ES2884823T3 - Remache perforador semitubular, una unión con remache perforador de al menos dos componentes mediante el remache perforador semitubular, así como un método de conexión de los componentes con el remache perforador semitubular - Google Patents
Remache perforador semitubular, una unión con remache perforador de al menos dos componentes mediante el remache perforador semitubular, así como un método de conexión de los componentes con el remache perforador semitubular Download PDFInfo
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Abstract
Un remache perforador semitubular (1) mediante el cual se puede establecer una unión entre al menos dos componentes dispuestos a modo de pila uno encima del otro, que comprende las siguientes características: a. una cabeza (10) de remache que tiene un vástago (30) de remache que se extiende desde el mismo, que comprende una superficie lateral cilíndrica (32), b. un pie (40) de remache romo que tiene una superficie frontal (42) del pie de remache que está dispuesta perpendicular a un eje longitudinal LA del vástago (30) del remache, en el que dicho pie (40) de remache romo está previsto en un extremo del vástago (30) del remache que mira en dirección opuesta a la cabeza (10) del remache, y c. una cavidad (50) del vástago que tiene forma de campana en la sección transversal axial del vástago (30) del remache se extiende hacia el vástago (30) del remache comenzando en el extremo que mira en dirección opuesta a la cabeza, en el que la cavidad (50) del vástago en forma de campana está formada por i. una porción (52) de entrada convexa que comienza en un lado interior radial de la superficie frontal (42) del pie del remache y que se extiende en forma de arco circular con un radio RS de entrada en la dirección de la cabeza (10) del remache, ii. una porción (54) de continuación que se extiende linealmente en la cual la porción (52) de entrada hace una transición tangencial y que está dispuesta en un ángulo agudo α con respecto a la superficie lateral cilíndrica (32), y iii. una porción (56) de bóveda final.
Description
DESCRIPCIÓN
Remache perforador semitubular, una unión con remache perforador de al menos dos componentes mediante el remache perforador semitubular, así como un método de conexión de los componentes con el remache perforador semitubular
1. Campo de Invención
La presente invención se refiere a un remache perforador semitubular con el que se puede establecer una conexión o unión entre al menos dos componentes dispuestos uno encima del otro en forma de pila. La presente invención también se refiere a una unión con remache perforador de al menos dos componentes dispuestos en forma de pila, uno encima del otro, y a un método para conectar o unir los al menos dos componentes con la ayuda del remache perforador semitubular.
2. Antecedentes de la Invención
Para reducir las emisiones de dióxido de carbono, los fabricantes de automóviles están impulsando el desarrollo de nuevas carrocerías con las que se puede conseguir ahorrar peso. Por esta razón, la proporción de materiales de alta resistencia como por ejemplo 22MnB5 (Usibor) aumenta en seguridad las secciones relevantes de los vehículos de motor. Además, el diseño ligero de peso se utiliza cada vez más para construir vehículos.
Por ejemplo, se describe un remache perforador semitubular para el área de aplicación anterior en el documento DE 10 2009050342 B4. Este remache perforador tiene un grosor de pared de vástago mayor así como un diámetro de vástago mayor en comparación con las geometrías convencionales de remaches perforadores. Con este remache perforador semitubular se pueden unir capas de Usibor de hasta un grosor máximo de chapa de 1,7 mm. Sin embargo, el diámetro aumentado del vástago aumenta la fuerza de perforación o la fuerza de ajuste requerida para introducir el remache perforador semi-tubular en la pila de componentes. Además, los sistemas de unión por defector no son adecuados para el procesamiento de remaches perforadores de este tipo, ya que están diseñados para la separación y transmisión de elementos de remaches perforadores con un diámetro de vástago de aproximadamente 5,5 mm. Por lo tanto, se buscan elementos de unión alternativos, para los que el remache perforador semitubular descrito anteriormente es una solución especial.
En el documento DE 102013 020504 A1, así como en el documento EP 2024651 B2, se describen soluciones de resistencia similar a la geometría de remache perforador anteriormente descrita.
El documento EP 0 833 063 B1 describe un remache perforador semitubular hecho de un metal ligero, como por ejemplo aluminio o una aleación de aluminio. Este remache perforador semi hueco se utiliza para unir láminas metálicas ligeras o similares. Dado que no está hecho de acero, se utiliza un elemento de conexión o unión de peso optimizado además de láminas metálicas ligeras. Sin embargo, el uso del remache perforador semitubular hecho de metal ligero para uniones de acero o aceros de mayor resistencia es problemático, ya que el remache perforador semitubular no tiene la estabilidad adecuada necesaria para las elevadas fuerzas de unión requeridas en este contexto.
El remache perforador semitubular de la patente europea mencionada anteriormente tiene una cavidad de vástago de forma cónica en el extremo del vástago que mira en dirección opuesta a la cabeza. Esta cavidad del vástago está dispuesta de forma rotacionalmente simétrica alrededor del eje longitudinal del vástago del remache. Mientras que el pie de remache perforador romo realiza la separación del trozo perforado del componente a perforar, la forma cónica de la cavidad del vástago hace que el trozo perforado que ha de ser recibido se incline. Esto se debe a la entrada puntiaguda de la cavidad del vástago, que no se puede utilizar por completo debido a la fluencia limitada del material del trozo. Esta desventaja tiene un efecto mayor al unir componentes de acero, como por ejemplo se ha descrito en el documento EP 1229254 B1.
Se describe otra posible configuración de un remache perforador semitubular con un pie de remache romo en el documento DE 10 2005 020 416 B4. El remache perforador semitubular descrito comprende, visto en la sección transversal longitudinal del vástago del remache, una cavidad del vástago que tiene un diseño en forma de campana. Comenzando en el lado interior radial del pie del remache, un arco de forma convexa se extiende casi hasta la parte inferior de la cavidad del vástago. En la parte inferior de la cavidad del vástago, los arcos de forma convexa dispuestos lateralmente están conectados entre sí mediante una combinación de otros dos arcos. En contraste con la configuración de una cavidad de vástago cónica descrita anteriormente, el uso de arcos de forma convexa conduce a un estrechamiento aún mayor de la cavidad del vástago en la dirección de la parte inferior del vástago. En consecuencia, el trozo resulta atascado antes en la cavidad del vástago después de una separación satisfactoria del primer componente comparado con la cavidad de vástago formada cónicamente y dificulta la formación de una conexión o unión. Además, el uso del diseño de pared convexa en forma de arco del remache perforador semitubular tiene como consecuencia que el vástago en la porción del pie también tiene una estabilidad reducida debido al pequeño grosor de la pared. Por tanto, existe el riesgo de que las fuerzas de perforación transmitidas en la dirección axial por la cabeza del remache no se puedan transmitir eficazmente al pie del remache romo y que falle el vástago del remache.
A la vista de la técnica anterior, por tanto, el objeto de la presente invención es proporcionar una geometría mejorada
para un remache perforador semitubular que, también garantice una mejor recepción del trozo de perforación además de una transmisión fiable de fuerzas de perforación elevadas.
3. Compendio de la Invención
La presente invención describe un remache perforador semitubular con el que se puede establecer una conexión o unión entre al menos dos componentes dispuestos uno encima del otro en forma de pila. El remache perforador semitubular según la invención tiene las siguientes características: una cabeza de remache que tiene un vástago del remache que se extiende desde la misma, que comprende una superficie lateral cilíndrica, un pie de remache romo que tiene una superficie frontal de pie de remache está previsto en un extremo del vástago del remache que mira en sentido opuesto a la cabeza del remache, en el que la superficie fontal del pie del remache está dispuesta perpendicular a un eje longitudinal del vástago del remache, y una cavidad de vástago que tiene forma de campana en la sección transversal axial del vástago del remache se extiende al interior del vástago del remache comenzando en el extremo del vástago del remache que mira en sentido opuesto a la cabeza, en donde la cavidad del vástago en forma de campana está formada por una porción de entrada convexa que comienza en un lado interior radial de la superficie frontal del pie del remache y que se extiende en forma de arco circularcon un radio Rs de entrada en la dirección de la cabeza del remache, una porción de continuación que se extiende linealmente en la que la porción de entrada hace la transición tangencialmente y que está dispuesta en un ángulo agudo con respecto a la superficie lateral cilíndrica, y un arco en bóveda final.
La construcción del remache perforador semitubular según la invención consigue una transmisión mejorada de la fuerza de perforación aplicada mediante la cabeza del remache sobre la ubicación de la unión. En esto, la geometría del remache perforador asegura que la pérdida de energía de deformación dentro del remache perforador semitubular antes y/o durante la penetración del remache perforador semitubular en al menos el primer componente de una unión de remache perforador se reduce o se evita por completo mediante deformación del remache perforador. Por tanto, la energía mecánica suministrada a través de la cabeza del remache está preferiblemente completamente disponible para la introducción o penetración del vástago del remache en los al menos dos componentes que están dispuestos en forma de pila uno encima del otro y la perforación de un trozo de perforación asociado.
Mientras que, por un lado, la geometría del vástago del remache asegura una transmisión más eficaz de la energía de perforación a la ubicación de la unión, la cavidad del vástago, que está dispuesta de forma rotacionalmente simétrica al eje longitudinal del vástago del remache, asegura una recepción mejorada del trozo de perforación. Esto se logra combinando la porción de entrada formada convexa en forma de arco con una porción de continuación que se extiende linealmente de forma adicional en la dirección de la cabeza del remache en la cavidad del vástago. Mientras que, por un lado, la porción el área de entrada en forma de arco reduce preferiblemente la aparición de picos de tensión mecánica en la creación del trozo perforado, la porción de continuación lineal proporciona preferiblemente un estrechamiento reducido de la cavidad del vástago en la dirección de su profundidad. De esta manera, se utiliza un volumen disponible en la cavidad del vástago para recibir el trozo de perforación de tal manera que proporcione un gran volumen de recepción para el trozo de perforación sin ninguna pérdida de estabilidad del vástago del remache.
La porción de la bóveda final prevista en la parte inferior de la cavidad del vástago está preferiblemente cerrada o alternativamente formada abierta a través de una abertura pasante en la dirección de la cabeza del remache. La abertura en la porción de la bóveda preferida según la invención proporciona un volumen de recepción adicional para el material del trozo de perforación mediante una abertura pasante preferida a la cabeza del remache o de un agujero ciego.
Según una realización preferida de la presente invención, el diámetro Da del vástago del remache semitubular tiene un tamaño de Da á 5,6 mm, preferiblemente Da = 5,5 mm
El remache perforador semitubular se realiza preferiblemente con el diámetro del vástago descrito anteriormente. Este diámetro del vástago se adapta a los sistemas de alimentación usuales así como a los sistemas de remache perforador y se puede combinar con ellos sin nuevos diseños constructivos importantes de la tecnología del sistema.
También es preferible utilizar otro diámetro de vástago diferente al definido anteriormente. Esto se debe a que la geometría resumida anteriormente del remache perforador semitubular según la invención puede implementarse con diámetros de vástago tanto mayores como menores independientemente del diámetro de vástago definido anteriormente.
Según otra realización preferida de la geometría del remache perforador semitubular según la invención, la superficie frontal del pie del remache tiene una anchura Bs de pie que se extiende radialmente del orden de 1/30 Da á Bs á 1/3 D, preferiblemente 1/15 Da á Bs á 1/6 Da.
Según la invención, el remache perforador semitubular tiene preferiblemente una geometría de pie romo. Esto significa que la superficie frontal del pie del remache se extiende perpendicularmente con respecto al eje longitudinal del vástago del remache. También se prefiere que la superficie frontal del pie del remache comprenda el ancho radial dado anteriormente para poder transmitir de manera óptima la fuerza de perforación aplicada a través de la cabeza
del remache al primer componente en la ubicación de la unión. En este contexto, el tamaño preferido de la superficie frontal del pie del remache es particularmente ventajoso para la transmisión de altas fuerzas de remachado cuando se unen aceros de alta resistencia o de resistencia más alta.
Además, se prefiere utilizar el remache peerforador semitubular con la geometría de pie de remache preferida para producir una conexión de unión en una pila de al menos tres componentes dispuestos uno encima del otro y hechos del mismo material y/o de materiales diferentes. Una conexión de unión de este tipo debe garantizar en primer lugar que la estabilidad del remache perforador semitubular asegura la introducción de energía mecánica suficientemente alta en la ubicación de la unión. Esto se logra mediante la geometría del pie del remache perforador semitubular en combinación con la geometría del vástago. Esto se debe a que la forma de la cavidad del vástago también asegura preferiblemente un grosor de pared suficiente del vástago del remache en la porción de la cavidad del vástago, que no está sobrecargado por la fuerza de perforación transmitida desde la cabeza del remache al pie de perforación. En combinación con esto, la cavidad del vástago proporciona un volumen de recepción suficientemente grande para el trozo de perforación, que preferiblemente está compuesto en una conexión de al menos tres componentes hechos del material del primer y segundo componentes cuando se mira en la dirección de unión.
Según otra realización preferida del remache perforador semitubular, el radio Rs de entrada comprende con respecto al ancho Bs del pie el siguiente tamaño: Rs < 20 Bs, preferiblemente 0,3 mm < Rs < 6 mm y en particular 1 mm < Rs < 4 mm
La estrecha coordinación preferiblemente entre el ancho del pie del remache romo así como el tamaño del radio de entrada tiene como objetivo una orientación funcional ideal de la geometría del remache perforador semitubular. Para depender de los componentes a conectar entre sí, la fuerza de perforación a aplicar requiere un tamaño correspondiente del ancho del pie. Si bien la porción de entrada en la cavidad del vástago que comienza en el borde radialmente interno del ancho del pie no debe debilitar el vástago del remache del remache perforador semitubular, es preferible que al mismo tiempo sea ajustable de manera que se prevea un volumen de recepción suficientemente grande en la cavidad del vástago para el trozo perforado. Por lo tanto, se prefiere seleccionar el ancho de pie del pie del punzón en estrecha coordinación con el tamaño del radio de entrada.
según otra realización preferida de la geometría del remache perforador semitubular, la porción de continuación está dispuesta en un ángulo agudo con respecto a la superficie cilíndrica lateral del vástago del remache. Este ángulo agudo a es preferiblemente del orden de 5° < a < 30°, en particular 5° < a < 20° con relación a la superficie lateral cilíndrica.
según la invención, se prefiere que la porción de entrada, que está configurada en forma de arco sobre la base del radio Rs de entrada, haga la transición directamente de forma tangencial a la porción de continuación lineal. La porción de continuación, a su vez, está formada preferiblemente como la superficie lateral de un cono truncado. Así, esta superficie lateral o la superficie de la porción de continuación dentro de la cavidad del vástago, respectivamente tiene una orientación angular definida con respecto a la superficie lateral cilíndrica del vástago del remache. El intervalo preferido del ángulo agudo a según la invención en el intervalo de 5° < a < 20° representa un compromiso entre un volumen de recepción de la cavidad del vástago que es tan grande como sea posible y una conexión óptima a la porción de entrada en forma de arco.
Según otra realización preferida del remache perforador semitubular de la presente invención, especialmente en combinación con el diámetro de vástago preferido descrito anteriormente, se prevé una profundidad tB de la cavidad del vástago en forma de campana con respecto al diámetro Da del vástago del orden de 1/3 Da < tB < 2/3 Da.
Para poder adaptar el volumen de recepción de la cavidad del vástago al trozo de perforado a recibir y, por tanto, a la conexión de unión planeada, la profundidad de la cavidad del vástago en forma de campana es ajustable. Preferiblemente, se ajusta en función del diámetro del vástago seleccionado. Además, se ha reconocido en las realizaciones preferidas del remache perforador semitubular que, a pesar del intervalo de profundidad seleccionado anteriormente de la cavidad del vástago, dependiendo del diámetro del vástago, se garantiza una estabilidad suficiente del remache perforador semitubular durante la producción de las conexiones de unión o uniones.
según otra realización preferida del remache perforador semitubular, la cavidad del vástago en forma de campana tiene una abertura pasante central a la cabeza del remache que se extiende en la dirección longitudinal del vástago del remache o un agujero ciego para formar un remache hueco. Con la ayuda de estas medidas constructivas preferidas, se puede realizar una ampliación del volumen de recepción de la cavidad del vástago, como ya se ha descrito anteriormente.
La presente invención también comprende una unión de remache perforador de al menos dos componentes apilados uno encima del otro, que están conectados entre sí mediante el remache perforador semitubular descrito anteriormente. Debido a la variabilidad preferida en la geometría del remache perforador semitubular, es posible procesar diferentes materiales componentes dentro de una conexión de unión o unión. Por consiguiente, el remache perforador semitubular se usa preferiblemente para unir aceros de alta resistencia y de resistencia más alta de
diferentes componentes. De la misma manera, se prefiere utilizar el remache perforador semitubular descrito anteriormente para unir componentes de metales ligeros o para unir componentes de metales ligeros y aceros.
En este contexto, la presente invención también describe un método para conectar o unir al menos dos componentes con la ayuda del remache perforador semitubular descrito anteriormente. Este método de conexión comprende las siguientes etapas: disponer los al menos dos componentes uno encima del otro en una disposición a modo de pila sobre una matriz o un yunque y colocar un remache perforador semitubular según una de las realizaciones preferidas descritas anteriormente en los al menos dos componentes.
4. Breve descripción de los dibujos adjuntos
Las realizaciones preferidas de la presente invención se describirán con más detalle basándose en los dibujos adjuntos. Mostrando:
La Figura 1, una vista esquemática en sección de una realización preferida del remache perforador semitubular con dimensiones características para definir la geometría del remache perforador semitubular,
La Figura 2, una sección ampliada de la Figura 1, en la que se muestran las consecuencias de una variación del tamaño del radio de entrada en la porción de entrada convexa y, por lo tanto, la variación de la forma de la cavidad del vástago,
La Figura 3, una sección ampliada de la Figura 1, en la que se muestra la cavidad del vástago y su forma modificada debido a la variación preferida del ángulo agudo de la porción de continuación que se extiende linealmente con respecto a la conformación de la cavidad del vástago y su volumen,
La Figura 4, una sección ampliada de la Figura 1, que ilustra una variación preferida del ancho de pie del pie del remache romo del remache perforador semitubular,
La Figura 5, una sección ampliada de la Figura 1, en la que se ilustra un cambio de profundidad de la cavidad del vástago y las consecuencias con respecto al volumen de la cavidad del vástago,
La Figura 6, una ilustración de diseños preferidos de la cabeza del remache del remache perforador semitubular,
La Figura 7, una vista esquemática en sección transversal del remache perforador semitubular preferido según la invención con una abertura pasante desde la cavidad del vástago hasta la cabeza del remache para formar un remache hueco y
La Figura 8, una vista esquemática en sección transversal de una unión de remache perforador preferido con dos componentes,
La Figura 9, una vista esquemática en sección transversal de una unión de remache perforador preferido con tres componentes,
La Figura 10, un diagrama de flujo de una realización preferida del método de conexión con la ayuda del remache perforador semitubular.
5. Descripción detallada de las realizaciones preferidas
En la figura 1 se muestra una realización preferida del remache perforador semitubular 1 según la invención. La figura 1 es una vista esquemática en sección transversal al eje longitudinal La del remache perforador semitubular 1.
El remache perforador semitubular 1 comprende una cabeza 10 de remache con un vástago 30 de remache. Dependiendo de la aplicación, la cabeza 10 de remache tiene una forma de cabeza preferida, como se muestra de manera ejemplaren la figura 6. En consecuencia, el vástago 30 del remache se combina preferiblemente con una cabeza avellanada (figura 6A), una cabeza avellanada con transición en forma de arco al vástago 30 del remache (figura 6B) o una cabeza redonda plana (figura 6C). También se prefiere combinar la cabeza 10 del remache con un elemento funcional 12, como por ejemplo un perno roscado o una tuerca (figura 6D).
El vástago 30 del remache tiene un pie 40 del remache opuesto a la cabeza 10 del remache. El pie 40 del remache comprende una cara o superficie frontal 42 del pie del remache. La superficie frontal 42 del pie del remache está dispuesta preferiblemente perpendicular a una superficie lateral cilíndrica 32 del vástago 30 del remache. Asimismo, la superficie frontal 42 del pie del remache se extiende perpendicular al eje longitudinal LA del remache perforador semitubular 1.
Comenzando en el pie 40 del remache, una cavidad 50 del vástago se extiende en la dirección de la cabeza 10 del remache en el interior del vástago 30 del remache. La cavidad 50 del vástago está dispuesta rotacionalmente simétrica con respecto al eje longitudinal LA del remache perforador emitubular 1.
Como puede verse basándose en la ilustración en sección transversal a lo largo del eje longitudinal La en la figura 1, la cavidad 50 del vástago tiene un diseño en forma de campana con una abertura adyacente al pie 40 del remache.
La cavidad 50 del vástago en el vástago 30 del remache está preferiblemente formada de tal manera que, además de la estabilidad suficiente del pie 40 del remache a fuerzas de perforación elevadas, también resulta un volumen de recepción suficientemente grande para el trozo de perforación en la cavidad 50 del vástago. En este contexto, el
vástago 30 del remache está formado preferiblemente como un elemento macizo que comienza en la cabeza 10 del remache.
El vástago 30 del remache provisto como elemento macizo se extiende según una realización al menos hasta el centro del remache perforador semitubular 1 con una longitud total L. De este modo, se asegura preferiblemente una distribución extensiva de la fuerza de unión o de la fuerza de perforación en la porción cerca de la cabeza del remache perforador semitubular 1. Esta fuerza de perforación se transmite en primer lugar sobre toda la cara en sección transversal del vástago 30 del remache en la dirección del pie 40 del remache. La proporción del elemento macizo en el vástago 30 del remache está definida por la profundidad de la cavidad 50 del vástago, como se explica con más detalle a continuación.
Debido a la cavidad 50 del vástago, el vástago 30 del remache es hueco en la porción del pie. La cavidad 50 del vástago se extiende alrededor del eje longitudinal La en una disposición simétrica central. en la dirección de la cabeza 10 del remache. Una profundidad tB de la cavidad 50 del vástago se selecciona de modo que el remache perforador semitubular 1 sea deformado durante el proceso de colocación solo en la mitad inferior del vástago 30 del remache,por tanto en la mitad del vástago 30 del remache adyacente al pie 40 del remache. Así, la geometría de la cavidad 50 del vástago, que se explica con más detalle a continuación, asegura también una expansión suficiente de la sección del vástago hueco adecuadamente para la formación de un rebaje en la unión de remache perforador producida. Esto se muestra a modo de ejemplo en las representaciones esquemáticas de las uniones de remache perforador de las figuras 8 y 9.
En una forma de realización preferida del remache perforador semitubular 1 según la invención, éste tiene un diámetro Da de vástago de Da < 5,6 mm. El diámetro Da del vástago es preferiblemente igual a 5,5 mm, de modo que el remache perforador semitubular 1 se puede procesar con sistemas de remache perforador y sistemas de alimentación comunes.
En este contexto, la cabeza 10 del remache tiene preferiblemente un diámetro Dk de cabeza igual a 7,75 mm. Esta dimensión por defecto asegura el uso de sistemas de unión y sistemas de alimentación de remaches conocidos.
Según otra realización de la presente invención, también se prefiere combinar la geometría antes descrita del remache perforador semitubular 1 con otros diámetros Da de vástago y/o diámetros Dk de cabeza.
Además se prefiere que la longitud L del remache del remache perforador semitubular 1 sea del orden de 4 mm < L < 9 mm. Dependiendo de la aplicación, la longitud L del remache se adapta a la conexión de unión o unión a realizar o al grosor de la pila de los componentes que se han de conectar entre sí.
Para poder realizar diferentes tareas de unión, el remache perforador semitubular 1 se puede fabricar preferiblemente de diferentes materiales. Los materiales de remache preferidos son acero, aluminio o cobre. También se prefieren aquí otros materiales para realizar las correspondientes tareas de unión.
Como puede verse en la ilustración de la cavidad 50 de vástago preferida en la figura 1, una porción 52 de entrada convexa comienza en el borde radial interno del pie 40 del remache. La porción 52 de entrada convexa se extiende en forma de arco en la dirección de la cabeza 10 del remache.
Según una realización de la presente invención, la porción 52 de entrada en forma de arco tiene un radio Rs que se define en función de la anchura Bs de pie del pie 40 del remache. La anchura Bs del pie que se extiende radialmente de la superficie frontal 42 del pie del remache es preferiblemente del orden de 1/30Da < Bs < 1/3 Da, en donde Da. describe el diámetro del vástago analizado anteriormente. El ancho Bs del pie es preferiblemente del orden de 1/15 Da < Bs < 1/6 Da.
Una representación esquemática de la variación preferida del ancho Bs del pie se muestra en la Figura 4. Resulta evidente cómo el aumento del ancho Bs del pie tiene la consecuencia de un refuerzo del pie 40 del remache. También se evidencia que un aumento del ancho Bs del pie conduce a una reducción en el volumen de recepción de la cavidad 50 del vástago.
El límite inferior preferido del intervalo mayor especificado para el ancho Bs del pie del remache asegura que el pie 40 del remache sólo se expanda después de haber penetrado la capa de cubierta o de un primer componente en una pila de componentes. Debido a esto, se asegura una formación de rebaje más grande en la unión del remache perforador, que soporta la conexión de los componentes.
A medida que aumenta el ancho Bs del pie, aumenta la rigidez del pie 40 del remache. En consecuencia, al aumentar el ancho Bs del pie la deformación del pie 40 del remache o la expansiión del pie 40 del remache se restringe o se dificulta. En este contexto, se ha reconocido como ventajoso no extender el ancho Bs del pie más allá del límite superior especificado anteriormente para proporcionar todavía una deformación suficiente del pie y un volumen de recepción suficientemente grande para el trozo perforado en la cavidad 50 del vástago.
Basado en ello, el radio Rs de entrada preferido es definido como un múltiplo del ancho Bs del pie, en particular según Rs < 20 Bs. El radio Rs de entrada también tiene preferiblemente un tamaño de 0,3 mm < Rs < 6 mm y en particular 1 mm < Rs < 4 mm. En la figura 2 se muestra esquemáticamente una variación preferida del radio Rs de entrada.
La porción 52 de entrada convexa en el intervalo de radios preferido permite un ensanchamientopor fuencia del pie 40 del remache durante un proceso de unión. El ensanchamiento por fluencia del pie 40 del remache está conectado preferiblemente también con un ascenso por fluencia de un trozo perforado en la cavidad 50 del vástago. Esto es particularmente ventajoso cuando un material dúctil, por ejemplo aluminio, se combina como capa superior con un acero endurecido a presión como la segunda capa o como la capa intermedia en una pila de componentes y en una unión de remache perforador prevista en la misma (véanse las Figs. 8 y 9).
Cuando se excede el límite superior preferido del intervalo dado del radio Rs de entrada, la porción 52 de entrada comprende una curvatura que es demasiado pequeña. En consecuencia, la porción 52 de entrada tiene un recorrido casi lineal, de modo que se pierde el efecto del ensanchamiento por fluencia.
Si el radio Rs de entrada de acuerdo con el límite inferior con menos de 0,3 mm es seleccionado tan pequeño, una porción de entrada con bordes afilados impide un ensanchamiento por fluencia e introducción (véase anteriormente). En consecuencia, se prefiere adicionalmente según la invención prever el radio Rs de entrada en el intervalo de 1 mm < Rs < 4 mm.
La porción 52 de entrada convexa hace la transición tangencialmente a la porción 54 de continuación que se extiende linealmente. La porción 54 de continuación está conformada de manera similar a una superficie lateral de un cono truncado, que sigue preferiblemente directamente por detrás de la porción 52 de entrada.
La porción 54 de continuación que se extiende linealmente está dispuesta preferiblemente en un ángulo agudo a (véase la figura 1) con respecto a la superficie lateral cilíndrica 32 del vástago 30 del remache. Según diferentes realizaciones preferidas de la presente invención, la porción 54 de continuación forma un ángulo a del orden de 5° < a < 30°, preferiblemente de 5° < a < 20°.
El ángulo agudo a de la porción 54 de continuación influye en la rigidez del pie 40 del remache y la formación de un rebaje asociado en una conexión de unión. A este respecto, un ángulo a > 30° evita una expansión suficiente del pie 40 del remache. Además, debido a este gran ángulo, la cavidad 50 del vástago se reduciría demasiado para recibir un trozo de perforación.
La influencia de un cambio en el ángulo a se muestra esquemáticamente en la figura 3.
Según otra realización preferida de la presente invención, la cavidad 50 del vástago tiene una profundidad tB. La profundidad tB se define como la distancia entre la superficie frontal 42 del pie del remache y un punto de una sección 56 de bóveda que está más cerca de la cabeza 10 del remache.
La profundidad tB es preferiblementeB del orden de 1/3 Da < tB < 2/3 Da. La profundidad tB define el tamaño del volumen de recepción para un trozo de perforaciónen la cavidad 50 del vástago. Por lo tanto, de acuerdo con una realización preferida, la profundidad tB se elige lo más grande posible. En este contexto, cabe señalar que al aumentar la profundidad tB de la cavidad 50 del vástago, la rigidez del remache perforador semitubular 1 también disminuye en la porción 40 del pie.
El intervalo preferido especificado anteriormente se selecciona de tal manera que al menos pueden ser recibidos grosores de chapa de hasta 1,2 mm como trozos de perforación en la cavidad 50 del vástago.
En la figura 7, se muestra la realización preferida del remache perforador semitubular 1 con una abertura pasante 60. La abertura pasante 60 conecta la cavidad 50 del vástago con la parte superior de la cabeza 10 del remache. Por tanto, se ha previsto preferiblemente un remache hueco en el que la abertura pasante 60 permite adicionalmente recibir y elevar el material de un trozo de perforación.
La figura 10 muestra un diagrama de flujo de un método de conexión de al menos dos componentes utilizando el remache perforador semitubular 1 descrito anteriormente. En una primera etapa S1, los al menos dos componentes B1, B2 están dispuestos uno encima del otro en una disposición en forma de pila sobre una matriz o un yunque. En una segunda etapa posterior, se coloca un remache perforador semitubular 1 en la pila de componentes para conectar los componentes B1, B2 entre sí.
De manera correspondiente, se prevé una unión de remache perforador de al menos dos componentes B1, B2, B3, que están conectados entre sí en una disposición en forma de pila mediante el remache perforador semitubular 1 descrito anteriormente. Cada una de las figuras 8 y 9 muestra una representación a modo de ejemplo de una unión de remache perforador realizada. En la figura 8, el remache perforador semitubular 1 conecta los dos componentes
B1 y B2. En la figura 9, tres componentes B1, B2, B3 de una pila de componentes están conectados entre sí mediante el remache perforador semitubular 1. Mientras que en ambas uniones con remache perforador una parte del material perforado es al menos parcialmente recibida en la cavidad 50 del vástago, se ha formado preferiblemente una cabeza de cierre opuesta a la cabeza 10 del remache.
6. Lista de símbolos de referencia
1 Remache perforador semitubular
10 Cabeza de remache
30 Vástago de remache
32 Superficie lateral cilíndrica
40 Pie de remache
42 Superficie frontal del pie de remache
50 Cavidad del vástago
52 Porción de entrada convexa
54 Porción de continuación
56 Sección de bóveda
L Longitud total
La. Eje longitudinal
B1, B2, B3 Componentes
Claims (9)
1. Un remache perforador semitubular (1) mediante el cual se puede establecer una unión entre al menos dos componentes dispuestos a modo de pila uno encima del otro, que comprende las siguientes características:
a. una cabeza (10) de remache que tiene un vástago (30) de remache que se extiende desde el mismo, que comprende una superficie lateral cilíndrica (32),
b. un pie (40) de remache romo que tiene una superficie frontal (42) del pie de remache que está dispuesta perpendicular a un eje longitudinal La del vástago (30) del remache, en el que dicho pie (40) de remache romo está previsto en un extremo del vástago (30) del remache que mira en dirección opuesta a la cabeza (10) del remache, y
c. una cavidad (50) del vástago que tiene forma de campana en la sección transversal axial del vástago (30) del remache se extiende hacia el vástago (30) del remache comenzando en el extremo que mira en dirección opuesta a la cabeza, en el que la cavidad (50) del vástago en forma de campana está formada por
i. una porción (52) de entrada convexa que comienza en un lado interior radial de la superficie frontal (42) del pie del remache y que se extiende en forma de arco circular con un radio Rs de entrada en la dirección de la cabeza (10) del remache,
ii. una porción (54) de continuación que se extiende linealmente en la cual la porción (52) de entrada hace una transición tangencial y que está dispuesta en un ángulo agudo a con respecto a la superficie lateral cilíndrica (32), y
iii. una porción (56) de bóveda final.
2. Remache perforador semitubular (1) según la reivindicación 1, que tiene un diámetro Da de vástago de Da á 5,6 mm, preferiblemente Da = 5,5 mm.
3. Remache perforador semitubular (1) según la reivindicación 2, en el que la superficie frontal (42) del pie del remache tiene un ancho Bs del pie que se extiende radialmente del orden de 1/30 Da á Bs á 1/3 Da, preferiblemente 1/15 Da á Bs á 1/6 Da.
4. Remache perforador semitubular (1) según la reivindicación 3, cuyo radio Rs de entrada comprende con respecto a la anchura Bs del pie el siguiente tamaño: Rs á 20 Bs, preferiblemente 0,3 mm á Rs á 6 mm y en particular 1 mm á Rs á 4 mm.
5. Remache perforador semitubular (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la porción (54) de continuación está dispuesta en el ángulo agudo a del orden de 5° á a á 30°, preferiblemente 5° á a á 20°, con respecto a la superficie lateral cilíndrica (32).
6. Remache perforador semitubular (1) según una de las reivindicaciones anteriores en combinación con la reivindicación 2, que tiene una profundidad tB de la cavidad (50) del vástago en forma de campana con respecto al diámetro Da del vástago del orden de 1/3 Da á tB á 2/3 Da.
7. Remache perforador semitubular (1) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, cuya cavidad (50) de vástago en forma de campana comprende una abertura pasante central (60) a la cabeza (10) del remache que se extiende en la dirección longitudinal del vástago (30) del remache o un agujero ciego para formar un remache hueco.
8. Una junta de remache perforador de al menos dos componentes dispuestos en forma de pila uno encima del otro, que están conectados entre sí por medio del remache perforador semitubular (1) según una de las reivindicaciones anteriores.
9. Un método para conectar al menos dos componentes mediante un remache perforador semitubular (1), que comprende las siguientes etapas:
a. disponer los al menos dos componentes uno encima del otro en una disposición en forma de pila en una matriz o un yunque (etapa s1) y
b. colocar el remache perforador semitubular (1) según una de las reivindicaciones 1 a 7 anteriores en los al menos dos componentes (etapa s2).
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