ES2210830T3

ES2210830T3 - Pieza perfilada con una espiga.

Info

Publication number: ES2210830T3
Application number: ES98950030T
Authority: ES
Inventors: Jahangir Dehghan-Manshadi; Dimiter Kolev; Harald Kapitza; Klaus-Peter Noack
Original assignee: Valeo Wischersysteme GmbH
Current assignee: Valeo Wischersysteme GmbH
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1998-09-14
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2018-09-14
Also published as: EP1012013A1; DE59810638D1; EP1012013B1; US6353991B1; DE19740067A1; WO1999014086A1

Abstract

Pieza perfilada (1) con una espiga (2) para unirse a un tubo, en donde la espiga muestra varias hondonadas (3, 4, 5) dispuestas en la dirección de su eje longitudinal, caracterizada porque dos hondonadas (3, 4; 4, 5) contiguas en dirección longitudinal están separadas entre sí, respectivamente, mediante dos talones (6) enfrentados, que se extienden transversalmente al eje longitudinal de la espiga (2), en donde entre los talones (6) enfrentados se ha rebajado un espacio libre (10).

Description

Pieza perfilada con una espiga.

La invención se refiere a una pieza perfilada con una espiga para unirse a un tubo, en donde la espiga muestra varias hondonadas dispuestas en la dirección de su eje longitudinal. La invención puede utilizarse en el campo de la técnica de ensamblaje, en especial en el campo de la técnica automovilística y allí en instalaciones limpiaparabrisas.

Las instalaciones limpiaparabrisas de vehículos están estructuras con frecuencia modularmente. Con ello un cojinete de limpiaparabrisas está equipado respectivamente con una espiga, que está fijada a un soporte configurado como tubo. El tubo une el cojinete de limpiaparabrisas al motor del limpiaparabrisas. La fijación del tubo sobre la espiga se realiza mediante deformación plástica del tubo, lo que también se designa como crimpado. El crimpado se ocupa de que, entre la espiga y el tubo, puedan transmitirse fuerzas y momentos.

Del documento DE 29 20 899 se conoce una instalación limpiaparabrisas con una pieza perfilada del género expuesto y un soporte tubular, que está fijado sobre un suplemento o espiga de un cojinete de limpiaparabrisas. La espiga muestra, transversalmente a su eje longitudinal, cuatro escotaduras en forma de hondonadas, de las que en cada caso dos están enfrentadas. En las escotaduras se ha estampado con un troquel, que está configurado complementariamente a la forma de la hondonada, material soporte que hace contacto con la espiga en toda la región hundida.

En la instalación limpiaparabrisas conocida puede pasar que, durante la transmisión de fuerzas o momentos, se desmonte la unión entre la espiga y el tubo. Esto puede ser especialmente el caso con grandes variaciones de temperatura. Con ello pueden producirse temperaturas de entre -40ºC y +120ºC. Sin embargo, un desmontaje de la unión también puede producirse durante un accionamiento detenido durante mucho tiempo de la instalación limpiaparabisas o cuando los limpiaparabrisas quedan bloqueados, por ejemplo a causa de la nieve o el hielo. Un desmontaje de la unión entre la espiga y el tubo conduce a una intensa aparición de ruidos durante el funcionamiento de la instalación limpiaparabrisas, que no es aceptable.

La invención se basa por tanto en el problema de poner a disposición una pieza perfilada con una espiga, que supere los inconvenientes antes citados. En especial se quiere impedir un desmontaje de la unión entre la espiga y el tubo, y precisamente también en condiciones marginales extremas.

El problema es resuelto mediante la pieza perfilada hecha patente en la reivindicación principal. En las reivindicaciones subordinadas se hacen patentes clases de ejecución especiales de la invención.

El problema es resuelto en una pieza perfilada con una espiga para su unión a un tubo, en donde la espiga muestra varias hondonadas dispuestas en la dirección de su eje longitudinal, por medio de que dos hondonadas contiguas están separadas entre sí respectivamente mediante dos talones, que se extienden transversalmente al eje longitudinal de la espiga. Un cálculo FEM de la solución conocida descrita anteriormente, realizado en el marco de la presente invención, ha dado como resultado que la clase y el grado de la embutición tienen una gran influencia en inestabilidades del crimpado. En la técnica conocida no se consigue una plastificación completa en algunas regiones. Esto conduce a elevadas tensiones residuales después de la descarga de la herramienta. Estas tensiones se convierten en tensiones de presión y conducen, bajo cargas externas, a un estado de tensión inestable en el segmento tubular y provocan, adicionalmente, una desviación de forma desde el contorno nominal. Las superficies de contacto entre la espiga y el tubo no están suficientemente desarrolladas y pueden conducir a un desmontaje de la unión. La separación conforme a la invención de las hondonadas por medio de los talones tiene como consecuencia que, antes de la descarga de la herramienta, las tensiones de presión sean abrazadas por tensiones de tracción que, en cuanto a su magnitud, sean mayores que las tensiones de presión. Estas diferencias y distribuciones de tensión obligadas por la geometría de las hondonadas son ventajosas, ya que las tensiones se invierten tras la descarga de la herramienta. Esto significa que las tensiones de tracción se transforman en tensiones de presión, es decir, en dirección al interior de la hondonada, y las tensiones de presión en tensiones de tracción, es decir, hacia fuera del núcleo. Las tensiones de tracción mayores en cuanto a la magnitud actúan en contra de las tensiones de presión abrazadas y desembocan en una buena distribución de tensión de presión homogénea sobre el núcleo. Por medio de esto se obtiene un crimpado estable en la región de las hondonadas.

Una clase de ejecución especial de la invención se caracteriza por medio de que los talones muestran, respectivamente, dos aletas de talón que, partiendo de los bordes de las hondonadas, están curvadas primero cóncavamente y después convexamente. Las transiciones de cóncavo a convexo entre las hondonadas actúan en contra de las cargas axiales. Mediante estas transiciones se consigue que se produzca un "agarre" del material bruto alrededor de la espiga. Este efecto se consigue mediante tensiones de presión opuestas en las regiones cóncavas. Por medio de las transiciones convexas se obtiene un estado de equilibrio estable.

Otra clase de ejecución especial de la invención está caracterizada porque la espiga muestra al menos tres hondonadas, y en la hondonada central de las tres está dispuesta un embutido invertido en la dirección longitudinal de la espiga. El embutido invertido garantiza una solidificación de la hondonada central y posibilita, por medio de esto, una homogenización de la distribución de tensiones en el suelo. Esto tiene como consecuencia que la región del suelo no se separa de la espiga, después de la descarga de la herramienta.

Otra clase de ejecución especial de la invención está caracterizada porque las hondonadas están dispuestas en lados enfrentados del perímetro de la espiga. Por medio de esto se obtiene ventajosamente un asiento especialmente seguro del tubo sobre la espiga.

El aprendizaje de la presente invención comprende también un procedimiento para unir la pieza perfilada anteriormente descrita a un tubo, que se caracteriza por los siguientes pasos:

el tubo es enchufado sobre la espiga,

el tubo se introduce con la espiga en una herramienta dedoble acción con dos troqueles,

la herramienta se cierra de tal modo que rodea el tubo,

en donde la espiga se fija a través del orificio de retenida con relación a la herramienta, los dos troqueles se juntan uno a otro, y el tubo se deforma

\hbox{plásticamente,}

abraza la espiga y adopta, en la región de la zona de conformación, la geometría de la espiga o de los troqueles.

La ventaja técnica de una unión, establecida según este procedimiento, de un tubo a una espiga estriba en que se crea en el tubo un estado de equilibrio casi sin tensiones. Esto significa que por cargas exteriores no se crea ningún estado de tensión inestable, que conduzca a un desmontaje indeseado de la unión.

La solución conforme a la invención conduce a una suficiente plastificación, es decir, se consigue un buen flujo de material y al mismo tiempo una buena solidificación. Por medio de esto se consiguen suficientes zonas de contacto y un estado de tensión estable tras la descarga de la herramienta.

Se obtienen ulteriores ventajas, particularidades y detalles de la invención de las reivindicaciones subordinadas y de la siguiente descripción, en la que se describe en detalle un ejemplo de ejecución haciendo referencia al dibujo. Con ello pueden ser esenciales para la invención las particularidades citadas en las reivindicaciones y en la descripción, en cada caso individualmente por sí mismas o en la combinación que se quiera. A continuación se explica en detalle una forma de ejecución de la invención reivindicada, con base en el dibujo.

La figura 1 muestra una representación en perspectiva de una pieza perfilada conforme a la invención.

La pieza perfilada designada con 1 es un casquillo cojinete de una instalación limpiaparabrisas no representada. Sobre la pieza perfilada 1 está configurado una espiga cilíndrica 2, que sirve para alojar un tubo no representado. Un extremo del tubo se fija sobre la espiga 2 mediante crimpado. El crimpado sirve para transmitir fuerzas entre la pieza perfilada o la espiga y el tubo. El otro extremo del tubo se une a un elemento soporte no representado, al que se aplica el motor del limpiaparabrisas.

En la espiga 2 se han configurado tres hondonadas 3, 4 y 5. Las hondonadas 3, 4 y 5 están separadas entre sí mediante talones 6. Entre dos hondonadas contiguas están situados dos talones 5, respectivamente enfrentados entre sí. Entre dos talones 6 enfrentados se ha rebajado en cada caso un espacio libre 10. Los espacios libres 10 unen entre sí las hondonadas 3, 4 y 5. Los talones 6 se extienden desde el borde de las hondonadas, transversalmente hasta al eje longitudinalmente de la espiga 2. Cada talón muestra dos aletas de talón 7 enfrentadas, que están curvadas cóncavamente. Las aletas de talón 7 se transforman en una punta de talón 8, que está curvada convexamente.

En la hondonada central 4 se ha configurado un embutido invertido 9 en paralelo al eje longitudinal de la espiga 2. El embutido invertido 9 se extiende entre los espacios libres 10 y tiene aproximadamente la misma altura que los talones 6.

Para unir una pieza perfilada 1 conforme a la invención a un tubo mediante crimpado, o bien se inserta la espiga 2 de la pieza perfilada 1 en el extremo del tubo o se inserta el extremo del tubo sobre la espiga 2 de la pieza perfilada 1, hasta que se consigue una profundidad de inserción de la espiga 2 que se corresponde con los requisitos. La profundidad de inserción de la espiga 2 puede estar definida, por ejemplo, por un anillo de tope 11 previsto en la pieza perfilada 1, que hace después tope en el extremo del tubo. Después se introduce el tubo con la espiga 2 en una herramienta no representada, de doble acción, con dos troqueles. En una primera etapa la herramienta se cierra de tal manera, que el tubo es abrazado por la herramienta. Con ello se consigue la fijación de la espiga 2 en la herramienta mediante un orificio de retenida 12, que se ha aplicado en las proximidades del anillo de tope 11 en la pieza perfilada 1. Mediante el orificio de retenida 12 se garantiza un posicionamiento exacto del troquel con relación a la espiga 2, lo que es decisivo para la calidad del crimpado. En una segunda etapa los dos troqueles de la herramienta chocan uno contra otro desde direcciones opuestas. Con ello se deforma plásticamente el tubo y adopta, en la región de la zona de conformación, la geometría de la espiga 2 o de los troqueles. El contorno del troquel es complementario al contorno de la espiga 2.

La solución conforme a la invención puede trasladarse a cualquier diámetro de la espiga o del tubo.

Lista de símbolos de referencia

1: Pieza perfilada

2: Espiga

3: Hondonada

4: Hondonada

5: Hondonada

6: Talón

7: Aleta de talón

8: Punta del talón

9: Embutido invertido

10: Espacio libre

11: Anillo de tope

12: Orificio de retenida

Claims

1. Pieza perfilada (1) con una espiga (2) para unirse a un tubo, en donde la espiga muestra varias hondonadas (3, 4, 5) dispuestas en la dirección de su eje longitudinal, caracterizada porque dos hondonadas (3, 4; 4, 5) contiguas en dirección longitudinal están separadas entre sí, respectivamente, mediante dos talones (6) enfrentados, que se extienden transversalmente al eje longitudinal de la espiga (2), en donde entre los talones (6) enfrentados se ha rebajado un espacio libre (10).

2. Pieza perfilada según la reivindicación 1, caracterizada porque los talones (6) muestran, respectivamente, dos aletas de talón (7) que, partiendo de los bordes de las hondonadas (3, 4, 5), están curvadas primero cóncavamente y después convexamente.

3. Pieza perfilada según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la espiga muestra al menos tres hondonadas (3, 4, 5), y en la hondonada central de las tres está dispuesto un embutido invertido (9) en la dirección longitudinal de la

\hbox{espiga (2).}

4. Pieza perfilada según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en las proximidades de la espiga (2) está dispuesto un orificio de retenida (12).

5. Pieza perfilada según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las hondonadas (3, 4, 5) están dispuestas en lados enfrentados del perímetro de la espiga.

6. Procedimiento para unir una pieza perfilada (1) según una de las reivindicaciones 4 ó 5 a un tubo, caracterizado por los siguientes pasos:

el tubo es enchufado sobre la espiga (2),

el tubo se introduce con la espiga (2) en una herramienta de doble acción con dos troqueles,

la herramienta se cierra de tal modo que rodea el tubo,

en donde la espiga (2) se fija a través del orificio de retenida (12) con relación a la herramienta, los dos troqueles se juntan uno a otro, y el tubo se deforma plásticamente, abraza la espiga (2) y adopta, en la región de la zona de conformación, la geometría de la espiga (2) o de los troqueles.