ES2349217B1 - Sistema de integracion de tuercas remachables en piezas de plastico. - Google Patents

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Abstract

Sistema de integración de tuercas remachables en piezas de plástico.
El sistema está previsto para fijar tuercas metálicas remachables (1) a piezas de plástico (2), realizándose la fijación mediante remachado por ultrasonidos o cualquier otro medio mecánico. Cada pieza de plástico (1) obtenida en el correspondiente proceso de fabricación, preferentemente por inyección, está dotada de unos tetones (4) que se alojan en orificios de la tuerca remachable (1), efectuándose seguidamente el remachado por ultrasonidos u otro medio mecánico sobre esos tetones (4), produciéndose la fusión de éstos y su correspondiente soldadura sobre la tuerca remachable (1) y, en definitiva, la fijación e integración de la misma sobre la pieza de plástico (2). El sistema de remachado referido para integración de tuercas remachables en piezas de plástico, permite unir entre sí piezas de plástico con otras piezas, que pueden ser metálicas o no metálicas, pertenecientes a una estructura.

Description

Sistema de integración de tuercas remachables en piezas de plástico.
Objeto de la invención
La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema de integración de tuercas remachables en piezas de plástico, basándose en la realización de un remachado por ultrasonidos o cualquier otro medio mecánico para evitar posibles daños o agrietamiento de las propias piezas plásticas sobre las que se incorporan las tuercas remachables, previstas éstas para permitir la unión o fijación mediante tornillos con otras piezas.
El sistema encuentra aplicación en todo tipo de industria en donde sea necesario o conveniente unir piezas plásticas con otras piezas que pueden ser metálicas o no metálicas. Particularmente, una de las aplicaciones preferentes puede ser el sector de la aeronáutica.
Antecedentes de la invención
La utilización de materiales plásticos para formar estructuras o partes de estructuras es cada día más frecuente, haciéndose extensiva su utilización en el sector de la aeronáutica, en donde la combinación de compuestos plásticos con metales puede resultar a veces beneficioso por sus costos, propiedades y posibilidades que los plásticos ofrecen.
Por otro lado, el uso de materiales compuestos a base de fibra de carbono en las estructuras, se ha generalizado como consecuencia de que permiten obtener una mayor resistencia específica y una mayor resistencia a la fatiga que el metal.
En tal sentido, en numerosas estructuras de la industria y en concreto en el sector de la aeronáutica, resulta beneficioso utilizar piezas plásticas cuya unión con otras piezas, metálicas o no metálicas, se efectúa mediante tuercas remachables, permitiendo obtener uniones desmontables no estructurales, de manera que esas tuercas se mantienen solidariamente unidas mediante remaches a una de las piezas o partes a fijar, permitiendo y facilitando enormemente el montaje y desmontaje de la unión establecida entre dichas piezas o partes.
Convencionalmente, las tuercas remachables se fijan a una de las piezas o partes mediante remaches metálicos, basándose en aplicar una fuerza axial sobre el remache produciendo la expansión de la caña dentro del orificio de la pieza y formar una protuberancia al otro lado, opuesto a la cabeza original del remache, quedando así afianzada la tuerca remachable a la otra pieza a la que se une o fija.
Es muy frecuente que la deformación del remache dentro del material plástico provoque daños en éste, como puede ser la aparición de grietas, obligando a rechazar piezas con la consiguiente pérdida de tiempo y con ello un aumento notable de los costos.
Por otro lado, la utilización de remaches metálicos obliga a efectuar una imprimación manual anticorrosión sobre los extremos de los remaches, lo que supone unos nuevos costos a añadir a los anteriormente referidos.
Descripción de la invención
El sistema objeto de la invención está previsto para solventar los problemas e inconvenientes anteriormente referidos, para lo que se ha previsto que el remachado de las tuercas remachables a piezas de plástico, en lugar de utilizar remaches metálicos, utilice tetones emergentes de la propia pieza plástica, los cuales se introducen en los respectivos orificios de la tuerca a fijar, efectuándose seguidamente el remachado mediante ultrasonidos, o por otros medios mecánicos que sean apropiados.
Es decir, se trata de un nuevo proceso de remachado para fijar una tuerca remachable metálica sobre una pieza de compuesto plástico, previéndose para ello que el correspondiente molde de inyección de la pieza plástica o en cualquier otro medio o proceso de obtención de la misma, presente un diseño tal que la pieza obtenida resulte con unos tetones que en definitiva constituirán los remaches en sustitución de los tradicionales remaches metálicos utilizados convencionalmente.
Mediante la apropiada máquina de soldadura por ultrasonidos, se aplicará calor y presión a esos tetones, previa introducción y paso de los mismos a través de los orificios de la tuerca remachable, consiguiéndose con ello el soldado de tales tetones contra la propia tuerca remachable, estableciendo la fijación de la misma a la pieza plástica.
El remachado, según la invención, se basa en la técnica de soldadura por ultrasonidos, aunque en el remachado solo hay fusión de uno de los elementos, de manera que el extremo de la herramienta o máquina que realice dicho remachado presenta su extremo de calentamiento y presionado con una forma específica, concretamente curvo-cóncava, para que al presionar y planificar el tetón esa parte cóncava recoja el material calentado y fundido sobrante en forma de casquete, conformando una unión análoga a un remache.
En base al sistema de remachado por ultrasonidos, se ve reducido sustancialmente el coste de fabricación del tipo de piezas comentadas, sin afectar a su funcionalidad y sin ninguna consecuencia negativa, ya que por un lado se elimina el riesgo de dañar la pieza plástica asociada a la deformación mecánica de los remaches, y por otra parte se eliminan los remaches metálicos convencionales y por lo tanto la posterior aplicación de la protección anticorrosión, al tratarse de una operación manual ajena a los procesos standard de una fábrica de inyección de plástico.
Los mismos resultados y ventajas se obtendrán en caso de que el remachado se efectúe mediante presión y calor u otros medios mecánicos apropiados.
Por otro lado, es de destacar el hecho de que la utilización de tuercas remachables en materiales plásticos, da lugar a una pérdida en la capacidad de reacción del par de apriete, como consecuencia de que la resistencia en los materiales plásticos es menor que la de los materiales metálicos, pérdida que se produce en el caso de conservar la sección del "remache plástico" idéntica al remache metálico original.
Pues bien, para evitar esa pérdida en la capacidad de reacción del par de apriete y conseguir una pieza funcionalmente equivalente, se ha previsto que la tuerca remachable propiamente dicha pueda concebirse de diferentes maneras, pudiendo citar como alternativas más importantes las siguientes:
1.
Que se utilice una tuerca remachable especial, en la que el diámetro de remache está sobredimensionado respecto del remache metálico, y adaptado al par de apriete y material requerido en cada caso, utilizando para ello una sección de material estructuralmente equivalente.
2.
Que se utilice una tuerca remachable standard, en cuyo caso a la pieza plástica receptora se le dotará de medios adicionales que reaccionen el par de apriete. Dichos medios adicionales pueden estar resueltos por un simple resalte fijado o formando parte integrante de la propia pieza plástica, o bien por un vaciado en ésta, de manera que en cualquier caso el medio adicional será el que soporte el par, al situar la tuerca remachable sobre el mismo.
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Breve descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en base a los cuales se comprenderán más fácilmente las innovaciones y ventajas del sistema objeto de la invención.
Figura 1.- Muestra un detalle en sección de la fijación de una tuerca remachable a una pieza de plástico, mediante el sistema de remachado convencional; es decir, mediante remaches metálicos.
Figura 2.- Muestra un detalle en sección de una pieza plástica con tetones de la misma alojados en los orificios de una tuerca remachable en posición de ser fijada mediante un remachado realizado de acuerdo con la invención.
Figura 3.- Muestra un detalle en sección del remachado mediante ultrasonidos u otro medio mecánico, de la tuerca remachable sobre la pieza plástica representadas en la figura anterior.
Figura 4.- Muestra un detalle en sección del extremo de la herramienta mediante la que se efectúa el remachado por ultrasonidos.
Figura 5.- Muestra el mismo detalle en sección representado en la figura anterior, con la forma que adquiere el extremo del remache cuando ha sido remachado por ultrasonidos.
Figura 6.- Muestra una perspectiva de la disposición de una tuerca remachable standard sobre una pieza plástica dotada de un resalte para reacción del par de apriete.
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Descripción de la forma de realización preferida
Como se puede ver en la figura 1, el sistema tradicional de realizar la fijación de una tuerca remachable 1 a una pieza de compuesto plástico 2, se efectúa mediante remaches metálicos convencionales 3, siendo necesaria dar una protección anticorrosión sobre los extremos de tales remaches 3, además de presentar el problema de poderse producir agrietamientos de la pieza plástica 2 cuando se efectúa la operación de remachado.
Pues bien, para evitar estos problemas e inconvenientes, el sistema de la invención se basa en realizar un remachado preferentemente por ultrasonidos, según se ve en las figuras 2 y 3, o bien mediante otro sistema o medio mecánico apropiado, para lo cual se ha previsto que la pieza de plástico 2 sobre la que se pretende fijar por remachado la tuerca remachable 1, se obtenga con unos tetones 4 conformados en el propio proceso de fabricación, preferentemente por inyección, de la pieza de plástico 2, haciéndose pasar esos tetones 4 por los correspondientes orificios establecidos al efecto en la tuerca remachable 1, para efectuar seguidamente el remachado 3' por ultrasonidos u otros medios, según se representa en la figura 3.
Como se ve en las figuras 4 y 5, la herramienta de remachado por ultrasonidos incorpora una parte 5 mediante la que se aplicará calor y presión sobre el respectivo tetón 4, parte 5 cuyo extremo está dotado de una concavidad 6 en la que se recoge la parte sobrante del tetón fundido y presionado, para obtener un extremo de remache 7 en forma de casquete, como se deja ver claramente en la figura 5.
Finalmente como se deja ver en la figura 6, para evitar la pérdida en la capacidad de reacción del par de apriete, se ha previsto que en el caso de utilizar una tuerca remachable standard 1, la correspondiente pieza de plástico 2 presente un resalte 2' que puede ser un añadido a esa pieza 2 o bien formar parte integrante de la misma, situando sobre ella la propia tuerca remachable 1 para que el par de apriete sea soportado por ese resalte 21, pudiendo igualmente estar este medio o elemento determinado por un vaciado de la propia pieza de plástico 2.
Evidentemente, en lugar de utilizar una tuerca remachable standard 1, se podría utilizar una tuerca diseñada de manera tal que los remaches tuvieran un diámetro mayor que el del remache metálico, en cuyo caso igualmente se conseguiría solventar esa posible pérdida en la capacidad de reacción del par de apriete sobre la pieza plástica 2 correspondiente.

Claims (8)

1. Sistema de integración de tuercas remachables en piezas de plástico, estando previsto para fijar una tuerca metálica remachable (1) a una pieza de plástico (2), para permitir la unión de ésta con otras piezas, metálicas o no metálicas, y formar estructuras diversas, se caracteriza porque la pieza de plástico (2), resultante del correspondiente proceso de obtención de la misma, preferentemente por inyección, presenta unos tetones (4) destinados a ser remachados sobre la tuerca remachable (1), previo paso de esos tetones (4) a través de orificios previstos al efecto en la propia tuerca remachable (1).
2. Sistema de integración de tuercas remachables en piezas de plástico, según reivindicación 1, caracterizado porque la tuerca remachable (1) presenta un diámetro de remache sobredimensionado y adaptado al par de apriete y material requerido en cada caso.
3. Sistema de integración de tuercas remachables en piezas de plástico, según reivindicación 1, caracterizado porque la tuerca remachable (2) es standard, mientras que la pieza de plástico (2) incorpora un medio adicional que reacciona al par de apriete.
4. Sistema de integración de tuercas remachables en piezas de plástico, según reivindicación 3, caracterizado porque el medio adicional es susceptible de estar constituido por un resalte (21) de la propia pieza de plástico (2).
5. Sistema de integración de tuercas remachables en piezas de plástico, según reivindicación 3, caracterizado porque el medio adicional es susceptible de estar constituido por un vaciado de la propia pieza de plástico (2).
6. Sistema de integración de tuercas remachables en piezas de plástico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el remachado se efectúa mediante ultrasonidos.
7. Sistema de integración de tuercas remachables en piezas de plástico, según reivindicación 6, caracterizado porque la parte (5) de la correspondiente máquina de ultrasonidos para aplicación de calor y presión sobre los tetones (4) de la pieza de plástico (2), presenta en su extremo una concavidad (6) mediante la que se conforma un extremo de remache (7) en forma de casquete, tras el calentamiento, presionado y fusión del respectivo tetón (4) de la pieza de plástico (2).
8. Sistema de integración de tuercas remachables en piezas de plástico, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el remachado se realiza mediante medios mecánicos.
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