Elemento para introducir a presión en un componente constructivo no perforado o preperforado, así como procedimiento para la fabricación de un elemento para introducir a presión.

Elemento (10; 10'; 10") para introducir a presión en un componente constructivo no perforado o preperforado,

enespecial una pieza (60) de chapa, presentando el elemento para introducir a presión, una cabeza (12) con una superficie(15) anular que se vuelve hacia el componente constructivo, y un cuello que sobresale de la superficie (15)anular, es decir, de la cara (14) de apoyo del componente constructivo, presentando la cabeza, además, un resalto(18) de forma anular, que rodea el cuello a distancia radial, y sobresale de la superficie anular, y presentando elcuello un anillo (20) de retención cuyo vértice (22) tiene una distancia (a) axial a la superficie (15) anular, que esmayor que la distancia (b) axial del vértice del resalto de forma anular, a la superficie anular que está situada dentrode este resalto y, con este y con el anillo (20) de retención, forma una escotadura (26) que aloja material del compo10nente (60) constructivo,

caracterizado porque el extremo (34) frontal libre del cuello (16), es decir, el extremo que está más alejado de lacabeza (12), está configurado como sector punzonador, estando configurada de preferencia la arista (36) circular delcuello (16), exterior radial en el extremo (34) frontal libre, como arista cortante viva, porque en el cuello (16) estánprevistos nervios (30) de aseguramiento contra torsión, porque los nervios de aseguramiento contra torsión se extienden en direcciones paralelas al eje (32) longitudinal central del elemento (10; 10'; 10") para introducir a presión, yporque los nervios (30) de aseguramiento contra torsión, en sus extremos vueltos hacia la cabeza (12), terminan enel anillo (20) de retención del cuello (16).

Elemento para introducir a presión en un componente constructivo no perforado o preperforado, así como procedimiento para la fabricación de un elemento para introducir a presión

La presente invención se refiere a un elemento para introducir a presión, y a un procedimiento para introducir a presión en un componente constructivo no perforado o preperforado, en especial una pieza de chapa, así como a un procedimiento para la fabricación de un elemento semejante para introducir a presión.

Elementos para introducir a presión son conocidos, por ejemplo, por el documento EP 0678679 B1. Allí se reivindica un elemento que se puede insertar en una pieza de chapa, el cual se compone de un vástago y de una cabeza conformada en aquel de una sola pieza, presentando el elemento en su cara inferior que sirve como superficie de apoyo, campos cóncavos cerrados periféricamente, así como al menos una depresión dispuesta en forma espiral alrededor del vástago. La depresión de forma espiral está formada de preferencia por una garganta de rosca y, por consiguiente, limitada también por una espira de rosca que se puede concebir como un anillo de retención. El elemento se puede realizar como elemento de tuerca o como elemento de perno. El elemento descrito allí se ha acreditado en la práctica, pero no es incondicionalmente apropiado para la aplicación con piezas de chapa muy gruesas, por ejemplo, con una chapa de 4 mm o más de grueso.

Se conoce, además, una variante modificada del elemento, por el documento EP 0958100 B1, y allí precisamente en forma de un elemento de perno, que, por autopunzonado, se puede introducir en una pieza de chapa, pero que también se puede introducir en una chapa preperforada. El elemento es apropiado en especial para insertarlo en chapas relativamente delgadas, es decir, de hasta unos 2 mm de espesor. La configuración del elemento en la zona de la cabeza, corresponde ampliamente a la configuración del elemento según el documento EP 0678679 B1 antes citado.

En este punto se debe indicar, además, el documento WO 94/01688 que expone una pieza para introducir a presión, como elemento de unión, en forma de un perno, de un tornillo o de un portador de rosca interior que actúa como una tuerca, y precisamente para conseguir una junta con una pieza de chapa, resistente a la extracción por presión y a la torsión. En este caso, el elemento presenta una cabeza de mayor diámetro con una superficie de apoyo en lo esencial radial respecto al eje longitudinal, con un vástago de menor diámetro que sobresale por un lado en dirección axial más allá de la superficie de apoyo y, en la zona de acuerdo entre cabeza y vástago, una estricción radial abierta hacia fuera, concéntrica al eje longitudinal, como espacio anular para el alojamiento del material de la chapa. La estricción radial abierta hacia fuera, se forma mediante un resalto anular que se extiende en dirección radial, y rodea el vástago.

En todos los elementos conocidos arriba explicados, el material de la chapa se incorpora radialmente en una depresión anular o garganta de rosca, formada por el resalto anular o la espira de rosca, mediante una matriz dispuesta por debajo de la pieza de chapa, cuya matriz tiene una configuración especial para efectuar este flujo de material, es decir, en la depresión anular abierta y, en su caso, en los campos cóncavos. Este proceder es practicable absolutamente en piezas de chapa de hasta 2, 5 ó 3 mm. Pero cuando la pieza de chapa es claramente más gruesa, no es posible, o apenas lo es, conducir material de la chapa a la correspondiente depresión anular radial, mediante la acción de una matriz.

Por los documentos WO 95/27147, WO 82/02579 y GP 0 856 670 también se conocen elementos para introducir a presión según el preámbulo de la reivindicación 1.

Es misión de la presente invención poner remedio y prever un elemento que se pueda utilizar también en una pieza gruesa de chapa, es decir, se pueda emplear con espesores de chapa de 3 mm o más (pero en su caso, también en piezas más finas de chapa) , pero cuidar sin embargo de que el material de la pieza de chapa se pueda meter a presión en una depresión anular correspondiente del elemento, sin hacer necesaria una configuración especial de la matriz. Además, el elemento se debe de realizar autopunzonando, y también debe de hacer posible, además, una buena resistencia a la torsión respecto a la pieza de chapa, cuando el elemento esté configurado como elemento de tuerca o como elemento de perno.

Para la solución de esta misión se propone según la invención un elemento para introducir a presión en un componente constructivo no perforado o preperforado, en especial una pieza de chapa, según la reivindicación 1.

En el elemento para introducir a presión, según la invención, la cabeza del elemento se equipa, para eso, con un resalto de forma anular que al meter a presión el elemento en la pieza de chapa, se cuida automáticamente de que al material de la pieza de chapa se meta a presión en la escotadura formada entre este resalto y el anillo de retención del cuello del elemento. Puesto que el resalto se pone en contacto directamente con la superficie de la pieza de chapa, y por cierto contiguo a la escotadura, tan sólo es necesario un movimiento de material relativamente limitado, para llenar la escotadura con material de la chapa, y producir de este modo la resistencia a la extracción por presión. Además, se lleva a cabo esta deformación del material sin hacer necesaria una forma especial de la matriz. Únicamente es necesario apoyar la pieza de chapa en la cara frontal plana de una matriz, para producir el movimiento de material por presión sobre la cabeza del elemento y, por tanto, sobre la superficie de la pieza de chapa.

El resalto de forma anular en la cabeza del elemento, puede subdividir la citada cara de apoyo del componente constructivo, en una superficie anular radial exterior que normalmente forma la superficie de apoyo de la chapa, y en una superficie anular radial interior, limitando o formando juntamente la superficie anular radial interior, la citada escotadura, y pudiendo servir asimismo como superficie adicional de apoyo. Pero este diseño no es forzosamente necesario. El resalto de forma anular, que rodea el cuello a distancia, también se podría prever radialmente exterior, en la cabeza, con lo que la superficie de la cabeza, situada radialmente dentro del resalto de forma anular, forma la superficie de apoyo de la chapa y, al mismo tiempo, limita la citada escotadura.

Según la invención en el cuello están previstos nervios de torsión que se extienden en direcciones paralelas al eje longitudinal central del elemento para introducir a presión, terminando gradualmente aquellos en sus extremos vueltos hacia la cabeza, en el anillo de retención del cuello. Es especialmente favorable cuando el elemento presenta nervios de aseguramiento contra torsión, que se extienden en dirección axial, y que al meterse a presión en la pieza de chapa, forman ranuras en la pared del orificio de la pieza de chapa, y proporcionan un aseguramiento necesario contra torsión. En este caso el elemento para introducir a presión está fabricado de manera que mediante una matriz apropiada para trabajo en frío, se desplaza material de un cuello cilíndrico inicial en dirección de la cabeza, y precisamente en varios puntos discretos alrededor del cuello, de manera que entre estos puntos queden nervios de aseguramiento contra torsión, y el material así desplazado forma segmentos anulares del anillo de retención. De este modo se configura un anillo de retención interrumpido a trechos. A causa de la longitud axial elegida de los nervios de aseguramiento contra torsión, que se pueden extender, por ejemplo, a lo largo de la mitad de la longitud del cuello (no debiendo verse en ningún caso esta declaración como limitativa, puesto que los nervios de aseguramiento contra torsión también pueden ser más largos o más cortos) , los segmentos anulares del anillo de retención, se pueden configurar con una medida radial que rebase claramente la medida radial de los nervios de aseguramiento contra torsión. En los puntos de los nervios de aseguramiento contra torsión, el anillo de retención está entonces configurado menos pronunciado, es decir, en estos puntos hay que establecer depresiones en el anillo de retención, pero que no perturban después, sino únicamente dan la impresión de que el anillo de retención está interrumpido en los puntos correspondientes. Incluso estos puntos interrumpidos pueden producir un aseguramiento adicional contra... [Seguir leyendo]

1. Elemento (10; 10’; 10”) para introducir a presión en un componente constructivo no perforado o preperforado, en especial una pieza (60) de chapa, presentando el elemento para introducir a presión, una cabeza (12) con una superficie (15) anular que se vuelve hacia el componente constructivo, y un cuello que sobresale de la superficie (15) anular, es decir, de la cara (14) de apoyo del componente constructivo, presentando la cabeza, además, un resalto

(18) de forma anular, que rodea el cuello a distancia radial, y sobresale de la superficie anular, y presentando el cuello un anillo (20) de retención cuyo vértice (22) tiene una distancia (a) axial a la superficie (15) anular, que es mayor que la distancia (b) axial del vértice del resalto de forma anular, a la superficie anular que está situada dentro de este resalto y, con este y con el anillo (20) de retención, forma una escotadura (26) que aloja material del componente (60) constructivo, caracterizado porque el extremo (34) frontal libre del cuello (16) , es decir, el extremo que está más alejado de la cabeza (12) , está configurado como sector punzonador, estando configurada de preferencia la arista (36) circular del cuello (16) , exterior radial en el extremo (34) frontal libre, como arista cortante viva, porque en el cuello (16) están previstos nervios (30) de aseguramiento contra torsión, porque los nervios de aseguramiento contra torsión se extienden en direcciones paralelas al eje (32) longitudinal central del elemento (10; 10’; 10”) para introducir a presión, y porque los nervios (30) de aseguramiento contra torsión, en sus extremos vueltos hacia la cabeza (12) , terminan en el anillo (20) de retención del cuello (16) .

2. Elemento para introducir a presión según la reivindicación 1, caracterizado porque la cara (14) de apoyo del componente constructivo, está subdividida en una superficie (17) anular radial exterior y en una superficie (15) anular radial interior, que están dispuestas radialmente dentro o fuera del resalto (18) de forma anular.

3. Elemento para introducir a presión según la reivindicación 1, caracterizado porque los nervios (30) de aseguramiento contra torsión se extienden aproximadamente a lo largo de la mitad de la longitud axial del cuello (16) .

4. Elemento para introducir a presión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los nervios de aseguramiento contra torsión están dispuestos regularmente en el cuello, alrededor del eje longitudinal central.

5. Elemento para introducir a presión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el extremo (34) frontal libre del cuello (16) , presenta una depresión (38) cónica, con un ángulo del cono incluido relativamente plano, que está situado, por ejemplo, en la gama entre 170º y 90º.

6. Elemento (10) para introducir a presión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está configurado como elemento hueco que, en su caso, está provisto con una rosca (39) interior.

7. Elemento para introducir a presión según una de las reivindicaciones 1 a 5 precedentes, caracterizado porque el elemento (10’) para introducir a presión está configurado como elemento (10’) de perno y presenta un vástago (40) que está dispuesto en la cara de la cabeza (12) , más alejada del cuello (16) , y/o en la cara frontal del cuello, más alejada de la cabeza (12) , presentando el vástago (50) un diámetro menor que el diámetro exterior del cuello (16) .

8. Elemento para introducir a presión según la reivindicación 7, caracterizado porque el vástago (40; 50) está provisto con una rosca (39”; 39’”) exterior.

9. Elemento para introducir a presión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el anillo de retención está configurado como un anillo de retención interrumpido a trechos.

10. Componente ensamblado compuesto de un elemento para introducir a presión según una de las reivindicaciones precedentes y de una pieza de chapa, caracterizado porque el resalto (18) de forma anular que sobresale de la superficie anular, está metido a presión en la superficie (62) de la pieza (60) de chapa, y porque el material (64) desplazado de este modo, se encuentra en la escotadura (26) , y porque los nervios (30) de aseguramiento contra torsión, que están previstos radialmente por fuera en el cuello, están dispuestos en correspondientes ranuras (66) de aseguramiento contra torsión en la pared (68) del orificio de la pieza (60) perforada de chapa.

11. Componente ensamblado según la reivindicación 10, caracterizado porque el espesor de la pieza (60) de chapa en la zona de la colocación del elemento para introducir a presión, corresponde aproximadamente a la distancia (c) entre la citada superficie (15) anular de la cabeza, y el extremo (34) frontal libre del cuello (16) , es decir, a la longitud axial del cuello.

12. Procedimiento para la fabricación de un elemento para introducir a presión según alguna de las reivindicaciones 1 a 8 precedentes, configurándose el anillo (20) de retención por desplazamiento axial de material del cuello (16) , y antes del desplazamiento del material del cuello para configurar el anillo de retención, se mecaniza la cabeza en una prensa de forja en frío, para configurar el resalto de forma anular, caracterizado porque, para configurar el anillo de retención, se configuran los nervios de aseguramiento contra torsión, durante el desplazamiento de material del cuello.

13. Procedimiento para la colocación del elemento para introducir a presión según alguna de las reivindicaciones 1 a 9 precedentes, en una pieza de chapa perforada o preperforada, caracterizado porque mediante la configuración del cuello con un sector punzonador en el extremo libre del cuello, se utiliza este sector para perforar una pieza de chapa no perforada, o en caso de una pieza de chapa perforada, calibrar el tamaño del orificio.