ES2281152T3 - Union por ajuste entre dos componentes, en particular entre dos componentes de diferentes materiales. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UNA UNION EN ARRASTRE DE FUERZA Y DE FORMA ENTRE DOS COMPONENTES, QUE SE COMPONEN DE UNA PARTE SOPORTE (1) Y UNA PARTE DE MONTAJE (2), CON MEDIOS DE FIJACION (3) DESMONTABLES ASI COMO AL MENOS UNA PIEZA DE DISTRIBUCION DE PRESION (4). LA PARTE DE MONTAJE (2) ESTA SUJETA EN LA PARTE SOPORTE (1) A TRAVES DEL MEDIO DE FIJACION (TORNILLO 3A) QUE PENETRA LA PARTE SOPORTE (1) Y LA PIEZA DE DISTRIBUCION DE PRESION (4) DISPUESTA DETRAS DE ELLA, ASI COMO LA PARTE COORDINADA DEL MEDIO DE FIJACION (TUERCA 3B) SOPORTE. PARA QUE LA UNION MANTENGA CON PERDIDAS DE UTILIZACION MINIMA LA TENSION PREVIA MAYOR POSIBLE A TRAVES DE LA DURACION COMPLETA DE LOS COMPONENTES DE MONTAJE Y QUE SE EVITE UN AFLOJAMIENTO INVOLUNTARIO POR SI MISMO DE UN COMPONENTE DE MONTAJE EN OPERACION NORMAL CON ALTA SEGURIDAD, LA PIEZA O LAS PIEZAS DE DISTRIBUCION DE PRESION (4) ESTAN SOLDADAS CON LA PARTE SOPORTE (1). EL OBJETIVO DE LA INVENCION SE MEJORA AUN DE TAL MODO, QUE CUANDO LA PIEZA O LAS PIEZAS DEDISTRIBUCION DE PRESION (4) SE APLICAN CON UNA FUERZA DE TENSION PREVIAMENTE DADA SE SUELDAN BAJO TENSION CON AYUDA DEL MEDIO DE SUJECION (3) DESMONTABLE CON LA PARTE SOPORTE (1).
Description
Unión por ajuste entre dos componentes, en
particular entre dos componentes de diferentes materiales.
La invención se refiere a un procedimiento para
la unión por ajuste así como a una unión por ajuste entre dos
componentes, en particular la unión entre dos componentes de
diferentes materiales.
La realización de una unión de ajuste, que
ofrezca seguridad en el servicio, entre dos componentes en el caso
de esfuerzos dinámicos que surjan condicionados por el servicio,
representa un problema, especialmente cuando sea necesario unir
entre sí dos componentes de diferentes materiales, como por ejemplo
una articulación o un caballete de acoplamiento de acero fundido, a
un perfil extruido de una aleación de aluminio, lo cual es
necesario realizar a menudo en la construcción de vehículos sobre
carril.
En los vehículos, especialmente en los vehículos
sobre carril sometidos a cargas elevadas, la unión ha de satisfacer
las fuerzas dinámicas condicionadas por el servicio, por ejemplo al
frenar así como las fuerzas considerablemente superiores que surgen
en el caso de un impacto de alcance y al tropezar corte un punto
relevante para la seguridad dentro del conjunto del tren.
Es conocido el procedimiento de pretensar una
unión con tordillos adecuados, que su tensión inicial se mantenga
sensiblemente a lo largo de toda la vida útil. Como tornillos
adecuados se conocen por ejemplo tornillos de dilatación conformes
a la norma DIN 267. Pero en el caso de materiales de resistencia
menor a la del acero, equilibrado en aleaciones de aluminio, resulta
a menudo difícil poder transmitir y evacuar las fuerzas necesarias
a los componentes.
Los tornillos con una longitud de apriete larga
reducen las inevitables pérdidas por asentamiento, y por lo tanto
la pérdida de la fuerza de pretensado. Esta clase de tornillos, se
conocen también como tornillos de dilatación, por ejemplo por la
patente DE 39 18 300 A1. Y está representada una guía de rodamen
para bogies para vehículos sobre carril. Las dos bielas de hoja de
ballesta van fijadas al cuerpo de la caja de grasa mediante un
tornillo de dilatación, pudiendo aplicarse una tensión inicial
exacta a las capas intermedias de goma. Mediante una tensión
inicial del tornillo de dilatación elegida adecuadamente se puede
ajustar exactamente la rigidez longitudinal horizontal de las capas
intermedias de goma. También está representada una placa de
compresión (placa dentada) que está situada entre la cabeza de la
tuerca y una de las bielas de hoja de ballesta. Después de soltar
la unión atornillada se elimina la tensión inicial aplicada también
entre la placa de presión y la biela de hoja de ballesta. A pesar
de la placa de compresión y especialmente en el caso de placas de
compresión lisas, tales como se emplean por ejemplo para conectar
el caballete de acoplamiento en el ICE y el ICE2 a un perfil
extruido de aluminio, incluso los pequeños desplazamientos
transversales entre la placa de presión y la pieza soporte reducen
la calidad de la unión en cuanto a una fuerza de tensión inicial
que debería mantenerse a ser posible a lo largo de toda la vida
útil de servicio, especialmente también en el caso de solicitaciones
alternativas en los tres ejes.
Por la patente
US-A-5.410.847 se conoce el hecho de
fijar una pieza soporte a una viga de hormigón revestida de acero,
por medio de uniones atornilladas, estando dispuesta respectivamente
una pieza de distribución de la presión entre el asiento de la
tuerca y la superficie envolvente de la pieza soporte. Las piezas
de distribución de la presión van fijadas como contrasoportes a la
pieza portadora mediante cordones de soldadura, antes de establecer
la unión atornillada. Dado que se trata de vigas macizas de acero o
de materiales de acero, no se esperan problemas especiales en
cuanto a la inducción y transmisión de las fuerzas ni pérdidas
importantes de asentamiento en las uniones atornilladas entre estas
parejas de unión, en caso de una solicitación especialmente
estática. Este documento no aporta ninguna indicación relativa a
uniones atornilladas problemáticas entre dos materiales diferentes,
por ejemplo entre materiales de acero y materiales de aluminio.
La invención tiene por lo tanto como objetivo
describir un procedimiento para la unión no positiva entre dos
componentes, así como mejorar una unión preparada de esta manera,
de tal manera que esta unión mantenga a lo largo de toda la vida
útil de las piezas montadas la tensión inicial aplicada, con unas
pérdidas de asentamiento mínimas, y se impida con un alto grado de
seguridad un aflojamiento automático, indeseable, de una pieza
fijada mediante esta unión, durante el funcionamiento normal.
Este objetivo se resuelve para el procedimiento
por las características indicadas en la reivindicación 1, y para el
procedimiento por las características indicadas en la
reivindicación 2.
Unos perfeccionamientos convenientes de la
invención se describen en las
sub-reivindicaciones.
A continuación se describe con mayor detalle un
ejemplo de realización de la invención, haciendo referencia al
dibujo.
Las figuras muestran:
Figura 1 una unión conforme a la invención entre
un chasis de perfiles extruidos de aluminio de un vehículo sobre
raíl, y un caballete de articulación, en una vista lateral;
Figura 2 la unión según la Figura 1, vista en
planta.
La unión de ajuste no positivo conforme a la
invención entre dos componentes se compone de una pieza soporte 1,
una pieza adosada 2, unos medios de fijación desmontables 3 así
como por lo menos una pieza de distribución de la presión 4. En lo
sucesivo se hablará de la pieza de distribución de la presión 4 en
singular, si bien pueden ser también varias. La pieza adosada 2 va
fijada a la pieza soporte 1 mediante las piezas de los elementos de
fijación 3, que atraviesan la pieza soporte 1 y la pieza de
distribución de la presión 4 dispuesta detrás de aquélla, en
particular el tornillo 3a, así como las correspondientes partes del
medio de fijación que lo sujetan, en particular las tuercas 3b. La
pieza de distribución de la presión 4 va soldada a la pieza soporte
1. Para esto resulta especialmente ventajoso para la transmisión de
las tensiones y la durabilidad de la unión atornillada, si la pieza
de distribución de la presión 4 solamente se suelda bajo tensión a
la pieza soporte 1, después de aplicar con los medios de fijación 3
desmontables una fuerza de tensión inicial prevista. La pieza de
distribución de la presión 4 distribuye las fuerzas procedentes de
la tensión inicial de los medios de fijación 3 y de las solicitudes
debidas al servicio, a los componentes contiguos. Después de
establecer los cordones de soldadura, se pueden aflojar y desmontar
los medios de fijación desmontables 3 en cuyo caso los cordones de
soldadura 8 en la pieza de distribución de la presión 4 soportan
para este estado las tensiones proporcionales, debidas a la
retirada de las fuerzas de tensión inicial.
Al efectuar el montaje de los componentes
previstos, por ejemplo una articulación, acoplamiento, etc.,
mediante los medios de fijación desmontables, con la fuerza de
tensión inicial que se ha de aplicar conforme al proyecto, se
vuelven a disminuir correspondientemente las tensiones en los
cordones de soldadura 8. De este modo, los cordones de soldadura 8
en la pieza de presión 4 adquieren un alto potencial de tensiones
soportables causadas por las solicitaciones durante el
servicio.
La pieza soporte 1 está realizada como perfil
hueco o de cámaras huecas, que lleva unas almas 5, situadas en las
inmediaciones de los medios de fijación desmontables 3, y paralelos
al vástago de los medios de fijación (tornillo 3a) que lo
atraviesan. La disposición de las almas 5 en las inmediaciones del
medio de fijación desmontable 3 dan mayor rigidez a los perfiles en
esta zona y permiten aplicar unas fuerzas de tensión inicial
superiores.
Mediante esta forma de construcción, en
combinación con tornillos de gran longitud de apriete,
especialmente con elementos elásticos (tornillos elásticos), se
reducen durante el servicio la sensibilidad al asentamiento y por lo
tanto las pérdidas de tensión inicial. La unión es más duradera,
especialmente si hay fuertes solicitaciones en servicio.
La pieza de distribución de la presión 4
consiste, por lo menos en la zona de soldadura, de un material que
se pueda soldar con la pieza soporte 1. Preferentemente se emplea
un material igual.
La pieza de distribución de la presión 4 puede
llevar otros nervios 6 para aumentar la rigidez.
En una forma de realización preferente, la pieza
de distribución de la presión 4 tiene forma de cazoleta. Para ello
lleva unos nervios de refuerzo periféricos 6 en la zona del
borde.
Entre la pieza de distribución de la presión 4 y
el correspondiente extremo del medio de fijación desmontable 3 que
transmite la fuerza, está situada una pieza de presión 7, en
particular en un material de acero.
El objeto de la invención se puede aplicar de
manera especialmente ventajosa si la pieza adosada 2 es de un
material de mayor resistencia que la pieza soporte 1. Esto sucede
cuando sea necesario fijar piezas de acero, por ejemplo
articulaciones y/o caballetes de acoplamiento, a estructuras de
aluminio, con capacidad de carga y ofreciendo seguridad en
el
servicio.
servicio.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
1 \+ Pieza soporte\cr 2 \+ Pieza adosada\cr 3 \+ Medio de
fijación desmontable\cr 3a \+ Tornillo\cr 3b \+ Tuerca\cr 4 \+
Pieza de distribución de la presión \hskip0.7cm \cr 5 \+
Alma\cr 6 \+ Nervio para dar rigidez\cr 7 \+ Pieza de presión\cr
8 \+ Cordón de
soldadura.\cr}
Claims (10)
1. Procedimiento para la unión por ajuste entre
dos componentes, en particular para unir dos componentes de
distintos materiales, consistente en una pieza soporte (1), una
pieza adosada (2), efectuándose la unión mediante medios de
fijación desmontables (3) y por lo menos una pieza de distribución
de la presión (4), estando fijada la pieza adosada (2) a la pieza
soporte (1) mediante una parte (3a) de los medios de fijación (3),
que atraviesan la pieza soporte (1) así como la(s)
pieza(s) de distribución de la presión (4),
dispuesta(s) detrás de aquella, así como la correspondiente
parte (3b) de retención de los medios de fijación (3), estando
la(s) pieza(s) de distribución de la presión (4),
soldada(s) a la pieza soporte (1), y estando la(s)
pieza(s) de distribución de la presión (4)
pretensada(s) con la pieza soporte (1), por medios de los
medios de fijación desmontables (3), caracterizado porque
la(s) pieza(s) de distribución de la presión (4)
solamente se suelda(n) con la pieza soporte (1), después de
aplicar una fuerza de tensión inicial prevista.
2. Unión de ajuste entre dos componentes, en
particular la unión entre dos componentes de diferentes materiales,
consistente en una pieza soporte (1), una pieza adosada (2), cuya
unión está compuesta por elementos de fijación desmontables (3) y
por lo menos una pieza de distribución de la presión (4), estando
fijada la pieza adosada (2), a la pieza soporte (1) mediante una
parte (3a) de los medios de fijación (3) que atraviesa la pieza
soporte así como la pieza de distribución de la presión (4)
dispuesta detrás de aquella, así como la correspondiente pieza de
retención (3b) del elemento de fijación (3), estando la(s)
pieza(s) de distribución de la presión (4) soldada(s)
a la pieza soporte (1), y estando la(s) pieza(s) de
distribución de la presión (4) pretensada(s) con la pieza
soporte (1) mediante los medios de fijación desmontables,
caracterizada porque la(s) pieza(s) de
distribución de la presión (4) se suelda(n) bajo tensión a
la pieza soporte (1), después de aplicar una fuerza de tensión
inicial prevista, y porque la pieza soporte (1) está realizada como
perfil hueco o perfil de cámaras huecas, que presenta unas almas
(5) situadas en las inmediaciones de los medios de fijación
desmontables (3), paralelas al vástago de las partes (3a) de los
medios de fijación (3) que lo atraviesan.
3. Unión por ajuste según la reivindicación 2,
caracterizada porque la pieza adosada (2) es de un material
de resistencia superior a la pieza soporte (1).
4. Unión por ajuste según la reivindicación 2,
caracterizada porque los medios de fijación desmontables (3)
están formados por un tornillo (parte 3a que lo atraviesa) y tuerca
(parte de retención 3b).
5. Unión por ajuste según la reivindicación 2,
caracterizada porque la parte (3a) del tornillo de fijación
(3) que lo atraviesa, está realizada como elemento elástico, en
particular como tornillo elástico.
6. Unión por ajuste según la reivindicación 2,
caracterizada porque la parte (3a) de los medios de fijación
(3) que lo atraviesan, presenta una longitud de apriete larga.
7. Unión por ajuste según la reivindicación 2,
caracterizada porque la pieza de distribución de la presión
(4) es, por lo menos en la zona de soldadura, de un material que
pueda soldarse con la pieza soporte (1) y preferentemente de un
material de la misma especie.
8. Unión por ajuste según la reivindicación 2 ó
7, caracterizada porque la pieza de distribución de la
presión (4) presenta unos nervios (6) para darle rigidez.
9. Unión por ajuste según una de las
reivindicaciones 1, 7 u 8, caracterizada porque la pieza de
distribución de la presión (4) tiene forma de cazoleta, es decir
que presenta unos nervios de refuerzo periféricos en la zona del
borde.
10. Unión por ajuste según una de las
reivindicaciones 2 ó 7 u 8 ó 9, caracterizada porque entre
la pieza de distribución de la presión (4) y el correspondiente
extremo del medio de fijación desmontable (3) que transmite la
fuerza, está situada una pieza de presión (7), en particular de un
material de acero.
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