ES2288263T3 - Elemento de sujecion de autofijacion y procedimiento de fijacion. - Google Patents
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Abstract
Elemento de sujeción de autofijación (20), que comprende: una parte de guiado central (22) una parte de pestaña anular (26) que rodea dicha parte de guiado (22) que presenta una cara extrema plana (28); y una ranura anular (30) en dicha cara extrema (28) de dicha parte de pestaña (26) que rodea dicha parte de guiado (22) que comprende una pared de fondo (32), una pared lateral interior (34) que rodea dicha parte de guiado (22) y una pared lateral exterior opuesta (36), estando inclinada una de dichas paredes laterales interior y exterior (34, 36) de dicha ranura anular (30) hacia la otra de dichas paredes laterales interior y exterior (34, 36) para definir una abertura restringida de dicha ranura anular (30) adyacente a dicha cara extrema (28) de dicha parte de pestaña (26); en el que: dicha pared de fondo (32) de dicha ranura anular (30) comprende una primera pluralidad de elementos antirrotación radiales espaciados circunferencialmente (46), presentando cada uno una cara superior radial (50) espaciada por encima de un plano de dicha pared de fondo (32) de dicha ranura anular (30), caracterizado porque dicha pared de fondo (32) de dicha ranura anular (30) comprende una segunda pluralidad de elementos antirrotación radiales espaciados circunferencialmente (48), presentando cada uno una cara superior (52) espaciada por debajo de dicho plano de dicha pared de fondo (32) de dicha ranura anular (30).
Description
Elemento de sujeción de autofijación y
procedimiento de fijación.
La presente invención se refiere a los elementos
de sujeción de autofijación, que comprenden particularmente tuercas
y espárragos perforantes y remachables, que pueden conformarse
mediante técnicas convencionales de estampación en frío, que
comprenden operaciones secundarias, y que proporcionan una retención
y resistencia a la rotación mejoradas del elemento de sujeción en
un panel tras la instalación.
Los elementos de sujeción hembra de
autofijación, que comprenden las tuercas perforantes y remachables,
conformados mediante técnicas de estampación en frío y operaciones
de prensa secundarias, comprenden por lo general una parte de
guiado central provista de una cara extrema que incluye un taladrado
a través de ella, una parte de pestaña anular que rodea la parte de
guiado y que está provista de una cara extrema plana de soporte de
panel y una ranura anular en la cara extrema de la parte de pestaña
que rodea la parte de piloto que incluye una pared inferior, una
pared lateral interior que rodea la parte de guiado y una pared
lateral exterior opuesta. Por lo general, por lo menos una de las
paredes laterales interior y exterior de la ranura anular está
inclinada hacia la otra pared lateral para proporcionar una
abertura restringida a la ranura anular junto a la cara extrema de
la parte de pestaña para mejorar la retención del elemento de
sujeción una vez instalado en un panel. Puede proporcionarse una
retención aún mejor del elemento de sujeción sobre un panel
inclinando ambas paredes laterales interior y exterior de la ranura
anular hacia la pared lateral opuesta formando una ranura más ancha
en su fondo con forma de "cola de milano". Cuando se deforma el
panel contra la pared de fondo de la ranura por un elemento de
prensa o botón de prensa provisto de un labio anular saliente
configurado para ser recibido en la ranura anular, se deforma el
panel simultáneamente por debajo de la pared o paredes laterales
inclinadas de la ranura anular para proporcionar una retención
mejorada del elemento de sujeción sobre el panel. Alternativamente,
la pared lateral exterior de la ranura anular puede estar inclinada
hacia la parte de guiado y ésta puede deformarse radialmente hacia
fuera durante la instalación para proporcionar una retención
mejorada como se da a conocer, por ejemplo, en la patente US nº
6.276.040. No obstante, la mayoría de la instalaciones de elementos
de sujeción de autofijación quieren también una resistencia
suficiente a la torsión o unos medios antirrotación para impedir la
rotación del elemento de sujeción de autofijación en un panel una
vez instalado, particularmente, cuando se fija el conjunto de
elemento de sujeción y panel a un segundo componente mediante un
perno u otro elemento macho roscado mediante el empleo de una llave
dinamométrica o similar.
La técnica anterior da a conocer distintos
medios antirrotación o resistentes a la torsión para los elementos
de sujeción hembra de autofijación del tipo dado a conocer en este
documento. Por ejemplo, la patente US nº 5.531.552 cedida al
predecesor a interés del cesionario de la presente solicitud da a
conocer la formación de una pluralidad de resaltes espaciados
circunferencialmente con canales radiales entre ellos en la pared
de fondo de la ranura que proporcionan una resistencia mejorada a la
torsión. La patente US nº 5.549.430 cedida asimismo al predecesor a
interés del cesionario de la presente solicitud da a conocer una
tuerca de autofijación de este tipo, en la que la pared de fondo de
la ranura comprende una pluralidad de prominencias arqueadas o
semicirculares espaciadas circunferencialmente que forman una sola
pieza con la parte de guiado que proporcionan una resistencia
mejorada a la torsión, pero que también deforma el metal del panel
por debajo de la pared lateral exterior inclinada de la ranura
anular, con lo cual se proporciona una mayor resistencia al arranque
por empuje para la instalación de tuerca y panel. La patente US nº
5.782.594 da a conocer una tuerca perforante provista de un rebaje
central, en lugar de una ranura, que presenta una pared lateral
interior y una pluralidad de muescas o cavidades radiales
espaciadas circunferencialmente formada en la cara de soporte de
panel que, al conformarse por un elemento de prensa, forma
salientes a modo de cuentas dirigidos hacia dentro radialmente en
la pared lateral del rebaje, lo que proporciona una resistencia
mejorada a la torsión. La patente US nº 6.276.040 mencionada
anteriormente da a conocer asimismo almas con forma de V opuestas
monolíticas con la pared de fondo de una ranura anular con forma de
cola de milano y con las paredes laterales interior y exterior
opuestas de la ranura anular. Además, la técnica anterior incluye
tuercas perforantes de este tipo provistas de nervaduras u orejas
rectangulares que puentean la pared de fondo de la ranura anular y
forman una sola pieza con las dos paredes laterales interior y
exterior de la ranura como se da a conocer, por ejemplo, en la
patente US nº 6.220.804. No obstante, la tuerca perforante dada a
conocer en esta patente no posee una resistencia suficiente al
arranque por empuje de la tuerca perforante instalada en un panel
para muchas aplicaciones y la deformación de un panel contra
nervaduras monolíticas con la parte de guiado provoca la deformación
o distorsión del cilindro roscado de una tuerca perforante o
remachable.
Como se comprenderá a partir de la descripción
anterior de la técnica anterior, sigue existiendo una necesidad de
un elemento de sujeción de autofijación, con inclusión,
particularmente pero no exclusivamente, de las tuercas perforantes
y remachables provistas de una integridad de instalación mejorada de
elemento de sujeción y panel, con inclusión de resistencia al
arranque por tracción o por empuje y a la torsión que evite la
distorsión del cilindro de rosca durante la instalación. El
elemento de sujeción de autofijación y procedimiento de montaje de
esta invención proporcionan una integridad mejorada de elemento de
sujeción y panel con inclusión de una mejor resistencia a la
torsión y que evita la distorsión del cilindro de rosca en el caso
de ser el elemento de sujeción de autofijación un elemento de
sujeción hembra, como una tuerca perforante o remachable.
El elemento de sujeción de autofijación de la
invención comprende una parte de guiado central, una parte de
pestaña anular que rodea la parte de guiado provista de una cara
extrema plana y una ranura anular en la cara extrema plana de la
parte de pestaña que rodea la parte de guiado, y que incluye una
pared de fondo, una pared lateral interior que rodea la parte de
guiado y una pared lateral exterior opuesta según se describe
anteriormente. En una forma de realización preferida del elemento
de sujeción de autofijación de esta invención, por lo menos una de
las paredes laterales interior y exterior de la ranura anular está
inclinada hacia la otra pared lateral para definir una abertura
restringida de la ranura anular junto a la cara extrema plana de la
parte de pestaña. En las formas de realización dadas a conocer en
la presente memoria del elemento de sujeción hembra de autofijación
de esta invención, la parte de guiado central incluye una cara
extrema plana y un taladrado a través de la cara extrema que se
extiende a través de la parte de guiado y que puede presentar un
filete de rosca para recibir un elemento de sujeción macho roscado,
como un perno, o el taladrado puede no presentar filete de rosca
para recibir un elemento de sujeción macho autorroscante o laminador
de rosca. No obstante, el elemento de sujeción de autofijación de
esta invención puede ser también un elemento de sujeción macho, en
el que la parte de guiado central incluye una parte de vástago
macho con o sin filete de rosca. De esta manera, el elemento de
sujeción de autofijación de esta invención puede ser un elemento de
sujeción hembra o macho.
La pared de fondo de la ranura anular del
elemento de sujeción de autofijación de esta invención incluye una
pluralidad de elementos antirrotación radiales espaciados
circunferencialmente que incluye una primera pluralidad de
elementos antirrotación radiales espaciados circunferencialmente
provistos cada uno de una cara superior espaciada por encima de un
plano de la pared de fondo de la ranura anular y una segunda
pluralidad de elementos antirrotación radiales espaciados
circunferencialmente provistos cada uno de una cara superior
espaciada por debajo del plano de la pared de fondo de la ranura
anular. En la forma de realización dada a conocer del elemento de
sujeción de autofijación de esta invención, la primera y segunda
pluralidad de elementos antirrotación se alternan
circunferencialmente, de manera que los primeros elementos
antirrotación están situados entre los segundos elementos
antirrotación. En una forma de realización preferida del elemento de
sujeción de autofijación de esta invención, la cara superior de
cada uno de los elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente está inclinada con respecto a la pared de
fondo de la ranura anular y se extiende desde una parte intermedia
de la pared de fondo hasta una de las paredes laterales interior o
exterior de manera que una superficie extrema superior de la
primera pluralidad de elementos antirrotación radiales espaciados
circunferencialmente está espaciada por encima de un plano de la
pared de fondo y una superficie extrema inferior de cada uno de la
segunda pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente está espaciada por debajo del plano de la
pared de fondo.
En una forma de realización preferida del
elemento de sujeción de autofijación de esta invención, la pared
lateral interior de la ranura anular está inclinada hacia la pared
lateral exterior y la cara superior de cada uno de la segunda
pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente está inclinada hacia abajo hacia la pared
lateral interior de la ranura anular por debajo del plano de la
pared de fondo y la cara superior de la primera pluralidad de
elementos antirrotación espaciados circunferencialmente está
inclinada hacia arriba hacia la pared lateral exterior de la ranura
anular con una superficie extrema monolítica con la pared lateral
exterior de la ranura anular y espaciada por encima de la pared de
fondo. En el caso de ser el elemento de sujeción de autofijación de
esta invención un elemento de sujeción hembra provisto de un
taladrado roscado, como se describe anteriormente, esta
configuración del elemento de sujeción de autofijación de esta
invención evita la distorsión del cilindro de rosca durante la
instalación del elemento de sujeción hembra en un panel con un
elemento de prensa como se describe a continuación. Además, la
utilización de elementos antirrotación primeros y segundos
alternantes, según se describe anteriormente, da como resultado una
mejora significativa en la resistencia a la torsión cuando el
elemento de sujeción está instalado en un panel sin distorsión del
filete de rosca.
Se proporciona también una mejora adicional en
la resistencia al arranque por tracción del conjunto de elemento de
sujeción y panel por el elemento de sujeción de autofijación de esta
invención, en el cual la pared lateral exterior de la ranura anular
está inclinada hacia la pared lateral interior y la primera
pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente forma una sola pieza con la pared lateral
exterior y está inclinada hacia arriba desde una parte intermedia
de la pared de fondo hasta la pared lateral exterior. En una forma
de realización preferida de esta invención, la segunda pluralidad de
elementos antirrotación espaciados circunferencialmente presenta
una longitud radial mayor que una longitud radial de la primera
pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente. En la forma de realización dada a conocer del
elemento de sujeción de autofijación de esta invención, la cara
superior de la primera pluralidad de elementos antirrotación
espaciados circunferencialmente se extiende desde aproximadamente
el centro de la pared de fondo hasta la pared lateral exterior de la
ranura anular y la cara superior de la segunda pluralidad de
elementos antirrotación espaciados circunferencialmente se extiende
desde una parte intermedia de la pared de fondo de la ranura anular
en aproximadamente dos tercios de la anchura radial de la pared de
fondo. Nuevamente, se ha constatado que esta configuración presenta
una resistencia a la torsión significativamente mejorada y evita la
distorsión del taladrado roscado durante la instalación del
elemento de sujeción de autofijación en un panel. Tal como se
utiliza en la presente memoria, la expresión "taladrado
cilíndrico roscado" incluye un taladrado roscado hembra o un
taladrado liso adaptado para recibir un elemento roscado macho
autorroscante o laminador de rosca.
El procedimiento de instalación de un elemento
de sujeción de autofijación de la presente invención incluye
impulsar la parte de guiado del elemento de sujeción de autofijación
a través de una abertura en un panel metálico. En el caso de ser el
elemento de sujeción de autofijación una tuerca o espárrago
autoperforante, la cara extrema de la parte de guiado se impulsa
primero contra un panel soportado en una sufridera, se perfora un
taco del panel y se forma una abertura en el panel que recibe la
parte de guiado a través de ella. Alternativamente, la abertura
puede estar preformada en el panel. A continuación, se fuerza el
panel que rodea la abertura de panel en la ranura anular contra la
pared de fondo de la ranura anular y la cara superior de los
elementos antirrotación espaciados circunferencialmente. Finalmente
se deforma el panel alrededor de la cara superior de la primera
pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente contra la pared de fondo y en los canales
formados por la segunda pluralidad de elementos antirrotación
espaciados circunferencialmente. En el caso de estar inclinada
hacia abajo la cara superior de la segunda pluralidad de elementos
antirrotación desde la pared de fondo hacia la parte de guiado y la
pared lateral interior de la ranura anular está inclinada hacia
fuera, según se describe anteriormente, el panel se deforma
simultáneamente por debajo de la pared lateral interior inclinada
de la ranura anular, con lo cual mejora la resistencia a la torsión
y se proporciona una mayor resistencia al arranque por empuje a la
vez que se evita la distorsión del taladrado roscado en el caso de
ser el elemento de sujeción de autofijación un elemento de sujeción
hembra. En el caso de estar inclinada radialmente hacia dentro la
pared lateral exterior de la ranura anular, el panel se deforma
simultáneamente por debajo de la pared lateral exterior.
Alternativamente, según se describe anteriormente, la pared lateral
interior o exterior de la ranura anular puede deformarse radialmente
hacia dentro o hacia fuera durante la instalación del elemento de
sujeción de autofijación en un panel.
Tal como se ha descrito anteriormente, el
procedimiento de instalación del elemento de sujeción de
autofijación de esta invención proporciona una resistencia mejorara
al arranque por empuje y tracción y resistencia a la torsión sin
deformación o distorsión del cilindro roscado a través de la parte
de guiado. Otras ventajas y características meritorias de esta
invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la
siguiente descripción de las formas de realización preferidas, las
reivindicaciones adjuntas y los dibujos, de los cuales sigue una
breve descripción.
La Figura 1 es una vista en perspectiva superior
de una forma de realización de un elemento de sujeción de
autofijación de esta invención.
La Figura 2 es una vista superior del elemento
de sujeción de autofijación mostrado en la Figura 1.
La Figura 3 es una vista en sección transversal
de la Figura 2 en la dirección de las flechas
3-3.
La Figura 4 es una vista ampliada parcial de la
zona señalada 4 de la Figura 3.
La Figura 5 es una vista en sección transversal
ampliada de la zona señalada 5 de la Figura 3.
La Figura 6 es una vista en sección transversal
lateral parcial de la Figura 2 en la dirección de las flechas
6-6.
La Figura 7 es una vista en sección transversal
lateral de un conjunto de elemento de sujeción y panel que ilustra
un procedimiento de fijación del elemento de sujeción mostrado en
las figuras anteriores en un panel metálico.
Como podrá apreciarse, la forma de realización
descrita del elemento de sujeción de autofijación 20 de esta
invención se proporciona únicamente a título ilustrativo y podrán
introducirse distintas modificaciones en la forma de realización
descrita dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, como
se expone a continuación. Tal como se expone anteriormente, el
elemento de sujeción de autofijación de esta invención presenta una
resistencia mejorada a la torsión, y una mayor resistencia al
arranque por empuje o tracción en un conjunto de elemento de
sujeción y panel, pero presenta la ventaja adicional de evitar la
distorsión del cilindro roscado de un elemento de sujeción hembra.
De esta manera, se describe el elemento de sujeción de autofijación
hembra 20 para ilustrar una forma de realización preferida del
elemento de sujeción de autofijación de esta invención. No
obstante, como se describe adicionalmente a continuación, las
mejoras descritas del elemento de sujeción de autofijación de esta
invención pueden incorporarse también a un elemento de sujeción
macho provisto de una parte de vástago roscada o no.
La forma de realización ilustrada del elemento
de sujeción de autofijación 20 de esta invención incluye una parte
de guiado central 22 provista de una cara extrema 24, una parte de
pestaña anular radial 26 que rodea la parte de guiado 22 y presenta
una cara extrema 28 y una ranura anular 30 en la cara extrema 28 de
la parte de pestaña anular 26. La ranura anular 30 incluye una
pared de fondo 32, una pared lateral interior 34 que rodea la parte
de guiado 22 y una pared lateral exterior opuesta 36. La forma de
realización ilustrada del elemento de sujeción de autofijación 20
incluye además una parte de tambor 38 y un taladrado 40 que se
extiende a través de la cara extrema 24 de la parte de guiado 22 y
la cara extrema 42 de la parte de tambor 38. El taladrado 40 puede
estar roscado, como se observa en la figura, para recibir un
elemento de sujeción macho roscado como un perno, o estar sin rosca
para recibir un elemento de sujeción macho autorroscante o laminador
de rosca. Alternativamente, en el caso de ser el elemento de
sujeción de autofijación de esta invención un elemento de sujeción
macho, se puede eliminar el taladrado 40 y el tambor 38 presenta un
diámetro apropiado para la aplicación y puede llevar un filete de
rosca exterior. En caso de utilizar el elemento de sujeción de
autofijación 20 en calidad de elemento de sujeción autoperforante,
la cara extrema 24 de la parte de guiado 22 es preferentemente
plana y la parte de guiado incluye una superficie exterior
cilíndrica 44 que forma una arista circular relativamente afilada
en la unión de la superficie cilíndrica 44 y la cara extrema 24,
como se muestra. La cara extrema anular 28 de la parte de pestaña
26 también es plana preferentemente y soporta el panel en el
conjunto de elemento de sujeción y panel descrito más adelante y
paralelamente a la cara extrema anular 24 de la parte de guiado 22.
En la forma de realización descrita, la cara extrema anular 28 de la
parte de pestaña 26 está espaciada por debajo del plano de la cara
extrema anular 24 de la parte de guiado 22. Alternativamente, la
cara extrema 28 de la parte de pestaña 26 puede estar alineada con
la cara extrema 24 de la parte de guiado 22.
En una forma de realización preferida del
elemento de sujeción de autofijación 20 de esta invención, la pared
lateral interior 34 de la ranura anular 30 está inclinada
radialmente hacia fuera hacia la parte de pestaña 26 y en la forma
de realización descrita, la pared lateral exterior opuesta 36 de la
ranura anular 30 está inclinada radialmente hacia dentro desde la
pared de fondo 32 hacia la parte de guiado 22 para formar un
"ranura reentrante" en el cual la abertura a la ranura anular
30 junto a la cara extrema 28 de la parte de pestaña 26 es menor
que la anchura radial de la ranura anular 30 en la pared de fondo
32, como se aprecia mejor en la Figura 3. Como comprenderán los
expertos en la materia, la utilización de una ranura reentrante
porporciona una mejora significativa de la integridad frente al
arranque por empuje del conjunto de elemento de sujeción y panel,
particularmente en combinación con los elementos antirrotación de
esta invención como se describe a continuación. Alternativamente,
la parte de pestaña 26 puede deformarse radialmente hacia dentro o
la parte de guiado 22 puede deformarse radialmente hacia fuera
durante la instalación del elemento de sujeción de autofijación
para formar una ranura reentrante según se describe arriba.
Alternativamente, es posible que sólo una de las paredes laterales
interior y exterior 34 y 36, respectivamente, esté inclinada hacia
la pared lateral opuesta.
En la forma de realización preferida del
elemento de sujeción de autofijación 20 de esta invención, la pared
de fondo 32 de la ranura anular 30 incluye una pluralidad de
elementos antirrotación radiales espaciados circunferencialmente
que, como se describe a continuación, proporcionan adicionalmente
una resistencia al arranque por tracción mejorada sin distorsión
del taladrado roscado 40. Como se aprecia mejor en la Figura 6, la
pared de fondo 32 entre los elementos antirrotación descritos a
continuación es plana en la forma de realización descrita y
paralela a la cara extrema anular plana 28 de la parte de pestaña
26. Los elementos antirrotación incluyen una primera pluralidad de
elementos antirrotación espaciados circunferencialmente 46 y una
segunda pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente 48. Cada uno de los elementos antirrotación 46
y 48 incluye una cara superior radial plana 50 y 52,
respectivamente. Las caras superiores 50 de la primera pluralidad
de elementos antirrotación espaciados circunferencialmente 46 están
espaciadas por encima del plano de la pared de fondo 32 de la
ranura anular 30 como se aprecia en la Figura 4 y las caras
superiores 52 de la segunda pluralidad de elementos antirrotación
espaciados circunferencialmente 48 están espaciadas por debajo del
plano de la pared de fondo 32 de la ranura anular 30, como se
aprecia en la Figura 5.
En una forma de realización preferida del
elemento de sujeción de autofijación 20 de esta invención, la cara
superior 50 de cada uno de la primera pluralidad de elementos
antirrotación espaciados circunferencialmente 46 está inclinada
radialmente hacia arriba desde una parte intermedia de la pared de
fondo 32 de la ranura anular 30 como se aprecia en la Figura 4
provista de una superficie extrema arqueada 54 espaciada por encima
del plano de la pared de fondo 32. De manera similar, las caras
superiores 52 de la segunda pluralidad de elementos antirrotación
espaciados circunferencialmente 48 están inclinadas hacia abajo
desde una parte intermedia de la pared de fondo 32 de la ranura
anular 30, presentando cada una una superficie extrema arqueada 56
espaciada por debajo del plano de la pared de fondo 32 de la ranura
anular. Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión
"parte intermedia" significa espaciada entre las paredes
laterales interior y exterior opuestas 34 y 36, respectivamente, de
la ranura anular 30. No obstante, como se aprecia mejor en la Figura
2, la longitud radial de las caras superiores 52 de la segunda
pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente 48 presenta preferentemente una longitud
radial mayor que la longitud radial de las caras superiores 50 de
la primera pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente 46. En la forma de realización descrita del
elemento de sujeción de autofijación 20 de esta invención, la
longitud radial de las caras superiores 50 de la primera pluralidad
de elementos antirrotación espaciados circunferencialmente 46 se
extienden sobre aproximadamente una mitad de la anchura radial de
la pared de fondo 32 y la anchura radial de las caras superiores 52
de la segunda pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente 48 se extiende sobre aproximadamente dos
tercios de la anchura radial de la pared de fondo 32. Además, las
caras superiores 50 y 52 de la primera y segunda pluralidad de
elementos antirrotación espaciados circunferencialmente 46 y 48,
respectivamente, están inclinadas preferentemente con respecto a la
pared de fondo 32 de la ranura anular 30 en un ángulo relativamente
pequeño, preferentemente entre cinco y quince grados. En la forma de
realización descrita del elemento de sujeción de autofijación 20 de
esta invención, las caras superiores 50 y 52 están inclinadas con
respecto a la pared de fondo 32 en un ángulo de aproximadamente diez
grados. Además, en una forma de realización preferida, las caras
superiores 50 y 52 son rectangulares, como se aprecia mejor en la
Figura 2.
Como se ha expuesto anteriormente, el elemento
de sujeción de autofijación 20 de esta invención da como resultado
una resistencia a la torsión y al arranque por tracción mejorada a
la vez que evita la distorsión del cilindro roscado o taladrado 40
cuando se utiliza en calidad de elemento de sujeción hembra como se
muestra en las figuras. En el caso de ser el elemento de sujeción
de autofijación un elemento de sujeción hembra, las superficies
extremas arqueadas 54 de las caras superiores 50 de la primera
pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente 46 son preferentemente monolíticas con la pared
lateral exterior 36, lo que proporciona una resistencia a la
torsión mejorada y un reforzamiento de la pared lateral exterior
inclinada 36 como se aprecia en la Figura 4. Como se aprecia en la
Figura 1, la primera pluralidad de elementos antirrotación
espaciados circunferencialmente 46 incluye caras laterales
triangulares 58 que se extienden perpendicularmente con respecto a
la pared de fondo 32 que inhiben la rotación del elemento de
sujeción 20 una vez instalado en un panel. De manera similar, las
caras superiores inclinadas hacia abajo 52 de la segunda pluralidad
de elementos antirrotación espaciados circunferencialmente 48
definen canales radiales provistos de caras laterales triangulares
60 como se muestra en la Figura 1 y que también se extienden
preferentemente de forma substancialmente perpendicular a la pared
de fondo 32. Como se comprenderá, las expresiones "hacia
arriba" y "hacia abajo" son expresiones relativas. Como se
utiliza en esta descripción, la expresión "hacia arriba" se
refiere a un sentido desde la pared de fondo 32 hacia las caras
extremas 24 y 28 de la parte de guiado 22 y de la parte de pestaña
26, respectivamente. La expresión "hacia abajo" se refiere al
sentido contrario. A medida que se impulsa el metal del panel
contra la pared de fondo 32, se impulsa el panel simultáneamente en
los rebajes canaliformes definidos por las caras superiores
inclinadas hacia abajo 52 de la segunda pluralidad de elementos
antirrotación espaciados circunferencialmente 48, lo que
proporciona un mayor grado de resistencia a la torsión.
Si bien la mejora de la resistencia a la torsión
proporcionada por el elemento de sujeción de autofijación 20 de
esta invención no se comprende plenamente, los ensayos indican que
la utilización de nervaduras que sobresalen hacia arriba de la
pared de fondo 32 y que forman una sola pieza con la pared lateral
interior 34 de la ranura anular 30 da como resultado la deformación
del cilindro roscado 40. No se encuentra deformación alguna del
cilindro roscado cuando se proporcionan rebajes canaliformes
provistos de una cara superior 52 inclinada hacia abajo de una
parte intermedia de la pared de fondo 32. Además, el elemento de
sujeción de autofijación de esta invención da como resultado una
mejora del 25% de la resistencia a la torsión en comparación con un
elemento de sujeción de este tipo general provisto de nervaduras u
orejas en resalte de la pared de fondo, puenteando la pared de
fondo y monolíticas con las paredes laterales interior y exterior 34
y 36, según se da a conocer, por ejemplo, en la patente US nº
6.220.804 mencionada anteriormente. Se cree que el empleo de un
ángulo relativamente poco profundo de inclinación de las caras
superiores 50 y 52 y la gran área superficial de la pared de fondo
32 que se extiende paralelamente a la cara extrema 28 de la parte de
pestaña anular 26 da como resultado un mejor flujo de material del
metal del panel alrededor de la primera pluralidad de elementos
antirrotación espaciados circunferencialmente 46 inclinados hacia
arriba y monolíticos con la pared exterior 36 de la ranura y la
segunda pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente 48 canaliformes. Además, la eliminación de
nervaduras monolíticas con la pared lateral interior 34 o junto a
ella elimina la distorsión del cilindro roscado 40.
Finalmente, la Figura 7 ilustra un procedimiento
preferido de instalación del elemento de sujeción de autofijación
20 en un panel 70. Como comprenderán los expertos en la materia, los
elementos de sujeción de autofijación suelen instalarse en una
prensa de matriz (no mostrada) que incluye un cabezal de instalación
provisto de un émbolo alternante 64. En esta forma de realización,
el émbolo 64 incluye una abertura axial 66 que recibe la parte de
tambor 38 del elemento de sujeción 20 y una cara extrema anular 68
que se impulsa contra la cara trasera anular 62 de la parte de
pestaña 26. El panel 70 está apoyado en un elemento de prensa o
botón de prensa 72 provisto de un labio anular en resalte 74 que
incluye una superficie exterior troncocónica 76 y una cara trasera
plana 78 que rodea el labio anular 74. El botón de prensa 72 incluye
además una abertura cilíndrica 80 y el botón de prensa 72 suele ir
apoyado en un bloque de montaje 82 de la zapata inferior de una
prensa de matriz (no mostrada). En el caso de emplear el elemento de
sujeción de autofijación 20 en calidad de elemento de sujeción
autoperforante, como una tuerca o espárrago autoperforante, la cara
extrema plana 24 de la parte de guiado 22 punzona inicialmente un
taco de panel 84 del panel en cooperación con la arista afilada
definida entre la superficie interior cilíndrica 80 y la cara
extrema del labio anular 74 y la parte de guiado 22 es recibida a
continuación a través de la abertura perforada en el panel como se
aprecia en la Figura 7. Alternativamente, el elemento de sujeción
de autofijación 20 puede emplearse como elemento de sujeción
remachable, en el cual se forma la abertura a través del panel con
anterioridad a la instalación.
A medida que se impulsa el elemento de sujeción
de autofijación 20 por el émbolo 64 contra el panel 70 y
simultáneamente se impulsa el labio anular 74 contra la parte de
panel 86 circundante a la abertura perforada en el panel, se
impulsa la parte de panel 86 en la ranura anular reentrante 30
contra las caras superiores inclinadas hacia arriba 50 de la
primera pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente 46 como se aprecia en la parte izquierda de la
Figura 7 y contra las superficies superiores inclinadas hacia abajo
52 de la segunda pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente. La vista en sección del elemento de sujeción
de autofijación 20 mostrada en la Figura 7 es idéntica a vista en
sección transversal de la Figura 3 señalada por las flechas
3-3 de la Figura 2, pero girada en 180º. Finalmente
se deforma la parte de panel 86 alrededor de las caras superiores
radiales inclinadas hacia arriba 50 contra la pared de fondo 32 y
por debajo de la pared lateral interior inclinada 34 en los rebajes
canaliformes formados por la segunda pluralidad de elementos
antirrotación espaciados circunferencialmente 48.
El procedimiento para instalar el elemento de
sujeción autoperforante 20 de esta invención incluye por tanto
alinear coaxialmente la parte de guiado 22 con la abertura
cilíndrica 80 del botón de prensa 72, impulsar la parte de guiado
22 contra el panel para cortar un taco 84 del panel, impulsar la
parte de guiado 22 a través de una abertura en el panel e impulsar
la parte de panel 86 que rodea la abertura en el panel contra la
pared de fondo 32 de la ranura anular 30, las caras superiores en
resalte inclinadas hacia arriba 50 de la primera pluralidad de
elementos antirrotación espaciados circunferencialmente 46 y contra
las caras superiores inclinadas hacia abajo 52 en la segunda
pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente 48 canaliformes, de manera que la parte de
panel 86 llene substancialmente la ranura reentrante anular 30 en
cooperación con las paredes laterales opuestas relativamente
inclinadas 34 y 36. Como se comprenderá, no obstante, se prefiere
que la parte de panel 86 no llene completamente la ranura reentrante
30 para evitar la distorsión del filete de rosca.
Tal como se ha indicado anteriormente, se pueden
introducir distintas modificaciones en el elemento de sujeción de
autofijación de esta invención dentro del alcance de las
reivindicaciones adjuntas. En la forma de realización descrita del
elemento de sujeción de autofijación 20 ilustrado en las figuras,
las primera y segunda pluralidades de elementos antirrotación
espaciados circunferencialmente 46 y 48 se alternan
circunferencialmente, de manera que un elemento antirrotatorio de
la primera pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente 46 está espaciado circunferencialmente entre
dos elementos antirrotación de la segunda pluralidad de elementos
antirrotación espaciados 48 como se aprecia en las Figuras 1 y 2. Si
bien se prefiere esta relación al tresbolillo para la mayoría de
las aplicaciones, pueden utilizarse disposiciones alternativas.
Además, si bien las caras superiores 50 de la primera pluralidad de
elementos antirrotación espaciados circunferencialmente 46 están
inclinadas preferentemente desde una parte intermedia de la pared de
fondo 32 de la ranura anular 30, las caras superiores 50 de la
primera pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente 46 pueden estar también en paralelo a la pared
de fondo o la pared de fondo puede estar inclinada. Si bien se
prefiere una ranura anular reentrante 30 para la mayoría de
aplicaciones, la pared exterior 36 puede estar perpendicularmente
con respecto a la pared de fondo 32 o la pared exterior 36 puede
deformarse radialmente hacia dentro durante la instalación del
elemento de sujeción de autofijación en un panel como se ha descrito
anteriormente. Finalmente, si bien el elemento de sujeción de
autofijación 20 presenta ventajas particulares como elemento de
sujeción hembra que comprende un taladrado roscado o sin rosca, el
elemento de sujeción de autofijación de la presente invención puede
ser asimismo un elemento de sujeción de autofijación macho como se
ha descrito anteriormente. Habiendo descrito las formas de
realización preferidas del elemento de sujeción de autofijación y
del procedimiento de instalación de la presente invención, la
invención se reivindica a continuación como sigue.
Claims (25)
1. Elemento de sujeción de autofijación (20),
que comprende:
una parte de guiado central (22)
una parte de pestaña anular (26) que rodea dicha
parte de guiado (22) que presenta una cara extrema plana (28);
y
una ranura anular (30) en dicha cara extrema
(28) de dicha parte de pestaña (26) que rodea dicha parte de guiado
(22) que comprende una pared de fondo (32), una pared lateral
interior (34) que rodea dicha parte de guiado (22) y una pared
lateral exterior opuesta (36), estando inclinada una de dichas
paredes laterales interior y exterior (34, 36) de dicha ranura
anular (30) hacia la otra de dichas paredes laterales interior y
exterior (34, 36) para definir una abertura restringida de dicha
ranura anular (30) adyacente a dicha cara extrema (28) de dicha
parte de pestaña (26); en el que:
dicha pared de fondo (32) de dicha ranura anular
(30) comprende una primera pluralidad de elementos antirrotación
radiales espaciados circunferencialmente (46), presentando cada uno
una cara superior radial (50) espaciada por encima de un plano de
dicha pared de fondo (32) de dicha ranura anular (30),
caracterizado porque dicha pared de fondo (32) de dicha
ranura anular (30) comprende una segunda pluralidad de elementos
antirrotación radiales espaciados circunferencialmente (48),
presentando cada uno una cara superior (52) espaciada por debajo de
dicho plano de dicha pared de fondo (32) de dicha ranura anular
(30).
2. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 1, en el que dichas primera y segunda
pluralidades de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente (46, 48) se alternan circunferencialmente.
3. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 1, en el que dichas caras superiores (50,
52) de dichas primera y segunda pluralidades de elementos
antirrotación radiales espaciados circunferencialmente (46, 48)
están inclinadas con respecto a dicha pared de fondo (32) de dicha
ranura anular (30).
4. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 3 ó 4, en el que dicha cara superior (52)
de cada uno de dicha segunda pluralidad de elementos antirrotación
radiales espaciados circunferencialmente (48) está inclinada hacia
abajo desde una parte intermedia de dicha pared de fondo (32) de
dicha ranura anular (30) hasta una zona adyacente a dicha una de
dichas paredes laterales interior y exterior (34, 36) de dicha
ranura anular (30) presentando una superficie extrema (56) espaciada
por debajo de dicho plano de dicha pared de fondo (32) de dicha
ranura anular (30) adyacente a dicha una de dichas paredes laterales
interior y exterior (34, 36).
5. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que dicha
primera pluralidad de elementos antirrotación radiales espaciados
circunferencialmente (46) está inclinada hacia arriba desde una
parte intermedia de dicha pared de fondo (32) de dicha ranura anular
(30) hasta una de dichas paredes laterales interior y exterior (34,
36) de dicha ranura anular (30) presentando cada uno una superficie
extrema (54) espaciada por encima de dicho plano de dicha pared de
fondo (32) de dicha ranura anular (30).
6. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 3, en el que dicha pared de fondo (32) de
dicha ranura anular (30) es plana y se extiende generalmente
paralela a dicha cara extrema plana (28) de dicha parte de pestaña
anular (26).
7. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 3, en el que dicha cara superior (50, 52)
de cada una de dichas primera y segunda pluralidades de elementos
antirrotación radiales espaciados circunferencialmente (46, 48)
está inclinada con respecto a dicha pared de fondo (32) de dicha
ranura anular (30) en un ángulo de entre cinco y quince grados.
8. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 1, en el que dicha pared exterior (36) de
dicha ranura anular (30) está inclinada hacia dentro desde dicha
pared de fondo (32) hacia dicha parte de guiado (22), dicha cara
superior (50) de cada uno de dicha primera pluralidad de elementos
antirrotación espaciados circunferencialmente (46) está inclinada
hacia arriba desde dicha pared de fondo (32) hasta dicha pared
exterior (36) presentando una superficie extrema (54) adyacente a
dicha pared lateral exterior (36) espaciada por encima de un plano
de dicha pared de fondo (32) y dicha cara superior (52) de cada uno
de dicha segunda pluralidad de elementos antirrotación radiales
espaciados circunferencialmente (48) está inclinada hacia abajo
hacia dicha pared interior (34) de dicha ranura anular (30)
presentando cada uno una superficie extrema (56) adyacente a dicha
pared interior (34) espaciada por debajo de dicho plano de dicha
pared de fondo (32) de dicha ranura anular (30).
9. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 8, en el que dicha cara superior (50, 52)
de cada una de dichas primera y segunda pluralidades de elementos
antirrotación radiales espaciados circunferencialmente (46, 48)
está inclinada desde una parte intermedia de dicha pared de fondo
(32) hacia una de dichas paredes laterales interior y exterior (34,
36) de dicha ranura anular (30).
10. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 8, en el que dicha cara superior (50, 52)
de cada una de dichas primera y segunda pluralidades de elementos
antirrotación radiales espaciados circunferencialmente (46, 48)
está inclinada con respecto a dicha pared de fondo (32) de dicha
ranura anular (30) en un ángulo de entre cinco y quince grados.
11. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que dicha
ranura anular (30) comprende una pared de fondo plana (32).
12. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 11, en el que dicha pluralidad de elementos
antirrotación radiales espaciados circunferencialmente (46, 48)
presentan cada uno una cara superior plana (50, 52).
13. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, en el que dicha
primera pluralidad de elementos antirrotación radiales espaciados
circunferencialmente (46) presentan cada uno una cara superior (50)
inclinada radialmente hacia arriba desde dicha pared de fondo (32)
de dicha ranura anular (30) hacia dicha una de dichas paredes
laterales interior y exterior (34, 36) de dicha ranura anular (30)
presentando una superficie extrema (54) espaciada por encima de
dicha pared de fondo plana (32) y dicha segunda pluralidad de
elementos antirrotación radiales espaciados circunferencialmente
(48) presentan cada uno una cara superior (52) inclinada hacia
abajo desde dicha pared de fondo (32) hacia la otra de dicha una de
dichas paredes laterales interior y exterior (34, 36) de dicha
ranura anular (30) presentando cada uno una superficie extrema (56)
espaciada por debajo de dicha pared de fondo (32) de dicha ranura
anular (30).
14. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que dichas
primera y segunda pluralidades de elementos antirrotación radiales
espaciados circunferencialmente (46, 48) se alternan
circunferencialmente, de manera que uno de dicha primera pluralidad
de elementos antirrotación radiales espaciados circunferencialmente
(46) está dispuesto entre dos de dicha pluralidad de elementos
antirrotación radiales espaciados circunferencialmente (48).
15. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en el que dichas
primera y segunda pluralidades de elementos antirrotación radiales
espaciados circunferencialmente (46, 48) están inclinadas desde una
parte intermedia de dicha pared de fondo (32) de dicha ranura anular
(30) hasta una de dichas paredes laterales interior y exterior (34,
36) de dicha ranura anular (30).
16. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 15, en el que dicha pared interior (34) de
dicha ranura anular (30) está inclinada desde dicha pared de fondo
(32) hacia dicha pared exterior (36) y dicha pared exterior (36) de
dicha ranura anular (30) está inclinada hacia dicha pared interior
(34), estando inclinada hacia arriba dicha primera pluralidad de
elementos antirrotación radiales espaciados circunferencialmente
(46) desde una parte intermedia de dicha pared de fondo (32) hasta
dicha pared exterior (36) de dicha ranura anular (30) y dicha
segunda pluralidad de elementos antirrotación radiales espaciados
circunferencialmente (48) está inclinada hacia abajo desde una
parte intermedia de dicha pared de fondo (32) hacia dicha pared
lateral interior (34) de dicha ranura anular (30).
17. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 15, en el que dicha segunda pluralidad de
elementos antirrotación radiales espaciados circunferencialmente
(48) presenta una longitud radial superior a una longitud radial de
dicha primera pluralidad de elementos antirrotación radiales
espaciados circunferencialmente (46).
18. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 15, en el que dicha cara superior (50, 52)
de cada una de dichas primera y segunda pluralidades de elementos
antirrotación radiales espaciados circunferencialmente (46, 48)
está inclinada con respecto a dicha pared de fondo plana (32) en un
ángulo de entre cinco y quince grados.
19. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en el que dicha
parte de guiado central (22) presenta una cara extrema (24) y un
taladrado (40) a través de dicha cara extrema (24) que se extiende
a través de
dicha parte de guiado (22).
dicha parte de guiado (22).
20. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 19, en el que dichas primera y segunda
pluralidades de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente (46, 48) se alternan circunferencialmente, de
manera que uno de dicha primera pluralidad de elementos
antirrotación espaciados circunferencialmente (46) está dispuesto
entre dos de dicha segunda pluralidad de elementos antirrotación
espaciados circunferencialmente (48).
21. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 19, en el que dicha cara superior (50, 52)
de cada una de dichas primera y segunda pluralidades de elementos
antirrotación espaciados circunferencialmente (46, 48) está
inclinada desde una parte intermedia de dicha pared de fondo
(32).
22. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 21, en el que dicha cara superior (52) de
cada una de dicha segunda pluralidad de elementos antirrotación
espaciados circunferencialmente (48) es más larga que dicha cara
superior (50) de dicha primera pluralidad de elementos antirrotación
espaciados circunferencialmente (46).
23. Elemento de sujeción de autofijación (20)
según la reivindicación 19, en el que dicha cara superior (50, 52)
de dichas primera y segunda pluralidades de elementos antirrotación
espaciados circunferencialmente (46, 48) está inclinada desde dicha
pared de fondo (32) de dicha ranura anular (30) en un ángulo de
entre cinco y quince grados.
24. Procedimiento de fijación de un elemento de
sujeción de autofijación (20) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 23 a un panel metálico, comprendiendo dicho
procedimiento las etapas siguientes:
impulsar dicha parte de guiado (22) de dicho
elemento de sujeción de autofijación (20) a través de una abertura
en dicho panel metálico
impulsar dicho panel que rodea dicha abertura
contra dicha pared de fondo (32) de dicha ranura anular (30) y
contra dichas caras superiores (50, 52) de dicha pluralidad de
elementos antirrotación espaciados circunferencialmente (46, 48);
y
deformar dicho panel alrededor de dicha primera
pluralidad de elementos antirrotación espaciados
circunferencialmente (46) y contra dicha pared de fondo (32) y
contra dicha cara superior (52) de dicha segunda pluralidad de
elementos antirrotación espaciados circunferencialmente (48),
impulsando dicho panel contra dicha pared lateral interior (34) de
dicha ranura anular (30).
25. Procedimiento de fijación de un elemento de
sujeción de autofijación (20) a un panel metálico según la
reivindicación 24, en el que dicha pared lateral interior (34) de
dicha ranura anular (30) está inclinada hacia fuera de dicha pared
de fondo (32) hacia dicha pared lateral exterior (36) y dicho
procedimiento comprende impulsar dicho panel contra dicha cara
superior (52) de dicha segunda pluralidad de elementos antirrotación
espaciados (48) por debajo de dicha pared lateral exterior (36) de
dicha ranura anular (30).
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