MX2007014434A - Estanqueidad por deformacion del material. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a un metodo para la realizacion de un montaje estanco entre la desembocadura de un escariado que forma parte de un soporte, y un tornillo que cuenta con una cabeza unida a un cuerpo dotado de una parte roscada destinada para cooperar con una perforacion de una pieza por montar junto con el soporte, y el soporte tiene una resistencia mecanica inferior a la del tornillo, caracterizado porque a partir de una desembocadura ensanchada el metodo incluye las etapas siguientes: acoplar el tornillo en el escariado de tal forma que la cabeza entrene contacto con la desembocadura; atornillar el tornillo en la perforacion de la pieza por montar de tal manera que la presion ejercida por la cabeza produzca una adaptacion estanca de la desembocadura sobre una parte de la superficie ubicada bajo la cabeza del tornillo por comprension de una parte del material del cual esta constituido el soporte.

Description

ESTANQUEIDAD POR DEFORMACIÓN DEL MATERIAL CAMPO DE LA 8NVENC1ON La presente invención se refiere a la estanqueidad entre la desembocadura de un escariado y un tornillo, y específicamente, se refiere a un método y a un montaje para garantizar la estanqueidad entre el tornillo y la desembocadura del escariado antes mencionada, sobre la cual topa la cabeza del tornillo. La invención tiene aplicaciones particularmente en el campo de la industria automotriz y, con mayor precisión, para el montaje de un interruptor sobre un soporte del motor de arranque.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El método de la invención se refiere a la realización de la estanqueidad entre la desembocadura de un escariado que forma parte de un soporte y un tornillo que incluye una cabeza acoplada a un cuerpo dotado de una parte roscada destinada para cooperar con una perforación de una pieza para su montaje sobre el soporte, y el soporte tiene una resistencia mecánica más débil que el tornillo. El documento FR 2509823 describe un método para la realización de la estanqueidad entre la desembocadura de un escariado de una escotilla moldeada hecha de un material termoplastico y de un borne Unos medios bajo la cabeza del borne han sido previstos para actuar sobre la desembocadura del escariado de manera que el ajuste del borne con respecto a la escotilla produzca la deformación de la desembocadura provocando de esta manera el flujo del material plástico con el objeto de constituir una pestaña que habrá de ajustarse de manera estrecha contra la periferia lisa del cuerpo del borne Los medios con los que cuenta el borne para deformar la desembocadura del escariado están constituidos bajo la forma de un bisel, conformando la unión entre la cabeza y el cuerpo del borne, y este bisel se apoya contra el borde en ángulo vivo del escariado de la caja En una variante , la desembocadura del escariado es la que cuenta con un cordón periférico exterior que es empujado por la parte inferior plana de la cabeza del borne para de esta manera constituir la pestaña Este documento se refiere particularmente a la estanqueidad de los bornes del interruptor de un motor de arranque eléctrico para un motor de combustión interna El método divulgado en el documento FR 2509823, se aplica a un borne que presenta sobre la periferia de su cuerpo una superficie lisa con el objeto de permitir a la pestaña ajustarse contra esta periferia Es por tanto necesario determinar un método de fabricación específico para la realización de esta superficie lisa, lo que puede resultar costoso Asimismo, el método descrito no se refiere mas que a una escotilla moldeada hecha de un material termoplástico. Finalmente, la estanqueidad se produce únicamente entre la pestaña y la periferia de la parte lisa del borne.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA .INVENCIÓN Asi, un problema técnico por resolver mediante el objeto de la presente invención es el de proponer un método y un montaje para la realización de una estanqueidad entre la desembocadura de un escariado que forma parte de un soporte y un tornillo que permiten: evitar el tener que utilizar una pieza suplementaria para garantizar la estanqueidad; realizar la estanqueidad entre dos superficies que pertenecen a piezas que pueden estar constituidas de un material metálico; realizar la estanqueidad entre dos superficies sin que se requiera que estas superficies sean forzosamente lisas; realizar la estanqueidad entre la desembocadura del escariado y el tornillo, y este tornillo está configurado para resistir tensiones mecánicas, vibratorias y térmicas importantes; realizar la estanqueidad de manera eficaz, sencilla y económica. Una solución al problema técnico que se presenta es, de conformidad con un primer objeto de la presente ¡nvención, un método caracterizado porque, partiendo de una desembocadura ensanchada, el método incluye las siguientes etapas acoplar el tornillo con el escariado de tal suerte que la cabeza entre en contacto con la desembocadura; atornillar el tornillo en la perforación de la pieza por montar de tal manera que la presión ejercida por la cabeza produzca una adaptación estanca de la desembocadura sobre una parte de la superficie bajo la cabeza del tornillo por compresión de una parte del material que forma parte del soporte De esta manera, no es necesario utilizar una pieza suplementaria para realizar la estanqueidad, tal como una junta de tipo tórico Se evita asimismo la necesidad de hacer un refrentado para adaptar esta junta al soporte Además, el método no requiere el uso de un tornillo especialmente tratado en lo que respecta a la condición de su superficie. Finalmente, la desembocadura del escariado que aloja a la cabeza del tornillo puede provenir directamente del mismo molde, en el caso en el que el soporte esté moldeado, sin tener que atravesar por una etapa de alteración o corrección adicional para optimizar las condiciones de su superficie De conformidad con algunas modalidades preferidas de manera enunciativa mas no limitativa, el método objeto de la invención presenta las características suplementarias, ya sea en su forma individual o en combinación, que se describen a continuación La compresión del material crea una pestaña La desembocadura del escariado está abocardada y la superficie por debajo de la cabeza es de revolución. La desembocadura tiene una forma troncocónica. La superficie bajo la cabeza es plana. El soporte está hecho de aluminio y el tornillo está hecho de acero. De conformidad con un segundo objeto de la invención, un montaje estanco obtenido medíante el primer objeto de la invención se caracteriza porque la huella impresa dejada por la cabeza del tornillo sobre la desembocadura incluye al menos: una primera superficie, circunferencial alrededor del eje de revolución del tornillo; una segunda superficie, que forma parte de la pestaña, circunferencial alrededor del eje de revolución del tornillo y que prolonga a la primera superficie. Estas dos superficies participan de esta manera activamente en la adaptación estanca de la desembocadura sobre una parte de la superficie por debajo de la cabeza del tornillo. De conformidad con una característica suplementaria, el montaje se realiza entre un soporte delantero del motor de arranque y al menos un tornillo para fijar un interruptor a este soporte. De conformidad con otra característica, el montaje se realiza entre un cojinete posterior del motor de arranque y al menos un tornillo para fijar un interruptor con este cojinete.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista lateral del motor de arranque, con un desprendimiento parcial para presentar el piñón y la corona dentada de arranque del motor térmico; La figura 2 es una vista en corte que presenta el tornillo dentro del escariado del soporte; La figura 3 es una vista en corte que presenta la huella impresa dejada por la cabeza del tornillo sobre la desembocadura del escariado; La figura 4 es una vista en corte del interruptor penetrado por un tornillo para su fijación sobre el soporte.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En la figura 1 se ilustra un motor de arranque 1 de un motor térmico. En la descripción que aparece a continuación se utilizará una orientación axial X-X de adelante hacia atrás que corresponde a una orientación de izquierda a derecha tomando como referencia la figura 1. En esta figura 1 , se ilustra el interruptor 2 electromagnético montado, de conformidad con la invención, sobre un cárter 10 de un motor de arranque que incluye un soporte delantero 4, configurado para ser fijado sobre una parte fija tal como el cárter de un motor térmico de un vehículo automóvil, una culata 5 dentro de la cual van alojados los componentes del motor eléctrico del motor de arranque, particularmente el estator, el rotor y la flecha del rotor. El cárter 10 cuenta asimismo con un cojinete posterior 6 configurado para servir de cojinete al extremo posterior de la flecha del rotor del motor eléctrico. Es posible apreciar asimismo en esta figura el piñón 19 del piñón bendix del motor de arranque, una parte de la corona dentada 1 de arranque del motor térmico por arrancar, así como la flecha de salida 18 del motor de arranque. El motor de arranque 1 cuenta con un interruptor 2 electromagnético para el accionamiento de este motor de arranque 1 . Este interruptor cuenta con una bandeja 15 que habrá de ser fijada al soporte 4 utilizando al menos un elemento de fijación 17, tal como el único elemento de fijación ilustrado. Este elemento ¡ncluye preferiblemente una cabeza unida a un cuerpo roscado, y también es conocido como varilla roscada. El interruptor 2 está ubicado en este caso sobre la parte superior del motor de arranque 1 y su eje X' es sensiblemente paralelo al eje X de la flecha de salida 18. En una variante , el interruptor puede ser desplazado colocándolo de manera fija sobre el cojinete posterior 6 del motor eléctrico. En este caso, el cojinete posterior constituye el soporte de este interruptor y el eje del interruptor es en este caso sensiblemente perpendicular al eje del rotor del motor eléctrico confundido en este caso con el eje de la flecha de salida 18. El motor de arranque 1 cuenta, de la manera antes mencionada, con una bandeja 15 sobre la cual va fijada, en la parte posterior, una escotilla 16 que da alojamiento a unos bornes eléctricos, a saber un primer borne 13 destinado para ser conectado con la batería del vehículo, un segundo borne 14 destinado para ser conectado con el motor eléctrico, y un tercer borne 12 para la alimentación del devanado electromagnético del interruptor montado en el interior de la bandeja 15 La escotilla puede ser fijada a la bandeja por engarce, atormllamiento o cualquier otro medio de fijación pertinente La escotilla está hecha de preferencia de un material eléctricamente aislante Los bornes 12 a 14 tienen una orientación axial con respecto al eje X' En una variante , al menos uno de estos bornes eléctricos tiene una orientación radial En otra vanante, al menos uno de estos bornes eléctricos va fijado directamente sobre la bandeja En este caso la escotilla tiene una forma sensiblemente cilindrica La figura 4 es una vista en corte del interruptor En este caso se ilustra un ejemplo de una bandeja 15 que cuenta con al menos una perforación 45 de fijación La bandeja esta en este caso dividida en tres partes Incluye un fondo 44 de orientación transversal al eje X' y que presenta la perforación 45 de fijación roscada, asi como un orificio 47, para permitir el paso de un núcleo móvil centrado sobre el eje X' La bandeja incluye asimismo una cubierta 42 fijada sobre el fondo 44 y que presenta una parte de orientación axial que se extiende en dirección opuesta al fondo 44 antes mencionado. La cubierta 42 incluye asimismo una parte que recubre la parte externa delantera del fondo 44 y que termina en un orificio de centrado de la bandeja. El orificio de centrado está compuesto por unos relieves 43. Este orificio es, además, coaxial al orificio 47 de paso del núcleo móvil. La parte de la cubierta que recubre a la parte externa del fondo 44 presenta asimismo al menos un orificio 49 coaxial al orificio 45. El orificio 49 tiene, en este caso, un diámetro superior al orificio 45. La cubierta 42 fue sometida previamente a un tratamiento en su superficie para hacerla resistente a la corrosión, así como para conferirle un aspecto estético. Finalmente, la bandeja incluye asimismo una virola 41 , de forma tubular, de orientación axial, alojada en el interior de la cubierta 42. La cubierta 42 sobresale axialmente con respecto a la virola 41. Esta virola 41 presenta una saliente 48 para permitir el apoyo axial del núcleo fijo (no ilustrado). Asimismo, hace posible una conexión electromagnética entre el fondo 44 y el núcleo fijo antes mencionado. Los grosores del fondo 44 y de la virola 41 son determinados en función de las necesidades de paso de un flujo magnético. En la práctica, para evitar un consumo demasiado elevado de corriente y un volumen de cobre demasiado importante al nivel del devanado de la bobina electromagnética, es necesario no saturar en demasía el circuito magnético, y por tanto contar con una sección de paso del flujo magnético lo suficientemente grande.

En una variante , la bandeja puede estar hecha de una sola pieza, por estampado, forjado, moldeado, sinterizado, o cualquier otro procedimiento similar. Durante el transcurso de su tiempo de vida útil, el motor de arranque se ve sometido a proyecciones de agua o de suciedad. Cualquier defecto en la estanqueidad al nivel del interruptor puede en consecuencia ocasionar un mal funcionamiento del conjunto, por ejemplo por oxidación de ciertos elementos en el interior del interruptor. Los defectos de estanqueidad pueden producirse en diversos puntos. El agua y el polvo se infiltran particularmente al nivel de los bornes 12 y 13 del interruptor. De esta manera, es posible prever un método para la realización de la estanqueidad entre los bornes y la escotilla 16, por ejemplo como el que se describe en el documento de la técnica antecedente. Las infiltraciones se producen de igual forma en la interfase entre la escotilla 16 y la bandeja 15. De esta manera, se puede asegurar la estanqueidad mejorando al mismo tiempo el engarce de las dos piezas antes mencionadas. Para evitar las infiltraciones entre la bandeja 15 y el soporte del motor de arranque 4, es posible asegurar la estanqueídad mediante la presencia de una placa de base 3, o en una variante , se garantiza la estanqueidad utilizando una junta de tipo elastómero o de papel. El solicitante de la patente se percató asimismo que se producen infiltraciones entre la superficie bajo la cabeza del elemento de fijación 17, cuyo eje X" es sensiblemente paralelo al eje X, y la desembocadura del escariado que forma parte del soporte 4 y que da alojamiento al elemento de fijación 17 antes mencionado. Este fenómeno puede tener repercusiones aún más serias, debido al hecho de que la cabeza puede verse sometida a este nivel a restricciones y tensiones mecánicas, vibratorias y térmicas importantes. El elemento de fijación 17 puede ser, por ejemplo, un tornillo que incluya una cabeza unida a un cuerpo parcialmente roscado. No obstante, la disposición de las dos superficies apoyadas una contra la otra produce por lo general únicamente una estanqueidad relativa. En efecto, las superficies suelen contar con defectos que pueden ocasionar fugas. La invención busca por tanto limitar los efectos de estos defectos. Para ello, en la figura 2 se ilustra un tornillo 17, acoplado a un escariado 25 que forma parte de un soporte 4. El escariado está constituido, por ejemplo, aprovechando un tiro creado para esos efectos. Este incluye una parte de paso 28 del tornillo, así como una desembocadura 26 que corresponde a la superficie intermedia entre la parte de paso 28 y la superficie extrema del soporte 4. La parte de paso puede tener una sección cuadrada, rectangular, ovalada o poligonal. La figura 2 ilustra una sección de la parte de paso redonda de diámetro superior al diámetro del cuerpo del tornillo. El soporte 4 puede ser un soporte moldeado. La desembocadura que forma parte del soporte está por tanto constituida, por ejemplo, ya sea por moldeado o por mandrilado. El tornillo 17 es un tornillo estándar constituido por una cabeza que permite hacer presión sobre la desembocadura 26 del escariado 25. Este tornillo 17 cuenta con una superficie bajo la cabeza de revolución y la desembocadura tiene una forma abocardada, de tal manera que no exista ninguna zona débil de contacto entre ambos. En una modalidad preferida ilustrada en la figura 2, la superficie bajo la cabeza es plana y la desembocadura tiene una forma troncocónica. De esta manera, la zona de contacto entre la cabeza del tornillo y la desembocadura es sensiblemente igual a un círculo. La presión ejercida por la cabeza sobre esta zona es por tanto muy importante. Favorece de esta manera la penetración de la cabeza en el material de soporte y se produce una mejor adaptación estanca de la desembocadura sobre una parte de la superficie bajo la cabeza durante el atornillado. El método para la realización de la estanqueidad incluye las etapas siguientes. En una primera etapa, se acopla el tornillo en el escariado de tal manera que la cabeza entre en contacto con la desembocadura ensanchada. En una segunda etapa, el atornillado del tornillo dentro de la perforación 45 se efectúa de tal forma que la presión ejercida por la cabeza produce una adaptación estanca de la desembocadura sobre una parte de la superficie que se ubica por debajo de la cabeza del tornillo. En efecto, el tornillo cuenta con un cuerpo dotado de una parte roscada que se atornilla en la perforación 45 que forma parte de la bandeja. De esta manera, se ensambla la bandeja con el soporte. La perforación 45 ha sido previamente fileteada antes de la introducción del tornillo antes mencionado. En una variante, se utiliza un tornillo autofileteador que al penetrar va creando el fileteado en la perforación 45. En otra variante, la perforación 45 creada sobre la bandeja puede no estar fileteada y se atornilla el cuerpo del tornillo mediante una tuerca colocada por ejemplo sobre el fondo 44. La tuerca puede ser fijada sobre el fondo 44 por ejemplo mediante soldadura o puede estar libre. De esta manera se crea una estanqueidad, sin el uso de piezas suplementarias, entre superficies no lisas. Durante el montaje del tornillo, la cabeza se encaja en el material del cual está constituido el soporte. El tornillo efectúa un movimiento de traslación combinado con un movimiento de rotación con respecto al soporte. Puesto que el soporte tiene una resistencia mecánica menor a la del tornillo, la cabeza penetra en el material y los defectos de la desembocadura se ven en consecuencia atenuados por la fricción de una parte de la superficie que se ubica por debajo de la cabeza del tornillo con la desembocadura. De esta manera, la adaptación estanca de la desembocadura sobre una parte de la superficie ubicada bajo la cabeza del tornillo se realiza por atenuación de los defectos del material del soporte, así como por deformación de este material, mismo que se adapta a los defectos que se encuentran en la superficie bajo la cabeza del tornillo.

La presión ejercida por la cabeza provoca, por fricción y por compresión de una parte del material, la creación de la superficie 31 sobre la desembocadura. De manera simultánea, este hundimiento del material produce el mateado de una parte del material del soporte bajo la cabeza, constituyendo de esta manera una pestaña 23 que se comprime contra la superficie ubicada bajo la cabeza del tornillo para constituir la superficie 32. La superficie bajo la cabeza sirve de guía para la pestaña durante su formación. De preferencia, la estanqueidad no se realiza por el contacto entre la pestaña hecha del material comprimido y el cuerpo del tornillo debido a la profundidad de la desembocadura. Con el objeto de realizar la adaptación estanca de la desembocadura sobre una parte de la superficie ubicada bajo la cabeza, es necesario que el soporte cuente con una resistencia mecánica inferior a la del tornillo. La elección de los materiales resulta por tanto importante. Si la diferencia en la resistencia mecánica entre el tornillo y el soporte es demasiado débil, la cabeza del tornillo no se encajará debidamente y se corre el riesgo de que durante el movimiento de rotación del tornillo se desprenda el material de soporte. Además, si la cabeza no se encaja debidamente, el atornillado de la parte roscada dentro de la perforación 45 de la bandeja no resultará suficiente para garantizar una buena fijación del interruptor sobre el soporte. A la inversa, si esta diferencia es demasiado importante, la cabeza se encajará demasiado en el material. En este caso se corre entonces el riesgo de que el cuerpo del tornillo entre en contacto con el devanado electromagnético y que perturbe en consecuencia su funcionamiento. De manera preferida, el soporte está hecho de aluminio. Este material ofrece la ventaja de que es capaz de resistir las distintas tensiones a las que se puede ver sometido un soporte del motor de arranque durante su utilización. El tornillo está hecho de acero, de preferencia inoxidable, lo que permite utilizar elementos de fijación 17 estándar para la fijación del interruptor sobre el motor de arranque. En una variante , el tornillo es sometido a un tratamiento de su superficie con el objeto de protegerlo contra la corrosión. Este tratamiento puede asimismo mejorar el coeficiente de fricción del tornillo. El tratamiento puede ser, por ejemplo, una galvanización para crear sobre el tornillo una fina capa de protección. Esta capa, por su resistencia mecánica, puede participar asimismo en la adaptación estanca de las superficies. Al finalizar el montaje del tornillo, se obtiene una huella impresa de la cabeza del tornillo en el soporte tal y como se ilustra en la figura 3. Esta huella incluye en particular al menos dos superficies 31 , 32 que participan de manera activa en la adaptación estanca de la desembocadura sobre una parte de la superficie ubicada bajo la cabeza del tornillo. La superficie 31 se extiende en dirección circunferencial alrededor del eje de revolución del tornillo. Esta superficie evoluciona a medida que la cabeza se va encajando en el material del cual está constituido el soporte 4. La superficie 32, que forma parte de la pestaña 23, se extiende en dirección circunferencial alrededor del eje de revolución del tornillo, prolongando así la superficie 31. La figura 3 ilustra una huella impresa que incluye asimismo una superficie 33, producida por la adaptación en el soporte de un bisel 24 que garantiza la unión entre la superficie lateral 29 de la cabeza del tornillo y la superficie ubicada bajo la cabeza 27. En una variante , es posible que no exista este bisel, y la superficie lateral 29 constituya entonces junto con la superficie ubicada bajo la cabeza 27 un ángulo sensiblemente perpendicular. La huella impresa incluye asimismo una superficie 34, producida por la adaptación de la superficie lateral 29 sobre el soporte. Las superficies 33, 34 participan, pero en menor medida, en la creación de la estanqueidad entre la desembocadura y el soporte. De esta manera, la invención permite realizar un montaje estanco entre dos piezas metálicas de superficies no lisas, sin la utilización de una pieza suplementaria que garantice esta estanqueidad. El método es por tanto sencillo y económico. La invención se aplica, entre otras cosas, para el montaje de un interruptor sobre un cárter de un motor de arranque. Esta descripción no se limita a los ejemplos de realización antes descritos.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Método para la realización de un montaje estanco entre la desembocadura 26 de un escariado 25 que forma parte de un soporte 4 y un tomillo 17 que incluye una cabeza unida a un cuerpo dotado de una parte roscada destinada para cooperar con una perforación de una pieza por montar junto con el soporte, y el soporte cuenta con una resistencia mecánica menor que la del tornillo, caracterizado porque a partir de una desembocadura ensanchada el método incluye las etapas siguientes: acoplar el tornillo en el escariado 25 de tal manera que la cabeza entre en contacto con la desembocadura 26; atornillar el tornillo dentro de la perforación de la pieza por montar de tal manera que la presión ejercida por la cabeza produzca una adaptación estanca de la desembocadura sobre una parte de la superficie ubicada bajo la cabeza 27 del tornillo por la compresión de una parte del material que constituye al soporte 4.

2.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la presión ejercida por la cabeza produce una adaptación estanca de la desembocadura sobre una parte de la superficie ubicada bajo la cabeza 27 del tornillo por atenuación de los defectos de la desembocadura debido a la fricción de una parte de la superficie bajo la cabeza del tornillo con la desembocadura antes mencionada.

3.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la compresión del material crea una pestaña 23.

4.- El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque la desembocadura 26 del escariado 25 está abocardada, y porque la superficie ubicada bajo la cabeza 27 es de revolución.

5.- El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque la desembocadura 26 tiene forma troncocónica.

6.- El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque la superficie ubicada bajo la cabeza 27 es plana.

7.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el soporte 4 está hecho de aluminio y el tornillo 17 está hecho de acero.

8.- Un montaje estanco entre la desembocadura 26 de un escariado 25 que forma parte de un soporte 4 y un tornillo 17 que cuenta con una cabeza unida a un cuerpo dotado de una parte roscada destinada para cooperar con una perforación de una pieza por montar junto con el soporte, y este soporte cuenta con una resistencia mecánica inferior a la del tornillo, caracterízado porque la huella impresa dejada por la cabeza del tornillo sobre la desembocadura 26 incluye al menos: una primera superficie 31 , circunferencial alrededor del eje de revolución del tornillo; una segunda superficie 32 que forma parte de una pestaña 23, circunferencial alrededor del eje de revolución del tornillo y que prolonga la primera superficie 31.

9.- El montaje estanco de conformidad con la reivindicación anterior, caracterizado además porque este montaje se realiza entre un soporte delantero de un motor de arranque 4 y al menos un tornillo para fijar un interruptor 2 a este soporte.

10.- El montaje estanco de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el montaje se realiza entre un cojinete posterior 6 de un motor de arranque y al menos un tornillo para fijar un interruptor 2 con este cojinete.