ES2558327T3

ES2558327T3 - Elemento de tuerca autoperforable y ensamblaje consistente en el elemento de tuerca y una pieza de chapa

Info

Publication number: ES2558327T3
Application number: ES10008806.1T
Authority: ES
Inventors: Jiri Babej; Christian Sowa; Richard Humpert; Michael Vieth
Original assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2030-08-24
Also published as: US20160102699A1; US9957999B2; CN102003447B; DE102009039817A1; US9249823B2; EP2292940A1; CN102003447A; US20110211932A1; EP2292940B1

Abstract

Elemento de tuerca autoperforable (10 ) que está diseñado para el prensado en una pieza de chapa, donde el elemento de tuerca presenta las siguientes características: un cabezal (14) que forma un flanco (12), una perforación (16) media en el cabezal provista o equipada de una rosca que presenta un diámetro nominal, que está diseñada para recoger un elemento de perno y presenta un eje longitudinal medio (18), una superficie de contacto de la chapa (20) que está construida en el flanco (12) en un plano perpendicular, al menos esencialmente, al eje longitudinal, así como un tramo de perforación (22) que se extiende sobre el lado de la superficie de contacto de la chapa desde el cabezal en dirección al eje longitudinal, donde el tramo de perforación (22) presenta un surco (26) alrededor bajo la superficie de contacto de la chapa y el tramo de perforación (22) presenta un canto (28) de perforación en su lado frontal libre, caracterizado por que el elemento de tuerca autoperforable presenta una resistencia en el rango entre 700 y 900 MPa, en casos excepcionales hasta de 1250 Mpa y está diseñado para la fijación autoperforable del elemento de tuerca en una pieza de chapa (40) de mayor resistencia o en una pieza de chapa con un espesor mayor de 3.5 mm de forma que el canto de perforación (28) está distanciado de esta frontera contigua del surco (26) por medio de una superficie de circunvalación (34) con una altura axial que corresponde al menos al 30% y preferiblemente al 50% del espesor de la chapa, donde el espesor de la pared radial del tramo de perforación corresponde en la zona de su lado frontal libre, desde el lado exterior del tramo de perforación hasta el diámetro nominal, a un espesor entre 1,2 a 1,8 y preferiblemente 1,5 veces el espesor de la pieza de chapa.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Elemento de tuerca autoperforable y ensamblaje consistente en el elemento de tuerca y una pieza de chapa

La presente invencion se refiere a un elemento de tuerca autoperforable que esta disenada para el prensado en una pieza de chapa, donde el elemento de tuerca presenta las siguientes caractensticas: una parte del cabezal que forma un borde, una perforacion media en la parte del cabezal que presenta un diametro nominal, provista o equipada de una rosca, que esta colocada para la recogida de un elemento de perno y presenta un eje longitudinal medio, una superficie de contacto de la chapa construida en el borde que esta en un plano perpendicular al menos en parte al eje longitudinal medio, asf como un tramo de perforacion que se extiende sobre el lado de la superficie de contacto de la chapa desde la parte del cabezal en direccion al eje longitudinal, donde el tramo de perforacion presenta un surco alrededor bajo la superficie de contacto de la chapa y el tramo de perforacion presenta un canto de perforacion en su lado frontal libre.

Un elemento de tuerca autoperforable del tipo arriba mencionado se conoce del documento WO2005/050034, que ha conducido a la patente europea EP-B-1690013. Esta muestra un elemento de tuerca autoperforable, que puede utilizarse con diferentes gruesos de chapa. El elemento de tuerca tiene sin embargo un diseno relativamente costoso y no es adecuado, o esta pensado o construido para aplicaciones con piezas de chapa de alta resistencia.

Ademas la invencion presente se refiere a un ensamblaje consistente en un elemento de tuerca de tal tipo que se coloca sobre una pieza de chapa.

En el campo de los elementos de union que son colocados manualmente en la produccion de piezas de chapa, se distingue entre elementos de prensado por un lado y elementos de remache por otro. Los elementos de prensado se distinguen por medio de que cuando se fijan a una pieza de chapa no se deforma, al menos a proposito, sino que la propia pieza de chapa se deforma y se encajan con caractensticas de forma del elemento de prensado, por medio de lo cual el elemento de prensado se fija sobre la pieza de chapa a prueba de giro y a prueba de prensado. En los elementos de remache el elemento se deforma a proposito al colocarlo sobre la pieza de chapa, la mayona de las veces para formar un borde del remache, por medio de lo cual la pieza de chapa se atrapa entre el borde del remache y una parte del borde, para conseguir aqrn tambien una union a prueba de giro y a prueba de prensado.

Tanto los elementos de pensado como los elementos de remache se conocen ademas como elementos autoperforables. La designacion autoperforables debe entenderse como que el elemento correspondiente perfora su propio agujero en la pieza de chapa, naturalmente solo cuando se ejerce una fuerza suficiente sobre el elemento autoperforable, por ejemplo por una prensa, por un robot o por unas tenazas accionadas por fuerza, que presiona el elemento autoperforable contra la pieza de chapa y la pieza de chapa se apoya sobre el lado dirigido hacia el elemento sobre una matriz correspondiente.

Hasta ahora era usual en la construccion de vefnculos utilizar elementos autoperforables con piezas de chapa, que presentaran una resistencia por debajo de unos 300 mPa. Los elementos autoperforables, que luego llegan a usarse, tienen normalmente una resistencia en el rango entre 700 y 900 MPa y en caso excepcionales hasta unos 1250 MPa, lo cual es completamente suficiente como para perforar un agujero en la pieza de chapa cuando se lleva el elemento de union sobre la pieza de chapa, en especial cuando la pieza de chapa presenta un espesor por debajo de 3 mm. La resistencia de los elementos hasta unos 850 MPa sirven por ejemplo para elementos de clase 8, mientras que resistencias mas altas sirven para elementos de la clase 10 y 12, que normalmente hacen que se requiera un tratamiento termico y/o una eleccion de material determinada de los elementos correspondientes.

En los elementos de union utilizados el material del elemento de union tiene frecuentemente en estado bruto una resistencia de unos 380 MPa. Esta resistencia se eleva sin embargo a valores en el rango entre 700 y 900 MPa unicamente por medio de deformacion en fno, la cual se emplea para partiendo de un material en barra un elemento de fijacion por medio de deformacion en fno.

Para algunos propositos se necesitan elementos de union que presenten una resistencia superior a 900 MPa. Estos se fabrican entonces de un material que se endurece por medio del tratamiento termico, por medio de lo cual se alcanza una resistencia mayor. Tratamientos termicos de ese tipo son sin embargo indeseados en muchos casos. Representan un procedimiento diferente en comparacion a la fabricacion de los elementos de union por deformacion en fno y normalmente no se realizan en la misma fabrica, en la cual de fabrican los elementos de union, por lo cual debe ponerse en funcionamiento un coste temporal y economico considerable, para producir elementos tratados termicamente de mayor resistencia.

Por otro lado en la construccion de vefnculos se utilizan cada vez mas chapas con mayor resistencia y parcialmente tambien piezas de chapa tratadas termicamente, que presenten resistencias por encima de la zona de resistencia usual de 700 a 900 MPa para elementos de union. Tales piezas de chapa con una mayor resistencia hacen posible por un lado trabajar con planchas mas finas, por lo cual puede ahorrarse en peso, pero por otro lado hacen extremadamente diffcil el trabajar con elementos autoperforables.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Piezas de chapa con una mayor resistencia tambien se necesitan sin embargo en la construccion de vefuculos que presentan mayores espesores, ya que en algunas posiciones en el vefuculo hay aplicaciones en las cuales puede utilizarse con ventaja una pieza de chapa mas gruesa o una chapa de mayor resistencia.

Ademas en la construccion de vefuculos existe interes en trabajar en ciertas posiciones con piezas de chapa con un espesor mayor de 3,5 mm, por lo que entonces las piezas de chapa presentan resistencias que estan en la zona de los 300 MPa dada arriba. Un ejemplo para tales aplicaciones puede encontrarse en el ambito del chasis de camiones.

La invencion presente tiene como tarea el proporcionar un elemento de tuerca autoperforable que con una resistencia en el rango entre 700 y 900 MPa puedan introducirse de forma autoperforable en piezas de chapa con una resistencia mas alta o con gruesos mayores de 3,5 mm. En tales elementos de tuerca segun la invencion se trata mayoritariamente de elementos de prensado. Ademas el elemento de tuerca segun la invencion o la pieza de ensamblaje segun la invencion debe ser relativamente economica en su construccion.

Para solucionar esta tarea se preve en un elemento de tuerca del tipo mencionado en la introduccion segun la invencion, que el elemento de tuerca autoperforable presente una resistencia en el rango de los 700 y 900 MPa, en casos excepcionales de hasta 1250 MPa y, para colocar de forma autoperforable el elemento de tuerca en una pieza de chapa de mayor resistencia o en una pieza de chapa con un grueso mayor de 3,5 mm, el elemento de tuerca este colocado de esa forma, y que el canto de perforacion contigua a esta de la frontera del surco este distanciada con una altura axial por medio de una superficie perimetrica, que al menos mide el 30% y preferiblemente al menos en el 50% del espesor de la chapa, por lo que el espesor de la pared radial del tramo de perforacion en la zona de su lado frontal libre mide desde el lado exterior del tramo de perforacion hasta el diametro nominal un espesor desde 1,2 hasta 1,8 y preferiblemente 1,5 veces el espesor de la pieza de chapa previsto.

La pieza de ensamblaje correspondiente consistente en el elemento de tuerca autoperforable y una pieza de chapa se distingue por que la pieza de chapa presenta un agujero de perforacion con una forma que se corresponde con la forma del tramo de perforacion, por que el material de la pieza de chapa presenta sobre el lado de la chapa dirigido hacia la superficie de contacto de la chapa contiguo al tramo de perforacion un hueco que rodea el tramo de perforacion y por que el material del borde del agujero debido a la construccion del hueco penetra dentro del surco.

En particular se ha demostrado sorprendentemente segun la invencion que para una construccion apropiada del tramo de perforacion, en el sentido de que este este provisto con un tramo cilmdrico, al menos esencialmente, con una altura axial que mida al menos el 50% del espesor de la chapa, preferiblemente mas y que este en situacion de perforar un agujero en la pieza de chapa, cuando la pieza de chapa presente una resistencia mayor en el rango de mas de 900 hasta mas de 1600 MPa y preferiblemente de 1500 MPa, o cuando la pieza de chapa presente un espesor mayor de 3,5 mm.

La invencion no se genera sin embargo solo en la perforacion del agujero de perforacion correspondiente, sino que la pieza de chapa debe fijarse despues de la terminacion del agujero de perforacion al elemento de tuerca de manera que el elemento de tuerca este colocado sobre la pieza de chapa a prueba de giro y a prueba de prensado. Para este proposito esta previsto segun la invencion el surco en el tramo de perforacion bajo la superficie de contacto de la chapa. Se determino que tambien es completamente posible en planchas con mas resistencia o mas gruesas el deformar el material de la plancha en la zona del borde del agujero por medio de una matriz con una lengueta anular de tal forma que se cree un hueco contiguo al tramo de perforacion y el material de plancha desplazado del borde del agujero se desplaza al surco de alrededor. A continuacion se crea con motivo del desplazamiento un taponamiento del agujero considerable, que asegura un seguro contra el giro. Por medio de que el material de la chapa se deforma dentro del surco de alrededor y este se rodea sobre uno de los lados de la superficie de contacto de la chapa y sobre el otro lado de la zona del tramo de perforacion colocada sobre el lado que se aparta de la pieza de chapa de la superficie de contacto de la chapa, se crea una resistencia de prensado axial realmente alta.

Si se desea una mayor seguridad frente al giro, esto puede realizarse de diferente manera y forma. Una posibilidad consiste en proporcionar a la pieza de chapa y/o al elemento funcional una capa adhesiva, por ejemplo una tal que se endurezca a alta presion. Presiones mayores correspondientes surgen al fijar el elemento de fijacion a la pieza de chapa, por medio de lo cual se alcanza o favorece el seguro contra el giro.

Otra posibilidad consiste en conformar el tramo de perforacion o el surco en vista en planta poligonal con esquinas redondeadas en los paso de un lado del polfgono al siguiente. Por medio de la forma poligonal del tramo de perforacion o del surco se garantiza un alto seguro frente al giro.

Tambien el cabezal puede presentar una de la forma poligonal del tramo de perforacion, asf como la forma poligonal correspondiente del surco, igualmente con esquinas redondeadas. Las esquinas redondeadas son por tanto importantes porque justamente en piezas de chapa de alta resistencia los bordes afilados, que se generanan en los pasos de un lado del polfgono al siguiente, conducinan a un peligro considerable, no desdenable, ya que se forman grietas por fatiga y la union que se busca con el elemento de tuerca, falla durante el funcionamiento. Debido a la

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

forma redondeada del cabezal se asegura ademas que en el lado externo radial de la superficie de contacto de la chapa no aparecen igualmente ningunas deformaciones de la pieza de chapa que eleven la tension, por lo cual pueda reducirse el tiempo de vida.

Para aprovechar razonablemente esta forma poligonal del tramo de perforacion o del surco del cabezal, debe elegirse entre el grupo cuadrado, rectangular, pentagono o hexagono.

En una realizacion en la que el tramo de perforacion y el surco presentan una forma poligonal, existe tambien la posibilidad de conformar el cabezal circular en vista en planta, siempre que se pueda garantizar la alineacion del cabezal alrededor del eje longitudinal del elemento, ya que en una forma poligonal del tramo de perforacion o del surco la matriz de perforacion debena presentar una forma correspondiente o una abertura de perforacion correspondiente y el elemento debe entonces forzosamente alinearse segun los angulos con la matriz. Una alineacion de este tipo del elemento podna por ejemplo conseguirse por medio de dos hendiduras en forma de cono en el lado frontal dirigido hacia la pieza de chapa, por lo que salientes en forma de cono correspondientes del sello del remache encajan en esas hendiduras en forma de cono y podnan proporcionar el posicionamiento correspondiente. Tambien se podnan considerar uno o dos muescas o nervios en el penmetro del cabezal como ayuda en la alineacion.

Tambien existe la posibilidad de conformar el elemento de tuerca completo de manera que el tramo de perforacion o el nervio y el cabezal sean circulares en vista en planta, al menos esencialmente. Entonces deben tomarse otras medidas para asegurar el seguro frente al giro. Esto puede conseguirse por ejemplo por medio de prever lenguetas de seguro frente al giro que, o bien presentan la forma de nervios que se extienden en direccion axial en el tramo de perforacion, que pueden estar colocados en el tramo cilmdrico y/o en el surco, o bien presentan la forma de nervios que se extienden radialmente dentro del surco, que en vista lateral son triangulares al menos esencialmente. Estos nervios de seguro frente al giro o lenguetas, originan entonces al llevar el elemento de tuerca a la pieza de plancha a la correspondiente deformacion de la pieza de plancha, por lo que se garantiza un seguro frente al giro.

Ademas tambien existe la posibilidad, en correspondencia con la solicitud de patente europea 05013265.3 (EP 1609561) de generar caractensticas de seguro frente al giro en la pieza de chapa antes de que el elemento de tuerca se fije a la pieza de chapa, por medio de lo cual se puede alcanzar igualmente el seguro frente a giro requerido.

En esta posicion se deben referir diferentes escritos del estado de la tecnica. El antiguo escrito de Estados Unidos US-A-3,775,791 publica elementos de fijacion que en vista en planta son aproximadamente cuadrados, que presentan ranuras en dos lados opuestos que estan pensados para la recogida de material de la chapa. Los elementos mostrados en la figura 12 del escrito mencionado estan pensados para la insercion autoperforable en una pieza de chapa. Sin embargo no puede deducirse del mencionado escrito ninguna pista segun la cual tales elementos pudieran adaptarse a piezas de chapa de mayor resistencia. En la practica el caso es el contrario, ya que la realizacion en cantos agudos en la zona de los nervios conducen a grietas por fatiga en la pieza de chapa, lo cual es un problema el piezas de planta de alta resistencia.

El documento WO 94/01688 publica en la figura 17 un elemento de tuerca con un cabezal que forma un flanco y con un tramo de remache, que esta colocado por debajo de la superficie de contacto de la chapa del cabezal. El elemento no esta pensado como elemento autoperforable, y ademas no presenta ningun surco alrededor por encima de un tramo de perforacion. La forma estrangulada del tramo del remache construye sin embargo una hendidura de tipo surco alrededor del tramo de perforacion, solo que esta hendidura se extiende mas en direccion axial del cabezal dentro de la superficie de contacto de la chapa del cabezal que los nervios que se extienden radialmente sobre la superficie de contacto de la chapa, los cuales proporcionan el seguro frente al giro. Tales nervios de seguro frente al giro no pueden de todas formas utilizarse con planchas de alta resistencia, ya que debido al material blando del cabezal pueden presionarse hasta quedar planas al fijar el elemento de tuerca sobre la pieza de chapa. Ademas la hendidura no se corresponde ya mas con el surco alrededor en un tramo de perforacion bajo la superficie de contacto de la chapa.

El elemento segun el documento US-A-3,253,631 esta construido sin embargo como elemento autoperforable, pero aqrn tampoco esta colocada el surco correspondiente bajo la superficie de contacto de la chapa, sino que se encuentra axial por debajo dentro del cabezal del elemento. El elemento de este escrito de patente Us tampoco esta pensado para la utilizacion con piezas de chapa de alta resistencia o piezas de chapa mas gruesas.

El documento FR-A-2598189 se ocupa tambien de un elemento de prensado. Pero aqrn tambien esta colocado desplazado el surco correspondiente claramente dentro del cabezal del elemento, por lo que la zona del cabezal se inyecta de forma radial fuera del surco en la propia pieza de chapa, por medio de lo cual aparece un adelgazamiento indeseado de la pieza de chapa. El elemento segun el escrito frances tampoco esta pensado como elemento autoperforable y tampoco es apropiado para la utilizacion con piezas de chapa de alta resistencia.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Formas de realizacion preferidas del elemento de tuerca o de la piezas de ensamblaje de la presente invencion resultan de las reivindicaciones secundarias as^ como de la siguiente descripcion de ejemplos de la mano de los dibujos acompanantes, en los cuales se muestra siempre a escala real lo siguiente:

Las Figuras 1A - 1C son representaciones de una primera realizacion segun la invencion de un elemento de tuerca en una representacion en perspectiva (Figura 1A), una vista axial del lado frontal izquierdo en la Figura 1A del elemento (Figura 1B) y una vista lateral del elemento segun la invencion parcialmente en corte axial (Figura 1C).

La Figura 2A son las herramientas que se utilizan para la fijacion del elemento de tuerca segun la invencion segun la Figura 1a en una pieza de chapa.

La Figura 2B es una vista correspondiente a la Figura 1C, pero con elemento de tuerca fijado a la chapa,

La Figura 2C es una representacion ampliada de la union positiva entre el elemento de tuerca segun la invencion y la pieza de chapa segun la Figura 2B,

Las Figuras 3A - 3C, Figuras 4A - 4C, Figuras 5A - 5C representaciones correspondientes a las Figuras 1A - 1C, pero de otros elementos de tuerca segun la invencion.

La Figura 6A es una representacion segun la Figura 2A, pero de las herramientas que se utilizan cuando el elemento de tuerca segun la invencion se coloca en una pieza de plancha relativamente fina,

Las Figuras 6B, 6C son representaciones segun las Figuras 2B y 2C, pero para el ensamblaje consistente en una pieza de plancha relativamente fina y un elemento segun la invencion,

La Figura 7A es herramientas modificadas, que pueden llegar a ser utilizadas,

La Figura 7B es una vista en planta sobre el ensamblaje generado por la utilizacion de la herramienta segun la Figura 7A, con indicacion del plano de corte C-C.

La Figura 7C es un dibujo en seccion correspondiente al plano de corte C-C en la Figura 7B,

La Figura 7D una representacion aumentada de la zona marcada en cfrculo segun la Figura 7C,

Las Figuras 8A, 8B una representacion en perspectiva del ensamblaje que resulta cuando el elemento de tuerca segun las Figuras 1A - 1C se coloca en una pieza de plancha relativamente gruesa, y en particular desde arriba en la Figura 8A y desde abajo en la Figura 8B,

Las Figuras 9A, 9B son representaciones segun las Figura 8A y 8B, pero con una pieza de plancha relativamente fina,

Las Figuras 10A, 10B son dibujos correspondientes a las Figura 8A, 8B, pero en la colocacion del elemento de tuerca segun las Figuras 1A - 1C en por ejemplo una moldura de la pieza de plancha,

Las Figuras 11A, 11B son representaciones segun las Figuras 2B y 2C, pero utilizando un elemento de tuerca con nervios de seguro frente al giro en el surco, asf como en la superficie del penmetro del tramo de perforacion bajo el surco,

Las Figuras 12a - 12C representaciones segun las Figuras 1A - 1C, pero de un elemento de tuerca segun la invencion con nervios de seguro frente al giro que se extienden de forma axial a lo largo del tramo de perforacion, y en particular sobre la superficie de circunvalacion y en el surco, y

Las Figuras 13A - 13C son representaciones correspondientes a las Figuras 12A - 12C, pero con otra colocacion de los nervios de seguro frente al giro.

Las Figuras. 1A a 1C muestran primero una primera forma de realizacion de un elemento de tuerca 10autoperforable segun la invencion con una resistencia en la zona entre 700 y 900 Mpa, en casos excepcionales hasta 1250 Mpa que se pone para el prensado en una pieza de plancha, por lo que el elemento de tuerca presenta las siguientes caractensticas:

Un cabezal 14 que forma un flanco 12, un orificio medio 16 en el cabezal 14, que se pone para la recogida de un elemento de perno (no mostrado) y presenta un eje longitudinal medio 18, una superficie de contacto de la chapa 20 construida sobre el flanco 12 que esta en un plano perpendicular, al menos en parte, al eje longitudinal 18, asf como un tramo de perforacion 22 que se extiende en el lado de la superficie de contacto de la chapa alejandose desde el cabezal en direccion del eje longitudinal. El elemento de perno puede ser por ejemplo un perno roscado, por lo cual el elemento 10 de tuerca esta provisto de un cilindro roscado 24, es decir, el orificio 16 es un orificio roscado. Sin embargo tambien puede ser un perno en forma de perno de soporte. En este caso se sustituye el cilindro roscado por un orificio liso. El orificio siempre podna realizarse primero como orificio liso y dimensionarse de forma que pueda llegarse a utilizar un perno que forma rosca o que corta una rosca.

Para colocar de forma autoperforable el elemento de tuerca 10 en una pieza de chapa de mayor resistencia o en una pieza de chapa con un grueso mayor de 3,5 mm, el elemento de tuerca se coloca de forma que el tramo de perforacion 22 presente un surco 26 bajo la superficie de contacto de la chapa 20, esto es sobre el lado de la chapa que limita con el cabezal, y de forma que presente otro canto de perforacion 28 en su lado frontal 30 libre, por lo que el canto 28 de perforacion esta separado de la frontera 32 contigua a este del surco 26 por medio de una superficie perimetral 34 con una altura axial h, que al menos corresponde al 50% del espesor de la chapa. La frontera superior del surco 26 esta colocada aqrn, al igual que en todas las otras formas de realizacion segun la invencion, en el mismo plano que la superficie de contacto de la chapa.

El elemento de tuerca autoperforable de las Figuras 1A a 1C, asf como todos los demas elementos de tuerca aqrn publicados correspondientes al tema presente, se exponen especialmente para la utilizacion con piezas de chapa

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

con una resistencia en el rango de mas de 900 Mpa hasta mas de 1600 Mpa, preferiblemente de unos 1500 Mpa. Es importante que se disponga de suficiente material detras, es decir sobre el lado del cabezal del canto de perforacion 28 en la zona de la mencionada superficie del penmetro 34. Ademas el tramo de perforacion debe estar el mismo colocado de forma, es decir con un espesor radial y una altura h, que no aparezca ninguna deformacion indeseada bajo las fuerzas de perforacion. En la practica esto significa que la altura axial h y el espesor radial r del tramo de perforacion deben ser dimensionados como sigue:

La altura axial de la superficie del penmetro mencionada debe corresponderse al menos en un 30% y preferiblemente al menos en un 50% con el espesor de la chapa, por lo que son posible alturas axiales de hasta el 100% del espesor de la chapa e incluso mas, cuando se coloca en la pieza de chapa dentro de una moldura. Por lo general es importante que el lado frontal libre no sobresalga sobre el lado de la chapa que limita con el cabezal, por lo que normalmente el lado frontal libre debe retrotraerse hasta unos 0.02 mm frente al lado mencionado de la pieza de chapa. Por medio de esto puede atornillarse directamente otra pieza en la pieza de chapa, y se alcanza la fijacion directa de la pieza con la pieza de chapa. Esto significa sin embargo que la altura axial del tramo de perforacion, esto es de la superficie del penmetro junto con el surco, no puede ser mayor del 100% del espesor de la pieza de plancha, es sei denn, el elemento de tuerca esta colocado dentro de una moldura en la pieza de chapa. En este caso la eleccion de la profundidad axial de la moldura posibilita siempre una colocacion por la cual el lado frontal libre del tramo de perforacion del elemento de tuerca esta siempre retrotrafdo del plano del lado de la pieza de chapa que limita con el cabezal del elemento de tuerca fuera de la moldura, y en particular independientemente del espesor de la pieza de chapa concreta.

El espesor radial de la pared r del tramo de perforacion en la zona de su lado frontal libre desde el lado externo hasta el diametro nominal de la rosca (esto es del diametro exterior de la rosca, es decir para una rosca M8 un diametro de 8 mm y un radio de 4 mm) esta en un rango entre 1,2 a 1,8 y preferiblemente 1,3-1,7 y en especial en aproximadamente 1,5 veces el espesor de la pieza de chapa previsto.

Si el espesor radial de la pared r se elige demasiado pequeno, existe el peligro de la deformacion indeseada del tramo de perforacion, en particular en circunstancias desfavorables respecto a la tolerancia. Sin embargo si se elige demasiado grande, el elemento de tuerca se vuelve demasiado pesado. El valor entre 1,5 veces el espesor la la pieza de chapa se ha demostrado como apropiado.

En tramos de perforacion no cuadrados o en forma de cfrculo la medida r debe entenderse como el espesor radial de la pared mas pequeno, como se muestra en la Figura, por lo que la medida r puede elegirse entonces algo menor que 1,5 veces el espesor de la pieza de chapa, por ejemplo 1,2 veces el espesor de la pieza de chapa.

La Figura 2A muestra de forma esquematica las herramientas que se utilizan para perforar el elemento de tuerca segun la Figura 1A a 1C o elementos similares en una pieza de chapa 40. La herramienta consiste en un remache 42, que esta provisto de una admision 44 que esta adaptada a la forma de cabeza del elemento de tuerca 10, de manera que el tramo de perforacion 22 sobresale del lado frontal inferior 46 del remache 42. La superficie de contacto de la chapa 20 del elemento de tuerca 10 descansa en el mismo plano que el lado frontal 46.

Remaches de este tipo se conocen muy bien y se colocan normalmente para la introduccion automatica de elementos de tuerca de una reserva en la admision 44. Ejemplos de tales remaches se dan entre otros en los documentos de patente europea EP-755749 B2 del presente solicitante. Ademas se podna por ejemplo llegar a utilizar un remache segun se describe en el documento GB-A-93410.

Bajo la pieza de chapa 40 se encuentra una matriz 50 con una abertura 52 media, cuya forma en seccion se corresponde con la del tramo 22 de perforacion, por lo que la abertura 52 de la matriz se realiza apenas mayor que el tramo de perforacion 22, para que este encaje con poco juego en la abertura 52. Por ejemplo la abertura 52 podna ser aproximadamente 0,01 mm mayor en comparacion con el tramo de perforacion 22. La abertura 52 tiene un eje longitudinal medio 54, que se alinea con el eje longitudinal medio 18 del elemento de tuerca 10.

Debido a que la abertura 52 de la matriz debe recoger el tramo 22 de perforacion al menos en la zona de su canto frontal, la matriz en la herramienta correspondiente de la prensa debe construirse en correspondencia con la construccion del elemento de tuerca 10 en el remache.

Ademas debe mencionarse que el pasaje 56 bajo la abertura 52 diverge de este, para que el desecho de perforacion que se forma cuando el elemento de tuerca 10 se presiona por medio de una fuerza que actua en direccion de la flecha F contra la pieza de chapa y contra la matriz, por medio de lo cual se perfora hacia fuera de la pieza de chapa un desecho de perforacion por medio de la cooperacion entre el tramo de perforacion 22 y la matriz 50, finalmente se elimine por el pasaje 56 que diverge. En esta figura puede integrarse un asf llamado pisador (no mostrado) en el remache. Este pisador tiene como tarea, antes de la perforacion de la pieza de chapa 40, el presionar esta fuertemente contra el lado frontal 58 de la matriz o contra la herramienta que recoge la matriz 50.

Usualmente la matriz 50 se recoge en la herramienta inferior de una prensa, y en particular para que el lado frontal superior en la Figura 2A se coloque unido con la superficie de la herramienta inferior. El remache 42 se monta entonces o bien sobre una placa intermedia de la prensa o en la herramienta superior de la prensa. Tambien es

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

igualmente posible acomodar la matriz 50 en la placa intermedia de una prensa, y entonces el remache 42 en la herramienta superior de la prensa. Ademas son posibles las ordenaciones al contrario, en las cuales la matriz 50 se coloca por encima del remache 42, por ejemplo de manera que el remache 42 este colocado apuntando hacia arriba en la herramienta inferior de la prensa o en la plaza intermedia de la prensa, mientras que la matriz entonces se colocana consecutivamente tambien en la posicion contraria respecto a la Figura 2A en la placa intermedia de la prensa o en la herramienta superior de la prensa.

Finalmente no es obligatorio utilizar una prensa para perforar el elemento de tuerca 10, sino que esta funcion podna ser asumida por un robot equipado con las herramientas correspondientes o con unas tenazas accionadas por fuerza.

Alrededor de la abertura 52 de la matriz se encuentra la lengueta 60, que muestra en vista en planta una forma cuadrada con esquinas redondeadas en correspondencia con la forma de contorno del tramo de perforacion 22. La lengueta 60 tiene un flanco 61 perpendicular, que rodea la abertura 52 y un flanco 63 inclinado.

Al cerrar la prensa o la herramienta segun la Figura 2A el tramo de perforacion 22 perfora un desecho de perforacion de la pieza de chapa 40, que entonces cae a traves del pasaje 56 de la matriz y puede ser eliminado de la prensa. La perforacion de la pieza de plancha se consigue debido a fuerzas de cizallamiento, que surgen entre el canto de perforacion 28 del tramo de perforacion 22 y la frontera de la abertura 52 sobre el lado superior de la matriz.

Durante la perforacion de la pieza de chapa la pestana anular 60 tambien presiona contra la parte inferior de la pieza de chapa y forma allf un hendidura 62, que se extiende alrededor del tramo de perforacion 22 en la zona de su canto frontal. El material que surge de la formacion de la hendidura 62, se ve forzado a fluir en el surco 26, debido a la compresion sustancial de la prensa, por medio de lo cual la pieza de plancha 40 se une en union positiva con el elemento de tuerca 10, El elemento de tuerca 10 esta propiamente sujeta alrededor del eje 18 en la pieza de chapa a prueba de giro, ya que aqrn la forma cuadrada del tramo 22 de perforacion, que esta colocada en una abertura de perforacion adaptada en forma en la pieza de chapa 40, evita un giro al contrario de la pieza de chapa y del elemento de tuerca. Por medio del material que se encuentra en el surco 26, no solo se genera un alto taponamiento del agujero entre la pieza de chapa y el elemento de tuerca, que tambien contribuye al seguro frente al giro, sino que tambien se genera una union positiva, de manera que el prensado del elemento de tuerca sobre la pieza de chapa 40 en la direccion de prensado 66 no es posible, o solo al ejercer fuerzas destructivas sustanciales. Por ello el peligro de que el elemento de tuerca 10 sea presionado hacia abajo en la direccion contraria (contraria a la direccion de movimiento 66), no se da, ya que la superficie de contacto de la chapa 20 esta asentada totalmente plana sobre la superficie de la pieza de chapa 40 y evita esto.

La superposicion en la zona del surco del tramo de perforacion se muestra en gran extension en la Figura 2C. Durante el funcionamiento se coloca otra pieza en la parte inferior de la pieza de plancha 40 en la Figura 2A, y en particular por medio de un perno roscado, cuya rosca que viene des abajo en la Figura 2B se atornilla en la rosca 24. Se ve de los dibujos en las Figura 2B y 2C que el lado frontal 30 inferior del tramo de perforacion 22 esta ligeramente retrotrafdo del lado inferior 68 de la pieza de chapa. Esto significa que, en la situacion de roscado, es decir cuando se fija otra pieza en la pieza de plancha 40 por medio del perno roscado arriba mencionado, el lado frontal 30 del elemento de tuerca esta posicionado de manera que la pieza de placa 40 y la otra pieza, al menos en la zona del elemento de tuerca, estan colocadas planas una respecto a la otra y pueden ser una contra otra, en el sentido de una union roscada de alta calidad.

El elemento de tuerca autoperforable segun el presente tema esta preferiblemente colocado de forma que el tramo de perforacion y el surco sean poligonales en vista en planta con esquinas redondeadas 36 y 36' en los pasos de un lado del polfgono al siguiente. En el ejemplo de la Figura 1A hasta 1C la forma poligonal es cuadrada. En el elemento de tuerca segun las Figuras 3A hasta 3C es pentagonal. En la Figura 4A hasta 4C es rectangular con dos lados de diferente largo. Por lo demas, la descripcion de la Figura 1A hasta 1C sirve tambien para la Figuras 3A hasta 3C y 4A hasta 4C, por ello allf tambien se utilizan los mismos signos de referencia y la descripcion previa sirve tambien para estas formas de realizacion. Tambien se nota en todas estas formas de realizacion que tambien el cabezal 14 presenta en vista en planta una de las formas poligonales del tramo de perforacion 22 y la forma poligonal correspondiente del surco 26, igualmente con esquinas redondeadas 36''. Tambien los pasos 38,38'' desde la superficie de contacto de la chapa 20 en la pared lateral del cabezal o desde la pared lateral del cabezal 14 en el lado frontal 39 dirigido hacia el tramo de perforacion del elemento de tuerca estan preferiblemente redondeados, una forma que sin mas puede generarse en la fabricacion del elemento de tuerca por medio de percusion en fno, por lo que los cantos 38 redondeados ya contribuyen a que no se cree ninguna grieta por fatiga sobre la superficie de la pieza de chapa vecina al cabezal 14.

En una comparacion de las Figuras 1A a 1C, Figuras 3A a 3C y Figuras 4A a 4C puede verse que la altura axial del tramo de perforacion o de la superficie del penmetro 34 se adapta al espesor de la pieza de chapa correspondiente. Mientras que los elementos de tuerca segun las Figuras 1A a 1C, Figuras 3A a 3C y Figuras 4A a 4C estan disenados mas bien para piezas de chapa gruesas altamente resistentes de 2,0 mm de espesor, las Figuras 5A a 5C muestran un elemento de tuerca 10 parecido al de la Figuras 1A a 1C, que sin embargo esta disenado para piezas de chapa altamente resistentes mas finas, por ejemplo las de un espesor de pieza de chapa de 0,5 mm. Diferentes

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

del elemento de tuerca segun las Figuras 1A a 1C es en principio solo la altura axial h' de la superficie de penmetro mencionada del tramo de perforacion 22, as^ como la altura axial del surco 26, que estan ambos realizados en adaptacion a la pieza de chapa. Las Figuras 5A hasta 5C presentan los mismo signos de referencia como las Figuras 1A a 1C y la descripcion previa vale igualmente para las caractensticas correspondientes. El elemento de tuerca 10 segun las Figuras 5A a 5C se coloca en la pieza de chapa 40 segun la Figura 6A por medio de las herramientas allf mostradas, que estan disenadas igual que las herramientas de las Figuras 2A a 2C, por lo que aqrn tambien se utilizan los mismos signos de referencia, por lo que la descripcion previa vale igualmente para las caractensticas correspondientes.

La unica diferencia significativa entre la realizacion segun la Figura 2A a 2C y la Figura 6A a 6C esta en que la lengueta 60 de la matriz presenta igualmente una pequena elevacion del tramo de perforacion para adaptarse a la altura mas pequena del tramo de perforacion. La pieza de ensamblaje terminada segun las Figuras 6A y 6C se coloca igual que la pieza de ensamblaje terminada segun las Figuras 2b y 2C, es decir el lado frontal 30 del tramo de perforacion 22 esta ligeramente retrotrafdo tras el lado 68 de la pieza de chapa dirigido hacia la superficie de apoyo 20, para satisfacer la situacion constructiva descrita hasta ahora.

Las figuras 7A a 7D muestran otra posibilidad para la fijacion de un elemento de tuerca en una pieza de chapa 40, aqrn una pieza de chapa de espesor medio, por lo que realmente esta realizacion puede utilizarse para todos los espesores de chapa que se planteen, por ejemplo desde aproximadamente 0,5 a 2,0 mm para piezas de chapa altamente resistentes o hasta 3,5 mm y de ah en adelante para piezas de chapa gruesas de resistencia normal. En este ejemplo la pieza de chapa esta provista de una moldura 70, por lo que el lado 72 de la pieza de chapa 40 dirigido hacia la superficie de contacto de la chapa 20 descansa directamente fuera de la moldura 70 en un plano E, y el lado frontal 30 libre del tramo de perforacion 22 dentro de la moldura 70 sobresale dentro de la moldura 70 del lado 76 de la pieza de chapa dirigido hacia la superficie de contacto de la chapa 20, pero esta retrotrafdo de la superficie E mencionada.

Para posibilitar esta realizacion pueden utilizarse herramientas parecidas a las de las Figuras 2A a 2C o 6A a 6C, pero con algunas modificaciones que ahora se explican en mas detalle.

En conexion con las Figuras 7A-7D se utilizan los mismos signos de referencia para caractensticas o piezas que antes, que tengan el mismo diseno o funcion. Solo las piezas o caractensticas diferentes se describen separadamente. Se entiende que la descripcion previa para piezas o caractensticas que se identifican con los mismo signos de referencia, valen igualmente para esta forma de realizacion.

A continuacion puede verse en la Figura 7A que el elemento de tuerca 10 esta ahora colocado algo mas retrotrafdo en el remache 52 y que el lado frontal inferior de la cabeza del remache presenta alrededor del elemento de funcion una hendidura 80 adaptada a la forma de la moldura 70. La superficie base 82 de la hendidura se alinea ahora con la superficie 20 de contacto de la chapa del elemento de tuerca 10. La pieza de chapa 40 con la moldura 70 esta colocada entre el remache 42 y la matriz 50 y se ve de la Figura 7A que la moldura 70 esta prefabricada en un paso de procesado anterior. Esto sin embargo no se requiere forzosamente, como se aclara a continuacion.

En cualquier caso la hendidura 80 esta colocada en el extremo inferior del remache de forma que se corresponde con el contorno externo 74 de la moldura 70, es decir de la forma por encima de la pieza de chapa 40 en la Figura 7A.

La moldura 70 en la pieza de chapa 40 tambien requiere que la matriz sea modificada, y en particular de forma que la lengueta perimetrica 60 se encuentre ahora sobre un escalon circular 88, que este adaptado a la forma interna de la moldura segun la Figura 7A. Con esta realizacion se logra la perforacion de la pieza de chapa 40 en la zona de la base 90 de la moldura, y en particular exactamente igual que como se describio previamente.

La situacion de ensamblaje puede extraerse de las figuras 7C o 7D, donde el dibujo en seccion segun la Figura 7C se realiza en correspondencia a la lmea de corte C-C de la Figura 7B. Debido a este plano de corte, que se conduce sobre el lado izquierdo de la Figura 7B por medio de la esquina redondeada del tramo de perforacion, el elemento de tuerca 10 presenta una dimension radial mas grande a la izquierda del eje medio 18 en la Figura 7C que sobre el lado derecho de la figura 7C, por lo que el plano de corte se realiza por el medio de un lado recto del tramo de perforacion 22 cuadrado en vista superior.

Se ve de la Figura 7C que aqrn la pieza de chapa 40 en la zona base 90 de la moldura llena completamente el surco 26 y que la ranura anular 62 esta colocada en la pieza de chapa en la parte inferior de la base 90 de la moldura 70. Tambien se ve de las Figuras 7C a 7D que en esta forma de realizacion la superficie 34 de circunvalacion del tramo de perforacion 22 esta realizado con una altura axial, que es incluso ligeramente mayor que el espesor de la chapa. Esto asegura que el tramo de perforacion 22 es lo suficientemente estable como para perforar la pieza de chapa 40. Por medio de que el surco 26 recoge aqrn la pieza de chapa, la superficie de circunvalacion 34 del tramo de perforacion 22 descansa bajo el lado 76 dirigido hacia el lado de contacto de la chapa del elemento, pero aun dentro de la moldura 70, de modo que la situacion de roscado deseada esta garantizada en el roscado de otra pieza sobre el lado inferior de la pieza de chapa en las Figuras 7C o 7D, ya que la pieza de chapa 40 y la otra pieza estan

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

colocadas en plano una sobre la otra fuera de la moldura y al apretar el perno roscado se tira del elemento 10 de tuerca contra la otra pieza con el proposito de una tension del material de chapa de la moldura 70, de manera que la otra pieza tambien sea presionada contra el lado frontal 30 del tramo de perforacion 22. Debe senalarse que la cantidad alrededor de la cual el lado frontal 30 esta retrotrafda del plano de la pieza de chapa fuera de la moldura (el lado inferior de la pieza de chapa fuera de la moldura), es en la practica relativamente pequena y normalmente mide entre 0 y 0,02 mm. Aunque las Figuras 7A a 7D muestran la utilizacion de una pieza de plancha 40 con una moldura 70 prefabricada, esto no es forzosamente obligatorio. Se puede trabajar igualmente con una pieza de chapa 40 plana, por lo que la moldura se fabrica entonces simultaneamente con la perforacion del elemento de tuerca 10.

Las Figuras 8A y 8B muestran en una representacion en perspectiva la situacion que existe cuando el elemento de tuerca 10 se coloca en una pieza de chapa sin moldura. De la Figura 8A se ve que el cabezal 14 del elemento de tuerca 10 descansa sobre la superficie de la pieza de chapa 40, pero sin embargo no se proyecta en esta superficie. La Figura 8B muestra la pieza de chapa segun la Figura 8a desde abajo. Aqrn es evidente que el lado frontal 30 del elemento de tuerca 10 no sobresale sobre el lado de la pieza de chapa, que esta dirigido hacia la superficie de contacto de la chapa del elemento de tuerca 10.

Las Figuras 9A y 9B muestran entonces la misma situacion, pero aqrn con una pieza de chapa mas fina bajo la utilizacion del elemento de tuerca 10 segun la Figura 5A a 5C. Aqrn la superficie 20 de contacto de la chapa del cabezal 14 del elemento de tuerca 10 descansa sobre el lado superior de la pieza de chapa en la Figura 9A, sin que el cabezal en la pieza de chapa 40 este colocado desplazado. Tambien len la Figura 9B puede verse que el lado frontal 30 del elemento de tuerca 10 no sobresale por encima del lado correspondiente de la chapa.

Las Figuras 10A y 10B muestran entonces la colocacion correspondiente cuando se utiliza una moldura. Aqrn la superficie de contacto de la chapa 20 del elemento de tuerca 10 descansa sobre el lado superior de la superficie base de la pieza de chapa 40 en la Figura 10A, mientras que de la Figura 10B, es decir, en la representacion sobre el lado inferior de la pieza de chapa segun la Figura 10A, puede verse que el lado frontal 30 del elemento de tuerca 10 no sobresale sobre el lado de la chapa 68 en la Figura 10B de la pieza de chapa.

En todas las realizaciones el material de la pieza de chapa se recoge en union positiva en el surco 26. Los otros signos de referencia utilizados deben entenderse como previamente, es decir la descripcion previa vale igualmente para caractensticas de forma, que se designen con los mismos signos de referencia.

Mientras que en las figuras previas el cabezal del elemento de tuerca 10 es poligonal en vista desde arriba, esto no es forzosamente obligatorio, sino que el cabezal 14 puede ser por ejemplo redondo en vista superior, como se muestra en las Figuras 11A, 11B, 12A y 12B, y en particular o bien con una realizacion del ramo de perforacion, en la que tanto la superficie perimetrica del tramo de perforacion como tambien el surco son poligonales y muestran esquinas redondeadas, como tambien con un tramo de perforacion que el mismo es redondo o aproximadamente redondo en vista desde arriba, como se muestra en las Figuras 11A, 11b, 12A y 12B.

Las Figuras 11A y 11B muestran ademas como mediante el diseno de la matriz de perforacion un elemento de tuerca 10, que esta colocado para un espesor de chapa dentro de ciertos lfmites, que se fijan por medio de la estabilidad del tramo de perforacion en comparacion con el espesor y resistencia de la pieza de chapa, tambien puede utilizarse para una pieza de chapa aun mas gruesa, en el sentido de que la matriz de perforacion para construir una hendidura pronunciada se coloca en la parte inferior de la pieza de chapa en la Figura 11A o 11B.

Cuando el tramo de perforacion o el surco esta realizado en forma poligonal, se alcanza con ello la proteccion frente al giro requerida por medio de una union positiva con la pieza de chapa. Sin embargo cuando el tramo de perforacion o el surco estan realizados en redondo puede requerirse tomar otras medidas de proteccion frente al giro. Una posibilidad esta en proveer al elemento de tuerca en la zona de la superficie de contacto de la chapa 20 y del surco 26 con un pegamento, por ejemplo uno tal que se endurezca bajo presion.

Otra posibilidad, que se muestra en las Figuras 11A, 11B, 12 A y 12B, consiste en proporcionar lenguetas 91 de proteccion frente al giro que presenten la forma de nervaduras que se extienden en direccion axial en el tramo de perforacion, que pueden estar colocadas sobre el tramo 34 cilmdrico y pueden estar colocadas en el surco 26.

Cuando el elemento de tuerca esta provisto de lenguetas de proteccion frente al giro, que presenten la forma de nervaduras que se extienden en direccion axial en el tramo de perforacion, que esten colocadas sobre la superficie perimetrica y/o en el surco, se forman en la pieza de ensamblaje finalizada hendiduras 92 de proteccion frente al giro correspondientes a la forma de las nervaduras de proteccion frente al giro en el borde del agujero de la pieza de chapa.

De forma alternativa a esto se pueden prever, como muestran las Figuras 13A a 13 C, nervaduras 94 que se extiendan de forma radial dentro del surco, que sean triangulares en vista lateral, al menos esencialmente.

Cuando el elemento de tuerca esta provisto de lenguetas 94 de proteccion frente al giro que presentan la forma de nervaduras que se extienden de forma radial dentro del surco, que sean triangulares en vista lateral, al menos

5

10

15

20

25

esencialmente, la pieza ensamblaje terminada presenta hendiduras de proteccion frente al giro correspondientes a la forma de las nervaduras de proteccion frente al giro en el borde del agujero de la chapa.

El resultado de la colocacion del elemento de tuerca 10 segun la presente instruccion es una pieza de ensamblaje consistente en el elemento de tuerca 10 autoperforable y una pieza de chapa 40 y se distingue por medio de que la pieza de chapa 40 presenta un agujero de perforacion con una forma correspondiente a la forma del tramo de perforacion 22, de que el material de la pieza de chapa 40 presenta sobre el lado dirigido hacia la superficie de contacto de la chapa 20 contigua al tramo de perforacion una hendidura 62 que rodea al tramo de perforacion y de que el material del borde del agujero debido a la formacion de la hendidura se desplaza al surco 26.

Es particularmente favorable cuando la pieza de chapa 40 descansa en un plano en la zona de fijacion del elemento de tuerca y tambien de forma radial fuera de esta zona y el lado frontal 30 libre del tramo de perforacion 22 esta retrotrafdo del lado dirigido a la superficie de contacto de la chapa.

En este punto se traen algunas notas. El tramo de perforacion 22 o el surco 26 pueden presentar en vista desde arriba una forma que se elige del grupo cuadrado, rectangular, pentagonal o hexagonal.

La superficie perimetrica 34 puede presentar en planos radiales cualesquiera, que incluyen el eje longitudinal 18, o bien un recorrido paralelo al eje o un angulo incluido hacia el eje longitudinal mayor de 0° o 5°, donde la superficie perimetrica 34 tiene un recorrido divergente que va desde el surco 26 hasta el canto de perforacion 28.

El transito desde la superficie perimetrica 34 al surco 26 es o redondeada o presenta la forma de una superficie inclinada, con un angulo incluido en la zona entre 30° y 75° referido al eje longitudinal medio 18 y que va en direccion desde el tramo 22 de perforacion al cabezal 14.

En todas las formas de realizacion pueden mencionarse como ejemplo para el material de los elementos de fijacion todos los materiales que en el marco de la deformacion en fno alcancen los valores de resistencia de la clase 8 segun el estandar ISO o mas altos, por ejemplo una aleacion 35B2 segun la DIN 1654.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Elemento de tuerca autoperforable (10 ) que esta disenado para el prensado en una pieza de chapa, donde el elemento de tuerca presenta las siguientes caractensticas: un cabezal (14) que forma un flanco (12), una perforacion (16) media en el cabezal provista o equipada de una rosca que presenta un diametro nominal, que esta disenada para recoger un elemento de perno y presenta un eje longitudinal medio (18), una superficie de contacto de la chapa (20) que esta construida en el flanco (12) en un plano perpendicular, al menos esencialmente, al eje longitudinal, asf como un tramo de perforacion (22) que se extiende sobre el lado de la superficie de contacto de la chapa desde el cabezal en direccion al eje longitudinal, donde el tramo de perforacion (22) presenta un surco (26) alrededor bajo la superficie de contacto de la chapa y el tramo de perforacion (22) presenta un canto (28) de perforacion en su lado frontal libre,

caracterizado por que el elemento de tuerca autoperforable presenta una resistencia en el rango entre 700 y 900 MPa, en casos excepcionales hasta de 1250 Mpa y esta disenado para la fijacion autoperforable del elemento de tuerca en una pieza de chapa (40) de mayor resistencia o en una pieza de chapa con un espesor mayor de 3.5 mm de forma que el canto de perforacion (28) esta distanciado de esta frontera contigua del surco (26) por medio de una superficie de circunvalacion (34) con una altura axial que corresponde al menos al 30% y preferiblemente al 50% del espesor de la chapa, donde el espesor de la pared radial del tramo de perforacion corresponde en la zona de su lado frontal libre, desde el lado exterior del tramo de perforacion hasta el diametro nominal, a un espesor entre 1,2 a 1,8 y preferiblemente 1,5 veces el espesor de la pieza de chapa.
2. Elemento de tuerca (10) autoperforable segun la reivindicacion 1 caracterizado por que esta disenado para ser utilizado con piezas de chapa con una resistencia en la zona de mayor que 900 a unos 1600 Mpa, preferiblemente alrededor de 1500 Mpa.
3. Elemento de tuerca autoperforable segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el tramo de perforacion (22) o el surco (26) son poligonales en vista desde arriba con esquinas redondeadas (36, 36') en los pasos de una ldo del polfgono al siguiente.
4. Elemento de tuerca autoperforable segun la reivindicacion 3, caracterizado por que tambien el cabezal (14) en vista superior presenta una forma poligonal que se corresponde con la forma poligonal del tramo de perforacion (22) y del surco (26), igualmente con esquinas redondeadas (36'').
5. Elemento de tuerca autoperforable segun una de las reivindicaciones 3 a 4, caracterizado por que el tramo de perforacion (22) o el surco (26) presentan una forma en vista superior que se elige del grupo de cuadrado, rectangular, pentagonal, o hexagonal.
6. Elemento de tuerca autoperforable segun una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que el tramo de perforacion o el surco y/o el cabezal son siempre circulares en vista desde arriba, al menos esencialmente.
7. Elemento de tuerca autoperforable segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la superficie de circunvalacion (34) en planos radiales cualesquiera, que incluyen el eje longitudinal (18) presenta o un recorrido paralelo al eje o un angulo incluido al eje longitudinal mayor de 0° a 5°, donde la superficie de circunvalacion (34) tiene un recorrido que va desde el surco (26) hasta el canto de perforacion (28) divergente.
8. Elemento de tuerca autoperforable segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el paso desde la superficie de circunvalacion (34) hacia el surco (26) esta redondeada o tiene la forma de una superficie inclinada, con un angulo incluido en la zona entre 30° y 75° referido al eje longitudinal (18) medio y que va en direccion desde el tramo de perforacion (22) al cabezal (14).
9. Elemento de tuerca autoperforable segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que estan previstas lenguetas de proteccion frente al giro (90, 94), que o bien presentan la forma de nervios (90) que se extienden en direccion axial en el tramo de perforacion, que pueden estar colocadas en el tramo (34) cilmdrico y/o en el surco (26), o bien la forma de nervios (94) que se extienden Radialmente dentro del surco, que son triangulares en vista lateral, al menos esencialmente.
10. Pieza de ensamblaje consistente en un elemento de tuerca (10) autoperforable segun una de las reivindicaciones anteriores y una pieza de chapa (14), caracterizada por que la pieza de chapa (40) presenta un agujero de perforacion con una forma correspondiente a la forma del tramo de perforacion (22), por que el material de la pieza de chapa (40) sobre el lado (68) de la pieza de chapa dirigido a la superficie (20) de contacto de la chapa presenta una hendidura (62) contigua al tramo de perforacion que rodea al tramo de perforacion (22), y por que el material del borde del agujero se desplaza al surco (26) debido a la construccion de la hendidura (62).
11. Pieza de ensamblaje segun la reivindicacion 10, caracterizada por que la pieza de chapa (40) presenta una resistencia en el rango de mas de 900 hasta unos 1400 Mpa.

5

10

15

20
12. Pieza de ensamblaje segun la reivindicacion 10 u 11, caracterizada por que la pieza de chapa (40) en la zona de fijacion del electo de tuerca (10) y tambien radialmente fuera de esta zona, descansa en un plano (E), y por que el lado frontal (30) libre del tramo de perforacion (22) esta retrotrafdo del lado dirigido a la superficie de contacto de la chapa (20).
13. Pieza de ensamblaje segun la reivindicacion 10 u 11, caracterizada por que la pieza de chapa (40) esta provista de una moldura (70), por que el lado de la pieza de chapa (40) dirigido hacia la superficie de contacto de la chapa (20) descansa en un plano (E) directamente fuera de la moldura, y por que el lado frontal (30) libre del tramo de perforacion (22) dentro de la moldura (70) sobresale del lado (76) de la pieza de chapa (40) dirigido hacia la superficie de contacto de la chapa, pero esta retrotrafdo del plano (E) mencionado.
14. Pieza de ensamblaje segun una de las reivindicaciones anteriores 10 a 13, caracterizada por que cuando el elemento de tuerca (10) esta provisto de lenguetas de seguro frente al giro, que presentan en el tramo de perforacion (22) la forma de nervios que se extienden en direccion axial, que estan colocados sobre la superficie de circunvalacion (34) y/o en el surco (26), estan construidas hendiduras (92) de seguro frente al giro correspondientes a la forma de los nervios de seguro frente al giro en el borde del agujero de la pieza de chapa (40).
15. Pieza de ensamblaje segun una de las reivindicaciones anteriores 10 a 13, caracterizada por que, cuando el elemento de tuerca (10) esta provisto de lenguetas de seguro frente al giro, que son como nervios (94) que se extienden de forma radial dentro del surco (26), que son triangulares en vista lateral al menos esencialmente, las hendiduras de seguro frente al giro estan formadas en correspondencia con la forma de los nervios de seguro frente al giro en el borde del agujero de la pieza de chapa (40).