ES2343086T3 - Tornillo de cizalla y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Tornillo de cizalla, provisto de un cuerpo cilíndrico con una rosca (60) en su cara exterior y provisto de un vástago central (40) con una cabeza (50) en uno de sus extremos que presenta unas superficies de ataque (52) para un útil de accionamiento, de tal modo que se haga encajar por lo menos un disco (30) en el vástago (40) y de tal modo que el tornillo de cizalla (10) presente un punto de rotura controlada que forme un plano de cizallamiento, caracterizado porque en la zona interior del dicho tornillo de cizalla el vástago (40) presenta una zona cilíndrica (44) en la que se hace encajar por lo menos un disco (30), porque el disco (30) correspondiente queda inmovilizado entre una base (20) y la cabeza (50) del tornillo de cizalla, y porque el vástago (40) presenta un único punto de rotura controlada (42) en la zona interior del tornillo de cizalla.
Description
Tornillo de cizalla y procedimiento para su
fabricación.
La presente invención se refiere a un tornillo
de cizalla, provisto de un cuerpo cilíndrico con una rosca en su
cara exterior y provisto de un vástago central con una cabeza en uno
de sus extremos que presenta unas superficies de ataque para un
útil de accionamiento, de tal modo que se haga encajar por lo menos
un disco en el vástago y de tal modo que el tornillo de cizalla
presente un punto de rotura controlada que forme un plano de
cizallamiento. Asimismo, la presente invención se refiere a un
procedimiento para la fabricación de dicho tipo de tornillos de
ciza-
lla.
lla.
En el documento
EP-A-1 376 764 se da a conocer un
tornillo de cizalla de dicho tipo.
Dicho tipo de tornillos de cizalla se conoce y
se emplea en particular para aplicaciones en las que únicamente se
puede apretar el tornillo con un par de torsión de un valor máximo
predeterminado, a fin de no dañar los elementos inmovilizados por
dicho tornillo. Si dicho par máximo de torsión de valor
predeterminado se supera, la cabeza del tornillo de cizalla se
rompe separándose y la pieza inferior del tornillo se encarga de
crear una unión por bornes permanente en un dispositivo de conexión
roscada.
En el documento
DE-C-41 13 242 la solicitante da a
conocer una forma constructiva adicional convencional de dicho tipo
de tornillo de cizalla, provisto de un cuerpo roscado con una rosca
macho, así como una cabeza de corte con una superficie de ataque
para un útil, de tal modo que entre dicho cuerpo roscado y dicha
cabeza de corte se prevé una zona de transición cuyo diámetro
exterior se estrecha desde la cabeza de corte hasta el cuerpo
roscado y que presenta un punto de rotura controlada. En la
práctica, dicho tipo de tornillo de cizalla se introduce en la
rosca hembra de una pieza de trabajo, por ejemplo un dispositivo de
conexión roscada, con el objetivo de aprisionar un
conductor.
conductor.
Cuando se aprieta el tornillo y se supera el
valor máximo predeterminado del par de torsión, la cabeza de corte
del tornillo de cizalla se rompe separándose, mientras que la parte
restante de dicho tornillo permanece en el dispositivo de conexión
roscada y aprisiona el conductor con la fuerza de apriete
predeterminada.
Así, se pone de manifiesto que dicho tipo de
tornillos de cizalla son muy eficaces en las aplicaciones prácticas,
puesto que un instalador está en condiciones de garantizar el
apriete correcto del tornillo, independientemente de sus años de
experiencia y de las herramientas empleadas. Simplemente, se precisa
que el útil en cuestión, que está ajustado a la cabeza del tornillo
de cizalla, apriete dicho tornillo hasta que su cabeza se rompa
separándose.
Sin embargo, en dichos dispositivos de conexión
roscada en la práctica se aprisionan unos conductores con distinta
sección transversal, y consecuentemente dicho tornillo de cizalla
debe penetrar más o menos en el espacio interior del dispositivo de
conexión roscada, cuando se aprieta con un útil. Por lo tanto, tras
la rotura de la cabeza de corte se puede originar una situación en
la que el tornillo de cizalla sobresalga por accidente del
dispositivo de conexión, si la longitud de la zona inferior del
tornillo con la rosca macho pasante no está bien ajustada al
dispositivo de conexión roscada y al conductor que debe quedar
aprisionado.
Conforme al documento
EP-A-1 376 764, en los tornillos de
cizalla convencionales conceptualmente el vástago, formado como
espiga central del cuerpo del tornillo de cizalla, presenta sección
transversal no circular, por ejemplo hexagonal, en el que se hacen
encajar discos adecuados con oquedades interiores complementarias y
que presentan una sección transversal no circular. Así, dicho
concepto convencional se basa en una unión por arrastre de forma
entre la espiga y los discos. Asimismo, en las formas de realización
convencionales, para cada zona de la espiga, correspondiente a un
disco, se prevé un punto distinto de rotura controlada, de tal modo
que en servicio se puede romper la cabeza de dicho tipo de tornillos
de cizalla en distintos planos de corte prefijados.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar un tornillo de cizalla que sea adecuado para múltiples
piezas de trabajo que se deben aprisionar, en particular hilos
conductores de cables de distintos diámetros, y de tal modo que la
cabeza de corte se rompa fiablemente al superar un par de torsión
prefijado.
Por otra parte, el objetivo de la presente
invención es proporcionar un procedimiento para la fabricación de
dicho tipo de tornillos de cizalla.
Según la presente invención, para alcanzar una
solución se puede diseñar un tornillo de cizalla de la forma
mencionada al principio, es decir que en la zona interior del dicho
tornillo de cizalla el vástago sea cilíndrico y se haga encajar por
lo menos un disco, que el disco correspondiente quede inmovilizado
entre una base y la cabeza del tornillo de cizalla, y que el
vástago presente un único punto de rotura controlada en la zona
interior del tornillo de
cizalla.
cizalla.
Con un tornillo de cizalla conformado de este
modo, se alcanza el objetivo de modo satisfactorio. Especialmente,
cabe destacar que dicho tornillo de cizalla se adapta
automáticamente a cada circunstancia particular, a saber a la
longitud de la rosca hembra disponible en la pieza de trabajo, en la
que debe enroscarse el tornillo de cizalla.
Así, cuando el tornillo de cizalla según la
presente invención se enrosca en una pieza de trabajo adecuada, a
fin de por ejemplo aprisionar un conductor en un dispositivo de
conexión roscada, el tornillo de cizalla se deja enroscar hacia el
interior hasta que su base entra en contacto con el conductor. A
continuación, se sigue apretando el tornillo de cizalla hasta que
en el punto de rotura controlada se supera el valor máximo
prefijado de par de torsión. En el momento en que se alcanza dicho
valor, se rompe la parte superior del tornillo de cizalla y se
puede extraer su cabeza de la pieza de trabajo.
Aquellos discos que se encuentran en la zona de
la rosca hembra del dispositivo de conexión roscada permanecen
lógicamente inmovilizados en dicha rosca hembra, mientras que los
discos que se encuentran por encima y fuera del dispositivo de
conexión roscada quedan sueltos y se pueden eliminar junto con la
parte separada del vástago y de la cabeza.
En el caso desfavorable, exteriormente al
dispositivo de conexión roscada se puede formar un extremo saliente
con la altura de un disco individual. Regulando el espesor, la
altura de cada disco, o ambos, se puede realizar un ajuste
relativamente fino, de tal modo que únicamente se pueda formar un
saliente de pequeñas dimensiones sobre el dispositivo de conexión
roscada.
Perfeccionando el tornillo de cizalla según la
presente invención, se prevé que la base y los discos dispuestos
encima presenten pares de resaltes y oquedades complementarios, de
modo que queden asegurados contra desplazamientos radiales, por
ejemplo si sobre ellos se ejercen fuerzas transversales. Dichas
medidas contribuyen a que los discos, junto con la base, formen un
cuerpo de rosca lo más homogéneo posible, que permanece en forma muy
compacta en la rosca hembra del dispositivo de conexión roscada
cuando se corta el tornillo de cizalla, y que se encarga de que el
efecto de aprisionamiento sea permanente.
En una forma constructiva especial del tornillo
de cizalla según la presente invención, la base está conformada con
un extremo abombado. Se pone de manifiesto que dicho tipo de formas
constructivas son especialmente aptas en el caso de que deban
aprisionarse conductores eléctricos en dispositivos de conexión
rosada, a fin de que dicho conductor no se deteriore
accidentalmente.
En el tornillo de cizalla según la presente
invención, el punto de rotura controlada se conforma
convenientemente en forma de garganta radial, en particular en
forma de ranura circular periférica en el vástago. De este modo, es
posible ajustar con mucha precisión el valor máximo prefijado del
par de apriete para dicho tipo de tornillos de cizalla.
Para el tornillo de cizalla según la presente
invención, se revela especialmente ventajoso introducir el punto de
rotura controlada del vástago a la altura del disco inferior.
Procediendo de este modo, se logra de modo eficaz que únicamente se
forme un resalte mínimo que sobresale del tornillo de cizalla o de
su vástago, independientemente de la longitud disponible de la
rosca hembra del dispositivo de conexión roscada en cuestión, cuando
tras apretar se rompe la cabeza del tornillo de cizalla.
En una forma constructiva especial del tornillo
de cizalla según la presente invención, en la base se dispone una
superficie de apoyo que soporta los distintos discos. De este modo,
se logra que los discos estén soportados convenientemente y estén
bien posicionados.
Perfeccionando el tornillo de cizalla según la
presente invención, se prevé que la cabeza de dicho tornillo
presente una superficie de contacto de forma anular, que entre en
contacto con la cara superior del disco superior. Con esta medida,
se logra de modo eficaz que los discos queden inmovilizados de modo
fiable y compacto.
Perfeccionando el tornillo de cizalla según la
presente invención, se prevé que dicho tornillo presente una
conexión roscada, un ajuste forzado o una unión adhesiva, que sirva
para que los discos queden inmovilizados entre la cabeza y la base.
Dicha conexión se puede efectuar de modos diversos, en función de
las circunstancias particulares.
En una forma de realización especial del
tornillo de cizalla según la presente invención, se prevé que en el
extremo inferior del vástago se disponga una rosca macho, que se
enrosque en una rosca hembra complementaria en una base
independiente.
En otra forma de realización especial del
tornillo de cizalla según la presente invención, se prevé conformar
de una sola pieza el vástago junto con la base y que la cabeza
comprenda una tuerca que se enrosca en una rosca macho en el
extremo superior del vástago.
En otra forma de realización especial del
tornillo de cizalla según la presente invención, se prevé que el
extremo inferior del vástago comprenda un resalte, que quede unido
complementariamente a una oquedad en la base, por arrastre de forma
y/o por compresión y/o por contacto mediante fuerzas atómicas o
moleculares de los materiales, y que quede fijado.
En una forma de realización especial adicional
del tornillo de cizalla según la presente invención, se prevé
conformar de una sola pieza el vástago junto con la base y que se
disponga sobre la cara superior del vástago una pieza de apriete
con una oquedad interior complementaria, acoplada al vástago por
arrastre de forma y/o por compresión y/o por contacto mediante
fuerzas atómicas o moleculares de los materiales.
En todas las formas de realización se logra
inmovilizar fiablemente los discos entre la base y la cabeza.
Asimismo, según la presente invención se
proporciona un procedimiento para la fabricación de dicho tipo de
tornillos de cizalla.
El procedimiento según la presente invención
para la fabricación de un tornillo de cizalla, provisto de un
cuerpo cilíndrico con una rosca en su cara exterior y provisto de un
vástago central con una cabeza en uno de sus extremos que presenta
superficies de ataque para un útil de accionamiento, de modo tal que
se haga encajar por lo menos un disco en el vástago y de tal modo
que el tornillo de cizalla presente un punto de rotura controlada
en la zona interior de dicho tornillo, comprende las etapas
siguientes:
- -
- disponer de un vástago que presente una zona cilíndrica;
- -
- integrar un único punto de rotura controlada en dicha zona cilíndrica;
- -
- hacer encajar múltiples discos sobre dicha zona cilíndrica;
- -
- inmovilizar dichos discos entre una base y la cabeza del tornillo de cizalla; e
- -
- integrar una rosca pasante en la cara exterior del cuerpo cilíndrico formado por la base y los discos.
\vskip1.000000\baselineskip
En una forma de realización especial del
procedimiento según la presente invención, dicho procedimiento
comprende las etapas siguientes:
- -
- fabricar un vástago cilíndrico, de tal modo que en uno de sus extremos presente superficies de ataque para un útil de accionamiento, que en el otro extremo presente una rosca macho, y que en medio se disponga el punto de rotura controlada;
- -
- disponer de una base cilíndrica con una rosca hembra complementaria para la rosca macho del vástago; y
- -
- enroscar entre sí la base y el vástago a fin de que los discos situados en medio queden fijados.
\vskip1.000000\baselineskip
En otra forma de realización especial del
procedimiento según la presente invención, dicho procedimiento
comprende las etapas siguientes:
- -
- fabricar un vástago cilíndrico, de tal modo que en uno de sus extremos presente una base extendida radialmente, que en el otro extremo presente una rosca macho, y que en medio se disponga el punto de rotura controlada; y
- -
- enroscar una tuerca en la rosca macho del vástago, a fin de que los discos queden inmovilizados entre dicha tuerca y la base.
\vskip1.000000\baselineskip
En esta forma de realización se puede en
particular emplear una tuerca en cuya cara exterior se dispongan
superficies de ataque para un útil de accionamiento.
En otra forma de realización especial del
procedimiento según la presente invención, dicho procedimiento
comprende las etapas siguientes:
- -
- fabricar un vástago cilíndrico, de tal modo que en uno de sus extremos presente superficies de ataque para un útil de accionamiento, que en el otro extremo presente un resalte axial que sobresalga y que en medio se disponga el punto de rotura controlada;
- -
- fabricar una base cilíndrica con una escotadura complementaria para el resalte axial sobresaliente del vástago; y
- -
- apretar la base contra el vástago, en caso necesario empleando un adhesivo en la superficie de contacto entre los mismos, para que los discos queden inmovilizados entre la base y el vástago.
\vskip1.000000\baselineskip
En otra forma de realización especial del
procedimiento según la presente invención, dicho procedimiento
comprende las etapas siguientes:
- -
- fabricar un vástago cilíndrico, de tal modo que en uno de sus extremos presente una base extendida radialmente, que en el otro extremo presente una zona extendida longitudinalmente y que en medio se disponga el punto de rotura controlada; y
- -
- montar a presión una pieza de apriete provista de una oquedad interior complementaria para el contorno exterior del extremo superior del vástago, en caso necesario empleando un adhesivo en la superficie de contacto entre los mismos, para que los discos dispuestos en medio queden inmovilizados.
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A continuación, se detalla la presente invención
mediante la descripción de ejemplos de formas de realización y
haciendo referencia a los dibujos adjuntados, en los que se
representan las figuras siguientes.
En la figura 1 se representa una vista lateral
esquemática, parcial y en sección longitudinal para detallar una
primera forma de realización del tornillo de cizalla según la
presente invención.
En la figura 2 se representa una vista lateral
esquemática, parcial y en sección longitudinal para detallar una
segunda forma de realización del tornillo de cizalla.
En la figura 3 se representa una vista lateral
parcial y en sección longitudinal para detallar una tercera forma
de realización del tornillo de cizalla.
En la figura 4 se representa una vista lateral
parcial y en sección longitudinal de una cuarta forma de realización
del tornillo de cizalla.
En la figura 5 se representa una vista lateral
en perspectiva de la tercera forma de realización del tornillo de
cizalla.
En la figura 6 se representa una vista lateral
de un vástago para el tornillo de cizalla según la tercera forma de
realización.
En la figura 7 se representa una vista superior
del tornillo de cizalla según la tercera forma de realización,
desde arriba.
En la figura 8 se representa una vista lateral
en perspectiva del tornillo de cizalla según la primera y segunda
formas de realización.
En la figura 9 se representa una vista lateral
en sección de la base para el tornillo de cizalla según la presente
invención, conforme a la primera forma de realización.
En la figura 10 se representa una vista lateral
en perspectiva para detallar un disco para el tornillo de cizalla
según la presente invención.
En la figura 11 se representa una vista lateral
longitudinal de un disco para el tornillo de cizalla según la
presente invención.
Y en la figura 12 se representa una vista
lateral esquemática de un vástago para el tornillo de cizalla según
la presente invención, conforme a la primera forma de
realización.
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Primera forma de
realización
A continuación, en primer lugar se detalla una
primera forma de realización del tornillo de cizalla según la
presente invención, haciendo referencia a la figura 1 y a las
figuras 8 a 12.
Tal y como se aprecia en la figura 1, un
tornillo de cizalla designado en su totalidad con la referencia 10,
comprende una base 20, un vástago 40 y múltiples discos 30,
dispuestos entre una cabeza 50 y la base 20. Con este propósito, en
la base 20 se dispone una escotadura central 24, diseñada
complementariamente al extremo inferior del vástago 40 que se debe
emplear. En particular, para esta primera forma de realización en la
base 20 se ha practicado un orificio interior provisto de una rosca
hembra 26.
En la cara superior de la base 20 se dispone un
resalte 28, complementario a una oquedad 34 correspondiente de un
disco 30. Dicho tipo de resaltes se pueden diseñar en forma de
espigas o más sencillamente como resaltes anulares 28, que encajan
en su correspondiente oquedad anular 34.
Los distintos discos 30 poseen respectivamente
un orificio pasante 32, a través del que penetra el vástago 40 con
un cierto juego. Por otra parte, en uno de los lados de cada disco
se encuentra un resalte 38 que su vez encaja en su oquedad 34
correspondiente del siguiente disco 30. De este modo, disponiendo
los discos uno encima del otro y sobre la base 20, quedan
asegurados contra desplazamientos radiales.
El espesor y la altura de los discos 30, así
como su número, se selecciona de modo conveniente, teniendo en
cuenta la geometría del tornillo de cizalla 10 y de su dispositivo
de conexión roscada correspondiente. En la práctica, la altura de
dichos discos 30 se sitúa en el orden de magnitud de milímetros.
Tal y como se aprecia en las figuras 1 y 12, el
vástago 40 presenta una cabeza 50 situada en su extremo superior,
que posee superficies de ataque 52 para un útil de accionamiento, a
fin de poder apretar el tornillo de cizalla 10 ya fabricado.
En la cara inferior de la cabeza 50 se dispone
un resalte anular 41, que forma una superficie de contacto 58 con
el disco superior 30 correspondiente.
Por debajo del resalte anular 41, el vástago 40
comprende una zona cilíndrica 44, así como una rosca macho inferior
46, estando separadas dichas zonas entre sí respectivamente mediante
una ranura anular 43 y mediante un punto de rotura controlada 42.
La ranura anular 43 garantiza el espacio libre requerido para el
disco superior 30, de tal modo que éste pueda estar apoyado contra
la superficie de contacto 58. El punto de rotura controlada 42 se
conforma como ranura anular, que en el ejemplo de forma de
realización existente se estrecha en la dirección del extremo
inferior del vástago 40. Dimensionando dicha garganta, se puede
fijar el plano de corte por el que se rompe el vástago 40 del
tornillo de cizalla 10 cuando se supera el valor máximo prefijado
del par de torsión.
Tal y como se aprecia en las figuras 1 y 8, se
prevé seleccionar el número deseado de discos 30, que quedan
encajados en la zona cilíndrica 44 del vástago 40. Cuando el vástago
40 con su rosca macho inferior 46 se enrosca en la rosca hembra 26
correspondiente de la base, la pila de discos 30 queda soportada por
la superficie de apoyo 27 de la base 20 y queda afianzada entre
dicha superficie de apoyo inferior 27 y la superficie de contacto
superior 58 de la cabeza 50.
Así, en esta primera forma de realización la
base 20 forma una tuerca cerrada, en la que se enrosca el vástago
40 como tornillo interior. Los discos 30 quedan fijados entre ambos.
La rosca designada esquemáticamente con la referencia 60 se
extiende en la cara exterior a lo largo de toda la zona exterior de
la base 20 y de los discos 30, que estando inmovilizados forman un
cuerpo cilíndrico homogéneo. De modo conveniente, dicha rosca
exterior 60 no se in-
corpora hasta que se haya efectuado el premontaje de los elementos descritos anteriormente del tornillo de cizalla 10.
corpora hasta que se haya efectuado el premontaje de los elementos descritos anteriormente del tornillo de cizalla 10.
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Segunda forma de
realización
En la figura 2 se representa una segunda forma
de realización del tornillo de cizalla según la presente invención,
construido de modo similar a la de la primera forma de realización
según la figura 1. La diferencia entre ambas formas de realización
consiste en que en la segunda forma de realización la base 20 no se
conforma como elemento cerrado inferior, sino que en este caso
dicha base 20 posee un orificio pasante con una rosca hembra
pasante 26 en la que se enrosca el vástago 40 con su rosca macho
inferior 46.
En esta segunda forma de realización, el vástago
40, junto con los discos 30, se enroscan en la base 20, hasta que
dichos discos 30 quedan fijados sólidamente entre la superficie de
contacto 58 y la superficie de apoyo 27 de la base 20. A
continuación, se puede mecanizar la cara inferior del tornillo de
cizalla en la zona de la base 20, a fin de eliminar eventuales
extremos salientes, alisar el contorno y conferirle la sección
transversal que se desee. A título de ejemplo, se dota el tornillo
de cizalla 10 de un extremo abombado esférico 22. Entonces, se
manipula la rosca exterior pasante 60 del mismo modo que en la
primera forma de realización.
El resto de elementos de dicha forma de
realización son los mismos que en la primera forma de realización y
por lo tanto se puede prescindir de su descripción.
\vskip1.000000\baselineskip
Tercera forma de
realización
A continuación, se detalla una tercera forma de
realización del tornillo de cizalla mediante las figuras 3, 5 y 6.
En esta tercera forma de realización el vástago 40 y la base 20 se
diseñan como una sola pieza, creándose una pieza inferior en forma
de plato, en cuya cara superior se forma una superficie de apoyo 27
para los discos 30 antes mencionados. Asimismo, en la figura 6 se
representa esquemáticamente un resalte 28, que interactúa con el
correspondiente disco 30, conforme a la figura 11.
Por encima de la base 20, el vástago 40
comprende una zona cilíndrica 44, provista en la parte superior de
una rosca macho 48. La cabeza 50 está provista del modo habitual de
superficies de ataque 52 para un útil de accionamiento, a fin de
poder apretar el tornillo de cizalla 10 preparado para el uso.
Tal y como se aprecia en la figura 3, se prevé
una tuerca 54 independiente, que desde la cara superior del vástago
40 se enrosca en la rosca macho superior 48 del vástago 40.
En dicha tercera forma de realización, por
consiguiente la superficie de contacto 58 de la cara inferior de la
tuerca 54 aprieta la pila de discos 30 contra la superficie de apoyo
27 de la base 20, de tal modo que los discos 30 y la base 20 forman
un cuerpo cilíndrico compacto, cuya cara exterior está provista de
una rosca pasante 60.
En esta forma de realización, la cabeza 50
presenta no obstante una sección transversal más reducida, de tal
modo que la superficie de ataque para el útil es en total más
pequeña. Empleando un útil de accionamiento adecuado, se garantiza
simultáneamente el apriete correcto de dicho tornillo de cizalla 10
y la separación por el punto de rotura controlada 42, cuando se
supera el valor máximo prefijado del par de torsión.
Por lo demás, el resto de componentes no
descritos individualmente son los mismos que los de las formas de
realización descritas anteriormente.
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Cuarta forma de
realización
A continuación, se detalla una cuarta forma de
realización según la presente invención haciendo referencia a la
figura 4. La cuarta forma de realización está construida de modo
similar a la tercera forma de realización, descrita anteriormente.
También en el caso de la cuarta forma de realización se emplea un
vástago 40, cuya zona inferior se diseña junto con la base 20 de
una sola pieza.
Sin embargo, en la disposición adoptada en la
cuarta forma de realización se dispone en la zona superior del
vástago una rosca macho superior pasante 48, en la que se enrosca
una tuerca longitudinal 54, que al mismo tiempo forma la cabeza 50
del tornillo de cizalla 10 y que está provista de superficies de
ataque 52 para un útil de accionamiento de dicho tornillo de
cizalla 10. Las dimensiones exteriores de la tuerca 54 pueden ser
en este caso similares a las de la cabeza en las formas de
realización según las figuras 1 y 2. La rosca hembra de la tuerca
54 se puede conformar como una rosca de agujeros ciegos o como una
rosca pasante.
En la cuarta forma de realización, en la cara
inferior de la tuerca 54 existe la correspondiente superficie de
contacto anular 58, que aprieta la pila de discos 30 contra la
superficie de apoyo 27 de la base 20. Los discos 30 se disponen del
mismo modo que en los ejemplos de formas de realización descritos
anteriormente.
A este respecto, la tuerca 54 posee una
funcionalidad doble, puesto que por una parte sirve para afianzar
la pila de discos 30 contra la base 20, y por otra parte se prevé
que dicha tuerca 54 constituya la cabeza del tornillo de cizalla
10, en servicio apretando dicho tornillo de cizalla 10 por las
superficies de ataque 52 de la cabeza.
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Quinta forma de
realización
La quinta forma de realización según la presente
invención descrita a continuación representa una variación respecto
a la primera y segunda formas de realización según la presente
invención, dado que en este caso no se emplea rosca hembra 26
alguna con su rosca macho 46 complementaria.
En lugar de ello, en la quinta forma de
realización se prevé que el vástago 40 presente en su extremo
inferior un resalte, que se introduce en una oquedad complementaria
en la base 20, siendo la unión por ajuste forzado o adhesiva.
A este efecto, el resalte del vástago 40 puede
presentar una sección ovalada o cilíndrica circular, que se
introduce en una oquedad complementaria en la base 20, quedando
fijado de tal modo que no es posible ningún desplazamiento relativo
en la dirección longitudinal o en la dirección de giro. En caso
necesario, en este caso se emplea un adhesivo en la superficie de
contacto entre el vástago 40 y la base 20, de tal modo que la unión
se efectúe por arrastre de forma y/o por compresión y/o por contacto
mediante fuerzas atómicas o moleculares de los materiales.
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Sexta forma de
realización
La sexta forma de realización del tornillo de
cizalla 10 según la presente invención es parecida en el aspecto
constructivo a la tercera y la cuarta formas de realización. En
efecto, no se emplea ni rosca macho 48 ni tuerca 54.
En lugar de ello, en la sexta forma de
realización del tornillo de cizalla se prevé que el vástago y la
base 20 se conformen como una sola pieza y que se disponga una
pieza de apriete anular sobre la parte superior del vástago 40.
Dicha pieza posee una oquedad interior complementaria para la
configuración del vástago 40 en su extremo superior.
En este caso, la pieza de apriete, que sustituye
a la tuerca 54, se une con ajuste forzado a la zona superior del
vástago 40 y/o se fija al vástago 40 con una unión adhesiva.
En el caso más sencillo, el vástago 40 se
conforma en dicha zona superior en forma cilíndrica, aunque puede
presentar una sección transversal no circular, a fin de recibir la
pieza de apriete con su oquedad interior complementaria, que a su
vez en la cara inferior posee una superficie en contacto con el
disco superior 30.
Dicho tipo de forma constructiva es asimismo
factible en el caso de una forma de realización que corresponda a
la representación de la figura 8. En este caso, el vástago 40
presenta una sección transversal no circular en su extremo
superior, por ejemplo con cantos exteriores, sobre el que se dispone
la pieza de apriete con oquedad interior complementaria, de tal
modo que queda fijado y no puede girar respecto al vástago 40. En
este caso, la pieza de apriete puede conformarse con un orificio
pasante o con un agujero ciego y presenta, tal y como se aprecia en
la representación de la figura 8, superficies de ataque exteriores
para un útil de accionamiento.
En este caso, la unión puede efectuarse por
ajuste forzado entre la pieza de apriete y el extremo superior del
vástago 40, previendo en caso necesario un adhesivo en la superficie
de contacto entre los mismos.
Asimismo en este caso se alcanza una unión
fiable por arrastre de forma y/o por compresión y/o por contacto
mediante fuerzas atómicas o moleculares de los materiales entre
dichos elementos, de tal modo que se asegura la pieza de apriete y
el vástago contra desplazamientos relativos en la dirección
longitudinal y en la dirección de giro.
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En los ejemplos de formas de realización
descritos anteriormente se representa el tornillo de cizalla 10 con
el extremo inferior abombado 22. Sin embargo, la forma constructiva
del tornillo de cizalla 10 no está limitada en este sentido. Más
bien, se puede conformar la cara anterior del tornillo de cizalla 10
de un modo deseado, por ejemplo con una pieza anterior cilíndrica o
con dispositivos de fresado, si se requiere.
En el caso de que en los ejemplos de formas de
realización descritos anteriormente las superficies de ataque 52
para un útil de accionamiento del tornillo de cizalla 10 se
representen como cantos exteriores, el tornillo de cizalla según la
presente invención no queda limitado a dicho tipo de forma
constructiva. Más bien, en algunas formas de realización se puede
conformar la cabeza 50 incluso con un canto interior que presente
superficies de ataque adecuadas para un útil de accionamiento.
Por otra parte, cabe destacar que el vástago 40
asimismo puede presentar una sección transversal no circular, por
ejemplo de lados múltiples, o bien puede presentar una sección
transversal ovalada o elíptica para efectuar una unión por arrastre
de forma con los discos 30. En este caso, naturalmente se prevén los
discos 30 con una oquedad interior complementaria.
Alternativamente, el vástago 40 y los discos 30 pueden presentar
asimismo otros resaltes y oquedades complementarias, para efectuar
su unión por arrastre de forma.
Con dicho tipo de formas constructivas, es
posible lograr un arrastre compacto de los discos 30 en el vástago
40, cuando se enrosca el tornillo de cizalla 10 en una pieza de
trabajo o en un dispositivo de conexión roscada adecuado.
Para la fabricación del tornillo de cizalla 10
según la presente invención, en la primera y segunda formas de
realización se procede del modo siguiente.
- -
- En primer lugar, se fabrica un vástago cilíndrico 40, de tal modo que en uno de sus extremos presente superficies de ataque 52 para un útil de accionamiento, que en el otro extremo presente una rosca macho 46, y que en medio se disponga un punto de rotura controlada 42;
- -
- A continuación, se hace encajar un número deseado prefijado de discos 30 sobre el vástago 40, según el objetivo de la aplicación particular;
- -
- Luego, se fabrica una base cilíndrica 20 con una rosca hembra complementaria 26 para la rosca macho 46 del vástago 40;
- -
- Entonces, se enroscan entre sí la base 20 y el vástago 40, a fin de que la pila de discos 30 situados en medio quede inmovilizada; y
- -
- Finalmente, se integra una rosca pasante 60 en la cara exterior del cuerpo cilíndrico formado por la base 20 y por los discos 30, de tal modo que se pueda retener el tornillo de cizalla con las correspondientes superficies de ataque 52 en la cabeza 50.
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En una forma de realización modificada, para la
fabricación del tornillo de cizalla 10 según la presente invención,
se procede del modo siguiente.
Se fabrica un vástago cilíndrico 40, de tal modo
que en uno de sus extremos presente superficies de ataque para un
útil de accionamiento, que en el otro extremo presente un resalte
axial sobresaliente, y que en medio se disponga un punto de rotura
controlada 42;
- -
- Se dispone el número deseado prefijado de discos 30 sobre el vástago 40;
- -
- Entonces, se fabrica una base cilíndrica 20 con una escotadura complementaria para el resalte axial sobresaliente;
- -
- La base 20 y el vástago 40 se aprietan entre sí, en caso necesario empleando un adhesivo en la superficie de contacto entre los mismos, para fijar los discos 30 entre ellos; y
- -
- Finalmente, se integra una rosca pasante 60 en la cara exterior del cuerpo cilíndrico formado por la base 20 y por los discos 30.
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Para la realización de la tercera y cuarta
formas de realización del tornillo de cizalla 10 según la presente
invención, se procede del modo siguiente.
- -
- En primer lugar, se fabrica un vástago cilíndrico 40, de tal modo que en uno de sus extremos presente una base radial 20, que en el otro extremo presente una rosca macho 48, y que en medio se disponga un punto de rotura controlada 42;
- -
- Entonces, se hace encajar un número deseado prefijado de discos 30 sobre el vástago 40, que quedan soportados por la base 20;
- -
- A continuación, se enrosca una tuerca 54 en la rosca macho 48 del vástago 40, a fin de que la pila de discos 30 situados entre la tuerca 54 y la base 20 queden inmovilizados; y
- -
- luego, se integra una rosca pasante 60 en la cara exterior del cuerpo cilíndrico formado por la base 20 y por los discos 30.
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En una variante modificada de dicho tipo de
procedimiento para la fabricación del tornillo de cizalla según la
presente invención, se procede del modo siguiente.
- -
- En primer lugar, se fabrica un vástago cilíndrico 40, de tal modo que en uno de sus extremos presente una base extendida radialmente 20, que en el otro extremo presente una zona extendida longitudinalmente y que en medio se disponga un punto de rotura controlada 42;
- -
- Entonces, se hace encajar un número deseado prefijado de discos 30 sobre el vástago 40, que quedan soportados por la base 20;
- -
- A continuación, una pieza de apriete con oquedad interior complementaria del contorno exterior de la zona extendida longitudinalmente en extremo superior del vástago 40 se comprime contra dicha zona, en caso necesario empleando un adhesivo en la superficie de contacto entre los mismos, para que los discos 30 queden fijados entre dicha pieza de apriete y la base;
- -
- Finalmente, se integra una rosca pasante 60 en la cara exterior del cuerpo cilíndrico formado por la base 20 y por los discos 30.
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Se puede seleccionar cualquier material adecuado
para fabricar el tornillo de cizalla 10 según la presente
invención, por ejemplo, aluminio, latón o fundición de acero
(estándar). Asimismo, es posible emplear distintas capas de
revestimiento del tornillo de cizalla, por ejemplo un revestimiento
galvánico, un revestimiento por inversión o rociado.
A título de ejemplo, aplicando una capa de
revestimiento con un medio antifricción adecuado, se puede disminuir
la dispersión del rozamiento de la rosca entre el vástago y la
tuerca, entre los discos y la tuerca o entre los discos y el
vástago. Procediendo de este modo, se puede lograr que en la rotura
el momento de torsión aplicado a la cabeza del tornillo de cizalla
presente una reducida dispersión y en total se requiera un valor
menor del par de apriete para la fuerza de contacto deseada.
\vskip1.000000\baselineskip
- 10
- tornillo de cizalla
- 20
- base
- 22
- extremo abombado del tornillo
- 24
- escotadura
- 26
- rosca hembra
- 27
- superficie de apoyo
- 28
- resalte
- 30
- disco
- 32
- orificio pasante
- 34
- oquedad
- 38
- resalte
- 40
- vástago
- 41
- resalte anular
- 42
- punto de rotura controlada
- 43
- ranura anular
- 44
- zona cilíndrica
- 46
- rosca macho inferior
- 48
- rosca macho superior
- 50
- cabeza
- 52
- superficies de ataque
- 54
- tuerca
- 56
- canto exterior
- 58
- superficie de contacto
- 60
- rosca
Claims (18)
1. Tornillo de cizalla, provisto de un cuerpo
cilíndrico con una rosca (60) en su cara exterior y provisto de un
vástago central (40) con una cabeza (50) en uno de sus extremos que
presenta unas superficies de ataque (52) para un útil de
accionamiento, de tal modo que se haga encajar por lo menos un disco
(30) en el vástago (40) y de tal modo que el tornillo de cizalla
(10) presente un punto de rotura controlada que forme un plano de
cizallamiento,
caracterizado
porque en la zona interior del dicho tornillo de
cizalla el vástago (40) presenta una zona cilíndrica (44) en la que
se hace encajar por lo menos un disco (30),
porque el disco (30) correspondiente queda
inmovilizado entre una base (20) y la cabeza (50) del tornillo de
cizalla,
y porque el vástago (40) presenta un único punto
de rotura controlada (42) en la zona interior del tornillo de
cizalla.
2. Tornillo de cizalla según la reivindicación
1, caracterizado porque la base (20) y los discos (30)
dispuestos encima presentan unos pares de resaltes (28, 38) y unas
oquedades (34) complementarios, de modo que queden asegurados
contra desplazamientos radiales.
3. Tornillo de cizalla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la base (20)
está conformada con un extremo abombado (22).
4. Tornillo de cizalla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el punto de
rotura controlada (42) se conforma en forma de garganta radial, en
particular en forma de ranura circular periférica en el vástago
(40).
5. Tornillo de cizalla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por introducir el punto
de rotura controlada (42) a la altura del disco inferior (30).
6. Tornillo de cizalla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en la base (20)
se dispone una superficie de apoyo (27), que soporta los distintos
discos (30).
7. Tornillo de cizalla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la cabeza (50)
de dicho tornillo de cizalla (10) presenta una superficie de
contacto de forma anular (58), que entra en contacto con la cara
superior del disco superior (30).
8. Tornillo de cizalla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dicho tornillo
de cizalla presenta una conexión roscada, un ajuste forzado o una
unión adhesiva, que sirve para que los discos (30) queden
inmovilizados entre la cabeza (50) y la base (20).
9. Tornillo de cizalla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en el extremo
inferior del vástago (40) se dispone una rosca macho (46), que se
enrosca en una rosca hembra complementaria (48) en una base
independiente (20).
10. Tornillo de cizalla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el vástago (40)
junto con la base (20) se conforma de una sola pieza y porque la
cabeza (50) comprende una tuerca (54), que se enrosca en una rosca
macho (48) en el extremo superior del vástago (40).
11. Tornillo de cizalla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el extremo
inferior del vástago (40) comprende un resalte, que queda unido
complementariamente a una oquedad en la base (20), por arrastre de
forma y/o por compresión y/o por contacto mediante fuerzas atómicas
o moleculares de los materiales, y que queda fijado.
12. Tornillo de cizalla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el vástago (40)
junto con la base (20) se conforma de una sola pieza y porque se
dispone sobre la cara superior del vástago (40) una pieza de
apriete con una oquedad interior complementaria, acoplada al vástago
(40) por arrastre de forma y/o por compresión y/o por contacto
mediante fuerzas atómicas o moleculares de los materiales.
13. Procedimiento para la fabricación de un
tornillo de cizalla (10), provisto de un cuerpo cilíndrico con una
rosca (60) en su cara exterior y provisto de un vástago central (40)
con una cabeza (50) en uno de sus extremos que presenta unas
superficies de ataque (52) para un útil de accionamiento, de tal
modo que se hace encajar por lo menos un disco (30) en el vástago
(40) y de tal modo que el tornillo de cizalla (10) presenta un punto
de rotura controlada (42) en la zona interior de dicho tornillo de
cizalla (10), comprendiendo las etapas siguientes:
- -
- disponer de un vástago (40) que presente una zona cilíndrica (44);
- -
- integrar un único punto de rotura controlada (42) en dicha zona cilíndrica;
- -
- hacer encajar múltiples discos (30) sobre dicha zona cilíndrica;
- -
- inmovilizar dichos discos (30) entre una base (20) y la cabeza (50) del tornillo de cizalla; e
- -
- integrar una rosca continua (60) en la cara exterior del cuerpo cilíndrico formado por la base (20) y los discos (30).
\vskip1.000000\baselineskip
14. Procedimiento según la reivindicación 13,
que presenta las etapas siguientes adicionales:
- -
- fabricar un vástago cilíndrico (40), de tal modo que en uno de sus extremos presente superficies de ataque para un útil de accionamiento, que en el otro extremo presente una rosca macho (46), y que en medio se disponga el punto de rotura controlada (42);
- -
- disponer de una base cilíndrica (20) con una rosca hembra complementaria (26) para la rosca macho (46) del vástago (40); y
- -
- enroscar entre sí la base (20) y el vástago (40), a fin de que los discos (30) situados en medio queden inmovilizados.
\vskip1.000000\baselineskip
15. Procedimiento según la reivindicación 13,
que presenta las etapas siguientes adicionales:
- -
- fabricar un vástago cilíndrico (40), de tal modo que en uno de sus extremos presente una base extendida radialmente (20), que en el otro extremo presente una rosca macho (48), y que en medio se disponga el punto de rotura controlada (42); y
- -
- enroscar una tuerca (54) en la rosca macho (48) del vástago (40), a fin de que los discos (30) queden inmovilizados entre dicha tuerca (54) y la base (20).
\vskip1.000000\baselineskip
16. Procedimiento según la reivindicación 15,
caracterizado porque se emplea una tuerca (54) que en cuya
cara exterior presenta superficies de ataque (52) para un útil de
accionamiento.
17. Procedimiento según la reivindicación 13,
que presenta las etapas siguientes adicionales:
- -
- fabricar un vástago cilíndrico (40), de tal modo que en uno de sus extremos presente superficies de ataque para un útil de accionamiento, que en el otro extremo presente un resalte axial que sobresalga y que en medio se disponga el punto de rotura controlada (42);
- -
- fabricar una base cilíndrica (20) con una escotadura complementaria para el resalte axial sobresaliente del vástago (40); y
- -
- apretar la base (20) contra el vástago (40), en caso necesario empleando un adhesivo en la superficie de contacto entre los mismos, para que los discos (30) queden inmovilizados entre la base (20) y el vástago (40).
\vskip1.000000\baselineskip
18. Procedimiento según la reivindicación 13,
que presenta las etapas siguientes adicionales:
- -
- fabricar un vástago cilíndrico (40), de tal modo que en uno de sus extremos presente una base extendida radialmente (20), que en el otro extremo presente una zona extendida longitudinalmente y que en medio se disponga el punto de rotura controlada (42); y
- -
- montar a presión una pieza de apriete provista de una oquedad interior complementaria para el contorno exterior del extremo superior del vástago (40), en caso necesario empleando un adhesivo en la superficie de contacto entre los mismos, para que los discos (30) dispuestos en medio queden inmovilizados.
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