BR0314143B1 - método para a ligação de um elemento funcional, e, matriz. - Google Patents

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"MÉTODO PARA A LIGAÇÃO DE UM ELEMENTO FUNCIONAL, E,MATRIZ"

A presente invenção é relativa a um método para ligação deum elemento funcional que tem uma extremidade de cabeça e opcionalmenteuma parte fuste, em particular um elemento de fixação, a uma parte de chapametálica, opcionalmente de em forma estanque a líquido e/ou estanque a gás,no qual o elemento funcional é prensado contra a parte de chapa metálicasuportada por uma matriz que tem um espaço de conformação e material dechapa metálica é prensado por meio de pelo menos uma parte conformadamontada de maneira móvel, e preferivelmente por meio de pelo menos duastais partes conformadas da matriz e por meio de um movimento direcionadoradialmente para dentro, da ou de cada parte conformada para o interior de umrecorte do elemento funcional, com a ou cada parte conformada formandouma respectiva região de parede do espaço de conformação. Além disto ainvenção é relativa a uma matriz, em particular para utilização em um talmétodo para a ligação de um elemento funcional que tem uma extremidade decabeça e opcionalmente uma parte fuste, em particular um elemento defixação, a uma parte de chapa metálica, opcionalmente em forma estanque alíquido e/ou estanque a gás, no qual a matriz tem um corpo de matriz compelo menos uma parte conformada montada nele de maneira móvel,preferivelmente pelo menos duas tais partes conformadas e também umelemento de encontro deslocado para a ou cada parte conformada, no centrodo corpo da matriz e no qual a ou cada parte conformada forma uma região deparede de um espaço de conformação que é fornecido na matriz na região desua face extrema que confronta a parte de chapa metálica e é guiado por umrespectivo trilho guia posicionado de maneira oblíqua para um movimentodirecionado radialmente para dentro, que conduz ao material de chapametálica que é comprimido para o interior de um aspecto de forma, isto é,para o interior de um recorte do elemento funcional.Um método e uma matriz deste tipo são conhecidos do Pedidode Patente Europeu 99 120 559.2. Aí um método deste tipo e uma matrizdeste tipo são utilizados para fixar diferentes elementos funcionais a umaparte de chapa metálica. Por exemplo, o elemento funcional pode ser umelemento de acordo com as Figuras Ia e Ib aí, onde a parte de cabeça tem umdiâmetro maior do que a parte fuste e um recorte é formado entre a parte decabeça e a parte fuste. Além disto, o elemento funcional pode ser umelemento que se apresenta de acordo com a Figura 5 aí, como um pinorosqueado com diâmetro pelo menos substancialmente constante. Nestaconexão características que fornecem segurança contra rotação podem serfornecidas na região da extremidade de cabeça do pino rosqueado. Emalternativa a isto, o elemento funcional pode ser um elemento de acordo como Pedido de Patente Alemão 10118973.7. Além disto, o elemento funcionalpode ser um elemento que se apresenta como um elemento tubo oco ou éformado de acordo com o Pedido de Patente Europeu EP 02012625.6. Alémdisto, o elemento funcional pode representar simplesmente um elemento deporca, com o corpo de porca formando por assim dizer a parte de cabeça doelemento.

Importante com relação à forma do elemento funcional é queum ou mais recortes ou aspectos de forma tais como rebaixos que existem naregião da parte de cabeça ou da parte do elemento que são circundados pelaparte de chapa metálica, que estão presentes para um engatamento de formaajustada com o material de chapa metálica na região de um rebaixo da partede chapa metálica que forma uma ligação do elemento funcional à parte dechapa metálica. Não é necessário que o elemento funcional seja equipado comuma rosca. O elemento funcional pode, de forma direta, ser um elemento queé por exemplo conformado como um pino guia ou tem uma cabeça esférica oué equipado com características especiais para realizar funções específicas.Como um exemplo adicional pode-se nomear aqui um pino que serve em umcarro para acomodar um grampo elástico para a ligação de um tapete ou umgrampo de linha de freio ou um grampo de cabo.

Além disto, o elemento funcional pode ser um elemento decorpo oco tal como um elemento de porca com ou sem uma rosca interna, oqual, ele mesmo representa a parte de cabeça e não tem necessariamente umaparte fuste. O recorte então, por exemplo, será realizado na transição daparede lateral do elemento para sua face extrema exposta ou por meio destatransição.

E conhecido prender elementos funcionais por meio dediversos métodos e utilizando diferentes matrizes a partes de chapa metálicaem uma escala industrial. Isto tem lugar freqüentemente ao mesmo tempo quea deformação da parte de chapa metálica para formar um artigotridimensional. E problemático em todos tais métodos e matrizes que elestenham que operar de maneira confiável durante longas séries.

Um problema na fabricação de partes de chapa metálica quetem um rebaixo no qual a parte de cabeça de um elemento funcional éacomodada de maneira ajustada em forma, se situa no fato que os métodosanteriormente conhecidos, ou matrizes, ocasionalmente conduzem a umaconformação com falha do rebaixo, por exemplo, no sentido que o rebaixonão é formado de maneira simétrica.

O objetivo da presente invenção é também melhorar aindamais um método ou uma matriz do tipo inicialmente indicado que o método ea matriz operem de maneira mais confiável e não surjam assimetrias nãodesejadas ou formações com falha da parte de chapa metálica, ou no máximosurjam apenas de forma extremamente rara.

Para satisfazer este objetivo é previsto com relação a métodode acordo com a invenção que a ou cada parte conformada seja impedida deum movimento direcionado radialmente para dentro enquanto o material dechapa metálica é estirado pela extremidade de cabeça do elemento funcionalpara o interior do espaço de conformação de para a formação de um rebaixopronunciado que pelo menos circunde amplamente a extremidade de cabeça eseja apenas então liberada para o movimento radial para a prensagem domaterial de chapa metálica para o interior do recorte.

Além disto, uma matriz é fornecida de acordo com a invenção,a qual é caracterizada pelo fato de o elemento de encontro ser deslocado nadireção no sentido da parte de chapa metálica e por cada parte conformada sersuportada no elemento de encontro durante a conformação de um rebaixo naparte de chapa metálica, o que tem lugar no espaço de conformação da matrizpor meio de pressão exercida sobre a extremidade de cabeça do elementofuncional e ser com isto impedida do movimento direcionado radialmentepara dentro até enquanto a região do elemento de encontro contra a qual cadaparte conformada é suportada seja movida por meio de dita pressão a partir daextremidade de cabeça do elemento funcional contra o deslocamento tenhapassado a parte conformada e tenha liberado o movimento radial da parteconformada.

Uma vez que a parte conformada ou as partes conformadasestejam inicialmente mantidas de maneira imóvel por meio de contato contrao elemento de encontro condições claramente definidas para a formação dorebaixo estão presentes de modo que tem sucesso na formação do rebaixo eem uma maneira ordenada sem que formas com falhas dos rebaixos devendoser temidas. Além disto os movimentos radiais das partes conformadas quefazem com que o material de chapa metálica seja prensado nas característicasde forma ou para o interior do recorte do elemento funcional, sãosincronizadas de tal forma por meio do método selecionado ou por meio damatriz projetado de acordo com a invenção que uma deformação simétrica domaterial de chapa metálica tem lugar na região do rebaixo ao redor daextremidade de cabeça do elemento funcional, pelo que uma formaçãosimétrica da conexão entre a parte de chapa metálica e o elemento funcionaltem lugar da mesma forma, sem que formas com falhas desta conexão devamser temidas.

Dependendo de como o elemento funcional é projetado aspartes conformadas podem ser arredondadas de acordo com a reivindicação 2 em suas superfícies que confrontam o material de chapa metálica, na transiçãopara as seções de parede que formam o espaço de conformação e as ditasseções de parede podem prensar o material de chapa metálica para aspectos deforma no lado radialmente externo da extremidade de cabeça do elementofuncional. Caso um recorte esteja presente no elemento funcional, na parte decabeça ou entre a parte de cabeça e a parte fuste, então, em suas superfíciesque confrontam o material de chapa metálica, na transição para as seções deparede que formam o espaço de conformação, as partes conformadas podemter projeções arredondadas direcionadas radialmente para dentro que prensamo material de chapa metálica para o interior do recorte. Aqui a forma arredondada também serve para o tratamento mais cuidadoso da parte dechapa metálica de modo que ela não seja perfurada ou furada.

O método da invenção e a matriz da invenção sãoparticularmente projetados de maneira simples quando as partes conformadassão impedidas de seu movimento direcionado radialmente para dentro pormeio de um elemento de encontro da matriz que é deslocado na direção nosentido da parte de chapa metálica e sobre o qual elas são suportadas e quandoo elemento de encontro é forçado para trás por meio da extremidade decabeça do elemento funcional por meio da intermediação do material dechapa metálica durante a formação do rebaixo até que o suporte das partes conformadas sobre o elemento de encontro seja removido.

Assim, com um projeto relativamente simples do elemento deencontro, o elemento de encontro da matriz é forçado para trás durante aformação do rebaixo na parte de chapa metálica até que as partes conformadasnão estejam mais suportadas sobre o elemento de encontro e possam semover, como um resultado da pressão exercida sobre as faces extremas daspartes conformadas que confrontam a parte de chapa metálica ao longo dostrilhos guia posicionados de maneira oblíqua. Este movimento também temlugar de maneira sincronizada, uma vez que a parte de chapa metálica éprensada simultaneamente por meio do êmbolo ou a cabeça de ajuste sobre asfaces extremas de todas as partes conformadas ao mesmo tempo e ela mesmatoma conta do movimento sincronizado das partes conformadas ao longo dasguias respectivamente associadas, posicionadas de maneira oblíqua. Uma vezque as partes conformadas são movidas pela mesma quantidade na direçãoaxial sob a ação do cabeçote de ajuste que pressiona contra a parte de chapametálica todas elas se movem da mesma forma pela mesma quantidade radialna direção radial, uma vez que os trilhos guia formam todos o mesmo ângulocom o fuste longitudinal da matriz. Na região das partes conformadas a matrizé particularmente trazida de forma íntima para engatamento com aspectos quefornecem segurança contra rotação formadas no elemento funcional, emparticular aspectos como sulco e/ou aspectos do tipo recartilhado, pelo que,tem lugar uma segurança particularmente firme contra rotação.

É particularmente favorável quando, para as peçasconformadas, são fornecidos trilhos guia respectivos assemelhados a sulcos Tinclinados para o eixo longitudinal da matriz, nos quais as partes conformadasdeslizam sob a pressão de um êmbolo depois da liberação do movimentodirecionado radialmente para dentro e simultaneamente realizam omovimento axial e radial acima mencionado. As partes conformadas tambémpodem ter a forma de dados de sulco T em seção transversal, pelo que, temlugar uma guia particularmente favorável dessas partes conformadas.

É particularmente favorável quando o espaço de conformaçãoda matriz é formado não apenas pelas regiões de parede das partesconformadas montadas de maneira móvel, mas é também formado pelasregiões de parede arranjadas de maneira fixa do corpo da matriz que são, cadauma, arranjadas entre duas partes conformadas móveis da matriz.

As regiões de parede arranjadas de maneira fixa do corpo damatriz são preferivelmente projetadas de tal forma no estado inicial para afabricação do rebaixo na parte de chapa metálica que elas são alinhadas com,ou ajustadas de maneira fracionada em relação às regiões de parede das partesconformadas que definem conjuntamente o espaço de conformação enquanto,no estado fechado da matriz, depois da complementação da conexão entre oelemento funcional e a parte de chapa metálica, elas são significativamentedeslocadas em relação às regiões de parede das partes conformadas quedefinem conjuntamente o espaço de conformação.

Isto significa que durante o movimento de fechamento damatriz o material de chapa metálica é particularmente deformado de maneiraintensiva na região das partes conformadas na vizinhança do rebaixo, porémsão, em contraste, se algo, pouco deformado nas regiões entre as partesconformadas. Esta deformação alternativa do material de chapa metálica naregião do rebaixo conduz a uma segurança extremamente favorável contrarotação.

O método é realizado normalmente de modo que a parte dechapa metálica não é perfurada, pelo que é possível uma conexão estanque agás e estanque a líquido entre o elemento funcional e a parte de chapametálica. Isto pode ser vantajoso particularmente quando os elementosfuncionais são incorporados em uma painel de piso de um veículo ou emregiões onde água ou solução salina pode entrar em contato com a parte dechapa metálica a partir do exterior. Como resultado da parte de chapametálica não ser perfurada, não existe qualquer possibilidade para tal líquidopassar a partir do lado exterior da parte de chapa metálica para o lado dointerior da parte de chapa metálica através da conexão entre o elementofuncional e a parte de chapa metálica, e aí provocar corrosão..

A invenção, contudo, não está restrita a conexões defabricação nas quais o elemento funcional não penetra na parte de chapametálica. Ao invés disto, é inteiramente possível operar com uma chapametálica furada e formar o rebaixo na região do furo da chapa metálica ou, naformação de um rebaixo inicialmente não furado na parte de chapa metálicapara perfurar esta com um punção de furo em seqüência. Uma construçãodeste tipo poderia, por exemplo, ser vantajosa quando o elemento funcional éum elemento de porca, ou caso se deseja ter acesso à rosca a partir do lado daparte de chapa metálica afastada do elemento funcional, ou se deseja criaruma situação na qual um parafuso pode ser aparafusado através de um elemento de porca e através da parte de chapa metálica, o que poderia, porexemplo, ser vantajoso caso se opere com um parafuso de formação rosca oude corte de rosca, o qual, simultaneamente produz uma rosca na parte dechapa metálica, e com isto fornece uma transição condutora entre o parafuso ea parte de chapa metálica, por exemplo, quando o parafuso é um parafuso de aterramento ou outra conexão elétrica.

Configurações particularmente preferenciais do método e damatriz podem ser encontradas nas reivindicações subordinadas.

A invenção será explicada em mais detalhe no que segue comreferência a uma configuração preferencial e com referência aos desenhos nosquais estão mostrados:

Figura 1 uma seção longitudinal através de uma matriz deacordo com a invenção, que é projetado para utilização com um cabeçote deajuste para a ligação de um elemento funcional a uma parte de chapa metálica,com a seção plana da Figura 1 sendo fornecida como A-A na Figura 2,

Figura 2 uma vista plana da matriz da Figura 1, de acordo como plano II-II na Figura 1,

Figuras 3 e 4 representações que correspondem às Figuras 1 e2, porém depois de um movimento de fechamento de uma prensa, nas quais ocabeçote de ajuste e a matriz são incorporados, com um rebaixo sendoformado em uma parte de chapa metálica e a formação do rebaixopermanecendo logo após sua complementação, e

Figuras 5 e 6 outras representações que correspondem àsFiguras 1 e 2, e 3 e 4, porém ao final do processo de ligação em um ponto notempo quando o elemento funcional e está completamente ligado à parte dechapa metálica.

Fazendo referência primeiro ao global das Figuras 1 e 2, umamatriz 10 é mostrado aí, o qual é arranjado abaixo de uma parte de chapametálica 12 com um elemento funcional 14 acima da parte de chapa metálicasendo movido por meio de um cabeçote de ajuste ilustrado de maneiraesquemática no sentido da parte de chapa metálica na direção da seta 18 ecom a face extrema inferior do elemento funcional consistindo de parte decabeça 20 e parte fuste 22 que apenas contatou a parte de chapa metálica 12.

Como está evidente da Figura 1, a parte de cabeça 20 doelemento funcional 14 é maior em diâmetro do que o diâmetro da parte fuste22 que neste exemplo é dotada de uma rosca. Além disto, a parte de cabeça 20do elemento funcional tem uma pluralidade de rebaixos radiais 24 que sãoarranjados de maneira uniforme ao redor da periferia da parte de cabeça 20.Neste exemplo doze tais rebaixos distribuídos de maneira uniforme sãofornecidos, os quais têm cada um a forma de um retângulo com cantosarredondados em vista plana. Além disto, pode-se ver da Figura 1 que a partede cabeça 20 do elemento funcional 14 se une por meio de um ressalto radial26 para a parte fuste 22 dotada aqui de rosca. Neste ponto deveria serenfatizado que isto representa apenas um projeto possível do elementofuncional 14. O elemento funcional pode ter as formas as mais diversas comofoi explicado em mais detalhe acima.

O cabeçote de ajuste 16 pode ser qualquer cabeçote de ajustedesejado. A cabeçote de ajuste deve apenas estar em uma posição paraacomodar o elemento funcional 14 para prensá-lo na direção no sentido damatriz 10. Na ilustração da Figura 1 o cabeçote de ajuste 16 pressiona ambossobre o ressalto radial 26 do elemento funcional e também sobre a faceextrema livre da parte fuste 22, sendo possível para um pino carregado pormola 31 ser usado aqui. Este pino carregado por mola 31 também pode serretraído para permitir a alimentação automática de outros elementosfuncionais separados. O cabeçote de ajuste pode por exemplo ser projetado deacordo com o Pedido de Patente Europeu 96 1009 214.5 (P3526) de acordocom o Pedido Europeu 00 947 949.4 (P3882) ou o pedido divisionalcorrespondente 02 012 625.6 (P3971) ou de acordo com o Pedido de PatenteEuropeu 00 931 155.6 (P3903).

Além disto um elemento sustentação carregado por mola comoanel pode ser fornecido, o qual não está mostrado na Figura 1 porém quepoderia ser arranjado em uma maneira como anel ao redor do fustelongitudinal central 30 do cabeçote de ajuste 16, o qual simultaneamenterepresenta o eixo longitudinal central do elemento funcional 22 e da matriz10, e poderia ter a tarefa de prensar a parte de chapa metálica contra a faceextrema superior da matriz 10.

O projeto da matriz 10 deve ser entendido como a seguir: onumerai de referencia 40 aponta para um corpo de matriz que é formado comum furo escalonado central 42 arranjado concêntrico ao eixo longitudinal 30.Além disto, neste exemplo, três trilhos guia inclinados como sulcos T 44 sãofresados ou erodidos no corpo da matriz, com cada trilho guia inclinado 44partindo da face extrema superior 46 do corpo da matriz 40 e sendodirecionados no sentido de um ponto central comum 48 no eixo longitudinalcentral 30. Os três trilhos guia 44 mostrados na Figura 2 são arranjados emintervalos uniformes ao redor do eixo longitudinal central 30 e têm cada um amesma inclinação para o eixo central longitudinal. Neste exemplo três partesconformadas móveis da matriz 10, que têm uma forma aproximadamentetriangular em vista lateral e que têm cada um a seção transversal de um dadode sulco T perpendicular ao respectivo trilho guia, são montadas de maneiradeslocável nos trilhos guia semelhantes a sulcos T.

As partes conformadas 50 conseqüentemente têm duas regiõesressalto 52 que deslizam nos trilhos guia 44 semelhantes a um sulco T, peloque, a liberdade do movimento das partes conformadas 50 é restrita a ummovimento na direção longitudinal dos trilhos guia, isto é, na direçãoinclinada no sentido do ponto central 48. Em seu lado radialmente internocada parte conformada 50 tem uma superfície parcialmente cilíndrica 54 quese une por meio de um pequeno ressalto radial 56 em uma seção de parede damesma forma parcialmente cilíndrica 58. Estas seções de parede 58 das partesconformadas 50, juntamente com seções cilíndricas fixamente arranjadas 60do corpo da matriz, formam um espaço de conformação 62. Neste arranjo asseções de parede fixa 60 da matriz 40 se estendem ao longo de um cilindrocircular que é colocado de maneira concêntrica com o eixo centrallongitudinal 30.

Como é evidente da mesma forma a partir das Figuras 1 e 2, aspeças conformadas 50 tem, na região de suas faces extremas superiores 66,respectivas projeções arredondadas direcionadas radialmente para dentro 64as quais - como será explicado mais tarde em mais detalhe - servem paraprensar o material de chapa metálica para o interior dos rebaixos ou recortes24 do elemento funcional 22. Neste ponto deveria se dar expressão ao fato deas projeções direcionadas radialmente para dentro 64 não seremnecessariamente requeridas. Ao invés disto, as seções de parede cilíndrica 58poderiam se reunir por meio de um raio ou porções suavemente arredondadasna face extrema da respectiva parte conformada 50, isto é, sem tal projeçãodirecionada radialmente para dentro 64. Um projeto deste tipo poderia servantajoso quando o elemento funcional tem um diâmetro pelo menossubstancialmente constante e poderia, por exemplo, ser realizado como umpino rosqueado, com as partes conformadas 50 tendo então a tarefa de prensaro material de chapa metálica em pontos ao redor da periferia do pinorosqueado ou ao redor de toda a periferia do pino rosqueado para o interior darosca ou para o interior do recartilhado que é impresso sobre a rosca ou asubstitui.

Um elemento de encontro montado de maneira móvel 68 é damesma forma evidente a partir da Figura 1, o qual tem um flange 70 com umamola espiral de compressão 72 que engata o lado de baixo do flange paradeslocar o elemento 68 para cima. Neste arranjo o lado superior do flangeanel 70 entra em contato com um ressalto anel 74 do furo escalonado 42 da matriz 40 e isto limita o possível movimento direcionado para cima doelemento de encontro 68. O elemento de encontro 68, além disto, tem um pinoarranjado de maneira centralizada 76, cuja face extrema superior 78 se situano plano das faces extremas 66 das peças conformadas 50, com este planopermanecendo perpendicular ao eixo longitudinal 30. Além disto, observa-se da Figura 1 que a face extrema superior 46 do corpo da matriz 42 é ajustadapara trás a partir das faces extremas 66 das partes conformadas 50.

A mola espiral de compressão 72 é suportada em suaextremidade afastada do elemento de encontro 68 sobre um encontro 82 que émantido no corpo da matriz 40 por meio do anel elástico 84.

As Figuras 1 e 2 mostram a posição inicial da matriz 10 docabeçote de ajuste 16 diretamente antes do início da ligação do elementofuncional 22 à parte de chapa metálica. Neste arranjo a matriz 10 énormalmente arranjada em uma ferramenta inferior de uma prensa enquanto ocabeçote de ajuste 16 é carregado por uma ferramenta superior da prensa ou por meio de uma placa intermediária da prensa. Outros arranjos também sãopossíveis. Por exemplo, a matriz pode ser carregada na placa intermediária daprensa ou por meio de uma placa intermediária da prensa. Outros arranjostambém são possíveis. Por exemplo, a matriz pode ser ligada à placaintermediária da prensa e o cabeçote de ajuste à ferramenta superior daprensa. Arranjos inversos também são possíveis, nos quais a matriz é ligada àferramenta superior da prensa e o cabeçote de ajuste à ferramenta inferior daprensa ou na placa intermediária. A provisão de uma prensa para a atuaçãodas ferramentas que compreendem o cabeçote de ajuste e a matriz, contudo,não é obrigatória. Assim5 por exemplo, são possíveis arranjos nos quais amatriz e o cabeçote de ajuste são carregados por um robô para realizar omovimento relativo requerido entre o cabeçote de ajuste e a matriz na direçãodo eixo longitudinal do elemento funcional, com este movimento relativo outendo lugar por meio do próprio robô ou por meio da ação de força a partir defora. Outras ferramentas também são concebíveis, as quais poderiam assumiro movimento relativo requerido do cabeçote de ajuste e da matriz.

As designações superior, inferior e etc. que são utilizadas nadescrição se referem ao arranjo geométrico das Figuras 1 e 2 e não devem,contudo, serem olhadas como restritivas. Com um arranjo geométricodiferente, por exemplo, com a matriz no topo e o cabeçote de ajuste no fundo,as designações das posições utilizadas deveriam ser interpretadas de acordo.Finalmente arranjos oblíquos das matrizes ao redor do cabeçote de ajustetambém são completamente concebíveis.

A ligação do elemento funcional 14 à parte de chapa metálica12 será descrita agora em mais detalhe com referência às Figuras adicionais 3até 6.

A Figura 3 mostra o estado depois que a prensa tenha fechadoparcialmente, isto é, o cabeçote de ajuste 16 já tenha sido movido emcomparação com a Figura 1 pela quantidade hl na direção da seta 18 nadireção no sentido da matriz 10. A prensa não está ainda completamentefechada, o que é evidente a partir do espaçamento 86 entre o lado inferior docabeçote de ajuste 16 e a parte de chapa metálica 12. Durante este movimentode fechamento da prensa o cabeçote de ajuste exerceu uma pressão sobre oelemento funcional 22 de modo que a parte de cabeça 20 do elementofuncional produziu um rebaixo 87 na parte de chapa metálica 12 que estálocalizada dentro do espaço de conformação 62.

Durante este movimento do cabeçote de ajuste as partesconformadas 50 são mantidas imóveis uma vez que elas são impedidas demovimento ao longo do trilho guia 22 por meio do contato das superfíciescilíndricas 54 contra a superfície cilíndrica externa 88 do elemento deencontro 68. Observa-se a partir da Figura 3 que este contato das superfíciesparcialmente cilíndricas 54 contra a superfície cilíndrica 88 está prestes a serremovido uma vez que o elemento de encontro 68 foi forçado para trás comoo resultado da pressão exercida por meio do elemento funcional 22 através daparte de chapa metálica 12 sobre o pino central 76 em um tal grau que asuperfície anel 90 do elemento de encontro que circunda o pino central 76 erepresenta a face extrema superior da parte cilíndrica 88 do elemento deencontro virá logo se situar abaixo das faces extremas inferiores 92 das partesconformadas 50.

E admitido que um movimento de fechamento adicional daprensa conduz ao lado de baixo 92 do cabeçote de ajuste 16 pressionar contraa parte de chapa metálica 12, com a superfície anel 90 do elemento deencontro 68 se situando agora abaixo dos lados inferiores 93, então as partesconformadas 50 podem agora se mover desde a posição da Figura 3 para asposições deslocadas radiais para dentro de acordo com a Figura 5. Elas sãoforçadas a fazer isto uma vez que a força do cabeçote de ajuste que atua nadireção da seta 18 se apóia na parte de chapa metálica e assim sobre as facesextremas superiores 66 das partes conformadas 50.

Esta força força as partes conformadas 50 a se moverem aolongo dos trilhos guia inclinados, com eles não sendo mais impedidos destemovimento pelo elemento de encontro 68, uma vez que a superfície anel 92 sesitua abaixo das faces extremas das partes conformadas 50. Este movimentocontinua até a posição da Figura 5 ser alcançada. Vê-se aqui que o rebaixoformado de acordo com a Figura 3 foi agora firmemente prensado contra aparte de cabeça 20 do elemento funcional em três pontos por meio domovimento direcionado radialmente das partes conformadas, o qual éassociado com o movimento ao longo das guias inclinadas 44, com os narizesque se projetam radialmente para dentro 64 das partes conformadas 50 tendoprensado o material de chapa metálica para o interior dos aspectos de formaou recortes colocados de maneira oposta da parte de cabeça do elementofuncional, de modo que um contato firme da parte chapa metálica contra aparte de cabeça 20 do elemento funcional 22 está presente. Através doengatamento do material de chapa metálica para o interior dos rebaixos 24uma segurança elevada contra rotação e também alta resistência àdescompressão é produzida. A conexão entre o elemento funcional 14 e aparte de chapa metálica 12 está acabada agora e o conjunto componente quecompreende as partes de chapa metálica e o elemento funcional ligado a elaspode agora ser removido pela abertura da prensa a partir desta última. Nestearranjo, na abertura da prensa, a força direcionada para cima exercida pelamola 72 sobre o elemento de encontro, que atua por meio do pino central 76sobre o conjunto componente que compreende o elemento funcional 14 e aparte de chapa metálica, serve para empurrar o conjunto componente paracima, pelo que, as partes conformadas 50 são levantadas em conjunto, emparticular, devido às projeções direcionadas radialmente para dentroengatarem no material de chapa metálica. Este movimento de levantamentotem lugar até que a parte cilíndrica do elemento de encontro possa deslizarentre as partes conformadas novamente na região da superfície cilíndrica 54.

Neste ponto no tempo, a matriz é aberto novamente e as partes conformadassão móveis radialmente para fora e para cima e em uma tal extensão que oconjunto componente pode ser movido e a parte de chapa metálica pode serintroduzida na prensa para ser conectada a um novo elemento funcional.

O levantamento do conjunto componente 12,14 fora da matriz10 pode também ter lugar pelo menos parcialmente por meio do cabeçote deajuste se este último exerce força sobre a parte fiiste 22, tal como por exemplono cabeçote de ajuste do Pedido Europeu 20 012 625.6 (P3971). Comoresultado da conexão ajustada em forma entre a parte fuste 20 e a parte de chapa metálica 12 estas forças levantam as partes conformadas 50 e as forçampara um movimento direcionado radialmente para fora, o qual tem lugar comoresultado de os trilhos guia inclinados até que o conjunto componente sejaliberado pelas partes conformadas. O cabeçote de ajuste deve, contudo, serentão projetado e controlado de tal forma que ele libera em seguida a parte fuste e assim o conjunto componente.

Uma vez que as seções de parede estacionárias 60 do corpo damatriz 40 são de forma cilíndrica circular, nenhuma deformação da parte dechapa metálica é possível nestas regiões, o que deveria impedir a remoção doconjunto componente da prensa. Além disto, observa-se a partir das Figuras 5 e 6 que o movimento de fechamento da prensa é determinadoautomaticamente quando o cabeçote de ajuste 16 prensou a parte de chapametálica 12 sobre as faces extremas superiores 66 das partes conformadas 50e sobre a face extrema superior 46 do corpo da matriz. Neste estado a prensaestá bloqueada e não pode se fechar ainda mais, ou este bloqueio é reconhecido pelo controle da prensa e conduz à abertura da prensa. Estecontato firme também restringe o movimento máximo direcionadoradialmente para dentro das partes conformadas e assegura que a prensagemda parte de chapa sobre o elemento funcional na direção radial tem lugar pelaquantidade desejada. O atraso de movimento das partes conformadas 50 atéque o rebaixo tenha se formado na parte de chapa metálica assegura umaformação simétrica da parte de chapa metálica e o movimento sincronizadodas partes conformadas o que, como resultado do projeto mecânico, ocorrequando o elemento de encontro 68 tenha sido empurrado para trás em uma talextensão que as partes conformadas podem se mover axialmente eradialmente, da mesma forma assegura uma deformação simétrica livre daparte de chapa metálica 12.

Neste ponto deveria ser lembrado que embora o arranjopreferencial preveja três partes móveis conformadas 50 também seriaconcebível operar com duas partes conformadas ou, mesmo com apenas umaparte conformada móvel, com uma outra quantidade de partes conformadastambém sendo capaz de ser selecionada se requerido, por exemplo 4, 5, 6 oumais. Também seria concebível prescindir das seções de parede estacionáriaspara a limitação de segmentos parciais do espaço de conformação e permitir àparte de chapa metálica ser prensada ao redor de toda a periferia do rebaixopor meio de partes conformadas móveis na direção radial. É contudo olhadocomo vantajoso de maneira direta que a parte de chapa metálica na região dorebaixo seja prensada firmemente contra o elemento funcional 14 de maneiralocalizada, uma vez que isto pode ter lugar em uma tal extensão que oelemento funcional é também deformado nestas regiões, na região da partesde chapa metálica deformadas localmente, porém não é deformada nasregiões que são preestabelecidas pelas regiões de parede estacionárias docorpo da matriz. Isto conduz da mesma forma a uma segurança contra rotaçãoe aliás mesmo quando nenhum aspecto que fornece segurança contra rotaçãosejam fornecidos na parte de cabeça. Em outras palavras, as partesconformadas móveis podem então conduzir a uma deformação local da partede cabeça do elemento funcional com o material de chapa metálica sendodeformado para a deformação local e cuidando da segurança requerida contrarotação. As regiões de engatamento recíproco do elemento funcional 14 e aparte de chapa metálica 12 também cuidam neste exemplo da resistência àretirada requerida do elemento funcional.

Além disto, o arranjo pode ser planejado de forma que umrecorte esteja presente entre a parte de cabeça e a parte fuste do elementofuncional, por exemplo, na região do ressalto de anel 26 com o material dechapa metálica sendo capaz de ser prensado para o interior deste recorte euma resistência à retirada sendo alcançada com isto.

Finalmente observa-se de uma comparação da Figura 6 com asFiguras 2 e 4 que o movimento direcionado radialmente para dentro das partes conformadas 50 na Figura 6, conduziu às seções de parede estacionárias 60serem ajustadas por uma quantidade pronunciada em relação à superfícieparcialmente cilíndrica 58, enquanto este não é o caso nas Figuras 2 e 4, umavez que aí a superfície cilíndrica 58 das partes conformadas 50 são, se algo,alinhadas com as superfícies parcialmente cilíndricas 60 do corpo da matriz10 40.

Claims (25)

1. Método para a ligação de um elemento funcional (14) quetem uma extremidade de cabeça (20) e opcionalmente uma parte fuste (22),em particular um elemento de fixação, a uma parte de chapa metálica (12),opcionalmente na forma estanque a líquido e/ou gás, no qual o elementofuncional é prensado contra a parte de chapa metálica (22) suportada por umamatriz que tem um espaço de conformação (62) e material de chapa metálicaé prensado por meio de pelo menos uma parte conformada montada demaneira móvel (50), e preferivelmente por meio de pelo menos duas taispartes conformadas (50) da matriz, e por meio de um movimento direcionadoradialmente para dentro da ou de cada parte conformada para o interior de umrecorte (24) do elemento funcional (14), com uma ou cada parte conformadaformando uma respectiva região de parede do espaço de conformação (62),caracterizado pelo fato dea ou cada parte conformada (50) ser impedida de ummovimento direcionado radialmente para dentro enquanto até que o materialde chapa metálica seja estirado pela extremidade de cabeça (20) do elementofuncional (14) para o interior do espaço de conformação (62) para a formaçãode um rebaixo pronunciado (87) pelo menos que circunda amplamente aextremidade de cabeça e é apenas liberado então para o movimento radial daprensagem do material de chapa metálica para o interior do recorte.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de a ou cada parte conformada (50) ser arredondada na superfície (66)voltada para o material-de chapa metálica na transição para o interior da seçãode parede (58) que forma o espaço de conformação (62) e a dita seção deparede prensar o material de chapa metálica para o interior de aspectos deforma (24) no lado radialmente externo da extremidade de cabeça doelemento funcional.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2,caracterizado pelo fato de a ou cada parte conformada (50) ter em suassuperfícies que confrontam o material de chapa metálica, na transição para ointerior da seção de parede que forma o espaço de conformação, uma projeçãoarredondada direcionada radialmente para dentro (64) que prensa o materialde chapa metálica para o interior de um recorte conformado na extremidadede cabeça (20) do elemento (14), ou na transição a partir da extremidade decabeça (20) do elemento funcional (14) para o interior da parte fuste (22).

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de a ou cada parte conformada (50) serimpedida do movimento direcionado radialmente para dentro, por meio de umelemento de encontro (68) da matriz (10) que é solicitada na direção nosentido da parte de chapa metálica e contra o qual a ou cada parte conformadaé suportada, e por o elemento de encontro ser forçado para trás por meio daextremidade de cabeça (20) do elemento funcional (14) por meio deintermediação do material de chapa metálica (12) durante a formação dorebaixo (87) até que o suporte da ou de cada parte conformada no elemento deencontro seja removido.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de as partes conformadas (5 β) depois daliberação do movimento direcionado radialmente para dentro deslizarem sob apressão do êmbolo sobre trilhos guia respectivos (44) inclinados com o eixolongitudinal (30) da matriz e serem assim movidos simultaneamenteaxialmente e radialmente.

6. Método de acordo com a reivindicação 4 e reivindicação 5,caracterizado pelo fato de depois da ligação do elemento funcional (14) àparte de chapa metálica (12), as partes conformadas (50) serem movidas nadireção axial por meio do elemento de encontro solicitado (68), com oconjunto componente formado pelo elemento funcional e a parte de chapametálica, que é também movido axialmente pelo elemento de encontro (68),serem liberadas e o movimento axial do conjunto componente provocandoopcionalmente um movimento direcionado radialmente para fora das partesconformadas permitido pelos trilhos guia inclinados (44).

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de o material de chapa metálica sertrazido por meio das partes conformadas (50) para engatamento com aspectos(24) que fornecem segurança contra rotação, em particular aspectos comosulco e/ou como nervura formados no elemento funcional (14).

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de a parte de chapa metálica (12) não serfurada e não perfurada, pelo menos na região do elemento funcional (14)durante a sua ligação à parte de chapa metálica.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1até 7, caracterizado pelo fato de uma parte de chapa metálica pré-perfuradaser utilizada e/ou por a parte de chapa metálica ser perfurada durante a ligaçãodo elemento funcional por meio de um elemento funcional auto-perfiirante ouum punção de furo precedente.

10. Matriz (10), em particular para utilização no método comodefinido em qualquer uma das reivindicações 1 até 9 para a ligação de umelemento funcional que tem uma extremidade de cabeça (20) e opcionalmenteuma parte fuste (22), em particular um elemento fixador (14), a uma parte dechapa metálica (12), opcionalmente em forma estanque a líquido e/ouestanque a gás, no qual a matriz (10) tem um corpo de matriz (40) com pelomenos uma parte conformada (50) montada de maneira móvel nela,preferivelmente pelo menos duas tais partes conformadas e também umelemento de encontro solicitado (68) para a ou cada parte conformada nocentro do corpo da matriz e no qual a ou cada parte conformada (50) formauma região de parede de um espaço de conformação (62) que é fornecido namatriz na região de sua face extrema que confronta a parte de chapa metálicae é guiada por um respectivo trilho guia posicionado de maneira oblíqua (44)para um movimento direcionado radialmente para dentro, que conduz aomaterial de chapa metálica que é prensado para o interior de um aspecto ouforma (24), isto é, para o interior de um recorte do elemento funcional, caracterizada pelo fato de o elemento de encontro (68) ser solicitado nadireção no sentido da parte de chapa metálica (12), por cada parte conformada(50) ser suportada no elemento de encontro (68) durante a conformação de umrebaixo (62) na parte de chapa metálica que tem lugar no espaço deconformação (62) da matriz por meio de pressão exercida sobre a extremidade de cabeça (20) do elemento funcional (14) e ser com isto impedido domovimento direcionado radialmente para dentro enquanto até a região doelemento de encontro (68) contra o qual cada parte conformada (50) ésuportada, seja movida por meio de dita pressão desde a extremidade decabeça (20) do elemento funcional (14) contra a solicitação depois da parte conformada e tenha liberado o movimento radial da parte conformada.

11. Matriz de acordo com a reivindicação 10, caracterizadapelo fato de depois do movimento do elemento de encontro (68) depois daparte conformada (50), os trilhos guia colocados de maneira oblíqua (44)conduzirem, como um resultado da pressão sobre a parte de chapa metálica, ao movimento direcionado radialmente para dentro das partes conformadascom movimento axial simultâneo das mesmas.

12. Matriz de acordo com a reivindicação 10 ou 11,caracterizada pelo fato de o comprimento axial da região do elemento deencontro (68) que impede as partes conformadas (50) do movimento direcionado radialmente para dentro, ser dimensionada de tal forma que orebaixo (87) formado pela extremidade de cabeça de um elemento funcionalno espaço de conformação (62) da parte de chapa metálica circundar pelomenos amplamente a extremidade de cabeça (20) antes que o suporte daspartes conformadas nesta região seja removido deslizando esta região depoisdas partes conformadas e o movimento radial das partes conformadas sejaliberado.

13. Matriz de acordo com qualquer uma das reivindicações 10até 12, caracterizada pelo fato de as partes conformadas (50) seremarredondadas em suas superfícies (66) que confrontam o material de chapametálica (12) na transição para as seções de parede (58) que formam o espaçode conformação (62).

14. Matriz de acordo com qualquer uma das reivindicações 10até 13, caracterizado pelo fato de as partes conformadas (50) terem, em suassuperfícies (66) que confrontam o material de chapa metálica (12) natransição para as seções de parede (58) que formam o espaço de conformação(62), projeções direcionadas radialmente para dentro (64), as quais prensam omaterial de chapa metálica para um recorte (24) formado na extremidade decabeça (20), ou na transição da extremidade de cabeça (20) do elementofuncional (14) para a parte fuste (22).

15. Matriz de acordo com uma das reivindicações precedentes-10 até 14, caracterizada pelo fato de para cada parte conformada (50) serfornecido um trilho guia (44) semelhante a um sulco T inclinado no sentidodo eixo longitudinal (30) da matriz, no qual ela desliza depois de liberação domovimento direcionado radialmente para dentro sob a pressão de um êmbolo(16) e ser assim movido simultaneamente axialmente e radialmente.

16. Matriz de acordo com uma das reivindicações precedentes-10 até 15, caracterizada pelo fato de o espaço de conformação (62) sertambém formado por meio de regiões de parede arranjadas de maneira fixa(60) do corpo da matriz (40), as quais são cada uma arranjadas entre duaspartes conformadas móveis (50) da matriz.

17. Matriz de acordo com a reivindicação 16, caracterizadapelo fato de no estado inicial antes da geração do rebaixo (87) na parte dechapa metálica, as regiões de parede arranjadas de maneira fixa (60) do corpoda matriz serem alinhadas com ou deslocadas de maneira fracionada na frentede ou atrás das paredes das regiões de parede (58) das partes conformadas(50) as quais definem conjuntamente o espaço de conformação (62), enquantono estado fechado da matriz, depois da complementação da conexão entre oelemento funcional e a parte de chapa metálica, elas serem ajustadas de voltasignificativamente em relação às regiões de parede avançadas radialmentepara dentro (58) das partes conformadas (50) que definem conjuntamente oespaço de conformação (62).

18. Matriz de acordo com uma das reivindicações 10 a 17,caracterizada pelo fato de para a solicitação do elemento de encontro (68) nadireção axial no sentido da parte de chapa metálica (12), ser fornecida umamola (72) colocada em uma cavidade oca da matriz.

19. Matriz de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de o elemento de encontro (68) ter em sua extremidade queconfronta a mola (72), um ressalto radial (70) que entra em contato com umressalto (74) da matriz e limita com isto o movimento máximo do elemento deencontro (68) no sentido da parte de chapa metálica (12).

20. Matriz de acordo com a reivindicação 19, caracterizadapelo fato de a mola (72) ser suportada em sua extremidade afastada doelemento de encontro (68) em um encontro (82) fixado na matriz.

21. Matriz de acordo com a reivindicação 20, caracterizadapelo fato de a mola (72) ser pré-tensionada entre o ressalto (70) do elementode encontro (68) e um ressalto do encontro (82).

22. Matriz de acordo com a reivindicação 20 ou reivindicação-21, caracterizada pelo fato de o encontro (82) ser mantido em um orifíciolongitudinal da matriz por meio de um anel elástico (84).

23. Matriz de acordo com qualquer uma das reivindicações 10até 21, caracterizada pelo fato de o elemento de encontro (68) ter uma partede pino frontal (76) cuja face extrema livre (78) pode ser carregada pelaextremidade de cabeça (20) de um elemento funcional (14), opcionalmenteatravés da intermediação da parte de chapa metálica para o movimento axialdo elemento de encontro (68).

24. Matriz de acordo com qualquer uma das reivindicações 10até 23, caracterizada pelo fato de as faces extremas das partes conformadas(50) que confrontam a parte de chapa metálica (12) se projetarem até aconclusão do movimento direcionado radialmente para dentro das partesconformadas (50) além da face extrema (46) da matriz (40).

25. Matriz de acordo com a reivindicação 24, caracterizadapelo fato de na conclusão do movimento direcionado radialmente para dentrodas partes conformadas (50) estas estarem em nível com a face extrema (46)do corpo da matriz.