Método de fabricación de una tuerca por embutición progresiva de un fleje laminar metálico y tuerca resultante.

Método de fabricación de una tuerca por embutición progresiva de un fleje laminar metálico y tuerca resultante, en que dicho método comprende los pasos de:

- partiendo de un fleje laminar metálico de material y espesor adecuado, por embutición, realizar una pieza con una arandela de apoyo

(3), un domo (2) y una parte emergente (3) hexagonal, dicha pieza de espesor uniforme; y,

- por embutición progresiva en el interior de dicha parte emergente (1) hexagonal, desplazando material lateralmente desde las partes centrales (7) de dichas caras (4) a las zonas (7') de los vértices, crear un cilindro interior fileteado (5).

- realizar un tratamiento térmico de la pieza obtenida, tratamiento configurado para otorgarle una mayor resistencia a la pieza, especialmente un límite elástico Rp 0,2% de aproximadamente 1200 MPa y un límite mecánico RM de aproximadamente 1400 Mpa.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201300213.

Solicitante: ILLINOIS TOOL WORKS INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 3600 WEST LAKE AVENUE GLENVIEW, ILLINOIS 60026 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: ORTEGA DOÑA,Raúl.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL... > TRABAJO MECANICO O TRATAMIENTO DE CHAPAS, TUBOS,... > Fabricación de otros objetos especiales (fabricación... > B21D53/24 (de tornillos o de piezas estriadas similares)
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Método de fabricación de una tuerca por embutición progresiva de un fleje laminar metálico y tuerca resultante.

Fragmento de la descripción:

METODO DE FABRICACION DE UNA TUERCA POR EMBUTICION PROGRESIVA DE UN FLEJE LAMINAR METALICO Y TUERCA

RESULTANTE

CAMPO DE LA INVENCION

La presente invención tiene por objeto una tuerca y su método de fabricación, del tipo de las que se utilizan en la fijación de aplicaciones, que disponen de una valona, un domo de unión y un cuerpo emergente con fileteado interior y superficie exterior hexagonal para su apriete mediante una herramienta, con la particularidad de que el grueso del material se ha conseguido uniforme, con espesor de reducido tamaño, mejorando, al mismo tiempo, las propiedades mecánicas de la pieza.

ANTECEDENTES

Son conocidas tuercas semejantes a las de la invención que incorporan una arandela o base de apoyo de la que emerge una parte con exterior hexagonal y un cilindro de interior fileteado. Esto es, tuercas que incorporan en una única pieza una superficie ampliada de apoyo o arandela, una parte exterior hexagonal para el accionamiento con una herramienta y el tubo propiamente dicho que con interior fileteado permite la introducción de un tornillo de fijación de la aplicación. Este es el caso de por ejemplo, la patente europea EP2379896 o de DE4105541.

La patente US4281699 realiza una tuerca parecida en que la parte hexagonal exterior y el fileteado interior coinciden en la misma parte de la pieza. Este tipo de

construcciones consiguen una reducción de la altura total de la pieza pero a cambio de un notable peso de la misma. De hecho se debe proveer material para formar tanto el hexágono exterior como el fileteado interior que normalmente se terraja sobre la pieza ya moldeada.

Este tipo de tuercas pueden construirse por combinación de varias partes que se unen o a partir de un único material. En este último caso, se realizan a partir de alambres o tubos de diferentes grosores y de distinta naturaleza. Por ejemplo, de material de acero, acero inoxidable, niquel endurecido, zincado u otros materiales férricos; pudiendo recibir tratamientos de carbono, boro, térmicos, etc., para proporcionarles la dureza y resistencia adecuadas.

En general, el alambre o tubo es deformado en frió, en un proceso similar al empleado para la fabricación de tornillos y pernos, para proporcionarle tanto la forma exterior como la interior. Dependiendo del tamaño de la tuerca que se fabrica, se escoge el grosor del tubo o alambre de entrada. En este proceso de deformado en frió y posterior creación del fileteado se producen pérdidas de material y, en general, puede afirmarse que no se consigue optimizar el peso de la pieza resultante.

Es el principal objetivo de la presente invención el proporcionar una tuerca que esté optimizada en peso para reducir al minimo las pérdidas de material producidas en su proceso de fabricación, siendo otro de los fines perseguidos que la pieza sea mucho más ligera, incorporando mucho menos material.

Otro de los objetivos de la presente invención es que la tuerca, a pesar de ser mucho más ligera, mantenga o mejore sus propiedades mecánicas respecto de similares tuercas según la técnica conocida.

Estas y otras ventajas de la presente invención serán más evidentes a lo largo de la descripción de la misma.

BREVE EXPLICACION DE LA INVENCION

La presente invención describe una tuerca formada por una superficie laminar deformada que dispone de una base plana de apoyo que sin solución de continuidad se eleva en una zona aproximadamente semiesférica, tipo domo, de la que se eleva una forma exteriormente hexagonal y que en su interior dispone de un cilindro fileteado.

Esta tuerca tiene un espesor uniforme en toda su superficie menos en la parte hexagonal donde durante la creación de la pieza se ha producido un progresivo deslizamiento de material para formar la rosca interior cilindrica mientras se mantiene el exterior hexagonal.

Esta pieza y el método que la produce, parten no de un tubo o alambre de metal, sino de un fleje de banda plana y espesor uniforme. Las partes de la arandela y el domo se producen sin mayores complicaciones por deformación de dicha lámina original al igual que el hexágono exterior.

En este momento de fabricación de la pieza, existen todas las formas finales salvo el cilindro roscado

interior. En su lugar,

la pieza

presenta

también

un

interior hexagonal y un

espesor

uniforme

en toda

su

superficie. No se ha

producido

ninguna

pérdida

de

material en este proceso.

A continuación el método de fabricación de la tuerca de la invención realiza un proceso de embutición progresivo en que el material de la parte interior del hexágono de la tuerca es barrido o desplazado progresivamente, lateralmente, para formar la forma cilindrica y roscada tipica de la invención.

La pieza resultante puede incorporar los tratamientos adecuados para proporcionarle una mayor dureza y resistencia, por ejemplo de carbono, boro, térmicos, etc.

El resultado es una pieza ligera, realizada sin pérdida de material y que es uniforme en su espesor. Su parte roscada presenta diferentes espesores en relación con la posición de las caras hexagonales exteriores y el fileteado cilindrico interior.

Gracias al material formativo de la pieza y los eventuales tratamientos endurecedores recibidos, la pieza es cuando menos tan sólida o más que las de la técnica conocida, siendo aproximadamente un 60% más ligera, habiéndose de este modo obtenido todos los objetos inventivos perseguidos.

BREVE EXPLICACION DE LOS DIBUJOS

Para una mejor comprensión de la invención se acompañan dos hojas de dibujos, aportados a titulo meramente ilustrativo y no limitativo de la invención.

La figura 1 muestra una perspectiva de una tuerca semejante a la de la invención pero según la técnica conocida. Destacan el grosor de su pared, en la parte hexagonal, necesaria para formar dicha forma hexagonal 10 exterior y la rosca interior.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva de una tuerca realizada de acuerdo la presente invención, donde se aprecia, comparativamente, su fino espesor.

La figura 3 es una vista superior de la tuerca de la

figura anterior.

La figura 4 es un detalle esquemático de una etapa de

20 formación del cilindro interior roscado de la tuerca de la invención de las figuras anteriores, concretamente el de elaboración del cilindro fileteado interior de la

tuerca.

EXPLICACION DETALLADA DE LA INVENCION

Consiste la presente invención en método de fabricación de una tuerca y la tuerca resultante, del tipo de

tuercas que incorporan una base de apoyo y un perfil hexagonal exterior para la aplicación de una 30 herramienta, formada por una banda plana de espesor uniforme, por embutición, y que presenta una parte

emergente (1) , que sin solución de continuidad termina en una arandela de apoyo (3).

Esta parte emergente (1) tiene su exterior formando un hexágono, esto es, presentando seis caras (4), mientras que en su interior se encuentra un interior fileteado (5). El conjunto de la pieza es de espesor uniforme, concretamente el del fleje o banda laminar formativa de la misma; salvo esta parte emergente (1) donde el proceso de embutición progresiva que ha dado lugar al fileteado interior (5) y a la transformación de un tubo hexagonal, interior y exterior, en otro con su interior cilindrico, ha representado un desplazamiento de dicho material, de forma que el espesor de esta parte...

 


Reivindicaciones:

1.- METODO DE FABRICACION DE UNA TUERCA POR EMBUTICION PROGRESIVA DE UN FLEJE LAMINAR METALICO Y TUERCA RESULTANTE, del tipo de tuerca que incorporan una base de apoyo y un perfil hexagonal exterior para la

aplicación de una herramienta de apriete, CARACTERIZADO porque dicho método comprende los pasos de:

- partiendo de un fleje laminar metálico de material y espesor adecuado, por embutición, realizar una pieza con una arandela de apoyo (3) y una parte emergente (3) hexagonal, dicha pieza de espesor uniforme; y,

- por embutición progresiva en el interior de dicha

parte emergente (1) hexagonal, desplazando material

lateralmente desde las partes centrales (7) de dichas caras (4) a las zonas (7') de los vértices, crear un

interior fileteado (5).

- realizar un tratamiento térmico de la pieza obtenida, tratamiento configurado para otorgarle una mayor resistencia a la pieza.

2.- METODO DE FABRICACION DE UNA TUERCA POR EMBUTICION

PROGRESIVA DE UN FLEJE LAMINAR METALICO Y TUERCA

RESULTANTE, de acuerdo con la reivindicación anterior, CARACTERIZADO porque dicha embutición realiza una zona aproximadamente semiesférica de unión entre dicha arandela de apoyo (3) y dicha parte emergente (1), a modo de domo (2).

3.- METODO DE FABRICACION DE UNA TUERCA POR EMBUTICION

PROGRESIVA DE UN FLEJE LAMINAR METALICO Y TUERCA

RESULTANTE, de acuerdo con una cualquiera de las

reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque dicho tratamiento térmico del acero al carbono resulta en una pieza con un limite elástico Rp 0,2% de aproximadamente 1200 MPa y un limite mecánico RM de aproximadamente 1400 Mpa.

3.- TUERCA, del tipo que incorporan una base de apoyo y un perfil hexagonal exterior para la aplicación de una herramienta, realizada por el método de la reivindicación 1, CARACTERIZADA por presentar una parte emergente (1) que sin solución de continuidad termina en una arandela de apoyo (3) ; dicha parte emergente (1) tiene su exterior formando un hexágono, esto es, presentando seis caras (4), mientras que en su interior se encuentra un interior fileteado (5).

4.- TUERCA, según la reivindicación 3, CARACTERIZADA porque en la unión entre dicha arandela de apoyo (3) y dicha parte emergente (1) se encuentra una parte aproximadamente semiesférica, tipo domo (2).

5.- TUERCA, según una cualquiera de las reivindicaciones 3 y 4, CARACTERIZADA por estar realizada en un material reforzado, tal como acero al carbono tratado térmicamente, con limites elásticos Rp 0,2% de aproximadamente 1200 MPa y limite mecánico RM de aproximadamente 1400 Mpa.

6.- TUERCA, según la reivindicación 5, CARACTERIZADA porque es de espesor uniforme, concretamente el del fleje o banda laminar formativa de la misma, salvo en dicha parte emergente (1) donde el proceso de embutición

progresiva que ha dado lugar al fileteado interior (5) han determinado que el espesor de esta parte emergente (1) guarde relación con la posición relativa respecto del centro de dichas caras (4).