ES2207957T3 - Dispositivo de sujecion con un tornillo provisto de un recubrimiento de material plastico. - Google Patents

Abstract

Se revela un sistema de fijación para asegurar un primer submontaje sobre un segundo componente, especialmente para su empleo en la industria del vehículo automotor. El innovador sistema de fijación consiste en al menos un tornillo de fijación (3); un correspondiente filete del primer premontaje situado sobre el primer submontaje, y en el cual el tornillo de fijación (3) se asegura después del premontaje; y un filete de fijación (7) sobre el primer submontaje, o sobre el segundo componente, a fin de asegurar el primer submontaje sobre el segundo componente empleando el tornillo de fijación (3), en donde dicho tornillo de fijación está asegurado en el filete de fijación (7) correspondiente después de la fijación. El tornillo de fijación (3) tiene al menos un área frontal fileteada (1) dispuesta sobre el extremo libre del eje, y una segunda área fileteada (2) adyacente a la cabeza del tornillo, donde dicha segunda área fileteada (2) se proporciona con una cubierta plástica, en la cual se incorpora un filete correspondiente al filete del premontaje (5), únicamente cuando el tornillo de fijación (3) se atornilla en dicho filete del premontaje (5).

Description

Dispositivo de sujeción con un tornillo provisto de un recubrimiento de material de plástico.

La invención se refiere a un procedimiento para la sujeción de un primer subconjunto a un segundo componente, para su aplicación, en particular, en la industria del automóvil, conforme a las características genéricas de la reivindicación 1.

Por el documento DE-GM1820586 se conoce una sujeción para un tornillo de cabeza cuadrada, empleado como tornillo de sujeción. Mediante este tornillo de sujeción, se puede fijar una brida a un componente. En la brida se dispone, al menos, un taladro con una rosca para el premontaje. El tornillo de sujeción tiene una parte del vástago entre la cabeza y la parte roscada, dimensionándose la longitud de la parte roscada para la sujeción del tornillo de sujeción de modo que, en el marco del premontaje, éste sale de la rosca para el premontaje antes de que comience el proceso de atornillado en la rosca de sujeción. El diámetro interior de la rosca del tornillo de sujeción se corresponde con el diámetro exterior de la parte del vástago, con lo que se consigue la inmovilidad del tornillo de sujeción. Esto significa que el tornillo de sujeción, en una solución según el documento DE-GM1820586, se mantiene en el taladro solamente mediante la pequeña parte roscada.

Por el documento DE3027417A1, además, resulta un tornillo de expansión, que sirve para la obstrucción de un agujero para rosca interior. El vástago de este tornillo de sujeción está provisto de un recubrimiento elastomérico, cuyo diámetro exterior se corresponde con el diámetro exterior de la rosca. Durante el atornillado, se produce una deformación, exclusivamente elástica, del elastómero, es decir, una deformación reversible.

Los dispositivos del tipo mencionado al principio también se emplean, por ejemplo, para fijar subconjuntos premontados a la carrocería de un vehículo, como unidades modulares de columna de dirección o similares, en el marco del montaje final. En este caso, durante el premontaje de una unidad modular de una columna de dirección, se atornillan uno o varios tornillos de sujeción, preferentemente a una rosca de premontaje en la carcasa de la unidad modular de la columna de dirección, respectivamente. Esto tiene la ventaja de que, durante el montaje final de la unidad modular de la columna de dirección en la carrocería, no se tienen que usar ningunos elementos de sujeción adicionales. Durante el montaje final, una vez que la unidad modular de la columna de dirección es llevada a su posición definitiva, se atornillan los tornillos de sujeción a una segunda rosca de sujeción. Esta rosca de sujeción se puede encontrar directamente en la estructura de la carrocería o, igualmente, como prolongación de la rosca de premontaje en la carcasa de la columna de dirección. En este último caso, la unidad modular de la columna de dirección se sujeta mediante una brida situada en el lado de la carrocería, entre la rosca de premontaje y la rosca de sujeción. Estas dos configuraciones de la sujeción hacen necesario que el tornillo de sujeción, con su rosca, salga de la rosca de premontaje antes de que el tornillo, con sus primeros pasos de rosca, entre en la rosca de sujeción, o que se rompa la rosca de premontaje cuando el tornillo de sujeción entra en la rosca de sujeción, es decir, se destruya.

Las dos variantes del montaje descritas presentan, en vistas a una posible reconstrucción, un inconveniente grave. En la variante mencionada en primer lugar, en la que el tornillo de sujeción se ha salido por completo de la rosca de premontaje, surge la dificultad de que el desatornillado del tornillo de sujeción, inevitablemente, supone el retorno del tornillo a la primera rosca de premontaje. Este retorno es muy dificultoso con la aplicación de una fuerza de apriete, normalmente posible sólo en sentido axial, en el eje longitudinal del tornillo y, en condiciones normales de desmontaje, excluido casi por completo. Esto implica que el desmontaje de la columna de dirección sólo es posible con dificultades especiales.

En la segunda variante de las anteriormente mencionadas, la rosca de premontaje se rompe casi por completo ya en la primera colocación de la columna de dirección. Esto significa que, efectuado el desmontaje de la columna de dirección, tiene que repasarse esta rosca debido a que ya no es utilizable y, en consecuencia, queda limitada la capacidad de montaje de la columna de dirección.

Por eso, el objetivo de la presente invención es eliminar los inconvenientes del estado actual de la técnica, descritos anteriormente, y ofrecer un dispositivo que garantice un montaje y desmontaje sin problemas de un componente o de un subconjunto a un segundo componente y que, al mismo tiempo, se maneje con facilidad y se pueda fabricar económicamente.

Este objetivo, según la invención, se alcanza, junto a las características genéricas con las enseñanzas técnicas manifestadas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

Para ello, el tornillo de sujeción presenta, al menos, una parte roscada en el extremo libre del vástago y una segunda parte, situada junto a la cabeza de tornillo, provista de un recubrimiento de material plástico, que presenta una rosca, que se corresponde con la rosca de premontaje, implantada una vez atornillado el tornillo en la rosca de premontaje.

Esta configuración constructiva especial consigue que, durante el atornillado y desatornillado del tornillo de sujeción, la parte roscada anterior de éste se puede enroscar en la correspondiente rosca de sujeción, por lo que, al mismo tiempo, la parte recubierta de material plástico, en primer lugar, sirve de guía al tornillo de sujeción durante el atornillado y, al mismo tiempo, durante el apriete, es posible pasar de rosca la rosca aplicada en la parte recubierta de material plástico. Este pasar de rosca evita el deterioro de la rosca de premontaje en el primer subconjunto y posibilita la retirada del tornillo de sujeción de la rosca de sujeción y de la rosca de premontaje. Además, la soldadura entre el recubrimiento de material plástico y la rosca de premontaje, una vez finalizado el apriete, constituye un seguro adicional contra un desatornillado fortuito del tornillo de sujeción. Otra ventaja del dispositivo, según la invención, radica en que, terminado un ciclo de desmontaje, sólo tiene que usarse un tornillo de sujeción nuevo para realizar un nuevo montaje, lo que, comparado con el estado de la técnica, supone un ahorro de costos considerable.

De las características de las reivindicaciones secundarias, resultan otras configuraciones especiales del objeto de esta invención.

Ha demostrado ser especialmente ventajoso, fabricar el recubrimiento de material plástico con un material plástico dúctil, preferentemente polietileno o poliuretano. Estos materiales ofrecen la garantía de que, el denominado momento de exceso de giro en la rosca de premontaje durante el apriete del tornillo de sujeción, se encuentra en el intervalo de 2 a 6 Nm y, con ello, a lo sumo, ejerce una escasa influencia sobre el par de apriete propiamente dicho. Además, la ductilidad especial de los materiales ofrece la garantía de que el material plástico se puede deslizar por los pasos de rosca de la rosca de premontaje cuando el tornillo de sujeción pasa de rosca, de manera que sólo tienen lugar desprendimientos de material
mínimos.

Además, se ha demostrado como apropiado el que la longitud de la primera parte roscada para la sujeción del tornillo de sujeción esté dimensionada de modo que, en el marco del premontaje, este sale de la rosca para el premontaje antes de que comience el proceso de roscado en la rosca de sujeción. Esta configuración constructiva especial facilita, durante el atornillado del tornillo de sujeción, el "enhebrado" de la parte roscada anterior en la rosca de sujeción.

Además, resulta ventajoso disponer un moleteado de tornillo alrededor de la zona del recubrimiento plástico, radial entre el vástago y el recubrimiento plástico del tornillo de sujeción. Este moleteado de tornillo aumenta la fuerza de adherencia del recubrimiento plástico en la zona prevista del vástago del tornillo de sujeción. Esto es especialmente considerable, debido a que los tornillos de sujeción se aprietan normalmente con atornilladores neumáticos, que trabajan con un número elevado de revoluciones y un gran momento de torsión.

A continuación se describe con mayor detalle un ejemplo de realización del objeto de la invención, mediante los dibujos adjuntos. Estos muestran:

Figura 1 una representación en corte de una forma de realización del dispositivo, según la invención, en el estado de premontaje del tornillo de sujeción,

Figura 2 el dispositivo de la figura 1, según la invención, en una fase intermedia de la sujeción y

Figura 3 el dispositivo de la figura 1, según la invención, en el estado de montaje final,

Figura 4a una vista lateral de un tornillo de sujeción del dispositivo, según la invención,

Figura 4b un sector del tornillo de sujeción que corresponde con la figura 4a, a lo largo de la línea de corte B/B de esa figura.

El dispositivo representado en las figuras 1 a 3 presenta un tornillo de sujeción 3, provisto de una primera parte roscada 1 en la parte delantera del extremo libre del vástago. Contiguo a la parte roscada 1, se encuentra un parte del vástago 2 recubierta de material plástico, que se extiende desde el extremo de la parte roscada 1, a lo largo de la totalidad del vástago, hasta la cabeza de tornillo 4 del tornillo de sujeción 3. Asimismo, el dispositivo cuenta con una rosca de premontaje 5, situada en un componente de la carcasa del subconjunto 6 por montar, como por ejemplo una unidad modular de una columna de dirección. Además, el dispositivo presenta una segunda rosca de sujeción 7, axial, alineada respecto a la rosca de premontaje 5 y separada de ésta por una abertura intermedia 8. La rosca de sujeción 7 se encuentra en una tuerca para soldar 9, soldada a una abrazadera en forma de U 10, fijada de nuevo a la carcasa del subconjunto 6 mencionada anteriormente. El estado de premontaje de la unidad modular de la columna de dirección prevé que, el tornillo de sujeción 3, con la parte roscada 1, se atornille a la rosca de premontaje 5 de la carcasa del subconjunto 6, como muestra la figura 1. En el marco del montaje final de la unidad modular de la columna de dirección en un vehículo, la unidad modular de la columna de dirección se lleva a una posición, en la que una brida 11 del lado de la carrocería, encaja en la abertura intermedia 8, formada por las ramas 15 y 16 de la abrazadera en forma de U 10. En el marco del montaje final, el tornillo de sujeción 3 atraviesa una escotadura 12 en la brida 11, escotadura 12 que puede tener, por ejemplo, la forma de una ranura o de un taladro.

En la figura 2 se muestra una fase intermedia en la que el tornillo de sujeción 3, con su parte roscada 1, está atornillado en los primeros pasos de rosca de la rosca de sujeción 7. Al mismo tiempo, debido al movimiento de atornillado del tornillo de sujeción 3, se talla una rosca en el recubrimiento de material plástico que se encuentra en la parte del vástago 2 mediante la rosca de premontaje 5, que adopta una función de guiado para el tornillo de sujeción. Por la figura 2 se hace evidente que la longitud de la parte roscada 1 está dimensionada de modo que cuando la cabeza de tornillo 4 se apoya sobre la carcasa del subconjunto 6, esta parte roscada 1 sale de la rosca de premontaje 5. Un apriete adicional del tornillo de sujeción 3 ocasiona, por un lado, una disminución de la abertura intermedia 8 debida al movimiento de la tuerca para soldar 9 hacia la cabeza de tornillo 4 y, además, tiene lugar en la parte del vástago 2 un pasar de rosca de la rosca tallada durante el atornillado en el recubrimiento de material plástico. Este pasar de rosca es posible debido a la ductilidad del material plástico empleado, como por ejemplo, polietileno o poliuretano, que permite que el material plástico aplicado a la parte del vástago 2 se deslice por los pasos de rosca existentes. Dependiendo de la calidad de material del material plástico, se puede influir sobre el momento de torsión necesario para el deslizamiento del material, por lo cual, en primer lugar, se debe pretender en la selección del material, el momento de torsión más pequeño posible, ya que a causa de esto se produce una influencia directa sobre la fuerza de retención de la brida 11 de la carrocería entre las dos ramas 15 y 16 de la carcasa del
subconjunto 6.

El recubrimiento de material plástico posibilita de este modo, cuando la cabeza de tornillo 4 se apoya en la carcasa del subconjunto 6, que se pueda seguir atornillando el tornillo de sujeción sin movimiento de translación, mientras que la tuerca para soldar se desplaza con un movimiento de traslación sobre la parte roscada 1.

En la figura 3 se muestra el estado final de montaje del dispositivo. La brida 11 de la carrocería está apretada entre las ramas 15 y 16 de la abrazadera 10, por lo que la abrazadera 10, de acuerdo con la representación de la figura 3, se ha deformado. En este estado del dispositivo, la fuerza de adhesión del recubrimiento de material plástico sobre la rosca de premontaje 5, ofrece un seguro adicional contra un desatornillado fortuito del tornillo de sujeción 3.

En el desmontaje de la unidad modular de la columna de dirección, el recubrimiento de material plástico está en condiciones de ofrecer al tornillo de sujeción 3, la guía suficiente en el desatornillado. Comparado con el estado actual de la técnica, según la invención, la rosca de premontaje 5 permanece intacta durante el montaje y el desmontaje, teniendo que ser sustituido solamente el tornillo de sujeción 3, como componente de bajo costo, finalizado un des-
montaje.

En las figuras 4a y b se muestra una forma de realización posible de un moleteado de tornillo 18 en la parte del vástago 2 del tornillo de sujeción 3. Este moleteado de tornillo 18, mostrado en las figuras 4a y 4b como moleteado en cruz, sirve para ofrecer un mejor apoyo al recubrimiento de material plástico aplicado en la parte del vástago 2. Para distinguir el moleteado de tornillo, no se ha representado el recubrimiento de material plástico en las figuras 4a y
4b.

Especialmente a través de la figura 4b, se distingue que el moleteado de tornillo 18 alrededor de la parte del vástago 4 presenta un cuerpo en forma de zigzag con puntas 19 salientes hacia fuera y situadas entre las puntas 19, unas entalladuras 20. Tanto las puntas 19, como las entalladuras 20, se disponen, preferentemente, en un ángulo de 45º respecto al eje longitudinal del tornillo. El recubrimiento de material plástico, aplicado en la parte del vástago 4, está dimensionado de modo que cubre por completo a las entalladuras 20 entre las puntas 19 y permite un espesor de capa suficiente, radial sobre la superficie exterior de la parte del vástago, para la formación de la rosca de premontaje.

Lista de los números de referencia

1

Parte roscada

2

Parte del vástago

3

Tornillo de sujeción

4

Cabeza de tornillo

5

Rosca de premontaje

6

Carcasa del subconjunto

7

Rosca de sujeción

8

Abertura intermedia

9

Tuerca para soldar

10

Abrazadera

11

Brida

12

Escotadura

15

Rama

16

Rama

18

Moleteado de tornillo

19

Punta

20

Entalladura

Claims (5)

1. Dispositivo para la sujeción de un primer subconjunto a un segundo componente para su aplicación, en particular, en la industria del automóvil, que presenta, al menos, un tornillo de sujeción (3), una primera rosca de premontaje (5) correspondiente en el primer subconjunto, a la que se fija el tornillo de sujeción (3) después del premontaje, y una rosca de sujeción (7) en el primer subconjunto o en el segundo componente para la fijación del primer subconjunto al segundo componente mediante el tornillo de sujeción (3), en el que el tornillo de sujeción (3), después de la fijación en la correspondiente rosca de sujeción (7), se fija y presenta, al menos, una primera parte roscada (1), situada en el extremo libre del vástago del tornillo, y una segunda parte contigua a la cabeza de tornillo (4), caracterizado porque la parte contigua a la cabeza de tornillo (4) está provista de un recubrimiento de material plástico, en el que se encuentra una rosca tallada, que se corresponde con la rosca de premontaje (5) una vez atornillado el tornillo de sujeción (3) en la rosca de premontaje (5).

2. Dispositivo para la sujeción de un primer subconjunto a un segundo componente, según la reivindicación 1, caracterizado porque el recubrimiento de material plástico está formado por un material dúctil, preferentemente polietileno o poliuretano.

3. Dispositivo para la sujeción de un primer subconjunto a un segundo componente según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la longitud de la primera parte roscada (1) del tornillo de fijación (3) para la sujeción del tornillo de sujeción (3) está dimensionada de modo que, en el marco del premontaje, éste sale de la rosca para el premontaje (5) antes de que comience el proceso de roscado en la rosca de sujeción (7).

4. Dispositivo para la sujeción de un primer subconjunto a un segundo componente según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se dispone un moleteado de tornillo alrededor de la zona del recubrimiento plástico, radial entre el vástago (2) y el recubrimiento plástico del tornillo de sujeción (3).

5. Dispositivo para la sujeción de un primer subconjunto a un segundo componente según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se dispone un moleteado en cruz alrededor de la zona del recubrimiento plástico, radial entre el vástago (2) y el recubrimiento plástico del tornillo de sujeción (3).