ES2754554T3

ES2754554T3 - Tuerca de remache o perno de remache y combinación de una tuerca de remache o un perno de remache con una pieza de chapa

Info

Publication number: ES2754554T3
Application number: ES07725762T
Authority: ES
Inventors: Jiri Babej; Richard Humpert
Original assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2020-04-20
Anticipated expiration: 2027-06-01
Also published as: PT2029903T; US20130223950A1; JP2012207800A; BRPI0712519A2; US8696278B2; DE102007024494A1; WO2007137868A3; RU2008152373A; JP5214594B2; KR101434340B1; RU2435995C2; EP2029903B1; CN103644187A; CA2654240C; PL2029903T3; US20090196678A1; EP2029903A2; KR20090027651A; WO2007137796A3; WO2007137868A2

Abstract

Pieza de ensamblaje que comprende una pieza de chapa (60) y una tuerca de remache (10) que está diseñada para ser remachada con piezas de chapa que pueden presentar diferentes espesores de chapa dentro de un intervalo de espesores de chapa, en donde la tuerca de remache presenta una parte de cuerpo (12) y una sección de remache cilíndrica (14), la parte de cuerpo presenta un cilindro roscado dispuesto de manera centrada (16), una superficie de apoyo anular (18), que está situada de manera coaxial con relación al cilindro roscado en un plano (20) perpendicular al eje longitudinal (22) del cilindro roscado, así como una ranura anular (24) orientada de manera axial y dispuesta radialmente en el interior de la superficie de apoyo anular (18) y radialmente en el exterior de la sección de remache cilíndrica (14), que en el lado radialmente interior trasciende a la superficie exterior de la sección de remache cilíndrica, y en la que hay dispuestas nervaduras de seguridad contra la torsión (42) en la zona de la ranura anular (24), caracterizada por que la ranura anular (24), vista en un plano de corte axial, presenta una sección transversal en forma de U con una pared lateral radialmente exterior (30), que está realizada de manera relativamente escarpada y en el sitio más escarpado (33) presenta una inclinación con relación al eje longitudinal central de la tuerca de remache ubicada en el intervalo de aproximadamente 45° a aproximadamente -20°, y por que el volumen de la ranura anular se selecciona de tal manera que a lo largo de un intervalo de espesores de chapa, que está adaptado al respectivo tamaño de rosca, después del remachado del elemento de remache con la pieza de chapa el volumen de la zona respectivamente doblada de la sección de remache encuentra espacio dentro de la depresión anular (80) formada por la embutición de la pieza de chapa (60) en la ranura anular (24) del elemento y no sobresale por encima del lado (82) opuesto a la superficie de apoyo anular de la chapa embutida, y por que el intervalo de espesores de chapa adaptado al respectivo espesor de chapa se selecciona de la siguiente manera: Rosca M6 o 1/4 UNF - intervalo de espesores de chapa preferentemente de 0,5 mm a 2,5 mm, por lo menos de 0,6 mm a 1,5 mm, rosca M8 o 5/16 UNF - intervalo de espesores de chapa preferentemente de 0,5 mm a 2,5 mm, por lo menos de 0,6 mm a 1,5 mm, rosca M10 o 3/8 UNF - intervalo de espesores de chapa preferentemente de 1,0 mm a 3,0 mm, por lo menos de 1,0 mm a 2,5 mm, rosca M12 o 7/16 UNF - intervalo de espesores de chapa preferentemente de 1,0 mm a 3,5 mm, por lo menos de 1,0 mm a 2,5 mm.

Description

DESCRIPCIÓN

Tuerca de remache o perno de remache y combinación de una tuerca de remache o un perno de remache con una pieza de chapa

La presente invención se refiere a una pieza de ensamblaje que comprende una pieza de chapa y una tuerca de remache con una parte de cuerpo y una sección de remache con forma cilíndrica, en donde la parte de cuerpo presenta un cilindro roscado dispuesto de manera centrada, una superficie de apoyo anular que se dispone de manera coaxial con relación al cilindro roscado en un plano perpendicular al eje longitudinal del cilindro roscado, así como una ranura anular axialmente orientada que se dispone radialmente dentro de la superficie de apoyo anular y radialmente fuera de la sección de remache cilíndrica, y que en el lado radialmente interior trasciende en la superficie exterior de la sección de remache cilíndrica, y en la que se proveen nervaduras de seguridad contra la torsión en la zona de la ranura anular. La presente invención se refiere además a una pieza de ensamblaje que comprende una pieza de chapa y un perno de remache, así como una combinación de un perno de remache y una pieza de chapa.

Las tuercas de remache del tipo mencionado al principio son bien conocidas en el ámbito de los elementos de conexión en forma de las así llamadas tuercas RND de la empresa Profil Verbindungstechnik GmbH und Co. KG y con frecuencia se usan en la fabricación industrial de piezas de chapa, en particular, aunque no exclusivamente, en el ámbito de la fabricación de carrocerías. Las tuercas de remache de este tipo están protegidas y se describen en la patente europea EP 1116891.

En la práctica, estas tuercas RND normalmente se aplican a la pieza de chapa por medio del procedimiento de remachado de agujero de apriete de acuerdo con la patente europea 593793. Éste procedimiento requiere que la pieza de chapa primero se provea con una elevación aproximadamente cónica, que la sección de remache de la tuerca de remache se haga pasar a través de un agujero en la elevación cónica y que la elevación cónica se aplane a presión por lo menos parcialmente con rebordeado simultáneo de la sección de remache, por lo que se produce una “estrangulación” sustancial entre la pieza de chapa y la tuerca de remache, que apoya el seguro contra torsión por las nervaduras de seguridad contra torsión que se extienden radialmente, y que puentean la ranura anular orientada axialmente. En la vista lateral, estas nervaduras de seguridad contra la torsión presentan una forma que corresponde a la de la ranura anular, y presenta una abertura máxima que corresponde aproximadamente a la profundidad máxima de la ranura anular. Debido a que la ranura anular axial en el lado radialmente exterior presenta una forma oblicua y se representa sustancialmente como una superficie cónica con un ángulo de cono encerrado de aproximadamente 135°, la altura axial de las nervaduras de protección contra la torsión se va reduciendo hasta cero en dirección hacia la superficie de contacto anular. Por lo tanto, la pieza de chapa no es cortada por las nervaduras de protección contra la torsión en la zona de la sección de remache rebordeada, y el reborde del remache puede ser recibido en el lado inferior cóncavo de la elevación cónica parcialmente aplanada a presión. En el uso práctico de la pieza de chapa producida de esta manera, un elemento constructivo adicional se aplica a la pieza de chapa sobre el lado del reborde de remachado y se fija allí por medio de un tornillo, que se atornilla dentro del cilindro roscado desde el lado del reborde de remachado. A este respecto, la pieza de chapa se aprisiona entre el elemento constructivo y la superficie de contacto anular mediante el apriete del tornillo, y así se produce una unión atornillada de alta calidad entre la pieza de chapa y el elemento constructivo.

Una ventaja adicional de una tuerca de remache RND consiste en que se puede usar con diferentes espesores de chapa, sin que para cada espesor de chapa se requiera una correspondiente tuerca de remache con una longitud particular de la sección de remache o una forma específica de la ranura anular.

La elevación cónica frecuentemente no se aplana completamente a presión. Esto es perfectamente admisible y para algunas aplicaciones incluso es deseable, ya que la elevación cónica restante se somete a una carga de compresión durante la operación de atornillado, y esto produce una unión atornillada muy rígida que absorbe muy bien las fuerzas variables que se presentan durante el funcionamiento. Sin embargo, un componente de ensamblaje de este tipo, sobre todo en el caso de chapas relativamente delgadas, por el redondeamiento prácticamente inevitable desde el punto de vista técnico de la fabricación del elemento radialmente en el exterior de la superficie de apoyo anular, reforzado por el desarrollo cónico todavía visible de la pieza de chapa, causa la impresión de que el elemento no está bien remachado sobre la pieza de chapa, aunque esto en general no es el caso.

En la práctica existen además otras aplicaciones posibles, en las que el lado del reborde de remachado de la pieza de chapa debe ubicarse dentro de lo posible en un mismo plano, de tal manera que una elevación cónica restante debe mantenerse tan reducida como sea posible, y en la que una eventual depresión anular, que existe radialmente en el exterior del reborde de remachado y radialmente dentro de la superficie de apoyo de chapa de forma anular de la tuerca de remache, debe mantenerse tan pequeña como sea posible en su extensión radial. pero aun así es necesario producir una unión atornillada altamente resistente, con buenas propiedades de resistencia contra el desatornillado y la expulsión a presión, en particular en el caso de piezas de chapa delgadas de, por ejemplo, 0,6 mm de espesor. Además, en algunas aplicaciones es deseable lograr una pequeña altura constructiva del componente de ensamblaje, formado por la tuerca de remache y la pieza de chapa.

El objetivo de la presente invención consiste en satisfacer las exigencias arriba mencionadas y proveer un componente de ensamblaje con un elemento de remache o un perno de remache, que independientemente del espesor de la chapa se asiente de manera plana sobre la superficie de la chapa, y en el que el reborde de remachado no sobresalga por debajo del lado inferior de la chapa.

Este objetivo se logra a través de un componente de ensamblaje de acuerdo con la reivindicación 1.

Se provee una tuerca de remachado, que se caracteriza por que la ranura anular, vista en un plano de corte axial, presenta una sección transversal en forma de U con una pared lateral radialmente exterior, que está realizada de manera relativamente escarpada y que en el sitio más escarpado presenta una inclinación con relación al eje longitudinal central de la tuerca de remache ubicada dentro del intervalo de aproximadamente 45° a aproximadamente -20°, preferentemente de aproximadamente 30° a aproximadamente 0°, y que el volumen de la ranura anular se selecciona de tal manera que a lo largo de un intervalo de espesores de chapa, adaptado al respectivo tamaño de rosca, el volumen de la zona respectivamente doblada de la sección de remachado encuentra espacio dentro de la depresión anular creada por la conformación de la pieza de chapa dentro de la ranura anular del elemento y no sobresale por encima del lado opuesto a la superficie de apoyo anular de la chapa conformada. Además, la presente invención provee un componente de ensamblaje con un perno de remache de acuerdo con la reivindicación 11 con una realización correspondiente.

Debido a la forma de sección transversal particular de la ranura anular y la altura axial seleccionada intencionalmente pequeña de las nervaduras de seguridad contra la torsión, se logra producir una conexión de remache de alta calidad y, al mismo tiempo, una conformación tan plana como sea posible en el lado del reborde de remachado de la pieza de chapa.

El intervalo de espesores de chapa adaptado al respectivo espesor de capa se selecciona de la siguiente manera: Rosca M6 o 1/4 UNF - intervalo de espesores de chapa preferentemente 0,5 mm a 2,5 mm, como mínimo 0,6 mm a 1,5 mm,

rosca M8 o 5/16 UNF - intervalo de espesores de chapa preferentemente 0,5 mm a 2,5 mm, como mínimo 0,6 mm a 1,5 mm,

rosca M10 o 3/8 UNF - intervalo de espesores de chapa preferentemente 1,0 mm a 3,0 mm, como mínimo 1,0 mm a 2,5 mm,

rosca M12 o 7/16 UNF - intervalo de espesores de chapa preferentemente 1,0 mm a 3,5 mm, como mínimo 1,0 mm a 2,5 mm.

De esto se puede ver que por medio del diseño correcto de acuerdo con la presente invención de la respectiva tuerca de remache se puede cubrir un intervalo sustancial de espesores de chapa, que toma en cuenta todos los espesores de chapa que se presentan en la fabricación de automóviles tipo turismo.

La forma de sección transversal exacta de la ranura anular que en general presenta una sección transversal en forma de U, puede presentar una de las siguientes formas de sección transversal:

a) una forma de U con la zona de la base en un plano perpendicular con relación al eje longitudinal central de la tuerca de remache y con esquinas redondeadas en la zona de transición de la zona de base a las paredes laterales de la ranura anular, en donde las esquinas redondeadas presentan un radio relativamente pequeño, por ejemplo, en el intervalo de entre una quinta parte y una décima parte de la profundidad axial de la ranura anular, b) una forma de U con la zona de la base en un plano perpendicular con relación al eje longitudinal central de la tuerca de remache y con esquinas redondeadas en la zona de la transición de la zona de la base a las paredes laterales de la ranura anular, en donde las esquinas redondeadas presentan un radio relativamente grande, por ejemplo, entre una tercera parte y una quinta parte de la profundidad axial de la ranura anular,

c) una forma de U con una zona de base curvada con una forma aproximadamente circular, que sin embargo se extiende por menos de 180°, por ejemplo, en el intervalo entre 180° y 150°, que o bien se extiende directamente a lo largo de un radio pequeño, por ejemplo, ubicado en el intervalo de entre una quinta parte y una décima parte de la profundidad axial máxima de la ranura anular, hacia la superficie de apoyo de forma anular y que trasciende de manera más o menos suave a la superficie exterior cilíndrica de la sección de remache, o que a lo largo de una porción recta y un radio relativamente pequeño se extiende a la superficie de apoyo de forma anular y trasciende de manera más o menos suave a la superficie exterior cilíndrica,

d) una forma de U con una zona de base curvada con una forma aproximadamente circular, que sin embargo se extiende por 180° o más, por ejemplo, en el intervalo entre 180° y 210°, que o bien se extiende directamente a lo largo de un radio pequeño, por ejemplo, ubicado en el intervalo de entre una quinta parte y una décima parte de la profundidad axial máxima de la ranura anular, hacia la superficie de apoyo de forma anular y que trasciende de manera más o menos suave a la superficie exterior cilíndrica de la sección de remache, o que a lo largo de una porción recta y un radio relativamente pequeño se extiende a la superficie de apoyo de forma anular y trasciende de manera más o menos suave a la superficie exterior cilíndrica,

e) una forma de sección transversal con tendencia a presentar una forma de V, que no está cubierta por la presente invención, con un radio relativamente pequeño o relativamente grande en la zona de la base, que presenta, por ejemplo, un tamaño menor de la mitad de la profundidad máxima de la ranura anular, en donde el lado radialmente exterior de la ranura presenta un ángulo más escarpado que su lado radialmente interior, f) una forma de U con un lado radialmente interior y un lado radialmente exterior, que se extiende en ambas de manera substancialmente paralela al eje longitudinal central y se extienden a lo largo de una longitud axial dentro de un intervalo de una décima parte y dos terceras partes de la profundidad axial máxima de la ranura anular, y con una zona de base con una forma de sección transversal que tiende a presentar una forma de V con un radio relativamente pequeño o relativamente grande en la zona de la base, que presenta, por ejemplo, un tamaño menor de una tercera parte de la profundidad máxima de la ranura anular, en donde

f1) o bien el lado radialmente exterior de la ranura presenta un ángulo más escarpado que su lado radialmente interior, o

f2) a la inversa, o

f3) ambos lados presentan por lo menos sustancialmente el mismo ángulo,

g) una forma de U similar a la descrita conforme a las características f), f1), f2) o f3), en donde sin embargo solo uno del lado radialmente interior y el lado radialmente exterior se extiende de manera por lo menos sustancialmente paralela con relación al eje longitudinal central, mientras que el otro trasciende de manera inclinada, preferentemente sobre un radio relativamente pequeño, ubicado, por ejemplo, en el intervalo entre una quinta parte y una vigésima parte de la profundidad axial máxima de la ranura anular, a la superficie de apoyo de forma anular o a la superficie exterior cilíndrica de la sección de remache,

h) una forma de U similar a la descrita conforme a la característica a) o la característica b), en donde, sin embargo, por lo menos uno de los lados radialmente interior y radialmente exterior de la forma de U forma una muesca.

Como se puede ver en la lista anterior, la forma de U de la ranura anular se puede seleccionar dentro de límites relativamente amplios. Importante es sobre todo en la realización de la pared lateral radialmente exterior cumpla las especificaciones de la reivindicación 1. Entonces, y suponiendo que las restantes medidas de la ranura anular se hayan seleccionado de manera correspondiente al principio de acuerdo con la presente invención, se podrá cumplir el objetivo de la presente invención.

Lo fundamental para el “Direct Clamp”, es decir, el “apriete directo”, es un ángulo entre la brida y la ranura de aproximadamente 45° a aproximadamente -20°, preferentemente de aproximadamente 30° a 90°.

La forma del resto de la ranura no es relevante para esta función. La misma sirve para recibir material de chapa y de remachado residual y, por lo tanto, solo tiene que estar óptimamente dimensionada. La forma de las características de seguridad contra la torsión tampoco es necesariamente determinante para el asiento plano de la tuerca sobre la chapa o para lograr una superficie de atornillado plana durante el montaje de un elemento constructivo adicional en una pieza de ensamblaje, consistente en la tuerca de remache de acuerdo con la presente invención y una pieza de chapa, en la que se encuentra fijada la tuerca de remache, aunque pueden seleccionarse de tal manera que aseguren la adaptación del volumen restante de la sección de remache al volumen de la depresión anular en la acanaladura anular de la pieza de chapa después de su conformación dentro de la ranura anular.

El documento EP0539793 A1 muestra un perno de remache conocido en el estado de la técnica. Además, el documento US 6.318.940 B1 muestra una tuerca de remache conocida en el estado de la técnica.

Los elementos de remache con una ranura anular que presenta una sección transversal generalmente en forma de U son conocidos en sí, por ejemplo, por los documentos FR-A-2792270 o US-A- 3.213.914.

En el elemento de acuerdo con el documento FR-A-2792270, la ranura solo sirve como depósito receptor de desechos para el material de chapa desplazado por las nervaduras axiales. La sección de remache rebordeada en el documento francés sobresale por encima del lado inferior de la pieza de chapa y no está superficialmente a ras, como se requiere en el objeto de la presente solicitud.

En el documento US-A- 3.213.914, la sección de remache no se dobla para formar un reborde, sino que se raspa un cuello anular de la sección de remache, para recibir la pieza de chapa dentro de la ranura anular. La herramienta que produce el raspado del cuello anular, sin embargo, para este proceso debe presentar una forma estable, que con lleva a un aumento sustancial de la profundidad del anillo en la pieza de chapa radialmente en el exterior del cuello anular. Esto significa que no se logra el objetivo de acuerdo con la presente invención en lo referente a un rellenado tan completo como sea posible de la depresión anular de la pieza de chapa con la sección de remache rebordeada, para que se logre el contacto completo de la pieza de ensamblaje formada por la tuerca de remache y la pieza de chapa en una pieza de chapa adicional, así como el apriete deseado. En lugar de ello, el diseño de acuerdo con el documento US-A- 3.213.914 requiere una arandela estable, lo que incrementa los costos, y, por otra parte, la tuerca de remache tiene que realizarse con un tamaño innecesariamente grande.

En el diseño de la tuerca de remache de acuerdo con la presente invención, existe una gran libertad en el diseño de las características de seguridad contra la torsión. Éstas pueden presentar una o una combinación de las siguientes formas de realización:

a) Nervaduras de seguridad contra la torsión que se extienden en dirección radial sobre la zona de la base de la ranura anular y presentan una altura axial que corresponde a una fracción de la profundidad axial máxima de la ranura anular,

b) nervaduras de seguridad contra la torsión, que en su lado opuesto a la superficie de la base de la ranura en forma de U se extienden en dirección radial, es decir, se ubican en un plano radial que es perpendicular al eje longitudinal central de la tuerca de remache,

c) nervaduras de seguridad contra la torsión, que se extienden de manera elevada a lo largo de la sección de remache cilíndrica,

d) nervaduras de seguridad contra la torsión, que se extienden de manera elevada a lo largo de la sección de remache cilíndrica y que se extienden aproximadamente hasta la altura axial de la superficie de apoyo anular, e) nervaduras de seguridad contra la torsión, que se extienden de manera elevada a lo largo de la sección de remache cilíndrica y que se extienden por encima de la altura axial de la superficie de apoyo anular, f) nervaduras de seguridad contra la torsión, que se extienden de manera elevada a lo largo de la sección de remache cilíndrica y que se extienden por encima de la altura axial de la superficie de apoyo anular y terminan directamente delante de una redondez en el extremo libre de la sección de remache,

g) nervaduras de seguridad contra la torsión, que se extienden de manera elevada en el lado radialmente exterior de la ranura anular,

h) nervaduras de seguridad contra la torsión, que se extienden en dirección radial en la zona de la base de la ranura anular y en la vista lateral presentan una forma por lo menos sustancialmente triangular y en la zona de la sección de remache son más altas que en la zona del lado radialmente exterior de la ranura anular,

i) nervaduras de seguridad contra la torsión, que se extienden en dirección radial en la zona de la base de la ranura anular y en la vista lateral presentan una forma por lo menos sustancialmente triangular y en la zona del lado radialmente exterior de la ranura anular son más altas que en la zona de la sección de remache, j) nervaduras de seguridad contra la torsión, que se extienden en dirección radial en la zona de la base de la ranura anular y en la vista lateral presentan una forma por lo menos sustancialmente cuadrilátera, cuyo lado opuesto a la superficie de base presenta un desarrollo oblicuo y cuyo lado radialmente interior, adyacente a la sección de remache, es más alto que su lado ubicado en la zona del lado radialmente exterior de la ranura anular,

k) nervaduras de seguridad contra la torsión, que se extienden en dirección radial en la zona de la base de la ranura anular y en la vista lateral presentan una forma por lo menos sustancialmente cuadrilátera, cuyo lado opuesto a la superficie de base presenta un desarrollo oblicuo y cuyo lado ubicado en la zona del lado radialmente exterior de la ranura anular es más alto que su lado radialmente interior ubicado de manera adyacente a la sección de remache,

l) elevaciones de seguridad contra la torsión en la zona de la base de la ranura anular, que en la vista superior presenta una forma similar a una estrella con un agujero interior, que se conecta a sección de remache cilíndrica, en donde las puntas de la forma similar a una estrella están ubicadas en el lado radialmente exterior de la ranura anular,

m) una depresión de seguridad contra la torsión en la zona de la base de la ranura anular, que en la vista superior presenta una forma similar a una estrella con un agujero interior, que se conecta a sección de remache cilíndrica, en donde las puntas de la forma similar a una estrella están ubicadas en el lado radialmente exterior de la ranura anular,

n) un lado exterior moleteado de la sección de remache,

o) una zona de base de la ranura anular con un diseño correspondiente a un dentado frontal,

p) un desarrollo ondulado del lado radialmente exterior de la ranura anular, cuyas crestas y valles suavemente redondeados forman un seguro contra la torsión,

q) depresiones que se extienden radialmente en la superficie de apoyo anular, las que preferentemente no se extienden a lo largo de la anchura entera de ésta y presentan su posición más profunda de manera adyacente a la ranura anular y en la pared lateral radialmente exterior de la ranura anular forman resaltos con muescas, r) depresiones que se extienden radialmente en la superficie de apoyo anular, que presentan una forma de sección transversal parcialmente cilíndrica y están orientadas de manera oblicua, de tal manera que presentan su posición más profunda de manera adyacente a la ranura anular interrumpen una forma de anillo destalonado de la pared lateral radialmente exterior de la ranura anular,

s) elevaciones o depresiones que se extienden en forma de arco junto a o dentro de la superficie de base de la ranura anular,

en donde en el caso de las características de seguridad contra la torsión discretas en el lado radialmente interior de la ranura anular, es decir, en la superficie exterior cilíndrica de la sección de remache, en la superficie de base de la ranura anular o en el lado radialmente exterior de la ranura anular o en la superficie de apoyo anular éstas se alinean entre sí en dirección radial o se encuentran mutuamente desplazadas desde el punto de vista angular con relación al eje longitudinal central, o en el caso de dos o más de las posibilidades arriba mencionadas se alinean parcialmente entre sí en la dirección radial y se encuentran mutuamente desplazadas parcialmente desde el punto de vista angular con relación al eje longitudinal central.

Esta libertad en la selección de las características de seguridad contra la torsión también permite efectuar una especie de “adaptación fina”, para adaptar de una manera todavía mejor el volumen de la depresión anular en la pieza de chapa para diferentes espesores de chapa al volumen de la sección de remache doblada, es decir, el reborde de remache.

Es ventajoso, si la profundidad de axial de la ranura anular corresponde aproximadamente al espesor radial de la sección de remache cilíndrica.

A través de la presente invención y específicamente a través de esta medida, se logra asegurar que incluso sin el uso del procedimiento de remachado con agujero de apriete la ranura anular en forma de U se rellene bien por la pieza de chapa, así como por la sección de remache rebordeada, de tal manera que la pieza de chapa se comprima durante la realización del reborde de remache y de esta manera también se genere una tensión compresiva permanente en la pieza de chapa en la zona alrededor de la raíz de la sección de remache, es decir, en la zona en la que la sección de remache trasciende a la parte del cuerpo de la tuerca de remache, de tal manera que se produce la estrangulación preferente, y específicamente sin deformar la pieza de chapa en la zona de la superficie de apoyo de chapa de forma anular de la tuerca de remache.

En las realizaciones prácticas de la tuerca de remache, las nervaduras de seguridad contra la torsión que se extienden radialmente en la base de la ranura anular pueden presentar una altura axial de entre 0,2 mm y 0,6 mm, pero preferentemente como máximo 0,7 veces el espesor de chapa previsto.

Esta regla de dimensionamiento asegura que las nervaduras de seguridad contra la torsión no corten la pieza de chapa, pero que aun así se produzca una conexión apropiada en arrastre de forma, que siempre se mantiene en un contacto de engrane en arrastre de forma por medio de la sección de remache rebordeada, para producir así una resistencia suficiente contra la torsión.

A este respecto, es ventajoso si se proveen de 4 a 24 nervaduras de seguridad contra la torsión. Las nervaduras de seguridad contra la torsión se disponen preferentemente de manera uniforme alrededor del eje longitudinal central de la tuerca de remache.

Es particularmente preferente, si la superficie de base de la ranura anular en forma de U se ubica en un plano radial, que se extiende perpendicularmente con relación al eje longitudinal central de la tuerca de remache. En esta forma de realización, las nervaduras de seguridad contra la torsión pueden extenderse en dirección radial en su lado opuesto a la superficie de base de la ranura en forma de U, es decir, se pueden ubicar en un plano radial, perpendicular al eje longitudinal central de la tuerca de remache.

Las tuercas de remache de acuerdo con la presente invención normalmente son circularmente redondas al verse desde arriba, pero también pueden presentar otra forma, por ejemplo, pueden ser poligonales, en particular rectangular o cuadrada. Con una forma rectangular o cuadrada, las tuercas de remache también se pueden fabricar de manera correspondiente al procedimiento que se describe en la solicitud de patente alemana 102005024220.0 o en la solicitud de patente internacional PCT/EP2006/004977 con el número de publicación WO 2006/125634.

El diámetro interior de la sección de remache cilindrica es ligeramente mayor que el diámetro exterior del cilindro roscado y trasciende al mismo a través de una entrada de rosca.

Para lograr una altura constructiva más reducida de la pieza de ensamblaje formada por la pieza de chapa y la tuerca de remache, es ventajoso si el lado frontal opuesto a la sección de remache de la tuerca de remache se ubica por lo menos sustancialmente en un plano perpendicular al eje longitudinal central de la tuerca de remache.

En lo referente a las nervaduras de seguridad contra la torsión que se extienden de manera elevada a lo largo de la sección de remache cilíndrica, éstas preferentemente terminan delante de la redondez del lado exterior del extremo libre de la sección de remache.

La combinación de una tuerca de remache de acuerdo con la presente invención con una pieza de chapa se caracteriza por que la pieza de chapa se provee con una elevación en la zona de la sección de remache, que se adapta por lo menos sustancialmente a la forma de la ranura en forma de U, y por que en su lado opuesto a la ranura en forma de U presenta una depresión anular similar a la forma de la ranura, pero que es menor por aproximadamente el espesor de la chapa que la ranura en forma de U, y por que la sección de remache rebordeada se dispone enteramente dentro de la depresión y no sobresale por encima del lado opuesto al cilindro roscado de la pieza de chapa. La combinación de un perno de remache de acuerdo con la presente invención con una pieza de chapa se caracteriza de manera correspondiente a la reivindicación 11.

El volumen de la depresión anular corresponde por lo menos sustancialmente al volumen de la sección de remache respectivamente rebordeada.

A este respecto, las nervaduras de seguridad contra la torsión engranan en arrastre de forma en el material de chapa, pero sin cortarlo.

Es particularmente ventajoso, si el montaje de la tuerca de remache o del perno de remache en la pieza de chapa con una matriz de remache usando el presente diseño de la tuerca de remache o del perno de remache, respectivamente, lleva a que el borde de la pieza de chapa en la zona agujereada, a través de la que se extiende la sección de remache, se presenta realizada de manera engrosada o abultada, y el reborde de remache está provisto con una correspondiente depresión anular que recibe el borde engrosado en el lado orientado hacia el cilindro roscado.

Esta forma de realización lleva a un aumento de la seguridad contra la torsión, así como también a un aumento de la resistencia contra la expulsión.

La presente invención se describe más detalladamente a continuación basado en un ejemplo de realización con referencia a los dibujos, en los que:

La Fig. 1A muestra una representación en perspectiva de una tuerca de remache de acuerdo con la presente invención.

La Fig. 1B muestra una vista desde arriba sobre la tuerca de remache de la Fig. 1A, correspondiente a la dirección de la flecha IB.

La Fig. 1C muestra una representación parcialmente cortada y una vista lateral de la tuerca de remache de las Fig. 1A y 1^b, correspondiente al plano IC-IC de la Fig. 1B. La Fig. 1D muestra un dibujo de detalle de la zona Z de la representación de acuerdo con la Fig. 1C.

La Fig. 2A muestra una representación parcialmente cortada y parcialmente en vista lateral de la tuerca de remache de las Fig. 1A-1D correspondiente al plano 2A-2A de la Fig. 1B.

La Fig. 2B muestra una vista cortada de una pieza de chapa para el uso con la tuerca de remache de acuerdo con la Fig. 2A.

La Fig. 2C muestra una vista lateral de una matriz para el uso con la pieza de chapa de la Fig. 2B y la tuerca de remache de la Fig. 2A para la realización del reborde de remache.

La Fig. 2D muestra una representación de la pieza de ensamblaje que se produce mediante el remachado de la tuerca de remache de acuerdo con la Fig. 2A y con la pieza de chapa de acuerdo con la Fig. 2B mediante el uso de la matriz de la Fig. 2C, en donde la representación de la Fig. 2D se presenta de manera parcialmente cortada y parcialmente en vista lateral.

Las Fig. 2E, 2F muestran dos representaciones diferentes, ampliadas, del detalle Z, por una parte (Fig. 2E), en un sitio en el que no se provee ninguna nervadura de seguridad contra la torsión y, por otra parte (Fig. 2F), en un sitio en el que el plano de corte se extiende a través de la nervadura de seguridad contra la torsión.

Las Fig. 3A-3D muestran dibujos correspondientes a los dibujos de las Fig. 1A-1D, pero de otra tuerca de remache adicional de acuerdo con la presente invención.

La Fig. 4A muestra una representación esquemática para describir el diseño de una ranura de sección transversal rectangular para cumplir con los fines de la presente invención.

La Fig. 4B muestra una tabla que indica las abreviaturas empleadas en el cálculo.

La Fig. 4C muestra un resumen en forma de tabla del resultado del cálculo para cuatro tamaños de rosca M6, M8, M10 y M12.

Las Fig. 5A-5M muestran diferentes formas de sección transversal posibles para la ranura anular de un elemento de acuerdo con la presente invención.

Las Fig. 6A, 6B - 16A, 16B muestran la situación de ensamblaje para las formas de ranura de acuerdo con las Fig. 5A-5M, respectivamente para una chapa delgada y una chapa gruesa, es decir, la situación en la que la tuerca de remache o el elemento de remache se ha remachado en la respectiva pieza de chapa.

Las Fig. 17A-17D bis

Las Fig. 41A-41D muestran diferentes ejemplos de posibles características de seguridad contra la torsión, que se pueden usar con la tuerca de remache o el perno de remache de acuerdo con la presente invención.

Las Fig. 42A-42E muestran el uso de la presente invención con una tuerca de remache autocortante.

Las Fig. 43A-43G muestran el uso de la presente invención con dos pernos de remache diferentes. Todas las figuras arriba mencionadas se han dibujado a escala, pero se representan ampliadas, en donde solo se representa una sección de la pieza de chapa y de la matriz. En general se trata de la representación de elementos (tuercas de remache o pernos de remache) con una rosca M8. La excepción es la tuerca de remache de las Fig. 42A a 42E, que presenta una rosca M6. Basándose en estos datos se pueden derivar las demás medidas según se requiera.

Con referencia en primer lugar a las Fig. 1A a 1D, éstas muestran una tuerca de remache 10 con una parte del cuerpo 12 y una sección de remache cilíndrica 14, en donde la parte del cuerpo presenta un cilindro roscado 16 dispuesto de manera centrada, una superficie de apoyo anular 18, que está ubicada de manera coaxial con respecto al cilindro roscado en un plano 20 perpendicular al eje longitudinal 22 del cilindro roscado (al mismo tiempo el eje longitudinal central de la tuerca roscada), así como una ranura anular 24 dispuesta radialmente en el interior de la superficie de apoyo anular 18 y radialmente en el exterior de la sección de remache cilíndrica 14. La ranura anular 24 en el lado radialmente interior trasciende a la superficie exterior de la sección de remache cilíndrica y en la zona de la ranura anular 24 se proveen nervaduras de seguridad contra la torsión 42.

Como se puede ver en particular en las Fig. 1C y 1D, la ranura anular 24, visto en un plano de corte axial IC, presenta una sección transversal en forma de U con una pared lateral radialmente exterior 30, que está realizada de manera relativamente escarpada y que en el sitio más escarpado 33 presenta una inclinación a (Fig. 1D) con relación al eje longitudinal central de la tuerca de remache dentro de un intervalo de aproximadamente 45° a aproximadamente -20°, preferentemente de aproximadamente 30° a aproximadamente 0°, en este caso a = 15°. El sitio más escarpado 33 puede estar formado por un punto o zona de inflexión, que, como en este ejemplo, está formado por dos radios 34, 35 que trascienden entre sí en la entrada de la ranura anular 24 y en la transición del lado radialmente exterior 30 de la ranura anular y de su superficie de base 36. La superficie de base 36 de la ranura anular en forma de U se ubica preferentemente en un plano radial, que se encuentra en una posición perpendicular al eje longitudinal central 22 de la tuerca de remache paralelamente al plano 20. El término “punto de inflexión” obviamente se refiere al plano de corte que se puede ver en las Fig. 1C y 1D. Debido a que existe un número infinito de posibles planos de corte alrededor del eje longitudinal central 22, los mismos forman un número infinito de puntos de inflexión individuales, correspondiendo a una línea 38, que se puede ver claramente en la Fig. 1D. La superficie de base 36 de la ranura anular 24 trasciende por medio de un radio adicional 40 a la superficie exterior 26 de la sección de remache 14.

En este ejemplo se proveen nervaduras de seguridad contra la torsión 42, que se extienden en dirección radial sobre la zona de base 36 de la ranura anular 24 y presentan una altura axial que corresponde a una fracción de la profundidad axial máxima de la ranura anular 24.

La profundidad axial de la ranura anular 24 corresponde aproximadamente al espesor radial de la sección de remache cilíndrica. Es particularmente ventajoso, si el volumen de la sección de remache rebordeada (14' en la Fig. 2D) corresponde sustancialmente al volumen de la depresión anular 80 (Fig. 2D) de la pieza de chapa embutida a presión en la ranura anular, incluso si esto lleva a que el espesor axial de la sección de remache rebordeada 14 no corresponde a la profundidad axial de la ranura anular 14, es decir, la distancia entre la superficie de base 36 de la ranura y el plano 20 en la Fig. 1C o 2A.

La altura axial de las nervaduras de seguridad contra la torsión se ubica en el intervalo de entre 0,2 mm y 0,6 mm, aunque no debería exceder de aproximadamente un 85 % del espesor de chapa previsto.

En este ejemplo se proveen seis nervaduras de seguridad contra la torsión 42; sin embargo, esto no es crítico, y se pueden proveer sin limitación alguna, por ejemplo, de 3 a 24 nervaduras de seguridad contra la torsión 42, que preferentemente se disponen de manera uniforme alrededor del eje longitudinal central 22 de la tuerca de remache. Las nervaduras de seguridad contra la torsión 42 se extienden en su lado opuesto a la superficie de base de las ranuras en forma de U en dirección radial, es decir, en un plano radial que es perpendicular al eje longitudinal central 22 de la tuerca de remache.

El diámetro interior D1 de la sección de remache cilíndrica (Fig. 1C) es ligeramente mayor que el diámetro exterior D2 del cilindro roscado y trasciende al mismo a través de una entrada de rosca 44.

El lado frontal 46 opuesto a la sección de remache 14 de la tuerca de remache se ubica por lo menos sustancialmente en un plano 48, que es perpendicular al eje longitudinal central 22 de la tuerca de remache 10. Basándose en las figuras, en particular la Fig. 1C, se puede ver claramente que la superficie de camisa 50 de la tuerca de remache 10 trasciende a través de dos superficies redondeadas 52 y 54 a la superficie de apoyo de chapa anular 18 o al lado frontal 46, respectivamente en este caso no se trata de radios claramente definidos, sino de superficies que se forman por la fabricación del elemento mediante un procedimiento de troquelado en frío.

Si el elemento, como también es posible, se fabrica en un útil compuesto sucesivo de acuerdo con la solicitud PCT/EP2006/125634 mencionada más arriba, entonces en lugar de la forma circular representada en las figuras adjuntas presenta una forma rectangular, en cuyo caso solo existen radios más pequeños en dos lados opuestos del elemento, específicamente en la transición de estos lados a la correspondiente superficie de apoyo de chapa y al lado frontal correspondiente. Con un elemento rectangular o cuadrado o poligonal, la superficie de apoyo de chapa 18 también se puede describir como anular, en donde presenta una delimitación interior circular y una delimitación exterior más bien cuadrada o poligonal.

Asimismo, la Fig. 1C muestra que la sección de remache 14 en su extremo frontal libre con el exterior presenta una redondez 56 y en el interior una superficie cónica o también redondeada 58. Esta superficie interior cónica o redondeada en este caso es ventajosa en el proceso de remachado, que se describe más detalladamente más abajo en conexión con las Fig. 2A-2F.

En la Fig. 2A se ve nuevamente la tuerca de remache 10 de acuerdo con las Fig. 1A-1D, pero en este caso parcialmente cortada y en una vista lateral correspondiente al plano MA-NA de la Fig. 1B. Inmediatamente debajo y alineada con la misma se dispone una pieza de chapa 60 con una acanaladura 62 de forma circular en la vista desde arriba, la que se agujerea para formar un agujero circular 64 con un borde de agujero 66. El agujero 34 dispuesto de manera centrada presenta un eje longitudinal central, que está alineado con el eje longitudinal central 22 de la tuerca de remache 10. La forma exterior de la acanaladura 62 corresponde por lo menos sustancialmente a la forma interior de la ranura anular 24. El diámetro del agujero 64 está dimensionado de tal manera que corresponde por lo menos sustancialmente al diámetro exterior de la sección de ranura cilíndrica 14, o eventualmente es escasamente más pequeño o más grande que el mismo. Si el diámetro del agujero 64 se selecciona algo más pequeño que la sección de remache 14, entonces la superficie redondeada 56 en el extremo frontal libre de la sección de remache 14 lleva a que el agujero se dilate y calibre ligeramente, cuando la tuerca de remache se empuja a través del agujero, lo que es necesario para realizar el proceso de remachado. Por debajo de la pieza de chapa 60 se dispone en la Fig. 2C una matriz 70 con un resalto central 72, que a través de un radio con cabo o un hombro 74 trasciende a la superficie circular 76, que se dispone escasamente, por ejemplo, por menos de 0,2 mm, por encima de la superficie frontal libre 78 de la matriz. El resalto de forma central 72 de la matriz 70 está dimensionado de tal manera que coopera con la superficie cónica o la superficie redondeada 58 del extremo frontal libre de la sección de remache, para rodar o doblar la sección de remache radialmente hacia afuera durante el proceso de remachado, con el fin de formar el reborde de remachado 14' de acuerdo con la Fig. 2D. Este proceso de remachado se puede realizar, por ejemplo, de una manera en sí conocida en una prensa, un bastidor en C o por medio de un robot.

El estado remachado de la tuerca de remache se puede ver claramente en las otras figuras 2D-2F. En el estado remachado, la pieza de chapa 60 en la zona de la sección de remache está provista con una elevación 62', que está adaptada por lo menos sustancialmente a la forma de la ranura en forma de U 24. En su lado opuesto a la ranura en forma de U, la pieza de chapa 60' presenta una depresión anular 80 similar a la forma de la ranura, pero que es más pequeña que la ranura anular en forma de U 24. La sección de remache rebordeada 14 se dispone completamente dentro de la depresión anular 80 y no sobresale por encima del lado opuesto al cilindro roscado 16 de la pieza de chapa. El lado superior de la pieza de chapa se dispone en el plano 20 en el exterior de la tuerca de remache, que se ha de entender como prolongación del plano de la superficie de apoyo de chapa anular. Más lejos de la tuerca de remache 10, la pieza de chapa puede presentar sin problema alguno un diseño de forma particular que se desvíe del plano 20. Solo es importante que en una zona limitada radialmente en el exterior de la tuerca de remache 10 la pieza de chapa se disponga en el plano 20.

Con una forma de realización de la tuerca de remache se pueden usar chapas de diferentes espesores, por ejemplo, de tal manera que el espesor de la pieza de chapa 60 se encuentra en el intervalo entre 0,6 mm y 2,5 mm, preferentemente entre 0,6 mm y 1,5 mm.

El volumen de la depresión anular en forma de U 80 de la pieza de chapa corresponde por lo menos sustancialmente al volumen de la sección de remache rebordeada.

Basándose en las Fig. 2E y 2F, se puede ver que las nervaduras de seguridad contra la torsión 42 engranan en arrastre de forma desde arriba en el material de la chapa, pero sin cortarlo.

Además, basándose en las Fig. 2E y 2F se puede ver también que el borde 66' de la pieza de chapa 60 en la zona del agujero 64, a través del que se extiende la sección de remache 14, está realizado de forma engrosada o abultada y que el reborde de remache 14' está provisto con una correspondiente depresión anular 82 que recibe el borde engrosado y a éste en el lado orientado hacia el cilindro roscado 16.

Las Fig. 3A-3D muestran otra tuerca de remache 10 de acuerdo con la presente invención, que es muy similar a la tuerca de remache de la Fig. 1A-1D o de las Fig. 2A-2F. Por esta razón, las características de la tuerca de remache de acuerdo con las Fig. 3A-3D, que coinciden con aquellas de las figuras descritas hasta ahora, o que tienen la misma función, respectivamente, se han designado con los mismos caracteres de referencia y, obviamente, la descripción hecha hasta ahora también es aplicable a estas características y no tiene que repetirse nuevamente. La diferencia principal entre la forma de realización de acuerdo con las Fig. 3A-3D y la forma de realización descritas hasta ahora consiste en que las nervaduras de seguridad contra la torsión 42 no se proveen en la zona de la superficie de base 36 de la ranura anular 24, sino que también se extienden de manera elevada a lo largo de la sección de ranura cilíndrica, como se muestra en 42”. En este ejemplo, las nervaduras de seguridad contra la torsión 42” se extienden directamente hasta la redondez 56 en el lado exterior del extremo frontal libre de la sección de ranura 24.

Sin embargo, también es concebible que las nervaduras de seguridad contra la torsión 42” se realicen de acuerdo con la solicitud de patente alemana no publicada 102006000918.5 del 5 de enero de 2006, cuyo contenido desvelado se integra como parte del contenido desvelado de la presente solicitud.

Además, se puede omitir la zona de las nervaduras de seguridad contra la torsión 42 que se provee en la superficie de base 36 de la ranura anular 24, de tal manera que las nervaduras de seguridad contra la torsión 42” solo se proveen en la sección de remache 14.

Haciendo referencia a las Fig. 4A y 4B, la continuación se describe en principio cómo se puede calcular la sección transversal de una ranura en forma de U rectangular, para cumplir con la condición de que la depresión anular 80 para un intervalo de espesores de chapa siempre tenga un volumen que sea capaz de recibir el volumen de la sección de remache rebordeada, en donde a medida que aumenta el espesor de chapa se reduce el volumen de la sección de remache rebordeada.

La Fig. 4A nuestra en forma esquemática el diseño del elemento en la zona de la ranura anular y la tabla de acuerdo con la Fig. 4B incluye la definición de las medidas del elemento que son importantes en el diseño de la ranura rectangular.

La secuencia de cálculo es como sigue:

Basándose en las condiciones geométricas especificadas, se obtiene:

La anchura de la superficie de apoyo se calcula basándose en la presión superficial máxima que sería ejercida por esta superficie en función de la fuerza máxima del perno, determinada conforme a la norma DIN:

Basándose en razonamientos geométricos también se puede escribir:

Basándose en (2) y (3) se puede deducir entonces el diámetro exterior máximo admisible 0Nmax i de la ranura:

El diámetro interior mínimo admisible 0Nmin es igual al diámetro exterior del remache:

Independientemente del espesor de la chapa, la ranura tiene que recibir el remache rebordeado. En una primera aproximación, por lo tanto, el volumen de la sección de remache puede equipararse con el de la ranura:

Con esto, la profundidad de la ranura es como sigue:

La comprobación se efectúa para los espesores de chapa usuales basándose en las circunstancias reales dadas después del remachado.

La tabla de la Fig. 4C muestra la coincidencia entre el volumen de la depresión anular “de la ranura residual” y el volumen calculado de la parte rebordeada de la sección de remache “del remache residual” para diferentes espesores de chapa. En las últimas tres columnas de la Fig. 4C, se puede ver que para diferentes diámetros de rosca (columna izquierda de la Fig. 4C) se logra adaptar respectivamente el volumen del remache residual al volumen de la ranura residual. Con relación a la tabla de la Fig. 4C, por lo demás cabe señalar que la columna “Fuerza de perno máxima” indica los valores conforme a la norma DIN para pernos roscados con rosca métrica en los tamaños 6 mm, 8 mm, 10 mm y 12 mm. En la columna adyacente “Compresión superficial” se puede ver que la compresión superficial se ubica dentro del intervalo de lo usual. A este respecto, todas las medidas se indican en mm y el volumen en mm3, la fuerza de perno en newton y la compresión superficial en newton/mm2

La tabla de acuerdo con la Fig. 4C y se explica por sí misma en lo referente a los valores indicados y no es necesario comentarla adicionalmente.

Sin embargo, este cálculo ignora el volumen de las características de seguridad contra la torsión provistas. No obstante, éstas se pueden incluir en un cálculo refinado y en parte también se pueden seleccionar de tal manera que se produzca una mejor adaptación del volumen del remache residual al volumen de la ranura residual para un gran número de espesores de chapa.

El cálculo descrito más arriba obviamente rige tan solo para una ranura anular 24 con una sección transversal estrictamente rectangular. Sin embargo, se pueden efectuar correcciones sin problema alguno para radios eventualmente existentes o para formas de sección transversal diferentes de una sección transversal rectangular de la ranura anular.

Ya se ha expresado más arriba, que la ranura anular 24, que en general presenta una sección transversal en forma de U, permite diversas libertades en la selección de la forma de sección transversal exacta. La Fig. 5A-5M dan ejemplos para la selección concreta de la forma de U.

En la descripción de las Fig. 5A-5M y de las otras figuras hasta las Fig. 41A-41D se usan los mismos caracteres de referencia que en lo relacionado con las figuras anteriores, aunque con fines de diferenciación los caracteres de referencia se proveen en parte con una letra minúscula. Se entiende que la descripción hecha hasta ahora también rige para piezas y/o características con los mismos caracteres de referencia, con o sin carácter de referencia, a menos que se indique algo en sentido contrario. Las características nuevas se designan con caracteres de referencia nuevos.

La Fig. 5A muestra un elemento 10a, que es muy parecido al elemento de acuerdo con la Fig. 1A, pero que presenta una forma escalonada de la parte del cuerpo 12a. En la realización concreta del elemento de acuerdo con la Fig. 5A, la parte del cuerpo 12a tiene una sección cilíndrica 84 que presenta la superficie de apoyo anular 18a, y que a través de un hombro anular 86 que se extiende en dirección radial y que sirve como hombro de compresión en el montaje de la tuerca de remache, se dispone en una sección cilíndrica 88 con una dimensión transversal más pequeña en comparación con la sección cilíndrica 84 antes mencionada. A este respecto, el cilindro roscado 16a se encuentra parcialmente dentro de la sección cilíndrica escalonada 88 de dimensión transversal más pequeña y parcialmente dentro de la parte del cuerpo 12a del elemento, aunque sustancialmente no se extiende más allá de la superficie de fondo 36a de la ranura en forma de U 24a (lo que también rige para los elementos de las Fig. 1 a 3). La forma de sección transversal de la ranura rectangular 24a de acuerdo con la Fig. 5A se muestra una escala grande en la Fig. 5B. Se puede ver que en este caso la ranura anular 24a presenta una forma de U, y que se proveen esquinas redondeadas 90a, 92a, que presentan un radio relativamente pequeño, por ejemplo, <una décima parte de la profundidad axial (tN, Fig. 4) de la ranura anular 24a.

Por lo tanto, en este caso se tiene una forma de sección transversal, para la que en principio rige el cálculo descrito con relación a las Fig. 4A-4C.

Una alternativa para esto se muestra en la Fig. 5C. En este ejemplo, la ranura anular 24b presenta una forma de U, con la zona de base en un plano perpendicular con relación al eje longitudinal central 22 de la tuerca de remache y con esquinas redondeadas 90b, 92b en la zona de la transición de la zona de base 36b a las paredes laterales de la ranura anular 24b, en donde las esquinas redondeadas 90b, 92b presentan un radio relativamente grande, por ejemplo, en el intervalo de entre una tercera parte y una quinta parte de la profundidad axial (tN, Fig. 4) de la ranura anular 24b.

Debido a que las esquinas redondeadas 90b, 92b tienen radios más grandes en comparación con la Fig. 5B, la zona de la pared radialmente interior 32b y de la pared radialmente exterior 30b, que están dispuestas de manera paralela al eje longitudinal central 22 del elemento, es decir, que en el sitio más escarpado presenta una inclinación con respecto al eje longitudinal central de la tuerca de remache de 0°, es sustancialmente más corta que en la forma de realización de acuerdo con la Fig. 5B.

Otra forma de sección transversal alternativa se muestra en la Fig. 5D. En este ejemplo, la ranura anular 24c presenta una forma de U, con una zona de base 36c curvada con una forma aproximadamente circular, que sin embargo se extiende por menos de 180°, por ejemplo, en un intervalo de entre 180° y 150°, que o bien termina directamente a través de un radio pequeño 94, por ejemplo, en el intervalo de entre una quinta parte y una décima parte de la profundidad axial máxima de la ranura anular, en la superficie de apoyo anular 18c y trasciende de una manera más o menos suave a la superficie exterior cilíndrica 26c de la sección de remache 14c, o que termina a través de una porción recta (no mostradas) y un radio relativamente pequeño en la superficie de apoyo anular y trasciende de manera más o menos suave a la superficie exterior cilíndrica. Debido a que el ángulo es menor de 180°, la pared lateral exterior radial presenta un ángulo con relación al eje longitudinal central de la tuerca de remache con un signo positivo.

Alternativamente a esto, la ranura anular 24d puede presentar una forma de U, como se muestra en la Fig. 5H, con una zona de base curvada 36d con una forma aproximadamente circular, que sin embargo se extiende por 180° o más, por ejemplo en el intervalo de entre 180° y 210°, que o bien termina directamente a través de un radio pequeño 94d, por ejemplo, en el intervalo de entre una quinta parte y una décima parte de la profundidad axial máxima de la ranura anular, en la superficie de apoyo anular y trasciende de manera más o menos suave a la superficie exterior cilíndrica de la sección de remache o - como se muestra - termina a través de una porción recta 95 y un radio relativamente pequeño en la superficie de apoyo anular y trasciende de manera más o menos suave a la superficie exterior cilíndrica 26d. Debido a que el ángulo es mayor de 180°, la pared lateral exterior radial tiene un ángulo con relación al eje longitudinal central de la tuerca de remache con un signo negativo.

Como alternativa adicional entra en consideración la forma de acuerdo con la Fig. 5E, en la que la ranura anular presenta una forma de sección transversal con tendencia a una forma de V, con un radio relativamente pequeño o relativamente grande 96 en la zona de base, que presenta, por ejemplo, un tamaño menor que la mitad de la profundidad máxima (tN, Fig. 4) de la ranura anular 24e, en donde el lado radialmente exterior 97 de la ranura 24e presenta un ángulo más escarpado que es su lado radialmente interior 98.

También existe la posibilidad de combinar, por así decirlo, una forma de ranura de acuerdo con la Fig. 5E con una ranura rectangular, de lo que resulta la forma de ranura de acuerdo con la Fig. 5F. En este caso, la ranura anular presenta una forma de U, en la que el lado radialmente exterior 97f de la ranura presenta un ángulo más escarpado que su lado radialmente interior 96f.

Como otras modificaciones adicionales posibles (no mostradas), el lado radialmente interior de la ranura podría presentar un ángulo más escarpado que el lado radialmente exterior, o ambos lados podrían presentar por lo menos sustancialmente la misma inclinación. Asimismo, la superficie de base de la ranura, como se muestra en la Fig. 5G, en lugar de una redondez simple podría presentar una superficie 36g, que se extiende en un plano perpendicular al eje longitudinal central 22 del elemento.

Otras alternativas adicionales consisten, tal como se muestra en las Fig. 5I y 5J, en dar a la ranura anular 24i o 24j, respectivamente, una forma de U similar a la forma de U de acuerdo con la Fig. 5F o 5G, pero en donde o bien el lado radialmente interior 98j o el lado radialmente exterior 97j de la forma de U trasciende directamente (excepto por un radio como 94i o 94j) a la superficie de apoyo anular 18k o a la superficie cilíndrica 26j de la sección de remache 14j.

Además existe la posibilidad, tal como se muestran las Fig. 5K, 5L y 5M, de dar a la ranura anular 24k, 24l o 24m una forma de U similar a la forma de U de acuerdo con la Fig. 5B o 5C, pero en donde por lo menos uno de los lados radialmente interior 32l o 32m y radialmente exterior 30k o 30m de la forma de U adopta la forma de una muesca 99k, 99l o 99m, respectivamente. En las Fig. 5K y 5M, la correspondiente pared radialmente exterior 30k o 30m, en el sitio más escarpado, es decir, a lo largo de toda la sección recta entera de la pared radialmente exterior, presenta un ángulo con relación al eje longitudinal central de la tuerca de remache con un signo negativo, en este ejemplo con un ángulo de aproximadamente -15°.

Las siguientes figuras 6A, 6B hasta 16A, 16B, inclusive, muestran respectivamente para una chapa delgada 60a y para una chapa gruesa 60b, en qué forma se presenta la conexión de tuerca de remache/chapa para cada una de las formas de realización de las Fig. 5C a 5M. Los dibujos están hechos a escala y se han dibujado con una escala de 4:1, de tal manera que se trata enteramente de elementos M8. La forma de la ranura anular de acuerdo con las Fig. 5A y 5B corresponde de manera prácticamente idéntica a la forma de la ranura anular en la Fig. 4A, por lo que no se muestra una representación correspondiente para esta forma de realización.

En las Fig. 6A, 6B hasta 16A, 16B se puede ver que tanto para chapas delgadas como también gruesas siempre se logra efectuar el remachado de tal manera que el reborde de remachado 14b'-14m' se dispone por lo menos sustancialmente a ras con el lado inferior 82 de la pieza de chapa 60a, 60b en la zona de la superficie de apoyo anular, o desplazada ligeramente hacia atrás por debajo de esta superficie de chapa, en donde es admisible una distancia d de aproximadamente 0,2 mm, ya que en la situación de atornillado una distancia de este tipo entre la pieza de ensamblaje (como se muestra) y el elemento constructivo atornillado (no mostrado) no molesta, y más bien es ventajoso para el apriete directo en la zona de la superficie de apoyo anular.

Además, en estos ejemplos se puede ver que el apriete directo deseado siempre se puede alcanzar y que el reborde de remachado siempre tiene la capacidad de sostener la pieza de chapa apretada dentro de la ranura en forma de U del respectivo elemento firmemente en contacto contra las características de seguridad contra la torsión eventualmente provistas (no mostrado).

En estas figuras, la correspondencia con las Fig. 5C a 5M es como sigue:

Fig. 6A, 63B Fig. 5C

Fig. 7A, 7 B Fig. 5D

Fig. 8A, 83B Fig. 5E

Fig. 9A, 93B Fig. 5F

Fig. 10A, 10B Fig. 5G

Fig. 11A, 11B Fig. 5H

Fig. 12A, 12B Fig. 5I

Fig. 13A, 13B Fig. Fig. 14A, 14B Fig. 5K

Fig. 15A, 15B Fig. 5L

Fig. 16A, 16B Fig. 5M

Las características de seguridad contra la torsión empleadas se pueden realizar de las más diversas maneras y formas. Ejemplos de las características de seguridad contra la torsión se pueden ver en las otras figuras 17A, 17B, 17C, 17D a 41A, 41B, 41C y 41D. A este respecto, para cada número de figura, la representación A muestra una vista desde arriba sobre la tuerca de remache, visto en dirección hacia la sección de remache 14 y la ranura anular 24, mientras que la representación B muestra en el lado derecho del eje longitudinal central 22 de la tuerca de remache 10 una vista lateral y en el lado izquierdo del eje longitudinal central 22 un corte axial a través de la tuerca de remache, la representación C muestra una representación en perspectiva de la tuerca de remache en una vista desde el lado derecho sobre la sección de remache cilíndrica, y la representación D muestra una representación ampliada de la zona de la ranura anular correspondiente a la zona representada con un marco rectangular de la representación B.

Las Fig. 17A a 17D muestran un elemento con nervaduras de seguridad contra la torsión 42, que se extienden en dirección radial sobre la zona de base 36 de la ranura anular 24 y presentan una altura axial que corresponde a una fracción de la profundidad axial máxima de la ranura anular 24.

Las Fig. 18A a 18D muestran un elemento similar al de las Fig. 17A a 17D, con nervaduras de seguridad contra la torsión 42 que se extienden en su lado opuesto a la superficie de base 36 de la ranura anular en forma de U en dirección radial y se ubican en un plano radial perpendicular al eje longitudinal central 22 de la tuerca de remache. Adicionalmente, se proveen nervaduras de seguridad contra la torsión 42a que se disponen de manera angularmente desplazada con respecto a las nervaduras de seguridad contra la torsión 42 alrededor del eje longitudinal 22, y que se extienden de manera elevada a lo largo de la sección de remache cilíndrica 14, en particular aproximadamente hasta la altura axial de la superficie de apoyo anular 18. Las nervaduras de seguridad contra la torsión 42 también se podrían omitir, como se muestra en las Fig. 20A a 20D, de tal manera que solo existen las nervaduras de seguridad contra la torsión 42A.

En la forma de realización de acuerdo con las Fig. 37A a 37D se proveen nervaduras de seguridad contra la torsión 42b, que se extienden de manera elevada a lo largo de la sección de remache cilíndrica 14 y por encima del altura axial de la superficie de apoyo anular 18. En este caso también se proveen nervaduras de seguridad contra la torsión 42 dispuestas de manera angularmente desplazada en la zona de la superficie de base 36.

Las Fig. 41A a 41D muestran una disposición de las nervaduras de seguridad contra la torsión 42, 42a, que es muy parecida a la de las Fig. 37A a 37D, pero con la diferencia de que las nervaduras de seguridad contra la torsión 42a en este caso están realizadas de manera angularmente alineada con las nervaduras de seguridad contra la torsión 42 alrededor del eje longitudinal 22 y formadas de una sola pieza con las mismas. Se extienden igualmente a lo largo de la longitud entera de la sección de remache 14 hasta la redondez en el extremo frontal libre de la sección de remache 14. Las nervaduras de seguridad contra la torsión 42, 42b presentan una forma rectangular en la vista lateral.

También la forma de realización de acuerdo con las Fig. 36A a 37D presenta nervaduras de seguridad contra la torsión 42b, que se extienden de manera elevada a lo largo de la sección de remache cilíndrica 14 y por encima de la altura axial de la superficie de apoyo anular, y que terminan directamente delante de una redondez cuenta y seis en el extremo libre de la sección de remache 14. Sin embargo, en este ejemplo no se proveen nervaduras de seguridad contra la torsión en la zona de la superficie de base 36.

Adicionalmente existe la posibilidad, como se muestra en las Fig. 21A a 21D, de proveer nervaduras de seguridad contra la torsión 42c que se extienden de manera elevada en el lado radialmente exterior de la ranura anular 24, en particular sin nervaduras de seguridad contra la torsión en la zona de la superficie de base 36.

También es concebible, como se muestra en las Fig. 19A a 19D, complementar estas nervaduras de seguridad contra la torsión 42c de acuerdo con las Fig. 21A a 21D con nervaduras de seguridad contra la torsión 42, provistas en la superficie de base 36 y dispuestas angularmente alrededor del eje longitudinal 22 y de manera desplazada con respecto a las nervaduras de seguridad contra la torsión 42c.

Además, como se muestran las Fig. 22A a 22C, las nervaduras de seguridad contra la torsión 42c podrían estar alineadas angularmente con las nervaduras de seguridad contra la torsión 42 y trascender unas en otras, por ejemplo, de tal manera que las nervaduras de seguridad contra la torsión individuales 42, 42c en general presentan una forma rectangular en la vista lateral.

Otra forma rectangular de las nervaduras de seguridad contra la torsión se muestran las Fig. 23A a 23D. En este ejemplo, las nervaduras de seguridad contra la torsión 42 en la zona de la superficie de base 36 de la ranura anular 24 se combinan angularmente con nervaduras de seguridad contra la torsión 42a alineadas con las mismas, y que se disponen junto a la sección de remache 14, para formar así nervaduras de seguridad contra la torsión con una forma rectangular.

Las Fig. 25A a 25D muestran nervaduras de seguridad contra la torsión 42d que se extienden en dirección radial en la zona de base 36 de la ranura anular 24 y que en la vista lateral presentan una forma por lo menos sustancialmente triangular. En la zona de la sección de remache 14 son más altas que en la zona del lado radialmente exterior 30 de la ranura anular 24.

También es posible una disposición inversa, en particular como se muestra en las Fig. 26A a 26B, con nervaduras de seguridad contra la torsión 42e que se extienden en dirección radial en la zona de base 36 de la ranura anular 24 y que en la vista lateral presentan una forma por lo menos sustancialmente triangular y en la zona del lado radialmente exterior 30 de la ranura anular son más altas que en la zona de la sección de remache 14.

También es posible otra modificación de las nervaduras de seguridad contra la torsión 42d de acuerdo con las Fig. 25A a 25D, en particular como se muestra en las Fig. 27A a 27B, con nervaduras de seguridad contra la torsión 42f que se extienden en dirección radial en la zona de base de la ranura anular y que en la vista lateral presentan una forma por lo menos sustancialmente cuadrilátera, cuyo lado opuesto a la superficie de base 36 presenta un desarrollo oblicuo y cuyo lado radialmente interior, dispuesto junto a la sección de remache 14, es más alto que su lado ubicado en la zona del lado radialmente exterior 30 de la ranura anular 24.

También esta disposición se puede modificar, como se muestra en las Fig. 28A a 28D. En este caso se proveen nervaduras de seguridad contra la torsión 42g, que se extienden en dirección radial en la zona de base 36 de la ranura anular 24 y que en la vista lateral presentan una forma por lo menos sustancialmente cuadrilátera, cuyo lado opuesto a la superficie de base de 36 presenta un desarrollo oblicuo y cuyo lado ubicado en la zona del lado radialmente exterior 30 de la ranura anular es más alto que su lado radialmente interior ubicado junto a la sección de remache.

Sin embargo, el seguro contra la torsión también se puede realizar de la manera que se muestra en las Fig. 29A a 29D, en particular en forma de una elevación del seguro contra la torsión 42h en la zona de base de la ranura anular 24, que en la vista desde arriba presenta una forma aproximadamente de estrella con un agujero interior 100, que se conecta a la sección de remache cilíndrica 14, en donde las puntas 102 de la forma similar a una estrella se disponen en el lado radialmente exterior 30 de la ranura anular 24. En la zona de la superficie de base 36a entre las puntas 102 se forman depresiones o bolsas 104. El material de chapa que se introduce a presión en las bolsas 104 choca con las paredes laterales de las bolsas y previene así una torsión de la tuerca de remache con relación a la pieza de chapa.

Una depresión de seguridad contra la torsión 106 podría proveerse, como se muestra en las Fig. 30A a 30D, en la zona de base 36 de la ranura anular 14, que vista desde arriba presenta una forma aproximadamente de estrella con un agujero interior 100a, que se conecta a la sección de remache cilíndrica, en donde las puntas 102a de la forma similar a una estrella se disponen en el lado radialmente exterior 30 de la ranura anular 14. En este caso existen elevaciones 108 entre las puntas 102a, cuyas paredes laterales, al igual que en la forma de realización de acuerdo con las Fig. 29A a 29D, previenen una torsión de la tuerca de remache con relación a la pieza de chapa.

Además, de acuerdo con las Fig. 31A a 31D, se puede proveer un seguro contra la torsión en forma de un lado exterior moleteado 42h de la sección de remache 14.

De manera alternativa o complementaria a esto, de acuerdo con las Fig. 32A a 32D, una superficie de base 36 de la ranura anular 14 se puede proveer con un dentado frontal correspondiente a la realización 42i.

También entraría en consideración un desarrollo ondulado 110 del lado radialmente exterior de la ranura anular 14, como se muestra en las Fig. 33A a 33D, cuyas crestas 112 y valles 114 suavemente redondeados forman un seguro contra la torsión. Esta forma se puede complementar, dado el caso, mediante otras características de seguridad contra la torsión, como las nervaduras de seguridad contra la torsión 42a. Tales nervaduras de seguridad contra la torsión 42a también se podrían omitir, de lo que resulta la realización de acuerdo con la Fig. 34A a 34D.

En la forma de realización de acuerdo con las Fig. 35A a 35D, el seguro contra la torsión se provee por medio de depresiones 116 que se extienden radialmente en la superficie de apoyo anular 18, y que preferentemente no se extienden a lo largo de la anchura entera de dicha superficie, y que presentan su sitio más profundo de manera adyacente a la ranura anular 14 y en la pared lateral radialmente exterior de la ranura anular forman resaltos 118 con muescas 120.

Alternativamente a esto, de manera correspondiente a las Fig. 38A a 38D se pueden proveer depresiones 116a que se extienden radialmente en la superficie de apoyo anular 18, que presentan una forma de sección transversal parcialmente cilíndrica y están posicionadas de manera oblicua, de tal manera que presentan su sitio más bajo adyacente a la ranura anular 24 e interrumpa en una forma anular de escalonada 122 de la pared lateral radialmente exterior 30 de la ranura anular 24. Las características de seguridad contra la torsión se pueden complementar por medio de nervaduras de seguridad contra la torsión 42 de acuerdo con las Fig. 38A a 38D o mediante nervaduras de seguridad contra la torsión 42b de acuerdo con las Fig. 39A a 39B, o de acuerdo con las Fig. 40A a 40D mediante nervaduras de seguridad 42 y 42b.

De acuerdo con las Fig. 24A a 24D, también entrarían en consideración elevaciones alternadas que se extienden en forma de arco 124 y depresiones 126 junto a, o dentro de, la superficie de base 36 de la ranura anular 24. Sin embargo, también se pueden proveer tan solo elevaciones con forma de arco 124 o tan solo depresiones con forma de arco 126.

En el caso de características de seguridad contra la torsión discretas como 42a, 42b, 42, 124, 126, 42c, 116a en el lado radialmente interior 32 de la ranura anular 24, es decir, en la superficie exterior cilindrica de la sección de remache 14, en la superficie de base 36 de la ranura anular 24 o en el lado radialmente exterior 30 de la ranura anular o junto a la superficie de apoyo anular 18, las mismas pueden alinearse entre sí en dirección radial o estar desplazadas angularmente unas con relación a las otras con respecto al eje longitudinal central, o en el caso de dos o más de las posibilidades mencionadas pueden alinearse parcialmente entre sí en la dirección radial y estar desplazadas unas con respecto a otras con relación al eje longitudinal central. Ejemplos de esto se presentan en las Fig. 18A a 18D, 19A a 19D, 37A a 37D, 38A a 38D, 39A a 39D y 40A a 40D.

Obviamente, también entrarían en consideración otras características de seguridad contra la torsión o combinaciones de las características de seguridad contra la torsión indicadas tanto entre sí como con otras características de seguridad contra la torsión.

Las Fig. 42A a 42E muestran que la presente invención también se puede usar con una tuerca de remache en forma de un así llamado elemento de rock 10”, en el que la sección de remache 14” se provee como rock alrededor de una sección de estampación 130 dispuesta de forma centrada. El principio de tales tuercas de rock se describe, por ejemplo, en la solicitud PCT/EP2003/007436, que fue publicada como WO 2004/034520. Allí, sin embargo, en combinación con un elemento con una superficie de contacto cónica y no en combinación con un elemento con una ranura anular como se propone aquí. No obstante, el principio del rebordeado de la sección de remache en forma de rock 14” es el mismo, solo con la diferencia que en la presente forma de realización el reborde de remachado 14”, que se produce a partir de la sección de remache en forma de rock 14”, en este caso se dispone en una depresión anular 80” de la pieza de chapa 60a o 60b (Fig. 42D o 42E), de tal manera que se logra un lado inferior completamente plano en la zona del reborde de remachado, es decir, la superficie libre del reborde de remachado se dispone a ras con el lado inferior 82” de la pieza de chapa, o eventualmente está desplazada hacia atrás por hasta 0,2 mm con relación a esta superficie libre. Aunque la sección de estampación 130 sobresale a través de la pieza de chapa, esto puede ser ventajoso, por ejemplo, si el elemento debe cumplir una función de centraje. Lo importante es que al proveer un agujero correspondiente en el elemento constructivo adicional, que se monta en la pieza de ensamblaje de acuerdo con la Fig. 42D o 42E, se produzca el apriete directo entre el elemento constructivo adicional y la superficie de apoyo anular 18” de la tuerca de remache, y que mediante la adaptación de los volúmenes de la depresión anular 80 en la pieza de chapa y del volumen doblado del remache anular se produzca una tensión compresiva en la pieza de chapa, tal como en todas las demás formas de realización, lo que lleva a una estrangulación sustancial entre la pieza de chapa y el elemento.

La forma particular de la acanaladura en la pieza de chapa, de tal manera que ésta rellena la ranura anular 24” por lo menos sustancialmente, se puede realizar con la introducción autopunzante del elemento, bajo la condición de que la matriz esté aplicada de tal manera que se logre la situación de ensamblaje de acuerdo con las Fig. 42D o 42e . Pero no es absolutamente necesario introducir el elemento de acuerdo con las Fig. 42A a 42C de manera autopunzante en la pieza de chapa, sino que la chapa podría estar preacanalada y preagujereada como en las formas de realización anteriores.

En esta forma de realización, por lo demás no es absolutamente necesario que se provea un cilindro roscado 16”. En lugar de ello, el elemento podría estar provisto con un agujero continuo, que entonces podría servir, por ejemplo, para recibir un tornillo autorroscante o autocortante, o como casquillo de alojamiento para un árbol rotatorio. Con un diseño de este tipo, el lado inferior plano en la zona del reborde de remache presentaría entonces ventajas particulares, por ejemplo, si el árbol o eje forma parte de un sistema de elevación de ventanillas en un automóvil. Para detalles sobre cómo un elemento de este tipo se une con una pieza de chapa desde el punto de vista técnico de la fabricación, se hace referencia a la solicitud PCT/EP2003/007436 mencionada más arriba. Otra tuerca de remache de este tipo se describe en la solicitud PCT/EP02/03187 con el número de publicación WO 02/077468. El contenido de estas dos solicitudes se integra por referencia como parte del contenido desvelado en la presente solicitud. En este punto cabe señalar que las características de las Fig. 42A a 42E, que están provistas con caracteres de referencia que corresponden a las de las figuras descritas hasta ahora, se han de entender de la misma manera, incluso si con fines de diferenciación de las formas de realización los caracteres de referencia se proveen con una raya o una raya múltiple. Es decir que en la descripción hecha hasta ahora también es aplicable a estas características, incluso si están provistas con una raya o con una raya múltiple. En otras palabras, la descripción de todas las características con los mismos caracteres de referencia básicos también es aplicable a la forma de realización de acuerdo con las Fig. 42A a 42E.

Lo mismo rige también para las otras Fig. 43A a 43G, en donde los caracteres de referencia empleados en las mismas se incrementaron por el número de base 200, para permitir una clara distinción. Es decir, si se resta el número 200 del respectivo carácter de referencia, la descripción hecha hasta ahora de las características correspondientes también rige en este caso, a menos que se indique algo en sentido contrario.

Con referencia a las Fig. 43A a 43G, en éstas se muestra un elemento de perno 210”, que es muy parecido al elemento 10”, pero que presenta una parte de vástago 332 con un cilindro roscado 216”en lugar del cilindro roscado interior 16”.

Un elemento de este tipo se describe en la patente europea 539 743. En la patente europea 539 743 existe una depresión anular de la ranura anular en el lado inferior de la cabeza de perno o, respectivamente, de la parte de cuerpo 212, específicamente en el lado del que sobresale la parte de vástago. La ranura anular en la patente europea 539743, sin embargo, no está diseñada de tal manera que pueda alcanzar el objetivo planteado aquí. Por otra parte, no existe ninguna razón por la que la ranura anular en la mencionada patente europea no pueda diseñarse de la manera propuesta por la presente invención.

El perno roscado 210”está provisto con una parte de cuerpo 212”, una parte de vástago 332 que presenta un cilindro roscado 216” y una sección de remache cilíndrica 214”. La parte de cuerpo 212” presenta una superficie de apoyo de forma anular 218”, que se dispone de manera coaxial con relación al cilindro roscado en un plano 220” perpendicular al eje longitudinal 222” el cilindro roscado, así como una ranura anular 224” dispuesta radialmente en el interior de la superficie de apoyo anular 218” y radialmente en el exterior de la sección de remache cilíndrica 214”. La ranura anular 224” trasciende en el lado radialmente interior 232” a la superficie exterior de la sección de remache cilíndrica 214”, en donde se proveen nervaduras de seguridad contra la torsión 242” en la zona de la ranura anular 224”. El perno de remache se caracteriza por que la ranura anular 224”, visto en un plano de corte axial, presenta una sección transversal en forma de U con una pared lateral radialmente exterior 230”, realizada de manera relativamente escarpada y que en el sitio más escarpado 233” presenta una inclinación con relación al eje longitudinal central del perno de remache ubicado en el intervalo de aproximadamente 45° a aproximadamente -20°, preferentemente de aproximadamente 30° a aproximadamente 0°, en donde el sitio más escarpado 233” puede estar formado por un punto o zona de inflexión que a su vez está formado por dos radios que se compenetraran mutuamente en la entrada de la ranura anular 224” y en la transición del lado radialmente exterior 30 de la ranura anular a su superficie de base 236”. Además, el perno de remache se caracteriza por que las nervaduras de seguridad contra la torsión 242” se extienden en dirección radial sobre la zona de base 236” de la ranura anular 224” y presentan una altura axial que corresponde a una fracción de la profundidad axial máxima de la ranura anular 224” y/o que se extienden de manera elevada a lo largo de la sección de remache cilíndrica 214”. Además, el volumen de la ranura anular se selecciona de tal manera que a lo largo de un intervalo de espesores de chapa, que está adaptado al respectivo tamaño de rosca, el volumen de la zona respectivamente doblada 214” de la sección de remache encuentra espacio dentro de la depresión anular 280” formada por la embutición de la pieza de chapa 260a o 260b en la ranura anular 224” del elemento y no sobresale por encima del lado 282” opuesto a la superficie de apoyo anular de la chapa embutida.

Como se puede ver basándose en una comparación de las Fig. 43D y 43E, también con el elemento de perno se logra alojar la sección de remache rebordeada 214”completamente dentro de la depresión anular 218” formada en la acanaladura de la pieza de chapa, de tal manera que el lado inferior del reborde de remache 214” en las Fig. 43D y 43E se dispone de manera superficialmente enrasada con el lado inferior 282 de la pieza de chapa y con esto crea una superficie de atornillado plana.

Sin embargo, también es posible modificar el elemento de perno de acuerdo con las Fig. 43A a 43E, en particular de la manera que se muestra en las Fig. 43F y G. En este caso, la parte de vástago 323a se extiende en la dirección que se aleja del lado frontal de la parte de cuerpo 212”a, que está orientado en la dirección que se aleja de la pieza de chapa 260a o 260b, respectivamente, y no del lado de la sección de remache de la parte de cuerpo 212, como en la forma de realización de acuerdo con las Fig. 43A a 43E. Es decir, la parte de vástago 332a se dispone en el lado opuesto a la parte de cuerpo 212” de la sección de remache cilíndrica 214”. Esta forma de realización presenta la ventaja de que el lado del reborde de remachado del elemento se dispone a ras con el lado inferior 282 de la pieza de chapa 260a o 260b, y esto puede ser ventajoso para algunas aplicaciones. Las posibles pequeñas irregularidades que permanecen en la zona del reborde de remachado, se pueden rellenar sin problema alguno con un material de relleno antes de pintar la pieza de chapa, en el caso de que se trate del lado visible. El elemento constructivo que se va a atornillar en este caso se monta en el lado frontal opuesto a la pieza de chapa de la parte de cuerpo 212”a y se fija sobre la superficie de contacto 400 por medio de una tuerca (no mostrada), que se atornilla sobre el cilindro roscado 216”a.

Finalmente, cabe señalar que en todas las formas de realización como ejemplo para el material del perfil y de los elementos funcionales fabricados a partir del mismo, se pueden mencionar todos los materiales que en el ámbito de la conformación en frío alcanzan los valores de resistencia de la clase 8 de acuerdo con la norma ISO o mayor, por ejemplo, una aleación 35B2 de acuerdo con la norma DIN 1654. Los elementos de fijación formados de esta manera son apropiados, entre otras cosas, para todos los materiales de acero comercialmente disponibles para piezas de chapa estirables, así como también para aluminio o sus aleaciones. Asimismo, se pueden usar aleaciones de aluminio, en particular aquellas que presentan una alta resistencia, para el perfil o los elementos funcionales, por ejemplo, AlMg5. También entran en consideración perfiles o elementos funcionales hechos de aleaciones de magnesio de mayor resistencia, tales como, por ejemplo, AM50.

En otras palabras, la presente invención se basa en el concepto de que la forma y el volumen de la ranura anular axial en el elemento de fijación y la longitud y el espesor radial de la sección de remache cilíndrica están coordinados de tal manera entre sí, que sin importar el espesor que presenta la pieza de chapa dentro de un amplio intervalo (como se indica, por ejemplo, en la reivindicación 2 para diferentes tamaños de tornillo), con un contacto por lo menos sustancialmente completo de la pieza de chapa en la superficie de contacto anular del elemento, en la pared lateral exterior radial de la ranura anular axial del elemento y en la superficie de base de la ranura anular axial del elemento, el volumen de la depresión anular en la pieza de chapa en el lado opuesto a la superficie de contacto anular de la pieza de chapa, en la que se embute el reborde de remachado y que disminuye a medida que aumenta el espesor de la chapa, corresponde sustancialmente al volumen de la sección de remache, que igualmente disminuye a medida que aumenta el espesor de la pieza de chapa - ya que la anchura radial de la depresión anular y la longitud disponible de la zona que se va a rebordear de la sección de remache disminuye a medida que aumenta el espesor de la chapa - o es ligeramente mayor que éste.

Esto significa que el volumen y se va a rebordear de la sección de remache siempre podrá ser alojado de tal manera en el volumen de la depresión anular axial en la pieza de chapa, es decir, de la depresión anular axial en el lado opuesto a la superficie de contacto anular de la pieza de chapa - el lado inferior en las figuras -, que el lado inferior correspondiente del reborde de remachado se alinea con el lado inferior de la pieza de chapa en la zona de la superficie de apoyo anular del elemento de fijación, es decir, se ubica en un mismo plano, os se encuentra retraída con relación al lado inferior de la pieza de chapa, en particular por aproximadamente 0, 2 mm como máximo.

El espesor de la pieza de chapa en la zona del elemento de fijación, es decir, preferentemente en la zona de la superficie de apoyo anular del elemento, el lado radialmente exterior de la ranura anular axial del elemento y de la superficie de base de esta ranura anular axial, corresponde preferentemente por lo menos sustancialmente al espesor de la pieza de chapa directa y radialmente en el exterior del elemento de fijación, es decir, en general el espesor de la pieza de chapa inicial. Según se usa en esta descripción, la expresión “por lo menos sustancialmente” significa preferentemente una desviación de /- 15 % del espesor como máximo, preferentemente de /- 10 % y de manera particularmente preferente menos de /- 5 % del espesor de la pieza de chapa radialmente en el exterior del elemento de fijación. A este respecto, la delimitación del agujero en la acanaladura de la pieza de chapa, es decir, su zona marginal, se extiende preferentemente hasta directamente antes de la sección de remache cilindrica, sin volverse más delgada o más gruesa, en donde es admisible una determinada adaptación a la forma de la transición de la zona de base de la ranura anular axial a su pared lateral radialmente interior.

Sin embargo, no es absolutamente necesario que el espesor de la pieza de chapa en la zona de la pared lateral radialmente exterior de la ranura anular axial y/o en la zona de base de esta ranura anular se mantenga constante, ya que sería perfectamente posible que una u otra zona se engrose o se adelgace durante la formación de la acanaladura en la pieza de chapa. Esto podría representar una posibilidad adicional de adaptar el volumen de la depresión anular en el lado inferior de la pieza de chapa al volumen de la zona rebordeada de la sección de remache, para que para un amplio intervalo de espesores de chapa se cumpla la exigencia de que el lado inferior del reborde de remachado se disponga en el mismo plano que el lado inferior de la pieza de chapa en la zona de la superficie de contacto anular, o se encuentre ligeramente retraída con relación a la misma.

El respectivo ángulo de la pared lateral radialmente exterior de la ranura anular axial con relación al eje longitudinal central del elemento de fijación se selecciona preferentemente dentro del intervalo mencionado, para que una depresión anular abierta hacia abajo eventualmente existente en la pieza de chapa radialmente en el exterior del reborde de remachado sea lo más pequeña posible, por lo que también la medida radial del elemento de fijación y, por lo tanto, su peso y los costes de fabricación del elemento se puedan mantener tan reducidas como sea posible. Una superficie curvada en el lado radialmente interior del reborde de remachado en la zona de su lado inferior es generalmente admisible, siempre y cuando el reborde de remachado en ese sitio no se debilite indebidamente.

Lista de caracteres de referencia

10 Tuerca de remache

12 Parte del cuerpo

14 Sección de remache

14' Sección de remache rebordeada

16 Cilindro roscado

18 Superficie de apoyo anular

20 Plano

22 Eje longitudinal de la rosca

24 Ranura anular axial

26 Superficie exterior de la sección de remache

30 Pared lateral exterior

32 Pared lateral interior

33 Sitio más escarpado

34 Radio

35 Radio

36 Superficie de base

38 Línea

40 Radio

42 Nervaduras de seguridad contra la torsión

46 Lado frontal opuesto a la sección de remache de la tuerca de remache

48 Plano

D1 Diámetro interior de la sección de remache

D2 diámetro exterior del cilindro roscado

52 Superficie redondeada

54 Superficie redondeada

56 Redondez en el extremo de la sección de remache 14

58 Superficie cónica o redondeada

60 Pieza de chapa

62 Acanaladura

62' Elevación de la pieza de chapa

64 Agujero

66 Borde del agujero

66' Borde de la perforación

70 Matriz

72 Resalto de la matriz

74 Hombro de la matriz

76 Superficies circular

78 Superficie frontal libre de la matriz

80 Depresión anular

81 Lado superior de la pieza de chapa

82 Lado inferior de la pieza de chapa

83 Depresión anular del reborde de remachado

84 Sección cilíndrica de la parte de cuerpo

86 Hombro anular/situación de compresión

88 Sección cilíndrica

90 Esquina redondeada

92 Esquina redondeada

94 Radio

95 Porción recta

96 Radio

97 Lado radialmente exterior de la ranura anular

98 Lado radialmente interior de la ranura anular

99 Muesca

100 Agujero interior del seguro contra la torsión con forma de estrella 102 Puntas del seguro contra la torsión con forma de estrella

104 Depresiones o bolsas

106 Depresiones con forma de estrella

108 Elevaciones

110 Desarrollo ondulado de la ranura anular

112 Crestas

114 Valles

116 Depresiones

118 Resalto

120 Muesca

122 Forma anular destalonada

124 Elevaciones con forma de arco

126 Depresiones con forma de arco

130 Sección de estampación

210 Perno de remache

332 Parte de vástago

400 Superficie de contacto

Claims

REIVINDICACIONES

1. Pieza de ensamblaje que comprende una pieza de chapa (60) y una tuerca de remache (10) que está diseñada para ser remachada con piezas de chapa que pueden presentar diferentes espesores de chapa dentro de un intervalo de espesores de chapa, en donde la tuerca de remache presenta una parte de cuerpo (12) y una sección de remache cilíndrica (14), la parte de cuerpo presenta un cilindro roscado dispuesto de manera centrada (16), una superficie de apoyo anular (18), que está situada de manera coaxial con relación al cilindro roscado en un plano (20) perpendicular al eje longitudinal (22) del cilindro roscado, así como una ranura anular (24) orientada de manera axial y dispuesta radialmente en el interior de la superficie de apoyo anular (18) y radialmente en el exterior de la sección de remache cilíndrica (14), que en el lado radialmente interior trasciende a la superficie exterior de la sección de remache cilíndrica, y en la que hay dispuestas nervaduras de seguridad contra la torsión (42) en la zona de la ranura anular (24),

caracterizada por que la ranura anular (24), vista en un plano de corte axial, presenta una sección transversal en forma de U con una pared lateral radialmente exterior (30), que está realizada de manera relativamente escarpada y en el sitio más escarpado (33) presenta una inclinación con relación al eje longitudinal central de la tuerca de remache ubicada en el intervalo de aproximadamente 45° a aproximadamente -20°, y por que el volumen de la ranura anular se selecciona de tal manera que a lo largo de un intervalo de espesores de chapa, que está adaptado al respectivo tamaño de rosca, después del remachado del elemento de remache con la pieza de chapa el volumen de la zona respectivamente doblada de la sección de remache encuentra espacio dentro de la depresión anular (80) formada por la embutición de la pieza de chapa (60) en la ranura anular (24) del elemento y no sobresale por encima del lado (82) opuesto a la superficie de apoyo anular de la chapa embutida, y por que el intervalo de espesores de chapa adaptado al respectivo espesor de chapa se selecciona de la siguiente manera:

Rosca M6 o 1/4 UNF - intervalo de espesores de chapa preferentemente de 0,5 mm a 2,5 mm, por lo menos de 0,6 mm a 1,5 mm,

rosca M8 o 5/16 UNF - intervalo de espesores de chapa preferentemente de 0,5 mm a 2,5 mm, por lo menos de 0,6 mm a 1,5 mm,

rosca M10 o 3/8 UNF - intervalo de espesores de chapa preferentemente de 1,0 mm a 3,0 mm, por lo menos de 1.0 mm a 2,5 mm,

rosca M12 o 7/16 UNF - intervalo de espesores de chapa preferentemente de 1,0 mm a 3,5 mm, por lo menos de 1.0 mm a 2,5 mm.

2. Pieza de ensamblaje de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la ranura anular que en general presenta una sección transversal en forma de U presenta una forma de sección transversal con una forma de U con la zona de base (36a; 36b) en un plano perpendicular al eje longitudinal central (22) de la tuerca de remache, y con esquinas redondeadas (90a, 92a; 90b, 92b) en la zona de transición de la zona de base a las paredes laterales (30a, 32a; 30b, 32b) de la ranura anular (24), en donde las esquinas redondeadas presentan un radio relativamente pequeño, por ejemplo, en el intervalo de entre una quinta parte y una décima parte de la profundidad axial de la ranura anular, o presentan un radio relativamente grande, por ejemplo, en el intervalo de entre una tercera parte y una quinta parte de la profundidad axial de la ranura anular.

3. Pieza de ensamblaje de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada por que el sitio más escarpado (33) está formado por un punto o zona de inflexión, que a su vez está formado por dos radios que trascienden entre sí en la entrada de la ranura anular (24) y en la transición del lado radialmente exterior (30) de la ranura anular en su superficie de base (36).

4. Pieza de ensamblaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la ranura anular (Fig. 33A, Fig. 34A) vista desde arriba presenta una forma ondulada por lo menos en el lado radialmente exterior, y/o por que la profundidad axial de la ranura anular (24) corresponde aproximadamente al espesor radial de la sección de remache cilíndrica.

5. Pieza de ensamblaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que visto desde arriba tiene una forma circular o poligonal, en particular rectangular o cuadrada, y preferentemente por que el diámetro interior (D1) de la sección de remache cilíndrica es ligeramente mayor que el diámetro exterior (D2) del cilindro roscado y trasciende al mismo por medio de una entrada de rosca (44).

6. Pieza de ensamblaje de una tuerca de remache (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores con una pieza de chapa (60), caracterizada por que la pieza de chapa (60) en la zona de la sección de remache está provista con una elevación (62), que por lo menos sustancialmente está adaptada a la forma de la ranura con forma de U (24), y en su lado opuesto a la ranura con forma de U presenta una depresión (80) similar a la forma de la ranura (62), pero que es más pequeña que la ranura con forma de U, y que la sección de remache rebordeada (14) está dispuesta completamente dentro de la depresión (80) y no sobresale por encima del lado opuesto al cilindro roscado (16) de la pieza de chapa, y preferentemente está dispuesta de manera superficialmente a ras o desplazada hacia atrás por 0,2 mm como máximo con relación a éste, en donde el volumen de la ranura con forma de U axialmente en el interior de la depresión anular (80) corresponde por lo menos sustancialmente al volumen de la sección de remache rebordeada (14').

7. Pieza de ensamblaje de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que las nervaduras de seguridad contra la torsión (42) en la zona de base de la ranura anular presentan una altura axial en el intervalo de entre 0,2 y 0,6 mm, pero como máximo de 0,7 veces el espesor de capa previsto, y preferentemente que hay dispuestas de 3 a 24 nervaduras de seguridad contra la torsión (42), y en particular, por que las nervaduras de seguridad contra la torsión (42) están dispuestas de manera uniforme alrededor del eje longitudinal central (22) de la tuerca de remache.

8. Pieza de ensamblaje de acuerdo con la reivindicación 6 o la reivindicación 7, caracterizada por que el borde (66') de la pieza de chapa en la zona del agujero (64), a través del que se extiende la sección de remache (14), está realizado de manera engrosada o abultada y el reborde de remachado (14') está provisto con una depresión anular (90) correspondiente en el lado orientado hacia el cilindro roscado (16) para recibir dentro de sí el borde engrosado.

9. Pieza de ensamblaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 6 a 8, caracterizada por que las nervaduras de seguridad contra la torsión (42) engranan en arrastre de forma en el material de chapa, pero no lo cortan.

10. Pieza de ensamblaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 6 a 9, caracterizada por que con una tuerca de remache, en la que nervaduras de seguridad contra la torsión (42”) se extienden de manera elevada junto a la sección de remache cilíndrica, éstas engranan en arrastre de forma en el lado orientado hacia el reborde de remachado (14') de la pieza de chapa.

11. Pieza de ensamblaje que comprende una pieza de chapa (260a, 260b) y un perno de remache (210”) que está diseñado para ser remachado con piezas de chapa que pueden presentar diferentes espesores de chapa dentro de un intervalo de espesores de chapa, en donde el perno de remache está provisto de una parte de cuerpo (212”), una parte del vástago (332) que presenta un cilindro roscado (216”) y una sección de remache cilíndrica (214”), en donde la parte de cuerpo presenta una superficie de apoyo anular (218), que está dispuesta de manera coaxial con relación al cilindro roscado en un plano (220”) perpendicular al eje longitudinal (222”) del cilindro roscado, así como una ranura anular (224”) orientada de manera axial, dispuesta radialmente en el interior de la superficie de apoyo anular (218”) y radialmente en el exterior de la sección de remache cilíndrica (214”), que en el lado radialmente interior (232”) trasciende a la superficie exterior de la sección de remache cilíndrica (214”), y en donde hay dispuestas nervaduras de seguridad contra la torsión (242”) en la zona de la ranura anular (224”),

caracterizada por que la ranura anular (224”), vista en un plano de corte axial, presenta una sección transversal en forma de U con una pared lateral radialmente exterior (230”), que está realizada de manera relativamente escarpada y en el sitio más escarpado (233”) presenta una inclinación con relación al eje longitudinal central del perno de remache en el intervalo de aproximadamente 45° a aproximadamente -20°, en donde el sitio más escarpado (233”) puede estar formado por un punto o zona de inflexión, que está formado por dos radios que trascienden entre sí en la entrada de la ranura anular (224”) y en la transición del lado radialmente exterior (30) de la ranura anular a su superficie de base (236”), y por que las nervaduras de seguridad contra la torsión (242”) se extienden en dirección radial sobre la zona de base (236”) de la ranura anular (224”) y presentan una altura axial que corresponde a una fracción de la profundidad axial máxima de la ranura anular (224”) y/o que se extienden de manera elevada a lo largo de a la sección de remache cilíndrica (214”), y por que el volumen de la ranura anular se selecciona de tal manera que a lo largo de un intervalo de espesores de chapa, que está adaptado al respectivo tamaño de rosca, por que después del remachado del perno de remache con la pieza de chapa el volumen de la zona respectivamente doblada (214”) de la sección de remache encuentra espacio dentro de la depresión anular (280”) formada por la embutición de la pieza de chapa (260a o 260b) en la ranura anular (224”) del elemento y no sobresale por encima del lado (282”) opuesto a la superficie de apoyo anular de la chapa embutida, y por que el intervalo de espesores de chapa adaptado al respectivo espesor de chapa se selecciona de la siguiente manera:

12. Pieza de ensamblaje de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada por que la sección de remache (214”) rodea la parte de vástago (332) con un distanciamiento radial, o rodea la parte de vástago (232) de manera adyacente, o por que la parte de vástago (332a) está dispuesta en el lado opuesto a la parte de cuerpo (212”a) de la sección de remache cilíndrica (214”).

13. Pieza de ensamblaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 11 a 12 en combinación con una pieza de chapa (260a, 260b), caracterizada por que la pieza de chapa (260a, 260b) en la zona de la sección de remache (214”) está provista con una elevación (262), que está adaptada por lo menos sustancialmente a la forma de la ranura con forma de U (224”), y en su lado opuesto a la ranura con forma de U (224”) presenta una depresión (280”) similar a la forma de ranura, pero que es más pequeña que la ranura con forma de U (224”), y por que la sección de remache rebordeada (214”) está dispuesta completamente dentro de la depresión (280”) y no sobresale por encima del lado opuesto a la superficie de apoyo anular (218) de la pieza de chapa.

14. Pieza de ensamblaje de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que la pieza de chapa (60) en la zona de las sección de remache está provista con una elevación (62), que está adaptada por lo menos sustancialmente a la forma de la ranura con forma de U (24), y en su lado opuesto a la ranura con forma de U presenta una depresión (80) similar a la forma de ranura (62), pero que es más pequeña que la ranura con forma de U, y por que la sección de remache rebordeada (14) está dispuesta completamente dentro de la depresión (80) y no sobresale por encima del lado opuesto al cilindro roscado (16) de la pieza de chapa, y preferentemente se encuentra de manera superficialmente enrasada o retraída 0,2 mm como máximo.

15. Pieza de ensamblaje de acuerdo con la reivindicación 13 en combinación con una pieza de chapa (260a, 260b), caracterizada por que la sección de remache rebordeada (214”) está dispuesta de manera superficialmente enrasada con la depresión (80) o retraída 0,2 mm como máximo dentro de la depresión (80).