ES2960442T3 - Unión por remachado en caliente - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un método para sujetar permanentemente al menos un componente (16) a otro componente (24), en el que se inserta un remache caliente (12) en una abertura (14) del al menos un primer componente (16) y una cara extrema (18) de un eje (20) del remache caliente (12) se suelda a una superficie del componente adicional (24) en el que el eje (20) del remache caliente (12) se trastorna luego mediante deformación plástica. el remache caliente (12), hasta que una cabeza (28) del remache caliente (12) descanse sobre una superficie del al menos un componente (16) con una fuerza de precarga al menos en algunas áreas, en donde la fuerza de precarga a la que el La cabeza (28) del remache caliente (12) se apoya en la superficie (30) de al menos un componente (16) y está ajustada al menos en algunas zonas a un valor predefinido. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Unión por remachado en caliente
La invención se refiere a una unión por remachado en caliente según el preámbulo de las reivindicaciones de patente 1 a 3. Una unión por remachado en caliente, así como un procedimiento para su producción, se conocen por el documento DE 10 2006028771 A1. En el remachado en caliente se introduce un remache en caliente en una abertura de un componente y a través de una cara frontal de un vástago del remache en caliente se suelda con una superficie de otro componente. Esto puede hacerse mediante soldadura de resistencia, en particular mediante soldadura por protuberancias. A continuación, por deformación plástica del remache en caliente se recalca en caliente el vástago del remache en caliente, hasta que una cabeza del remache en caliente descansa al menos por zonas sobre una superficie del primer componente. Con el recalcado se desplaza lateralmente material del vástago y este llena la abertura del primer componente al menos por zonas. Entre ambos componentes surge una fuerza de pretensado, que fija mutuamente los componentes.
Asimismo, se conoce una unión por remachado en caliente por el documento WO 2009/135553 A1, así como por el documento WO 2006/084609 A1. El documento WO2006/084609 A1 divulga el preámbulo de la reivindicación 1. En estos dos documentos se representan diferentes configuraciones de los remaches, así como de la unión por remachado. La fuerza de pretensado no es, en principio, ajustable en los procedimientos de remachado en caliente conocidos. Si embargo, en estos documentos no existe la posibilidad de limitar la fuerza de pretensado de manera específica para el respectivo caso de aplicación. Sin embargo, en combinación con fuerzas operativas adicionales, una fuerza de pretensado excesiva puede conducir a una sobrecarga o al fallo de la unión por remachado en caliente.
La presente invención se basa, por lo tanto, en el objetivo de perfeccionar una unión por remachado en caliente del tipo mencionado al principio, en el sentido de que pueda ajustarse una fuerza de pretensado predefinida entre los componentes que se van a unir.
Este objetivo se soluciona mediante uniones por remachado en caliente con las características de las reivindicaciones de patente 1 a 3.
En las uniones por remachado en caliente según la invención se adoptan medidas estructurales en la unión por remachado en caliente, para poder ajustar de manera específica la fuerza de pretensado de la unión. De este modo se ajusta a un valor predeterminado la fuerza de pretensado con la que la cabeza del remache en caliente descansa al menos por zonas sobre la superficie del al menos un componente. De este modo puede crearse una unión por remachado en caliente que esté diseñada de tal modo que la suma de fuerza de pretensado y cargas de la unión por remachado en caliente que surgen durante el funcionamiento siempre permanezca por debajo de una fuerza máxima. Así se evita de manera fiable un fallo de la unión por remachado en caliente bajo cargas operativas. Para ajustar la fuerza de pretensado se seleccionan, a este respecto, remaches en caliente adecuados en función de la carga operativa que cabe esperar. Un factor fundamental para ello es la elasticidad entre cabeza de remache o el apoyo de la cabeza de remache y el vástago del remache en caliente. Para reducir la fuerza de pretensado puede seleccionarse, por ejemplo, un remache con una entalladura en forma de acanaladura entre vástago y cabeza. La selección de un remache en caliente con grosor de cabeza adecuado y/o una relación de palanca adecuada entre vástago y área de apoyo de cabeza sobre el al menos un componente también puede servir para ajustar la fuerza de pretensado.
Otra posibilidad para ajustar la fuerza de pretensado radica en la selección de un remache en caliente con vástago diseñado adecuadamente. Por ejemplo, pueden elegirse remaches con zonas recalcables en caliente restringidas de manera específica. Tales remaches presentan un escalonado geométrico del diámetro. Solo la parte de la longitud del vástago con la sección transversal más pequeña se recalca durante el remachado en caliente. La contracción del vástago del remache durante el enfriamiento se limita a la zona calentada, por lo que se reduce entonces la fuerza de pretensado que surge con ello.
También mediante al diseño de la abertura de alojamiento para el remache en caliente puede ajustarse la fuerza de pretensado. Para ello pueden preverse, por ejemplo, muescas que actúan como elasticidades escogidas de manera específica.
Otra posibilidad para seleccionar la fuerza de pretensado radica en el ajuste de los parámetros de proceso durante la soldadura o el recalcado del remache en caliente. A medida que aumenta la fuerza de electrodo entre un electrodo usado para la soldadura o el recalcado en caliente, el recalcado tiene lugar a una temperatura del vástago del remache menor. Debido a la contracción resultante reducida del remache recalcado se ajusta así una menor fuerza de pretensado. También la cantidad de calor introducida durante el remachado en caliente puede ser útil para ajustar la fuerza de pretensado. Mediante la combinación de una magnitud de corriente de remachado y un tiempo de remachado puede controlarse la cantidad de calor. Una cantidad de calor introducida más pequeña conduce a una menor fuerza de pretensado, mientras que grandes cantidades de calor conducen a mayores fuerzas de pretensado.
La invención se refiere a una unión por remachado en caliente para fijar de manera inseparable al menos un componente a otro componente. La unión por remachado en caliente comprende un remache en caliente con una cabeza y un vástago que sigue a la misma, cuya cara frontal orientada en sentido opuesto a la cabeza está soldada a una superficie del otro componente, estando el vástago del remache en caliente recalcado por deformación plástica. Un aspecto de la invención se refiere a una unión por remachado en caliente adicional del tipo ilustrado, en la que está previsto según la invención que el al menos un primer componente presente una muesca que coopera con una zona del vástago deformada plásticamente. Gracias a la muesca se soporta una parte del vástago del remache en caliente, de modo que únicamente la zona del remache en caliente que se encuentra entre la muesca y la cabeza del remache en caliente contribuye a la fuerza de pretensado. Mediante la elección de la ubicación de la muesca es posible también en este caso el ajuste preciso de la fuerza de pretensado al valor deseado, para evitar así sobrecargas de la unión por remachado. Según la invención, el componente presenta en una cara orientada en sentido opuesto al vástago una reducción de grosor en la zona de la unión por remachado en caliente.
Otro aspecto de la divulgación se refiere a una unión por remachado en caliente adicional del tipo ilustrado, en la que está previsto que una abertura en el al menos un componente presente un ensanchamiento. Mediante la elección de la anchura y la altura de este ensanchamiento también es posible ajustar la fuerza de pretensado a un valor deseado. Otro aspecto de la divulgación se refiere a una unión por remachado en caliente adicional del tipo descrito, en la que está previsto que la cara inferior de la cabeza esté diseñada en forma de paraguas, de modo que la cabeza solo toca el componente en una zona exterior. De esta manera puede aumentarse la relación del diámetro interior de la cara de contacto entre cabeza y componente e influirse así indirectamente en la fuerza de pretensado.
A continuación se explicarán con más detalle la invención y sus formas de realización a través del conjunto de dibujos. En este sentido, muestran:
las Fig. 1 a 5 formas de realización de remaches para ejemplos de realización de uniones por remachado en caliente, que no forman parte de la invención
las Fig. 6 a 8 tres ejemplos de realización de una unión por remachado en caliente, que no forman parte de la invención, así como
la Fig. 9 otro ejemplo de realización de un remache para una unión por remachado en caliente, que no forma parte de la invención.
En una unión por remachado en caliente designada en su conjunto por 10 se guía un remache en caliente 12 a través de una abertura 14 de un componente 16, y una cara frontal 18 de un vástago 20 del remache en caliente 12 se suelda a una superficie 22 de otro componente 24. El vástago 20 se recalca a continuación en caliente, de modo que una cara 26 de una cabeza 28 del remache en caliente 12 descansa sobre una superficie 30 del componente 16. Debido a la contracción del remache en caliente 12 tras el recalcado efectuado en estado caliente surge una fuerza de pretensado entre los componentes 16 y 24. Si esta es demasiado alta, la unión por remachado en caliente 10 pude fallar bajo una carga operativa adicional.
Una posibilidad para disminuir la fuerza de pretensado es el uso de un remache 12, mostrado en la Fig. 1, que presenta en una zona de transición 32 entre cabeza 28 y vástago 20 una entalladura 34 en forma de acanaladura que se extiende circunferencialmente. Gracias a la entalladura 34 se reduce el grosor de la cabeza y aumenta así la elasticidad en la zona de transición 32 entre cabeza 28 y vástago 20, de modo que el remache en caliente 12 puede ser flexible tras el recalcado en caliente, lo que disminuye la fuerza de pretensado entre los componentes 16 y 24. En esta forma de realización se debilita, por tanto, la cabeza 28 de manera específica. Este diseño de la unión por remachado en caliente 10 se prefiere, sobre todo, cuando el diámetro de la abertura 14 es fijo por motivos estructurales y ya no puede influirse en el mismo. Entonces todavía puede influirse en la fuerza de pretensado a través de la entalladura 34. Como se representa en la Fig. 2, la fuerza de pretensado también puede ajustarse mediante la relación del grosor del vástago d1 respecto al grosor de la cabeza d2. Cuanto menor sea el grosor de la cabeza d2, mayor será la flexibilidad en la zona de transición entre cabeza 28 y vástago 20 del remache en caliente 12. Este diseño de la unión por remachado en caliente 10 es útil, sobre todo, cuando por motivos estructurales debe escogerse una cabeza 28 especialmente delgada o plana. Como muestra la Fig. 3, la relación entre grosor de vástago d1 y el diámetro interior D<i>del área de apoyo de la cabeza 28 sobre la superficie 30 del componente 16 ofrece otra posibilidad para el ajuste de la fuerza de pretensado. Un mayor diámetro interior D<i>en relación con el grosor del vástago d1 modifica, en comparación con un menor diámetro interior D<i>con el mismo grosor del vástago d1, la relación de palanca entre cabeza 28 y vástago 20 y, con ello, también la fuerza de pretensado. También el diseño del propio vástago 20 puede servir para ajustar la fuerza de pretensado. En el ejemplo de realización mostrado en la Fig. 4, el vástago 20 del remache en caliente 12 está dividido en una primera zona parcial 36 y una segunda zona parcial 38, presentando la segunda zona parcial 38 un menor diámetro que la primera zona parcial 36. Durante el recalcado del remache en caliente 12 se recalca únicamente la segunda zona parcial 38 y la primera zona parcial 36, más fuerte, permanece inalterada. La relación de las longitudes d4 y d5 de las dos zonas parciales 38, 36 determina la parte recalcada del vástago 20. Cuanto más corta sea la parte recalcada, es decir, la longitud d4 de la zona parcial 38, menor será también la contracción durante el enfriamiento del remache 12 tras el recalcado y menor será la fuerza de pretensado. Esto también puede hacerse mediante un remache 40 en dos partes, como se representa en la Fig. 5. Un primer remache parcial 42 comprende una cabeza 44 y un vástago 46 con diámetro d6, un segundo remache parcial 48 comprende una cabeza 50 y un vástago 52 con diámetro d7. El diámetro d7 es con el remache parcial 48 es mayor que el diámetro d6 del primer remache parcial 42. Ambos remaches parciales se sueldan en la abertura de alojamiento de los componentes que se van a remachar a través de las caras frontales 54, 56 de sus vástagos 46, 52. Durante el recalcado posterior se recalca únicamente el vástago 46 del primer remache parcial, ya que este presenta el menor diámetro. A través de la relación de las longitudes de vástago 46, 52 también puede regularse en este caso la fuerza de pretensado de la unión por remachado 10. El diseño de la abertura de alojamiento 14 también puede repercutir en la fuerza de pretensado de la unión por remachado 10, como se representa en la Fig. 6. Según la invención, la abertura de alojamiento 14 para el remache 12 presenta en este caso una muesca 58. Al mismo tiempo, el vástago 20 del remache está configurado igualmente en dos partes, es decir, está dividido en dos zonas, y comprende una primera zona 36 de mayor diámetro y una segunda zona 38 de menor diámetro. Un recalcado solo tiene lugar en la segunda zona parcial 38, adaptándose la segunda zona parcial 38 en su contorno a la muesca 58. La muesca 58 soporta el vástago 20 del remache 12 durante la contracción, de modo que una parte de la fuerza de pretensado es soportada por la muesca 58. Esto reduce la fuerza de pretensado que actúa en total sobre la cabeza, Fcabeza, de modo que también en este caso pueden evitarse sobrecargas de la unión por remachado. Al mismo tiempo, debido a la tensión en la parte recalcada, se cumple una función de sellado entre remache 12 y componente 24.
La Fig. 7 muestra una configuración alternativa de la unión por remachado en caliente. A diferencia de la realización representada en la Fig. 6, en este caso la abertura de alojamiento 14 en el componente 16 está ampliada por zonas mediante un ensanchamiento 60. Este ensanchamiento 60 actúa como una elasticidad adicional en la unión por remachado en caliente 10. A través de la realización precisa de este ensanchamiento 60, es decir su altura y anchura, puede influirse en la fuerza de pretensado de manera específica.
La Fig. 8 muestra otra posibilidad con la cual se puede aportar elasticidad adicional a la unión por remachado en caliente 10. Según la invención, el componente 24 al cual se suelda el vástago 20, está dotado de una reducción de grosor 62 en la zona de la unión por remachado en caliente 10. Esta reducción de grosor 62 está realizada, como muestra este ejemplo, en forma de un estampado sobre la cara del componente 24 orientada en sentido opuesto al componente 16. Mediante la reducción o variación del grosor del componente 24 así conseguida en la zona de la unión por remachado en caliente 10 puede influirse de manera específica en la fuerza de pretensado. En la Fig. 9 está representada una configuración en forma de paraguas de la cara inferior de la cabeza de remache 28. Se consigue así que el área de apoyo de la cabeza de remache 28 sobre el componente 16 se desplace hacia fuera en dirección radial con respecto a la abertura 14. De este modo se amplía la relación del diámetro interior Di del área de apoyo respecto al diámetro d1 del vástago 20. Esto influye en la fuerza de pretensado o la reduce, como ya se describió más arriba. Aparte de las secciones transversales redondas de remache 12 y/o abertura 14, representadas en los ejemplos de realización explicados, también es posible usar otras secciones transversales. Son concebibles, en particular, secciones transversales cuadrangulares o poligonales del vástago de remache 20 y/o de la abertura de alojamiento 14 correspondiente. Las explicaciones expuestas anteriormente con respecto a los diámetros y sus relaciones para los ejemplos de realización concretos con secciones redondas son entonces válidas análogamente para las dimensiones de la sección transversal respectiva.

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Unión por remachado en caliente (10) para fijar de manera inseparable al menos un componente (16) a otro componente (24), con un remache en caliente (12) con una cabeza (28) y un vástago (20) que sigue a la misma, cuya cara frontal (18) orientada en sentido opuesto a la cabeza (28) está soldada a una superficie (22) del otro componente (24),
estando el vástago (20) del remache en caliente (12) recalcado por deformación plástica, estando guiado el remache en caliente (12) a través de una abertura de alojamiento (14) del al menos un componente (16) y que la abertura de alojamiento (14) presenta una muesca (58) que coopera con una zona (38) deformada plásticamente del vástago (20),caracterizada por queel componente (24) presenta en una superficie orientada en sentido opuesto al vástago (20) una reducción de grosor (62) en la zona de la unión por remachado en caliente (10).
2. Unión por remachado en caliente (10) según la reivindicación 1,
caracterizada por que
una abertura (14) en el al menos un componente (16) presenta un ensanchamiento (60).
3. Unión por remachado en caliente (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada por que
la cara inferior de la cabeza (28) está diseñada en forma de paraguas, de modo que el área de apoyo de la cabeza de remache (28) sobre el componente (16) se desplaza hacia fuera en dirección radial con respecto a la abertura (14).
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