BR112019016753B1 - Processo para fixação e sistema de fixação - Google Patents

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Abstract

A presente invenção refere-se a um sistema de fixação e a um elemento de fixação consistindo em um primeiro material a um substrato consistindo em um material de substrato, em que um furo cego é produzido no furo cego e um elemento de fixação é ancorado no furo cego, sendo que uma haste do elemento de fixação define uma direção de fixação e apresenta uma área periférica, que é inclinada ou escalonada com relação à direção de fixação

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um processo para a fixação de um elemento de fixação a um substrato, em que no substrato é produzido um furo cego e um elemento de fixação é ancorado no furo cego. A invenção se refere ainda a um sistema de fixação com um substrato e um elemento de fixação nele fixado.
[0002] São conhecidos processos e sistemas de fixação, em que uma haste do elemento de fixação apresenta uma área frontal apontando em uma direção de fixação, portanto é embotada, sendo que à área frontal se conecta uma área periférica. As dimensões externas da área frontal excedem um diâmetro do furo cego, de modo que a haste quando da entrada no furo cego desloca uma parte do material de substrato e se une por solda na área periférica com o substrato. A soldagem contribui para a forma de retenção do elemento de fixação no substrato.
[0003] O objetivo da presente invenção reside em indicar um processo de fixação e um sistema de fixação, em que, com profundidade de furo cego dada, é garantida uma grande força de retenção do elemento de fixação no substrato.
[0004] O objetivo é alcançado, de um lado, por um processo para a fixação de um elemento de fixação consistindo em um primeiro material em um substrato consistindo em um material de substrato, em que um furo cego definindo uma direção de profundidade é produzido com um diâmetro de furo cego no substrato, um elemento de fixação é disponibilizado o qual apresenta uma haste definindo uma direção de fixação com uma área frontal apontando essencialmente na direção de fixação e com uma área periférica diretamente seguinte diretamente à área frontal, e a haste é inserida no furo cego, para ancorar o elemento de fixação no furo cego. As dimensões externas da área frontal ultrapassam então o diâmetro de furo cego, de modo que a haste quando da inserção no furo cego desloca uma parte do material de substrato na direção de profundidade e é soldada na área periférica com o substrato. A área periférica é inclinada ou escalonada com relação à direção de fixação.
[0005] De outro lado, o objetivo é alcançado por um sistema de fixação, compreendendo um substrato consistindo em um material de substrato e um elemento de fixação, que apresenta uma haste definindo uma direção de fixação e um elemento definindo uma direção de fixação com uma área frontal apontando essencialmente na direção de fixação e com uma área periférica diretamente seguinte à área frontal, sendo que a haste é soldada com o substrato, e sendo que a área periférica é inclinada ou escalonada com relação à direção de fixação.
[0006] Uma modalidade vantajosa se caracteriza pelo fato de que o elemento de fixação apresenta uma região de ancoragem, que é ancorada no furo cego e apresenta a haste, e uma região de união se projetando do elemento de base depois da ancoragem, para união de uma parte acessória com o elemento de fixação.
[0007] Uma modalidade vantajosa se caracteriza pelo fato de que uma área de seção transversal da haste, orientada perpendicularmente à direção de fixação, apresenta dimensões externas, que a partir da área frontal aumentam continuamente ao longo da direção de fixação.
[0008] De preferência, a área de seção transversal apresenta a forma de um círculo, compreendendo as dimensões externas um diâmetro do círculo. Particularmente de preferência apresenta a área periférica a forma de um tronco de cone.
[0009] Uma modalidade vantajosa se caracteriza pelo fato de que a área periférica apresenta a partir da direção de fixação contrariamente à área frontal da direção de fixação vários ângulos de inclinação diferentes.
[0010] Uma modalidade vantajosa se caracteriza pelo fato de que um ângulo de inclinação da área periférica com relação à direção de fixação importa entre 1° e 6 o. De preferência, importa o ângulo de inclinação entre 1,5 o e 5 o, especialmente de preferência entre 2 o e 4 o.
[0011] Uma modalidade vantajosa se caracteriza pelo fato de que a área frontal compreende em sua borda uma chanfradura de inserção especialmente contínua para uma introdução da haste no furo cego. De preferência a chanfradura de inserção compreende um chanfro.
[0012] Uma modalidade vantajosa se caracteriza pelo fato de que o diâmetro de furo cego permanece igual na direção de profundidade.
[0013] Uma modalidade vantajosa se caracteriza pelo fato de que o furo cego é perfurado no substrato. De preferência é previamente determinada uma profundidade T do furo cego com auxílio de um perfurador de impacto. Igualmente de preferência é previamente determinada uma profundidade T do furo cego com auxílio de um impacto de profundidade.
[0014] Uma modalidade vantajosa se caracteriza pelo fato de que o furo cego apresenta na direção de profundidade uma profundida T com T < 10 mm. É preferida a profundidade T < 8 mm, particularmente preferida é a profundidade T < 6 mm.
[0015] Uma modalidade vantajosa se caracteriza pelo fato de que a haste é inserida linearmente no furo cego. De preferência é para isso empregado um aparelho de inserção de pino.
[0016] Uma modalidade vantajosa se caracteriza pelo fato de que um ângulo de inserção entre uma superfície do substrato e a direção de profundidade importa ao menos em 80 o. De preferência o ângulo de inserção importa ao menos em 85 o, especialmente de preferência em 90 o.
[0017] Uma modalidade vantajosa se caracteriza pelo fato de que o primeiro material do substrato compreende um metal ou uma liga. Particularmente de preferência, o primeiro material do substrato consiste em um metal ou uma liga.
[0018] Uma modalidade vantajosa se caracteriza pelo fato de que o material do substrato compreende um metal ou uma liga. Particularmente de preferência o material do substrato consiste em um metal ou uma liga.
[0019] A invenção será mais detalhadamente explicada a seguir com base em exemplos de execução com referência aos desenhos. Mostram:
[0020] Figura 1 um sistema de fixação em uma vista em seção transversal,
[0021] Figura 2 um elemento de fixação em uma vista parcial e
[0022] Figura 3 um elemento de fixação em uma vista parcial.
[0023] Na Figura 1 está representado um sistema de fixação 10 com um substrato 20 consistindo em um material de substrato 10 e um elemento de fixação 30. O elemento de fixação 30 apresenta uma região de ancoragem 31 e uma região de união 32 se salientando do elemento de base após a ancoragem. A região de ancoragem 31 serve a uma ancoragem do elemento de fixação 30 no substrato 20, e a região de união 32 serve a uma união de um acessório não representado com o elemento de fixação 30. Para essa finalidade a região de união 32 apresenta uma rosca externa 33 com um diâmetro de rosca dG de por exemplo 8 mm ou 10 mm. A região de ancoragem 31 tem, pelo contrário, um diâmetro externo menor, de modo que o elemento de fixação apresenta entre a região de ancoragem 31 e a região de união 32 um ressalto de batente 34. O ressalto de batente 34 assenta sobre uma superfície periférica 21 do substrato 20, a saber diretamente ou eventualmente diretamente por um disco de vedação não representado, quando a região de ancoragem 31 está ancorada no substrato 20.
[0024] A região de ancoragem 31 compreende uma haste 50 definindo uma direção de fixação 40 com uma área frontal 60 apontando essencialmente na direção de fixação 40, apresentando um diâmetro de área frontal 60 e com uma área periférica 70 se conectando diretamente à área frontal 60. Uma área de seção transversal da haste 50 orientada perpendicularmente à direção de fixação 40 apresenta a forma de um círculo, cujo diâmetro a partir da área frontal 60 aumenta continuamente e com igual forma contra a direção de fixação 40, de modo que a área periférica 70 apresenta a forma de um tronco de cone. Um ângulo de abertura de cone desse tronco de cone é 6o, de modo que a área periférica 70 frente à direção de fixação 40 está inclinada a um ângulo de 3o. O diâmetro da área de seção transversal da haste 50 aumenta então do diâmetro de área frontal ds até um diâmetro de haste máximo dmax., de modo que a área periférica está inclinada a um ângulo de 3 o com relação à direção de fixação 40. O diâmetro da área de seção transversal da haste 50 aumenta então do diâmetro da área frontal ds até um diâmetro máximo de haste dmax. O diâmetro de área frontal ds importa, por exemplo, em 4,3 mm, 4,9 mm ou 5,0 mm, o diâmetro de haste máximo dmax importa por exemplo em 5,2 mm, 5,4 mm ou 5,8 mm, respectivamente com um comprimento de haste L de por exemplo 6,7 mm ou 7,5 mm.
[0025] A região de ancoragem 31 e a região de união 32 são produzidas em uma só peça de um primeiro material soldável, como por exemplo metal ou uma liga como aço. A região de base 20 compreende especialmente um revestimento disposto em sua superfície, por exemplo uma camada protetora contra corrosão, que compreende de preferência igualmente um material soldável, como por exemplo metal ou uma liga, como aço.
[0026] Para a fixação do elemento de fixação 30 no substrato 20 inicialmente é furado um furo cego 80 definindo uma direção de profundidade com um diâmetro de furo cego inalterado na direção de profundidade 90 di e é furado com uma profundidade T no substrato 20. O diâmetro de furo cego di e a profundidade T são então predeterminados de preferência por meio de uma broca escalonada. A profundidade T importa por exemplo em 6 mm, o diâmetro de furo cego di é de preferência ao menos 0,1 menor do que o diâmetro de área frontal ds , especialmente de preferência ao menos 0,2 menor do que o diâmetro de área frontal ds, especialmente de preferência 0,2 mm menor do que o diâmetro de área frontal ds , por exemplo 0,2 mm, 0,25 mm ou 0,3 mm menor do que o diâmetro de área frontal ds . De preferência o diâmetro de furo cego di é menor do que 0,98 vezes o diâmetro da área frontal ds , particularmente especialmente menor do que 0,96 vezes o diâmetro da área frontal ds . Em seguida, a haste 50 é inserida linearmente no furo cego 80, por exemplo com emprego de um aparelho de assento de pino. Um ângulo de inserção entre a superfície 21 da área de base 20 e a direção de profundidade 90 importa em 90 o, de modo que a direção de fixação 40 coincide com a direção de profundidade 90.
[0027] Devido ao fato de que o diâmetro de furo cego di é menor do que o diâmetro de área frontal ds , a haste 50 quando da inserção no furo cego 80 desloca uma parte do material do substrato na direção de profundidade 90. O calor então resultante produz uma união por soldagem da haste 50 na área periférica 70 com o substrato 20 no furo brocado 80. Pela inclinação da área periférica 70 com relação à direção de fixação 40 é melhorada a soldagem e/ou uma sujeição da haste 50 no furo cego 80 e aumentada uma força de retenção do elemento de fixação 30 no substrato 20.
[0028] Um aumento significativo da força de retenção do elemento de fixação no substrato pode ser observado com um ângulo de fixação da área periférica com relação à direção de fixação maior do que 1 o, sendo que com um ângulo de inclinação maior do que 6 o aumenta significativamente o dispêndio de energia para o deslocamento do material de substrato às custas da soldagem. Por exemplo, com uma energia usual de entrada de 80 Joule importa o ângulo de inclinação da área da área periférica com relação à direção de fixação, portanto, vantajosamente entre 1 o e 6 o. O ângulo de inclinação importa de preferência entre 1,5 o e 5 o, especialmente de preferência entre 2 o e 4o.
[0029] A área frontal 60 compreende em sua borda uma chanfradura de inserção 61 executada como chanfro contínuo para uma mais fácil inserção da haste 50 no furo cego 80. Um diâmetro mínimo dmin da chanfradura de inserção 61 é para tanto vantajosamente menor do que o diâmetro de furo cego di. Um ângulo de abertura cônica da chanfradura de inserção 61 importa de preferência entre 60 o e 150 o, especialmente de preferência entre 75 o e 135 o, por exemplo 90 o ou 120 o.
[0030] Na Figura 2 está representado um elemento de fixação 230 em uma vista parcial. O elemento de fixação 230 compreende uma região de ancoragem 231 com uma haste 250 definindo a direção de fixação 240. A haste 250 apresenta uma área frontal 260 apontando essencialmente na direção de fixação 240 e uma área periférica 270 seguinte diretamente à área frontal 260. A área periférica 270 apresenta a forma de vários, especialmente precisamente dois troncos de cone, de modo que a área periférica 270 apresenta com relação à direção de fixação 240, a partir da área frontal 260 contra a direção de fixação 240 vários ângulos de inclinação diferentes. Um ângulo de abertura cônico desses troncos de cone aumenta contra a direção de fixação 240, de modo que a haste 250 se dilata cada vez mais contra a direção de fixação 240. Quanto ao mais, o elemento de fixação 230 coincide essencialmente com o elemento de fixação 30 representado na Figura 1.
[0031] Na Figura 3 está representado um elemento de fixação 330 em uma vista parcial. O elemento de fixação 330 compreende uma região de ancoragem 331 com uma haste 350 definindo uma direção de fixação 340. A haste 350 apresenta uma área frontal 360 apontando essencialmentena direção de fixação 340 e uma área periférica 370 imediatamente seguinte à área frontal 360. A área periférica 370 apresenta relativamente à direção de fixação 340 um ângulo de inclinação aumentando gradativamente contra a direção de fixação 340 a partir da área frontal 360, de modo que a haste 350 se alarga à maneira de trompete contra a direção de fixação 340. Quanto ao mais, o elemento de fixação 330 coincide essencialmente com o elemento de fixação 30 representado na Figura 1.
[0032] Em exemplos de execução não representados, a haste é alargada escalonadamente contra a direção de fixação, de modo que a área periférica é escalonada relativamente à direção de fixação.
[0033] A invenção foi descrita com base em um processo para uma fixação de um elemento de fixação a um substrato. As características das formas de execução descritos podem ser então também combináveis entre si à vontade dentro de um único sistema de fixação ou de um único processo. Alerta-se para o fato de que o processo de acordo com a invenção também é apropriado para outras finalidades.

Claims (15)

1. Processo para a fixação de um elemento de fixação (30) consistindo em um primeiro material em um substrato (20) consistindo em um material de substrato, com as seguintes etapas de processo: - produzir um furo cego (80) definindo uma direção de profundidade com um diâmetro de furo cego no substrato (20), - disponibilizar um elemento de fixação (30) que apresenta uma haste (50) definindo uma direção de fixação com uma área frontal (60) apontando essencialmente na direção de fixação e com uma área periférica (70) diretamente seguinte à área frontal (60), - inserir a haste no furo cego (80), para ancorar o elemento de fixação (30) no furo cego (80), caracterizado pelo fato de que as dimensões externas da área frontal (60) ultrapassam então o diâmetro de furo cego, de modo que a haste (50) quando da inserção no furo cego (80) desloca uma parte do material de substrato na direção de profundidade e é soldada na área periférica (70) com o substrato (20), e sendo que a área periférica (70) é inclinada ou escalonada com relação à direção de fixação.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de fixação (30) apresenta uma região de ancoragem (31), que é ancorada no furo cego (80) e apresenta a haste (50), e uma região de união (32) se projetando do elemento de base depois da ancoragem, para união de uma parte acessória com o elemento de fixação (30).
3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato que uma área de seção transversal, orientada perpendicularmente à direção de fixação, da haste (50) apresenta dimensões externas, que a partir da área frontal (60) aumentam continuamente ao longo da direção de fixação.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato que a área de seção transversal apresenta a forma de um círculo, compreendendo as dimensões externas um diâmetro do círculo.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato que a área periférica (70) apresenta a forma de um tronco de cone.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato que a área periférica (70) apresenta, a partir da direção de fixação contrariamente à área frontal (60) da direção de fixação, vários ângulos de inclinação diferentes.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato que a haste (50) é inserida linearmente no furo cego (80), especialmente por meio de um aparelho de inserção de pino.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato que o primeiro material e/ou o substrato compreende um metal ou uma liga, especialmente consiste em um metal ou uma liga.
9. Sistema de fixação, caracterizado pelo fato de que compreende um substrato (20) consistindo em um material de substrato e um elemento de fixação (30), que apresenta uma haste (50) definindo uma direção de fixação e um elemento definindo uma direção de fixação com uma área frontal (60) apontando essencialmente na direção de fixação e com uma área periférica (70) diretamente seguinte à área frontal (60), sendo que a haste (50) é soldada com o substrato (20), e sendo que a área periférica (70) é inclinada ou escalonada com relação à direção de fixação.
10. Sistema de fixação de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o elemento de fixação (30) apresenta uma região de ancoragem (31), que é ancorada no furo cego (80) e apresenta a haste (50), e uma região de união (32) se projetando do elemento de base depois da ancoragem, para união de uma parte acessória com o elemento de fixação (30).
11. Sistema de fixação de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 10, caracterizado pelo fato de que uma área de seção transversal da haste, orientada perpendicularmente à direção de fixação, apresenta dimensões externas, que a partir da área frontal (60) aumentam continuamente ao longo da direção de fixação.
12. Sistema de fixação de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que a área de seção transversal apresenta a forma de um círculo, compreendendo as dimensões externas um diâmetro do círculo.
13. Sistema de fixação de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de que a área periférica (70) apresenta a forma de um tronco de cone.
14. Sistema de fixação de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que a área periférica (70) apresenta a partir da direção de fixação contrariamente à área frontal (60) da direção de fixação vários ângulos de inclinação diferentes.
15. Sistema de fixação de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 14, caracterizado pelo fato de que o primeiro material e/ou o material de substrato compreende um metal ou uma liga, especialmente consiste em um metal ou uma liga.
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