Procedimiento para la fijación de un elemento de unión sobre una pieza y componente que comprende una pieza con un elemento de unión fijado sobre la misma.

Procedimiento para la fijación de un elemento de unión que permite la conexión

, con aumento de la fricción, exenta de juego y reversible, de las piezas a ensamblar, sobre una pieza metálica, comprendiendo el elemento de unión una lámina metálica, que en sus superficies de ensamblaje presenta unas partículas de material duro, que mediante una fase de unión metálica se fijan sobre la lámina metálica, caracterizado por que el elemento de unión se fija sobre la pieza metálica mediante soldadura formándose unos puntos de soldadura delimitados localmente, de forma segura para el montaje y el transporte.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/005773.

Solicitante: ESK CERAMICS GMBH & CO. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: MAX-SCHAIDHAUF-STRASSE 25 87437 KEMPTEN ALEMANIA.

Inventor/es: MEYER, JURGEN, BURTSCHE,DANIEL, SCHREINER,SVEN, BERGER,FRANZ.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > B23K26/00 (Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte o taladrado)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS... > F16B2/00 (Sujeciones de presión por fricción que se pueden soltar (para cables o cuerdas, p. ej. mordazas para cables, F16G 11/00; soportes para tubos, para cables o para conductos protectores F16L 3/00))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/22 (Soldadura por puntos)

PDF original: ES-2487507_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la fijación de un elemento de unión sobre una pieza y componente que comprende una pieza con un elemento de unión fijado sobre la misma.

ALCANCE DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento para la fijación de un elemento de unión, que permite la conexión reversible, con aumento de la fricción y exenta de juego, de las piezas a ensamblar, sobre una pieza asi como un componente que comprende una pieza metálica y un elemento de unión fijado sobre la misma mediante unos puntos de soldadura delimitados localmente, de forma segura para el montaje y el transporte. Dichos componentes son aptos para la unión por arrastre de fuerza, con aumento de la fricción, exenta de juego y reversible, de las piezas a ensamblar.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Las uniones con arrastre de fuerza se emplean frecuentemente en todos los ámbitos de la construcción de maquinaria, de instalaciones y de vehículos, para la transmisión de fuerzas transversales o pares. La magnitud de la fuerza a transmitir respectiva depende, además de las particularidades constructivas, principalmente del valor de la fricción estática (factor de adherencia) de las superficies del componente unidas entre sí. Por lo tanto es deseable prever la adopción de medidas para aumentar la fricción en dichas uniones por arrastre de fuerza, a fin de poder transmitir de una forma segura las fuerzas transversales y pares lo más grandes que sea posible.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Se conoce la utilización de unas capas intermedias que incrementen la fricción para aumentar las fuerzas de adherencia en las uniones roscadas y en las uniones por apriete. El documento EP 961 38 B1 da a conocer un elemento de unión para la unión reversible, con aumento de la fricción y exenta de juego, de las piezas a ensamblar. El elemento de unión comprende una lámina de acero elástica, que en su superficie presenta unas partículas de un tamaño determinado, que mediante una fase de unión se fijan a la lámina elástica. Las partículas son de un material duro, preferentemente de diamante, nitruro de boro cúbico, óxido de aluminio, carburo de silicio o carburo de boro. La resistencia propia de la lámina es por lo menos tan alta como la resistencia propia de las piezas a ensamblar y la fase de unión tiene una resistencia por lo menos equivalente a la de las superficies a ensamblar de las piezas.

Sin embargo, al realizar el montaje del elemento de unión descrito en el documento EP 961 38 B1 pueden surgir algunos problemas. Una forma de realización frecuente del elemento de unión que incrementa la fricción del documento EP 961 38 B1 son los anillos planos o discos troquelados que, al realizar el montaje de la respectiva unión por arrastre de fuerza, se introducen manualmente. Este procedimiento resulta engorroso y comporta además el riesgo de que una plantilla de dichas características (en la mayoría de los casos de sólo ,1 mm de espesor aprox.) se pierda inadvertidamente antes de haberse ensamblado definitivamente la unión.

Un montaje previo al suministro de los componentes no es posible con el elemento de unión según EP 961 38 B1. El elemento de unión según EP 961 38 B1 apenas puede distinguirse a simple vista de los componentes metálicos sin recubrimiento, ya que la superficie es en aprox. un 9% de niquelado químico. Por lo tanto, para el personal de montaje a veces puede resultar dificultoso detectar la presencia real del elemento de unión imprescindible para la seguridad del funcionamiento de la unión completa. Ello puede conllevar unos riesgos considerables para la seguridad. Por ejemplo, en los motores de vehículos se montan engranajes en el sistema de accionamiento cigüeñal-árbol de levas con dichos elementos de unión. Un fallo de la unión roscada, que es habitual en estos casos, puede originar la destrucción total espontánea del motor.

Como solución se ensayó un pegado del elemento de unión sobre una de las superficies de ensamblaje de las piezas a unir. Ello exige unas superficies absolutamente limpias, exentas de aceite y secas, que en la construcción de motores cuesta mucho de asegurar. Los restos de pegamento perjudican además el mecanismo de transmisión de fuerza característico de las capas intermedias que incrementan la fricción según EP 961 38 y, en el caso de tener que realizar reparaciones, dificultan el restablecimiento de una unión que se ha deshecho intencionadamente.

Para poder satisfacer los requisitos exigidos en lo relativo a la imperdibilidad del elemento de unión, en el documento DE 11 47 627 A1 se propone un elemento de unión que presenta una superficie del componente dispuesta fuera de las superficies de ensamblaje del elemento de unión, que está conformada de tal modo que presenta una característica elástica o de muelle, que permite una fijación reversible del elemento de unión sobre una pieza a ensamblar. La superficie del componente está configurada preferentemente en forma de bandera que sobresale de la superficie de ensamblaje o en forma de elemento de apriete. Con dichos elementos de unión es posible realizar un montaje previo manual.

Sin embargo, la solución propuesta en el documento DE 11 47 627 A1 adolece del inconveniente de que el manejo de los elementos de unión con las banderas/elementos de apriete que sobresalen resulta dificultoso, con lo que se origina un riesgo de sufrir daños durante los inevitables pasos de la manipulación en todo el proceso de realización así como en los procesos de logística y montaje siguientes. Debido a que aumentan las necesidades de espacio

durante el proceso de recubrimiento y así mismo al realizar el embalaje y durante el transporte, se originan unos costes superiores para el elemento de unión.

A partir del documento DE 1 45 31 A1 se conoce una unión soldada de hierro dúctil con acero, como por ejemplo de una horquilla directriz de hierro dúctil con un material en bruto de acero, en el que como material de aporte de soldadura se aplica un material metálico entre un primer componente de hierro dúctil y un segundo componente de acero. El material metálico contiene níquel con una concentración entre 22 y 32%. En este caso, como procedimiento de soldadura se emplea un procedimiento de soldadura por fricción o un procedimiento de soldadura por láser. En el procedimiento de soldadura por fricción se aplican primeramente unos recubrimientos por rociado sobre la base de níquel antes de la unión de los componentes. En el procedimiento de soldadura por láser, las partes no recubiertas se unen con un material autofluyente, que contiene aproximadamente un 7% de níquel, mediante soldadura por láser. En el procedimiento descrito en el documento DE 1 45 31 A1 se origina una costura de soldadura o zona de oruga a lo largo de la superficie de unión. Sin embargo, dichas costuras de soldadura o zonas de oruga sobre las superficies del componente afectarían negativamente a la unión con arrastre de fuerza de dichos componentes.

OBJETIVO DE LA INVENCION

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención, superando los inconvenientes del estado de la técnica, es permitir la fijación de un elemento de unión con aumento de la fricción, ya de por sí conocido, de forma segura para el montaje y el transporte, debiéndose permitir además un montaje automatizado del elemento de unión, sin mermar las características funcionales del elemento de unión, es decir crear una unión de piezas que sea reversible, con arrastre de fuerza, con aumento de la fricción y exenta de juego.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

El objetivo mencionado anteriormente se obtiene mediante un procedimiento para fijar un elemento de unión sobre una pieza metálica según la reivindicación 1, un componente que comprende una pieza metálica... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la fijación de un elemento de unión que permite la conexión, con aumento de la fricción, exenta de juego y reversible, de las piezas a ensamblar, sobre una pieza metálica, comprendiendo el elemento de unión una lámina metálica, que en sus superficies de ensamblaje presenta unas partículas de material duro, que mediante una fase de unión metálica se fijan sobre la lámina metálica, caracterizado por que el elemento de unión se fija sobre la pieza metálica mediante soldadura formándose unos puntos de soldadura delimitados localmente, de forma segura para el montaje y el transporte.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la soldadura se realiza mediante una soldadura por láser.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que para la soldadura por láser se emplea un equipo de soldadura por láser de cuerpo sólido Nd:YAG.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 3, caracterizado por que para la soldadura por láser se emplea un láser pulsante con una longitud de onda de 9 a 12 nm, preferentemente de más de 1 nm.

5. Procedimiento según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de unión, antes de la soldadura, se poslclona sobre la pieza metálica y se aprieta, preferentemente con una fuerza de apriete de 2 a 1 N.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la soldadura se realiza mediante una soldadura por puntos de resistencia.

7. Procedimiento según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de unión se fija sobre la pieza metálica mediante un número impar de puntos de soldadura, preferentemente de 3 a 7 puntos de soldadura.

8. Componente que comprende una pieza metálica y un elemento de unión fijado sobre la misma mediante puntos de soldadura delimitados localmente, de forma segura para el montaje y el transporte, permitiendo el elemento de unión la unión reversible, con aumento de la fricción y exenta de juego, de las piezas a ensamblar, y una lámina metálica, que en sus superficies de ensamblaje presenta unas partículas de material duro, que mediante una fase de unión metálica se fijan sobre la lámina metálica.

9. Procedimiento o componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la lámina metálica del elemento de conexión presenta un espesor < ,2 mm, preferentemente ,1- ,2 mm.

1. Procedimiento o componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la lámina metálica del elemento de unión es una lámina de acero elástica, preferentemente de un acero con una resistencia a la tracción de 35-185 N/mm2, más preferentemente de 8-16 N/mm2.

11. Procedimiento o componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las partículas de material duro del elemento de unión se seleccionan entre el grupo compuesto por los carburos, nitruros, boruros, diamante, Si2 y AI2O3, preferentemente entre el grupo compuesto por el diamante, el carburo de silicio y el carburo de boro.

12. Procedimiento o componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las partículas de material duro del elemento de unión presentan un tamaño de grano de 6 a 8 pm y preferentemente un tamaño medio del grano D5 en el rango de 8 a 35 pm.

13. Procedimiento o componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la fase de unión metálica del elemento de unión es una capa de niquelado químico producida por galvanotecnia.

14. Procedimiento o componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la fase de unión metálica del elemento de unión presenta un espesor de la capa que es Inferior al tamaño medio del grano de la partícula de material duro.

15. Procedimiento o componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza metálica, sobre la que se fija el elemento de unión, es de un material de fundición, acero, aluminio, de una aleación de aluminio o de un metal sinterizado.

16. Utilización de un componente según por lo menos una de las reivindicaciones 8 a 15 para la unión reversible, con aumento de la fricción y con arrastre de fuerza, de las piezas a ensamblar en la construcción de maquinaria, instalaciones y vehículos.