ES2237535T3 - Sistema de montaje de sujetador de panel. - Google Patents

Abstract

Un sistema de sujetador, que comprende: un sujetador (10) que comprende un cuerpo (16) que posee un eje de rotación que dispone al menos de dos orejetas (34) que se proyectan radialmente desde el mismo; un panel (12) con una abertura (14), y al menos dos formaciones (46) de encajonamiento, elevadas desde su superficie y dispuestas en relación con dicha abertura (14) de modo que reciben a dichas orejetas (34) y sitúan a dicho cuerpo (16) en relación de correspondencia con la citada abertura (14); estando las citadas orejetas (34) configuradas para enganchar para su trabado en las citadas formaciones (46) de encajonamiento con la rotación de dicho cuerpo (16), y realizándose el citado enganche sin causar la deformación permanente de dicho sujetador (10) o de dicho panel (12).

Description

Sistema de montaje de sujetador de panel.

La presente invención se refiere a sujetadores, y más en particular a sujetadores utilizados para fijar artículos a paneles. Específicamente, la presente invención se refiere a sujetadores roscados diseñados para ser fijados a un panel.

Los sujetadores de panel convencionales proporcionan una tuerca roscada, un perno, una varilla u otro tipo de sujetador, que es susceptible de enganche en relación de correspondencia con una abertura practicada en un panel de material laminado, tal como de plástico rígido, de aluminio, o de metal laminado. Un dispositivo se fija al panel mediante enganche del sujetador de panel enganchado, y una porción sujetadora correspondiente.

Existen dos tecnologías principales que son utilizadas para fijar sujetadores de panel a los paneles. La primera es la soldadura, utilizada cuando los paneles son de aluminio o de metal laminado. Un problema asociado a soldar paneles a aluminio, consiste en que se requiere una gran inversión económica para la provisión de sistemas que posicionen de manera precisa el sujetador sobre el panel, y para soldar de manera firme y completa el sujetador al panel.

En aplicaciones de fabricación en serie, se emplea un control de proceso estadístico (SPC) para asegurar productos de calidad uniforme. En caso de que falle una simple soldadura o que, de otro modo, se encuentre que es inadecuada o no satisfactoria, los requisitos de SPC aconsejan la retirada o el examen de todos los componentes relativos y/o inventariados que puedan experimentar un fallo o defecto similar. De este modo, una soldadura que haya fallado en un sólo sujetador de panel, que tiene un valor de unos peniques, puede conducir una interrupción en la fabricación, que cuesta miles de dólares. Adicionalmente, el coste de operar y mantener una operación de soldadura en una producción en serie, es considerable.

La otra tecnología principal utilizada para fijar sujetadores de panel a los paneles, se utiliza para fabricar productos conocidos como Smak Nuts, sujetadores de remache o sujetadores Pierce, y se encuentra descrita en el documento US-A-5.445.483. En este tipo de sistema, el sujetador de panel es forzado hacia la abertura de panel, y provoca deformación permanente, también conocida como deformación o conformación en frío del panel y/o del sujetador para crear un ajuste forzado por fricción.

Como en el caso de la soldadura, esta última tecnología requiere también inversión de capital, que en este caso se materializa en prensas hidráulicas para aplicar la presión necesaria para presionar el sujetador en la abertura del panel. De este modo, existen altos costes de equipamiento y mano de obra asociados a la fijación de los sujetados de panel a los paneles con tecnología Smak Nut, Pierce o de tuerca remachada.

Otra desventaja de las tecnologías existentes utilizadas para fijar los sujetadores de panel a los paneles, consiste en que se requieren fuerzas de torsión relativamente bajas, medidas en Newton Metros, para hacer que el sujetador se separe o se desenganche del panel. Cuando el proceso de fabricación emplea SPC, estas tecnologías conllevan unos costes de monitorización, evaluación y corrección importantes en caso de fallo.

Un sujetador simple roscado, adaptado para acoplamiento rápido a presión, se incorpora según se describe en el documento FR-A-2687439. El sujetador está formado a partir de una banda metálica conformada en su totalidad, con retenes situados hacia los extremos libres de las ramas de la banda en forma de U que se utiliza, afianzados en ranuras formadas en el panel. El centro de la banda se ha dotado de una perforación con rosca de tornillo hembra.

De acuerdo con un primer aspecto de esta invención, un sistema de sujetador comprende un sujetador que comprende un cuerpo que posee un eje de rotación y que tiene al menos dos orejetas que se proyectan radialmente desde el mismo; un panel con una abertura, y al menos dos formaciones de encajonamiento elevadas desde su superficie y dispuestas con relación a dicha abertura para recibir las citadas orejetas y situar el citado cuerpo en correspondencia con la citada abertura; estando configuradas las citadas orejetas de modo que encajan, de forma trabable, con las citadas formaciones de encajonamiento con la rotación de dicho cuerpo, y siendo efectuado dicho encaje sin provocar deformación de dicho sujetador o de dicho panel.

De acuerdo con un segundo aspecto de esta invención, un sujetador para su uso en un sistema de este tipo comprende un cuerpo que posee un eje de rotación, un borde periférico, una porción principal y un extremo de panel; las al menos dos lengüetas se proyectan radialmente desde el citado borde periférico por dicho extremo de panel, y están configuradas de modo que son los puntos de enganche fijo con el panel sin causar deformación permanente del panel o de dicho sujetador.

Sobre el panel, la pluralidad de formaciones de encajonamiento que pueden ser formadas a modo de entalladura o de protuberancias emergentes, están configuradas y dispuestas de modo que reciben las orejetas y, según se hace girar el sujetador, retienen de forma trabada las orejetas de manera que el sujetador queda fijado. De esta manera, el sujetador se sujeta de forma segura al panel, contra fuerzas de torsión rotacionales significativas y sin los inconvenientes de la soldadura o la deformación permanente, como en los diseños de la técnica anterior.

En una realización preferida, cada una de las orejetas está provista de una superficie superior inclinada o en rampa, para facilitar el enganche por deslizamiento rotacional con las formaciones de encajonamiento, y de una superficie inferior con formaciones de trabado. Con el enganche rotacional del sujetador con la formación de encajonamiento, la formación de trabado encaja de forma emparejada en una abertura definida por la formación de encajonamiento, para retener positivamente el sujetador en el
panel.

Una realización particular, de acuerdo con esta invención, va a ser descrita ahora con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva, despiezada, del presente conjunto de sujetador y panel;

la Figura 2 es una vista en perspectiva del conjunto de la Figura 1, mostrado en posición encajada;

la Figura 3 es una vista en sección fragmentaria, tomada a lo largo de la línea 3-3 de la Figura 2, y en la dirección que se indica en general;

la Figura 4 es una vista en planta superior del presente sujetador;

la Figura 5 es una sección tomada a lo largo de la línea 5-5 de la Figura 4, y en la dirección que se indica en general, y

la Figura 6 es una vista en alzado del presente sujetador.

Haciendo ahora referencia a las Figuras 1 y 2, el presente sujetador se ha designado en general con 10, y se ha representado como una tuerca. Sin embargo, se prevé que un perno, una varilla u otro sujetador de panel conocido convencionalmente, pueda ser proporcionado de manera alternativa y equivalente con la estructura de la presente invención, para conseguir los beneficios y ventajas que aquí se describen. El sujetador 10 ha sido configurado para su enganche con un panel 12 que posee o que define una abertura 14 de panel, y está construido y dispuesto para enganchar con un sujetador de emparejamiento (no representado) a través de la abertura del panel. Según se ha ilustrado, el sujetador 10 de panel ha sido configurado para enganchar en relación de emparejamiento con un tornillo o un perno roscado. De manera similar, si el sujetador 10 unido al panel 12, es un perno, el enganche de emparejamiento se realiza con una tuerca. También, mientras que el panel 12 se ha representado con una forma cuadrada, se prevé que las dimensiones y configuración del panel puedan variar para adaptarse ampliamente a la aplicación, lo que incluye, pero no se limita a, las aplicaciones de automoción.

El sujetador 10 tiene un cuerpo 16 que posee un eje de rotación, un borde 18 periférico, una porción 20 principal y un extremo 22 de panel. En la realización preferida, el extremo 22 de panel tiene un diámetro mayor que la porción 20 principal, y define un escalonamiento 24. La porción principal está dotada, con preferencia, de una pluralidad de caras 26 dispuestas en hexágono, para su encaje con una llave de tuerca o de tubo, lo que facilita la instalación del sujetador 10 en el panel con herramientas manuales, o utilizando un equipo de montaje automático. Sin embargo, se prevén otras configuraciones dependiendo de la aplicación. También, el extremo 22 de panel posee una superficie 28 planar para su enganche en el panel 12.

El cuerpo 16 define un taladro pasante 30 que se ha dotado, con preferencia, de una rosca 32 para enganchar roscadamente en el sujetador de emparejamiento (no representado). Se prefiere que el taladro pasante 30 pase a través tanto de la porción 20 principal como del extremo 22 de panel.

Al menos dos orejetas 34 se proyectan desde el borde 18 periférico, por el extremo 22 de panel, y están configuradas para constituir los puntos de enganche fijo con el panel 12 sin causar deformación permanente del panel o del sujetador 10. Por el contrario, como se va a describir con mayor detalle en lo que sigue, las orejetas 34 permiten que el sujetador 10 enganche de forma trabada en el panel 12, simplemente por enganche giratorio del sujetador con el panel 12. En la realización preferida, existen tres orejetas que se proyectan radialmente desde el cuerpo 16, específicamente desde el extremo 22 de panel, y que están relativamente equiespaciadas cada una con las otras. Para facilitar el montaje con un equipo automático de clasificación, instalación y manipulación de material, las orejetas 34 están, con preferencia, alineadas con una correspondiente de las caras 26. También, las orejetas 34 tienen, cada una de ellas, preferentemente forma de caja en general. Sin embargo, el número, la forma y la disposición de las orejetas 34, puede variar para adaptarse a la aplicación.

Haciendo ahora referencia a las Figuras 1, 3 y 6, al menos una, con preferencia todas las orejetas 34, tienen una superficie 36 superior inclinada, la cual, por su extremo 38 más bajo facilita el enganche con el panel 12, y por el extremo 40 relativamente más alto, incrementa el enganche friccional con el panel, como se va a describir en lo que sigue.

Adicionalmente, al menos una, y con preferencia todas las orejetas 34, tienen una superficie 42 inferior con al menos una formación 44 de retención, que depende de la superficie inferior. En la realización preferida, la formación 44 de retención es una extensión generalmente convexa, que se desarrolla a lo largo de la longitud de la orejeta 34. Sin embargo, se prevé que la configuración de la formación 44 de retención pueda variar para adaptarse a la aplicación.

Haciendo ahora referencia a las Figuras 1-3, se va a explicar con mayor detalle la construcción del panel 12. Específicamente, una característica principal del panel 12 consiste en la provisión de una pluralidad de formaciones 46 de encajonamiento, también citadas como formaciones entalladas o protuberancias elevadas, que están configuradas y dispuestas para recibir las orejetas 34, y, según se hace girar el sujetador 10, retener de manera trabada las orejetas de modo que el sujetador queda fijo. En la realización preferida, existen al menos dos, y con preferencia tantas formaciones 46 de encajonamiento como orejetas 34 existan. De este modo, existen con preferencia tres formaciones 46 de encajonamiento en la realización representada. También se prevé que puedan existir más formaciones 46 de encajonamiento que orejetas 34, dependiendo de la aplicación.

Según se muestra, las formaciones 46 de encajonamiento están separadas regularmente alrededor de la abertura 14 de panel. Según se conoce bien en el estado de la técnica, las aberturas pueden estar separadas unas de otras por una distancia igual, o mayor, que el doble del espesor del material, sin sacrificar la integridad estructural del panel. La razón de que las formaciones 46 de encajonamiento sean citadas también como formaciones entalladas, consiste en que una pared 48 de la formación ha sido formada a partir del panel 12 mediante estampación, lo que crea una abertura 50 en el panel debido a la eliminación de material del que forma la pared 48. Una pared extrema 52 de la abertura 50 sirve como tope para la orejeta 34. También, la pared 48 es desplazada axialmente desde el panel 12 en el proceso de estampación para definir una formación de encajonamiento 54 dimensionada para recibir la orejeta 34. Según se ha descrito en lo que antecede, la configuración inclinada de la superficie 36 superior de la orejeta 34, facilita el posicionamiento y la entrada de la orejeta en la formación de encajonamiento 54, y entre el lado inferior de la pared 48 y el panel 12.

Más específicamente, la pared 48 incluye con preferencia una porción 56 de labio que es, en general, paralela con el panel 12, y una porción 58 en rampa. Las formaciones 46 de encajonamiento están preferentemente orientadas sobre el panel 12 de modo que todas ellas tienen un extremo 60 abierto que está dispuesto para recibir la orejeta 32 correspondiente según se hace girar el sujetador 10 en relación con el panel, con el taladro pasante 30 en relación de correspondencia con la abertura 14 del panel (véase mejor la Figura 2).

Durante el enganche del sujetador 10 con las formaciones 46, se hace girar el sujetador hasta que las formaciones 44 de retención son recibidas emparejadamente en las aberturas 50, y hasta que las orejetas 34, y específicamente las formaciones 44 de retención, enganchan con la pared extrema o tope 52 (véase mejor la Figura 3). Una vez que el sujetador 10 ha enganchado así con el panel 12, la rotación adicional en la misma dirección queda impedida debido al enganche de las orejetas 34 con las paredes extremas 52. También queda impedida la rotación en sentido contrario merced al enganche de las formaciones de retención en las aberturas 50, y al contacto con una pared 62 opuesta a la pared extrema 52.

Una característica importante del presente sistema consiste en que el sujetador 10 se encuentra retenido en el panel 12 sin el uso de soldadura o deformación permanente, y también la retención es significativamente más fuerte que con las técnicas de fijación convencionales. Específicamente, se ha encontrado que el par torsor requerido para separar el sujetador 10 del panel, es mayor que el necesario para eliminar sujetadores de panel convencionales soldados o deformados elásticamente, lo que significa que el presente sistema es mucho más fuerte y menos propenso a fallos.

Por ejemplo, se ha determinado típicamente que un sujetador de panel convencional soldado, de tipo tuerca, tiene un valor de par torsor de 90 Newton-Metro (Nm) para su separación del panel. Por el contrario, en el presente sistema, una vez que el sujetador 10 está enganchado en el panel, se requieren valores comprendidos en la gama de 175 - 180 Nm para separar el sujetador del panel. Aunque el presente sujetador 10 y las formaciones 46 de encajonamiento han sido diseñados para su instalación a favor del movimiento de las agujas del reloj, también se contempla la instalación en contra del movimiento de las agujas del reloj.

Además, la fuerza requerida para empujar el sujetador 10 desde el panel 12 cuando es aplicada axialmente, se ha encontrado que está comprendida en la gama de 5.000 - 5900 Newtons. A efectos de comparación, solamente se necesitaron 13 - 18 Nm para instalar giratoriamente el sujetador 10 en el panel 12. También, el par torsor de 175 - 180 Nm para la separación a favor de las agujas del reloj, excede muy de lejos al par torsor de instalación del sujetador (en este caso, un perno), que se encaja con el sujetador 10 para sujetar un objeto al panel 12 durante el montaje consiguiente. Ésta es la causa principal de fallo de los sujetadores de panel convencionales. Otra ventaja del presente sistema de sujetador consiste en que la posterior corrosión del sujetador 10 con el panel 12, con el sujetador de emparejamiento, no reducirá la integridad del enganche del sujetador 10 con el panel 12. Todavía otra ventaja del presente sistema consiste en que el sujetador 10 se instala en el panel 12 sin que se precise un equipo caro de realización de soldadura o de conformación en frío, reduciendo así los costes de fabricación.

Claims (9)

1. Un sistema de sujetador, que comprende:

un sujetador (10) que comprende un cuerpo (16) que posee un eje de rotación que dispone al menos de dos orejetas (34) que se proyectan radialmente desde el mismo;

un panel (12) con una abertura (14), y al menos dos formaciones (46) de encajonamiento, elevadas desde su superficie y dispuestas en relación con dicha abertura (14) de modo que reciben a dichas orejetas (34) y sitúan a dicho cuerpo (16) en relación de correspondencia con la citada abertura (14);

estando las citadas orejetas (34) configuradas para enganchar para su trabado en las citadas formaciones (46) de encajonamiento con la rotación de dicho cuerpo (16), y realizándose el citado enganche sin causar la deformación permanente de dicho sujetador (10) o de dicho panel (12).

2. Un sistema de sujetador de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada una de dichas formaciones (46) de encajonamiento incluye también una abertura (50) en el citado panel (12), y dicha orejeta (34) correspondiente posee una formación (44) dependiente que engancha con la citada abertura (50).

3. Un sistema de sujetador de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que al menos una de las citadas formaciones (46) de encajonamiento incluye un tope (52) para enganchar con una correspondiente de dichas orejetas (34), y evitar la rotación adicional de dicho cuerpo (16).

4. Un sujetador para su uso en un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:

un cuerpo (16) que posee un eje de rotación, un borde (18) periférico, una porción (20) principal y un extremo (22) de panel;

proyectándose las al menos dos orejetas (34), radialmente desde dicho borde (18) periférico por el citado extremo (22) de panel, y estando configuradas para constituir los puntos de enganche fijo con el panel (12) sin causar deformación permanente del panel o de dicho sujetador.

5. Un sistema de sujetador o un sujetador de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que al menos una de dichas orejetas (34) tiene una superficie (36) superior inclinada.

6. Un sujetador de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, en el que dicho extremo (22) de panel tiene un diámetro que es mayor que el diámetro de la citada porción (20) principal.

7. Un sistema de sujetador o un sujetador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha porción (20) principal posee una superficie externa (26) que forma caras.

8. Un sistema de sujetador o un sujetador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sujetador incluye una rosca de tornillo (32).

9. Un sistema de sujetador o un sujetador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho sujetador (10) forma una tuerca, y el cuerpo (16) incluye un taladro pasante (30), y tras el enganche de dichas orejetas (34) en las citadas formaciones (46) de encajonamiento, el citado taladro pasante está en relación de correspondencia con la citada abertura (14) para permitir que un sujetador de emparejamiento pase a través de la citada abertura (14) y se empareje con la citada tuerca (10).