ES2554174T3 - Elemento de ajuste forzado hueco de auto-estampación, componente de montaje que está constituido por un elemento de ajuste forzado y por una pieza de chapa, así como un procedimiento para la fabricación de una tuerca de ajuste forzado de auto-estampación y también para la fijación de una tuerca de ajuste forzado de auto-estampación - Google Patents

Elemento de ajuste forzado hueco de auto-estampación, componente de montaje que está constituido por un elemento de ajuste forzado y por una pieza de chapa, así como un procedimiento para la fabricación de una tuerca de ajuste forzado de auto-estampación y también para la fijación de una tuerca de ajuste forzado de auto-estampación Download PDF

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Abstract

Elemento de ajuste forzado hueco de auto-estampación (10), en particular elemento de tuerca para la fijación en una pieza de chapa (40), en el que el elemento de ajuste forzado (10) presenta una pieza de pestaña (12) de diámetro mayor (D1) y una pieza de caña de diámetro menor (D2), en el que la pieza de caña (14) se extiende fuera de la pieza de pestaña (12) y presenta en su extremo frontal (16) alejado de la pieza de pestaña (12) un canto estampado (18) de forma circular, en el que el lado de la pieza de pestaña (12) dirigido hacia la pieza de caña forma una superficie de apoyo de la chapa (22) en forma de anillo y están previstas características de seguro contra giro (24) en la pieza de caña (14), que se extienden desde aproximadamente la altura de la superficie de apoyo de la chapa (22) sobre una parte de la longitud de la pieza de caña (14) a lo largo de ésta, caracterizado por que radialmente dentro de la superficie de apoyo de la chapa (22) en forma de anillo está prevista una cavidad (26) en forma de anillo en la pieza de pestaña (12) y por que el material excesivo (28) de la pieza de chapa (14), que aparece a través de la fabricación de las nervaduras de seguro contra giro (24), se encuentra dentro de la cavidad en forma de anillo (26).

Description

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DESCRIPCION
Elemento de ajuste forzado hueco de auto-estampacion, componente de montaje que esta constituido por un elemento de ajuste forzado y por una pieza de chapa, asi como un procedimiento para la fabricacion de una tuerca de ajuste forzado de auto-estampacion y tambien para la fijacion de una tuerca de ajuste forzado de auto- estampacion
La presente invencion se refiere a un elemento de ajuste forzado hueco de auto-estampacion, a un componente de montaje que esta constituido por un elemento de ajuste forzado y por una pieza de chapa asi como a un procedimiento para la fabricacion de una tuerca de ajuste forzado de auto-estampacion asi como para la fijacion de una tuerca de ajuste forzado de auto-estampacion.
En la fabricacion de carrocerias y de piezas de automoviles esta muy generalizado trabajar con elementos de fijacion, que estan presentes en forma de elementos remachados, elementos estampados y remachados o elementos de ajuste forzado.
En el caso de un elemento remachado, el elemento es insertado en una pieza de chapa pretaladrada y es remachado a traves de moleteado de la seccion remachada del elemento de fijacion en la pieza de chapa. El elemento de fijacion propiamente dicho tiene una pieza de fijacion, es decir, o bien una rosca interior o una cana de bulon con rosca exterior, con lo que se puede fijar otro componente en la pieza de chapa utilizando un tornillo o bien una tuerca. Los elementos estampados, que pueden estar configurados o bien en forma de elementos remachados o elementos de ajuste forzado, se designan como elementos de auto-estampacion, es decir, que el elemento corta por si mismo un taladro en la pieza de chapa y a continuation se fija en la pieza de chapa. En elementos de ajuste forzado conocidos, la pieza de chapa es pretaladrada o el elemento de ajuste forzado se puede configurar, como se ha indicado anteriormente, de auto-estampacion, es decir, de manera que durante la fijacion en una pieza de chapa se corta un taladro en la pieza de chapa bajo las fuerzas aplicadas. El elemento es conducido a traves del taladro y la pieza de chapa es prensada de manera que material de la chapa fluye en el interior de recesos del elemento de ajuste forzado y el elemento de ajuste forzado es bloqueado frente a la pieza de chapa de tal manera que esta retenido fijamente en la pieza de chapa y no se puede expulsar por presion sin mas axialmente fuera de la pieza de chapa o no se puede girar con pared de torsion habituales, que aparecen durante la fijacion de un tornillo o bien de una tuerca, frente a la pieza de chapa. Los elementos de ajuste forzado no se deforman, en oposicion a los elementos remachados, durante la fijacion en una pieza de chapa o esencialmente no se deforman intencionadamente.
Tales elementos de fijacion han desplazado en la fabricacion de automoviles en gran parte a los elementos soldados que se habian soldado hasta ahora en chapas de carroceria y similares. La soldadura de elementos se puede integrar mal, por una parte, en la fabricacion de las piezas de chapa individuales a traves de conformation mecanica y conduce tambien a una contamination no deseada de la pieza de chapa. Ademas, los elementos soldados no se pueden utilizan con diferentes piezas de chapa, por ejemplo no se pueden utilizar cuando estas estan prelaqueadas o estan constituidas por dos capas de piezas de chapa, dado el caso con una membrana de plastico intercalada. Tampoco se pueden utilizar cuando en la pieza de chapa se trata de una pieza de chapa de alta resistencia, puesto que el calor implicado con la soldadura conduce a una reduccion inaceptable de las propiedades de la chapa en la zona del lugar de soldadura. En la fabricacion de piezas de chapa para camiones se necesitan grandes numeros de piezas y los espesores de las piezas de chapa en consideration estan normalmente en el intervalo de 0,6 mm a 2,5 mm, en ocasiones, ademas, hasta 3 mm o algo mas.
El documento DE 10 2007 034 987 A1 describe un elemento de ajuste forzado, que puede estar configurado como elemento de auto-estampacion y que es adecuado para la fijacion en piezas de chapa gruesas. El elemento de ajuste forzado mostrado alli tiene una pieza de cabeza con una superficie anular dirigida hacia la pieza de chapa y una pieza de cuello, que se proyecta desde la superficie anular, es decir, desde la superficie de apoyo de la chapa, en el que la pieza de cabeza presenta, ademas, una proyeccion en forma de anillo que rodea la pieza de cuello con distancia radial y se proyecta desde la superficie anular y la pieza de cuello presenta un cordon anular que se proyecta radialmente hacia fuera, que puede estar configurado como cordon anular continuo o como un cordon anular interrumpido por secciones, cuya punta tiene una distancia axial desde la superficie anular, que es mayor que la distancia axial de la punta de la proyeccion en forma de anillo desde la superficie anular. El cordon anular esta dispuesto radialmente dentro de esta proyeccion y forma con esta una bolsa que recibe un material de la pieza de chapa. Un elemento de ajuste forzado de este tipo tiene, ademas, su justification, pero es costoso en la fabricacion. Ademas, la configuration en la zona de la superficie anular y directamente debajo de la superficie anular en la pieza de cuello puede conducir en determinadas circunstancias a ciertas dificultades en la fijacion en la pieza de chapa, de tal manera que no siempre se asegura, en determinadas circunstancias, en la medida deseada el bloqueo en union positiva pretendido deseado con la pieza de chapa.
En este lugar debe remitirse a la patente europea EP-B-1 690 913. Aqui se describe otro elemento funcional, que tiene una superficie de soporte de la chapa en forma de anillo sobre el lado inferior de una pieza de cabeza y una
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pieza de retencion que se proyecta desde esta, que esta configurada aqul como seccion de estampacion. Este elemento funcional se caracteriza por que se puede utilizar con piezas de chapa de diferentes espesores. Con esta finalidad, se preve un cordon en forma de anillo en la seccion de estampacion entre la superficie de soporte de la chapa en forma de anillo y el extremo libre de la seccion de estampacion y, ademas, se preve una cavidad anular entre el cordon y el extremo de ajuste libre de la seccion de estampacion alrededor de la seccion de estampacion. Ademas, se preven nervaduras de seguro contra giro, que se extienden realzadas dentro de otra ranura anular entre la superficie de soporte de la chapa y el cordon en direccion axial hasta el cordon. Un elemento de este tipo esta en condiciones, en general, de cumplir su funcion, pero es relativamente costoso y tampoco es bien adecuado para ser introducido con efecto de auto estampacion en piezas de chapa realmente gruesas en el intervalo de 4 mm de espesor y mas.
En el documento EP-B-1 690 013 se expresa que el elemento se puede utilizar con espesores de la pieza de chapa en el intervalo entre 0,6 mm y 4 mm, siendo relativamente raros espesores de la pieza de chapa por encima de 3 mm en la fabricacion de automoviles. Los elementos de fijacion encuentran aplicacion tambien en la fabricacion de camiones, pero en una medida mucho mas reducida. Esencialmente solo se conoce la aplicacion de elementos de remache a partir de la fabricacion de camiones, que se emplean tambien en piezas de chapa finas de camiones, por ejemplo en la zona de la cabina del conductor. Piezas de chapa mas estables de los camiones, es decir, con espesores de chapa mayores de 3 mm y normalmente de 4 mm y todavla mayores se proveen - dado el caso - solamente en los casos mas raros con elementos de remache, puesto que los elementos de remache disponibles no estan disenados precisamente para tales piezas de chapa gruesas. Ademas, se fabrican, en general, menos camiones en comparacion con los automoviles. En la fabricacion de camiones se utilizan actualmente elementos soldados en mayor extension.
El documento EP 2 019 214 A2 publica otro elemento de ajuste forzado para piezas de chapa gruesas.
El problema de la presente invencion es proponer un elemento de ajuste forzado de auto-estampacion as! como un procedimiento para la fabricacion de una tuerca de ajuste forzado de este tipo o bien de un componente de montaje, que se puede fabricar o bien realizar y utilizar racionalmente de forma economica incluso con numeros reducidos de piezas. Para la solucion de este problema se preve de acuerdo con la invencion, de acuerdo con un primer principio de la invencion, un elemento de ajuste forzado hueco de auto-estampacion, en particular elemento de tuerca para la colocacion en una pieza de chapa, presentan el elemento de ajuste forzado una pieza de pestana de diametro mayor y una pieza de cana de diametro menor, en el que la pieza de cana se extiende fuera de la pieza de pestana y presenta en su extremo frontal alejado de la pieza de pestana un canto estampado de forma circular, en el que el lado de la pieza de pestana dirigido hacia la pieza de cana forma una superficie de apoyo de la chapa en forma de anillo y estan previstas caracterlsticas de seguro contra giro en la pieza de cana, que se extienden desde aproximadamente la altura de la superficie de apoyo de la chapa sobre una parte de la longitud de la pieza de cana a lo largo de esta, con la caracterlstica especial de que radialmente dentro de la superficie de apoyo de la chapa en forma de anillo esta prevista una cavidad en forma de anillo en la pieza de pestana y de que el material excesivo de la pieza de chapa, que aparece a traves de la fabricacion de las nervaduras de seguro contra giro, se encuentra dentro de la cavidad en forma de anillo.
Por medio de este diseno se puede crear una transition mas afilada entre la superficie de apoyo de la chapa en forma de anillo y la pieza de cana, con lo que se puede insertar el elemento mediante auto-estampacion en la pieza de chapa y se asegura que la pieza de pestana se apoye a tope en la pieza de chapa y no esten previstos radios o caracterlsticas perturbadora en la zona de transicion, que podrlan impedir un asiento fijo de la superficie de apoyo en forma de anillo en la pieza de chapa. De esta manera se puede prensar el elemento fijamente con la pieza de chapa, sin que resulte una distancia entre la superficie de apoyo de la chapa y el lado de la pieza de chapa que esta opuesto a esta.
De esta manera se evitan perfectamente fenomenos de asentamiento en el funcionamiento, con lo que el tornillo enroscado en el elemento de ajuste forzado hueco mantiene siempre la tension predeterminada y la union atornillada no se afloja precozmente o bien falla debido a fenomenos de asentamiento, por ejemplo provocados por vibraciones. Por medio de la configuration reivindicada se puede utilizar un elemento de ajuste forzado con diferentes espesores de chapa.
De acuerdo con una forma de realization preferida, se preven caracterlsticas de seguro contra giro que estan formadas por salientes o bien nervaduras de seguro contra giro, que se extienden en direccion axial de la pieza de cana a lo largo de esta.
En un diseno de este tipo es especialmente ventajoso que en la fabricacion de las caracterlsticas de seguro contra giro, las nervaduras o bien los salientes mencionados resulten por que se coloca una herramienta con ranuras correspondientes sobre la pieza de chapa del elemento de ajuste forzado y se desplaza material fuera de la zona entre las nervaduras y salientes en parte en el interior de las nervaduras o bien salientes y en parte se desplaza axialmente hasta la cavidad de forma anular en la pieza de pestana, donde por decirlo as! se puede ocultar el
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material excesivo y, en concreto, sin impedir la transicion afilada desde la superficie de apoyo de la chapa en forma de anillo hasta el interior del lado exterior de la pieza de cana.
De acuerdo con otro principio de acuerdo con la invencion, se preve un elemento de ajuste forzado hueco de auto- estampacion, en particular elemento de tuerca para la fijacion en una pieza de chapa, en el que el elemento de ajuste forzado presenta una pieza de pestana de diametro mayor y una pieza de cana de diametro menor, en el que la pieza de cana se extiende fuera de la pieza de pestana y presenta en su extremo frontal alejado de la pieza de pestana un canto estampado de forma circular, en el que el lado de la pieza de pestana dirigido hacia la pieza de cana forma una superficie de apoyo de la chapa en forma de anillo, con la caracterlstica especial de que el diametro menor D2 con un elemento de tuerca M6 tiene aproximadamente 15 mm, con un elemento de tuerca M8 tiene aproximadamente 16 mm, con un elemento de tuerca M10 tiene aproximadamente 17 mm, con un elemento de tuerca M12 tiene aproximadamente 18 mm y con un elemento de tuerca M16 tiene aproximadamente 19,5 mm.
Los diametros indicados anteriormente de la pieza de cana son suficientes sin mas para generar discos de estampacion en piezas de chapa con un espesor de 8 mm, en el supuesto de que las piezas de chapa presenten una resistencia moderada en la zona de 280 a 320 MPa.
En principio, puede estar previsto un elemento de ajuste forzado de auto-estampacion, en particular un elemento de tuerca para la fijacion en una pieza de chapa, en el que el elemento de ajuste forzado presenta una pieza de pestana de diametro mayor y una pieza de cana de diametro menor, en el que la pieza de cana se extiende fuera de la pieza de pestana y presenta en su extremo frontal alejado de la pieza de pestana un canto estampado de forma circular, en el que el lado de la pieza de pestana dirigido hacia la pieza de cana forma un saliente de apoyo de la chapa, con la caracterlstica especial de que el elemento de ajuste forzado no presenta caracterlsticas de formation configuradas como receso, que estan formadas para el alojamiento del material de chapa para la consecution de una resistencia de prensado axial.
Una configuration de este tipo del elemento de ajuste forzado se puede considerar en primer lugar como excelente, puesto que debe plantearse la cuestion de como se genera la resistencia axial contra la fuerza de prensado y la pieza de chapa cuando no estan previstos recesos. La respuesta reside en prever un componente de montaje, es decir, que esta constituido por un elemento de fijacion y una pieza de chapa, en el que el elemento de fijacion presenta una pieza de pestana de diametro mayor y una pieza de cana de diametro menor, que se extiende fuera de la pieza de pestana y presenta en su extremo frontal libre, alejado de la pieza de pestana, un canto estampado de forma circular, cuyo diametro corresponde al de la pieza de cana o es insignificantemente mayor que esta, en el que el lado de la pieza de pestana, que esta dirigido hacia la pieza de cana, forma una superficie de apoyo de la chapa en forma de anillo, con la caracterlstica especial de que el elemento de fijacion esta disenado como elemento de prensado para la aplicacion con piezas de chapa con espesores en el intervalo de 3 mm y mas y de que la pieza de cana se encuentra dentro de un taladro estampado en la pieza de chapa, que se apoya en una primera zona proxima a la superficie de apoyo de la chapa as! como en una segunda zona proxima al canto estampado estrechamente en la pieza de cana y de que en una tercera zona entre la primera y la segunda zona la parte perforada del la pieza de chapa presenta una distancia desde la pieza de cana.
Este diseno se basa en el concepto de que la pieza de chapa es pretaladrada en primer lugar conicamente, en el sentido de que el taladro en forma de cono diverge desde el lado de estampacion del elemento y despues de la insertion completa del elemento de ajuste forzado en el taladro estampado de forma conica el material de chapa es aplastado sobre el lado de la pieza de chapa, que esta opuesto a la pieza de pestana del elemento, alrededor de taladro estampado, de tal manera que se mueve radialmente hacia dentro y se apoya a tope en la section de estampacion del elemento de ajuste forzado en dicha tercera zona. Puesto que existe de todos modos un apoyo a tope en la primera zona de la seccion de estampacion, se mantiene el elemento de ajuste forzado bien alineado en la pieza de chapa y el hecho de que en la tercera zona exista un intersticio no repercute de forma desfavorable sobre la estabilidad del montaje del elemento de ajuste forzado en la pieza de chapa. A traves del apoyo a tope de la pieza de chapa en dicha segunda zona, el material de la pieza de chapa encaja en las irregularidades presentes de todos modos de la superficie de la seccion de estampacion y provoca un engarce extraordinariamente caracterlstico en esta zona, con lo que existe la seguridad contra giro y la seguridad contra expulsion necesarias. Este engarce esta favorecido por el hecho de que la seccion de estampacion incluso en su dimension radial debe estar configurada relativamente gruesa, para conseguir la action de estampacion necesaria en la pieza de chapa y de esta manera ofrece una gran resistencia contra el material de chapa que se mueve radialmente hacia dentro. Un diseno de este tipo no es, por lo tanto, tampoco evidente, porque el tecnico deberla esperar que en el caso de un pretaladrado de forma conica de la pieza de chapa, el elemento se retiene absolutamente insuficiente en la pieza de chapa y, en concreto, especialmente cuando no estan previstas caracterlsticas de receso. En el caso de piezas de chapa gruesas es de todos modos diflcil rellenar tales recesos en una medida suficiente con material de chapa.
En caso necesario, se puede conseguir tambien la seguridad contra giro o bien la seguridad contra expulsion necesarias porque un adhesivo se encuentra entre las piezas de chapa y el elemento de ajuste forzado hueco y, en concreto, o bien entre la pieza de chapa y la superficie de apoyo de la chapa y/o entre la pieza de chapa y la primera
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zona de la pieza de cana y/o entre la pieza de chapa y la segunda zona de la pieza de cana y/o entre la pieza de chapa y la tercera zona de la pieza de cana. En el adhesivo se trata con preferencia de un adhesivo, que se endurece con presion. Tales presiones aparecen en todas las zonas mencionadas anteriormente durante el ajuste forzado del elemento de ajuste forzado. Tambien se producen en la tercera zona de la pieza de cana, puesto que el espacio grande original previsto aqul se reduce a traves de la realizacion del engarce en la segunda zona de la pieza de cana, con lo que se incrementa la presion que predomina alll.
Aunque se puede conseguir una seguridad contra giro suficiente tambien sin caracterlsticas de seguridad contra giro, pueden estar previstas caracterlsticas de seguridad contra giro en la pieza de cana y aproximadamente a la altura de la superficie de apoyo de la chapa sobre una parte de la longitud de la pieza de cana a lo largo de esta, de manera que en el componente de montaje en dicha primera zona la pieza de chapa se apoya en union positiva en las caracterlsticas de seguro contra giro previstas alll.
La pieza de montaje, que aparece durante la fijacion del elemento de ajuste forzado, se caracteriza, ademas, por que la pieza de chapa presenta sobre su lado alejado del saliente de apoyo de la chapa una cavidad de forma anular alrededor de canto estampado. A este respecto, la pieza de chapa esta presente al menos en la zona de la colocacion del elemento de fijacion y despues de la colocacion del elemento de fijacion se extiende hasta dicha cavidad en un plano, lo que favorece la situacion de union atornillada cuando se aplica otro componente en la pieza de chapa.
Las caracterlsticas de seguro contra giro estan formadas con preferencia por salientes o bien nervaduras de seguro contra giro, que se extienden en la direccion axial de la pieza de cana a lo largo de esta. Entonces se encuentran en la pieza de chapa las cavidades que corresponden a los salientes o bien nervaduras de seguro contra giro. Un elemento de ajuste forzado es con preferencia un elemento de fijacion con una pieza de cana hueca con una rosca media, que se extiende a traves de la pieza de pestana y la pieza de cana. A traves del espesor radial caracterlstico de la pieza de cana no hay que temer que la pieza de cana se disloque durante la fijacion en la pieza de chapa, de manera que el elemento de fijacion tampoco se eleva excesivamente durante la creacion de una longitud de rosca suficiente y, por lo tanto, tampoco es excesivamente pesado.
Un procedimiento para la fabricacion de una tuerca de ajuste forzado de auto-estampacion con una pieza de pestana de diametro mayor y con una pieza de cana que se extiende fuera de la pieza de pestana de diametro menor, en el que la pieza de cana presenta en su extremo frontal alejado de la pieza de pestana un canto de estampacion de forma circular, se caracteriza con preferencia por que se toma una pieza bruta con una forma de la seccion transversal, que corresponde a la de la pieza de pestana y de la pieza de cana, en el que en la pieza bruta la pieza de cana presenta en la zona del extremo libre un diametro menor que en la zona proxima a la pieza de pestana, por que se forma una cavidad axial en la pieza de pestana cerca de la pieza de cana y por que por medio de una corredera se raspa material desde la zona de la pieza de cana con el diametro mayor axialmente en varios lugares que presentan una distancia en la periferia, en el que el material raspado es introducido en el interior de la cavidad axial de la pieza de pestana y en zona entre las zonas raspadas permanecen salientes o bien nervaduras, que forman caracterlsticas de seguro contra giro del elemento.
Un procedimiento de acuerdo con la invencion para fijacion de un elemento de ajuste forzado de auto-estampacion de acuerdo con la invencion en una pieza de chapa, se caracteriza por que la pieza de chapa se apoya sobre una matriz, que presenta un orificio cillndrico con un diametro mayor que el diametro de la pieza de cana en la zona hacia el canto de estampacion de forma circular, por que a traves de presion sobre la pieza de pestana del elemento de ajuste forzado de auto-estampacion se introduce a presion su pieza de cana para la formacion de un taladro estampado en la pieza de chapa a traves de esta, con lo que el taladro estampado diverge en la direccion de ajuste forzado con respecto al eje longitudinal del taladro estampado aproximadamente en forma de cono y despues de la configuracion del disco de estampacion correspondiente la pieza de chapa es introducida a presion en la zona alrededor del canto de estampacion para la configuracion de una cavidad de forma anular en la pieza de chapa por medio de un saliente anular de la matriz, con lo que el material de chapa se deforma radialmente hacia dentro y se apoya en la pieza de cana del elemento de ajuste forzado en la zona de su extremo libre.
Las formas de realizacion preferidas de la invencion se describen en detalle en las reivindicaciones de la patente y en la description siguiente con referencia a las figuras adjuntas aqul. En el dibujo:
La figura 1A muestra una vista frontal sobre la seccion de estampacion de un elemento de ajusten forzado de
acuerdo con la invencion en forma de una tuerca de ajuste forzado.
La figura 1B muestra una vista lateral de la tuerca de ajuste forzado segun la figura 1A de acuerdo con la
invencion parcialmente en la seccion axial.
La figura 1C muestra la representation en perspectiva de una tuerca de ajuste forzado segun la figura 1A de
acuerdo con la invencion.
La figura 1D muestra una representacion similar a la figura 1B, pero de una pieza bruta para la fabricacion del
elemento de acuerdo con las figuras 1A a 1C.
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La figura 1E muestra una representation ampliada de la zona de la figura 1D mostrada en un clrculo.
La figura 2A muestra una representacion esquematica de la fijacion de la tuerca de ajuste forzado de acuerdo con la invention segun las figuras 1A a 1C en una pieza de chapa mas gruesa en un estadio de partida antes de la estampacion de la pieza de chapa.
La figura 2B muestra una representacion similar a la figura 2A, pero despues de la estampacion de la pieza de chapa, pero antes de la fijacion definida de la tuerca de ajuste forzado en la pieza de chapa.
La figura 2c muestra una representacion del componente de montaje acabado, es decir, despues de la fijacion completa de la tuerca de ajuste forzado de acuerdo con la invencion en la pieza de chapa.
La figura 2D muestra una representacion ampliada de la zona rodeada con un clrculo de la figura 2C.
La figura 2E muestra una representacion en perspectiva sobre el lado superior de la pieza de chapa de acuerdo con la figura 2C y
La figura 2F muestra una representacion en perspectiva sobre el lado inferior de la pieza de chapa segun la figura 2C, y
Las figuras 3A - 3E muestran representaciones que corresponden a las mostradas en las figuras 2A, 2C, 2D, 2E y 2D, respectivamente, para la fijacion de la misma tuerca de ajuste forzado en una pieza de cha mas fina.
Las figuras 1A a 1C muestran un elemento de ajuste forzado hueco de auto-estampacion 10 en forma de un elemento de tuerca para la fijacion en una pieza de chapa. El elemento de ajuste forzado 10 presenta una pieza de pestana 12 de diametro mayor D1 y una pieza de cana 14 de diametro menor D2, en la que la pieza de cana 14 se extiende fuera de la pieza de pestana 12 y tiene en su extremo frontal 16 alejado de la pieza de pestana 12 un canto de estampacion 18 de forma circular. El lado de la pieza de pestana 12 que esta alejado de la pieza de cana 14 forma una superficie de apoyo de la chapa 22 en forma de anillo y estan previstas caracterlsticas de seguro contra giro 24 en la pieza de cana. Estas se extienden desde aproximadamente la altura de la superficie de apoyo de la chapa 22 sobre una parte de la longitud de la pieza de cana 14, por ejemplo aproximadamente sobre el 40 % de la pieza de cana 14 a lo largo de esta.
Radialmente dentro de la superficie de apoyo de la chapa 22 en forma de anillo esta prevista una cavidad 26 en forma de anillo en la pieza de pestana 12, que se puede reconocer mejor en la pieza bruta de acuerdo con las figuras 1D y 1E, respectivamente, que recibe el material 28 excesivo de la pieza de cana 14, que resulta a traves de la fabricacion de las nervaduras de seguro contra giro, es decir, que el material 28 excesivo se encuentra dentro de la cavidad 26 en forma de anillo.
El procedimiento para la fabrication de la tuerca de ajuste forzado de auto-estampacion de acuerdo con las figuras 1A a 1C se realiza por que se recibe en primer lugar una pieza bruta 2 de acuerdo con las figuras 1D y 1E, respectivamente, con una forma de la section transversal que corresponde a la de la pieza de pestana 12 y de la pieza de cana 14, o bien se fabrica a traves de impacto en frlo, estando disenada la pieza bruta 2 de tal manera que la pieza de cana 14 presenta en la zona del extremo libre el diametro D2, pero en una zona proxima a la pieza de pestana, que se extiende sobre la longitud L de las caracterlstica de seguridad contra giro 24 mencionadas, tiene un diametro mayor D2. Entonces (o previamente) se forma la cavidad axial 26 en la pieza de pestana 12 cerca de la pieza de cana 14 y a continuation por medio de una corredera, que ajusta sobre la zona de la pieza de cana con el diametro D2 y presenta rasurasen correspondencia con las nervaduras de seguro contra giro, se raspa axialmente material desde la zona de la pieza de cana con el diametro mayor D2 en varios lugares que presentan en la circunferencia una distancia, de manera que el material 28 raspado es introducido al menos parcialmente en el interior de la cavidad axial 26 de la pieza de pestana 12. En la zona entre las zonas raspadas permanecen salientes so bien nervaduras de seguro contra giro, que forman las caracterlsticas de seguro contra giro 24 del elemento. El diametro D2' de la zona de la pieza de cana con el diametro un poco mayor (mayor que D2) no tiene que configurarse tan grande como D2 mas dos veces la altura radial de las nervaduras de seguro contra giro 24, sino que puede estar configurado un poco menor (pero mayor que D2), resultando las nervadura de seguro contra giro entonces en parte a partir del material desplazado entre las nervaduras y de esta manera alcanzan la altura radial total.
Como se muestra claramente, las caracterlsticas de seguro contra giro 24, que estan formadas por salientes o bien nervadura de seguro contra giro, se extienden en la direction axial 32 de la pieza de cana 14 a lo largo de esta.
El elemento de tuerca hueco de auto-estampacion esta disenado de tal forma que el diametro D2 con un elemento de tuerca M6 tiene aproximadamente 15 mm, con un elemento de tuerca M8 tiene aproximadamente 16 mm, con un elemento de tuerca M10 tiene aproximadamente 17 mm, con un elemento de tuerca M12 tiene aproximadamente 18 mm y con un elemento de tuerca M16 tiene aproximadamente 19,5 mm.
El elemento de tuerca 10 de auto-estampacion de acuerdo con la invencion para la fijacion en una pieza de chapa se puede considerar tambien de tal forma que no presenta caracterlsticas de formation configuradas como recesos, que estan formadas para el alojamiento de material de chapa para la consecution de una resistencia axial a la expulsion. En su lugar, la transition desde la superficie de apoyo de la chapa 22 en forma de anillo hasta la seccion de estampacion 14 se puede considerar afilado en angulo recto, cuando se prescinde de la cavidad anular 26 y del
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material 28 oculto en ella, que no perturban de ninguna manera, puesto que estan desplazados hacia atras frente a la superficie de apoyo de la chapa 22 en forma de anillo.
El procedimiento para la fijacion de la tuerca de ajuste forzado de auto-estampacion de acuerdo con las figuras 1A a 1C en la pieza de chapa 40 se explica en detalle a continuacion con la ayuda de las figuras 2A a 2E. La figura 2A muestra la situacion de partida en la que la tuerca de ajuste forzado 19 es retenida con su pieza de pestana en un alojamiento 41 de una estampa 42 de una cabeza de estampacion 43, que esta colocada, por ejemplo, en la herramienta superior de una prensa (no mostrada). Debajo de la pieza de chapa 40 se encuentra aqul una matriz 44, que puede estar apoyada en la herramienta inferior de una prensa o en una placa intermedia de una prensa. Cuando la matriz 44 esta colocada en la herramienta inferior de una prensa y esta presente una placa intermedia, se puede colocar la cabeza de estampacion en lugar de en la herramienta superior de la prensa en la placa intermedia.
Hay que indicar que tambien serla posible colocar la matriz en la placa intermedia de la prensa y la estampa en la herramienta superior de la prensa o la estampa en la herramienta inferior de la prensa y la matriz por encima de la estampa en la herramienta superior de la prensa o en la placa intermedia de la prensa. Tambien se podrla colocar la estampa en la placa intermedia de la prensa y la matriz en la herramienta superior de la prensa. Ademas, existirla la posibilidad de montar la matriz y la estampa en un llamado bastidor en C y realizar a traves de carga hidraulica correspondiente de una o de la otra pieza, es decir, la matriz o la estampan, la perforacion de la pieza de chapa. La estampa puede estar configurada como parte de una cabeza de fijacion o bien de estampacion de acuerdo con el documento EP-B-755 749.
Como se deduce tambien a partir de la figura 2B, la pieza de chapa 40 esta enclavada en la prensa entre la matriz 44 en la herramienta inferior de la prensa y la estampa de la cabeza de estampacion en la herramienta superior de la prensa o en una placa intermedia de la prensa, en primer lugar entre el extremo frontal libre 16 de la pieza de cana 14 de la tuerca de ajuste forzado 10 y el saliente anular 46 en el lado frontal superior 48 de la matriz. En las figuras 2A y 2B no se muestra - pero serla habitual en general - la prevision de un sujetador, por ejemplo de un sujetador cillndrico circular, que esta dispuesto alrededor de la estampa 42, es presionado con presion de resorte contra la pieza de chapa 40 y retiene la pieza de chapa en el saliente anular 46 de la matriz 44.
La matriz 44 presenta un taladro 52, con un diametro, que es poco mayor que el diametro D2 de la seccion de estampacion 14. Durante el cierre de la prensa la seccion de estampacion perfora a traves de la pieza de chapa 40 y resulta un disco de estampacion 50, que presiona a traves del taladro 52, 52' de la matriz y es evacuado. Puesto que el diametro D3 del taladro 52 de la matriz en la zona del lado frontal 48 de la matriz 44 es claramente mayor que el diametro D2 resulta un orificio en forma de cono o bien taladro 58 en la pieza de chapa, que diverge en direccion axial 32 partiendo desde el lado de estampacion. La conicidad, que corresponde, por ejemplo, a un angulo conico cerrado en el intervalo de 4 a 15°, con preferencia aproximadamente 7°, se determina a traves de la relacion del diametro D3 a D2 y el espesor de chapa respectivo. El taladro 52, 52' de la matriz 44 se disena con preferencia como taladro escalonado con una zona inferior 52' de diametro mayor en comparacion con la zona superior con el signo de referencia 52. De esta manera, se asegura que el disco de estampacion pasa a traves del taladro 52' y de esta manera se puede evacuar facilmente.
La pieza de cana 14 del elemento de fijacion 10 es prensada a traves de la zona cillndrica superior 56 del taladro de estampacion 56, que corresponde al mismo tiempo a una zona superior de la pieza de cana hasta que la superficie o saliente de apoyo de la chapa 22 en forma de anillo de la pieza de pestana 12 se apoya en el lado superior 54 de la pieza de chapa en la figura 2C y las caracterlsticas o bien salientes de seguro contra giro 24 han penetrado en la pared perforada de la zona cillndrica superior 56 del taladro 58 de la pieza de chapa.
A partir de la figura 2C se reconoce que la transition 55 de arista viva desde la superficie de apoyo de la chapa 22 hasta la seccion de estampacion 14 asegura que la superficie de apoyo de la chapa 22 se asienta a tope sobre el lado superior 54 de la pieza de chapa, con lo que no hay que temer fenomenos de asentamiento en el funcionamiento (en el supuesto de que la superficie de apoyo de la chapa 22 en forma de anillo este configurada suficientemente grande).
A traves del cierre de la prensa se mueve el elemento de fijacion desde un lugar por encima de la pieza de chapa 40, de manera que la pieza de cana 14 del elemento de fijacion se mueve a traves del taladro 58 resultante hasta que el saliente anular 46 de la matriz ha formado una ranura anular 60 en el lado inferior 62 de la pieza de chapa 40 alrededor del taladro 58. De esta manera se fuerza al material de chapa a fluir radialmente hacia el interior y se produce en una segunda zona 64 proxima al extremo libre de la seccion de estampacion el contacto Intimo mencionado anteriormente del material de chapa y el engarce con la zona inferior de la seccion de estampacion 14. Entre la primera zona 56 y la segunda zona 64, en las que el material de chapa se apoya estrechamente en la seccion de estampacion o bien pieza de estampacion 14, se encuentra una tercera zona 66, en la que la pared perforada de la pieza de chapa presenta una distancia desde la pieza de cana 14.
La prensa (o el bastidor en C eventualmente empleado) proporciona la fuerza necesaria para prensar los salientes
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de seguro contra giro 24 a traves de la pared lateral 51 de la perforacion, con lo que las muescas que se extienden en direccion axial en la zona cilindrica 56 de la pared lateral de la perforacion 58 se forman a traves de los salientes de seguro contra giro 24, asi como la fuerza, que es necesaria, para configurar la ranura anular 60 y transformar el material de chapa en esta zona 64.
Ademas, hay que indicar que la pieza de cana 14 en esta pieza de chapa gruesa se encuentra dentro del taladro estampado 58 en la pieza de chapa, de manera que el extremo frontal 16 o bien el lado frontal del extremo libre de la seccion de estampacion 14 presenta una distancia caracteristica desde el lado inferior de la chapa 62. Esta distancia se muestra tambien a partir de la figura 2E como tambien el hecho de que la pared perforada del material de chapa se proyecta en la zona del canto de estampacion 18 de forma cilindrica mas alla del canto de estampacion 18. La figura 2D muestra tambien como la pieza de pestana 12 de la tuerca de ajuste forzado se apoya a tope en el lado superior 54 de la pieza de chapa 40.
Las figuras 3A a 3D corresponden en gran medida a las figuras 2A o bien 2C a 2E, pero muestran que el mismo elemento 10 se utiliza con una pieza de chapa de espesor un poco mas fino. La serie de figuras 3A a 3D no tiene ningun dibujo que corresponda a la figura 2B, puesto que la figura 2B es aplica propiamente para los dos espesores de chapa. La serie de figuras 3A a 3D, en cambio, es por lo demas en gran medida identica con la serie de figuras 2A a 2E, por lo que se utilizan los mismos signos de referencia para los componentes individuales y se aplica la misma descripcion tambien para las figuras de la serie de figuras 3A a 3D y, por lo tanto, no se repite. La unica diferencia esencial reside en que la distancia entre el extremo frontal libre 16 de la pieza de estampacion 14 y la lado inferior de la chapa es igualmente mas reducida en virtud del espesor de chapa mas reducido. Esto tiene tambien como consecuencia que el fondo 70 de la ranura anular 60 esta ligeramente por encima del canto de estampacion18 de la pieza de estampacion 14. Tambien aqui el extremo frontal 16 se encuentra por encima del lado inferior 62 de la pieza de chapa 40.
Debe mencionarse brevemente que se puede insertar un adhesivo entre la pieza de chapa y el elemento de ajuste forzado hueco y, en concreto, entre la pieza de chapa 40 y la superficie de apoyo de la chapa 22 y/o entre la pieza de chapa 40 y la primera zona de la pieza de cana 14 y/o entre la pieza de chapa 40 y la segunda zona de la pieza de cana 14 y/o entre la pieza de chapa 40 y la tercera zona de la pieza de cana 14. El adhesivo se puede utilizar adicionalmente o en lugar de las nervaduras de seguro contra giro 24 y puede prestar tambien una contribucion a la seguridad contra expulsion.
Ademas, a partir de las figuras se deduce que la pieza de chapa 40 se encuentra al menos en la zona de la colocacion del elemento de fijacion antes y despues de la colocacion del elemento de fijacion, salvo dicha ranura anular 60, en un plano.
El elemento de ajuste forzado se muestra aqui como elemento de tuerca 10 acabado con rosca interior 11, es decir, que el elemento de fijacion 10 presenta una pieza de cana hueca con una rosca media 11, que se extiende a traves de la pieza de pestana 12 y la pieza de cana 14. Pero el elemento podria estar formado tambien sin rosca y podria servir, por ejemplo, como casquillo de cojinete. Tambien se podria disenar con un taladro liso para el alojamiento de un tornillo que forma o que corta una rosca.
Ademas, debe mencionarse que la zona de aplicacion de los elementos de ajuste forzado reivindicados aqui no esta limitada a la fabricacion de camiones, sino que comprende todos los campos, en los que se utilizan piezas de chapa de espesor correspondiente, que deben proveerse con elementos de fijacion.
En todas las formas de realizacion se pueden mencionar como ejemplos para el material de los elementos de fijacion todos los materiales que en el marco de la conformacion en frio alcanzan los valores de resistencia de la Clase 8 segun la Norma-ISO o superior, por ejemplo una aleacion-35B2 segun DIN 1554. Los elementos de fijacion formados de esta manera son adecuados, entre otras cosas, para todos los materiales de acero habituales en el comercio para piezas de chapa aptas para embuticion, como tambien para aluminio o sus aleaciones. Tambien se pueden utilizar aleaciones de aluminio, especialmente aquellas con resistencia mas elevada, para los elementos de fijacion, por ejemplo AlMg5. Tambien se contemplan elementos de fijacion de aleaciones de magnesio de alta resistencia, como por ejemplo AM50.

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    REIVINDICACIONES
    1. - Elemento de ajuste forzado hueco de auto-estampacion (10), en particular elemento de tuerca para la fijacion en una pieza de chapa (40), en el que el elemento de ajuste forzado (10) presenta una pieza de pestana (12) de diametro mayor (D1) y una pieza de cana de diametro menor (D2), en el que la pieza de cana (14) se extiende fuera de la pieza de pestana (12) y presenta en su extremo frontal (16) alejado de la pieza de pestana (12) un canto estampado (18) de forma circular, en el que el lado de la pieza de pestana (12) dirigido hacia la pieza de cana forma una superficie de apoyo de la chapa (22) en forma de anillo y estan previstas caracterlsticas de seguro contra giro (24) en la pieza de cana (14), que se extienden desde aproximadamente la altura de la superficie de apoyo de la chapa (22) sobre una parte de la longitud de la pieza de cana (14) a lo largo de esta, caracterizado por
    que radialmente dentro de la superficie de apoyo de la chapa (22) en forma de anillo esta prevista una cavidad (26) en forma de anillo en la pieza de pestana (12) y por que el material excesivo (28) de la pieza de chapa (14), que aparece a traves de la fabricacion de las nervaduras de seguro contra giro (24), se encuentra dentro de la cavidad en forma de anillo (26).
  2. 2. - Elemento de ajuste forzado hueco de auto-estampacion de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que las caracterlsticas de seguro contra giro (24) estan formadas por salientes o bien nervaduras de seguro contra giro, que se extienden en direccion axial (32) de la pieza de cana (14) a lo largo de esta.
  3. 3. - Elemento de ajuste forzado hueco de auto-estampacion (10), en particular elemento de tuerca para la fijacion en una pieza de chapa (40), en el que el elemento de ajuste forzado (10) presenta una pieza de pestana (12) de diametro mayor (D1) y una pieza de cana de diametro menor (D2), en el que la pieza de cana (14) se extiende fuera de la pieza de pestana (12) y presenta en su extremo frontal (16) alejado de la pieza de pestana (12) un canto estampado (18) de forma circular, en el que el lado de la pieza de pestana (12) dirigido hacia la pieza de cana forma una superficie de apoyo de la chapa (22) en forma de anillo, caracterizado por
    que el diametro menor (D2) con un elemento de tuerca M6 tiene aproximadamente 15 mm, con un elemento de tuerca M8 tiene aproximadamente 16 mm, con un elemento de tuerca M10 tiene aproximadamente 17 mm, con un elemento de tuerca M12 tiene aproximadamente 18 mm y con un elemento de tuerca M16 tiene aproximadamente 19,5 mm.
  4. 4. - Elemento de ajuste forzado hueco de auto-estampacion de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado por que esta disenado para la aplicacion con una pieza de chapa (40) de acero de resistencia media con 8 mm de espesor.
  5. 5. - Procedimiento para la fabricacion de una tuerca de ajuste forzado (10) de auto-estampacion con una pieza de pestana (12) de diametro mayor (D1) y con una pieza de cana (14) que se extiende fuera de la pieza de pestana de diametro menor (D2), en el que la pieza de cana (14) presenta en su extremo frontal (16) alejado de la pieza de pestana (12) un canto de estampacion (18) de forma circular, caracterizado por
    que se toma una pieza bruta (2) con una forma de la seccion transversal, que corresponde a la de la pieza de
    pestana (12) y de la pieza de cana (14), en el que en la pieza bruta (2) la pieza de cana presenta en la zona del
    extremo libre un diametro menor (D2) que en la zona proxima a la pieza de pestana (12),
    por que se forma una cavidad axial (26) en la pieza de pestana (12) cerca de la pieza de cana (14) y
    por que por medio de una corredera se raspa material desde la zona de la pieza de cana con el diametro mayor
    (D2') axialmente en varios lugares que presentan una distancia en la periferia, en el que el material raspado es
    introducido en el interior de la cavidad axial (26) de la pieza de pestana (12) y en zona entre las zonas raspadas
    permanecen salientes o bien nervaduras, que forman caracterlsticas de seguro contra giro (24) del elemento (10).
  6. 6. - Procedimiento para fijacion de un elemento de ajuste forzado de auto-estampacion (10) en una pieza de chapa (40), en el que se emplea un elemento de ajuste forzado de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 4 y en el que la pieza de chapa se apoya sobre una matriz (44), que presenta un orificio cillndrico (52, 52') con un diametro mayor que el diametro (D2) de la pieza de cana (14) en la zona hacia el canto de estampacion (18) de forma circular, en el que a traves de presion sobre la pieza de pestana (12) del elemento de ajuste forzado de auto- estampacion (10) se introduce a presion su pieza de cana (14) para la formacion de un taladro estampado (58) en la pieza de chapa a traves de esta, con lo que el taladro estampado (58) diverge en la direccion de ajuste forzado con respecto al eje longitudinal (52) del taladro estampado aproximadamente en forma de cono y despues de la configuracion del disco de estampacion (50) correspondiente la pieza de chapa es introducida a presion en la zona alrededor del canto de estampacion (15) para la configuracion de una cavidad (60) de forma anular en la pieza de chapa (40) por medio de un saliente anular (46) de la matriz (44), con lo que el material de chapa se deforma radialmente hacia dentro y se apoya en la pieza de cana (14) del elemento de ajuste forzado (10) en la zona de su extremo libre (16).
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