BRPI0915501A2

BRPI0915501A2 - pino para soldagem de pinos

Info

Publication number: BRPI0915501A2
Application number: BRPI0915501-5A
Authority: BR
Inventors: Drexler Frank; Kortmann Hans-Gerd; Schneider Joachim
Original assignee: Newfrey Llc
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2019-11-19
Also published as: EP2178670A4; KR20110036544A; CN102089110A; DE202008017727U1; JP2011527738A; JP5580820B2; CN102089110B; ES2370596T3; KR101600116B1; ATE523282T1; EP2178670B1; DE102008033373A1; WO2010006124A1; EP2178670A1

Abstract

pino para soldagem de pinos, configuração de fixação, método para soldagem de um pino e uso do mesmo a invenção refere-se a um pino (10) para soldagem de pinos, contendo uma haste (12), um flange axialmente contíguo (14) que se projeta radialmente em relação à haste (12) e cuja circunferência externa tem um desenho poligonal de modo que seja capaz de aplicar um torque de teste (t) ao pino (10) por meio de uma ferramenta (40), e uma seção anular (16) que se une axialmente ao flange (14) e cuja superfície anular frontal radialmente esten- dida (19) é projetada como uma superfície de soldagem que deverá ser soldada a uma peça de trabalho (32), em que a seção anular ( 16) se une diretamente ao flange ( 14 ), e a seção anular (16) e o ftange (14) formam uma seção de cabeça (20) que tem um diâmetro externo inteiramente uniforme (d), e pelo fato de que o formato poligonal (22) do flange (14) se es- tende sobre a seção anular (16) até sua superfície anular frontal (19).

Description

“PINO PARA SOLDAGEM DE PINOS, CONFIGURAÇÃO DE FIXAÇÃO, MÉTODO PARA SOLDAGEM DE UM PINO E USO DO MESMO

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

O presente pedido reivindica o benefício do Pedido Alemão N~ 10 2008 033 373.5, depositado em 9 de julho de 2008, cuja revelação é incorporada neste relatório para fins de referência.

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um pino para soldagem de pinos, contendo uma haste, um flange axíalmente contíguo que se projeta radialmente em relação à haste, e uma seção anular que se une axíalmente ao flange e cuja superfície anular frontal radialmente estendida é projetada como uma superfície de soldagem que deverá ser soldada a uma peça de trabalho.

Estado da Técnica

A invenção diz respeito ainda a uma configuração de fixação incluindo uma peça de trabalho e um pino soldado à peça de trabalho e também diz respeito a um método de soldagem de um pino a uma peça de trabalho e ao uso de tal pino para soldagem a uma peça de trabalho.

A invenção relaciona-se, de maneira geral, ao campo de soldagem de pinos. Este processo de soldagem é largamente usado no campo de tecnologia veicular. Neste caso, os pinos são soldados às chapas da carroceria e servem de âncoras para elementos de fixação plásticos (grampos), painéis de instrumentos, etc.

Nos últimos anos, a tendência é a de reduzir a espessura das chapas da carroceria de modo a reduzir, por exemplo, o peso do veículo. A soldagem de pinos em chapas de carroceria que estão cada vez mais finas revela-se difícil. Via de regra, os pinos possuem uma superfície soldagem conicamente afilada. De modo a fundir esta superfície durante a soldagem de pinos, é necessária uma entrada de energia relativamente alta. Isso pode levar à “queima” da chapa da carroceria.

Consequentemente, um pino de soldagem que possui um rebaixo côncavo e é projetado para soldagem tipo descarga capacitiva, foi proposto no documento US-A-3,671,710. Neste caso, o rebaixo, junto com o diâmetro externo do pino, resulta em um flange anular. O objetivo é melhorar a uniformidade da poça de fusão.

O documento DE 196 11 711 A1 revela um elemento de soldagem contendo uma estrutura de flange anular. O flange anular tem uma margem que se estreita na seção transversal, de modo que uma aresta aproximadamente linear seja obtida na extremidade frontal do pino. A aresta de soldagem é colocada sobre a peça de trabalho. Em seguida, o pino é recuado para formar um arco. Finalmente, o pino é colocado na poça de fusão completa. O resultado geral é um ponto de solda aproximadamente anular, sendo formada uma cavidade entre o pino e a peça de trabalho no interior desse ponto de solda anular. É mencionado que á configuração do ρίπο protends possibilitar a soldagem do pino a chapas mlativamentê finas por maio do processo do retirada de arco.

Rnalmente, o documento WO 20õ4fo33923 A1 revela um elemento de fixação em que um pino é soldado a uma chapa (em particular, uma chapa tipo toandufche*). O pino 5 fém uma tegião que funciona como um ponto de ruptura predeterminado de modo a obter um caso de falha definido, Uma porca é atarmxada ac pino, e a resistência do pino é adaptada à tesistencia da porca. de modo que a porca sofra rompimento antes do pino.. Contento qua a porca não se rompa, o plnb se rompé antes de o pino ser arrancado da chapa.

Em outras palavras, não se aplica um torque ao pino até o momento da montagem, quando um elemento de fixação plástico w similar é de fato colocado sobrò o pino. Caso um defeito que afete ó pino efou a chapa acorra neste momento por certas razões, é necessário um trabalho de reparo relativamante custoso, Isso ocqrrè porque, nesse momento, a chapa em regra já está pintada e o reparo dó ponto de solda è á reaplicação de um pino consequentemente exigem um tratamento subsequente complicado da superfície ca chapa da carrocem.

O pino utilizado tem uma haste, uma seção de flange e uma seção anular axialmente contígua que, juntos, formam uma seção de cabeça, Â razão do comprimento axial da seção anular para o comprimento axial da séção de cabeça (que é formada pelo flange e pela seção anular) deve se?· menor do que 50%, em particular, dentro da faixa de 25% a 20 3S%, IMo presente pedido, dá-se importância considerável às demais dimensões ou razões de dimensões da seção de cabaça, O diâmetro externo da seção dã cabeça é projetado para ser redondo neste case.

Haja vista os antecedentes apresentados acima, o objetivo da invenção é oferecer um pino de custo aceitável, uma configuração de fixação aperfeiçoada e um método apertei25 çoado para solder um pino a uma peça de trabalho, sendo que a peça dá trabalho tem uma espessura pequena e sendo que se toma possível evitar uma situação que exija a reshzação de trabalhos caros de reparo na área de montagem no case de ftehá da uma junta soldada.

Réveiação da Invenção

3Q O presente objetivo â pnnwamente alcançado por um pine para sdldagem de pinos, contendo uma haste, um flange axlalmente contíguo que se prpjeta radialmente em réiáçàò à haste e cuja circunferência externa tem um desenho poligonal de modo que seja capaz de aplicar um forque de teste ao pine por meio de uma ferramenta, e uma seção anular que se une ax?aimente ao flange c cuja superfície anular frontal radialmente estendida é 35 projetada como uma supertfete de soldagem que deverá ser soldada a uma peça de trabalho, em que a seção anular se une diretamente ac flange, e a seção anular e o flange formam uma seção de cabeça que tem um diâmetro externo inteíramente uniforme, e em que o formate poligonal do flange se estende· sobre a seção anular até sua superfície anular frontal.

O objetivo anterior também é alcançado por uma configuração de fixação incluindo uma peça de trabalho e um pino do tipo de acordo com a invenção soldado à peça de traba5 lhe, ém que à peçâ de trabalho tem uma espessura inferior a 1 mm, em particular, inferior a.

0,8 mm,

O objetivo anterior também é alcançado por um método de soldagem de um pino a uma peça dê trabalho é dê verificar a resistência da junta soldada, cdmprééndéndó as etapas de:

proporcionar um pino do tipo de acorde com a invençãoi soldar o pino sobre a peça de trábálhp, em particular por sóidágem dá pinos por retirada de arco; e conectar uma ferramenta à seção de cabeça dc pino a àplioar um forque predeterminado áo pino de modo a verificar a resistência da junta soldada,

Por fim, o objetivo anterior é alcançado pelo uso de am pine dó acordo com a invenção para soidagem a uma peça de trabalho, cuja espessura é menor do que 1 mm, em particular menor do que 0,8 mm.

Q pino dê acordo com a invenção é particuiarmenfe adequado para soldagem a peças de trabalhe muitos finas, como chapas de cámseeria finas. Nos últimos anas, tem preva20 tecido a tendência ac uso de chapas cum menos de 1 mm, em particular menos de 0,8 mm ou ata mesmo 0,8 mm emenores, Devido ao design da seção anular e de uma superfície de soldagem formada como uma superfície anular, é possível realizar a soldagem, neste caso, com uma entrada dê energia reiativamente pequena, reduzindo assim α risco de queima através da chapa. Devido ao design da forma poligonal no diâmeto externo da seção de 25 cabeça, ê possível verificar a resistência da junta soldada. isso ê preferencialmenfe realizado durante a fase da carraceria bruta, ou seja, por exemplo, togo apòs o pino ter sido soldado à peça da trabalho, Çansequentemerite, qualquer junta soldadapossivelmente defeituosa pode ser reparada em um tempo satisfatório. Q custoso trabalho de reparo, que seria necessária ao caso de um repara durante a fase de montagem, não é necessário. Além disso, 30 outra descoberta surprécndente é a de que, apesar dq formato essenoiaimante poligonal (que se estende sobre a seçâa anular até a superfície anular frontal), essenoíalmsnta não houve nenhuma desvantagem durante a formação do arco. Além do mais, α ρίπο pode ser produzida cem boa relãçãu custo-beneficio par canto do farmato inteiramente poligonal na seçãu de cabeça.

3S Portanto, o objetivo é plenament® alcançada.

E especialmente preferido que u pino seja formado em uma peça de metal, em particular aço.

No entanto, o pina também pode gerainterto ser feto de outro metal, tal como alumina por exemplo.

Além do mais, é vantajoso se o pino for produzido por um processo de formação a frio, a.m particular em um processo de único estágio com relativamente pouca formação. Isso 5 possibilite qua o formato do pino seja de construção relativamente simples e que o formato poligonal se estenda por toda a circunferência externa da seção de caüeça. No caso de pinos de flange grande, pode-se usar também um processo de formação de múltiplos estágios. Mesmo no caso de um processa de múltiplas estágios, o- formato poligonal pode ser produzido por formação, isso pode ser realizado, por exemplo, pelo flange maior sendo víra10 do e rebarbacto. O formato final é então formado ern um estágio de prensa adicional usando uma f erramenta de prensa.

A haste pode ser de desenho cilíndrica, mas, de preferência, possuí uma rosca. A rosca pode ser uma rosca métrica, más, particuiarmente é uma rosna grossa.

O formato poligonal é, de preferência, um formato octogonal.

Nesta cancretização, o pino pode ser produzido com ôuma relação custo-benef ício.

Além da mais, é possível usar uma ferramenta relatívamente simples para exercer um torque de teste no pino já soldado, No entanto, α formato poligonal também pode ser um formato hexagonal ou outro formato poligonal. Atem do mais, a expressão formato poligonal, neste caso, também pretende referir-se ao fato de que a circunferênçiá externa ê dentada 20 ou tom outra forma que difere de uma forma circular',

É especialmente preferido que a razão do comprimento axial da séçãò de cabeça para o diâmetro externo da seção de cabeça esteja dentro da fãíxa de 1/7 a 3/4, em particular dentro da faixa de 1/3 a 3/4 no caso de píncs-padtea ou 1/6 a 1/2 no caso de pinos de fenge grande.

Dessa forma, o comprimento axial da seçãb de cabeça pode ser projetado para ser reiatívamenté grande, de medo que seja reladvamente simples conectar uma ferramenta para exercer um torque de testa.

De acordo com outra concretização preferida, a razão do comprimento axial do flange para o comprimento axial da seção dè cabeça está dentro da faixa de 3/10 a 5/10.

Dessa forma, a seção anular pada ser projetada para ser relativamente longa em relação ao flange. Rortanto, prímeiraménte é possível economizar peso. Em segundo lugar, a seção de cabeça como um todo pode ter um comprimento axial relatívamente pequeno, de moco que uma altura gerai pequena seja obtida.

isso é aplicável especialmente se a razão do cumprimente axial do flange para □ 35 ^comprimento axial da seção de cabeça for menor do que 5/10.

No caso de pinos de flange grande, a razão do comprimento axial do flange para o .comprimento axial da seção dá cabeça é, via de regra, bem inferiors 5/10.

s

HO caso de pinos com um diâmetro de flange grande, ê vantajoso oferepor um ponto cte localização para alimentação automática em instalações ctè soldagam d para a montagem: (conexões de aparafusamento ou montagem). O retendo ponto de localização ê disposto na face de extremidade da haste oposta â seção de cabeça e tem üm diâmetro menor dp 6 que o dã haste.

Além do mais, hastes de flange grande também podem ser proporcionados préaoabados oom partes plásticas (pomas plásticas, oomponentea plásticos, etc») ou partes metálicas (parcas cegas, pomas de flange para pinos com aterramento ou componentes metálteos) e podem ser soldadas de forma automática ou manual

Presume-se desnecessário dizer que os aspectos supramencionades e os aspectos que ainda serão explicados adiante podem ser usados não somente na combinação respectlvamente especificada, mas também em outras combinações ou separadamente, sem divergir do âmbito da presente invenção.

Breve Descrição dw Desenhos

As concretizações axemplif ícatívas da invenção são ilustradas nos desenhos e descritas em mais detalhes adiante. Noa desenhos:

A Rg. 1 ilustra uma vista lateral parcialmente em seção de um pino de acordo com uma concretização da invenção;

A Rg, 2 ilustra uma vista frontal do pino da Rg. 1; e

A Rg. 3 Ilustra uma ««figuração de fixação «m uma peça de trabalho e um pino de acordo com a Rg. 1 e 2 soldado sobre a peça de trabalho.

Modo pata Concretização da Invenção

Uma concretização d® um pino de acordo com a invenção e designada de maneira gerai pete· numerai 1b nas Rgs.. 1 e 2.

0 pino W tem uma haste 12, à qual se une, na direção axial um flange 14 Adjacente ao flange 14 na direção axial está uma seção anular te, dentro da qual está localizado um rebaixo 17 de seção transversal circular,

Um eixo geométrico longitudinal do pino 10 é ilustrado em 18.

Uma superfície anular frontal 19 é formada na extremidade frontal da seção anular 30 16. Q rebaixo 17 estende- se a partv da superfície frontal anular 19 ate 0 flange ic,

De modo gçral o flange- 14 e a seção anular 16 formam uma seção de cabaça 20, cuja circunferência externa tem um formato poligonal 22, no presente caso, um formato octogonal

Uma rosca grossa 24 é formada na haste 12. O pino 10 tem um comprimento geral 35 L O comprimento axiai da seção da cabeça 20 é designado por K na Rg, 1. O comprimento axial de seção de flange 20 é designado por F na Fig. 1. Um diâmetro externo da seção de cabeça 20 é designado por D, e urn diâmetro interno do rebaixo 17 é designado por A, s

A razão do comprimento axial F do flange 14 para p comprimento axial K da seção de cabeça 20 estâ dentro da faixa de 3/10 a 5/1Ό, no- presente caso, aproximadamente dentro da faixà de 4,5/W.

A razão dó diâmetro interno A do rebaixo 17 pára o diâmetro externo ü da seção de , 5 cabeça 20 está dentro da faixa de 5/10 a 8/10, de preferência dentro da faixa de 6/10 a 7/10.

A razão do comprimento axial K da seção de cabeça 20 para o comprimento geral L do pino 10 está dentro da faixa de 1/10 a 4/w, de preferência dentro da tea de 1,5/W a 3/10, No presente caso, a razão está em terno de 2/10,

A superfície anular frontal 19 se estende ria direção radial. A circunferência interna 10 da seção anular 16 tem um desenho circular em seção transversal

A Fíg.3 mostra uma configuração de fixação 30 de acordo cem a invenção, a rafenda configuração de fixação 30 tende um pine 10 do tipo ilustrado na Ag, 1 e 2, o retendo pino 10 sendo soldado sobre uma peça de trabalho 32, A peça de trabalho 32 é uma chapa metálica, de preferência feita do mesmo material que o pino 10 ou de um material similar ao 15 do pino 1Ôi A peça de trabalho 32 tem uma espessura W que é menor do.qyp 1,0 mm, èm particular menor do que 0,8 mm, No presente caso, a espessura W é de cerca de 0,6 mm,

Como indicado asquematicamerne na Fíg, & o pmo W é adequado para fixação da um elemento de fixação plástico ou grampo 34, que por $i ê conhecido rio estado da técnica, O grampo 34 pode conter, por exemplo, um receptáculo 36 para uni componente 38. O 20 componente 38 pode ser, por exemplo, um cabo ou uma fiaçãb> uma Itetia de freto ou uma línhade combustível

Neste caso, o grampo 34 se apôía no lado do f lange 14 que aponta para a haste 12, como mostra a Fig. 3.

Na área de tecnologia veicular, o grampo 34 é fixado ao pino 10, via de regre, em uma área de montagem. Neste caso, a carcaça do veículo é produzida e a peça de trabalho 32 incluindo o pine 10, via de regra, já está pintada, de modo que as conexões necessárias possam ser efetuadas. O pino 10 é soldado sobre a peça de trabalho 32 antecipadamente no estágio de carroeeria brutal

Diretamente após o estágio de oarrocaria bruta a antes dás etapas de processa30 mento adicionais, de preferência, verifica-se. se a junta saldada entre o pino 10 e a peça de trabalho 32 possui resistência suficiente.

Neste caso, durante o estágio de carroceria bruta ou antes da fase de montagem, um torque T é exercido sobre o pino 10 em tomo do eixo geométrico longitudinal 18 por melo de uma ferramenta 40 (teicada esquematleamente na Fíg. 3). No processó, a ferra35 menta 40 age sobre a seção de cabeça 20 provida do formato poligonal. 0 torque T que é aplicado, neste caso, é um torque predeterminado que um pino 10 corretamente soldado à peça da trabalho 32 é capaz de absorver sem causar danos à junta soldada e/ou ao pino 1 o.

Além disso, o formato poligonal da seção de cabeça 14 permite que os componentes montados ou elemento® d® fixação plásticos (grampos 34), dada a utilização de receptáculos adequados, sejam capazes d® agir sobre o formato poligonal 22 de modo a permitir o tràvamento anti-rotação ou ajuste na. posição correta,

O pino 10 geralmenfe pod® ser usado em qualquer configuração- Ele pode ser ou não provido de uma parte plástica pré-acabada (por exemplo, sçldagem do pino 10 ã peça de trabalho, em que o elemento de fixação plástico já está presente no pino 10, como seria vantajoso, por exemplo, na fixação à parte inferior da carrocerla).

Nesta coneretização, deve-se possivelmente tomar ouldado para assegurar-se de 10 que o elemento de fixação plástico pré-encaixado deixe pelo menos parte do formato poligonal 22 da seção de cabeça 20 livre para que ainda possa exereer o torque da teste no estágio de carroçaria bruta.

Além do mais, o pino IC também pode ser soldado a uma peça de trabaino 32 sem uma parte plástica pré-encaixada, corno descrito anteriormente. Um elemento de fixação IS plástico, tal como um grampo 34, pode então ser fixado ao mesmo, por exemplo, em uma área de montagem.

O pino 10 é preferencialmente' soldado por sotdagem a arco com arco retirado. No processe, a superfície anular 19 é colocada sobre a peça de trabalho 32. Uma corrente piloto elétrica é então acionada. O pino 10 é erguido nnvamente da peça de trabalho 32, duran20 te o que ocorre um arco. Apcs isso, uma corrente de limpeza é acionada (não afesolutemem te necessário), Por fim, uma corrente de soldagem que é aceniuadamente mais elevada do que a corrente piloto é acionada, sendo a energia suficiente para fundir a superfície frontal anular 19 o uma superticie do acoplamento correspondente na peça de trabalho 32. Finaimente, o pi no 10 ê re baixado novamènte sobre a peça de trabal ho 32, du rante o q ue as po2S ças dé fusão se fundem. A corrente d® sólda é então desligada. A poça de fusão complete se solidifica e o pino 10 é integralmente conectado à peça de trabalhe 32,

Embora as concretizações exemplteWives da presente invenção tenham sido ilustradas e descritas, será apreciado pelos versados na técnica que aãerações poderão ser feitas nessas concretizações sem divergir dos princípios ® do espirito da invenção, cujo w* 30 copo e definido nas reivindicações anexas e em seus equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Pino (10) para soldagem de pinos, CARACTERIZADO por conter uma haste (12), um flange axíalmente contíguo (14) que se projeta radialmente em relação à haste (12) e cuja circunferência externa tem um desenho poligonal de modo que seja capaz de aplicar um torque de teste (T) ao pino (10) por meio de uma ferramenta (40), e uma seção anular (16) que se une axíalmente ao flange (14) e cuja superfície anular frontal radialmente estendida (19) é projetada como uma superfície de soldagem que deverá ser soldada a uma peça de trabalho (32), em que a seção anular (16) se une diretamente ao flange (14), e a seção anular (16) e o flange (14) formam uma seção de cabeça (20) que tem um diâmetro externo inteiramente uniforme (D), e pelo fato de que o formato poligonal (22) do flange (14) se estende sobre a seção anular (16) até sua superfície anular frontal (19).
2. Pino, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pino (10) é feito em uma peça de metal, em particular aço.
3. Pino, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o pino (10) é produzido por um processo de formação a frio.
4. Pino, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a haste (12) tem uma rosca (24).
5. Pino, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o formato poligonal (22) é um formato octogonal (22).
6. Pino, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a razão do comprimento axial (K) da seção de cabeça para o diâmetro externo (D) da seção de cabeça (20) está dentro da faixa de 1/7 a 3/4.
7. Pino, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a razão do comprimento axial (F) do flange (14) para o comprimento axial (K) da seção de cabeça (20) está dentro da faixa de 3/10 a 5/10.
8. Pino, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a razão do comprimento axial (F) do flange (14) para o comprimento axial (K) da seção de cabeça (20) é menor do que 5/10.
9. Configuração de fixação (30) CARACTERIZADA por incluir uma peça de trabalho (32) e um pino (10) soldado à peça de trabalho (32), em que a peça de trabalho (32) tem uma espessura (W) menor do que 1 mm, em particular menor do que 0,8 mm, e pelo fato de que o pino é um pino (10) tal como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.
10. Método para soldar um pino (10) a uma peça de trabalho (32) e verificar a resistência da junta soldada, CARACTERIZADO por compreender as etapas de:

proporcionar um pino (10) tal como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8;

soldar o pino (10) sobre a peça de trabalho (32), em particular por soldagem de pi2 nos por retirada de arco; e conectar uma ferramenta (40) à seção de cabeça (20) do pino (10) e aplicar um torque predeterminado (T) ao pino (10) de modo a verificar a resistência da junta soldada.
11. Uso de um pino (10) tal como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a

5 8, CARACTERIZADO por ser para soldagem a uma peça de trabalho (32), cuja espessura (W) é menor do que 1 mm, em particular menor do que 0,8 mm.