ES2198165T3

ES2198165T3 - Elemento de sujecion combinado.

Info

Publication number: ES2198165T3
Application number: ES99971766T
Authority: ES
Inventors: Manfred Hofschneider
Original assignee: Altenloh Brinck and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Altenloh Brinck and Co GmbH and Co KG
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2004-01-16
Anticipated expiration: 2019-10-28
Also published as: EP1126982A1; ATE240217T1; DE59905579D1; WO2000027653A1; AU1377500A; DE29819782U1; EP1126982B1

Abstract

Elemento de sujeción combinado con una cabeza (1) para la aplicación del par y con un vástago (2), que en el extremo libre presenta un segmento roscado (3), en el que en un borde (5) que se encuentra en el vástago (2), cuyo diámetro exterior (DR) es mayor que el diámetro (DS) del vástago (2) que está sujeto de forma giratoria, se sujeta una arandela (4) mediante por lo menos un estrechamiento (7) que se encuentra por lo menos en su abertura anular (6), siendo el diámetro (DV) del estrechamiento (7) menor que el diámetro exterior (DR) del borde (5) pero mayor tanto del diámetro (DS) del vástago (2), como también del diámetro exterior (DG) de transición roscado (3) y pudiéndose ensanchar la arandela (4) en la zona del diámetro (DV) del estrechamiento (7) de tal manera elásticamente y el borde (5) y la arandela (4) están configuradas adaptadas simétricamente entre sí, que la arandela (4) está configurada con el estrechamiento (7) del extremo libre del vástago de (2) a través del borde (5), pero no puede retroceder en sentido contrario, presentando la arandela (4) en su altura (H) en la abertura anular (6) por lo menos tres segmentos de diámetro diferentes (A1, A2, A3), caracterizado porque un primer segmento (A1) presenta un transcurso de pared de diámetro constante, en el que el diámetro interior es mayor que el diámetro exterior (DR) del borde (5), siguiendo en dirección axial al primer segmento (A1) una segunda sección (A2) que se estrecha en dirección del estrechamiento (7) y siguiendo en dirección axial a la segunda sección (A2) un tercer segmento (A3) que forma el estrechamiento (7), en el que el diámetro (DV) es ligeramente menor que el diámetro exterior (DR) del borde (5).

Description

Elemento de sujeción combinado.

La presente invención se refiere a un elemento de sujeción combinado con una cabeza para la aplicación del par y con un vástago, que en el extremo libre presenta un segmento roscado, en el que en un borde que se encuentra en el vástago, cuyo diámetro exterior es mayor que el diámetro del vástago que está sujeto de forma giratoria, se sujeta una arandela mediante por lo menos un estrechamiento que se encuentra por lo menos en su abertura anular, siendo el diámetro del estrechamiento menor que el diámetro exterior del borde, pero mayor tanto del diámetro del vástago, como también del diámetro exterior de transición roscado y pudiéndose ensanchar la arandela en la zona del diámetro del estrechamiento de tal manera elásticamente y el borde y la arandela están configuradas adaptadas simétricamente entre sí, que la arandela está configurada con el estrechamiento del extremo libre del vástago a través del borde, pero no puede retroceder en sentido contrario, presentando la arandela en su altura en la abertura anular por lo menos tres segmentos de diámetro diferentes.

De acuerdo con el modelo de utilidad alemán DE 297 04 820 U1, se ha puesto bajo protección un tornillo y tuerca de la rueda como elemento combinado para la sujeción de ruedas de automóvil, presentando el tornillo de rueda de una manera en sí ya conocida una parte de tuerca (parte de cabeza), una parte del vástago roscado exteriormente y una parte cónica que se encuentra entre ellas, que atraviesa una llanta de rueda y que se puede atornillar en un taladro roscado de un cubo o de un disco de rueda. La tuerca de la rueda presenta de manera en sí conocida una rosca interior, que se extiende en su parte de cabeza y una parte cónica, y se puede atornillar en una parte de vástago roscado exteriormente de un perno de rueda que atraviesa una llanta de rueda de un cubo o de un disco de rueda. Para poder sujetar las ruedas con el mismo círculo de agujeros en las bridas de rueda con diferentes círculos de agujeros, prevé el modelo de utilidad que la parte cónica sea una arandela cónica separada, que se pueda encajar en el tornillo de la rueda o en el perno de la rueda, o la tuerca de la rueda y que presente un taladro de paso, cuyo diámetro es mayor que el diámetro exterior de la parte del vástago roscado del tornillo de rueda o del perno de rueda, o del vástago de la tuerca de la rueda. La arandela cónica separada representa desventajosamente una pieza que se puede perder.

Un elemento de sujeción similar, configurado como tornillo de rueda, en el que, sin embargo, la cabeza/vástago por una parte y la arandela, por otra, se pueden unir entre sí de forma imperdible, se conocen por el modelo de utilidad alemán DE 296 14 320 U1. Este tornillo de rueda conocido tiene la ventaja que la arandela (allí se designa como anillo de apoyo) se sujeta de forma simple e imperdible en el vástago y, especialmente, si se estrecha esféricamente el anillo de apoyo en la zona de apoyo de la rueda del vehículo, garantiza una sujeción definida de la rueda del vehículo en cubo del vehículo. El estrechamiento en la abertura anular se forma en este tornillo de rueda mediante por lo menos un recalcado que puede estar formado de cuatro salientes. El borde periférico limita una ranura anular periférica. De acuerdo con la realización descrita, se encuentran las puntas de los salientes en un diámetro interior, que corresponde a aproximadamente al diámetro del vástago. En este tornillo de rueda es desventajoso que la rosca en el vástago sólo se pueda fabricar después de la colocación del anillo de apoyo en la ranura anular.

Un elemento de sujeción combinado del tipo descrito al principio, se conoce por el documento DE 30 42 139 A1, que describe una disposición de sujeción, que está formada de un perno roscado y de una arandela elástica curvada. La rosca del perno termina a una distancia predeterminada, por debajo de la cabeza del perno roscado, utilizándose la zona sin rosca formada para ello para el alojamiento de la arandela y contiene un borde anular. El diámetro del orificio de la arandela es mayor que el diámetro de la punta de la rosca del perno, pero menor que el diámetro del borde anular, y el perímetro interior del orificio presenta un espesor más reducido que la parte restante de la arandela para proporcionar al perímetro interior una flexibilidad, que permite una introducción de la arandela a través del borde anular en el recinto sin rosca y con ello una sujeción imperdible en el perno roscado. También la patente US 5 308 285 describe un elemento de sujeción combinado de esta clase.

La presente invención tiene por ello el objeto de configurar un elemento de sujeción del tipo descrito al principio, manteniendo las ventajas de la posibilidad de una sujeción imperdible de la arandela en el vástago y una facilidad de fabricación simple de una forma optimizada para la técnica de montaje.

El objeto de la presente invención se consigue según las características de la reivindicación 1.

El vástago se puede introducir para unir con la arandela ventajosamente primero en la abertura anular de la arandela, sin que se produzca una presión por el estrechamiento. Si se introduce el cuerpo del tornillo hasta una determinada profundidad en la arandela, se produce una presión entre el borde que se encuentra en el vástago y el estrechamiento. Por ejemplo, mediante una aplicación de fuerza elevada durante breve tiempo (bruscamente) sobre la cabeza del tornillo en dirección axial (con la arandela sujeta) se puede ensanchar entonces elásticamente el estrechamiento, con lo cual el borde ensancha el estrechamiento, de tal manera que puede pasarlo. De este modo está premontado el elemento de sujeción según la invención y la arandela está sujeta giratoria sobre el vástago. De este modo debido al que el estrechamiento puede retornar elásticamente y el borde y la arandela están ajustados geométricamente entre sí de tal manera que la arandela no puede retroceder, se garantiza una sujeción imperdible de la arandela en el vástago. El borde forma un tope que no se puede superar en una aplicación de fuerza considerable para la arandela, de tal manera que el elemento de sujeción según la invención se puede suministrar y emplear preferentemente en esta forma premontada también por el montaje.

Debido a que la arandela presenta en toda su altura en la abertura anular por lo menos tres segmentos de diámetro distinto, que comprende una primer segmento con transcurso de pared de diámetro constante, en el que el diámetro interior es mayor que el diámetro exterior del borde, un segundo, que se estrecha en la dirección del estrechamiento, especialmente un segmento que discurre cónicamente, que se une al primer segmento en dirección axial, y el (tercer) segmento del estrechamiento, en el que el diámetro es ligeramente menor que el diámetro exterior del borde, tiene lugar el montaje de la transición a la zona del diámetro reducido del estrechamiento, no de forma brusca, sino ventajosamente de forma continua. De este modo se facilita el montaje previo de la arandela en el vástago.

Una ventaja del elemento de sujeción según la invención consiste en que su rosca, que se encuentra como rosca exterior en un segmento roscado en un extremo libre del vástago, está fabricada antes del montaje de la arandela en el vástago, principalmente laminada. La arandela se sujeta entonces entre la cabeza y el segmento roscado en el vástago, siendo el diámetro del estrechamiento mayor que el diámetro exterior del segmento roscado.

Otras características ventajosas de la configuración de la invención están contenidas en las subreivindicaciones así como en la siguiente descripción.

Mediante un ejemplo de realización preferente, representado en el dibujo, se explicará a continuación, los detalles de la invención. En el dibujo muestran:

La figura 1, una representación en perspectiva de un elemento de sujeción combinado según la invención,

La figura 2, el elemento de sujeción de acuerdo con la invención según la figura 1 en una representación ampliada y en una semisección axial,

La figura 3, un detalle más ampliado, señalado con III en la figura 2, del elemento de sujeción según la invención.

En las diferentes figuras del dibujo, las mismas piezas están dotadas de los mismos signos de referencia, de tal manera que en general se describen sólo una vez.

Como muestra la representación en perspectiva de la figura 1, presenta un elemento de sujeción según la invención una cabeza 1 para la aplicación del par y un vástago 2 que a su vez, en su extremo libre, presenta un segmento roscado 3. Entre la cabeza 1 y el segmento roscado 3 se sujeta una arandela 4 giratoria. La rosca del segmento roscado 3 puede ser preferentemente una rosca laminada, siendo el diámetro D_{G} del segmento roscado 3 mayor que el diámetro D_{S} del vástago 2. La rosca del segmento roscado 3 puede fabricarse ventajosamente antes que la arandela 4 se una con el cuerpo formado por la cabeza 1 y el vástago 2.

Las figuras 2 y 3 muestran otros detalles del elemento de sujeción según la invención. Como muestra la figura 2, la arandela 4 está sujeta entre la cabeza 1 y el segmento roscado 3 en un borde 5 que se encuentra en el vástago 2, cuyo diámetro exterior D_{R} es mayor que el diámetro D_{S} del vástago 2. La sujeción giratoria tiene lugar a través de por lo menos un estrechamiento 7 que se encuentra en la abertura anular 6 de la arandela 4, siendo el diámetro D_{V} del estrechamiento menor que el diámetro exterior D_{R} del borde 5. Además, el diámetro D_{V} del estrechamiento 7 es también mayor que el diámetro D_{S} del vástago 2 como también del diámetro exterior D_{G} del segmento roscado 4. La arandela 4, sin embargo, en la zona del diámetro D_{V} del estrechamiento 7, se puede ensanchar elásticamente. El borde 5 y la arandela 4 se han configurado, además, geométricamente adaptadas, una con la otra, porque la arandela 4 se guía con el estrechamiento 7 del extremo libre del vástago 2 hasta el borde 5, pero no puede retroceder en sentido contrario. En el sentido contrario forma el borde 5 para la arandela 4 un obstáculo que no se puede superar sin una aplicación de fuerza considerable.

En consideración a la posibilidad de montajes es significativa la posibilidad de abocardado de la arandela 4, que, por ejemplo, se da empleando un acero bonificado (templado y revenido). La arandela 4 puede estar formada de un material metálico ligero, como aluminio o sus aleaciones, pudiéndose admitir, junto a la deformación elástica también una parte de deformación plástica. El cuerpo del elemento de sujeción puede ser ventajosamente de acero.

El borde 5, como muestran las figuras 2 y 3, pueden estar formadas por un reborde periférico, estrechándose hacia el exterior y en forma aproximada de semicírculo en la zona exterior. Una forma de esta clase del borde 5, favorece un óptimo ensanchamiento del estrechamiento 7, que discurre continuamente y que no se destruye en la introducción del vástago en la abertura anular 6.

Como muestra, además, la figura 3, puede presentar la arandela 4 en su altura H de la abertura anular 6, por lo menos tres segmentos de diámetro distintos, y concretamente un primer segmento A_{1} con transcurso de pared de diámetro constante, en el que el diámetro interior es mayor que el diámetro exterior D_{R} del borde 5, un segundo segmento A_{2,} que se estrecha en la dirección del estrechamiento 7, que discurre especialmente de forma cónica, que sigue al primer segmento A_{1} en dirección axial, y que en el segmento A_{3} que sigue en dirección axial del estrechamiento 7, en el que el diámetro D_{V} es ligeramente menor, que el diámetro exterior D_{R} del borde 5.

El segundo segmento A_{2} cónico forma para ello una zona de transición. En su zona de diámetro mayor puede presentar ventajosamente un ajuste holgado y en su zona de diámetro reducido un ajuste de presión con el diámetro exterior D_{R} del borde 5, cuando éste se encuentra en el correspondiente sitio.

Con el objeto de tener un ensanchamiento óptimo (``suave'') del estrechamiento 7 por el borde 5, puede diferir el segundo segmento A_{2} cónico un estrechamiento 7 un ángulo \alpha de transcurso de pared rectilíneo de diámetro constante del primer segmento A_{2}, que no es mayor de 20º, preferentemente no mayor de 10º.

De este modo se impide de forma efectiva un movimiento de retroceso del estrechamiento 7 a través del borde 5, ha resultado ventajoso y la longitud axial (segmento A_{3}) del estrechamiento 7 es por lo menos ligeramente menor que la dimensión de anchura media B del borde 5. Para esta finalidad se puede configurar el reborde periférico también en el lado superior (en su lado dirigido a la cabeza 1) desviándose de la forma arriba descrita, de tal manera que en el estado premontado tiene lugar un tope plano de la arandela 4 en el borde 5.

Como muestran las figuras del dibujo, se estrecha la arandela 4, especialmente en la zona de apoyo, por ejemplo, entre una rueda de vehículo, es decir, hacia el extremo libre del vástago De este modo se garantiza una sujeción definida de la rueda del vehículo en un cubo de rueda. El estrechamiento se puede describir por un ángulo de abertura cónico \beta (figura 2) que puede encontrarse ventajosamente en el rango de 50º a 70º.

De manera complementaria, presenta la cabeza 1 en su zona inferior un saliente 8 que se ensancha únicamente por lo menos por segmentos en el diámetro exterior cónico con una superficie de apoyo 9 ampliada con relación a la sección transversal de la zona exterior de la cabeza 1 para la arandela 4, estando formado bombeado el saliente 8 en la zona de su perímetro máximo 10. El abocardado se puede describir mediante un ángulo \gamma con relación al transcurso rectilíneo en sección transversal de la pared de la cabeza 1 (figura 2), que ventajosamente puede encontrarse en el rango de 50º a 70º.

Para facilitar la introducción del vástago 2 en la abertura anular 6 de la arandela 4, la arandela 4 puede presentar en el lado dirigido a la cabeza 1, un segmento (cuarto) del diámetro interior A_{4} (signo de referencia, figura 3) que se ensancha cónicamente hacia este lado.

La zona de transición 11 de la superficie de apoyos 9 de la cabeza 1 al vástago 2, puede configurarse redondeada. Este redondeo puede apoyarse, en estado montado del elemento de sujeción según la invención, ventajosamente en el segmento de diámetro interior A_{4} de la arandela 4.

La presente invención no se limita a los ejemplos de realización descritos, sino que comprende también todas las realizaciones equivalentes en el sentido de la invención. Así, el borde 5 puede interrumpirse en el perímetro por zonas de los segmentos de un diámetro más reducido. En este caso, no está formado por un reborde periférico, sino sólo por varios, por ejemplo tres segmentos de reborde desplazados entre sí unos 120º.

Se puede prever además, también otras medidas técnicas convenientes, por ejemplo, para la protección contra deterioros. Así, se pueden recubrir tanto la cabeza 1 y el vástago 2 del elemento de sujeción según la invención como también la arandela 4 en su superficie, con una capa protectora que reduce la corrosión (también efectiva desde puntos de vista tribotécnico y del color) especialmente con contenido de cinc y/o de níquel. Se puede tratar también ventajosamente de un sistema de varias capas. El diámetro del vástago D_{S} no debe ser en todo el vástago 2 constante: por ejemplo, el diámetro del vástago D_{SR} puede ser a ambos lados del borde 5, como indica la figura 3, ligeramente menor que el resto de la zona. Las figuras 1 y 2 del dibujo muestran también que la cabeza 5 presenta en el lado superior un vaciado 12, que puede ser previsto y dimensionado de acuerdo con los deseos de aplicación.

Claims

1. Elemento de sujeción combinado con una cabeza (1) para la aplicación del par y con un vástago (2), que en el extremo libre presenta un segmento roscado (3), en el que en un borde (5) que se encuentra en el vástago (2), cuyo diámetro exterior (D_{R}) es mayor que el diámetro (D_{S}) del vástago (2) que está sujeto de forma giratoria, se sujeta una arandela (4) mediante por lo menos un estrechamiento (7) que se encuentra por lo menos en su abertura anular (6), siendo el diámetro (D_{V}) del estrechamiento (7) menor que el diámetro exterior (D_{R}) del borde (5) pero mayor tanto del diámetro (D_{S}) del vástago (2), como también del diámetro exterior (D_{G}) de transición roscado (3) y pudiéndose ensanchar la arandela (4) en la zona del diámetro (D_{V}) del estrechamiento (7) de tal manera elásticamente y el borde (5) y la arandela (4) están configuradas adaptadas simétricamente entre sí, que la arandela (4) está configurada con el estrechamiento (7) del extremo libre del vástago de (2) a través del borde (5), pero no puede retroceder en sentido contrario, presentando la arandela (4) en su altura (H) en la abertura anular (6) por lo menos tres segmentos de diámetro diferentes (A_{1}, A_{2}, A_{3}), caracterizado porque un primer segmento (A_{1}) presenta un transcurso de pared de diámetro constante, en el que el diámetro interior es mayor que el diámetro exterior (D_{R}) del borde (5), siguiendo en dirección axial al primer segmento (A_{1}) una segunda sección (A_{2}) que se estrecha en dirección del estrechamiento (7) y siguiendo en dirección axial a la segunda sección (A_{2}) un tercer segmento (A_{3}) que forma el estrechamiento (7), en el que el diámetro (D_{V}) es ligeramente menor que el diámetro exterior (D_{R}) del borde (5).

2. Elementos de sujeción, según la reivindicación 1, caracterizado porque el borde (5) está formado por un reborde periférico que se estrecha hacia el exterior y en la zona exterior en sección transversal en forma de semicírculo.

3. Elementos de sujeción, según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la rosca se encuentra como rosca exterior en un segmento roscado (3) en un extremo libre del vástago (2), estando sujeta la arandela (4) entre la cabeza (1) y el segmento roscado (3) en el vástago (2), y siendo el diámetro (D_{V}) del estrechamiento (7) mayor que el diámetro exterior (D_{G}) del segmento roscado (3).

4. Elemento de sujeción, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en una zona de diámetro mayor del segundo segmento (A_{2}) se encuentra un ajuste holgado y en una zona de diámetro reducido del segundo segmento (A_{2}) se encuentra un ajuste a presión con el diámetro exterior (A_{R}) del borde (5).

5. Elemento de sujeción, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el segundo segmento (A_{2}) que se estrecha, especialmente cónico, hacia el estrechamiento (7) difiere en un ángulo (\alpha) del transcurso de la pared rectilínea de diámetro constante del primer segmento (A_{1}), que no es mayor de 20º, preferentemente no mayor de 10º.

6. Elemento de sujeción, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque una longitud axial (segmento A_{3}) del estrechamiento (7) es por lo menos ligeramente menor que la dimensión de anchura media (B) del borde (5).

7. Elemento de sujeción, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la arandela (4) se estrecha en dirección del extremo libre del vástago (2).

8. Elemento de sujeción, según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la arandela (4) en su lado dirigido a la cabeza (1) presenta una sección de diámetro interior (A_{4}) que se estrecha cónicamente hacia este lado.

9. Elemento de sujeción, según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la rosca del segmento roscado (3) es una rosca laminada.

10. Elemento de sujeción, según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la arandela (4) es de un acero bonificado templado y revenido, o de un material metálico ligero, como aluminio o sus aleaciones.

11. Elemento de sujeción, según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque tanto el cuerpo roscado (cabeza 1 y vástago 2) como también la arandela (4) en su superficie está recubierto de una capa de protección que reduce la corrosión, especialmente con un recubrimiento múltiple.

12. Elemento de sujeción, según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la cabeza (1) en su zona inferior presenta al saliente (8) que se ensancha cónicamente en forma de reborde, por lo menos por segmentos, en el diámetro exterior con una superficie apoyo (9) que se ensancha en la zona de la cabeza (1) para la arandela (4), estando configurado el saliente (8) en la zona periférica máxima (10) bombeada.

13. Elemento de sujeción, según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la zona de transición (11) está formada de la cabeza (1) al vástago (2) redondeada.

14. Elemento de sujeción, según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la cabeza (1) presenta en el lado superior un vaciado (12).

15. Elemento de sujeción, según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el borde sobre (5) está interrumpido en el perímetro por zonas por los segmentos de un diámetro reducido.