ES2334928T3 - Chapa, procedimiento de fijacion de dicha chapa por fluotaladrado y ensamblaje que comprende dicha chapa. - Google Patents

Chapa, procedimiento de fijacion de dicha chapa por fluotaladrado y ensamblaje que comprende dicha chapa. Download PDF

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Abstract

Una chapa (10) que comprende una prolongación tubular (12) saliente por un lado y fabricada de manera unitaria con la chapa (10), definiendo la prolongación tubular (12) un agujero (14) pasante que tiene un primer diámetro (d1) al nivel de su extremidad saliente y en el que está inscrito un círculo (20) de un segundo diámetro (d2) al nivel de la chapa (10), comprendiendo la prolongación tubular (12) una primera parte (16) en la que el diámetro del agujero (14) es constante e igual al primer diámetro (d1), y una segunda parte (18) de base cónica en la que el diámetro del círculo (20) inscrito en el agujero (14) crece del primer diámetro (d1) al segundo diámetro (d2), caracterizada porque el agujero (14) es terrajado en dicha primera parte (16) de la prolongación tubular (12).

Description

Chapa, procedimiento de fijación de dicha chapa por fluotaladrado y ensamblaje que comprende dicha chapa.
Dominio técnico
El invento se refiere al dominio de los ensamblajes sobre chapas delgadas, y en particular a la fijación de un elemento sobre una chapa por atornillado en un agujero terrajado de la chapa.
El invento se refiere en particular a una chapa que comprende una prolongación tubular según el preámbulo de la reivindicación 1ª, comprendiendo un ensamblaje tal chapa y un procedimiento de fluotaladrado de dicha chapa.
Estado de la técnica anterior
En el dominio del automóvil, se realizan numerosos ensamblajes sobre chapas delgadas. Una de las soluciones adoptadas se refiere al engaste de tuercas. Así por ejemplo, tal como se ha ilustrado en la fig. 1A, al nivel del capó delantero de ciertos vehículos, una articulación de capó 1 que comprende agujeros de ensamblaje 2 debe ser solidarizada sobre un soporte de articulación 3 de espesor del orden de 1,2 mm, por ejemplo de chapa de tipo "XES": el soporte 3 está perforado en 4, la articulación 1 y el soporte 3 son solidarizados por medio de un tornillo 5 de tipo M6, con un par de aprieto de 15 N/m gracias a una tuerca 6 engastada al nivel del soporte 2.
Aunque desempeñando su función de fijación de manera fiable, este ensamblaje por tornillo 5 y tuerca 6 presenta inconvenientes. En particular, la colocación de la tuerca 6, ya sea engastada o soldada, es difícil y costosa, lo que añade al precio de la tuerca en tanto como tal.
Una alternativa ha sido desarrollada para la fijación de captadores sobre la chapa cilíndrica de conductos de escape, presentada por ejemplo en el documento FR-A- 2.762.045: tal como se ha esquematizado en la fig. 1B, se ha propuesto realizar una fluotaladrado de la chapa, y utilizar el casquillo así formado y terrajado para la solidarización con un tornillo.
Esta técnica plantea sin embargo problemas, ilustrados en la fig. 1B, para las chapas 7 delgadas, en particular de espesor inferior a 1,5 mm, y para los ensamblajes con un elemento 1 cuyo orificio de fijación 2 es de tamaño importante, muy superior al diámetro del tornillo 5: para el ejemplo precedente, se comprueba en el curso del atornillado en la prolongación fluoterrajada 8, una deformación 9 de esta última, que puede llegar hasta la rotura para los pares de aprieto habituales. Ahora bien el par de aprieto para una fijación en el interior de un automóvil no puede ser disminuido a voluntad sin riesgos para la seguridad, y el espesor de las chapas ha sido optimizado por razones de peso, de fiabilidad y de coste.
El documento DE19801654 propone, conforme a la fig. 6 de este documento, una chapa según el preámbulo de la reivindicación 1ª.
Exposición del invento
El invento se propone utilizar el procedimiento de fluotaladrado para la fijación paliando los problemas existentes.
Este propósito es conseguido según el invento por una chapa con las características de la reivindicación 1ª que ha sufrido un tal fluotaladrado y susceptible de ser ensamblada, por ejemplo por atornillado, gracias a la prolongación tubular así creada.
Un ensamblaje según el invento tal como se ha definido en la reivindicación 5ª, utiliza un procedimiento de embutición de una chapa, incluso cuando esta última es delgada.
El invento según otro de sus aspectos se refiere a un procedimiento de fluotaladrado según la reivindicación 7ª, que crea una prolongación tubular de ensamblaje sobre la chapa que comprende una parte de base cónica. Gracias a esta parte de base, intermedia entre la chapa y el agujero, que será ventajosamente terrajado, los esfuerzos son repartidos durante el ensamblaje, y la prolongación tubular no se deforma, ni se rompe. Hay así posibilidad de atornillado con pares de aprieto habituales, incluso para chapas de espesor inferior a 1,5 mm.
La chapa según el invento posee una prolongación tubular en dos partes. El agujero pasante de la prolongación tubular comprende un círculo inscrito cuyo diámetro disminuye en la parte de la prolongación adyacente a la chapa, y el agujero es de diámetro constante en la parte externa de la prolongación. Y el agujero está terrajado en la parte externa.
Según la forma de realización preferida, el agujero formado en la chapa es de sección hexagonal.
La chapa puede ser de espesor inferior a 1,5 mm, y en particular, la chapa puede ser un soporte de articulación de capó de automóvil que ha sufrido cuatro fluotaladrados según el invento.
La chapa puede ser ensamblada por un tornillo que coopera con el agujero terrajado, por ejemplo en un capó de un automóvil.
Breve descripción de los dibujos
Las características y ventajas del invento serán mejor comprendidas por la lectura de la descripción siguiente con referencia a los dibujos adjuntos, dados a título ilustrativo.
La fig. 1A, ya descrita, representa un ensamblaje de articulación de capó según el estado de la técnica; la fig. 1B, ya descrita, muestra un fluotaladrado según el estado de la técnica de tal ensamblaje.
Las figs. 2A y 2B muestran un ensamblaje según un modo preferido del presente invento.
Exposición detallada de modos de realización particulares
La descripción siguiente se refiere al mismo ejemplo que precedentemente, a saber la fijación por tornillos 5 de tipo M6, con un par de aprieto del orden de 15 N/m, sobre chapas de caja de automóvil. En particular, en la fig. 2A igualmente, una articulación 1 de capó delantero es solidarizada a un soporte de articulación 10 de 1,2 mm de espesor de chapa de tipo "XE 320D". Habitualmente, son utilizados cuatro puntos de fijación. Sin embargo, las aplicaciones pueden ser, bien entendido, diferentes, en particular en lo que se refiere al diámetro del tornillo 5, el par de aprieto, o el material de la chapa 10.
Previamente al ensamblaje, la chapa 10 ha sufrido un procedimiento de fluotaladrado según el invento.
El fluotaladrado consiste en perforar una pared con un útil o herramienta, por ejemplo de carburo de tungsteno, a una velocidad (del orden de 1000 a 5000 rpm) y con una fuerza de penetración tales que la elevación local de la temperatura provoca la fusión del material de la pared. Por el hecho de su plasticidad, el material de la pared es impulsado alrededor del útil o herramienta a medida que se produce el avance de este último. Hay así formación de una prolongación tubular 12 saliente por un lado de la chapa 10. La longitud de la prolongación tubular y el diámetro interior d1 del agujero 14 al nivel de su extremidad distal pueden ser adaptados. En particular, el agujero 14 es terrajado para un atornillado.
Para los ensamblajes tales como los esquematizados, el orificio de ensamblaje 2 del elemento 1 a ensamblar a la chapa 10 es de tamaño muy superior al diámetro del tornillo 5 utilizado, es decir al diámetro d1 del agujero 14 obtenido en la parte distal de la prolongación tubular 12.
A fin de repartir los esfuerzos a lo largo de las paredes de la prolongación tubular 12, esta última comprende dos partes. La primera parte 16 de la prolongación tubular 12, o parte externa o distal, es similar a las prolongaciones clásicas 8: el agujero interior 14 es de diámetro d1 sensiblemente constante. Esta parte 16 es a continuación terrajada, por ejemplo según una técnica sin virutas por deformación de la primera parte 16 de la prolongación tubular 12.
La segunda parte 18 de la prolongación tubular 12 forma su base: está comprendida entre la chapa 10 "no deformada", de la que forma una parte integrante, y la primera parte 16, que es igualmente unitaria con ella. La segunda parte 18 es de forma general cónica. En particular, el agujero interior 14 de la prolongación tubular 12 es de forma cónica sobre esta segunda parte 18, es decir que el círculo 20 inscrito en el interior del agujero 14 tiene un diámetro decreciente, ventajosamente de manera continua, entre la chapa 10 y la unión 22 entre la primera y la segunda partes 16, 18.
La forma general 24 del agujero 14 a nivel de la chapa 10 es indiferente. En particular, el agujero puede, tal como es usual, ser circular, centrado sobre el mismo eje que la primera parte 16 de la prolongación tubular 12.
Según un modo de realización preferido, el agujero 14 es de forma hexagonal 24 en la superficie de la chapa 10, tal como se ha esquematizado en la fig. 2B. Por ejemplo, cada lado del hexágono 24 puede tener 4 mm, para tener inscrito un círculo 20 de diámetro d2 de 12 mm, siendo el diámetro final del terrajado d1 de 8 mm; la altura de la primera parte 16 puede ser de 5 mm, para una base cónica 18 de 5 mm de longitud. Estas dimensiones deben ser comprendidas con márgenes de error; así, de hecho, 7 \leq d1 \leq 9 mm.
Tal perfil puede ser obtenido por diferentes pasadas de embutición, por medio de un útil cuyas dimensiones, por ejemplo la longitud, pueden ser adaptadas en función del número de pasadas necesarias. A título de ejemplo, Las diferentes pasadas de embutición pueden seguir a una primera fase clásica de embutición, conocida con el nombre de principio de redondeado.
La chapa 10 según el invento puede hacer referencia a cualquier pieza de un automóvil, en particular de espesor inferior a 1,5 mm, y de los pares de aprieto usuales, es decir aún más importantes. Sobre estas chapas delgadas, es por tanto posible, gracias al invento, proceder a una fijación por fluoterrajado de base cónica con base hexagonal.

Claims (8)

1. Una chapa (10) que comprende una prolongación tubular (12) saliente por un lado y fabricada de manera unitaria con la chapa (10), definiendo la prolongación tubular (12) un agujero (14) pasante que tiene un primer diámetro (d1) al nivel de su extremidad saliente y en el que está inscrito un círculo (20) de un segundo diámetro (d2) al nivel de la chapa (10), comprendiendo la prolongación tubular (12) una primera parte (16) en la que el diámetro del agujero (14) es constante e igual al primer diámetro (d1), y una segunda parte (18) de base cónica en la que el diámetro del círculo (20) inscrito en el agujero (14) crece del primer diámetro (d1) al segundo diámetro (d2), caracterizada porque el agujero (14) es terrajado en dicha primera parte (16) de la prolongación tubular (12).
2. Una chapa según la reivindicación 1ª que tiene un espesor inferior o igual a 1,5 mm al nivel de la prolongación tubular (12).
3. Una chapa según una de las reivindicaciones precedentes en la que el agujero (14) es de forma hexagonal (24) al nivel de la chapa (10).
4. Una chapa según una de las reivindicaciones precedentes en la que el primer diámetro (d1) está comprendido entre 7 y 9 mm.
5. Un ensamblaje que comprende una chapa (10) según la reivindicación 4ª y un tornillo (5) que coopera con el primer diámetro (d1).
6. Un ensamblaje según la reivindicación 5ª en la que la chapa (10) es un soporte de articulación y que comprende además una articulación de capó (1), en la que el tornillo (5) solidariza la articulación del capó (1) sobre el costado del soporte de articulación (10) opuesto a la prolongación tubular (12).
7. Un procedimiento de fluotaladrado de una chapa (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 4ª, caracterizado porque la prolongación tubular (12) fabricada por el fluotaladrado comprende una base (18) de forma cónica al nivel de la chapa (10) y una parte externa (16) en la que el agujero (14) es de diámetro constante (d1), y porque el procedimiento comprende el terrajado del agujero (14) en la parte externa (16).
8. Un procedimiento de ensamblaje de una articulación de capó (1) y de una chapa (10) que comprende el procedimiento según la reivindicación 7ª y la solidarización por tornillo (5) que coopera con el primer diámetro (d1).
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