ES2198310T3 - Procedimiento y dispositivo para la fijacion de una pieza auxiliar de montaje sobre una pieza de trabajo con forma de chapa, y pieza de trabajo con pieza auxiliar de montaje. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fijación de una pieza (2; 2'') auxiliar de montaje sobre una pieza (3; 3a, 3b) de trabajo con forma de chapa, en el que la pieza auxiliar de montaje con una base (6; 6'') se introduce a presión por una cara en la pieza de trabajo (3; 3a; 3b) soportada sobre una matriz (15) que presenta un escote (19) y la deforma dándole forma de cubeta caracterizado porque el escote (19) de la matriz presenta sectores (20) de pared que discurren paralelos a la dirección (14) de compresión y está interrumpido por partes de la matriz (palancas 22, 22'') que forman huecos (26) hacia los que fluye material de la base (6; 6'') y de la pieza (3; 3a, 3b) de trabajo y forma zonas de hueco (29, 30) de la base y la pieza de trabajo que están limitadas en la dirección del contorno.

Description

Procedimiento y dispositivo para la fijación de una pieza auxiliar de montaje sobre una pieza de trabajo con forma de chapa, y pieza de trabajo con pieza auxiliar de montaje.

La invención concierne a un procedimiento para la fijación de una pieza auxiliar de montaje sobre una pieza de trabajo con forma de chapa, en el que la pieza auxiliar de montaje con una base se introduce a presión por una cara en la pieza de trabajo y deforma a ésta en forma de cubeta. Además, la invención concierne a un dispositivo para la fijación de una pieza auxiliar de montaje sobre una pieza de trabajo con forma de chapa, con una matriz que presenta un escote y un soporte para la pieza auxiliar de montaje, el cual está dispuesto en alineación con el escote y se puede mover con relación a la matriz en una dirección de compresión.

Un procedimiento o un dispositivo del tipo mencionado más arriba está descrito en el documento US-PS-5,339,509 o en el documento DE 19647831 A1. En el documento US-PS-5,339,509 la matriz contiene partes móviles que definen las paredes laterales del escote en la matriz. Las paredes laterales del escote se extienden en este caso paralelamente al eje longitudinal de la matriz. Esto también es válido para la matriz del documento DE 19647831 A1, la cual sin embargo está realizada como matriz maciza. Además, es conocido un procedimiento y un dispositivo del tipo mencionado al principio por el documento WO 00/16928 (solicitud EP 99 946 154.4, ahora patente EP-1 117 497), pero que no ha sido hecho público.

Con la expresión ``pieza de trabajo con forma de chapa'' en conexión con la presente invención se debe entender no solamente una chapa de metal, sino piezas de trabajo que, al menos en el ámbito de la pieza auxiliar de montaje, están configuradas en forma de placa con un espesor de pared relativamente pequeño, en las que el material de la pieza de trabajo se deja deformar en medida suficiente. Junto a chapas de metal también se pueden incluir por tanto placas de plástico bajo el concepto de pieza de trabajo con forma de chapa.

En algunos casos es necesario unir una pieza auxiliar de montaje con la pieza de trabajo para poder fijar terceros elementos sobre la pieza de trabajo con la ayuda de la pieza auxiliar de montaje. Pueden ser piezas auxiliares de montaje por ejemplo pernos roscados que presentan una rosca exterior sobre la que se puede roscar una tuerca. Las piezas auxiliares de montaje también pueden presentar una rosca interior en la que se puede roscar un tornillo. Pero este recuento no está cerrado. Se necesitan piezas auxiliares de montaje en grandes cantidades en los vehículos de motor y en los electrodomésticos para la fijación y sostén de revestimientos y tendidos de conductos. Con frecuencia también basta con un surco o una rugosidad sobre su superficie para la fijación de otras piezas.

Este tipo de piezas auxiliares de montaje tienen la ventaja de que se pueden unir con la pieza de trabajo sin que sea necesaria la aportación de calor, como por ejemplo es el caso en la soldadura autógena o en las soldaduras blanda y dura. Tampoco son necesarios otros medios auxiliares, como p. ej. pegamentos. De acuerdo a ello, la unión de la pieza auxiliar de montaje con la pieza de trabajo mediante deformación resulta ventajosa siempre que se usen materiales diferentes para la pieza de trabajo y la pieza auxiliar de montaje, que de otro modo no se podrían unir sin dificultades.

En el caso más sencillo, la pieza auxiliar de montaje se introduce con apriete en la pieza de trabajo y deforma a ésta de tal modo que sobre la cara opuesta a la pieza auxiliar de montaje se presenta una deformación al estilo de una cubeta o una cúpula. La pieza auxiliar de montaje se soporta entonces apretada con la pieza de trabajo. Una unión de ese tipo presenta ciertamente en la mayoría de los casos una suficiente resistencia a la cortadura. Sin embargo, la resistencia a la tracción de embutición y el aseguramiento contra el giro son limitados, en particular esto tiene que ver con la disposición de acuerdo con el documento US-A-5,339,509.

El documento DE 30 03 908 A1 muestra un perno con propiedades para el punzonado y el remachado. Este perno produce una abertura al ser utilizado mediante punzonado. La rodaja o recorte punzonado que se produce con ello se mantiene sujeta en un escote de la parte inferior del perno. La pared del contorno de ese escote se pliega radialmente hacia fuera al final del proceso de punzonado y entonces agarra un borde igualmente plegado de la pieza de trabajo, el cual se ha producido durante el punzonado.

El documento DE 22 44 945 A1 muestra un procedimiento para la unión mecánica de piezas con forma de casquillo con piezas en forma de pletina, en el que se tiene que taladrar previamente la pieza de forma de pletina antes de la colocación de la pieza en forma de casquillo. La pieza en forma de casquillo tiene a estos efectos varias ``patas'', que después de la instalación han de ser dobladas hacia fuera.

El documento DE 196 47 831 A1 mencionado arriba muestra un procedimiento para la instalación de un elemento funcional, por ejemplo un perno, en una pieza de trabajo con forma de chapa, en el que la base del perno presenta salientes y entrantes mediante los cuales, durante la colocación, se forman huecos de la pieza de trabajo con la base del perno, por lo que se necesita una configuración especial de la base del perno.

La invención tiene como tarea principal la fijación de una manera sencilla de una pieza auxiliar de montaje, que pueda ser sometida a esfuerzos en varias direcciones, sobre una pieza de trabajo.

Esta tarea queda resuelta por la invención con un procedimiento del tipo mencionado al principio debido a que el escote de la matriz presenta sectores de pared que discurren paralelos a la dirección de compresión y está interrumpida por partes de la matriz que forman huecos en los que fluye material de la base y de la pieza de trabajo y forma zonas de hueco de la base y de la pieza de trabajo que están delimitadas en la dirección del contorno.

En este modo de proceder se comprime la pieza auxiliar de montaje no solamente incrustándola en la pieza de trabajo con lo que se deforma la pieza de trabajo. También, la pieza auxiliar de montaje se deforma en su base. Con ello la base, con relación a la dirección del contorno, se deforma al menos parcialmente en forma radial hacia fuera y forma con ello un hueco en la pieza de trabajo que en esos sectores se deforma igualmente en forma radial hacia fuera. ``Radial'' se refiere en este caso al eje principal de la pieza auxiliar de montaje, por ejemplo, su eje de roscado. Con esta configuración se consigue por una parte una resistencia a la tracción de embutición mejorada. La pieza auxiliar de montaje queda asegurada con más fuerza contra la extracción de la pieza de trabajo. Pero debido al hueco interrumpido en la dirección del contorno también se tiene en cuenta que la pieza auxiliar de montaje esté asegurada contra el giro en la pieza de trabajo. Con eso se facilita el atornillado de tuercas o de tornillos en la pieza auxiliar de montaje. Este tipo de uniones atornilladas pueden ser apretadas con momento de giro relativamente elevado. Finalmente, esta configuración tiene la ventaja de que se obtiene una unión entre la pieza auxiliar de montaje y la pieza de trabajo en la cual, en particular en la zona de los huecos, la pieza auxiliar de montaje y la pieza de trabajo se aprietan entre sí con una presión relativamente alta. Esa presión se conserva incluso después del acabado de la unión. Esto es particularmente favorable cuando se debe transmitir una corriente eléctrica a través de la pieza auxiliar de montaje a la pieza de trabajo, por ejemplo, cuando la pieza auxiliar de montaje ha de utilizarse como borne de conexión a masa en la chapa de una carrocería de vehículo motorizado.

Preferentemente se hace fluir material de las zonas sin hueco a las zonas con hueco. Para la fabricación de las zonas de hueco se dispone con ello de más material. Con otras palabras, el material que usualmente está disponible en todo el contorno de la pieza conformada con forma de cubeta, se puede así concentrar en unas pocas zonas de hueco. Con esto es posible hacer que, con la misma cantidad de material, los huecos sean más anchos o más profundos perpendicularmente a la dirección de compresión. Se ha demostrado que la resistencia de la unión depende en una mayor medida de la profundidad de los huecos que de la longitud en la dirección del contorno. Así pues, si se limitan los huecos en la zona en dirección del contorno, pero a la vez se configuran las zonas con una mayor cubrición en la zona de huecos, la unión será entonces más fuerte en conjunto y por cierto, tanto en lo que respecta a la resistencia a la tracción de embutición como también en lo que respecta a la seguridad frente al giro.

Con preferencia, se producen sectores de pared sobre la cara exterior de la pieza de trabajo opuesta a la pieza auxiliar de montaje que discurren paralelos a la dirección de compresión. Esta configuración tiene varias ventajas. Por una parte, el desmoldado, es decir la extracción de la pieza de trabajo provista de la pieza auxiliar de montaje del correspondiente dispositivo, por ejemplo de una matriz, es relativamente fácil. En las zonas donde la cara exterior discurre en paralelo a la dirección de compresión, no hay que llevar a cabo ningún otro trabajo de conformación para extraer la pieza de trabajo. Tan solo hay que vencer las fuerzas de rozamiento. Por otra parte se ha de procurar que justamente en las paredes del contorno que, al menos aproximadamente, son verticales, estén presentes vías de fluencia óptimas en las zonas de hueco para los dos materiales, el de la pieza de trabajo y el de la pieza auxiliar de montaje.

De modo ventajoso, durante la compresión se produce una presión de cierre sobre la pieza de trabajo, al menos sobre una parte de la herramienta, y durante la tracción de la unidad formada por la pieza de trabajo y la pieza auxiliar de montaje una presión de apertura sobre la parte de herramienta que está dispuesta en la zona de un hueco. Con esto, el procedimiento es casi autónomo. En la zona del escote se encuentra una parte de herramienta que está configurada de tal manera que cuando el material de la pieza de trabajo se comprime allí dentro, se origina un hueco. Puesto que esa parte de herramienta se mantiene en su posición cerrada por la pieza de trabajo, no se puede abrir la parte de herramienta. Esto se ve de otra manera cuando la pieza de trabajo se extrae de la herramienta. En ese caso falta la presión sobre la parte de herramienta. Entonces ésta se puede abrir y deja libre a la pieza de trabajo. Para abrir solamente hace falta una fuerza muy pequeña. En la posición abierta tampoco se puede por tanto ejercer ninguna acción de reconformado.

Preferentemente, se producen tres o más zonas de contorno con huecos. Con ello se puede conseguir una unión soportada por todas partes perpendicularmente a la fuerza de tracción. Cuantas más zonas de hueco estén presentes tanto mejor será la seguridad frente al giro.

De preferencia la presión sobre la pieza auxiliar de montaje se aplica sobre un resalte auxiliar. Esto es particularmente ventajoso cuando la pieza auxiliar de montaje está provista de una rosca. El resalte auxiliar se posiciona entonces de tal manera que durante la aplicación de la presión la rosca no se remacha o dicho de otra forma, no se deforma.

Es preferible que el resalte auxiliar esté dispuesto contiguo a la pieza de trabajo. De este modo queda todavía disponible tan solo una pequeña longitud de la pieza auxiliar de montaje, en la cual la pieza auxiliar de montaje se puede deformar en sí misma. En la longitud restante se puede prever entonces una zona de acogida de la rosca que justamente ya no puede deformarse.

En una configuración favorita está previsto que entre la pieza de trabajo y la pieza auxiliar de montaje se disponga al menos otra pieza de trabajo con forma de chapa, que también se deforme a modo de cubeta en la dirección del contorno con huecos delimitados. Se puede utilizar al mismo tiempo la pieza auxiliar de montaje para producir una unión auxiliar heterogénea . La pieza auxiliar de montaje constituye entonces un ``troquel perdido'' (troquel de usar y tirar), incluso adicionalmente también asegura la unión auxiliar heterogénea contra desenganche. Para la otra pieza de trabajo, en relación con lo de la forma de chapa, vale lo mismo ya dicho para la primera pieza de trabajo mencionada arriba. En efecto, no tiene que tratarse del mismo material. Por ejemplo, se pueden unir de esa manera una chapa de metal con una parte de plástico y la pieza auxiliar de montaje. La unión de los dos elementos componentes con forma de chapa presenta adicionalmente una resistencia a la cortadura y una resistencia a la tracción de embutición extraordinariamente grande. La unión de ambos elementos componentes es además estanca ya que no se produce ninguna abertura o ranura de corte.

La tarea queda resuelta mediante un dispositivo del tipo mencionado al principio debido a que la pared de contorno del escote presenta sectores de pared móviles que están dispuestos sobre palancas, de modo que las palancas se pueden mover por presión en la dirección de compresión a una posición de trabajo y allí se pueden inmovilizar y forman zonas de hueco y mediante un movimiento de la unidad formada por la pieza de trabajo y la pieza auxiliar de montaje en sentido contrario a la dirección de compresión se pueden mover a una posición de desenganche en la que las zonas de hueco quedan completamente desbloqueadas, y porque entre los sectores de pared móviles están previstos sectores de pared estacionarios y porque las palancas presentan una cara exterior que forma un ángulo agudo con la dirección de compresión y está conducida sobre una superficie antagónica apropiadamente inclinada que discurre hacia fuera en sentido contrario a la dirección de compresión.

Con un dispositivo de montaje de este tipo se obtiene en primer lugar un diseño y construcción relativamente sencillo de la matriz. Mediante la utilización de palancas o ganchos prensiles que a través del propio proceso de prensado son llevados a su posición de trabajo y mantenidos allí, se ahorran medios auxiliares como muelles u otros medios habituales de pretensado que son necesarios para desplazar la matriz en situación de cierre, lo cual se necesita generalmente para poder empezar el desmoldado. En el instante en el que pieza de trabajo se carga con presión en la matriz y a través de la pieza auxiliar de montaje, las palancas se mueven a su posición de trabajo. Se mueven pues radialmente hacia dentro y entonces ponen a disposición zonas de hueco. De esa posición de trabajo no se pueden salir y por cierto tampoco bajo la presión del material que fluye hacia dentro, ya que se mantienen firmemente en la posición de trabajo mediante la propia pieza de trabajo. Los huecos formados por las palancas ponen ahora a disposición un espacio en el que pueden penetrar el material de la pieza de trabajo y de la base de la pieza auxiliar de montaje. A este respecto se puede partir de que no solamente penetra el material de la pieza de trabajo en la zona de huecos sino también el material de la base de la pieza auxiliar de montaje, de tal modo que la pieza auxiliar de montaje con la pieza de trabajo forma un hueco en el sentido de un enganche por coincidencia de forma geométrica. Normalmente la extracción de la pieza de trabajo de la matriz significaría en este caso un cierto problema, con un hueco de este tipo que incluso es reconocible sobre la cara de la matriz. De acuerdo con la invención no se origina este problema ya que al levantar la pieza de trabajo de la correspondiente palanca, ésta se mueve hacia fuera con lo que puede alcanzar la posición de desbloqueo en la que libera completamente a la pieza de trabajo. Con esto, la palanca no tiene que vencer ninguna fuerza de resorte, con lo que se puede producir la extracción de la pieza de trabajo con relativamente poco esfuerzo. A esto se añade como otra ventaja que al extraer la pieza de trabajo de la matriz, las palancas no arañan bajo presión sobre la cara inferior de la pieza de trabajo, con lo que se evitan ampliamente las correspondientes huellas. Esto no solamente trata bien la pieza de trabajo, sino también las correspondientes superficies de apoyo de las palancas.

Preferentemente las palancas presentan una cara superior sustancialmente plana que, en la posición de trabajo, está perpendicular a la dirección de compresión y se sitúa en el mismo plano que la cara superior de la matriz. Con ello el esfuerzo de compresión actúa de tal manera que las palancas solamente se someten a esfuerzo en la dirección de cierre. Las palancas no tienen que absorber ningún esfuerzo lateral. Puesto que la pieza de trabajo, por así decirlo, ve enfrente de sí una superficie continua y plana, si se prescinde del escote, por fuera de la propia zona de unión no se originan ningunas marcas en la superficie superior de la pieza de trabajo. Se evitan picos de presión sobre las palancas. La solicitación en la posición de trabajo tiene lugar de un modo relativamente uniforme con lo que las palancas son bien tratadas y en consecuencia presentan una relativamente alta duración.

Es preferible que cada palanca esté configurada como palanca angular. El esfuerzo de compresión que se usa para mover y para sostener la palanca en la posición de trabajo, puede entonces actuar sobre una gran superficie. Las relaciones de transmisión de la palanca son en este caso más favorables con lo que con una palanca dimensionada con relativa escasez también se puede transmitir la necesaria fuerza.

De forma preferible la palanca de ángulo presenta un brazo corto en el que se dispone el sector de pared y un brazo largo en el que se encuentra un eje de giro o una zona de giro. La palanca está pues configurada al estilo de una L puesta al revés pero realmente también puede presentar aún otros salientes o huecos. En la cara frontal del brazo corto se encuentra el sector de pared, el cual forma una parte de la pared lateral del hueco de la matriz y con ello de la zona de huecos.

Como se ha explicado más arriba la palanca presenta una cara exterior que forma un ángulo agudo con la dirección de compresión y se conduce sobre una superficie antagónica debidamente inclinada que discurre hacia fuera en sentido contrario a la dirección de compresión. Esta superficie antagónica está dispuesta en el interior de la carcasa en la cual está ubicada la matriz. Si ahora actúa el esfuerzo de compresión, a través de la pieza de trabajo, sobre la palanca, entonces la palanca se desplaza sobre la superficie inclinada en la dirección de compresión y en consecuencia migra radialmente hacia adentro, con lo que forma una zona de huecos. La palanca, incluso cuando el material de la pieza de trabajo es desalojado radialmente hacia afuera, no puede desviarse hacia arriba o radialmente hacia fuera ya que es mantenida radialmente hacia fuera con firmeza por la superficie antagónica y se impide el movimiento hacia arriba por la pieza de trabajo situada encima. Dependiendo de lo fuertemente inclinadas que estén la superficie antagónica y la cara exterior de la palanca se consiguen en este caso fuerzas de apriete muy elevadas con lo que también pueden conseguirse esfuerzos correspondientemente elevados para la conformación de la pieza de trabajo.

De preferencia se disponen al menos tres palancas distribuidas en la dirección del contorno del escote. En una disposición uniforme con esta configuración se ha de esperar una unión de la pieza auxiliar de montaje con la pieza de trabajo que puede ser solicitada con uniformidad en todas las direcciones.

De un modo preferente se prevén sectores de pared estacionarios entre los sectores de pared móviles, los cuales discurren sustancialmente paralelos a la dirección de compresión. Con ello, a lo largo de la pared del escote de la matriz, se producen únicamente sectores individuales en los cuales está presente un hueco. En los restantes sectores de pared se produce una conformación en forma de cilindro de la pieza de trabajo sobre la cara opuesta a la pieza auxiliar de montaje. Esto produce un seguro contra el giro con una resistencia relativamente elevada. El desmoldado, es decir, la extracción de la pieza de trabajo de la matriz, queda facilitado. Se puede extraer la pieza de trabajo en las zonas donde los sectores de pared discurren paralelos a la dirección de compresión, sencillamente en sentido contrario a la dirección de compresión. Tan solo en las restantes zonas es necesario mover hacia fuera las palancas. Otra ventaja consiste, como se ha explicado en relación con el procedimiento, en que para la configuración de los huecos existe más material disponible. Con esto es posible hacer que sea mayor el recubrimiento de los huecos hacia fuera, es decir perpendicularmente a la dirección de compresión. Esta posibilidad se produce porque material de las zonas con sectores de pared estacionarios se puede desplazar al interior de las zonas de hueco.

Preferentemente, la matriz presenta un seguro contra la caída hacia fuera para cada palanca. Este seguro contra la caída hacia fuera tiene dos ventajas. Por una parte, al extraer una pieza de trabajo de la matriz ya no se tiene que tener cuidado de que las palancas permanezcan retenidas en la matriz. Estas se sujetan mucho mejor mediante el seguro contra la caída hacia fuera. Por la otra parte, ahora también se puede usar la matriz ``al revés'', es decir, colocar la pieza auxiliar de montaje sobre la pieza de trabajo, desde abajo, visto en la dirección de la fuerza de gravedad. Con ello se consigue una elevada flexibilidad en relación con la posición de montaje durante la operación del dispositivo.

De una forma ventajosa el troquel presenta un escote en el que penetra un vástago de la pieza auxiliar de montaje y que está rodeado de una superficie de apriete, de modo que la pieza auxiliar de montaje presenta un apoyo auxiliar que está en contacto con la superficie de apriete. Con ello se puede conseguir que la pieza auxiliar de montaje sea conducida precisamente por el troquel. Pero la carga se puede limitar a las zonas de la pieza auxiliar de montaje que están situadas por fuera de la conducción y con ello del troquel. En particular con la utilización de roscas en la pieza auxiliar de montaje se evita con ello una deformación inadmisible de la pieza auxiliar de montaje.

Con la invención se puede conseguir que se alcance una seguridad relativamente alta frente al giro. Adicionalmente la profundidad de los huecos, es decir, la profundidad del enganche por coincidencia de forma geométrica, se puede hacer relativamente grande. El material que se necesita para esto puede proceder de las zonas en las que no hay ningún hueco. Mediante el conformado sobre las superficies activas de las palancas que forman los huecos se pueden optimizar las propiedades de fluencia y también la combinación de la pieza auxiliar de montaje y la pieza de trabajo. El tamaño y el sitio del enganche por coincidencia de forma geométrica se pueden definir y optimizar mediante la elección de las zonas de contorno predeterminadas y de la profundidad de los huecos.

La invención se describe a continuación con más detalle con la ayuda de ejemplos de ejecución favoritos en conexión con los dibujos. En ellos se muestran:

Figura 1 una vista esquemática de un dispositivo para la unión de una pieza auxiliar de montaje con una pieza de trabajo con forma de chapa,

Figura 2 una vista en planta sobre una matriz del dispositivo según la figura 1,

Figura 3 una pieza auxiliar de montaje,

Figura 4 otra forma de ejecución de una pieza auxiliar de montaje,

Figura 5 una pieza de trabajo con piezas auxiliares de montaje sujetas sobre ella,

Figura 6 una representación esquemática de la unión de dos elementos componentes con forma de chapa con ayuda de piezas auxiliares de montaje y

Figura 7 una representación acorde con la figura 1 con otra pieza auxiliar de montaje.

Figura 8 un dispositivo modificado con respecto a la figura 1,

Figura 9 una vista según la figura 2 y

Figura 10 diversas fases durante el trabajo con el dispositivo según la figura 8.

La figura 1 muestra un dispositivo 1 para la unión de una pieza 2 auxiliar de montaje con una pieza 3 de trabajo con forma de chapa.

La pieza 3 de trabajo con forma de chapa puede estar formada por una chapa de metal. Pero también puede tratarse de una pieza de trabajo en forma de placa que al menos por sectores es de un material plástico que se pueda deformar de forma parecida a la chapa de metal.

En las figuras 3 y 4 están representados ejemplos de piezas auxiliares de montaje, en donde la pieza auxiliar de montaje de la figura 3 corresponde a la figura 1.

La pieza auxiliar de montaje que está representada en la figura 3 comprende un vástago 4 con una rosca 5 exterior, constituye por tanto un perno roscado. El vástago 4 está unido con una base 6 que presenta un diámetro algo mayor que el del vástago 4. La diferencia de diámetro forma un resalte 7 auxiliar. La base 6 tiene un contorno exterior sustancialmente cilíndrico. En la cara de su fondo presenta un escote 8 que facilita la conformación, como más tarde se explicará en relación con el modo de proceder.

La figura 4 muestra una configuración alternativa de una pieza 2' auxiliar de montaje en la que las mismas piezas o partes están provistas de los mismos símbolos de referencia. El vástago 4' presenta en este caso una rosca 5' interior de modo que la pieza 2' auxiliar de montaje forma un elemento de tuerca en el que se puede instalar un tornillo, para unir el tornillo con la pieza 3 de trabajo.

En vez de las dos piezas 2, 2' auxiliares de montaje representadas pueden usarse también, naturalmente, otras piezas auxiliares de montaje, siempre que éstas presenten un perfil de sujeción, por ejemplo, una o varias ranuras y/o sobresalgan de la pieza 3 de trabajo de tal manera que pongan además a disposición una superficie de sujeción.

El dispositivo 1 con el cual se va a unir la pieza 2 auxiliar de montaje con la pieza 3 de trabajo, presenta un troquel 9 que contiene un taladro 10 en el que se puede meter la pieza 2 auxiliar de montaje. A este respecto, el diámetro del taladro 10 se ajusta al diámetro exterior del vástago 4, con lo que la pieza 2 auxiliar de montaje queda alojada en el troquel 9 con poca holgura. Alrededor del taladro 10 está dispuesta una superficie 11 de apriete con la cual el troquel 9 aprieta sobre el resalte 7 auxiliar de la pieza 2 auxiliar de montaje.

La superficie 11 de apriete está dispuesta en una cavidad 12 que está rodeada por un borde 13 que la circunda. El troquel 9 se puede mover en la dirección de la doble flecha 14. Para la explicación que se da a continuación, se utiliza la orientación de la figura 1, es decir, el troquel 9 se puede mover hacia arriba y hacia abajo. La dirección de compresión está dirigida hacia abajo.

El dispositivo 1 presenta además una matriz 15 que está dispuesta en un soporte 16 de matriz. La pieza 3 de trabajo se puede apretar sobre la matriz 15 con ayuda de pisadores 17, que están bajo la acción de muelles 18.

La matriz 15 presenta un escote 19 que está configurado básicamente como cilíndrico. El escote 19 está por tanto rodeado de sectores 20 de pared que discurren paralelos a la dirección 14 de compresión y tienen la forma de una superficie de envolvente cilíndrica. En el fondo del escote 19 está previsto un saliente 21 que facilita el flujo del material durante la unión de la pieza 2 auxiliar de montaje y la pieza 3 de trabajo, como se explicará más abajo.

La pared del contorno con forma de cilindro 20 está interrumpida por palancas 22. Una palanca 22 de este tipo está representada en la figura 1 en posición de trabajo. En esa posición su cara 33 superior queda al ras con la cara superior de la matriz 15.

La palanca 22 tiene la forma de una L puesta al revés con un brazo 23 corto y un brazo 24 largo. En la posición de trabajo está en contacto con los dos brazos sobre la matriz 15, por tanto está completamente apoyada.

El brazo 23 corto forma con su cara 25 frontal una parte de la pared de contorno del escote 19. En la posición de trabajo, esa cara 25 frontal está inclinada, de modo que se abre un poco hacia abajo, con lo que el material de la pieza 3 de trabajo puede fluir al interior de un espacio 26 libre que se forma a través de la cara 25 frontal inclinada de la palanca 22.

En la dirección del contorno están previstas cuatro palancas 22 que interrumpen la pared 20 del contorno cilíndrico del escote 19. En consecuencia, al hundir bajo presión la pieza 2 auxiliar de montaje se producen en total cuatro zonas de hueco en la pieza 3 de trabajo.

Como se puede reconocer en la figura 1, la palanca 22 está alojada con posibilidad de movimiento en la matriz 15. Ella muestra en su ``lado de atrás'', es decir, en el lado que está alejado del escote 19, un resalte 27, con lo cual la palanca se puede levantar dentro de la matriz 15 hasta que el resalte 27 choque sobre un saliente 28 de la matriz. El saliente 28 con el resalte 27 forman por tanto un seguro contra la caída hacia fuera. El saliente 28 también sirve como punto de giro o de basculamiento para la palanca 22 con lo que la palanca 22 también se puede deslizar a lo largo del saliente 28 al bascular hacia fuera.

Al levantar la palanca 22 dicha palanca 22 puede abrirse, es decir, la cara 25 frontal se puede mover hacia arriba y a la vez hacia fuera, de manera que el brazo 23 corto de la palanca 22 deja libre por completo el escote 19, con lo que la pieza 3 de trabajo se puede retirar de la matriz 15.

Para la fijación de la pieza 2 auxiliar de montaje en la pieza 3 de trabajo se inserta la pieza 2 auxiliar de montaje en el escote 10 del troquel 9. La pieza 3 de trabajo se mantiene fija sobre la matriz 15 con ayuda del pisador 17. Esa posición de salida está representada en la mitad derecha de la figura 1.

Acto seguido, el troquel 9 se baja y asienta sobre la matriz 15. El troquel 9 presiona hacia abajo la pieza auxiliar de montaje sobre su resalte 7 auxiliar. Con esto se deforma la pieza 3 de trabajo. En los sectores del escote 19 que están limitados por la pared 20 cilíndrica, se produce un ahuecamiento en forma de copa o de cubeta. Pero debido a la cara 25 frontal inclinada de la palanca 22 una parte del material fluye también al interior del espacio 26 libre y con ello forma huecos 29, como se puede reconocer en la figura 5.

Durante este proceso de conformación también se deforma la base 6 de la pieza 2 auxiliar de montaje. En la zona de los huecos 29 la base 6 forma huecos 30 con la pieza 3 de trabajo. Esta conformación está ayudada por el saliente 21 que hunde bajo presión el material de la pieza 3 de trabajo en la entalladura 8 de la base 6 de la pieza 2 auxiliar de montaje y durante la continuación del proceso de unión se encarga de que el material de la base 6 forme los huecos 30.

Puesto que el troquel 9 actúa solamente sobre el resalte 7 auxiliar de la pieza 2 auxiliar de montaje, la rosca 5 no se deforma. El movimiento de compresión cesa cuando la pared 13 que rodea al troquel 9 aprieta sobre la pieza 3 de trabajo.

Debido a que los huecos 29, 30 no son continuos en la dirección del contorno sino que están interrumpidos, es posible hacer fluir material de los sectores cilíndricos al interior de los huecos 29, 30 con lo que con esto se puede elevar la profundidad de los huecos.

En la figura 5 se puede reconocer que la pieza 2' auxiliar de montaje (figura 4) configurada como tuerca se puede montar en la pieza 3 de trabajo de un modo similar a la pieza 2 auxiliar de montaje configurada como perno. En ambos casos se produce el correspondiente hueco 30, 30' en la base 6, 6', que actúa conjuntamente con los respectivos huecos 29, 29' sobre la pieza 3 de trabajo. Con esto no solamente se produce una elevada resistencia a la tracción de embutición y a la cortadura durante la unión de la pieza 2, 2' auxiliar de montaje con la pieza 3 de trabajo, sino que debido al hecho de que los huecos están delimitados en la dirección del contorno, también se produce una resistencia relativamente grande contra el giro.

Las piezas 2, 2' auxiliares de montaje representadas también pueden estar configuradas sin rosca. En un perno eventualmente también bastan estrías u otras medidas con las cuales se pueda hacer que la superficie exterior sea fácil de agarrar. En este tipo de piezas auxiliares de montaje basta en muchos casos con colocar encima un elemento de apriete para inmovilizar la pieza que se ha de sujetar sobre la pieza 2 auxiliar de montaje. Lo mismo sirve para las piezas 2' auxiliares de montaje que están representadas a la derecha en las figuras 4 y 5, en las cuales no es absolutamente necesaria una rosca 5' interior.

En la mitad derecha de la figura 5 se puede reconocer que la unión de la pieza 2' auxiliar de montaje configurada como tuerca constituye una ventaja adicional. Es porque se produce una unión estanca entre la tuerca y la pieza 3 de trabajo, con lo cual no se necesita ninguna medida adicional para la estanqueidad.

La figura 6 muestra una de las representaciones de la unión de acuerdo con la figura 5 de piezas 2, 2' auxiliares de montaje con no solamente una pieza 3 de trabajo, sino dos piezas 3a, 3b de trabajo. Estas piezas de trabajo se sostienen mediante una unión auxiliar heterogénea, en la que la pieza 2, 2' auxiliar de montaje permanece como un resto como troquel perdido en las piezas 3a, 3b de trabajo. Las piezas 3a, 3b de trabajo están unidas entre sí con una resistencia a la tracción de embutición y de cortadura relativamente alta. La pieza 2, 2' auxiliar de montaje queda retenida de forma segura.

La figura 7 muestra un dispositivo de acuerdo con la representación mostrada en la figura 1. Las piezas iguales están provistas con los mismos símbolos de referencia. Tan solo se ha cambiado el troquel 9', a fin de alojar la pieza 2' auxiliar de montaje. En la figura 7 se puede también reconocer que en la pieza 2' auxiliar de montaje se puede presionar sobre un resalte 7' auxiliar que está dispuesto no por debajo de la rosca sino radialmente junto a la rosca. Pero debido al relativamente grande espesor de material la rosca no se deforma con la presión sino que conserva su estabilidad del vaciado de la rosca.

La figura 8 muestra una forma de ejecución modificada con respecto a la de la figura 1 de un dispositivo para la unión de la pieza 2 auxiliar de montaje con la pieza 3 de trabajo con forma de chapa. Las piezas iguales están etiquetadas con los mismos símbolos de referencia, mientras que los elementos equivalentes están marcados con rayas.

En oposición a la configuración según la figura 1, en el fondo tan solo se han hecho cambios en la forma de la palanca 22' y en la matriz 15'. La palanca 22' sigue presentando un brazo 23 corto con un lado 33 de arriba y un lado 25 frontal, en el que el lado 25 frontal forma las zonas de hueco móviles. El brazo 23 corto también está unido con un brazo 24 largo. Este brazo 24 presenta sin embargo un lado 27' externo que se puede comparar con el resalte 27 de la palanca según la figura 1 que en sección forma una línea recta según la figura 8. En la sección transversal también puede, por supuesto, como se desprende de la figura 9, estar redondeado con forma de semicírculo. Este lado 27' externo no discurre paralelo a la dirección 14 de compresión, sino que está inclinado hacia ella, formando por tanto con la dirección 14 de compresión un ángulo agudo, con lo que la correspondiente pared 34 de la matriz está alineada de tal manera que el correspondiente escote, que está limitado por la pared 34, se abre radialmente hacia arriba, esto es, hacia el troquel 9. En consecuencia la palanca 22', cuando es levantada, se mueve radialmente hacia fuera. Este movimiento está limitado por un anillo 35 que está dispuesto por debajo del saliente y sobre el cual aprieta un saliente 36 de palanca en el extremo inferior de la palanca 22' cuando la palanca 22' ha sido retirada hacia arriba lo suficientemente lejos. Esto se explicará con ayuda de la figura 10. La figura 10A representa la situación que se produce cuando la pieza 2 auxiliar de montaje ha sido metida a presión en la pieza 3 de trabajo y se han formado las correspondientes zonas 29 de hueco. La pieza 3 de trabajo presiona en este caso sobre el lado 33 de arriba de la palanca 22', de tal manera que la palanca 22' se mantiene firmemente en la matriz 15' y no se puede desviar radialmente.

Al finalizar el proceso de montaje se levanta la pieza 3 de trabajo. Puesto que la zona 29 de huecos realmente no pasa a través de la abertura que dejan libre entre sí las palancas 22' en su lado superior, se levantan las palancas 22' junto con ella y se extraen de la matriz 15' en la dirección de compresión (en dirección vertical, en el ejemplo de ejecución representado). En este caso se mueven radialmente hacia fuera, como se puede reconocer en la figura 10b.

Al final de este movimiento, el saliente 36 de la palanca aprieta sobre el anillo 35. Por tanto, estas dos piezas forman juntas un seguro contra la caída hacia fuera. El anillo 35 está posicionado de tal manera que al final del movimiento la abertura entre dos palancas 22' situadas una frente a otra es tan grande que se pueden extraer las zonas 29 de huecos. Esto se puede reconocer en la figura 10c.

La figura 10d muestra la situación después de que la pieza 3 de trabajo ha sido extraída por completo. En ese momento, las palancas 22' pueden recaer de nuevo en la matriz 15' con lo que el escote 19 con las paredes laterales móviles formadas por las palancas 22' queda nuevamente disponible para un nuevo proceso de montaje.

Claims (18)

1. Procedimiento para la fijación de una pieza (2; 2') auxiliar de montaje sobre una pieza (3; 3a, 3b) de trabajo con forma de chapa, en el que la pieza auxiliar de montaje con una base (6; 6') se introduce a presión por una cara en la pieza de trabajo (3; 3a; 3b) soportada sobre una matriz (15) que presenta un escote (19) y la deforma dándole forma de cubeta caracterizado porque el escote (19) de la matriz presenta sectores (20) de pared que discurren paralelos a la dirección (14) de compresión y está interrumpido por partes de la matriz (palancas 22, 22') que forman huecos (26) hacia los que fluye material de la base (6; 6') y de la pieza (3; 3a, 3b) de trabajo y forma zonas de hueco (29, 30) de la base y la pieza de trabajo que están limitadas en la dirección del contorno.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque hace fluir material de zonas sin huecos a zonas con huecos (29, 30).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en el lado exterior de la pieza de trabajo (3; 3a; 3b) situado enfrente de la pieza (2; 2') auxiliar de montaje se producen sectores de pared que discurren paralelos a la dirección (14) de compresión.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque al presionar sobre la pieza (3; 3a, 3b) de trabajo se produce una fuerza de cierre sobre al menos una parte (22; 22') de la herramienta y al retirar la unidad formada por la pieza de trabajo y la pieza auxiliar de montaje se produce una fuerza de apertura sobre la parte (22; 22') de la herramienta que está dispuesta en la zona de un hueco (29, 30).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se producen tres o más zonas (29; 30) de hueco.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la presión sobre la pieza (2; 2') auxiliar de montaje se aplica sobre un apoyo (7; 7') auxiliar.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el apoyo (7) auxiliar está dispuesto contiguo a la pieza de trabajo.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque entre la pieza (3a) de trabajo y la pieza (2; 2') auxiliar de montaje se dispone al menos otra pieza (36) de trabajo con forma de chapa que igualmente se deforma en forma de cubeta con huecos limitados en la dirección del contorno.

9. Dispositivo para la fijación de una pieza (2; 2') auxiliar de montaje sobre una pieza (3; 3a, 3b) de trabajo con forma de chapa, con una matriz (15) que presenta un escote (19), y con un soporte (9) para la pieza (2; 2') auxiliar de montaje que está dispuesto alineado con el escote (19) y se puede mover con relación a la matriz en una dirección (14) de compresión, caracterizado porque la pared (20) del contorno del escote (19) presenta sectores (25) de pared móviles que están dispuestos en palancas (22; 22'), en donde las palancas (22; 22') se pueden mover mediante presión en la dirección (14) de compresión a una posición de trabajo y allí se pueden inmovilizar y formar zonas (26) de hueco, y mediante un movimiento en sentido contrario a la dirección (14) de compresión de la unidad formada por la pieza (3; 3a, 3b) de trabajo y la pieza (2; 2') auxiliar de montaje se pueden mover a una posición de desbloqueo, en la que las zonas (26) de hueco se desbloquean por completo, y porque entre los sectores (25) de pared móviles están previstos sectores (20) de pared estacionarios, y porque las palancas presentan una cara (27') exterior que forma un ángulo agudo con la dirección (14) de compresión y está conducido sobre una superficie (34) antagónica debidamente inclinada que discurre hacia fuera en sentido contrario a la dirección (14) de compresión.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque las palancas (22) presentan una cara (33) superior sustancialmente plana que en la posición de trabajo es perpendicular a la dirección (14) de compresión y está situada en el mismo plano que la cara superior de la matriz (19).

11. Dispositivo según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque todas las palancas (22) están configuradas como palancas (20) angulares.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque la palanca angular presenta un brazo (23) corto en el que está dispuesto el sector (25) de pared y un brazo (24) largo en el que se encuentra un eje de giro o una zona de giro.

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque están dispuestas al menos tres palancas (22; 22') distribuidas en la dirección del contorno del escote (19).

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque los sectores (20) de pared estacionarios discurren sustancialmente paralelos a la dirección (14) de compresión.

15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado porque la matriz (15) presenta un seguro (35, 36) contra la caída hacia fuera para cada palanca (22; 22').

16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque el seguro contra la caída hacia fuera está formado por un saliente (35) anular en un poste central de la matriz, el cual aprieta sobre un saliente (36) de la palanca en el extremo inferior de cada palanca (22') cuando la palanca se retira lo suficientemente lejos de la matriz.

17. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 16, caracterizado porque el troquel (9) presenta un escote (10) en el que penetra un vástago (4, 4') de la pieza (2, 2') auxiliar de montaje y que está rodeado por una superficie (11) de presión, en donde la pieza (2; 2') auxiliar de montaje presenta un apoyo (7; 7') auxiliar que está en contacto con la superficie (11) de presión.

18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 17, caracterizado porque la matriz (15) presenta un saliente (21) en el fondo del escote (19) que introduce a presión el material de la pieza (3; 3a, 3b) de trabajo en una entalladura (8; 8') de la base (6; 6') de la pieza (2; 2') auxiliar de montaje y se encarga de que el material de la base forme las zonas (30) de huecos.