ES2912992A1

ES2912992A1 - Tuerca

Info

Publication number: ES2912992A1
Application number: ES202230287A
Authority: ES
Inventors: Larrea Guillermo Petri
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2022-05-30

Abstract

La tuerca (2) comprende una rosca (23) con un diámetro exterior, una porción interior no roscada (24) situada a continuación de la rosca (23), una superficie de contacto (21), y una superficie de guía (22), en la que una línea (A) perpendicular a la superficie de contacto (21) que se extiende desde el centro de la superficie de contacto (21) y que se cruza con el diámetro exterior de la rosca (23) define una cota (f) con el extremo de la tuerca (2) donde está situada la porción interior no roscada (24), siendo dicha cota (f) igual o mayor que la altura (B) de la porción interior no roscada (24). Permite proporcionar una tuerca que, junto con su arandela complementaria, sea muy sencilla de producir, con el que se consigue una alta repetibilidad y una baja dispersión de la unión, en comparación con las uniones estándar.

Description

DESCRIPCIÓN

Tuerca

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una tuerca, que está especialmente diseñada para su uso junto con una arandela.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Es conocido el uso de conjuntos de tuerca y arandela para formar una unión atornillada. La pérdida de precarga es el principal problema de las uniones atornilladas, debido principalmente a la relajación en los componentes implicados, tal como las roscas, las arandelas, las bridas y al efecto de torsión en el tornillo.

Esto supone que, en el cálculo de la unión, y por falta de optimización, se deben instalar más tornillos de los necesarios, con los correspondientes incrementos de costes por mecanizado y mayor número de piezas.

Los tornillos, las tuercas y las arandelas estándar tienen tolerancias y geometrías que no ayudan al mantenimiento de la precarga de la unión por las altas relajaciones.

Las soluciones para evitar pérdidas de precarga normalmente se centran en mejorar la calidad de acabado de las tuercas, trabajando en la perpendicularidad de las mismas. Esta solución es limitada, dado que los tornillos y las arandelas se mantienen en las mismas condiciones.

Otro problema de las uniones atornilladas es la alta dispersión y la baja repetibilidad en la aplicación del par para convertirlo en precarga y fijar la unión. Normalmente, esta precarga varía, por ejemplo, entre el 50 y 70 % del límite elástico tornillo, dado que el coeficiente de rozamiento puede cambiar por la aplicación de distintos lotes de antioxidantes, lo que puede provocar la plastificación del tornillo y la rotura de la unión.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar una tuerca que, junto con su arandela complementaria, sea muy sencilla de producir, con el que se consigue una alta repetibilidad y una baja dispersión de la unión, en comparación con las uniones estándar.

La tuerca de acuerdo con la presente invención se define en la reivindicación 1. Características adicionales se definen en las reivindicaciones dependientes.

En concreto, la tuerca de acuerdo con la presente invención comprende:

- una rosca con un diámetro exterior,

- una porción interior no roscada situada a continuación de la rosca (23),

- una superficie de contacto, y

- una superficie de guía,

en la que

una línea perpendicular a la superficie de contacto que se extiende desde el centro de la superficie de contacto y que se cruza con el diámetro exterior de la rosca define una cota con el extremo de la tuerca donde está situada la porción interior no roscada, siendo dicha cota igual o mayor que la altura de la porción interior no roscada.

De acuerdo con una realización preferida, la superficie de guía es substancialmente paralela al eje longitudinal de la rosca, y la superficie de contacto forma un ángulo de 30° con la superficie de guía.

Por lo tanto, la tuerca de acuerdo con la presente invención, junto con su arandela complementaria, es muy sencilla de producir. Además, permite conseguir una alta repetibilidad y una baja dispersión de la unión, en comparación con las uniones estándar, o con una tuerca mejorada en su perpendicularidad.

De esta manera, controlando el coeficiente de rozamiento, se tiene la garantía de obtener precargas del tornillo del 85 al 95 % de su límite elástico, sin riesgo de plastificación del mismo y, a su vez, bajar el número de tornillos, tuercas y arandelas necesarios en el cálculo de la unión.

Además, permite que para el montaje de las uniones se pueden usar herramientas de apriete convencionales.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción un juego de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 es una vista en sección de una arandela complementaria a la tuerca de acuerdo con la presente invención;

La figura 2 es una vista en sección de la tuerca de acuerdo con la presente invención;

La figura 3 es una vista en sección del conjunto de tuerca y arandela de las figuras 1 y 2, con la arandela y la tuerca en contacto entre sí; y

La figura 4 es una vista en sección de la tuerca de acuerdo con la presente invención, donde se han representado las fuerzas que producen durante la unión.

REALIZACIÓN PREFERIDA DE LA INVENCIÓN

Un conjunto de unión atornillada comprende una arandela (1) y una tuerca (2), que se muestran en las figuras 1 y 2, respectivamente. La arandela (1) comprende una superficie de contacto (11) y una superficie de guía (12). La inclinación de la superficie de contacto (11) puede variar según el tipo de roscado elegido para la unión.

Por su parte, la tuerca (2) también comprende una superficie de contacto (21), con la misma inclinación que la superficie de contacto (11) de la arandela (1), y una superficie de guía (22) complementaria con la superficie de guía (12) de la arandela (1) para la unión de la tuerca (2) y la arandela (1). Además, la tuerca (2) también comprende una rosca (23) y una porción interior no roscada (24).

El guiado de la tuerca (2) y la arandela (1) se realiza con un ajuste deslizante para no interferir en el movimiento libre entre las mismas.

Ambas superficies de contacto (11, 21) definen una zona de contacto (3) cuando la arandela (1) y la tuerca (2) están en contacto entre sí, y las superficies de guía (12, 22) definen una zona de guía (4) cuando la arandela (1) y la tuerca (2) están en contacto entre sí.

El posicionamiento del extremo de la rosca (23) en la tuerca (2) respecto a la zona de contacto (3) es el resultado de la posición definida por una línea (A) perpendicular a la superficie de contacto (21) que se extiende desde el centro de la superficie de contacto (21) y que se cruza con el diámetro exterior de la rosca (23). El extremo de la línea A que cruza con el diámetro exterior de la rosca (23) define la posición límite inferior de la rosca (23).

Es decir, como se aprecia en la figura 3, la distancia entre el extremo de la línea A que cruza con el diámetro exterior de la rosca (23) y el extremo de la tuerca (2), la posición inferior en esta figura, definen una cota f, que es igual o mayor que la altura, indicada como B en la figura 3, de la porción interior no roscada (24) de la tuerca (2).

Esta cota f puede aumentar dependiendo del tipo de rosca o dependiendo de las características de la unión.

Cuando se aplica el par para fijar la unión, debido a la geometría de la tuerca (2) y de la arandela (1), la fuerza normal en la zona de contacto (3) se compone de la fuerza de precarga, Fprecarga, más la fuerza radial, Fradial, como se puede apreciar en la figura 4.

La fuerza normal, Fnormal, en la zona de contacto (3) se compone de la fuerza de precarga más la fuerza radial, Fradial. Esta fuerza normal, Fnormal, es mayor que la fuerza de precarga, Fprecarga, por lo que la zona de contacto (3) entre la tuerca (2) y la arandela (1) es mayor que en las uniones estándar de la tuerca (2) y la arandela (1) en las que la unión está solicitada a la fuerza de recarga, Fprecarga, únicamente.

Con el conjunto de tuerca y arandela de la presente invención, la zona de aplicación de la fuerza normal, Fnormal, se controla dependiendo del tipo de unión. Esto, junto con el efecto de la fuerza radial, Fradial, incrementa la rigidez del conjunto, evitando el efecto de aplastamiento de las tuercas estándar cuando entran en carga con las relajaciones, permitiendo que el conjunto de tuerca y arandela siga teniendo la geometría original sin pérdidas de relajación.

De esta manera, se obtienen las ventajas de conseguir altas repetibilidades, baja dispersión con un menor coste que las soluciones diseñadas con tecnologías actuales y montarse con herramientas de apriete convencionales.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Tuerca (2), que comprende:

- una rosca (23) con un diámetro exterior,

- una porción interior no roscada (24) situada a continuación de la rosca (23),

- una superficie de contacto (21), y

- una superficie de guía (22),

caracterizada por que

una línea (A) perpendicular a la superficie de contacto (21) que se extiende desde el centro de la superficie de contacto (21) y que se cruza con el diámetro exterior de la rosca (23) define una cota (f) con el extremo de la tuerca (2) donde está situada la porción interior no roscada (24), siendo dicha cota (f) igual o mayor que la altura (B) de la porción interior no roscada (24).

2. Tuerca (2) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la superficie de guía (22) es substancialmente paralela al eje longitudinal de la rosca (23).

3. Tuerca (2) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que la superficie de contacto (21) forma un ángulo de 30° con la superficie de guía (22).