Dispositivo de brazo separado para aseguramiento de un elemento de unión roscada.

El dispositivo consiste esencialmente en una pieza sustancialmente rígida que tiene una primera porción de pieza, medios de retención axial del elemento de unión incorporados en esa primera porción y medios convencionales de fijación (3) de la pieza a una superficie de fijación (6). La primera porción de pieza forma un hueco de manera que una vez que la cabeza (5) del elemento de unión se introduce en el interior del hueco se evita la rotación del elemento de unión roscada (4) sobre su propio eje (función de antirrotación).Los medios de retención axial se oponen a la abertura del hueco por el cual se introduce la cabeza (5) del elemento de unión (4) de manera que una vez montada la pieza sobre la cabeza del elemento de unión se evita el movimiento axial del elemento de unión (función de retención)

Dispositivo de brazo separado para aseguramiento de un elemento de unión roscada.

Objeto de la invención

La presente invención, según se expresa en el enunciado de la presente memoria descriptiva, tiene por objeto proporcionar un dispositivo de aseguramiento de un elemento de unión roscada.

Se entiende por elemento de unión roscada el elemento de acoplamiento de dos superficies para el que la fijación se realiza por alguna tuerca y elementos auxiliares de fijación. Por tanto cabe considerar como elementos de unión roscada a efectos de esta patente un bulón, un tornillo o un perno.

El aseguramiento consiste en proporcionar los medios de instalación adecuados a la unión roscada para que en caso de que falle la fijación del elemento de unión roscada, ésta mantenga sus funciones intactas, al menos durante un periodo de tiempo permitido hasta corregir el fallo.

Bajo las definiciones anteriores, el objeto de esta patente es proporcionar un aseguramiento al elemento de unión roscada con la doble función de que una vez instalado el dispositivo en la unión roscada, el dispositivo por si mismo: evite la rotación del elemento de unión sobre su propio eje (función de antirrotación) y evite que el elemento de unión se salga de su instalación o se mueva axialmente (función de retención), en el caso de que fortuitamente los respectivos elementos de fijación de la unión roscada como tuercas o arandelas fallen, permitiendo el funcionamiento de la unión roscada en modo de fallo seguro, es decir manteniendo el elemento de unión en su posición correcta y con sus funciones intactas en caso de fallo.

También es objeto de esta patente proporcionar un dispositivo que cumpliendo las funciones indicadas sea fácil de fabricar e instalar.

Campo técnico de la invención

El dispositivo de aseguramiento de la presente invención pertenece al grupo de dispositivos de aseguramiento de elementos de unión roscada del tipo que se denomina "de brazo separado".

Esta clase de dispositivos de aseguramiento se distinguen de otras dos clases de dispositivo de aseguramiento de elementos de unión roscada que se denominan "estructurales" y "de brazo integrado" respectivamente.

En los dispositivos "de brazo separado", que son los que tiene por objeto la presente invención, el aseguramiento del elemento de unión se realiza enteramente por el propio dispositivo. Sin embargo, los dispositivos "estructurales" o los "de brazo integrado", requieren de la colaboración de algún elemento ajeno al dispositivo. Así, los dispositivos "de brazo integrado" requieren de diseños especiales de los elementos de unión, normalmente en la cabeza del elemento de unión, siendo la propia cabeza del elemento la que realiza las funciones de antirrotación y de retención. De otra parte, los dispositivos "estructurales" se definen como aquellos que requieren de diseños especiales en elementos diferentes del elemento de unión, como mecanizados de los herrajes o de las superficies de la unión.

La presente invención tiene aplicación en cualquier sector de la industria en donde se utilicen elementos de unión roscada como bulones, tornillos o pernos y sea crucial evitar su rotación y su movimiento axial en la dirección del eje del elemento de unión. De este modo, el dispositivo de la presente invención tiene aplicación preferente en elementos instalados en uniones articuladas como herrajes de giro sometidos a cargas estructurales que en su funcionamiento pueden provocar la pérdida de la tuerca o situaciones que hacen que el elemento de unión comience a rotar, al margen de que exista una tuerca.

Así, por ejemplo el dispositivo tiene aplicación en la industria pesada, en la industria automotriz, en la industria ferroviaria, en la industria aeronáutica o similares.

En particular, la presente invención fue concebida para la industria aeronáutica, más precisamente para añadir un elemento de seguridad a la unión de los herrajes de giro y actuadores en las superficies de control de los aviones.

Estado de la técnica anterior a la invención

Actualmente, se conocen los siguientes documentos de patente que recogen dispositivos de aseguramiento de elementos de unión roscada de tipo "de brazo separado".

El documento GB 129553 describe una chapa que evita la rotación de una tuerca que fija un bulón, dicha chapa se dispone entre la tuerca y la superficie a la que se fija el bulón, a modo de arandela. Además, la chapa posee una porción con un orificio por el cual pasa el vástago del bulón y unas orejetas que, una vez fijada la tuerca, se doblan para apretar la tuerca a fin de evitar su rotación. También posee una segunda porción, que puede ser doblada y de esta manera, por rozamiento queda fijada a la superficie a la que se fija el bulón, consiguiendo evitar la rotación de la tuerca. Pero el documento GB 129553 no describe ni sugiere un dispositivo de doble funcionalidad, antirrotación y retención, y no serviría para retener un elemento de unión roscada en movimiento axial en la dirección del eje del elemento de unión.

El documento DE 9413342 U describe una chapa o placa antirrotación que pretende solucionar el problema de la reutilización de este tipo de placas, puesto que antiguamente se fijaban a la superficie a la que se fija el elemento de unión con adhesivos. Para ello define, no solo un orificio principal, sino también un segundo orificio por el cual se hace pasar un tornillo para fijarlo a la superficie de la unión. Para llevar a cabo esta fijación la placa se dobla en forma de "V", dejando el orificio principal en un plano distinto y no paralelo al orificio más pequeño que se usa para fijar la placa con el tornillo. Este documento tampoco describe ni sugiere un dispositivo de doble funcionalidad, antirrotación y retención, y no serviría para retener un elemento de unión en movimiento axial en la dirección del eje del elemento de unión.

El documento DE 3313540 describe una placa sustancialmente circular con un lóbulo (25) que posee propiedades elásticas, de tal manera que fija elásticamente el bulón, por su tuerca o por su cabeza, para evitar su rotación. Así, el principio de funcionamiento de dicho dispositivo tiene relación directa con las propiedades elásticas del dispositivo y no se trata de una pieza rígida, como el descrito por la presente invención.

El documento GB 2138912 A describe un elemento anillar que se utiliza para inmovilizar tuercas, que posee un orificio para el paso del vástago del bulón, unas orejetas emergentes hacia el lado de la tuerca y que a su vez poseen en su extremo libre unos labios que, una vez apretado el elemento anillar por impacto axial con una herramienta especial, aprietan lateralmente la tuerca y una orejeta hacia el lado opuesto, es decir el lado de la pieza a asegurar que, cuando se aprieta el elemento anillar con la herramienta especial, fija dicho elemento anillar a la pieza a asegurar de manera que por fricción evita el movimiento rotacional de la tuerca. Este documento solo describe un dispositivo antirrotación y no describe, ni sugiere una doble funcionalidad, antirrotación y retención, y tampoco serviría para retener un bulón en movimiento axial en la dirección del eje del elemento de unión.

Por último, los documentos FR 554054 y FR 470026 describen elementos de fijación conformados por un anillo que funciona de manera similar a una arandela estándar. El documento FR 554054 claramente define un anillo que se coloca entre la cabeza del bulón y la superficie a la que se fija y que posee un saliente para cada lado de tal manera que, además, se hace necesario realizar una muesca en la pieza a asegurar de manera que el saliente que mira hacia la pieza a asegurar se encastre en dicha muesca y el saliente que mira hacia el lado opuesto haga tope contra la cabeza del bulón, de manera tal que entre ambos salientes y la muesca evitan la rotación del bulón. Y el documento FR 470026 describe una chapa con cuatro orificios por donde ajustan cuatro tornillos a la tuerca y con una orejeta (5) saliente que está en el mismo plano que el resto de la chapa y que se dobla para sujetar lateralmente la tuerca.

Sin embargo, estos seis documento existentes en la técnica anterior no se ocupan de los casos en los cuales el elemento de unión debe cumplir su funcionalidad en caso de rotura o pérdida de la tuerca, evitando la rotación sobre su eje y el movimiento axial sobre el eje, y por lo tanto, no resuelven todas las posibles opciones de funcionamiento.

En...

1. Un dispositivo de brazo separado para aseguramiento de un elemento de una unión roscada (4) como un bulón, tornillo o perno, cuya cabeza (5) del elemento de unión tiene una forma sustancialmente prismática y sección transversal poligonal, particularmente hexagonal, el dispositivo se caracteriza porque consiste esencialmente en una pieza sustancialmente rígida que comprende:

- una primera porción de pieza que comprende un hueco que permite el paso y la ubicación con juego de la cabeza del elemento de unión, de forma que al menos una zona de al menos una cara lateral de la cabeza del elemento de unión contacta con el interior del hueco de la primera porción de pieza cuando el elemento de unión tiende a girar sobre su propio eje una vez que la cabeza del elemento de unión se introduce en el interior del hueco, de manera que una vez montada la pieza sobre el elemento de unión se evita el movimiento de rotación del elemento de unión sobre su propio eje al contactar la cara lateral de la cabeza del elemento de unión con el borde del hueco;

- medios de retención axial en un sentido del elemento de unión incorporados en la primera porción de pieza, de manera que una vez montada la pieza sobre la cabeza del elemento de unión, queda retenido el movimiento axial en el sentido de aflojarse del elemento de unión; y

- medios convencionales de fijación (3) mediante los cuales se inmoviliza la pieza sustancialmente rígida a una superficie de fijación (6) del dispositivo.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, caracterizado porque consiste esencialmente en una pieza sustancialmente rígida que comprende:

- una primera porción (1) de chapa que comprende al menos dos orejetas (7, 7') sustancialmente planas y paralelas y a una distancia entre ellas definida por el contorno poligonal de la cabeza del elemento de unión, con el que contactan evitando su rotación, con una holgura tal que permite el juego de la cabeza (5) del elemento de unión (4) a través del espacio que queda entre las orejetas (7, 7') en dirección sustancialmente paralela a la superficie de las orejetas;

- medios de retención axial del elemento de unión que consisten en una chapa o placa de retención (8), que se conecta a las orejetas (7, 7') de la primera porción de placa, sustancialmente plana y perpendicular a las orejetas que constituye el elemento de retención axial del elemento de unión, de manera que una vez montada la pieza sobre la cabeza (5) del elemento de unión (4), su movimiento de traslación en un sentido de la dirección del eje del elemento de unión queda retenido;

- una segunda porción (9) de chapa o placa de fijación para la fijación del dispositivo a la superficie de fijación (6) que cuenta con un orificio para un tornillo y medios convencionales de fijación (3), siendo la superficie de esta segunda porción de placa sustancialmente paralela a la superficie de la placa de retención (8); y

- una tercera porción (10) de chapa de extensión entre la placa de retención (8) y la segunda porción (9) de chapa que consiste esencialmente en un tramo que se extiende en una superficie con una inclinación relativa respecto a la placa de retención (8) de chapa y respecto a la segunda porción (9) de chapa.

3. El dispositivo de la reivindicación 1, caracterizado porque consiste esencialmente en una pieza sustancialmente rígida que comprende:

- una primera porción (2) que comprende una placa anti-rotación (11) sustancialmente plana en la que se realiza un vaciado (12) con la forma del polígono de la cabeza (5) del elemento de unión, con una holgura tal que permite el juego de dicha cabeza a través del vaciado en dirección perpendicular a la superficie de la placa;

- medios de retención axial del elemento de unión que comprenden al menos una orejeta (13) que se dispone doblada con forma angular y extendiéndose en dirección hacia el interior de la placa anti-rotación (11) hasta una distancia tal que retenga axialmente el paso del elemento de unión por contacto con la cabeza (5) de dicho elemento de unión (4);

- una segunda porción (14) de chapa o placa de fijación del dispositivo a la superficie de fijación (6) que cuenta con un orificio para un tornillo y medios complementarios de fijación, siendo la superficie de esta segunda porción de chapa sustancialmente paralela a la superficie de la placa anti-rotación (11) de la primera porción de chapa; y

- una tercera porción (15) de chapa o placa de extensión entre la primera placa anti-rotación (11) y la segunda porción (14) de chapa que consiste esencialmente en un tramo que se extiende en una superficie con una inclinación relativa respecto a la placa anti-rotación (11) de chapa y respecto a la segunda porción (14) de chapa.

4. Método de instalación del dispositivo descrito en la reivindicación 2, caracterizado porque una vez instalado el elemento de unión roscada (4) con su tuerca y elementos auxiliares correspondientes, la instalación del dispositivo comprende las siguientes etapas:

- colocar el dispositivo sobre la cabeza (5) del elemento de unión, de manera que las orejetas (7, 7') permanezcan en contacto con las correspondientes caras laterales de la cabeza de unión y con la cabeza del elemento de unión en el hueco resultante; y

- fijar la chapa a la superficie de fijación del dispositivo, con los medios de fijación convencionales.

5. Método de instalación del dispositivo descrito en la reivindicación 3, caracterizado porque una vez instalado el elemento de unión con su tuerca y elementos auxiliares correspondientes, la instalación del dispositivo comprende las siguientes etapas:

- pasar la cabeza del elemento de unión por el vaciado de la primera porción de placa; y

- fijar la chapa a la superficie de fijación, con los medios de fijación convencionales.