Por qué dos accionamientos distintos están uno junto a otro en la misma tapa

Las dos respuestas, y por qué la segunda es la interesante

La respuesta más votada es la honesta y vale la pena conservarla. Hay muchas razones, dice, y pocas son de ingeniería: el costo del elemento de fijación, la comunidad con otras piezas del mismo proveedor, lo que haya disponible en la región donde se fabrica el componente. Termina con una frase que reconocerá cualquiera que haya desarmado un coche: la facilidad de desmontaje es una de las últimas cosas que se consideran, si es que se considera.

La segunda respuesta es la que explica la tapa de distribución. Se usan accionamientos distintos para valores de par distintos aunque cualquiera de ellos soportaría el par máximo, y la razón no tiene nada que ver con el elemento de fijación:

Léalo como una declaración de diseño y no como una queja. A la huella se le ha dado un segundo trabajo. No solo transmite par, sino que codifica la herramienta para la unión, de modo que el atornillador ajustado al valor equivocado físicamente no encaja. Es prevención de errores hecha con geometría, y la persona a la que protege nunca lee un plano.

Por qué la huella está libre para llevar un mensaje

Esto solo funciona por una asimetría en cómo están redactadas las normas, y se ve en una sola tabla. La ISO 14579 abarca los tornillos de cabeza cilíndrica con huella hexalobular de M2 a M20, y para cada tamaño de rosca indica un solo número de huella:

Una fila, sin alternativas. Dentro de una familia de accionamiento, el tamaño de la huella no es una variable libre: es función de la rosca. No se pueden poner dos tamaños hexalobulares distintos en dos tornillos M8 y seguir dentro de la norma, así que no se puede usar el tamaño de la huella para indicar nada a un operario.

Entre familias no hay nada fijado. Dos tornillos M8, uno con huella hexalobular n.º 45 y otro con triple cuadrado, no incumplen ninguna norma, figuran en la misma tabla de tamaños de rosca y tienen la misma clase de resistencia. La familia de accionamiento es el único campo de ese tornillo que ninguna norma ha reclamado, y un campo que nadie ha reclamado es un campo donde se puede escribir.

Qué promete y qué no promete la norma de la huella

Algo que conviene saber antes de apoyarse en una huella como clave. La ISO 10664 regula la forma, las dimensiones básicas, la curvatura del perfil y la verificación con calibres de la huella del tornillo, e ISO indica que está pensada para la inspección de la huella y no como norma de fabricación. No dice nada de la herramienta. Buscamos una norma general de puntas hexalobulares y no encontramos ninguna, lo que se desarrolla en la huella está normalizada y la punta no.

Así que la codificación funciona en el sentido que importa en una línea de producción, donde las herramientas se eligen y controlan, y funciona mucho peor en un taller, donde la punta del cajón es lo que un fabricante de herramientas decidió que fuera. Que es más o menos la queja con la que empezó el autor.

El accionamiento para el que no encontraba vaso

El triple cuadrado es donde resulta incómodo escribir con honestidad, porque no pudimos encontrar una norma publicada para él. La búsqueda devuelve vendedores de herramientas en lugar de organismos de normalización; describen 12 salientes equidistantes, cada uno terminado en un ángulo interior de 90°, frente a los 60° de un doce puntas convencional, y señalan que es habitual en tornillos de culata y piezas de transmisión de BMW, Opel, Mercedes y el grupo Volkswagen. Es una descripción de nivel de proveedor, no un apartado de norma, y esta página la trata como tal.

Este sitio tiene otro caso de familia de accionamiento en el que la suposición de que un nombre identifica una forma falla por completo: dos accionamientos Y distintos. Y lo que de verdad limita cuánto par puede transmitir una huella, que es una cuestión distinta de a qué familia pertenece, está en qué limita el accionamiento.

Qué resolver antes de que una segunda familia de accionamiento llegue al plano

• Si la segunda familia lleva información. Si está ahí para codificar un valor de par, esa intención solo existe en la cabeza de alguien mientras no se escriba. La pieza no dice por qué es distinta
• Quién tiene la herramienta. El montaje está controlado, el servicio normalmente no, y la población que tiene que desmontar el elemento de fijación es mayor y está peor equipada que la que lo monta
• Si se puede citar una norma. Si no, el plano tiene que llevar la geometría o una pieza con nombre, porque el nombre de una familia por sí solo no es una especificación
• Si la huella está de todos modos cerca de su límite. La codificación solo es gratis si la huella a la que se cambió todavía transmite el par, y en tamaños pequeños el accionamiento es lo primero que deja de ser una elección libre. Vea el orden se invierte por debajo de cierto tamaño

Y la advertencia de la respuesta más votada es la adecuada para terminar. Muchas de estas decisiones no son decisiones de ingeniería en absoluto, e incluso las que lo son no se tomaron pensando en la persona que tiene el juego de vasos en la mano.

Este artículo trata el paso 4: accionamiento. El orden completo es sustrato, rosca, cabeza, accionamiento, acabado y documentación. El artículo inglés Specifying a screw explica por qué alterarlo genera retrabajo.

Preguntas frecuentes

¿Por qué un mismo conjunto usaría dos tipos de accionamiento?

La mejor explicación que se ofrece en la publicación original es la prevención de errores. Se usan accionamientos distintos para valores de par distintos, aunque cualquiera soportaría el máximo, para que un operario con varios atornilladores preajustados no pueda poner el atornillador equivocado en el tornillo equivocado. La huella cumple un segundo trabajo como clave. La misma publicación enumera también razones que no son de ingeniería: el costo del elemento de fijación, la comunidad con piezas del mismo proveedor y lo que haya disponible donde se fabrica el componente.

¿Puedo usar dos tamaños de huella para distinguir dos valores de par?

No dentro de una misma familia de accionamiento. La ISO 14579 asigna a cada tamaño de rosca un único número de huella hexalobular, de modo que un M8 lleva el n.º 45 y no hay segunda opción. El tamaño de la huella es función de la rosca y no una variable que usted controle. Lo que no está restringido es la familia de accionamiento, ya que nada impide que dos tornillos M8 lleven familias distintas, y por eso es la familia, y no el tamaño, lo que termina llevando el mensaje.

¿Existe una norma publicada para el triple cuadrado, o XZN?

No pudimos encontrarla. La búsqueda devuelve vendedores de herramientas en lugar de organismos de normalización; describen 12 salientes equidistantes, cada uno terminado en un ángulo interior de 90 grados, frente a 60 grados en un doce puntas convencional, y lo asocian con tornillos de culata y de transmisión de fabricantes alemanes. Es una descripción de nivel de proveedor, y esta página no la eleva a la categoría de apartado de norma. Si un plano depende de la geometría, el plano tiene que incluirla o nombrar una pieza concreta.

¿Una huella normalizada significa que mi punta encajará?

No. La ISO 10664 abarca la huella del tornillo, su forma, dimensiones básicas, curvatura del perfil y verificación con calibres, e ISO indica que está pensada para la inspección de la huella y no como norma de fabricación. No regula la herramienta, y no encontramos ninguna norma general de puntas hexalobulares. Por eso la codificación funciona en una línea donde las herramientas están controladas y mucho peor en un taller.

¿La familia de accionamiento es realmente libre, o algo la restringe?

Ninguna norma la restringe, pero la unión sí. Una huella solo puede codificar un valor de par si la familia a la que se cambia todavía transmite ese par, y cuánto puede transmitir una huella lo determinan su propia geometría y la cabeza en la que está, no la rosca. Por debajo de aproximadamente M3 esa restricción llega primero y el accionamiento deja de ser una elección libre.

Referencias

• ISO 14579:2011 — tornillos de cabeza cilíndrica con huella hexalobular; apartado 1 objeto y tabla 1, que da el número de huella para cada tamaño de rosca de M2 a M20
• ISO 10664:2014 — huella hexalobular para pernos y tornillos; la huella, no la herramienta
• r/AskEngineers — la publicación donde empezó todo, incluida la respuesta sobre prevención de errores y la advertencia que la precede

La ISO 14579:2011 se leyó en la vista previa en PDF de acceso público, que contiene completos el apartado 1 y la tabla 1; los números de huella citados aquí proceden de esa tabla, donde M14 y M18 figuran entre paréntesis como tamaños no preferentes. El material sobre la ISO 10664 procede de nuestra página anterior, que leyó esa norma de la misma manera. El triple cuadrado se recoge solo a nivel de proveedor y nada más: buscamos un número ISO o DIN y encontramos vendedores de herramientas en lugar de organismos de normalización, de modo que los 12 salientes, el ángulo interior de 90 grados y la asociación con tornillos de motor y transmisión de fabricantes alemanes se describen aquí como descripciones de proveedores y no se citan como requisitos. La explicación de la prevención de errores es la mejor respuesta que dio un ingeniero en la publicación original, no una declaración de ningún fabricante de vehículos, y esta página no pretende saber por qué Volkswagen tomó las decisiones que tomó. No encontramos ninguna medición publicada sobre si la codificación por familia de accionamiento reduce realmente las uniones mal apretadas, así que no se afirma nada de eso. El número de catálogo ISO se tomó de la ruta de la URL de la vista previa y se confirmó con una segunda fuente.