ES2276239T3 - Arandela, elemento de fijacion provisto de una arandela, procedimiento y herramienta motorizada para fijar objetos. - Google Patents

Arandela, elemento de fijacion provisto de una arandela, procedimiento y herramienta motorizada para fijar objetos. Download PDF

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Abstract

Arandela (1, 1'') que comprende un cuerpo (2, 2'') que tiene un eje (A1) y provisto de una primera superficie de cara de apoyo (3, 3'') situada en un lado axial y adaptada para cooperar con una tuerca (10), una segunda superficie de cara de apoyo (4, 4'') situada en un lado axial opuesto y adaptada para cooperar con un objeto (18), y al menos una tercera superficie resistente a la rotación (5, 5'') adaptada para cooperar con una rosca (13) de un perno (12), en la cual dicho cuerpo (2, 2'') tiene al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) dispuesto de tal modo que cuando la tuerca (10) es girada y hace girar el perno (12), dicho cuerpo (2, 2'') de la arandela (1, 1'') detiene la rotación del perno y de este modo la tuerca (10) crea una tracción sobre el perno (12) que alarga el perno en una dirección axial y aplica sobre dicho cuerpo (2, 2'') de la arandela una fuerza axial que supera dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) de tal modo que una porción (7, 7'') de dicho cuerpo (2, 2'') de la arandela (1, 1'') pueda ser estirada axialmente cuando el perno (12) se alarga, en la cual dicho cuerpo (2, 2'') de dicha arandela (1, 1'') y dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) están formados de tal manera que una parte (8, 8'') de dicho cuerpo impide inicialmente un desplazamiento axial de otra parte (7, 7'') que engrana con el perno (12), y luego dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) es superado bajo la acción de la fuerza axial a la vez que deja intacto dicho cuerpo (2, 2'') de dicha arandela, y dicha otra parte (7, 7'') se desplaza axialmente con respecto a dicha una parte (8, 8'') y caracterizada porque una (7, 7'') de dichas partes tiene una formación deformable (33, 35) que forma dicho punto de resistencia y está formada de modo que impide inicialmente un desplazamiento axial de la parte (7, 7'') que está engranada con el perno (12), y porque dicha formación (33, 35) se deforma luego bajo la acción de la fuerza axial para permitir un desplazamiento axial de la parte (7, 7'') engranada con el perno con respecto a la otra parte (8, 8'') de dicho cuerpo (2, 2'').

Description

Arandela, elemento de fijación provisto de una arandela, procedimiento y herramienta motorizada para fijar objetos.
La presente invención se refiere a una arandela, a un elemento de fijación provisto de una arandela, a un procedimiento y a una herramienta motorizada para fijar objetos.
Es conocido fijar objetos entre sí mediante herramientas motorizadas que utilizan elementos de fijación provistos de una tuerca de sustitución multi-parte, que incluyen, por ejemplo, un manguito interior, un manguito exterior, y una arandela. Tal tuerca de sustitución está descrita por ejemplo, en US-A-5.341.560. Otra tuerca de sustitución está descrita en US 6.254.323, en el cual un perno tiene una ranura debajo de su rosca superior, a la cual está conectada de forma no giratoria una arandela, y el perno tiene también medios de engrane para aplicar una fuerza de reacción, mientras que una fuerza activa de la misma herramienta hace girar la tuerca sobre la rosca del perno y sobre la cara de la arandela. En el elemento de fijación descrito en las dos patentes antes mencionadas, las características comunes son el uso de la fuerza de acción y de reacción de una herramienta, la eliminación de los brazos de reacción sobre las herramientas motorizadas, la conversión del alargamiento del perno con torsión al alargamiento del perno sin torsión, y la obtención de la carga residual deseada de perno, en lugar de una torsión que se calcula basándose en fricciones estimadas en vez de basarse en fricciones reales o en una tensión que se basa en el aflojamiento estimado del perno cuando la fuerza se transmite desde el perno alargado a la tuerca apretada a mano.
Algunas soluciones están descritas en US 6.609.868 y en mis solicitudes de patentes estadounidenses, seriales Nos. 10/112.101, 10/120.343 y 10/427.103. Una solución de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 está descrita en EP-A-1.318.316.
Por consiguiente, un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar una arandela, un elemento de fijación provisto de una arandela, un método y una herramienta motorizada para fijar objetos usando la arandela, con lo cual se aporta otras soluciones a los problemas especificados arriba.
La presente invención proporciona una arandela según la reivindicación 1, un elemento de fijación para conectar dos piezas según la reivindicación 4, un método para ensamblar al menos dos partes según la reivindicación 7, y una herramienta motorizada según la reivindicación 8. Las características preferidas u opcionales de la invención están definidas en las reivindicaciones dependientes.
La invención, tanto en lo que se refiere a su construcción como a su método de funcionamiento, se comprenderá mejor a partir de la siguiente descripción de unas realizaciones específicas, dadas a título de ejemplo únicamente, cuando sean leídas en relación con los dibujos anexos, en los cuales:
la Figura 1 es una vista que muestra una arandela de acuerdo con la presente invención;
la Figura 2 es una vista que muestra un elemento de fijación con una arandela y una herramienta aplicada al elemento de fijación, y que ilustra un procedimiento de fijación de acuerdo con la presente invención; y
la Figura 3 es una vista que muestra otra realización de la arandela de acuerdo con la presente invención.
La Figura 1 muestra una arandela de acuerdo con la presente invención. La arandela, que está identificada con el número de referencia 1, tiene un cuerpo 2. El cuerpo 2 de la arandela 1 tiene una primera superficie de cara de apoyo superior 3 adaptada para cooperar con una tuerca, una segunda superficie de cara de apoyo inferior 4 adaptada para cooperar con un objeto, y al menos una tercera superficie resistente a la rotación identificada con el número de referencia 5. La al menos tercera superficie resistente a la rotación 5 está situada radialmente hacia el interior y está formada para encajar como una cuña en una rosca del perno, por ejemplo proporcionando una rosca correspondiente 6 sobre la superficie resistente a la rotación 5. El cuerpo 2 de la arandela 1 está compuesto de dos partes 7 y 8 situadas sustancialmente radialmente adyacentes entre sí, de tal manera que la parte 7 está situada radialmente hacia el interior de la parte 8. La superficie resistente a la rotación 5 con la rosca 6 está dispuesta radialmente hacia el interior sobre la parte 7.
La parte 7 tiene una porción 33 en forma de faldón, que es recibida en una porción 34 inferior de forma correspondiente de una abertura de la parte 8. Las formaciones 33, 34, forman un punto de resistencia de la arandela. Cuando la parte 7 es estirada hacia arriba después de detener la rotación del perno, la porción 33 en forma de faldón de la parte 7 se deforma ligera y permanentemente para adaptarse al tamaño de la porción recta de la abertura interior de la parte 8, a fin de permitir el deslizamiento posterior hacia arriba de la parte 7 a medida que el perno se alarga.
En esta realización, inicialmente una parte de la arandela impide el desplazamiento axial de la otra parte, y luego el punto de resistencia es superado y la otra parte se desplaza axialmente con respecto a la una parte sin romper el cuerpo de la arandela o sus partes.
La Figura 2 muestra un elemento de fijación provisto de la arandela, y con una herramienta aplicada sobre el elemento de fijación. El elemento de fijación tiene una tuerca 10 que tiene una rosca interior 11. El elemento de fijación tiene además un perno 12 provisto de una rosca exterior 13 y que tiene un eje A2. La tuerca 10 tiene una superficie de cara de apoyo inferior 14 que está adaptada para ser colocada sobre la superficie de cara de apoyo superior 3 del cuerpo 2 de la arandela 1. La rosca superior 13 del perno 12 engrana con la rosca interior 11 de la tuerca 10, y engrana también con una rosca interior 6 del cuerpo 2 de la arandela 1.
Una herramienta motorizada según la presente invención está mostrada en la Figura 2 y se identifica con el número de referencia 15. La herramienta motorizada tiene una caja que se identifica con el número de referencia 20 y un sistema de mando que se identifica con el número de referencia 21. El sistema de mando está constituido por ejemplo por un cilindro-pistón.
El elemento de fijación con la arandela se proporciona para fijar un objeto que se identifica con el número de referencia 18, en particular, para ensamblar entre sí las partes 19 y 19' del objeto 18.
Cuando, tal como se muestra en la Figura 2, se coloca la herramienta motorizada 15 sobre el elemento de fijación para apretar o aflojar la tuerca, el elemento rotativo 16 que está conectado a la tuerca 10 hace girar la tuerca para superar una fricción de rosca con el perno 12 y la fricción facial con la arandela 1 para hacer girar la tuerca, y el elemento no giratorio 17 sujeta la arandela 1 para absorber la fuerza de reacción debido a la fricción facial de la arandela 1 con la tuerca 10, a su fricción facial con un lado de la parte 19', y a su fricción giratoria con el perno 12, de tal manera que la arandela 1 no gira sino que absorbe la fuerza de reacción de la herramienta motorizada. Inicialmente, cuando la tuerca 10 gira, el perno 12 gira junto con la tuerca; sin embargo, la arandela fija 1 aprieta la parte fija 7 dentro de la rosca 13 de perno, de tal modo que el perno deja de girar debido al interacoplamiento de su rosca exterior 13 con la rosca 6 de la arandela 1. Por consiguiente, el perno 12 se detiene, y una fuerza axial es aplicada sobre la arandela 1, en particular sobre su parte 7 en una dirección axial hacia arriba cuando el perno 12 es alargado por la tuerca giratoria 10. Bajo la acción de esta fuerza axial hacia arriba, el punto de resistencia de la arandela es superado y en particular la porción 33 en forma de faldón de la parte 7 se deforma ligera y permanentemente para adaptarse al tamaño de la porción recta de la abertura interior de la parte 8, para permitir el deslizamiento posterior hacia arriba de la parte 7 a medida que el perno se alarga.
La Figura 3 es una vista que muestra otra realización más de la presente invención. La arandela está identificada con el número de referencia 1' y tiene un cuerpo 2'. El cuerpo 2' de la arandela 1' tiene una primera superficie de apoyo superior 3' adaptada para cooperar con la tuerca, una segunda superficie de cara de apoyo inferior 4' adaptada para cooperar con un objeto, y al menos una tercera superficie resistente a la rotación identificada con el número de referencia 5'. La al menos una tercera superficie resistente a la rotación 5' está situada radialmente hacia el interior y está formada para encajar como una cuña en una rosca del perno, por ejemplo, proporcionando una rosca correspondiente 6' sobre la superficie resistente a la rotación 5'. El cuerpo 2' de la arandela 1' está compuesto de dos partes 7' y 8' situadas sustancialmente radialmente adyacentes entre sí, de tal modo que la parte 7' está situada radialmente hacia el interior de la parte 8'. La superficie resistente a la rotación 5' junto con la rosca 6' está dispuesta radialmente hacia el interior de la parte 7'.
En la realización mostrada en la Figura 3, la parte 7' está provista en su porción inferior de una porción en forma de moleta exterior 35 que es recibida en una porción inferior de forma correspondiente 36 de una abertura de la parte 8'. La porción en forma de moleta 35 de la parte 7' es ajustada a presión en la porción inferior 36 de la abertura de la parte 8'. Durante la operación, cuando el perno se detiene y se alarga, la porción en forma de moleta 35 es aplastada pero deja suficiente fricción para permitir un movimiento hacia arriba de la parte 7' con respecto a la parte 8' sin girar.
Se comprenderá que cada uno de los elementos descritos anteriormente, o dos o más juntos, pueden encontrar también una aplicación útil en otros tipos de construcciones diferentes de los tipos descritos anteriormente.
Si bien la invención ha sido ilustrada y descrita para realizar una arandela, un elemento de fijación provisto de una arandela, y un procedimiento y una herramienta motorizada para fijar un objeto usando la arandela, no se pretende limitarla a los detalles mostrados, sino que se pueden realizar modificaciones y cambios estructurales siempre que no se aparten del ámbito de la invención tal como está definida en las reivindicaciones anexas.

Claims (8)

1. Arandela (1, 1') que comprende un cuerpo (2, 2') que tiene un eje (A1) y provisto de una primera superficie de cara de apoyo (3, 3') situada en un lado axial y adaptada para cooperar con una tuerca (10), una segunda superficie de cara de apoyo (4, 4') situada en un lado axial opuesto y adaptada para cooperar con un objeto (18), y al menos una tercera superficie resistente a la rotación (5, 5') adaptada para cooperar con una rosca (13) de un perno (12),
en la cual dicho cuerpo (2, 2') tiene al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) dispuesto de tal modo que cuando la tuerca (10) es girada y hace girar el perno (12), dicho cuerpo (2, 2') de la arandela (1, 1') detiene la rotación del perno y de este modo la tuerca (10) crea una tracción sobre el perno (12) que alarga el perno en una dirección axial y aplica sobre dicho cuerpo (2, 2') de la arandela una fuerza axial que supera dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) de tal modo que una porción (7, 7') de dicho cuerpo (2, 2') de la arandela (1, 1') pueda ser estirada axialmente cuando el perno (12) se alarga,
en la cual dicho cuerpo (2, 2') de dicha arandela (1, 1') y dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) están formados de tal manera que una parte (8, 8') de dicho cuerpo impide inicialmente un desplazamiento axial de otra parte (7, 7') que engrana con el perno (12), y luego dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) es superado bajo la acción de la fuerza axial a la vez que deja intacto dicho cuerpo (2, 2') de dicha arandela, y dicha otra parte (7, 7') se desplaza axialmente con respecto a dicha una parte (8, 8')
y caracterizada porque
una (7, 7') de dichas partes tiene una formación deformable (33, 35) que forma dicho punto de resistencia y está formada de modo que impide inicialmente un desplazamiento axial de la parte (7, 7') que está engranada con el perno (12), y porque dicha formación (33, 35) se deforma luego bajo la acción de la fuerza axial para permitir un desplazamiento axial de la parte (7, 7') engranada con el perno con 
\hbox{respecto a la otra parte
(8, 8') de dicho cuerpo (2, 2').}
2. Arandela según está definida en la reivindicación 1, en la cual dicha formación está formada como una porción (33) en forma de faldón extendido radialmente hacia el exterior.
3. Arandela según está definida en la reivindicación 1, en la cual dicha formación está formada como una porción (35) en forma de moleta extendida hacia el exterior.
4. Elemento de fijación para conectar dos partes (19, 19') que constituyen un objeto (18), que comprende un perno (12) que tiene una rosca (13); una tuerca (10) que puede ser roscada sobre dicho perno; y una arandela (1, 1') para ser aplicada entre la tuerca (10) y el objeto (18) y que incluye un cuerpo (2, 2') que tiene un eje (A1) y provisto de una primera superficie de cara de apoyo (3, 3') situada en un lado axial y adaptada para cooperar con la tuerca (10), una segunda superficie de cara de apoyo (4, 4') situada en un lado axial opuesto y adaptada para cooperar con el objeto (18), y al menos una tercera superficie resistente a la rotación (5, 5') adaptada para cooperar con la rosca (13) de dicho perno (12),
en el cual dicho cuerpo (2, 2') de dicha arandela tiene al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) dispuesto de tal modo que cuando la tuerca (10) es girada y hace girar el perno (12), dicho cuerpo (2, 2') de la arandela (1, 1') detiene la rotación del perno y de este modo la tuerca (10) crea una tracción sobre el perno (12) que alarga el perno en una dirección axial y aplica sobre dicho cuerpo (2, 2') de la arandela una fuerza axial que supera dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) de tal modo que una porción (7, 7') de dicho cuerpo (2, 2') de la arandela pueda ser estirada axialmente cuando el perno (12) se alarga,
en el cual dicho cuerpo (2, 2') de dicha arandela (1, 1') y dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) están formados de tal manera que una parte (8, 8') de dicho cuerpo (2, 2') impide inicialmente un desplazamiento axial de otra parte (7, 7') que está engranada con el perno (12), y luego dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) es superado bajo la acción de la fuerza axial a la vez que deja intacto dicho cuerpo (2, 2') de dicha arandela y dicha otra parte (7, 7') se desplaza axialmente con respecto a dicha una parte (8, 8')
y caracterizado porque
una de dichas partes (7, 7', 8', 8') tiene una formación deformable (33, 35) que forma dicho punto de resistencia y está formada de modo que impide inicialmente un desplazamiento axial de la parte (7, 7') que está engranada con el perno (12), y porque dicha formación (33, 35) se deforma luego bajo la acción de la fuerza axial para permitir un desplazamiento axial de la parte (7, 7') engranada con el perno (12) con respecto a la otra parte (8, 8') de dicho cuerpo (2, 2').
5. Elemento de fijación según está definido en la reivindicación 4, en el cual dicha formación está formada como una porción (33) en forma de faldón extendido radialmente hacia el exterior.
6. Elemento de fijación según está definida en la reivindicación 4, en el cual dicha formación está formada como una porción (35) en forma de moleta extendida hacia el exterior.
7. Procedimiento para ensamblar entre sí al menos dos partes (19, 19') de un objeto (18), que comprende los pasos de: introducir un perno (12) que tiene una rosca (13) en las partes, de tal modo que un extremo libre del perno (12) se extienda hacia el exterior, más allá de al menos un lado de las partes (19, 19'); colocar una arandela (1, 1') sobre el extremo libre del perno (12); conectar roscando una tuerca (10) sobre el extremo libre del perno a fin de que tope contra la arandela (1, 1'); colocar una herramienta motorizada (15) a fin de hacer girar la tuerca (10) con un elemento rotativo (16) de la herramienta motorizada (15) conectada a la tuerca para apretar o aflojar el perno (12) y aplicar un elemento no rotativo (17) de la herramienta motorizada (15) sobre la arandela (1, 1') para absorber una reacción de fuerza;
en el cual el cuerpo (2, 2') de la arandela está provisto de un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) dispuesto de tal modo que cuando la tuerca (10) es girada y hace girar el perno (12), dicho cuerpo (2, 2') de la arandela (1, 1') detiene la rotación del perno y de este modo la tuerca (10) crea una tracción sobre el perno (12) que alarga el perno en una dirección axial y aplica sobre dicho cuerpo (2, 2') de la arandela una fuerza axial que supera dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) de tal modo que una porción (7, 7') de dicho cuerpo (2, 2') de la arandela (1, 1') pueda ser estirada axialmente cuando el perno (12) se alarga,
en el cual dicho cuerpo (2, 2') de dicha arandela (1, 1') y dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) están formados de tal manera que una parte (8, 8') de dicho cuerpo (2, 2') impide inicialmente un desplazamiento axial de otra parte (7, 7') que está engranada con el perno (12), y luego dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) es superado bajo la acción de la fuerza axial a la vez que deja intacto dicho cuerpo (2, 2') de dicha arandela y dicha otra parte (7, 7') se desplaza axialmente con respecto a dicha una parte (8, 8')
y caracterizado porque
una de dichas partes (7, 7', 8, 8') tiene una formación deformable (33, 35) que forma dicho punto de resistencia y está formada de modo que impide inicialmente un desplazamiento axial de la parte (7, 7') que está engranada con el perno (12), y porque dicha formación (33, 35) se deforma luego bajo la acción de la fuerza axial para permitir un desplazamiento axial de la parte (7, 7') engranada con el perno (12) con respecto a la otra parte (8, 8') de dicho cuerpo (2, 2').
8. Herramienta motorizada (15) para fijar un objeto (18), que comprende una caja (20) provista de un elemento no rotativo (17); un sistema de mando (21) en dicha caja para arrastrar un elemento de arrastre rotativo (16); un parte de fijación que incluye un perno (12) que tiene una rosca (13) y un eje (A2) y que puede ser introducido en las partes (19, 19') que forman el objeto (18), una tuerca (10) que puede ser roscada sobre dicho perno (12) y que coopera con dicho elemento de arrastre (16) de dicho sistema de mando (21), y una arandela (1, 1') para ser aplicada entre dicha tuerca (10) y el objeto (18) y que coopera con dicho elemento no rotativo (17) de dicha caja (20), teniendo dicha arandela (1, 1') un cuerpo (2, 2') con un eje (A1) y estando provista de una primera superficie de cara de apoyo (3, 3') situada en un lado axial y adaptada para cooperar con dicha tuerca (10), una segunda superficie de cara de apoyo (4, 4') situada en un lado axial opuesto y adaptada para cooperar con el objeto (18), y al menos una tercera superficie resistente a la rotación (5, 5') adaptada para cooperar con dicha rosca (13) de dicho perno (12), en la cual dicho cuerpo (2, 2') tiene al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36), de tal modo que cuando dicha tuerca (10) es girada por dicho elemento de arrastre (16) y hace girar dicho perno (12), dicho cuerpo (2, 2') de dicha arandela (1, 1') es sujetado por dicho elemento no rotativo (17) y detiene la rotación de dicho perno (12) y de este modo dicha tuerca (10) crea una tracción sobre dicho perno que alarga dicho perno (12) en una dirección axial y aplica sobre dicho cuerpo (2, 2') de dicha arandela una fuerza axial que supera dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) de manera que una porción (7, 7') de dicho cuerpo (2, 2') de dicha arandela (1, 1') pueda ser estirada axialmente cuando dicho perno (12) se alarga
en el cual
dicho cuerpo (2, 2') de dicha arandela (1, 1') y dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) están formados de tal manera que una parte (8, 8') de dicho cuerpo (2, 2') impide inicialmente un desplazamiento axial de otra parte (7, 7') que está engranada con el perno (12), y luego dicho al menos un punto de resistencia (33, 34; 35, 36) es superado bajo la acción de la fuerza axial a la vez que deja intacto dicho cuerpo (2, 2') de dicha arandela y dicha otra parte (7, 7') se desplaza axialmente con respecto a dicha una parte (8, 8')
y caracterizado porque
una de dichas partes (7, 7', 8, 8') tiene una formación deformable (33, 35) que forma dicho punto de resistencia y está formada de modo que impide inicialmente un desplazamiento axial de la parte (7, 7') que está engranada con el perno (12), y porque dicha formación (33, 35) se deforma luego bajo la acción de la fuerza axial para permitir un desplazamiento axial de la parte (7, 7') engranada con el perno con respecto a la otra parte (8, 8') de dicho cuerpo (2, 2').
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