ES2351211T3 - Dispositivo para unir por lo menos dos órganos de máquina en una herramienta de impacto. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de unión en una herramienta de impacto con un mínimo de dos órganos de máquina adosados (10, 11, 12), que presentan cada uno un orificio (14, 15), con un elemento tensor (16), en particular un bulón tensor o un tornillo tensor que salvo la cabeza del tornillo (17) se aloja completamente en el orificio (14, 15), y que por lo menos en uno de los extremos está atornillado a un órgano de máquina (11) por medio de una unión roscada (13, 18), así como con por lo menos una pieza de sujeción o de apoyo realizada como collar (19), de un material amortiguador de vibraciones, que está dispuesto entre los extremos del elemento tensor y que asienta con tensión de compresión en la zona anular entre el orificio (15) y la envolvente exterior del elemento tensor, caracterizado porque el collar (19, 27) presenta en dirección axial longitudinal por lo menos una zona de envolvente exterior (23, 29) distanciada del orificio, presentando el collar o bien varios resaltes distanciados entre sí de forma anular, espiral o que transcurran longitudinalmente en dirección axial (24, 26), cuyas superficies envolventes exteriores asientan con tensión de compresión en la envolvente del orificio (25), o el collar (27) presenta una envolvente exterior (28, 29) realizada al menos parcialmente de forma cónica, que en estado distendido solamente presenta una sobremedida respecto al orificio (25) en una zona axial longitudinal parcial (28).

Description

La invención se refiere a un dispositivo de unión en una herramienta de impacto con un mínimo de dos órganos de máquina adosados, que presentan cada uno un orificio, con un elemento tensor, en particular un bulón tensor o un tornillo tensor que salvo la cabeza del tornillo se aloja completamente en el orificio, y que por lo menos en uno de los extremos está atornillado a un órgano de máquina por medio de una unión roscada, así como con por lo menos una pieza de sujeción o de apoyo realizada como collar, de un material amortiguador de vibraciones, que está dispuesto entre los extremos del elemento tensor y que asienta con tensión de compresión en la zona anular entre el orificio y la envolvente exterior del elemento tensor.

Un dispositivo de esta clase se describe por ejemplo en el documento DE 30 46 013 A1. Los órganos de máquina de las herramienta de impacto así como los bulones tensores o también los tornillos tensores que se utilizan para su fijación están expuestos a considerables golpes, impactos y otras sacudidas, que pueden dar lugar a que debido a las vibraciones producidas, exista el riesgo de que los elementos tensores se aflojen y en el peor de los casos se rompan. En este caso no se pueden excluir daños de los órganos de la máquina. En el documento DE 30 46 013 A1 se propone por lo tanto que en el espacio intermedio situado entre el elemento tensor y el orificio pasante se disponga una pieza de sujeción o de apoyo de un material elástico, que tenga un grosor algo superior a la medida de la sección del espacio intermedio, de modo que el collar en cuestión quede dispuesto bajo tensión de compresión, y con ello se eviten vibraciones. Como lugar para la colocación se elige en la publicación citada el punto medio del elemento tensor. Aparte de que esta posición de colocación del collar no es siempre la óptima en todos los casos, existe el inconveniente de que el mismo elemento tensor puede presentar dificultades de montaje. Ya que al introducir el elemento tensor, el collar elástico se ha de conducir a lo largo de un recorrido que equivale a la mitad de la longitud del bulón o del tornillo, no se puede excluir que el collar elástico sufra daños debido a las fuerzas de adherencia y fricción que hay que superar así como a las tensiones de cortadura que se producen al pasar el collar a lo largo de un recorrido en el orificio.

Por lo tanto constituye el objetivo de la presente invención mejorar la instalación citada inicialmente de tal modo que se facilite el montaje del elemento tensor y sin embargo no haya que admitir a cambio mermas en cuanto a la amortiguación de vibraciones deseada.

Este objetivo se resuelve por medio de la instalación según la reivindicación 1. De acuerdo con la invención, el collar presenta en dirección axial longitudinal por lo menos una zona de envolvente exterior distanciada del orificio. La ventaja de esta configuración consiste en que queda asegurada de modo suficiente la amortiguación de vibraciones y por lo demás las zonas distanciadas facilitan la introducción del elemento tensor. Además se pueden compensar eventuales tolerancias de forma y posición del collar y/o del orificio.

El collar presenta además varios salientes distanciados entre sí, que transcurren de forma anular, en forma de espiral o longitudinalmente en dirección axial, cuyas superficies envolventes exteriores asientan en la envolvente del orificio bajo tensión de compresión. Estos salientes dispuestos unos junto a otros, a modo de nervios o bordones, impiden o amortiguan las vibraciones transversales que surjan, prácticamente en igual medida que los perfiles cilíndricos huecos tal como se conocen por principio conforme al estado de la técnica, pero presentan la decisiva ventaja de que para introducir la barra tensora hay que aplicar unos esfuerzos considerablemente menores.

De acuerdo con una realización alternativa de la instalación conforme a la invención, el collar presenta una envolvente exterior realizada al menos en parte con forma cónica, que en estado destensado solamente presenta una sobremedida respecto al orificio en una zona parcial axial longitudinal. Para ello la conicidad está elegida de tal modo que la parte del collar de menor diámetro vaya por delante al introducir el elemento tensor en el orificio correspondiente.

Los salientes presentan respecto al diámetro del orificio una sobremedida de 0,2 mm hasta 1,5 mm, preferentemente de 0,5 mm hasta 1 mm, teniendo las superficies envolventes del collar contiguas a los salientes un diámetro exterior menor en 0,2 mm a 1,5 mm, preferentemente 0,5 mm a 1 mm, que el diámetro del orificio.

Tanto en el caso de los collares con varios salientes distanciados entre sí como también en el collar con envolvente exterior de forma cónica, ha resultado óptima una anchura (es decir un espesor de pared) de 3 a 8 mm, preferentemente de 4 mm hasta 6 mm.

De acuerdo con otra realización de la invención se elige la posición axial del collar en el elemento tensor y/o un diámetro de orificio diferente, de tal modo que al efectuar el montaje del elemento tensor la tensión de compresión generada por el collar solamente comience a actuar cuando el elemento tensor encaje en la rosca del orificio de alojamiento de un órgano de máquina. En esta forma de realización, el elemento tensor se puede introducir en el orificio junto con el collar, en un principio al menos en gran medida sin rozamiento. Solamente cuando la rosca del elemento tensor encaja durante el giro en una rosca de alojamiento correspondiente tales como un orificio ciego roscado o una tuerca dispuesta en el órgano de máquina, se establece la tensión de compresión necesaria para la amortiguación de vibraciones en las partes respectivas del collar.

El collar realizado conforme a la invención no tiene por qué estar situado forzosamente en el centro con relación al eje longitudinal del elemento tensor. Según las condiciones de vibraciones han resultado óptimas unas disposiciones del collar en dirección axial longitudinal a una distancia del extremo del elemento tensor, que correspondan al 20% hasta el 80%, preferentemente del 30% al 70% de la longitudinal total del elemento tensor. Si se equipa el elemento tensor con otro collar, la distancia entre los collares entre sí debería corresponder aproximadamente a la distancia de los collares al respectivo extremo del elemento tensor.

Los salientes o las superficies parciales del collar que asientan bajo tensión de compresión en el orificio, presentan un perfil de envolvente exterior de sección redonda o poligonal. De este modo se reducen las fuerzas de adherencia y rozamiento de deslizamiento en el collar al introducir el elemento tensor, con lo cual se facilita aún más la introducción y se protege al collar contra daños.

Tal como es conocido en principio según el estado de la técnica, el elemento tensor presenta preferentemente en un extremo una rosca exterior y en su extremo opuesto una cabeza de tornillo, que presente por ejemplo un hexágono exterior o interior para aplicar una herramienta de atornillado, por ejemplo una llave Allen para tornillos con hexágono interior.

Tal como ya se ha indicado anteriormente se dispone sobre el elemento tensor un collar con una envolvente realizada en forma de cuña, de tal modo que el diámetro de la envolvente vaya aumentando al aumentar la distancia al extremo del elemento tensor dotado de la rosca.

Según el diámetro del elemento tensor, la longitud del collar (es decir su extensión axial longitudinal) se debe elegir mayor o menor, habiendo resultado una longitudinal ideal del collar que sea de 1 a 4 veces, preferentemente de 1,5 a 2 veces mayor que el diámetro del elemento tensor.

De acuerdo con otra realización de la invención está previsto en un elemento tensor otro collar que en estado tensado de los órganos de máquina está distanciado preferentemente de 5 a 30 mm con respecto a la unión roscada entre un órgano de máquina y el extremo del elemento tensor (dotado de rosca exterior). Eventualmente puede estar dispuesto adicionalmente y a una distancia de preferentemente 5 mm a 30 mm con respecto a la cabeza del bulón o del tornillo otro collar adicional, de modo que el elemento tensor está dotado por ejemplo de tres collares. El collar central así como el collar contiguo a la unión roscada son preferentemente de poliuretano, en particular con una dureza de 85 a 95 Shore A.

Para reducir el efecto de entalladura y por lo tanto para aumentar la durabilidad de la unión roscada, las roscas se realizan como roscas de filete redondo.

De acuerdo con otra realización de la invención, el diámetro del orificio de los órganos de máquina unidos entre sí va disminuyendo a saltos en el sentido de introducción del elemento tensor, estando situada la disminución preferentemente en la zona de una junta de separación, en cuya zona está dispuesto también un collar, de modo que los órganos de máquina unidos entre sí se aseguran adicionalmente contra la torsión.

A este respecto ha resultado también ventajoso colocar en la rosca de alojamiento una rosca postiza en forma de una espiral de alambre romboidal, que provoca el perfecto asentamiento de los flancos y con ello una distribución uniforme de cargas y tensiones. La rosca postiza de forma espiral puede consistir en particular en un alambre con una sección sensiblemente romboidal, es decir que sus aristas pueden estar redondeadas. Las aristas del área de sección también pueden presentar diferentes longitudes; además, sobre las superficies de rosca que deslizan unas sobre otras puede haber un recubrimiento de las superficies de la rosca para protegerlas de un desgaste prematuro, preferentemente a base de una aleación de aluminio o de plata.

En los dibujos están representados ejemplos de realización de la presente invención. Las Figuras muestran:

Fig. 1 una vista de principio de varios órganos de máquina de un mecanismo de impacto que están unidos entre sí mediante un tornillo tensor, y

Fig. 2-4 sendas vistas de detalle de diferentes realizaciones del collar sobre un tornillo tensor,

Fig. 5-6 sendas vistas de detalle de una realización del elemento tensor con arandela.

En la Fig. 1 está representado un órgano de máquina superior 10, un órgano de máquina intermedio 12 y un órgano de máquina inferior 11 con un agujero roscado ciego 13. Los órganos de máquina 10 y 12 presentan sendos orificios 14 y 15 cuyo eje longitudinal está alineado con el eje longitudinal del orificio roscado 13. Dispuesto en los orificios 14, 15 y enroscado en la rosca 13 hay un tornillo tensor 16, que por uno de sus extremos presenta una cabeza de tornillo 17, y en el extremo opuesto una rosca exterior 18. Para amortiguar las vibraciones están previstos un collar 19 en la zona central, otro collar 20 en la zona inferior y un collar adicional 21 en la zona superior. Por lo menos el collar central 19 presenta unas zonas parciales que pueden estar realizadas según las Fig. 2 a 4, y que en estado destensado presentan una sobremedida con respecto al diámetro del orificio correspondiente (en este caso el 15). Los collares 20 y 21 sirven principalmente para centrar el tornillo tensor 16, pudiendo omitirse facultativamente el collar 21 si el centraje por el lado de la cabeza del tornillo está asegurado por medio de una arandela. El centraje del tornillo tensor 16 se asegura además por los chaflanes 22 y eventuales superficies inclinadas correspondientes en la arandela según la Fig. 5 y/o en el órgano de máquina 10. El collar 21 está realizado como collar anular cilíndrico hueco con una superficie envolvente exterior de forma cilíndrica. La configuración de los collares 19 y 20 se elige en el ejemplo de realización de acuerdo con las formas de realización según las Fig. 2 a 4. Preferentemente se coloca el collar 19 en la dirección axial longitudinal de tal modo que la carga de compresión en zonas parciales del collar solamente se aplica cuando el extremo anterior de la rosca 18 del tornillo tensor 16 llega a encajar en la rosca 13 del orificio ciego roscado. El collar 19 se sitúa entre las distancias señaladas con l1 y l2, siendo l1 aproximadamente igual al 80% de la longitudinal total del tornillo tensor, y l2 aproximadamente el 20% de la longitudinal total del tornillo tensor.

En una primera forma de realización, representada en al Fig. 2, el collar 19 (ó 20) presenta un perfil 23 de forma cilíndrica hueca con unos salientes 24 de forma anular cuyas superficies envolventes exteriores asientan en la envolvente del orificio 25 bajo tensión de compresión. Tal como está representado en la Fig. 2, los salientes pueden presentar extensiones axiales longitudinales iguales o distintas, estando realizado su perfil esencialmente de forma regular de acuerdo con las Fig. 2 y 4 con los salientes 26. En cualquier caso lo esencial es que los collares no estén realizados en forma de cilindro hueco, tal como figura en el estado de la téncica sino que presenten por lo menos una zona de la envolvente exterior distanciada del orificio 25.

Otra forma de realización está representada en la Fig. 3 con un collar que presenta una envolvente exterior de forma cónica, y que sólo en la zona identificada por la referencia 28 asienta con tensión de compresión en el orificio, pero que en las zonas situadas debajo 29 está distanciado respecto a la pared del orificio 25. Esta forma de realización presenta la ventaja de que la zona inferior 29 se puede introducir con facilidad en el orificio superior existente. Mediante el ejemplo de la Fig. 3 queda claro que los diámetros A y B de las zonas 30 y 25 son diferentes, de modo que el collar de plástico 27 también se puede pasar a través del orificio 30 con el diámetro A (de arriba hacia abajo) con su mayor diámetro sin tensiones de compresión. El diámetro B del orificio 25 situado debajo, no es sólo menor que el diámetro A del orificio 30 sino también menor en 0,2 mm a 1,5 mm que el diámetro mayor de la zona 28, en estado distendido. De forma ideal, penetra primeramente la rosca exterior 18 del tornillo tensor en el primer paso de rosca del orificio roscado ciego 13, cuando al seguir enroscando en el orificio roscado ciego mediante el accionamiento de giro del tornillo tensor 16 por medio de la cabeza del tornillo 17, se establece la tensión de compresión.

En la zona 28, el collar de plástico puede presentar además un perfil exterior que sirva al mismo tiempo como seguro anti-torsión, que se opone adicionalmente a que se afloje el tornillo tensor. Lo mismo es aplicable para los salientes 24 y 26 que alternativamente también

pueden estar realizados en forma espiral o como nervios axiales longitudinales.

Las Fig. 5 y 6 muestran además cada una ejemplos de realización de un tornillo tensor 16 con la arandela 31. La arandela 31, junto con un collar 21 o en lugar de un collar 21 se ocupa de centrar el tornillo tensor al introducirlo. En su superficie envolvente interior hacia la cabeza del tornillo presenta una zona cónica 32 para alojamiento de la cabeza del tornillo tensor 17, cuyo ángulo de conicidad es igual que el ángulo de una superficie envolvente exterior cónica 22 situada en el extremo inferior de la cabeza del tornillo tensor 17.

Tal como está representado en la Fig. 5, la arandela 31 puede presentar además en el lado orientado hacia el órgano de máquina unos salientes 33 que encajen en el orificio 14 del órgano de máquina y que se ocupen de centrar la arandela en el órgano de máquina.

En otra forma de realización correspondiente a la Fig. 6 se consigue el centraje de la arandela 31 porque el órgano de máquina 10 presenta en el orificio 14 un refundido 34 cuyo radio interior corresponde al radio exterior de la arandela, con lo cual la arandela se puede encajar prácticamente sin holgura en el refundido 34. Pero esto último también se puede conseguir porque la superficie envolvente exterior de la arandela 31 presente hacia el órgano de máquina 10 también una zona cónica mediante la cual la arandela asienta en las correspondientes superficies inclinadas del órgano de máquina que presentan igual ángulo de conicidad.

En lugar de la rosca ciega 13 se puede emplear también una tuerca roscada colocada en un orificio o una tuerca roscada adosada a un componente. Las roscas interiores pueden estar adicionalmente recubiertas. Las longitudes y emplazamientos de las roscas del tornillo tensor y de la rosca del alojamiento están elegidas de tal modo que la rosca del alojamiento sobresale por ambos lados de la rosca del tornillo tensor.

El emplazamiento del collar de plástico 19 se puede elegir en posición centrada o un 30% fuera del centro del tornillo tensor, con relación a la longitud total. Los collares 20 y 21 están dispuestos preferentemente cada uno a 5 mm hasta 30 mm de la cabeza del tornillo 17 ó de la rosca exterior 18. En la forma de realización representada en la Fig. 1, todos los collares 19, 20 y 21 actúan no sólo para impedir el aflojamiento sino también para limitar las vibraciones transversales del tornillo tensor.

La rosca del tornillo tensor 18 es laminada y es una rosca de filete redondo.

Claims (11)

1. Reivindicaciones

   1.

   Dispositivo de unión en una herramienta de impacto con un mínimo de dos órganos de máquina adosados (10, 11, 12), que presentan cada uno un orificio (14, 15), con un elemento tensor (16), en particular un bulón tensor o un tornillo tensor que salvo la cabeza del tornillo (17) se aloja completamente en el orificio (14, 15), y que por lo menos en uno de los extremos está atornillado a un órgano de máquina (11) por medio de una unión roscada (13, 18), así como con por lo menos una pieza de sujeción o de apoyo realizada como collar (19), de un material amortiguador de vibraciones, que está dispuesto entre los extremos del elemento tensor y que asienta con tensión de compresión en la zona anular entre el orificio (15) y la envolvente exterior del elemento tensor, caracterizado porque el collar (19, 27) presenta en dirección axial longitudinal por lo menos una zona de envolvente exterior (23, 29) distanciada del orificio, presentando el collar o bien varios resaltes distanciados entre sí de forma anular, espiral o que transcurran longitudinalmente en dirección axial (24, 26), cuyas superficies envolventes exteriores asientan con tensión de compresión en la envolvente del orificio (25), o el collar (27) presenta una envolvente exterior (28, 29) realizada al menos parcialmente de forma cónica, que en estado distendido solamente presenta una sobremedida respecto al orificio (25) en una zona axial longitudinal parcial (28).

2. 2.

   Dispositivo de unión según la reivindicación 1, caracterizado porque los salientes presentan respecto al diámetro de orificio una sobremedida de 0,2 mm hasta 1,5 mm, preferentemente de 0,5 mm hasta 1 mm, y porque las superficies envolventes del collar contiguas a los salientes (24, 26) tienen un diámetro exterior que es de 0,2 mm a 1,5 mm, preferentemente de 0,5 mm a 1 mm, menor que el diámetro del orificio.

3. 3.

   Dispositivo de unión según la reivindicación 1, caracterizado porque el collar (19) presenta una anchura (es decir un espesor de pared) de 3 mm a 8 mm, preferentemente de 4mma 6mm.

4. 4.

   Dispositivo de unión según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque debido a la posición axial del collar en el elemento tensor (16) y/o debido a los diferentes diámetros del orificio, durante el montaje del elemento tensor (16) la tensión de compresión generada por el collar solamente empieza a actuar cuando el elemento

   tensor (16) encaja en la rosca (13) del orificio de alojamiento de un órgano de máquina (11).

5. 5.

   Dispositivo de unión según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque los salientes (24, 26) o la superficie parcial (28) del collar (19, 27) que asienta bajo tensión de compresión contra el orificio, presenta un perfil de envolvente exterior de sección redonda o poligonal, y/o porque el elemento tensor (16) presenta en un extremo una rosca exterior (18) y en el extremo opuesto una cabeza de tornillo (17).

6. 6.

   Dispositivo de unión según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque el collar (27) presenta en dirección axial longitudinal una envolvente realizada en forma cónica, cuyo diámetro va aumentando según aumenta la distancia al extremo del tornillo tensor dotado de la rosca (18).

7. 7.

   Dispositivo de unión según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por presentar otro collar (20), que en estado tensado de los órganos de máquina está distanciado preferentemente 5 mm a 30 mm de la unión roscada entre un órgano de máquina y el extremo del elemento tensor, y/o porque a una distancia de preferentemente 5 mm a 30 mm a la cabeza del bulón o del tornillo (17) está dispuesto un collar adicional (21), siendo preferentemente por lo menos un collar (19, 20, 21) de poliuretano, más preferentemente con una dureza de 85 a 95 Shore A.

8. 8.

   Dispositivo de unión según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la rosca (18) del elemento tensor está realizada como rosca de filete redondo para reducir el efecto de entalladura.

9. 9.

   Dispositivo de unión según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el diámetro del orificio de los órganos de máquina que están unidos entre sí va disminuyendo a saltos en el sentido de introducción del elemento tensor, preferentemente en la zona de una junta de unión, y porque un collar está situado en esta zona, de modo que los órganos de máquina unidos están asegurados adicionalmente contra la torsión.

10. 10.

    Dispositivo de unión según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque en el alojamiento roscado de un órgano de máquina va insertado un postizo roscado en

    forma de una espiral, preferentemente de un alambre de sección esencialmente

    romboidal, en el cual encaja la rosca del elemento tensor, estando las superficies de la

    rosca, en particular las superficies de la rosca de alojamiento y/o las superficies del

    postizo roscado preferentemente recubiertas, también preferentemente con una

    5

    aleación de aluminio o de plata.

11. 11.

    Dispositivo de unión según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la

    rosca de alojamiento de un órgano de máquina sobresale por ambos lados de la rosca

    del elemento tensor cuando está insertado el elemento tensor y/o porque para el

    10

    centraje del elemento tensor se emplea una arandela (31) con una zona de envolvente

    interior cónica (32) hacia la cabeza del elemento tensor, cuyo ángulo de conicidad es

    igual que el ángulo de conicidad de la superficie envolvente exterior inclinada (22) en el

    extremo inferior de la cabeza del elemento tensor (17).

    15

    12. Dispositivo de unión según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque

    para el centraje de la arandela (31), ésta presenta en el lado orientado hacia el órgano

    de máquina (10) un saliente de forma anular (33), cuyo diámetro exterior se

    corresponde con el diámetro interior del orificio (14), y porque para centrar la arandela

    (31), el órgano de máquina (10) presenta en el orificio (14) un refundido (34) cuyo

    20

    diámetro interior se corresponde con el diámetro exterior de la arandela, con lo cual la

    arandela se puede encajar prácticamente sin holgura en el refundido (34) y/o porque

    para centrar la arandela (31), la superficie envolvente exterior de la arandela presenta

    orientada hacia el órgano de máquina (10) una zona cónica cuyo ángulo de conicidad es

    igual al ángulo de conicidad de una superficie de alojamiento inclinada en el orificio (14)

    25

    del órgano de máquina.

    30

    35