MX2011002168A - Arandela, tornillo o tuerca con coeficiente de friccion aumentado. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una arandela (10), tornillo o tuerca que tiene una superficie de extremo (12) que está orientada hacia una pieza de trabajo, en donde la superficie de extremo (12) está provista con una red circundante anularmente concéntrica (14) y esa región (18) de la superficie de extremo (12) que está situada fuera de la red circundante (14) se estrecha cónicamente hacia la red (14) desde la parte externa con la inclinación desde la parte externa a la parte interna dirigida lejos de la pieza de trabajo.

Description

ARANDELA. TORNILLO O TUERCA CON COEFICIENTE DE FRICCIÓN AUMENTADO MEMORIA DESCRIPTIVA La presente invención se refiere a una arandela, tornillo o tuerca que tiene una superficie de extremo que se orienta a una pieza de trabajo y en la cual tiene un perfil que aumenta el coeficiente de fricción.

En industria automotriz, el problema se vuelve más y más frecuente con lo cuál el espacio de construcción disponible para los elementos de conexión se hace más pequeño y las fuerzas a trasmitirse están aumentando debido a los desempeños altos de vehículos y a los requerimientos más altos. En este contexto, algunas conexiones, tales como barras de fijación, varillas de presión, amortiguadores laterales, etc., están principalmente activados por medio de fuerzas transversales. Para poder absorber las fuerzas transversales más grandes (FT), se requiere una fuerza de fijación mayor (Fc) o un coeficiente de fricción (µt) de acuerdo con la fórmula Fc = Fr/µt.

Una fuerza de sujeción mayor únicamente puede alcanzarse por medio de una fuerza mayor de pretensado de tornillo. A su vez, esto únicamente puede lograrse por medio de un tamaño de tornillo más grande o al atornillarlo hasta que se alcance el punto de rendimiento de material de tornillo. Si el espacio para un tornillo más grande no está disponible y el atornillado hasta el punto de rendimiento se alcanza y no es seguro, la única opción restante es aumentar el coeficiente de fricción.

En la técnica antecedente conocida, esto se intenta en algunos tipos de aplicación como poleas etc., por medio de miembros adicionales tales como discos en diamante. Sin embargo, está solución es costosa y elaborada debido al elemento relativamente costoso y al componente adicional.

En la técnica antecedente, una arandela con una superficie de extremo orientada hacia la pieza de trabajo para mejorar la rigidez de una conexión de tornillo se conoce a partir de GB 993 021 , dicha arandela se proporciona con una red envolvente anularmente concéntrica, en donde la parte de la superficie de extremo fuera de la red envolvente se estrecha cónicamente hacia la red desde la parte exterior y en donde la inclinación de la parte externa a la interna se dirige lejos de la pieza de trabajo.

Una arandela similar también para mejorar la rigidez se conoce a partir de DE 92 01 686 U1. No obstante, en este caso, se provee una superficie de extremo nivelada con respecto a la pieza de trabajo que comprende una pluralidad de redes envolventes anularmente concéntricas.

En contraste, WO 2008/066 031 A1 describe una arandela también que sirve como un sello y que tiene una superficie de extremo plana con respecto a la pieza de trabajo que se extiende inclinada a un ángulo de 60 a 89° desde la parte externa a la interna con relación al eje de rotación de la arandela. En este contexto, plano significa sin ninguna protuberancia o redes.

Todos los documentos de la técnica antecedente antes mencionados describen arandelas que sirven para mejorar la rigidez de una perforación de tornillos. Ninguno de los documentos mencionados describe aumentar las fuerzas que pueden transmitirse, lo cual es objetivo de la presente invención.

Con base en esta técnica antecedente, el objetivo de la presente invención es aumentar el coeficiente de fricción en comparación con las soluciones conocidas en la técnica antecedente.

De acuerdo con la invención, este objetivo se alcanza porque se proporciona la superficie de extremo de una arandela, tornillo o tuerca orientada a la pieza de trabajo respectiva, de acuerdo con la invención, con un perfil especial. En este contexto, los pernos o nervaduras como un perfil no han alcanzado el resultado deseado. Por lo tanto, para alcanzar el objetivo mencionado, la presente invención selecciona por primera vez una superficie de extremo que está provista con una red envolvente anularmente concéntrica como un perfil de una región de la superficie de extremo fuera de la red envolvente que se estrecha cónicamente hacia la red desde la parte externa, la inclinación desde la parte externa a la interna se dirige lejos de la pieza de trabajo y la inclinación de la región estrecha cónicamente al plano de la pieza de trabajo es 1.5 a 2.5°.

En comparación con todas las formas mostradas en la técnica antecedente, esta forma especial de acuerdo con la invención puede absorber por mucho las fuerzas transversales más altas. Una ventaja adicional de la presente invención es que puede proporcionar una conexión hermética al cien por ciento. Esto se requiere frecuentemente, ya que el agua, en combinación con sal para carreteras en invierno por ejemplo, puede llevar a un corrosión severa entre el material de la arandela, tornillo o tuerca (acero) y el material de la pieza de trabajo (actualmente por lo general aluminio) debido a la serie electroquímica. Por lo tanto, esto es una ventaja particular de la presente invención cuando se utiliza con pares de materiales que tienen diferentes potenciales electroquímicos.

El perfil de acuerdo con la invención para la superficie de extremo de las arandelas, tornillos o tuercas aumenta el coeficiente de fricción teórico resultante de un ajuste positivo tanto así que pueden transmitirse las fuerzas transversales extremadamente altas. Es virtualmente posible alcanzar un coeficiente de fricción teórico de 1. En la técnica antecedente, generalmente se alcanzan los coeficientes de fricción de 0.1 a 0.3, dependiendo de las superficies. En este contexto, la conexión absolutamente hermética es una ventaja adicional de la invención.

Debido a esta simetría circular, el perfil de acuerdo con la invención puede aplicarse a o presionarse en la superficie de extremo de un tornillo o tuerca o tuerca con remache ciego. Además, es también posible de acuerdo con la invención aplicar al perfil a una arandela y por consiguiente utilizar esta arandela con un tornillo, tuerca o tuerca con remache ciego normales o conectar la arandela correspondiente al elemento de conexión respectivo directamente mediante el laminado, soldado o la adhesión.

La red envolvente anularmente concéntrica de acuerdo con ia invención sobre la superficie de extremo penetra en el material base de la pieza de trabajo, donde transmite las fuerzas transversales grandes por medio de un ajuste positivo.

En este contexto, se prefiere particularmente para la región de la superficie de extremo dentro de la red envolvente estar colocada de manera más profunda con relación a la pieza de trabajo que la región exterior y que el punto cero teórico de la superficie de contacto entre la superficie de extremo y la pieza de trabajo. De este modo, puede asegurarse que la red siempre penetra primero y completamente en el material base de la pieza de trabajo (generalmente aluminio u otro metal ligero). Esto asegura el ajuste positivo, el hermetismo y la capacidad de transmisión de la fuerza transversal alta.

La presente invención se explica más detalladamente a continuación por medio de la modalidad mostrada en los dibujos en los cuales: La figura 1 es una sección tomada en la dirección radial a través de una arandela de acuerdo con la invención; La figura 2 es un detalle X de la figura 1 ; y La figura 3 es una vista de la arandela de la figura 1, orientada hacia la superficie de extremo en el lado de la pieza transversal.

La figura 1 es una vista en sección de una arandela 10 de acuerdo con la invención, la sección tomada a lo largo del eje de rotación. Esta arandela 10 comprende una superficie de extremo 12 que se orienta hacia una pieza de trabajo cuando la arandela 10 está montada. Como puede observarse más claramente en la figura 2 y 3, se une una red envolvente concéntricamente a esta superficie de extremo 12.

Como puede observarse particularmente de manera clara en la figura 2, la región 16 de la superficie de extremo 12 dentro de la red envolvente 14 está colocaao más profundamente en relación con la pieza de trabajo, preferiblemente por 0.2 a 0.4 mm.

Como también puede observarse más claramente a partir de la vista detallada de la figura 2, la región 18 de la superficie de extremo 12 fuera de la red envolvente 14 está inclinada en una inclinación de 1.5 a 2.5° al plano de la pieza de trabajo, de tal manera que la distancia entre la pieza trabajo y la superficie de la arandela 10 aumenta de la parte externa hacia la red 14.

Como también puede observarse detalladamente, la vista de la figura 2, la red 14 tiene una sección transversal en forma de una V redondeada, cuyo punto redondeado 20 apunta hacia la pieza de trabajo. Los flancos 22, 24 de la red 14 se acercan entre sí en un ángulo de 80 a 90°.

La presente invención se ha explicado aquí por medio de una arandela. De la misma manera como se ha descrito aquí para una arandela, la presente invención puede también llevarse a cabo en una superficie de extremo correspondiente de una tuerca o tuerca con remache ciego o sobre la parte inferior de la cabeza de un tornillo, en cuanto a que las superficies de extremo correspondientes orientadas a la pieza de trabajo en cada caso están configuradas en consecuencia.

La arandela de acuerdo con la invención también puede utilizarse suelta o laminada, soldada o unida adhesivamente en un elemento de conexión correspondientemente.

Naturalmente, el perfil de acuerdo con la invención de la superficie de extremo puede elaborarse de manera particularmente económica si el perfil correspondientemente se aplica inmediatamente a la superficie de extremo correspondientemente de la tuerca, tuerca con remache ciego o tornillo durante la elaboración.

Claims (5)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una arandela (10), tornillo o tuerca que comprende una superficie de extremo (12) orientada a la pieza de trabajo, en donde la superficie de extremo (12) está provista con una red envolvente anularmente concéntrica (14) y la región (18) de la superficie de extremo (12) fuera de la red envolvente (14) se estrecha cónicamente hacia la red (14) desde la parte externa, la inclinación desde afuera a la parte externa se dirige lejos de la pieza de trabajo, en donde la inclinación de la región estrecha cónicamente (18) al plano de la pieza de trabajo es 1.5 a 2.5°.

2. - La arandela (10), tornillo o tuerca de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la región (16) de la superficie de extremo (12) dentro de la red circundante (14) está colocada más profundamente con relación a la pieza de trabajo.

3. - La arandela (10), tornillo o tuerca de conformidad con la reivindicación 1 y 2, caracterizada además porque la red (14) tiene una sección transversal en la forma de una V redondeada, cuyo punto redondeado (20) apunta hacia la pieza de trabajo.

4. - La arandela (10), tornillo o tuerca de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada además porque los flancos (22, 24) de la red (14) juntos forman un ángulo de 80 a 90°.

5.- La arandela (10), tornillo o tuerca de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque la región (16) de la superficie de extremo (12) dentro de la red (14) está colocada de 0.2 a 0.4 mm más profundo que la red.