ES2317356T3 - Disposicion de fijacion para la union de tubos que se cruzan y armazon de tubos con dicha union de tubos. - Google Patents

Abstract

Disposición de fijación para la unión de tubos redondos u octogonales que pasan unos por delante de otros cruzándose, mediante al menos un tornillo, en especial en el caso de armazones portantes equipados con ganchos de vacío, para el transporte y sujeción de piezas de chapa en la industria del automóvil, estando sujeta entre los dos tubos (12, 14), una pieza (36) intermedia adaptada a sus superficies periféricas exteriores, caracterizada porque en el punto de cruce, en cada uno de los dos tubos (12, 14), está dispuesta una pieza (18, 20) insertada ajustada en cada caso a su respectiva sección transversal interior, rellenándola parcialmente, una (20) de las cuales forma una base para la cabeza del tornillo (22) que se extiende a través de taladros (28) transversales alineados en los tubos, y otra (18) de ellas, un apoyo para el vástago del tornillo.

Description

Disposición de fijación para la unión de tubos que se cruzan y armazón de tubos con dicha unión de tubos.

La invención se refiere a una disposición de fijación para la unión de tubos redondos u octogonales que pasan unos por delante de otros cruzándose, mediante al menos un tornillo, en especial en el caso de armazones portantes equipados con ganchos de vacío, para el transporte y sujeción de piezas de chapa en la industria del automóvil, estando sujeta entre los dos tubos, una pieza intermedia adaptada a sus superficies periféricas exteriores. Se conoce una disposición de fijación semejante por el documento DE 75 04 201 U. La invención se refiere, además, a armazones de tubos con tales disposiciones de fijación.

Se constata que en este ámbito los armazones portantes para los ganchos de vacío se hacen cada vez más complejos y pesados, por ejemplo, con más de veinte puntos de sujeción, pesan más de 400 kg. Una parte relativamente alta del peso corresponde aquí a las piezas corrientes de sujeción que rodean los tubos por fuera. La misión de la invención se basa en sustituir estas piezas de fijación relativamente pesadas por disposiciones de fijación más ligeras, con las que del mismo modo se puedan producir armazones portantes estables.

La susodicha misión se resuelve según la invención, con una disposición de fijación del tipo citado al comienzo, haciendo que en el punto de cruce, en cada uno de los dos tubos, esté dispuesta una pieza insertada ajustada en cada caso a su respectiva sección transversal interior, rellenándola parcialmente, una de las cuales forma una base para la cabeza del tornillo que se extiende a través de taladros transversales alineados en los tubos, y otra de ellas, un apoyo para el vástago del tornillo.

La invención ofrece la ventaja de que las piezas necesarias para la unión de los tubos, pueden ser menores y más ligeras que las piezas de sujeción utilizadas hasta ahora. A pesar de todo se pueden preparar uniones muy rígidas de tubos porque las fuerzas producidas al apretar los tornillos, actúan sobre las demás piezas de la disposición de fijación y sobre los tubos, como fuerzas de compresión y, por tanto, estas piezas pueden estar sometidas a grandes cargas.

En un acondicionamiento preferente de la invención, la nueva disposición de fijación se utiliza para la fabricación de armazones de tubos que se componen de al menos dos tubos continuos y al menos, de dos tubos que pasan cruzándose por delante de aquellos. Estos armazones de tubos también se pueden completar todavía mediante otros tubos que en un extremo lindan en forma de T, con un tubo, presentando también la disposición de fijación de forma de T, según la reivindicación 12, un tornillo que ejerce fuerzas de compresión sobre piezas de sujeción montadas en el interior de los tubos.

A continuación se explican en detalle algunos ejemplos de realización de la invención, de la mano del dibujo. Se muestran:

Figura 1 Una vista en perspectiva de un armazón portante, compuesto de tubos redondos unidos unos con otros, al cual están aplicados ganchos de vacío para agarrar y transportar piezas de chapa.

Figura 2 Una vista en perspectiva a mayor escala de un punto de cruce de dos tubos del armazón según la figura 1.

Figura 3 Un corte transversal del superior de los dos tubos mostrados en la figura 2, en el punto de cruce.

Figura 4 Una representación desarrollada de las piezas unidas unas con otras en un punto de cruce según las figuras 2 y 3.

Figura 5 Un corte transversal de aquella unión de tubos del armazón portante según la figura 1, en el que un tubo linda en forma de T, con su extremo, con un tubo continuo.

Figura 6 Una vista en perspectiva de una unión de tubos parecida a la de la figura 5, aunque con tubos rectangulares que lindan en tubos redondos.

Figura 7 Una vista en perspectiva correspondiente a la figura 2, de un punto de cruce de dos tubos octogonales de un armazón correspondiente a la figura 1, fabricado de tales tubos.

Figura 8 Un corte transversal correspondiente a la figura 3, del punto de cruce de los tubos según la figura 7.

Figura 9 Una vista en planta desde arriba del punto de cruce de los tubos según las figuras 7 y 8,

Figura 10 Una representación desarrollada correspondiente a la figura 4 de las piezas unidas unas con otras en el punto de cruce según las figuras 7 y 8, y

Figura 11 Un corte transversal correspondiente a la figura 4 de una unión de tubos con tubos octogonales.

El armazón portante mostrado en la figura 1 se compone en el caso del ejemplo, de dos tubos 10, 12 longitudinales redondos paralelos, que están sólidamente unidos con tubos 14, 16 redondos que se cruzan situados sobre ellos. La disposición de fijación en los puntos de cruce de los tubos citados, se explica en detalle a continuación de la mano de las figuras 2, 3 y 4.

Como se infiere mejor de las figuras 3 y 4, en cada punto de cruce, está dispuesta en cada uno de los dos tubos implicados en él, una pieza 18 ó 20 insertada parcialmente cilíndrica. El radio de su superficie lateral cilíndrica se ajusta en cada caso al diámetro interior del tubo 12 ó 14 en el que se asienta la pieza 18 ó 20 insertada. De preferencia la pieza 18 ó 20 insertada, parcialmente cilíndrica, no ocupa en sección transversal del todo, la mitad de la superficie interior de la sección transversal del tubo correspondiente.

Las piezas 18, 20 insertadas tienen en lo esencial la función de arandelas de apoyo, estando adaptadas a un costado de la forma cilíndrica de la pared interior del tubo 12 ó 14. Del mismo modo que una arandela de apoyo, las piezas 18, 20 insertadas tienen también un agujero para el paso de un tornillo 22 que en el caso del ejemplo une los tubos 12, 14 en el punto de cruce. Aquí la pieza 20 insertada, parcialmente cilíndrica, forma en el tubo 14 una base para la cabeza del tornillo 22, mientras que la pieza 18 insertada, parcialmente cilíndrica, representa en el tubo 12, una base para una tuerca 24 atornillada en el extremo del vástago del tornillo 22. Entre la cabeza del tornillo y la pieza 20 insertada, así como entre la tuerca 24 y la pieza 28 insertada, puede insertarse todavía adicionalmente en cada caso, una arandela 26 de apoyo. En estado montado según la figura 3, el tornillo 22 se extiende a través de dos taladros transversales orientados alineados uno con otro, en los tubos 12, 14, de los cuales el taladro transversal en el tubo 12, está mostrado en la figura 4, y designado con 28.

En cada caso, alineado con el taladro 28 transversal a través del cual se extiende en estado montado el vástago del tornillo 22, en los tubos 12, 14, en el costado diametralmente opuesto, está previsto un agujero 30 ó 32 mayor. Cuando los diámetros de los tubos son pequeños con respecto a la longitud del tornillo 22, en el caso del ejemplo, se introduce el tornillo 22 por el agujero 32 en el tubo 14, se mete por el agujero en la pieza 20 insertada, por los taladros 28 transversales y por el agujero designado con 34 en la figura 4, en la pieza 18 insertada. A través del agujero 30 en el tubo 12, puede meterse o atornillarse la tuerca 24 y la correspondiente arandela 26 de apoyo, sobre el extremo del vástago del tornillo 22.

Cuando se atornilla el tornillo 22 en la tuerca 24, normalmente el tubo 14 se apretaría contra el tubo 12, tan sólo en dos puntos a derecha e izquierda del vástago del tornillo. Para distribuir la fuerza de apriete en cada tubo sobre una superficie mayor, está prevista una pieza 36 intermedia que en su parte superior con relación a la figura 3, presenta una concavidad adaptada a la superficie periférica exterior del tubo 14, y en su cara inferior, una concavidad adaptada a la superficie periférica exterior del tubo 12. Las dos concavidades de forma acanalada se cruzan del mismo modo que los tubos 12, 14. Como se deduce de la figura 3, la pieza 36 intermedia envuelve el tubo 14 con un ángulo periférico casi igual de grande -aproximadamente la mitad del perímetro- que el que apoya en la cara interior, la pieza 20 insertada. Del mismo modo, la pieza 36 intermedia envuelve también el otro tubo 12 casi hasta la mitad.

Las piezas 18 y 20 insertadas, así como la pieza 36 intermedia, se pueden componer, por ejemplo, de plástico duro o de una aleación de aluminio. Cuando la rosca del tornillo 22 no se atornilla en una tuerca 24, sino en un taladro roscado en la pieza 18 insertada, esta se debería de componer de metal, de preferencia, de acero. Con independencia del material de las piezas 18, 20 insertadas, estas se pegarán en cada uno de los tubos 12 ó 14 correspondientes.

En la figura 3 se muestra expresivamente que mediante el tornillo 22 se pueden aplicar fuerzas considerables de sujeción, puesto que aquí todas las piezas a través de las cuales se extiende el vástago del tornillo, se apoyan y se aprietan unas en otras con sus superficies de contacto, o sea, sólo están expuestas a fuerzas de compresión. Por tanto pueden estar sometidas a grandes cargas.

En los puntos de cruce los tubos 12, 14 están debilitados por los taladros 28 transversales y los agujeros 30 ó 32. Cuando este debilitamiento sea crítico con respecto a la carga esperada, existe sin más la posibilidad de aumentar el espesor de pared de los tubos 12, 14 en los puntos de cruce, pegando en estos puntos trozos de tubo dentro de los tubos o sobre los tubos. Naturalmente entonces, en el dimensionado de los radios de las piezas 18, 20 insertadas, y de la pieza 36 intermedia, hay que tener en cuenta el espesor aumentado de pared. Los taladros 28 transversales y los agujeros 30, 32 se extienden entonces también por los trozos de tubo pegados dentro o fuera, que asimismo como los tubos, se pueden componer, por ejemplo, de una aleación de aluminio, o de CFK (plástico reforzado con fibra de carbono).

El armazón portante mostrado en la figura 1, tiene también en el tubo 16, una unión de tubos en la que otro tubo 17 redondo linda en forma de T, con su extremo en el tubo 16 continuo. Esta juntura se explica en detalle a continuación de la mano de la figura 5.

La comparación de la figura 5 con la figura 3, muestra que la disposición de una pieza insertada y de un tornillo en el tubo 16, es exactamente la misma que en el tubo 14 según la figura 3. Por consiguiente, en este sentido, en la figura 5 se han utilizado los mismos símbolos de referencia para piezas correspondientes. La diferencia no comienza hasta fuera del tubo 16.

En la disposición de fijación según la figura 5, el tornillo introducido por el agujero 32 de montaje, a través de un taladro transversal en el tubo 16, que corresponde al taladro 28 transversal en la figura 4, se extiende axialmente penetrando en el extremo del tubo 17, que linda en el tubo 16. Como apoyo del vástago del tornillo 22 sirve en este caso, un estribo 38 insertado en el tubo 17, en forma de un disco relativamente grueso con un taladro 40 roscado central ajustado al tornillo 22. El estribo 38 junto con un trozo 42 de tubo de aluminio o de CFK, se pega por dentro en el extremo del tubo 17. La arista frontal del tubo 17, lindante con el tubo 16, se acanala en forma parcialmente cilíndrica, por ejemplo, mediante una fresa cilíndrica, y precisamente después de que se haya pegado el trozo 42 de tubo. El radio del acanalado corresponde al semidiámetro exterior del tubo 16. De este modo se consigue que el tubo 17 reforzado en el extremo mediante el trozo 42 de tubo, se apoye a lo largo de toda la periferia de su arista frontal acanalada, en la periferia exterior del tubo 16, y que al apretar el tornillo 22, se apriete contra aquel.

Para poder aplicar una fuerza de sujeción todavía superior, en la abertura terminal acanalada parcialmente cilíndrica del tubo 17, se puede pegar un platillo 44 procedente de un fragmento de tubo, que para adaptarse al material del tubo 17 y del trozo 42 de tubo, se puede componer, por ejemplo, de aluminio o de CFK. El platillo 44 parcialmente cilíndrico termina en la arista frontal del tubo 17. Se entiende que en el caso de pegar un platillo 44 en la abertura del tubo 17, el radio del acanalado correspondiendo al espesor del platillo 44, tiene que ser mayor que en una unión de tubos sin un platillo 44 semejante. Este se puede sustituir en ciertos casos, por un sector de tubo que para reforzar el tubo 16 en la juntura, se pega en este por dentro o por fuera. El pegado del platillo 44 ofrece, evidentemente, la ventaja de que se opone a un abocardado de la abertura del tubo 17, al apretar el tornillo 22.

Otra posibilidad de acondicionamiento de la invención, consiste entonces en que las superficies periféricas parcialmente cilíndricas de las piezas 18, 20 insertadas y/o de la superficie cóncava del platillo 44, se recubren con un forro delgado de fricción, por ejemplo, de un material gomoso, para aumentar el rozamiento en los tubos 12, 14, 16. En ciertos casos, la pieza 36 intermedia se provee también en sus superficies adosadas a los tubos 12, 14, con un forro de fricción de este tipo.

Las disposiciones de fijación situadas interiormente según las figuras 3 y 5 permiten, en especial utilizando tubos de CFK, la construcción de armazones portantes muy ligeros que pueden estar sometidos a grandes cargas. Evidentemente, en comparación con los armazones portantes convencionales equipados con ganchos de vacío, tienen el inconveniente de que los puntos de unión entre los tubos, están establecidos mediante taladros. En la utilización de las piezas convencionales de sujeción que rodean los tubos por fuera, el diseño de los armazones es más variado, y se puede adaptar sin más a circunstancias variables. Por consiguiente, según la invención se propone con ayuda en especial de tubos ligeros de CFK y también de las disposiciones de fijación situadas interiormente según las figuras 3 y 5, fabricar un armazón de base, en cuyos tubos se colocan después, mediante piezas de sujeción o bloques de sujeción que rodean por fuera los tubos, otros tubos según las circunstancias, para el posicionamiento de los necesarios ganchos de vacío.

Se entiende que el principio de unión mostrado en la figura 5, se puede realizar cuando el tubo 17 no sea ningún tubo redondo, sino un tubo octogonal en sección transversal, u otro tubo. Entonces se puede fijar un estribo 38 en el tubo 17, de igual forma que según la figura 5. Esto permite, por ejemplo, una construcción como la que está mostrada en la figura 6. Allí dos tubos 17' rectangulares de igual longitud, dispuestos uno junto a otro, en cada uno de los cuales está fijado en los dos extremos un estribo 38 mediante un trozo de tubo rectangular en sección transversal, según la figura 5, están unidos con dos tubos 16' paralelos, estando previstos en el caso del ejemplo, para cada unión de tubos, por causa de la anchura relativamente grande de los tubos 17' rectangulares, dos tornillos 22 cada uno de los cuales se extiende a través de una o de dos piezas 20 insertadas dispuestas una junto a otra en los tubos 16' redondos, y están atornillados en los tubos 17' rectangulares, en taladros roscados dispuestos uno junto a otro, de los estribos 38.

Los tubos 17' rectangulares que al igual que los tubos 16' se componen de preferencia de CFK, ofrecen un apoyo de gran superficie para dos discos 46, 48 de aluminio o acero instalados en costados opuestos. Los discos 46, 48 se pueden atornillar fuertemente uno con otro a través de agujeros en los tubos 17' rectangulares y, por ejemplo, embridar en una placa ajustada de acoplamiento, del brazo de un robot. Para el centrado, en el caso del ejemplo, el disco 46 está provisto con un resalte central de centrado.

El armazón mostrado en la figura 1, se podría componer también de tubos octogonales. Cómo aparecen entonces los puntos de cruce de los tubos, está representado en las figuras 7 a 10. El punto de conexión de forma de T, se muestra en la figura 11. Por las figuras 7 a 11 en donde los detalles que corresponden a particularidades determinadas en las figuras 1 a 5, están provistos en cada caso con números de referencia aumentados en 100, se reconoce que prácticamente todas las particularidades coinciden o pueden coincidir, por analogía y funcionalidad. La única diferencia consiste en que las piezas insertadas y las piezas intermedias, así como el estribo y el acanalado del extremo del tubo en la unión de forma de T, se tienen que adaptar a la sección transversal octogonal de los tubos. Por lo demás se puede hacer referencia a la descripción precedente en relación con las figuras 1 a 5. La única modificación adicional, se desprende de una comparación de la figura 11 con la figura 5. En la realización según la figura 11, el estribo 138 está configurado de una sola pieza con el trozo 142 de tubo, y aproximado tan cerca al extremo del tubo 117, que en estado montado, queda ajustado en la superficie periférica exterior del tubo 116, de manera que es superfluo un platillo correspondiente al platillo 44.

Se reconoce, además, por las figuras 7 a 11, que cada uno de los taladros 128 y de los agujeros 130, 132 de montaje, se encuentra en una cara lateral plana de la pared octogonal del tubo. Desde luego se podrían unir también uno con otro, dos tubos octogonales que se cruzasen en posiciones relativas en las que al menos uno de los dos tubos mira con un vértice hacia el otro tubo, pero entonces los agujeros y los taladros tendrían que prepararse en un vértice, lo cual es absolutamente posible como alternativa, aunque es algo complicado.

Claims (17)

1. Disposición de fijación para la unión de tubos redondos u octogonales que pasan unos por delante de otros cruzándose, mediante al menos un tornillo, en especial en el caso de armazones portantes equipados con ganchos de vacío, para el transporte y sujeción de piezas de chapa en la industria del automóvil, estando sujeta entre los dos tubos (12, 14), una pieza (36) intermedia adaptada a sus superficies periféricas exteriores, caracterizada porque en el punto de cruce, en cada uno de los dos tubos (12, 14), está dispuesta una pieza (18, 20) insertada ajustada en cada caso a su respectiva sección transversal interior, rellenándola parcialmente, una (20) de las cuales forma una base para la cabeza del tornillo (22) que se extiende a través de taladros (28) transversales alineados en los tubos, y otra (18) de ellas, un apoyo para el vástago del tornillo.

2. Disposición de fijación según la reivindicación 1, caracterizada porque la pieza (18) insertada que forma el apoyo para el vástago, está provista con un taladro (34) cilíndrico pasante, y presenta una superficie de apoyo para una tuerca (24) que se fija en el vástago del tornillo.

3. Disposición de fijación según la reivindicación 1, caracterizada porque la pieza (18) insertada que forma el apoyo para el vástago, está provista con un taladro roscado ajustado al tornillo (22).

4. Disposición de fijación según alguna de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque al menos una de las dos piezas (18, 20) insertadas está pegada en uno de los tubos (12, 14).

5. Disposición de fijación según alguna de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la altura de las piezas (18, 20) insertadas, medida en la dirección longitudinal del tornillo (22), asciende al menos al 30%, de preferencia a más del 90%, de la mitad de la medida interior transversal de cada uno de los tubos (12, 14) coordinados.

6. Disposición de fijación según alguna de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la pieza (36) intermedia mantiene los dos tubos (12, 14) distanciados, y se apoya desde más de 90º hasta 180º, en la periferia de cada uno de los tubos (12, 14).

7. Disposición de fijación según alguna de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque en la zona del punto de cruce, la pared de al menos uno de los tubos (12, 14), está reforzada por un trozo de tubo pegado fuera o dentro.

8. Disposición de fijación según alguna de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque, alineado con el taladro (28) transversal a cuyo través se extiende el tornillo (22), al menos uno de los tubos (12, 14) presenta un agujero (30, 32) de montaje de sección transversal mayor, a través del cual es accesible el tornillo (22).

9. Disposición de fijación según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en al menos uno de los tubos (12, 14, 16), la pieza (18, 20) insertada se compone de una aleación de aluminio o de plástico duro.

10. Disposición de fijación según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los tubos (10-16) se componen de CFK.

11. Armazón de tubos compuesto de al menos dos tubos (10, 12) continuos y al menos, de dos tubos (14, 16) que pasan cruzándose por delante de aquellos, caracterizado porque los tubos redondos u octogonales están unidos en los puntos de cruce mediante una disposición de fijación según la reivindicación 1.

12. Armazón de tubos según la reivindicación 11, caracterizado porque adicionalmente presenta al menos una disposición de fijación para la unión de uno de los tubos (16) que se cruzan, con el extremo de un tubo (17) que linda en forma de T, estando dispuesto en el primer tubo (16) una pieza (20) insertada ajustada a su sección transversal interior, y que lo rellena parcialmente, que forma una base para la cabeza de un tornillo (22) que se extiende a través de un taladro (28) transversal en el primer tubo, cuyo vástago se puede atornillar en un estribo (38) fijado en el segundo tubo (17) que termina en la juntura, y estando acanalado el extremo lindante del segundo tubo (17) para adaptarse a la superficie periférica del primer tubo (16).

13. Armazón de tubos según la reivindicación 12, caracterizado porque el estribo (38) se compone de un disco, preferentemente de acero, provisto de un taladro axial roscado, ajustado al tornillo (22), y que se inserta detrás de un trozo (42) de tubo pegado por dentro en la zona terminal del segundo tubo (17), o está configurado de una sola pieza con el trozo de tubo.

14. Armazón de tubos según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque, alineado con taladro (28) transversal, el primer tubo (16) presenta un agujero (32) de montaje de mayor sección transversal, a través del cual puede introducirse y es accesible el tornillo (22).

15. Armazón de tubos según alguna de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque entre la superficie periférica del primer tubo (16) y el extremo acanalado ajustado del segundo tubo (17), está sujeto un platillo (44) pegado con este, y compuesto de un fragmento de pared de tubo.

16. Armazón de tubos según alguna de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque dos tubos (17') de sección transversal rectangular, que con sus extremos lindan en forma de T, en tubos (16') continuos redondos u octogonales, están dispuestos uno junto a otro, y están sujetos entre dos discos o placas (46, 48) unidas mediante tornillos, con taladros de montaje y/o elementos de fijación para la unión a un componente constructivo que lleve el armazón (16', 17') de tubos.

17. Armazón de tubos según alguna de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado porque lleva otros componentes del armazón, de forma tubular, que están amarrados mediante piezas de sujeción que rodean por fuera los tubos, con los tubos unidos mediante disposiciones de sujeción según la reivindicación 1 o la reivindicación 12.