ES2258602T3 - Arandela, elemento de fijacion provisto de una arandela y procedimiento y herramienta motorizada para fijacion, usando la arandela. - Google Patents

Abstract

Una arandela (6) para colocar entre un objeto (2) y una tuerca (5) conectada a modo de rosca con un perno (1) que tiene un eje (A2) y se introduce en el objeto, incluyendo el objeto (2) al menos dos partes para ensamblarse, comprendiendo la arandela un cuerpo (7) que tiene un eje (A1) y provisto de una primera superficie lateral de soporte (8) localizada en un lado axial, adaptada para cooperar con la tuerca (5) y que tiene una fricción lateral con la tuerca, una segunda superficie lateral de soporte (9) localizada en un lado axial opuesto, adaptada para cooperar con un objeto (2) y que tiene una fricción lateral con el objeto y una tercera superficie (10) adaptada para cooperar con una rosca del perno (1) de manera resistente al giro y localizada dentro de dicho cuerpo (7), incluyendo dicho cuerpo una parte más interna radialmente (7¿) que tiene una superficie externa radialmente y medio de engranaje de la rosca del perno (11) formado en dicha tercera superficie resistente al giro para conectarse con una rosca del perno (1) e incluyendo también una parte externa radialmente (7¿) que tiene una superficie interna radialmente, caracterizada porque dichas superficies externa e interna radialmente de dichas partes interna (7) radialmente y externa (7¿) radialmente cooperan una con otra de modo que dicha parte interna (7) radialmente no puede girar libremente dentro de dicha parte externa (7¿) radialmente durante el apriete pero se desplaza axialmente en relación con dicha parte externa radialmente hasta el alargamiento del perno, de modo que cuando la tuerca (5) se hace girar con un par de torsión dado en una dirección y dicho cuerpo de la arandela (6) recibe simultáneamente dicho par de torsión dado en una dirección opuesta, sólo la tuerca (5) gira para alargar o relajar el perno (1) aunque dicho cuerpo de la arandela (6) permanece en rotación estacionaria y el perno no gira pero se alarga o relaja en una dirección axial.

Description

Arandela, elemento de fijación provisto de una arandela y procedimiento y herramienta motorizada para fijación, usando la arandela.

La presente invención se refiere a una arandela, un fijador provisto de una arandela y un procedimiento de y una herramienta mecánica para fijar con el uso de la arandela.

Se sabe fijar objetos entre sí con un fijador que tiene una tuerca de recambio con varias partes, por ejemplo que incluya un manguito interno, un manguito externo y una arandela. Tal tuerca de recambio se describe por ejemplo en el documento US 5.341.560. Otra tuerca de recambio se describe en el documento US 6.254.323, en el que un perno tiene un ranurado debajo de su rosca superior, al que no está conectada de manera giratoria una arandela y el perno también tiene un medio de engranaje para aplicar una fuerza de reacción, mientras que una fuerza activa de la misma herramienta hace girar la tuerca en la rosca del perno y la superficie de la arandela. En el fijador descrito en ambas patentes mencionadas anteriormente, las características comunes son el uso de la fuerza de acción y reacción de una herramienta, la eliminación de las palancas de reacción en las herramientas mecánicas de par de torsión, la conversión de par de torsión a extensión de perno de torsión libre y la obtención por primera vez de la carga del perno residual deseada en lugar de un par de torsión, que se estima basado en las fricciones calculadas en lugar de las fricciones reales o una tensión, que se basa en la relajación del perno estimada si la fuerza se transmite desde el perno alargado a la tuerca de ajuste manual.

El problema encontrado en la industria con el fijador descrito en el documento US 5.341.560 es que, como la tuerca tiene que estar hecha con dos manguitos cuyo diámetro exterior tiene que igualarse con el diámetro exterior de una tuerca normal, ambos manguitos tienen menos material que una tuerca normal. Esto requiere el uso de materiales muy resistentes, lo que provoca reticencia por parte de los clientes al cambiar materiales y temor a lo desconocido. En el fijador descrito en el documento US 6.254.323, el perno necesita modificarse, lo que no es muy costoso pero no es fácilmente aceptable por la industria. En otras palabras, el fijador descrito en el documento US 5.341.560 requiere la modificación de la tuerca, mientras que el fijador descrito en el documento US 6.254.323, requiere modificación del perno. Además, ambas versiones son caras de producir, lo que se añade a la reticencia de los consumidores a adquirir estos fijadores.

El documento US-A-1.678.409, describe una arandela según el preámbulo de la reivindicación 1.

Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar una arandela, un fijador provisto de una arandela y un procedimiento de y una herramienta mecánica para fijar con el uso de la arandela, que evite las desventajas de la técnica anterior.

Teniendo en cuenta estos objetivos, un aspecto de la presente invención proporciona una arandela según la reivindicación 1. En particular la arandela tiene un cuerpo que tiene un eje y está provisto de una primera superficie lateral de soporte localizada en un lado axial y adaptada para cooperar con una tuerca y una segunda superficie lateral de soporte localizada en un lado axial opuesto y adaptada para cooperar con un objeto. Al menos una tercera superficie resistente al giro de la arandela se adapta para cooperar con una rosca del perno, de modo que cuando la tuerca se hace girar con un par de torsión dado en una dirección y dicho cuerpo de la arandela recibe simultáneamente dicho par de torsión en una dirección opuesta, sólo gira la tuerca para alargar o relajar el perno mientras que el cuerpo de la arandela y el perno permanecen en un giro estacionario.

Otro aspecto de la presente invención proporciona un fijador roscado para poner en contacto al menos dos partes que forman un objeto, según la reivindicación 15. El fijador comprende un perno que tiene una rosca y un eje y que se introduce en el objeto; una tuerca que puede atornillarse en el perno y una arandela para aplicar entre la tuerca y el objeto. En particular, la arandela tiene un cuerpo que tiene un eje y está provisto de una primera superficie lateral de soporte localizada en un lado axial y adaptada para cooperar con la tuerca y una segunda superficie lateral de soporte localizada en un lado axial opuesto y adaptada para cooperar con el objeto. Al menos una tercera superficie resistente al giro de la arandela se adapta para cooperar con una rosca del perno, de modo que cuando la tuerca se hace girar con un par de torsión dado en una dirección y dicho cuerpo de la arandela recibe simultáneamente dicho par de torsión en una dirección opuesta, sólo gira la tuerca para alargar o relajar el perno mientras que el cuerpo de la arandela y el perno permanecen en un giro estacionario.

Todavía otro aspecto de la presente invención proporciona un procedimiento de ensamblaje de al menos dos partes entre sí, según la reivindicación 16. En particular, el procedimiento comprende las etapas de introducir un perno que tenga una rosca en las al menos dos partes de modo que un extremo libre del perno se desplace hacia fuera más allá de al menos un lado de las al menos dos partes; colocar una arandela de fricción en dicha parte del extremo libre de dicho perno de modo que dicha arandela de fricción se engrane con dicha rosca de dicho perno para crear una fricción al girar entre dicha arandela y dicho perno y de modo que esté contiguo al menos a un lado de las al menos dos partes; conectar a rosca una tuerca a dicha porción de extremo libre de dicho perno de modo que esté contiguo a la arandela de fricción y para formar una unidad y colocar una herramienta mecánica de par de torsión en la unidad de modo que se apriete o afloje la tuerca con una porción giratoria de dicha herramienta mecánica de par de torsión conectada a la tuerca para reducir la fricción de rosca con el perno y una fricción lateral con la arandela de fricción para hacer girar la tuerca y con una parte de reacción de la herramienta mecánica de par de torsión conectada a la arandela para absorber una fuerza de reacción debida a una fricción lateral de la arandela de fricción con la tuerca, con una fricción lateral de la arandela con al menos dicho lado de las partes del objeto y una fricción de giro el perno seleccionado de modo que la arandela y el perno no giren pero absorban la fuerza de reacción de la herramienta mecánica de par de torsión.

Todavía otro aspecto de la presente invención proporciona una unidad que incorpora una herramienta mecánica para fijar objetos, según la reivindicación 17. La herramienta mecánica comprende una caja provista de un elemento no giratorio; un sistema de mando en dicha caja y provisto de un elemento de activación giratorio y una parte de fijador que incluye un perno que tiene una rosca y un eje y puede introducirse en partes formando un objeto, una tuerca que puede atornillarse en dicho perno y cooperar con dicho elemento de activación giratorio y una arandela para utilizar entre dicha tuerca y dicho objeto y cooperar con dicho elemento no giratorio. En particular, la arandela tiene un eje y está provista de una primera superficie lateral de soporte localizada en un lado axial y adaptada para cooperar con dicha tuerca, una segunda superficie lateral de soporte localizada en un lado axial opuesto y adaptada para cooperar con dicho objeto y al menos una tercera superficie resistente al giro adaptada para cooperar con dicha rosca de dicho perno, de modo que cuando el elemento activador hace girar dicha tuerca con una fuerza activa dada en una dirección y dicha arandela se mantiene estacionariamente mediante una fuerza reactiva aplicada mediante dicho elemento no giratorio de dicha caja, sólo dicha tuerca gira para apretar o aflojar dicho perno y dicha arandela permanece estacionaria en el giro mientras que dicho perno se alarga o relaja en una dirección axial.

Una característica preferida de la presente invención es que la tercera superficie resistente al giro de la arandela aumenta su resistencia al giro y/o su resistencia hacia un movimiento axial durante el uso según el aumento en la fricción de arrastre creada por la tuerca en el perno cuando está bajo tensión, al tener la superficie resistente al giro apretada adicionalmente en la rosca del perno y contra el interior de una de las partes de la arandela como resultado de la fricción de arrastre del perno o de la fuerza de giro aplicada a la arandela si la fuerza dada se aplica en la dirección opuesta.

Según otra característica opcional de la presente invención, la porción de resistencia al giro de la arandela tiene por ejemplo un anillo que tiene un lado interior engranado en la rosca del perno y un lado externo que tiene dientes de engranaje para hacer girar un engranaje que engrana en los dientes de engranaje del anillo y también engrana en el lado interior del cuerpo de la arandela con dos áreas de fricción lateral, por lo que el engranaje se conecta a una placa entre el cuerpo de la arandela y el objeto de modo que cuando el perno gira junto con la tuerca, la porción de resistencia al giro de la arandela quiere girar en la misma dirección, intentando girar el engranaje, que a su vez intenta girar el cuerpo de la arandela en la dirección opuesta a la fricción de deslizamiento aplicada a su superficie lateral de soporte mediante la tuerca de modo que el perno y la arandela con sus partes permanecen en giro estacionario aunque la tuerca gire.

Como la fricción de arrastre creada por la tuerca en el perno puede ser bastante alta, la tuerca no disminuye de ningún modo la carga del perno que resulta de par de torsión aplicado a la tuerca cuando el perno todavía permanece parado. El objetivo de la presente invención es que el perno deje de girar junto con la tuerca, pero permitir que el perno se mueva en una dirección axial cuando la tuerca gira. Por lo tanto, para que el perno deje de girar con o en la tercera superficie de resistencia al giro de la arandela cuando la fricción de arrastre es alta, puede introducirse entre la superficie interna de la parte exterior de la arandela y la superficie externa de la parte interior de la arandela una cuña para aumentar la fricción de giro creada por la superficie de resistencia al giro de la arandela con el perno.

La parte de la cuña puede, pero no tiene por qué, sobresalir sobre la primera superficie de soporte. Cuando sobresale y la tuerca gira en ella, la parte de la cuña baja y calza la superficie resistente al giro en la rosca del perno para parar cualquier giro en relación con él. Cuando no sobresale y la superficie de resistencia al giro se mueve hacia arriba como resultado del giro del perno, el movimiento hacia arriba produce una presión contra la rosca del perno que hace que el perno pare de girar, en cuyo caso está mejor localizado dentro de los dos lados de soporte de la arandela de modo que también se elimina el giro de la superficie resistente al giro de una parte de la arandela en relación con la otra parte de la arandela. Por lo tanto, cuando el perno gira junto con la tuerca y la superficie de resistencia al giro se levanta como resultado de esto, la superficie de resistencia al giro se presiona más en la rosca del perno, el perno para de girar como resultado de esto y la superficie de resistencia al giro se eleva sólo con la extensión del perno creada por la tuerca al girar.

Si se diseñan la arandela y el fijador según la presente invención y el procedimiento se lleva a cabo según la presente invención, pueden usarse tuercas normales y pernos normales. En otras palabras, el cliente puede usar lo que quiera añadiendo simplemente una arandela. El beneficio es bastante destacable. En primer lugar, el producto es mucho menos caro que cada uno de los productos de las patentes anteriormente mencionadas. En segundo lugar, el cliente usa los pernos y tuercas que le parezcan adecuados. En tercer lugar, en vez de afectar a una parte de la tuerca directamente, como en el documento US 5.341.560 o indirectamente, como en el documento US 5.946.789 al pasar la fuerza de reacción a través de la arandela a una parte de la tuerca, la fuerza de reacción es absorbida únicamente por la arandela. Además, la solución propuesta en la presente solicitud proporciona beneficios idénticos a las soluciones descritas en las patentes anteriormente mencionadas, algunas de las cuales son un alargamiento de libre torsión de la porción libre del perno, un coeficiente de fricción conocido y por tanto una carga del perno conocida, un uso de la herramienta de par de torsión hidráulica sin palanca de reacción, sin llave de tuercas y automático y la extensión del perno de libre arrastre y desplazamiento. En otras palabras, el par de torsión se convierte en el alargamiento del perno libre de carga de torsión y lateral para la carga de perno deseada por medio de una herramienta mecánica de par de torsión, que puede aplicarse también a arandelas normales de par de torsión con un miembro de reacción. Es necesario considerar que la mayoría de los pernos de la industria son pernos pasantes con una tuerca en el otro lado o pernos ciegos enroscados en la parte inferior de las dos partes.

El casquillo de retención de la herramienta mecánica, que está conectado al elemento no giratorio de la caja de la herramienta mecánica, puede engranar la arandela de la invención, por ejemplo mediante una clavija entre el casquillo y las muescas de la esquina hexagonal de la arandela. La eliminación de la palanca de reacción, conectada normalmente a la caja de protección (cilíndrica) del motor de una herramienta de par de torsión, elimina la torsión interna de la herramienta, haciéndola además más fiable. Además, el funcionamiento llega a ser más seguro debido a la eliminación de puntas de espolón ya que la herramienta no tiene palanca de reacción y no necesita estar fija frente a un punto de reacción durante el funcionamiento y las llaves de tuercas ya no son necesarias ya que el perno y por lo tanto la tuerca del otro lado ya no giran. Además, la tuerca no raya ni roza la superficie del objeto.

Se sabe que si una herramienta mecánica de par de torsión se aplica a un fijador de modo que la tuerca gire por la fuerza activa de la herramienta mecánica de par de torsión y la reacción se absorbe mediante una arandela normal por debajo de la tuerca, entonces tanto la tuerca como la arandela giran a discreción o el perno gira junto con la tuerca y no se logra nada, o el extremo del perno se aprieta en el orificio ciego provocando que las roscas internas sobresalgan más, lo que hace que se desmonte con mucha dificultad. La razón de esto es que la tuerca tiene dos áreas de fricción, la conexión enroscada con el perno que crea una fricción de arrastre y el área lateral con la arandela, por lo que la arandela tiene un área lateral con la tuerca y un área lateral con las dos partes para ensamblarse. En otras palabras, ambas tienen dos áreas de fricción. Aunque sea correcto que una fricción de enroscamiento es un poco menor que una fricción lateral, la diferencia es mínima ya que la fricción lateral entre la arandela y la tuerca se mantiene, de modo que hay solamente una mínima diferencia entre la tuerca y la arandela. Al mismo tiempo, si el perno es un perno pasante, la fricción de la rosca entre el perno y la tuerca y por tanto la resistencia al giro del perno es obviamente mucho menor que la fricción lateral de la arandela y aunque la arandela absorbiera la fuerza de reacción sin girar, el perno giraría junto con la tuerca y no se lograría nada a menos que se usara una llave de tuercas para que la tuerca deje de girar. Por lo tanto, no es suficiente que sólo gire la tuerca, que es por lo que la tercera área de fricción tiene que introducirse en la arandela. Esto, sin embargo, no es suficiente garantía que sólo gire la tuerca.

Por otro lado, si la arandela según la presente invención está conectada con la rosca del perno, el perno no puede girar junto con la tuerca ya que la arandela tendrá que elevarse, lo que no puede ser ya que la tuerca está en la parte superior. Esto haría imposible el alargamiento del perno que resulta de la bajada de la tuerca. La presente invención proporciona por lo tanto una sección de la arandela que engrana con la rosca del perno, que está conectada con la rosca del perno. Como esto sólo no ayudaría ya que esta sección podría moverse junto con el perno al girar o ascender si el perno gira en ella. Esto a su vez podría permitir al perno girar junto con la tuerca cuando la sección gira o sube. Por lo tanto, según una nueva característica más de la presente invención, el medio de engranaje de la rosca del perno se conecta con fricción con el cuerpo de la arandela, de modo que su movimiento rotacional o hacia arriba es sometido a una fricción mayor que una fricción de arrastre creada en el perno por la tuerca al girar, para hacer que el perno pare de girar. Esta fricción, junto con las dos fricciones laterales de la arandela, asegura que el perno no se mueva junto con la tuerca, que el perno se extienda y que la arandela y su sección de engranaje de la rosca del perno no gire mientras que está girando la tuerca.

Es importante entender que cuando el perno gira junto con la tuerca como resultado de la fricción de arrastre y la sección de engranaje de la rosca del perno gira junto con el perno o se mueve hacia arriba en la arandela, no se consigue nada. Esto explica por qué cualquier movimiento de la sección de engranaje de la rosca del perno tiene que estar restringido por necesitar una fuerza mayor que la ejercida por la fricción de arrastre creada por la tuerca en el perno incluso cuando el perno está bajo carga. Esto puede lograrse de varias maneras como se explica mediante algunos ejemplos que figuran a continuación sin limitar la invención.

Si la fuerza de reacción de la herramienta se aplica a la parte exterior de la arandela a través de medios de engranaje de la misma, es también posible tener una clavija o similar conectada a un extremo de la sección de engranaje de rosca y que tenga su otro extremo sobresaliendo de la circunferencia de la arandela de modo que cuando la herramienta esté conectada a la arandela la clavija es empujada hacia dentro, empujando la sección de engranaje de rosca hacia dentro en la rosca del perno.

La invención se entenderá mejor a partir de la siguiente descripción de formas de realización específicas, dadas sólo a modo de ejemplo, cuando se lean junto con los dibujos adjuntos, en los que:

las figuras 1-6 son vistas de un fijador de rosca provisto de una arandela según varias formas de realización de la presente invención; y

la figura 7 es una vista que ilustra un procedimiento de fijación usando el fijador y la arandela según la presente invención y una herramienta mecánica.

Las figuras 1 y 2 muestran un fijador de rosca que tiene un perno identificado con la referencia numérica 1 y que puede introducirse en un objeto que está compuesto por ejemplo de dos partes para ensamblar una con otra que se identifican con la referencia numérica 2. El fijador tiene además una tuerca, que se identifica con la referencia numérica 5. La tuerca está provista de una rosca interna 4, que se atornilla en una rosca externa del perno 1.

El fijador de rosca tiene además una arandela, que se identifica en su totalidad con la referencia numérica 6. La arandela 6 tiene un cuerpo identificado con la referencia numérica 7 que está provisto de una primera superficie lateral de soporte superior 8 que funciona con la tuerca 5, una segunda superficie lateral de soporte 9 que funciona con el objeto 2 o en particular con una superficie de una de las partes para ensamblarse una con otra y al menos una superficie resistente al giro que se identifica con la referencia numérica 10. La primera y segunda superficies laterales de soporte están separadas una de otra en una dirección axial o en otras palabras, en la dirección de un eje A1 de la arandela que coincide con un eje A2 del perno. Al menos una tercera superficie de resistencia al giro 10 se localiza radialmente hacia el interior del cuerpo 7 de la arandela 6. La tercera superficie de resistencia al giro 10 se forma de modo que se engrane con o se calce en la rosca del perno 1, por ejemplo proporcionando una rosca correspondiente 11 en la superficie de resistencia al giro 10.

Como se muestra en la figura 1, el cuerpo 7 está compuesto de dos partes 7' y 7'' que se localizan radialmente adyacentes una a la otra, de modo que la parte 7'' se localiza radialmente hacia el interior de la parte 7'. La superficie de resistencia al giro 10 con el medio de engranaje de la rosca del perno 11 se proporciona radialmente hacia el interior en la parte 7''. Las partes 7' y 7'' están conectadas una con otra de modo que permitan el giro relativo entre sí, pero para permitir un movimiento relativo entre sí en una dirección axial. Para este propósito, las partes 7' y 7'' pueden conectarse haciendo fricción una con otra, por ejemplo presionando para crear una resistencia mayor al movimiento que la fuerza de giro aplicada por el perno y de modo que el perno pare de girar junto con la tuerca y permita un movimiento axial de la parte 7'' en relación con la parte 7' cuando el perno se levante por el giro de la tuerca.

En la forma de realización mostrada en la figura 1a, el giro de la parte 7'' en relación con la parte 7' se para mediante lengüetas de engranaje interno 12, proporcionadas por ejemplo en la superficie de la parte 7'' externa radialmente y una superficie de la parte 7' interna radialmente, que permite el movimiento axial sólo de la parte 7''.

En la forma de realización mostrada en la figura 1b, el giro de la parte 7'' en relación con la parte 7' se previene por ejemplo mediante una llave 13 que permite el movimiento axial sólo entre las partes 7' y 7''.

Como se muestra en la figura 2 la parte 7'' puede formarse por ejemplo como un anillo abierto y su superficie externa puede tener radialmente cavidades redondeadas hacia dentro 14 que se extiendan en dirección axial y pueden contener agujas 15 que sean coaxiales con el eje del perno y que se sitúen parcialmente en las cavidades y sean contiguas a la superficie interna radialmente de la parte 7'. Fuerzan el anillo abierto hacia el interior de la rosca del perno si se introduce un movimiento de giro en la parte 7' y/o la 7'', aunque limitando el giro entre las partes 7' y 7'' y añadiendo también una fricción más al movimiento de las partes 7' y 7'' entre sí en la dirección axial.

Como se muestra en la figura 3, la parte 7' puede tener una superficie interna oval cuya porción redondeada tiene unas dimensiones dadas, mientras que la parte 7'' puede tener al menos una sección del anillo que engrane la rosca del perno y localizada en la porción redondeada con otra dimensión. Por lo tanto, la sección del anillo se fuerza hacia el interior en la rosca del perno si se introduce un movimiento de giro en la parte 7' y/o la parte 7'' en cualquier dirección, mientras que se añaden restricciones al movimiento de la parte 7' y la parte 7'' entre sí.

Según una forma de realización más mostrada en la figura 3a, la parte 7' puede ser tanto redondeada como oval. Puede tener una forma que sea diferente de las formas redondeada u oval.

Como se muestra en las figuras 4a y 4b, la parte 7'' puede ser al menos una parte que por ejemplo tenga uno de sus lados inclinado sobre la superficie interna de la parte 7' y formada para restringir el movimiento de giro de la parte 7''. Tiene su lado externo engranado con la rosca del perno y formado con el radio aumentado en relación con el lado anteriormente mencionado, de modo que gire dentro de sus límites y por lo tanto engrane cada vez más la rosca del perno con su lado externo, mientras se aprieta cada vez más con su otro lado contra la superficie interna de la parte 7' para aumentar su fricción con la parte en relación con el movimiento axial de la parte 7''.

En la forma de realización de la figura 4c, se sitúa una clavija 16 por ejemplo en la parte 7'' y se extiende hacia fuera a través de la parte 7' para extenderse sobre la circunferencia externa de la parte 7'. Por lo tanto, cuando el medio de engranaje de la herramienta está conectado al medio de engranaje de la parte 7', la clavija 16 se presiona hacia dentro para presionar las secciones de engranaje de rosca en la rosca del perno, de modo que la arandela pueda situarse en el perno sin que se requiera el giro de la arandela hasta la extensión de las roscas del perno y de modo que el movimiento axial de la sección de engranaje de la rosca se sujete para evitar la fricción entre este y la clavija 16.

En la forma de realización de las figuras 5a y 5b, la arandela se forma de modo que el perno y la arandela dejen de girar junto con la tuerca cuando gira la tuerca mediante una herramienta mecánica. Por lo tanto, una porción resistente al giro 7'' de la arandela 7 comprende por ejemplo un anillo que tiene un lado interno que engrana en la rosca del perno y un lado externo que tiene dientes de engranaje para hacer girar un engranaje 17 que engrana en los dientes de engranaje del anillo y engrana también en el lado interno del cuerpo de la arandela con las dos áreas de fricción lateral. El engranaje 17 está conectado a una placa 17a entre el cuerpo de la arandela y el objeto de modo que cuando el perno gira junto con la tuerca, la porción resistente al giro de la arandela quiere girar en la misma dirección intentando girar el engranaje que a su vez intenta hacer girar el cuerpo de la arandela en dirección opuesta a la fricción de arrastre aplicada a su superficie lateral de soporte mediante la tuerca, de modo que el perno y la arandela con sus partes permanecen en giro estacionario aunque gire la tuerca.

En la forma de realización de las figuras 6a y 6b, la arandela se forma de modo que el perno deje de girar en la porción resistente al giro de la parte 7'' proporcionando al menos una parte en forma de cuña 18 entre las partes 7' y 7''. Esto hace que la parte 7'' deje de girar en la parte 7' de modo que la fuerza de arrastre del perno que gira puede levantar sólo la porción resistente al giro de la arandela que, sin embargo, lo calza más en la tuerca del perno hasta que el perno para de girar y la superficie resistente al giro se mueve sólo axialmente con el perno.

La superficie lateral de soporte inferior 9 del cuerpo de la arandela puede formarse para, por ejemplo, aumentar la fricción elevada en relación con el objeto.

Según la invención, también es posible que el medio de engranaje de la rosca del perno tenga un ángulo diferente al de una rosca del perno, para crear una fricción mayor entre ésta y la rosca del perno. Es también posible que el medio de engranaje de la rosca del perno no esté roscado, pero tenga una superficie más suave que una superficie del perno para producir la fricción.

La figura 7 muestra una herramienta mecánica según la presente invención. La herramienta mecánica puede activarse eléctricamente, neumáticamente, hidráulicamente o manualmente. Tiene una parte de la herramienta mecánica con una caja identificada en su totalidad con la referencia numérica 20 y un sistema de mando en la caja e identificado con la referencia numérica 21. La parte de la herramienta mecánica tiene además un elemento activador rotatorio 22 que está conectado a una tuerca de un fijador y hace girar la tuerca para reducir una fricción de la rosca con un perno y una fricción lateral con una arandela que hace girar la tuerca y un elemento no rotatorio 23 que puede conectarse a una arandela para absorber la fuerza de reacción debida a la fricción lateral de la arandela con la tuerca, su fricción lateral con un lado de las dos partes para fijar una con otra y su fricción al girar con el perno, de modo que la arandela y el perno no giren pero absorban la fuerza de reacción de la herramienta mecánica.

El sistema de mando de la parte de la herramienta mecánica puede incluir un cilindro 24, un pistón 25 que se mueve de manera recíproca en el cilindro bajo la acción de un medio fluido de trabajo, un vástago del pistón 26 que se extiende hacia fuera más allá del cilindro 24 y conectado giratoriamente con al menos una placa activadora 27 que lleva un trinquete no mostrado engranado con una rueda de trinquete de modo que forme un mecanismo de trinquete, siendo la rueda del trinquete giratoria y estando conectada con el elemento de activación rotatorio 22, mientras que el elemento no rotatorio 23 está conectado de manera fija a la caja.

Si, como se muestra en la figura 7, la parte de la herramienta mecánica se sitúa en el fijador para así apretar o soltar la tuerca 5, el medio fluido de trabajo del cilindro 24 desplaza el pistón 25 que a su vez a través del mecanismo de trinquete gira la rueda de trinquete 28 y como resultado, el elemento de activación rotatorio 22 que está conectado a la tuerca 5 hace girar la tuerca para reducir la fricción de la rosca con el perno 1 y la fricción lateral con la arandela 6, mientras que el elemento no rotatorio 23 que está conectado de manera inmóvil a la caja conecta con la arandela 6 para absorber la fuerza de reacción debida a la fricción lateral de la arandela 6 con la tuerca 5, su fricción lateral con un lado de las partes 2 y su fricción de giro con el perno 1, de modo que la arandela 6 y el perno 1 no giren, pero absorban la fuerza de reacción. Durante el funcionamiento de la herramienta mecánica de la invención, la fuerza de acción se aplica a la tuerca 5 y la misma fuerza de reacción se aplica a la arandela 6.

Debe entenderse que para engranar la tuerca 5 mediante la parte que gira 22 de la herramienta mecánica de par de torsión 21, la tuerca debe tener formados los medios de conexión correspondientes, por ejemplo como una forma de polígono de la superficie externa de la tuerca, como lengüetas provistas en la superficie externa de la tuerca, etc. Por otro lado, para conectar la porción de reacción 23 de la herramienta mecánica de par de torsión 21 a la arandela 6, la arandela también debe estar provista de medios de conexión formados por ejemplo también como una superficie externa poligonal de la arandela, como una pluralidad de lengüetas de la superficie externa de la arandela, etc.

Aunque la invención se haya ilustrado y descrito incorporando una arandela, un fijador provisto de una arandela y un procedimiento de y una herramienta mecánica para fijar al usar la arandela, no se busca limitarse a los detalles mostrados, ya que pueden hacerse modificaciones y cambios estructurales sin apartarse de ninguna manera de la presente invención como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (18)

1. Una arandela (6) para colocar entre un objeto (2) y una tuerca (5) conectada a modo de rosca con un perno (1) que tiene un eje (A2) y se introduce en el objeto, incluyendo el objeto (2) al menos dos partes para ensamblarse, comprendiendo la arandela un cuerpo (7) que tiene un eje (A1) y provisto de una primera superficie lateral de soporte (8) localizada en un lado axial, adaptada para cooperar con la tuerca (5) y que tiene una fricción lateral con la tuerca, una segunda superficie lateral de soporte (9) localizada en un lado axial opuesto, adaptada para cooperar con un objeto (2) y que tiene una fricción lateral con el objeto y una tercera superficie (10) adaptada para cooperar con una rosca del perno (1) de manera resistente al giro y localizada dentro de dicho cuerpo (7), incluyendo dicho cuerpo una parte más interna radialmente (7'') que tiene una superficie externa radialmente y medio de engranaje de la rosca del perno (11) formado en dicha tercera superficie resistente al giro para conectarse con una rosca del perno (1) e incluyendo también una parte externa radialmente (7') que tiene una superficie interna radialmente, caracterizada porque dichas superficies externa e interna radialmente de dichas partes interna (7'') radialmente y externa (7') radialmente cooperan una con otra de modo que dicha parte interna (7'') radialmente no puede girar libremente dentro de dicha parte externa (7') radialmente durante el apriete pero se desplaza axialmente en relación con dicha parte externa radialmente hasta el alargamiento del perno, de modo que cuando la tuerca (5) se hace girar con un par de torsión dado en una dirección y dicho cuerpo de la arandela (6) recibe simultáneamente dicho par de torsión dado en una dirección opuesta, sólo la tuerca (5) gira para alargar o relajar el perno (1) aunque dicho cuerpo de la arandela (6) permanece en rotación estacionaria y el perno no gira pero se alarga o relaja en una dirección axial.

2. Una arandela según la reivindicación 1, en la que al menos dicha tercera superficie resistente al giro (10) es una superficie interna radialmente de dicho cuerpo (7) que es coaxial con dicho eje (A1) de dicho cuerpo y está provisto de dicho medio de engranaje de la rosca del perno (11).

3. Una arandela según la reivindicación 2, que comprende además medios para presionar y calzar dicho medio de engranaje de la rosca del perno (11) en la rosca del perno durante el giro de la tuerca (5) y que incluye medios de superficie inclinada (12, 14) provistos en una de dichas partes (7', 7'') y actúan durante el giro de la tuerca (5) de modo que presionan dicha parte interna (7'') en una dirección hacia el interior radialmente hacia el perno (1).

4. Una arandela según la reivindicación 3, que comprende además un medio de clavija (15) dispuesto entre dichas partes (7', 7'') y que actúa en dicho medio de superficie inclinada (14) para presionar dicha parte interna (7'') en una dirección hacia el interior radialmente hacia el perno (1).

5. Una arandela según la reivindicación 2, que comprende además un medio para conectar dichas partes (7', 7'') una con otra de modo que no rotan libremente entre sí, sino que se mueven axialmente entre sí, incluyendo dicho medio de conexión una pluralidad de lengüetas (12) provistas en dichas partes y engranadas una con otra.

6. Una arandela según la reivindicación 2, que comprende además medios para conectar dichas partes (7', 7'') una con otra de modo que no rotan libremente entre sí, sino que se mueven axialmente entre sí, incluyendo dicho medio de conexión un medio para mantener presionadas dichas partes una con otra.

7. Una arandela según la reivindicación 2, que comprende además medios para conectar dichas partes (7', 7'') una con otra de modo que no rotan libremente entre sí, sino que se mueven axialmente entre sí, incluyendo dicho medio de conexión un medio de llave (13) provisto entre dichas partes.

8. Una arandela según la reivindicación 2, 3, ó 4, en la que al menos una de dichas partes (7', 7'') tiene una superficie no redondeada frente a la otra de dichas partes y que coopera con dicha otra parte de modo que dichas partes no rotan libremente entre sí pero pueden moverse axialmente entre sí.

9. Una arandela según la reivindicación 2, 3, ó 4, en la que al menos una de dichas partes (7', 7'') tiene una sección transversal que coopera con la otra de dichas partes de modo que dichas partes (7', 7'') no rotan libremente entre sí pero pueden moverse axialmente entre sí.

10. Una arandela según la reivindicación 2 que comprende además medios (16) para presionar dicha parte interna (7'') hacia la rosca del perno (1) y puede moverse entre una posición inoperativa en la que no presiona dicha parte interna hacia la rosca del perno y una posición operativa en la que se desplaza mediante una herramienta exterior hacia dicha parte interna (7'') de modo que presione dicha parte interna hacia la rosca del perno (1).

11. Una arandela según la reivindicación 2 que comprende además medios de conexión (17) para conectar dichas partes (7', 7'') una con otra de modo que no giran libremente entre sí sino que se mueven axialmente entre sí, incluyendo dichos medios de conexión medios de engranaje en anillo (17) engranados con dichas ambas partes.

12. Una arandela según la reivindicación 11, en la que dicho medio de engranaje (17) está provisto de medios con placa (17a) adaptados para situarse entre dicho cuerpo (7) y el objeto (2).

13. Una arandela según la reivindicación 2 que comprende además medios (18) para conectar dichas partes una con otra de modo que no giran libremente entre sí sino que se mueven axialmente entre sí, incluyendo dichos medios de conexión cuñas (18) provistas entre dichas partes.

14. Una arandela según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha segunda superficie lateral de soporte (9) se forma a fin de aumentar la fricción en relación con el objeto (2), por ejemplo haciéndola rugosa.

15. Un fijador de rosca para conectar al menos dos partes que constituyen un objeto (2), que comprende un perno (1) que tiene una rosca y un eje (A2) y que puede introducirse en las al menos dos partes que forman un objeto; una tuerca (5) que puede atornillarse en dicho perno y una arandela (6) para aplicar entre dicha tuerca (5) y dicho objeto (2), comprendiendo dicha arandela un cuerpo (7) que tiene un eje (A1) y provisto de una primera superficie lateral de soporte (8) localizada en un lado axial, adaptada para cooperar con la tuerca (5) y que tiene una fricción lateral con la tuerca, una segunda superficie lateral de soporte (9) localizada en un lado axial opuesto, adaptada para cooperar con dicho objeto (2) y que tiene una fricción lateral con el objeto y una tercera superficie (10) adaptada para cooperar con dicha rosca de dicho perno (1) de manera resistente al giro y localizada dentro de dicho cuerpo (7), incluyendo dicho cuerpo una parte interna radialmente (7'') que tiene una superficie externa radialmente y un medio de engranaje de la rosca del perno (11) conectado con una rosca del perno (1) e incluyendo también una parte externa radialmente (7') que tiene una superficie interna radialmente, caracterizada porque dichas superficies externa e interna radialmente de dichas partes interna (7'') radialmente y externa (7') radialmente cooperan una con otra de modo que dicha parte interna (7'') radialmente no puede girar libremente dentro de dicha parte externa (7') radialmente durante el apriete pero se desplaza axialmente en relación con dicha parte externa radialmente hasta el alargamiento del perno, de modo que cuando dicha tuerca (5) se hace girar con un par de torsión dado en una dirección y dicho cuerpo (7) de la arandela (6) recibe simultáneamente dicho par de torsión dado en una dirección opuesta, sólo gira dicha tuerca para alargar o relajar dicho perno (1) aunque dicho cuerpo (7) de la arandela permanece en rotación estacionaria y dicho perno no gira sino que se alarga o relaja en una dirección axial.

16. Un procedimiento de ensamblaje de al menos dos partes que constituyen un objeto (2) una con otra, que comprende las etapas de introducir un perno (1) que tiene una rosca y un eje (A2) en las al menos dos partes de modo que una porción de extremo libre del perno (1) se extienda hacia fuera más allá de un lado de dichas partes; situar una arandela de fricción (6) en dicha porción de extremo libre de dicho perno de modo que dicha arandela de fricción engrane con dicha rosca de dicho perno (1) para crear una fricción de giro entre dicha arandela (6) y dicho perno y de modo que esté contiguo a dicho lado de las al menos dos partes; conectar una tuerca (5) a modo de rosca a dicha porción del extremo libre de dicho perno (1) de modo que esté contiguo a la arandela de fricción (6) y forme una unidad; teniendo la arandela un cuerpo (7) que tiene un eje (A1) y provisto en un lado axial de una primera superficie lateral de soporte (8), adaptada para cooperar con la tuerca (5) y que tiene una fricción lateral con la tuerca (5), en un lado axial opuesto con una segunda superficie lateral de soporte (9), adaptada para cooperar con dicho objeto (2) y que tiene una fricción lateral con el objeto (2) y una tercera superficie (10) adaptada para cooperar con dicha rosca de dicho perno (1) de manera resistente al giro y localizada dentro de dicho cuerpo (7), incluyendo dicho cuerpo una parte interna radialmente (7'') que tiene una superficie externa radialmente y un medio de engranaje de la rosca del perno (11) para conectar con una rosca del perno (1) y una parte externa radialmente (7') que tiene una superficie interna radialmente, cooperando las superficies externa e interna radialmente de las partes del cuerpo (7) interna (7'') radialmente y externa (7') radialmente una con otra de modo que dicha parte interna (7'') radialmente no puede girar libremente dentro de dicha parte externa (7') radialmente durante el apriete pero se desplaza axialmente en relación con dicha parte externa radialmente durante el alargamiento del perno; situar una herramienta mecánica de par de torsión en la unidad de modo que apriete o afloje la tuerca con una porción de giro (22) de dicha herramienta mecánica de par de torsión conectada a la tuerca (5) para reducir una fricción de roscado con el perno (1) y una fricción lateral con la arandela de fricción (6) para girar la tuerca y con una porción de reacción (23) de la herramienta mecánica de par de torsión conectada a la arandela para absorber una fuerza de reacción debida a una fricción lateral de la arandela de fricción (6) con la tuerca (5) y girar con la herramienta mecánica de par de torsión la tuerca con una fuerza dada en una dirección y aplicar al cuerpo (7) de la arandela (6) simultáneamente dicha fuerza dada en una dirección opuesta, de modo que de ese modo sólo la tuerca (5) gire para alargar el perno (1) y el cuerpo de la arandela (6) permanece en rotación estacionaria, mientras que el perno no gira sino que se alarga o relaja en una dirección axial.

17. Una unidad que incorpora una herramienta mecánica para fijar objetos, que comprende una caja (20) provista de un elemento (23) que no es giratorio en uso; un sistema de mando (21) en dicha caja y provisto con un elemento de activación (22) que es giratorio en uso y una parte de fijador que incluye un perno (1) que tiene una rosca y un eje (A2) que puede introducirse en las partes que forman un objeto (2), una tuerca (5) que puede atornillarse en dicho perno (1) y que coopera con dicho elemento activador giratorio (22) y una arandela (6) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.

18. Una unidad según la reivindicación 17, en la que dicha herramienta tiene un mecanismo de giro (27, 28), estando formado dicho elemento activador (22) como una proyección, conectado con dicho mecanismo de giro y que es girada por éste último.