ES2197851T3 - Remachadora para material maleable. - Google Patents

Abstract

Matriz (4, 104, 204) para remachadora para material maleable (1, 101, 201) que comprende: a) un yunque (44, 144, 244) de matriz que incluye una parte de cuerpo (48, 148, 248) y una superficie (46, 146, 246) de yunque; b) como mínimo dos aletas (56, 156, 256) de matriz que se extienden normalmente de forma transversal por encima y por debajo de la superficie (46, 146, 246) del yunque y formando con la superficie (46, 146, 246) del yunque una abertura (57, 157, 257) de matriz para un punzón (2, 102) de matriz, definiendo la separación entre las aletas (56, 156, 256) una anchura o diámetro (59, 159) de la abertura de matriz y definiendo la extensión de las aletas de matriz por encima de la superficie (46, 146, 246) del yunque una profundidad (60, 160) de la abertura de matriz; c) como mínimo un entrante de pivote (68, 168, 268) en la parte del cuerpo (48, 148, 248); d) un saliente (58, 158, 258) en cada una de las aletas (56, 156, 256) de la matriz, asentándose cada saliente en un entrante depivote coincidente (68, 168, 268) para formar con el entrante una junta de pivote mediante la cual cada aleta (56, 156, 256) de matriz puede pivotar con respecto a la parte (48, 148, 248) del cuerpo del yunque para estrechar y amplificar la anchura o diámetro (59, 159) de la abertura; e) como mínimo un elemento de empuje (70, 170, 14, 274) con el que se empujan las aletas (56, 156, 256) de matriz para estrechar la abertura (57, 157, 257) de matriz; y f) un protector (14, 114, 214) de matriz alrededor de las aletas de matriz; caracterizado porque las juntas de pivote se extienden por debajo de la superficie (46, 146, 246) del yunque, por lo que cuando la abertura (57, 157, 257) de matriz se amplifica, disminuye la profundidad (60, 160) de la abertura.

Description

Remachadora para material maleable.

Campo y antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a una matriz para una remachadora para material maleable y a una remachadora que incluye esta matriz como se indica en el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 14. Tal matriz y remachadora se conocen por la U.S.-A-5150513.

Es conocido unir una pluralidad de planchas de material maleable haciendo que éstas se deformen adoptando una configuración trabada en un área limitada. Tales juntas se hacen con herramientas de unión de material maleable que comprenden una matriz con un abertura opuesta a un conjunto de punzón que comprende un punzón rodeado por un mecanismo sujetador. Las capas de material maleable quedan intercaladas entre la matriz y el conjunto de punzón, y cuando el conjunto de punzón es comprimido hacia la abertura, el material es introducido en la abertura. El material experimenta una deformación plástica en la abertura para adoptar una forma en la que dos o más capas se traban, por ejemplo formando una capa alrededor de otra.

La abertura tiene una base con un yunque que tiene una superficie y al menos dos paredes laterales formadas por aletas móviles. Las aletas son normalmente transversales a la superficie del yunque y se extienden en la dirección en la que la matriz y el punzón se comprimen entre sí. Las aletas ayudan a definir el área limitada, por ejemplo un área circular, cuadrada o rectangular, en la que tiene lugar la deformación de las capas de material en planchas. Una vez que el material se ha estirado y se mueve hacia la abertura, las aletas se retiran en dirección radial a medida que el material en planchas se mueve lateralmente.

Un protector de matriz limita el movimiento hacia fuera de las aletas pudiendo estar dicho protector separado aunque sujeto en correspondencia con la matriz. Para proporcionar una matriz compacta, el protector de matriz se puede unir a o formar parte de la matriz.

Se puede utilizar una matriz y un punzón circulares para formar una unión remachada en la que el material en planchas se deforme simétricamente tanto axial como radialmente para formar un botón estanco, por ejemplo como se muestra en el documento de patente U.S. 5.150.513. Se puede utilizar una matriz y un punzón rectangulares para formar una unión remachada trapecial (también llamado junta de lanza), en el que el material en planchas se recorta con el punzón a lo largo de un par de líneas opuestas paralelas, con las capas de material en planchas deformándose lateralmente hacia fuera por debajo de cada uno de los cortes.

Un ejemplo de una herramienta de unión para formar una unión remachada circular, es el conjunto de matriz y punzón Series SR 504 de Bollhoff Fastening Limited de Willenhall, West Midlands, UK. Este conjunto de herramientas tiene una abertura nominal de 5 mm con cuatro aletas de matriz móviles limitadas por un protector de matriz separado que tiene un diámetro interno de 16 mm.

Se preferiría una matriz y un punzón más compactos, por ejemplo que permitieran que la herramienta de unión de material en planchas llegase hasta las esquinas u otros sitios de difícil acceso cuando se fabrique una estructura con material maleable. Sin embargo, hay una relación entre la resistencia de la herramienta y el grosor máximo del material en planchas a unir, y el tamaño total, particularmente en la dirección transversal a la dirección en la que se aplica la presión.

El protector de matriz se coloca de manera que la mayor parte de la presión entre la matriz y el punzón sea soportada por el protector de matriz y el mecanismo sujetador. Sin embargo, las aletas de matriz experimentan una mayor presión a medida que el material se comprime en la abertura. Esta presión puede dar como resultado una restricción del movimiento de las aletas de matriz, produciéndose una mala junta y/o daños en las aletas de matriz, particularmente si las aletas de matriz se hacen más delgadas para reducir la extensión lateral de la matriz.

Otra limitación resulta de la necesidad de incluir en la matriz algunos medios para empujar la aleta de matriz de vuelta hacia la superficie del yunque después de que el punzón completa la operación de estiramiento. Para ello, se puede proporcionar un muelle helicoidal o junta tórica alrededor de la parte exterior de las aletas de matriz. A medida que las aletas de matriz se mueven hacia fuera para amplificar la abertura, el muelle o junta tórica se estira o comprime. Cuando el material en planchas unido se retira de la abertura, las aletas de matriz vuelven a su posición inicial debido a la tensión o compresión del muelle o junta tórica.

Como el muelle o junta tórica se extiende alrededor de la periferia de las aletas de matriz, entre las aletas de matriz y el protector de matriz circundante se debe proporcionar normalmente un espacio lateral para el muelle o junta tórica. Esto limita de nuevo otra reducción de la extensión lateral de la matriz. Además, el espacio libre lateral puede hacer que una aleta de matriz sea desalojada entre el yunque y el protector de matriz, y desaparezca. Esto no es en absoluto deseable durante la producción, ya que la máquina que utilizase el unidor de chapas metálicas tendría que ser detenido para reparar o sustituir la matriz defectuosa. Si no se colocara inmediatamente en su sitio la matriz defectuosa, se necesitaría una gran cantidad de esfuerzo para volver a rehacer el conjunto de piezas.

En algunas matrices, las aletas de matriz se deslizan lateralmente hacia fuera, en cuyo caso la profundidad de la abertura no se cambia a medida que las aletas de matriz se mueven. Sin embargo, la presión que se imparte a las aletas de matriz puede suprimir el movimiento deslizante a menos que se utilice un protector de matriz. Tal protector de matriz aumenta la extensión lateral de la matriz.

Algunas veces, las aletas de matriz pivotan hacia fuera alrededor de un mecanismo que está por debajo del nivel de la superficie del yunque. El mecanismo de pivotamiento tiene un eje de giro o punto de giro por debajo y lateralmente fuera del borde de la superficie del yunque. Debido a esto y al requisito de que las aletas de matriz deben tener una base o pivote con una sección suficiente para resistir la presión durante el estirado, las aletas de matriz tienden a elevarse cuando pivotan hacia fuera. Esto tiende a incrementar la presión en las aletas de matriz y de nuevo limita la reducción que se puede hacer en las dimensiones laterales.

Breve descripción de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar una matriz más adecuada para unir material maleable y una matriz para unir material maleable para una remachadora que una dos o más capas de material maleable, que trate estos asuntos.

En consecuencia, la invención proporciona una matriz para una remachadora para material maleable que comprende:

a) un yunque de matriz, teniendo el yunque una parte de cuerpo y una superficie de yunque;

b) como mínimo dos aletas de matriz, extendiéndose normalmente las aletas transversalmente por encima y por debajo de la superficie del yunque y formando con la superficie del yunque una abertura de matriz para un punzón de matriz, definiendo la separación entre las aletas una anchura o diámetro de la abertura de matriz y definiendo la extensión de las aletas de matriz por encima de la superficie del yunque una profundidad de la abertura de matriz;

c) como mínimo un entrante de pivote en la parte del cuerpo;

d) un saliente en cada una de las aletas de matriz, asentándose cada saliente en un entrante de pivote coincidente para formar con el entrante una junta de pivote mediante la cual puede pivotar cada aleta de matriz con respecto a la parte del cuerpo del yunque con miras a estrechar y amplificar la anchura o diámetro de la abertura;

e) como mínimo un elemento de empuje que empuja las aletas de matriz para estrechar la abertura de matriz; y

f) un protector de matriz alrededor de las aletas de matriz;

caracterizado porque las juntas de pivote se extienden por debajo de la superficie del yunque, por lo cual cuando la abertura de matriz se amplifica, disminuye la profundidad de la abertura.

También según la presente invención, se proporciona un unidor de material maleable para unir mediante remachado dos o más capas de material maleable, que comprende una punta de punzón y una matriz según la invención, teniendo la matriz una abertura que coincide con la punta del punzón.

En un remache redondo, la punta del punzón debe coincidir con la abertura de la matriz con un espacio libre suficiente para que el material maleable se estire entre la punta del punzón y las aletas de matriz antes de que el material se comprima contra la superficie del yunque y antes de que se produzca el consecuente movimiento lateral del material maleable.

En una junta de tipo lanza, la punta del punzón debe coincidir con la abertura de matriz con un espacio libre cerrado con lo cual el material se corta a lo largo de las aletas de matriz antes de que el material se comprima contra la superficie del yunque y antes de que se produzca el consecuente movimiento lateral del material maleable por debajo del corte.

La provisión de la junta de pivote por debajo de la superficie del yunque se puede utilizar para reducir la extensión lateral de la aleta de matriz. Esto se debe a que la junta se extiende después lateralmente más hacia dentro, por ejemplo, hacia un eje central longitudinal de simetría de matriz.

Al mismo tiempo, esta disposición permite que disminuya la profundidad de la abertura cuando esta se amplifica, lo que ayuda a permitir la reducción de presiones que tienen que soportar las aletas de matriz cuando se mueven hacia fuera durante la unión del material en planchas. Esto facilita el movimiento de las aletas y por tanto la formación de la junta. Por ejemplo, la junta de pivote tiene un punto de giro o eje de giro, y la provisión de al menos una parte de la junta de pivote por debajo de la superficie del yunque permite que este eje se mueva hacia dentro. Si desplazamos el eje de pivote lateralmente hacia dentro, se permite que la aleta de matriz gire, por lo que a medida que la abertura se amplifica, disminuye la profundidad de la misma.

Sin embargo, no es necesario que disminuya la profundidad de la abertura ya que las aletas de matriz comienzan primero a girar lateralmente hacia fuera. Por ejemplo, el punto de giro o eje de giro puede estar lateralmente situado entre un par de ejes longitudinales definidos por los límites de recorrido de las puntas de las aletas de matriz que se extienden por encima de la superficie del yunque sustancialmente plana, siendo el par de ejes longitudinales transversales a la superficie del yunque. Después, a medida que la aleta de matriz se amplifica completamente, disminuye la altura de las puntas de la aleta de matriz que está por encima de un plano definido por la superficie del yunque. Si el punto de giro o eje de giro se encuentra más o menos centrado entre el par de ejes longitudinales, esta altura comenzará después primero a elevarse cuando las aletas de matriz empiecen a moverse lateralmente hacia fuera, y después a descender cuando las aletas de matriz se muevan completamente hacia fuera. De manera preferible, el punto de giro o eje de giro estará cerca de la parte más interna del par de ejes longitudinales, con lo cual la altura de la punta de la aleta de matriz que está por encima del plano definido por la superficie del yunque es menor cuando la abertura está completamente amplificada que cuando la abertura está estrechada. En cualquier caso, la profundidad de la abertura puede aumentar cuando la abertura se amplifica parcialmente y después puede disminuir cuando la abertura se amplifica completamente.

Después, se puede hacer que disminuya parcialmente la presión que se ejerce sobre la aleta de matriz durante el tiempo en el que se espera que se ejerza una máxima presión sobre las aletas de matriz, es decir, cuando el proceso de formación de juntas de material maleable completa la formación de la junta.

El entrante que está por debajo de la superficie del yunque puede ser un encastre de pivote semicilíndrico o semiesférico, en cuyo caso el saliente de las aletas de matriz puede ser una superficie convexa que coincide con el encastre de pivote con lo cual la superficie convexa gira en el encastre de pivote cuando pivota la aleta de matriz. Las superficies pueden ser principalmente esféricas, con espacio libre provisto para las tolerancias de fabricación. Si la junta de pivote no es cilíndrica, podría necesitarse más espacio libre. Por ejemplo, la junta de pivote puede ser semitoroidal teniendo el saliente de la aleta una forma semitoroidal similar. Por tanto, se debe proporcionar más espacio libre entre el saliente y el entrante para permitir que la parte central y los extremos del arco del saliente se separen relativamente en dirección longitudinal cuando el saliente pivote en el entrante.

De manera preferible, el yunque tiene un tope que se extiende por un plano que está por debajo de la superficie del yunque y que sostiene la parte más extrema de las aletas de matriz. La parte más extrema de las aletas de matriz puede ser una parte del saliente de las aletas de matriz. En una realización preferida de la invención, el tope se extiende tangencialmente desde el entrante de pivote.

Se considera una ventaja situar el elemento de empuje entre la aleta de matriz y el tope. Así, el elemento de empuje no se añade a la extensión lateral de las aletas de matriz empujadas lateralmente. El elemento de empuje es preferiblemente una anilla elástica, por ejemplo, una junta tórica de nitrilo, que se comprime entre la aleta de matriz y el tope cuando pivota la aleta de matriz para amplificar la abertura.

Sin embargo, puede haber, alternativa o adicionalmente, un elemento de empuje elástico, por ejemplo un muelle helicoidal o una junta tórica, tensado alrededor de las superficies orientadas lateralmente hacia fuera de las aletas de matriz por debajo del nivel de la superficie del yunque. El efecto del elemento de empuje situado entre la aleta de matriz y el tope puede permitir una reducción del tamaño de un segundo elemento de empuje tensado alrededor de las superficies orientadas lateralmente hacia fuera de las aletas de matriz. Esto facilita una reducción de la extensión lateral de la matriz, y al mismo tiempo mantiene un buen empuje hacia dentro de las aletas de matriz.

En una realización de la invención, la superficie del yunque está confinada por una periferia normalmente circular, extendiéndose las aletas de matriz en arco alrededor de al menos parte de dicha periferia.

En una realización alternativa de la invención, la superficie del yunque está confinada por una periferia normalmente cuadrada o rectangular, extendiéndose las aletas de matriz por al menos dos lados opuestos de dicha periferia.

Resulta ventajoso que el protector de matriz permanezca cerca de una parte de la aleta de matriz adyacente al saliente cuando la aleta de matriz pivota para amplificar y estrechar la abertura de matriz. Esto ayuda a mantener cada aleta de matriz retenida en la matriz.

En una realización, el protector de matriz forma parte de la parte del cuerpo y las aletas de matriz están insertadas, de manera que se pueden separar, en una abertura que está en un lado de la parte del cuerpo. En otra realización de la invención, el protector de matriz está unido, de manera que se puede separar, a la parte del cuerpo, y el protector de matriz evita que las aletas de matriz se separen de la matriz cuando se une el protector de matriz a la parte del cuerpo.

A continuación, se describe la invención, a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos que se adjuntan.

Breve descripción de los dibujos

- La figura 1, es una vista en sección parcial de una remachadora de material en planchas que comprende un punzón con la punta de punzón retraída en un lado de un par de chapas metálicas, y opuesto a él, una matriz según una primera realización de la invención.

- La figura 2, es una vista en sección parcial de una remachadora de material en planchas que comprende un punzón con una punta de punzón extendida en un lado de un par de chapas metálicas, y opuesto a él, una matriz según una segunda realización de la invención, y muestra la punta del punzón deformando las capas de metal en planchas hacia el interior de la matriz.

- Las figuras 3, 4 y 5, son vistas de la matriz de la figura 2 que muestran, respectivamente, una vista en planta que muestra la simetría cilíndrica de la matriz, una vista en sección y una vista aumentada de una parte de la matriz que muestra varias aletas de matriz que se pueden mover entre un yunque de matriz central y un protector de matriz periférico.

- Las figuras 6 y 7 son, respectivamente, vistas en planta y en sección de la matriz de la figura 1.

- Las figuras 8, 9 y 10, muestran cómo la punta del punzón y la matriz de la segunda realización cooperan para formar un remache en las dos chapas de metal cuando la punta del punzón es accionada hacia la superficie del yunque.

- La figura 11, es una vista en sección a través de una punta de punzón y una matriz según una tercera realización de la invención, teniendo la matriz un par de aletas de matriz paralelas en cada lado de un yunque de matriz rectangular central y un par de protectores de matriz formados de manera integral lateralmente hacia fuera de las aletas de matriz.

- La figura 12, es una vista en sección de la matriz de la figura 11, tomada por el plano XII-XII.

- La figura 13 y última, es una vista en sección de la matriz de la figura 11, tomada por el plano XIII-XIII.

Descripción detallada de la invención

La figura 1 muestra una primera realización de una remachadora 1 para chapa metálica que comprende un punzón 2 y una matriz 4. El punzón 2 y la matriz 4 son cilíndricamente simétricos y están alineados por ejes cilíndricos comunes 5, 6. Entre el punzón 2 y la matriz 4 hay un par de chapas metálicas delgadas 7, 8 alineadas transversalmente con respecto al punzón y a los ejes 5, 6 de la matriz. Las chapas 7, 8 están en contacto por su interfaz 9. En una operación de unión de material en planchas, el punzón 2 es arrastrado hacia el par de chapas 7, 8 como se indica con las flechas 10 hasta que la punta de un sujetador hueco delantero 12 del punzón 2 se pone en contacto con una de las chapas metálicas 7, presionando así la otra chapa metálica 8 contra un protector de matriz cilíndrico 14 de la matriz 4.

La figura 2 muestra una segunda realización de una remachadora 101 para chapa metálica en la que a las partes iguales que las de la primera realización se les asignan los mismos números de referencia aunque incrementados en cien. La operación de las realizaciones primera y segunda 1, 101 es esencialmente la misma. El punzón 2, 102 tiene una carcasa cilíndrica principal 16, 116 que aquí se denomina caja del sujetador. El extremo de la caja del sujetador 16, 116 que está alejado de las chapas metálicas 7, 8; 107, 108 tiene un extremo abierto tapado con un soporte de punzón 18, 118. El otro extremo de la caja del sujetador 16, 116 tiene un reborde que se dirige radialmente hacia dentro 20, 120 y que termina en una abertura circular central desde la que se extiende la punta del sujetador 12, 112. La punta del sujetador tiene una faldilla que se dirige hacia fuera 22, 122. Una superficie cilíndrica externa 24, 124 de la punta del sujetador 12 es un ajuste corredizo apretado con una superficie cilíndrica coincidente 25, 125 del reborde 20, 120 de la caja del sujetador. Además, la faldilla 22, 122 de la punta del sujetador tiene una superficie cilíndrica externa 26, 126 que tiene un ajuste corredizo apretado con una superficie interna cilíndrica 27, 127 de la caja del sujetador 16, 116. La punta del sujetador 12, 112 tiene por tanto libertad para deslizarse axialmente con respecto a la caja del sujetador 16, 116.

El ajuste corredizo de la punta del sujetador 12, 112 que está dentro de la caja del sujetador 16, 116 está limitado en dirección hacia fuera debido al contacto entre la caja del sujetador 20, 120 y la faldilla 22, 122 de la punta del sujetador. Un muelle helicoidal 28, 128 se encuentra retenido dentro de la caja del sujetador 16, 116 entre el soporte del punzón 18, 118 y la faldilla 22, 122 de la punta del sujetador. El muelle helicoidal 28, 128 empuja la punta del sujetador 12, 112 hacia fuera con lo cual en una condición de reposo, la faldilla 22, 122 del sujetador permanece en contacto con el reborde 20, 120 de la caja del sujetador. El movimiento de avance axial de la punta del sujetador con respecto a la caja del sujetador está limitado en dirección axialmente hacia dentro debido a la compresión del muelle 28, 128 contra el soporte del punzón 18, 118.

Un punzón cilíndricamente simétrico 30, 130 está centrado axialmente en el eje 5, 105 del punzón y está situado en un entrante cilíndrico 32, 132 del soporte de punzón 18, 118. El punzón 30, 130 se extiende axialmente por el centro de la caja del sujetador 16, 116 hasta la punta del sujetador 12, 112, donde el punzón 30, 130 se conifica en una punta de punzón 34, 134. La punta del sujetador 12, 112 termina en un cuello 36, 136 con una superficie cilíndrica 37, 137 que es un ajuste corredizo apretado con la punta del sujetador cilíndrico 34, 134.

Cuando el punzón 2, 102 asciende 10, 110 contra la chapa de metal 7, 107, la punta del sujetador 12, 112 se pone primeramente en contacto con la chapa de metal 7, 107. Otro movimiento 10, 110 hace que la punta del sujetador 12, 112 avance axialmente con respecto a la caja del sujetador 16, 116, con el resultado de que el muelle 28, 128 empieza a comprimirse mientras que la punta del punzón 34, 134 continúa con el movimiento 10, 110 hacia la chapa metálica 7, 107.

Mientras que esto está ocurriendo, la matriz 4, 104 proporciona una fuerza de retorno contra la otra chapa de metal 8, 108. La mayor parte de la fuerza de retorno se proporciona a través del protector de matriz 14, 114.

El protector de matriz 14, 114 permanece más elevado que las aletas de matriz 56, 156 con suficiente espacio libre para que las aletas de matriz puedan pivotar hacia fuera a medida que la punta del punzón 34, 134 estira las capas de metal 7, 8; 107, 108.

Las realizaciones primera y segunda de la matriz 4, 104 se muestran con más detalle en las figuras 3 a 7. La matriz 4, 104 tiene un cuerpo de yunque autónomo 40, 140 que es cilíndricamente simétrico alrededor del eje de la matriz 6, 106. El cuerpo de yunque 40, 140 tiene en un extremo un vástago inferior 42, 142 que en uso está asentado en el mango de una herramienta (no se muestra). En el extremo opuesto del cuerpo de yunque 40, 140 hay un yunque de matriz 44, 144 con una superficie de yunque 46, 146. Una parte del cuerpo principal de la matriz 48, 148 con un diámetro mayor que el del vástago de matriz 42, 142 y del yunque de matriz 44, 144 se extiende entre el vástago de matriz y el yunque de matriz.

El protector de matriz 14, 114 se extiende alrededor, está separado del yunque de matriz 44, 144 por un espacio hueco 50, 150, y está unido de manera segura a la parte del cuerpo principal de la matriz 48, 148 mediante un ajuste de apriete en un rebajo 52, 152 de la parte del cuerpo principal de matriz 48, 148. El rebajo 52, 152 tiene un resalte 54, 154 que está orientado en dirección axial hacia el yunque de matriz 44, 144, con lo cual cuando el protector de matriz aguanta la presión del punzón 2, 102, el resalte 54, 154 retiene el protector de matriz 14, 114.

El espacio hueco 50, 150 entre el protector de matriz 14, 114 y el yunque de matriz 44, 144 está sustancialmente lleno de varias aletas de matriz 56, 156. La primera realización de la matriz 4 tiene siete aletas de matriz 56 igualmente espaciadas alrededor de la periferia circular del yunque 44. Cada una de las aletas 56 de matriz está separada de la aleta adyacente por un pequeño espacio hueco 57.

La segunda realización de la matriz 104 tiene ocho aletas de matriz 156 igualmente espaciadas alrededor de la periferia circular del yunque 144. Como puede verse en la figura 3, no hay espacios huecos entre las aletas 156 de matriz cuando las aletas de matriz están elevadas tocando el yunque 144 de matriz.

La superficie 146 del yunque de matriz es plana, excepto en una zona periférica 161 que se inclina hacia abajo 165 unos 3º para descargar presión de la zona periférica cuando el material en planchas 108 se estira hacia la superficie del yunque 146. Esto ayuda a evitar la abrasión o pelado de la zona periférica 161 de la superficie del yunque.

Las aletas 56, 156 de matriz se extienden normalmente de manera transversal por encima y por debajo de la superficie del yunque 46, 146 y forman con la superficie del yunque una abertura 57, 157 para la punta del punzón 34, 134. La separación entre las aletas 56, 156 define la anchura 59, 159 de la abertura y la extensión de las aletas de matriz por encima de la superficie del yunque 46, 146 define la profundidad 60, 160 de la abertura.

Como se ve mejor en la figura 5, cada aleta 56, 156 de matriz tiene una punta 62, 162 que está rebajada una distancia corta 163 por debajo del nivel del protector 14, 114 de matriz. Por tanto, el protector 14, 114 de matriz aguanta la mayor parte de la presión que imparte el punzón 2, 102.

Cada aleta 56, 156 de matriz tiene una base 64, 164 en el extremo opuesto de la punta 62, 163 de la aleta de matriz. La base 64, 164 de la aleta de matriz está asentada en un tope 66, 166 entre la parte del cuerpo principal de la matriz 48, 148 y el yunque de matriz 44, 144. El tope 66, 166 se extiende por un plano transversal al eje de la matriz 6, 106 entre el protector de matriz 14, 114 y un entrante de pivote 68, 168 que se extiende directamente por debajo de la superficie 46, 146 del yunque. Cada aleta de matriz 56, 156 tiene un saliente 58, 158 que se extiende hasta el entrante 68, 168, con lo cual el saliente y el entrante forman una junta de pivote mediante la cual cada aleta de matriz 56, 156 puede pivotar por su punta 62, 163 lateralmente hacia y desde la superficie 46, 146 del yunque de matriz respectivamente para estrechar y amplificar la abertura 57, 157 de matriz.

El entrante 68, 168 tiene una forma semitoroidal, y los salientes 58, 158 de las aletas de matriz tienen una forma semitoroidal coincidente. Durante la fabricación, se proporciona un espacio libre normal entre los salientes y el entrante y además un espacio hueco adicional por la parte superior de la interfaz entre los salientes 58, 158 y el entrante 68, 168 para permitir que cuando las aletas pivoten, los extremos arqueados de cada saliente toroidal tiendan a elevarse y a descender ligeramente mientras que la parte central de la base 64, 164 de la aleta de matriz permanece en contacto con el tope 66, 166.

Esta primera realización de la matriz 4 incluye una junta tórica de nitrilo flexible 70 que se extiende alrededor de la periferia del tope 66, 166 por un canal coincidente formado por un rebajo 72 situado en una esquina externa inferior de cada pie 64 de las aletas de matriz. A medida que cada aleta de matriz pivota hacia fuera, el rebajo 72 comprime la junta tórica contra el tope 66. Esto empuja cada aleta 56 de matriz de nuevo hacia el yunque 44 de matriz.

La segunda realización de la matriz 104 tiene una junta tórica 170 y un rebajo 172 similares, y también una segunda junta tórica 174 que se estira alrededor y se asienta en una muesca 176 de la superficie orientada lateralmente hacia fuera 178 de cada aleta 156 de matriz 156. La segunda junta tórica 174 se proporciona preferiblemente cerca de la punta 162 de la aleta de matriz para proporcionar un movimiento hacia fuera lateral máximo para cada aleta 156 de matriz en el espacio hueco 150 entre cada aleta 156 de matriz y el protector 114 de matriz.

La figura 5 muestra en líneas de trazos cómo la aleta 156 de matriz comprime la segunda junta tórica 174 a medida que se mueve hacia el protector 114 de matriz circundante. Esta compresión y también el estiramiento de la segunda junta tórica debido al aumento de circunferencia alrededor de las aletas 156 de matriz, proporciona una fuerza de empuje adicional para hacer que cada aleta 156 de matriz vuelva hacia el yunque 146 de matriz.

Se debe apreciar que el pivote formado por cada saliente 58, 158 de las aletas de matriz en el entrante 68, 168 tiene un radio ligeramente mayor desde el eje de la matriz 6, 106 que el radio exterior de la superficie 46,146 del yunque de matriz y también que el radio interno de la punta 62, 162 de la aleta de matriz. Por tanto, cada punta 62, 162 de matriz se eleva ligeramente, aunque no tan lejos como para que cada punta 62, 162 de matriz se eleve por encima del nivel del protector 114 de matriz circundante.

En la primera realización de la matriz 4, el giro hacia fuera de cada aleta 56 de matriz está limitado por el contacto de cada aleta 56 de matriz con el protector 14 de matriz circundante.

En la segunda realización de la matriz 104, el giro hacia fuera de cada aleta 156 de matriz está limitado por el contacto de la segunda junta tórica 174 y el protector 114 de matriz circundante. Como se muestra en la figura 5, en este punto, la punta 162 de cada aleta 156 de matriz ha descendido una distancia 180 adicional por debajo del borde del protector 114 de matriz circundante sobre la distancia 163 de las aletas de matriz cuando se eleva contra el yunque 144 de matriz. Esto es posible debido a que con el giro más exterior de cada aleta 156 de matriz, la punta 162 de la aleta de matriz se sale radialmente hacia fuera del punto de giro efectivo o eje de giro del saliente 158 de la aleta de matriz que hay en el entrante 168. La máxima desviación hacia fuera de las aletas 56 de matriz de la primera realización de matriz 4 es hacia arriba contra el protector 14 de matriz circundante. Como cada aleta 56 de matriz de la primera realización de matriz 4 puede pivotar radialmente más hacia fuera que cada aleta 156 de matriz de la segunda realización 104, las puntas 62 de las aletas de matriz de la primera realización 4 descienden más por debajo del nivel del protector 14 de matriz circundante de lo que se indica en la figura 5.

Por tanto, la primera realización de la matriz 4 proporciona un mayor reducción de fuerza compresiva sobre las puntas 62 de las aletas de matriz mientras que la segunda realización de matriz 104 proporciona una mayor fuerza de empuje radial hacia dentro para hacer que cada aleta 156 de matriz vuelva al yunque 144 de matriz. En ambas realizaciones, la extensión radial de la matriz 4, 104 se reduce proporcionando el entrante 68, 168 debajo del yunque 46, 146 de matriz y también reduciendo el espacio hueco 50, 150 entre el protector 14, 114 de matriz y cada aleta 56, 156 de matriz.

Un beneficio importante que se consigue al reducir el espacio hueco 50, 150 es que el protector 14, 114 de matriz se puede colocar para que quede en contacto con el pie 82, 182 de la aleta de matriz cerca del rebajo 72, 172 de la junta tórica. La matriz 4, 104 se monta colocando primeramente cada aleta 56, 156 de matriz, y la junta tórica 70, 170, 174 in situ alrededor del yunque 44, 144 de matriz. El protector 14, 114 de matriz se inserta después sobre las aletas de matriz y el rebajo 52, 152 del cuerpo de matriz. A continuación, se sujeta firmemente cada aleta 56, 156 de matriz mediante el protector 14, 144 de matriz, que mantiene cada saliente 58, 158 de las aletas de matriz acoplada de manera segura en su entrante 68, 168.

A continuación, se hace referencia a las figuras 8, 9 y 10, que muestran, en la segunda realización de la invención, el funcionamiento del conjunto de punzón 102 y la matriz 104. En la figura 8, el conjunto de punzón 102 se está moviendo hacia las chapas metálicas 107, 108. Cuando la punta del sujetador 112 se pone en contacto con la chapa metálica superior 107, el punzón 130 continúa moviéndose hacia la chapa metálica superior hasta que la punta de punzón 134 se pone en contacto con la chapa metálica superior 107 y empieza a deformar plásticamente ambas chapas metálicas 107, 108 que están en la abertura 157 de matriz. Cuando las dos chapas de metal 107, 108 han llenado la abertura 157 de matriz como se muestra en la figura 9, otro movimiento de la punta de punzón 134 hacia la abertura de matriz 157 produce una deformación plástica de las chapas de metal 107, 108, como se muestra en la figura 10. El movimiento lateral de las chapas de metal 107, 108 hace que cada aleta 156 de matriz pivote hacia fuera comprimiendo así la junta tórica 170 que hay entre cada aleta 156 de matriz y el tope 166 de matriz y que además que se estire y extienda la segunda junta tórica 174 que se extiende alrededor de todas las aletas 156 de matriz.

En el proceso de deformación plástica, las chapas de metal 107, 108 se deforman adquiriendo forma de botón con la interfaz 109 plegándose sobre si misma en forma de ``S'' por los bordes de la forma de botón. Esto hace que se cierren entre si las dos chapas de metal 107, 108 en esta área localizada.

Cuando se libera la presión de tensado, la punta 134 de la matriz se retira mediante la acción del muelle helicoidal 128 que se comprimió durante el proceso de tensado. La punta de punzón 112 se retira después de la chapa de metal superior 107 y al mismo tiempo, la matriz 104 se retira de la chapa de metal inferior 108, con lo cual cada aleta 156 de matriz retorna contra el yunque 144 de matriz debido a la acción de empuje de las juntas tóricas 170, 174.

Las figuras 11, 12 y 13 muestran una tercera realización de una remachadora 201 para chapas metálicas. Por motivos de conveniencia, los componentes de la remachadora 201 que son similares a los de la segunda realización 104 se representan con los mismos números de referencia aunque incrementados en cien.

La remachadora 201 tiene simetría rectangular con un par de aletas 256 de matriz paralelas y rectas situadas en cada lado de un yunque 244 de matriz rectangular. Las aletas 256 de matriz se montan cajeando cada aleta 256 de matriz en un espacio hueco 250 entre el yunque 244 de matriz y un par de protectores 214 de matriz paralelos y rectos. Como las aletas 256 de matriz son rectas y pueden cajearse desde un lado de la matriz 204, los protectores 214 de matriz forman parte de una parte 248 del cuerpo principal de la matriz, que también forma parte de un vástago 242 de matriz.

La matriz 244 se puede proporcionar con una junta tórica comprimida entre una parte de base 264 de cada aleta 256 de matriz y un tope interno adecuado. Sin embargo, en este ejemplo, solamente una junta tórica 274 está colocada alrededor de las aletas 256 de matriz asentada en un canal 276 de una superficie 278 orientada lateralmente hacia fuera de cada aleta 256 de matriz. La junta tórica 274 también está asentada en un par de canales 275 en los extremos abiertos 277 del yunque 244 de matriz. El funcionamiento de la remachadora 201 es similar al de la remachadora de las realizaciones primera y segunda 1, 101, y por tanto no se describe con detalle. El tipo de unión formada por la remachadora 201 es una unión de tipo lanza en la que el material en planchas se corta por dos líneas paralelas formadas por el contacto de tipo tijera entre la punta 234 de la matriz y cada aleta 256 de matriz. La punta de la matriz 234 tiene entre las aletas 256 de matriz dos extremos ahusados 235 que forman una rampa en los materiales en planchas que se deforman en una abertura 257 de matriz. La compresión de los materiales en planchas que están en la abertura 257 de matriz da como resultado el movimiento lateral de los materiales en planchas principalmente en dos direcciones laterales opuestas hacia cada aleta 256 de matriz. Este movimiento hace que los materiales en planchas se muevan por debajo de los cortes formados inicialmente en los materiales.

Como cada aleta 256 de matriz tiene un saliente 258 que se extiende hasta un entrante 268 que está por debajo de la superficie 246 del yunque, cada aleta 256 de matriz puede pivotar de un modo similar al de las realizaciones primera y segunda 1, 101, con lo cual cada punta 262 de las aletas de matriz desciende cuando la abertura 257 está completamente amplificada. Debido a la simetría cilíndrica de la junta de pivote formada por el saliente 258 de las aletas de matriz en el entrante 268 del yunque, no se necesita, al igual que en las realizaciones primera y segunda, un espacio libre adicional entre el saliente 258 de las aletas de matriz y el entrante 268 del yunque que sobrepase las tolerancias de fabricación normales.

Las remachadoras descritas, tienen una dimensión lateral compacta correspondiente al tamaño de la junta hecha en los materiales en planchas. Por ejemplo, en las realizaciones primera y segunda 1, 101, el diámetro de la abertura de matriz estrechada puede oscilar entre 2 y 12 mm, en cuyo caso el diámetro externo del protector 14, 114 de matriz puede oscilar entre 7 y 18 mm, respectivamente. La profundidad de la abertura depende de la separación entre las aletas de matriz y el grosor del material en planchas a unir, aunque normalmente oscila entre 0,5 y 2 mm. Las puntas 62, 262 de las aletas de matriz, cuando la abertura está estrechada, están aproximadamente 0,05 mm por debajo del nivel del protector 14, 114 de matriz circundante. Cuando la abertura 57, 157 de matriz está completamente amplificada, cada punta de las aletas de matriz está entre 0,10 y 0,15 mm por debajo del nivel del protector 14, 114 de matriz circundante.

Claims (15)

1. Matriz (4, 104, 204) para remachadora para material maleable (1, 101, 201) que comprende:

a) un yunque (44, 144, 244) de matriz que incluye una parte de cuerpo (48, 148, 248) y una superficie (46, 146, 246) de yunque;

b) como mínimo dos aletas (56, 156, 256) de matriz que se extienden normalmente de forma transversal por encima y por debajo de la superficie (46, 146, 246) del yunque y formando con la superficie (46, 146, 246) del yunque una abertura (57, 157, 257) de matriz para un punzón (2, 102) de matriz, definiendo la separación entre las aletas (56, 156, 256) una anchura o diámetro (59, 159) de la abertura de matriz y definiendo la extensión de las aletas de matriz por encima de la superficie (46, 146, 246) del yunque una profundidad (60, 160) de la abertura de matriz;

c) como mínimo un entrante de pivote (68, 168, 268) en la parte del cuerpo (48, 148, 248);

d) un saliente (58, 158, 258) en cada una de las aletas (56, 156, 256) de la matriz, asentándose cada saliente en un entrante de pivote coincidente (68, 168, 268) para formar con el entrante una junta de pivote mediante la cual cada aleta (56, 156, 256) de matriz puede pivotar con respecto a la parte (48, 148, 248) del cuerpo del yunque para estrechar y amplificar la anchura o diámetro (59, 159) de la abertura;

e) como mínimo un elemento de empuje (70, 170, 14, 274) con el que se empujan las aletas (56, 156, 256) de matriz para estrechar la abertura (57, 157, 257) de matriz; y

f) un protector (14, 114, 214) de matriz alrededor de las aletas de matriz;

caracterizado porque las juntas de pivote se extienden por debajo de la superficie (46, 146, 246) del yunque, por lo que cuando la abertura (57, 157, 257) de matriz se amplifica, disminuye la profundidad (60, 160) de la abertura.

2. Matriz (4, 104, 204) según la reivindicación 1, en la que el entrante (68, 168, 268) es una parte esférica o un encastre de pivote semicilíndrico, y el saliente (58, 158, 258) de las aletas de matriz tiene una superficie convexa que coincide con el encastre de pivote, por lo que la superficie convexa gira en el encastre de pivote cuando pivota la aleta (56, 156, 256) de matriz.

3. Matriz (4, 104, 204) según la reivindicación 2, en la que la superficie convexa es semiparabólica.

4. Matriz (4, 104) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el yunque (44, 144) tiene un tope (66, 166) que se extiende por un plano que está por debajo de la superficie (46, 146) del yunque y que sostiene la parte más extrema (64, 164) de la aleta de matriz.

5. Matriz (4, 104) según la reivindicación 4, en la que la parte más extrema (64, 164) de la aleta de matriz es una parte del saliente (58, 158, 258) de la aleta de matriz.

6. Matriz (4, 104) según la reivindicación 4 ó 5, en la que el tope (66, 166) se extiende tangencialmente desde el entrante de pivote (68, 168).

7. Matriz (4, 104) según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en la que el elemento de empuje (70, 170) está situado entre la aleta de matriz y el tope (66, 166).

8. Matriz (4, 104) según la reivindicación 7, en la que el elemento de empuje (70, 170) es una anilla elástica que se comprime entre la aleta (56, 156) de matriz y el tope (66, 166) cuando pivota la aleta (56, 156) de matriz para amplificar la abertura (57, 157) de matriz.

9. Matriz (4, 104) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la superficie (46, 146) del yunque está confinada por una periferia normalmente circular, extendiéndose las aletas (56, 156) de matriz en arco alrededor de al menos parte de dicha periferia.

10. Matriz (204) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la superficie (246) del yunque está confinada por una periferia normalmente cuadrada o rectangular, extendiéndose las aletas (256) de matriz por al menos dos lados opuestos de dicha periferia.

11. Matriz (4, 104, 204) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el protector (14, 114, 214) de matriz permanece cerca de una parte (82, 182) de la aleta de matriz que está al lado del saliente (58, 158, 258) cuando la aleta (56, 156) de matriz pivota para amplificar y estrechar la abertura (57, 157, 257) de matriz.

12. Matriz (4, 104) según la reivindicación 11, en la que el protector (14, 114) de matriz está unido de manera separable a la parte del cuerpo (48, 148), evitando el protector (14, 114) de matriz que las aletas (56, 156) de matriz se separen de la matriz cuando el protector de matriz está unido a la parte del cuerpo (48, 148).

13. Matriz (4, 104, 204) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el protector (14, 114, 214) de matriz limita el giro que pueden hacer las aletas (56, 156, 256) de matriz para amplificar la abertura de matriz (57, 157, 257).

14. Remachadora (1, 101, 201) para material maleable para remachar dos o más capas de material maleable, que comprende una punta de punzón (34, 134, 234) y una matriz (4, 104, 204) que tiene una abertura (57, 157, 257) de matriz que coincide con la punta del punzón (34, 134, 234), caracterizada porque la matriz (4, 104, 204) es como la que se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

15. Remachadora (1, 101, 201) según la reivindicación 14, en la que la profundidad (60, 160) de la abertura de matriz aumenta a medida que la abertura (57, 157, 257) de matriz se amplifica parcialmente, y después disminuye a medida que la abertura de matriz se amplifica completamente.