ES2350550B1 - Sistema de union desmontable de piezas de gran espesor - Google Patents

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Abstract

Sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor.#Está destinado para unir dos piezas (1 y 2) que están en contacto entre sí por sus respectivas caras internas (3 y 4), existiendo en una de ellas un orificio ciego roscado (5) donde se acopla una primera porción roscada extrema (6) de un bulón (7) que incluye una extensión anular (9) que limita el giro de apriete del bulón (7) con interposición de una característica arandela elástica (8) como medio para inmovilizar el bulón (7) evitando que el mismo se afloje.#La otra pieza pareja cuenta con orificios pasantes (13) en correspondencia con cada uno de los cuales se aloja un tramo (11) del respectivo bulón (7), asomando por fuera de dicha pieza una segunda porción roscada extrema (14) del bulón (7), porción ésta donde se acopla una tuerca autofrenable (15) que fija ambas piezas entre sí.

Description

porción roscada para acoplarse en el orificio ciego de
Sistema de unión desmontable de piezasde gran espesor. Objeto de la invención
La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor en el que se parte de al menos dos piezas superpuestas a unir que están en contacto por una de sus caras, de manera que sólo tenemos acceso al sistema de unión por una de las caras libres de una de las piezas, mientras que por la cara libre de la otra pieza pareja no tenemos acceso al sistema de unión.
Así pues, el objeto de la invención es conseguir una unión totalmente fiable entre las dos piezas superpuestas en cuestión en orden a evitar que dichas piezas se separen relativamente entre si, alcanzando este objetivo mediante el característico sistema de unión.
Es un sistema seguro que evita el que se pueda aflojar durantela vida útildela unión. Antecedentes de la invención
Cuando se precisa unir dos o irá s piezas donde no se puede tener acceso a la parte interna del conjuntoa montar,la solución iráshabitual esel usode remaches de los llamados “de tirón” o “Jo-bolts”, los cuales sólo necesitan acceso por una de las piezas a montar para poder ser instalados.
El problema surge cuando las piezas a unir tienen un espesor demasiado grande, ya que este tipo de remaches “de tirón” tienen una longitud limitada; y cuando las piezas a unir se quieren desmontar en un futuro, ya que estos remaches se consideran permanentes, ocurre que la única forma de extraerlos es mediante su rotura o taladrado, operaciones éstas que llevan aparejadoundañoydeteriorodelos alojamientos de los remaches.
Por otro lado, cabe señalar que en la actualidad existen arandelas cónicas para proporcionar esfuerzos permanentes en la dirección de los tornillos de apriete utilizados enla unión entre tuercaytornillo con objeto de impedir pérdida de precarga en la misma. Descripción de la invención
Conelfinde alcanzarlosobjetivosyevitarlosinconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la invención propone un sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor en el que se parte de dos piezasa unir(inferiorysuperior) que están en contacto entre si por una de sus caras, de manera que una vez realizada la unión, se tiene acceso al sistema de unión por una de las caras libres de una de las piezas (superior) mientras que no se tiene acceso a dicha unión por la cara libre de la otra pieza pareja (inferior).
Para ello, el sistema de unión parte de un bulón con porcionesextremas roscadas, unade las cuales se acopla en un orificio ciego roscado de la pieza inferior, inmovilizándose dichobulón en ese roscado graciasa unaextensión anular que incorporael mismoy sobre todo graciasa una característica arandela elásticaquese intercala entre esaextensión anularyla cara interna de la pieza inferior, cara interna ésta sobre la cual se ha realizado el orificio ciego roscado, siendo dicha arandela elástica el elemento que evitará que se pueda desenroscarelbulón.
La extensión anular separa un tramo superior y otro inferior delbulón.
El ramo inferior comprende una estrecha porción la pieza inferior.
En cambio, el tramo superior comprende una longitud que supera el espesor de la pieza superior e incluyeunaporción roscadaextrema,de maneraqueese tramo superior delbulón se alojará en un orificio pasante de la pieza superior, asegurándose finalmente la unión mediante una tuerca autofrenable acoplada en el roscado extremo del tramo superior del citado de bulón, a la vez que dicha tuerca presionará contra la cara libre de la pieza superior, asegurándose así un unión establey segura entreambas piezas.
Convencionalmente, una vez instalado el bulón sobre la pieza inferior sin la incorporación de la característica arandela elástica, montaríamos después la otra pieza superior sujetando el conjunto con la tuerca autofrenable sobrela porción roscada libre delbulón, asegurando sóloelextremo roscado delbulón correspondiente con la pieza superior,mientras que la unión roscada delbulón sobre el orificio ciego de la pieza inferior no estarla asegurado, de forma que mediante vibraciones o fuerzas a las que esté sometido el conjunto de las dos piezas unidas, dicha unión roscada sobre el orificio ciego podría aflojarseyprovocar desajustesyholgurasypor tanto un posible accidente.
En cambio, en la invención que nos ocupa, la característica arandela elástica es una pieza un tanto especial que una vez instalada en el sistema de la invención, ejerce una presiónyempuje adicionales en dirección axial entre ambos acoplamientos roscados, de forma que contrarreste cualquier carga o vibración que pueda hacer que se aflojeesebulón.
Así pues, la arandela elástica tiene una característica geometría determinada y es de un material que siempre trabaja en régimen elástico (que no sufre deformaciones plásticas en el rango de esfuerzos a los que se va a ver sometida). Dependiendo de cada caso puedetratarsedeun material metálicoe inclusodeun material plástico.
Su geometría especial hará que al deformar elásticamente la pieza, ésta tienda en todo momento a recuperar su forma inicial introduciendo la presión adicional quebuscamos.
En función del tipo de unión, cargas o esfuerzos, tipo de material elegido, etc; se puede jugar con el ángulo de la aberturade unas patillas que incorpora la arandela, el número de estas patillas, su geometría, etc. El caso es que la pieza constitutiva de la arandela se pueda deformary en todo momento tiendaa recuperar su forma inicial.
El apriete delbulón, deformará la pieza especial constitutivadela arandelay evitará que ésta vuelvaa tomar su forma inicial. Como la pieza especial constitutivadela arandelaes elástica, siempre querrávolver a su zona inicial, generando una fuerza de reacción sobrela parte centraldelbulónqueevitaráque éstese afloje en correspondencia con su acoplamiento en el orificio ciego.
Una vez instalada la arandela en cuestión se coloca encimadelaparteque queremos unire instalamos una tuerca autofrenable por la porción roscada superiordelbulónporel cualtenemos acceso,tal comose ha referido anteriormente.
Por otro lado, en los casos en los que se necesita un presión adicional que la propia deformación de la arandela no fuera capaz de proporcionarnos, se puede dotar la arandela en cuestión de una geometría de
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terminada que aumenta el rozamiento en la zona de unióny evitela rotación delbulón.
Esta geometría puede consistir en hacer rugosa la parte en contacto conelbulón para aumentarla resistenciaal giro,ypor otro lado, generar unas muecaso dentados en las patillas de la arandela que se clavan enla piezaa uniry también contribuyanaevitarel giro delbulón.
De esta forma podríamos conseguir una seguridad extra en la fijación delbulón, algo que no podemos conseguir con ninguna arandela cónica convencional.
Esteprocedimientode unión ademas también nos permite conoceren cierta maneraelpardeaprieteque estamos dando al bulón cuando lo instalamos en la pieza inferior. La propia arandela nos permitirá controlar el par de apriete.
Acontinuación parafacilitar una mejor comprensiónde esta memoria descriptivayformando parteintegrante de la misma se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativoy no limitativo se ha representadoel objetodelainvención. Breve descripción de los dibujos
Figura 1.-Muestra una vista en explosión del sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor, objeto de la invención. Incorpora una característica pieza a modo de arandela elástica que junto con una tuerca autofrenable asegura la inmovilización del sistema de la invención.
Figura 2.-Muestra una vista en sección del sistemade unióndelainvención enposición montada.
Figuras3y4.-Muestran unas vistas en perspectiva de las características piezas a modo de arandelas elásticas citadas anteriormente. Descripción de la forma de realización preferida
Considerando la numeración adoptada en las figuras, el sistema de unión desmontable de las piezas de gran espesor estádestinado para unir dos piezas, una superior1y otra inferior2 que están en contacto directo por respectivas caras internas3y4de esas dos piezas1y2de manera que sobre la cara interna 4 de al pieza inferior 2 se ha practicado un orificio ciego 5, provisto de un roscado para acoplar una primera porción roscada extrema 6 de un bulón 7 con interposiciónde una característica arandela elástica8 que contacta contra esa cara interna4dela pieza inferior2ytambién contacta sobreunaextensión anular 9 solidaria del propiobulón 7, asegurándose de esta formala inmovilización delbulón7sobrela pieza inferior2.Asípues,laextensión anular9separaun tramoinferior10 correspondiente conla pieza inferior2 yun tramo superior 11 que corresponde con la pieza superior 1.
La arandela elástica 8 se acopla al bulón 7 en correspondencia con una corta porción intermedia 12 delbulón7 limitada entrelaextensión anular9yel inicio de la primera porción roscada extrema 6.
Por otro lado,la pieza superior1incorporaal menos un orificio pasante 13 donde se aloja el tramo superior 11 delbulón 7, tramo éste que incorpora una segunda porción roscadaextrema14delbulón7que sobresale por la cara libre de la pieza superior 1, acoplándose en esa porción roscada 14 una tuerca autofrenable 15 que presionará contra la cara libre de la pieza superior 1, asegurándose así una unión correcta inamoviblede ambas piezas1y2.
Por otro lado la arandela elástica8 tiene una característica estructura que comprende un cuerpo anular centrado 16 que limita un orificio central 17 por donde se introduce elbulón7y unas aletas radiales inclinadas 18 que apuntan hacia abajo, apoyando los bordes libres más exteriores de las mismas 18 sobre la cara interna4dela pieza inferior2, mientras que laextensión anular9 delbulón7 apoya sobrela superficie superior del cuerpo anular 16 de la arandela elástica 8.
Esa superficie superior de la arandela8 que está en contacto conlaextensión anular9puede incorporar una superficie rugosa, definida por ejemplo por un perfil en forma de onda triangular 19, consiguiendo con ello una inmovilización del bulón 7 más fiable, evitando el giro del mismo en el sentido de aflojarse.
Asu vez, las aletas radiales 18 pueden incorporar también unos dentadoso muescas20que permitenun agarremás fiabledela arandela elástica8sobrela cara interna4dela pieza inferior2.
Unavez inmovilizadoelbulón7,la arandela elástica8mantiene su elasticidadyporlo tanto mantiene su empujeypresión en dirección axial para asegurar la inmovilización delbulón7ante posibles vibracionesyotros efectosexternos tendentesa aflojarelbulón 7.
La cara interna3de la pieza superior1incorpora un rebajeo hueco escalonadoycoaxial21 parapermitirel alojamientodelaextensión anular9ydela arandela elástica 8.
Las fuerzasde acción23yreacción22 que se generan entre los filetes de rosca de la porción roscada extrema 6 del bulón 7 y el roscado del orificio ciego5debidoala presión axial ejercida porla arandela elástica 8, asegura el impedimento de la rotación del bulón7enel sentidode aflojarse.
5 ES2350 550A1 6

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor,estando destinado para unir al menos una primera piezay una segundapieza, que están en contacto directo por respectivas caras internas de esas dos piezas citadas, existiendo en la primera de ellas, en correspondencia con su cara interna un orificio ciego roscado donde se acopla unaprimera porción roscadaextremadeunbulónque incluye unaextensión anular que limita el giro de apriete delbulóny que separa un primer tramo que incluye al menos la primera porción roscaday un segundo tramo que se introduce en un orificio pasante de la otra pieza pareja, por cuya cara libre sobresale una segunda porción roscada extrema de ese segundo tramo donde se acopla una tuerca autofrenable, definiéndose un espacio coaxial alrededor del bulón en correspondencia con las caras internas de ambas piezas a unir; caracterizado porque incorpora medios antigiro delbulón (7) en su acoplamiento roscado en el orificio ciego (5) de la primera pieza (2), consistiendo dichos medios en una pieza intermedia acoplada albulón (7)yla cual está dispuesta entre la extensión anular (9) de ese bulón
    (7)yuna porcióndela cara interna(4)de esa primera pieza (2).
  2. 2. Sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor,segúnla reivindicación1, caracterizado porque la pieza intermedia es una arandela elástica que comprende un cuerpo anular (16), sobre una de cuyas carasapoyalaextensión anular(9)delbulón (7), arrancando del borde de dicho cuerpo anular (16) aletas radiales inclinadas (18) que asientan por sus bordes libres más exteriores sobre la cara interna de la primera pieza a unir (2).
  3. 3.
    Sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor,segúnla reivindicación2, caracterizado porque la cara de contacto del cuerpo anular (16) de la arandela elástica (8) incorpora una superficie rugosa con un elevado grado de rozamiento contra la extensión anular (9) delbulón (7).
  4. 4.
    Sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor,segúnla reivindicación3, caracterizado porque la superficie rugosa de la cara de contacto de la arandela elástica (8) presenta un fino perfil en forma de onda triangular.
  5. 5.
    Sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor, según una cualquiera de las reivindicaciones 2a 4, caracterizado porque el borde libre irá s exterior de las aletas radiales inclinadas (18) incorpora unas muescas o dentados (20) con mayor grado de agarreyrozamiento sobrela cara interna(4)delaprimera pieza a unir (2) que incorpora el orificio ciego (5).
  6. 6.
    Sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre la primera porción roscada(6)delbulón(7)ylaextensión anular(9)de ese mismobulón(7)existe una corta porción intermedia que se corresponde con la ubicación de la arandela elástica (8).
    ES2350 550A1
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    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS N.º solicitud: 200930162 ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 13.05.2009
    Fecha de prioridad: 00-00-0000 00-00-0000 00-00-0000
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    Int. Cl. : F16B 35/04 (2006.01) F16B 5/02 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    US 4304503 A (GEHRING et al.) 08.12.1981, todo el documento. 1,6
    Y
    2-5
    Y
    DE 102005029529 A1 (BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG) 04.01.2007, párrafos 30-32; figuras. 2-5
    A
    US 4690365 A (MILLER et al.) 01.09.1987, todo el documento. 1
    A
    DE 20208960 U1 (DAHLMANNS KURT) 19.09.2002, todo el documento. 1
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones □ para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 01.07.2010
    Examinador A. Gómez Sánchez Página 1/4
    Nº de solicitud: 200930162
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) F16B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda
    utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe sobre el Estado de la Técnica (hoja adicional) Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200930162
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 01.07.2010
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones 1-6 SÍ
    Reivindicaciones
    _____________________________________ NO
    Actividad inventiva
    Reivindicaciones _____________________________________ SÍ
    (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones 1-6 NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como ha sido publicada.
    Informe sobre el Estado de la Técnica (Opinión escrita) Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200930162
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    US4304503 08.12.1981
    D02
    DE102005029529 04.01.2007
  7. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    La invención trata de un sistema de unión para piezas de gran espesor, o en la que al menos una de ellas no es practicable por uno de sus lados. Se pretende unir ambas piezas por contacto directo de una de sus caras. Así se mecaniza en una de ellas (la que tiene un lado inalcanzable) un orificio roscado ciego donde irá roscado el bulón. Dicho bulón presenta una extensión anular como tope y donde se aplican los medio para evitar el giro del bulón y por tanto que se afloje el apriete. El conjunto se completa con una tuerca que se aplicará a la otra pieza.
    La invención definida en la reivindicación número 1 no difiere de la técnica conocida descrita en el documento D01 en ninguna forma esencial. Por lo tanto, se considera obvia para un experto en la materia la invención según la reivindicación número 1. Por consiguiente, no implica actividad inventiva (Artículo 8.1 LP).
    La invención definida en la reivindicación número 2 añade únicamente el efecto elástico de la arandela ya que los medios antigiro van incorporados al propio bulón divulgado por D01. Un efecto similar se presenta en D02. El experto en la materia no dudaría en combinar ambos documentos para obtener dicho efecto. El objeto de la reivindicación número 2 no implica actividad inventiva alguna (Artículo 8.1 LP).
    A la vista de los documentos citados, el resto de reivindicaciones son cuestiones prácticas, las cuales son conocidas previamente del documento citado o son obvias para un experto en la materia. Los objetos definidos por dichas reivindicaciones no implican actividad inventiva (Artículo 8.1 LP).
    Informe sobre el Estado de la Técnica (Opinión escrita) Página 4/4
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