Elemento de sujeción hembra de autofijación, ensamblaje de la sujeción sellada y el panel y método de formación del mismo.

Un elemento de sujeción hembra de autofijación (20), que comprende:

Una parte de piloto anular (28) que tiene un orificio (32) que se extiende a través de una cara extrema anular(30) de dicha parte piloto (28);

una parte de flanco anular (34) que rodea dicha parte piloto (28) que tiene una cara de apoyo anular (36)generalmente plana paralela en general al plano de dicha cara extrema (30) de dicha parte piloto (28); yuna ranura anular (38) en dicha cara de apoyo (36) de dicha parte de flanco (34) que rodea a dicha parte piloto(28) incluyendo una pared inferior de la ranura (44) anular, una pared lateral interior de la ranura (40)adyacente a dicha parte piloto (28) y una pared exterior de la ranura (42) inclinada desde dicha pared inferiorde la ranura (44) anular hacia dicha parte piloto (28) que define una abertura limitada en dicha ranura anular(38) adyacente a dicha cara de apoyo anular (36) de dicha parte de flanco (34);

caracterizada por que

dicha pared inferior de la ranura (44) anular incluye una pluralidad de rebajes con forma de cuña (46)circunferencialmente separados que se extienden radialmente en general desde dicha pared interior de laranura (40) a dicha pared exterior de la ranura (42), teniendo cada rebaje (46) una pared inferior del rebaje (48)generalmente plana separada por debajo del plano de dicha pared inferior de la ranura (44) anular y paredeslaterales del rebaje (50) lineales opuestas que se extienden en general perpendiculares a dicha pared inferiorde la ranura (44) anular, y divergiendo dichas paredes laterales del rebaje hacia el exterior desde dicha paredlateral interior de la ranura (40) a dicha pared lateral exterior de la ranura (42), donde dichos rebajes con formade cuña (46) son más estrechos adyacentes a dicha parte piloto (28) que adyacentes a dicha parte del flancoanular (34).

Elemento de sujeción hembra de autofijación, ensamblaje de la sujeción sellada y el panel y método de formación del mismo 5

Campo de la invención La presente invención se refiere a elementos de sujeción hembra de autofijación, que incluyen particularmente tuercas perforantes, conjuntos de sujeción sellada y panel y métodos de formación del ensamblaje de la sujeción hembra sellada y panel.

Antecedentes de la invención Hay varios tipos de elementos de sujeción hembra de autofijación, que incluyen tuercas perforantes, que se pueden formar mediante extrusión en frío. Sin embargo, tales elementos de sujeción hembra generalmente no forman una unión sellada con un panel metálico, particularmente en paneles metálicos delgados tales como los usados actualmente en las industrias de automoción y electrodomésticos. Adicionalmente, las tuercas perforantes formadas mediante extrusión en frío no tienen generalmente suficiente resistencia al par para muchas aplicaciones, tales como las tuercas del cárter de aceite.

La técnica anterior incluye sujeciones hembra de autofijación formadas mediante extrusión en frío que incluyen una parte piloto anular central que tiene un orificio que se extiende a través de una cara extrema anular de la parte piloto, una parte de flanco anular que rodea a la parte piloto que tiene una cara de apoyo anular generalmente plana y una ranura anular en la cara de apoyo anular de la parte del flanco que rodea a la parte piloto. Durante la instalación de la sujeción al panel, la parte piloto es recibida a través de una abertura en el panel y una parte del panel que rodea a la abertura se deforma en la ranura anular. Cuando el elemento de sujeción hembra de autofijación es una tuerca perforante, la parte piloto se proyecta por encima de la cara de apoyo de la parte de flanco y la cara extrema de la parte piloto perfora una abertura en el panel. La técnica anterior incluye también varios medios anti rotación que incluyen rebajes y salientes en la parte inferior o paredes laterales de la ranura. Los ejemplos de tales sujeciones se pueden hallar en el documento EP 0 864 766 A y US 2001/010789 A. Sin embargo, tales medios anti rotación no son generalmente adecuados para paneles metálicos delgados y las tuercas perforantes no forman en general una unión sellada.

Hay, por lo tanto, una necesidad largamente sentida de un elemento de sujeción hembra de autofijación,

particularmente una tuerca perforante, que pueda formarse mediante técnicas de extrusión en frío que tenga suficiente resistencia al par particularmente con paneles metálicos delgados y que forme una unión sellada con el panel para aplicaciones que requieran una unión sellada, incluyendo, por ejemplo, tuercas del cárter de aceite y similares. El elemento de sujeción hembra de autofijación, el ensamblaje del elemento de sujeción hembra y el panel y el método de formación de una unión sellada de la presente invención consiguen estos objetivos en un elemento de sujeción hembra que puede formarse mediante técnicas convencionales de extrusión en frío.

Sumario de la invención Esta necesidad se satisface mediante la materia objeto de las reivindicaciones independientes 1 y 7. Como se ha 45 expuesto anteriormente, el elemento de sujeción hembra de autofijación de la presente invención se puede utilizar como una sujeción hembra autoperforante para formar una unión sellada entre la sujeción hembra y un panel metálico para aplicaciones que requieran una unión sellada, incluyendo, por ejemplo, una tuerca para cárter de aceite o un tapón para un contenedor de líquido. El elemento de sujeción hembra de autofijación de la presente invención puede formarse también mediante técnicas de extrusión en frío, pero proporciona una retención mejorada del elemento de sujeción hembra en un panel y una resistencia al par suficiente en un panel, incluyendo particularmente paneles metálicos relativamente delgados tales como los usados por las industrias de automoción y electrodomésticos. La configuración general de la sujeción hembra de autofijación de la presente invención incluye una parte piloto central anular que tiene un orificio que se extiende a través de una cara extrema anular de la parte piloto, una parte de flanco anular que rodea a la parte piloto que tiene una cara de apoyo anular generalmente plana 55 que es preferiblemente paralela, pero separada por debajo del plano de, la cara extrema de la parte piloto. Cuando el elemento de sujeción hembra de autofijación de la presente invención se usa como una tuerca perforante, la cara extrema de la parte piloto es también plana. El elemento de sujeción hembra de autofijación incluye también una ranura anular en la cara de apoyo de la parte del flanco que rodea a la parte piloto que incluye una pared inferior de la ranura anular, una pared lateral interior de la ranura, adyacente a la parte piloto, y una pared exterior de la ranura inclinada desde la pared inferior de la ranura anular hacia la parte piloto que define una abertura restringida a la ranura anular adyacente a la cara de apoyo de la parte de flanco. En una realización preferida, la pared lateral interior de la ranura está también inclinada desde la pared inferior de la ranura hacia la parte del flanco proporcionando una resistencia de empuje mejorada para el ensamblaje de la sujeción y el panel.

La pared inferior de la ranura anular del elemento de sujeción hembra de autofijación de la presente invención incluye una pluralidad de rebajes con forma de cuña circunferencialmente espaciados que se extienden en general radialmente, preferiblemente desde la pared interior de la ranura a la pared exterior de la ranura, cada uno teniendo una pared inferior separada por debajo del plano de la pared inferior de la ranura anular y paredes laterales lineales opuestas, preferiblemente extendiéndose en general perpendiculares a la pared inferior de la ranura anular, donde las paredes laterales rebajadas divergen hacia el exterior desde la pared lateral interior de la ranura a la pared lateral

exterior de la ranura que forma los rebajes con forma de cuña, donde los rebajes son más estrechos adyacentes a la parte piloto que adyacentes a la parte del flanco anular. Cuando los rebajes con forma de cuña circunferencialmente espaciados se extienden desde la pared lateral interior a la pared lateral exterior de la ranura, la pared inferior se segmenta de ese modo por los rebajes con forma de cuña. En una realización preferida, las paredes laterales rebajadas se definen mediante líneas paralelas tangentes a un círculo generado desde el orificio de la tuerca, donde la pared inferior de la ranura segmentada se define mediante paredes laterales del rebaje paralelas de los rebajes adyacentes y los rebajes tienen forma de cuña. En la realización descrita, la pared inferior de los rebajes es plana y separada por debajo de la superficie plana o superficies de la pared inferior de la ranura que es también plana.

El método de fijación de un elemento de sujeción hembra a un panel de la presente invención, donde el elemento de sujeción hembra se utiliza como una sujeción hembra autoperforante o tuerca perforante, incluye el accionamiento de la cara extrema plana de la parte piloto contra un panel metálico, perforando de ese modo una abertura a través del panel metálico y recibiendo la parte piloto a través de la apertura del panel, accionando a continuación una parte anular del panel que rodea la abertura contra la pared inferior de la ranura anular y contra las paredes inferiores rebajadas, deformando la parte del panel radialmente por debajo de las paredes laterales interior inclinada y exterior de la ranura anular y contra las paredes inferiores rebajadas, donde la parte del panel es recibida por debajo de las paredes laterales interior inclinada y exterior de la ranura y contra las paredes laterales rebajadas formando una instalación segura. En un método preferido de fijación de un elemento de sujeción hembra autoperforante a un panel, donde la unión formada entre el elemento de sujeción hembra y el panel se sella, el método incluye adicionalmente la deformación de una parte exterior de la cara extrema de la parte piloto radialmente hacia el

exterior y axialmente contra la parte del panel anular recibida en la ranura anular, sellando el ensamblaje. En la realización descrita, el elemento de sujeción hembra se fija a un panel con un elemento de troquelado o botón de troquelado que tiene un reborde anular y una abertura cilíndrica que recibe los recortes metálicos desde el panel. En el método descrito de ensamblaje, la abertura cilíndrica a través del botón de troquelado tiene un diámetro interno menor que el diámetro externo de la parte piloto, de modo que una parte externa... [Seguir leyendo]

1. Un elemento de sujeción hembra de autofijación (20) , que comprende:

Una parte de piloto anular (28) que tiene un orificio (32) que se extiende a través de una cara extrema anular

(30) de dicha parte piloto (28) ; una parte de flanco anular (34) que rodea dicha parte piloto (28) que tiene una cara de apoyo anular (36) generalmente plana paralela en general al plano de dicha cara extrema (30) de dicha parte piloto (28) ; y una ranura anular (38) en dicha cara de apoyo (36) de dicha parte de flanco (34) que rodea a dicha parte piloto

(28) incluyendo una pared inferior de la ranura (44) anular, una pared lateral interior de la ranura (40) adyacente a dicha parte piloto (28) y una pared exterior de la ranura (42) inclinada desde dicha pared inferior de la ranura (44) anular hacia dicha parte piloto (28) que define una abertura limitada en dicha ranura anular

(38) adyacente a dicha cara de apoyo anular (36) de dicha parte de flanco (34) ;

caracterizada por que dicha pared inferior de la ranura (44) anular incluye una pluralidad de rebajes con forma de cuña (46) circunferencialmente separados que se extienden radialmente en general desde dicha pared interior de la ranura (40) a dicha pared exterior de la ranura (42) , teniendo cada rebaje (46) una pared inferior del rebaje (48) generalmente plana separada por debajo del plano de dicha pared inferior de la ranura (44) anular y paredes laterales del rebaje (50) lineales opuestas que se extienden en general perpendiculares a dicha pared inferior de la ranura (44) anular, y divergiendo dichas paredes laterales del rebaje hacia el exterior desde dicha pared lateral interior de la ranura (40) a dicha pared lateral exterior de la ranura (42) , donde dichos rebajes con forma de cuña (46) son más estrechos adyacentes a dicha parte piloto (28) que adyacentes a dicha parte del flanco anular (34) .

2. Elemento de sujeción hembra de autofijación (20) de acuerdo con la definición de la reivindicación 1, donde dicha pared inferior de la ranura (44) anular entre rebajes con forma de cuña (46) adyacentes se define mediante paredes laterales del rebaje (50) paralelas de los rebajes con forma de cuña (46) adyacentes.

3. Elemento de sujeción hembra de autofijación (20) de acuerdo con la definición de la reivindicación 1, donde dichas paredes laterales del rebaje (50) se definen mediante líneas paralelas (A, B) tangentes a un círculo (C) generado desde dicho orificio (32) , donde dichos rebajes (46) tienen forma de cuña y dicha pared inferior de la ranura (44) entre rebajes con forma de cuña (46) adyacentes se define mediante dichas líneas paralelas (A, B) .

4. Elemento de sujeción hembra de autofijación (20) de acuerdo con la definición de la reivindicación 1, donde dicha

pared lateral interior de la ranura (40) está inclinada hacia el exterior desde dicha pared inferior de la ranura (44) hacia dicha parte del flanco (34) .

5. Elemento de sujeción hembra de autofijación (20) de acuerdo con la definición de la reivindicación 1, donde dichas paredes laterales del rebaje (50) se extienden generalmente perpendiculares a dicha pared inferior de la ranura (44) anular.

6. Elemento de sujeción hembra de autofijación (20) de acuerdo con la definición de la reivindicación 1, donde dichas paredes laterales del rebaje (50) son generalmente planas.

7. Un método de fijación de un elemento de sujeción hembra de autofijación (20) a un panel metálico (52) , incluyendo dicho elemento de sujeción hembra autoperforante (20) una parte piloto anular (28) que tiene una cara extrema plana (30) y un orificio (32) que se extiende a través de dicha parte piloto (28) a través de dicha cara extrema plana (30) , una parte de flanco anular (34) que rodea dicha parte piloto (28) que tiene una cara de apoyo anular (36) generalmente plana paralela en general al plano de dicha cara extrema (30) de dicha parte piloto (28) , y una ranura anular (38) en dicha cara de apoyo anular (36) de dicha parte de flanco (34) que rodea dicha parte piloto (28) que tiene una pared inferior de ranura anular (44) , una pared lateral interior de ranura (40) adyacente a dicha parte piloto (28) y una pared lateral exterior de ranura inclinada (42) , inclinada desde dicha pared inferior de ranura anular (44) hacia dicha parte piloto (28) que define una abertura limitativa de dicha ranura anular (38) adyacente a dicha cara de apoyo (36) de dicha parte de flanco (34) , y dicha pared inferior de ranura anular (44) que incluye una 55 pluralidad de rebajes con forma de cuña (46) circunferencialmente separados, incluyendo cada uno una pared inferior del rebaje (48) separada por debajo del plano de dicha pared inferior de la ranura anular (44) y opuesta a las paredes laterales del rebaje (50) , donde dichas paredes laterales del rebaje (50) divergen hacia el exterior de modo que dichos rebajes con forma de cuña (46) son más estrechos adyacentes a dicha parte piloto (28) que adyacentes a dicha parte del flanco anular (34) , comprendiendo dicho método las siguientes etapas:

la impulsión de dicha cara extrema (30) de dicha parte piloto (28) contra un panel metálico (52) , perforando una abertura a través de dicho panel metálico (52) y la recepción de dicha parte piloto (28) a través de dicha abertura en dicho panel (52) ; el accionamiento de una parte anular de dicho panel (52) que rodea dicha abertura contra dicha pared inferior

de la ranura anular (44) y contra dichas paredes laterales del rebaje (48) ; la deformación de dicha parte del panel radialmente por debajo del dichas paredes laterales interior y exterior inclinadas y rellenando sustancialmente dichos rebajes con forma de cuña (46) ; y la deformación de una parte exterior de dicha cara extrema (30) de dicha parte piloto (28) radialmente hacia el exterior y axialmente contra dicha parte del panel sellando dicho elemento de sujeción hembra de autofijación (20) sobre dicho panel (52) . 5

8. Método de fijación de un elemento de sujeción hembra (20) a un panel metálico (52) de acuerdo con lo definido en la reivindicación 7, donde dichas paredes laterales del rebaje (50) se extienden generalmente perpendiculares a dicha cara de apoyo anular (36) de dicha parte de flanco (34) , incluyendo dicho método la deformación de dicha parte del panel contra dichas paredes laterales del rebaje (50) .

9. Un ensamblaje de un elemento de sujeción hembra de autofijación (20) y un panel (52) , que comprende:

una sujeción hembra de autofijación de acuerdo con lo definido en las reivindicaciones 1 a 6; un panel metálico (52) que tiene una primera parte soportada sobre dicha cara de apoyo (36) de dicha parte de

flanco (34) y una segunda parte deformada en el interior de dicha ranura anular (38) y dichos rebajes con forma de cuña (46) contra dicha pared inferior de la ranura (44) , dicha pared inferior del rebaje (48) , dichas paredes laterales del rebaje (50) y por debajo te dichas paredes interior y exterior de la ranura inclinadas (40, 42) ; y una parte exterior anular de dicha parte piloto (28) deformada radialmente hacia el exterior y contra dicha segunda parte de dicho panel (52) sellando dicho elemento de sujeción hembra de autofijación (20) sobre dicho panel (52) .

10. Ensamblaje de un elemento de sujeción hembra de autofijación (20) y un panel metálico (52) de acuerdo con lo definido en la reivindicación 9, donde dicha pared inferior de la ranura anular (44) entre rebajes con forma de cuña (46) adyacentes se define mediante dichas paredes laterales del rebaje (50) paralelas de los rebajes con forma de cuña adyacentes.

11. Ensamblaje de un elemento de sujeción hembra de autofijación (20) y un panel metálico (52) de acuerdo con lo definido en la reivindicación 9, donde dichas paredes laterales del rebaje (50) se definen mediante líneas paralelas 30 (A, B) tangentes a un círculo (C) generado desde un eje central (D) de dicho orificio (32) , en el que dichos rebajes (46) tienen forma de cuña y dicha pared inferior de la ranura (44) entre rebajes con forma de cuña (46) adyacentes es generalmente rectangular.

12. Ensamblaje de un elemento de sujeción hembra de autofijación (20) y un panel metálico (52) de acuerdo con lo definido en la reivindicación 9, donde dichas paredes inferiores del rebaje (48) son planas y paralelas a dicha pared inferior de la ranura (44) .