ES2319222T3 - Conexion de un cuerpo hueco con una pieza de chapa. - Google Patents

Abstract

Pieza de chapa (1) unida con un cuerpo hueco, presentando la pieza de chapa (1) al menos una escotadura (2) para el cuerpo hueco, la pieza de chapa (1) presenta a lo largo de la escotadura (2) hendiduras (4) y salientes (3) con los que el cuerpo hueco está engranado en unión geométrica por deformación, de tal manera que se forma una conexión resistente al giro, caracterizada porque al menos un saliente (3) se estrecha en al menos una cara desde la base hasta su extremo (5) libre, referido al plano que se forma por la superficie de la pieza de chapa (1).

Description

Conexión de un cuerpo hueco con una pieza de chapa.

La invención se refiere a una pieza de chapa unida con un cuerpo hueco y una pieza de chapa con al menos una escotadura para la conexión a un cuerpo hueco.

Conexiones entre piezas de chapa y cuerpos huecos, así como procedimientos para la conexión se conocen en la técnica habitual, y por ello en el estado de la técnica. Conexiones semejantes se emplean, por ejemplo, en regulaciones en altura de asientos de vehículos. La pieza de chapa se provee habitualmente para ello con una escotadura cilíndrica, redonda o dentada, cuyo diámetro es poco mayor que el diámetro del cuerpo hueco. Según una forma de realización conocida, la pieza de chapa y el cuerpo hueco se unen entre sí por deformación mecánica. Además, estas conexiones presentan una resistencia al giro limitada.

Los documentos US 4,292,584 y FR 2 772 317 muestran ejemplos típicos de conexiones semejantes, considerándose el último como el estado de la técnica genérico. El documento FR 2 772 317 muestra una pieza de chapa con una escotadura similar a una corona dentada en la que se introduce una pieza cilíndrica y se fija por compresión.

El objetivo de la presente invención consiste en crear una pieza de chapa unida con un cuerpo hueco, y una pieza de chapa con al menos una escotadura para la conexión a un cuerpo hueco, que hagan posible una unión más fija entre el cuerpo hueco y la pieza de chapa.

Este objetivo se resuelve por las características de las reivindicaciones 1 y 8.

Este objetivo se resuelve ulteriormente por una pieza de chapa con al menos una escotadura para la conexión con un cuerpo hueco, que a lo largo de la escotadura presente al menos una hendidura que es apropiada para engranar con el cuerpo hueco, de forma que se origina una conexión en unión geométrica y resistente al giro, estando realizada la pieza de chapa de forma cónica según la invención con al menos una hendidura, referida a un eje en paralelo respecto a una superficie de la pieza de chapa.

La hendidura puede estar dispuesta como una muesca alrededor de la escotadura, en la zona en la que se deforma el cuerpo hueco y el material del cuerpo hueco fluye o se desplaza a esta al menos una escotadura.

Para la mejora reiterada del engrane en unión geométrica, la pieza de chapa puede presentar adicionalmente hendiduras formadas directamente en el borde interior de la escotadura. No obstante, para una pluralidad de aplicaciones habituales de las conexiones de pieza de chapa y cuerpo hueco cilíndrico, como por ejemplo, en las regulaciones en altura de asientos, es suficiente la disposición de hendiduras en una o en las dos superficies de la pieza de chapa. Las hendiduras deberían estar hechas en este caso de forma que sea posible dar cabida al material desplazado, por ejemplo, por una forma apropiada. Además, las hendiduras presentan preferiblemente bordes de forma perpendicular respecto a la dirección circunferencial de la escotadura, por lo que se consigue una resistencia a torsión aumentada.

Pero la pieza de chapa puede presentar también un borde interior que está configurado con una alternancia de hendiduras y salientes dispuestos en forma de rueda dentada. Esta hendidura entre los salientes dentados se complementa según la invención con la hendidura que se causa por la configuración cónica de al menos uno de los salientes. Los salientes se estrechan así en al menos una cara de la base a su extremo libre, referido al plano que se forma por la superficie de la pieza de chapa. La hendidura está configurada así no sólo entre los salientes dentados, sino que la superficie de la pieza de chapa está configurada igualmente con hendiduras.

En un procedimiento para la conexión de una pieza de chapa con un cuerpo hueco, presentando la pieza de chapa al menos una escotadura para el cuerpo hueco, la pieza de chapa se provee a lo largo de la escotadura de hendiduras, el cuerpo hueco se introduce en la escotadura y a continuación se deforma mecánicamente, de forma que el cuerpo hueco entra engranado en unión geométrica con las hendiduras. La deformación del cuerpo hueco puede ser producida por procedimientos habituales, como por ejemplo, por una compresión mecánica del cuerpo hueco. La unión debería resistir, según la finalidad de empleo del dispositivo, correspondientemente las fuerzas de torsión habituales que actúan sobre el dispositivo.

La pieza de chapa y el cuerpo hueco están hechos por lo general de metal, no obstante, también pueden concebirse otros materiales, en particular materiales compuestos. La escotadura en la pieza de chapa puede estar configurada con todos los procedimientos habituales de tratamiento, en particular en el caso de metales por taladrado o estampado. La escotadura es en general redonda y su diámetro está diseñado de forma que el cuerpo hueco puede introducirse fácilmente por un lado, y por otro lado, el material del cuerpo hueco desplazado al juntar las dos piezas envuelve la pieza de chapa en la zona de borde, de forma que se origina una conexión en unión geométrica. La escotadura está adaptada preferiblemente a la forma del cuerpo hueco.

La escotadura presenta un borde interior en el que ajusta el cuerpo hueco, y estando provisto el borde interior de hendiduras. Bajo el concepto borde interior se designa la superficie o borde de la pieza de chapa que circunda directamente la escotadura perpendicularmente respecto a la superficie de la pieza de chapa, y cuyo contorno corresponde con el contorno del cuerpo hueco. Para la conexión en unión geométrica y resistente al giro entre la pieza de chapa y el cuerpo hueco cilíndrico, la pieza de chapa presenta hendiduras a lo largo de la escotadura. Las hendiduras no dan cabida directamente el cuerpo hueco, sino que sirven para dar cabida al material del cuerpo hueco desplazado por la deformación. La escotadura está rellena al menos predominantemente por el cuerpo hueco en el estado unido.

Según se ha explicado ya al inicio, las hendiduras dan cabida al material desplazado del cuerpo hueco. Las hendiduras pueden presentar por ello todas las geometrías apropiadas para el alojamiento del material desplazado. Según la invención las hendiduras presentan bordes perpendicularmente respecto a la dirección circunferencial del cuerpo hueco, para que la conexión también sea resistente a torsión con elevadas fuerzas actuantes. Son conocidas las hendiduras en el borde interior de la escotadura perpendicularmente a las superficies de la pieza de chapa, pero cuando actúan fuerzas mayores con frecuencia no son suficientemente resistentes a torsión. Según la invención las hendiduras adicionales están dispuestas en una o en las dos superficies de la pieza de chapa rodeando la escotadura. Preferiblemente se trata de muescas a lo largo del contorno de la escotadura o alrededor de salientes conformados cónicamente en el borde interior de la escotadura. Estas hendiduras en al menos una superficie de la superficie de la pieza de chapa provocan que pueda engranar un excedente de material desplazado del cuerpo hueco con la pieza de chapa.

Por la realización cónica se origina otro espacio apropiado para dar cabida al material desplazado del cuerpo hueco, en la dirección axial del cuerpo hueco lateralmente a los salientes dentados o a lo largo del borde interior de la escotadura. Por ello se consigue un aseguramiento mejorado contra el desplazamiento axial de las dos piezas una respecto a otra. Además, una pluralidad de salientes dentados están realizados preferiblemente de forma cónica. Finalmente se ha demostrado como ventajoso el disponer unos junto a otros salientes dentados configurados cónicamente y configurados no cónicamente, debiendo ser simétrica la distribución entre salientes cónicos y no cónicos a lo largo del borde interior. Respectivos salientes dentados consecutivos están realizados en particular preferiblemente alternativamente de forma cónica y no cónica. Una configuración semejante se ha demostrado como especialmente ventajoso para conexiones con rigidez elevada.

En una o en las dos superficies de la pieza de chapa, a lo largo del contorno de la escotadura, están integradas alternativamente una o varias hendiduras, por ejemplo, muescas que están dispuestas cónicamente respecto a la superficie correspondiente.

Las hendiduras creadas adicionalmente según la invención por los salientes dentados cónicos garantizan una resistencia al giro claramente superior, sin que pueda detectarse un debilitamiento de la conexión por un debilitamiento de la pieza de chapa. El material de la pieza de chapa retirado de los salientes dentados contribuye así a una rigidez mejorada en lugar de conducir a un debilitamiento de la conexión. La realización cónica de los salientes dentados puede fabricarse fácilmente si la pieza de chapa se fabrica como habitualmente por estampado o punzonado.

Las hendiduras se ponen según una forma de realización ventajosa en la escotadura, de forma que los salientes dentados, de los que al menos uno está realizado de forma cónica, permanecen entre las hendiduras cuando la escotadura y la hendidura se extraen de la pieza de chapa. Mediante esta configuración del borde interior de la escotadura se produce una conexión especialmente buena entre la pieza de chapa y el cuerpo hueco cilíndrico. Además, esta forma es posible con herramientas habituales de estampado o punzonado. Más allá es preferible que, en particular en escotaduras redondas, el borde interior de la escotadura esté configurado como corona dentada o rueda dentada interior. Además, una corona dentada semejante presenta preferiblemente dientes en el contorno de la escotadura 23. Una configuración semejante se ha demostrado como especialmente ventajosa para una estabilidad mecánica suficiente de la conexión. La forma de los dientes es en particular ventajosa porque las hendiduras están limitadas lateralmente en la dirección circunferencial de la escotadura, por lo que se da una elevada resistencia al giro.

Según una ampliación ventajosa existe una sección plana del borde interior entre dos hendiduras adyacentes. Por ello, al colocar una pluralidad de hendiduras en la pieza de chapa, en cualquier caso queda una parte del borde interior que está diseñada preferiblemente para el apriete accionado por fricción con el cuerpo hueco. Por lo tanto se aumenta ventajosamente la superficie de fricción entre la pieza de chapa y el cuerpo hueco, también en el caso de una pluralidad de hendiduras presentes, por lo que se da un engrane en unión geométrica nuevamente mejorado. Al configurar un saliente dentado entre dos hendiduras adyacentes se cortan por lo tanto los flancos del saliente dentado que delimitan las dos hendiduras, no en el borde interior.

Según otra ampliación ventajosa de la invención, la hendidura que conduce a la configuración cónica de los salientes dentados está realizada en al menos una superficie de la pieza de chapa. La hendidura está realiza en el saliente dentado, de forma que el material desplazado del cuerpo hueco engrana con las hendiduras por deformación. La pieza de chapa puede presentar en este caso hendiduras en una o en las dos superficies, presentando las dos superficies preferiblemente hendiduras.

La escotadura está adaptada convenientemente a la sección transversal del cuerpo hueco a dar cabida. Lo más frecuente es que se deba dar cabida a cuerpos huecos cilíndricos en escotaduras redondas, siendo el diámetro de la escotadura igual o ligeramente mayor que el diámetro del cuerpo hueco. Por ello se garantiza que el cuerpo hueco pueda introducirse fácilmente en la escotadura, y a pesar de ello se dé un engrane accionado por fricción con el borde interior. El cuerpo hueco está engranado ventajosamente en unión geométrica con la pieza de chapa, no obstante, no por aportación de materiales.

La conexión entre el cuerpo hueco y la pieza de chapa es resistente al giro y está asegurada axialmente. La conexión está configurada en este caso de forma que, por un lado, se da un contacto en unión geométrica y resistente al giro, y además, la conexión garantiza un aseguramiento axial del cuerpo hueco en la pieza de chapa, y así impide un desplazamiento axial de la pieza de chapa respecto al cuerpo hueco. Un aseguramiento axial semejante puede conseguirse en particular con la configuración mencionada al inicio del borde interior de la escotadura con dientes.

La deformación del cuerpo hueco es convenientemente una compresión. Una compresión del cuerpo hueco puede conseguirse ventajosamente de forma sencilla por procedimientos técnicos habituales. Además, mediante una compresión es posible de forma sencilla el control del flujo de material, de forma que el material desplazado engrana con las hendiduras después de la deformación.

En el cuerpo hueco existe al menos un reborde que está engranado con las hendiduras por la compresión. Bajo un reborde se entiende en este caso un resalto en forma de U del material sobre la línea circunferencial original del cuerpo hueco. Un reborde puede formarse fácilmente de forma ventajosa por una compresión. Un reborde semejante engrana ventajosamente a lo largo de la línea circunferencial completa con las hendiduras de la pieza de chapa, por lo que se garantiza una conexión especialmente buena. La previsión de cada vez un reborde por lado de la pieza de chapa es en particular preferido para un engrane nuevamente mejorado, con la configuración de hendiduras en las dos caras de la pieza de chapa o en el borde interior de la hendidura.

Para la conexión del cuerpo hueco a la pieza de chapa se colocan en primer lugar escotadura y hendiduras en la pieza de chapa, por ejemplo, por una herramienta apropiada de punzonado. Tras la formación de un primer reborde en el cuerpo hueco, por ejemplo, por compresión se origina una primera superficie de contacto para la pieza de chapa. Luego el cuerpo hueco se introduce en la escotadura enrasado con el reborde. Por la nueva compresión de la sección del cuerpo hueco, que se opone a la cara de la pieza de chapa, en la que ajusta el primer reborde conformado anteriormente, se forma un segundo reborde. Por ello el material desplazado del cuerpo hueco engrana con las hendiduras por lo que se forma la conexión.

La invención se explica a continuación mediante ejemplos de realización. En las figuras se muestra:

Fig. 1 una vista en planta de una primera forma de realización de la pieza de chapa según la invención;

Fig. 2 una vista en perspectiva de un detalle de la primera forma de realización de la pieza de chapa mostrada en la fig. 1;

Fig. 3 otra vista en perspectiva de la primera forma de realización según la fig. 1;

Fig. 4 una vista en sección de la pieza de chapa según la primera forma de realización en el estado unido junto con un cuerpo hueco y

Fig. 5 una vista en planta de una pieza de chapa según la invención según una segunda forma de realización.

La fig. 1 muestra una primera forma de realización de una pieza de chapa 1 según la invención con una escotadura 2 para la conexión a un cuerpo hueco. La pieza de chapa 1 presenta hendiduras 4 a lo largo del borde interior 11 de la escotadura 2. Entre las hendiduras 4 están configurados dientes 3 sobre toda la línea circunferencial de la escotadura. Para la mejor visión del conjunto sólo algunos dientes 3 están provistos de referencias en las figuras. No obstante, las designaciones son análogas para todos lo dientes. Las hendiduras 4 dan cabida al material desplazado de un cuerpo hueco introducido en la escotadura 2, como por ejemplo, de un tubo. Una deformación mecánica correspondiente del tubo puede conseguirse, por ejemplo, por una compresión. Los dientes 3 presentan además una superficie plana de cabeza 5, por lo que se aumenta la superficie de contacto de la pieza de chapa a lo largo del borde interior 11 con un tubo introducido en el estado unido. El diámetro de la escotadura 2 en el borde interior 11 es poco mayor que el contorno del tubo.

La fig. 2 muestra para ello un detalle de la corona dentada según la primera forma de realización. La superficie plana de cabeza 5 del diente 3 mencionada al inicio se delimita en la dirección circunferencial por dos flancos 6. Los flancos 6 están realizados cónicamente hacia la cabeza del diente. Las superficies laterales 7 delimitan igualmente de forma cónica el diente 3 en la dirección axial de la escotadura 2.

Bajo el concepto superficies laterales 7 del diente 3 se entiende por consiguiente aquellas superficies que delimitan lateralmente el diente 3 en la dirección circunferencial de la escotadura 2, y por consiguiente conectan a los dos flancos 6 del diente 3 mencionados al inicio. Las superficies laterales 7 discurren cónicamente referido a un eje A (véase la fig. 4b) que discurre paralelamente respecto a la superficie 12 de la pieza de chapa 1. Mediante una configuración cónica de las superficies laterales 7 del diente 3, que se sucede en la dirección de la cabeza de diente, puede mejorarse otra vez el engrane del material desplazado del cuerpo hueco con la pieza de chapa 1 mediante el espacio ulterior originado por ello. Alternativamente (según una forma de realización no representado aquí) las superficies laterales 7 del diente 3 pueden estar formadas también de tal manera que éstas se suceden unas tras otras en la zona de base del diente 3.

La primera forma de realización según la fig. 1 se muestra en otra vista en perspectiva en la fig. 3. La disposición de las hendiduras 4 puede reconocerse claramente en el borde interior 11 de la escotadura 2. Las hendiduras 4 se extienden a lo largo de todo el espesor de la pieza de chapa 1.

Para la conexión de la pieza de chapa 1 con un tubo 10 se introduce el tubo 10 en la escotadura 2. Para crear una conexión especialmente resistente a torsión, el tubo 10 debería ajustar ya accionado por fricción en el borde interior 11, es decir, en la superficie plana de cabeza 5 de los dientes 3. Para la conexión completa en unión geométrica de la pieza de chapa 1 con el tubo 10 se fijan las dos piezas. A continuación se comprime el tubo 10 por aplicación de una fuerza en la dirección axial. Por ello se desplaza el material de la pared del tubo 8, lo que está representado en una sección en corte en las fig. 4a y 4b.

Las figuras 4a y 4b muestran una representación ampliada de la pieza de chapa 1 con el tubo 10 en el estado unido, habiéndose deformado la pared de tubo 8 por una compresión. La fig. 4a muestra una realización según el estado de la técnica, la fig. 4b muestra una forma de realización según la fig. 1-3.

La fig. 4a muestra una sección a lo largo de la dirección axial del tubo 10 por una hendidura 4 en la pieza de chapa 1. El material de la pared de tubo 8 ha llenado parcialmente la hendidura. Además, se han formado dos rebordes 9 que están conformados en los bordes de las superficies de la pieza de chapa. El engrane de la pared de tubo 8 en la hendidura 4 aporta una elevada resistencia a torsión, de forma condicionada por los dientes 3 de la pieza de chapa 1 configurados lateralmente a la hendidura 4.

La fig. 4b muestra una sección análogamente a la fig. 4a, en la que la sección en la fig. 4b se produce a lo largo de un diente 3 de la pieza de chapa 1. La pared de tubo 8 del tubo 10 está conformada en las superficies laterales 7, así como la superficie de cabeza 5 del diente 3. La conformación de la pared de tubo 8 puede reconocerse claramente en el diente 3, de forma condicionada por las superficies laterales 7 cónicas del diente 3 que caen respecto a la superficie de cabeza 5. La superficie de cabeza 5 del diente 3 realizada de forma plana mejora otra vez el engrane de la pieza de chapa 1 con el tubo 10. El engrane del tubo 10 con el diente 3 aporta un aseguramiento axial de la pieza 1 al tubo 10.

La fig. 5 muestra una segunda forma de realización de la invención. La pieza de chapa 1 presenta igualmente una escotadura 2. A diferencia de la primera forma de realización, las hendiduras 4 no están formadas directamente a lo largo del borde interior 11 de la escotadura 2 en la pieza de chapa 1, sino en la superficie de la pieza de chapa 1 que circunda la escotadura. La superficie posterior, no reconocible de la pieza de chapa 1 está configurada igualmente conforme a la superficie mostrada. Las hendiduras 4 sirven igualmente para dar cabida al material 1 desplazado de un tubo 10 en el estado unido del dispositivo. Las hendiduras 4 están colocadas por un proceso de estampado en las superficies de la pieza de chapa 1. La configuración triangular de las hendiduras 4 aporta una elevada resistencia al giro de la conexión. La distancia de las escotaduras 4 del borde interior 11 de la escotadura 2 se mide de forma que el material desplazado del tubo 10 puede engranar con las escotaduras.

Claims (9)

1. Pieza de chapa (1) unida con un cuerpo hueco, presentando la pieza de chapa (1) al menos una escotadura (2) para el cuerpo hueco, la pieza de chapa (1) presenta a lo largo de la escotadura (2) hendiduras (4) y salientes (3) con los que el cuerpo hueco está engranado en unión geométrica por deformación, de tal manera que se forma una conexión resistente al giro, caracterizada porque al menos un saliente (3) se estrecha en al menos una cara desde la base hasta su extremo (5) libre, referido al plano que se forma por la superficie de la pieza de chapa (1).

2. Pieza de chapa (1) unida con un cuerpo hueco según la reivindicación 1, caracterizada porque sólo una parte de los salientes (3) dentados se estrechan desde la base a su extremo libre.

3. Pieza de chapa (1) unida con un cuerpo hueco según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la escotadura (2) es redonda y el diámetro de la escotadura (2) es igual o ligeramente mayor que el diámetro del cuerpo hueco.

4. Pieza de chapa (1) unida con un cuerpo hueco según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el cuerpo hueco está engranado en unión geométrica con la pieza de chapa (1), no obstante, no por aportación de materiales.

5. Pieza de chapa (1) unida con un cuerpo hueco según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la conexión entre el cuerpo hueco cilíndrico y la pieza de chapa (1) es resistente al giro y está asegurada axialmente.

6. Pieza de chapa (1) unida con un cuerpo hueco según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la deformación del cuerpo hueco es una compresión.

7. Pieza de chapa (1) unida con un cuerpo hueco según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en el cuerpo hueco existe al menos un reborde (9) que está engranado por la deformación con las hendiduras (4).

8. Pieza de chapa (1) con al menos una escotadura (2) para la conexión con un cuerpo hueco mediante al menos una hendidura (4), que es apropiada para engranar con el cuerpo hueco, de forma que se origina una conexión en unión geométrica y resistente al giro, caracterizada porque al menos un saliente (3) está realizado según una de las reivindicaciones 1-3, estrechándose al menos en una cara desde la base a su extremo (5) libre.

9. Pieza de chapa (1) con al menos una escotadura (2) para la conexión con un cuerpo hueco según la reivindicación 8, caracterizada porque al menos un saliente (3) presenta una sección (5) plana en el borde interior (11).