ES2600404T3

ES2600404T3 - Protección de rosca

Info

Publication number: ES2600404T3
Application number: ES12007920.7T
Authority: ES
Inventors: Waldemar Baumann
Original assignee: GESI Gewindesicherungs-GmbH
Current assignee: GESI Gewindesicherungs-GmbH
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2032-11-23
Also published as: EP2597322A2; HRP20161411T1; EP2597322B1; DE202011109958U1; PL2597322T3; DE102011119140A1; DK2597322T3; EP2597322A3; HUE030244T2; SMT201600384B; SI2597322T1

Abstract

Pieza roscada, en especial un tornillo, una tuerca o un pasador roscado, que presenta una rosca que está dotada al menos parcialmente de un recubrimiento, en el que se encuentran unas microcápsulas, en donde al menos una parte de las microcápsulas contiene un adhesivo polimerizable, caracterizada porque la rosca está dotada asimismo al menos parcialmente de un recubrimiento no reactivo, que produce una acción de apriete y que, al atornillar con una contrarrosca, provoca una unión por fricción entre la rosca y la contrarrosca, en donde el recubrimiento que produce una acción de apriete contiene una poliamida.

Description

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DESCRIPCION

Proteccion de rosca

La invencion se refiere a una pieza roscada, en especial a un tomillo, a una tuerca o a un pasador roscado, que presenta una rosca que esta dotada parcialmente de un recubrimiento, en el que se encuentran unas microcapsulas, en donde al menos una parte de las microcapsulas contiene un adhesivo polimerizable. Ademas de esto, la invencion se refiere a un procedimiento para producir una pieza roscada correspondiente.

Para impedir que disuelva o afloje de forma no deseada una union atornillada, se conocen diferentes medidas del estado de la tecnica. La disolucion de uniones atornilladas es en especial una consecuencia de movimientos relativos entre los componentes unidos entre sf, por ejemplo en forma de vibraciones. Tambien fluctuaciones de temperatura y corrosion pueden conducir al aflojamiento de una union atornillada. Aparte de fijaciones de tornillo mecanicas como el uso de una clavija hendida, una tuerca con auto-retencion o la utilizacion de arandelas dentadas, se conocen tambien fijaciones de tornillo mediante el uso de un recubrimiento sobre la rosca. A este respecto se diferencia entre fijaciones roscadas por pegado y por apriete.

En el caso de una proteccion por pegado, que actua como proteccion contra giro libre, se descarta el giro libre automatico de la union roscada mediante el pegado de la rosca de perno y la rosca de tuerca, con lo que se mantiene en gran medida la fuerza de pretensado aplicada. Una proteccion por pegado se consigue normalmente por medio de que se aplican unas microcapsulas, que por un lado contienen un adhesivo a polimerizar y por otro lado un endurecedor, a la tuerca de perno y/o de tuerca. Al atornillar con la rosca se destruyen las microcapsulas y se libera y mezcla su contenido. La reaccion qrnmica (polimerizacion) entre el adhesivo y el endurecedor produce la accion de proteccion deseada. Con ayuda de la proteccion por pegado puede obtenerse una fijacion roscada, que se corresponda con los requisitos de la norma DIN 267, parte 27.

Una ventaja de una proteccion por pegado es su elevada accion de proteccion, incluso si sufre un gran esfuerzo dinamico transversal. Ademas de esto se consigue una buena obturacion incluso si existen unas presiones elevadas. Por otro lado una proteccion por pegado, una vez que se ha desenroscado, ya no ofrece practicamente ninguna otra proteccion. Ademas de esto durante el tratamiento es necesario prestar atencion a que se trate de un sistema que se endurezca con relativa rapidez, es decir, que tras atornillar la rosca de perno en la tuerca correspondiente y la destruccion ligada a ello de las microcapsulas quedan solo algunos minutos para aplicar el par de giro por apriete deseado para conseguir la fuerza de pretensado. Dentro de este periodo de tiempo relativamente corto tambien debenan finalizar los procesos de reglaje, ya que en caso contrario debe contarse con una destruccion de la estructura de polimerizacion. El endurecimiento completo, por el contrario, solo se alcanza casi siempre despues de aprox. 24 horas.

Asimismo se conocen las llamadas fijaciones por apriete segun la norma DIN 267, parte 28. Sin embargo, al contrario que una fijacion por pegado, estas no actuan como proteccion contra giro libre, sino como proteccion contra perdida, es decir, no pueden impedir un aflojamiento parcial, pero sf que se deshaga por completo la union atornillada. Mediante la aplicacion un recubrimiento que provoca un efecto de apriete entre las roscas, se actua en contra de que se disuelva automaticamente la union de tornillo. La accion de apriete se basa en una union por friccion entre la rosca de perno y la rosca de tuerca. Una ventaja de una proteccion por apriete consiste en que, incluso despues de una disolucion parcial de la proteccion, se obtiene una proteccion adicional. Ademas de esto con una proteccion por apriete se produce tambien una buena obturacion. No existe una limitacion de tiempo al aplicar el par de giro por apriete deseado o durante procesos de reglaje. Por otro lado, una proteccion por apriete no representa una proteccion contra giro libre, que impida eficazmente cualquier tipo de aflojamiento de la union de tornillo.

Del documento US 4,325,985 se conoce una proteccion de rosca, en la que se aplica un material resina polimerizable en forma lfquida o microencapsulada y es recubierto por una capa que forma una pelfcula, que se endurece mediante la accion de una radiacion. De este modo pueden evitarse largos tiempos de secado.

El documento US 2007/0021533 A1 muestra un adhesivo, en donde un monomero y una parte del endurecedor estan microencapsulados. La segunda parte del endurecedor puede estar tambien microencapsulada. El sistema puede usarse entre otras cosas tambien para roscas.

El documento EP 0 077 659 A1 describe un lfquido polimerizable para proteger piezas que engranan entre ellas, por ejemplo roscas. Para ello se aplica un recubrimiento que puede hacerse endurecer mediante la accion de una radiacion, en especial una radiacion UV. Mediante la adicion de un medio de enturbiamiento se consigue que el endurecimiento solo se realice sobre la superficie, mientras que las capas situadas debajo de la superficie solo se polimerizan mediante una accion mecanica, en especial atornillado.

Ninguno de los documentos citados describe sin embargo una proteccion de rosca, que cumpla los requisitos tanto de una proteccion contra giro libre segun la norma DIN 267, parte 27 como de una proteccion contra apriete segun la norma DlN 267, parte 28.

Partiendo del estado de la tecnica antes descrito, se impone la tarea de proporcionar una proteccion de rosca que,

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por un lado, represente una proteccion contra giro libre, es dedr, una proteccion tambien contra un aflojamiento insignificante, pero que por otro lado produzca tambien una proteccion suficiente, si ha tenido lugar un aflojamiento de la rosca, de tal manera que se evite asimismo que se disuelva por completo la union.

Esta tarea es resuelta conforme a la invencion mediante una pieza roscada, en especial un tornillo, una tuerca o un pasador roscado, que presenta una rosca que esta dotada parcialmente de un recubrimiento, en el que se encuentran unas microcapsulas, en donde al menos una parte de las microcapsulas contiene un adhesivo polimerizable, y en donde la rosca esta dotada asimismo al menos parcialmente de un recubrimiento no reactivo, que produce una accion de apriete y que, al atornillar con una contrarrosca, provoca una union por friccion entre la rosca y la contrarrosca, en donde el recubrimiento que produce una accion de apriete contiene una poliamida.

Mediante una pieza roscada fabricada conforme a la invencion puede obtenerse una proteccion de rosca al atornillar la pieza roscada con una contrarrosca correspondiente, la cual une las ventajas de una proteccion por pegado a las ventajas de una proteccion por apriete. Al atornillar la pieza roscada a una contrarrosca, las microcapsulas se destruyen y se libera el adhesivo contenido en las mismas. En la mayona de los casos otra parte de las microcapsulas contiene un endurecedor, el cual de este modo tambien se libera al atornillar. Sin embargo, es concebible integrar el endurecedor en un material portador, en el que estan incrustadas las microcapsulas. Se produce una reaccion de polimerizacion, que es responsable de un pegado adherido fijamente de las roscas. De este modo queda casi descartado un aflojamiento de la union atornillada incluso en el caso de fuertes vibraciones o fluctuaciones de temperatura. Por otro lado, por medio de que la rosca ademas de esto presenta un recubrimiento no reactivo, que al atornillarse a una contrarrosca provoca una union por friccion entre la rosca y la contrarrosca, se consigue que, incluso despues de que se disuelva parcialmente la union roscada, se asegure todavfa una proteccion contra perdida suficiente, que impide una disolucion completa de la union roscada. Esto es, entre otras cosas, especialmente importante, porque las piezas roscadas dotadas de una proteccion por pegado son aflojadas con frecuencia y a continuacion apretadas de nuevo por usuarios no experimentados, lo que esta ligado a una perdida casi completa de la accion de proteccion. En un caso asf, aunque despues de deshacerse una vez la union atornillada ya no se consigue una proteccion contra giro libre completa, sin embargo se consigue una proteccion contra perdida que sigue siendo suficiente para muchos fines aplicativos.

En el caso de un recubrimiento que produzca una accion de apriete se trata de una recubrimiento de poliamida. Normalmente se trata de un polvo de poliamida, que se funde sobre la rosca, en donde se usa una temperatura en un margen de 200 - 230°C. Sin embargo, tambien es posible la utilizacion de una suspension de poliamida que forme una pelfcula, que se aplica a la rosca.

Para la produccion de la accion de pegado puede usarse en especial un (met)acrilato no saturado como adhesivo. Como endurecedor se utiliza en este caso un formador de radicales, en especial un peroxido, que pone en marcha la polimerizacion radical del (met)acrilato. Siempre que en el marco de esta invencion se hable de acril o acrilato, se entiende por ello siempre tambien metacril o metacrilato.

Otra posibilidad de producir un recubrimiento de pegado suficiente consiste en la utilizacion de capsulas rellenas de una resina de epoxido. En este caso se utiliza como endurecedor normalmente una amina. Ademas de esto, en caso necesario, tambien pueden anadirse otros componentes, por ejemplo un acelerador de la reaccion de polimerizacion. Como componentes de epoxido se contemplan compuestos de epoxido y poliepoxidos, por ejemplo resinas de epoxido aromaticas, alifaticas y cicloalifaticas, glicidil ester y glicidil eter. Un ejemplo son los diglicidil polieteres del bisfenol A. Endurecedores normales son aminas y poliaminas alifaticas y cicloalifaticas, aductores de poliaminas y resinas de epoxido, combinaciones de fenol-amina o productos de condensacion formados por poliaminas y acidos grasos dimerizados.

Otra clase de sistemas de adhesivo, que pueden usarse en forma microencapsulada, son los sistemas de poliester. Normalmente se trata de poliesteres no saturados. Aparte de los esteres del acido (met)acnlico ya citados anteriormente, puede tratarse tambien de poliesteres, que derivan del acido maleico, acido fumarico o acido itaconico. En el caso de los endurecedores se trata con frecuencia de peroxidos. Tambien es posible el uso de acidos de peroxido o hidroperoxidos.

Las microcapsulas que contienen el adhesivo polimerizable y/o el endurecedor pueden presentarse dentro de un material portador de tipo laca. Las microcapsulas se conocen del estado de la tecnica, p.ej. del documento WO 95/33554 A1.

El recubrimiento de la rosca puede estar conformado de diferentes maneras. Es posible por ejemplo prever un recubrimiento omnidireccional, sin embargo, tambien es posible un recubrimiento solo por zonas de la rosca, por ejemplo en forma de una mancha redonda u oval.

Aparte de la pieza roscada conforme a la invencion, la invencion se refiere tambien a un procedimiento para producir una pieza roscada conforme a la invencion. Una posibilidad estriba en mezclar las microcapsulas que contienen el adhesivo o el endurecedor con un medio de recubrimiento no reactivo, que produzca una accion de apriete, y fundirlo sobre la rosca. En este caso el medio de recubrimiento se presenta como un solido, en especial como un polvo. Es especialmente apropiada la utilizacion de un polvo de poliamida.

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Alternativamente puede fundirse primero sobre la rosca el medio de recubrimiento que se presenta como solido y que provoca una accion de apriete. A continuacion se aplican, en especial se pulverizan encima, las microcapsulas sobre el medio de recubrimiento fundido encima, que todav^a no se ha enfriado por completo y por ello es relativamente blando, en donde las microcapsulas contienen a su vez el adhesivo polimerizable o el endurecedor.

Conforme a otra forma de realizacion de la invencion, el medio de recubrimiento se funde sobre la rosca. Ademas de esto se proporciona un material portador endurecible, que contiene las microcapsulas. El material portador lfquido junto a las microcapsulas se pulveriza seguidamente sobre la rosca. Por ultimo se endurece el material portador.

Conforme a otra forma de realizacion, el medio de recubrimiento que produce la accion de apriete se funde sobre la rosca. Ademas de esto el material portador endurecible se aplica a la rosca. Solo despues de esto se introducen en el material portador todavfa humedo las microcapsulas que contienen el adhesivo o el endurecedor, antes de que se produzca finalmente el endurecimiento del material portador.

Como material portador conforme al procedimiento citado en ultimo lugar para producir la pieza roscada es especialmente favorable una laca UV, es decir, una laca que se endurece mediante la accion de una radiacion UV. Destaca porque, al contrario que las lacas de aceite o dispersion, no presenta ningun componente volatil, es decir, no contiene ni agua ni otros disolventes. Una laca UV contiene normalmente (met)acrilatos reactivos, es decir polfmeros no saturados del acido (met)acnlico o de derivados del acido (met)acnlico, en especial esteres, asf como fotoiniciadores. Asimismo pueden presentarse sustancias auxiliares, por ejemplo aditivos y diluyentes reactivos. Al irradiar con luz UV se descomponen los fotoiniciadores, formando radicales, y activan el proceso de polimerizacion de los (met)acrilatos. El endurecimiento de la capa de laca se realiza en el plazo de unos pocos segundos. Ejemplos de fotoiniciadores son benzofenona, 4-metilbenzofenona y 2-hidroxi-2-metilpropiofenona. Un ejemplo de un acrilato polimerizable es el acrilato de tetrahidrofurfurilo o diacrilato de 1,6-hexanodiol.

En el estado de la tecnica se ha utilizado hasta ahora como material portador para microcapsulas casi siempre un compuesto de resina, que solo se endurece con relativa lentitud y con un elevado consumo de energfa mediante la aplicacion de aire caliente. En comparacion a esto es especialmente ventajosa la utilizacion de laca UV, ya que el endurecimiento se realiza muy rapidamente y el consumo de energfa necesario es claramente menor a causa de que se prescinde del aire caliente. El secado especialmente rapido es tambien ventajoso, en la medida de que es posible un mayor rendimiento de paso, es decir, las unidades de fabricacion aumentan claramente en un proceso por lo demas identico.

Como ya se ha mencionado, como medio de recubrimiento no reactivo, que produce una accion de apriete, se usa una poliamida, en especial en forma de un polvo de poliamida. Sin embargo, tambien es posible la aplicacion del medio de recubrimiento en forma de una dispersion, que se seca a continuacion sobre la rosca.

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REIVINDICACIONES

1. - Pieza roscada, en especial un tornillo, una tuerca o un pasador roscado, que presenta una rosca que esta dotada al menos parcialmente de un recubrimiento, en el que se encuentran unas microcapsulas, en donde al menos una parte de las microcapsulas contiene un adhesivo polimerizable, caracterizada porque la rosca esta dotada asimismo al menos parcialmente de un recubrimiento no reactivo, que produce una accion de apriete y que, al atornillar con una contrarrosca, provoca una union por friccion entre la rosca y la contrarrosca, en donde el recubrimiento que produce una accion de apriete contiene una poliamida.
2. - Pieza roscada segun la reivindicacion 1, caracterizada porque otra parte de las microcapsulas contiene un endurecedor.
3. - Pieza roscada segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque las microcapsulas existentes en el recubrimiento contienen como adhesivo un (met)acrilato no saturado.
4. - Pieza roscada segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque las microcapsulas existentes en el recubrimiento contienen como adhesivo una resina de epoxido.
5. Procedimiento para producir una pieza roscada segun una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque las microcapsulas que contienen el adhesivo y las microcapsulas que contienen el endurecedor se mezclan con un medio de recubrimiento no reactivo, que produce una accion de apriete, y se funden sobre la rosca, en donde el medio de recubrimiento es una poliamida.
6. - Procedimiento para producir una pieza roscada segun una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque primero se funde sobre la rosca un medio de recubrimiento no reactivo, que produce una accion de apriete, y sobre el medio de recubrimiento, en el estado blando todavfa no enfriado por completo, se pulverizan las microcapsulas que contienen el adhesivo y las microcapsulas que contienen el endurecedor, en donde el medio de recubrimiento es una poliamida.
7. - Procedimiento para producir una pieza roscada segun una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque primero se funde sobre la rosca un medio de recubrimiento no reactivo, que produce una accion de apriete y, despues de esto, se pulveriza y endurece sobre la rosca un material portador endurecible que contiene las microcapsulas, en donde las microcapsulas contienen en parte adhesivo y en parte endurecedor, y en donde el medio de recubrimiento es una poliamida.
8. - Procedimiento para producir una pieza roscada segun una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque se funde sobre la rosca un medio de recubrimiento no reactivo, que produce una accion de apriete y se aplica a la rosca un material portador endurecible, despues de esto se introducen las microcapsulas que contienen el adhesivo y las microcapsulas que contienen el endurecedor en el material portador todavfa humedo y se endurece el material portador, en donde el medio de recubrimiento es una poliamida
9. - Procedimiento segun la reivindicacion 7 u 8, caracterizado porque el material portador es una laca UV.
10. - Procedimiento segun la reivindicacion 9, caracterizado porque la laca UV contiene polfmeros no saturados del acido (met)acnlico o de derivados del acido (met)acnlico, en especial esteres del acido (met)acnlico, asf como fotoiniciadores.