están dimensionados de tal modo relativamente entre sí, que después del premontaje de la unidad de montaje el tornillo (3) atraviesa sin juego el agujero pasante (17) del componente (2), y porque para la transmisión de la fuerza axial, la superficie de apoyo (6) del tornillo (3) está configurada de modo que, eludiendo el casquillo (18), una vez realizado el montaje entra en contacto directo con el componente (2).

2. Unidad de montaje según la reivindicación 1, caracterizada porque en la zona del vástago (5) y anexa a la superficie de apoyo (6) el tornillo (3) presenta una ranura anular (8) que forma un destalonado cuyo diámetro es menor que el diámetro interior (28) del casquillo (18) y cuya longitud axial (9) efectiva es mayor que la longitud del casquillo (18) en el agujero pasante (17) del componente 2.

3. Unidad de montaje según la reivindicación 1, caracterizada porque el casquillo (18) está configurado de modo que se puede asentar fijo en el agujero pasante (17) del componente (2) mediante arrastre por fricción y/o arrastre por encaje de forma.

4. Unidad de montaje según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el casquillo (18) situado en el agujero pasante (17) del componente (2) presenta un diámetro interior (28) que está configurado mayor que el diámetro del núcleo (12) del vástago (5) provisto de la rosca (10) del tornillo (3).

5. Unidad de montaje según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el tornillo (3), para impedir el aprisionamiento del material del casquillo (18) al realizar el apriete, anexa a la superficie de apoyo (6) presenta una hendidura (23) circundante configurada como ranura de descarga.

6. Unidad de montaje según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque en la zona del agujero pasante (17), el casquillo (18) presenta una altura mayor que el componente (2) y en el lado encarado a la cabeza (4) del tornillo (3) presenta un cuello (20) o salientes correspondientes que sobresalen radialmente por encima del agujero pasante (17), que limitan el asentamiento fijo en el agujero pasante (17) del componente (2).

7. Unidad de montaje según la reivindicación 6, caracterizada porque el casquillo (18), por lo menos en el lado encarado a la cabeza (4) del tornillo (3), fuera de la altura del componente (2) en la zona del agujero pasante (17), está configurado expansible mediante el atornillado del tornillo (3).

8. Unidad de montaje según la reivindicación 1, 6 o 7, caracterizada porque el casquillo (18), en la cara opuesta a la cabeza (4) del tornillo (3) presenta una prolongación que sobresale axialmente por encima del agujero pasante (17) en el componente, que forma un nervio de expansión (21).

9. Unidad de montaje según la reivindicación 1, caracterizada porque el tornillo (3), en el extremo libre de su vástago (5) presenta un apéndice centrador (15), que posee un diámetro exterior menor que el diámetro interior (28) del casquillo (18).

10. Unidad de montaje según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el casquillo (18) presenta un diámetro interior (28) que está configurado mayor que el diámetro de flancos y menor que el 90% del diámetro exterior (13) de la rosca (10) del vástago (5) del tornillo (3).