Elemento funcional, procedimiento para la introducción del elemento funcional en una pieza de chapa y componente conjunto.

Elemento (10; 10’) funcional que está configurado para una unión remachada con un elemento tabular,

compuesto de una parte (14; 14’) del vástago y de una parte (16; 16’) de la cabeza, diseñada para una unión remachada con el elemento (30) tabular, y que forma un sector remachado, presentando la parte hueca de la cabeza, un diámetro exterior mayor que el de la parte del vástago, y estando configurada una parte de la parte hueca de la cabeza, para la formación de un pliegue anular que sirve como brida, y se viene a situar en la cara del elemento tabular, vuelta hacia la parte del vástago, mientras el extremo frontal libre de la parte hueca de la cabeza se puede deformar para la formación de un reborde remachado sobre la cara del elemento tabular, más alejada de la parte del vástago del elemento, caracterizado porque la parte (14: 14’) del vástago se transforma en la parte de la cabeza mediante un resalto anular formado por una superficie (15, 15’) redondeada convexa, de tal manera que la superficie (15; 15’) redondeada convexa se extiende desde la parte (14; 14’) del vástago hasta la superficie lateral cilíndrica de la parte (16: 16’) de la cabeza.

Elemento funcional, procedimiento para la introducción del elemento funcional en una pieza de chapa y componente conjunto La presente invención se refiere a un elemento funcional según el preámbulo de la reivindicación 1, en especial a un elemento de perno, así como a un procedimiento para la introducción del elemento funcional en un elemento tabular, y al componente conjunto resultante de ello.

Un elemento funcional del tipo citado al comienzo, se muestra en la figura 6 de la solicitud PCT [Patent Cooperation Treaty] con el número de publicación WO 01/03880, y por cierto como variante de un elemento de perno cuya cabeza y cuya parte del vástago presentan, al menos en lo esencial, el mismo diámetro. La correspondiente solicitud PCT ha conducido, entre otras cosas, a la patente EP 1202834. Un elemento de perno de este tipo se ha comercializado por la firma Profil Verbindungstechnik GMBH & Co. KG, en forma de un llamado perno de cabeza esférica que está reivindicado aparte en la patente EP 1 346 160. El elemento de perno se remacha en la zona de la parte de la cabeza con un elemento tabular en forma de una pieza de chapa, como el portón trasero de un vehículo, estando provisto el extremo de la parte del vástago, más alejado de la parte de la cabeza, con una forma esférica. El extremo de forma esférica de la parte del vástago, forma entonces una parte de una articulación esférica, cuya rangua es parte de un resorte de gas que sirve de apoyo del portón trasero.

Un elemento funcional similar se conoce, por ejemplo, por la memoria de patente alemana 34 47 006, y está realizada allí como perno roscado, estando provista la parte de la cabeza con un sector de estampación y remachado, de forma tubular, que está diseñado para el estampado a través de una pieza de chapa y para la configuración subsiguiente de un reborde remachado, con lo que el elemento se fija en la pieza de chapa. Entre el sector de estampación y de remachado, de forma tubular, la parte de la cabeza presenta una brida con una superficie anular que es perpendicular al eje longitudinal del elemento, y que después de la introducción del elemento en una pieza de chapa, está dispuesta habitualmente un poco por debajo de la cara de la pieza de chapa, vuelta hacia la parte del vástago.

El taco de estampado formado al estampar a través de la pieza de chapa, se aplasta en el sector de estampación y de remachado, y favorece así la unión remachada con la pieza de chapa. Pero el documento DE-PS 34 47 006 describe también elementos funcionales en forma de elementos de tuerca, entendiéndose la parte del vástago como prolongación de la parte de la cabeza, y estando provista esta con una rosca interior. Pero la parte del vástago no tiene que estar configurada como rosca; se toman en consideración muchas configuraciones, por ejemplo, un gorrón de guía o una configuración de tipo pasador, a la que se pueden fijar, por ejemplo, alfombras mediante las correspondientes grapas.

Tales elementos funcionales, es decir, correspondiendo al documento DE-PS 34 47 006 C2, se han acreditado muy bien durante varios años, y permiten producir una unión de alta calidad entre el elemento y la pieza de chapa. Pero tales elementos son relativamente costosos en la fabricación, y requieren en parte la aplicación de máquinas de remachar en frío que trabajen con extraordinaria precisión, y que para la obtención de la calidad deseada, trabajan con relativa lentitud. La necesidad de aplicar máquinas de remachar en frío relativamente costosas, y la limitada velocidad de trabajo, conducen a costes de producción relativamente elevados. Además, sería más favorable para algunas aplicaciones, cuando se pudiera reducir el peso de los elementos.

En el caso de un elemento funcional según la figura 6 del documento WO 01/03880, es problemático que el elemento al instalarlo en una pieza de chapa que exige una considerable deformación de la parte de la cabeza, se deforma de manera indeseada, con lo que sufre la calidad del enlace. Un inconveniente semejante no es aceptable en una fabricación en masa, en la que miles de elementos funcionales se llegan a aplicar, y desde luego incluso cuando la deformación indeseada solamente ocurre en ocasiones, puesto que tales acontecimientos, aparte de la inutilidad indeseada, perturban la marcha de la producción.

La misión de la presente invención se basa en presentar un elemento funcional del tipo citado al comienzo que permita una unión de alta calidad con el elemento tabular, y que asegure que no se presente ninguna deformación indeseada durante la instalación en el elemento tabular, sino solamente la respectiva deformación esperada de la parte de la cabeza. Además, se debe de lograr un aseguramiento mejorado contra torsión, incluso sin atributos de seguro contra torsión, así como una buena resistencia a la extracción y al desabotonado, debiendo asimismo poder ser fabricados los elementos funcionales, muy económicos y baratos.

Para la solución de esta misión, en el caso de un elemento funcional del tipo citado al comienzo, se prevé según la invención que la parte del vástago se transforme en la parte de la cabeza mediante un resalto anular formado por una superficie redondeada convexa, de tal manera que la superficie redondeada convexa se extienda desde la parte del vástago hasta la superficie lateral cilíndrica de la parte de la cabeza.

El elemento funcional según la invención se fabrica pues, sin una pieza con brida que se extienda por encima de la parte de la cabeza o del sector de remachado, lo cual contribuye a la fabricación económica barata del elemento funcional.

En el caso de los conocidos elementos funcionales con una pieza con brida, el funcionamiento de la pieza con brida consiste por una parte, en crear una superficie suficiente que impida que el elemento se afloje en el elemento tabular, pero también por otra parte, en formar una superficie en la que se puedan fijar otras piezas de chapa u otros componentes constructivos, por ejemplo, cuando se trata de un elemento de perno mediante una tuerca que se atornilla en la parte del vástago del elemento funcional, que presenta una rosca.

En el caso de los elementos funcionales según la invención, esta brida no existe al principio en el elemento funcional. Durante la introducción del elemento funcional en el elemento tabular (que a continuación se llama pieza de chapa) , como en los elementos de suyo conocidos, se estampa el extremo frontal del elemento funcional a través de la pieza de chapa, y se transforma en un reborde remachado en la cara de la pieza de chapa, más alejada de la parte del vástago del elemento. Además, el elemento funcional se recalca en dirección longitudinal, de manera que una parte de la parte de la cabeza hueca, se conforma en un pliegue anular o bordón anular que ahora sirve como brida, y asume las funciones arriba explicadas de la brida habitual.

Según la invención, como también en el estado actual de la técnica según la figura 6 del documento WO 01/03880, al menos la parte de la cabeza del elemento, se configura hueca y, durante la instalación en la pieza de chapa, se deforma asimismo en un reborde remachado en una de las caras de la pieza de chapa, y en un pliegue anular en la otra cara de la pieza de chapa, aprisionándose el borde del agujero de la pieza de chapa, entre el reborde remachado y el pliegue anular.

En este punto se debe de remitir al documento US-A-4, 557, 649 que muestra un elemento de tuerca, con una parte de forma tubular y una parte de tuerca, transformándose la parte de forma tubular en la parte de tuerca, mediante un resalto redondeado. El elemento de tuerca se inserta por un lado, a través de un orificio prefabricado en la pieza de chapa, con la parte de tuerca por delante, hasta que una brida prefabricada en el extremo frontal libre de la parte tubular, se sitúe junto a la pieza de chapa. No obstante, al contrario que en el elemento funcional según la invención, el elemento de tuerca no es ningún elemento remachado, sino que representa una tuerca de cizallamiento. El resalto redondeado se pasa mediante una herramienta de ajuste que comprime contra la brida de la parte de forma tubular y, mediante un mandril roscado, tira de la parte de tuerca, y la parte de tuerca que presenta una cara exterior de forma cónica, se sujeta en forma creciente en la parte de forma tubular, para fijar el elemento de tuerca a la pieza de chapa.

Haciendo que en el elemento según la invención, el diámetro exterior de la parte de la cabeza sea mayor que el de la parte del vástago, el pliegue anular que se genera y el reborde remachado que se genera, presentan asimismo diámetros mayores que elementos comparables en los que la parte de la cabeza y la parte del vástago... [Seguir leyendo]

1. Elemento (10; 10’) funcional que está configurado para una unión remachada con un elemento tabular, compuesto de una parte (14; 14’) del vástago y de una parte (16; 16’) de la cabeza, diseñada para una unión remachada con el elemento (30) tabular, y que forma un sector remachado, presentando la parte hueca de la cabeza, un diámetro exterior mayor que el de la parte del vástago, y estando configurada una parte de la parte hueca de la cabeza, para la formación de un pliegue anular que sirve como brida, y se viene a situar en la cara del elemento tabular, vuelta hacia la parte del vástago, mientras el extremo frontal libre de la parte hueca de la cabeza se puede deformar para la formación de un reborde remachado sobre la cara del elemento tabular, más alejada de la parte del vástago del elemento, caracterizado porque la parte (14: 14’) del vástago se transforma en la parte de la cabeza mediante un resalto anular formado por una superficie (15, 15’) redondeada convexa, de tal manera que la superficie (15; 15’) redondeada convexa se extiende desde la parte (14; 14’) del vástago hasta la superficie lateral cilíndrica de la parte (16: 16’) de la cabeza.

2. Elemento (10; 10’) funcional según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie (15; 15’) redondeada convexa es, al menos en lo esencial, una superficie redondeada esférica que se presenta como cuerpo de revolución.

3. Elemento (10; 10’) funcional según alguna de las reivindicaciones 1 ó 2 precedentes, caracterizado porque el espacio (18; 18’) interior de la parte (16; 16’) hueca de la cabeza está configurado, al menos en lo esencial,

cilíndrico circular, y presenta en la zona del acuerdo entre la parte de la cabeza y la parte del vástago, al menos en lo esencial, una forma semiesférica, cuyo radio (R; R’) está situado con su punto de base en el eje (24; 24’)

longitudinal central del elemento funcional y, al menos en lo esencial, es igual de grande que el radio del espacio (18; 18’) interior cilíndrico de la parte de la cabeza.

4. Elemento (10; 10’) funcional según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el espesor

de pared del acuerdo redondeado o redondeado esférico, de la parte de la cabeza y de la parte del vástago, al menos en lo esencial, es constante.

5. Elemento (10; 10’) funcional según la reivindicación 4, caracterizado porque el espesor de pared del acuerdo redondeado o redondeado esférico de la parte de la cabeza y de la parte (14: 14’) del vástago, corresponde al menos en lo esencial, al espesor de pared de la parte (16; 16’) hueca de la cabeza en su zona cilíndrica, sin tener en cuenta la altura radial de eventuales atributos previstos para el seguro contra torsión, como nervios (17’) o entallas de aseguramiento contra torsión.

6. Elemento (10’) funcional según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la parte (14’) del vástago presenta en el extremo más alejado de la parte (16’) de la cabeza, una forma (25’) esférica cuyo radio es mayor que el de la parte del vástago.

7. Elemento (10) funcional según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la parte (14) del vástago está configurada con una rosca (12) exterior o con atributos de enganche para el alojamiento de un clip fijado en él.

8. Elemento (10’) funcional según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la superficie lateral de la parte (16’) de la cabeza, está provista con atributos de seguro contra torsión, como por ejemplo, nervios (17’) longitudinales y/o ranuras longitudinales.

9. Elemento (10; 10’) funcional según la reivindicación 1, caracterizado porque el extremo (20; 20’) frontal más alejado de la parte (14; 14’) del vástago, de la parte (16; 16’) de la cabeza que forma un sector de remachar, está configurado en forma conocida en sí misma, con una superficie (26; 26’) interior de corte de forma cónica.

10. Elemento funcional según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el extremo frontal de la parte hueca de la cabeza, presenta una superficie lateral cilíndrica que se transforma en una arista redondeada de empuje y estirado, y presenta interiormente una superficie cónica de corte.

11. Elemento (10; 10’) funcional según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la longitud de la parte (16; 16’) hueca de la cabeza, junto con la altura axial del acuerdo redondeado entre la parte de la cabeza y el vástago, está dimensionada al menos, de manera que ascienda a la longitud de un reborde (37; 37’) remachado configurado en la cara de un elemento (30) tabular, más alejada de la parte (14; 14’) del vástago, más

el espesor del elemento tabular y la longitud estirada del pliegue (52) anular configurado en la cara del elemento tabular, vuelta hacia la parte (14; 14’) del vástago.

12. Elemento (10; 10’) funcional según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque también la parte del vástago está configurada hueca y, en caso necesario, porque la parte hueca del vástago, está provista con una rosca interior.

13. Elemento funcional según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se fabrica a partir de material de tubo, estando producida una rosca eventualmente existente en la parte del vástago, mediante un procedimiento de laminación de roscas, o mediante un procedimiento de conformación a presión.

14. Procedimiento para la producción de una unión entre un elemento (10; 10’) funcional según alguna de las

reivindicaciones precedentes, con un elemento (30) tabular, perforándose el elemento tabular en forma conocida en sí misma, mediante el extremo (20; 20’) frontal del elemento funcional, con apoyo simultáneo del elemento (30) tabular en una matriz (32) , y se moldea para la configuración de un reborde (37; 37’) remachado alrededor del borde estirado hacia abajo del orificio, y se comprime hacia abajo el elemento (10; 10’) funcional, después o poco antes de la terminación del reborde (37; 37’) remachado, para configurar una zona de la parte (16; 16’) hueca de la cabeza, vuelta hacia la parte (14; 14’) del vástago, en forma de un pliegue (52) anular que se apoya en la cara del elemento (30) tabular más alejada del reborde (37; 37’) remachado y vuelta hacia la parte (14; 14’) del vástago, y porque el taco (50) de estampación configurado por el sector (26; 26’) de estampar de la parte (16; 16’) de la cabeza, es forzado en el interior del reborde (37) remachado mediante un saliente (34) en forma de punzón, de la matriz (32) , para elevar la resistencia de la unión remachada.

15. Componente conjunto compuesto de un elemento (30) tabular y de un elemento (10; 10’) funcional según alguna de las reivindicaciones 1 a 13 precedentes, producido en especial según el procedimiento de la reivindicación 14, caracterizado porque en la cara del elemento tabular, más alejada de la parte (14; 14’) del vástago, se encuentra un reborde (37: 37’) remachado, mientras en la cara del elemento (30) tabular, vuelta hacia la parte (14; 14’) del vástago, se encuentra un pliegue (52) anular, estando sujeto el elemento (30) tabular en la zona de la unión con el elemento (10) funcional, entre el pliegue (52) anular y el reborde (37; 37’) remachado,

porque el pliegue (52) anular está dispuesto en una depresión anular del elemento tabular, estando dispuesta una superficie (57) anular del pliegue (52) anular, vuelta hacia la parte (14) del vástago, o bien muy poco por debajo, o bien muy poco por encima, de la cara de la chapa vuelta hacia la parte (14) del vástago, en la zona de la unión remachada, o estando situada a la misma altura que la cara del elemento (30) tabular, y/o porque un taco (50) de estampación se encuentra en el interior del reborde (37: 37’) remachado de forma anular, y se comprime contra este.