ES2261677T3 - Elemento autoperforante, procedimiento de fijacion y elemento de esta mpa. - Google Patents
Elemento autoperforante, procedimiento de fijacion y elemento de esta mpa.Info
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Abstract
Procedimiento para acoplar un elemento autoperforante (20) en un panel (50) soportado en un elemento de estampa (54), comprendiendo dicho elemento autoperforante (20) una parte de tambor tubular (26) que presenta un extremo libre abierto (32) que incluye una superficie de perforación (36) y una parte de brida radial en una sola pieza (24) adyacente a dicha parte de tambor tubular (26) que comprende una superficie exterior (40) que presenta una pluralidad de superficies cóncavas espaciadas hacia el interior (42), comprendiendo dicho elemento de estampa (54) una cara extrema de apoyo de panel (60), una columna de estampa central (64) que presenta una superficie extrema (76) que comprende una superficie de perforación (74) separada debajo del plano de dicha cara extrema (60) y una cavidad de estampa anular (62) que rodea dicha columna de estampa central (64) comprendiendo dicha cavidad de estampa anular (62) una superficie inferior anular semicircular (66) y una pared lateral (68) que se extiende desde dicha superficie inferior anular y semicircular (66) a dicha cara extrema (60), comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes: soportar un panel (50) en dicha cara extrema (60) de dicho elemento de estampa (54); guiar dicho extremo libre abierto (32) de dicho elemento autoperforante (20) contra dicho panel (50) y dicho panel (50) contra dicha superficie extrema (76) de dicha columna central de estampa (64); continuar guiando dicho extremo libre abierto (32) de dicha parte de tambor (26) contra dicho panel (50), perforar un trozo (50a) de dicho panel (50) entre dichas superficies de perforación (36) de dicha parte de tambor (26) y dicha superficie extrema (76) de dicha columna de estampa central (64), formar una abertura a través de dicho panel (50), y deformar simultáneamente una primera parte (50b) de dicho panel (50) adyacente a dicha abertura en dicha cavidad de estampa anular (62) contra una superficie exterior (28) de dicha parte de tambor tubular (26); guiar dichoextremo libre abierto (32) de dicha parte de tambor (26) contra dicha superficie inferior anular semicircular (66) de dicha cavidad de estampa anular (62), deformar dicho extremo abierto libre (32) de dicha parte de tambor (26) radialmente hacia el exterior y hacia arriba hacia dicha cara extrema (60), conformar una parte extrema en forma de U (32a) de dicha parte de tambor (26), y deformar un borde perforado de dicha parte de panel hacia dicha parte extrema en forma de U (32a) de dicha parte de tambor (26); y deformar de manera continua, progresivamente, una segunda parte de panel (56c) en dicha cavidad de estampa anular (62) entre dicha superficie exterior (40) de dicha parte de brida (24) de dicho elemento autoperforante (20) y dicha pared lateral (68) de dicha cavidad de estampa anular (62) radialmente entre dichas superficies cóncavas hacia el interior (42).
Description
Elemento autoperforante, procedimiento de
fijación y elemento de estampa.
La presente invención se refiere a un elemento
autoperforante, tal como un espárrago autoperforante que presenta
una parte de tambor tubular, a un procedimiento de acoplamiento, y a
un elemento de estampa para acoplar el elemento autoperforante a un
panel metálico.
Aproximadamente hace 50 años, el predecesor en
interés del solicitante (Multifastener Corporation) desarrolló unos
pasadores hembra tales como tuercas, para autoperforación y
remachado, tal como se da a conocer, por ejemplo, en la patente US
nº 2.707.322. Las tuercas para autoperforación y remachado se
acoplan a un panel metálico en una prensa de estampar que puede
utilizarse también para conformar simultáneamente el panel, en la
que generalmente el plato de estampa superior comprende un cabezal
de instalación y el plato de estampa inferior comprende un elemento
de estampa o botón de estampa. Dichas tuercas para autoperforación y
remachado comprenden una parte de guiado sobresaliente que perfora
una abertura en el panel y el metal de panel adyacente a la abertura
del panel perforado se remacha entonces en el pasador con cada golpe
de la prensa de estampar.
Más recientemente, se desarrollaron pasadores
macho y hembra para autoperforación y remachado que presentan una
parte de tambor tubular tal como se da a conocer, por ejemplo, en la
patente US nº 4.555.838 cedida al cesionario de la presente
solicitud. Los pasadores para autoperforación y remachado dados a
conocer en esta patente comprenden una parte de tambor tubular y una
parte de brida radial. Dichos pasadores macho para autoperforación y
remachado se instalan en una prensa de estampar, tal como se ha
descrito anteriormente, en la que el plato de estampa inferior
comprende un botón de estampa que presenta una superficie de apoyo
de panel, una columna de estampa central y una cavidad de estampa
anular que rodea la columna de estampa. La cavidad de estampa anular
comprende una superficie inferior anular semicircular, una parte de
labio radial en la extensión superior de la superficie inferior
semicircular y una superficie generalmente troncocónica que se
extiende desde la parte de labio radial a la superficie extrema del
botón de estampa. En la forma de realización dada a conocer en esta
patente, la superficie de estampa superior generalmente troncocónica
comprende una pluralidad de planos que se extienden desde el labio
anular al extremo o cara de apoyo del botón de estampa que
proporciona unos medios contra la rotación extendiendo y deformando
ligeramente la brida del pasador de espárrago. Es muy importante en
la mayoría de las aplicaciones de pasadores macho autoperforantes y
de remache que el pasador pueda soportar unas cargas de par de
torsión importantes sin retorcerse en el panel que pueden destruir
el conjunto de pasador y panel. Se ha descubierto, sin embargo, que
los medios contra la rotación dados a conocer en esta patente eran
insuficientes en muchas aplicaciones, incluyendo las aplicaciones
para automóviles.
Se han realizado diversas tentativas para
mejorar la resistencia al par de torsión de los pasadores de
espárrago autoperforantes y de remache del tipo dado a conocer en la
patente US nº 4.555.838. Inicialmente, se previeron unos resaltes o
botones contra la rotación en la parte de tambor, adyacente a la
parte de cuerpo, o en la parte de brida adyacente a la parte de
tambor tal como se da a conocer, por ejemplo, en la patente US nº
4.810.143, también transferida al cesionario de la presente
solicitud. Actualmente, los pasadores de espárrago de acoplamiento
automático del tipo dado a conocer en el presente documento
comprenden una pluralidad de cavidades espaciadas en el borde
exterior de la parte de brida adyacente a la parte de tambor tal
como se da a conocer en la patente US nº 5.020.950 también
transferida al cesionario de la presente solicitud. En este caso,
sin embargo, quedan diversos problemas asociados con la utilización
de cavidades en la parte de brida tal como se expone en la patente
US. nº 5.020.950. En primer lugar, las superficies de estampa que
forman las cavidades se desgastan, de manera que dichas cavidades no
siempre se forman totalmente en la parte de brida lo que da como
resultado una resistencia al par de torsión insuficiente. En segundo
lugar, el pasador de espárrago autoperforante y el conjunto de panel
es sensible a la presión. Es decir, si el metal de panel no se
deforma totalmente en las cavidades, la resistencia al par de
torsión puede ser inadecuada. Además, las cavidades forman realces
concentradores de tensiones en el panel que pueden convertirse en
una causa de rotura del pasador y del conjunto de panel. Por último,
la utilización de cavidades en la parte de brida puede proporcionar
una resistencia al par de torsión insuficiente, particularmente en
el caso en que se requiera gran resistencia al par de torsión.
También existen otros problemas asociados con
las instalaciones de pasador autoperforante y de remache del tipo
dado a conocer en el presente documento a los que se enfrentan el
pasador, el procedimiento de instalación y el elemento de estampa
mejorados de la presente invención. En primer lugar, la parte de
brida que rodea la parte de perno o espárrago en un pasador macho,
por ejemplo, se deforma tanto radialmente como axialmente con
respecto a la parte de espárrago mediante el pistón anular del
cabezal de instalación que guía el pasador autoperforante y de
remache en el panel y el botón de estampa, particularmente en el
caso en que la regulación de la prensa es mayor que la requerida
para la instalación. Esto es debido a que la parte de brida se apoya
contra el panel en el botón de estampa durante la instalación. Tal
como se describe mejor en la patente US nº 4.555.838 mencionada
anteriormente, el panel metálico adyacente a la abertura de panel
perforado se apoya en el labio radial del botón de estampa y es
guiado a continuación hacia la parte extrema en forma de U formada
en el extremo abierto libre de la parte de tambor. En segundo lugar,
la instalación del pasador autoperforante en un panel sensible a la
presión. Es decir, si la presión no proporciona suficiente fuerza
para una instalación completa, el pasador se aflojará en el panel
proporcionando una resistencia al arranque y una resistencia al par
de torsión insuficientes. Alternativamente, en un estado de
"exceso de potencia de golpe" de la prensa de estampar, la
parte de brida se deformará por el trabajado en frío tal como se ha
descrito anteriormente. Sin embargo, incluso en el caso de que el
pasador se instale de manera apropiada en el panel con la regulación
de estampa preferida, la resistencia al par de torsión puede ser
insuficiente, tal como se ha descrito anteriormente, o el espárrago
o perno puede proporcionar una resistencia insuficiente para la
inclinación en el conjunto de panel. Por último, el botón de estampa
es relativamente complejo y por lo tanto caro de fabricar y presenta
una duración de la estampa relativamente corta, particularmente en
el caso en que se utilice el botón de estampa para instalar
pasadores autoperforantes del tipo descrito en el presente documento
en metales de resistencia relativamente alta, tales como el acero
HSLA. Por lo tanto, sería conveniente proporcionar una resistencia
al par de torsión mejorada, eliminar la deformación o trabajado en
frío de la parte de brida, reducir la sensibilidad a las
regulaciones de la prensa de estampar y reducir el coste del botón
de estampa, mejorando al mismo tiempo la duración de la
estampa.
Tal como se describe a continuación, la forma de
realización preferida del pasador para autoperforación y
acoplamiento utilizado en el procedimiento de instalación comprende
preferentemente una pluralidad de superficies cóncavas arqueadas
espaciadas, radialmente hacia el interior, o escotaduras arqueadas
en la superficie lateral exterior de la parte de brida. La patente
US nº 6.122.816, transferida al cesionario de la presente solicitud,
da a conocer un pasador de espárrago autoremachante que comprende
una parte de tambor tubular y una parte de brida radial que presenta
una pluralidad de superficies cóncavas arqueadas radialmente hacia
el interior, espaciadas, en la superficie exterior de la parte de
brida que proporciona resistencia al par de torsión y la parte de
tambor presenta una superficie exterior cónica desarrollada para la
instalación en paneles más gruesos que presenten una abertura de
panel preformada. De este modo, el procedimiento de instalación dado
a conocer en esta patente comprende preferentemente el preformado de
una abertura de panel y la guía de la parte de tambor a través de la
abertura de panel hacia una cavidad de estampa anular semicircular
que deforma el extremo libre de la parte de tambor generalmente en
una forma de U o C tal como se expone. La impulsión continua de la
parte de brida con un pistón o punzón anular guía a continuación
dicha parte de brida en el panel, cortando y deformando el panel en
la forma de las superficies cóncavas y convexas, proporcionando una
resistencia al par de torsión mejorada.
Sin embargo, el procedimiento de instalación
dado a conocer en la patente US nº 6.122.816 adolece de muchos de
los mismos problemas descritos anteriormente con respecto al
presente procedimiento de instalación de un pasador autoperforante,
que incluyen sensibilidad a la presión y a la deformación o
trabajado en frío, particularmente en una regulación de "exceso de
potencia de golpe" de la prensa. Es posible someter realmente a
esfuerzo cortante la parte de brida de la parte de tambor o cuerpo
en un estado de exceso de potencia de golpe. Cuando la parte de
brida se guía en el panel mediante el procedimiento expuesto en esta
patente, la brida dentada incide en el panel formando realces
concentradores de tensiones particularmente en los bordes convexos
entre las superficies cóncavas arqueadas o acanaladuras, reduciendo
la integridad de la unión. Además, el metal del panel debajo de la
brida se comprime, produciendo una deformación de la superficie de
apoyo en la parte superior de la brida.
Estos problemas se resuelven mediante un
procedimiento según la reivindicación independiente 1, mediante un
elemento de estampa según la reivindicación independiente 9 y
mediante un elemento de fijación macho autperforante según la
reivindicación 15. El procedimiento para acoplar un elemento
autoperforante en un panel, un pasador macho para autoperforación y
remachado y un elemento de estampa de la presente invención reduce o
elimina los problemas asociados con los procedimientos de
instalación anteriores y el elemento de estampa es relativamente
sencillo en su construcción, reduciendo los costes y aumentando la
duración de la estampa. Tal como se describe además a continuación,
el elemento autoperforante utilizado en el procedimiento de la
presente invención comprende una parte de tambor tubular que
presenta un extremo libre abierto y una parte de brida radial
adyacente a la parte de tambor tubular que comprende una superficie
exterior que presenta una pluralidad de superficies cóncavas
espaciadas hacia el interior o "escotaduras". En la forma de
realización preferida, el extremo libre abierto del tambor tubular
comprende un chaflán interior, de manera que el trozo perforado del
panel presenta un diámetro exterior ligeramente mayor que el
diámetro interior de la parte de tambor tubular. El trozo de panel
es recibido a continuación en la parte de tambor tubular durante la
instalación, y el orificio formado en el panel presenta un diámetro
interior menor que el diámetro exterior de la parte de tambor, de
manera que la parte de panel adyacente a la abertura de panel
perforado se guiará en el elemento de estampa tal como se da a
conocer por ejemplo en la patente US nº 4.555.838 mencionada
anteriormente.
El elemento de estampa hembra o "botón" de
estampa de la presente invención comprende una cara extrema de
soporte de panel generalmente plana, una cavidad de estampa cóncava
anular determinada en la cara extrema y una columna de estampa
central que sobresale de la cavidad de estampa cóncava anular hacia
la cara extrema que incluye una superficie extrema espaciada debajo
del plano de la cara extrema que presenta una superficie de
perforación exterior determinada preferentemente por un borde
circular relativamente agudo. La cavidad de estampa cóncava
comprende una superficie inferior semicircular anular y
preferentemente comprende una pared lateral troncocónica lisa
continua que se extiende tangencialmente desde la superficie
inferior semicircular anular hasta la cara extrema, eliminando de
ese modo el labio anular entre la superficie inferior semicircular
anular y la pared lateral exterior generalmente troncocónica tal
como se da a conocer en la patente US nº 4.555.838 mencionada
anteriormente. La pared lateral troncocónica continua lisa presenta
preferentemente un ángulo comprendido entre 5 y 12 grados, más
preferentemente entre 6 y 10 grados, que es sustancialmente más
pronunciado que la superficie de estampa superior generalmente
troncocónica de la patente US nº 4.555.838 mencionada anteriormente
y la patente US nº 5.140.735 más reciente, transferida también al
cesionario de la presente solicitud.
Tal como se describe más adelante, el ángulo
comprendido preferido de la pared lateral troncocónica continua lisa
del elemento de estampa dependerá del diámetro de la parte de tambor
tubular que está determinado por el diámetro de la parte de
espárrago de un pasador macho y el grosor del panel en el que se
instala el elemento autoperforante. Además, debido al procedimiento
para acoplar un elemento autoperforante en un panel de la presente
invención, el panel que rodea a la abertura de panel perforado se
deforma hacia la cavidad de estampa cóncava anular alrededor de la
intersección de la cara extrema y la pared lateral exterior
troncocónica continua, esta intersección está curvada
preferentemente con un radio menor de 1,016 mm (0,04 pulgadas) que
es menor que el radio preferido utilizado en el presente botón de
estampa. En la forma de realización preferida del elemento de
estampa o botón de estampa, la superficie exterior de la columna de
estampa o superficie interior de la cavidad de estampa cóncava está
determinada por una superficie troncocónica que se extiende
tangencialmente desde la superficie inferior semicircular a la
superficie extrema de la columna de estampa, preferentemente en un
ángulo de aproximadamente 7 grados. Además, la superficie de
perforación en el borde exterior de la columna de estampa central
con preferencia es relativamente aguda y puede incluir unas
cavidades de apilamiento tal como se da a conocer en la patente US
nº 5.140.735 mencionada anteriormente para estacar de manera
permanente el trozo de panel perforado en la parte de tambor
tubular.
La forma de realización preferida del pasador
para autoperforación y remachado de la presente invención es un
pasador macho que presenta una parte de caña o de espárrago, que
puede ser roscada o sin roscar según la aplicación. Por ejemplo, la
parte de espárrago podría ser la caña de una articulación de rótula.
El pasador comprende además una parte de brida radial de una sola
pieza con la parte de caña y una parte de tambor cilíndrico tubular
de una sola pieza con la parte de brida alineada coaxialmente con la
parte de espárrago que presenta un extremo de perforación libre
abierto. La superficie exterior de la parte de brida comprende una
pluralidad de superficies cóncavas espaciadas que reciben el panel
durante la instalación tal como se describe a continuación. La
superficie de apoyo anular de la parte de brida que rodea la parte
de espárrago es preferentemente plana y presenta preferentemente un
área de superficie de por lo menos cinco veces el área adyacente de
las superficies cóncavas medida en el plano de la superficie de
apoyo, más preferentemente por lo menos seis veces o mayor.
Preferentemente, la anchura de las superficies cóncavas medida de
manera perpendicular a la parte de caña es de aproximadamente 0,75
veces la anchura de la parte de brida medida en la parte de
tambor.
La superficie exterior de la parte de brida
entre las superficies cóncavas es preferentemente cilíndrica y las
superficies cóncavas están preferentemente separadas del tambor
tubular en una distancia igual a, o mayor que, la anchura de las
superficies cóncavas medida desde la superficie cilíndrica exterior.
De este modo, las formas de realización preferidas del pasador de
espárrago para autoperforación y remachado de la presente invención
presentan un área de apoyo sustancialmente mayor que rodea la parte
de espárrago reduciendo la probabilidad de deformación o
conformación en frío de la parte de brida durante la instalación tal
como se describe a continuación. En la forma de realización más
preferida, las superficies cóncavas en la superficie exterior de la
brida son cilíndricas.
El procedimiento para acoplar un elemento
autoperforante en un panel de la presente invención comprende por lo
tanto soportar un panel en la cara extrema del botón de estampa y
guiar el extremo libre abierto de la parte de tambor tubular del
elemento autoperforante contra el panel y de este modo el panel
contra la superficie extrema de la columna de estampa central. El
avance continuado de la parte de tambor del elemento autoperforante
contra el panel perfora un trozo del panel entre el extremo libre
abierto de la parte de tambor y la columna de estampa central,
formando una abertura a través del panel y deformando
simultáneamente una primera parte de panel adyacente a la abertura
de panel perforado en la cavidad de estampa anular alrededor de la
intersección de la cara extrema y la pared lateral troncocónica
continua del elemento de estampa. A medida que se guía la parte de
tambor tubular a través de la abertura de panel perforado, el panel
se adelanta hacia una forma de tubo contra la superficie exterior
cilíndrica del tambor. El procedimiento de la presente invención
comprende a continuación guiar la superficie interior de la parte de
tambor tubular contra la superficie inferior semicircular de la
cavidad de estampa que rodea la columna de estampa, deformando el
extremo libre de la parte de tambor en una parte extrema en forma de
U. El panel se adelanta simultáneamente contra la superficie
exterior de la parte de tambor tubular y en el extremo en forma de
U en desarrollo de la parte de tambor tubular. Sin embargo, debido a
que el elemento de estampa no comprende un labio anular entre la
superficie inferior semicircular cóncava y la pared exterior
troncocónica tal como se da a conocer en la patente US nº 4.555.838
mencionada anteriormente, el panel permanece sin apoyo en la cavidad
de estampa y la parte de brida no se apoya en la cavidad de estampa
contra el panel tal como se ha descrito anteriormente con respecto
al procedimiento de instalación anterior.
Por último, el procedimiento de la presente
invención comprende deformar de manera progresiva una segunda parte
de panel en la cavidad de estampa anular adyacente a la cara extrema
contra la pared lateral troncocónica continua y en las superficies
cóncavas espaciadas hacia el interior en la superficie lateral
exterior de la parte de brida llenando sustancialmente, pero con
preferencia no por completo las superficies cóncavas. Es decir, la
pared lateral exterior troncocónica de la cavidad de estampa, que
está inclinada hacia el interior desde la superficie extrema, sirve
como una cuña, deformando de manera progresiva el panel circundante,
radialmente hacia el interior, en las superficies cóncavas. Este
procedimiento deberá diferenciarse del procedimiento dado a conocer
en la patente US nº 6.122.816 mencionada anteriormente, en el que la
parte de brida dentada se guía en el panel, cortando de este modo
dicho panel tal como se ha descrito anteriormente.
Debido a que el panel no se apoya en la cavidad
de estampa anular hasta que la instalación está terminada y la brida
no se guía hacia el panel apoyado en la cavidad de estampa, tal como
se ha descrito anteriormente, el procedimiento de la presente
invención elimina sustancialmente la deformación o trabajado en frío
de la parte de brida mediante el punzón o pistón anular que guía el
elemento autoperforante en la cavidad de estampa. Además, debido a
la sencillez relativa del elemento de estampa, se reduce el coste y
se mejora la duración de la estampa. Por otra parte, debido a que el
metal del panel se deforma o "comprime" de manera progresiva en
las superficies cóncavas espaciadas hacia el interior en la
superficie exterior de la parte de brida, se mejora de manera
importante la resistencia al par de torsión del pasador
autoperforante en el panel, particularmente sobre el procedimiento
dado a conocer en la patente US nº 4.555.838 mencionada
anteriormente. De hecho, la verificación indica que la parte de
espárrago se romperá normalmente en el par de torsión antes de la
rotación del elemento de fijación en el panel en los pasadores de
espárrago que presenten un diámetro de eje de 6 mm o menor. Además,
debido a que la superficie lateral total de la brida se apoya por
completo en el panel, se eliminan sustancialmente las uniones
flojas. Por último, el procedimiento de instalación de la presente
invención es menos sensible a la regulación de la prensa de
estampar. Es decir, un estado de exceso de potencia de golpe no dará
como resultado una deformación de la brida y la instalación es menos
sensible a los estados de "exceso de potencia de golpe".
El procedimiento para acoplar un elemento
autoperforante en un panel y elemento de estampa de la presente
invención reduce o elimina por lo tanto los problemas asociados con
los procedimientos anteriores para acoplar un elemento
autoperforante en un panel y da como resultado una mejor
instalación. Otras ventajas y características meritorias de la
presente invención se comprenderán mejor a partir de la siguiente
descripción de las formas de realización preferidas, las
reivindicaciones y los dibujos adjuntos, de los cuales sigue una
breve descripción.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
forma de realización preferida del pasador macho para
autoperforación y remachado de la presente invención;
la figura 2 es una vista de frente del pasador
para autoperforación y remachado representado en la figura 1;
la figura 3 es una vista en sección transversal
lateral parcial del pasador ilustrado en las figuras 1 y 2;
la figura 4 es una vista lateral explosionada
parcialmente en sección transversal del pasador ilustrado en las
figuras 1 a 3 alineado para su instalación en un panel con un
elemento de estampa y un elemento de guía;
la figura 5 es una vista lateral en sección
transversal durante la instalación inicial del pasador ilustrado en
las figuras 1 a 4 en una forma de realización preferida del elemento
de estampa de la presente invención; y
las figuras 6 a 14 son vistas laterales en
sección transversal lateral del pasador y el elemento de estampa de
la presente invención que ilustran la secuencia de instalación y el
procedimiento de instalación de la presente invención.
Tal como se ha expuesto anteriormente, la
presente invención se refiere a un pasador macho para
autoperforación y remachado mejorado que presenta una resistencia al
par de torsión mejorada, al procedimiento para acoplar un pasador
autoperforante en un panel y a un elemento de estampa hembra
mejorados. Como comprenderán los expertos en la materia, los dibujos
ilustran unas formas de realización preferidas de la presente
invención, pero éstas no están limitadas excepto tal como se expone
en las reivindicaciones adjuntas.
Las figuras 1 a 3 ilustran una forma de
realización preferida del pasador para autoperforación y remachado
20 de la presente invención en la forma de un pasador macho que
presenta una parte de caña roscada 22. Como se comprenderá, la parte
de espárrago o caña 22 puede ser roscada o sin roscar y puede
adoptar diversas formas. Tal como se utiliza en el presente
documento, el término "pasador" se utiliza principalmente para
hacer referencia a la función del elemento de fijación, que es
acoplar un componente en el panel o placa en el cual se acopla el
pasador autoperforante 20. El término "autoperforante" se
refiere a la función del elemento de fijación para perforar su
propio orificio en el panel durante la instalación del pasador tal
como se describe a continuación.
El pasador autoperforante 20 comprende además
una parte de brida radial 24 de una sola pieza con la parte de caña
22 y una parte de tambor tubular 26 de una sola pieza con la parte
de brida radial 24 y coaxialmente alineada con la parte de caña 22.
La forma de realización preferida de la parte de tambor tubular 26
comprende una superficie exterior cilíndrica 28 y una superficie
interior cilíndrica 30 tal como se aprecia mejor en la figura 3. La
parte de tambor tubular comprende un extremo de perforación abierto
32 que presenta una superficie de apoyo exterior anular arqueada 34
y una superficie de perforación interior achaflanada 36. Tal como se
describe más ampliamente en la patente US nº 4.555.838 mencionada
anteriormente, la superficie de perforación achaflanada 36 centra el
pasador en el panel durante la instalación y perfora una abertura en
dicho panel que presenta un diámetro menor que el diámetro exterior
de la superficie exterior cilíndrica 28.
La parte de brida radial 24 comprende una
superficie de apoyo plana anular 38 que rodea la parte de caña 22 y
una superficie exterior 40 comprende unas superficies cóncavas
espaciadas 42 y unas superficies cilíndricas exteriores 44 situadas
entre las superficies cóncavas 42 tal como se muestra mejor en la
figura 2. Las superficies exteriores 44 pueden ser también planas.
Las relaciones entre el diámetro de la parte de caña 22, la cara de
apoyo anular 38 y las superficies cóncavas 42 son importantes para
la función y las mejoras proporcionadas por el pasador
autoperforante 20 y el procedimiento de la presente invención se
describe más adelante.
El pasador autoperforante 20 de la presente
invención está particularmente adaptado para las aplicaciones de
producción en masa, tales como las utilizadas por la industria del
automóvil para instalar pasadores para autoperforación y remachado
en partes de chapa metálica que comprendan soportes, paneles de
carrocería y similares. Dichas partes de chapa metálica se conforman
característicamente en una prensa de estampar. El pasador
autoperforante de la presente invención puede instalarse en el panel
o placa de chapa metálica con cada golpe de la prensa de estampar,
en la que el plato superior comprende característicamente un cabezal
de instalación que presenta un pistón tubular alternativo 52 y el
plato de estampa inferior comprende un elemento de estampa hembra o
botón de estampa 54 tal como se muestra en la figura 4 y se describe
más ampliamente en la patente US nº 4.555.838 anteriormente
referenciada. El pistón anular 52 comprende un orificio cilíndrico
56 que recibe la parte de punzón o espárrago 22 del pasador y la
parte extrema de guía 58 del pistón está configurada para ser
recibida contra la cara de apoyo anular plana 38 de la parte de
brida radial 24 tal como se muestra en la figura 4 y siguientes. El
elemento de estampa hembra o botón de estampa 54, mejor representado
en la figura 5, comprende una cara de apoyo extrema más plana 60 que
soporta el panel 50 y dicho panel 50 puede estar fijado en la cara
de apoyo 60 (no se representa). El elemento de estampa hembra 54
comprende una cavidad de estampa hembra anular 62 determinada en la
cara de apoyo 60 que rodea una columna de estampa central 64. La
cavidad de estampa anular 62 comprende una superficie inferior
semicircular anular o pared 66 y una pared lateral exterior
troncocónica 68 que se extiende tangencialmente desde la pared
inferior semicircular 66 hasta la cara de apoyo 60 y une la cara de
apoyo 60 en un radio 70. La pared lateral exterior troncocónica,
continua, lisa 68 se extiende tangencialmente desde la pared
inferior semicircular anular 66 en un ángulo comprendido "a"
representado en la figura 5 de entre 5 y 12 grados, más
preferentemente entre 6 y 10 grados y el radio que une la pared
lateral exterior troncocónica 68 y la cara de apoyo 60 es
preferentemente menor de 1,016 mm (0,04 pulgadas). La superficie
extrema 76 de la columna de estampa central 64 puede comprender
también unas cavidades de apilamiento para retener el trozo
perforado del panel 50 tal como se da a conocer en la patente US nº
5.056.207. Las ventajas del botón de estampa único 54 y del pasador
autoperforante 20 de la presente invención se comprenderán con mayor
claridad a partir de la siguiente descripción del procedimiento de
instalación de la presente invención que se expone a
continuación.
Tal como se muestra esquemáticamente en la
figura 4, el pasador macho autoperforante 20, el pistón 52 y el
botón de estampa 54 se alinean mediante el aparato o "cabezal"
de instalación (no representado) a lo largo del eje longitudinal
"b" antes de la instalación. Tal como se da a conocer con mayor
detalle en la patente US nº 5.092.724 mencionada anteriormente, el
pasador macho autoperforante 20 se recibe en el cabezal de
instalación que está dispuesto generalmente en el plato de estampa
superior y la parte de caña 22 se recibe inicialmente en el orificio
axial 56 del pistón antes de la instalación. Tal como se ha expuesto
anteriormente, el panel 50 puede fijarse a la cara de apoyo 60 del
botón de estampa en el plato de estampa inferior (no representado).
La figura 5 ilustra la etapa inicial en la secuencia de instalación
del pasador autoperforante 20 en el panel 50. El extremo de guía 58
del pistón 52 es impulsado contra la cara de apoyo anular 38 de la
parte de brida radial 24, que guía el extremo abierto libre 32 de la
parte de tambor 26 contra el panel 50, lo cual deforma dicho panel
50 contra la cara extrema 76 de la columna de estampa 64 tal como se
muestra en la figura 5. El panel 50 se deforma en la cavidad de
estampa 62 contra la cara extrema 76 de la columna de estampa 64
alrededor de la superficie arqueada 70 tal como se muestra.
Las figuras 6 a 14 ilustran la secuencia de
instalación del pasador 20 en el panel 50, en las que el pistón 52
se ha sustituido por una flecha 52a en aras de una mayor claridad.
Tal como se representa en la figura 6, la superficie de perforación
achaflanada 36 corta el panel contra el borde de perforación agudo
exterior circular 74 de la columna de estampa 64 tal como se muestra
en las figuras 6 y 7 hasta que se corta un trozo 50a del panel tal
como se muestra en la figura 8. La parte de borde del panel 50b
adyacente al trozo perforado 50a es recibida entonces contra la
superficie exterior cilíndrica 28 del tambor tubular 26 tal como se
representa en las figuras 8 y 9, en las que la superficie exterior
28 del tambor tubular 26 adelanta la parte de panel 50b en la
cavidad de estampa anular 62. La superficie interior 30 de la parte
de tambor tubular 26 se recibe a continuación en primer lugar contra
la superficie troncocónica 72 de la columna de estampa 64 tal como
se muestra en la figura 9 y a continuación contra la pared inferior
semicircular anular 66 como se aprecia mejor en la figura 10, en la
que el extremo abierto libre 32 de la parte de tambor tubular 26 se
deforma de manera secuencial contra la pared semicircular anular 66
en una forma de U tal como se muestra en las figuras 10 a 12. Deberá
observarse que durante la secuencia de instalación ilustrada en las
figuras 10 a 12, la parte de panel 50b queda sin apoyo en la cavidad
de estampa 62 y contra la superficie exterior 28 del tambor tubular.
Además, es importante constatar que la parte de brida 24 no está
guiada en la parte de panel 50b tal como se muestra en las figuras
10 a 12 y la parte de panel 50b queda separada de la pared exterior
68 de la cavidad de estampa anular, al contrario de la enseñanza del
presente procedimiento de instalación tal como se da a conocer en
las patentes estadounidenses mencionada anteriormentes. La parte de
panel 50b adyacente al borde de panel perforado se encierra por
último dentro de la parte extrema en forma de U 32a tal como se
muestra en las figuras 12 y 13. Sin embargo, tras la formación del
extremo libre 32a en la pared inferior semicircular anular 66, dicho
extremo libre en forma de U 32a está separado de la pared lateral
troncocónica 68 tal como se muestra en la figura 13.
Por último, tal como se muestra en los dibujos
de secuencia de las figuras 13 y 14, la parte de panel 56c en la
cavidad de estampa 62 adyacente al radio superior 70 se comprime a
continuación de manera progresiva entre la pared lateral 68
adyacente al radio 70 y las superficies cilíndricas 44 radialmente
en las superficies cóncavas espaciadas 42 hasta que el metal del
panel llena sustancialmente las superficies cóncavas 42 tal como se
muestra en la figura 14. Como se representa en la figura 14, la
parte de brida 24 se guía preferentemente en la cavidad de estampa
62 de manera que la parte de superficie de apoyo anular 38 está
ligeramente separada debajo del plano del panel 50. Esto es debido a
que la parte de pasador, que es la parte de caña 22 en la forma de
realización expuesta, se utiliza para acoplar un componente (no
representado) en el panel 50 en el que dicho componente se dispone
preferentemente enrasado en el panel. Como se comprenderá, si la
instalación se diseñara para que presentase la superficie de apoyo
38 enrasada con el panel, la tolerancia normal acumulada daría como
resultado que algunas de las instalaciones presentarían una parte de
brida por encima del panel 50. Como se comprenderá también a partir
de la descripción anterior del procedimiento de la presente
invención y la secuencia de instalación representada en las figuras
6 a 14, el panel 50 y el extremo libre 32a de la parte de tambor no
entran en contacto con la pared lateral exterior troncocónica 68
excepto en la parte adyacente a la cara de apoyo plana 60. De este
modo, la pared lateral troncocónica 68 no es necesaria excepto en la
parte adyacente a la abertura en una profundidad igual a la anchura
de la parte de brida más la distancia que la parte de brida está
embutida debajo del plano del panel 50. Por otra parte, en la forma
de realización preferida, la parte de panel 56c se comprime o
deforma en las superficies cóncavas espaciadas 42 para llenar
sustancialmente, pero no por completo las superficies cóncavas 42
para evitar la deformación de la parte de brida 24. La pared lateral
exterior troncocónica 68 adyacente a la cara de apoyo 60 sirve de
este modo como una cuña cuando la parte de brida 24 se guía en la
cavidad de estampa 62, deformando de manera progresiva la parte de
panel 56c en las superficies cóncavas 42.
El trozo de panel 50a es conducido
simultáneamente hacia la superficie inferior 46 de la parte de brida
radial y puede retenerse contra la parte inferior tal como se da a
conocer en la patente US nº 5.056.207 mencionada anteriormente. Tal
como se ha expuesto anteriormente, la parte de brida 24 no se guía
hacia el panel como se da a conocer en las patentes estadounidenses
mencionada anteriormentes, sino que se comprime de manera progresiva
radialmente en las superficies cóncavas espaciadas 42 mediante las
superficies cilíndricas 44 entre las superficies cóncavas,
proporcionando de este modo una resistencia superior al par de
torsión, particularmente en los paneles delgados que presentan un
espesor comprendido entre 0,762 y 1,016 mm (0,030 y 0,040
pulgadas), y que evitan los problemas asociados con los
procedimientos de instalación anteriores tal como se trata más
adelante a continuación. Tal como se ha expuesto anteriormente, la
parte de caña 22 se rompía durante la verificación de par de torsión
sin ningún movimiento rotacional del pasador en el conjunto de
panel.
Tal como se ha expuesto anteriormente, la
relación entre el área de la cara de apoyo anular 38 y las
superficies cóncavas espaciadas 42 es importante en el pasador
autoperforante 20 y el procedimiento de instalación de la presente
invención. En primer lugar, la cara de apoyo 38 debe ser suficiente
para evitar la deformación axial o trabajado en frío de la parte de
brida que se produce con los procedimientos de instalación
anteriores, particularmente en un estado de "exceso de potencia de
golpe" de la prensa de estampar, aunque el procedimiento de
instalación del pasador autoperforante 20 en una panel es
significativamente menos sensible a la presión que los
procedimientos anteriores descritos en las patentes estadounidenses
mencionada anteriormentes. Ello es debido a que la parte de brida
radial 24 no es conducida hacia el panel 50 y la parte de panel 56c
queda sin soporte radialmente en la cavidad de estampa 62. El metal
de panel no llena la cavidad de estampa 62 incluso cuando se ha
terminado la instalación tal como se muestra en la figura 14.
Además, aunque en la forma de realización preferida, las superficies
cóncavas 42 son cilíndricas, pueden utilizarse otras superficies
cóncavas que proporcionan una resistencia superior al par de
torsión.
La relación dimensional preferida entre la
superficie de apoyo anular 38, las superficies cóncavas 42 y el
tambor tubular 26 del pasador autoperforante 20 de la presente
invención con la parte de caña 22a de una sola pieza con la parte
radial 24 puede explicarse mejor haciendo referencia a la figura 2,
en la que la parte de caña 22a se muestra en línea de trazos. El
área de la cara de apoyo anular 38 que rodea la parte de caña 22a es
por lo menos cinco veces el área superficial de las superficies
cóncavas espaciadas o chaflanes 42 medida en el plano de la
superficie de apoyo 38, más preferentemente por lo menos seis veces.
Más particularmente, la relación del área superficial en un
espárrago de 6 mm es 6,3, la relación para un espárrago de 8 mm es
7,2 y la relación para un espárrago de 10 mm es 8,5. Expuesto de
otro modo, la dimensión "c" en la figura 2 medida desde la
parte de caña 22a a las superficies cóncavas espaciadas 42 es por lo
menos el 70 por ciento de la dimensión "d" medida desde la
parte de caña 22a a las superficies exteriores cilíndricas 44 entre
las superficies cóncavas espaciadas. Las superficies cóncavas 42
están también preferentemente separadas de la superficie exterior
cilíndrica 28 de la parte de tambor tubular 26 una distancia igual a
aproximadamente 0,75 veces la distancia entre la superficie exterior
cilíndrica 28 de la parte de tambor tubular y las superficies
exteriores cilíndricas 44.
Como se comprenderá a continuación, el pasador
autoperforante, el procedimiento de instalación y el elemento de
estampa de la presente invención proporcionan una resistencia al par
de torsión superior y evitan los problemas asociados con los
procedimientos de instalación anteriores. Tal como se ha expuesto
anteriormente, la superficie de apoyo 38 de la parte de brida 24 no
está deformada radialmente ni axialmente con respecto a la parte de
espárrago 22 por el pistón anular 52 durante la instalación, incluso
en el caso en que la fuerza de estampa sea mayor que la requerida
para la instalación. Por otra parte, la instalación no es tan
sensible a la presión como la de los procedimientos anteriores y
debido a que la parte de brida no se guía en el panel, no se crean
realces concentradores de tensiones en las superficies cóncavas o
chaflanes.
Claims (18)
1. Procedimiento para acoplar un elemento
autoperforante (20) en un panel (50) soportado en un elemento de
estampa (54), comprendiendo dicho elemento autoperforante (20) una
parte de tambor tubular (26) que presenta un extremo libre abierto
(32) que incluye una superficie de perforación (36) y una parte de
brida radial en una sola pieza (24) adyacente a dicha parte de
tambor tubular (26) que comprende una superficie exterior (40) que
presenta una pluralidad de superficies cóncavas espaciadas hacia el
interior (42), comprendiendo dicho elemento de estampa (54) una cara
extrema de apoyo de panel (60), una columna de estampa central (64)
que presenta una superficie extrema (76) que comprende una
superficie de perforación (74) separada debajo del plano de dicha
cara extrema (60) y una cavidad de estampa anular (62) que rodea
dicha columna de estampa central (64) comprendiendo dicha cavidad
de estampa anular (62) una superficie inferior anular semicircular
(66) y una pared lateral (68) que se extiende desde dicha superficie
inferior anular y semicircular (66) a dicha cara extrema (60),
comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes:
soportar un panel (50) en dicha cara extrema
(60) de dicho elemento de estampa (54);
guiar dicho extremo libre abierto (32) de dicho
elemento autoperforante (20) contra dicho panel (50) y dicho panel
(50) contra dicha superficie extrema (76) de dicha columna central
de estampa (64);
continuar guiando dicho extremo libre abierto
(32) de dicha parte de tambor (26) contra dicho panel (50), perforar
un trozo (50a) de dicho panel (50) entre dichas superficies de
perforación (36) de dicha parte de tambor (26) y dicha superficie
extrema (76) de dicha columna de estampa central (64), formar una
abertura a través de dicho panel (50), y deformar simultáneamente
una primera parte (50b) de dicho panel (50) adyacente a dicha
abertura en dicha cavidad de estampa anular (62) contra una
superficie exterior (28) de dicha parte de tambor tubular (26);
guiar dicho extremo libre abierto (32) de dicha
parte de tambor (26) contra dicha superficie inferior anular
semicircular (66) de dicha cavidad de estampa anular (62), deformar
dicho extremo abierto libre (32) de dicha parte de tambor (26)
radialmente hacia el exterior y hacia arriba hacia dicha cara
extrema (60), conformar una parte extrema en forma de U (32a) de
dicha parte de tambor (26), y
deformar un borde perforado de dicha parte de
panel hacia dicha parte extrema en forma de U (32a) de dicha parte
de tambor (26); y deformar de manera continua, progresivamente, una
segunda parte de panel (56c) en dicha cavidad de estampa anular (62)
entre dicha superficie exterior (40) de dicha parte de brida (24) de
dicho elemento autoperforante (20) y dicha pared lateral (68) de
dicha cavidad de estampa anular (62) radialmente entre dichas
superficies cóncavas hacia el interior (42).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que dicha pared lateral (68) es una pared lateral troncocónica
continua (68) que se extiende tangencialmente desde dicha superficie
inferior (66) que presenta un ángulo comprendido entre 5 grados y 12
grados, y dicho procedimiento comprende deformar dicho extremo libre
abierto (32) de dicha parte de tambor (26) hacia arriba adyacente a
dicha pared lateral (68) pero separada de la misma.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que una distancia entre dicha pared lateral troncocónica continua
(68) adyacente a dicha cara extrema (60) y dicha superficie
exterior (40) de dicha parte de brida (24) es menor que el espesor
de dicho panel (50), comprendiendo dicho procedimiento adelgazar
dicho panel (50) en unas posiciones entre dichas superficies
cóncavas espaciadas hacia el interior (42).
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que dicho procedimiento comprende mantener dicha primera parte de
panel (50b) separada de dicha pared lateral (68) de dicha cavidad de
estampa anular (62).
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que dicha primera parte (50b) de dicho panel (50) se deforma
alrededor de una intersección de dicha cara extrema (60) y dicha
pared lateral anular troncocónica (68) de dicho elemento de estampa
(54).
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que dicho extremo abierto libre (32) de dicha parte de tambor
(26) se deforma radialmente hacia el exterior y hacia arriba hacia
dicha cara extrema (60) y alrededor de dicha primera parte (50b) de
dicho panel (50), formando de este modo dicha parte extrema en forma
de U (32a) de dicha parte de tambor (26) que encierra dicha primera
parte (50b) de dicho panel (50).
7. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que dicha superficie exterior (40) es una superficie exterior
generalmente cilíndrica (40) y en el que dicha segunda parte de
panel (56b) en dicha cavidad de estampa anular (62) adyacente a
dicha cara extrema (60) de dicho elemento de estampa (54) se deforma
de manera progresiva entre dicha superficie cilíndrica (40) de dicha
parte de brida (24) y dicha pared lateral (68), adelgazando de este
modo dicha segunda parte de panel y deformando dicha segunda parte
de panel radialmente en dicha pluralidad de superficies cóncavas
hacia el interior espaciadas (42) mientras que el resto de dicho
panel (50) se separa de dicha pared lateral (68).
8. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que dicho procedimiento comprende deformar dicho borde perforado
de dicha parte de panel (50b) en dicha parte extrema en forma de U
(32a) en un reborde alargado que presenta un espesor mayor que el
espesor de dicho panel (50) y que presenta una altura medida entre
dicha parte de brida (24) y dicha parte extrema en forma de U (32a)
de dicha parte de tambor (26) mayor que su anchura.
9. Elemento de estampa (54) para acoplar un
elemento autoperforante (20) que comprende una parte de tambor
tubular (26) y una parte de brida radial (24) en un panel (50), en
particular según un procedimiento de las reivindicaciones 1 a 8,
comprendiendo dicho elemento de estampa (54):
una cara extrema (60), una columna de estampa
central (64) que se extiende generalmente perpendicular a dicha cara
extrema (60) que presenta una superficie extrema (76), y una cavidad
de estampa anular (62) que rodea dicha columna de estampa central
(64), comprendiendo dicha cavidad de estampa anular (62) una
superficie inferior semicircular anular (66) y una pared lateral
troncocónica lisa continua (68) que se extiende tangencialmente
desde dicha superficie inferior semicircular tubular (66) a dicha
cara extrema (60).
10. Elemento de estampa (54) según la
reivindicación 9, en el que dicha pared lateral troncocónica
continua lisa (68) presenta un ángulo comprendido entre 5 y 12
grados.
11. Elemento de estampa (54) según la
reivindicación 9, en el que dicha pared lateral troncocónica
continua (68) une dicha cara extrema (60) en una superficie
redondeada que presenta un radio menor de 1,016 mm (0,04
pulgadas).
12. Elemento de estampa (54) según la
reivindicación 9, en el que dicha columna de estampa central (64)
presenta un borde de perforación exterior determinado por una
superficie extrema plana anular exterior (76) y una pared lateral
troncocónica que se extiende tangencialmente desde dicha superficie
inferior semicircular (66) hasta dicha superficie plana anular
exterior (76) en un ángulo comprendido de aproximadamente 7
grados.
13. Elemento de estampa (54) según la
reivindicación 9, en el que dicha cara extrema (60) es una cara
extrema de apoyo de panel generalmente plana, en el que dicha
cavidad de estampa cóncava anular (62) está determinada en dicha
cara extrema (60), y en el que dicha columna de estampa central (64)
que sobresale de dicha cavidad de estampa cóncava anular (62) hacia
dicha cara extrema (60) incluye una superficie extrema (76)
espaciada debajo del plano de dicha cara extrema de apoyo de panel
generalmente plana (60) y una superficie de perforación exterior
(74).
14. Elemento de estampa (54) según la
reivindicación 9, en el que dicha superficie de perforación exterior
(74) de dicha columna de estampa central (64) está determinada por
una superficie plana anular exterior (76) y una superficie interior
troncocónica que se extiende tangencialmente desde dicha superficie
inferior semicircular anular (66) a dicha superficie plana anular
exterior (76) determinando un borde de perforación agudo.
15. Elemento de fijación macho autoperforante
(20), en particular para realizar un procedimiento según las
reivindicaciones 1 a 8, que comprende una parte de caña (22), una
parte de brida radial (24) de una sola pieza con dicha parte de caña
(22) y una parte de tambor tubular (26) de una sola pieza con dicha
parte radial (24) que comprende una parte extrema abierta libre (32)
que presenta una superficie de perforación (36) para perforar una
abertura en un panel (50), comprendiendo dicha parte de brida (24)
una superficie de apoyo anular generalmente plana (38) que rodea
dicha parte de caña (22) que presenta un diámetro mayor que dicha
parte de tambor (26) y una superficie exterior (40) que presenta
una pluralidad de superficies cóncavas espaciadas (42), en el que el
área de dicha superficie de apoyo anular (38) es por lo menos cinco
veces el área de dichas superficies cóncavas (42) medida en el plano
de dicha superficie de apoyo generalmente plana (38).
16. Elemento de pasador macho autoperforante
(20) según la reivindicación 15, en el que dicho área de dicha
superficie de apoyo (38) es por lo menos seis veces dicho área de
dichas superficies cóncavas (42) medida en el plano de dicho área de
apoyo.
17. Elemento de pasador macho autoperforante
(20) según la reivindicación 15, en el que dichas superficies
cóncavas (42) están separadas de dicha parte de tambor tubular (26)
por una distancia igual o mayor que la profundidad de dichas
superficies cóncavas (42).
18. Elemento de pasador macho autoperforante
(20) según la reivindicación 15, en el que la profundidad de dichas
superficies cóncavas (42) es aproximadamente 0,75 veces la anchura
de dicha superficie de apoyo (38) medida desde dicha parte de caña
(22).
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|---|---|---|---|---|
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| US7179034B2 (en) * | 2002-10-16 | 2007-02-20 | Whitesell International Corporation | Torque resistant fastening element |
| US20050111934A1 (en) * | 2003-11-14 | 2005-05-26 | Ladouceur Harold A. | Self-riveting male fastener and panel assembly |
| US7032296B2 (en) * | 2003-11-21 | 2006-04-25 | Newfrey Llc | Self-piercing fastening system |
| US8091237B2 (en) * | 2004-08-03 | 2012-01-10 | Lear Corporation | Method for making a vehicle seat crossmember |
| US8196794B2 (en) * | 2004-08-24 | 2012-06-12 | Ford Motor Company | Riveting system and multi-piece self pierce die for improved die life |
| GB2470144B (en) * | 2004-10-26 | 2010-12-29 | Universal Can Corp | Can body manufacturing method, can body and can body manufacturing apparatus |
| US7380326B2 (en) * | 2005-11-02 | 2008-06-03 | Whitesell International Corporation | Method of attaching a self-attaching fastener to a panel |
| RU2418206C2 (ru) * | 2006-01-05 | 2011-05-10 | Профиль-Фербиндунгстехник Гмбх Унд Ко. Кг | Крепежный элемент, узловая сборка, состоящая из крепежного элемента и детали из листового металла, а также способ закрепления крепежного элемента на детали из листового металла |
| DE102006021499A1 (de) | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Elringklinger Ag | Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung |
| DE102006028537B3 (de) | 2006-06-21 | 2007-05-10 | Singh, Sumanjit, Dr. | Stanzniet und Matrize |
| CN101210583A (zh) * | 2006-12-28 | 2008-07-02 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 螺柱 |
| CN101210582A (zh) * | 2006-12-28 | 2008-07-02 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 螺柱 |
| JP4560065B2 (ja) * | 2007-05-18 | 2010-10-13 | 日東精工株式会社 | スペーサ |
| US20090107205A1 (en) * | 2007-10-29 | 2009-04-30 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Apparatus for Apertured Attachment of Metal Sheets |
| JP5688568B2 (ja) * | 2008-07-15 | 2015-03-25 | 山野井精機株式会社 | 被加工金属部材に突起を形成する突起形成方法 |
| US20110003647A1 (en) | 2009-07-02 | 2011-01-06 | Fastener Advance Products | Pierce nut manufacturing method and apparatus |
| US8851785B1 (en) * | 2009-11-17 | 2014-10-07 | Trw Automotive U.S. Llc | Ball joint |
| JP4824120B2 (ja) * | 2010-05-14 | 2011-11-30 | 日東精工株式会社 | スペーサ |
| JP5793298B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2015-10-14 | 岡部株式会社 | 土木用アンカー取付装置 |
| DE102011113436A1 (de) * | 2011-09-14 | 2013-03-14 | Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg | Nietelement |
| US9126258B2 (en) | 2013-02-28 | 2015-09-08 | Robert Rottinghaus | Unitary connector pin formed by two-stage cold heading die |
| US9718157B2 (en) * | 2014-02-21 | 2017-08-01 | Ford Global Technologies, Llc | Expanding die for clinching and riveting operations |
| US9680239B2 (en) * | 2014-04-23 | 2017-06-13 | Ramco Specialties, Inc. | Grounding stud and electrical connections |
| DE102014117535A1 (de) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | Newfrey Llc | Matritze, Fügewerkzeug und Matritzenherstellungsverfahren |
| CN105065406B (zh) * | 2015-08-07 | 2017-12-12 | 珠海格力电器股份有限公司 | 铆接结构、铆接模具、铆接工艺及空调 |
| US10576532B2 (en) | 2015-12-14 | 2020-03-03 | GM Global Technology Operations LLC | Systems and methods for joining components by riveting |
| GB202114261D0 (en) * | 2021-10-05 | 2021-11-17 | Atlas Copco Ias Uk Ltd | Self-piercing rivet |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2707322A (en) | 1952-05-01 | 1955-05-03 | Steward | Method and apparatus for connecting clinch nut and panel |
| US4555838A (en) * | 1983-03-28 | 1985-12-03 | Multifastener Corp. | Method of installing self-attaching fasteners |
| DE3003908C2 (de) | 1980-02-02 | 1984-10-18 | Profil-Verbindungstechnik Gmbh & Co Kg, 6382 Friedrichsdorf | Stehbolzen mit Stanz- und Nietverhalten |
| US4810143A (en) * | 1983-12-21 | 1989-03-07 | Multifastener Corporation | Fastener and panel assembly |
| US5441417A (en) | 1981-01-28 | 1995-08-15 | Multifastener Corporation | Electrical grounding stud |
| US4825527A (en) * | 1988-01-25 | 1989-05-02 | Multifastener Corporation | Method of attaching an element to a panel |
| US5056207A (en) | 1990-01-16 | 1991-10-15 | Multifastener Corporation | Method of attaching a self-piercing and riveting fastener and improved die member |
| US5140735A (en) * | 1990-01-16 | 1992-08-25 | Multifastener Corporation | Die member for attaching a self-piercing and riveting fastener |
| US5020950A (en) * | 1990-03-06 | 1991-06-04 | Multifastener Corporation | Riveting fastener with improved torque resistance |
| US5868535A (en) * | 1997-08-04 | 1999-02-09 | Multifastener Corporation | Self-riveting fastening element |
| US6546613B2 (en) * | 2001-08-29 | 2003-04-15 | Textron Inc. | Anvil design for rivet setting machine |
-
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