ES2342641B1 - Dispositivo de proteccion contra descargas electricas en elementos defijacion con carga elevada. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de protección contra descargas
eléctricas en elementos de fijación con carga elevada.
Dispositivo (12) para la protección contra
descargas eléctricas de un elemento de fijación (5) conductor de una
aeronave sometido a cargas elevadas, comprendiendo el dispositivo
(12) un capuchón (6) de material no conductor, una arandela (7) de
material conductor metálico y una junta tórica (8) de material no
conductor retenida por la arandela (7), estando la arandela (7)
retenida por el elemento de fijación (5) sometido a carga elevada
que ha de ser protegido, y rodeando el capuchón (6) y la junta
tórica (8) el elemento de fijación (5) de forma no conductora,
evitando así la posibilidad de descargas eléctricas.
Description
Dispositivo de protección contra descargas
eléctricas en elementos de fijación con carga elevada.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para la protección contra descargas eléctricas de
elementos de fijación conductores sometidos a elevadas cargas, en
particular para aeronaves.
En ciertas aplicaciones mecánicas o
estructurales es preciso evitar de manera efectiva la posibilidad de
que se genere una chispa entre dos elementos de fijación
conductores, o entre un elemento de fijación y otro elemento
conductor, que están a distinto potencial eléctrico. Estos
diferentes potenciales eléctricos pueden estar causados por la
presencia de una corriente eléctrica, por impactos eléctricos tales
como un rayo o descarga atmosférica, por carga estática debida a la
fricción, etc.
El evitar estas descargas puede ser, en algunas
aplicaciones, un requisito de seguridad, como por ejemplo en las
fijaciones en zonas fronterizas o de zonas del interior de tanques
de depósito de combustible de aeronaves.
Existen diversos procedimientos conocidos para
evitar que ocurran estas descargas entre elementos de fijación, uno
de los cuales consiste en recubrir los elementos de fijación
conductores con un dispositivo que comprende a su vez un capuchón y
una arandela, ambos de material dieléctrico.
Los materiales dieléctricos, tales como el
nylon, no son adecuados para instalarse en elementos de fijación que
vayan a estar sometidos a cargas elevadas, ya que típicamente su
resistencia es baja.
En el caso anterior, si se utiliza una arandela
de material dieléctrico en el caso de elementos de fijación
sometidos a cargas elevadas, la resistencia del material de la
arandela no es entonces adecuada. En este caso, las elevadas cargas
podrían dañar la arandela, de tal modo que se producirían los
problemas siguientes:
- -
- el dispositivo no evitaría de forma correcta las descargas, ya que la arandela se agrietaría o rompería, lo que proporcionaría un camino a la chispa a través de la rotura; además, el capuchón no quedaría correctamente instalado, existiendo el riesgo adicional de que este daño no se produciría durante la instalación, sino durante el funcionamiento de la unión, por lo que descubrir el fallo sería más difícil;
- -
- el elemento de fijación podría no estar correctamente instalado, por lo que, si la arandela se rompe, la cabeza del tornillo, la tuerca, el remache o collar -en función del tipo de elemento de unión y dónde se instale el dispositivo- quedarían sin superficie de apoyo, con lo cual el elemento de fijación no estaría transmitiendo correctamente la carga, produciéndose en consecuencia el fallo de la fijación.
La presente invención está orientada a la
solución de estos inconvenientes.
La presente invención propone así un dispositivo
para la protección contra descargas eléctricas de elementos de
fijación conductores sometidos a cargas elevadas, protegiendo los
elementos de fijación entre sí o protegiendo un elemento de fijación
y otro elemento conductor, en particular para aeronaves. El
dispositivo de la invención comprende un capuchón, una arandela y
una junta tórica. El capuchón y la junta tórica están realizados en
material aislante no conductor, mientras que la arandela es
metálica. La arandela metálica está retenida por el elemento de
fijación sometido a carga elevada que ha de ser protegido, mientras
que el capuchón y la junta tórica rodean el elemento de fijación en
cuestión de forma no conductora, evitando así la posibilidad de
descargas eléctricas.
Otras características y ventajas de la presente
invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de
una realización ilustrativa de su objeto en relación con las figuras
que le acompañan.
La Figura 1 muestra en sección la disposición de
un dispositivo con arandela metálica para protección contra
descargas eléctricas sin la instalación de una junta tórica.
La Figura 2 muestra en sección el dispositivo
para protección contra descargas eléctricas según una primera
realización de la invención.
La Figura 3 muestra en sección el dispositivo
para protección contra descargas eléctricas según una segunda
realización de la invención.
\newpage
Las Figuras 4a y 4b muestran en sección el
dispositivo para protección contra descargas eléctricas según la
primera y segunda realización de la invención, respectivamente,
dispuesto sobre un tornillo de fijación conductor estándar.
Las Figuras 5a y 5b muestran en sección el
dispositivo para protección contra descargas eléctricas según la
primera y segunda realización de la invención, respectivamente,
dispuesto sobre un remache conductor estándar.
La Figura 6 muestra en sección un detalle de la
instalación de la junta tórica del dispositivo para protección
contra descargas eléctricas de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Así, la presente invención propone un
dispositivo 12 para la protección contra descargas eléctricas de
elementos de fijación 5 conductores entre sí o de un elemento de
fijación y otro elemento conductor (no mostrado). Los citados
elementos de fijación 5 están sometidos a cargas elevadas. El
dispositivo 12 según la invención comprende un capuchón 6, una
arandela 7 y una junta tórica 8.
Un dispositivo para evitar descargas eléctricas
de un elemento de fijación 5 sometido a cargas elevadas que
comprenda un capuchón 2 de material aislante no conductor y una
arandela 1 de material metálico para soportar las cargas del
elemento de fijación 5 haría que, al no presentar el material de la
arandela 1 propiedades no conductoras, cualquier imperfección 4 en
la superficie sobre la cual apoya la arandela 1 o una instalación
incorrecta de la citada arandela 1 permitiría que existiera un
camino 3 para que una descarga saltase a otro componente, según se
muestra en la
Figura 1.
Figura 1.
La arandela 7 del dispositivo 12 según la
invención está situada bajo el elemento de fijación 5 que ha de ser
protegido contra descargas, estando a su vez retenida por dicho
elemento de fijación 5, el cual evita además los movimientos de la
citada arandela 7. La forma de esta arandela 7 es redonda
preferiblemente, siendo más gruesa que las arandelas convencionales.
La arandela 7 está hecha de material metálico, tal como aluminio,
acero o titanio, presentando un roscado 11 en su cara exterior que
termina con un marcado bisel 13 en su parte más baja.
El capuchón 6 es un receptáculo abierto, con
forma preferiblemente cilíndrica, cerrado en uno de sus extremos y
con una abertura en el otro extremo, cuya forma y dimensiones
coinciden con las de la cara exterior de la arandela 7. La parte
inferior de la cara interna del capuchón 6 comprende un roscado 10
que se complementa con el roscado 11 de la arandela 7 y que se
emplea para fijar el capuchón 6 a la arandela 7 durante la
instalación del dispositivo de protección 12. Este roscado 10, 11
tiene propiedades de bloqueo automático de forma que evita que el
capuchón 6 se separe de la arandela 7, estando acabado en su parte
interior inferior con un bisel 14. Según una realización preferida
de la invención, el capuchón 6 comprende un rebaje 9 en la parte
superior de su cara externa para facilitar la instalación del citado
capuchón 6 con herramientas convencionales durante la aplicación del
par de apriete de instalación. El capuchón 6 está fabricado
preferiblemente de un material dieléctrico, como nylon o un plástico
de alta resistencia.
La junta tórica 8 tiene la forma y dimensiones
adecuadas para ajustar en la acanaladura generada por los biseles
13, 14 de las zonas inferiores de la arandela 7 y del capuchón 6.
Esta junta tórica 8 está hecha de un material flexible con
propiedades no conductoras, tal como caucho nitrílico o caucho de
silicona. El capuchón 6, una vez que está instalado, aplica presión
sobre la junta tórica 8.
Según una segunda realización de la invención,
la arandela 7 presenta un canal 15 en la parte baja de su cara
exterior en vez de comprender el bisel 13, el capuchón 6 no
comprende el bisel 14 y la junta tórica 8 tiene la forma y
dimensiones adecuadas para ajustarse a la acanaladura de la arandela
7, presentando un bisel 16 exterior, sobre el cual asentará el
capuchón 6 (ver Figura 3).
Una vez que el dispositivo 12, con sus
componentes capuchón 6, arandela 7 y junta tórica 8 están instalados
conjuntamente con un elemento de fijación 5, según las Figuras 4a,
4b, 5a y 5b, dicho elemento de fijación 5 está rodeado en todas
direcciones por un material no conductor, preferiblemente por un
material dieléctrico, de tal forma que no es posible que se origine
una descarga eléctrica en el citado elemento de fijación 5. Por otro
lado, la junta tórica 8, una vez que es presionada por el capuchón
6, cierra todos los posibles huecos entre la arandela 7 y la
superficie sobre la que dicha arandela 7 asienta, eliminando por
tanto todos los problemas mencionados inherentes al uso de arandelas
metálicas 1.
Las Figuras 4a y 4b muestran un ejemplo de
instalación del dispositivo 12 de la invención, según una primera y
segunda realización del mismo, respectivamente, de protección en el
caso particular en que el elemento de fijación 5 sometido a carga
elevada comprende un tornillo estándar 27 con una tuerca 28, estando
el capuchón 6 del dispositivo 12 dispuesto en la zona de la cabeza
29 del tornillo 27.
Las Figuras 5a y 5b muestran otro ejemplo de
instalación del dispositivo 12 de la invención, según una primera y
segunda realización del mismo, respectivamente, de protección en el
caso particular en que el elemento de fijación 5 comprende un
remache 30 y un casquillo 31, estando el capuchón 7 del dispositivo
12 dispuesto en la zona del casquillo 31.
En caso de proteger de descargas eléctricas dos
elementos de fijación 5 entre sí, se dispondría un dispositivo 12
con su capuchón 6, su arandela 7 y junta tórica 8 en al menos uno de
los elementos de fijación 5 a proteger. En caso de que se desee
proteger de descargas eléctricas un elemento de fijación 5 y otro
componente conductor (no mostrado) se dispondría el citado
dispositivo 12 sobre el elemento de fijación 5.
En las realizaciones preferentes que acabamos de
describir pueden introducirse aquellas modificaciones comprendidas
dentro del alcance definido por las siguientes reivindicaciones.
Claims (9)
1. Dispositivo (12) para la protección contra
descargas eléctricas de un elemento de fijación (5) conductor de una
aeronave sometido a carga elevada caracterizado porque el
dispositivo (12) comprende un capuchón (6) de material no conductor,
una arandela (7) de material conductor metálico y una junta tórica
(8) de material no conductor retenida por la arandela (7), estando
la arandela (7) retenida por el elemento de fijación (5) sometido a
carga elevada que ha de ser protegido, y rodeando el capuchón (6) y
la junta tórica (8) el elemento de fijación (5) de forma no
conductora, evitando así la posibilidad de descargas eléctricas.
2. Dispositivo (12) para la protección contra
descargas eléctricas de un elemento de fijación (5) conductor de una
aeronave sometido a cargas elevadas según la reivindicación 1
caracterizado porque el capuchón (6) es un receptáculo
abierto de forma cilíndrica cerrado en uno de sus extremos y abierto
en el otro, comprendiendo en la parte inferior de su cara interna un
roscado (10).
3. Dispositivo (12) para la protección contra
descargas eléctricas de un elemento de fijación (5) conductor de una
aeronave sometido a cargas elevadas según la reivindicación 2
caracterizado porque la arandela (7) es redonda y más gruesa
que las arandelas convencionales, comprendiendo en su cara exterior
un roscado (11) que se complementa con el roscado (10) del capuchón
(6) para fijar el capuchón (6) a la arandela (7) durante la
instalación del dispositivo (12).
4. Dispositivo (12) para la protección contra
descargas eléctricas de un elemento de fijación (5) conductor de una
aeronave sometido a cargas elevadas según la reivindicación 3
caracterizado porque el roscado (10, 11) tiene propiedades de
bloqueo automático para evitar que el capuchón (6) se separe de la
arandela (7).
5. Dispositivo (12) para la protección contra
descargas eléctricas de un elemento de fijación (5) conductor de una
aeronave sometido a cargas elevadas según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores caracterizado porque el capuchón
(6) comprende en la parte superior de su cara externa un rebaje (9)
para facilitar la instalación del capuchón (6) con herramientas
convencionales durante la aplicación del par de apriete de
instalación del dispositivo (12).
6. Dispositivo (12) para la protección contra
descargas eléctricas de un elemento de fijación (5) conductor de una
aeronave sometido a cargas elevadas según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores caracterizado porque la arandela
(7) comprende un bisel (13) en la parte inferior de su cara
exterior, y porque el capuchón (6) comprende otro bisel (14) en su
parte inferior interior, de tal forma que la junta tórica (8) se
ajusta una vez instalada en la acanaladura generada por los biseles
(13, 14).
7. Dispositivo (12) para la protección contra
descargas eléctricas de un elemento de fijación (5) conductor de una
aeronave sometido a cargas elevadas según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque la arandela (7)
comprende un canal (15) en la parte inferior de su cara exterior,
comprendiendo la junta tórica (8) un bisel (16) exterior, de tal
forma que la citada junta tórica (8) se ajusta a la acanaladura de
la arandela (7) asentándose a su vez el capuchón (6) en el bisel
(16) de la junta tórica (8).
8. Dispositivo (12) para la protección contra
descargas eléctricas de un elemento de fijación (5) conductor de una
aeronave sometido a cargas elevadas según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la arandela
(6) está fabricada en un material dieléctrico, como nylon o un
plástico de alta resistencia.
9. Dispositivo (12) para la protección contra
descargas eléctricas de un elemento de fijación (5) conductor de una
aeronave sometido a cargas elevadas según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la junta
tórica (8) está hecha de un material flexible con propiedades
dieléctricas, tal como caucho nitrílico o caucho de silicona.
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