ES2895515T3 - Elemento de ensamblaje - Google Patents

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ES2895515T3 ES20170756T ES20170756T ES2895515T3 ES 2895515 T3 ES2895515 T3 ES 2895515T3 ES 20170756 T ES20170756 T ES 20170756T ES 20170756 T ES20170756 T ES 20170756T ES 2895515 T3 ES2895515 T3 ES 2895515T3
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Abstract

Elemento de ensamblaje (10) con un vástago (12) que se inserta en un componente (32), un cabezal (14) previsto en un primer extremo del vástago (12) y un elemento de punzonado (24) instalado de manera desprendible en un segundo extremo, contrario al cabezal (14), del vástago (12), caracterizado por que el elemento de punzonado (24) está configurado con forma de capuchón y rodea al menos parcialmente el vástago (12) en la zona de su segundo extremo y por que el vástago (12) está provisto de una rosca exterior (22).

Description

DESCRIPCIÓN
Elemento de ensamblaje
La invención se refiere a un elemento de ensamblaje, en particular un elemento de ensamblaje autoperforante.
Un elemento de ensamblaje de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se describe en el documento DE 10 2011 119596 A1. Más estado de la técnica se desvela en los documentos WO 01/73305 A1, DE 102012001 068 A1, DE 2249772 A1, EP 0049218 A2 y JP 5791980 B2.
Elementos de ensamblaje autoperforantes se conocen básicamente y se caracterizan por que, al colocarse en un componente, perforan por sí mismos el paso requerido para ello en el componente. Esto elimina la necesidad de perforar previamente el componente. Un ejemplo de tal elemento de ensamblaje autoperforante es una tuerca remachada autoperforante que puede introducirse en un componente de forma particularmente sencilla, ya que, en una sola operación, en cierto modo en una carrera, forma su paso a través del componente y se remacha con él.
Sin embargo, resulta más problemático colocar un elemento de ensamblaje en un componente cuando el elemento de ensamblaje presenta una rosca exterior y, en particular, configura una sección de perno roscado y el elemento de ensamblaje debe ser guiado a través del componente con la rosca exterior o la sección de perno roscado por delante. Convencionalmente, para ello el componente debe ser previamente perforado para que la rosca exterior del elemento de ensamblaje no se dañe durante la colocación en el componente. Por tanto, se requieren dos etapas de trabajo, concretamente perforación previa del componente y colocación del elemento de ensamblaje en el componente, sumándose a ello para mayor dificultad durante la colocación del elemento de ensamblaje que el elemento de ensamblaje debe ser alineado con la perforación correctamente al entrar en esta para evitar un daño de la rosca exterior.
La invención se basa, por tanto, en el objetivo de crear un elemento de ensamblaje que pueda colocarse de manera autoperforante en un componente sin que a este respecto se dañe una rosca exterior del elemento de ensamblaje.
Para lograr el objetivo se prevé un elemento de ensamblaje con las características de la reivindicación 1.
Si el elemento de ensamblaje es introducido en una operación de punzonado por medio de un dispositivo de punzonado en un componente, el elemento de punzonado se abre paso a través del componente liberando viruta de punzonado, y protegiendo la rosca exterior configurada en el vástago. Por medio del elemento de punzonado, el elemento de ensamblaje se convierte en un elemento de ensamblaje autoperforante.
"Instalado de manera desprendible" significa en este contexto que el elemento de punzonado está unido con el vástago de tal modo que este normalmente no se puede soltar de manera accidental, en particular no cuando el elemento de ensamblaje es transportado en forma de producto a granel o se alimenta al dispositivo de punzonado, pero que, con la aplicación de una determinada fuerza, que se ejerce, por ejemplo, sobre el elemento de punzonado, puede separarse del vástago cuando el componente con el elemento de ensamblaje colocado en su interior es levantado de una matriz de punzonado y el elemento de punzonado queda atrapado en la matriz de punzonado. La fuerza que se ha de aplicar para separar elemento de punzonado y vástago puede situarse, por ejemplo, en el intervalo de 10 N a 50 N.
Configuraciones ventajosas de la invención se desprenden de las reivindicaciones dependientes, la descripción y el dibujo.
Para la instalación desprendible del elemento de punzonado en el vástago, el elemento de punzonado puede estar unido con el vástago por adherencia de materiales, por arrastre de fuerza y/o por arrastre de forma. Una unión por adherencia de materiales puede realizarse, por ejemplo, mediante pegado o soldadura. Para una unión por arrastre de forma se ofrecen agentes de enclavamiento adecuados, por ejemplo, al menos una depresión de enclavamiento del vástago en la que encaje al menos un saliente de enclavamiento del elemento de punzonado o a la inversa. De manera particularmente sencilla y rentable, se puede realizar una unión por arrastre de fuerza de elemento de punzonado y vástago, por ejemplo, presionándose el elemento de punzonado sobre el vástago.
Para proteger particularmente bien el vástago y la rosca exterior prevista en él durante la operación de punzonado, el elemento de punzonado está formado ventajosamente de un material más duro que el vástago.
De acuerdo con una forma de realización, el vástago se reduce en dirección de su segundo extremo. La reducción del vástago es en particular ventajosa si el elemento de punzonado está configurado con forma de capuchón y rodea al menos parcialmente el vástago en la zona de su segundo extremo, porque mediante la reducción del vástago, a pesar de la suficiente resistencia del elemento de punzonado, se realiza un sobrante radial mínimo del elemento de punzonado más allá de la extensión radial máxima del vástago y, de esta manera, se puede evitar la configuración de un paso más grande de lo deseado en el componente. Un elemento de punzonado con forma de capuchón se puede instalar de manera particularmente sencilla en el vástago, por ejemplo, presionándolo sobre él, y protege de manera efectiva el vástago durante la operación de punzonado. Por ejemplo, si el vástago no se reduce en dirección de su segundo extremo, el elemento de punzonado puede instalarse alternativamente de manera exclusiva en un lado frontal configurado en el segundo extremo del vástago, por ejemplo, siendo pegado o soldado. En este caso, un elemento de punzonado configurado para una disposición de punzonado de acuerdo con la invención según la reivindicación 11 puede estar configurado con forma de placa o plato.
Para una mejor fijación de tal elemento de punzonado en el lado frontal, en particular para evitar un deslizamiento del elemento de punzonado del lado frontal durante la operación de punzonado, el vástago puede configurar en su segundo extremo un lado frontal que esté provisto de una depresión en la que encaje un saliente del elemento de punzonado. Por ejemplo, la depresión puede ser una depresión de enclavamiento y el saliente, un saliente de enclavamiento, lo que básicamente permitiría prescindir de un pegado o soldadura del elemento de punzonado al vástago. Básicamente, sin embargo, también se puede pegar o soldar un saliente de enclavamiento del elemento de punzonado en una depresión de enclavamiento del vástago.
Tal y como ya se ha mencionado, el vástago está provisto de una rosca exterior. A este respecto, la rosca exterior puede extenderse partiendo del cabezal hacia el segundo extremo, en particular hasta una sección final del vástago que se reduzca. Con excepción de la sección final que se reduce del vástago, en la que se asienta el elemento de punzonado con forma de capuchón, todo el vástago puede estar provisto, por tanto, de rosca exterior.
Por ejemplo, el elemento de ensamblaje puede ser un perno roscado, un perno a tierra o un perno de soldadura.
Para una protección efectiva de la rosca exterior durante una operación de punzonado es suficiente si un diámetro exterior del elemento de punzonado es mayor que el diámetro exterior de la rosca exterior en una magnitud que se sitúe en el intervalo de 10 pm a 1000 pm, preferentemente de 10 pm a 500 pm y de manera particularmente preferente de 10 pm a 100 pm. En otras palabras, el diámetro exterior del elemento de punzonado es únicamente ligeramente mayor que el diámetro exterior de la rosca exterior. Esto tiene la ventaja de que, si el cabezal del elemento de ensamblaje es presionado al final de una operación de punzonado sobre el componente, el material del componente puede fluir a los pasos de roscada de la rosca exterior, por medio de lo cual el elemento de ensamblaje se sujeta de manera segura en el componente.
Un objeto de la invención es una disposición de punzonado que comprende un elemento de ensamblaje con un vástago que se ha de colocar en un componente, un cabezal previsto en un primer extremo del vástago y un elemento de punzonado instalado de manera desprendible en un segundo extremo, contrario al cabezal, del vástago, así como una matriz de punzonado para el apoyo de un componente en el que debe insertarse el elemento de ensamblaje, presentando la matriz de punzonado un orificio que se amplía en dirección de punzonado y en el que se sumerge el vástago del elemento de ensamblaje al colocar el elemento de ensamblaje en el componente. A este respecto, un diámetro mínimo del orificio está adaptado a un diámetro del elemento de punzonado de tal modo que el elemento de punzonado se puede presionar al interior del orificio durante la operación de punzonado, pero queda atrapado, cuando el vástago se retira del orificio, en una pared de la matriz de punzonado que delimita el orificio y se desprende del elemento de ensamblaje. Mediante la disposición de punzonado se pueden obtener correspondientemente las ventajas descritas anteriormente.
El orificio de la matriz puede ampliarse, por ejemplo, de manera escalonada, es decir, configurar un escalón o espaldilla que garantice de manera particularmente efectiva que el elemento de punzonado, al retirar el vástago del orificio, quede atrapado y se desprenda del vástago.
Para que una rosca exterior del elemento de ensamblaje, dado el caso presente, no se dañe al sumergirse en el orificio de la matriz de punzonado, pero al mismo tiempo se garantice que el elemento de punzonado se desprenda del vástago al levantar el componente y elemento de ensamblaje colocado en él de la matriz de punzonado, el diámetro mínimo del orificio es mayor que un diámetro exterior de la rosca exterior del elemento de ensamblaje y menor que un diámetro exterior del elemento de punzonado.
A continuación, se describe puramente a modo de ejemplo la invención con ayuda de posibles formas de realización haciendo referencia al dibujo adjunto. Muestran:
la Figura 1 un elemento de ensamblaje de acuerdo con una primera forma de realización de la invención;
la Figura 2 una disposición de punzonado de acuerdo con la invención durante una operación de punzonado; la Figura 3 un elemento de ensamblaje para una disposición de punzonado de acuerdo con una segunda forma de realización de la invención.
En la figura 1 se presenta una primera forma de realización de un elemento de ensamblaje 10 que presenta un vástago 12 a cuyo primer extremo sigue un cabezal 14. En la zona de su segundo extremo opuesto al cabezal 14, el vástago 12 se reduce. Concretamente, el vástago 12 pasa desde una sección principal 16 a una sección intermedia cónica 18, a la que sigue una sección final cilíndrica 20 que presenta un diámetro exterior reducido en comparación con el diámetro exterior de la sección principal 16.
El vástago 12, partiendo del cabezal 14 y a lo largo de toda la longitud de la sección principal 16, está provisto de una rosca exterior 22.
Por ejemplo, el elemento de ensamblaje 10 puede ser un perno roscado, un perno a tierra o un perno de soldadura.
Sobre la sección final 20 está presionado un elemento de punzonado 24 con forma de capuchón que cubre un lado frontal 26 opuesto al cabezal 14 del vástago 12, así como, al menos por zonas, una superficie envolvente 28 de la sección final 20. El ajuste a presión entre elemento de punzonado 24 y sección final 20 se selecciona de tal modo que el elemento de punzonado 24 no se puede desprender accidentalmente del vástago 12 durante un transporte del elemento de ensamblaje 10 en forma de producto a granel o durante el suministro del elemento de ensamblaje 10 a un dispositivo de punzonado, pero a pesar de ello es posible una separación de elemento de punzonado 24 y vástago 12 tras finalizar la operación de punzonado como se explicará con más detalle a continuación. Concretamente, el elemento de punzonado 24 puede ser retirado de la sección final 20 aplicando una fuerza de, por ejemplo, al menos 10 N.
Correspondientemente a la sección final 20, el elemento de punzonado 24 presenta una superficie envolvente cilíndrica 30. Un diámetro exterior del elemento de punzonado 24 está seleccionado a este respecto ligeramente mayor que un diámetro exterior de la rosca exterior 22. Concretamente, el diámetro exterior del elemento de punzonado 24 es mayor que un diámetro exterior de la rosca exterior en una magnitud que se sitúa en el intervalo de 10 pm a 1000 pm, preferentemente de 10 pm a 500 pm y, de manera particularmente preferente, de 10 pm a 100 pm.
El elemento de punzonado 24 puede estar compuesto de un material más duro que el vástago 12.
El elemento de ensamblaje 10 es un elemento de ensamblaje autoperforante 10, como se explicará con más detalle con ayuda de la figura 2.
El elemento de ensamblaje 10 se alimenta de manera en sí conocida a un dispositivo de punzonado y, en este, por medio de una herramienta no representada, aplicando una fuerza F en el intervalo de varios 1000 N, se presiona sobre un componente 32, por ejemplo, una chapa, en la que debe insertarse el elemento de ensamblaje 10. El componente 32 se apoya durante la operación de punzonado por medio de una matriz de punzonado 34 en la que está configurado un orificio 36 que está alineado con el elemento de ensamblaje 10.
Durante la operación de punzonado, el elemento de punzonado 24 atraviesa el componente 32, desprendiéndose viruta de punzonado 40 del componente 32 y entrando en el orificio 36. Debido al diámetro exterior ligeramente mayor con respecto a la rosca exterior 22 del elemento de punzonado 24, el paso 42 generado por el elemento de punzonado 24 en el componente 32 también es ligeramente más amplio que la rosca exterior 22, de tal modo que el vástago 12 puede sumergirse sin daño de la rosca exterior 22 en el componente 12, hasta que el cabezal 14 se asienta sobre el componente 32. Una fuerza de punzonado que se mantiene durante un determinado tiempo hace ahora que el material del componente 32 que delimita el paso 42 comience a fluir y se encaje con la rosca exterior 22, por medio de lo cual el elemento de ensamblaje 10 se fija al componente 32.
En esta situación, el elemento de punzonado 24 aún se apoya sobre la sección final 20 del vástago 12. Si el componente 32 con el elemento de ensamblaje 10 colocado en él se levanta ahora de la matriz de punzonado 34, el elemento de punzonado 24 choca desde el lado opuesto al componente 32 contra la pared de la matriz de punzonado 34 que delimita el orificio 36 y separado por este del vástago 12 del elemento de ensamblaje 10.
El orificio 36 se amplía para ello formando una espaldilla 38 hacia el interior de la matriz de punzonado 34. A este respecto, un diámetro mínimo del orificio 36 está adaptado al diámetro exterior del elemento de punzonado 24 de tal modo que el elemento de punzonado 24 ciertamente puede presionarse durante una operación de punzonado a través del orificio 36 al interior de la matriz de punzonado 34, pero al extraer el vástago 12 de la matriz de punzonado 34, sin embargo, queda atrapado en la espaldilla 38 de la matriz de punzonado 34 y se desprende del vástago 12. El diámetro mínimo del orificio 36 es, por tanto, ligeramente menor que el diámetro exterior del elemento de punzonado 24, pero simultáneamente mayor que el diámetro exterior de la rosca exterior 22 del elemento de ensamblaje 10, para que este no se dañe al sumergirse el vástago 12 en el orificio 36.
El elemento de punzonado desprendido 24 puede retirarse a continuación con la viruta de punzonado 40 fuera del orificio 36 de la matriz de punzonado 34.
En la figura 3 se presenta una segunda forma de realización de un elemento de ensamblaje 10 que se diferencia de la primera forma de realización descrita anteriormente, por un lado, en que el vástago 12, en la zona de su segundo extremo opuesto al cabezal 14, no se reduce de manera significativa y la rosca exterior 22 se extiende esencialmente hasta el segundo extremo del vástago 12. Por otro lado, el elemento de punzonado 24 está configurado en este caso con forma de plato, de tal modo que únicamente cubre el lado frontal 26 del vástago 12. La instalación desprendible del elemento de punzonado 24 en el vástago 12 se efectúa en este caso por medio de una unión adhesiva o soldada. Alternativa o adicionalmente, también es concebible practicar una depresión de enclavamiento 44 en el lado frontal 26 del vástago 12 en la que se encaje un saliente de enclavamiento 46 del elemento de punzonado 24 configurado complementariamente.
Como en la primera forma de realización, el diámetro exterior del elemento de punzonado 24 de acuerdo con la segunda forma de realización se selecciona ligeramente mayor que el diámetro exterior de la rosca exterior 22, de tal modo que el elemento de punzonado 24 punzona un paso 42 en el componente 32 que permite un paso sin daño del componente 32 a través de la rosca exterior 22, pero, a pesar de ello, el elemento de punzonado 24 puede pasar a través del orificio 36 de la matriz de punzonado 34 y, al extraer el vástago 12 del orificio 36, queda atrapado en la matriz de punzonado 34 para deprenderse del vástago 12.
Lista de referencias
10 Elemento de ensamblaje
12 Vástago
14 Cabezal
16 Sección principal
18 Sección intermedia
20 Sección final
22 Rosca exterior
24 Elemento de punzonado
26 Lado frontal
28 Superficie envolvente
30 Superficie envolvente
32 Componente
34 Matriz de punzonado
36 Orificio
38 Espaldilla
40 Polvo de punzonado
42 Paso
44 Depresión de enclavamiento
46 Saliente de enclavamiento
F Fuerza

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Elemento de ensamblaje (10) con un vástago (12) que se inserta en un componente (32),
un cabezal (14) previsto en un primer extremo del vástago (12) y un elemento de punzonado (24) instalado de manera desprendible en un segundo extremo, contrario al cabezal (14), del vástago (12),
caracterizado
por que el elemento de punzonado (24) está configurado con forma de capuchón y rodea al menos parcialmente el vástago (12) en la zona de su segundo extremo y por que el vástago (12) está provisto de una rosca exterior (22).
2. Elemento de ensamblaje (10) según la reivindicación 1,
estando unido el elemento de punzonado (24) por unión de materiales, por arrastre de fuerza y/o por arrastre de forma con el vástago (12).
3. Elemento de ensamblaje (10) según las reivindicaciones 1 o 2,
estando presionado el elemento de punzonado (24) sobre el vástago (12).
4. Elemento de ensamblaje (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
estando compuesto el elemento de punzonado (24) de un material más duro que el vástago (12).
5. Elemento de ensamblaje (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
configurando el vástago (12) en su segundo extremo un lado frontal (26) que está provisto de una depresión (44) en la que encaja un saliente (46) del elemento de punzonado (24).
6. Elemento de ensamblaje (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
reduciéndose el vástago (12) en dirección de su segundo extremo y/o presentando el vástago (12) una sección final reducida (20).
7. Elemento de ensamblaje (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
extendiéndose la rosca exterior (22), partiendo del cabezal (14), en dirección del segundo extremo.
8. Elemento de ensamblaje (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
extendiéndose la rosca exterior (22), partiendo del cabezal (14), hasta una sección final reducida (20) del vástago (12).
9. Elemento de ensamblaje (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
siendo un diámetro exterior del elemento de punzonado (24) en una magnitud mayor que el diámetro exterior de la rosca exterior (22) que se sitúa en el intervalo de 10 pm a 1000 pm, preferentemente de 10 pm a 500 pm y de manera particularmente preferente de 10 pm a 100 pm.
10. Elemento de ensamblaje (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
siendo el elemento de ensamblaje (10) un perno roscado, un perno a tierra o un perno de soldar.
11. Disposición de punzonado que comprende
un elemento de ensamblaje (10) con un vástago (12) que se inserta en un componente (32), un cabezal (14) previsto en un primer extremo del vástago (12) y un elemento de punzonado (24) instalado de manera desprendible en un segundo extremo, contrario al cabezal (14), del vástago (12), caracterizado por
una matriz de punzonado (34) para el apoyo de un componente (32) en el que debe insertarse el elemento de ensamblaje (10), presentando la matriz de punzonado (34) un orificio (36) que se ensancha en dirección de punzonado y en el que se sumerge el vástago (12) del elemento de ensamblaje (10) al colocar el elemento de ensamblaje (10) en el componente (32), estando adaptado un diámetro mínimo del orificio (36) a un diámetro exterior del elemento de punzonado (24) de tal modo que el elemento de punzonado (24) se puede presionar al interior del orificio (36) durante la operación de punzonado, pero quedando atrapado, cuando el vástago (12) se retira del orificio (36), en una pared de la matriz de punzonado (34) que delimita el orificio (36) y desprendiéndose del elemento de ensamblaje (10).
12. Disposición de punzonado según la reivindicación 11,
en donde el orificio (36) se ensancha de manera escalonada.
13. Disposición de punzonado según las reivindicaciones 11 o 12,
siendo el diámetro mínimo del orificio (36) mayor que un diámetro exterior de una rosca exterior (22) del elemento de ensamblaje (10) y menor que un diámetro exterior del elemento de punzonado (24).
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