ES2333480T3 - Conjunto de perno rompible de forma controlada. - Google Patents
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Abstract
Un conjunto (1) de perno rompible de forma controlada, que comprende: un cuerpo (10) del perno que tiene, en un extremo libre, una porción roscada (11) de la que sobresale un vástago central (12), y una cabeza (30) diseñada para ser capaz de cooperar con una herramienta giratoria de accionamiento, de forma que se transmite el movimiento giratorio al vástago del cuerpo del perno y, por consiguiente, a la porción roscada, al menos un anillo (20) diseñado para estar dispuesto en el vástago central (12) y adecuado para asegurar una continuidad de la rosca macho con la porción roscada (11) una vez dispuesto en el vástago, caracterizado porque el cuerpo del perno presenta una única zona (14) de rotura controlada que garantiza la unión del vástago (12) y de la porción roscada (11), siendo proporcionados medios (13A, 13B, 22A, 22B) de inmovilización del giro en cada anillo y en la porción roscada (11) para garantizar la inmovilización del giro de cada anillo con respecto a la porción roscada (11) del cuerpo (10) del perno.
Description
Conjunto de perno rompible de forma
controlada.
La presente invención versa acerca del campo de
los conjuntos de perno que están modificados especialmente con
vistas a soportar una carga de tensión y a limitar la carga de
tensión.
Más específicamente, la presente invención versa
acerca de un conjunto de perno rompible de forma controlada.
En general, en el campo técnico de apriete de
pernos, a veces es necesario proporcionar pernos rompibles de forma
controlada, por diversas razones técnicas, por ejemplo, para limitar
el par de apriete del perno, para evitar su extracción, o incluso
para evitar que la cabeza del perno sobresalga de la superficie de
la pieza en la que está instalado, una vez se ha completado el
apriete.
A veces son útiles los pernos que tienen varias
zonas de rotura controlada, por ejemplo, cuando se requiere que el
perno se rompa tan cerca como sea posible de la superficie de la
pieza en la que se ha instalado, con respecto a la profundidad de
su instalación. Es igualmente importante que haya la máxima cantidad
de rosca hembra disponible en esta pieza en contacto con la rosca
macho del perno, para distribuir mejor las fuerzas de apriete sobre
la rosca hembra y, por consiguiente, sobre la pieza.
Dichos pernos se utilizan, por ejemplo, para
fijar conductores a conectores eléctricos, por ejemplo, conectores
eléctricos de tipo camisa, diseñados para conectar varios
conductores entre ellos.
También son utilizados como pernos de apriete
para mantener cables eléctricos en abrazaderas de anclaje o
colgantes dispuestas en postes de electricidad.
Existen otros pernos conocidos por el documento
EP 0819222 que tienen varias zonas de rotura controlada. Estas
zonas de rotura controlada se plasman por medio de una pluralidad de
surcos proporcionados a lo largo de la longitud del cuerpo roscado
del perno, y en los que la profundidad disminuye hacia la cabeza del
perno, de forma que el par requerido para romper el perno es
superior alrededor de la cabeza del perno que alrededor de su
extremo libre opuesto. Por lo tanto, hay un gran número de
"etapas" de rotura, de forma que se maximiza el número de
roscas macho acopladas en la rosca hembra, para distribuir mejor las
fuerzas de apriete. Además, estas "etapas" se utilizan para
minimizar la protrusión del perno después de su instalación.
En la práctica, este tipo de perno supone varios
problemas: por un lado, estos pernos son frágiles, pueden romperse
durante el transporte o cuando son manipulados durante su
instalación, y por otra parte, se reduce la superficie roscada por
cuanto los surcos están fabricados en la porción roscada del perno.
Por lo tanto, se deteriora la distribución de las fuerzas.
También se conocen otros conjuntos de pernos del
documento EP 1376764, que tienen varias zonas de rotura controlada,
sin ninguna pérdida de superficie roscada. Esto implica un conjunto
de perno que comprende un cuerpo del perno que tiene una porción
roscada en un extremo libre que sobresale de un vástago central que
tiene una pluralidad de zonas de rotura controlada. En el extremo
libre del vástago, se ha proporcionado una cabeza diseñada para ser
capaz de cooperar con una herramienta giratoria de accionamiento
para transmitir un movimiento giratorio al vástago del cuerpo del
perno y, por consiguiente, a la porción roscada. Hay dispuesta una
pluralidad de anillos roscados en torno al vástago central. Los
anillos están inmovilizados contra un giro con respecto al vástago
debido a su forma no circular y a la forma complementaria de los
anillos. La rosca de los anillos está diseñada para combinarse con
la porción roscada del cuerpo del perno y tienen un grosor de forma
que las áreas de contacto entre dos anillos consecutivos se
corresponden con una zona de rotura que se encuentra en el mismo
nivel en el vástago.
Un problema importante de estos dos tipos de
conjuntos de perno de rotura controlada se encuentra en el hecho de
que las zonas de rotura deben ser diseñadas de forma que el par
requerido para romper el perno es mayor alrededor de la cabeza del
perno que alrededor de su extremo libre opuesto.
En otras palabras, los pernos deben estar
dimensionados para romperse más fácilmente cuando tienen una escasa
profundidad de instalación que cuando tienen una gran profundidad de
instalación.
En la práctica, esto significa que si requiere
ser apretado un elemento pequeño, el perno necesita ser roscado más
profundamente que para un elemento grande. Por consiguiente, en el
contexto de los dos documentos mencionados anteriormente, esto
significa que los elementos pequeños son apretados más que los
elementos grandes.
Por lo tanto, por ejemplo, en el campo del
apriete de cables eléctricos en un conector, para cumplir con los
estándares eléctricos y mecánicos, los pares de apriete para estos
pernos estarán sobredimensionados necesariamente en algunas
secciones debido a que el par de apriete para el cable con la mayor
sección permisible para un conector dado será la de menor par de
rotura para todo el perno. Por lo tanto, los pares de apriete para
las secciones menores del cable serán mayores necesariamente,
debido al diseño de estos pernos.
\newpage
En estas circunstancias, a veces el par de
apriete es tan alto en los cables de pequeña sección que puede
ocurrir que un cable que tiene un diámetro pequeño pueda romperse
incluso antes de que se rompa el perno.
Otro problema común a estas dos soluciones
técnicas se encuentra en el hecho de que, cuando las zonas de rotura
se encuentran cercanas entre sí, el diseñador debe proporcionar
zonas de rotura de poco grosor, y que tienen por lo tanto un
pequeño radio de curvatura en torno al diámetro más pequeño del
surco que forma la zona de rotura.
En la práctica, se ha notado que los radios
bajos de curvatura en torno a las zonas de rotura eran ubicaciones
de grandes concentraciones de tensión y tenían como resultado una
rotura menos estable. Por lo tanto, estas zonas de rotura tienen un
gran intervalo de tolerancia del par de rotura. Con respecto al
usuario, esto significa una diferencia en pares de rotura entre dos
pernos idénticos para una aplicación idéntica.
El objetivo de la presente invención es obviar
estas desventajas. Para ello, propone un conjunto de perno rompible
de forma controlada, que comprende:
- -
- un cuerpo de perno que tiene, en un extremo libre, una porción roscada de la que sobresale un vástago central, y
- -
- una cabeza diseñada para ser capaz de cooperar con una herramienta giratoria de accionamiento, de forma que se transmita el movimiento giratorio al vástago del cuerpo del perno y, por consiguiente, a la porción roscada,
- -
- al menos un anillo diseñado para estar dispuesto en el vástago central y adecuado para asegurar la continuidad de la rosca macho con la porción roscada una vez se ha dispuesto en el vástago,
en el que el cuerpo del perno presenta una única
zona de rotura controlada, que garantiza la unión del vástago y de
la porción roscada, estando proporcionado el medio de inmovilización
de giro en cada anillo y en la porción roscada para garantizar la
inmovilización del giro de cada anillo con respecto a la porción
roscada del cuerpo del perno.
Por lo tanto, conforme a la presente invención,
la rotura siempre se produce en una única zona de rotura y, por lo
tanto, con el mismo par predefinido sin importar la profundidad de
instalación del conjunto de perno.
En la práctica, por ejemplo, en el contexto de
un conector eléctrico, se apretarán por lo tanto cables de sección
pequeña utilizando el mismo par que para cables de sección
grande.
Además, se hará notar que los anillos permiten
un uso completo de la rosca hembra en la que se enrosca el
conjunto, y por lo tanto, una mejor distribución de las fuerzas de
apriete, mientras que se limita la protrusión del conjunto de perno
después de la rotura.
De forma ventajosa, se hará notar que el surco
en la zona de rotura no pierde su superficie roscada. Además, se
puede ver que el diseñado no está limitado geométricamente cuando
dimensiona la zona de rotura, y puede proporcionar particularmente
un radio relativamente grande de curvatura para la base del surco
que forma la zona de rotura. Por lo
tanto, como se ha mencionado anteriormente, se mejora el intervalo de tolerancia para el par de apriete hasta la rotura.
tanto, como se ha mencionado anteriormente, se mejora el intervalo de tolerancia para el par de apriete hasta la rotura.
Además, se puede hacer notar que es
prácticamente imposible romper el perno durante el transporte o
cuando es manipulado durante la instalación, por cuanto la zona de
rotura controlada está protegida por el anillo inmediatamente
adyacente a la porción roscada del cuerpo del perno.
Conforme a características ventajosas de la
invención, combinadas al final:
- -
- los medios de inmovilización del giro son formas complementarias de tipo pestaña y rebaje proporcionadas en los bordes para asegurar una inmovilización del giro relativo de cada anillo con respecto a la porción roscada del cuerpo del perno,
- -
- los medios de inmovilización del giro son agujeros proporcionados en los bordes de cada anillo y la porción roscada del cuerpo del perno, que cooperan en pares con al menos un pasador de inmovilización, para asegurar la inmovilización del giro relativo de cada anillo con respecto a la porción roscada del cuerpo del perno,
- -
- la cabeza está diseñada para estar fijada al vástago,
- -
- la cabeza está encajada a presión sobre el vástago para actuar como un tope de desplazamiento para el al menos un anillo con respecto al vástago,
- -
- la cabeza está unida, soldada o fijada con pasadores al vástago,
- -
- el extremo libre del vástago está roscado y la cabeza es una tuerca diseñada para ser enroscada en dicho extremo libre del vástago,
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- -
- se proporciona un collar o un reborde en el vástago para limitar el desplazamiento de la cabeza cuando está encajada, en una posición en la que contribuye a garantizar una posición sin holgura de desplazamiento en el al menos un anillo con respecto a la porción roscada del cuerpo del perno,
- -
- se proporcionan los medios adecuados para cooperar con una herramienta giratoria de accionamiento en el cuerpo del perno, de forma que se permita un desenroscado una vez se ha producido la rotura,
- -
- la cabeza está moldeada sobre el vástago una vez se ha dispuesto el al menos un anillo en el vástago.
Además, la invención versa acerca del uso de un
conjunto de perno, como se ha descrito anteriormente, junto con un
conector eléctrico para fijar conductores eléctricos y acerca del
uso de un conjunto de perno, como se ha descrito anteriormente,
para mantener cables eléctricos en abrazaderas de anclaje o
colgantes.
Además, la invención versa acerca de un
procedimiento de fabricación para un conjunto de perno, como se ha
descrito anteriormente, que comprende las siguientes etapas:
- -
- fabricar un cuerpo del perno que presenta una porción roscada, un vástago, una zona de rotura controlada garantizando la unión de dicha porción roscada y de dicho vástago, y medios de inmovilización del giro para un anillo,
- -
- fabricar un anillo que presenta medios de inmovilización del giro complementarios a los proporcionados en el cuerpo del perno,
- -
- mecanizar una rosca macho en el anillo, de forma que se combine con la rosca del cuerpo del perno una vez se ha encajado en el vástago,
- -
- encajar el anillo en el vástago,
- -
- instalar una cabeza giratoria de accionamiento sobre el vástago.
Las características y las ventajas de la
invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción, que
se proporciona únicamente como una ilustración no limitante, con
referencia a las figuras adjuntas, en las que:
- La Figura 1 es una vista ampliada de un
conjunto de perno conforme a la invención,
- la Figura 2 es una vista recortada del
conjunto de perno montado conforme a la figura 1,
- la Figura 3 es una vista recortada en
perspectiva de un conjunto de perno conforme a la figura 2, acoplado
en una rosca hembra de una camisa, en una posición de
aproximación,
- la Figura 4 es una vista recortada en
perspectiva del mismo conjunto en una posición de rotura en una
instalación inicial,
- la Figura 5 es una vista recortada en
perspectiva del mismo conjunto en una posición de rotura en una
instalación subsiguiente.
Como puede verse especialmente en las figuras 1
y 2, un conjunto 1 de perno conforme a la invención comprende un
cuerpo 10 del perno, un anillo 20 y una cabeza fijada 30.
El cuerpo 10 del perno comprende, en un extremo
libre, una porción roscada 11 de la que sobresale un vástago
central 12 y una zona 14 de rotura controlada, que garantiza la
unión entre el vástago 12 y la porción roscada 11. Se proporciona
un collar 15 en el vástago cerca de la zona 14 de rotura.
El anillo 20 está diseñado para colocado en el
vástago 12. Su rosca macho 21 está proporcionada para ser continua
con la de la porción roscada 11, una vez se ha dispuesto el anillo
20 en el vástago 12. En el borde diseñado para dar a la porción
roscada 11, el anillo presenta adicionalmente pestañas 22A y 22B,
cada uno adaptado para cooperar mediante acoplamiento mutuo de las
formas con los rebajes 13A y 13B complementarios proporcionados en
la porción roscada 11.
En general, la cabeza 30 está presentada en
forma de una tuerca hexagonal sin rosca hembra, diseñada para
cooperar con una llave estándar de tuercas con extremo abierto para
un accionamiento giratorio, y se proporciona con un separador 31.
En la presente realización, la cabeza es encajada a presión sobre el
vástago, por ejemplo, utilizando una prensa, en un ajuste apretado,
de forma que se transmita el par de giro desde la herramienta
giratoria de accionamiento hasta el vástago 12 del cuerpo 10 del
perno y, por consiguiente, a la porción roscada 11.
Se determina la posición del collar 15 para
limitar el ajustado a presión de la cabeza en una ubicación en la
que contribuye a asegurar una posición sin holgura de desplazamiento
en el anillo 12 con respecto a la porción roscada 11 del cuerpo 10
del perno. Por lo tanto, se puede roscar el conjunto en una rosca
hembra sin riesgo de una posible separación del anillo 12 y de la
porción roscada 11, y de un posible daño resultante a la rosca
macho.
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Durante su uso, como se muestra en la figura 3,
el conjunto 1 de perno está acoplado en una rosca hembra 41 de una
pieza 40. En este caso, la pieza 40 es un conector eléctrico de tipo
camisa. Entonces, se enrosca el conjunto 1 utilizando una
herramienta (no mostrada), que gira la cabeza 30 y, por
consiguiente, el vástago 12 de la porción roscada 11 y el anillo
20.
Una vez se ha alcanzado el par de apriete
controlado, el vástago 12 se rompe en la unión con la porción
roscada 11 en la zona 14 de rotura controlada, como se muestra en
las figuras 4 y 5.
Los dos casos mostrados en las figuras se
presentan de esta manera:
- -
- la rosca macho 21 del anillo 20 aún no se había acoplado en la rosca hembra 41 de la pieza 40 en el momento de la rotura en la zona 14, y se puede sacar fácilmente el anillo 20 por medio del ajustador (Fig. 4) para reducir la obstrucción en el exterior de la pieza 40;
- -
- la rosca macho 21 del anillo 20 estaba acoplada en la rosca hembra 41 en el momento de la rotura en la zona 14, y por lo tanto el anillo 20 permanece en la rosca hembra 41 para contribuir a la distribución de las fuerzas de apriete sobre la misma.
En este caso, se puede ver que la obstrucción
resultante del conjunto de perno en el exterior de la pieza 40 es
virtualmente nula, por cuanto la zona 14 de rotura está ubicada a
una distancia desde el extremo superior del anillo 20.
De manera alternativa, o además de lo mencionado
anteriormente, la cabeza está unida, soldada o fijada con pasadores
al vástago.
En una realización no mostrada, los medios de
inmovilización del giro son agujeros proporcionados en los bordes
de cada anillo y de la porción roscada del cuerpo del perno, que
cooperan en pares con al menos un pasador de inmovilización, para
garantizar la inmovilización del giro relativo de cada anillo con
respecto a la porción roscada del cuerpo del perno.
En una realización no mostrada, el extremo libre
del vástago está roscado y la cabeza es una tuerca diseñada para
ser enroscada en dicho extremo libre del vástago.
En una realización no mostrada, los medios
adecuados para cooperar con una herramienta giratoria de
accionamiento se proporcionan en el cuerpo del perno, de forma que
permitan el desenroscamiento una vez se ha producido la rotura, por
ejemplo, se proporciona un receptáculo hexagonal en el cuerpo del
perno para cooperar con una llave Allen.
En una realización no mostrada, la cabeza está
moldeada sobre el extremo libre del vástago una veza se ha
instalado el anillo.
En una realización no mostrada, se puede separar
la cabeza del vástago y se puede volver a utilizar una vez se ha
roto el vástago.
Se puede ver que el uso de un perno conforme a
la invención no está limitado al campo técnico del anclaje de
conductores eléctricos, sino que es aplicable a todos los campos de
apriete de pernos en general, por ejemplo, la fijación de
dispositivos antirrobo en vehículos (mecanismos de inmovilización
para la columna de dirección, para la palanca de cambios,
etc.).
Claims (13)
1. Un conjunto (1) de perno rompible de forma
controlada, que comprende:
- un cuerpo (10) del perno que tiene, en un extremo libre, una porción roscada (11) de la que sobresale un vástago central (12), y
- una cabeza (30) diseñada para ser capaz de cooperar con una herramienta giratoria de accionamiento, de forma que se transmite el movimiento giratorio al vástago del cuerpo del perno y, por consiguiente, a la porción roscada,
- al menos un anillo (20) diseñado para estar dispuesto en el vástago central (12) y adecuado para asegurar una continuidad de la rosca macho con la porción roscada (11) una vez dispuesto en el vástago,
caracterizado porque el cuerpo del perno
presenta una única zona (14) de rotura controlada que garantiza la
unión del vástago (12) y de la porción roscada (11), siendo
proporcionados medios (13A, 13B, 22A, 22B) de inmovilización del
giro en cada anillo y en la porción roscada (11) para garantizar la
inmovilización del giro de cada anillo con respecto a la porción
roscada (11) del cuerpo (10) del perno.
2. El conjunto de perno conforme a la
reivindicación 1, caracterizado porque los medios de
inmovilización del giro son formas complementarias de tipo pestaña y
rebaje proporcionadas en los bordes para garantizar una
inmovilización del giro relativo de cada anillo con respecto a la
porción roscada del cuerpo del perno.
3. El conjunto de perno conforme a la
reivindicación 1, caracterizado porque los medios de
inmovilización del giro son agujeros proporcionados en los bordes de
cada anillo y de la porción roscada del cuerpo del perno, que
cooperan en pares con al menos un pasador de inmovilización, para
garantizar la inmovilización del giro relativo de cada anillo con
respecto a la porción roscada del cuerpo del perno.
4. El conjunto de perno conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque la cabeza está diseñada para ser fijada al vástago.
5. El conjunto de perno conforme a la
reivindicación 4, caracterizado porque la cabeza está
encajada a presión sobre el vástago para actuar como un tope de
desplazamiento para el al menos un anillo con respecto al
vástago.
6. El conjunto de perno conforme a la
reivindicación 4 o 5, caracterizado porque la cabeza está
encajada, soldada o fijada con pasadores al vástago.
7. El conjunto de perno conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado
porque el extremo libre del vástago está roscado y la cabeza es una
tuerca diseñada para ser enroscada en dicho extremo libre del
vástago.
8. El conjunto de perno conforme a una de las
reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque se proporciona
un collar en el vástago para limitar el desplazamiento de la cabeza
cuando está encajada, en una posición en la que contribuye a
asegurar una posición sin holgura de desplazamiento en el al menos
un anillo con respecto a la porción roscada del cuerpo del
perno.
9. El conjunto de perno conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado
porque la cabeza está moldeada en el vástago una vez se ha dispuesto
el al menos un anillo en el vástago.
10. El conjunto de perno conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque se proporcionan los medios adecuados para cooperar con una
herramienta giratoria de accionamiento en el cuerpo del perno de
forma que se permite un desenroscamiento una vez se ha producido la
rotura.
11. El uso de un conjunto de perno conforme a
una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, junto con un
conector eléctrico para fijar conductores eléctricos.
12. El uso de un conjunto de perno conforme a
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para mantener cables
eléctricos en abrazaderas de anclaje o colgantes.
13. Un procedimiento de fabricación para un
conjunto de perno conforme a una cualquiera de las reivindicaciones
1 a 10, que comprende las siguientes etapas:
- -
- fabricar un cuerpo de perno que presenta una porción roscada (11), un vástago (12), una zona (14) de rotura controlada garantizando la unión de dicha porción roscada y de dicho vástago, y medios (13A, 13B, 22A, 22B) de inmovilización del giro para un anillo (20),
- -
- fabricar un anillo (20) que presenta medios (13A, 13B, 22A, 22B) de inmovilización del giro complementarios a los proporcionados en el cuerpo del perno,
- -
- mecanizar una rosca macho en el anillo, de forma que se combina con la rosca del cuerpo del perno, una vez se ha encajado el anillo en el vástago,
- -
- encajar el anillo en el vástago,
- -
- instalar una cabeza giratoria de accionamiento en el vástago.
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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