Procedimiento para unir o fijar componentes constructivos utilizando una unión roscada pretensable con alta resistencia así como un juego de tornillos para uniones pretensables con alta resistencia.

Procedimiento para unir o fijar dos bridas (7, 8) utilizando una unión roscada pretensable con alta resistencia,mediante un giro de una tuerca

(2) de la unión roscada con respecto a un tornillo (1) que presenta de forma sucesivauna sección de rosca de cabeza en contacto con la brida (8), una sección de rosca de vástago y una sección derosca que lleva la tuerca, siendo el diámetro de vástago (d) en la sección de vástago (3) igual o menor que eldiámetro de rodadura,

disponer el tornillo (1) y la tuerca (2) de modo que con la tuerca (2) apoyada de forma indirecta o directa conrespecto a la otra brida (7) queda una longitud de sección de rosca (L) del tornillo (1) que sobresale por fuera de latuerca (2) en al menos 0,5 veces el diámetro exterior de rosca (D) del tornillo,

colocar un cilindro de tensado de tornillo (20) que presenta una pieza base (21) y una herramienta de tensado (22)que se puede mover de manera longitudinal con respecto a la pieza base, de modo que la pieza base (21) se apoyade forma indirecta con respecto a la otra brida (7) de modo que se solapa con la tuerca (2), apoyándose la piezabase (21) exclusivamente sobre una arandela (30) dispuesta entre la brida (7) y la tuerca (2) cuyo diámetro es mayorque el mayor diámetro de la tuerca (2) y que ofrece una superficie de contacto para el cilindro de tensado de tornillo(20),

tensar el tornillo (1) mediante la herramienta de tensado (22) que se engancha axialmente con arrastre de forma enla sección de rosca que sobresale de la tuerca (2) ajustando la longitud de su sección de vástago (3) y girando almismo tiempo y/o a continuación la tuerca (2).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08104701.

Solicitante: HOHMANN, JORG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: UHLANDSTRASSE 6A 59872 MESCHEDE ALEMANIA.

Inventor/es: HOHMANN,JORG, HOHMANN,FRANK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS... > Uniones mediante tornillos especialmente modificados... > F16B31/04 (manteniendo constante la carga de tracción)

PDF original: ES-2438270_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para unir o fijar componentes constructivos utilizando una unión roscada pretensable con alta resistencia así como un juego de tornillos para uniones pretensables con alta resistencia La invención se refiere a un procedimiento para unir y fijar dos bridas según la reivindicación 1 y a una disposición a partir de un juego de tornillos y un cilindro de tensado de tornillo hidráulico según la reivindicación 5.

Además de las formas básicas de uniones roscadas también están estandarizadas diferentes formas especiales. A

éstas pertenecen las uniones de pretensado con alta resistencia, denominadas brevemente uniones altamente resistentes. Éstas constituyen hoy en día una gran parte de las uniones en la construcción de edificios de acero. Su campo de aplicación principal es la fijación y la unión de componentes constructivos con una carga principalmente estática. En caso de una carga principalmente no estática, es decir, en caso de una carga dinámica, existe el requisito de pretensar las uniones roscadas altamente resistentes. La transmisión de fuerza se realiza en este tipo de unión mediante la fricción entre las superficies de contacto implicadas de los componentes constructivos. El pretensado de juegos de tornillos altamente resistentes se puede realizar mediante un procedimiento de pretensado con par de giro, un procedimiento de pretensado con impulso giratorio o un procedimiento de pretensado con ángulo giratorio. También se emplean combinaciones de estos procedimientos. A este respecto se debe evitar que el al apretar la tuerca el tornillo gire conjuntamente con respecto al componente constructivo o con respecto a los componentes constructivos.

Un dispositivo para pretensar axialmente un juego de tornillos compuesto por un tornillo y una tuerca se conoce por el documento FR 2 871 231. El dispositivo está configurado como un cilindro de tensado de tornillo hidráulico y se compone fundamentalmente por una pieza base, una herramienta de tensado y una rueda de accionamiento integrada. La pieza base se apoya sobre uno de los componentes constructivos que se van a unir o fijar de modo que se solapa con la tuerca del juego de tornillos. La herramienta de tensado accionada hidráulicamente se engancha axialmente con arrastre de forma en aquella sección de rosca del tornillo que sobresale de la tuerca hacia fuera. La rueda de accionamiento integrada en el cilindro de tensado de tornillo sirve finalmente para girar la tuerca descargada entonces en gran parte mientras que se aplica la presión de tensado.

Por el documento GB 1. 166. 907 se conoce un juego de tornillos compuesto por un tornillo y una tuerca para el tensado mutuo de dos bridas, estando dotada la cabeza del tornillo de tal modo de una superficie de contacto ensanchada que su diámetro es mayor que la medida entre vértices de la pieza poligonal de la que está dotada la cabeza del tornillo. El vástago del tornillo muestra un diámetro que es menor que el diámetro exterior de rosca del

tornillo. También en la tuerca está configurada una zona de contacto radialmente ampliada, con lo que en total se debe conseguir una distribución más uniforme de cargas sobre las piezas que se van a unir o fijar. El tensado del juego de tornillos se realiza habitualmente mediante una llave de tornillos convencional en el mercado aplicando el par de apriete necesario.

Por la publicación de empresa "VERBUS Konstruktionsteile" de enero de 1985 del fabricante Bauer & Schaurte Karcher GmbH se conocen tornillos de cuello reducido y tornillos de perno reducido para cargas elevadas que varían y para un comportamiento de elasticidad mejorado. En el caso de los tornillos de cuello reducido el diámetro del vástago es menor que el diámetro del núcleo de rosca. En el caso de los tornillos de perno reducido el diámetro del vástago es menor que el diámetro de laminación de rosca.

El objetivo de la invención es conseguir una unión o fijación de componentes constructivos que permita un pretensado dosificado de la unión roscada utilizando una unión roscada pretensable con alta resistencia.

Para solucionar este objetivo se propone un procedimiento con las características de la reivindicación 1 y una 50 disposición a partir de un juego de tornillos y un cilindro de tensado de tornillo hidráulico con las características de la reivindicación 5.

De este modo se indican soluciones técnicas que son adecuadas para el uso de procedimientos de tensado de tracción y de este modo especialmente también para el uso en la fijación o unión de componentes constructivos 55 cargados de forma dinámica, por ejemplo en el ámbito de construcciones de acero. El juego de tornillos propuesto permite un pretensado que se puede dosificar de manera exacta. La longitud de sección de rosca del tornillo que sobresale por fuera de la tuerca es al menos igual que 0, 5 veces el diámetro exterior de rosca del tornillo. Una longitud de sección de rosca de este tipo ofrece una longitud de soporte suficiente para el uso de un procedimiento de pretensado que funciona exclusivamente con tracción. Un procedimiento de este tipo en conexión con un 60 dispositivo de tensado de rosca se conoce por ejemplo por el documento DE 10 2005 015 922 A1.

Resulta ventajoso que como consecuencia del diámetro reducido del vástago del tornillo se produce una distribución mejorada de la tensión por la longitud del tornillo o del perno roscado. Además se produce una relación de longitudes de sujeción más favorable.

En el marco del procedimiento indicado se disponen el tornillo y la tuerca de tal modo que con la tuerca apoyada de forma indirecta o directa con respecto al componente constructivo queda una longitud de sección de rosca del tornillo que sobresale por fuera de la tuerca de al menos 0, 5 veces el diámetro exterior de rosca del tornillo. Preferiblemente la longitud de sección de rosca del tornillo que sobresale de la tuerca asciende al menos a 0, 6

veces el diámetro exterior de rosca, o es igual que el diámetro exterior de rosca o mayor que el diámetro exterior de rosca.

Mediante una herramienta de tensado de un cilindro de tensado de tornillo hidráulico que se engancha en la dirección longitudinal con arrastre de forma en los pasos de rosca que sobresalen de la tuerca se realiza el tensado del tornillo, experimentando su sección de vástago de diámetro reducido un ajuste de longitud. Por tanto el procedimiento y la disposición a partir del juego de tornillos y el cilindro de tensado de tornillo hidráulico se caracterizan por aplicar un cilindro de tensado de tornillo que presenta una pieza base y la herramienta de tensado que se puede mover de manera longitudinal con respecto a la pieza base bajo una presión hidráulica, de modo que la pieza base se apoya de forma indirecta con respecto al componente constructivo que se va a unir o fijar de modo que se solapa con la tuerca. Esto último se consigue mediante el uso de una arandela cuyo diámetro es mayor que el mayor diámetro de la tuerca, por lo que en el lado exterior de la arandela hay espacio suficiente para un apoyo fijo del cilindro de tensado de tornillo hidráulico.

Una configuración adicional prevé que la cabeza del tornillo presente una sección poligonal y una sección redonda. En este caso se puede prescindir del uso de una arandela adicional en la zona de la cabeza del tornillo.

A continuación se explican ejemplos de realización haciendo referencia a los dibujos. En éstos muestran:

la figura 1, en una representación en perspectiva una unión por bridas con varios juegos de tornillos pretensados;

la figura 2, una representación en perspectiva adicional de la unión por bridas;

la figura 3, una sección longitudinal a través de un juego de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para unir o fijar dos bridas (7, 8) utilizando una unión roscada pretensable con alta resistencia, mediante un giro de una tuerca (2) de la unión roscada con respecto a un tornillo (1) que presenta de forma sucesiva una sección de rosca de cabeza en contacto con la brida (8) , una sección de rosca de vástago y una sección de rosca que lleva la tuerca, siendo el diámetro de vástago (d) en la sección de vástago (3) igual o menor que el diámetro de rodadura, disponer el tornillo (1) y la tuerca (2) de modo que con la tuerca (2) apoyada de forma indirecta o directa con respecto a la otra brida (7) queda una longitud de sección de rosca (L) del tornillo (1) que sobresale por fuera de la tuerca (2) en al menos 0, 5 veces el diámetro exterior de rosca (D) del tornillo, colocar un cilindro de tensado de tornillo (20) que presenta una pieza base (21) y una herramienta de tensado (22) que se puede mover de manera longitudinal con respecto a la pieza base, de modo que la pieza base (21) se apoya de forma indirecta con respecto a la otra brida (7) de modo que se solapa con la tuerca (2) , apoyándose la pieza base (21) exclusivamente sobre una arandela (30) dispuesta entre la brida (7) y la tuerca (2) cuyo diámetro es mayor

que el mayor diámetro de la tuerca (2) y que ofrece una superficie de contacto para el cilindro de tensado de tornillo (20) , tensar el tornillo (1) mediante la herramienta de tensado (22) que se engancha axialmente con arrastre de forma en la sección de rosca que sobresale de la tuerca (2) ajustando la longitud de su sección de vástago (3) y girando al mismo tiempo y/o a continuación la tuerca (2) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por disponer el tornillo y la tuerca de modo que la longitud de sección de rosca (L) del tornillo (1) que sobresale de la tuerca es al menos igual a 0, 6 veces el diámetro exterior de rosca (D) del tornillo, preferiblemente al menos igual que el diámetro exterior de rosca (D) .

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por utilizar una tuerca (2) que presenta una sección poligonal (10) y una sección redonda (11) , presentando la sección redonda (11) en su lado inferior una superficie anular plana (12) cuyo radio exterior es igual o mayor que la medida entre vértices de la pieza poligonal (10a) .

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por utilizar una tuerca que es una tuerca altamente resistente estandarizada.

5. Disposición a partir de un juego de tornillos (1, 2) y un cilindro de tensado de tornillo hidráulico (20) para el

tensado axial del juego de tornillos (1, 2) , presentando el juego de tornillos (1, 2) para conseguir una unión 35 pretensable con alta resistencia:

- un tornillo (1) con, de manera sucesiva, una sección de cabeza en contacto con una brida (8) , una sección de vástago y una sección de rosca,

- una tuerca (2) soportada por la sección de rosca (4) con una pieza poligonal,

- una arandela (30) dispuesta entre otra brida (7) y la tuerca (2) , presentando el cilindro de tensado de tornillo (20) :

- una pieza base (21) que se apoya de forma indirecta con respecto a la otra brida (7) de modo que se solapa con la tuerca (2) y que se apoya exclusivamente sobre la arandela (30) , cuyo diámetro es mayor que el mayor diámetro de la tuerca (2) y que ofrece una superficie de apoyo para el cilindro de tensado de tornillo;

- una herramienta de tensado (22) que mediante un sistema hidráulico se puede mover de manera longitudinal con respecto a la pieza base (21) que se engancha axialmente con arrastre de forma en la sección de rosca del tornillo (1) que sobresale de la tuerca (2) ajustando la longitud de su sección de vástago (3) ,

- una rueda de accionamiento (23) integrada en el cilindro de tensado de tornillo que para girar la tuerca (2) está adaptada a su pieza poligonal,

siendo el diámetro de vástago (d) en la sección de vástago (3) igual o menor que el diámetro de rodadura, siendo la longitud de sección de rosca (L) del tornillo (1) que sobresale por fuera de la tuerca (2) al menos igual a 0, 5 veces el diámetro exterior de rosca (D) del tornillo (1) con la tuerca (2) apoyada de forma indirecta con respecto a la otra brida (7) .