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Patent Searching and Data


Title:
SYSTEM FOR THE DETACHABLE CONNECTION OF THICK PARTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/130854
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system for the detachable connection of thick parts, intended to connect two parts (1 and 2) that are in contact with one another along the respective inner faces (3 and 4) thereof. One of the aforementioned parts includes a threaded blind hole (5) into which a first threaded end portion (6) of a bolt (7) is inserted, said bolt having an annular extension (9) that limits the tightening rotation of the bolt (7). In addition, the invention includes a characteristic spring washer (8) as a means for blocking the movement of the bolt (7), preventing same from loosening. The other part includes through-holes (13) each housing a segment (11) of the respective bolt (7), a second threaded end portion (14) of the bolt (7) extending beyond said part and being coupled to a self-locking nut (15) which secures the parts to one another.

Inventors:
BALSA GONZALEZ ALBERTO (ES)
INIESTA MENENDEZ JOSE GREGORIO (ES)
Application Number:
ES2010/070172
Publication Date:
November 18, 2010
Filing Date:
March 24, 2010
Export Citation:
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Assignee:
AIRBUS OPERATIONS SL (ES)
BALSA GONZALEZ ALBERTO (ES)
INIESTA MENENDEZ JOSE GREGORIO (ES)
International Classes:
F16B35/04; F16B5/02
Foreign References:
US4304503A1981-12-08
DE102005029529A12007-01-04
US4690365A1987-09-01
DE20208960U12002-09-19
Other References:
See also references of EP 2431619A4
None
Attorney, Agent or Firm:
UNGRIA LÓPEZ, Javier (ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1.- SISTEMA DE UNIÓN DESMONTABLE DE PIEZAS DE GRAN ESPESOR, estando destinado para unir al menos una primera pieza y una segunda pieza, que están en contacto directo por respectivas caras internas de esas dos piezas citadas, existiendo en la primera de ellas, en correspondencia con su cara interna un orificio ciego roscado donde se acopla una primera porción roscada extrema de un bulón que incluye una extensión anular que limita el giro de apriete del bulón y que separa un primer tramo que incluye al menos la primera porción roscada y un segundo tramo que se introduce en un orificio pasante de la otra pieza pareja, por cuya cara libre sobresale una segunda porción roscada extrema de ese segundo tramo donde se acopla una tuerca autofrenable, definiéndose un espacio coaxial alrededor del bulón en correspondencia con las caras internas de ambas piezas a unir; caracterizado porque incorpora medios antigiro del bulón (7) en su acoplamiento roscado en el orificio ciego (5) de la primera pieza (2), consistiendo dichos medios en una pieza intermedia acoplada al bulón (7) y la cual está dispuesta entre la extensión anular (9) de ese bulón (7) y una porción de la cara interna (4) de esa primera pieza (2) .

2.- SISTEMA DE UNIÓN DESMONTABLE DE PIEZAS DE GRAN ESPESOR, según la reivindicación 1, caracterizado porque la pieza intermedia es una arandela elástica que comprende un cuerpo anular (16), sobre una de cuyas caras apoya la extensión anular (9) del bulón (7), arrancando del borde de dicho cuerpo anular (16) aletas radiales inclinadas (18) que asientan por sus bordes libres más exteriores sobre la cara interna de la primera pieza a unir (2) .

3.- SISTEMA DE UNIÓN DESMONTABLE DE PIEZAS DE GRAN ESPESOR, según la reivindicación 2, caracterizado porque la cara de contacto del cuerpo anular (16) de la arandela elástica (8) incorpora una superficie rugosa con un elevado grado de rozamiento contra la extensión anular (9) del bulón (7) .

4.- SISTEMA DE UNIÓN DESMONTABLE DE PIEZAS DE GRAN ESPESOR, según la reivindicación 3, caracterizado porque la superficie rugosa de la cara de contacto de la arandela elástica (8) presenta un fino perfil en forma de onda triangular .

5.- SISTEMA DE UNIÓN DESMONTABLE DE PIEZAS DE GRAN ESPESOR, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el borde libre más exterior de las aletas radiales inclinadas (18) incorpora unas muescas o dentados (20) con mayor grado de agarre y rozamiento sobre la cara interna (4) de la primera pieza a unir (2) que incorpora el orificio ciego (5) .

6.- SISTEMA DE UNIÓN DESMONTABLE DE PIEZAS DE GRAN ESPESOR, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre la primera porción roscada (6) del bulón (7) y la extensión anular (9) de ese mismo bulón (7) existe una corta porción intermedia que se corresponde con la ubicación de la arandela elástica (8).

Description:
SISTEMA DE UNIÓN DESMONTABLE DE PIEZAS DE GRAN ESPESOR

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor en el que se parte de al menos dos piezas superpuestas a unir que están en contacto por una de sus caras, de manera que sólo tenemos acceso al sistema de unión por una de las caras libres de una de las piezas, mientras que por la cara libre de la otra pieza pareja no tenemos acceso al sistema de unión.

Asi pues, el objeto de la invención es conseguir una unión totalmente fiable entre las dos piezas superpuestas en cuestión en orden a evitar que dichas piezas se separen relativamente entre si, alcanzando este objetivo mediante el caracteristico sistema de unión.

Es un sistema seguro que evita el que se pueda aflojar durante la vida útil de la unión.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Cuando se precisa unir dos o más piezas donde no se puede tener acceso a la parte interna del conjunto a montar, la solución más habitual es el uso de remaches de los llamados "de tirón" o "Jo-bolts", los cuales sólo necesitan acceso por una de las piezas a montar para poder ser instalados.

El problema surge cuando las piezas a unir tienen un espesor demasiado grande, ya que este tipo de remaches "de tirón" tienen una longitud limitada; y cuando las piezas a unir se quieren desmontar en un futuro, ya que estos remaches se consideran permanentes, ocurre que la única forma de extraerlos es mediante su rotura o taladrado, operaciones éstas que llevan aparejado un daño y deterioro de los alojamientos de los remaches.

Por otro lado, cabe señalar que en la actualidad existen arandelas cónicas para proporcionar esfuerzos permanentes en la dirección de los tornillos de apriete utilizados en la unión entre tuerca y tornillo con objeto de impedir pérdida de precarga en la misma.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la invención propone un sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor en el que se parte de dos piezas a unir (inferior y superior) que están en contacto entre si por una de sus caras, de manera que una vez realizada la unión, se tiene acceso al sistema de unión por una de las caras libres de una de las piezas (superior) mientras que no se tiene acceso a dicha unión por la cara libre de la otra pieza pareja (inferior).

Para ello, el sistema de unión parte de un bulón con porciones extremas roscadas, una de las cuales se acopla en un orificio ciego roscado de la pieza inferior, inmovilizándose dicho bulón en ese roscado gracias a una extensión anular que incorpora el mismo y sobre todo gracias a una característica arandela elástica que se intercala entre esa extensión anular y la cara interna de la pieza inferior, cara interna ésta sobre la cual se ha realizado el orificio ciego roscado, siendo dicha arandela elástica el elemento que evitará que se pueda desenroscar el bulón.

La extensión anular separa un tramo superior y otro inferior del bulón.

El ramo inferior comprende una estrecha porción correspondiente con la ubicación de la arandela y la porción roscada para acoplarse en el orificio ciego de la pieza inferior.

En cambio, el tramo superior comprende una longitud que supera el espesor de la pieza superior e incluye una porción roscada extrema, de manera que ese tramo superior del bulón se alojará en un orificio pasante de la pieza superior, asegurándose finalmente la unión mediante una tuerca autofrenable acoplada en el roscado extremo del tramo superior del citado de bulón, a la vez que dicha tuerca presionará contra la cara libre de la pieza superior, asegurándose asi un unión estable y segura entre ambas piezas.

Convencionalmente, una vez instalado el bulón sobre la pieza inferior sin la incorporación de la característica arandela elástica, montaríamos después la otra pieza superior sujetando el conjunto con la tuerca autofrenable sobre la porción roscada libre del bulón, asegurando sólo el extremo roscado del bulón correspondiente con la pieza superior, mientras que la unión roscada del bulón sobre el orificio ciego de la pieza inferior no estarla asegurado, de forma que mediante vibraciones o fuerzas a las que esté sometido el conjunto de las dos piezas unidas, dicha unión roscada sobre el orificio ciego podría aflojarse y provocar desajustes y holguras y por tanto un posible accidente.

En cambio, en la invención que nos ocupa, la característica arandela elástica es una pieza un tanto especial que una vez instalada en el sistema de la invención, ejerce una presión y empuje adicionales en dirección axial entre ambos acoplamientos roscados, de forma que contrarreste cualquier carga o vibración que pueda hacer que se afloje ese bulón.

Asi pues, la arandela elástica tiene una característica geometría determinada y es de un material que siempre trabaja en régimen elástico (que no sufre deformaciones plásticas en el rango de esfuerzos a los que se va a ver sometida) . Dependiendo de cada caso puede tratarse de un material metálico e incluso de un material plástico .

Su geometría especial hará que al deformar elásticamente la pieza, ésta tienda en todo momento a recuperar su forma inicial introduciendo la presión adicional que buscamos. - A -

En función del tipo de unión, cargas o esfuerzos, tipo de material elegido, etc; se puede jugar con el ángulo de la abertura de unas patillas que incorpora la arandela, el número de estas patillas, su geometría, etc. El caso es que la pieza constitutiva de la arandela se pueda deformar y en todo momento tienda a recuperar su forma inicial.

El apriete del bulón, deformará la pieza especial constitutiva de la arandela y evitará que ésta vuelva a tomar su forma inicial. Como la pieza especial constitutiva de la arandela es elástica, siempre querrá volver a su zona inicial, generando una fuerza de reacción sobre la parte central del bulón que evitará que éste se afloje en correspondencia con su acoplamiento en el orificio ciego.

Una vez instalada la arandela en cuestión se coloca encima de la parte que queremos unir e instalamos una tuerca autofrenable por la porción roscada superior del bulón por el cual tenemos acceso, tal como se ha referido anteriormente .

Por otro lado, en los casos en los que se necesita un presión adicional que la propia deformación de la arandela no fuera capaz de proporcionarnos, se puede dotar la arandela en cuestión de una geometría determinada que aumenta el rozamiento en la zona de unión y evite la rotación del bulón.

Esta geometría puede consistir en hacer rugosa la parte en contacto con el bulón para aumentar la resistencia al giro, y por otro lado, generar unas muecas o dentados en las patillas de la arandela que se clavan en la pieza a unir y también contribuyan a evitar el giro del bulón.

De esta forma podríamos conseguir una seguridad extra en la fijación del bulón, algo que no podemos conseguir con ninguna arandela cónica convencional.

Este procedimiento de unión además también nos permite conocer en cierta manera el par de apriete que estamos dando al bulón cuando lo instalamos en la pieza inferior. La propia arandela nos permitirá controlar el par de apriete .

A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1.- Muestra una vista en explosión del sistema de unión desmontable de piezas de gran espesor, objeto de la invención. Incorpora una característica pieza a modo de arandela elástica que junto con una tuerca autofrenable asegura la inmovilización del sistema de la invención.

Figura 2.- Muestra una vista en sección del sistema de unión de la invención en posición montada.

Figuras 3 y 4.- Muestran unas vistas en perspectiva de las características piezas a modo de arandelas elásticas citadas anteriormente.

DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA

Considerando la numeración adoptada en las figuras, el sistema de unión desmontable de las piezas de gran espesor está destinado para unir dos piezas, una superior 1 y otra inferior 2 que están en contacto directo por respectivas caras internas 3 y 4 de esas dos piezas 1 y 2 de manera que sobre la cara interna 4 de al pieza inferior 2 se ha practicado un orificio ciego 5, provisto de un roscado para acoplar una primera porción roscada extrema 6 de un bulón 7 con interposición de una característica arandela elástica 8 que contacta contra esa cara interna 4 de la pieza inferior 2 y también contacta sobre una extensión anular 9 solidaria del propio bulón 7, asegurándose de esta forma la inmovilización del bulón 7 sobre la pieza inferior 2. Asi pues, la extensión anular 9 separa un tramo inferior 10 correspondiente con la pieza inferior 2 y un tramo superior 11 que corresponde con la pieza superior 1. La arandela elástica 8 se acopla al bulón 7 en correspondencia con una corta porción intermedia 12 del bulón 7 limitada entre la extensión anular 9 y el inicio de la primera porción roscada extrema 6.

Por otro lado, la pieza superior 1 incorpora al menos un orificio pasante 13 donde se aloja el tramo superior 11 del bulón 7, tramo éste que incorpora una segunda porción roscada extrema 14 del bulón 7 que sobresale por la cara libre de la pieza superior 1, acoplándose en esa porción roscada 14 una tuerca autofrenable 15 que presionará contra la cara libre de la pieza superior 1, asegurándose asi una unión correcta inamovible de ambas piezas 1 y 2.

Por otro lado la arandela elástica 8 tiene una característica estructura que comprende un cuerpo anular centrado 16 que limita un orificio central 17 por donde se introduce el bulón 7 y unas aletas radiales inclinadas 18 que apuntan hacia abajo, apoyando los bordes libres más exteriores de las mismas 18 sobre la cara interna 4 de la pieza inferior 2, mientras que la extensión anular 9 del bulón 7 apoya sobre la superficie superior del cuerpo anular 16 de la arandela elástica 8.

Esa superficie superior de la arandela 8 que está en contacto con la extensión anular 9 puede incorporar una superficie rugosa, definida por ejemplo por un perfil en forma de onda triangular 19, consiguiendo con ello una inmovilización del bulón 7 más fiable, evitando el giro del mismo en el sentido de aflojarse.

A su vez, las aletas radiales 18 pueden incorporar también unos dentados o muescas 20 que permiten un agarre más fiable de la arandela elástica 8 sobre la cara interna 4 de la pieza inferior 2.

Una vez inmovilizado el bulón 7, la arandela elástica 8 mantiene su elasticidad y por lo tanto mantiene su empuje y presión en dirección axial para asegurar la inmovilización del bulón 7 ante posibles vibraciones y otros efectos externos tendentes a aflojar el bulón 7. La cara interna 3 de la pieza superior 1 incorpora un rebaje o hueco escalonado y coaxial 21 para permitir el alojamiento de la extensión anular 9 y de la arandela elástica 8.

Las fuerzas de acción 23 y reacción 22 que se generan entre los filetes de rosca de la porción roscada extrema 6 del bulón 7 y el roscado del orificio ciego 5 debido a la presión axial ejercida por la arandela elástica 8, asegura el impedimento de la rotación del bulón 7 en el sentido de afloj arse .