ES2312079T3 - Dispositivo de fijacion de tipo tornillo/tuerca con limitador de esfuerzo incorporado. - Google Patents
Dispositivo de fijacion de tipo tornillo/tuerca con limitador de esfuerzo incorporado. Download PDFInfo
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Abstract
Dispositivo de fijación que comprende un tornillo (100) y una tuerca (200) con filetes complementarios (114, 214), caracterizado porque los filetes (114, 214) del tornillo (100) y de la tuerca (200) presentan unas discontinuidades (130, 216) tales que permiten una deformación axial de por lo menos una zona de los filetes (214) adyacente a dicha discontinuidad (216) de uno de entre el tornillo (100) o la tuerca (200), cuando es aplicado un esfuerzo axial superior a un umbral sobre el dispositivo, de manera que los filetes (214) así deformados quedan a tope sobre los del otro de entre la tuerca (200) o el tornillo (100).
Description
Dispositivo de fijación de tipo tornillo/tuerca
con limitador de esfuerzo incorporado.
\global\parskip0.940000\baselineskip
La presente invención se refiere al campo de los
dispositivos de fijación de tipo tornillo/tuerca tal como el
ilustrado en los documentos US 5.980.177 A o DE 4 403 974 A.
Más precisamente, la presente invención se
refiere a los dispositivos de fijación de tipo tornillo/tuerca que
comprenden un medio incorporado adaptado para limitar el esfuerzo
aplicado sobre las piezas fijadas, cuando tiene lugar el apriete
del dispositivo.
Numerosos dispositivos que responden a esta
definición han sido ya propuestos.
Sin embargo, los dispositivos conocidos no son
siempre totalmente satisfactorios.
En particular, los dispositivos propuestos hasta
la actualidad resultan a menudo complejos, costosos, incluso de
fiabilidad que deja que desear.
La presente invención tiene ahora por objetivo
proponer un nuevo dispositivo que elimina los inconvenientes de la
técnica anterior.
Este objetivo se alcanza, en el marco de la
presente invención, gracias a un dispositivo de fijación que
comprende un tornillo y una tuerca con filetes complementarios,
caracterizado porque los filetes del tornillo y de la tuerca
presentan unas discontinuidades tales que permiten una deformación
axial de por lo menos una zona de los filetes adyacente a dicha
discontinuidad de uno de entre el tornillo o la tuerca, cuando un
esfuerzo axial superior a un umbral es aplicado sobre el
dispositivo, de manera que los filetes así deformados quedan a tope
sobre los del otro de entre la tuerca o el tornillo.
Según otra característica ventajosa de la
presente invención, los filetes adaptados para ser deformados están
escindidos en diferentes sectores.
Otras características, objetivos y ventajas de
la presente invención se pondrán más claramente de manifiesto a
partir de la lectura de la descripción detallada siguiente, y
haciendo referencia a los planos adjuntos, proporcionados a título
de ejemplos no limitativos y en los que:
- la figura 1 representa una vista esquemática
en perspectiva de un dispositivo de fijación de acuerdo con la
presente invención en posición ensamblada de la tuerca sobre el
tornillo,
- las figuras 2, 3 y 4 representan unas vistas
respectivas en perspectiva de las tres piezas elementales de un
dispositivo de acuerdo con un modo de realización preferido de la
presente invención, a saber un tornillo, una tuerca y un volante de
mando,
- la figura 5 representa según una vista
lateral, la cooperación entre los filetes de un tornillo y los
filetes de una tuerca antes de aplicación de un esfuerzo superior
al umbral de deformación de los filetes, y
- la figura 6 representa una vista similar
lateral que ilustra la cooperación entre los filetes del tornillo y
de la tuerca después de la aplicación de un esfuerzo superior al
umbral de deformación citado de los filetes.
El dispositivo de acuerdo con la presente
invención comprende esencialmente un tornillo 100 y una tuerca 200.
Preferentemente comprende asimismo un volante de mando 300. Sin
embrago, este último no es rigurosamente indispensable. Por ello,
en un primer tiempo, se describirá únicamente la cooperación entre
el tornillo 100 y la tuerca 200, de acuerdo con la presente
invención.
Como se observa en particular en la figura 2
anexa, el tornillo 100 comprende un cuerpo 110 centrado sobre un
eje 111, que comprende unos filetes 114, y una cabeza ensanchada
120, es decir que presenta por lo menos una dimensión transversal
superior a la del diámetro exterior de los filetes 114.
Como se ha indicado anteriormente, los filetes
114 presentan por lo menos una discontinuidad, es decir una
interrupción local de los filetes. Según el modo de realización
preferido representado en la figura 2, esta discontinuidad está
constituida por lo menos por una garganta longitudinal 130, paralela
al eje 111. Típicamente, la garganta 130 se extiende en toda la
altura de los filetes 114 y penetra en parte en la masa del cuerpo
110. Más precisamente aún, preferentemente, están previstas en el
marco de la presente invención dos gargantas 130 paralelas entre sí
y paralelas al eje 111, diametralmente opuestas con respecto a este
último. Evidentemente, como variante, se puede prever un número de
gargantas 130 que definan las discontinuidades de los filetes 114,
superior a 2.
La tuerca 200 representada en la figura 3 anexa,
de acuerdo con un modo de realización preferido de la presente
invención, comprende un aro cilíndrico 210 centrado sobre un eje
211. El aro 210 presenta sobre su superficie interna varias alas
coplanarias 212 formadas respectivamente por unos sectores de disco
coplanarios entre sí y ortogonales al eje 211.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Según el modo de realización particular
representado en la figura 3, están así previstos tres sectores 212
regularmente repartidos alrededor del eje 211. Este número no es sin
embargo limitativo. Cada sector 212 soporta en su extremo
radialmente interno, un sector de cilindro 213 centrado sobre el eje
211. Además, cada sector 213 soporta, sobre su superficie
radialmente interna, unas porciones de filetes 214. Las porciones de
filetes 214 así formadas sobre los sectores 213 están posicionadas
para definir en combinación unos filetes de un roscado
complementario de los filetes 114 del tornillo 100. Más precisamente
aún, estando los filetes 214 soportados por los sectores
cilíndricos discontinuos 213, el roscado definido por los filetes
214 presenta unas discontinuidades o interrupciones que
corresponden a las separaciones 216 definidas entre los sectores
213.
En el caso del ejemplo, las discontinuidades son
rectilíneas puesto que están definidas por las gargantas 216
paralelas al eje 211 definidas entre dos sectores cilíndricos 213
adyacentes.
La extensión radial de los sectores 212 está
adaptada para ser suficiente a fin de dar flexibilidad a las alas
212 y permitir una deformación axial de éstas, por lo menos de su
extremo radialmente interno, cuando un esfuerzo axial es aplicado
sobre el dispositivo.
A este fin, la figura 5 representa según una
vista lateral la cooperación definida entre los filetes 114 del
tornillo 100 y los filetes 214 de la tuerca 200 en el origen del
apriete, cuando el esfuerzo axial aplicado entre el tornillo 100 y
la tuerca 200 permanece moderado y por consiguiente cuando los
sectores de los filetes 214 de la tuerca deslizan entre los filetes
114 del tornillo.
Como se ha ilustrado en la figura 6, en
contrapartida, cuando el apriete alcanza un umbral, es decir que las
piezas apretadas entre la cabeza 120 del tornillo y la tuerca 200
son puestas bajo una tensión o esfuerzo axial superior a un umbral,
las porciones o alas 212 se deforman, más precisamente se retuercen
de manera que un extremo por lo menos de los filetes 214 es
deformado y tiende a posicionarse no según una generatriz en hélice
con respecto al eje 211, sino sustancialmente en un plano
transversal a este eje 211.
En consecuencia, como se aprecia en la figura 6,
dicho extremo de los filetes 214 de la tuerca 200 pasa a topar
contra el extremo enfrentado de los filetes 114 del tornillo 100, lo
que impide cualquier rotación relativa complementaria entre la
tuerca 200 y el tornillo 100. El apriete es así interrumpido.
En el marco de la presente invención, se puede
prever un arrastre directo de la tuerca 200, es decir una
solicitación directa de la tuerca 200 para asegurar el apriete.
Sin embargo, según una variante ventajosa de la
invención, está previsto un volante de mando 300 aplicado sobre la
tuerca 200 para asegurar el arrastre de esta última. Además, en este
caso, preferentemente, la interfaz definida entre el volante de
mando 300 y la tuerca 200 comprende a su vez un limitador de
par.
Numerosas variantes de realización pueden ser
previstas a este fin para constituir el limitador de dicho par. Por
ello, las disposiciones representadas en las figuras anexas no serán
descritas en detalle a continuación.
Se observará sin embargo que según el modo de
realización preferido representado en las figuras anexas, el
volante de mando 300 comprende una jaula 310, globalmente
cilíndrica, adaptada para recibir la tuerca 200 y retener esta
última axialmente, por ejemplo gracias a unos dientes de engatillado
312.
El volante 300 comprende además un medio de
unión en rotación controlada entre el volante de mando 300 y la
tuerca 200.
Estos medios están preferentemente adaptados
para imponer una unión en rotación entre el volante de mando 300 y
la tuerca 200 en un sentido de arrastre definiendo al mismo tiempo,
para el sentido de arrastre y de rotación relativo opuesto, por una
parte una unión en rotación entre el volante de mando 300 y la
tuerca 200, en tanto que está permitida una libre rotación entre el
tornillo 100 y la tuerca 200 y por otra parte por el contrario una
libre rotación entre el volante de mando 300 y la tuerca 200, cuando
se obtiene un bloqueo entre el tornillo 100 y la tuerca 200 por
tope del extremo de los filetes 214 sobre los de los filetes 114,
como se ha indicado anteriormente.
En el marco de la presente invención, los medios
de unión definidos entre el volante de mando 300 y la tuerca 200
comprenden una serie de dentados 230 sobre la superficie exterior de
la tuerca 200 y una serie de trinquetes o equivalentes 330
apropiados para cooperar con los dentados 230, sobre el volante de
mando 300.
Más precisamente, cada trinquete 330 está
formado preferentemente por una lengüeta 332 que se extiende en una
dirección general periférica alrededor del eje 211 y que está
provista en su extremo libre de un dentado 334. Por otra parte,
este dentado 334 presenta por un lado, a saber preferentemente hacia
su extremo libre, un flanco radial 335 que pasa por un plano que
coincide con el eje 211, mientras que en el lado opuesto, es decir
hacia la base de la lengüeta 332 unida al volante de mando 300, el
dentado 334 presenta preferentemente un flanco 336 inclinado con
respecto a dicho plano radial.
Los dentados 230 citados previstos sobre la
tuerca 200 presentan a su vez unos flancos radiales que pasan por
el eje 211.
\global\parskip0.930000\baselineskip
El experto en la materia comprenderá que cuando
el flanco radial 335 de los dentados 334 descansa contra un dentado
230, se define una unión en rotación entre el volante de mando 300 y
la tuerca 200. En otros términos, la rotación del volante de mando
300 provoca la rotación de la tuerca 200.
En contrapartida, cuando el flanco inclinado 336
de un dentado 334 descansa contra un dentado 230, el dentado 334
puede deslizar sobre el dentado 230 por deformación de la lengüeta
de soporte 332 radialmente hacia el exterior y permitir así una
libre rotación del volante de mando 300 con respecto a la tuerca
200, quedando esta última inmovilizada en rotación sobre el
tornillo 100 en razón de la cooperación definida, tal como se ha
descrito anteriormente, entre los extremos de los filetes 14 y
214.
Evidentemente, el flanco radial 335 de los
dentados 334 está preferentemente adaptado para pasar a solicitar
los dentados 230 cuando la tuerca es arrastrada en el sentido del
aflojado a fin de garantizar éste, mientras que los flancos
inclinados 336 están adaptados para pasar a solicitar los dentados
230 de la tuerca 200 en el sentido del apriete a fin de limitar el
par aplicado en este caso.
En otros términos, el limitador de par definido
por la cooperación entre los dentados 230 de la tuerca 200 y los
trinquetes 330 del volante mando 300 está adaptado para permitir una
libre rotación entre el volante de mando 300 y la tuerca 200 cuando
se impone un bloqueo entre el tornillo 100 y la tuerca 200,
imponiendo al mismo tiempo una unión en rotación entre el volante
de mando 300 y la tuerca 200 en el caso contrario.
El número de dentados 230 y el número de
trinquetes 330 podrán ser adaptados por el experto en la materia en
función de cada condición particular de aplicación.
Según la representación ilustrada en las figuras
anexas, están previstas tres lengüetas 330 sobre el volante de
mando 300 regularmente repartidas alrededor del eje central de esta
pieza.
Evidentemente, el limitador de par constituido
por los dentados 230 y los trinquetes 330 citados, puede constituir
el objeto de numerosas variantes. A título de ejemplo, se pueden
prever unos flancos inclinados no sobre los dentados 334 sino sobre
los dentados 230, para permitir, en un sentido de rotación relativo,
una libre rotación entre el volante de mando 300 y la tuerca 200.
Como pueden estar previstos los trinquetes susceptibles de
deformación elástica no sobre el volante de mando 300 sino sobre la
tuerca 200, se coloca entonces el equivalente de los dentados 230
sobre el volante de mando 300.
El experto en la materia apreciará que el
diámetro de los filetes 114, 214 es inferior al diámetro de
aplicación de los trinquetes 330 sobre los dentados 230. Así, el
esfuerzo radial aplicado entre las piezas asegura en primer lugar
la deformación de las alas 212 y el apoyo de los filetes 214 sobre
los filetes 114 del tornillo antes de disparar el limitador de par
constituido por los trinquetes 330.
El dispositivo de acuerdo con la presente
invención puede ser realizado en cualquier material apropiado,
preferentemente totalmente de material plástico termoendurecible.
Sin embargo, como variante, una por lo menos de las piezas podría
estar realizada por lo menos en parte en metal.
La presente invención puede aplicarse a
cualquier tipo de apriete. En particular, pero no limitativamente,
para la fijación de accesorios sobre vehículos automóviles.
El dispositivo de acuerdo con la presente
invención puede ser utilizado en el marco de un apriete manual o en
el marco de un apriete automático, por ejemplo con la ayuda de una
atornilladora eléctrica.
Evidentemente, la presente invención no está
limitada a los modos de realización particulares que acaban de ser
descritos sino que se extiende a cualquier variante de acuerdo con
su esencialidad.
A título de ejemplo, las discontinuidades
rectilíneas definidas sobre el tornillo 100 y sobre la tuerca 200,
por una parte por las gargantas 130 y por otra parte por las
aberturas 216, podrían ser no rectilíneas, por ejemplo inclinadas o
curvadas con respecto al eje 111 o 211.
Por otra parte, como variante, los flancos 336,
descritos anteriormente como estando preferentemente inclinados con
respecto a un plano radial para permitir escapar a los dentados 230
cuando el par aplicado sobrepasa un umbral, podrían ser
reemplazados por unos flanco radiales, si la elasticidad y/o el
punto de anclaje de las lengüetas 330 y la orientación de éstas
permiten asegurar por sí mismas la liberación requerida cuando el
par aplicado sobrepasa dicho umbral. En este contexto
preferentemente las lengüetas 330 se extienden en la dirección del
sentido de aflojado, a partir de su punto de anclaje sobre el
volante 300 de manera que trabajan en apuntalado en el sentido de
aflojado y a tracción sobre los dentados 330 en el sentido de
apriete.
Otras características de la invención son las
siguientes:
- -
- los filetes 214 adaptados para ser deformados están soportados por unas alas 212 globalmente transversales al eje 211 de la pieza,
- -
- el dispositivo está realizado por lo menos en parte en material termoplástico.
Claims (14)
1. Dispositivo de fijación que comprende un
tornillo (100) y una tuerca (200) con filetes complementarios (114,
214), caracterizado porque los filetes (114, 214) del
tornillo (100) y de la tuerca (200) presentan unas discontinuidades
(130, 216) tales que permiten una deformación axial de por lo menos
una zona de los filetes (214) adyacente a dicha discontinuidad
(216) de uno de entre el tornillo (100) o la tuerca (200), cuando
es aplicado un esfuerzo axial superior a un umbral sobre el
dispositivo, de manera que los filetes (214) así deformados quedan
a tope sobre los del otro de entre la tuerca (200) o el tornillo
(100).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque los filetes (214) adaptados para ser
deformados están escindidos en diferentes sectores.
3. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 ó 2, caracterizado porque los filetes (214) adaptados para
ser deformados, están soportados por unas alas (212) del tornillo o
de la tuerca globalmente transversales al eje (211) de dicho
tornillo o de dicha tuerca.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque los filetes (214) adaptados para
ser deformados están previstos sobre la tuerca (200).
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque las discontinuidades (130, 216)
están formadas por una interrupción de los filetes paralela al eje
(111, 211).
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque las discontinuidades comprenden
por lo menos una garganta (130) sobre el tornillo (100).
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque las discontinuidades comprenden
por lo menos dos gargantas (130) sobre los filetes (114) del
tornillo (100).
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7, caracterizado porque la tuerca (200) comprende un aro
cilíndrico (210) centrado sobre un eje (211), que soporta sobre su
superficie interna varias alas coplanarias (212) a su vez provistas
en su extremo radialmente interno de un sector cilíndrico respectivo
(213) que soporta sobre su superficie radialmente interna unas
porciones de filetes (214).
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 8, caracterizado porque comprende además un volante de
mando (300) aplicado sobre la tuerca (200).
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque un limitador de par (230, 330) está
previsto a nivel de la interfaz entre el volante de mando (300) y
la tuerca (200).
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque el limitador de par (230, 330) comprende
unas lengüetas elásticas (332) provistas en el extremo de un
dentado (334), sobre uno de entre el volante de mando (300) o la
tuerca (200), apropiado para cooperar con una serie de dentados
(230) previstos sobre el otro de entre la tuerca (200) o el volante
de mando (300).
12. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque una de las series de dentados (230, 334)
presenta por un lado unos flancos (335) radiales con respecto al
eje del dispositivo y presenta, por el otro lado unos flancos (336)
inclinados con respecto a este eje.
13. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 9 a 12 en combinación con la reivindicación 10,
caracterizado porque el limitador de par (230, 330) definido
a nivel de la interfaz entre el volante de mando (300) y la tuerca
(200) está situado sobre un radio medio superior al de la
cooperación entre los filetes (114) del tornillo (100) y los
filetes (214) de la tuerca (200).
14. Dispositivo según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está
realizado por lo menos en parte en material termoplástico.
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