Elemento funcional para su montaje en una pieza de chapa, componente ensamblado fabricado a partir de éste y procedimiento para montar el elemento funcional en una pieza de chapa.

1. Elemento funcional (10) para su montaje en una pieza de chapa,

tal como, por ejemplo, un elemento de tuerca(10) o un elemento de perno con una parte de cuerpo (12) o una parte de cabeza que hace transición hacia un tramocilíndrico (20), caracterizado porque

el elemento funcional no presenta una brida anular, sino que la transición de la parte de cabeza (12) o la parte decuerpo hacia el tramo (20) está formada por una superficie al menos sustancialmente cónica (16) que hacetransición directamente hacia la parte de cabeza (12) o la parte de cuerpo y forma una superficie de asiento parauna zona cónica correspondiente (42) de una pieza de chapa (40) que presenta una abertura,

varios tetones de seguridad antigiro están previstos en la superficie cónica del elemento funcional, se extienden enun plano axial por toda la longitud de la superficie cónica y están distribuidos uniformemente alrededor del ejelongitudinal del elemento funcional,

los tetones de seguridad antigiro se extienden en dirección axial a lo largo de al menos una parte de la longitud axialdel tramo cilíndrico (20),

el extremo frontal libre del tramo cilíndrico (20) está configurado preferiblemente como un tramo troquelado ydespués de montar el elemento funcional en una pieza de chapa se puede desplazar en dirección axial el materialde los tetones de seguridad antigiro que se extienden a lo largo del tramo cilíndrico (20) para formar en los lugaresde ubicación de los tetones de seguridad antigiro unos salientes de material que se extienden radialmente haciafuera y que vienen a quedar situados en la zona del borde de la abertura de la pieza de chapa prevista.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08009248.

Solicitante: PROFIL VERBINDUNGSTECHNIK GMBH & CO. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: OTTO-HAHN-STRASSE 22-24 61381 FRIEDRICHSDORF ALEMANIA.

Inventor/es: BABEJ, JIRI, HOESSRICH,WOLFGANG.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B23P19/06 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B23 MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO EN OTRO LUGAR.B23P OTROS PROCEDIMIENTOS PARA EL TRABAJO DEL METAL NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR; OPERACIONES MIXTAS; MAQUINAS HERRAMIENTAS UNIVERSALES (dispositivos para el copiado o el control B23Q). › B23P 19/00 Máquinas que efectúan simplemente el montaje o la separación de piezas metálicas u objetos entre ellos o de piezas metálicas con piezas no metálicas, implicando o no esto una cierta deformación; Herramientas o dispositivos a este efecto en la medida en que no estén previstos en otras clases (herramientas manuales en general B25). › Máquinas para colocar o retirar los tornillos o las tuercas.
  • F16B37/06 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16B DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS O LAS PARTES DE LAS MAQUINAS, p. ej. CLAVOS, CLAVIJAS, TUERCAS, TORNILLOS, BULONES, ANILLOS QUE FORMAN RESORTE, ABRAZADERAS, BRIDAS, GRAPAS, CUÑAS; UNIONES O ARTICULACIONES (acoplamientos para la transmisión de mecanismos de rotación F16D). › F16B 37/00 Tuercas o piezas similares con entradas de rosca (clavijas para paredes F16B 13/00). › por soldadura o remachado.

PDF original: ES-2434093_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Elemento funcional para su montaje en una pieza de chapa, componente ensamblado fabricado a partir de éste y procedimiento para montar el elemento funcional en una pieza de chapa La presente invención concierne a un elemento funcional para su montaje en una pieza de chapa, como, por

ejemplo, un elemento de tuerca o un elemento de perno con una parte de cuerpo o una parte de cabeza que hace transición hacia un tramo cilíndrico, así como a un componente ensamblado fabricado a partir del elemento funcional y una pieza de chapa, y a un procedimiento para montar el elemento funcional en una pieza de chapa.

Un elemento funcional de la clase citada al principio es ofrecido por la firma Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG, Friedrichsdorf, Alemania, bajo la designación EMF, en forma de un elemento de tuerca.

Con este elemento, que presenta una brida anular, se puede montar un componente en la pieza de chapa por el lado de ésta que queda alejado de la brida anular, específicamente por medio de un perno de atornillamiento que engrana con la rosca del elemento de tuerca y que afianzan el componente y la pieza de chapa uno contra otra. Un elemento funcional semejante con una brida anular se desprende de la patente US-A-5, 564, 873. El elemento EMF se monta en una pieza de chapa por medio del procedimiento que se ha descrito en el documento EP-A-0 713 982

en relación con las figuras 16 y 17 de éste, estando reivindicado este procedimiento por separado en la solicitud divisionaria europea correspondiente EP-A-0 922 866. Se conoce también un elemento funcional de la clase citada al principio en forma de un elemento de perno, concretamente en forma del llamado elemento de perno SBF de la firma Profil Verbintungstechnik GmbH & Co. KG, que se ha descrito, entre otros documentos, en la patente alemana 3447006 junto con el procedimiento de montaje correspondiente. Tanto el elemento EMF como el elemento SBF han dado muy buenos resultados en la práctica. En el elemento EMF se deforma la pieza de chapa solamente en grado poco importante y, en la zona de montaje del elemento funcional, esta pieza se mantiene al menos sustancialmente en el mismo plano que el material de chapa circundante.

Por el contrario, en el perno SBF se genera una cavidad redondeada en la pieza de chapa y esto conduce a un amarre relativamente rígido del elemento de perno en la pieza de chapa.

El problema de la presente invención consiste en prever un elemento funcional que asegure un amarre especialmente rígido en la pieza de chapa, de modo que se puedan transmitir a la pieza de chapa a través del elemento no sólo fuerzas de tracción y de compresión, sino también fuerzas transversales y fuerzas de cizalladura, debiendo presentar el amarre una larga vida útil incluso bajo esfuerzos alternativos y no teniendo tendencia a la formación de fisuras de fatiga. Asimismo, la invención pretende crear un componente ensamblado constituido por el

elemento funcional y una pieza de chapa, que presente propiedades correspondientes, y proporcionar un procedimiento de montaje del elemento funcional que asegure un montaje de alto valor cualitativo del elemento funcional en la pieza de chapa, sin que sea especialmente complicado y costoso en su realización.

En esta solicitud el término "elemento funcional" tiene su significado normal y los ejemplos de tales elementos funcionales son elementos de fijación, tales como elementos de tuerca o elementos de perno, que hacen posible el 35 montaje de otro componente en una pieza de chapa. Sin embargo, el término abarca también todas las clases de elementos huecos que sirven, por ejemplo, para recibir piezas enchufadas o como apoyo giratorio para un árbol, así como también todos los elementos que están provistos de una parte de vástago, por ejemplo para recibir una pinza o para el apoyo giratorio de una pieza hueca.

Para resolver el problema se prevé según la invención un elemento funcional de la clase citada al principio que está

provisto de las particularidades caracterizadoras de la reivindicación 1. Por tanto, el elemento funcional según la invención se caracteriza porque el elemento funcional no presenta ninguna brida anular, sino que la transición de la parte de cuerpo o la parte de cabeza al tramo está formada por una superficie al menos sustancialmente cónica que hace transición directamente a la parte de cuerpo o la parte de cabeza y forma una superficie de asiento para una zona cónica correspondiente de 45 una pieza de chapa que presenta una abertura,

varios tetones de seguridad antigiro están previstos en la superficie cónica del elemento funcional, se extienden en un plano axial por toda la longitud de la superficie cónica y están distribuidos uniformemente alrededor del eje longitudinal del elemento funcional,

los tetones de seguridad antigiro se extienden en dirección axial a lo largo de al menos una parte de la longitud axial 50 del tramo cilíndrico,

el extremo frontal libre del tramo cilíndrico está configurado preferiblemente como un tramo troquelado y

después del montaje del elemento funcional en una pieza de chapa se puede desplazar en dirección axial el material de los tetones de seguridad antigiro que se extienden a lo largo del tramo cilíndrico para formar en los lugares de ubicación de los tetones de seguridad antigiro unos salientes de material que se extienden radialmente hacia fuera y que vienen a quedar situados en la zona del borde de la abertura de la pieza de chapa prevista.

En la reivindicación 4 se indica un componente ensamblado correspondiente.

El procedimiento según la invención se desprende de la reivindicación 7. El ángulo incluido del cono de la superficie 5 cónica está situado preferiblemente en el intervalo comprendido entre 80º y 120º y vale especialmente 90º.

En aras de una exposición más completa, se deberá aludir también brevemente al documento DE-A-3835566 que muestra un elemento funcional que no presenta ninguna brida anular. Sin embargo, el elemento no presenta tampoco ninguna superficie cónica, sino una especie de superficie de asiento de chapa con unas ranuras de seguridad antigiro muy marcadas que se extiende en la dirección longitudinal. En el elemento allí mostrado es 10 problemático el hecho de que es necesaria una considerable conformación de la chapa que conduce a un acusado adelgazamiento de la pieza de chapa en la zona del amarre del elemento, que está completamente embutido en la pieza de chapa. Asimismo, debido al considerable grado de conformación de la chapa en la zona del reborde del remachado, la pieza de chapa tiene tendencia a la formación de fisuras. La invención se explica seguidamente con más detalle ayudándose de ejemplos de realización y haciendo referencia a los dibujos, que muestran en las figuras 1 a 3 una forma de realización de un elemento de tuerca no reivindicada aquí y en las figuras 4 a 7 una forma de realización de un elemento de perno no reivindicada aquí, mientras que las figuras 8 a 11 se ocupan de un elemento de tuerca según la invención, concerniendo la explicación de las figuras 1 a 7 a los elementos funcionales con brida anular y siendo de ayuda esta explicación para la compresión del elemento según las figuras 8 a 11 sin brida anular. Concretamente, las figuras muestran:

La figura 1, un elemento funcional en forma de un elemento de tuerca que se ha seccionado parcialmente en dirección axial,

la figura 2, una representación esquemática de una pieza de chapa que está preparada para recibir el elemento funcional de la figura 1,

la figura 3, un componente ensamblado que está formado por el elemento funcional de la figura 1 y la pieza de 25 chapa de la figura 2,

la figura 4, un alzado lateral de un elemento funcional en forma de un elemento de perno que se ha seccionado parcialmente en dirección longitudinal,

la figura 5, un alzado frontal del elemento de perno de la figura 4 según la dirección de la flecha V de la figura 4,

la figura 6, una representación en perspectiva del elemento de perno de las figuras 4 y 5,

la figura 7, una representación parcialmente seccionada de un componente ensamblado que está formado por el elemento de perno de las figuras 4 a 6 y una pieza de chapa correspondiente a la figura 2,

la figura 8, una vista tomada desde el lado inferior de un elemento funcional según la invención,

la figura 9, un alzado lateral del elemento funcional de la figura 8, en donde se ha seccionado la mitad izquierda de la representación en dirección axial y se muestra el elemento por encima de una pieza de chapa que es troquelada y 35 atravesada por dicho elemento,

la figura 10, una situación de ensamble después... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Elemento funcional (10) para su montaje en una pieza de chapa, tal como, por ejemplo, un elemento de tuerca (10) o un elemento de perno con una parte de cuerpo (12) o una parte de cabeza que hace transición hacia un tramo cilíndrico (20) , caracterizado porque el elemento funcional no presenta una brida anular, sino que la transición de la parte de cabeza (12) o la parte de cuerpo hacia el tramo (20) está formada por una superficie al menos sustancialmente cónica (16) que hace transición directamente hacia la parte de cabeza (12) o la parte de cuerpo y forma una superficie de asiento para una zona cónica correspondiente (42) de una pieza de chapa (40) que presenta una abertura,

varios tetones de seguridad antigiro están previstos en la superficie cónica del elemento funcional, se extienden en un plano axial por toda la longitud de la superficie cónica y están distribuidos uniformemente alrededor del eje longitudinal del elemento funcional,

los tetones de seguridad antigiro se extienden en dirección axial a lo largo de al menos una parte de la longitud axial del tramo cilíndrico (20) ,

el extremo frontal libre del tramo cilíndrico (20) está configurado preferiblemente como un tramo troquelado y

después de montar el elemento funcional en una pieza de chapa se puede desplazar en dirección axial el material de los tetones de seguridad antigiro que se extienden a lo largo del tramo cilíndrico (20) para formar en los lugares de ubicación de los tetones de seguridad antigiro unos salientes de material que se extienden radialmente hacia fuera y que vienen a quedar situados en la zona del borde de la abertura de la pieza de chapa prevista.

2. Elemento funcional según la reivindicación 1, caracterizado porque el ángulo incluido (?) del cono de la superficie cónica está situado preferiblemente en el intervalo comprendido entre 80º y 120º y vale especialmente unos 90º.

3. Elemento funcional según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie cónica

(16) hace transición hacia el tramo de remachado (20) a través de una parte de cuello cilíndrica (18) , presentando preferiblemente la parte de cuello (18) una longitud axial que corresponde al menos aproximadamente al espesor de la chapa y que preferiblemente es algo mayor que éste.

4. Componente ensamblado constituido por un elemento funcional según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en forma de un elemento de tuerca (10) o un elemento de perno (110) , en combinación con una pieza de chapa que presenta una zona cónica (42) que corresponde a la superficie de asiento cónica del elemento funcional y presenta una abertura, caracterizado porque la zona cónica (42) de la pieza de chapa se aplica a la superficie de asiento cónica del elemento funcional y porque el material de los tetones de seguridad antigiro que se extienden a lo largo del tramo cilíndrico (20) ha sido desplazado en dirección axial y forma en los lugares de ubicación de los tetones de seguridad antigiro unos salientes de material que se extienden radialmente hacia fuera y que se aplican a la zona del borde de la abertura de la pieza de chapa prevista.

5. Componente ensamblado según la reivindicación 4, caracterizado porque el material de la chapa de la pieza de chapa (40) en la zona cónica (42) está acoplado por complementariedad de forma con los apéndices de seguridad antigiro.

6. Componente ensamblado según cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque se emplea un material que se ha obtenido de los apéndices de seguridad antigiro en el tramo cilíndrico del elemento y que se aplica a los lugares de ubicación de las características de seguridad antigiro en la zona del borde de la abertura de la zona cónica de la pieza de chapa, y que encaja esporádicamente en ésta con acoplamiento de complementariedad de forma para, por un lado, conseguir una seguridad antigiro adicional en este lugar y, por otro lado, asegurar el elemento contra fuerzas de extracción o de expulsión en la pieza de chapa que actúen en la dirección que va del tramo cilíndrico (20) hasta la parte de cuerpo o la parte de cabeza del elemento funcional.

7. Procedimiento para montar un elemento funcional según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 o para fabricar un componente ensamblado según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque se confecciona en una pieza de chapa (40) una cavidad cónica (42) cuyo ángulo de cono (?) corresponde al menos sustancialmente al ángulo de cono (?) de la superficie cónica (16) del elemento funcional (10) , estando previsto en y concéntricamente a la cavidad cónica (42) un agujero (44) cuyo diámetro corresponde al menos sustancialmente al diámetro del tramo cilíndrico (20) del elemento funcional o es algo mayor que éste, porque se hace pasar el tramo

(20) del elemento funcional (10) a través del agujero (44) de la cavidad cónica (42) de la pieza de chapa de modo que la zona cónica de la cavidad cónica (42) venga a aplicarse aproximadamente a la superficie cónica (16) del elemento funcional, y porque el material de tetones de seguridad antigiro realzados previstos en el tramo cilíndrico del elemento funcional conduce a que, por desplazamiento del material en la dirección axial del tramo cilíndrico hacia la parte de cuerpo del elemento funcional - cuyo desplazamiento es provocado por la matriz empleada -, se formen unos salientes radiales que se presentan en los lugares de ubicación de los tetones de seguridad antigiro y se aplican a la zona del borde de la abertura de la protuberancia cónica de la pieza de chapa y preferiblemente encajan en ésta con acoplamiento de complementariedad de forma.


 

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